Московский Научно-производственный центр газотурбостроения «Салют», входящий в Объединенную двигателестроительную корпорацию Госкорпорации Ростех, в рамках совместной работы с МАИ (НИУ) провел исследования нового отечественного связующего материала алюмокс. Его применение при изготовлении лопаток авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) позволит выйти на новый уровень развития технологии их литья и повысит рабочие свойства.
«Основными направлениями совершенствования рабочих характеристик авиационных ГТД нового поколения являются повышение тяги и снижение массы, – объяснил заместитель генерального директора – управляющий директор НПЦ газотурбостроения «Салют» Виталий Клочков. – Новые требования к эффективности двигателя ставят перед нами важные задачи, в том числе по применению новых материалов, максимально соответствующих условиям эксплуатации двигателей».
По словам заместителя главного металлурга «Салюта» Валерия Михайлова, совершенствование лопаток турбин с применением в процессе изготовления никелевых жаропрочных сплавов практически достигло своего предела.
«В то же время высокие температуры плавления и реакционная способность ряда композитных сплавов приводят к их взаимодействию с большинством огнеупорных материалов. Возможность применения для этих целей традиционных керамических материалов практически полностью исчерпана или, в лучшем случае, значительно ограничена. Для надежного осуществления процесса высокоградиентной направленной кристаллизации требуется повысить рабочие температуры тигля и керамической формы до 1800 ºС, что почти на 200 ºС выше, чем в промышленной технологии», – рассказал Валерий Михайлов.
По его словам, обеспечение таких температур требует использования только безкремнеземистого связующего и тугоплавких огнеупорных материалов (оксидов иттрия, циркония, алюминия). Такое новое безкремнеземистое связующее было разработано в Государственном научно-исследовательском институте химии и технологии элементоорганических соединений на основе алюминий-органических соединений – алюмокс, а технологию изготовления на его основе литейных форм по выплавляемым моделям разработали специалисты кафедры «Технологии и системы автоматизированного проектирования металлургических процессов» МАИ. Первые опытные партии изготовленных форм были апробированы в совместной работе МАИ и «Салюта». Полученные результаты показали, что алюмокс обеспечивает высокую огнеупорность и химическую инертность формы к заливаемым жаропрочным сплавам при температурах до 1800 ºС.
Исследования рабочих лопаток турбины высокого давления турбореактивного двигателя АИ-222-25 показали, что при использовании даже комбинированной формы с двумя защитными слоями на связующем алюмокс глубина взаимодействия между металлом отливки и формой примерно в семь раз меньше, чем на лопатках, изготовленных по серийной технологии, и не превышает 5 мкм.
«Таким образом, применение керамических форм с алюмоксом позволит значительно повысить качество литья и, соответственно, рабочие свойства лопаток, влияющие на эксплуатационные характеристики и ресурс ГТД, – подытожил Валерий Михайлов. – Важно и то, что новая технология изготовления оболочковой формы, разработанная в МАИ, полностью вписывается в традиционную технологию, практически без изменения аппаратурного обеспечения».
Ранее в этом году на «Салюте» были испытаны и внедрены новые титановые и никелевые материалы, предназначенные для перспективных российских авиационных двигателей.
«Салют» – это двигателестроительное предприятие, объединяющее в своей структуре научно-исследовательский институт, конструкторское бюро и производство. Текущие производственные задачи решаются головной площадкой в Москве и многочисленными филиалами предприятия. «Салют» занимается изготовлением и сервисным обслуживанием авиадвигателей АЛ-31Ф и его модификаций, АИ-222-25, узлов двигателей РД-33МК. Компания участвует в широкой кооперации предприятий ОДК по производству двигателей семейства ТВ7-117, ВК-2500 и ПД-14 и в других проектах.
