RU2598018C2 - Способ локальной наплавки поврежденной термомеханической детали и деталь, выполняемая таким образом, в частности деталь турбины - Google Patents

Способ локальной наплавки поврежденной термомеханической детали и деталь, выполняемая таким образом, в частности деталь турбины Download PDF

Info

Publication number
RU2598018C2
RU2598018C2 RU2013140968/02A RU2013140968A RU2598018C2 RU 2598018 C2 RU2598018 C2 RU 2598018C2 RU 2013140968/02 A RU2013140968/02 A RU 2013140968/02A RU 2013140968 A RU2013140968 A RU 2013140968A RU 2598018 C2 RU2598018 C2 RU 2598018C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
superalloy
temperature
layer
solder
preform
Prior art date
Application number
RU2013140968/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013140968A (ru
Inventor
Жюльетт ЮГО
Жюстин МЕНЮЕ
Original Assignee
Снекма
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 Снекма filed Critical Снекма
Publication of RU2013140968A publication Critical patent/RU2013140968A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2598018C2 publication Critical patent/RU2598018C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B22F7/02—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 layers
    • B22F7/04—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 layers with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal
    • 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
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
    • 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
    • B22F5/009—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of turbine components other than 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
    • 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
    • B22F7/064—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 using an intermediate powder layer
    • 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
    • B22F7/08—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 with one or more parts not made from powder
    • 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
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
    • B22F2003/1051—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding by electric discharge
    • 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
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/49318—Repairing or disassembling
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/12021—All metal or with adjacent metals having metal particles having composition or density gradient or differential porosity

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к локальной наплавке термомеханической детали из сверхсплава с закреплением наплавляемого материала в повреждении детали. Сначала на подготовительном этапе в камерной матрице для искрового спекания выполняют форму, имеющую вид отпечатка по меньшей мере одной наплавляемой части поврежденной детали, вводят в форму слой порошка припоя и по меньшей мере один слой на основе порошка сверхсплава с образованием многослойного набора порошков, затем проводят искровое спекание полученного многослойного набора путем воздействия давлением и пропускания импульсного тока с подъемом температуры с получением преформы, имеющей градиенты композиции в многослойном наборе порошков, со стороной припоя и сверхсплавом на его поверхности. Полученную преформу стороной припоя со сверхсплавом на его поверхности соединяют с деталью и проводят этап пайки с обеспечением закрепления полученной преформы в детали посредством диффузии материала плавящихся элементов припоя. Обеспечивается выполнение наплавки детали с обеспечением формы материала в повреждении, близкой к форме первоначальной детали. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу локальной наплавки термомеханической детали, поврежденной, испытав сильные нагрузки при эксплуатации, например, коррозией, эрозией или износом. Оно также относится к деталям, выполненным в соответствии с этим способом, и применяется в частности, но не исключительно, к деталям турбины.
Область настоящего изобретения представляет собой область огнеупорных материалов из сверхсплавов на основе никеля. Из этих материалов можно изготавливать термомеханические детали, в частности детали газовой турбины в области авиастроения, такие как подвижные лопатки направляющего или соплового аппарата, их полку, ножку иди другое оборудование, особенно устойчивое к коррозии или окислению.
Однако эти детали испытывают такие температурные нагрузки и нагрузки давления, что материал истирается, что требует ремонта путем наплавки материала. Этот ремонт заключается в восстановлении первоначальных размеров детали, сохраняя при этом тот же тип составляющего материала или близкую по химическому составу композицию.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Для этих целей известен локальный ремонт дуговой сваркой, когда ремонт ограничен некритичными областями детали и малой протяженности.
Для более значительного и более критичного ремонта решение заключается в нанесении материала в твердой форме на уровне подвергаемой наплавке области. Материал представлен в виде преформ, вырезанных из пластины или полосы, выполненной из смеси порошков сверхсплава и припоя, помещаемой при высокой температуре в соответствующую печь. Эта смесь, таким образом, спекают в нижней точке плавления при образовании эвтектики, вызванной смесью порошков. Полученные таким образом «спеченные материалы» затем приближают к предварительно очищенным областям ремонтируемой детали, и все это подвергается воздействию температуры. Таким образом, осуществляются процессы пайка - диффузия и спеченный материал припаивается на поверхность детали.
В этом способе спеченная пластина разрезается струей воды для формирования плоских преформ с двухмерной конфигурацией 2D. После пайки восстановление формы профиля детали осуществляется механической обработкой плоских областей для придания им геометрии, близкой к первоначальной геометрии, и наделению ее, таким образом, соответствующими аэродинамическими свойствами.
При этом способе необходимо наличие порошка припоя, таким образом, плавящиеся элементы распределяются по всей толщине спеченного материала. Между тем, наличие плавящихся элементов оказывает негативное влияние на термомеханические характеристики.
Более того, выполнять можно только двухмерные спеченные преформы с постоянной толщиной в независимости от области спекания. Между тем, в последних рассматриваемых вариантах деталей было бы предпочтительно размещать спеченные материалы, имеющие различную толщину в некоторых областях. Данный способ не позволяет такую точность.
Кроме этого, выработка спеченного материала последовательно проходит многочисленные этапы, что значительно увеличивает стоимость продукции. Более того, большая часть материала пропадает, спеченный материал получается из пластины, большая часть которой выбрасывается.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение направлено на устранение недостатков уровня техники, предлагая простое, быстрое и эффективное выполнение точного спеченного материала, трехмерного (3D), с формой, по существу близкой к форме первоначальной детали. Для этого в настоящем изобретении применяют искровое спекание, осуществляемое по технологии SPS (по заглавным буквам «Spark Plasma Sintering» в английской терминологии, иначе говоря «искровое плазменное спекание»).
Технология SPS сочетает одновременно применение высокого одноосного давления и импульсов постоянного тока высокой интенсивности, вызывающего почти немедленное и равномерное повышение температуры. Эта технология известна в области порошковой металлургии, которая позволяет, посредством накопления и сжатия, изготавливать металлические детали или детали из окислов металлов на основе порошков. В частности, введение в действие технологии искрового спекания SPS позволяет изготавливать детали с особенными управляемыми микроструктурами.
Более конкретно объектом настоящего изобретения является способ локальной наплавки термомеханической детали из сверхсплава. Способ состоит в том, что на подготовительном этапе выполняют форму в камерной матрице SPS для искрового спекания, причем форма имеет вид отпечатка, по меньшей мере, одной наплавляемой части поврежденной детали, вводят в форму, по меньшей мере, один слой порошка припоя и, по меньшей мере, один слой на основе порошка сверхсплава, образующих многослойный набор. Затем на этапе спекания воздействуют давлением и включают прохождение импульсного тока, приводящего к быстрому подъему температуры в соответствии с циклом искрового спекания, регулируемого по температуре, давлению и продолжительности и, по меньшей мере, с одной температурной площадкой и одной площадкой давления так, что закрепление материала в детали может быть осуществлено в дальнейшем посредством диффузии. На этом этапе спекания изготавливают преформу, имеющую градиенты композиции в многослойном наборе со стороной пайки, способной жестко соединяться с подвергаемой наплавке деталью, при этом материал сверхсплава (6s) появляется на поверхности преформы.
Предпочтительно цикл искового спекания регулируют по температуре, давлению и продолжительности с подъемом температуры по меньшей мере 600°С/мин, с температурной площадкой, по меньшей мере, между 1000 и 2000°С и площадкой давления по существу между 10 и 100 МПа.
В соответствии с одним вариантом осуществления форма имеет вид, соответствующий отпечатку первоначальной целой детали. Слой сверхсплава образует посредством диффузии на этапе спекания закрепление сплошного материала на подвергаемой наплавке детали.
На последующем этапе пайки сторона припоя преформы, выполненная таким образом, может вступать в контакт с областью подвергаемой наплавке детали. Затем путем нагревания преформы и присоединенной детали в соответствующей печи при температуре, по меньшей мере, равной температуре плавления припоя, сторону припоя закрепляют посредством диффузии плавящихся элементов припоя в подвергаемой наплавке детали. Механическое уменьшение детали в наплавленной области, таким образом, по существу уменьшается, и даже исчезает.
На последующем этапе пайки сторона припоя преформы, выполненная таким образом, вступает в контакт с областью подвергаемой наплавке детали. Затем путем нагревания преформы и детали, присоединенной в соответствующей печи при температуре, по меньшей мере, равной температуре плавления припоя, сторону припоя закрепляют посредством диффузии плавящихся элементов припоя на подвергаемой наплавке детали.
В частных вариантах воплощения:
- во время подготовительной фазы на слой сверхсплава наносят защитный металлический слой и термический барьер;
- защитный металлический слой образован, по меньшей мере, одним листом матрицы композиции Ni, Pt, Hf, Y, Zr, Al, Si, Cu, Ag и/или Au и/или композиций Ni-Al, Ni-Pt-Al и/или Ni-Al-Zr;
- термический барьер состоит из циркония, стабилизированного на 6-8 масс.% иттрия (термический барьер композиции ZrO2-6-8Y2O3).
Настоящее изобретение также относится к термомеханической детали из сверхсплава, в частности к детали турбины, подвергнутой наплавке в соответствии с раскрытым выше способом на основе искрового спекания. Деталь имеет, таким образом, закрепление на подвергаемой наплавке детали посредством диффузии материала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения следуют при прочтении нижеследующего описания, которое относится к одному примеру воплощения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 показывает схематичный вид в разрезе примера соединения слоев в матричной форме SPS, имеющей вид отпечатка, соответствующего первоначальной детали;
Фиг.2 показывает схематичный частичный вид в разрезе этого соединения после искрового спекания;
Фиг.3 показывает схематичный вид в разрезе примера соединения слоев в матричной форме SPS, имеющей вид отпечатка, соответствующего наплавляемой части детали;
Фиг.4 показывает схематичный частичный вид в разрезе этого соединения после искрового спекания, и
Фиг.5 показывает схематичный вид в разрезе этого соединения после пайки на подвергаемой наплавке детали.
ДЕТАЛЬНОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ
На фиг.1 показан схематичный вид формы 1 в частичном вертикальном разрезе, образованной в камере 10 полой цилиндрической графитовой камерной матрицы 11 SPS (не показано). Выводы «В» электрического напряжения и компрессионные поршни «Р» отрегулированы так, чтобы позволить прессование и прохождение импульсного тока через форму в соответствии с циклами искрового спекания.
Эта форма 1а имеет вид отпечатка, соответствующего первоначальной детали из сверхсплава. Поврежденная деталь 2 вводится в эту форму после очистки ее внутренней поверхности, в частности поверхности 20, на которой отсутствует, или эродирована, корродирована, или окислена часть детали. На эту поверхность 20 накладывают соединение 3 последовательных слоев или пластов материала: слой из порошка сверхсплава 31, пласт защитного металла 32, образованного листами платины и алюминия, и термический барьер 33, образованный керамическим порошком циркония, стабилизированного иттрием с формулой ZrO2Y2O3.
В соответствии с геометрической формой подвергаемой наплавке детали слои или пласты могут быть наложены на поврежденную деталь 2 до ее помещения в форму 1, или, альтернативно, соединение 3 может быть инжектировано в эту форму из насадок. Деталь и соединение располагают в графитовой рубашке 4, которая в свою очередь помещена в форму, чтобы можно было оказать локальное давление. Эти различные способы образования многослойного соединения 3 на детали 1 относятся к компетенции специалиста в данной области техники.
Во время операции искрового спекания циклы регулирования температуры и давления следуют по запрограммированным диаграммам в соответствии с заданными значениями электрического напряжения и давления. Программы предусматривают температурные площадки, которые могут доходить до 2000°С, с электрическим током, проходящим по форме, достигающим 8000А.
Прикладываемый ток позволяет очень быстро увеличить температуру, например порядка 600°С/мин или более. Эта быстрота исключает увеличение зерен при спекании и, таким образом, показана, в частности, для синтеза наноматериалов. Более того, эта быстрота позволяет также дозировать диффузию: как показано на фиг.2, формирование многослойного соединения 3 сохраняется, благоприятствуя при этом появлению градиентов композиции G1 и G2 на стыке слоев и пластов 31-32-33, а также закреплению сплошных материалов между пластом 31 спеченного сверхсплава и подвергаемой наплавке деталью 2.
Со ссылкой на фиг.3, схематичный вид в разрезе показывает другой пример соединения слоев 6 в форме 7, образованной в камере 10 матрицы SPS 11. В этом примере форма 7 имеет вид отпечатка, соответствующего наплавляемой части, дополняющей поврежденную деталь для воссоздания первоначальной детали.
В соответствии с описанными выше способами отпечаток заполняется последовательными нанесениями слоев и пластов, образующих многослойное соединение 6 или набор: слой порошка припоя 60, способный соответствовать стороне подвергаемой наплавке детали, слой порошка сверхсплава 61, защитный пласт 62, образованный листами композиций Ni-Al-Zr, и термический барьер 63, образованный из керамического порошка циркония, стабилизированного в иттрии с формулой ZrO2Y2O3 и дополненный оксидом гадолиния Gd2O3.
Со ссылкой на фиг.4 этап спекания, осуществляемый при вышеуказанных условиях, позволяет получить преформу 2а, имеющую градиенты композиций G3, G4 и G5 в многослойном наборе 6 между слоями или пластами 60-61-62-63. Спеченный слой припоя 60 имеет наружную сторону 6b, способную быть жестко соединенной с поврежденной поверхностью подвергаемой наплавке детали, при этом материал сверхсплава 6s появляется на поверхности преформы 2а на стороне припоя 6b.
На последующем этапе пайки, показанном на фиг.5, сторона припоя 6b преформы 2а вступает в контакт с областью, дополняющей подвергаемую наплавке деталь 2, а именно со стороной 20. Затем преформу 2а и присоединенную деталь 2 нагревают в соответствующей печи при температуре, по меньшей мере, равной температуре плавления припоя, например около 700°С для припоя, например, на основе серебра. Сторона припоя 6b закрепляется, таким образом, посредством диффузии плавящихся элементов припоя в подвергаемой наплавке детали 2 по всей ее стороне 20.
Настоящее изобретение не ограничивается раскрытыми и показанными примерами. Можно, например, наносить несколько химически и термически совместимых первоначальных слоев из керамики. Кроме этого, металлический защитный слой и слой термического барьера могут быть добавлены позже на этапе последующего нанесения на всю уже восстановленную деталь. В этом случае защитный слой и слой термического сопротивления предпочтительно предварительно сняты с поверхности поврежденной детали и спекание осуществлено без этих слоев. Далее эти слои наносятся и жестко соединяются посредством спекания на всей восстановленной детали.

Claims (9)

1. Способ локальной наплавки термомеханической детали (2) из сверхсплава, включающий закрепление наплавляемого материала в повреждении детали (2), отличающийся тем, что сначала на подготовительном этапе в камерной матрице для искрового спекания (SPS) выполняют форму (1, 7), имеющую вид отпечатка, по меньшей мере, одной наплавляемой части поврежденной детали (2), вводят в форму (1, 7) слой (60) порошка припоя и, по меньшей мере, один слой (31, 61) на основе порошка сверхсплава с образованием многослойного набора (6) порошков, затем проводят искровое спекание полученного многослойного набора путем воздействия давлением и пропускания импульсного тока с подъемом температуры с получением преформы (2а), имеющей градиенты композиции (G3, G4 и G5) в многослойном наборе (6) порошков, со стороной (6b) припоя и сверхсплавом (6s) на его поверхности, при этом регулируют температуру, давление и продолжительность искрового спекания с обеспечением по меньшей мере одной температурной площадки и одной площадки давления, после чего полученную преформу (2а) стороной (6b) припоя со сверхсплавом (6s) на его поверхности соединяют с деталью (2) и проводят этап пайки с обеспечением закрепления полученной преформы (2а) в детали (2) посредством диффузии материала плавящихся элементов припоя.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регулируют температуру, давление и продолжительность искрового спекания с обеспечением подъема температуры, по меньшей мере, 600°С/мин, в температурном диапазоне между 1000 и 2000°С и диапазоне давления между 10 и 100 МПа.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что форма (1) имеет вид, соответствующий отпечатку первоначальной неповрежденной детали, при этом на этапе пайки закрепляют преформу (2а) в детали (2) посредством диффузии слоя (31) на основе порошка сверхсплава.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что этап пайки ведут в печи при температуре, по меньшей мере, равной температуре плавления припоя (60).
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на подготовительном этапе на слой (31, 61) сверхсплава наносят защитный металлический слой (32, 62) и термический барьер (33, 63).
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что защитный металлический слой (32, 62) образован, по меньшей мере, одним листом матрицы композиции Ni, Pt, Hf, Y, Si, Cu, Ag и/или Au и/или композиций Ni-Al, Ni-Pt-Al и/или Ni-Al-Zr.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термический барьер (33, 63) состоит из циркония, стабилизированного в иттрии.
8. Термомеханическая деталь из сверхсплава, подвергнутая локальной наплавке, отличающаяся тем, что она подвергнута локальной наплавке способом по любому из пп. 1-7.
9. Деталь по п. 8, отличающаяся тем, что она является деталью турбины.
RU2013140968/02A 2011-03-07 2012-03-06 Способ локальной наплавки поврежденной термомеханической детали и деталь, выполняемая таким образом, в частности деталь турбины RU2598018C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1151832A FR2972379B1 (fr) 2011-03-07 2011-03-07 Procede de rechargement local de piece thermomecanique endommagee et piece ainsi realisee, en particulier piece de turbine
FR1151832 2011-03-07
PCT/FR2012/050459 WO2012120231A1 (fr) 2011-03-07 2012-03-06 Procédé de rechargement local de pièce thermomécanique endommagée et piece ainsi realisee, en particulier pièce de turbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013140968A RU2013140968A (ru) 2015-04-20
RU2598018C2 true RU2598018C2 (ru) 2016-09-20

Family

ID=43902599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013140968/02A RU2598018C2 (ru) 2011-03-07 2012-03-06 Способ локальной наплавки поврежденной термомеханической детали и деталь, выполняемая таким образом, в частности деталь турбины

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9221101B2 (ru)
EP (1) EP2683509B1 (ru)
JP (1) JP6085256B2 (ru)
CN (1) CN103415365B (ru)
BR (1) BR112013022876A2 (ru)
CA (1) CA2828711C (ru)
FR (1) FR2972379B1 (ru)
RU (1) RU2598018C2 (ru)
WO (1) WO2012120231A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2761813C1 (ru) * 2021-03-11 2021-12-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИГиЛ СО РАН) Аддитивный способ получения габаритных изделий из токопроводящей керамики методом искрового плазменного спекания
RU2785029C1 (ru) * 2019-03-29 2022-12-02 Сименс Энерджи, Инк. Ремонт концевой части компонента турбины с помощью композитной предварительно спеченной преформы легированной бором основы
US11982207B2 (en) 2019-03-29 2024-05-14 Siemens Energy, Inc. Tip repair of a turbine component using a composite tip boron base pre-sintered preform

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9102015B2 (en) * 2013-03-14 2015-08-11 Siemens Energy, Inc Method and apparatus for fabrication and repair of thermal barriers
EP2840154A1 (de) * 2013-08-21 2015-02-25 MTU Aero Engines GmbH Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus und mit Laves-Phasen
US20160158840A1 (en) * 2013-11-25 2016-06-09 Marco Cologna Use of spark plasma sintering for manufacturing superalloy compound components
KR102026354B1 (ko) * 2014-10-14 2019-09-27 지멘스 에너지, 인코포레이티드 일체화된 시스템들로서 형성되는 다재료들을 포함하는 3 차원 컴포넌트들의 레이저 적층 가공
US10350684B2 (en) 2015-11-10 2019-07-16 General Electric Company Additive manufacturing method for making complex film holes
FR3044946B1 (fr) 2015-12-14 2018-01-12 Safran Aircraft Engines Revetement abradable a densite variable
FR3044945B1 (fr) * 2015-12-14 2018-01-12 Centre National De La Recherche Scientifique Revetement abradable a densite variable
CN108430691B (zh) * 2015-12-21 2021-03-16 通用电气公司 修理好的涡轮机部件和对应修理方法
FR3048630B1 (fr) * 2016-03-14 2020-02-21 Centre National De La Recherche Scientifique Procede de fabrication d'une plaque abradable et de reparation d'un anneau de turbine
US10702958B2 (en) * 2017-02-22 2020-07-07 General Electric Company Method of manufacturing turbine airfoil and tip component thereof using ceramic core with witness feature
US11167348B2 (en) 2017-06-28 2021-11-09 Rolls-Royce Corporation Joining metal or alloy components using electric current
FR3071178B1 (fr) * 2017-09-15 2022-02-25 Safran Procede de fabrication d'une piece de turbomachine par fabrication additive et frittage flash
AT520756B1 (de) * 2017-12-06 2019-07-15 Montanuniv Leoben Verfahren zum herstellen einer multimaterial-bauteilverbindung und die multimaterial-bauteilverbindung
FR3086567B1 (fr) * 2018-10-02 2022-07-22 Norimat Procede de realisation de contreforme et procede de fabrication de piece de forme complexe utilisant une telle contre-forme
CN110303259B (zh) * 2019-07-22 2021-06-08 中国航空制造技术研究院 异种合金整体叶盘结构的制造方法
FR3105048B1 (fr) * 2019-12-20 2022-08-05 Safran Solution de fabrication d'un disque aubage monobloc
WO2021232146A1 (en) 2020-05-21 2021-11-25 Kilncore Inc. High temperature, high pressure, powder-based, 3d printed object manufacturing
US11541470B2 (en) 2021-04-02 2023-01-03 General Electric Company Methods of furnace-less brazing
CN113462924B (zh) * 2021-06-18 2022-03-29 中国地质大学（武汉） 一种镀钛金刚石铜复合材料及其制备方法
US20240165751A1 (en) * 2022-11-23 2024-05-23 Raytheon Technologies Corporation Systems and methods of blade leading edge repair using field assisted sintering technology
CN115849957B (zh) * 2022-11-25 2023-08-11 南京航空航天大学 一种陶瓷基复合材料损伤缺陷的快速修复方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1792805C (ru) * 1990-05-24 1993-02-07 Республиканское Научно-Производственное Объединение "Агропромремонт" Способ восстановлени гильз цилиндров двигател
US6384365B1 (en) * 2000-04-14 2002-05-07 Siemens Westinghouse Power Corporation Repair and fabrication of combustion turbine components by spark plasma sintering
JP2003342617A (ja) * 2002-05-30 2003-12-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 耐熱合金製補修高温部品、Ｎｉ基耐熱合金製補修ガスタービン翼、Ｎｉ基耐熱合金製ガスタービン翼の補修方法および耐熱合金製ガスタービン動翼の補修方法
RU2344913C2 (ru) * 2006-01-10 2009-01-27 Владимир Владимирович Гончаренко Способ восстановления лемехов плугов
RU2354523C1 (ru) * 2007-09-12 2009-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") Способ ремонта гребешков лабиринтных уплотнений рабочих лопаток турбины газотурбинного двигателя
FR2932496A1 (fr) * 2008-06-13 2009-12-18 Snecma Procede de depot d'une barriere thermique
FR2941965A1 (fr) * 2009-02-10 2010-08-13 Snecma Procede de depot d'une couche de protection sur une piece

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3250892A (en) * 1961-12-29 1966-05-10 Inoue Kiyoshi Apparatus for electrically sintering discrete bodies
US3241956A (en) * 1963-05-30 1966-03-22 Inoue Kiyoshi Electric-discharge sintering
US4039330A (en) * 1971-04-07 1977-08-02 The International Nickel Company, Inc. Nickel-chromium-cobalt alloys
SE463855B (sv) * 1989-06-01 1991-02-04 Abb Stal Ab Saett foer rekonstruktion av skovlar och ledskenor i aangturbiner vid erosionsskador
US5554837A (en) * 1993-09-03 1996-09-10 Chromalloy Gas Turbine Corporation Interactive laser welding at elevated temperatures of superalloy articles
JPH1046208A (ja) * 1996-07-26 1998-02-17 Tokin Corp ＴｉＮｉ系合金焼結体の製造方法
JPH1143706A (ja) * 1997-07-23 1999-02-16 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 金属部品の補修方法
JP2001335813A (ja) * 2000-05-25 2001-12-04 Japan Atom Energy Res Inst 放電プラズマ焼結法によるシリコン傾斜複合組織を有する構造材料の作製法
CN1292864C (zh) * 2001-01-20 2007-01-03 昆明理工大学 一种铜粉等离子体活化烧结的方法
US7343676B2 (en) * 2004-01-29 2008-03-18 United Technologies Corporation Method of restoring dimensions of an airfoil and preform for performing same
US20100237134A1 (en) * 2006-07-17 2010-09-23 David Vincent Bucci Repair process for coated articles
JP5653421B2 (ja) * 2009-05-26 2015-01-14 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ＭＣｒＡｌＸ層およびクロムリッチ層を含む層状コーティングシステムならびにその製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1792805C (ru) * 1990-05-24 1993-02-07 Республиканское Научно-Производственное Объединение "Агропромремонт" Способ восстановлени гильз цилиндров двигател
US6384365B1 (en) * 2000-04-14 2002-05-07 Siemens Westinghouse Power Corporation Repair and fabrication of combustion turbine components by spark plasma sintering
JP2003342617A (ja) * 2002-05-30 2003-12-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 耐熱合金製補修高温部品、Ｎｉ基耐熱合金製補修ガスタービン翼、Ｎｉ基耐熱合金製ガスタービン翼の補修方法および耐熱合金製ガスタービン動翼の補修方法
RU2344913C2 (ru) * 2006-01-10 2009-01-27 Владимир Владимирович Гончаренко Способ восстановления лемехов плугов
RU2354523C1 (ru) * 2007-09-12 2009-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") Способ ремонта гребешков лабиринтных уплотнений рабочих лопаток турбины газотурбинного двигателя
FR2932496A1 (fr) * 2008-06-13 2009-12-18 Snecma Procede de depot d'une barriere thermique
FR2941965A1 (fr) * 2009-02-10 2010-08-13 Snecma Procede de depot d'une couche de protection sur une piece

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2785029C1 (ru) * 2019-03-29 2022-12-02 Сименс Энерджи, Инк. Ремонт концевой части компонента турбины с помощью композитной предварительно спеченной преформы легированной бором основы
US11982207B2 (en) 2019-03-29 2024-05-14 Siemens Energy, Inc. Tip repair of a turbine component using a composite tip boron base pre-sintered preform
RU2761813C1 (ru) * 2021-03-11 2021-12-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИГиЛ СО РАН) Аддитивный способ получения габаритных изделий из токопроводящей керамики методом искрового плазменного спекания

Also Published As

Publication number Publication date
US9221101B2 (en) 2015-12-29
CA2828711C (fr) 2019-04-02
CN103415365B (zh) 2017-01-18
BR112013022876A2 (pt) 2016-12-06
JP6085256B2 (ja) 2017-02-22
US20130344347A1 (en) 2013-12-26
EP2683509B1 (fr) 2019-02-27
EP2683509A1 (fr) 2014-01-15
FR2972379A1 (fr) 2012-09-14
FR2972379B1 (fr) 2014-01-17
CA2828711A1 (fr) 2012-09-13
CN103415365A (zh) 2013-11-27
JP2014513207A (ja) 2014-05-29
WO2012120231A1 (fr) 2012-09-13
RU2013140968A (ru) 2015-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2598018C2 (ru) Способ локальной наплавки поврежденной термомеханической детали и деталь, выполняемая таким образом, в частности деталь турбины
JP2014513207A5 (ru)
JP5158058B2 (ja) 機械部品の修理方法、復元機械部品の製造方法、機械部品の製造方法、及びガスタービンエンジン
JP5202530B2 (ja) 放電プラズマ焼結（ｓｐｓ）法によって耐火セラミック部品を接合するための方法
JP6188678B2 (ja) フラッシュ焼結によって複雑な形状を有する部品を製造するための方法、およびそのような方法を実施するための装置
RU2550670C2 (ru) Способ изготовления металлического изделия лазерным цикличным нанесением порошкового материала и установка для его осуществления
US20190240734A1 (en) Geometry For Debinding 3D Printed Parts
US5951792A (en) Method for welding age-hardenable nickel-base alloys
CN101941106B (zh) 超级镍叠层材料与Cr18-Ni8不锈钢的高温钎焊工艺
CN104014922B (zh) 一种硬质合金与钢的快速扩散焊接方法
CN102335793B (zh) 不锈钢与氧化铝陶瓷的连接方法
US6443352B1 (en) Electrical resistance based object consolidation
FR2981590A1 (fr) Procede de realisation d'une preforme frittee et d'assemblage de ladite preforme sur une piece
CN109604586B (zh) 一种适用于轧制钢材的3d打印修复墨材及方法
RU2550669C1 (ru) Способ изготовления металлического изделия послойным лазерным нанесением порошкового материала
RU2752820C1 (ru) Способ диффузионной сварки заготовок из керамики
Wanjara et al. Electron beam freeforming on type 321 stainless steel using BNi-2 brazing paste
US20220281041A1 (en) Electron-beam welding of nickel-based superalloys, and device
JP2024007347A (ja) 低不連続で高密度ろう付継手を得るためのろう合金材料をニッケル基部品に溶射する方法及びシステム
CUI et al. Brazing of C f/SiC composite to Ti alloy with (Ti-Zr-Cu-Ni)+ W composite filler material
RU2556175C1 (ru) Способ восстановления профиля пера лопатки газотурбинного двигателя
CN116197503A (zh) 一种硬质合金和钢的焊接件及其制备方法
CN114007781A (zh) 具有技术功能和/或装饰功能的机械部件的激光束增材制造方法以及具有技术功能和/或装饰功能的机械部件

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner