RU2007120712A - Способ изготовления изделия из металлического материала, способ изготовления детали с покрытием и лопатка газотурбинного двигателя с покрытием - Google Patents

Способ изготовления изделия из металлического материала, способ изготовления детали с покрытием и лопатка газотурбинного двигателя с покрытием Download PDF

Info

Publication number
RU2007120712A
RU2007120712A RU2007120712/06A RU2007120712A RU2007120712A RU 2007120712 A RU2007120712 A RU 2007120712A RU 2007120712/06 A RU2007120712/06 A RU 2007120712/06A RU 2007120712 A RU2007120712 A RU 2007120712A RU 2007120712 A RU2007120712 A RU 2007120712A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zone
coating
blade
substrate
smoothing
Prior art date
Application number
RU2007120712/06A
Other languages
English (en)
Inventor
Моника Д. КИНСТЛЕР (US)
Моника Д. КИНСТЛЕР
Дэвид А. РУЦ (US)
Дэвид А. РУЦ
Original Assignee
Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн (US)
Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн (US), Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн filed Critical Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн (US)
Publication of RU2007120712A publication Critical patent/RU2007120712A/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P9/00Treating or finishing surfaces mechanically, with or without calibrating, primarily to resist wear or impact, e.g. smoothing or roughening turbine blades or bearings; Features of such surfaces not otherwise provided for, their treatment being unspecified
    • B23P9/02Treating or finishing by applying pressure, e.g. knurling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/02Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine or like blades from one piece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/04Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine or like blades from several pieces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C21D7/04Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface
    • C21D7/08Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface by burnishing or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/28Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/286Particular treatment of blades, e.g. to increase durability or resistance against corrosion or erosion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/28Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/288Protective coatings for blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/02Selection of particular materials
    • F04D29/023Selection of particular materials especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/321Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
    • F04D29/324Blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/30Manufacture with deposition of material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/90Coating; Surface treatment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/10Stators
    • F05D2240/12Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05D2240/121Fluid guiding means, e.g. vanes related to the leading edge of a stator vane
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/20Rotors
    • F05D2240/30Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/303Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the leading edge of a rotor blade
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
    • F05D2300/20Oxide or non-oxide ceramics
    • F05D2300/22Non-oxide ceramics
    • F05D2300/226Carbides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/611Coating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

1. Лопатка газотурбинного двигателя, содержащая платформу, отходящий от платформы вниз хвостовик, аэродинамическую поверхность, имеющую переднюю и заднюю кромки, стороны повышенного давления и пониженного давления, отличающаяся тем, что она содержит подложку с напряжением сжатия под первой зоной поверхности подложки, проходящей по большей части периметра аэродинамической поверхности в направлении потока в участке на расстоянии от наконечника по размаху лопатки, составляющем более 50% местного расстояния "наконечник-платформа", и покрытие на по крайней мере части первой зоны поверхности, причем зона включает упомянутый участок.2. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутая первая зона содержит большую часть размаха лопатки вдоль передней кромки.3. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что покрытие нанесено в основном по всей первой зоне.4. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что первая зона занимает в основном всю наружную часть аэродинамической поверхности участка.5. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что покрытие содержит по крайней мере одно покрытие из группы, включающей CoWC и NiCr-CrC.6. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что она является лопаткой компрессора.7. Способ изготовления изделия из металлического материала, содержащего подложку и эрозионно-стойкое покрытие, отличающийся тем, что выбирают протяженность зоны подложки для выполнения выглаживания со снижением эффекта усталости из-за воздействия покрытия, выполняют в зоне деформацию роликовой раскаткой, а затем наносят покрытие.8. Способ по п.7, отличающийся тем, что размеры зоны превышают размер зоны с нанесенным покрытием.9. Способ по п.7, отличающийся тем, что зон

Claims (20)

1. Лопатка газотурбинного двигателя, содержащая платформу, отходящий от платформы вниз хвостовик, аэродинамическую поверхность, имеющую переднюю и заднюю кромки, стороны повышенного давления и пониженного давления, отличающаяся тем, что она содержит подложку с напряжением сжатия под первой зоной поверхности подложки, проходящей по большей части периметра аэродинамической поверхности в направлении потока в участке на расстоянии от наконечника по размаху лопатки, составляющем более 50% местного расстояния "наконечник-платформа", и покрытие на по крайней мере части первой зоны поверхности, причем зона включает упомянутый участок.
2. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутая первая зона содержит большую часть размаха лопатки вдоль передней кромки.
3. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что покрытие нанесено в основном по всей первой зоне.
4. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что первая зона занимает в основном всю наружную часть аэродинамической поверхности участка.
5. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что покрытие содержит по крайней мере одно покрытие из группы, включающей CoWC и NiCr-CrC.
6. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что она является лопаткой компрессора.
7. Способ изготовления изделия из металлического материала, содержащего подложку и эрозионно-стойкое покрытие, отличающийся тем, что выбирают протяженность зоны подложки для выполнения выглаживания со снижением эффекта усталости из-за воздействия покрытия, выполняют в зоне деформацию роликовой раскаткой, а затем наносят покрытие.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что размеры зоны превышают размер зоны с нанесенным покрытием.
9. Способ по п.7, отличающийся тем, что зона проходит вдоль аэродинамической поверхности.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что зона проходит до внутренней половины аэродинамической поверхности.
11. Способ изготовления детали с покрытием, отличающийся тем, что осуществляют выглаживание металлической подложки с первым распределением остаточного напряжения, затем наносят покрытие на по крайней мере часть упомянутой первой поверхности.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что покрытие содержит по крайней мере одно покрытие из группы, включающей CoWC и NiCr-CrC.
13. Способ по п.11, отличающийся тем, что выглаживание осуществляют со вторым распределением остаточного напряжения с более высокой усталостной прочностью для поверхности без покрытия, чем первое распределение остаточного напряжения, и с более низкой усталостной прочностью для поверхности с покрытием, чем первое распределение остаточного напряжения.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что выглаживание осуществляют с первым распределением остаточного напряжения с остаточным напряжением сжатия на большей площади, чем остаточное напряжение сжатия упомянутого второго распределения остаточного напряжения.
15. Способ по п.11, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют поверхностное упрочнение подложки.
16. Способ по п.11, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют поверхностное упрочнение подложки, причем поверхностное упрочнение производится после выглаживания и без перекрытия.
17. Способ по п.11, отличающийся тем, что выглаживание представляет собой выглаживание с низкой пластичностью роликом в жидкостном подшипнике.
18. Способ по п.11, отличающийся тем, что выглаживание включает выглаживание сплошной зоны от наконечника аэродинамической поверхности лопатки до участка вдоль внутренней половины размаха аэродинамической поверхности.
19. Способ по п.18, отличающийся тем, что вдоль большей части площади поверхности сплошной зоны выглаживание создает напряжение сжатия на глубину 0,004-0,008 дюйма (0,1-0,2 мм).
20. Способ по п.18, отличающийся тем, что вдоль большей части площади поверхности сплошной зоны осуществляют выглаживание с напряжением сжатия на глубину не более 0,015 дюйма (0,38 мм).
RU2007120712/06A 2006-08-03 2007-06-04 Способ изготовления изделия из металлического материала, способ изготовления детали с покрытием и лопатка газотурбинного двигателя с покрытием RU2007120712A (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US49916306A 2006-08-03 2006-08-03
US11/499,163 2006-08-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2007120712A true RU2007120712A (ru) 2008-12-10

Family

ID=39030947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007120712/06A RU2007120712A (ru) 2006-08-03 2007-06-04 Способ изготовления изделия из металлического материала, способ изготовления детали с покрытием и лопатка газотурбинного двигателя с покрытием

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8221841B2 (ru)
EP (1) EP1862643B1 (ru)
JP (1) JP2008038896A (ru)
KR (1) KR20080012744A (ru)
CN (1) CN101117898A (ru)
CA (1) CA2590496A1 (ru)
RU (1) RU2007120712A (ru)
SG (1) SG139615A1 (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8065898B2 (en) 2008-07-29 2011-11-29 Hamilton Sundstrand Corporation Method and article for improved adhesion of fatigue-prone components
DE102011007224A1 (de) * 2011-04-12 2012-10-18 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren und Herstellung eines einstückigen Rotorbereiches und einstückiger Rotorbereich
US8906181B2 (en) * 2011-06-30 2014-12-09 United Technologies Corporation Fan blade finishing
US9404172B2 (en) 2012-02-22 2016-08-02 Sikorsky Aircraft Corporation Erosion and fatigue resistant blade and blade coating
DE102012018604A1 (de) 2012-09-20 2014-03-20 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Walzwerkzeugvorrichtung
DE102012018605A1 (de) 2012-09-20 2014-03-20 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Walzwerkzeugvorrichtung
US20150107072A1 (en) * 2013-10-22 2015-04-23 Kazim Ozbaysal Fatigue resistant turbine through bolt
JP6246666B2 (ja) 2014-06-11 2017-12-13 日本発條株式会社 積層体の製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3689311A (en) * 1970-11-06 1972-09-05 Ler Son Co Inc Method for external coating of cylindrical objects
US4585395A (en) * 1983-12-12 1986-04-29 General Electric Company Gas turbine engine blade
EP0188057A1 (en) * 1984-11-19 1986-07-23 Avco Corporation Erosion resistant coatings
US4904528A (en) * 1987-12-24 1990-02-27 United Technologies Corporation Coated gas turbine engine compressor components
US5476363A (en) * 1993-10-15 1995-12-19 Charles E. Sohl Method and apparatus for reducing stress on the tips of turbine or compressor blades
US6095755A (en) * 1996-11-26 2000-08-01 United Technologies Corporation Gas turbine engine airfoils having increased fatigue strength
US5826453A (en) * 1996-12-05 1998-10-27 Lambda Research, Inc. Burnishing method and apparatus for providing a layer of compressive residual stress in the surface of a workpiece
CN2371342Y (zh) 1999-06-04 2000-03-29 中国科学院金属研究所 一种抗腐蚀疲劳汽轮机叶轮
US6415486B1 (en) * 2000-03-01 2002-07-09 Surface Technology Holdings, Ltd. Method and apparatus for providing a residual stress distribution in the surface of a part
US6672838B1 (en) * 2000-07-27 2004-01-06 General Electric Company Method for making a metallic article with integral end band under compression
US6465040B2 (en) * 2001-02-06 2002-10-15 General Electric Company Method for refurbishing a coating including a thermally grown oxide
US7188398B2 (en) * 2004-01-17 2007-03-13 Surface Technology Holdings, Ltd. Method for improving the magnitude of compressive stress developed in the surface of a part
US20050158460A1 (en) * 2004-01-21 2005-07-21 Williams Christopher C. Method for protecting new/used engine parts
US7229253B2 (en) * 2004-11-30 2007-06-12 General Electric Company Fatigue-resistant components and method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080012744A (ko) 2008-02-12
JP2008038896A (ja) 2008-02-21
US8221841B2 (en) 2012-07-17
SG139615A1 (en) 2008-02-29
EP1862643A2 (en) 2007-12-05
EP1862643B1 (en) 2015-07-15
EP1862643A3 (en) 2010-12-29
CN101117898A (zh) 2008-02-06
US20100119375A1 (en) 2010-05-13
CA2590496A1 (en) 2008-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2007120712A (ru) Способ изготовления изделия из металлического материала, способ изготовления детали с покрытием и лопатка газотурбинного двигателя с покрытием
US8535783B2 (en) Ceramic coating systems and methods
US8419372B2 (en) Airfoil having reduced wake
JP4951292B2 (ja) 副層を圧縮することにより処理された金属部品、および、このような部品を得る方法
EP1662092A3 (en) Fatigue-resistant gas turbine airfoil and method therefor
CN1336265A (zh) 带有受压整体端部带的金属制品及其制造方法
WO2011009430A9 (de) Verfahren zur beschichtung von turbinenschaufeln
EP2148042A3 (en) A blade for a rotor having a squealer tip with a partly inclined surface
RU2538145C2 (ru) Восстановление титановых лопаток компрессора холодным прессованием
EP1995346A3 (en) Coated gas turbine engine component repair
EP2573201A3 (en) Method for refurbishing ptal coating to turbine hardware removed from service
EP3040514A1 (en) Gas turbine engine component, corresponding manufacturing and repairing methods
JP6345268B2 (ja) 蒸気タービン動翼、蒸気タービン動翼の製造方法及び蒸気タービン
US5120613A (en) Pocess for increasing the resistance to corrosion and erosion of a vane of a rotating heat engine
JP6124621B2 (ja) タービン動翼
CN110180764A (zh) 轴流叶片的喷涂方法及轴流叶片
CN109023204A (zh) 一种耐磨合金陶瓷复合涂层及其制备方法
CN115058674A (zh) 轴流叶片盘的表面强化方法、轴流叶片盘及涡轮发动机
Chicet et al. The Simulation of Point Contact Stress State for APS Coatings
WO2010149141A3 (de) Verfahren zum herstellen und/oder reparieren einer schaufel für eine strömungsmaschine
EP3321381A1 (en) Treated tapered article and method of treatment for a tapered article
CN1623678A (zh) 旋转件热喷涂方法
RU2318121C1 (ru) Способ упрочнения поверхности рабочей лопатки паровой турбины с использованием защитных накладок
US20130183157A1 (en) Method of surface treatment for dovetail in gas turbine engine fan blade
CN117305838A (zh) 一种压力辅助制备钛合金表面涂层的方法