韩 钊 房晓龙 朱 荻

南京航空航天大学机电学院，南京，210016

0 引言

钛铝金属间化合物具有低密度(3.9～4.2 g/cm3)、高比强度、高比刚度以及优异的抗蠕变性、抗氧化性和耐燃性，已成为航空发动机镍基高温合金零部件的良好替代品。随着材料综合性能的提高，TiAl材料逐渐被广泛应用在新型航空发动机叶片上。美国通用电气(GE)公司率先采用 TiAl材料制作低压涡轮(low pressure turbine，LPT)的第6、7级叶片用于GE-nx商用发动机[1]。2014年，CFM国际公司采购TiAl低压涡轮转子叶片用于LEAP-X发动机[2]。

涡轮叶片的叶冠和榫头以及涡轮盘的榫槽加工难度大，目前被广泛应用的加工方法是精密拉削和缓进磨削，然而拉削各种复杂型面的难加工金属需要与之匹配大量拉刀，并且拉刀损耗严重，成本高昂。机械加工钛铝金属间化合物[3]极易发生由高温切削热导致的表面氧化反应，并形成厚度大于100 μm的硬化层。磨削加工因具有较差的延展性，被认为对钛铝延展性不敏感而优于其他切削方法，但磨削加工中容易出现表面烧伤[4]。电火花线切割(wire electric discharge machining，WEDM)技术在榫头/榫槽等零件上的研究应用也取得了较大进展[5]，但依然有热影响区、重铸层和微裂纹等表面加工缺陷存在的风险[6]。电解加工(electrochemical machining，ECM)具有无刀具磨损和机械力、高材料去除率、不受材料机械性能影响、高表面质量等优点，适合于加工高温合金、钛合金和钛铝合金等难切削加工材料。顾大维等[7]针对Ti-48Al-2Cr-2Nb材料进行了脉冲电解加工试验，获得了较好的表面质量。WANG等[8]针对Ti-48Al-2Cr-2Nb和TiAl 45XD两种材料进行了电解加工后的材料表面质量研究，结果表明，电解加工消除了表面硬化层，减小了表面残余应力，高电流密度下的表面质量较佳。……