JPS63503151A - 平衡ホットプレスにより金属成形体を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 平衡ホットプレスにより金属成形体を製造する方法本発明は気密ケーシングによ って形成された型空洞内に収納され一体物を形成するために該ケーシング内で平 衡ホットプレスされる粉末から金属成形体を製造する方法に関する。

平衡ホットプレス技術を適用することによってコンプレッサーやタービン用のブ レードリムを有するブレードリングとハブの製造において、ブレードの断面に合 う穴を介して予め製造されたブレードを、リング又はハブが金属粉末の平衡ホッ トプレスによって製造されるケーシングの壁に挿入されることが提案されて来た 。ブレードと壁との間で気密接合を行７うことが必要でそれは型空洞に面する壁 側面で精密な溶接を要する。この加工操作は高価で時間を要し壁の他の側面で繰 返すこともできない、というのはその側面では流路で不規則性を生じ許しがたい 乱流を生じるからである。従ってブレードの周りの前記１つの側面にギャップが あり、ある場合このギャップは仕上げ製品（成形体）の疲労強度の減少を伴う著 しい破損の徴候となるため受け入れられない。

本発明の目的はブレードリムを有するブレードリングとハブの従来技術の製造法 の欠点を解消し、同時に該成形体の詳細な設計の調整を容易にし、一方厳しい強 度の要請を満足することである。従って本発明は挿入された予め製造された要素 で平衡ホットプレスによる一体物の製造のために、例えばコンプレッサータービ ン用のブレードリムを有するブレードリング及びハブー前記ブレードは予め製造 された要素を構成する−の製造のために主に開発された。

しかしながら本発明はこれらの特定の成形体の製造に限定されずよシ広いもので ある。従って本発明は請求の範囲第１項の特性を得た。

実際平衡ホットプレスで鋼又は他の金属の中子が現在時折用いられている。これ らの中子が仕上げ成形体から取シ除かれない限りそれらはエツチングで除かれる 。そのような中子の欠点は平衡ホットプレス内の高圧高温で形状不変でないこと にある。

しかしながらセラミック材料の中子はまた用いられ、これらの中子は金属中子に 対して形状不変であシ取シはすしのみによって除去され、その用途を限定する。

ブレードや他の予め製造された要素を取シ付ける特定の場合では中子によって部 分的に収容されている予め製造された要素によって固定位置内にその要素を維持 するホルダーとしてもその中子は作用する。

次に吹き飛ばされるが現在好ましい固定物体の材料は六方晶窒化硼素である。と いうのは黒鉛（グラファイト）は金属中に拡散する傾向にあシー高温でこれを防 止するために少なくともこれ迄何ら方法も手段も見出されていない−その結果望 ましくない必ずしも許容されない金属の特性変化を招く。

これ迄テストによって見出されなかったがもしそれに関連した目的のために六方 晶窒化硼素と同じかそれ以上の他の材料があるならば他の同様のセラミック材料 を排除できない。この関係で類似材料は容易に機械加工され、平衡ホットプレス 内の高温高圧で形状不変で該平衡ホットプレス後送風によって除かれることを意 味する。

本発明を説明するためにその実施例をブレードリムを有するブレードリング及び ハブの製造に適用して以下詳細に説明する。参照符号は添付図面になされており 、 第１図はリング間にブレードリムを有するブレードリングの製造のために配置さ れた平衡ホットプレス用ケーシングの軸方向断面図で＝ｌ、第２図はブレードを 有した、第１図の実施例の固定物体の斜視図であシ、 第３図はブレードリムを有するハブの製造のために配置された平衡ホットプレス 用ケーシングの軸方向断面図である。

まず第１図によれば平衡（１ｓｏｓｔａｔｉｃ　）ホットプレス用ケーシングが 図示されておシ、鋼板の外円筒シェル１０、同様に鋼板の内円筒シェル１１、円 形環状底１２及び円形環状カバー１３を具備し後者２つとも鋼板からなシ、気密 接合部が前記４つの要素間で溶接によシ配設されている。というのは該ケーシン グが平衡ホットプレスに対して気密でなければならないからである。カバーを２ つのシェルに載せて取付ける前に例えば、引抜きによって予め製造されたブレー ド１５を支持し且つ鋼あるいは適当な合金から作られた環状物体１４をケーシン グによって作られだ型空洞（中空）内に配置する。前記ブレードは最終形状に仕 上げられている。

現在本発明の方法の好ましい実施態様において、第２図に別個に示され中に挿入 されたブレードを有する物体は六方晶窒化硼素と、容易に機械加工され送風によ シ容易に除かれそしてこれらの特性と形状不変を平衡ホットプレス内での高温高 圧で組合せるセラミック材料からなる。窒化硼素は粉末として市販され、その物 体１４は固体円筒体を初め平衡状態でホットプレスすることによってそのような 粉末から作られる。平衡ホットプレスは従来法で実施されるがセラミック材料を 含んでいるので平衡ホットゾレスでの温度は金属粉末の従来の平衡ホットプレス よシ高い温度、つまり１７００℃でなければならない。この高温ではケーシング は金属から作られない。

それはガラスで作られねばならない。得られた円筒固体から物体１４を機械加工 によシ製造する。ブレード用穴１６を同様に機械加工によりリング内に作る。そ の開口部をブレードのように形づくシ、ブレードがそこから容易に挿入され得る ような大きさにする。リングはそのブレードが第１図第２図で示されるようにリ ングの反対側に２つの端部を有した状態で配置され得るようにブレードの長さよ シ短かい放射状厚さを有する。各ブレードにスポット溶接されるロックワイヤ１ ７によシブレードを固定する。

物体１４にある穴をその両側の開口端で曲げるのが好ましい。

それに取りつけられたブレードを有する物体を型ポット溶接によシ、１８で示さ れるようにリングの片側又は他の一方の側で底に固定するケーシング内の型空洞 の残シの部分を金属粉末で充填しその粉末から１９で示すように平衡ホットプレ ス体を製造する。このように物体１４の内外側に粉末がアシ、そこから出ている ブレードの端部は粉末内に埋められる。これがなされた径庭とカバ二間の距離に わたる物体１４を有するケーシングＩＩＬ　Ｌりかシ近づけてカバー１３を載せ る。型空洞を排出又は排気するためがパーに物体１４の各内外側において２つの 接続穴２０．２１を設ける。

この後平衡ホットプレスを完全に従来法で行なう。

粉末とブレードを相互に連結し一体化均質体を形成する。窒化硼素の物体１４は 粉末によシ形成された２つのリングの間でブレード上に残る。

普通の方法で機械加工でなされるケーシングを除いた場合、そして物体１４のカ バーをはずした場合、送風でなされる普通の方法でこの物体１４を除きリングの 間の空間内のブレードを露出させる。次に一体物の仕上げにとシかかる。

本発明によシ提供された製造方法は上記従来技術の方法よシ優れているのは全く 明らかである。というのはブレードの周シの高価な時間消耗溶接がないからであ る。更に又強度に関する限シ好ましいリングとブレード間の変位の設計が物体１ ４のブレード用穴の開口端を曲げることによシ可能性があるので本発明の方法は 他の非常に重要な特徴で以前に適用された方法よシも優れている・ 本発明の方法を、ブレードリムを有するハブ（ｈｕｂ　）に応用した図を第３図 に示す。第３図ではすでに第１図で示した要素として同一参照符号を用いた。こ の場合ブレードは物体１４の一端からのみ出ておシ、１つのソケット２０のみが ガス抜きに必要でちる。というのはリングの内側のみの型空洞に粉末があるから である。第３図では示さなかったがブレードは第１図、第２図と同じ方法でロッ クワイヤによってロックされる。一体物の製造は第１図と第２図の実施例と正に 同じ方法でなされるのでここで詳細にその製造を記載する必要はないだろう。ケ ーシングを仕上げ一体物から取シ除く場合、長いブレードの場合に望み得るよう にバンドとしてブレード１５の外端に外シェル１０を残しておくことができる。

というのはそれはブレードリムを有するハブの問題だからである。更に又、第３ 図に説明に値する変形あるいは詳細が開示されている。モミの木の根接合や蟻は ぞ接合を用いることによって公知方法でブレードを環又はハブに取シ付ける場合 、その取付は位置でその操作中ブレードが出てくる振動のいくつかの適当な減衰 又は吸収が得られる。上記先行技術製造方法でも、第１図、第２図を参照して説 明された製造方法でもそのような減衰は得られることはないが本発明の方法を適 用することによってそれは容易に達成され得る。第３図には物体１４の内側に配 置された円筒金属シェル２２が示されそのシェルの内側にリング２３を配置し、 ブレード１５でのリングに合う穴を通る。このリングは例えば窒化がロンの縮少 セラミック材料からなシ、この場合六方晶窒化硼素である。というのはリング２ ３が除去されず粉末１９によって形成されたハブ内に埋もれるからである。本発 明の方法を適用する場合、容易な方法で好ましい減衰又は吸収を得ることができ る。

粉末が物体１４内の穴にもれそして次に平衡ハブプレス中にその結果としてブレ ード材料と結びつくことを避けることは困難であるので、ブレードの表面は平坦 でなくてよくブレード形状は意図された形状からずれてもよい一物体１４内側に 配置されるブレード表面部はアルミナのような剥離（離型）剤で被覆されるのが 好ましい。

国際調査報告 一つシ瞼内む１１内烏１人−１１（−む・劉−會ＰＣＴ／Ｓε１１７１００１０ １＋ｍｗＩＩａＩＩ＠−＾ａ崗ｍ・１１”＝ＰＣＴ／ＳＥ８７１００１０１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．気密ケーシング（１０，１１，１２，１３）によって形成された型空洞内に 収納され一体物を形成するために該ケーシング内で平衡ホットプレスされる粉末 から金属成形体を製造する方法において、該型空洞内の中子としてグラフアイト 、六方晶窒化硼素、又は他の類似セラミック材料からなる物体（１４）が設けら れ、そして該平衡ホットプレスの後、前記物体を送風によって前記得ちれた一体 物から除かれることを特徴とする粉末から金属成形体を製造する方法。
2. ２．少なくとも１つの予め製造された要素（１５）を具備し、該要素が該粉末（ １９）内に突出しており粉末の一部で配置され平衡ホットプレスで一体物を形成 する金属の成形体を製造する請求の範囲第１項の方法において、 前記予め製造された要素が平衡ホットプレス中に中子として設けられた物体１４ 中に収容され該物体１４でしっかりと保持されることを特徴とする方法。
3. ３．請求の範囲第２項の方法において、前記中子を構成する物体内に収容される 予め製造された要素（１５）の部分が剥離剤で被覆されることを特徴とする方法 。
4. ４．前記予め決められた要素（１５）がブレードを有する、ブレードリムを有す るブレードリング及びハブの製造のための請求の範囲第１項又は第２項の方法に おいて、 粉末（１９）内に出ている該予め製造された要素の部分に、該ブレード形状に合 った穴を有する振動吸収材料の物体（２３）を通し、該平衡ホットプレスによっ て製造された前記一体物に前記物体を永久に埋めることを特徴とする方法。