DE60205676T2 - Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes aus einem Metallblechwerkstück durch Diffusionsverschweißung und Warmverformung.
  • Es ist bekannt, Gegenstände aus einem aus Metallblech bestehenden Werkstück durch Diffusionsverschweißung und Warmverformung herzustellen. Insbesondere ist es bekannt, Fan-Laufschaufeln und Fan-Auslassleitschaufeln für Gasturbinentriebwerke dadurch herzustellen, dass mehrere Metallblechwerkstücke aus Titan durch Diffusionsverschweißung verbunden werden und danach eine Warmverformung oder ein superplastisches Aufblasen der diffusionsverschweißten aus Titanblech bestehenden Werkstücke erfolgt. Dieses Herstellungsverfahren ist in unserem europäischen Patent EP0568201B1 , in unserer europäischen Patentanmeldung EP1092485A1 und dem britischen Patent GB2306353B beschrieben.
  • Ein Problem bei der Herstellung einer Fan-Auslassleitschaufel besteht darin, dass Befestigungsmittel auf den radial inneren und radial äußeren Enden der Fan-Auslassleitschaufel erforderlich sind, damit die Fan-Auslassleitschaufel am radial inneren Ende mit dem Gehäuse des Kerntriebwerks und mit dem radial äußeren Ende am Fangehäuse festgelegt werden kann.
  • Gegenwärtig benutzte Titanwerkstücke werden geschmiedet, um örtlich verdickte Endabschnitte zu erzeugen, die als Befestigungsglied geeignet sind, wobei ein Bolzen durch das Befestigungsglied geführt wird, um die Fan-Auslassleitschaufel am Kerntriebwerksgehäuse oder am Fangehäuse festzulegen. Das aus Titan bestehende Werkstück wird spanabhebend auf die erforderliche Größe bearbeitet und am radial inneren Ende oder am radial äußeren Ende der Fan-Auslassleitschaufel verschweißt.
  • Dieses Verfahren ist sehr kostspielig, und die Fan-Auslassleitschaufeln sind relativ schwer, weil der radial innere Endabschnitt und der radial äußere Endabschnitt der Fan-Auslassleitschaufeln massiv ausgebildet sein muss, damit die Fan-Auslassleitschaufel am Kerntriebwerksgehäuse und am Fangehäuse festgelegt werden kann.
  • Ein Problem, das bei der Herstellung von Fan-Laufschaufeln auftritt, besteht darin, dass Befestigungsmittel an dem radial inneren Ende der Fanschaufel erforderlich sind, um die Fanschaufel mit ihrem radial inneren Ende an einem Fanrotor festzulegen.
  • Gegenwärtig werden Blöcke aus Titan durch Diffusionsverschweißung an der Oberfläche von Titanwerkstücken am radial inneren Ende der Fanschaufel festgelegt, um eine örtliche Verdickung der Fanschaufel zu erzeugen, derart, dass ein Schwalbenschwanzfuß oder ein Tannenbaumfuß erzeugt werden kann, wie dies in der GB2306353B beschrieben ist.
  • Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Herstellungsverfahren für einen Gegenstand aus einem aus Metallblech bestehenden Werkstück zu schaffen, wodurch die oben erwähnten Probleme vermindert und vorzugsweise vollständig dadurch gelöst werden, dass zusätzlich zu den Verfahrensschritten, die z.B. aus der EP0568201B bekannt sind, ein Schritt eingefügt wird, mit dem vor dem Schritt der superplastischen Verformung an der Gesamtform ein Konstruktionsmerkmal endformnah durch Schweißablagerung angebracht wird.
  • Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Metallblechgegenstandes mit den folgenden Schritten: es werden wenigstens zwei Metallblechwerkstücke bereitgestellt; es werden die wenigstens zwei Metallblechwerkstücke zu einem Stapel von Metallblechwerkstücken zusammengefügt; es werden die Ränder des Stapels von Metallblechwerkstücken versiegelt; es wird der Stapel von Metallblechwerkstücken mit Ausnahme von Bereichen eines vorbestimmten Musters einer Diffusionsverschweißung unterworfen, um eine integrale Struktur zu erzeugen; es wird Schweißmetall an wenigstens einer vorbestimmten Stelle in einer vorbestimmten Form abgelagert, um ein Konstruktionsmerkmal endformnah an der Rohform an wenigstens einer vorbestimmten Stelle der integralen Struktur aufzubauen und dann wird die integrale Struktur erhitzt und das Innere der integralen Struktur unter Druck gesetzt, um wenigstens eines der wenigstens zwei Metallwerkstücke einer Warmverformung zu unterwerfen und dadurch eine hohle, integrale Struktur vorbestimmter Form zu erzeugen.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren eine Schweißablagerung von Metall an wenigstens einer vorbestimmten Stelle an einem Ende der hohlen, integralen Struktur.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren eine Schweißablagerung von Metall an zwei vorbestimmten Stellen.
  • Bei diesem Verfahren kann das Schweißmetall an beiden Enden der hohlen, integralen Struktur abgelagert werden und das Schweißmetall kann an einer vorbestimmten Stelle und mit einer vorbestimmten Form abgelagert werden, um Konstruktionsmerkmale endformnah an beiden Enden der hohlen, integralen Struktur aufzubauen.
  • Bei diesem Verfahren kann das Schweißmetall an beiden Seiten an einem Ende der hohlen, integralen Struktur abgelagert werden und das Metall kann an einer vorbestimmten Stelle und in einer vorbestimmten Form abgelagert werden, um ein Konstruktionsmerkmal endformnah an beiden Seiten der hohlen, integralen Struktur aufzubauen.
  • Bei diesem Verfahren kann das Schweißmetall an beiden Seiten an beiden Enden der hohlen, integralen Struktur abgelagert werden und das Metall kann an einer vorbestimmten Stelle und in einer vorbestimmten Form abgelagert werden, um ein Konstruktionsmerkmal endformnah an beiden Seiten an beiden Enden der hohlen, integralen Struktur aufzubauen.
  • Bei diesem Verfahren kann das Schweißmetall an einem Ende und auf einer Seite der hohlen, integralen Struktur abgelagert werden und das Metall kann an einer vorbestimmten Stelle und mit einer vorbestimmten Form abgelagert werden, um ein Konstruktionsmerkmal endformnah an einem Ende und einer Seite der hohlen, integralen Struktur aufzubauen.
  • Vorzugsweise ist der Gegenstand eine Fan-Auslassleitschaufel oder eine Kompressor-Leitschaufel.
  • Vorzugsweise wird bei dem Verfahren das Schweißmetall abgelagert, um einen Vorsprung an wenigstens einem Ende des Gegenstandes aufzubauen.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren das Bohren einer Öffnung durch den Vorsprung.
  • Stattdessen kann der Gegenstand eine Fan-Laufschaufel oder eine Kompressor-Laufschaufel sein.
  • Das Verfahren kann eine Schweißablagerung des Metalls umfassen, um einen Schwalbenschwanzfuß oder einen Tannenbaumfuß an einem Ende des Gegenstandes anzubringen.
  • Vorzugsweise besteht der Metallblechgegenstand aus Titan oder einer Titanlegierung.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren die Schweißablagerung von Titan oder von einer Titanlegierung.
  • Vorzugsweise besteht die Titanlegierung aus 6 Gewichtsprozent Al, 4 Gewichtsprozent V und der Rest besteht aus Titan plus zufälligen Verunreinigungen.
  • Stattdessen kann der Metallblechgegenstand aus einer Nickellegierung bestehen. Alternativ umfasst das Verfahren eine Schweißablagerung einer Nickellegierung. Vorzugsweise besteht die Nickellegierung aus 19 Gewichtsprozent Cr, 18 Gewichtsprozent Fe, 5 Gewichtsprozent Nb, 3 Gewichtsprozent Mo, 0,9 Gewichtsprozent Ti, 0,5 Gewichtsprozent Al und aus einem Rest von Nickel plus zufälligen Verunreinigungen.
  • Vorzugsweise wird ein Abdeckmaterial in einem vorbestimmten Muster auf wenigstens einer Oberfläche von wenigstens einem der wenigstens zwei Metallblechwerkstücke aufgebracht, bevor die wenigstens zwei Metallblechwerkstücke in einem Stapel von Metallblechwerkstücken zusammengefügt werden.
  • Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 zeigt ein Turbofan-Gasturbinentriebwerk mit einem Metallblechgegenstand, der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde;
  • 2 ist in größerem Maßstab eine perspektivische Ansicht einer aus Metallblech bestehenden Fan-Auslassleitschaufel, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde;
  • 3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Stapels von Metallblechwerkstücken, die zur Herstellung der Fan-Auslassleitschaufel gemäß 2 benutzt wurden;
  • 4 ist eine Ansicht eines Stapels von Metallblechwerkstücken gemäß 3 nach einer Versiegelung zur Herstellung einer abgedichteten Struktur;
  • 5 ist eine Ansicht des Stapels von Metallblechwerkstücken gemäß 4 nach einer Diffusionsverschweißung zur Herstellung einer integralen Struktur;
  • 6 ist eine Ansicht der warmverformten, integralen Struktur gemäß 5 während der Ablagerung von Metall zum Zwecke der Erzeugung von Vorsprüngen an einem Ende der integralen Struktur;
  • 7 ist eine Ansicht der integralen Struktur gemäß 6 nach Erwärmung und Warmverformung;
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht einer Metallblech-Fan-Laufschaufel, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
  • Ein Turbofan-Gasturbinentriebwerk 10 gemäß 1 weist in Strömungsrichtung hintereinander einen Einlass 12, einen Fanabschnitt 14, einen Kompressorabschnitt 16, einen Verbrennungsabschnitt 18, einen Turbinenabschnitt 20 und eine Abgasdüse 22 auf. Der Turbinenabschnitt 20 besteht aus einer oder mehreren Turbinen, die den Kompressorabschnitt 16 über eine oder mehrere nicht dargestellte Wellen antreiben und einer oder mehreren Turbinen, die den Fanabschnitt 14 über eine oder mehrere nicht dargestellte Wellen antreiben.
  • Der Fanabschnitt 14 weist einen Fanrotor 24 auf, der mehrere in Umfangsrichtung angeordnete radial verlaufende Fan-Laufschaufeln 26 trägt. Die Fan-Laufschaufeln 26 sind von einem Fangehäuse 30 umschlossen, das koaxial zur Achse X des Turbofan-Gasturbinentriebwerks 10 angeordnet ist. Das Fangehäuse 30 definiert teilweise einen Fankanal 32, und das Fangehäuse 30 wird von einem Kerntriebwerksgehäuse über mehrere radial verlaufende Fan-Auslassleitschaufeln 34 getragen.
  • Jede Fan-Auslassleitschaufel 34 besteht, wie deutlicher aus 2 ersichtlich ist, aus einem radial inneren Ende 36, einem stromlinienförmigen Arbeitsabschnitt 38 und einem radial äußeren Ende 40. Das radial äußere Ende 40 besitzt zwei axial im Abstand zueinander liegende Vorsprünge 42 und 44, durch die Löcher 46 bzw. 48 verlaufen. Die Löcher 46 und 48 schaffen die Möglichkeit, Befestigungsglieder, beispielsweise Bolzen, hindurchzuführen, um das radial äußere Ende 40 der Fan-Auslassleitschaufel 34 an der Struktur 50 des Fangehäuses 30 festzulegen. Die Löcher 46 und 48 verlaufen radial, damit die Bolzen radial durch die entsprechenden Öffnungen im Fangehäuse 30 hindurchtreten können. Die Fan-Auslassleitschaufel 34 hat eine integrale, hohle Struktur, die durch Diffusionsverschweißung und Warmverformung von zwei Metallblechwerkstücken hergestellt wurde.
  • Jede Fan-Auslassleitschaufel 34 ist, wie aus den 3 bis 6 ersichtlich, durch Auswahl von zwei Titanlegierungswerkstücken 52 und 54 hergestellt. Das Titanlegierungswerkstück 52 ist dicker als das Titanlegierungswerkstück 54. Die Titanlegierung ist vorzugsweise eine Legierung, die 6 Gewichtsprozent Aluminium, 4 Gewichtsprozent Vanadium und als Rest Titan plus zufällige Verunreinigungen enthält. Zunächst wird auf 3 Bezug genommen. Das Titanlegierungswerkstück 52 wird zunächst spanabhebend auf einer Seite bearbeitet, um eine Konturoberfläche 56 zu erzeugen, die einer vorbestimmten Massenverteilung von Rand zu Rand und von Ende zu Ende Rechnung trägt. Die anderen Seiten besitzen flache Oberflächen 60 bzw. 62. Die Titanlegierungswerkstücke 52 und 54 definieren das äußere Profil der Fan-Auslassleitschaufel 34. In einem vorbestimmten Muster wird ein Abdeckmaterial 63 auf die flache Oberfläche 60 oder 62 eines der Werkstücke 52 bzw. 54 aus Titanlegierung aufgetragen. Das Abdeckmaterial verhindert eine Diffusionsverschweißung zwischen den flachen Oberflächen 60 und 62 innerhalb des vorbestimmten Musters. Dann werden die aus Titanlegierung bestehenden Werkstücke 52 und 54 zusammengestapelt, so dass die flachen Oberflächen 60 und 62 in Passeingriff miteinander stehen. Die Ränder und die Enden der Titanlegierungswerkstücke 52 und 54 werden miteinander, beispielsweise durch Verschweißung, versiegelt, um eine abgedichtete Struktur 64 zu schaffen, wie diese in 4 dargestellt ist. Die abgedichtete Struktur 64 wird dann erhitzt und mit Luft gespült, um den Binder in dem Abdeckmaterial aus der versiegelten Struktur 64 zu entfernen.
  • Nachdem der Binder aus der abgedichteten Struktur 64 entfernt ist, wird die abgedichtete Struktur 64 evakuiert und auf eine geeignete Temperatur aufgeheizt, worauf ein geeigneter Druck eine vorbestimmte Zeit lang aufgebracht wird, um eine Diffusionsverschweißung der Werkstücke 52 und 54 aus Titanlegierung miteinander in den Bereichen zu bewirken, die nicht von dem Abdeckmaterial bedeckt waren, um eine integrale Struktur 66 zu schaffen, wie diese in 5 dargestellt ist. Beispielsweise wird die abgedichtete Struktur 64 auf eine Temperatur von mehr als 850°C, z.B. 900°C bis 950°C, erhitzt und es wird ein Druck von 2,0 MPa bis 3,0 MPa (3001 Pfund pro Quadratzoll bis 4501 Pfund pro Quadratzoll) zwei Stunden lang ausgeübt.
  • Dann wird die integrale Struktur 66 auf eine geeignete Temperatur von mehr als 850°C erhitzt und einer Warmverformung unterworfen, um ein stromlinienförmiges Profil zu erzeugen.
  • Ein Roboter-Schweißbrenner 100 wird unter der Steuerung eines Computers 102 in Tätigkeit gesetzt, um eine geeignete Titanlegierung auf einem oder mehreren Enden der integralen Struktur 66 aufzutragen, wie dies in 6 dargestellt ist. Insbesondere ist der Roboter-Schweißbrenner 100 so angeordnet, dass eine geeignete Titanlegierung an axial im Abstand zueinander liegenden Stellen oder Bereichen 70 und 72 auf dem Titanlegierungswerkstück 52 aufgetragen wird. Der Roboter-Schweißbrenner 100 ist derart ausgebildet, dass die Titanlegierung in einer vorbestimmten Form und mit einer vorbestimmten Tiefe abgelagert wird, um Verstärkungsvorsprünge 42, 44 an jeder dieser Stellen oder Bereiche 70, 72 auf dem Titanlegierungswerkstück 52 zu erzeugen. Der Roboter-Schweißbrenner 100 wird gesteuert durch Instruktionen vom Computer 102 geführt.
  • Der Roboter-Schweißbrenner 100 ist ein Neun-Achsen-Roboter, der nicht dargestellt ist. Beispielsweise wird ein Neun-Achsen-Roboter von der Reis Robotics GmbH (Obernburg, Deutschland) hergestellt, wobei der Reis-SRV16-Roboterarm hängend montiert ist und von einem Gestell herabhängt mit einer Vertikalbewegung von 1 m, wobei dieser Arm gekoppelt ist mit einem RDK26-Drehneigungstischmodul und der gesamte Roboter wird durch ein Reis-Robotersteuergerät angetrieben.
  • Der Roboter-Schweißbrenner 100 besteht aus einem Lichtbogen-Schweißbrenner, beispielsweise mit einem inerten Wolframgas (TIG) oder einem inerten Metallgas (MIG). Der Schweißbrenner 100 wird aus einer Stromquelle gespeist, und es wird ein Schweißdraht 101 unter Schutzgas über ein Rohr 103 zugeführt. Andere geeignete Schweißbrenner können benutzt werden, beispielsweise ein Laser-Schweißbrenner.
  • Dann wird ein inertes Gas in das Innere der integralen Struktur 66 geleitet, um die adhesive Verbindung aufzubrechen, die beim Anlegen des Diffusionsverschweißungsdruckes auch dort gebildet wurde, wo das vorbestimmte Muster von Abdeckmaterial aufgebracht war. Dann wird die integrale Struktur 66 in einer stromlinienförmig gestalteten Form eingelegt, auf eine geeignete Temperatur erhitzt und dann wird ein inertes Gas dem Inneren der integralen Struktur 66 zugeführt, um die Titanlegierungswerkstücke 52 und 54 auf die Gestalt der Formen durch Warmverformung zu bringen, um eine hohle, integrale Struktur 68 zu erzeugen, wie diese in 7 dargestellt ist. Beispielsweise wird die integrale Struktur 68 auf eine Temperatur von mehr als 850°C, z.B. 900°C bis 950°C, erhitzt. Die integrale Struktur 68 ist im Wesentlichen jene einer fertigen Fan- Auslassleitschaufel 34. Der superplastische Verformungsprozess wird benutzt, um die abgelagerte Titanlegierung zu entspannen.
  • Die Vorsprünge 42 und 44 werden spanabhebend bearbeitet und gebohrt, um Durchgangslöcher 46 und 48 zu schaffen.
  • Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Titanlegierungswerkstücke länger sind als beim Stand der Technik. Demgemäß wird ein größerer Teil der radialen Länge der Fan-Auslassleitschaufel hohl, und dies ergibt eine Gewichtsersparnis für die Fan-Auslassleitschaufel. Demgemäß ergibt sich eine Gewichtsersparnis für das Gasturbinentriebwerk. Die Vorsprünge, die durch die Ablagerung des Schweißmetalls an der Grundform erzeugt wurden, erfordern keine weitere spanabhebende Bearbeitung, außer das Einbohren von Löchern, um die Befestigungsglieder aufzunehmen. Die durch Ablagerung des Schweißmetalls erzeugten Vorsprünge vermeiden das Schmieden örtlich verdickter Endstücke, die spanabhebend bearbeitet werden müssen, um Vorsprünge zu erzeugen und die danach mit den Fan-Auslassleitschaufeln verschweißt werden müssen. Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren billiger als bekannte Verfahren.
  • Es ist möglich, eine geeignete Titanlegierung an axial beabstandeten Stellen 70 und 72 auf den Titanlegierungswerkstücken 52 und 54 abzulagern, um einen oder mehrere Vorsprünge auf jeder Seite der integralen Struktur 68 zu erzeugen.
  • Es ist möglich, eine geeignete Titanlegierung an axial beabstandeten Stellen am radial inneren Ende und am radial äußeren Ende des Titanlegierungswerkstücks abzulagern.
  • Es ist möglich, die Fan-Auslassleitschaufeln auch aus anderen geeigneten Titanlegierungen und anderen geeigneten Metallen oder geeigneten Legierungen herzustellen. Beispielsweise kann die Legierung INCO718 benutzt werden, die aus 19 Gewichtsprozent Cr, 18 Gewichtsprozent Fe, 5 Gewichtsprozent Nb, 3 Gewichtsprozent Mo, 0,9 Gewichtsprozent Ti, 0,5 Gewichtsprozent Al und als Ausgleich aus Nickel plus zufälligen Verunreinigungen besteht.
  • Jede Fan-Laufschaufel 26 besteht, wie deutlicher aus 8 erkennbar, aus einem Schaufelfuß und einem stromlinienförmigen Arbeitsabschnitt 82. Der Schaufelfuß 80 ist als Schwalbenschwanzfuß ausgebildet. Der Fußabschnitt 80 der Fan-Laufschaufel 26 schafft die Möglichkeit, die Fan-Laufschaufel 26 in einem entsprechend gestalteten Schlitz im Fanrotor 24 zu fixieren. Die Fan-Laufschaufel 26 besteht aus einer hohlen, integralen Struktur, die durch Diffusionsverschweißung und superplastische Verformung von drei Metallwerkstücken hergestellt wurde.
  • Jede Fan-Laufschaufel 26 wurde hergestellt unter Benutzung im Wesentlichen des gleichen Verfahrens, das zur Herstellung der Fan-Auslassleitschaufel 34 benutzt wurde, jedoch wurden drei Blechwerkstücke aus einer Titanlegierung benutzt. Ein erstes und ein zweites Titanlegierungswerkstück werden anfänglich auf einer Seite spanabhebend bearbeitet, um eine vorbestimmte Massenverteilung von einem Rand nach dem anderen und von einem Ende nach dem anderen Ende der Fan-Laufschaufel 26 zu schaffen. Das erste und zweite Titanlegierungswerkstück definiert das Außenprofil der Fan-Laufschaufel 26. Es wird ein Abdeckmaterial in einem vorbestimmten Muster auf der flachen Oberfläche von wenigstens einem Titanlegierungswerkstück aufgetragen. Die Titanlegierungswerkstücke werden dann aufeinander derart gestapelt, dass die flachen Oberflächen in Passeingriff gelangen und das dritte Titanlegierungswerkstück wird zwischen das erste und zweite Titanlegierungswerkstück gefügt. Dann wird der Stapel der Titanlegierungswerkstücke durch Diffusionsverschweißung miteinander verbunden, um eine integrale Struktur zu schaffen.
  • Es wird ein Schweißbrenner unter der Steuerung eines Computers angeordnet, um eine geeignete Titanlegierung an einem Ende der integralen Struktur aufzutragen. Insbesondere ist der Schweißbrenner so angeordnet, dass eine geeignete Titanlegierung auf dem ersten und zweiten Titanlegierungswerkstück aufgetragen wird. Der Schweißbrenner ist so angeordnet, dass die Titanlegierung nur in einer vorbestimmten Form und in einer vorbestimmten Tiefe aufgetragen wird, um einen Schwalbenschwanzfuß an der Grundform des ersten und zweiten Titanlegierungswerkstücks aufzutragen. Der Schweißbrenner kann so ausgebildet werden, dass die Titanlegierung durch Bewegung des Schweißbrenners parallel zu den Oberflächen von erstem und zweitem Titanlegierungswerkstück und parallel zum inneren Ende der Fan-Laufschaufel bewegt wird. Stattdessen kann der Schweißbrenner so ausgebildet werden, dass er die Titanlegierung ablagert, indem der Schweißbrenner parallel zu den Oberflächen von erstem und zweitem Titanlegierungswerkstück und parallel zu den radial verlaufenden Rändern der Fan-Laufschaufel bewegt wird.
  • Die integrale Struktur wird dann in einer stromlinienförmig gestalteten Form untergebracht und auf eine geeignete Temperatur erhitzt. Dann wird ein inertes Gas in das Innere der integralen Struktur geleitet, um die ersten und zweiten Titanlegierungswerkstücke durch Warmverformung auf die Gestalt der Formhälften zu bringen und um superplastisch das dritte Titanlegierungswerkstück zu verformen und eine hohle, integrale Struktur zu schaffen. Die integrale Struktur ist im Wesentlichen jene einer fertigen Fan-Laufschaufel. Der superplastische Formgebungsprozess wird benutzt, um die durch Schweißen abgelagerte Titanlegierung zu entspannen.
  • Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass dünnere Titan-Metallbleche benutzt werden können, um die Fan-Laufschaufel zu erzeugen, wobei der Schaufelfuß durch Schweißablagerung erzeugt wird.
  • Es ist möglich, die Titanlegierung in einem vorbestimmten Muster in vorbestimmter Tiefe aufzutragen, um einen Tannenbaumfuß auf dem ersten und zweiten Titanlegierungswerkstück zu erzeugen.
  • Es ist auch möglich, die Fan-Laufschaufeln aus anderen geeigneten Titanlegierungen oder anderen geeigneten Metallen oder anderen geeigneten Legierungen herzustellen. Beispielsweise kann eine Nickellegierung INCO718 benutzt werden.
  • Im Allgemeinen ist das Metall oder die Legierung der Schweißablagerung im Wesentlichen das gleiche Metall oder die gleiche Legierung, aus denen die Metallwerkstücke bestehen.
  • Es ist möglich, auf diese Weise aus Metallblech bestehende Kompressor-Leitschaufeln, aus Metallblech bestehende Kompressor-Laufschaufeln, aus Metallblech bestehende Turbinen-Leitschaufeln, aus Metallblech bestehende Turbinen-Laufschaufeln oder andere Metallblechgegenstände unter Benutzung des gleichen Verfahrens herzustellen.
  • Es ist auch möglich, die Metallblechgegenstände mit anderen Ausbildungen von Befestigungsmitteln oder anderen Formen von Konstruktionsmerkmalen unter Benutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens herzustellen.

Claims (18)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Metallblechgegenstandes (34, 26) mit den folgenden Schritten: es werden wenigstens zwei Metallblechwerkstücke (52, 54) bereitgestellt; es werden die wenigstens zwei Metallblechwerkstücke (52, 54) zu einem Stapel von Metallblechwerkstücken (52, 54) zusammengefügt; es werden die Ränder des Stapels von Metallblechwerkstücken (52, 54) versiegelt; es wird der Stapel von Metallblechwerkstücken (52, 54) mit Ausnahme von Bereichen eines vorbestimmten Musters (63) einer Diffusionsverschweißung unterworfen, um eine integrale Struktur (66) zu erzeugen; es wird Schweißmetall an wenigstens einer vorbestimmten Stelle (70, 72) in einer vorbestimmten Form abgelagert, um ein Konstruktionsmerkmal (42, 44) endformnah an der Rohform an wenigstens einer vorbestimmten Stelle (70, 72) der integralen Struktur (66) aufzubauen und dann wird die integrale Struktur (66) erhitzt und das Innere der integralen Struktur (66) unter Druck gesetzt, um wenigstens eines der wenigstens zwei Metallwerkstücke (52, 54) einer Warmverformung zu unterwerfen und dadurch eine hohle, integrale Struktur (34, 36) vorbestimmter Form zu erzeugen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Schweißmetall an wenigstens einer vorbestimmten Stelle (70, 72) an einem Ende (40) der hohlen, integralen Struktur (34, 26) abgelagert wird.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei welchem das Schweißmetall an zwei vorbestimmten Stellen (70, 72) abgelagert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem Schweißmetall an beiden Enden (36, 40) der hohlen, integralen Struktur (34) abgelagert wird und das Schweißmetall an einer vorbestimmten Stelle (70, 72) und mit einer vorbestimmten Form abgelagert wird, um Konstruktionsmerkmale (42, 44) endformnah an beiden Enden (36, 40) der hohlen, integralen Struktur (34) aufzubauen.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem Schweißmetall an beiden Seiten an einem Ende der hohlen, integralen Struktur abgelagert wird und das Metall an einer vorbestimmten Stelle und in einer vorbestimmten Form abgelagert wird, um ein Konstruktionsmerkmal endformnah an beiden Seiten der hohlen, integralen Struktur aufzubauen.
  6. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem Schweißmetall an einem Ende (40) und auf einer Seite der hohlen, integralen Struktur (34) abgelagert wird und das Metall an einer vorbestimmten Stelle und mit einer vorbestimmten Form abgelagert wird, um ein Konstruktionsmerkmal (42, 44) endformnah an einem Ende (40) und einer Seite der hohlen, integralen Struktur (34) aufzubauen.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem der Gegenstand eine Fan-Auslassleitschaufel (34) oder eine Kompressorschaufel ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem das Schweißmetall abgelagert wird, um einen Vorsprung (42, 44) an wenigstens einem Ende (40) des Gegenstandes (34) aufzubauen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem ein Loch (46, 48) durch den Vorsprung (42, 44) gebohrt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem der Gegenstand eine Fan-Laufschaufel (36) oder eine Kompressor-Laufschaufel ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem das Schweißmetall abgelagert wird, um einen Schwalbenschwanzfuß (80) oder einen Tannenbaumfuß an einem Ende des Gegenstandes (26) aufzubauen.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem der Metallblechgegenstand (34, 26) aus Titan oder einer Titanlegierung besteht.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem durch Schweißen Titan oder eine Titanlegierung aufgebaut wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei welchem die Titanlegierung 6 Gewichtsprozent Al, 4 Gewichtsprozent V und als Rest Titan plus zufällige Verunreinigungen aufweist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem der Metallblechgegenstand (34, 26) aus einer Nickellegierung besteht.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem durch Schweißen Nickel oder eine Nickellegierung abgelagert wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, bei welchem die Nickellegierung 19 Gewichtsprozent Cr, 18 Gewichtsprozent Fe, 5 Gewichtsprozent Nb, 3 Gewichtsprozent Mo, 0,9 Gewichtsprozent Ti, 0,5 Gewichtsprozent Al und als Rest Ni plus zufällige Verunreinigungen aufweist.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei welchem ein Abdeckmaterial (63) in einem vorbestimmten Muster auf wenigstens eine Oberfläche (60, 62) von wenigstens einem der wenigstens zwei Metallblechwerkstücke (52, 54) aufgetragen wird, bevor die wenigstens zwei Metallblechwerkstücke (52, 54) zu einem Stapel von Metallblechwerkstücken (52, 54) zusammengefügt werden.
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