[發明專利]渦輪動葉片的制造方法

有效

• 申請號: 201580081940.0
• 申請日: 2015-09-14
• 公開（公告）號: CN107849672B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 太田敦夫;今野晉也
• 申請（專利權）人: 三菱動力株式會社
• 主分類號: C22F1/10
• 分類號: C22F1/10;F01D25/00;C22F1/00;F01D5/28
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 金鮮英;陳彥

本發明提供渦輪動葉片的制造方法，是使用了Ni基鍛造合金的渦輪動葉片的制造方法，其加工性優異，冷卻結構的設計自由度高。本發明涉及的渦輪動葉片的制造方法，其特征在于，是使用了Ni基鍛造合金的渦輪動葉片的制造方法，其具有下述工序：使上述Ni基鍛造合金的與母相的γ相不共格的γ’相增加的軟化工序(S1)；使用上述軟化工序后的Ni基鍛造合金來形成構成動葉片的至少2個構件的第1加工工序(S21)；對上述構件分別形成冷卻結構構成部的第2加工工序(S22)；以及將上述構件接合的第3加工工序(S23)。

技術領域

本發明涉及渦輪動葉片的制造方法。

背景技術

面對低碳社會的實現，要求火力發電工廠的高效率化。由于燃氣渦輪負荷追隨性高，因此對于作為不穩定的電力供給源的可再生能是有效的。此外，通過利用高的排氣溫度并與蒸汽渦輪組合從而能夠高效率化的組合循環被實用化，預料到進一步的需要。

對于作為燃氣渦輪的構成要素之一的動葉片，通過葉片長度的擴大等增加環體面積而能夠高效率化。然而，通過擴大葉片長度而離心應力增加，因此特別是在后段動葉片的根部，以往的Ni基精鑄葉片的抗拉強度不足。近年來，開發出具有與Ni基精鑄材同等的蠕變耐用溫度和1.5倍以上的抗拉強度的高強度Ni基鍛造材，在歐州面向航空機進行實用化。高強度Ni基鍛造材由于高溫強度高，加工性低，因此限定于小型制品的制造，但通過使用下述專利文獻1的技術，加工性被飛躍地改善。由此，高強度Ni基鍛造合金能夠適用燃氣渦輪動葉片，期待葉片長度擴大。

進一步針對高效率化，燃燒溫度的提高是有效的。與此相伴，由于動葉片的耐用溫度也變高，因此需要賦予冷卻功能。一般而言，采用了通過在葉片內部形成中空結構并流通冷卻介質，從而從內部進行冷卻的冷卻方法。為了提高冷卻效率，采用具有180度彎曲部的蜿蜒冷卻流路、賦予凸緣結構等。對于精鑄葉片，通過在鑄模內部設置了模仿冷卻流路的型芯的狀態下澆鑄，在凝固后除去型芯從而形成復雜的冷卻流路。然而，在鍛造葉片的情況下，由于需要在成型為葉片形狀后形成冷卻流路，因此單純的機械加工、放電加工僅僅形成從葉片根部向著頂部沿單方向貫通那樣的結構。因此，設計的自由度低，不能實現高的冷卻效率。

專利文獻1中，關于作為析出強化相的γ’相析出36～60體積％的高強度Ni基鍛造合金，通過在加工時增加不有助于強化的不共格γ’相的比例而使加工性提高。

專利文獻2中，公開了下述Ni基超耐熱合金的制造方法，其包含下述工序：準備以質量％計，具有C：0.001～0.05％，Al：1.0～4.0％，Ti：4.5～7.0％，Cr：12～18％，Co：14～27％，Mo：1.5～4.5％，W：0.5～2.5％，B：0.001～0.05％，Zr：0.001～0.1％，殘部由Ni和雜質構成的組成的待熱加工材的工序；將上述待熱加工材在1130～1200℃的溫度范圍保持至少2小時而加熱的工序；將在上述加熱工序中加熱了的待熱加工材以0.03℃/秒以下的冷卻速度冷卻直到熱加工溫度以下的工序；以及在上述冷卻工序后，對待熱加工材進行熱加工的工序。根據該方法，可以改善熱加工性。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2015/008343號

專利文獻2：日本專利第5652730號公報

發明內容

發明所要解決的問題

專利文獻1中作為實施例對渦輪動葉片也進行了記載，但并未提供具體的動葉片的制造方法。此外，專利文獻2涉及使高強度Ni基鍛造合金的加工性提高的方法，但特別記載了在某種限定組成的合金中使熱鍛性提高而制作中小型坯(billet)，與專利文獻1同樣并未提供渦輪動葉片的制造方法。

本發明鑒于上述情況，提供渦輪動葉片的制造方法，是使用了Ni基鍛造合金的渦輪動葉片的制造方法，其加工性優異，冷卻結構的設計自由度高。

用于解決課題的方法