[发明专利]叶轮的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在离心压缩机、其他的旋转设备中使用的叶轮（旋转叶片）的制造方法。

背景技术

如图7（a）（b）所示，例如离心压缩机的叶轮10包括：经由设置在内周侧的轴孔16而固定在未图示的离心压缩机的旋转主轴上且一面前端薄地弯曲的轮盘11；与轮盘11的弯曲面相对的形状的罩盖12；及以将轮盘11与罩盖12的弯曲面间呈涡形地分隔的方式设置的多个叶片13。

该叶轮10有分别制造轮盘11、罩盖12、叶片13并将它们相互接合而组装的被称为3段型的结构、及一体地制造罩盖12和叶片13（或者轮盘11和叶片13）并将其与另行制造的轮盘11（或罩盖12）进行接合的被称为2段型的结构。3段型及2段型的任意的叶轮10的接合均通过焊接或钎焊进行。通过焊接或钎焊的哪一个来进行接合根据叶轮10的尺寸、强度等来决定。需要说明的是，图7（a）（b）所示的叶轮10表示2段型，示出了轮盘11和与叶片13一体制成的罩盖12通过钎焊部14接合的例子。

基于钎焊的接合具有如下的热循环，即：在应接合的构件之间（例如，轮盘11与叶片13之间）夹设有例如由Au-Ni合金构成的钎料的状态下，升温至钎料的熔融温度以上的钎焊温度，经过确定的时间的保持后进行冷却。

基于钎焊的接合具有以下的优点。

由于能够将钎焊温度与构成叶轮10的材料（析出硬化型不锈钢）的固溶化热处理的温度设为相同温度区域，因此能够兼具钎焊用的热处理和固溶化热处理。

另外，与通过焊接制成的叶轮10相比，变形少，不平衡也少。

此外，由于在真空下进行钎焊处理，因此进行处理后的叶轮10的表面清洁化，之后能够削减将氧化皮膜除去的工序，并且容易确保要求的尺寸精度。

具有这样的优点的基于钎焊的叶轮的制造方法在专利文献1中有公开。

虽然以比钎料的液相稍低的温度开始淬火处理，但这样钎焊接合部的强度不充分，其结果是，钎焊接合部有时会产生裂纹，专利文献1的目的在于消除这样的到目前为止的钎焊方法的问题。

专利文献1提出了其图1示出代表例的钎焊热循环。在该图1中，将钎焊的组装体花费约6小时而加热至钎料的液相或液相线温度、约华氏1850度（1010℃），在该温度下保持约1小时。在该升温的过程的华氏1200度（650℃）的温度下进行约1小时的保持。此外，花费约2小时而将钎焊组装体冷却至约华氏1300度（704.4℃），然后，花费1小时将组装体降低至约华氏350度（176.7℃）的温度而进行气体淬火。专利文献1叙述了通过该热循环，旋转叶片组装体未显示出热感应变形，而整个钎焊接合部坚固，未产生裂纹。需要说明的是，专利文献1推荐JIS SUS630作为构成叶轮的各构件的不锈钢，而且，推荐含有80%～85%的金（Au）和15%～20%的镍（Ni）的合金（以下，有时简记为Ni-Au合金）作为钎料。在本申请说明书中，%是指质量。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2003-531731号公报

发明内容

如以上那样，根据专利文献1，能够不产生裂纹地通过钎焊法制造叶轮。

然而，判明了在进行基于专利文献1的热循环的钎焊时，在应该经由钎料进行接合的轮盘11与叶片13之间，由于热处理中的产生温度差而可能会产生间隙。产生该间隙的部分未进行经由钎料的接合（钎焊不良），因此，将间隙的产生明显的叶轮作为不良品处理或重新进行钎焊。

本发明基于这样的课题而做出，其目的在于提供一种能够减少钎焊不良的叶轮的制造方法。

本发明者们为了查明钎焊不良的原因，而从几个方向进行了研究。这样，确认到了在钎焊的热循环的过程中，在叶轮会产生温度分布。当在叶轮内产生温度分布时，由于对应于此而产生的热变形量的差异，接合界面的间隙有时会扩张。在热循环中熔融的钎料由于毛细管现象而保持于该间隙，但当该间隙过分扩张时，无法进行保持的钎料会向外部漏出。

因此，本发明者们着眼于抑制该间隙的扩张而进行了研究，从而想到以下的本发明。

第一发明涉及对于在至少2个叶轮结构构件的接合部分夹设钎料而形成的组装体实施热循环而进行接合的叶轮的制造方法，该热循环具有特征。

第一发明的热循环具备：使温度上升至保持温度的升温过程I；在钎料的熔融温度以上的温度区域的保持温度下进行保持的保持过程II；及使温度从保持温度下降至室温的降温过程III。

升温过程将升温速度设为20～100℃/小时。