[go: up one dir, main page]

CN117841405A - 一种陶瓷基复合材料涡轮外环及其制备方法 - Google Patents

一种陶瓷基复合材料涡轮外环及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117841405A
CN117841405A CN202311850443.5A CN202311850443A CN117841405A CN 117841405 A CN117841405 A CN 117841405A CN 202311850443 A CN202311850443 A CN 202311850443A CN 117841405 A CN117841405 A CN 117841405A
Authority
CN
China
Prior art keywords
outer ring
shaped
turbine outer
prefabricated body
arc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311850443.5A
Other languages
English (en)
Inventor
杨勇
张海昇
成来飞
王卿
李建鑫
师漠言
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sdic Ceramic Matrix Composite Research Institute Xi'an Co ltd
Original Assignee
Sdic Ceramic Matrix Composite Research Institute Xi'an Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sdic Ceramic Matrix Composite Research Institute Xi'an Co ltd filed Critical Sdic Ceramic Matrix Composite Research Institute Xi'an Co ltd
Priority to CN202311850443.5A priority Critical patent/CN117841405A/zh
Publication of CN117841405A publication Critical patent/CN117841405A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/345—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using matched moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
    • B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/56—Coatings, e.g. enameled or galvanised; Releasing, lubricating or separating agents
    • B29C33/68—Release sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

本发明属于涡轮外环技术领域，公开了一种陶瓷基复合材料涡轮外环及其制备方法；以解决现有技术中一体式涡轮外环成型时纤维布弯折形变较大，导致其存在预损伤的技术问题；其具体包括X型预制体和弧形板预制体；X型预制体上设有填充件；弧形板预制体连接于X型预制体底部。本发明的涡轮外环结构中设计X型预制体，可使涡轮外环内部的纤维布条在成型过程中形变较小，降低其成型中的预损伤，提高涡轮外环整体的强度；本发明的涡轮外环结构的制备方法中在弧形板预制体上制备X型预制体直接得到涡轮外环预制体，不用单独对涡轮外环的弧形流道和挂耳进行成型，制备过程简单；且制备中对纤维布条的弯折形变较小，降低了纤维布条的预损伤程度。

Description

一种陶瓷基复合材料涡轮外环及其制备方法
技术领域
本发明涉及涡轮外环技术领域，尤其涉及一种陶瓷基复合材料涡轮外环及其制备方法。
背景技术
涡轮外环是涡轮静子的主要结构件，其主要作用是组成涡轮部件的高温燃气通道。随着先进航空发动机的不断发展，对涡轮外环构件提出了耐更高温度、更长寿命、更轻质的需求。陶瓷基复合材料作为一种具备了低密度、耐高温、抗氧化、耐腐蚀、高韧性、高刚度等各种材料优点的热结构功能一体化材料，被国际公认为是发展先进发动机高温部件最具潜力的材料之一。其综合性能指标能够很好地满足高性能涡轮外环构件的使用要求，并逐步取代传统镍基和钴基高温合金成为制备涡轮外环的首选材料。陶瓷基复合材料构件的结构及其纤维预制体通常采用一体化结构设计，其内部的纤维作为一体化结构的增强体，是其主要承力相。一般纤维预制体结构分为1D、2D、2.5D和3D及组合连接结构，其中2D碳纤维布或碳化硅纤维布或氧化铝纤维布预制体结构最为简单，工艺可实现性好。
现有技术中采用陶瓷基复合材料制备涡轮外环构件时，涡轮外环的纤维预制体定型是通过定型模具的合模方式实现对多层碳纤维布或碳化硅纤维布或氧化铝纤维布在预定刚性曲面上的贴合和压紧。涡轮外环作为结构功能件，其典型的结构特征有机匣连接结构和弧形流道结构，如图1所示；现有技术中采用的2D碳纤维布或碳化硅纤维布或氧化铝纤维布预制体结构在弧形流道或涡轮外环挂耳结构的成型过程中，都会不可避免地将纤维布进行超过90°的大角度弯折，进而可能会导致纤维布的预损伤。因此，想要提升陶瓷基复合材料的涡轮外环的性能，需要在预制体结构成型过程中降低纤维布的弯折形变程度，降低纤维布在预制体结构设计过程中的预损伤；所以本发明设计一种特定结构形式的涡轮外环预制体结构，来提高涡轮外环构件定型的工艺稳定性。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种陶瓷基复合材料涡轮外环及其制备方法；以解决现有技术中一体式涡轮外环成型时纤维布弯折形变较大，导致其存在预损伤的技术问题。
第一方面，为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种陶瓷基复合材料涡轮外环，包括X型预制体和弧形板预制体；X型预制体上设有填充件；弧形板预制体连接于X型预制体底部。
在本方案中，设计X型预制体，且在X型预制体底部设计弧形板预制体；弧形板预制体为涡轮外环的弧形流道，该设计可使涡轮外环内部的纤维布条在成型过程中形变较小，降低其成型中的预损伤，提高涡轮外环整体的强度。
进一步地，X型预制体沿周向方向为扇形段结构，扇形段结构的截面为X型结构；X型预制体包括第一织面和第二织面，第一织面和第二织面交叉连接形成X型结构；X型结构顶部的两个分支为涡轮外环的挂耳结构；弧形板预制体连接于第一织面和第二织面底部。
在本方案中，第一织面和第二织面相互交叉设计，第一织面和第二织面的顶部可直接用作涡轮外环的两侧的挂耳，挂耳与涡轮外环本体的连接强度高；且无需再通过模具制备挂耳结构，省略了制备挂耳结构中对纤维布条进行弯折形变的过程。
进一步地，填充件包括上填充件和下填充件；上填充件填充于第一织面和第二织面交叉位置的顶部间隙内；下填充件填充于第一织面和第二织面交叉位置的底部间隙内，下填充件的底部与弧形板预制体连接。
在本方案中，在X型预制体的顶部和底部分别填充上填充件和下填充件，上填充件和下填充件可以对X型预制体的结构进行固定，放置其交叉连接位置发生形变；同时设计填充件还可以提升X型预制体整体的机械强度。
第二方面，本发明基于第一方面提供的一种陶瓷基复合材料涡轮外环，提供一种陶瓷基复合材料涡轮外环的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备弧形板预制体；
S2：在弧形板预制体上制备X型预制体得到涡轮外环预制体；
S3：在涡轮外环预制体结构上进行气相沉积得到复合材料涡轮外环。
在本方案中，在弧形板预制体上制备X型预制体直接得到涡轮外环预制体，不用单独对涡轮外环的弧形流道和挂耳结构进行成型，制备过程简单；且制备中对纤维布条的弯折形变较小，降低了纤维布条的预损伤程度。
进一步地，S1包括：
S101：在第一外模具上铺设一层碳布；第一外模具为弧板形结构，弧形板结构上贯穿开设有若干个缝制孔；
S102：在碳布上铺设若干条纤维条带形成弧形板预制体；
S103：通过缝制孔将弧形板预制体缝制在第一外模具上。
在本方案中，在第一外模具上铺设一层碳布有利于后续脱模；制备中将弧形板预制体缝制在第一外模具上进行固定，防止后续铺设第一织面和第二织面时弧形板预制体发生位移。
进一步地，S2包括：
S201：在弧形板预制体上放置下填充件；
S202：以下填充件的顶部曲线为对称线，在对称线上交叉铺设第一织面和第二织面得到X型预制体；第一织面和第二织面的交线位于对称线正上方；第一织面或第二织面的厚度为4-8mm；
S203：在X型预制体的两侧分别嵌入相互对称的两块内模具，内模具对第一织面或第二织面的上半部分进行支撑；内模具上开设有若干个缝制孔；
S204：通过缝制孔将内模具缝制于第一织面和第二织面上；
S205：在第一织面和第二织面上放置上填充件，上填充件的底部曲线位于对称线正上方；
S206：在上填充件上铺设一层碳布，并将第二外模具放置在上填充件上，第二外模具上开设有若干个缝制孔；
S207：通过缝制孔将第二外模具缝制于第一织面和第二织面上，得到涡轮外环预制体结构。
在本方案中，先放置下填充件，在下填充件上铺设X型预制体，可保证X型预制体的交叉位置与下填充件的顶部曲线相接触，保证下填充件与X型预制体之间紧密贴合；并且下填充件填充在弧形板预制体和X型预制体之间，还可以增加弧形板预制体和X型预制体的连接面积，提高二者连接后的稳定。
进一步地，S3包括：
S301：将涡轮外环预制体结构放置于加强框内部，在涡轮外环预制体结构和加强框之间安装楔块，对涡轮外环预制体结构整体进行压紧定型；
S302：采用CVI气相沉积工艺对涡轮外环预制体结构进行气相沉积；
S303：拆卸第一外模具、内模具和第二外模具；
S304：再次对涡轮外环预制体结构进行CVI气相沉积，得到复合材料涡轮外环。
在本方案中，加强框可以对涡轮外环预制体结构进行压紧，使其内部纤维条带和填充件之间紧密接触；分两次对涡轮外环预制体结构进行气相沉积，第一次气相沉积可以初步的其各部件连接为一个整体；去掉模具后再进行第二次气相沉积，使涡轮外环整体的各部件连接牢固，保证制得的涡轮外环强度高、稳定性好。
进一步地，S202中铺设第一织面和第二织面的方法为：
垂直于对称线方向铺设若干条横向纤维条带；第一织面的横向纤维条带和第二织面的横向纤维条带在对称线位置相互交错；交错后分别在若干条横向纤维条带之间穿设若干条纵向纤维条带，穿设时纵向纤维条带分别从相邻的两条横向纤维条带的顶部和底部穿过；穿设后得到X型预制体。
进一步地，纤维条带为碳纤维条带、碳化硅纤维条带或氧化铝纤维条带中的一种；纤维布为碳纤维布、碳化硅纤维布或氧化铝纤维布中的任意一种。
本发明的有益效果是：
本发明的陶瓷基复合材料涡轮外环采用纤维条带左右交替密铺的方式形成X型结构的X型预制体，实现了陶瓷基复合材料涡轮外环预制体与挂耳结构一体成形技术，避免了现有技术中制备纤维布条预制体的挂耳结构使需要对纤维进行大角度弯折的问题，减小了纤维布条的预损伤程度，提高了陶瓷基复合材料涡轮外环的强度。
本发明所提出的陶瓷基复合材料涡轮外环的制备方法中，采用上、下合模的方式对采用X型预制体外部轮廓进行定型，制备过程简单；且制备中在第一外模具和第二外模具的与涡轮外环预制体的接触面铺设碳布，脱模容易，脱模效率高；且脱模中碳布对涡轮外环预制体的保护性高，避免了对涡轮外环预制体造成拉伤。
附图说明
图1为现有技术中的涡轮外环结构示意图；
图2本发明一种陶瓷基复合材料涡轮外环截面结构示意图；
图3为本发明一种陶瓷基复合材料涡轮外环X型预制体结构示意图；
图4为本发明一种陶瓷基复合材料涡轮外环弧形板预制体结构示意图；
图5为本发明一种陶瓷基复合材料涡轮外环第二外模具结构示意图；
图6为本发明一种陶瓷基复合材料涡轮外环内模具结构示意图；
图7为本发明一种陶瓷基复合材料涡轮外环固定于加强框的结构示意图。
附图标记：
1、X型预制体；11、第一织面；12、第二织面；2、弧形板预制体；31、上填充件；32、下填充件；41、第一外模具；42、内模具；43、第二外模具；5、加强框；6、楔块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例1
如图2-4所示，本实施例提供一种陶瓷基复合材料涡轮外环；该涡轮外环采用特定的X型结构，避免了成型过程中对纤维布条进行大的弯折变形，降低成型中对纤维布条的损伤；其具体包括：
X型预制体1、弧形板预制体2和填充件；
其中，X型预制体1上设有填充件；弧形板预制体2连接于X型预制体1底部，弧形板预制体2为涡轮外环的弧形流道；X型设计使涡轮外环内部的纤维布条在成型过程中形变较小，降低其成型中的预损伤程度，提高涡轮外环整体的强度。
如图3所示，X型预制体1沿周向方向为扇形段结构，扇形段结构的截面为X型结构；X型预制体1包括第一织面11和第二织面12，第一织面11和第二织面12交叉连接形成X型结构；X型结构顶部的两个分支为涡轮外环的挂耳结构；弧形板预制体2连接于第一织面11和第二织面12底部；第一织面11和第二织面12相互交叉设计，第一织面11和第二织面12的顶部可直接用作涡轮外环的两侧的挂耳，挂耳与涡轮外环本体连接强度高；且无需再通过模具制备挂耳结构，省略了制备挂耳结构中对纤维布条进行弯折形变的过程。
如图2所示，填充件包括上填充件31和下填充件32；上填充件31填充于第一织面11和第二织面12交叉位置的顶部间隙内，且第一织面11和第二织面12的上表面与上填充件31的下表面相贴合；下填充件32填充于第一织面11和第二织面12交叉位置的底部间隙内，下填充件32的底部与弧形板预制体2连接；在X型预制体1的顶部和底部分别填充上填充件31和下填充件32，上填充件31和下填充件32可以对X型预制体1的结构进行固定，放置其交叉连接位置发生形变；同时设计填充件还可以提升X型预制体1整体的机械强度。
如图4所示，弧形板预制体2为圆弧形结构。
实施例2
如图2-7所示，本实施例基于实施例1提供的一种陶瓷基复合材料涡轮外环，提供一种陶瓷基复合材料涡轮外环的制备方法，该制备方法通过合模方式对进行涡轮外环预制体进行定型，定型方式简单；并且对定型模具进行了简化，制备中无需对纤维布条进行较大的弯折，降低了纤维布条的预损伤程度；其具体包括以下步骤：
S1：制备弧形板预制体2；具体包括：
S101：在第一外模具41上铺设一层1K碳布；
S102：在1K碳布上铺设若干条纤维条带形成弧形板预制体2；第一外模具41为弧板形结构，弧形板结构上贯穿开设有若干个缝制孔；
S103：通过缝制孔将弧形板预制体2缝制在第一外模具41上。
本实施例中，在第一外模具41上铺设一层碳布有利于后续脱模；制备中将弧形板预制体2缝制在第一外模具41上进行固定，防止后续铺设第一织面11和第二织面12时弧形板预制体2发生位移。
S2：在弧形板预制体2上制备X型预制体1得到涡轮外环预制体；具体包括：
S201：在弧形板预制体2上放置下填充件32；
S202：以下填充件32的顶部曲线为对称线，在对称线上交叉铺设第一织面11和第二织面12得到X型预制体1；第一织面11和第二织面12的交线位于对称线正上方；第一织面11或第二织面12的厚度为4-8mm；
作为本实施例的优选，铺设第一织面11和第二织面12的具体方法为：垂直于对称线方向铺设若干条横向纤维条带；第一织面11的横向纤维条带和第二织面12的横向纤维条带在对称线位置相互交错；交错后分别在若干条横向纤维条带之间穿设若干条纵向纤维条带，穿设时纵向纤维条带分别从相邻的两条横向纤维条带的顶部和底部穿过；穿设后得到X型预制体1。
S203：在X型预制体1的两侧分别嵌入相互对称的两块内模具42，内模具42对第一织面11或第二织面12的上半部分进行支撑；内模具42上开设有若干个缝制孔；
S204：通过缝制孔将内模具42缝制于第一织面11和第二织面12上；
S205：在第一织面11和第二织面12上放置上填充件31，上填充件31的底部曲线位于对称线正上方；
S206：在上填充件31上铺设一层碳布，并将第二外模具43放置在上填充件31上，第二外模具43上开设有若干个缝制孔；
S207：通过缝制孔将第二外模具43缝制于第一织面11和第二织面12上，得到涡轮外环预制体结构。
本实施例中，在下填充件32上铺设X型预制体1，可保证X型预制体1的交叉位置与下填充件32的顶部曲线相接触，保证下填充件32与X型预制体1之间紧密贴合；并且下填充件32填充在弧形板预制体2和X型预制体1之间，还可以增加弧形板预制体2和X型预制体1的连接面积，提高二者连接后的稳定。
本实施例中，第二外模具43结构如图5所示，第一外模具41结构与第二外模具43结构相似；内模具42结构如图6所示。
S3：在涡轮外环预制体结构上进行气相沉积得到复合材料涡轮外环；具体包括：
S301：如图7所示，将涡轮外环预制体结构放置于加强框5内部，在涡轮外环预制体结构和加强框5之间安装楔块6，对涡轮外环预制体结构整体进行压紧定型；
S302：采用CVI气相沉积工艺对涡轮外环预制体结构进行气相沉积；
S303：拆卸第一外模具41、内模具42和第二外模具43；拆卸模具时，可先使用刀具将缝制模具的纤维线切断，再进行拆卸；
S304：再次对涡轮外环预制体结构进行CVI第二外模具气相沉积，得到复合材料涡轮外环。
本实施例中，加强框5可以对涡轮外环预制体结构进行压紧，使其内部纤维条带和填充件之间紧密接触；分两次对涡轮外环预制体结构进行气相沉积，第一次气相沉积可以初步的使其各部件连接为一个整体；去掉模具后再进行第二次气相沉积，使涡轮外环整体的各部件连接牢固，保证制得的涡轮外环强度高、稳定性好。
作为本实施例的优选，纤维条带为碳纤维条带、碳化硅纤维条带或氧化铝纤维条带中的一种；纤维布为碳纤维布、碳化硅纤维布或氧化铝纤维布中的任意一种。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种陶瓷基复合材料涡轮外环，其特征在于：包括X型预制体(1)和弧形板预制体(2)；所述X型预制体(1)上设有填充件；所述弧形板预制体(2)连接于所述X型预制体(1)底部。
2.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料涡轮外环，其特征在于：所述X型预制体(1)沿周向方向为扇形段结构，所述扇形段结构的截面为X型结构；所述X型预制体(1)包括第一织面(11)和第二织面(12)，所述第一织面(11)和所述第二织面(12)交叉连接形成所述X型结构；所述X型结构顶部的两个分支为涡轮外环的挂耳结构；所述弧形板预制体(2)连接于所述第一织面(11)和所述第二织面(12)底部。
3.根据权利要求2所述的陶瓷基复合材料涡轮外环，其特征在于：所述填充件包括上填充件(31)和下填充件(32)；所述上填充件(31)填充于所述第一织面(11)和所述第二织面(12)交叉位置的顶部间隙内；所述下填充件(32)填充于所述第一织面(11)和所述第二织面(12)交叉位置的底部间隙内，所述下填充件(32)的底部与所述弧形板预制体(2)连接。
4.一种如权利要求3所述的陶瓷基复合材料涡轮外环的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备弧形板预制体(2)；
S2：在所述弧形板预制体(2)上制备X型预制体(1)得到涡轮外环预制体；
S3：在所述涡轮外环预制体结构上进行气相沉积得到复合材料涡轮外环。
5.根据权利要求4所述的陶瓷基复合材料涡轮外环的制备方法，其特征在于，所述S1包括：
S101：在第一外模具(41)上铺设一层碳布；所述第一外模具(41)为弧板形结构，所述弧形板结构上贯穿开设有若干个缝制孔；
S102：在所述碳布上铺设若干条纤维条带或纤维布形成所述弧形板预制体(2)；
S103：通过所述缝制孔将所述弧形板预制体(2)缝制在所述第一外模具(41)上。
6.根据权利要求5所述的陶瓷基复合材料涡轮外环的制备方法，其特征在于，所述S2包括：
S201：在所述弧形板预制体(2)上放置下填充件(32)；
S202：以所述下填充件(32)的顶部曲线为对称线，在所述对称线上交叉铺设第一织面(11)和第二织面(12)得到所述X型预制体(1)；所述第一织面(11)和所述第二织面(12)的交线位于所述对称线正上方；所述第一织面(11)或所述第二织面(12)的厚度为4-8mm；
S203：在所述X型预制体(1)的两侧分别嵌入相互对称的两块内模具(42)，所述内模具(42)对所述第一织面(11)或所述第二织面(12)的上半部分进行支撑；所述内模具(42)上开设有若干个缝制孔；
S204：通过缝制孔将所述内模具(42)缝制于所述第一织面(11)和所述第二织面(12)上；
S205：在所述第一织面(11)和所述第二织面(12)上放置上填充件(31)，所述上填充件(31)的底部曲线位于所述对称线正上方；
S206：在所述上填充件(31)上铺设一层碳布，并将第二外模具(43)放置在所述上填充件(31)上，所述第二外模具(43)上开设有若干个缝制孔；
S207：通过缝制孔将所述第二外模具(43)缝制于所述第一织面(11)和所述第二织面(12)上，得到涡轮外环预制体结构。
7.根据权利要求6所述的陶瓷基复合材料涡轮外环的制备方法，其特征在于，所述S3包括：
S301：将所述涡轮外环预制体结构放置于加强框(5)内部，在所述涡轮外环预制体结构和所述加强框(5)之间安装楔块(6)，对所述涡轮外环预制体结构整体进行压紧定型；
S302：采用CVI气相沉积工艺对所述涡轮外环预制体结构进行气相沉积；
S303：拆卸所述第一外模具(41)、所述内模具(42)和所述第二外模具(43)；
S304：再次对所述涡轮外环预制体结构进行CVI气相沉积，得到复合材料涡轮外环。
8.根据权利要求6所述的陶瓷基复合材料涡轮外环的制备方法，其特征在于，所述S202中铺设所述第一织面(11)和第二织面(12)的方法为：
垂直于所述对称线方向铺设若干条横向纤维条带；所述第一织面(11)的横向纤维条带和所述第二织面(12)的横向纤维条带在所述对称线位置相互交错；交错后分别在若干条所述横向纤维条带之间穿设若干条纵向纤维条带，穿设时所述纵向纤维条带分别从相邻的两条横向纤维条带的顶部和底部穿过；穿设后得到所述X型预制体(1)。
9.根据权利要求5～8任一所述的陶瓷基复合材料涡轮外环的制备方法，其特征在于：所述纤维条带为碳纤维条带、碳化硅纤维条带或氧化铝纤维条带中的任意一种；所述纤维布为碳纤维布、碳化硅纤维布或氧化铝纤维布中的任意一种。
CN202311850443.5A 2023-12-28 2023-12-28 一种陶瓷基复合材料涡轮外环及其制备方法 Pending CN117841405A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311850443.5A CN117841405A (zh) 2023-12-28 2023-12-28 一种陶瓷基复合材料涡轮外环及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311850443.5A CN117841405A (zh) 2023-12-28 2023-12-28 一种陶瓷基复合材料涡轮外环及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117841405A true CN117841405A (zh) 2024-04-09

Family

ID=90534035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311850443.5A Pending CN117841405A (zh) 2023-12-28 2023-12-28 一种陶瓷基复合材料涡轮外环及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117841405A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119222011A (zh) * 2024-12-04 2024-12-31 西北工业大学 一种复合材料多维变刚度机匣结构

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119222011A (zh) * 2024-12-04 2024-12-31 西北工业大学 一种复合材料多维变刚度机匣结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1768893B1 (en) Ceramic matrix composite airfoil trailing edge arrangement
CN106565261A (zh) 一种先驱体浸渍裂解法制备SiC/SiC复合材料销钉的方法
EP2009243B1 (en) Ceramic matrix composite turbine engine vane
JP5570718B2 (ja) 機械加工部分を有する複合カップリング
US8058191B2 (en) Multilayered ceramic matrix composite structure having increased structural strength
CN117841405A (zh) 一种陶瓷基复合材料涡轮外环及其制备方法
CN108162430A (zh) 一种异形复合材料网格蒙皮舱段成型方法
US20110110787A1 (en) Stator vane for 3d composite blower
BR112012015720A2 (pt) método para fabricar um reforço de metal para um pá de motor turbo-helice
CN106083122B (zh) 一种异形翻边封闭承力框整体成型方法
JP2015514026A (ja) セラミック複合材料部品の製造方法
CN112267917B (zh) 一种纤维预制体以及陶瓷基复合材料涡轮外环
CN103538715B (zh) 一种复合材料π型耳片式接头及其整体共固化成型方法
CN112479720B (zh) 一种C/SiC复合材料工字梁整体成型工装及成型工艺
CN114483207B (zh) 陶瓷基复合材料涡轮外环预制体、定型模具及其使用方法
US20120317810A1 (en) Method for making a metal reinforcement for the blade of a turbine engine
CN106965456A (zh) 一种多叶复合材料螺旋桨成型方法
CN109676958A (zh) 共固化成型的碳纤维复合材料翼面及其制备方法
CN107901518B (zh) 一种带金属柔性接头的l型复合材料夹芯板连接结构
CN114571749B (zh) 一种风电叶片的三维增强预制件及其制备方法
CN102926886B (zh) 一种钢顶铝活塞及其制备方法
CN115111060B (zh) 一种飞机发动机进气道及其一体成型工艺
US6379480B1 (en) Method for obtaining thin, light and rigid metal parts
CN110712382B (zh) 适用于星载全复合材料相机的后盖装置及整体成型方法
CN210062080U (zh) 一种发动机级间连接结构的加工模具

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination