[发明专利]制造叶片组件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属涡轮机叶片的制造，具体来讲，涉及含有内部腔体以及使这些腔体与叶片外部连通的小孔或孔口的组件的制造。

背景技术

通常，采用众所周知的脱蜡铸造技术，通过铸造均组成叶片区的各个单个叶片组件来制造这种叶片。这种技术包括用蜡或其他等效材料制造含有内部组件的模型的阶段，该内部组件形成了铸造型芯并形成了叶片的腔体特征。来为了形成这个模型，采用了其中放置了型芯并注入了蜡的注蜡模具。然后，将注蜡模型多次浸入包括悬浮的陶瓷颗粒的浇铸浆中，以产生壳型模具。除蜡，并对壳型模具进行烘干。然后铸造熔融金属，熔融金属会充满壳型模具的内壁与型芯之间的空隙，这样就产生了叶片。

在涡轮机低压导流叶片阶段，一些叶片或导流叶片有一个内部腔体和一系列使腔体与叶片外部相通的孔。腔体和这些孔使得可以装配公知为EGT(排气温度)探头的温度检测探头。例如，对于现有技术中的涡轮机低压导流叶片，包括18个叶片部分或区，包括8个叶片的每个叶片区中的单个叶片带有一个内部腔体和一系列的孔。

位于涡轮机这个特殊位置上的温度探头用来监控正常运行和发动机磨损。

采用当前技术，通过安装具有上榫和下榫的型芯来产生该叶片中的用来容纳温度探头的腔体，在铸造金属时，上榫和下榫形成了该部件的外部平台和内部平台上的孔口，外部平台上的孔口接纳温度探头或与温度探头相通，内部平台上的孔口只用于在铸造金属时将型芯保持在适当位置，这就需要安装封板，在完成在叶片区上的最后操作时对封板进行钎焊。

在铸造出该部件之后，采用钻孔/机械加工(尤其是火花电蚀或电火花加工(Electrical Discharge Machining，EDM))来产生使叶片的旋翼上的容纳探头的腔体和叶片外部连通的孔。

从而，该方法还需要一个额外的操作，该操作还在孔的周围产生一个机械性能不足的受热区。

发明内容

本发明的目的是提供制造一种用于生产可避免这些缺陷的金属叶片组件的方法。

为实现这个目的，本发明提出了一种制造用于涡轮机低压导流叶片的金属叶片区的方法，所述叶片区的至少一个叶片包括内部腔体和至少一个孔，所述内部腔体用于容纳气体检测探头或者与气体检测探头相通，形成在壁上的所述至少一个孔构成了气体从涡轮机低压区到所述内部腔体和所述探头的通道，所述方法通过将对应于所述腔体的型芯安装到铸模并在所述铸模的腔体中铸造熔融金属制造所述金属叶片区。这种方法在特征在于，对于每个用于与所述腔体连通的孔而言，所述型芯包括突起物，该突起物穿透铸模的内部表面，并构成了将所述型芯保持在铸模中的适当位置的唯一要素。

根据本发明，该检测探头优选包括温度检测探头，具体来讲，包括EGT类型的温度检测探头。

根据本发明的另一优选方面，该方法具体是采用脱蜡铸造技术，通过产生形成了铸模并且其中安装了所述型芯的壳型模具而实施的。

根据本发明的另一优选特征，铸模的突起物底部是“倒圆形的”或圆形的，在铸孔底部产生一个圆角，这样就可以避免在铸造时形成在制造工艺控制中不能检测到的裂缝或其他小裂纹。

根据本发明的又一优选方面，所述铸造型芯包含多个突起物(例如，3到8个突起物，优选5个)，这些突起物构成了将型芯保持在铸模中的合适位置的唯一因素，而通过在叶片部件的所述腔体的延长部分上打孔来获得用于将探头引入到所述叶片部件的至少一个叶片上的腔体的孔口。

用这种方法，获得的叶片组件具有带腔体和多个孔(例如，3到8个孔，优选5个)的叶片。

根据本发明的最后一个优选方面的特别有利的实施例，可以为整个导流叶片组件只生产一个叶片部件/叶片区模型，而只在那些用于容纳探头的叶片区的腔体的延长部分上刺出孔。这就可以从生产工艺和库存管理上有效地实现节约。

根据本发明的新方法相对于现有技术的方法有如下优点：

由于排除了采用电火花加工在带有内部腔体的叶片上刺出(5个)孔的操作而带来的节约以及排除了与这一复杂操作相关的废料而带来的节约；

排除了现在工艺流程中在型芯下出口孔上的钎焊封板操作。

附图说明

参照附图，通过阅读对以非限定性示例给出的用于涡轮机低压导流叶片组件的叶片区的两个实施例的描述，本发明更多的细节和特征变得清楚，其中：

图1示出了一个用于涡轮机低压导流叶片组件的典型的叶片区；

图2a和2b示意地示出了采用现有技术制造叶片区的两个阶段；

图3示出了当前所采用的在本发明之前的铸造型芯的方法；

图4a和4b示意地示出了根据本发明的制造叶片区的方法；