[发明专利]用于制造涡轮机的涡轮护罩的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造涡轮机的涡轮护罩(24)的方法，该方法包括制造至少一个涡轮护罩区段(26)，将涡轮护罩区段(26)定位在下模具中，使得涡轮护罩区段的外表面至少部分地与下模具接触，以及在涡轮护罩区段(26)的内表面(28)上沉积粉末层。然后，上模具放置在粉末层上，并且通过使粉末层烧结的火花等离子体来制造耐磨损涂层(32)，耐磨损层(32)设置为从涡轮叶轮穿过。

技术领域

本公开涉及一种用于制造涡轮机的涡轮护罩的方法。

背景技术

在许多旋转机器中，现在已知的是，向定子的环提供面向转子叶片的尖端的耐磨轨道。这种轨道使用所称的“耐磨”材料制成，当它们与旋转叶片接触时，材料比叶片本身更容易磨损。这用于确保转子与定子之间的最小间隙，从而改善旋转机器的性能，而不会在叶片摩擦定子时具有损坏叶片的风险。相反，这种摩擦会侵蚀耐磨轨道，从而自动地使定子的护罩的直径尽可能地与转子的相匹配。因此，这种耐磨轨道通常安装在涡轮机压缩机中。

相反，这种轨道的使用在这种涡轮机的涡轮中较不常见，特别是在物理化学条件极端的高压涡轮中。

具体来说，来自燃烧室的燃烧气体以非常高的温度和压力水平流入高压涡轮，从而导致传统耐磨轨道的过早磨损。

在这种情况下，为了保护涡轮护罩，通常优选的是为其提供隔热型涂层，该涂层由用于保护护罩免受侵蚀和腐蚀的材料制成，并且该材料的密度也高，足够高以用于涂层有效耐磨。

然而，在这种情况下，自然可以理解的是，在与定子接触的情况下不再确保叶片的完整性，这使得必须在转子与定子之间提供更大的间隙，因此增加了通过叶片尖端的泄漏率，从而降低了涡轮机的性能。

发明内容

本公开试图至少部分地弥补这些缺点。

为此，本公开涉及一种制造用于涡轮机的涡轮护罩的方法，该方法包括以下步骤：

·制造至少一个涡轮护罩扇区；

·将涡轮护罩扇区定位在底部模具中，使得涡轮护罩扇区的外表面至少部分地与底部模具接触；

·在涡轮护罩扇区的内表面上沉积粉末层；

·将顶部模具放置在粉末层上；和

·通过使粉末层经受SPS烧结的方法在内表面上制造耐磨损层，该耐磨损层用于面向涡轮叶轮设置。

涡轮护罩通常由多个部分制成，每个部分形成涡轮护罩扇区，其尺寸与整个涡轮护罩的尺寸相比较小。因此，将护罩扇区放置在模具中是简单的。

涡轮护罩扇区的内表面是当涡轮护罩安装在涡轮中时面向涡轮叶轮的表面，因此其是在其上沉积粉末层的内表面。

SPS烧结方法(SPS代表“放电等离子体烧结”)也称为场辅助烧结技术(FAST)，或称为快速烧结，并且它是一种烧结方法，在烧结粉过程中粉末同时经受高温-电流脉冲和单轴压力以形成烧结材料。SPS烧结通常在受控气氛下进行，并且可以通过热处理来辅助。

SPS烧结的持续时间相对较短，并且SPS烧结使得可以选择具有相对较少限制的起始粉末。具体地说，SPS烧结使得尤其可以烧结，即致密化，焊接或实际上不可能焊接的相对复杂材料，因为它们是在加热时容易破裂的材料。由于选择SPS烧结和这种烧结的短的持续时间，因此可以用各种各样的材料制造耐磨损层。

此外，由于SPS烧结是在通过底部模具和顶部模具施加在粉末层上的单轴压力下进行的，因此用于生产耐磨损层的烧结产生的粉末层的收缩限于其中压力被施加的方向。因此，在垂直于施加压力的方向上没有观察到粉末层的收缩。耐磨损层因此覆盖护罩扇区的整个内表面。