文／卢熠，罗鸿飞，吴永安，王华东·贵州航宇科技发展股份有限公司

低压涡轮机匣(图1）是航空发动机关键零件，该零件为碗状，属典型大锥形、大高度异形环件，大、小头截面面积差异大，零件壁厚薄，加工时易产生变形。零件材料为IN718，该合金在锻造过程中，过程参数如加热温度、保温时间、转移时间、工模具预热温度、轧制曲线、终锻温度等控制对其性能及一致性影响极大。采用传统方式生产该类锻件是先将坯料制备成矩形，通过等截面转换的方式，利用掰形冲头将锻件制成异形中间坯后，再通过异形轧制的方式成形。采用该方式生产的锻件材料利用率低、制造成本高、加工后及使用过程中易变形。

图1 低压涡轮机匣零件示意图

目前，用于国产商用航空发动机的低压涡轮机匣投料重量为1327kg，锻件重量为1122kg，交付重量为577kg，锻件材料利用率仅为51%，环轧件到零件的材料利用率低于15%。此次试制的低压涡轮机匣锻件通过整体精密成形(图2），低压涡轮机匣锻件重量降低至650kg，锻件材料利用率可提升至80%，节约原材料约580kg，仅原材料节约降低成本20 多万元，大幅降低低压涡轮机匣制造成本。

关键技术

异形坯料胀形制坯技术

图2 机匣毛坯对比

低压涡轮机匣难以采取矩形截面环形中间坯直接轧制成形，需要制成矩形坯料后再胀形实现分料。该技术关键点是矩形中间坯设计及胀形模具设计，中间坯的设计需考虑制坯时的可行性及成形后的材料分配，通过两套胀形冲头及胎模逐步增大坯料斜度、成形大头外法兰，得到满足要求的异形坯料。……