CN112620634A - 一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法，步骤1）根据导向叶片设计导向叶片毛坯；步骤2）根据导向叶片毛坯设计包套；步骤3）制备TC4钛合金球形粉末；步骤4）将步骤3）制备的TC4钛合金球形粉末装入步骤2）所述包套中，并且除气封焊；步骤5）将装有TC4钛合金球形粉末的包套放置于热等静压炉内进行热等静压；步骤6）去除包套，得到导向叶片毛坯；步骤7）将步骤6）导向叶片毛坯进行热处理；步骤8）将步骤7）导向叶片毛坯粗机加，去除两端多余的坯料；步骤9）焊接导向叶片毛坯两端空洞；步骤10）将导向叶片毛坯进行精机加工得到导向叶片，并在导向叶片表面进行喷丸处理。

Description

一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法

技术领域

本发明属于航空发动机风扇零件技术领域，尤其涉及一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法。

背景技术

出口导向叶片为航空发动机风扇部分主要的零件，位于风扇叶片之后，连接分流环和中介机匣外环，主要起导流的作用，并承受一定的气动力。采用空心出口导向叶片设计可以有效地降低航空发动机的重量，满足了商用航空发动机“低噪音、低成本”的要求，提高发动机市场竞争力。

目前，航空发动机上出口导向叶片的结构设计主要有两种方式，一种是实心的结构设计，另一种是空心的结构设计。实心的出口导向叶片，无论是采用什么材料，主要是通过模锻工艺制备毛坯，然后采用数控加工和表面处理工艺最终成形。针对空心的出口导向叶片，目前主要有两种工艺，一种是采用搅拌摩擦焊工艺，一种是采用扩散连接/超塑性成形(SPF/DB)组合工艺。搅拌摩擦焊工艺主要采用CN103775136公布的方法，该方法是将空心出口导叶分为凹进部分和盖板两个零件，并将两部分通过搅拌摩擦焊工艺焊接而成，其中凹进部分可以设计和加工成空心结构。搅拌摩擦焊的主要优点：该工艺为固相连接，母材不熔化，焊接接头性能高；适用于铝合金，尤其是难熔焊铝合金的焊接。该工艺的主要缺点：焊前进行空腔加工，焊后进行组合加工，机加工变形控制难度大，主要适用于铝合金，材料适用性不强。

针对扩散连接/超塑性成形(SPF/DB)组合工艺，该方法主要是借鉴钛合金空心风扇叶片的制备工艺，将钛合金板材之间先扩散连接，然后超塑成形。该工艺的主要优点：代替常规金属结构件，可实现最佳刚度重量比，减重10%～50%，经济效益可观；另外，材料扩散连接后界面基本消失，可达到母体材料性能。该工艺的主要缺点：一是扩散焊需要高精度对中控制，扩散焊后整形工艺复杂；二是原材料板材具有各向异性，钛合金板材由轧制成型而得，板材加工过程中，轧制方向和垂直于此方向的力学性能不一致，垂直于轧制方向的力学性能较差；三是内部空腔可设计性不足：受超塑成形工艺的限制，该出口导向叶片只能设计成Warren结构，很难实现结构强度设计所需的理想结构。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法，克服了现有技术中搅拌摩擦焊工艺下组件加工变形控制难度大、材料适用性不强，扩散连接/超塑性成形组合工艺下工艺复杂、叶片材料各向异性、内部空腔可设计性不强等问题。

为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法，包括以下步骤：

步骤1）根据导向叶片设计导向叶片毛坯；

步骤2）根据导向叶片毛坯设计包套；

步骤3）制备TC4钛合金球形粉末；

步骤4）将步骤3）制备的TC4钛合金球形粉末装入步骤2）所述包套中，并且除气封焊；

步骤5）将装有TC4钛合金球形粉末的包套放置于热等静压炉内进行热等静压；

步骤6）去除包套，得到导向叶片毛坯；

步骤7）将步骤6）导向叶片毛坯进行热处理；

步骤8）将步骤7）导向叶片毛坯粗机加工，去除两端多余的坯料；

步骤9）焊接导向叶片毛坯两端空洞；

步骤10）将导向叶片毛坯进行精机加工得到导向叶片，并在导向叶片表面进行喷丸处理。

优选的，所述步骤1）中导向叶片包括叶身、前端安装接头和后端安装接头，其中叶身一侧面为凹面，叶身另一侧面为凸面，所述导向叶片毛坯包括内部贯通的叶身毛坯和安装接头毛坯，其中叶身毛坯的轴向尺寸大于叶身的轴向尺寸，其中叶身毛坯与叶身径向尺寸及两侧面的凹面和凸面相同，所述叶身毛坯一端连接安装接头毛坯，其中安装接头毛坯为方形，安装接头毛坯用于机加工成后端安装接头，叶身毛坯远离安装接头毛坯的一侧用于机加工成前端安装接头。

优选的，所述步骤2）中根据导向叶片毛坯设计包套，其中包套包括主体凹结构、型芯、主体凸结构、盖板和进粉管，所述主体凹结构与主体凸结构设有挖空腔的端面相焊接，其中型芯设置于主体凹结构与主体凸结构的挖空腔内，并且型芯一端与主体凹结构与主体凸结构连接处相焊接并密封，其中主体凹结构、型芯和主体凸结构装配在一起后形成的腔体结构与导向叶片毛坯相同，所述盖板尺寸大的一端与主体凹结构和主体凸结构相接的另一端面连接，其中进粉管穿过盖板尺寸小一端的中心位置，其中进粉管与腔体结构贯通。

优选的，所述主体凹结构为长方体结构，主体凹结构一侧面中间位置设置有与导向叶片毛坯相同的凹型挖空腔，并且凹型挖空腔端部设置有与安装接头毛坯结构相同的腔体，主体凹结构另一端设置有与型芯相适配的槽体；所述主体凸结构为长方体结构，其中主体凸结构一侧面中间位置设置有与导向叶片毛坯相同的凸型挖空腔，并且凸型挖空腔端部设置有与安装接头毛坯结构相同的腔体，所述型芯为“T”型结构，将主体凹结构的凹型挖空腔、型芯和主体凸结构的凸型挖空腔扣合焊接后，形成的腔体结构与导向叶片毛坯相同。

优选的，所述步骤3）TC4钛合金球形粉末制备具体为：采用旋转电极法制备TC4钛合金球形粉末，其中电极直径为Φ40～80mm，长度为100～800mm，熔炼电流1000～1500A，转速15000～30000rpm。

优选的，所述步骤4）具体为：将TC4钛合金球形粉末从包套的进粉端填充入包套空腔内，并振实TC4钛合金球形粉末，其中电机振动频率15~22HZ，持续振动30min，确保粉末不下粉为止，将装有TC4钛合金球形粉末的包套整体抽空，真空度达到小于1×10^-2Pa后焊接密封。

优选的，所述步骤5）具体为：将装有TC4钛合金球形粉末的包套整体置于热等静压炉内，抽空后充入氩气，其中热等静压炉的压力为120～200MPa，温度为910～930℃，保温2.5～3.5h。

优选的，所述步骤6）具体为：先采用机加工去除大量多余的包套，留少量余量采用8～30wt%硫酸/5～20wt%硝酸酸蚀，保持常温下酸洗，直至完全腐蚀包套材料，获得空心的导向叶片毛坯。

优选的，所述步骤7）具体为：将导向叶片毛坯放置于加热炉中，热处理温度为840～860℃，保温2h后随炉冷却。

优选的，所述步骤8）具体为：采用数控机床粗机加工，去除导向叶片毛坯两端多余的坯料，并预留3mm余量；

优选的，步骤9）在氩气保护环境下，采用等离子焊，封堵导向叶片毛坯两端的空洞，其中焊丝直径为Φ1.2mmTC4焊丝，等离子电流160A，电压22~25V，氩气流量3.1L/min；步骤10）采用数控机床进行导向叶片两端安装接头的机加，将导向叶片毛坯小尺寸端机加工成前端安装接头，将导向叶片毛坯大尺寸端机加工成后端安装接头。

相对于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本发明提出了一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法，该方法制备的空心出口导向叶片在满足轻质、强抗外击损伤能力条件下，可以满足大尺寸出口导向叶片对不同内部空腔的设计要求，无需设计复杂模具，数控机床机加即可，加工工艺简单，加工自由度高，零件的尺寸精度可控，获得的材料性能更优异；相对于扩散连接/超塑性成形组合工艺下的钛合金出口导向叶片，热等静压工艺下导向叶片的材料性能各向同性，还可以避免超塑成形所用钛合金板材的材料各向异性的问题；

（2）本发明先根据需要的导向叶片设计导向叶片毛坯，然后根据导向叶片毛坯设计包套，将TC4钛合金球形粉末装入包套中除气封焊，接着将包套放置于热等静压炉内进行热等静压，去除包套得到导向叶片毛坯，本发明针对空心出口导向叶片采用热等静压工艺制备，经过热等静压制备的导向叶片毛坯，叶身内部具有内部空腔，内部空腔可设计性强，并且可大幅度降低叶片重量；

（3）本发明导向叶片由叶身和安装接头构成，叶身部分经热等静压成型后无需二次机械加工，只需加工除叶身之外的安装接头，这样就避免了在加工中导致的力学性能不一致，简化了工艺，降低了成本；

（4）本发明简化工艺流程，降低叶片的制造成本，采用钛合金球形粉末，钛合金球形粉末经(HIP+热处理)工艺后，可获得材料性能更优异的空心出口导向叶片，可以进一步减轻出口导向叶片的重量。

附图说明

图1、本发明一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法的工艺流程图；

图2、本发明导向叶片的结构示意图；

图3、本发明导向叶片毛坯的结构示意图；

图4、本发明包套的结构示意图；

图5、本发明主体凹结构的结构示意图；

图6、本发明型芯的结构示意图；

图7、本发明主体凸结构的结构示意图；

图8、本发明盖板的结构示意图；

图9、本发明进粉管的结构示意图；

图10、本发明导向叶片的剖视结构示意图；

图11、本发明导向叶片毛坯的剖视结构示意图。

附图标记说明

1、叶身，2、前端安装接头，3、后端安装接头，4、叶身毛坯，5、安装接头毛坯，6、主体凹结构，7、型芯，8、主体凸结构，9、盖板，10、进粉管。

具体实施方式

下面结合实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

如图1所示，本发明公开了一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法，包括以下步骤：

步骤1）根据导向叶片设计导向叶片毛坯；

步骤2）根据导向叶片毛坯设计包套；

步骤3）制备TC4钛合金球形粉末；

步骤4）将步骤3）制备的TC4钛合金球形粉末装入步骤2）所述包套中，并且除气封焊；

步骤5）将装有TC4钛合金球形粉末的包套放置于热等静压炉内进行热等静压；

步骤6）去除包套，得到导向叶片毛坯；

步骤7）将步骤6）导向叶片毛坯进行热处理；

步骤8）将步骤7）导向叶片毛坯粗机加工，去除两端多余的坯料；

步骤9）焊接导向叶片毛坯两端空洞；

步骤10）将导向叶片毛坯进行精机加工得到导向叶片，并在导向叶片表面进行喷丸处理。

实施例2

优选的，如图2、10所示，所述步骤1）中导向叶片包括叶身1、前端安装接头2和后端安装接头3，其中叶身1一侧面为凹面，叶身1另一侧面为凸面。

优选的，如图3、11所示，所述导向叶片毛坯包括内部贯通的叶身毛坯4和安装接头毛坯5，其中叶身毛坯4的轴向尺寸大于叶身1的轴向尺寸，其中叶身毛坯4与叶身1径向尺寸及两侧面的凹面和凸面相同，所述叶身毛坯4一端连接安装接头毛坯5，其中安装接头毛坯5为方形，安装接头毛坯5用于机加工成后端安装接头3，叶身毛坯4远离安装接头毛坯5的一侧用于机加工成前端安装接头2。

所述导向叶片由叶身和安装接头构成，叶身部分经热等静压成型后无需二次机械加工，只需加工除叶身之外的安装接头，这样就避免了在加工中导致的力学性能不一致，简化了工艺，降低了成本。

实施例3

优选的，如图4~9所示，所述步骤2）中根据导向叶片毛坯设计包套，其中包套包括主体凹结构6、型芯7、主体凸结构8、盖板9和进粉管10，所述主体凹结构6与主体凸结构8设有挖空腔的端面相焊接，其中型芯7设置于主体凹结构6与主体凸结构8的挖空腔内，并且型芯7一端与主体凹结构6与主体凸结构8连接处相焊接并密封，其中主体凹结构6、型芯7和主体凸结构8装配在一起后形成的腔体结构与导向叶片毛坯相同，所述盖板9尺寸大的一端与主体凹结构6和主体凸结构8相接的另一端面连接，其中进粉管10穿过盖板9尺寸小一端的中心位置，其中进粉管10与腔体结构贯通。

所述包套选择钢包套，成本低、焊接性能好、酸蚀去除容易。

所述主体凹结构6、型芯7与主体凸结构8通过氩弧焊接相连接。

优选的，如图5所示，所述主体凹结构6为长方体结构，主体凹结构6一侧面中间位置设置有与导向叶片毛坯相同的凹型挖空腔，并且凹型挖空腔端部设置有与安装接头毛坯5结构相同的腔体，主体凹结构6另一端设置有与型芯7相适配的槽体。

所述主体凹结构6在中部加工有与空心出口导向叶片叶身1部位相近的凹型挖空腔，两端加工有与导向叶片毛坯两端相近的腔体。

优选的，如图7所示，所述主体凸结构8为长方体结构，其中主体凸结构8一侧面中间位置设置有与导向叶片毛坯相同的凸型挖空腔，并且凸型挖空腔端部设置有与安装接头毛坯5结构相同的腔体。

所述主体凸结构8在中部加工有与空心出口导向叶片叶身1部位相近的凸型挖空腔，两端加工有与空心出口导向叶片毛坯两端相近的腔体。

优选的，如图6所示，所述型芯7为“T”型结构，将主体凹结构6的凹型挖空腔、型芯7和主体凸结构8的凸型挖空腔扣合焊接后，形成的腔体结构与导向叶片毛坯相同。

所述型芯7与空心出口导向叶片毛坯的内部空腔相似，热等静压后可用酸洗去除。

如图8所示，所述盖板9安装于包套主体的一端，通过氩弧焊接进行连接，在盖板9顶部设有一进粉管10安装孔，进粉管10，如图9所示，与盖板9通过氩弧焊接进行连接。

实施例4

优选的，所述步骤3TC4钛合金球形粉末制备具体为：采用旋转电极法制备TC4钛合金球形粉末，其中电极直径为Φ40～80mm，长度为100～800mm，熔炼电流1000～1500A，转速15000～30000rpm。

实施例5

优选的，所述步骤4具体为：将TC4钛合金球形粉末从包套的进粉端填充入包套空腔内，并振实TC4钛合金球形粉末，其中电机振动频率15~22HZ，持续振动30min，确保粉末不下粉为止，将装有TC4钛合金球形粉末的包套整体抽空，真空度达到小于1×10^-2Pa后焊接密封。

实施例6

优选的，所述步骤5具体为：将装有TC4钛合金球形粉末的包套整体置于热等静压炉内，抽空后充入氩气，其中热等静压炉的压力为120～200MPa，温度为910～930℃，保温2.5～3.5h。

实施例7

优选的，所述步骤6具体为：先采用机加工去除大量多余的包套，留少量余量采用8～30wt%硫酸/5～20wt%硝酸酸蚀，保持常温下酸洗，直至完全腐蚀包套材料，获得空心的导向叶片毛坯。

优选的，所述步骤7具体为：将导向叶片毛坯放置于加热炉中，热处理温度为840～860℃，保温2h后随炉冷却。

实施例8

优选的，所述步骤8）具体为：采用数控机床粗机加工，去除导向叶片毛坯两端多余的坯料，并预留3mm余量。

所述步骤9）具体为：在氩气保护环境下，采用等离子焊，封堵导向叶片毛坯两端的空洞，其中焊丝直径为Φ1.2mmTC4焊丝，等离子电流160A，电压22~25V，氩气流量3.1L/min。

优选的，步骤10）采用数控机床进行导向叶片两端安装接头的机加，将导向叶片毛坯小尺寸端机加工成前端安装接头2，将导向叶片毛坯大尺寸端机加工成后端安装接头3。

实施例9

如图1所示，步骤1）导向叶片毛坯设计：根据空心出口导向叶片结构，如图2所示，设计导向叶片毛坯，如图3所示，叶身毛坯4部分与成品叶身1相近，两端安装部分留足够加工余量；

步骤2）包套设计、包套加工和包套焊接：根据图3所示导向叶片毛坯，设计如图4所示包套，包套主要包含主体凹结构6、型芯7、主体凸结构8、盖板9、进粉管10，包套各部分通过机加工获得并通过氩弧焊进行焊接；

步骤3）TC4粉末制备：采用旋转电极法制备TC4钛合金球形粉末，旋转电极法制粉工艺条件如下：

电极直径为Φ40～80mm，长度为100～800mm，熔炼电流1000～1500A，转速15000～30000rpm；

步骤4）装粉、加热除气封口：通过进粉管10将图4结构内空腔填充TC4粉末，并振实粉末，振实工艺条件如下：

电机振动频率15~22HZ，持续振动30min，确保粉末不下粉为止；

将装有TC4粉末包套整体抽空，真空度达到小于1×10^-2Pa后焊接密封；

步骤5）热等静压：将装有TC4粉末包套整体置于热等静压炉内，抽空后充入氩气，热等静压参数：压力120～200MPa，温度910～930℃，保温2.5～3.5h；

步骤6）包套及型芯去除：根据包套尺寸，先采用机加去除大量多余的包套，留少量余量采用8～30wt%硫酸/5～20wt%硝酸酸蚀，保持常温下酸洗，直至完全腐蚀包套及型芯7材料，获得空心出口导向叶片毛坯；

步骤7）热处理：热处理制度为：840～860℃，保温2h后随炉冷却；

步骤8）粗机加工：采用数控机床粗机加工，去除导向叶片毛坯两端多余的坯料，并预留3mm余量；

步骤9）叶片堵孔焊接：在氩气保护环境下，采用等离子焊，封堵导向叶片毛坯两端的空洞，焊接工艺：φ1.2mmTC4焊丝，等离子电流160A，电压22~25V，氩气流量3.1L/min；

步骤10）精机加工、喷丸处理：采用数控机床进行导向叶片两端安装接头的机加，加工完成后导向叶片结构如图2所示；叶片表面喷丸处理：采用喷丸进行表面处理，以满足设计要求。

对比例1

采用搅拌摩擦焊工艺制备导向叶片。

对比例2

采用扩散连接/超塑性成形组合工艺制备导向叶片。

对搅拌摩擦焊工艺制备的导向叶片、扩散连接/超塑性成形工艺制备的导向叶片、本发明热等静压工艺制备的导向叶片的板材按纵向和横向取板状试样，表征3种工艺成形的TC4钛合金空心出口导向叶片性能，按GB/T 228进行测试，测试结果见表1：

表1 采用各工艺制备的导向叶片的拉伸性能测试结果

由表1可以看出，搅拌摩擦焊和扩散连接/超塑性成形的TC4钛合金空心出口导向叶片力学性能存在各向异性，而热等静压成形的空心出口导向叶片各向同性，而且塑性好，延伸率高。

本发明的制备原理如下：

本发明先根据导向叶片设计导向叶片毛坯，导向叶片毛坯的径向尺寸与导向叶片相同，导向叶片毛坯轴向尺寸大于导向叶片，留余量用于后期的粗加工和细加工，再根据导向叶片毛坯设计包套结构，包套的空腔与导向叶片毛坯相同，将TC4钛合金球形粉末装入包套的空腔，然后放置于热等静压炉内进行热等静压，热等静压结束后去除外部包套，并利用酸洗去除剩余的包套，得到导向叶片毛坯，接着对导向叶片毛坯进行热处理，并进行粗机加工去除两端多余的坯料，焊接导向叶片毛坯两端空洞，接着对导向叶片毛坯进行精机加工得到导向叶片，并在导向叶片表面进行喷丸处理，得到成品，由于包套结构是根据导向叶片设计的，因此导向叶片中间的内部空腔可设计性强，导向叶片的板材是通过热等静压制成的，因此材料性能各向同性。

本发明提出了一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法，该方法制备的空心出口导向叶片在满足轻质、强抗外击损伤能力条件下，可以满足大尺寸出口导向叶片对不同内部空腔的设计要求，无需设计复杂模具，数控机床机加即可，加工工艺简单，加工自由度高，零件的尺寸精度可控，获得的材料性能更优异；相对于扩散连接/超塑性成形组合工艺下的钛合金出口导向叶片，热等静压工艺下导向叶片的材料性能各向同性，还可以避免超塑成形所用钛合金板材的材料各向异性的问题。

本发明先根据需要的导向叶片设计导向叶片毛坯，然后根据导向叶片毛坯设计包套，将TC4钛合金球形粉末装入包套中除气封焊，接着将包套放置于热等静压炉内进行热等静压，去除包套得到导向叶片毛坯，本发明针对空心出口导向叶片采用热等静压工艺制备，经过热等静压制备的导向叶片毛坯，叶身内部具有内部空腔，内部空腔可设计性强，并且可大幅度降低叶片重量。

本发明导向叶片由叶身和安装接头构成，叶身部分经热等静压成型后无需二次机械加工，只需加工除叶身之外的安装接头，这样就避免了在加工中导致的力学性能不一致，简化了工艺，降低了成本。

本发明简化工艺流程，降低叶片的制造成本，采用钛合金球形粉末，钛合金球形粉末经(HIP+热处理)工艺后，可获得材料性能更优异的空心出口导向叶片，可以进一步减轻出口导向叶片的重量。

上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。上述所涉及的试剂均可以从市场上购得。

Claims (10)

1.一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）根据导向叶片设计导向叶片毛坯；

步骤2）根据导向叶片毛坯设计包套；

步骤3）制备TC4钛合金球形粉末；

步骤4）将步骤3）制备的TC4钛合金球形粉末装入步骤2）所述包套中，并且除气封焊；

步骤5）将装有TC4钛合金球形粉末的包套放置于热等静压炉内进行热等静压；

步骤6）去除包套，得到导向叶片毛坯；

步骤7）将步骤6）导向叶片毛坯进行热处理；

步骤8）将步骤7）导向叶片毛坯粗机加工，去除两端多余的坯料；

步骤9）焊接导向叶片毛坯两端空洞；

步骤10）将导向叶片毛坯进行精机加工得到导向叶片，并在导向叶片表面进行喷丸处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中导向叶片包括叶身（1）、前端安装接头（2）和后端安装接头（3），其中叶身（1）一侧面为凹面，叶身（1）另一侧面为凸面，所述导向叶片毛坯包括内部贯通的叶身毛坯（4）和安装接头毛坯（5），其中叶身毛坯（4）的轴向尺寸大于叶身（1）的轴向尺寸，其中叶身毛坯（4）与叶身（1）径向尺寸及两侧面的凹面和凸面相同，所述叶身毛坯（4）一端连接安装接头毛坯（5），其中安装接头毛坯（5）为方形，安装接头毛坯（5）用于机加工成后端安装接头（3），叶身毛坯（4）远离安装接头毛坯（5）的一侧用于机加工成前端安装接头（2）。

3.根据权利要求2所述的一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中根据导向叶片毛坯设计包套，其中包套包括主体凹结构（6）、型芯（7）、主体凸结构（8）、盖板（9）和进粉管（10），所述主体凹结构（6）与主体凸结构（8）设有挖空腔的端面相焊接，其中型芯（7）设置于主体凹结构（6）与主体凸结构（8）的挖空腔内，并且型芯（7）一端与主体凹结构（6）与主体凸结构（8）连接处相焊接并密封，其中主体凹结构（6）、型芯（7）和主体凸结构（8）装配在一起后形成的腔体结构与导向叶片毛坯相同，所述盖板（9）尺寸大的一端与主体凹结构（6）和主体凸结构（8）相接的另一端面连接，其中进粉管（10）穿过盖板（9）尺寸小一端的中心位置，其中进粉管（10）与腔体结构贯通。

4.根据权利要求3所述的一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法，其特征在于：所述主体凹结构（6）为长方体结构，主体凹结构（6）一侧面中间位置设置有与导向叶片毛坯相同的凹型挖空腔，并且凹型挖空腔端部设置有与安装接头毛坯（5）结构相同的腔体，主体凹结构（6）另一端设置有与型芯（7）相适配的槽体；所述主体凸结构（8）为长方体结构，其中主体凸结构（8）一侧面中间位置设置有与导向叶片毛坯相同的凸型挖空腔，并且凸型挖空腔端部设置有与安装接头毛坯（5）结构相同的腔体，所述型芯（7）为“T”型结构，将主体凹结构（6）的凹型挖空腔、型芯（7）和主体凸结构（8）的凸型挖空腔扣合焊接后，形成的腔体结构与导向叶片毛坯相同。

5.根据权利要求1所述的一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法，其特征在于：所述步骤3）TC4钛合金球形粉末制备具体为：采用旋转电极法制备TC4钛合金球形粉末，其中电极直径为Φ40～80mm，长度为100～800mm，熔炼电流1000～1500A，转速15000～30000rpm。

6.根据权利要求1所述的一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法，其特征在于：所述步骤4）具体为：将TC4钛合金球形粉末从包套的进粉端填充入包套空腔内，并振实TC4钛合金球形粉末，其中电机振动频率15~22HZ，持续振动30min，确保粉末不下粉为止，将装有TC4钛合金球形粉末的包套整体抽空，真空度达到小于1×10^-2Pa后焊接密封。

7.根据权利要求1所述的一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法，其特征在于：所述步骤5）具体为：将装有TC4钛合金球形粉末的包套整体置于热等静压炉内，抽空后充入氩气，其中热等静压炉的压力为120～200MPa，温度为910～930℃，保温2.5～3.5h。

8.根据权利要求1所述的一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法，其特征在于：所述步骤6）具体为：先采用机加工去除大量多余的包套，留少量余量采用8～30wt%硫酸/5～20wt%硝酸酸蚀，保持常温下酸洗，直至完全腐蚀包套材料，获得空心的导向叶片毛坯。

9.根据权利要求1所述的一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法，其特征在于：所述步骤7）具体为：将导向叶片毛坯放置于加热炉中，热处理温度为840～860℃，保温2h后随炉冷却。

10.根据权利要求2所述的一种基于热等静压工艺的空心出口导向叶片的制备方法，其特征在于：所述步骤8）具体为：采用数控机床粗机加工，去除导向叶片毛坯两端多余的坯料，并预留3mm余量；步骤9）在氩气保护环境下，采用等离子焊，封堵导向叶片毛坯两端的空洞，其中焊丝直径为Φ1.2mmTC4焊丝，等离子电流160A，电压22~25V，氩气流量3.1L/min；步骤10）采用数控机床进行导向叶片两端安装接头的机加，将导向叶片毛坯小尺寸端机加工成前端安装接头（2），将导向叶片毛坯大尺寸端机加工成后端安装接头（3）。

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