[發明專利]飛行器渦輪機葉片及使用失蠟鑄造制造該葉片的方法

在審

• 申請號: 202080023099.0
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN113924406A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 米歇爾·斯盧薩茨;皮埃爾·紀堯姆·奧茲林;帕特里斯·埃尼奧;萊昂德爾·奧斯第諾
• 申請（專利權）人: 賽峰飛機發動機公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18;B22C9/04
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 江海;姚開麗

飛行器渦輪機葉片(102)，所述葉片包括至少一個用于使通風氣流循環的內腔(100)，所述腔包括壁(104)，壁包括沿著第一方向定向并形成氣流阻斷器的第一突出元件(106)，所述壁進一步包括沿著不同于第一方向的第二方向定向的至少一個第二突出元件(108)，所述第二元件和至少一個第一元件在一個區域中彼此重疊，葉片的特征在于，在該區域中，與第二元件重疊的第一元件或每個第一元件的高度(H2，H4’)大于第二元件的高度(H1)，并大于壁的其他第一元件的高度(H3)，以沿著第一元件或每個第一元件的整個長度保持其阻斷功能。

技術領域

本發明尤其涉及一種飛行器渦輪發動機葉片及通過失蠟鑄造制造該葉片的方法。

背景技術

現有技術尤其包括申請人的文獻FR-A1-2874186和文獻EP-A1-3450683、US-A1-2016/208620、EP-A2-0945595、CN-B-104493081和US-A1-2011/016717。

渦輪發動機葉片特別是渦輪葉片，承受高的熱應力，并包括內腔以用于使通風流體循環，在燃氣渦輪發動機的情況下通常是使空氣循環。

這些葉片現在通常通過失蠟鑄造來制造。這種技術包括制作尋求鑄造的部件的模型，該模型由蠟或其他等效的臨時材料制成。模型包裹在陶瓷外殼鑄件中。陶瓷外殼鑄件通過將模型連續浸入含有陶瓷材料的水泥漿中并填充在每次浸漬之間形成的層來制造。使鑄件干燥，通過在合適的溫度下第一次烹燒來去除鑄件所包含的蠟，然后，鑄件在高溫下烹燒，以給鑄件提供模制所需的阻力。因此，外形中空的模型保留，其中，熔融金屬被模制在模型中。在冷卻之后，鑄件破裂，以釋放部件。然后對部件進行簡單的精加工處理。

當葉片包括用于使冷卻氣流循環的空腔時，模型中必須包含一個或多個芯。方法的這一階段首先包括通過鑄造由粘結劑聯合的陶瓷材料來單獨制造芯，如果需要的話，組裝芯，并在蠟鑄件中實現芯。因此，通過在蠟鑄件中注入蠟來鑄造模型。模型形成要獲得的部件的復制品。

在圖1中，在垂直于部件軸線的橫截面中，表示蠟鑄件10，其內壁是要獲得的部件的外形。這里，該鑄件分成兩部分10A和10B。芯12設置在該鑄件中。這里，芯12由彼此平行并連接到公共根的多個分支12A和12G組成。分支一起限定空間，這些空間在金屬模制之后將形成間隔件。為了確保芯12楔入鑄件內部，提供例如由鉑制成的間隔件14。這些間隔件的功能是保持芯12的壁和鑄件的內壁16之間的空間，甚至可能保持芯的分支12A-12G之間的空間。因此當注入蠟時，避免由于芯的不適當位移，導致所形成的層和間隔件不規則。

如圖2所示，上述間隔件14容納在芯12的壁的中空單元中。可以在形成芯時獲得這些單元，或者可對這些單元進行加工。間隔件14通常具有細長形狀，類似于桿或針，且通過沿著其長度方向層疊而放置在芯上(芯沿著葉片的縱向軸線延伸，該縱向軸線是相對于渦輪發動機的縱向軸線基本上徑向的軸線，其中，葉片安裝在渦輪發動機中)。因此，這些中空單元沿著特定方向延伸。

芯12在其壁上進一步包括沿著另一方向延伸的其它中空單元18，以在葉片的空腔中限定流體流動阻斷器。如可在圖2中看到的，旨在限定阻斷器的中空單元18和間隔件14的殼體組合或者至少彼此重疊。

接下來的步驟包括在取出鑄件10之后獲得的模型周圍形成陶瓷鑄件。然后從鑄件中去除蠟，然后熔融金屬被模制在鑄件中，并填充鑄件的壁和芯的壁之間的空間。在適當的處理之后，去除構成芯的元件，以獲得空腔。獲得圖3所示的部件，特別是葉片20。

熔融金屬旨在占據分支12A-12G之間的空間以及芯和鑄件之間的空間，以形成空腔22的間隔件和壁，且還占據芯的中空單元的凹槽，以在空腔的這些壁上形成突出元件24(見圖3)。如上所述，由于芯的某些中空單元的重疊，導致某些突出元件在葉片的空腔中彼此重疊。

然而，在這些重疊區域中，阻斷器失去其功能，并不會在通風氣流中引起湍流，這通過顯著降低葉片和該氣流之間的熱交換系數而對葉片的冷卻效果產生顯著影響。