01.06.2023
1. АО «ОДК» Производственный комплекс «Салют», Москва, Россия
2. ООО «Технокерамика», дер. Верховье Калужская обл., Россия
Надежность и долговечность газовых турбин при производстве газотурбинных двигателей решается за счет применения жаропрочных никелевых сплавов. Для сокращения расходов на весь жизненный цикл двигателя необходимо постоянно улучшать и удешевлять технологический процесс изготовления его деталей (например, литых лопаток). Надежность литых лопаток зависит от их качества, которое определяется (кроме типа используемого металлического сплава) технологическим процессом их литья в керамические оболочковые формы, в основном из белого электрокорунда. Литейные формы должны обеспечивать получение качественных отливок с высокой размерной точностью. В серийной послойной технологии изготовления форм по выплавляемым моделям имеются две основных операции с применением огнеупорного материала: приготовление суспензии для нанесения слоев керамического покрытия и обсыпка каждого слоя покрытия. Состав суспензии: гидролизованный этилсиликат (исходное сырье ЭТС-40, ГОСТ 26371) и наполнитель из электрокорундовых порошков (или из дистен-силлиманитового концентрата) по ТУ 3988-075- 00224450-99, ГОСТ 28818 и ТУ У 14-10-017-98.
Основным производителем электрокорундовых порошков является АО «Русал», а дистен-силлиманитового концентрата — Украина. Для расширения возможности использования электрокорундовых порошков других производителей проведены технологические исследования при изготовлении литейных форм с применением электрокорундовых порошков производства ООО «Технокерамика».
Для изготовления суспензии использовали порошки фракций F1200, F360 и F280, основной фазой которых, как и в серийных порошках, является α-А1203. Для обсыпки слоев керамического покрытия использовали порошки F70 и F36. При изготовлении литейных форм из опытных порошков полностью сохранены технологические параметры серийного процесса их получения и технические свойства литейных форм. Прочность материала опытных форм, предназначенных для литья лопаток равноосной структуры, 124-146 кг/см2, а для серийных 115-132 кг/см2. Материал форм для литья лопаток направленной структуры имел прочность 190-270 кг/см2, а у серийных форм 98-133 кг/см2.
Формы испытаны при литье деталей равноосной и направленной структур из никелевых сплавов, содержащих легирующие химически активные добавки металлов Cr, Re, W, Mo, TI, Со и др.. Полученные отливки по химическому составу и механическим свойствам (кратковременная и длительная прочность) соответствовали применяемым сплавам ЖС6У-ВИ ВЖЛ12У-ВИ - равноосная структура, ЖС26-ВИ и ЖС32-ВИ — направленная структура, что отвечает требованиям нормативных документов ОСТ и ТУ. Все отливки, изготовленные в опытных и серийных фор мах, прошли технический контроль на металлургические дефекты. Количественные значения дефекта практически одни и те же как на опытных отливках так и на серийных.
Таким образом, отливки деталей из жаропрочных никелевых сплавов, выплавленные в литейных керамических формах из электрокорундовых порошков ООО «Технокерамика», соответствуют техническим требованиям, предъявляемым к авиационные деталям газотурбинных двигателей. По результатам проведенных работ электрокорундовые порошки, вы пускаемые ООО «Технокерамика», предложены для серийного производства турбинных лопаток и других деталей из жаропрочных сплавов.