RU2564644C2 - Способ ремонта лопатки из титана путем лазерной наплавки и умеренного hip прессования - Google Patents
Способ ремонта лопатки из титана путем лазерной наплавки и умеренного hip прессования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2564644C2 RU2564644C2 RU2012129965/02A RU2012129965A RU2564644C2 RU 2564644 C2 RU2564644 C2 RU 2564644C2 RU 2012129965/02 A RU2012129965/02 A RU 2012129965/02A RU 2012129965 A RU2012129965 A RU 2012129965A RU 2564644 C2 RU2564644 C2 RU 2564644C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- isostatic pressing
- metal
- repair
- blade
- Prior art date
Links
- 238000003825 pressing Methods 0.000 title description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 7
- 238000004372 laser cladding Methods 0.000 claims description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005442 atmospheric precipitation Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
- B23P6/002—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
- B23P6/007—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors using only additive methods, e.g. build-up welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F5/04—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of turbine blades
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
- B22F7/062—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/32—Bonding taking account of the properties of the material involved
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
- B23K26/342—Build-up welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
- B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/32—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C
- B23K35/325—Ti as the principal constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/005—Repairing methods or devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
- B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/001—Turbines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
- B23K2103/14—Titanium or alloys thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/10—Manufacture by removing material
- F05D2230/13—Manufacture by removing material using lasers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/30—Manufacture with deposition of material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/80—Repairing, retrofitting or upgrading methods
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Forging (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу ремонта металлической детали. Осуществляют наплавку поврежденных частей детали порошком металла на упомянутую деталь. Выполняют лазерную наплавку упомянутых поврежденных частей при помощи металлического порошка. Затем выполняют этап горячего изостатического прессования. Устанавливают максимальную температуру во время изостатического прессования, не превышающую температуру рекристаллизации упомянутого металла. В результате повышается качество ремонта за счет устранения пористости в процессе наплавки без риска деформирования детали. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области авиационных турбомашин и, в частности, к области ремонта лопаток компрессора этих турбомашин.
Авиационные турбомашины обычно имеют в своем составе один или несколько компрессоров, располагающихся последовательно друг за другом, в которых воздух сжимают для того, чтобы затем нагнетать в камеру сгорания. В этой камере сгорания воздух смешивается с топливом, после чего сгорает. Газообразные продукты сгорания проходят через одну или несколько ступеней турбины, которые отбирают мощность, необходимую для приведения в движение одного или нескольких компрессоров, после чего они выбрасываются в реактивное сопло для того, чтобы создать желаемую реактивную тягу. В современных двухконтурных турбореактивных двигателях гражданского назначения, имеющих высокую степень двухконтурности, дополнительная ступень компрессора, обычно называемая вентилятором, размещается перед первым компрессором (компрессором низкого давления). Лопатки такого вентилятора имеют достаточно большие размеры и подвергаются различным агрессивным воздействиям от потока воздуха, таким, например, как атмосферные осадки различного характера, пыль или посторонние предметы, которые будут засасываться в двигатель.
Вследствие эрозии, вызываемой этими агрессивными воздействиями, лопатки вентилятора более или менее быстро подвергаются износу, который следует устранять, либо стараясь увеличить разрешенный срок службы поврежденных лопаток, либо разрабатывая технические решения, позволяющие обеспечить восстановление этих лопаток.
Множество технических решений было предложено для наплавки передней кромки или любой другой части лопаток компрессора после их эрозионного повреждения в процессе эксплуатации. Так, например, в международной патентной заявке WO 2007/027177, поданной фирмой Honeywell, предлагается способ наплавки лопаток вентилятора из титанового сплава, при помощи способа так называемого динамического напыления при помощи холодного газа. Этот способ основывается на напылении металлического порошка, частицы которого сцепляются с поверхностью лопатки вследствие их кинетической энергии и которые образуют, таким образом, слой, который способен снова придать лопатке ее исходный профиль. Этот способ представляет недостаток, который заключается в том, что он оставляет существенную пористость в этом сформированном путем напыления слое. Для того, чтобы решить эту проблему, способ, описанный в этой патентной заявке, предусматривает осуществление операции горячего изостатического прессования, называемой операцией HIP (аббревиатура английского выражения "hot isostatic pressing"), в относительно жестких условиях, поскольку в этом случае необходимо поместить ремонтируемую деталь под давление в диапазоне от 700 бар до 1000 бар при температуре от 1400°С до 1500°С в течение одного часа, после чего выдерживать ее при температуре порядка 900°С в течение еще нескольких часов.
Недостаток, связанный с таким повышением температуры детали, состоит в том, что титан в этих условиях в значительной степени теряет свою жесткость, и в том, что лопатка при таких условиях имеет тенденцию к деформированию. В то же время, используемая технология напыления металла в виде порошка при помощи холодного газа не позволяет обеспечить наплавку с достаточно точным ее позиционированием. Таким образом, эта технология должна быть дополнена последующей операцией механической обработки, которая придает лопатке ее точную геометрическую форму.
Другое рассматриваемое техническое решение состоит в осуществлении операции лазерной наплавки, которая позволяет более точно обеспечить требуемые размерные параметры, что дает возможность, таким образом, отказаться от операций окончательной механической обработки или по меньшей мере сократить их до простых операций окончательной подгонки, выполняемых вручную. Лазерная наплавка представляет собой технологию наплавки, которая состоит в напылении на поверхность детали слоя металла. Присадочный металл привносится в форме проволоки или порошка, подаваемого при помощи инертного газа, впрыскиваемого затем сбоку или коаксиально в лазерный пучок. При использовании этой системы часть энергии, подаваемой лазерным пучком, используется для предварительного нагревания порошка в пучке, тогда как некоторая доля этой энергии, передаваемая сквозь струю порошка, позволяет обеспечить локальное поверхностное расплавление подложки. Расплавленная ванна поддерживается в своем расплавленном состоянии введением энергии лазера.
Это техническое решение позволяет восстановить лопатку сразу в ее окончательных размерах, но не устраняет полностью проблемы, связанные с недостаточной компактностью. При этом даже если пористость, наблюдаемая при надлежащей регулировке лазера, оказывается определенно менее значительной, чем в предшествующем случае, остается необходимость в использовании процесса устранения этой пористости после наплавки для того, чтобы гарантировать достаточную усталостную прочность в случае использования лопаток компрессора из титанового сплава.
Также были предложены и другие способы наплавки путем напыления металла с последующим выполнением операций компактирования, таких, как прессование HIP, например, способы, описанные в патентных заявках ЕР 1643011 и ЕР 1743729, поданных фирмой General Electric, или же в патентной заявке ЕР 1897972 от фирмы United Technologies. При этом установлено, что эти операции горячего изостатического прессования реализуются в условиях достаточно высоких температур, поскольку они обычно превышают температуру в 700°С, которая соответствует, для титанового сплава марки TA6V, температуре его рекристаллизации. В первом документе D1 применяемая температура располагается между температурой, "по существу равной 700°С" и температурой, "по существу равной 950°С", тогда как в третьем документе эта температура рассматривается в диапазоне от 800°С до 1000°С; во втором документе величина этой температуры не уточняется.
Кроме того, давления, применяемые в процессе прессований HIP (изменяющиеся в диапазоне от 14 бар до 28 бар, как это указано в первом упомянутом документе, и составляющие примерно 10 бар, как это указано в третьем упомянутом документе) остаются здесь в целом относительно небольшими, что не является вполне благоприятным для устранения пористости. Техническая задача данного изобретения состоит в том, чтобы устранить эти недостатки и предложить способ ремонта, который не содержит по меньшей мере некоторых из дефектов, присущих существующему уровню техники в данной области, в частности, способ, который устраняет возможные пористости, создаваемые в процессе наплавки, без риска деформирования профиля лопатки.
Для решения этой технической задачи объектом предлагаемого решения является способ ремонта металлической детали путем наплавки ее поврежденных частей посредством напыления порошка упомянутого металла на упомянутую деталь, отличающийся тем, что этот способ содержит этап лазерной наплавки упомянутых поврежденных частей при помощи упомянутого порошка, вслед за которым осуществляется этап горячего изостатического прессования, причем установленная максимальная температура во время изостатического прессования, не превышает температуру рекристаллизации упомянутого металла.
При этом, не превышая температуру рекристаллизации металла, удается исключить деформирование металлической детали и получить возможность реализации этой детали в ее окончательных размерах с момента операции лазерной наплавки. При этом никакие операции обработки фрезерованием не являются необходимыми после осуществления операции прессования HIP для того, чтобы снова придать данной детали ее точную геометрическую форму.
Предпочтительным образом этот способ может быть применен к лопатке компрессора турбомашины из титанового сплава.
В этом случае максимальная температура максимум равна 680°С.
В соответствии со специфическим способом реализации деталь выдерживается при максимальной температуре на протяжении промежутка времени, составляющего по меньшей мере 2 часа.
Увеличение продолжительности выдерживания при максимальной температуре позволяет компенсировать понижение упомянутой максимальной температуры и обеспечить при этом аналогичный результат.
Предпочтительным образом давление изостатического прессования составляет по меньшей мере 970 бар.
В соответствии со частным вариантом реализации повышение температуры не превышает 350°С в час.
В соответствии с другим частным вариантом реализации снижение температуры в конце изостатического прессования не превышает 100°С в час.
Предпочтительным образом снижение давления в конце изостатического прессования не превышает 20 бар в минуту.
Предлагаемое изобретение, а также другие его цели, подробности, характеристики и преимущества, будут лучше поняты из приведенного ниже подробного пояснительного описания варианта реализации этого изобретения, представленного здесь в качестве чисто иллюстративного и не являющегося ограничительным примера, где даются ссылки на приведенный в приложении схематический рисунок.
Фиг.1 представляет собой блок-схему последовательности выполнения этапов реализации способа ремонта лопаток из титанового сплава в соответствии с вариантом реализации изобретения.
Способ в соответствии с предлагаемым изобретением осуществляется следующим образом.
Поверхность ремонтируемой детали прежде всего подвергается вполне классической подготовке в соответствии со способами, известными специалисту в данной области техники.
Затем эта деталь размещается в технологическом оборудовании для лазерной наплавки, где получившие эрозионное повреждение части этой детали подвергаются ремонту. Эта лазерная наплавка осуществляется без применения маскирующего шаблона, причем этот способ является достаточно точным для того, чтобы нанести металл в поврежденные места без его выхода за пределы зоны наплавки.
Полученная таким образом деталь еще представляет пористости относительно небольших размеров (между 10 мкм и 40 мкм), но которые остаются достаточно большими для инициирования зарождения усталостных трещин и которые препятствуют, таким образом, приданию лопатке оставшегося срока службы, равного сроку службы, который эта деталь имела перед наплавкой. Именно поэтому необходимо дополнять эту наплавку операцией уплотнения.
Как об этом уже было сказано выше, классическая операция уплотнения путем горячего изостатического прессования, выполняемая в обычно используемых температурных условиях, будет приводить к деформированию геометрии лопатки, которая вследствие этого может оказаться непригодной для дальнейшего использования.
В данном изобретении предлагается реализовать операцию горячего изостатического прессования в условиях менее высокой температуры, чем при осуществлении обычно используемых способов HIP. Посредством увеличения времени выдерживания при этой температуре удается получить аналогичный результат с точки зрения уплотнения.
В случае лопатки из титанового сплава, такого, например, как титановый сплав марки TA6V, эта деталь, на первом этапе, помещается в атмосферу нейтрального газа типа аргона при температуре максимум равной 700°С, на время, составляющее примерно 2 часа. Одновременно давление в камере, в которой находится эта деталь, повышается до величины порядка 1000 бар +/- 30 бар. Предпочтительная температура для осуществления этого прессования HIP располагается на уровне 665°С с допуском, имеющим величину плюс-минус 15°С.
Деталь выдерживается в этих условиях на протяжении примерно 2 часов.
После этого выдерживания при максимум 700°С, температура в камере постепенно доводится до 400°С на протяжении дополнительного периода времени, составляющего примерно 2 часа 30 минут.
И, наконец, давление в камере доводится до уровня атмосферного давления в соответствии с законом снижения, которое постоянно остается меньше скорости 20 бар в минуту.
Предпочтительным образом повышение температуры осуществляется с градиентом, составляющим 350°С в час, и снижение температуры осуществляется с градиентом 100°С в час.
Результаты, полученные после применения этого способа к лопатке вентилятора, показали, перед и после уплотнения:
- что геометрия лопатки, оцененная при помощи методов фотограмметрии, осталась неизменной;
- что пористости, контролируемые методами томографии на испытуемых образцах, которые были подвергнуты обработке тем же способом, исчезли или по меньшей мере приобрели размеры, не выявляемые при помощи использованных средств контроля.
Испытания по определению механических характеристик подтвердили, что восстановленная наплавкой лопатка ведет себя так же, как и лопатка, не подвергавшаяся наплавке, и что имеется возможность определить для этой лопатки оставшийся срок службы, идентичный сроку службы, который она бы имела без ремонта.
Надо констатировать, что максимальная температура, используемая во время прессования HIP находится ниже 700°С, то есть ниже температуры рекристаллизации титанового сплава марки TA6V, который используется для осуществления операции наплавки. Следовательно, в предлагаемом изобретении заявлены операции уплотнения для металлических материалов, которые реализуются путем горячего изостатического прессования, осуществляемого при температуре, меньшей, чем температура рекристаллизации рассматриваемого материала.
Claims (8)
1. Способ ремонта металлической детали, включающий наплавку ее поврежденных частей посредством напыления порошка металла на упомянутую деталь,
отличающийся тем, что после этапа лазерной наплавки упомянутых поврежденных частей при помощи упомянутого порошка осуществляют этап горячего изостатического прессования, при этом устанавливают максимальную температуру во время изостатического прессования, не превышающую температуру рекристаллизации упомянутого металла.
отличающийся тем, что после этапа лазерной наплавки упомянутых поврежденных частей при помощи упомянутого порошка осуществляют этап горячего изостатического прессования, при этом устанавливают максимальную температуру во время изостатического прессования, не превышающую температуру рекристаллизации упомянутого металла.
2. Способ по п. 1, в котором упомянутая деталь представляет собой лопатку компрессора турбомашины из титанового сплава.
3. Способ по п. 2, в котором максимальная температура максимум равна 680°C.
4. Способ по п. 2, в котором упомянутую деталь выдерживают при максимальной температуре в течение по меньшей мере 2 часов.
5. Способ по п. 2, в котором давление изостатического прессования составляет по меньшей мере 970 бар.
6. Способ по п. 2, в котором повышение температуры не превышает 350°C в час.
7. Способ по п. 2, в котором снижение температуры в конце изостатического прессования не превышает 100°C в час.
8. Способ по п. 2, в котором снижение давления в конце изостатического прессования не превышает 20 бар в минуту.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0958956 | 2009-12-14 | ||
FR0958956A FR2953747B1 (fr) | 2009-12-14 | 2009-12-14 | Procede de reparation d'une aube en titane par rechargement laser et compression hip moderee |
PCT/EP2010/069220 WO2011073071A1 (fr) | 2009-12-14 | 2010-12-08 | Procédé de réparation d'une aube en titane par rechargement laser et compression hip modérée |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012129965A RU2012129965A (ru) | 2014-01-27 |
RU2564644C2 true RU2564644C2 (ru) | 2015-10-10 |
Family
ID=42115353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012129965/02A RU2564644C2 (ru) | 2009-12-14 | 2010-12-08 | Способ ремонта лопатки из титана путем лазерной наплавки и умеренного hip прессования |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20120276304A1 (ru) |
EP (1) | EP2512727B1 (ru) |
JP (1) | JP5850850B2 (ru) |
CN (1) | CN102712066B (ru) |
BR (1) | BR112012013925A2 (ru) |
CA (1) | CA2783412C (ru) |
FR (1) | FR2953747B1 (ru) |
RU (1) | RU2564644C2 (ru) |
WO (1) | WO2011073071A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725469C1 (ru) * | 2019-12-16 | 2020-07-02 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Технологические Системы Защитных Покрытий" (Ооо "Тсзп") | Способ восстановления и упрочнения антивибрационных полок титановых лопаток компрессора гтд |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10314594B2 (en) | 2012-12-14 | 2019-06-11 | Corquest Medical, Inc. | Assembly and method for left atrial appendage occlusion |
US10813630B2 (en) | 2011-08-09 | 2020-10-27 | Corquest Medical, Inc. | Closure system for atrial wall |
US10307167B2 (en) | 2012-12-14 | 2019-06-04 | Corquest Medical, Inc. | Assembly and method for left atrial appendage occlusion |
US20140142689A1 (en) | 2012-11-21 | 2014-05-22 | Didier De Canniere | Device and method of treating heart valve malfunction |
US9482249B2 (en) * | 2013-09-09 | 2016-11-01 | General Electric Company | Three-dimensional printing process, swirling device and thermal management process |
US8991241B1 (en) * | 2013-10-30 | 2015-03-31 | General Electric Company | Gas turbine component monitoring |
US9566443B2 (en) | 2013-11-26 | 2017-02-14 | Corquest Medical, Inc. | System for treating heart valve malfunction including mitral regurgitation |
US9815139B2 (en) * | 2014-01-22 | 2017-11-14 | Siemens Energy, Inc. | Method for processing a part with an energy beam |
CN104046983A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-09-17 | 西安交通大学 | 钛合金薄壁叶片激光熔覆低应力局部定向冷却修复方法 |
US10842626B2 (en) | 2014-12-09 | 2020-11-24 | Didier De Canniere | Intracardiac device to correct mitral regurgitation |
CN104635615B (zh) * | 2014-12-09 | 2017-07-18 | 扬州大学 | 铝合金精密压铸件机加工时表面孔洞控制的doe方法 |
CN105499565B (zh) * | 2015-12-02 | 2017-10-20 | 西安交通大学 | 用于野外环境受损金属零件快速修复的装置 |
RU2676937C1 (ru) * | 2017-10-17 | 2019-01-11 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Способ восстановления детали газотурбинного двигателя с тонкостенным элементом |
CN111015380B (zh) * | 2019-12-31 | 2021-10-15 | 河南神州精工制造股份有限公司 | 高成型精度火箭推进器封头磨削方法 |
CN111633374B (zh) * | 2020-06-01 | 2021-12-31 | 湖北三江航天江北机械工程有限公司 | 姿控发动机燃烧室壳体内部损伤的修复方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1643011A1 (en) * | 2004-09-30 | 2006-04-05 | General Electric Company | Erosion and wear resistant protective structures for turbine components |
EP1743729A2 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-17 | General Electric Company | Niobium silicide-based turbine components with composition graded portion; methods of laser cladding of niobium silicide on a turbin component, also used for repairing |
RU2304633C2 (ru) * | 2001-02-14 | 2007-08-20 | Х.Ц ШТАРК, Инк | Обновление изделий из тугоплавких металлов |
EP1897972A1 (en) * | 2006-09-11 | 2008-03-12 | United Technologies Corporation | Method for processing titanium alloy components |
RU2333086C2 (ru) * | 2002-01-24 | 2008-09-10 | Х.Ц. Щтарк, Инк. | Очищенный лазерной обработкой и плавлением тугоплавкий металл и его сплав |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE463855B (sv) * | 1989-06-01 | 1991-02-04 | Abb Stal Ab | Saett foer rekonstruktion av skovlar och ledskenor i aangturbiner vid erosionsskador |
EP0578518B1 (fr) * | 1992-06-05 | 1998-09-30 | Gec Alsthom Electromecanique Sa | Procédé de formation d'un insert sur une pièce à revêtir en acier ou en alliage de titane |
US5415336A (en) * | 1992-11-19 | 1995-05-16 | Alliedsignal Inc. | Method for preparing a composite surface for diffusion bonding |
JPH09168927A (ja) * | 1995-12-19 | 1997-06-30 | Hitachi Ltd | ガスタービン用動翼,静翼の補修方法 |
US5732467A (en) * | 1996-11-14 | 1998-03-31 | General Electric Company | Method of repairing directionally solidified and single crystal alloy parts |
DE10065406A1 (de) * | 2000-12-27 | 2002-07-04 | Alstom Switzerland Ltd | Verfahren zum Reparieren von Schadstellen an einem Metallbauteil |
JP2004332617A (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-25 | Toshiba Corp | ガスタービン部品の再生処理方法および再生処理を施されたガスタービン部品 |
NZ541068A (en) * | 2003-09-17 | 2007-08-31 | Sumitomo Electric Industries | Superconducting device and superconducting cable with high sintering density |
US7259350B2 (en) * | 2004-08-26 | 2007-08-21 | United Technologies Corporation | Turbine component crack repair using cathodic arc and/or low pressure plasma spraying and HIP |
US20060045785A1 (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-02 | Yiping Hu | Method for repairing titanium alloy components |
JP4928916B2 (ja) * | 2006-11-22 | 2012-05-09 | 株式会社東芝 | ガスタービン高温部品の補修方法およびガスタービン高温部品 |
US20090057275A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | General Electric Company | Method of Repairing Nickel-Based Alloy Articles |
JP4818297B2 (ja) * | 2008-03-19 | 2011-11-16 | 株式会社東芝 | ガスタービン部品の補修方法及びガスタービン部品 |
-
2009
- 2009-12-14 FR FR0958956A patent/FR2953747B1/fr active Active
-
2010
- 2010-12-08 BR BR112012013925A patent/BR112012013925A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2010-12-08 CN CN201080056728.6A patent/CN102712066B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-08 RU RU2012129965/02A patent/RU2564644C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2010-12-08 CA CA2783412A patent/CA2783412C/fr not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-08 US US13/512,054 patent/US20120276304A1/en not_active Abandoned
- 2010-12-08 EP EP10794943.0A patent/EP2512727B1/fr active Active
- 2010-12-08 WO PCT/EP2010/069220 patent/WO2011073071A1/fr active Application Filing
- 2010-12-08 JP JP2012543607A patent/JP5850850B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2304633C2 (ru) * | 2001-02-14 | 2007-08-20 | Х.Ц ШТАРК, Инк | Обновление изделий из тугоплавких металлов |
RU2333086C2 (ru) * | 2002-01-24 | 2008-09-10 | Х.Ц. Щтарк, Инк. | Очищенный лазерной обработкой и плавлением тугоплавкий металл и его сплав |
EP1643011A1 (en) * | 2004-09-30 | 2006-04-05 | General Electric Company | Erosion and wear resistant protective structures for turbine components |
EP1743729A2 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-17 | General Electric Company | Niobium silicide-based turbine components with composition graded portion; methods of laser cladding of niobium silicide on a turbin component, also used for repairing |
EP1897972A1 (en) * | 2006-09-11 | 2008-03-12 | United Technologies Corporation | Method for processing titanium alloy components |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725469C1 (ru) * | 2019-12-16 | 2020-07-02 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Технологические Системы Защитных Покрытий" (Ооо "Тсзп") | Способ восстановления и упрочнения антивибрационных полок титановых лопаток компрессора гтд |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5850850B2 (ja) | 2016-02-03 |
EP2512727A1 (fr) | 2012-10-24 |
CN102712066B (zh) | 2016-03-23 |
CN102712066A (zh) | 2012-10-03 |
CA2783412C (fr) | 2018-04-17 |
BR112012013925A2 (pt) | 2016-04-26 |
EP2512727B1 (fr) | 2018-02-21 |
FR2953747A1 (fr) | 2011-06-17 |
JP2013513491A (ja) | 2013-04-22 |
CA2783412A1 (fr) | 2011-06-23 |
WO2011073071A1 (fr) | 2011-06-23 |
US20120276304A1 (en) | 2012-11-01 |
FR2953747B1 (fr) | 2012-03-23 |
RU2012129965A (ru) | 2014-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2564644C2 (ru) | Способ ремонта лопатки из титана путем лазерной наплавки и умеренного hip прессования | |
US7360678B2 (en) | Repair and reclassification of superalloy components | |
CA1079043A (en) | Method of refurbishing turbine components and the like | |
US7810237B2 (en) | Method for repairing and/or modifying component parts of a gas turbine | |
US20090271985A1 (en) | Repair method | |
US20040086635A1 (en) | Method of repairing a stationary shroud of a gas turbine engine using laser cladding | |
US7140952B1 (en) | Oxidation protected blade and method of manufacturing | |
US10472971B2 (en) | Method of manufacture of a turbine component | |
JP2005350744A (ja) | ガスタービン部品の材料劣化・損傷回復処理方法及びガスタービン部品 | |
CN111378967A (zh) | 一种在镍基高温合金表面制备热障涂层的方法 | |
EP2423439A2 (en) | Methods for the formation of MCrA1Y coatings on gas turbine engine components | |
EP3415253A1 (en) | Heat treatment after alm of gamma'-strengthened nickel based superalloy component | |
US20050139581A1 (en) | High-strength superalloy joining method for repairing turbine blades | |
EP1797989B1 (en) | Compressor blade flow form technique for repair | |
EP4335574A1 (en) | Adaptively depositing braze material using structured light scan data | |
EP4335569A1 (en) | Additively depositing braze material | |
RU2556175C1 (ru) | Способ восстановления профиля пера лопатки газотурбинного двигателя | |
CN114672759A (zh) | 铝合金磨损面尺寸修复方法 | |
Kittel et al. | Advanced method for manufacturing hybrid nickel based components by combining single crystal (SX) subcomponents with polycrystalline (PX) structures generated by laser metal deposition (LMD) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181209 |