[发明专利]环形叶片涡轮机组件的失蜡制造的改进方法以及用于实现此方法的金属模具和蜡模型

说明书

技术领域

本发明是关于用于例如飞机涡轮机这样的涡轮机的环形叶片定子组件的制造。

图1表示这样的叶片组件10，有时称作上游或下游引导翼片组件，这取决于其在涡轮机中的功能。此叶片组件10典型地包括两个同轴的环形结构或套罩，它们分别是内部的12和外部的14，它们通过多个叶片16相互连接。

本发明更具体地是关于叶片组件的制造，所述叶片组件包括至少一个叶片18，该叶片18结合一个腔，所述腔通常为沿径向伸长的形状，用于例如测量物理参数，例如可能经此叶片的孔20沿叶片流动的空气的压力和温度。

背景技术

涡轮机的叶片定子组件通常通过一“失蜡”型的铸造方法制造，其中事先制造一具有待加工叶片组件形状的蜡模型，从而能够通过重复模制此蜡型而制造胶泥模具。在去除蜡后，在事先获得的胶泥模具中铸造一金属合金，以在冷却和从该模具去除后形成所希望的叶片组件。

所述蜡模型事先通过具有待制造叶片组件大致形状的金属模具来制造。

在叶片组件至少一个叶片包括一腔的情况下，一伸长形状的芯，如图2中所示，被插入到该金属模具的限定上述叶片以形成该腔印模的部分中。此芯22以陶瓷材料制造，使得其具有足够的热阻以承受铸造前述金属合金所固有的高温，并使得可随后通过传统化学方法去除此芯。

蜡随后在压力下被喷到所述安装此芯的金属模具中，以在冷却后形成该待制造的叶片组件的模型，其中所述芯由蜡封闭，并占据对应于前述腔的空间。

在喷射过程中，所述芯的蜡组装在该金属模具上，以使其牢固就位，从而最佳地限制在蜡的压力下芯变形的风险以及因此在此制造方法结束时获得的叶片组件变形的风险，其中所述变形将削弱蜡模型形状的准确性。所述芯通常由两个凸榫24和26(图2)固定就位，所述凸榫24和26分别形成在芯的两端，突伸出该金属模具，使得它们可由适当的支撑装置固定。

所述胶泥模具随后通过重复模制该预先获得并安设有芯的蜡模型而制得，该方式使得该胶泥封装此芯的突出到蜡模型外的两凸榫。在此胶泥凝固后和蜡被去除后，获得一安设有芯的胶泥模具，所述芯现在由该胶泥模具自身固定就位。

接着，在所述金属合金浇铸到该预先获得的胶泥模具中后，并且在此金属合金冷却后，所述芯通常通过化学方法被去除，所获得的金属零件从模具中移出，以形成环形叶片组件。

去除该芯在此叶片组件的内罩中留下一孔28，该孔由所述芯的一个凸榫的通道形成，如图3中所示。由于在此位置孔的存在不是所希望的，因此此孔通常通过硬焊或类似方法堵塞。

然而，此堵塞操作增加了该环形叶片组件的制造成本。

另外，在这些组件的内罩中硬焊部件的存在导致这些罩的形状和结构不规则，这降低机械阻力，并因此降低这些罩的寿命。

另外，当喷射蜡时，在蜡的压力下，所述芯有时可变形，导致昂贵的处理。

发明内容

本发明的一个目的是特别提供一简单、经济和有效的针对这些问题的解决方案。

为此，它提供一种环形叶片涡轮机定子组件的蜡模型的制造方法，用于制造此叶片组件的模具，其中所述模型包括两个同轴的罩，分别为径向内罩和径向外罩，这些罩通过多个叶片相互连接，至少其中一个叶片包括一内腔，所述方法使用一具有大致所述环形叶片组件的模型形状的金属模具，连续地包括：

-在所述金属模具的限定包括所述腔的叶片的部分中定位一芯，以形成所述腔的印模，上述芯具有包括一组装在所述金属模具上的径向外端的大致伸长的形状；

-在所述安设有上述芯的金属模具中喷射蜡；

-在所述蜡冷却后，从该模具去除得到的安设有芯的蜡模型。

根据本发明，上述芯以金属制造，并定位为使其径向内端装容在该限定包括所述腔的叶片的模具的部分中，远离该模具的此部分的径向内端。

使用一远比习惯使用类型的胶泥芯硬的金属芯，使得可仅通过其径向外端将此芯组装在该金属模具上，同时使此芯在蜡喷射过程中变形的风险降到最小。这种将芯组装在金属模具上在通过此方法制造的蜡模型使用在制造一环形叶片组件的方法中时特别有利，这将在下文中更清楚地显示。

该芯构件的改进的刚性可增加蜡的喷射压力，并减小蜡模型的费用，这些都是芯变形后的缺点。

本发明还关于一种制造环形叶片涡轮机定子组件的方法，该组件包括两个同轴的罩，分别为径向内罩和径向外罩，这些罩通过多个叶片相互连接，至少其中一个叶片包括一内腔，所述方法连续地包括：

-通过上述类型的方法制造该环形叶片组件的蜡模型；