涡轮叶片是航空发动机的关键零部件,其制造技术一直是研究的重点和难点。随着航空事业的发展,复杂结构和难加工材料不断涌现,对叶片加工技术提出了更大挑战。电解加工技术因其不受材料性能限制、加工过程无工具损耗、加工表面质量好等优点,已成为发动机叶片的关键制造技术之一。本文以具有双缘板结构的大尺寸TiAl低压涡轮叶片为研究对象,开展了缘板电解加工锥度和杂散腐蚀改善方法的基础研究及叶片电解加工试验研究,具体如下:(1)分析了SS304、GH4169和Ti-48Al-2Cr-2Nb(TiAl 4822)三种材料的电化学溶解特性。结果表明,低电流密度下,SS304材料去除率较低,而GH4169和TiAl 4822仍有较高的电流效率,意味着GH4169和TiAl 4822在加工过程中的杂散腐蚀相对严重,而SS304具有一定的钝性,有助于提高电解加工的定域性。(2)针对叶片缘板的杂散腐蚀,分别开展了阴极侧壁绝缘、设置辅助阳极及气绝缘三种改善缘板加工锥度方法的仿真与电解加工试验研究。仿真结果表明,阴极侧壁绝缘和辅助阳极方法可降低缘板表面的电流密度,减小缘板锥度;而压缩空气可在一定程度上排出侧面间隙的电解液,对缘板形成绝缘保护。试验研究表明,SS304、GH4169和TiAl 4822三种材料在采用阴极侧壁绝缘(保留1 mm宽阴极刃)时的缘板加工锥度分别为0.197°、0.222°和0.357°,与传统阴极加工相比分别降低了98.3%、97.7%和97.3%;三种材料在辅助阳极作用下的最小缘板锥度分别为-0.097°、-0.086°和-0.080°,与阴极侧壁绝缘方式相比分别降低了50.7%、61.3%和77.6%;三种材料在气绝缘下的缘板锥度分别为-0.124°、-0.171°和-0.259°,与阴极侧壁绝缘方式(无气绝缘)相比分别降低了29.5%、13.6%和15.9%。上述结果表明三种方法均可不同程度地抑制杂散腐蚀,且辅助阳极和气绝缘可在阴极侧壁绝缘基础上进一步减小缘板加工锥度,但气绝缘的稳定性和均匀性还有待提高。(3)针对双缘板结构的大尺寸TiAl低压涡轮叶片,开展了阴极侧壁绝缘和设置辅助阳极两种方法抑制缘板杂散腐蚀的试验研究。试验结果表明,大尺寸TiAl叶片缘板在两种方法下的加工锥度分别为:4.761°和2.866°,说明辅助阳极可以在阴极侧壁绝缘的基础上进一步减小缘板锥度,提高缘板加工精度。同时通过脉冲振动电解的加工方式,得到了表面质量较好的大尺寸TiAl低压涡轮叶片。