航空发动机钛合金筒体加工工艺研究

筒体是发动机上的重要零件，结构复杂，尺寸精度及形位公差要求高。由于用TC6钛合金材料制成，切削性能较差，其质量直接影响组件的强度及密封性。文章对钛合金筒体的结构特点、材料特点、工艺特点等进行深入分析，從加工方法的选择、刀具选择、定位装夹等方面介绍了钛合金筒体加工工艺，为同类零件的加工提供参考。

标签：钛合金筒体；内孔；密封槽

1 概述

作动筒主要由筒体、活塞杆组成，在航空发动机上的主要功能是通过活塞杆在筒体内的直线往复运动，将液压能转换成机械能，推动加力燃烧室的调节环移动。其中作动筒筒体的加工精度对整个组件的运动灵活性和工作可靠性有着直接影响。因此如何提高作动筒筒体的加工质量是关系到发动机工作可靠性的关键之一。文中针对航空发动机钛合金作动筒筒体（如图1）的加工工艺进行了梳理和总结。

2 钛合金作动筒筒体工艺分析

2.1 材料分析

筒体是用TC6钛合金材料制成，钛合金材料由于导热性、塑性较低，弹性模量小等特点，切削性能较差；钛合金磨削时温度高，磨削力大，砂轮黏附现象严重，因此通常工艺上对钛合金材料不选择磨削的加工方法。由于钛合金自身的切削性能特点，在加工方法的确定、刀具选择、切削参数的选取及切削液的使用方面要考虑很多因素，给工艺路线安排和加工都带来了一定的难度。

2.2 结构与精度分析

如图1所示，此钛合金筒体从结构上属于整体结构，零件两端的外部各有一对接嘴，大端内孔部位壁厚较薄，属于薄壁结构，在加工中极易变形，影响加工精度。

2.2.1 内孔分析。筒体内孔是作动筒的主要工作表面之一，它的尺寸精度、形状精度要求均比较高。但由于零件属于薄壁件，最小壁厚2mm左右，内孔尺寸精度要求7级，表面粗糙度要求Ra0.20μm，对基准的跳动要求为0.03mm；且零件外部带有接嘴（如图1），这种结构对加工时的定位装夹提出了更高的要求。

2.2.2 密封槽的要求。筒体密封槽的尺寸和形状精度直接影响筒体装配后的密封性能，因此设计图对密封槽的尺寸精度及表面粗糙度要求也较为严格，而且对于槽口尖边也需要严格控制，避免划伤槽内的密封圈，影响密封；同时对4

先进航空发动机关键制造技术研究

ARTICLES 学术论文引言航空发动机的设计、材料与制造技术对于航空工业的发展起着关键性的作用，先进的航空动力是体现一个国家科技水平、军事实力和综合国力的重要标志之一。随着航空科技的迅速发展，面对不断提高的国防建设要求，航空发动机必须满足超高速、高空、长航时、超远航程的新一代飞机的需求。近年来，航空工业发达国家都在研制高性能航空发动机上投入了大量的资金和人力，实施一系列技术开发和验证计划，如“先进战术战斗机发动机计划（ATFE ）”、“综合高性能涡轮发动机技术（IHPTET ）计划”及后续的VAATE 计划、英法合作军用发动机技术计划（AMET ）等。在这些计划的支持下，美国的F119、欧洲的 EJ200、法国的M88和俄罗斯的AL-41F 等推重比10 一级发动机陆续问世。为了提高发动机的可靠性和推力，先进高性能发动机采用了大量新材料，且结构越来越复杂，加工精度要求越来越高，对制造工艺提出了更高的要求。而且，在新一代航空发动机性能的提高中，制造技术与材料的贡献率为 50%~70%，在发动机减重方面，制造技术和材料的贡献率占70%~80%，这也充分表明先进的材料和工艺是航空发动机实现减重、增效、改善性能的关键。 1 航空发动机的材料、结构及工艺特点在提高发动机可靠性和维护性的同时，为了提高发动机的推力和推重比，航空发动机普遍采用轻量化、整体化结构，如整体叶盘、叶环结构。钛合金、镍基高温合金，以及比强度高、比模量大、抗疲劳性能好的树脂基复合材先进航空发动机关键制造技术研究黄维，黄春峰，王永明，陈建民（中国燃气涡轮研究院，四川江油 621703） Key manufacturing technology research of advanced aero-engine HUANG Wei ，HUANG Chun-feng ，WANG Yong-ming ，CHEN Jian-min （China Gas Turbine Establishment ，Jiangyou 621703，China ） Abstract ：This paper describes the features of aero-engine material ，structure and technology ，and then ，development status and trend of key manufacturing technology for advanced aero-engine was analyzed. Finally ，the development of advanced aero-engine manufacturing technology in China is introduced and some proposals are put forward. Key Words ： aero-engine ，manufacturing ，summarization 作者简介：黄维（1982—），男，四川仁寿人，中国燃气涡轮研究院助理工程师，主要从事工艺技术研究。E-mail ：huangwei611@https://www.360docs.net/doc/5d6927172.html,

钛合金特性及加工办法

精心整理钛合金特性及加工方法钛合金以其强度高、机械性能及抗蚀性良好而成为飞机及发动机理想的制造材料，但由于其切削加工性差，长期以来在很大程度上制约了它的应用。随着加工工艺技术的发展，近年来，钛合金已广泛应用于飞机发动机的压气机段、发动机罩、排气装置等零件的制造以及飞机的大梁隔框等结构框架件的制造。我公司某新型航空发动机的钛合金零件约占零件总数的11％。本文是在该新机试制过程中积累的对钛合金材料切削特性以及在不同加工方法下表现出的具体特点的认识及所应采取工艺措施的经验总结。 1钛合金的切削加工性及普遍原则钛合金按金属组织分为a 相、b 相、a+b 相，分别以TA ，TB ，TC 表示其牌号和类型。我公司某新型发动 600 损严重。要保持刀刃锋利，以保证排屑流畅，避免粘屑崩刃。切削速度宜低，以免切削温度过高；进给量适中，过大易烧刀，过小则因刀刃在加工硬化层中工作而磨损过快；切削深度可较大，使刀尖在硬化层以下工作，有利于提高刀具耐用度。加工时须加冷却液充分冷却。切削钛合金时吃刀抗力较大，故工艺系统需保证有足够的刚度。由于钛合金易变形，所以切削夹紧力不能大，特别是在某些精加工工序时，必要时可使用一定的辅助支承。以上是钛合金加工时需考虑的普遍原则，事实上，用不同的加工方法时及在不同的条件下存在着不同的矛盾突出点和解决问题的侧重点。 2钛合金切削加工的工艺措施

车削钛合金车削易获得较好的表面粗糙度，加工硬化不严重，但切削温度高，刀具磨损快。针对这些特点，主要在刀具、切削参数方面采取以下措施：刀具材料：根据工厂现有条件选用YG6，YG8，YG10HT。刀具几何参数：合适的刀具前后角、刀尖磨圆。较低的切削速度。适中的进给量。较深的切削深度。选用的具体参数见表1。表1车削钛合金参数表工序车刀前角go ° ° mm m/min mm mm/r 粗车56 精车56 铣削了3 此外，为使钛合金顺利铣削，还应注意以下几点：相对于通用标准铣刀，前角应减小，后角应加大。铣削速度宜低。尽量采用尖齿铣刀，避免使用铲齿铣刀。刀尖应圆滑转接。大量使用切削液。为提高生产效率，可适当增加铣削深度与宽度，铣削深度一般粗加工为 1.5～3.0mm，精加工为0.2～0.5mm。磨削磨削钛合金零件常见的问题是粘屑造成砂轮堵塞以及零件表面烧伤。其原因是钛合金的导热性差，使磨削区产生高温，从而使钛合金与磨料发生粘结、扩散以及强烈的化学反应。粘屑和砂轮堵塞导致磨削比显著

航空发动机钛合金板材热成形加工技术

航空发动机钛合金板材热成形加工技术陈淳陆辰张东升（西安航空发动机（集团）有限公司冲压焊接厂，陕西）钛及钛合金板作为结构材料有很多优点，它具有强度大，比强度高，能耐多种介质的腐蚀的性能，钛的密度不到铁的60%，仅为4.5g/cm3。钛合金抗拉强度却与高强钢相近，σb 可达1470MPa，即比强度（强度/密度）大。比强度是评价航空及航天工业用材料的一个重要指标。目前钛合金被广泛应用于航空发动机制造领域中。航空发动机用钛合金主要驱动如下：①减重（替代钢和镍基超合金）；②使用温度（可替代铝合金、钢和镍基超合金）；③抗蚀性（可替代铝合金和低合金钢）。但钛及钛合金也存在不足。由于其拉伸强度和屈服强度比较接近，即屈服极限对强度极限的比值大，延伸率低，因而塑性变形区范围窄，稍有塑性变形便达到强度极限，发生破坏。此外钛的弹性模量小，回弹性大，钛板冷成形时硬化比较严重，摩擦系数大，与其它金属的亲和力强，成形中容易粘模、滑伤，其特点给冷成形带来了极大困难。 1、钛合金材料成形性能分析纯钛的塑性高，但强度低，因而限制了它在工业上的应用。为了获得要求的性能，在钛中添加不同的合金元素，得到各种不同牌号的钛合金。工业纯钛TA1、TA2、TA3的钛的弹性模量小，回弹性大，对压力加工特别是冷冲成形很不利。多以钛板制造350℃以下工作零件，如飞机蒙皮和隔热板等。钛合金TB1（Ti-3AI-8MO-11Cr）等β合金，可以强化到非常高的强度水平。这类合金的缺点是对杂元素敏感性高，组织不够稳定，不宜在高温下使用，另外，其冶金工艺也较一般合金复杂。良好，可以强化到较高的强度水平，约占和航空工业中使用的钛合金石70%以上。 2、热成形加工工艺为了改善材料的成形性能，一般在加工过程中要退火，以消除冷作硬化和应力。常常采用加热成形工艺以减少回弹，提高贴模效果。因为在一定的高温下状态下（≥550℃），屈强比及都减少了，延伸率显著增加，可进行钛合金板成形。 2．1电阻加热成形电阻加热就是利用钛及其合金板本身具有高电阻的特性，采用低电压大电流在钛板上直接通电。具体是在钛合金板两端，各焊接上一段不同于钛合金的金属工艺材料板片，然后在两端工艺板上接通电源，由于金属工艺板片与钛合金导电率不同而产生的电阻使钛板在几十秒内加热到成形温度，然后立即在常规的冲床等设备上用模具冲压成形。 2．1．1电阻加热成形不需要复杂特殊成形设备，工艺装备制造简单，制造周期短，可在常规的冲床、液压机或落锤等设备上用模具进行压制成形，需要增加的设备较简单，只要配备一台低电压装置作为加热源和一套夹持工件两端以便接通

航空发动机复杂零部件的新型测量技术

航空发动机复杂零部件的新型测量技术发布时间：2014-6-30 13:37:51 近几年来，航空市场发展迅猛,国内的航空发动机制造技术也正加速发展。在技术提升的过程中，航空发动机从研发到制造，对计量和测量的需求都非常迫切。在新型号研制过程中，设计部门希望获得准确的测量数据，用于设计验证；制造部门需要更加高效地完成测量工作，提升合格率并控制制造成本。目前，国内对高精度测量设备的投入和对新型测量技术的采用程度，与国外先进企业的水平还有一定的差距。航空发动机的零部件种类多、结构复杂，进而带来了复杂的测量任务。以整体叶盘为例，目前测量编程仍然是一个很大挑战，在现有的技术平台上，测量过程既要根据叶盘的整体结构设计测量路线，还要根据叶片型线考虑扫描过程控制。因此，测量设备本身的效率和精度的提升是必然的，同时，在设备的附属工具、测量软件、探测技术等方面寻找新的突破点，提升复杂零部件的测量效率和测量效果，也成为新型测量技术的发展趋势。全球对航空发动机的性能追求从未停歇，对航空发动机零部件的要求也日益提高。海克斯康最新研发的Leitz三坐标测量机扫描技术、HP-O非接触测量和I++ Simulator模拟软件等，为解决航空发动机复杂零部件的测量难题，提出了新的手段和方法。基于航空发动机复杂零部件的制造发展和质控需求，本文将介绍海克斯康计量新近推出的典型测量技术，包括高效率精密扫描技术、复合式高效高精密探测技术和提高测量机有效工时的仿真模拟软件技术等。 Leitz高精密高速扫描技术触发式模拟扫描技术已经成为发动机精密零部件测量的主要探测方式，该技术能高速提供密集点云，实现几何量形状和位置的精密判定，但是，复杂曲面曲线的高密度扫描，需要设备能够实时根据曲率变化给出智能的调整，以期平衡点密度和效率的同时获取最精确的结果。Leitz最新的扫描技术，借助最先进的控制技术，控制系统根据机器特性和工件扫描状态，判断和调整扫描过程。多样的扫描形式和控制形式的实现，使三坐标测量机的扫描能力显著提升，面对复杂专业的测量任务更加得心应手。 1VHSS 扫描技术：可变速扫描能快则快，当慢则慢。依据曲面曲率，在已知几何特征上实时连续调整测量速度。在此之前的扫描技术，需要人为编程控制机器扫描的速度，速度的设定，需要考虑机器性能、工件特点、效率要求等多种因素，对编程者的挑战是：想达到最佳的效率，要么具备经验，要么从此任务中开始积累经验。VHSS扫描则无关乎具体使用者的经验，机器根据自身的性能特点和待检测曲面的数据，自动优化扫描过程的速度，编程者直接得到最佳的测量效率。在进行复杂零部件的扫描时，比如航空发动机叶片，传统的扫描方法需要手动调整速度，以避免探针和工件表面“失联”。采用来自Leitz Pathfinder的VHSS技术，机器可以在已知几何量情况下进行持续的调整，实时调整扫描。平直的部位扫描速度快，前尾缘附

钛合金加工工艺技术研究

钛合金加工工艺技术研究发表时间：2018-11-17T18:52:43.813Z 来源：《建筑模拟》2018年第24期作者：翁刚 [导读] 选择一种科学合理的钛合金加工工艺技术，能够加强钛合金加工结构的稳定性能，从而确保钛合金加工结构的寿命。翁刚中国电子科技集团第四十九研究所黑龙江哈尔滨 150001 摘要：选择一种科学合理的钛合金加工工艺技术，能够加强钛合金加工结构的稳定性能，从而确保钛合金加工结构的寿命。但是由于钛合金加工的工艺技术可能会对加工结构的本身造成影响出现加工结构变形等问题，因此必须要选择一种科学合理的钛合金加工工艺技术，确保工艺技术的实际操作效能。关键词：钛合金加工工艺一、钛合金的认识钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。因为这些优点，钛合金应用很广泛。例如，钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。加工既要保证质量，又要使其变形尽可能地小，这样才能使尺寸不变，所以工艺就尤为的重要。二、钛合金加工 2.1加工变形的原因加工是个局部加热的过程，因为在加工中受到了不均匀、不全面的加热会造成加工缝隙和周边部位的温度升高，但是此时离缝隙较远距离的部位因为受到的加热不够甚至没有受到加热而温度极低，这样就会造成钛合金在加工中在热胀冷缩的原理下，在加工表面形成不同横向和纵向的纹路收缩，导致不同方向的纹路收缩交织在一起造成钛合金加工变形。这一过程是不可避免的，因为在加热过程中的受热面积不易控制，因此在钛合金加工中会经常发生。 2.2减少变形的措施根据以往的工作和实践经验，并且通过相关理论知识的积累，相关工作人员应该对不同的钛合金加工工艺方案进行商讨，以便确定最佳钛合金加工供工艺方案，以此确保钛合金加工的无损检验工作顺利开展。同时，也要选择合适恰当、科学合理的钛合金加工手段，严格按照加工工序来进行钛合金加工工作，此外，要注意加大钛合金加工的约束力，以此来有效减少钛合金加工变形的可能性。另外，要注意选择恰当的钛合金加工缝隙的接口参数以及恰当的钛合金加工规范参数。以上这些方法和措施都能够有效保证钛合金加工工作的有效进行，从而为钛合金加工工艺工作打下良好的基础，保证钛合金加工工作的高质量。三、钛合金加工工艺技术 3.1绿色的钛合金工艺技术近几年我国大力推崇绿色生产、绿色经营，这些概念就意味着我国绝大多数制造业和大型机械设备制造业都开始向节能减排的绿色生产技术的方向发展。因此，我国现在在钛合金工艺技术方面也在进行着绿色检测，这也就意味着我国采用的工艺技术将会是对环境友好的方法，而逐步淘汰那些传统落后并且不利于环境保护的工艺方法。例如钛合金加工中的着色渗透检测技术，由于过多采用对环境可持续发展不利的磁粉探测，已经逐步被相关人员淘汰，转而使用漏磁无损监测技术，这一技术具有极高的灵敏度，可以在钛合金加工中进行智能及可视化工艺。同时，钛合金加工中采用的数字荧光和图像荧光工艺技术能够与传统的胶片相媲美，但是其相对于胶片技术来说却更加的绿色环保，并且易于储存、能够远距离传递信息，还可以进行循环利用。因此，绿色环保的钛合金工艺技术将会被越来越多的采用。 3.2钛合金加工的信息化和智能化工艺技术随着我国科学技术和计算机技术的发展，制造业中对于信息化和智能化技术的应用也越来越普遍。因此，钛合金加工的工艺，也就利用了信息化和智能化的检测技术，通过这一手段可以通过晶片传感技术，通过结合计算机和信息技术，对于钛合金加工的各环节信息进行集成化的收集和记录，并且通过利用发达的信息系统功能及智能化的高科技检测设备对钛合金加工的工作成果进行监测，真正让钛合金加工工艺技术变得更为方便快捷。此外，这一技术还能够减少相关工作人员的工作量，最大程度的保证工作人员的工作效率和工作效果。 3.3钛合金加工的超声波工艺技术钛合金加工工艺技术应用较为普遍的还有超声波工艺技术，这一技术是利用不同的媒介中超声波的传播速度不同的原理进行工作的。一旦钛合金加工中出现失误或者错误，会导致钛合金的内部构造的材质不同，这一不同可以通过运用钛合金加工的超声波工艺技术检测出来，确定钛合金加工中的具体失误位置及其由于失误造成的缺陷的缺陷大小，确保能够制定出相应的科学合理的钛合金加工工艺方案。此外，利用这一工艺技术还能够保证有缺陷的钛合金加工的工艺的准确性。同时，利用这一技术还能够及时分析出钛合金加工的缺陷，有助于相关工作人员及时进行钛合金加工的补救工作，从而保证钛合金加工的工作效果。另外，超声波技术的使用会让钛合金在加工中能够满足钛合金在现实生活中的应用需求，极大的促进了钛合金加工技术的发展。 3.4钛合金加工的射线工艺技术在钛合金加工中也应用到了射线工艺技术，最常用的一种就是在X射线的条件下进行加工的工艺，这一技术能够将钛合金内部有缺陷的部位进行全面检测，能够确保钛合金加工的工艺技术的完整性。这一技术的工作原理是，钛合金在加工中会形成厚度差异，不同的厚度在相同时间里吸收的射线是不同的，通过深入分析钛合金加工面所吸收的射线种类，然后进行对比分析就可以确定钛合金加工的缺陷位置，并且能够确定缺陷位置的具体性质和表面积。通过应用钛合金加工的射线工艺技术，能够加强钛合金加工结构的服务性功能，不仅能够及时准确的分析出缺陷的具体位置，还能够保障钛合金加工结构的使用寿命，及时消除在使用钛合金加工结构中可能存在的安全隐患，确保钛合金加工结构的使用效能。四、结束语通过以上分析可以看出，科学合理的应用钛合金加工的工艺技术，能够在一定程度上加大加工结构的使用范围，同时能够提升钛合金加工结构的抗压能力和承载能力。但是通过以上钛合金加工工艺技术的分析可以了解到，不同的工艺技术，其检测机理和检测效果是不同

钛合金切削中刀具材料选用及加工工艺介绍

6mm。 c.切削加工情况：有YG8铣平面，刀具切削轻松，在进刀与工件接触时以及刀具将工件切透时有振动，中间切削过程平稳，使用磨削液。留0.5mm 余量进行精铣，可获得R a1.6的表面粗糙度。 2.加工十字形状 a.刀具选择：选用硬质合金立铣刀，刀具材料为Y330。铣刀外径?40。 b.切削参数选择：主轴转速235r/min。 c.切削加工情况：用Y330加工十字形状，手动横向进给，刀具切削轻松，切削时加磨削液充分冷却。精铣时铣刀底刃修磨R2，后角为1 0°～12°，并用碳化硅油石修磨使切削刃光滑，工件能得到R a1.6 的表面粗糙度。此时后角的选择，尤其是刀具圆弧面后角的选择至关重要，过大，会在铣削过程中产生振动，容易崩刃，使切削刃产生锯口，加剧磨损：过小，会造成排屑、断屑困难，切屑还会粘刀，后刀面与工件磨擦现象严重，刀具磨损加快。因此正确地修磨后角，可以提高刀具的使用寿命。 3.车削工件内外圆弧表面刀具材料、几何参数及切削用量的选择如下： a.刀具材料为YG8，45°偏刀断续切削，使用磨削液让切削刃冷却。用工装夹持工件，每组加工8件，粗车切削用量V=25～38m/min，f=0.3～0.5mm/r， ap=3～5mm.如加工中间内孔，在连续切削的条件下精车，切削用量V=50～7 5m/min，f=0.1～0.2mm/r，ap=0.25～0.8mm。前角γ=8°～12°能保证刀具强度。 .磨出0.05～0.1mm的负倒棱，增强切削刃强度。 .后角a=15°～20°，以减少后刀面与工件的摩擦，提高刀具寿命。 .粗车时，刃倾角λ=-3°～-5°，精车时刃倾角λ=-3°～0°。 .粗车时，刀尖圆弧半径r0=0.5mm，精车时r0=1～2mm，以增强刀尖强度。 .切削加工情况：通过以上参数选择，工件可获得R a1.6的表面粗糙度，并能有效地提高刀具寿命，主切削刃在刃磨后用碳化硅油石研磨出倒棱，可消除刃磨产生的锯口，提高抗磨损能力，并增强主切削刃强度。 .加工零件两边U形弧槽图1所示U槽深约24mm，宽18mm，圆弧为28，弧形槽弦长61mm，为半盲槽，加工后底部弧面及两侧面壁厚为4mm。由于是半盲槽，刀具进入切槽后，铣削阻力增大，排屑不畅，刀具与切屑挤压现象严重，切削过程中有振动，刀具易崩刃，如继续切削，刀具将在颈部处折断。加工后的零件表面凹凸不平，表面粗糙度达不到要求。在选用刀具上，原选用硬质合金立铣刀加工，由于铣削产生的振动使铣刀崩刃，刀具寿命较短。后改用超硬铝高速钢铣刀(刀具牌号W6Mo5Cr4V2Al)切槽，取得了较满意的效果。其加工步骤如下： a.先将铣刀底部磨出圆角R2，后角值取8°～12°，并用油石修光。如果刀具

航空用钛合金的发展概况

航空用钛合金的发展概况 □北京航空材料研究院曹春晓摘要：航空用钛合金近期工程化发展中呈现出一些技术创新的"亮点"，其中工艺创新的亮点比成分创新的亮点更多一些。这些亮点包括阻燃钛合金、钛基复合材料、纤维钛层板、超塑性钛合金、特大整体结构件锻造工艺、金属型精铸工艺、大型整体结构件精铸工艺、激光成形工艺、摩擦焊工艺和β热处理工艺等。关键词：钛合金飞机发动机热处理工艺２０世纪５０年代，军用飞机进入了超声速时代，航空发动机相应地进入喷气发动机时代，原有的铝、钢结构已不能满足新的需求。钛合金恰恰在这个时候进入了工业性发展阶段，由于它具有比强度高、使用温度范围宽（－２６９～６００℃）、抗蚀性好和其他一些可利用的特性，因此很快被选用于飞机及航空发动机。５０年来的世界钛市场中最大的用户始终属于航空。当前，航空仍然占５０％左右市场份额。受２００２年"９．１１"事件影响，美国２００３年钛工业产品发货量降至１５６２５ｔ（２００２年为１６０７１ｔ），日本２００３年钛加工材发货量则降至１３８３８ｔ（２００２年为１４４８１ｔ），而中国从２０００～２００４年的钛加工材销售量却一直以很高的速度增长（见表１）。１９９３年以后，几乎看不到新推出的工业性钛合金，而钛合金工艺方面的创新却屡见不鲜。这既与冷战时代的结束有关，也与工艺创新往往起到事半功倍之效有关。一、钛合金在飞机及航空发动机上的用量不断扩大 . 飞机机体的钛用量表２中列出的－１８、Ａ－２２、Ｆ－３５三大战斗攻击机和Ｂ－２轰炸机是美国在２０１５年前保持空中优势的４块"王牌"。由表２可知，总的发展趋势是钛在飞机机体上的用量不断扩大。－１８在不断改型的过程中其钛用量也不断增多。民用飞机的钛用量也在不断扩大（图１和表３）。我国战斗机的钛用量也在不断扩大：２０世纪８０年代开始服役的歼八系列的钛用量为２％，两种新一代战斗机的钛用量分别为４％和１５％，更新一代的高性能新型战斗机的钛用量将达２５％～３０％。 . 航空发动机的钛用量从表４和图２可知，国外先进发动机上的钛用量通常保持在２０％～３５％的水平。我国早期生产的涡喷发动机均不用钛，１９７８年开始研制并于１９８８年初设计定型的涡喷１３发动机的钛用量达到１３％。２００２年设计定型的昆仑涡喷发动机是我国第一个拥有完全自主知识产权的航空发动机，钛用量提高至１５％。即将设计定型的我国第一台拥有自主知识产权的涡扇发动机又进一步把钛用量提高到２５％的水平。二、航空用钛合金近期工程化发展中的一些"亮点" . 阻燃钛合金闪亮登场为了避免"钛火"，俄罗斯曾研制了含Ｃｕ高量的ＢＴＴ－１和ＢＴＴ－３阻燃钛合金，但由于其力学性能和熔铸性能差而未能工程化。美国发明的ＡｌｌｏｙＣ（Ｔｉ－３５Ｖ－１５Ｃｒ）阻燃钛合金近期已成功地应用于Ｆ１１９发动机（－２２战斗机的动力装置）的高压压气机机匣、导向叶片和矢量尾喷管。这是高温钛合金领域的最新亮点，也是钛发展史

钛合金的铣削加工技术

钛合金的铣削加工技术钛及钛合金因密度小、比强度高、耐腐蚀、耐高温、无磁、焊接性能好等优异综合性能，在航空航天等领域得到越来越广泛应用。但是，钛合金的一些物理力学性能给切削加工带来了许多困难。切削时钛合金变形系数小、刀尖应力大、切削温度高、化学活性高、粘结磨损及扩散磨损较突出、弹性恢复大、化学亲合性高等特点，因此在切削加工过程中容易产生粘刀、剥落、咬合等现象，刀具温度迅速升高，导致刀具磨损，甚至完全破坏。正因为钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、耐高温等优点，从20世纪50年代开始，钛合金在航空航天领域中得到了迅速的发展。钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一，可以减轻飞机的重量，提高结构效率。在飞机用材中钛的比例，客机波音777为7%，运输机C-74为10.3%，战斗机F-4为8%。但是由于钛合金价格高，耐磨性差等原因，限制了其使用领域。近几十年以来，国内外针对航天航空应用所研究的钛合金等均取得了很大进步，许多合金也得到广泛应用。本文针对航天航空产品中钛合金铣削加工技术进行论述，供同行们参考。 1. 钛合金简介钛是同素异构体，熔点为1 720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：（1）α钛合金它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。在500～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。（2）β钛合金它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1 372～1 666MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。（3）α +β钛合金它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50%～100%；高温强度高，可在400～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金。三种钛合金中最常用的是α钛合金和α +β钛合金；α钛合金的切削加工性最好，α+β钛合金次之，β钛合金最差。α钛合金代号为TA，β钛合金代号为TB，α +β钛合金代号为2. 钛合金铣削加工时切屑的形成由于钛合金工件材料有不同的种类，各种材料的切削加工性不同，切削条件不同，切削变形的程度也就不同，因而所产生的切屑形态也就多种多样。归纳起来，可分为以下四种类型：带状切屑、节状切屑（锯齿状切屑）、粒状切屑及崩碎切屑，如图1所示。锯齿状切屑

钛合金加工工艺技术研究_李富长

钛合金加工工艺技术研究李富长,宋祖铭,杨典军 (南京机电液压工程研究中心,江苏南京211102) 摘　要:钛合金材料是目前较难加工的材料之一,因其热传导系数小、比热低、化学性能活泼等特点,给机械加工带来一定的难度。本文通过某产品钛合金摇臂的工艺性及工艺难点分析,并通过工装、刀具、冷却液、切削参数等方面分析和选择,总结出钛合金加工的普遍原则。关键词:钛合金加工;加工难点;加工方法中图分类号:TG146.23 文献标志码:B Research on Titanium Alloy Machining Technology LI F uchang,SON G Zuming,Y A NG Dianjun (N anjing Engineering Institute of A ircraft Sy stems,Nanjing211102,China) A bstract:Titanium alloy material is hard to process.T he machining of titanium alloy material is quite challenging due to its small the rmal co nductivity,low specific heat and active chemical proper ty features,etc.T his a rticle analy ze s the manu-facturability and technical challenges w hen machining tita nium allo y rocker arm fo r so me aviation pro ducts,a nd then sum-ma rizes the g ener al principle s fo r titanium alloy machining based on analysis and selection of too l,fix tur es,co olant,cutting pa rameters,etc. Key words:T itanium alloy machining,M achining challenges,M achining me tho ds 钛合金以其质量轻、强度高、力学性能及抗蚀性能良好而成为飞机及发动机理想的制造材料,特别是未来新型战机将大量使用钛合金,这有助于提高飞机的耐热性、减轻机体质量、增大机体强度。但由于钛合金材料导热系数低、塑性低、硬度高、弹性模量低、弹性变形大等特点,造成钛合金材料切削加工性差,长期以来在很大程度上制约了它的应用。本文通过介绍某型号方向舵机中输出摇臂的机械加工,通过工艺难点分析、工装、刀具、冷却液的选择等几方面对钛合金加工进行阐述,为今后钛合金材料零件的加工提供借鉴。 1　工艺性分析该零件为某型号方向舵机中输出摇臂(零件示意图见图1),该零件主要加工特性有:1)零件为模锻件,材料为TC6;2)零件外形复杂,不规则;3)内部加工难点是一处内孔18+0.02 　0mm,长120±0.05 mm,为基准孔;4)4处不连续的10+0.016 　0mm孔,最长孔70mm;5)1处6+0.013 　0mm,长60mm的不连续孔,内孔表面粗糙度为0.8μm,各孔同轴度允差0.04mm,相对基准A平行度允差0.05m m。由于钛合金材料强度高,导热系数低,因此在切削加工过程中,易于在切削区域形成高温,散热慢,不利于热平衡,散热和冷却效果很差,加工后零件变形回弹大,易引起变形。为了阻止变形对加工精度的影响,必须合理安排工艺路线,采用合理的刀具及切削参数,并要采取热处理(人工时效,消除加工应力)措施。根据对零件材料性质、设计要求和加工要素的分析,确定加工流程见图2。粗加工阶段,主要是为了加工定位基准面(孔),对精度要求不高的外部轮廓直接加工到图样要求的尺寸;精度要求高的孔(如18+0.02 　0m m孔、 10+0.016 　0 m m孔、6+0.013 　0mm孔)和平面(如两端面)留有余量,待精加工完成。粗加工阶段以后,安排热处理工序(人工时效,消除加工应力),目的是消除粗加工阶段产生的加工应力。精加工阶段主要采用加工中心、座标镗、平磨、研磨等精加工工序完成零件的加工。 2　工艺难点及解决措施 2.1　工艺难点 1)钛合金的切削加工性比较差,主要因为: a.导热性差,致使切削温度很高,降低了刀具耐用度; b.加工表面温度达到600℃以上时,零件表面形成氧化硬层(硬化层厚度约为0.1～0.15m m),对刀具有强烈的磨损作用; c.塑性低、硬度高,使剪切角增大,切屑与前刀面接触长度很小,前刀面上应力很大,刀刃易发生破损; d.弹性模量低,弹性变形大,接近后刀面处工件表面回弹量大,所以已加工表面与后刀面的接触面积大,磨损严重。钛合金切削过程中的这些特点使其加

钛合金加工性能

一，钛合金大类综述钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。另外，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差，生产工艺复杂。钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料，比重、强度和使用温度介于铝和钢之间，但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。钛合金性能特点： ①使用温度高，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作。②钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。③钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此，钛合金也是一种重要的低温结构材料。二，典型牌号分析三，难加工原因钛合金的硬度大于HB350时切削加工特别困难，小于HB300时则容易出现粘刀现象，也难于切削。 ①，变形系数小：这是钛合金切削加工的显著特点，变形系数小于或接近于1。切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大，加速刀具磨损。 ②，切削温度高：由于钛合金的导热系数很小，切屑与前刀面的接触长度极短，切削时产生的热不易传出，集中在切削区和切削刃附近的较小范围内，切削温度很高。在相同的切削条件下，切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上。 ③，单位面积上的切削力大：主切削力比切钢时约小20%，由于切屑与前刀面的接触长度极短，单位接触面积上的切削力大大增加，容易造成崩刃。同时，由于钛合金的弹性模量小，加工时在径向力作用下容易产生弯曲变形，引起振动，加大刀具磨损并影响零件的精度。因此，要求工艺系统应具有较好的刚性。 ④，冷硬现象严重：由于钛的化学活性大，在高的切削温度下，很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮；同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度，而且能加剧刀具磨损，是切削钛合金时的一个很重要特点。 ⑤，刀具易磨损：毛坯经过冲压、锻造、热轧等方法加工后，形成硬而脆的不均匀外皮，极易造成崩刃现象，使得切除硬皮成为钛合金加工中最困难的工序。另外，由于钛合金对刀具材料的化学亲和性强，在切削温度高和单位面积上切削力大的条件下，刀具很容易产生粘结磨损。四，拟采取的措施 1，刀具材料切削加工钛合金应从降低切削温度和减少粘结两方面出发，选用红硬性好、抗弯强度高、导热性能好、与钛合金亲和性差的刀具材料，YG类硬质合金比较合适。常用的硬质合金刀具材料有YG8、YG3、YG6X、YG6A、813、643、YS2T和YD15等。2，刀具几何参数

钛合金3-钛合金加工工艺分析

钛合金的加工工艺钛合金有着与钛金属类似的大气高温污染（吸收氢氧氮）、强度高导致的刀具寿命短、导热性差导致的粘刀等等一系列麻烦。此外，热加工带来的金属相不均匀，晶粒粗大，残余应力，等等，也是钛合金热加工的难题。因此，工业纯钛和钛合金基材，在国际上基本是自由贸易（这与高性能碳纤维复合材料的禁运有很大的差异。详情见拙文《浅析碳纤维复合材料在航空航天领域的应用https://www.360docs.net/doc/5d6927172.html,/s/blog_56c70d4b010165l9.html》）然而，买得起未必用得起，正是加工工艺的复杂，将绝大多数国家挡在了钛合金应用的门外。下面，我们来看***钛合金加工工艺的情况。一、下料切割工艺钛合金制件之前，先要将大块钛合金进行初步切割，做下料准备。钛合金的切割，不像一般金属，很难用火焰方法进行，否则高温污染会导致材料脆化。因此多用等离子切割、激光切割、铣切来进行。但是这些方法，要么是材料容易产生热应力离散变形（如激光切割）、或者成本太高无法满足大量生产（如离子束切割），要么是残料率高（如铣切）。因此，人们想出了另一种常温切割方式：高压水切割。水切割，就是水刀，呵呵。以前咱听说水滴石穿，那可要万年功夫。这次是水切钛断，立等可取啊。中国航空报载，沈飞公司工艺研究所的首席专家蒲永伟，对水切割技术有深厚积累，潜心研究此项技术的钛切割应用，获得成功，顺利实施了40～100毫米厚的钛合金板材切割。由于是常温操作，切割质量好，且其效率是常规切割方法的50倍以上，材料费大大节约。至今，钛合金的水切割方式，在国内的应用已经接近10年。二、铸造工艺

铸件加工，需要熔化钛合金进行浇注。同样，由于钛合金的化学活性，熔化的液态钛合金，几乎与所有的耐火材料起反应。因此其熔化和浇注必须在惰性气体（如氩气）保护或者真空环境下进行。国内应用方面：中国船舶新闻网报道，中国在消化吸收国外先进技术的基础上，掌握和发展了金属型、捣实型、机加工石墨型，以及氧化物面层陶瓷型壳等钛合金铸造技术，可以生产最大直径达150 0毫米X400毫米，最小壁厚为0.8毫米，单重达到近800千克的整体钛合金铸件，每年铸造钛合金用量达5000吨，具备了钛及钛合金精密铸件的基本生产技术。根据热加工论坛的报道：我国航天用铸造钛合金的应用始于20世纪80 年代中期，现已有ZTi3，ZTiAl4，ZTiAl5Sn2. 5，ZTiAl6V4，ZTiAl6Zr2MoV等品牌（品牌的第一个字母Z，代表铸造）。 2001年，由北航、华中理工研制的ZTC4 钛合金（即对TC4进行铸造加工后的合金件），利用热等静压和熔模精密铸造成型技术,研制了某型飞机用钛合金精铸件。该铸件外型尺寸为6 30mm ×300mm ×130mm ,最小壁厚2. 5mm ,为复杂的框形结构。中科院金属研究所网站报道： 2011年5月，沈阳向中国科学院金属研究所研发的钛铝母合金制备技术，通过了英国罗罗公司（Rolls-Royce）的质量审核。 2013年4月17日，罗罗航空发动机公司在沈阳，正式向该所颁发了钛铝涡轮叶片精密铸造技术质量认证证书。

钛合金切削加工知识

首页>行业信息>行业信息> 合金磨削刀具-钛合金的切削加工摘要：文件地点传真-上海500kV世博输变电工程设备采购招标混凝土机械设备-我国混凝土泵车的研发趋势器材行业企业-2008年是纺织机械发展预测除尘器粉尘气体-现代锅炉除尘设备简介控制器技术空调-我国将制定变频控制器标准终结市场混乱新产品功能水平-中联环卫机械公司五款新产品通过验收波兰装配厂徐州-扩大欧洲市场份额徐工波兰装配厂落成叉车鸟巢开幕式-龙工叉车为奥运鸟巢极速“变装”出力(图)刀具加工刀片-Kennametal公司推出KB9640新刀具工程机械企业-工程机械租赁业发展前景广阔1．钛合金可分为哪几类?钛是同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。室温下，合金,磨削,刀具,丝锥,切屑,砂轮,磨损,铰刀,硬质合金,温度, 1．钛合金可分为哪几类? 钛是同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类： (1) α钛合金：它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。在500℃～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。 (2) β钛合金：它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1372～1666 MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。 (3) α+β钛合金：它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50％～100％；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金。三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金；α钛合金的切削加工性最好，α+p钛合金次之，β钛合金最差。α钛合金代号为TA，β钛合金代号为TB，α+β钛合金代号为TC。 2．钛合金有哪些性能和用途？钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过％，但其强度低、塑性高。％工业纯钛的性能为：密度ρ=cm3，熔点为1800℃，导热系数λ=，抗拉强度 σb=539MPa，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=×105MPa，硬度HB195。 (1)比强度高：钛合金的密度一般在cm3左右，仅为钢的60％，纯钛的强度接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，见表7-1，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。 (2)热强度高：对于α钛合金，在350℃时TA6的巩达422MPa、TA7的σb达491MPa，在500℃时TA8的σb达687MPa；对于α+β钛合金，在400℃时TC4的σb达618MPa、TC10的σb达834 MPa，在450℃时TC6和TC7的σb均达589MPa、TC8的σb达706MPa，在500℃时TC9的σb达785MPa。这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。

航空发动机钛合金筒体加工工艺研究

航空发动机钛合金筒体加工工艺研究筒体是发动机上的重要零件，结构复杂，尺寸精度及形位公差要求高。由于用TC6钛合金材料制成，切削性能较差，其质量直接影响组件的强度及密封性。文章对钛合金筒体的结构特点、材料特点、工艺特点等进行深入分析，從加工方法的选择、刀具选择、定位装夹等方面介绍了钛合金筒体加工工艺，为同类零件的加工提供参考。标签：钛合金筒体；内孔；密封槽 1 概述作动筒主要由筒体、活塞杆组成，在航空发动机上的主要功能是通过活塞杆在筒体内的直线往复运动，将液压能转换成机械能，推动加力燃烧室的调节环移动。其中作动筒筒体的加工精度对整个组件的运动灵活性和工作可靠性有着直接影响。因此如何提高作动筒筒体的加工质量是关系到发动机工作可靠性的关键之一。文中针对航空发动机钛合金作动筒筒体（如图1）的加工工艺进行了梳理和总结。 2 钛合金作动筒筒体工艺分析 2.1 材料分析筒体是用TC6钛合金材料制成，钛合金材料由于导热性、塑性较低，弹性模量小等特点，切削性能较差；钛合金磨削时温度高，磨削力大，砂轮黏附现象严重，因此通常工艺上对钛合金材料不选择磨削的加工方法。由于钛合金自身的切削性能特点，在加工方法的确定、刀具选择、切削参数的选取及切削液的使用方面要考虑很多因素，给工艺路线安排和加工都带来了一定的难度。 2.2 结构与精度分析如图1所示，此钛合金筒体从结构上属于整体结构，零件两端的外部各有一对接嘴，大端内孔部位壁厚较薄，属于薄壁结构，在加工中极易变形，影响加工精度。 2.2.1 内孔分析。筒体内孔是作动筒的主要工作表面之一，它的尺寸精度、形状精度要求均比较高。但由于零件属于薄壁件，最小壁厚2mm左右，内孔尺寸精度要求7级，表面粗糙度要求Ra0.20μm，对基准的跳动要求为0.03mm；且零件外部带有接嘴（如图1），这种结构对加工时的定位装夹提出了更高的要求。 2.2.2 密封槽的要求。筒体密封槽的尺寸和形状精度直接影响筒体装配后的密封性能，因此设计图对密封槽的尺寸精度及表面粗糙度要求也较为严格，而且对于槽口尖边也需要严格控制，避免划伤槽内的密封圈，影响密封；同时对4

航空发动机先进材料高性能零部件制造技术进展

过去10多年中，IHPTET 等研究计划将低涵道比涡扇发动机的推重比逐步提高了60％以上，达到了10:1，而ADVENT 计划还在进一步实现变循环发动机技术的跨越；商用大推力大涵道比航空发动机也在控制油耗、改进效率、降低噪声、提高安全可靠性、削减研制生产成本等多个方面取得了重要进步。主要的航空发动机制造商——通用电气（GE）、罗尔斯·罗伊斯、普惠和赛峰等所取得的这些重大成就都与其在航空发动机先进加工制造技术中的不断进步密不可分。GE9X、GEnx、LEAP、Trent 1000 及PW8000 等新型航空发动机的试验研究和研制经历都表明，具有很高机械物理性能的新材料零部件的可加工性、可生产性的改善及其工程化应用，是航空发动机从机体结构减重和涡轮工作温度增高两方面提升性能，改进效率，取得持续进步的重要推动力。新型复合材料风扇的加工制造技术 1 碳纤维增强环氧树脂复合材料风扇大涵道比涡扇发动机的碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP) 风扇叶片加工制造技术已经日益成熟。如图1 所示，GE90 系列的大型CFRP 风扇叶片约有1.2m 长，经过超声切割技术精确加工的数百层碳纤维预浸料布，进行铺设后进行热压制成。风扇叶形经过先进的计算机三元流优化设计，榫头到叶尖的厚度逐步从10cm 降低到0.6cm，并采用钛合金（后改为合金钢提高强度）包边增强的方式，重量也仅有22.7kg。此类经过气动优化、大尺寸、少叶数的风扇已经显示了突出优势，GE90-115B的风扇叶片有22 个，GEnx降低到18 个，而GE9X 又降低到了16 个，既扩大了涵道比、增大了空气流量，又减少了风扇系统的重量。由于通过外涵道排出空气所形成的推力占据了商用发动机总推力的70%~90%，因此，增大空气流量、减少风扇系统的重量，会带来更好的燃油效率。例如，GE公司指出GE90-115B 仅此就提高了约1.5% 的燃油效率[1]。CFM 公司LEAP 发动机的直径约3m，共用了18 个总重量为76kg 的CFRP 叶片，相比之下，CFM56 则有36 个总重高达150kg的钛合金叶片。新的碳纤维三维编织/ 树脂传递模塑成形（RTM）制造工艺可以进一步提高风扇叶片的强度，因此，新一代GEnx及LEAP 发动机上都将采用这一技术制造风扇叶片。斯奈克玛公司为LEAP 发动机CFRP 风扇叶片开发的碳纤维三维编织/RTM 制造工艺中，长度以千米计的碳纤维进行三维编织后经超声加工方法制成预制体，再在专门开发的RTM 模具中注射树脂并进行热压固化制成叶片（图2）。叶片的成型过程需要24h，然后再进行钛合金包边并完成LEAP 发动机风扇叶片的最终加工[2]。不过，普惠等公司开展的一些试验也表明，为保证零件强度——例如防鸟撞，CFRP 材料风扇叶片要做的比传统钛合金叶片相对厚一些，这会降低发动机的气动性能。因此，在直径较小的发动机上采用超塑成形/ 扩散连接（SFP/DB）工艺制成风扇叶片的优势仍然存在。这样，风扇叶片可以做的较薄、强度够、气动性能也好。CFM 也在进一步将碳纤维增强环氧树脂复合材料（CFRP）制作的风扇机匣在LEAP 发动机上进行测试。 2 金属基/ 陶瓷基复合材料风扇金属基/ 陶瓷基复合材料（MMC/CMC）风扇的研发也一直在深入开展。MMC/CMC 材料比CFRP 具有更好的强度、刚度以及高温性能，因此，在发动机上多种类型的零件都有较好的应用前景。GE 公司在GE9X 的技术验证评估中认定，CMC 材料轻质高强的特点使得他们能够在与现有GE90 的CFRP 风扇叶片相同强度的情况下，可以做得更薄，并减少到16 个风扇叶片，这有望将发动机效率提高10%。罗尔斯·罗伊斯公司也在一个名为UltraFanTM的项目中对新型C/Ti 复合材料叶片进行验证，计划在未来一代大型发动机上替换SPF/DB 钛合金风扇叶片。他们预期，如果未来将风扇及机匣都替换为此类C/Ti 复合材料，将有望使发动机减重700kg。