[发明专利]机械部件的制造方法及具备通过该制造方法制造出的叶轮的旋转机械

说明书

技术领域

本发明涉及机械部件的制造方法及具备通过该制造方法制造出的叶轮的旋转机械，在该机械部件的制造方法中，通过模拟来判定根据叶轮原料(机械部件)等基体原料的厚度预测出的强度关联数据(屈服强度、硬度等)是否满足要求规格，并基于该判定结果来实施淬火·回火的热处理，从而能够将热处理时的基体原料的变形抑制成最小限度。

本申请基于2011年12月22日在日本提出申请的日本特愿2011-281606号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

以往，作为压缩机等旋转机械中使用的叶轮，已知有焊接型的叶轮。

例如图10A及图10B所示，已知有通过将罩1、叶片2、盘片3这样的构成构件相互焊接(用符号4表示焊接部)而一体化的焊接型的叶轮10。

并且，如图11所示，该焊接型的叶轮10通过如下这样进行制造：将罩(护罩)1、叶片2、盘片(肋)3分别独立加工之后(S1)，通过焊接部4将上述构成构件一体化(S2)，之后，在焊接后，为了残留应力的除去、硬度或耐久性强化而进行淬火·回火的热处理(S3)，并进行基于机械加工或放电加工的精加工(S4)、以及基于电解抛光·化学抛光等的修理·研磨加工(S5)。

近些年，叶轮的高效率·高性能化进展，要求形状的复杂化、多样化及高精度化。在上述焊接型叶轮的情况下，在焊接后，为了残留应力的除去、硬度或耐久性强化而进行淬火·回火等热处理(S3)，但在焊接时(S2)及热处理时(S3)可能产生变形而使尺寸精度变差。

因此，为了降低焊接及热处理引起的变形而提高尺寸精度，例如日本特开2004-92650号公报、日本特开2009-156122号公报、日本特开2010-230012号公报所示，提供一种不通过焊接而将罩、叶片、盘片一体形成的一体型叶轮(用符号11表示)。

在上述文献所示的一体型叶轮11中，如图12A及图12B所示，作为主要部件的罩(护罩)5、叶片6、盘片(肋)7由成为母材的金属通过机械加工或放电加工而制造成规定形状，从而没有上述的焊接引起的变形。因此，作为叶轮，能够获得用于得到所希望的性能的精密的形状，并且，也不会产生与焊接相伴的缺陷。

而且，如图13所示，该一体型叶轮11通过如下这样制造：通过切削加工从成为一块的材料加工出罩(护罩)5、叶片6、盘片(肋)7之后(S6)，为了表面的硬化及韧性的提高而进行热处理(S7)，然后，进行基于机械加工或放电加工的精加工(S8)以及基于电解抛光·化学抛光等的修理·研磨加工(S9)。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2004-92650号公报

【专利文献2】日本特开2009-156122号公报

【专利文献3】日本特开2010-230012号公报

【发明的概要】

【发明要解决的课题】

然而，在上述专利文献1～3所公开的一体型叶轮的情况下，都为了耐久性强化而进行了淬火·回火的热处理，因此在热处理时产生变形。这样的变形有时事先无法预测，在这一点上留有尺寸精度进一步提高的余地。

具体而言，在一体型叶轮中，在机械加工后通过热处理而使表面硬化，并进行使韧性提高的处理，但在机械加工前的母材(金属的块)的状态下，如图14所示，位于中央的中心部C(冷却速度低部位)距表面远，因此存在淬火的效果难以达到且强度变低的倾向。在这样的热处理时，若发生事先无法预测的变形，则为了得到所希望的尺寸精度，有时需要在热处理后重新进行抛光等精加工的工序。

发明内容

本发明鉴于上述的情况而作出，其目的在于提供一种机械部件的制造方法及具备通过该制造方法制造出的叶轮的旋转机械，在该机械部件的制造方法中，通过预测淬火·回火等热处理时的强度，来降低基体原料的变形量，使热处理时的形状最佳化，从而能够使旋转机械中使用的机械部件(叶轮)的性能提高。

【用于解决课题的手段】

为了解决上述课题，本发明提出以下的手段。根据本发明的第一形态，提供一种机械部件的制造方法，通过对基体原料实施多个机械加工工序和热处理工序而加工成最终形状，所述机械部件的制造方法包括：通过计算来推定任一机械加工工序之后的所述基体原料的中间形状的热处理后的强度的工序；将推定出的强度与最终形状所要求的基准强度进行比较的工序，通过比较结果，在所述任一机械加工工序之后进行热处理。