DE1262107B - Process for the non-cutting production of a hollow, straight or twisted compressor blade made of light metal - Google Patents

Process for the non-cutting production of a hollow, straight or twisted compressor blade made of light metal

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DE1262107B DEF36879A DEF0036879A DE1262107B DE 1262107 B DE1262107 B DE 1262107B DE F36879 A DEF36879 A DE F36879A DE F0036879 A DEF0036879 A DE F0036879A DE 1262107 B DE1262107 B DE 1262107B
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Description

Verfahren zur spanlosen Herstellung einer hohlen, geraden oder gewundenen Verdichterschaufel aus Leichtmetall Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanlosen Herstellung einer hohlen, geraden oder gewundenen Verdichterschaufel aus Leichtmetall für Turbinen, unter Verwendung des Strangpressens, des Unterteilens des Strangpreßgutes in Einzelabschnitte, des Pressens im Gesenk mit im Hohlprofil eingesetzten Füllstoff und des Ausschmelzens des Füllstoffs.Process for the non-cutting production of a hollow, straight or spiral Compressor blade made of light metal The invention relates to a method for non-cutting Manufacture of a hollow, straight or spiral compressor blade from light metal for turbines, using extrusion, dividing extrusion in individual sections, pressing in the die with filler inserted in the hollow profile and melting out the filler.

Es ist bekannt, auf Strangpressen Rohre und rohrähnliche Profile aus Leichtmetallegierungen mit einer Matrize herzustellen, in deren CSffnung ein Dorn oder gegebenenfalls mehrere Dorne hineinragen, die an einem über die Innenfläche der Matrize hinweglaufenden und im Querschnitt tropfenförmigen Steg abgestützt sind. Es ist auch bekannt, Schaufelblätter in der Weise herzustellen, daß ein Rohling mit unausgefüllter Bohrung zuerst in einer abgeflachten Blattvorform stranggepreßt, dann deren Hohlraum mit einer Füllung versehen und zu einem Blatt mit endgültig profiliertem äußerem und innerem Querschnitt geschmiedet und schließlich die Füllung anschließend entfernt wird. Bei diesem Verfahren werden jedoch zahlreiche Arbeitsvorgänge, angefangen von einer Ausbohrung des Rohlings über mehrere auch den Querschnitt des Bohrungsraumes verändernde Umformungen bis zur fertigen Schaufelform, notwendig; es besteht die Gefahr, daß der Innenraum aufplatzt, und es besteht auch nur die Möglichkeit, Schwermetalle als Schaufelwerkstoff in dieser Weise zu verarbeiten.It is known to extrude pipes and pipe-like profiles Manufacture light metal alloys with a die with a mandrel in its opening or, if necessary, several mandrels protrude, which on one over the inner surface the die running across and are supported in cross-section teardrop-shaped web. It is also known to produce airfoils in such a way that a blank with an empty hole first extruded in a flattened sheet preform, then their cavity is filled with a filling and becomes a sheet with final forged with a profiled outer and inner cross-section and finally the filling is then removed. However, this process involves numerous operations, starting with a boring of the blank over several also the cross-section of the Deformations that change the bore space up to the finished blade shape are necessary; there is a risk that the interior will burst, and there is only that Possibility of processing heavy metals as blade material in this way.

Bekannt ist ferner die spanlose Herstellung von vollen Verdichterschaufeln aus Aluminiumlegierung. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein möglichst einfaches und zuverlässiges Verfahren zur Herstellung von hohlen und gegebenenfalls entsprechend den geforderten Strömungsverhältnissen gewundenen Verdichterschaufeln aus Leichtmetall zu schaffen, bei dem ein stranggepreßtes Vorerzeugnis möglichst ohne Änderung des Hohlraumquerschnitts unter Verwendung eines ausschmelzbaren Füllstoffs kalt verformt werden kann und ohne unzulässig hohen Verformungsgrad im Bedarfsfall auch einer üblichen Warmbehandlung zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften unterziehbar ist.The non-cutting production of full compressor blades is also known made of aluminum alloy. The object of the present invention is to provide a possible simple and reliable method of making hollow and possibly Compressor blades twisted according to the required flow conditions to create from light metal, in which an extruded pre-product as possible without changing the cavity cross-section using a melt-out filler can be cold deformed and without an inadmissibly high degree of deformation if necessary also a customary heat treatment to improve the strength properties is subject to.

Die Lösung der gestellten Aufgabe und damit zugleich ein außerordentlich wirtschaftliches und für die Massenfertigung von Verdichterschaufeln aus Leichtmetall vorzüglich geeignetes Verfahren ergibt sich gemäß der Erfindung dadurch, daß ein Vollblock zu einer der Verdichterschaufel bezüglich Innen- und Außenform weitgehend angenäherten Zwischenform stranggepreßt und gegebenenfalls in Einzelabschnitte unterteilt wird, daß ein schwerer als das Leichtmetall verformbarer Füllstoff mit der fertigen Hohlform entsprechendem Querschnitt eingesetzt wird und daß im Gesenk ohne Füllstoffverformung gegebenenfalls unter Verwindung auf Fertigform gepreßt und anschließend nach Entgratung der Füllstoff ausgeschmolzen wird.The solution to the task at hand and at the same time an extraordinary one economical and for the mass production of compressor blades made of light metal A particularly suitable method results according to the invention in that a Full block to one of the compressor blades in terms of internal and external shape approximated intermediate shape extruded and optionally divided into individual sections becomes that a heavier than the light metal deformable filler with the finished Hollow shape corresponding cross-section is used and that in the die without filler deformation if necessary, pressed onto the finished form with twisting and then after deburring the filler is melted out.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst ein Block aus einer Leichtmetallegierung, insbesondere Aluminiumlegierung, durch Strangpressen zu einem Hohlprofil verformt, dessen Querschnitt, insbesondere dessen Hohlraum, schon dem Querschnitt der herzustellenden Schaufel annähernd entspricht. In den Hohlraum eines abgeteilten Abschnitts des Hohlprofils wird darauf ein Füllstoff eingeführt. Dieser hat einen wesentlich niedrigeren Schmelzpunkt als das Leichtmetall, der unterhalb der Warmbehandlungstemperatur des Leichtmetalls liegt; er soll aber schwerer verformbar als das Leichtmetall sein. Bei der dann folgenden Verformungsstufe der Pressung im Gesenk wird die Blattmitte nur so weit verformt, daß der Hohlraum den genauen Querschnitt des nicht verformten Füllstoffs erhält, also der Luftspalt mit dem Leichtmetall gefüllt wird, die Kanten der Schaufel dabei jedoch die gewünschte Verjüngung von beliebiger Kurvenform erhalten. Beim Pressen im Gesenk kann der Abschnitt auch eine Verwindung erfahren. Nach Abtrennung des Grates wird das Preßteil auf eine Temperatur erhitzt, bei der der Füllstoff ausgeschmolzen wird; diese Temperatur entspricht der Temperatur der Warmbehandlung, soweit eine solche vorgenommen wird.According to the method according to the invention, a block is first made of a Light metal alloy, in particular aluminum alloy, by extrusion into one Deformed hollow profile whose cross-section, in particular its cavity, already the Cross-section of the blade to be produced corresponds approximately. In the cavity of a A filler is then introduced into the divided section of the hollow profile. This has a significantly lower melting point than the light metal, the one below the heat treatment temperature of the light metal is; but it should be more difficult to deform than to be the light metal. In the subsequent deformation stage of the pressing in the die, the center of the sheet is only deformed to such an extent that the cavity is the exact one Cross-section of the non-deformed filler, i.e. the air gap with the light metal is filled, the edges of the blade, however, the desired taper of obtained any curve shape. When pressing in the die, the section can also have a Experience twisting. After the burr has been separated, the pressed part is brought to a temperature heated, during which the filler is melted out; corresponds to this temperature the temperature of the heat treatment, if such is carried out.

Die Erfindung wird in einer Ausführungsform und an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.The invention is illustrated in one embodiment and with reference to the drawing for example explained in more detail.

F i g. 1 zeigt ein stranggepreßtes Hohlprofil, F i g. 2 einen abgeteilten Abschnitt desselben, der mit einem Füllstoff versehen ist, F i g. 3 den im Gesenk verpreßten Abschnitt, F i g. 4 die fertige Hohlschaufel.F i g. 1 shows an extruded hollow profile, F i G. 2 a divided section of the same, which is provided with a filler, F i g. 3 the section pressed in the die, FIG. 4 the finished hollow blade.

Ein Block von 125 mm Durchmesser und 200 mm Länge aus einer tertiären Aluminiumlegierung mit 0,8% Magnesium und 0,6% Silicium wird auf einer Strangpresse zu einem etwa 60 m langen Profil 1 mit einem Hohlraum 2 (F i g. 1) verformt.A block of 125 mm in diameter and 200 mm in length from a tertiary Aluminum alloy with 0.8% magnesium and 0.6% silicon is made on an extruder deformed into an approximately 60 m long profile 1 with a cavity 2 (FIG. 1).

In Abschnitte 3 (F i g. 2) von etwa 65 mm Länge dieses Hohlprofils wird eine Folie 4 eingeführt, die im Querschnitt nur unwesentlich kleiner als der Hohlraum 2 ist. Diese Folie besteht aus Woodmetall (5011/o Wismut, 25"/Q Blei, 12,5% Zinn, 12,5% Kadmium).In sections 3 (Fig. 2) of about 65 mm length of this hollow profile a film 4 is introduced, which is only slightly smaller in cross section than the Cavity 2 is. This foil consists of Woodmetall (5011 / o bismuth, 25 "/ Q lead, 12.5% Tin, 12.5% cadmium).

Der mit dem Füllstoff -4 versehene Abschnitt 3 wird darauf im Gesenk verpreßt. Die Blattmitte 5 wird dabei beidseitig nur so weit verformt, das der Luftspalt 6 uni den Füllstoff 4 mit dem Leichtmetall gefüllt wird. Der Füllstoff 4 erfährt praktisch keine Verformung. Die Eintrittskante 7 und die Austrittskante 8 der herzustellenden Schaufel erhalten die gewünschte Verjüngung von beliebiger Kurvenform, wobei die Grate 9 und 10 abgepreßt werden, Nach Entfernung der Grate werden die in einem Luftofen senkrecht aufgehängten Preßteile bei 18011 C warmbehandelt, wobei das WQodmetall ausgeschmolzen und in einer Wanne aufgefangen wird. Man erhält somit die fertige Hohlschaufel gemäß F i g. 4.The section 3 provided with the filler -4 is then in the die pressed. The center of the sheet 5 is only deformed on both sides to the extent that the air gap 6 uni the filler 4 is filled with the light metal. The filler 4 experiences practically no deformation. The leading edge 7 and the trailing edge 8 of the to be produced Shovel obtained the desired taper of any curve shape, with the Burrs 9 and 10 are pressed off after removing the burrs in an air oven vertically suspended pressed parts heat-treated at 18011 C, the WQodmetall is melted out and collected in a tub. You get the finished one Hollow blade according to FIG. 4th

Claims (1)

Patentanspruch: Verfahren zur sparlosen Herstellung einer hohlen, geraden oder gewundenen Verdichterschaufel aus Leichtmetall für Turbinen, unter Verwendung des Strangpresseus, des Unterteilens des Strangpreßgutes in Einzelabschnitte, des Pressens im Gesenk mit im Hohlprofil eingesetztem Füllstoff und des Ausschmelzens des Füllstoffs, dadurch gekennzeichnet, das ein Vollblock zu einer der Verdichterschaufel bezüglich Innen- und Außenform weitgehend angenäherten Zwischenform stranggepreßt und gegebenenfalls in Einzelabschnitte unterteilt wird, das ein schwerer als das Leichtmetall verformbarer Füllstoff mit der fertigen Hohlform entsprechendem Querschnitt eingesetzt wird und das im Gesenk ohne Füllstoffverformung gegebenenfalls unter Verwindung auf Fertigform gepreßt und anschließend nach Entgratung der Füllstoff ausgeschmolzen wird. Zn Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 757 865, 604 732; schweizerische Patentschrift Nr. 332 916; britische Patentschrift Nr. 762 21.4; USA.-Patentschrift Nr. 2 764 804; Zeitschrift »Werkstattstechnik«, Heft 9/1960? S. 483, Heft 4/1961, S. 180 bis 183, und Heft 11/ 1961., S, 589.Claim: Process for the economical production of a hollow, straight or twisted light alloy compressor blade for turbines, under Use of the extrusion, dividing the extruded material into individual sections, pressing in the die with filler inserted in the hollow profile and melting out of the filler, characterized in that a full block to one of the compressor blades with respect to the inner and outer shape, the intermediate shape is largely extruded and if necessary divided into individual sections, which is a heavier than that Light metal deformable filler with a cross-section corresponding to the finished hollow shape is used and that in the die without any filler deformation under Twist pressed onto finished form and then after deburring the filler is melted out. Publications considered: German patents No. 757 865, 604 732; Swiss Patent No. 332 916; British patent specification No. 762 21.4; U.S. Patent No. 2,764,804; Magazine »Werkstattstechnik«, Issue 9/1960? P. 483, issue 4/1961, pp. 180 to 183, and issue 11 / 1961., p, 589.
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