[發明專利]用于制造渦輪機部件、坯件以及最終部件的方法

有效

• 申請號: 201680014856.1
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN107405681B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 紀堯姆·馬丁;賽琳·珍妮·馬西勞德;瑪麗·邁尼爾-帕尼根
• 申請（專利權）人: 賽峰航空器發動機
• 主分類號: B22D11/10
• 分類號: B22D11/10;C22F1/04;C22F1/18
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興;桑麗茹

本發明涉及制造金屬渦輪機部件(19a、19b)，并包括如下步驟：a)使用等離子體焊炬和環形模具來熔融鈦鋁金屬間化合物，b)從中提取處于冷卻鑄造狀態的鑄態鑄錠，c)將鑄錠切割成至少一個坯件或粗糙成形件(21)，該至少一個坯件或粗糙成形件具有外部形狀，該外部形狀比所要制造的所述部件(19a、19b)的復雜形狀較為簡單，d)對坯件(21)機加工以獲得具有所述更復雜外部形狀的部件。

本發明涉及一種用于制造金屬渦輪機部件、且尤其是飛行器渦輪噴氣發動機或渦輪螺旋槳發動機的可動渦輪葉輪葉片的方法。

本發明涉及鈦鋁金屬間化合物合金。確切地說考慮TiAl48-2-2。

還涉及一種組件，該組件包括由此種基于TiAl的合金制成的用于渦輪機部件的坯件以及由于對此種坯件機加工而產生的機加工部件。

合金利用某些化學組分并且在某些壓力和溫度條件下形成金屬間化合物。不同于傳統的合金，金屬間化合物由周期性交替的原子構成，而在傳統的合金中，不同性質的原子可隨機地分布在同一晶體部位上。因此，當查看基本網格時，能注意到晶體結構。

通過熔鑄(鑄造)由鈦鋁金屬間合金制成部件來成形在目前是極為困難的，并且無法鑄造足夠細的厚度來通過熔鑄(鑄造)產生具有完工鑄造區域的部件。

此外，難以進行管理來有效地機加工由熔鑄(鑄造)制成的部件。

由此產生兩類問題：

-與熔鑄(鑄造)相關聯的那些問題，

-與機加工相關聯的那些問題，

-須在經濟環境中考慮整體。

在現有技術中，具體地說存在如下方案：

1)提供通過脫蠟熔鑄(鑄造)來獲得過厚粗糙成形件、且然后對該粗糙成形件機加工以獲得諸如葉片之類最終部件的方案，

2)由如下構成的方案：將坯件鑄造成幾乎最終形狀的部件(稱為“近終形)，接著允許對最終部件進行一定程度上最小的機加工(幾乎不損失材料)，但這仍是必需的，

3)以及在離心永久模具中熔鑄(鑄造)的方案，其中，可制造多個渦輪機部件，后續步驟包括：

a)將金屬材料澆注到離心鑄造模具中，

b)從中提取出細長形狀、較佳地是基本上圓柱形或多面體形的和/或具有圓形或多邊形橫截面的坯件，以及

c)對坯件進行機加工，直到獲得最終形狀的部件為止。

還存在鍛造方案，但由于TiAl合金的脆性而難以實施。

對基于TiAl的部件熔鑄(鑄造)的一個缺點是熔融金屬的極快固化。

這樣做的后果是部件產生孔隙的高風險、難以實現模具的合適填充且因此難以最終確定鑄態粗糙成形件(坯件)的外部形狀。

此外，接下來通常需要熱等靜壓壓縮(HIC)以封閉任何孔隙，這意味著顯著的成本。此外，此種處理并非總是足夠的，尤其是如果粗糙成形件的孔隙是向外開發的。

作為脫蠟熔鑄(鑄造)(非永久模具)的缺點，可注意到以下方面：

-需要使用稀有材料來用于模具殼體(例如釔)，這具有成本和供應的問題，

-經由形成夾雜物而削弱部件的風險：兩者均由于模具/殼體反應性(尤其是TiAl，因為它極具反應性)而產生以及由于落入到模具中的殼體碎片(尤其是脫蠟工藝)而產生，

-殼體的極為具體開發，尤其是須在離心力的阻力和殼體的脆性之間發現折衷，以便于從模具中移除，

-針對離心鑄造來使用特定的安裝件。

還可提及其它點：