高 瑾 陳金平 劉興宇

（1.空裝西安局某軍事代表室，西安 710021；2.西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)有限公司，西安 710021）

航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子部件和靜子部件之間的氣流密封，常采取蜂窩結(jié)構(gòu)密封[1]。蜂窩在加工和清洗過程中必定會(huì)產(chǎn)生多余物進(jìn)入蜂窩晶格。當(dāng)晶格較小、深度較大時(shí)，進(jìn)一步增大了清洗難度。某型發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中的重要部件前封嚴(yán)環(huán)包含4 層蜂窩，蜂窩晶格小（邊距尺寸為0.8 mm），蜂窩深約35 mm。本文重點(diǎn)研究如何有效對(duì)蜂窩晶格多余物進(jìn)行控制和清理。

1 前封嚴(yán)環(huán)蜂窩簡介

前封嚴(yán)環(huán)屬于燃燒室中的重要部件，起氣封作用，確保發(fā)動(dòng)機(jī)效率和冷卻效果。所以，設(shè)計(jì)上在其內(nèi)孔通過電子束焊焊接了4 層蜂窩，再利用電火花磨削，將內(nèi)徑方向加工至設(shè)計(jì)圖尺寸，以保證其與轉(zhuǎn)子的間隙要求。前封嚴(yán)環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)物，見圖1。在加工過程中，要將零件整體放置在容易產(chǎn)生殘留物的溶液中。加工完成后，需清理蜂窩。蜂窩為小晶格結(jié)構(gòu)，蜂窩材料為GH536，蜂窩晶格邊距為0.8 mm，蜂窩壁厚為0.5 mm，蜂窩深約為35 mm。蜂窩結(jié)構(gòu)見圖2。

2 前封嚴(yán)環(huán)蜂窩清理難點(diǎn)

2.1 蜂窩晶格尺寸小

前封嚴(yán)環(huán)包含4 層蜂窩，蜂窩為小晶格結(jié)構(gòu)，蜂窩材料為GH536，蜂窩晶格邊距為0.8 mm，蜂窩壁厚為0.5 mm，蜂窩深約為35 mm。因蜂窩層數(shù)多，晶格邊距小，手工鉗工去除的方式效率低。然而，蜂窩壁厚僅為0.5 mm，采用振動(dòng)光飾等高效去除方式極易導(dǎo)致蜂窩壁變形坍塌，故不可取[2-10]。

2.2 多余物成分多樣性

前封嚴(yán)環(huán)加工工藝過程長，蜂窩內(nèi)的多余物可能是在電火花蜂窩處產(chǎn)生，也可能是在磨蜂窩前的機(jī)械加工處產(chǎn)生，還可能是在后續(xù)的清洗工序清洗液殘留處產(chǎn)生[11]。因此，需要知道蜂窩多余物的成分，以便采取合適的方式去除多余物和規(guī)避多余物的產(chǎn)生。

3 前封嚴(yán)環(huán)蜂窩多余物控制

3.1 磨蜂窩加工過程分析

磨蜂窩前的所有機(jī)械加工工序中，用防護(hù)膠帶防護(hù)蜂窩，防止機(jī)械加工過程中多余物進(jìn)入蜂窩。用電火花磨加工代替正常磨加工，可減少磨加工過程中多余物的產(chǎn)生。磨加工后安排一道清理工序和兩道清洗工序，減少多余物的產(chǎn)生，其中清理工序?yàn)殂Q工去除電火花加工中的黑斑。第一道清洗工序?yàn)榉涓C雜質(zhì)及殘留物。第二道清洗工序?yàn)槌暡ㄇ逑?，主要作用是將第一道清洗工序的清洗劑清洗干凈[12-14]。

具體主要工藝過程如下：機(jī)械加工（對(duì)蜂窩防護(hù)）→磨蜂窩→鉗工清理蜂窩→清洗蜂窩雜質(zhì)及殘留物→超聲波清洗→檢查蜂窩→檢驗(yàn)→清洗、油封、入庫。

3.2 蜂窩多余物成分確定

為找到殘留物產(chǎn)生的原因，先從殘留物的成分出發(fā)，利用pH 試紙檢查殘留物殘?jiān)芤?，發(fā)現(xiàn)殘留物為弱堿性。從前封嚴(yán)環(huán)的加工工藝入手，逐個(gè)分析工序，特別是使用堿性溶液或者堿性輔助材料的工序，以期找到殘留物產(chǎn)生的工序及原因，便于從工序入手進(jìn)行殘留物的控制及清除工作[15-24]。

通過pH 試紙?jiān)囼?yàn)后分析，蜂窩表面白色或黃褐色物體殘留應(yīng)為堿性清洗劑殘留。堿性清洗劑殘留在某個(gè)使用堿性清洗劑或者堿性輔助材料工序完成后，以液體形式存在于蜂窩的各個(gè)地方，特別是倒角處。隨著自然干燥，在經(jīng)過一定時(shí)間后，堿性清洗劑析出變成固體殘留粘在零件表面。綜上所述，堿性清洗劑或者堿性輔助材料的使用，導(dǎo)致零件蜂窩表面有堿性殘留物的存在。

經(jīng)過分析該零件的加工工藝，該零件在加工過程中沒有使用到堿性輔助材料，如堿性的清洗劑等?？梢?，堿性殘留物的發(fā)生只能是在工序的清洗過程中產(chǎn)生的。

對(duì)兩道清洗工序進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)磨蜂窩清理后的第一道清洗工序使用的清洗液成分為堿性清洗劑。該工序清洗的主要作用是將蜂窩內(nèi)部的殘留物清洗干凈。第二道清洗工序?yàn)槌暡ㄇ逑?，主要作用是將第一道清洗工序的清洗劑清洗干凈。超聲波清洗使用的液體為中性，故多余物主要為第一道清洗工序的堿性清洗劑殘留。

3.3 蜂窩多余物清洗控制方案

經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該殘留物在80 ～150 ℃時(shí)析出，變成沒有黏性的粉末。因此，通過增加加溫爐烘烤的方式可以將零件蜂窩內(nèi)部的殘留堿性清洗劑烘干，從而消除殘留堿性清洗劑析出到蜂窩表面的問題[25-29]。

按照試驗(yàn)流程，先確定前封嚴(yán)環(huán)是否可以承受80 ～150 ℃而不會(huì)造成零件的損傷，發(fā)現(xiàn)該零件在中轉(zhuǎn)熱處理進(jìn)行20 工序真空時(shí)效時(shí)，溫度在600 ～775 ℃?？梢?，烘烤的溫度80 ～150 ℃不會(huì)對(duì)零件產(chǎn)生任何影響。此外，通過正交對(duì)比試驗(yàn)[6]，確定具體的溫度范圍及烘烤的時(shí)間。如表1 所示，其中溫度范圍按照車間現(xiàn)有加熱爐的溫度范圍分為80 ～100 ℃、100 ～140 ℃和140 ～150 ℃。經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，編號(hào)為7 的參數(shù)清除效果最好，執(zhí)行起來最經(jīng)濟(jì)，故選定此參數(shù)。

4 改進(jìn)效果及應(yīng)用推廣

經(jīng)過跟蹤統(tǒng)計(jì)改進(jìn)實(shí)施后的加工及入庫情況可知，自改進(jìn)至今共入庫600 余件，均未發(fā)生有蜂窩多余物問題。該技術(shù)已推廣應(yīng)用于其他系列機(jī)型的前封嚴(yán)環(huán)蜂窩，均未出現(xiàn)蜂窩多余物問題。

5 結(jié)語

通過在磨蜂窩前對(duì)蜂窩進(jìn)行防護(hù)，可防止機(jī)械加工過程中多余物進(jìn)入蜂窩。用電火花磨加工代替正常磨加工，可減少磨加工過程中多余物的產(chǎn)生。磨加工后，建議安排一道清理工序和兩道清洗工序。最終，采取加溫爐烘烤的方式，可杜絕前封嚴(yán)環(huán)蜂窩多余物問題的發(fā)生。