航空发动机制造中使用的材料和工艺

飞机发动机制造中使用的材料和工艺

飞机喷气发动机或活塞发动机的制造需要将原材料转化为极其可靠的精确机器。这需要使用多种高强度材料。所使用的制造方法既有传统的，也有独特的。

大多数飞机发动机主要由金属部件构成。但近年来，某些部件开始采用塑料复合材料。在需要强度和重量轻的地方（通常是结构部件、发动机框架和压气机部分），则使用各种铝合金和钛合金。另一方面，对于需要耐高温和耐腐蚀的部件（通常在燃烧器和涡轮部分），则使用钴、铬和镍合金等高温金属。中间位置需要使用多种合金钢。

实际上，所有已知的金属加工和机械加工操作都用于飞机发动机的制造。

这包括

其他工艺包括电镀、金属表面处理（铬化、阳极氧化等）、热（等离子或火焰）喷涂和热处理。由于所使用的合金硬度高、强度大，而且形状奇特复杂，公差精确，因此不可避免地需要进行更严格、更具挑战性的加工。

化学和电化学铣削、电子束焊接、激光钻孔和放电加工是飞机发动机制造中使用的一些较为独特的金属加工工艺。

通过化学和电化学铣削，大面积表面的金属被去除，从而形成或保留轮廓。根据具体合金的不同，工件会被放置在腐蚀性或电解质浴中，或高浓度的受控酸中。电化学或化学反应将导致金属去除。化学铣削通常用于机翼锻造后，在不破坏轮廓的情况下使壁厚达到规范要求。

这些工艺用于在硬金属上制作复杂的轮廓和小直径孔。燃烧器和涡轮机部件是需要开孔进行冷却的常见部件。电火花放电的高频热机械作用有助于去除金属。该过程在介电油或矿物油浴中进行。

当需要在难以达到的几何形状上进行深度焊接时，可采用电子束焊接。在真空室中聚焦和加速的电子束会产生焊缝。被电子动能击中的工件会转化为焊接所需的热量。

飞机发动机的可靠性是通过在制造过程中和最终产品上进行的一系列测试、检验和质量控制程序来确定的。通常的检测方法包括超声波、荧光渗透、射线和磁粉。这些方法用于检测部件的裂缝或内部缺陷。在将组装好的发动机交付给客户之前，要对其进行测试。