MÉTODO PARA ELABORAR UNA CUCHILLA HUECA QUE INCLUYE
UNA CUBIERTA DE PUNTA AHUECADA Y MÉTODO PARA
REPARAR TAL CUCHILLA
La invención se refiere a un método para elaborar una cuchilla hueca que incluye una cubierta de punta ahuecada, a un método para reparar tal cuchilla y a una cuchilla obtenida por uno de estos métodos. Algunas cuchillas de turborreactor son huecas e incluyen una cubierta de punta ahuecada, es por decir una en la cual las paredes forman una cavidad en forma de copa teniendo una parte inferior. Estas cuchillas se elaboran por moldeo. En una modalidad conocida, un núcleo se suspende en un molde por dos alambres de platino y el metal se vierte hacia el molde alrededor del núcleo, formando las paredes de la cuchilla y una cubierta de punta ahuecada. El núcleo se remueve así, por ejemplo, al disolverlo. Debido a que el núcleo se suspende por los alambres de platino, la parte inferior de la cubierta de punta ahuecada incluye agujeros, que tienen que taponarse, por ejemplo, al latonar tapones frustocónicos en la misma, complicando de tal modo el método de elaboración. Además, este latonado puede no ser perfecto y puede inducir a imperfecciones en la cubierta de punta ahuecada. En el caso de un problema durante el latonado, algunas veces es necesario llevar a cabo varios ciclos de latonado - estos se realizan a 1200°C y originan el crecimiento de las que se llaman fases cristalinas "gamma prima" en la mezcla que forma la cuchilla, reduciendo de tal modo su tiempo de vida. Además, ya que el núcleo se suspende por los alambres, su posición no se encuentra bajo perfecto control y las paredes laterales de la cuchilla y la parte inferir de la cubierta de punta ahuecada corren el riesgo de no formarse con el espesor requerido. Por lo tanto es necesario tolerar autorizaciones de fabricación importantes. El objeto de la presente invención es aminorar estas desventajas. Para este propósito, la invención se refiere a un método para elaborar una cuchilla metálica ahuecada, comprendiendo al menos una pared lateral y una cubierta de punta ahuecada, caracterizada porque: a) una cuchilla hueca, la cual comprende al menos una pared lateral y la punta que se encuentra abierta, se elabora por moldeo; b) una placa de laminado, comprendiendo al menos el metal de la cuchilla y un .material de latonado, se elabora; c) la placa se latona en la parte superior de la pared lateral de la cuchilla al presionar la placa sobre la cuchilla; y d) la cubierta de punta ahuecada, comprendiendo al menos una parte inferior y al menos una punta chillante, se fabrica en la placa. Gracias a la invención, ya que la cuchilla se elabora antes que nada con una punta abierta, el núcleo puede mantenerse en su lugar, durante este proceso de moldeo, por la parte superior, utilizando medios seleccionados con toda la liberta que esta abertura proporciona. Esto asegura gran precisión en la colocación del núcleo y por lo tanto en el espesor de las paredes de la cuchilla. Ya que la parte inferior de la cubierta de punta ahuecada no incluye un tapón latonado, la cuchilla no supera las operaciones de latonado, evitando de tal modo todas las desventajas asociadas con las mismas y aumentando el tiempo de vida de la cuchilla. Otra ventaja de la invención puede señalarse. Las paredes de las cuchillas generalmente incluyen agujeros de enfriamiento, producidos por perforación láser una vez que las paredes de las cuchillas se han formado. La operación de proteger la cuchilla durante esta perforación se complicó para implementar en el caso de las cuchillas de la técnica anterior, hasta ahora la parte interna de la cuchilla no fue fácilmente accesible perteneciente a la presencia de la cubierta de punta ahuecada formada durante la operación de moldeo. Gracias a la invención, es posible realizar esta operación de perforación antes de que la placa de laminado se latone, la parte interna de la cuchilla siendo fácilmente accesible así también, por ejemplo, para colocar una placa protectora en la misma. La parte interna de la cuchilla también se encuentra disponible para llevar a cabo una operación de limpieza o maquinado en sus paredes internas. Ventajosamente, la parte superior de la pared de la cuchilla se tritura antes de la etapa c). De esta manera, ya que la parte superior de las paredes se ha maquinado, el latonado del laminado en su parte superior tiene lugar a una altura perfectamente definida. Esto permite la posición de la superficie interna de la parte inferior de la cubierta de punta ahuecada ajustarse de manera precisa, la superficie externa de la cubierta de punta ahuecada maquinándose así en una manera controlada bien y convencional. El método descrito anteriormente es muy adecuado para llevar a cabo una reparación, y de esta manera, la invención también se refiere a un método para reparar la punta de una cuchilla metálica hueca que tiene al menos una pared lateral y una cubierta de punta ahuecada, la cual comprende al menos una parte inferior y al menos una punta chillante, caracterizado porque comprende las etapas del método de elaboración anteriormente descrito, en el cual la etapa a) se reemplaza por la siguiente etapa: a') la punta de la cuchilla se corta a un nivel con la parte inferior de su cubierta de punta ahuecada a fin de obtener una cuchilla que tiene al menos una pared lateral, la punta de la cuchilla encontrándose abierta. Finalmente, esta invención se refiere a una cuchilla metálica hueca que tiene al menos una pared lateral y una punta de cubierta ahuecada, que tiene al menos una parte inferior y al menos una punta chillante, dicha cuchilla obteniéndose mediante uno de los métodos anteriormente descritos. La invención se entenderá más claramente de la siguiente descripción de la manera preferida para implementar los métodos y la modalidad preferida de la cuchilla de la invención, con referencia a los dibujos anexos en los cuales: Figura 1 muestra una vista en perspectiva esquemática de una cuchilla hueca obtenida mediante el método de elaboración de una cuchilla de la invención; Figura 2 muestra una vista seccional de la cuchilla de la Figura 1 ; Figura 3 muestra una vista seccional esquemática de una punta de cuchilla abierta después de la etapa a) del método de elaboración de la invención; y Figura 4 muestra una vista seccional esquemática de una cuchilla en la etapa c) del método de elaboración de la invención. El propósito del método de elaboración de cuchilla de la invención es, según se muestra en las Figuras 1 y 2, elaborar una cuchilla 1 , en este caso una cuchilla en movimiento 1 de un turborreactor. Los términos "interno" y "externo" se entiende que significan interno y externo en relación al eje de un turborreactor en el cual se pretende que la cuchilla se monte radialmente. La cuchilla 1 es una cuchilla hueca, comprendiendo, en el lado interno, una parte de raíz (no mostrada) de la cual las dos paredes laterales 2, 3, llamadas e lado de presión y el lado de succión respectivamente, extienden, una cavidad 4 que se define entre dichas paredes laterales. La cavidad 4 se utiliza para enfriamiento de la cuchilla 1 y puede incluir elementos, por ejemplo, enfriamiento de aletas o pendientes, que participan en esta función. La cuchilla 1 aquí se muestra con dos paredes 2, 3, pero puede incluir las divisiones que definen una pluralidad de las cavidades entre las mismas. La cuchilla 1 tiene, en su lado externo, una cubierta de punta ahuecada 7. Esta cubierta de punta ahuecada 7 tiene una pared inferior 8 extendiéndose transversalmente entre las paredes laterales 2, 3 y completa o parcialmente llenando la abertura entre las dos. La extensión de la pared inferior 8 son dos paredes que forman puntas chillantes 9, 10 en las cuales, en la misma manera según previamente, se unen con el borde de conducción 5 y el borde de arrastre 6 de la cuchilla 1 . Estas puntas chillantes 9, 1 0, se sitúan aquí a lo largo de la extensión de las paredes laterales 2, 3 de la cuchilla 1 y tienen el mismo espesor que ellas. La primera etapa, según se muestra en la figura 3, es elaborar una cuchilla hueca 1 ', comprendiendo una parte de raíz (no mostrada) de la cual dos paredes laterales 2, 3, se extienden y la punta 1 1 de las cuales se encuentra abierta. En otras palabras, las paredes laterales 2, 3, forman una cavidad 4 que se encuentra abierta en su extremo externo. La cuchilla 1 ' se elabora por moldeo. El metal se vierte en un molde en el cual un núcleo cerámico se mantiene suspendido, el metal insertándose entre el núcleo y las paredes del molde a fin de formar las paredes 2, 3 de la cuchilla 1 '.
Ya que la punta 1 1 de la cuchilla 1 ' se encuentra abierta, es fácil mantener el núcleo en su lugar mediante medio mecánico, rígido, posiblemente voluminoso por medio de esta abertura, a fin de asegurar que el núcleo siempre se mantenga en la posición correcta en relación al molde a lo largo del proceso. La precisión es mayor a la técnica anterior, en la cual el núcleo se suspende por alambres y existe un riesgo de flotar. Además, el núcleo puede removerse fácilmente al final del proceso de moldeo, por medio del lado abierto de la cuchilla 1 '. La invención aplica particularmente a una cuchilla 1 ' elaborada de una mezcla a base de níquel llamada AM 1 . Esta mezcla tiene la siguiente composición en peso: 6.0 a 7.0% de Co; 7.0 a 8.0% de Cr; 1 .8 a 2.2% de Mo; 5.0 a 6.0% de W; 7.5 a 8.5% de Ta; 5.1 a > 5.5% de Al; 1 .0 a 1 .4% de Ti; Nb, Mn y Si cada uno menor a 0.05; C, B, Cu, P, S, Mg, Sn y Zr cada uno menor a 0.01 %; Hf y Fe cada uno menor a 0.2%; y Ni el balance hasta 100%. Se obtiene una cuchilla 1 ' la cual por lo tanto tiene una parte de raíz, en el lado interno, y dos paredes laterales extendiéndose hacia su punta 1 1 , en el lado externo, el cual se encuentra abierto. Es posible formar agujeros de enfriamiento en las paredes 2, 3 a fin de descargar el aire de enfriamiento. Estos agujeros se obtienen generalmente por perforación láser. Ya que la punta 1 1 de la cuchilla 1 ' se encuentra abierta, es fácil colocar placas protectoras dentro de la cuchilla 1 a fin de detener el haz láser que ha pasado a través de una pared 2, 3, de la cuchilla 1 '. También es posible maquinar o limpiar la parte interna de la cuchilla abierta Y.
Las paredes laterales 2, 3, de la cuchilla se trituran así por maquinado, es decir se cortan y se pulen a fin de hacerlas mantenerse de pie a la altura deseada, en este caso la altura a la cual se desea que la pared interna se extienda de la parte inferior 8 de la cubierta de punta ahuecada 7. A medida que esta trituración se lleva a cabo por maquinado, es muy precisa. Esta trituración es innecesaria en el caso en el cual el proceso de moldeo podría permitir formar las paredes 2, 3 ,de manera muy precisa. Refiriéndose a la Figura 4, una placa 12, de material laminado, se fabrica además. Tal placa 12 comprende varias capas de materiales mezcladas juntas, las concentraciones relativas de los materiales base de los cuales varían a través del espesor de la placa 12. En el caso particular considerado la placa comprende mezcla AM1 y un material de latonado, por ejemplo, uno a base de níquel, cromo o boro. Un primer lado 13 de la placa tiene una concentración AM1 de 1 00% mientras que el lado opuesto 14 tiene una concentración de material de latonado igual a 100%. Entre estos dos lados 13, 14, las concentraciones se reducen y aumentan, respectivamente, a fin de representar, por cada material, 100% en un lado y 0% en el otro. Estas concentraciones extremas no necesitan ser iguales a 100% y 0%, pero de manera global la placa 12 tiene un lado con una alta concentración de un material y el otro lado con una alta concentración del otro material, las concentraciones variando en una manera lineal o no lineal entre los dos lados. Típicamente, la placa 12 se elabora por rociado en polvo sobre un soporte de acero, el AM 1 y concentración de material latonado del polvo progresivamente cambiando con el espesor formado. Estos laminados se conocen bien por aquellos expertos en la materia y su elaboración no se explicará a detalle abajo. El laminado 12 puede elaborarse antes, durante o después de la elaboración de la cuchilla abierta V, su elaboración teniendo lugar independientemente. La placa de laminado 12 tiene un espesor al menos igual a la altura de la parte inferior 8 y las puntas chillantes 9, 10 de la cubierta de punta ahuecada 7 de la cuchilla 1 que se desea elaborar. Las dimensiones de su sección transversal, transversas a la dirección de su espesor, son ligeramente mayores a la sección transversal de la cuchilla abierta 1 ' en un nivel con su punta 1 1 , y por lo tanto corresponden a la forma y a las dimensiones de la cubierta de punta ahuecad 7, pero ligeramente aumentadas. La placa 12 se corta preferentemente por inyecciones de agua, en una manera bien conocida por aquellos expertos en la materia, a fin de evitar la creación de regiones alteradas en la placa 12. La siguiente etapa en la elaboración de la cuchilla 1 , principalmente el latonado de la placa 1 2 para la cuchilla abierta 1 ', se lleva así a cabo. Para este propósito, la placa 12 se trae en contacto, por medio de su lado 14 que contiene un 100% de concentración de lata, en la punta 1 1 de la cuchilla abierta 1 '. Un ariete 15 se aplica en el otro lado 13, la cuchilla 1 ' manteniéndose en su lugar en su extremo interno, por ejemplo, en un lecho comprimido. La instalación total se contiene un horno, aquí a 1 1 00°C, en un vacío o en una atmósfera inerte. La elección de esta temperatura depende del material de la cuchilla 1 '. En el presente caso, la mezcla AM1 tiene una buena estructura interna a 1 1 00°C, pero esta estructura se degrada muy apreciablemente arriba de 1200°C, de allí la elección de la temperatura, guía por el deseo de no deteriorar el tiempo de vida de la cuchilla 1 . La presión se aplica de esta manera a la placa 12 por cuatro horas. Esto da como resultado que la placa 12 "auto- latone" a las paredes 2, 3 de la cuchilla 1 ', el material latonado contenido en la placa 12 latonándose en la parte superior de las paredes 2, 3. Específicamente, debido a la temperatura y presión, la difusión intermetálica tiene lugar entre la placa 12 y las paredes 2, 3 de la cuchilla V, cuya difusión se acelera por la presión, dando como resultado los elementos que se latonan juntos. La presión aplicada aquí es 15 barias. En el caso particular considerado, se proporcionan fiadores de grafito a lo largo de la placa 12, a una altura correspondiente a la altura deseada de la cubierta de punta ahuecada 7, a fin de prevenir a la placa y/o la cuchilla V de aplastarse debido a la alta presión. Una vez que la placa 12 se ha latonado en la cuchilla 1 ', la cubierta de punta ahuecada 7 se maquina en la placa 12 - la punta de cubierta ahuecada 7 se dice que se "golpea". Para este propósito, la placa 12 se somete, por medio de su lado externo, es decir por medio del mismo lado que el lado 13 conteniendo 1 00% de AM1 , a una operación de maquinado de descarga eléctrica a fin de ahuecar la cubierta de punta ahuecada 7. Este maquinado se lleva a cabo hasta que la superficie externa de la pared inferior 8 de la cubierta de punta ahueca 7 se encuentra a la altura correcta y las superficies, ubicadas en la parte interna de la cuchilla 1 , de las puntas chillantes 9, 10 de la cubierta de punta ahuecada 7 se forman adecuadamente. Tal maquinado de descarga eléctrica se control perfectamente bien y permite a la cubierta de punta ahuecada 7 maquinarse de manera muy precisa. La superficie interna de la pared inferior 8 por sí misma ya se encuentra a la altura correcta, ya que se latonó a la pared superior de las paredes laterales 2, 3 de la cuchilla abierta 1 ', dichas paredes triturándose a la altura deseada, tomando en cuenta cualquier deformación que pueda ocurrir durante el latonado. Enseguida, las superficies de las puntas chillantes 9, 10, ubicadas en el lado externo de la cuchilla 1 , se maquinan a fin de darles el espesor deseado, en este caso de tal forma que las superficies externas de las puntas chillantes 9, 10 se sitúan en la extensión de las superficies externas de las paredes laterales 2, 3. Es posible perforar los agujeros de enfriamiento en la parte inferior 8 de la cubierta de punta ahuecada 7 en la misma manera que en la técnica anterior. Finalmente, la parte superior de las puntas chillantes 9,
se maquina de tal forma que las puntas chillantes se encuentran a la altura correcta. La cuchilla 1 mostrada en las Figuras 1 y 2 se obtiene de esta manera. Ya que esta cuchilla 1 no se ha sometido a las operaciones de latonado a 1200°C como en la técnica anterior, su tiempo de vida se aumenta. El espesor de las diversas paredes 2, 3, 8, 9 y 1 0 también se encuentra bajo control completo. El método que justo se ha descrito puede ser adecuado para reparar la punta de una cuchilla 1 . En tal método de reparación, en el cual se desea volver a darle forma a una punta de cuchilla dañada, por ejemplo, la punta de la cuchilla 1 se corta a fin de obtener una cuchilla abierta Y asimilar a aquella en la Figura 3, la altura de la parte superior de las paredes 2, 3, adaptándose a la posición que se desea dar a la parte inferior 8 de la cubierta de punta ahuecada 7. Comenzando desde esta cuchilla abierta Y, el método de fabricación de la cubierta de punta ahuecada 7 es estrictamente idéntico así a aquel que se ha justo descrito. Otra ventaja de la invención puede señalarse. Cuando se latona la placa 12 a la cuchilla abierta Y, es posible que aparezca una perla en la región que se ha latonado. Tal perla, ubicada en la parte interna de la cuchilla, no afecta su operación y por lo tanto, puede dejarse como tal. Una perla ubicada en la parte externa de la cuchilla puede maquinarse acto seguido, cuando las superficies externas de las puntas chillantes de la cubierta de punta ahuecada se están maquinando. Sin embargo, antes de que esta perla se maquine, tiene la ventaja de ser un indicador de que el latonado ha tenido a su vez lugar. La placa de laminado que se ha presentado comprende solamente AM 1 y material latonado. La ventaja de utilizar un laminado es la gran libertad que otorga en la elección de materiales.
Por lo tanto es posible agregar materiales, haciendo posible dar a la cubierta de punta ahuecada características adicionales. Por ejemplo, es posible, en el lado externo, proporcionar un material de revestimiento a fin de prevenir el desgaste por frotamiento de la cuchilla sobre su envoltura retenedora, si existiera una.