制造鍍層長絲的盤繞嵌入物的方法、由該方法制造的盤繞嵌入物及制造元件的方法技術(shù)

一種制造鍍層長絲的盤繞嵌入物的方法，每條長絲由鍍有金屬殼的陶瓷纖維構(gòu)成，該方法包含在塊件上纏繞鍍層長絲薄片的步驟，在該步驟中，纏繞開始時，盤繞一用于接合嵌入物的內(nèi)部部件的金屬輔片，在纏繞結(jié)束時，盤繞一用于接合嵌入物的外部部件的金屬輔片。該方法用于制造航空渦輪機元件。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及制造加入嵌入物的元件，該嵌入物由復(fù)合物制成，該復(fù)合物類型為在金屬基中包含陶瓷纖維的復(fù)合物。特別是在航空領(lǐng)域，一個不變的目標(biāo)就是優(yōu)化元件的強度，使之達(dá)到質(zhì)量最小尺寸最小。因此，一些元件從現(xiàn)在開始可能會包含一種由金屬基復(fù)合物制成的嵌入物，該元件也可能是單片的。這種復(fù)合物由一種金屬合金基組成，例如鈦(Ti)合金，纖維在該金屬合金基的中心延伸，例如碳化硅(SiC)陶瓷纖維。這種纖維具有比鈦大得多的拉伸強度(典型地4000Mpa比1000Mpa)。因此，由纖維來承受負(fù)載，金屬合金基提供與元件的其他部分粘合在一起的功能，同時提供保護(hù)和隔離纖維的功能，纖維絕不可彼此接觸。此外，陶瓷纖維能防腐蝕，但必須用金屬強化。復(fù)合物可以用于形成盤體、軸軸體、錘體、殼體和隔離體，如用于葉片等單片元件的加強物。
技術(shù)介紹
要生產(chǎn)這種復(fù)合嵌入物，要先生產(chǎn)被稱為“鍍層長絲”的長絲，該鍍層長絲由金屬鍍層陶瓷纖維構(gòu)成。金屬賦予長絲處理長絲所必要的彈性和柔韌性。最好地，一種非常細(xì)的碳或鎢長絲位于纖維的中心，沿其軸向，該碳絲覆蓋有碳化硅，同時一薄層碳設(shè)置在纖維和金屬的結(jié)合處，目的是在不同的熱松弛中提供阻礙擴散或緩沖擴散的功能，熱松弛在液體金屬沉積在纖維上變冷時出現(xiàn)。該復(fù)合長絲，或者鍍層長絲，可用各種方法制造，例如，通過在電場中金屬的氣體沉積、使用金屬粉末電泳、或者在液體金屬池中熱鍍陶瓷纖維來制造。陶瓷纖維浸入液體金屬的鍍層方法在以本申請人之名申請的專利EP 0 931 846中有敘述。這種方法比提到的其他方法要快很多。因此，可獲得復(fù)合長絲或者鍍層長絲，該復(fù)合長絲或者鍍層長絲可用于生成復(fù)合嵌入物，該復(fù)合嵌入物將被包括在元件中。在已知的生產(chǎn)帶有由金屬合金基復(fù)合物制成的嵌入物的元件的方法方法中，鍍層長絲由稱之為預(yù)成型件的工件來形成。通過在兩個固定法蘭間纏繞鍍層長絲來獲得預(yù)成型件，固定法蘭繞中心心軸延伸。線圈是螺旋形，獲得的預(yù)成型件為盤形，其厚度為鍍層長絲的厚度。為了確保預(yù)成型件的結(jié)合，固定法蘭包括孔，提供粘合功能的材料，如丙烯酸(類)樹脂，從該孔中噴出。圖1所示為制造具有復(fù)合嵌入物的元件的操作實施例的示意圖。多個預(yù)成型件1，均為盤狀，堆在通體圓柱形的容器2中。容器具有環(huán)形空腔3，環(huán)形空腔3的橫截面為預(yù)成型件1的形狀且與容器的軸4垂直。預(yù)成型件1堆疊直到整個空腔3的高度被填滿。典型地，這樣堆疊80個預(yù)成型件。隨后進(jìn)行的是通過脫氣來進(jìn)行的粘合劑去除操作，這樣從預(yù)成型件1中減少如丙烯酸(類)樹脂的粘合劑。這是因為在熱壓制和冷壓制階段中，不能有污染物存留，更不能與鈦接觸。環(huán)形蓋子5具有與環(huán)形空腔互補的凸臺6，環(huán)形蓋子5置于容器2的頂部，凸臺6與上預(yù)成型件1接觸。蓋子5焊接在容器2上，例如通過電子束焊接，空腔最好保持真空。隨后，該裝置進(jìn)行熱等靜壓。在該操作方法方法中，由并列的鍍層長絲構(gòu)成的嵌入物被壓縮，通過擴散，鍍層長絲的金屬外殼層被焊接在一起并焊接到容器2的空腔3的壁上，以生成致密的組件——該組件由金屬合金(如鈦合金)構(gòu)成，在金屬合金中陶瓷纖維(如SiC纖維)環(huán)形地延伸。通過壓縮堆疊的預(yù)成型件1，獲得包含由復(fù)合物制成的嵌入物的圓柱形元件。當(dāng)組件冷卻后，該元件可選擇性地進(jìn)行應(yīng)力松弛處理，陶瓷纖維和金屬成為一體，使它補償陶瓷纖維和金屬間的不同膨脹。隨后，對元件進(jìn)行大致加工。例如，如果目標(biāo)是制造單片壓縮盤——術(shù)語“單片”意為由一個帶有盤的元件制成的葉片——該容器與其復(fù)合嵌入物一起，加工構(gòu)成一單片葉盤或整體葉盤，一部分邊緣支撐著包含復(fù)合嵌入物的葉片。由于組件的陶瓷復(fù)合物陶瓷纖維帶來了高硬度和高強度值，該邊緣的尺寸要比傳統(tǒng)金屬葉盤的尺寸小很多，陶瓷纖維包含在邊緣物質(zhì)中。特別是這樣的邊緣可以是簡單的環(huán)形形狀。這種制造帶有復(fù)合嵌入物的元件的方法具有一些缺點，由于其步驟所需要的時間長度、復(fù)雜度和準(zhǔn)確度，該方法難以以工業(yè)規(guī)模實施。首先，由于陶瓷纖維很脆，在鍍層長絲上端的操作首先必須避免鍍層長絲間的接觸，此時鍍層長絲的焊接沒有考慮進(jìn)來。此外，粘合物去除和脫氣操作耗時很長，而且不能確定全部粘合物得到去除。為了確保粘合物完全消失(對于保證后面的鈦合金特性的正確尤其必要)，需要進(jìn)行多步粘合物去除和脫氣操作。這增加了方法的整個耗時并且增加了整個成本。此外，如果長絲在兩個法蘭間彎曲時被弄斷，必須構(gòu)建一個新預(yù)成型件，直到現(xiàn)在，還沒有什么方法能夠解決該問題、恢復(fù)線圈。此外，在容器中放置鍍層長絲預(yù)成型件目前還是手工操作。因此，該操作的成本會受到影響，該操作的精度更是會受到影響。現(xiàn)在，在容器中放置鍍層長絲是生產(chǎn)步驟中的關(guān)鍵因素，它決定著復(fù)合物的性能，對陶瓷纖維依照元件的主應(yīng)力的方向有著很大的影響。同時，在制造元件的各種步驟方法中，通過保持陶瓷纖維的完整，它還決定著復(fù)合物的質(zhì)量。最后，還是因為放置鍍層長絲的操作相對耗時且由手工完成，它決定著元件的最終成本。因此，對在容器中放置長絲的改進(jìn)是有益的。專利技術(shù)專利內(nèi)容因此，本專利技術(shù)的目的是提供一種可以工業(yè)化的生產(chǎn)鍍層長絲的盤繞嵌入物的方法。依照本專利技術(shù)，用于，每條長絲由鍍有金屬殼的陶瓷纖維構(gòu)成，其特征為它包括一纏繞一鍍層長絲薄片的步驟，鍍層長絲在一片上彼此粘合在一起，在該步驟中，在纏繞開始時，盤繞一用于接合嵌入物內(nèi)部部件的金屬輔片，在纏繞結(jié)束時，盤繞一用于接合嵌入物外部部件的金屬輔片。附圖說明結(jié)合附圖，閱讀本專利技術(shù)方法實施例的描述，將使本專利技術(shù)的其他特征呈現(xiàn)出來，使本專利技術(shù)更清楚地被理解，其中圖1是制造帶有現(xiàn)有技術(shù)復(fù)合嵌入物的元件操作的立體示意圖；圖2是用于生成鍍層長絲薄片的設(shè)備的示意圖，依照本專利技術(shù)執(zhí)行制造鍍層長絲的方法；圖3是依照圖2設(shè)備的第一工作模式生成的薄片的俯視示意圖；圖4是依照圖2設(shè)備的第二工作模式生成的薄片的俯視示意圖；圖5是一橫截面示意圖，在與鍍層長絲移動方向垂直的平面上用圖2設(shè)備的激光焊接模式，把兩條長絲焊接在一起；圖6是在纏繞開始時構(gòu)成元件內(nèi)部部件的元件的局部剖面示意圖，用于通過纏繞一捆或一片鍍層長絲來實施完成制造帶有復(fù)合嵌入物的元件的第一種方法； 圖7是在纏繞方法結(jié)束始時圖6中的元件的局部剖面示意圖；圖8是圖7中的元件的局部剖面示意圖，在它上面加了一個外環(huán)和一個蓋子；圖9是帶有環(huán)形空腔的容器的局部剖面示意圖，用于實施完成一個本專利技術(shù)描述的方法的第二種方法，該方法通過纏繞一捆或一片鍍層長絲來制造帶有復(fù)合嵌入物的元件；圖10是用于實施執(zhí)行本專利技術(shù)描述的方法的第二種方法的心軸的局部剖面示意圖，該方法通過纏繞一捆或一片鍍層長絲來制造帶有復(fù)合嵌入物的元件；圖11所示為向圖9中的容器固定蓋子的步驟；圖12是在依照本專利技術(shù)制造嵌入物的方法中，在纏繞開始時用輔片接合鍍層長絲薄片步驟的局部剖面示意圖；圖13是在依照本專利技術(shù)制造嵌入物的方法中，在纏繞結(jié)束時用輔片接合鍍層長絲薄片步驟的局部剖面示意圖；圖14是圖12的纏繞開始時切割輔片步驟的局部剖面示意圖；圖15是圖12、圖13接合鍍層長絲薄片結(jié)束步驟的局部剖面示意圖；圖16是用盤繞復(fù)合嵌入物生產(chǎn)元件方法的局部剖面示意圖，盤繞復(fù)合嵌入物依照包括圖12和圖13所示的接合薄片的方法生成。具體實施例方式本專利技術(shù)涉及包含金屬基復(fù)合物制成的嵌入物的元件的形成，陶瓷纖維在金屬基復(fù)合物中延伸。該復(fù)合物通過先前制本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種制造鍍層長絲的盤繞嵌入物的方法，每條長絲由鍍有金屬殼的陶瓷纖維構(gòu)成，該方法包含在塊件上纏繞鍍層長絲薄片的步驟，在該步驟中，纏繞開始時，盤繞一用于接合嵌入物的內(nèi)部部件的金屬輔片，在纏繞結(jié)束時，盤繞一用于接合嵌入物的外部部件的金屬輔片。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：讓邁克爾弗朗徹特，吉勒斯克雷恩，路易斯薩爾維特，
申請(專利權(quán))人：斯奈克瑪，FSPONE法國特殊線材公司，
類型：發(fā)明
國別省市：FR[法國]