SU1147538A1 - Способ изготовлени закрытого рабочего колеса центробежной турбомашины из термообрабатываемых алюминиевых сплавов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАКРЫТОГО РАБОЧЕГО КОЛЕСА ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ТУРБОМАШИЦЫ ИЗ. ТЕРМООБРАБАТЫВАЕМЫХ АЛЮМИНИЕИЗХ СПЛАВОВ, заключающийс  в том, что покрывной диск устанавливают на лопатках, выполненных заодно с несущим диском, прижимают покрывной диск к- лопаткам, соедин ют их межд собой диффузионной сваркой в защитной атмосфере, охлаждают и производ т окончательную тep raoбpaбoтку колеса, отличаю-щийс   тем, что, с целью повышени  надежности колеса путем увеличени  прочности сварного соединени , перед установкой покрывного диска пронзво-. / he д т предварительную термообработку VO обоих дисков путем отжига покрывного (не.сущего) диска и закаливани  и старени  несущего (покрывного) диска

Description

Изобретение относитс  к турбомаш ностроению,. в частности к способам изготовлени  закрытых рабочих колес центробежных турбомашин Известен способ изготовлени  зак рытых рабочих колес центробежных турбомашин из титановых сплавов, заключающийс  в том, что покрывной диск устанавливают на лопатках, выполненных заодно с несущим диском, прижимают покрывной диск к лопаткам и соедин ют их между собой диффузионной сваркой в защитной атмосфере l ,. Однако изготовленные из титана рабочие колеса обладают большим весом , Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  спо соб изготовлени  закрытого рабочего колеса центробежной турбомашины из. термбобрабатываемых алюминиевых сплавов, заключающийс  в том, что покрывной диск устанавливают на лопатках, выполненных заодно с несущим диском , прижимают покрывнбй диск к лопаткам, соедин ют их между собой диффузионной сваркой в защитной атмосфере, охлаждают и производ т окончательную термообработку ко леса- 2 , Однако при известном способе изготовлени  рабочего колеса из алюми ниевых термообрабатыввемых сплавов в отличие от титановых сплавов на свариваемых поверхност х остаётс  тонкий слой окисной пленки, котора  частично остаетс  в сварном шве и уменьшает прочность соединени ,снижа  надежность рабочего колеса. Цель изобретени  - Г7овышение надежности рабочего колеса путем увел чени  прочности сварного соединени  Указанна  цел1з достигаетс  тем, что согласно способу изготовлени  закрытого рабочего колеса центробежной турбомашины из термообрабаты ваемых алюминиевых сплавов, заключающемус  в том, что покрывной диск устанавливают на лопатках, выполнен ных заодно с несущим диском; прижимают покрывной диск к лопаткам, сое дин ют, их между собой диффузионной сваркой в защитной атмосфере, охлаждают и производ т окончательную термообработку колеса, перед установкой покрывного диска производ т предварительную термообработку.обои Дисков путем отжига покрывного (нес щего) диска и закаливани  и старени несущего (покрывного) диска. Способ реализуетс  следующим образом. Перед сборкой покрывного и несущего дисков,дл  осуществлени  диффу зионной сварки производ т термообработку обоих дисков. Термообработка заключаетс  в том, что отжигают покрывной диск, а несущий диск закаливают и стар т. Свариваемые поверхности подготавливают химическим травлением, затемнесущий диск, выполненный заодно с лопатками, помещают в приспособление. Покрыв-, ной диск устанавливают на лопатах.. Прижимают покрывной диск к лопаткам. Усилие сжати  обеспечивает местное вдавливание микрорельефа более твердой детали в более м гкую.Затем приспособление со сжатыми дисками помещают в герметичную камеру, вакуумируют и производ т нагрев до температуры диффузионной сварки. В процесса нагрева осуществл етс  дополнительное сжатие свариваемых дисков, при этом происходит преимущественное вдавливание более твердой детали в более м гкую, торцы лопаток вдавливаютс  в покрывной диск. При достижении температуры, близкой к температуре сварки твердости обеих деталей выравниваютс , происходит взаимное пластическое течение и одинакова  активаци  диффузионных прогдессов в свариваемых дисках. После выдержки при температуре сварки следует охлаждение, извлечение сваренного колеса из приспособлени  и окончательна  упрочн юща  термообработка . Пример. Изготовление рабочего колеса из алюминиевого сплава АК-б. Несущий диск с лопатками закаливали с температуры 515°С в теплой воде и старили при 160°с в течение 12 ч, покрывной диск.отжигали при 350 с один час. При этом твердость материала несущего диска составила НВ 106, а твердость покрывного диска НВ 50. Перед сваркой ДИСКИ травили в растворе на основе ортофосфорной кислоты, осветл ли в растворе азотной кислоты (1:1) , промывали в воде, сушили. Сборку дисков осуществл ли в приспособлении со ст жными болтами из титана, окончательна  зат жка которых осуществл лась при сжатии дисков на прессе (усилие в 20 т при площади торцов лопаток 450 мм обеспечивало вдавливание торцов в покрывной диск на глубину 0,3 мм). Затем свариваемые диски вместе с приспособлением помещали в вакуумную печь, откачивали до разрежени  10 мм рТ.ст. и нагревали до 5бОс, Врем нагрева 90 мин, а выдержка при температуре сварки 10 мин. Сварочное давление обеспечивалось различием температурных коэффициентов линейного расширени  материалов дисков (ЛК-б) и материала ст жных болтов (титан). После сварки колеса совместно с приспособлением охлаждались с печью. Сваренное колесо вынимали из приспособлени ,про:изводили упрочн ющую термообработку (закалку и искусственное старение ) и окончательную обработку колеса.

Выполнение предварительной термообработки несущего и покрывного дисков путем отжига покрывного (несущего) диска и закаливани  и старени  несущего (покрывного) диска обеспечивает разницу в твердости сопр гаемых поверхностей. При этом в процессе сжати  происходит вдавливание микровыступов более твердой детали в более м гкую и сн тие окйсной пленки с боковых поверхностей микровыступов. При дальнейшем сжатии до температуры разупрочнени  . происходит внедрение (или осадка)

торца лопатки в покрывной диск (под действием покрывного диска), что приводит к увеличению площади физического контакта свариваемых поверхностей.

Таким образом, придание материалам свариваема деталей различной твердости на начальной стадии сжати  и нагревэ облегчает образование физического контакта материалов и увеличивает работоспособност колес на срез за счет вдавливани  торцов лопаток в тело покрывного диска, а выравнивание твердостей при температуре сварки обеспечивает оптшлальные услови  дл  диффузии .

Claims (1)

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАКРЫТОГО РАБОЧЕГО КОЛЕСА ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ТУРБОМАШИНЫ ИЗ ТЕРМООБРАБАТЫВАЕМЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, заключающийся в том, что покрывной диск устанавливают на лопатках, выполненных за одно с несущим диском, прижимают покрывной диск к- лопаткам, соединяют их между собой диффузионной сваркой в защитной атмосфере, охлаждают и производят окончательную термообработку колеса, отличаю-щийс я тег»1, что, с целью повышения надеж ности колеса путем увеличения прочности сварного соединения, перед установкой покрывного диска произво-; дят предварительную термообработку · обоих дисков путем отжига покрывного (несущего) диска и закаливания и старения несущего (покрывного) диска₀