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叶片气膜孔加工与测量技术的r现状及发展趋势董一巍;吴宗璞;李效基;殷春平;尤延铖【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2018(061)013【摘要】高推重比航空发动机普遍采用气膜冷却技术,叶片气膜冷却孔的加工精度直接影响发动机效能.气膜冷却孔具有孔径小、数量多、深径比高、空间角度复杂的特点,其加工难度大、成形精度要求高.针对当前国外对叶片气膜孔加工技术与装备的严格保密,以及国内气膜孔加工中存在的几何精度偏低、质量不稳定的现状,对气膜孔加工的现状及发展趋势进行归纳总结,为气膜孔加工技术与装备的发展提供参考.首先,概述了叶片气膜孔精确加工的必要性及其重要性,分别介绍了现有气膜孔的加工方法,分析了当前加工方法存在的问题与面临的挑战.鉴于气膜孔精密测量的需要,介绍了现有的气膜孔测量技术.最后,根据气膜孔加工与测量的技术现状及关键核心问题指出了气膜孔加工与测量技术的发展趋势.【总页数】10页(P16-25)【作者】董一巍;吴宗璞;李效基;殷春平;尤延铖【作者单位】厦门大学航空航天学院,厦门 361005;厦门大学深圳研究院,深圳518057;厦门大学航空航天学院,厦门 361005;厦门大学航空航天学院,厦门361005;厦门大学航空航天学院,厦门 361005;厦门大学航空航天学院,厦门361005【正文语种】中文【相关文献】1.航空发动机叶片气膜孔测量技术研究 [J], 王呈;刘涛;穆轩;刘鹏;朱立志2.叶片气膜孔加工缺陷的DR数字成像自动检测方法 [J], 刘涛;石玗;李春凯;孙忠诚;满月娥;吕健3.涡轮叶片气膜孔的纳秒-飞秒双波段激光加工 [J], 蒋其麟;曹凯强;陈龙;冯朝鹏;贾天卿;孙真荣4.超快激光加工涡轮叶片气膜冷却孔技术研究 [J], 张晓兵;纪亮;蔡敏;毛忠;李元成;张伟5.航空发动机涡轮叶片气膜孔加工工艺 [J], 宋金榜;易海云因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
航空发动机涡轮叶片精密成型技术分析摘要：航空发动机技术复杂且难以制造。
世界上只有几个国家可以完成航空发动机的设计和制造。
中国不断发展航空发动机的设计和制造，以提高自身的制造水平。
空心涡轮叶片是高性能航空发动机的主要部件之一，制造困难长期以来一直给中国的制造公司带来麻烦。
通过分析空心涡轮叶片的结构特性，分析和解释空心涡轮叶片的精密成型技术。
关键词：空心涡轮叶片；精密成型技术；精密铸造前言空心涡轮叶片是高性能航空发动机的关键组件，由于对精度的要求和制造困难，我们无法批量生产空心涡轮叶片。
为了提高空心涡轮叶片的制造合格率，我们将从叶片精密铸造的“形状控制”和“可控制性”两个方面出发分析空心涡轮叶片的精密铸造工艺，以提高叶片精密铸造的质量。
需要1空心涡轮叶片的精密铸造技术现代飞机发动机正朝着高推进力和低油耗的方向发展。
为了实现这一目标，当今世界上的主流方法是提高航空发动机涡轮的进气温度。
发动机涡轮的当前入口温度已经很高。
随着温度的不断升高，发动机涡轮叶片的温度达到1880℃±50℃，为了解决这个问题，目前的涡轮叶片主要用于复合膜冷却的单晶空心涡轮叶片（称为空心涡轮叶片）。
由于结构的复杂性和材料的特殊性，熔模铸造工艺主要用于制造空心涡轮叶片，但由于精度低，产量低，该工艺存在使空心涡轮叶片具有高性能的问题。
有。
通常，当今的空心涡轮叶片精密铸造的产率约为10％，其中约90％的废叶片的形状和尺寸偏差约为50％，而重结晶缺陷约占25％。
主要原因是铸造缺陷。
为了提高空心涡轮叶片的制造成品率，有必要解决“形状控制”和“铸造控制”两个问题：精密铸造后的尺寸精度和复合材料性能。
空心涡轮叶片的工艺复杂且难以制造：粗略的制造过程如下：首先，使用模芯来完成空心涡轮叶片精密铸造所需的陶瓷芯，并且陶瓷芯是空心的填充零件。
用来。
随后，使用蜡模工艺在芯的外层上制备涡轮叶片蜡模，然后通过烧结注射成型和其他工艺来制造空心涡轮叶片粗糙毛坯。
航空发动机单晶涡轮工作叶片气膜孔制孔技术研究航空发动机单晶涡轮是航空工程中非常重要的部件，其工作叶片承受着高温高压和高速气流的冲击和侵蚀，因此需要具备优异的耐热、耐氧化和耐磨损性能。
气膜孔是单晶涡轮制造过程中关键的步骤之一，它能够通过气膜冷却，有效降低叶片的工作温度并提高其寿命。
目前，航空发动机单晶涡轮制孔技术主要采用激光制孔和电火花制孔两种方法。
激光制孔技术是目前最常用的方法之一、它采用激光束对单晶涡轮叶片进行高精度的蒸发和烧蚀，形成孔洞。
这种方法具有制孔速度快、孔洞形状规整、孔径精度高等优点。
但是，激光制孔技术的成本较高，设备体积较大，孔壁表面质量有一定的要求。
电火花制孔技术是一种电火花放电加工方法。
它通过电极间的辉光放电将工作液体（通常是纯水或蜡液）离子化，并形成大量气体泡沫。
当液体附着在单晶涡轮叶片上时，放电就会在液体和表面产生化学反应，形成孔洞。
这种方法具有制孔成本低、设备体积小、可控性强等优点。
但是，电火花制孔技术的制孔速度较慢，还存在易产生裂纹和孔壁质量问题的风险。
为了提高气膜孔制孔技术的质量和效率，研究人员还进行了一系列的研究工作。
例如，他们通过优化激光参数、改进工艺流程和控制冷却介质等方式，提高激光制孔的速度和质量。
另外，也有研究者尝试采用新的制孔材料，如超硬合金和陶瓷材料，来改善电火花制孔的效果和质量。
总的来说，航空发动机单晶涡轮工作叶片气膜孔制孔技术是一项具有挑战性的工作。
未来的研究重点将在提高制孔速度、降低成本、提高孔洞质量和减少材料损耗等方面进行。
这将有助于更好地满足航空工程领域对单晶涡轮的性能要求，并推动航空发动机技术的发展。
涡轮叶片气膜孔加工技术及其发展涡轮是中热负荷和机械负荷最大的部件，涡轮叶片的工作环境尤为恶劣，在发动机循环中，它承受着燃烧后的高温高压燃气冲击，其制造技术也被列为现代航空发动机的关键技术。
发动机性能很大程度上取决于涡轮进口温度的高低，它受涡轮叶片材料的限制。
对这些部件进行连续不断的冷却，可以允许它们的工作环境温度超过材料的熔点，这样仍能安全可靠的工作，气膜冷却技术是具有代表性的重要结构改进之一，大大提高了发动机的性能，同时也对气膜孔加工技术提出了更高的要求。
随着制造技术的发展，气膜孔加工新技术也不断出现，在传统的激光打孔（Laser）、电火花高速打孔（EDM）、电化学打孔（ECM）等加工方法的基础上，又发展了激光电火花复合打孔、电解电火花复合打孔等新工艺，去除重熔层技术在磨粒流的基础上，又发展应用了化学研磨技术、电解质- 等离子加工等新技术，为提高涡轮叶片气膜孔加工质量、技术水平和生产效率做出了重要贡献。
气膜冷却技术的发展和应用据统计，涡轮前温度平均每年升高25K，其中约15K是依靠冷却技术的进步取得的。
在过去的三、四十年中，涡轮进口温度提高了大约450K。
其中70%是由于涡轮工作叶片和导向叶片的高效冷却设计取得的，而另外30% 应归于高温合金和铸造加工工艺的改进。
随着航空发动机技术的发展，出现了许多先进的涡轮叶片冷却技术，其发展趋势如图1所示。
提高涡轮进口温度是增大和提高发动机推力与推重比的重要手段。
在材料耐温能力有限的前提下，涡轮叶片冷却技术成为了提高涡轮进口温度、保证涡轮在高温环境下可靠工作的可行且高效的途径。
为此，世界航空发动机设计与制造商研究和开发了大量的涡轮叶片冷却技术，成功地验证和应用了冲击、对流、气膜、复合冷却、铸冷和超冷等叶片技术，并且在提高涡轮进口温度（进而提高涡扇发动机的性能）方面取得了很好的效果。
图2为涡轮叶片及其内部冷却通道的形式图。
气膜孔加工技术气膜冷却技术的主要结构特点是在涡轮叶片前缘、叶身型面等部位设计了大量的气膜孔，孔径一般在0.2~0.8mm，空间角度复杂。
第23卷 增刊 2 钢铁研究学报 V ol.23, Supplement 2 2011年12月 Journal of Iron and Steel Research December 2011____________________________________作者简介：董志国（1977—），男，博士，主要从事航空发动机设计选材工作航空发动机涡轮叶片材料的应用与发展董志国， 王 鸣， 李晓欣， 滕佰秋（沈阳发动机设计研究所，辽宁 沈阳 110015）摘 要：从技术发展的角度介绍了航空发动机涡轮叶片材料的应用情况，阐述了涡轮叶片设计思想的发展、对未来涡轮叶片可供选用的新材料进行了前瞻。
关键词：航空发动机；涡轮叶片；高温合金；发展Application and Progress of Materials for Turbine Bladeof AeroengineDONG Zhi-guo, WANG Ming, LI Xiao-xin, TENG Bai-qiu(Shenyang Aeroengine Research Institute, Shenyang 110015, Liaoning, China)Abstract: From the viewpoint of technological development, we introduce the applications of the turbine blade of aeroengine. illustrate the progress of the design ideas about turbine blade and look forward to the new available materials used in turbine blane. Key words: aeroengine; turbovane; superalloy; progress1 引言燃气涡轮是航空燃气涡轮发动机的重要部件之一，为使航空燃气涡轮发动机在尺寸小、重量轻的情况下获得高性能，主要的措施是采用更高的燃气温度。
航空发动机叶片气膜孔加工工艺
航空发动机叶片气膜孔加工工艺主要包括以下步骤：
1. 叶片毛坯准备：首先进行叶片毛坯的加工，包括锻造、机械加工和热处理等步骤，确保毛坯的形状和性能符合要求。
2. 叶片气膜孔加工设备的准备：根据气膜孔的加工要求，选择适合的加工设备，如激光打孔机、电火花打孔机、电解打孔机等。
3. 叶片固定：将叶片固定在加工设备的工作台上，确保叶片的位置和角度正确。
4. 气膜孔加工：根据气膜孔的设计要求，采用合适的加工方法对叶片进行打孔。
加工方法包括激光打孔、电火花打孔、电解打孔等。
5. 加工参数调整：在气膜孔加工过程中，需要根据实际情况调整加工参数，如激光功率、加工时间、电解电流等，以保证气膜孔的质量和精度。
6. 气膜孔质量检测：加工完成后，需要对气膜孔的质量进行检测，包括孔径、孔深、孔型等参数的测量和检测。
如果气膜孔质量不符合要求，需要进行修正或重新加工。
7. 表面处理：完成气膜孔加工后，需要进行表面处理，如抛光、清洗、防锈等，以提高叶片的表面质量和耐久性。
8. 叶片装配：将加工完成的叶片进行装配，确保其与其他零件配合良好，符合发动机的整体要求。
需要注意的是，航空发动机叶片气膜孔加工工艺是一个高精度、高效率的制造过程，需要采用先进的加工设备和工艺技术，并严格控
制加工参数和质量检测标准，以确保加工出的气膜孔符合航空发动机的性能要求。
航发涡轮叶片气膜孔的磨削加工实验李潜彤;陈志同;全芳;马磊【摘要】针对目前航空发动机涡轮叶片气膜孔加工精度低和重熔层难去除的问题,提出了“电火花打孔、磨削扩孔”的新型气膜孔加工工艺,研制出小孔磨削专用微细CBN砂轮并对电火花气膜孔进行了磨削工艺实验.实验结果表明:经磨削加工后气膜孔圆度降低50.9％,孔径尺寸标准差降低90.7％,表面粗糙度降低65.9％,重熔层被全部去除,证明了航发涡轮叶片气膜孔磨削加工的可行性.【期刊名称】《宇航材料工艺》【年(卷),期】2019(049)002【总页数】5页(P86-89,94)【关键词】气膜孔;电火花;重熔层;微细CBN砂轮;磨削【作者】李潜彤;陈志同;全芳;马磊【作者单位】北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京 100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京 100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京 100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京 100191【正文语种】中文【中图分类】V261.940 引言随着航空发动机推重比的不断上升，燃烧室出口的温度也随之升高，涡轮前温度达到1 300～1 500 K，为了适应不断提高的工作温度，一方面需要不断改善材料性能，另一方面则需要采用冷却技术[1]。
在航空发动机的涡轮叶片、燃烧室、火焰筒等热端部件加工冷却气膜孔是降低零件表面温度的有效手段[2]。
涡轮叶片材料难加工，气膜孔孔径尺寸小，且多分布于曲面区域，材料和结构的变革对涡轮叶片等零件制孔技术提出无重熔层、无裂纹、无热影响区的质量要求[3-4]。
重熔层厚度影响金属表层的均匀性，微裂纹等表面缺陷增加疲劳源产生的概率，加工精度影响气膜孔的散热效率，上述三项是衡量气膜孔加工质量的重要指标[5]。
目前航空发动机气膜孔的加工工艺主要有电液束打孔、激光打孔、电火花打孔以及上述方法的复合打孔方法[6]，电液束打孔具有无重熔层、无微裂纹、无加工应力等特点，但其加工效率低，尺寸精度重复性差，距离实际工程化应用还有一定距离[7]。
航空发动机涡轮叶片精密成形技术分析航空发动机涡轮叶片是发动机中非常关键的部件，其性能直接影响着发动机的工作效率和稳定性。
涡轮叶片的制造工艺和精密成形技术显得尤为重要。
本文将分析航空发动机涡轮叶片的精密成形技术，并介绍其制作工艺及相关的发展动态。
一、涡轮叶片制造工艺1.铸造工艺涡轮叶片的制造原料通常为高温合金，通过铸造工艺进行生产。
铸造工艺主要包括原料准备、模具制作、熔炼浇注、冷却固化等工序。
在具体的生产制造过程中，铸造工艺需要高度的精密度和专业的技术来保证叶片的质量和性能。
2.金属成形工艺金属成形工艺是将金属材料通过加热软化后，利用压力和模具进行成形。
这种工艺在涡轮叶片的制造中应用广泛，可分为锻造和压铸两种方式。
其中锻造工艺适用于生产较大型、较复杂结构的涡轮叶片，而压铸工艺则适用于生产批量较大、形状较为规则的叶片。
3.热等静压工艺热等静压工艺是通过将金属粉末装入模具后，进行高温高压处理，使得粉末颗粒在原子级别上发生结合。
这种工艺可以制作出具有优异超高温性能和抗疲劳性能的涡轮叶片。
二、涡轮叶片精密成形技术分析1.数控机床加工技术数控机床加工技术是目前涡轮叶片精密成形中应用较多的一种技术，其主要是通过电脑控制机床进行切削加工，能够实现高精度、高效率和高质量的加工。
数控机床加工技术在提高涡轮叶片的精密度和表面质量方面起到了重要的作用。
2.激光成形技术激光成形技术是一种利用激光束对金属材料进行熔化和成形的技术，可实现对涡轮叶片的高精度成形和表面处理。
激光成形技术具有无污染、灵活性高、加工效率高等优点，是目前涡轮叶片精密成形技术中的一种新兴技术。
3.电火花加工技术电火花加工技术是利用电脉冲放电的原理，通过在工件表面产生高温高压的等离子体进行加工，可以实现对涡轮叶片的微细加工和表面处理。
电火花加工技术具有高精度、高表面质量和加工难度低的特点，适用于对涡轮叶片的精密加工。
以上介绍的技术只是涡轮叶片精密成形技术中的一部分，随着科技的不断发展，会有更多更先进的技术不断涌现，为涡轮叶片的精密成形提供更多可能。
飞机发动机涡轮叶片的制备工艺研究飞机发动机是现代高科技的代表，其关键零件之一——涡轮叶片，也是发动机性能的重要决定因素。
涡轮叶片不仅需要在高速高温的环境下承受巨大的压力，还需要具备超高的精度和一个优良的空气动力学特性。
因此，如何提高涡轮叶片的制备工艺、优化加工工艺，是目前涡轮叶片研制领域的重点之一。
一、涡轮叶片的制备工艺涡轮叶片是由高温合金材料制成的，是发动机中最关键、最复杂的零部件之一。
涡轮叶片的制备工艺大体可分为铸造、锻造、热等静压成形、粉末冶金、光切割和精雕等多种方式。
铸造法是一种常用的制备涡轮叶片的方法。
其工艺简单、成本低，可以生产出形状复杂的大型叶片。
不过由于熔铸会产生气孔和缺陷，其机械性能和机械寿命一般不如锻造和静压成形。
锻造法是一种利用材料塑性变形来进行加工的方法，可以增强材料的机械性能。
常见的锻造方法有自由锻、模锻、轴向模锻等。
锻造法制备的叶片具有良好的疲劳寿命和机械性能，但是对于复杂的叶片形状，锻造的难度较大。
热等静压成形是一种利用高温高压条件下的材料流变和塑性变形来制造涡轮叶片的一种工艺。
静压成形具有制造精度高、组织致密、基体变形少、强度高、耐热性好等优点，是目前制备高端涡轮叶片的主流工艺。
粉末冶金法是将金属粉末经过压制、热处理等工序制成叶片。
其制造精度和自由锻造相当，优点在于不会出现缩孔、气孔等质量问题，适用于小型、多孔等叶片的制作。
光切割法是将纯度超过99.9%的高温合金薄片通过精密加工机床雕刻成复杂的叶片形状。
该法生产的叶片具有超高的制造精度和表面光滑度，并且不需要进行后续的热处理，广泛应用于发动机的高压压气机和低压涡轮中。
精雕法是将锻造或静压成形的大型叶片经过切割、穿孔、钻孔、铣孔、铺堆等工艺，制成小型叶片。
该法可加工出极为复杂的叶片形状，并可以利用基础模具制造多种类型的叶片。
二、涡轮叶片加工工艺优化制备涡轮叶片的过程中，加工工艺是影响叶片成品质量的重要因素之一。
通过对工艺参数、表面特征、材料特性等方面的优化，可以进一步提高叶片的质量和精度。
涡轮叶片气膜孔加工技术及其发展
涡轮是中热负荷和机械负荷最大的部件，涡轮叶片的工作环境尤为恶劣，在发动机循环中，它承受着燃烧后的高温高压燃气冲击，其制造技术也被列为现代航空发动机的关键技术。
发动机性能很大程度上取决于涡轮进口温度的高低，它受涡轮叶片材料的限制。
对这些部件进行连续不断的冷却，可以允许它们的工作环境温度超过材料的熔点，这样仍能安全可靠的工作，气膜冷却技术是具有代表性的重要结构改进之一，大大提高了发动机的性能，同时也对气膜孔加工技术提出了更高的要求。
随着制造技术的发展，气膜孔加工新技术也不断出现，在传统的激光打孔（Laser）、电火花高速打孔（EDM）、电化学打孔（ECM）等加工方法的基础上，又发展了激光电火花复合打孔、电解电火花复合打孔等新工艺，去除重熔层技术在磨粒流的基础上，又发展应用了化学研磨技术、电解质- 等离子加工等新技术，为提高涡轮叶片气膜孔加工质量、技术水平和生产效率做出了重要贡献。
气膜冷却技术的发展和应用
据统计，涡轮前温度平均每年升高25K，其中约15K是依靠冷却技术的进步取得的。
在过去的三、四十年中，涡轮进口温度提高了大约450K。
其中70%是由于涡轮工作叶片和导向叶片的高效冷却设计取得的，而另外30% 应归于高温合金和铸造加工工艺的改进。
随着航空发动机技术的发展，出现了许多先进的涡轮叶片冷却技术，其发展趋势如图1所示。
提高涡轮进口温度是增大和提高发动机推力与推重比的重要手段。
在材料耐温能力有限的前提下，涡轮叶片冷却技术成为了提高涡轮进口温度、保证涡轮在高温环境下可靠工作的可行且高效的途径。
为此，世界航空发动机设计与制造商研究和开发了大量的涡轮叶片冷却技术，成功地验证和应用了冲击、对流、气膜、复合冷却、铸冷和超冷等叶片技术，并且在提高涡轮进口温度（进而提高涡扇发动机的性能）方面取得了很好的效果。
图2为涡轮叶片及其内部冷却通道的形式图。
气膜孔加工技术
气膜冷却技术的主要结构特点是在涡轮叶片前缘、叶身型面等部位设计了大量的气膜孔，孔径一般在0.2~0.8mm，空间角度复杂。
因而，气膜孔的加工技术成为涡轮叶片制造的关键技术之一。
目前，叶片气膜冷却孔的加工主要采用激光打孔、电火花打孔、电液束打孔等方法，各种方法均有各自的特点。
激光打孔效率高，但重熔层较厚；电火花打孔重熔层相对较薄；而电液束打孔无重熔层，质量好，但效率较低。
1激光打孔
激光打孔成形的工艺方法分为定点冲击打孔和旋切打孔：
（1）定点冲击打孔：聚焦的面功率密度不低于106kW/cm2。
其加工范围为孔径：0.01~1.0mm；孔深：5~15mm。
孔的特征为喇叭口，锥度，不圆度，不直度，粗糙
度Ra=6.3μm。
孔壁冶金质量为有0.15mm的重熔层。
（2）旋切打孔：激光束旋转，工件旋转。
其优点为孔壁冶金质量好，孔形规矩，孔径不受限制。
其缺点为孔深受限。
激光打孔的优点是不论材料的种类和硬度都可进行，所以应用范围较广，但因其精度较差，重复精度也较低，所以用量、规模都不是很大。
但对一些特殊零件，采用激光打孔却取得了很大效益，如涡轮叶片气膜孔加工采用YAG激光旋切，仅在孔壁局部范围尚存在重熔层，最大厚度小于0.05mm，个别孔存在微裂纹，但
不进入基体。
另外激光打孔对高硬度、非导体材料的微小孔、孔数量很大的零件进行加工也很有优势，如发动机扩散器隔热屏等结构件的打孔加工。
2电火花打孔
高速电火花打孔加工原理是在旋转的中空管状电极中通以高压工作液，冲走加工屑，同时保持高电流密度连续正常放电。
电极旋转可使端面损耗均匀，不致受高压、高速工作液的反作用力而偏斜[1]。
在气膜冷却孔主要打孔工艺方法中，电火花打孔工艺应用的时间最长，技术也最为成熟。
电火花打孔工艺最突出的特点是，其重熔层厚度仅有激光打孔重熔层厚度的一半，可控制在0.02mm以下，能够满足所有发动机热端部件的冶金质量要求。
对于某些位于叶身型面的气膜冷却孔，国外标准允许有少量重熔层存在，且均使用高速电火花打孔机床，重熔层厚度一般控制在0.04mm以内。
近年来随着数控技术的发展，国外一些公司开始装备多轴、多通道数控电火花专用打孔机，其加工效率与激光打孔工艺已有可比性，国外航空发动机热端部件正越来越多地采用电火花打孔加工工艺，这已成为近年来的新趋势。
电火花打孔工艺主要适用于以下4个方面：对重熔层厚度有严格要求的零部件；非圆异形孔的加工；加工路线不开敞、无法用激光方法加工的气膜冷却孔；材料用电化学打孔工艺无法加工的零部件。
电火花打孔工艺在国内很早就应用于航空零件加工，国内各发动机生产厂都拥有大量各型电火花机床。
在80年代中期，发动机厂将电火花打孔工艺用于涡喷发动机涡轮导向叶片气膜冷却孔的加工，加工设备为国产精密电火花机，直径
0.5mm的孔加工时间约20s，该工艺作为涡喷系列发动机的标准工艺，一直在发动机工厂使用，加工叶片质量稳定。
随着国内新型航空发动机性能的不断提高，发动机热端部件已广泛采用气膜冷却技术。
如何有效地减少涡轮重要部件气膜冷却孔的重熔层厚度对保证发动机的质量有重大意义。
近两年针对新型发动机的研制需要，发动机厂对涡轮工作叶片气膜冷却孔的电火花打孔工艺进行了反复试验研究，采用正交试验法，找出了影响重熔层厚度的工艺参数，并确定了最优工艺参数组合。
为了验证最优工艺参数组合的合理性，再选取一组较好参数与正交试验优选的最优水平组合进行比较验证，
将每一个试片上的10~12个气膜孔进行重熔层厚度检查，并对检查结果进行比较，由重熔层平均厚度值分析可得φ0.3、φ0.5孔的理想参数组合，同时也是正交
试验优选的两组最优水平组合，该结论验证了正交试验的理论结果，如表1所示。
3电化学打孔
电化学打孔也称为电解打孔，根据加工用的电极不同，有以下两种方法：一种是CD（ECF）毛细管加工，采用玻璃管内的金属丝电极，也就是我们所说的电液束打孔，加工孔直径在表1叶片气膜孔加工工艺参数参考值φ0.25mm~0.5mm，最
大加工孔深50mm ；另一种是型管电极加工，采用中空的外壁涂有绝缘涂层的金属管作为电极，加工孔直径在φ0.5mm~φ7mm，最大加工孔深600mm。
两种加工
方式分别如图5、图6所示。
对于冷却孔位于叶片后缘或叶片顶部，采用电解加工工艺打孔。
此处，采用这种工艺的主要原因较多，比如此区域的冷却孔间距和孔径过小；孔外缘距外壁的间距过小；此处的孔的深径比较大等。
另外，如重熔层存在则有可能导致穿壁透孔等问题产生。
目前国内研究所已研制了电液束打孔工艺及设备，并在发动机单晶涡轮叶片气膜孔加工上应用，该工艺方法加工的气膜孔不存在重熔层、微裂纹、热影响区，进出口可自然形成一定的圆角，孔壁光滑[2]。
电液束打孔金相图如图7所示。
但
电液束打孔加工速度一般在1.8~2.5mm/min，远远低于电火花高速打孔速度
（50mm/min）。
其特点是：可用于表面精加工；孔径φ0.25mm~φ5.0mm ；表面粗糙度Ra取决于材料和工艺；由于流动问题会产生平滑的表面波纹；金相无热影响区域；无残余表面应力；无裂化现象；如果出现碳化物，可能出现晶粒间腐蚀；不溶金属会导致氧化皮。
气膜孔加工工艺对比分析
在气膜冷却孔打孔工艺方法中，激光打孔工艺不需要工作电极，在数控工作台上安装零件不需要制作复杂的工装，气膜冷却孔的尺寸可以任意调节，是最适宜作为新机研制时打孔的工艺方法。
电火花打孔成本低，加工质量比激光加工重熔层薄。
而电液束加工质量最好，但效率相对较低，成本较高。
气膜孔加工技术的发展
随着先进制造技术的发展，新的气膜孔加工工艺被不断开发出来。
对于带有陶瓷涂层叶片的气膜孔加工，国内发动机制造企业目前采用的工艺为：先加工气膜冷却孔，然后涂覆陶瓷层，最后用微型钻头在相应孔位处去除陶瓷涂层，其工序复杂、效率低、质量不易控制。
国外加工工艺为在叶片上先涂覆陶瓷涂层，然后采用激光电火花复合加工技术，先在相应打孔位置上精确地用激光去除陶瓷涂层，然后使用高速电火花技术进行精确打孔，可加工标准柱形孔以及图8英国Winbro 公司生产的激光-电火花复合打孔设备异型孔。
此外，国外还开发了双激光打孔新技术，即用强激光加工涂层，再用弱激光加工基体的小孔，确保加工质量。
国内的高校也开展了电解电火花复合打孔加工技术研究，即先采用电火花打孔再采用电解加工去除重熔层作为精加工的新工艺。
激光打孔、高速电火花打孔等加工方法，效率高、成本低，已为大多数发动机厂所采用，而先进的新型发动机对气膜孔加工质量要求越来越高，不允许存在重熔层，以免影响叶片的使用性能。
因此，重熔层去除技术也在传统的磨粒流加工技术基础上，得到了迅速发展和应用，出现了化学研磨、电解质- 等离子加工等去除重熔层的新技术，能够有效去除激光打孔、电火花打孔产生的重熔层，从而大大提高了涡轮叶片的加工质量和效率。
气膜孔加工技术作为先进航空发动机制造关键技术而被广泛应用，气膜孔加工质量直接关系到发动机的使用安全，应引起重视，同时也作为特种加工技术的重要应用领域而得到迅速发展。
参考文献
[1]刘晋春，赵家齐，赵万生. 特种加工. 北京：机械工业出版社，2007.
[2]徐家文，云乃彰，王建业，等.电化学加工技术. 北京：国防工业出版社，2008. 文章内容仅供参考 () ()(2011-9-6)。
