RU2782767C2 - Способ получения металлического лопаточного элемента для авиационной турбомашины - Google Patents
Способ получения металлического лопаточного элемента для авиационной турбомашины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782767C2 RU2782767C2 RU2020135910A RU2020135910A RU2782767C2 RU 2782767 C2 RU2782767 C2 RU 2782767C2 RU 2020135910 A RU2020135910 A RU 2020135910A RU 2020135910 A RU2020135910 A RU 2020135910A RU 2782767 C2 RU2782767 C2 RU 2782767C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bath
- blade element
- blade
- thickness
- chemical
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims abstract description 45
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 claims description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 12
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 12
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N HF Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K Iron(III) chloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N HCl HCl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L Iron(II) chloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000007713 directional crystallization Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 235000019592 roughness Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к получению металлического лопаточного элемента для авиационной турбомашины, которые могут быть элементами статора или ротора. Лопаточный элемент содержит по меньшей мере одну лопасть, имеющую нижнюю поверхность и спинку, расположенные между передней кромкой и задней кромкой лопасти, при этом задняя кромка должна иметь толщину X1, причем способ включает этап a) изготовления лопаточного элемента путем литья по выплавляемым моделям, причем задняя кромка имеет толщину Х2. Этап b) включает химическое фрезерование по меньшей мере задней кромки одной или каждой лопасти, чтобы получить указанную толщину X1, которая не может быть достигнута непосредственно на этапе a), причем толщина Х1 меньше толщины Х2. Изобретение позволяет получать лопаточные элементы с точными размерами и тонкими задними кромками для мелких лопаточных элементов. 10 з.п. ф-лы, 3 табл., 7 ил.
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится в широком смысле к получению металлических лопаточных элементов для авиационной турбомашины, причем указанные лопаточные элементы могут быть элементами статора или ротора.
Уровень техники
Лопаточный элемент турбомашины содержит одну или несколько лопастей. Лопатка ротора, такая как рабочая лопатка турбины, имеет, например, одну лопасть, которая соединена с комлем, предназначенным для установки в гнездо, имеющему форму комплементарную с диском ротора. Распределительная система турбины имеет, например, несколько лопаток, которые находятся между внутренней и внешней рамами турбины.
Изготовление лопаточного элемента путем литья по выплавляемым моделям является хорошо известным методом в области авиации. Такой метод описан, например, в документе FR-A1-2985924. Напомним, что литье по выплавляемым моделям состоит в получении из воска, путем введения в форму, модели каждого желаемого лопаточного элемента. Сборка этих моделей на литейных рукавах, также из воска, которые сами соединены с дозатором металла из воска, позволяет сформировать группу, которую затем погружают в различные вещества, чтобы образовать вокруг нее керамическую оболочку по существу однородной толщины. Процесс продолжается путем плавления воска, который затем оставляет свой точный отпечаток в керамике, в которую заливается расплавленный металл через литниковую воронку, установленную на дозаторе металла. После охлаждения металла оболочку разрушают, а металлические детали удаляют и подвергают отделке. Преимущество этого метода заключается в точности размеров, а также в очень хорошем внешнем виде поверхности.
Одна из проблем этого метода связана с получением тонкого профиля, в частности, тонкой задней кромки. Лопасть имеет аэродинамический профиль и имеет нижнюю поверхность и спинку, проходящие между передней и задней кромками турбомашины. Задняя кромка лопасти в идеале должна быть как можно более тонкой, чтобы снизить аэродинамическое возмущение газового потока за лопаткой.
Однако, хотя литье по выплавляемым моделям позволяет получать лопаточные элементы с точными размерами, этот метод не позволяет получать очень малые размеры и, следовательно, получить достаточно тонкие задние кромки, в частности, для мелких лопаточных элементов.
Настоящее изобретение предлагает простое, эффективное и экономичное решение этой проблемы.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение предлагает способ получения металлического лопаточного элемента для авиационной турбомашины, причем указанный лопаточный элемент содержит по меньшей мере одну лопасть, имеющую нижнюю поверхность и спинку, проходящие между передней кромкой и задней кромкой лопасти, при этом задняя кромка должна иметь толщину X1, причем способ включает этапы:
a) изготовление лопаточного элемента путем литья по выплавляемым моделям и
b) чистовая обработка лопаточного элемента,
и способ отличается тем, что этап b) включает в себя химическое фрезерование по меньшей мере задней кромки единственной имеющейся или каждой лопасти, чтобы получить указанную толщину X1, которая не может быть достигнута непосредственно на этапе a).
Как указывалось выше, литье по выплавляемым моделям позволяет получить лопаточный элемент с точными размерами. Однако минимальное значение толщины материала, обозначенное X2, которое можно получить этим методом, превышает X1. Искомой целью является получить лопаточный элемент с задней кромкой толщиной X1, то есть более тонкой, чем кромка (толщиной X2), которая может быть получена непосредственно в результате литья по выплавляемым моделям. Это стало возможным благодаря настоящему изобретению путем химического фрезерования этой задней кромки, при этом химическое фрезерование позволяет снять достаточное количество материала с поверхности, чтобы перейти от X2 к X1.
В настоящей заявке различают "химическое травление" и "химическое фрезерование". Химическое травление проводят на детали во время операции контроля добротности материала. Химическое травление позволяет обнажить зерна материала на поверхности детали (за счет удаления границ зерен), затем эти зерна обследуются для определения добротности материала детали. В настоящем случае затем используется химическое фрезерование для съема вещества, в частности, некоторой толщины материала с поверхности лопаточного элемента. Таким образом, целью фрезерования является удаление вещества между зернами материала, а также самих зерен, пока не будет достигнут съем материала на желаемую толщину. Таким образом, параметры и условия химического фрезерования таковы, чтобы они позволяли удалить желаемую толщину материала.
Предлагаемый изобретением способ может иметь одну или несколько из указанных ниже характеристик и/или включать одну или несколько из указанных ниже этапов, применяемых независимо или в комбинации друг с другом:
- толщина X1 меньше 1 мм, предпочтительно меньше или равна 0,5 мм, более предпочтительно составляет от 0,2 до 0,45 мм,
- толщина X1 измеряется в направлении поперек лопаточному элементу,
- химическое фрезерование удаляет материал с поверхности на толщину от 0,05 до 0,5 мм, более предпочтительно от 0,05 до 0,15 мм,
- толщина материала включает зерна и межзеренные границы материала,
- лопаточный элемент выполнен из металлического сплава на основе никеля, кобальта или хрома,
- способ включает по меньшей мере один позднейший этап, выбранный из этапа контроля добротности материала, этапа контроля конечных размеров, этапа поверхностной обработки путем виброшлифовки,
- химическое фрезерование проводится путем погружения лопаточного элемента в ванну химического фрезерования,
- лопаточный элемент частично погружают в ванну, при этом лопаточный элемент может иметь экранированные зоны, чтобы они не обрабатывались при контакте с ванной,
- лопаточный элемент полностью погружают в ванну, при этом лопаточный элемент может иметь экранированные зоны, чтобы они не обрабатывались при контакте с ванной.
- лопаточный элемент погружают в ванну на период от 10 до 300 мин, при этом температура ванны составляет от 20°C до 70°C,
- ванна является ванной на водной основе и содержит HCl в концентрации от 25 до 300 г/л, причем ванна может дополнительно содержать по меньшей мере один из следующих других компонентов:
- FeCl3 в концентрации от 100 до 500 г/л,
- HNO3 в концентрации от 10 до 40 г/л,
- H2O2 в концентрации от 100 до 200 мл/л,
- этап b) включает в себя предварительный этап химического травления по меньшей мере части лопаточного элемента,
- химическое травление осуществляется путем погружения лопаточного элемента в ванну химического травления,
- ванны химического травления и фрезерования являются идентичными, при этом химическое травление и фрезерование отличаются друг от друга по меньшей мере продолжительностью погружения лопаточного элемента в ванну.
Краткое описание фигур
Изобретение станет более понятным, и другие детали, характеристики и преимущества изобретения выявятся более четко при прочтении следующего описания, приведенного в качестве одного неограничивающего примера, с обращением к прилагаемым чертежам, на которых:
- фигура 1 схематически показывает вид в перспективе лопаточного элемента турбомашины,
- фигура 2 схематически показывает вид в разрезе лопасти лопаточного элемента турбомашины,
- фигура 3 представляет собой блок-схему, показывающую этапы способа получения лопаточного элемента путем литья по выплавляемым моделям,
- фигура 4 очень схематично показывает вид в перспективе резервуара для ванны химического фрезерования, в которую полностью погружены лопаточные элементы, и иллюстрирует этап способа согласно изобретению,
- фигура 5 очень схематично показывает вид в перспективе резервуара для ванны химического фрезерования, в которую частично погружены лопаточные элементы, и иллюстрирует один вариант осуществления этапа способа по изобретению,
- фигура 6 является видом, аналогичным виду с фигуры 3, и показывает удаление материала путем химического фрезерования, и
- фигура 7 представляет собой блок-схему, показывающую этапы способа получения согласно изобретению.
Подробное описание варианта осуществления
Изобретение относится к лопаточному элементу, представляющему собой, например, лопасть, спрямляющее устройство, распределительный лопаточный аппарат, подвижную лопатку и т.д. авиационной турбомашины.
Фигура 1 показывает распределительный лопаточный аппарат 1 турбины турбомашины, более конкретно сектор этого распределительного аппарата, который является кольцевым и разделенным на участки и, таким образом, содержит несколько секторов, расположенных встык по окружности вокруг оси, являющейся продольной осью турбомашины.
Этот сектор содержит совокупность лопастей 2, расположенных между первым краем 4 и вторым краем 6. Эти два края 4, 6 образуют соответственно угловой сектор наружного бандажа и угловой сектор внутреннего бандажа, и каждый из них содержит раму 8, задающую основной канал 10 циркуляции газа. Помимо рамы 8, за которой закреплена аэродинамическая функция, каждый край содержит также классическую конструкцию, позволяющую монтировать этот лопаточный элемент на модуле турбомашины, в данном случае модуле турбины.
Каждая лопасть 2 имеет аэродинамический профиль, показанный на фигуре 2, и содержит нижнюю поверхность 12 и спинку 14, которые проходят между кромками 16, 18, соответственно передней, или натекания газа, и задней, или вытекания газа, который течет по каналу 10. Видно, что наиболее тонкая часть, то есть часть с наименьшей толщиной (толщиной X), расположена на уровне и вдоль задней кромки 18 лопасти 2. Толщина X измеряется в направлении поперек лопасти.
Из фигуры 2 видно также, что лопасть 2 является здесь полой и содержит полость 22, образованную в центре детали, чтобы облегчить вес лопатки и, тем самым, турбины в целом, и/или чтобы позволить циркуляцию газа радиально внутрь двигателя для охлаждения детали.
Изобретение относится к получению распределительного сектора 1 и, в более широком смысле, любого лопаточного элемента турбомашины способом получения, включающим этап литья по выплавляемым моделям, этапы указанного способа представлены на фигуре 3.
Этап литья по выплавляемым моделям может включать в себя несколько подэтапов, в том числе предварительный подэтап E0, на котором стержень, например, керамический, помещают в полимерную литейную форму. Геометрическая форма этой литейной формы соответствует форме полости 22, которую требуется получить. Если одновременно изготавливается несколько лопастей, что имеет место в случае распределительного сектора, несколько стержней помещают в одну и ту же форму для изготовления этого распределителя.
Затем форму закрывают, после чего на подэтапе E1 вводят воск, при этом воск окружает, в частности, стержни, для получения восковой модели распределительного сектора, который требуется изготовить.
После охлаждения и кристаллизации проводится подэтап E2 извлечения восковой модели из формы. Следующий подэтап E3 включает получение формы, называемой "оболочковой", из керамического материала, вокруг восковой модели, в которую расплавленный металл заливается на подэтапе E4.
Воск удаляется перед или во время разливки расплавленного металла, и образованные в результате полости между стержнями и оболочковой формой заполняются расплавленным металлом, образуя распределительный сектор, при этом сплошные части стержня становятся полостями после удаления керамического стержня на подэтапе E5. Детали могут быть получены путем равноосного литья или путем направленной кристаллизации.
Способ согласно изобретению содержит дополнительный этап чистовой обработки лопаточного элемента, включающий его химическое фрезерование, по меньшей мере частичное. При этом химическое фрезерование состоит использовании химиката для обработки материала путем растворения, то есть для удаления заданного количества вещества. На практике химическое фрезерование может быть реализовано путем погружения лопаточного элемента в раствор химиката в условиях, подходящих для получения искомого результата, то есть удаления материала с поверхности и утоньшения, по меньшей мере локального, лопаточного элемента.
Как указывалось выше, литье по выплавляемым моделям позволяет изготавливать лопаточные элементы с точными размерами, но не позволяет получать очень малые толщины, например, меньше 1 мм, в частности, меньше или равные 0,5 мм. Этот нижний предел толщины, который может быть получен при литье по выплавляемым моделям, обозначен X2.
Таким образом, понятно, что минимальная толщина задней кромки 18 лопасти, которая может быть получена при литье по выплавляемым моделям, равна X2. Толщина X2 соответствует рассматриваемой толщине черновой отливки.
Чтобы уменьшить эту толщину до желаемого значения, обозначенного X1, в изобретении используется химическое фрезерование. Таким образом, задняя кромка лопасти обрабатывается химически, чтобы уменьшить ее толщину с X2 до X1 путем химического съема материала. Толщина X1, например, меньше 1 мм, предпочтительно меньше или равна 0,5 мм и более предпочтительно составляет от 0,2 до 0,45 мм.
Фигуры 4 и 5 иллюстрируют два примера осуществления указанного этапа химического фрезерования, на котором лопаточный элемент погружается в ванну химического фрезерования.
На практике более эффективной является одновременная обработка нескольких деталей. Таким образом, можно предусмотреть резервуар 20, содержащий ванну химического фрезерования и способный вместить одновременно несколько лопаточных элементов. Лопаточные элементы, такие как распределительный лопаточный аппарат 1, могут быть размещены внизу сита 22, то есть емкости, в которой проделано множество отверстий. Сито 22, а также лопаточные элементы полностью погружены в ванну резервуара, и ванна входит в контакт с лопаточными элементами, проходя через отверстия в сите 22.
Это позволяет осуществить химическое фрезерование всех поверхностей лопаточных элементов, находящихся в контакте с ванной, то есть, в частности, нижней поверхности 12 и спинки 14, а также передней 16 и задней 18 кромок 2. Если желательно только локальное фрезерование, в частности, на уровне передней кромки, чтобы уменьшить ее толщину, можно использовать одну или несколько масок 24 на лопаточных элементах. Эти маски 24 предназначены для защиты поверхностей лопаточных элементов от ванны, то есть, чтобы они не подвергались химическому фрезерованию. Маски 24 схематически показаны здесь в виде заштрихованного прямоугольника.
На фигуре 5 показан вариант осуществления, в котором лопаточные элементы погружены в находящуюся в резервуаре ванну лишь частично. В этом случае маски 24 не являются строго обязательными, за исключением защиты поверхностей, которые должны погружаться из-за формы деталей, чтобы обеспечить желательное локальное химическое фрезерование.
На фигуре 6 схематически показано удаление материала Δ, которое может присутствовать на поверхности лопасти лопаточного элемента. Например, при химическом фрезеровании с поверхности удаляется материал на толщину от 0,05 до 0,5 мм, более предпочтительно от 0,05 до 0,15 мм, в зонах, где фактически происходит химическое фрезерование.
Фигура 7 иллюстрирует несколько этапов одного варианта осуществления способа согласно изобретению.
Первый этап a) заключается в получении лопаточного элемента путем литья по выплавляемым моделям. Из следующих этапов можно назвать чистовую обработку лопаточного элемента, в частности, его доведение до окончательных размеров. Этот этап чистовой обработки b) включает в себя химическое фрезерование лопаточного элемента. После или (предпочтительно) перед этим химическим фрезерованием способ может содержать этап c) контроля добротности материала. Этот этап может включать в себя макрографический контроль зерен материала, контроль методом проникающих жидкостей, радиографический контроль, визуальный контроль и т.д., и может включать предварительный подэтап химического травления, на котором удаляются межзеренные границы путем химического растворения, как было указано выше. Ванны для химического травления могут быть похожи на ванны для химического фрезерования, но продолжительность погружения обычно отличается в зависимости от того, стремятся ли к растворению только границ зерен (в случае химического травления) или границ и самих зерен (в случае химического фрезерования). Например, продолжительность погружения в ванну химического фрезерования по меньшей мере в 3 раза больше, предпочтительно по меньшей мере в 9 раз больше продолжительности погружения в ванну для химического травления.
Осуществление химического фрезерования позволяет не изменять классический модельный ряд лопаточных элементов. Можно сочетать химическое травление и химическое фрезерование, позволяя тем самым оптимизировать промышленный ассортимент, экономя время и, следовательно, снижая затраты. Таким образом, не нужно увеличивать число этапов, как при традиционной механической обработке.
Химическое фрезерования может быть дополнено электролитической обработкой (этап d)) для улучшения качества поверхности лопаточного элемента. Этот дополнительный этап обработки может состоять в выдерживании всего или части лопаточного элемента в электролитической ванне, содержащей, например, один или несколько из следующих реактивов: азотная кислота, уксусная кислота, серная кислота и фосфорная кислота.
После химической и даже электролитической обработки способ может включать этап e) контроля конечных размеров и/или этап f) поверхностной обработки путем виброшлифовки. Этот последний этап, который не является строго обязательным, если способ содержит этап d), может улучшать качество поверхности лопаточного элемента и позволят, например, получить шероховатости от 1 до 5 мкм, предпочтительно от 1,6 до 3,5 мкм.
Изобретение относится, в частности, но не исключительно, к получению лопаточных элементов из металлического сплава на основе никеля (R125, R77, INC0718, монокристаллический, DS200 и т.д.), на основе хрома или на основе кобальта (MARM509 и т.д.).
Таблицы 1-3 ниже иллюстрируют примеры составов химических ванн для использования на этапе химического фрезерования. В каждой таблице в левой колонке приводится несколько примеров металлических сплавов, а следующие колонки иллюстрируют, с одной стороны, параметры продолжительности (время в минутах) погружения лопаточного элемента в ванну и температуру (Темп.) ванны, а с другой стороны, химические компоненты этой ванны.
Каждая ванна является ванной на водной основе и содержит соляную кислоту (HCl) в концентрации от 25 до 300 г/л, при этом ванна может дополнительно содержать по меньшей мере один из следующих других компонентов:
- FeCl3 (хлорид железа) в концентрации от 100 до 500 г/л,
- HNO3 (азотная кислота) в концентрации от 10 до 40 г/л,
- H2O2 (пероксид водорода) в концентрации от 100 до 200 мл/л.
Остальное содержимое ванны представляет собой воду в достаточном количестве (qsp) для получения 1 л.
Более конкретно, в таблице 1 приведены примеры составов ванн, в которых HCl сочетается в основном с FeCl3. Таблица 2 содержит примеры составов ванн, в которых HCl сочетается в основном с FeCl3 и HNO3. В таблице 3 приведены примеры составов ванн, в которых HCl сочетается в основном с H2O2. В других вариантах ванна могла бы содержать комбинацию HCl и HNO3 или только фтористоводородную кислоту HF и HNO3.
Таблица 1
| Химическое фрезерование (мин/макс) | |||||
| Время (мин) |
Tемп. (°C) |
FeCl3 (г/л) |
HCl (г/л) |
Вода (г/л) |
|
| AM1 и другие монокристаллические сплавы без Ru и/или Re: пример AM1 | 80-150 | 50±20 | 300-500 | 25-45 | qsp 1л |
| R125 и другие сплавы на основе никеля | 80-150 | 50±20 | 300-500 | 25-45 | qsp 1л |
| R77 | 10-40 | 50±20 | 300-500 | 25-45 | qsp 1л |
| DS200 и другие сплавы столбчатой структуры | 40-80 | 50±20 | 300-500 | 25-45 | qsp 1л |
| IN100 | 10-40 | 50±20 | 300-500 | 25-45 | qsp 1л |
| Монокристаллические сплавы с Ru и/или Re | 40-80 | 50±20 | 300-500 | 25-45 | qsp 1л |
Таблица 2
| Химическое фрезерование (мин/макс) | ||||||
| Время (мин) |
Tемп. (°C) |
FeCl3 (г/л) |
HCl (г/л) |
HNO3 (г/л) |
Вода (г/л) |
|
| AM1 и другие монокристаллические сплавы без Ru и/или Re: пример AM1 | 10-20 | 40±20 | 100-200 | 150-300 | 10-40 | qsp 1л |
| R125 и другие сплавы на основе никеля | 10-20 | 40±20 | 100-200 | 150-300 | 10-40 | qsp 1л |
| R77 | 1-4 | 40±20 | 100-200 | 150-300 | 10-40 | qsp 1л |
| DS200 и другие сплавы столбчатой структуры | 5-15 | 40±20 | 100-200 | 150-300 | 10-40 | qsp 1л |
| IN100 | 1-4 | 40±20 | 100-200 | 150-300 | 10-40 | qsp 1л |
| Монокристаллические сплавы с Ru и/или Re | 5-15 | 40±20 | 100-200 | 150-300 | 10-40 | qsp 1л |
Таблица 3
| Химическое фрезерование (мин/макс) | |||||
| Время (мин) |
Tемп. (°C) |
H2O2 (мл/л) |
HCl (мл/л) |
Вода (мл/л) |
|
| AM1 и другие монокристаллические сплавы без Ru и/или Re: пример AM1 | 200-300 | 40±20 | 100-200 | 200-300 | 400-700 |
| R125 и другие сплавы на основе никеля | 200-300 | 40±20 | 100-200 | 200-300 | 400-700 |
| R77 | 10-40 | 40±20 | 100-200 | 200-300 | 400-700 |
| DS200 и другие сплавы столбчатой структуры | 75-250 | 40±20 | 100-200 | 200-300 | 400-700 |
| IN100 | 10-50 | 40±20 | 100-200 | 200-300 | 400-700 |
| Монокристаллические сплавы с Ru и/или Re | 100-200 | 40±20 | 100-200 | 200-300 | 400-700 |
Можно видеть, что продолжительность погружения в ванну составляет от 10 до 300 мин, более конкретно от 10 до 150 мин в случае ванны согласно таблице 1, от 1 до 20 мин в случае ванны согласно таблице 2 и от 10 до 300 мин в случае ванны согласно таблице 3.
Можно видеть, что температура ванны составляет от 20°C до 70°C, более конкретно от 30°C до 70°C в случае ванны согласно таблице 1 и от 20°C до 60°C в случае ванны согласно таблицам 2 и 3.
Можно видеть, что количество HCl меняется в зависимости от присутствия и количества других компонентов ванны, а также от температуры и продолжительности погружения.
Съем материала характеризуется кривыми растворения, которые зависят, например, от материала, используемых химикатов, старения ванны, концентрации ванны химического фрезерования, температуры ванны, перемешивания ванны, положения детали в ванне и т.д. Когда эти параметры фиксированы, удаление материала может быть пропорционально количеству погружений и продолжительности обработки в ванне.
Claims (17)
1. Способ получения металлического лопаточного элемента (1) для авиационной турбомашины, причем указанный лопаточный элемент содержит по меньшей мере одну лопасть (2), имеющую нижнюю поверхность (12) и спинку (14), проходящие между передней кромкой (16) и задней кромкой (18) лопасти, при этом задняя кромка должна иметь толщину X1, причем способ включает этапы:
a) изготовление лопаточного элемента путем литья по выплавляемым моделям, причем задняя кромка (18) имеет толщину X2 на этапе a), и
b) чистовая обработка лопаточного элемента,
отличающийся тем, что этап b) включает в себя химическое фрезерование по меньшей мере задней кромки одной или каждой лопасти, чтобы получить указанную толщину X1, которая не может быть достигнута непосредственно на этапе a), причем толщина X1 меньше толщины X2.
2. Способ по предыдущему пункту, в котором толщина X1 меньше 1 мм, предпочтительно меньше или равна 0,5 мм и более предпочтительно составляет от 0,2 до 0,45 мм.
3. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором при химическом фрезеровании с поверхности удаляется материал толщиной от 0,05 до 0,5 мм, более предпочтительно от 0,05 до 0,15 мм.
4. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором лопаточный элемент выполнен из металлического сплава на основе никеля, кобальта или хрома.
5. Способ по предыдущему пункту, содержащий по меньшей мере один последующий этап, выбранный из этапа контроля добротности материала, этапа контроля конечных размеров, этапа поверхностной обработки путем виброшлифовки.
6. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором химическое фрезерование осуществляется путем погружения лопаточного элемента в ванну химического травления.
7. Способ по предыдущему пункту, в котором лопаточный элемент погружают в ванну частично, при этом лопаточный элемент может иметь экранированные зоны, чтобы они не обрабатывались при контакте с ванной.
8. Способ по п. 6, в котором лопаточный элемент погружают в ванну полностью, при этом лопаточный элемент может иметь экранированные зоны, чтобы они не обрабатывались в контакте с ванной.
9. Способ по одному из пп. 6-8, в котором лопаточный элемент погружают в ванну на период от 10 до 300 мин, при этом температура ванны составляет от 20 до 70°C.
10. Способ по одному из пп. 6-9, в котором ванна является ванной на водной основе и содержит HCl в концентрации от 25 до 300 г/л, причем ванна может дополнительно содержать по меньшей мере один из следующих других компонентов:
- FeCl3 в концентрации от 100 до 500 г/л,
- HNO3 в концентрации от 10 до 40 г/л,
- H2O2 в концентрации от 100 до 200 мл/л.
11. Способ по одному из пп. 6-10, в котором этап b) включает предварительный этап химического травления по меньшей мере части лопаточного элемента путем погружения лопаточного элемента в ванну химического травления.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1853476 | 2018-04-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020135910A RU2020135910A (ru) | 2022-05-19 |
| RU2782767C2 true RU2782767C2 (ru) | 2022-11-02 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1537710A1 (ru) * | 1985-12-04 | 1990-01-23 | Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола | Способ химического фрезеровани металлических деталей |
| EP1239059A2 (en) * | 2001-03-07 | 2002-09-11 | General Electric Company | Chemical milling of the blades of a gas turbine engine |
| RU2297538C2 (ru) * | 2005-04-28 | 2007-04-20 | Открытое акционерное общество "Теплоэнергосервис" | Способ упрочнения поверхности верхней части пера турбинной лопатки |
| RU2427726C2 (ru) * | 2009-11-05 | 2011-08-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Центробежное рабочее колесо и способ его изготовления |
| FR2991612B1 (fr) * | 2012-06-11 | 2017-12-08 | Snecma | Procede d'obtention par fonderie d'une piece comportant une portion effilee |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1537710A1 (ru) * | 1985-12-04 | 1990-01-23 | Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола | Способ химического фрезеровани металлических деталей |
| EP1239059A2 (en) * | 2001-03-07 | 2002-09-11 | General Electric Company | Chemical milling of the blades of a gas turbine engine |
| RU2297538C2 (ru) * | 2005-04-28 | 2007-04-20 | Открытое акционерное общество "Теплоэнергосервис" | Способ упрочнения поверхности верхней части пера турбинной лопатки |
| RU2427726C2 (ru) * | 2009-11-05 | 2011-08-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Центробежное рабочее колесо и способ его изготовления |
| FR2991612B1 (fr) * | 2012-06-11 | 2017-12-08 | Snecma | Procede d'obtention par fonderie d'une piece comportant une portion effilee |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69406535T2 (de) | Verfahren zur herstellung von hohlen gussstücken mittels des wachsausschmelzverfahrens | |
| US4487246A (en) | System for locating cores in casting molds | |
| CN104550731B (zh) | 单晶空心涡轮叶片防表面杂晶与再结晶形成的制备工艺 | |
| US7802613B2 (en) | Metallic coated cores to facilitate thin wall casting | |
| RU2647422C2 (ru) | Оболочковая форма, имеющая теплозащитный экран | |
| JP2017064785A (ja) | 鋳造コア装置及び鋳造方法 | |
| JP2007083306A (ja) | インベストメント鋳造コア形成方法 | |
| US20100200189A1 (en) | Method of fabricating turbine airfoils and tip structures therefor | |
| JP5164479B2 (ja) | 単結晶シードの製造と同時に単結晶部品を鋳造する方法 | |
| US20110135446A1 (en) | Castings, Casting Cores, and Methods | |
| JP2005319518A (ja) | インベストメント鋳造品内でのコア生成特徴形状部の位置を決定するための方法及び装置 | |
| US7807037B2 (en) | Apparatus and method for white layer and recast removal | |
| CN105792962A (zh) | 空心件的精密浇铸方法 | |
| JP2008062300A5 (ru) | ||
| EP0663249B1 (fr) | Procédé de fabrication d'un moule carapace en matériau céramique pour fonderie à modèle perdu | |
| RU2782767C2 (ru) | Способ получения металлического лопаточного элемента для авиационной турбомашины | |
| KR20030084716A (ko) | 증기 냉각식 고온 가스 통로의 구성 요소용 인서트의 형성방법 | |
| JP7430647B2 (ja) | 航空機のターボ機械用の金属ブレード要素の製造方法 | |
| JPH0788533B2 (ja) | 回転機械用部品の製造方法 | |
| US9988721B2 (en) | Additive manufacturing processing with oxidation | |
| JP2000005353A (ja) | 薄肉ゴルフクラブヘッドの製造方法 | |
| US4810312A (en) | Treatment of superalloy surfaces | |
| CN109443146B (zh) | 一种用于叶片测量的一体化基座 | |
| CN109434396B (zh) | 一种制造用于叶片测量的一体化基座的方法 | |
| CA2696274A1 (en) | Method for fabricating turbine airfoils and tip structures therefor |