DE1095090B

DE1095090B - Process for manufacturing gas turbine blades

Info

Publication number: DE1095090B
Application number: DER24464A
Authority: DE
Inventors: George Oswald Eccles
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1957-12-13
Filing date: 1958-11-26
Publication date: 1960-12-15

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Gasturbinenschaufeln mit durch das Schaufelblatt bis zum Stirnende des Schaufelfußes sich erstreckenden Kühlkanälen durch Strangpressen des Längsabschnittes eines Rohlings mit Längslöchern, die einen verformbaren und nachträglich entfernbaren Füllstoff enthalten, zum Schaufelblatt. Solche Gasturbinenschaufeln bestehen aus Nickel- und Chromlegierungen, welche bei hohen Temperaturen widerstandsfähig sind. ίοThe invention relates to a method for producing gas turbine blades with cooling channels extending through the blade to the front end of the blade root by extrusion of the longitudinal section of a blank with longitudinal holes containing a deformable and subsequently removable filler to form the blade. Such gas turbine blades are made of nickel and chromium alloys, which are resistant to high temperatures. ίο

Bisher wird in der Regel der eine Endteil eines Rohlings, dessen Querschnitt dem größten Querschnitt des rohen Fußteiles angenähert ist, zum Schaufelblatt stranggepreßt und der als Preßrest zurückbehaltene andere Endteil des Rohlings als Schaufelfuß-Rohform verwendet, die in irgendeiner Weise zur Endform ab- oder umgearbeitet wird. Die Rohlinge selbst können einer stranggepreßten Stange entnommen sein und bereits aus dieser herrührende, durchgehende Längslöcher haben. Einem nicht vorbekannten älteren Vorschlag gemäß können aber die Löcher auch vor dem Strangpressen der Schaufelblatt-Rohform in den Rohling bis in den Bereich der Blattwurzel reichend als Sacklöcher gebohrt und nach dem Strangpressen von der Stirnseite des Schaufelfußes bzw. seiner Rohforni her ergänzt werden. Insoweit hat die Erfindung mit dem älteren Vorschlag hinsichtlich der Erzeugung der Löcher eine Berührung. Im übrigen beruht der ältere Vorschlag auf dem bekannten Verfahren, bei dem die Schaufelfuß-Rohform unmittelbar durch den beim Strangpressen des Blattes zurückbehaltenen Preßrest gebildet wird.So far, as a rule, the one end part of a blank whose cross-section has the largest cross-section of the raw foot part is approximated, extruded to the blade and retained as the pressed residue other end part of the blank is used as a blade root raw form, which in some way differs from the final form. or is reworked. The blanks themselves can be taken from an extruded rod and already from this originating, have through longitudinal holes. A not previously known older proposal accordingly, however, the holes can also be made into the blank prior to the extrusion of the raw airfoil shape Blind holes are drilled as blind holes as far as the area of the leaf roots and, after extrusion, from the end face of the blade root or its Rohforni are supplemented. In this respect, the invention has a touch to the older proposal regarding the creation of the holes. Otherwise the older one is based Proposal based on the known method in which the blade root raw form is directly replaced by the Extrusion of the sheet retained extrusion is formed.

Gemäß der Erfindung wird dagegen zunächst ein massiver Endteil des Rohlings, der das Rohvolumen des Schaufelfußes hat, stranggepreßt und hierbei auf ein Querschnittsprofil gebracht, das durch die Matrizenöffnung für die strangzupressende Schaufelblatt-Rohform frei hindurchgeht, dann der andere Teil des Preßlings von dessen Stirnseite her mit den Sacklöchern für die Kühlkanäle versehen und nach deren Befüllen mit den schon stranggepreßten Endteil voran zur Schaufelblatt-Rohform stranggepreßt, worauf der zuerst stranggepreßte Endteil zu einer Schaufelfuß-Rohform gestaucht wird und schließlich die Löcher von der Stirnseite des Schaufelfußes her ergänzt werden. According to the invention, on the other hand, a massive end part of the blank, which forms the raw volume of the blade root has been extruded and brought to a cross-sectional profile that passes through the die opening for the airfoil blank to be extruded freely passes through, then the other part of the Pressings provided from the front side with the blind holes for the cooling channels and after them Filling with the already extruded end part forward extruded to the blade raw form, whereupon the first the extruded end part is upset to a blade root raw form and finally the holes can be added from the end face of the blade root.

Durch das vorausgehende Strangpressen desjenigen Teiles des Rohlings, der später den Schaufelfuß bilden soll, wird ein Absatz im Bereich der späteren Blattwurzel geschaffen. Dieser Absatz bildet einen Anschlag zur genauen Steuerung der Bohrtiefe für die Sacklöcher mit Bezug auf die Blattwurzel. Durch das vorherige Strangpressen des zum Schaufelfuß zu stauchenden Teiles werden auch Oberflächenfehler besei-Verfahren zum Herstellen
von GasturbinenschaufelnThrough the previous extrusion of that part of the blank which is later to form the blade root, a shoulder is created in the area of the later blade root. This paragraph forms a stop for precise control of the drilling depth for the blind holes with reference to the blade root. The previous extrusion of the part to be upset to form the blade root also eliminates surface defects
of gas turbine blades

Anmelder:Applicant:

Rolls-Royce Limited,Rolls-Royce Limited,

Derby (Großbritannien)Derby (Great Britain)

Vertreter: Dr.-Ing. A. van der Werth, Patentanwalt,
Hamburg-Harburg 1, Wilstorfer Str. 32Representative: Dr.-Ing. A. van der Werth, patent attorney,
Hamburg-Harburg 1, Wilstorfer Str. 32

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 13. Dezember 1957Claimed priority:
Great Britain 13 December 1957

George Oswald Eccles, Barrowford, LancashireGeorge Oswald Eccles, Barrowford, Lancashire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden(Great Britain),
has been named as the inventor

tigt, so daß in dem fertigen Fußteil keine derartigen Oberflächenfehler vorhanden sind.Tigt, so that there are no such surface defects in the finished foot part.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß ein beim Strangpressen der Schaufelblatt-Rohform verbleibender Preßrest zum Kopfteil des Schaufelblattes geformt wird.A particular embodiment of the invention consists in the fact that a raw shape of the blade blade is formed during extrusion remaining press residue is formed to the head part of the airfoil.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen erläutert, in ihnen zeigtThe invention is explained with reference to the drawings, in which shows

Fig. 1 einen Aufriß des Rohlings,Fig. 1 is an elevation of the blank,

Fig. 2 einen Aufriß des Preßlings nach dem ersten Strangpressen,Fig. 2 is an elevation of the compact after the first extrusion,

Fig. 3 einen Aufriß des teilweise stranggepreßten Preßlings mit den anschließend gebohrten Sacklöchern,3 shows an elevation of the partially extruded compact with the blind holes subsequently drilled,

Fig. 4 einen Aufriß des Preßlings nach dem zweiten Strangpressen,Fig. 4 is an elevation of the compact after the second extrusion,

Fig. 5 einen Aufriß des Preßlings nach dem Stauchen des Fußteiles,Fig. 5 is an elevation of the compact after upsetting the foot part,

Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 5,6 shows a cross section along the line 6-6 in FIG. 5,

Fig. 7 einen Aufriß des Preßlings nach dem Bohren der Löcher im gestauchten Fußteil,7 shows an elevation of the compact after the holes have been drilled in the upset foot part,

Fig. 8 einen Grundriß in Richtung des Pfeiles in Fig. 7,Fig. 8 is a plan view in the direction of the arrow in Fig. 7,

Fig. 9 einen Aufriß der fertiggestellten Schaufel,Fig. 9 is an elevation of the completed blade;

Fig. 10 einen Querschnitt nach der Linie 10-10 in Fig. 9,Fig. 10 shows a cross section along the line 10-10 in Fig. 9,

Fig. 11 einen Längsschnitt durch das Werkzeug für das erste Strangpressen,11 shows a longitudinal section through the tool for the first extrusion,

Fig. 12 einen Längsschnitt durch das Werkzeug für das zweite Strangpressen.12 shows a longitudinal section through the tool for the second extrusion.

009 678/168009 678/168

Zur Herstellung der Schaufel wird ein Rohling 10 aus einem abgeschnittenen Stab einer Nickel-Chrom-Legierung durch Schmieden hergestellt. Der Rohling 10 wird dann in einem Werkzeug 11 teilweise stranggepreßt. Der stranggepreßte Endteil 12 ist für den späteren Schaufelfuß bestimmt und bildet mit dem nicht stranggepreßten Endteil 13, der für das spätere Schaufelblatt bestimmt ist, den Absatz 14.To produce the blade, a blank 10 is made from a cut-off rod of a nickel-chromium alloy made by forging. The blank 10 is then partially extruded in a tool 11. The extruded end part 12 is intended for the later blade root and forms with the non-extruded end part 13, which is intended for the later airfoil, the shoulder 14.

Das Schmieden des Rohlings 10 und das Strangpressen seines Teiles 12 können in einem Werkzeug und Arbeitsgang vereinigt werden.The forging of the blank 10 and the extrusion of its part 12 can be done in one tool and operation are combined.

Dann werden in den nicht stranggepreßten Teil 13 Längslöcher 15 gebohrt, welche im Bereich des Absatzes 14 enden (Fig.3). Then 13 longitudinal holes 15 are drilled in the non-extruded part, which end in the region of the shoulder 14 (Figure 3).

Die Löcher 15 werden dann mit einem Füllstoff, z. B. Flußstahl, gefüllt, der weniger als 0,1 % Kohlenstoff enthält. Anschließend wird der Preßling in einem Werkzeug 21 stranggepreßt.The holes 15 are then filled with a filler, e.g. B. mild steel, filled, which contains less than 0.1% carbon. The compact is then extruded in a tool 21 .

Die Querschnittsfläche des Auspreßkanals 21c im Werkzeug 21 ist größer als die Querschnittsfläche des Auspreßkanals lic im Werkzeug 11. Infolgedessen dringt der bereits stranggepreßte Teil 12 des Preßlings ohne Formänderung voran in den Kanal 21a ein, aber der andere Endteil 13 wird im wesentlichen zu der annähernden Schaufelblatt-Rohform 16 stranggepreßt. Nur ein kleiner Endteil 17 wird nicht stranggepreßt. Die Löcher 15 werden während des zweiten Strangpressens zu Löchern 15ο mit einem im wesentlichen elliptischen Querschnitt verformt.The cross-sectional area of the extrusion channel 21c in the tool 21 is larger than the cross-sectional area of the extrusion channel lic in the tool 11. As a result, the already extruded part 12 of the compact penetrates into the channel 21a without changing its shape, but the other end part 13 essentially becomes the approximate airfoil - Raw form 16 extruded. Only a small end portion 17 is not extruded. The holes 15 are ο during the second extrusion holes 15 to deform with a substantially elliptical cross section.

Der zuerst stranggepreßte Teil 12 wird nun zu der in Fig. 5 gezeigten Schaufelfuß-Rohform 12a gestaucht, aus welcher der Fuß herausgearbeitet wird. In dem gestauchten Teil 12a werden Löcher 18 in Übereinstimmung mit den Löchern 15a gebohrt, um durchgehende Kanäle für eine Kühlflüssigkeit zu schaffen (Fig. 7 und 8). Der Teil 12a wird bearbeitet, um einen üblichen »Tannenbaumfuß« 19 mit einer Plattform 20 zu bilden.The first extruded part 12 is now upset to the blade root raw form 12a shown in FIG. 5, from which the root is machined. In the upset part 12a holes 18 are drilled in correspondence with the holes 15a in order to create through channels for a cooling liquid (Figs. 7 and 8). The part 12a is machined to form a customary "fir tree base" 19 with a platform 20.

Der nichtstranggepreßte Teil 17 wird dann bearbeitet, um einen Kopfteil 17a zu bilden (Fig. 9).The non-extruded portion 17 is then machined to form a head portion 17a (Fig. 9).

Die Schaufelblatt-Rohform 16 wird zu der endgültigen Gestalt 16a (Fig. 9 und 10) bearbeitet, und der Füllstoff wird dann aus den Löchern 15a entfernt. Bei Flußstahl kann dies mit Salpetersäure geschehen.The airfoil blank 16 is machined to the final shape 16a (Figures 9 and 10) and the filler is then removed from the holes 15a . In the case of mild steel, this can be done with nitric acid.

Eine gewünschte \^rerwindung des Schaufelblattes kann, wie bekannt, während des Strangpressens oder später in einem besonderen Arbeitsvorgang durchgeführt werden.A desired \ ^r erwin-making of the airfoil, as announced during the extrusion be performed or later in a separate operation.

Claims

Patent claims:

1. Method for producing gas turbine blades with through the airfoil up to Front end of the blade root extending cooling channels by extrusion of the longitudinal section a blank with longitudinal holes, which are deformable and subsequently removable Containing filler for the airfoil raw form, the elongated holes prior to extrusion of the Shovel blade raw form as blind holes drilled into the area of the blade root and after Extrusion can be added from the face of the blade root or its raw shape, characterized in that initially a solid end part of the blank (10), which forms the raw volume of the blade root has, extruded and here brought to a cross-sectional profile, which is through the die opening for the airfoil blank to be extruded passes freely through, then the the other part (13) of the compact from its end face with the blind holes (15) for the cooling channels provided and after it has been filled with the already extruded end part in front of the blade raw form (16) is extruded, whereupon the first extruded end part is compressed into a blade root raw form (12 a) and Finally, the holes are supplemented from the face of the blade root.

2. The method according to claim 1, characterized in that one during the extrusion of the airfoil raw form remaining press residue is formed to the head part of the airfoil.

Considered publications:
French Patent No. 905,735;
Metal Industry, September 27, 1957, p. 278.

Legacy Patents Considered:
German Patent No. 1 060 224.

1 sheet of drawings