【作 者】秦彬;王子銘;于建華;張渝;李勛

　　粉末高溫合金因具有較好的抗高溫力學性能和抗疲勞蠕變性能，逐漸成為航空發(fā)動機高溫承力動部件的首選材料。與第 1 代相比，我國第 2 代粉末高溫合金FGH96 具有更好的高溫抗裂變能力，能夠滿足航空發(fā)動機高推重比、長壽命的要求，已經被廣泛應用于制造航空發(fā)動機的渦輪盤部件 [1]。優(yōu)異的材料性能也使粉末高溫合金成為典型的難加工材料，尤其是針對渦輪盤樅樹形榫槽的加工，機械加工難度更大 [2]。

　　目前，粉末高溫合金渦輪盤榫槽以拉削加工為主 [3–4]，拉削加工因其高效率的優(yōu)勢成為榫槽加工的首選方式。德國的 Klocke 等 [5] 通過分析拉刀的磨損機理，提出了硬質合金機加刀齒的拉刀結構，進一步提高了拉刀的使用效率和加工能力，隨著高速側拉的出現，其團隊對榫槽進行高速拉削試驗，證明了高速拉削比普通拉削加工效率高，加工后榫槽表面質量好 [4]。但拉削加工的劣勢也十分明顯，如拉刀的尺寸較長、磨損快、成本高、制造周期長、工藝靈活性差等 [6]。

　　隨著線切割技術的發(fā)展，精密線切割技術也慢慢被應用到渦輪盤榫槽的加工中 [7]。Klocke 等 [5，8–10] 深入研究了精密線切割技術在榫槽加工方面的應用問題，通過對現有設備的改造與升級，增加專用的控制系統(tǒng)，得到了較好的試驗結果。精密線切割后的榫槽輪廓度能夠達到±0.1 mm，但榫槽表面粗糙度較大，在某些范圍內，試件的疲勞性能與拉削加工完成的試件基本相當 [11]。郭偉彬等 [12] 利用電火花加工粉末高溫合金 FGH96 材料，通過 SEM 微觀分析發(fā)現，夾雜物是造成粉末高溫合金疲勞壽命降低的主要原因。

　　雖然精密線切割過程基本不受切削力的影響，但加工完成后，粉末高溫合金榫槽表面會出現不同程度的重鑄層，會影響高溫承力動部件抗疲勞性能 [11]，也限制了精密線切割技術在粉末高溫合金渦輪盤榫槽領域的發(fā)展。隨著高速精密磨削技術的發(fā)展，羅·羅公司的

Aspinwall 等 [13] 明確指出拉削加工渦輪盤榫槽的缺點，提出利用超硬磨料砂輪對 Udimet 720 榫槽進行磨削加工，發(fā)現刀具磨損小、表面粗糙度低，證明了成形砂輪進行榫槽精密磨削加工可行性。美國的 Curtis 等 [14] 提出了利用杯型砂輪進行榫槽結構成形磨削加工的原理性工藝方法，但是并未采用這種方法進行實際榫槽的磨削驗證性試驗。

　　通過以上研究成果可以發(fā)現，各種渦輪盤榫槽加工方法有不同的優(yōu)缺點，也表明成型砂輪對榫槽加工的可能性，但是針對 FGH96 渦輪盤榫槽成形磨削加工方法及其加工精度的研究還很少。本文利用電鍍 CBN 成形砂輪針對線切割粗加工后的榫槽進行精密磨削加工，通過單側輪廓局部成形磨削榫槽試驗驗證該加工工藝方式實現 FGH96 渦輪盤榫槽加工的可行性，為粉末冶金高溫合金榫槽的精密加工提供了靈活、便捷且行之有效的工藝方法。

　　【結 論】

　?。?）針對線切割粗加工后的渦輪盤榫槽，采用電鍍CBN 成形砂輪能夠實現榫槽的精密磨削加工，磨削加工后榫槽輪廓的關鍵尺寸和表面粗糙度能夠滿足設計要求。

　?。?）與線切割加工相比，FGH96 榫槽磨削加工后的表面沒有重鑄層，能夠避免因重鑄層內部存在裂紋而影響榫槽的疲勞性能的加工質量問題。

　?。?）采用 400# 電鍍 CBN 砂輪粗磨、600# 電鍍 CBN砂輪精磨的工藝方法能夠滿足渦輪盤榫槽的加工表面質量要求，精磨后榫槽的表面粗糙度 Ra 可以達到 0.56 μm，榫槽的關鍵結構尺寸完全滿足設計要求，從而實現 FGH96 渦輪盤榫槽的精密、低成本加工，為新型號航空發(fā)動機渦輪盤的快速研制提供一種行之有效的工藝方法。

　　以下是正文：