用于可用于涡轮发动机中的模块化部件的组装的热等静压系统技术方案

公开了一种使用热等静压来接合形成燃气涡轮发动机中的部件的金属构件的方法。该方法包括基于需要部件的机械接合还是冶金接合来对第一和第二金属构件（12、18）的外表面（14、15、22、24）施用表面处理。此外，该方法还包括对准第一和第二金属构件（12、18）的外表面（14、15、22、24），以在第一和第二金属构件（12、18）之间产生包围接合部的密封的腔。一旦外表面（14、15、22、24）对准，该方法就包括使构件（12、18）经受热等静压，使得来自第一金属构件（12）的材料流动到第二金属构件（18）内的凹部（26）中，以便接合第一和第二金属构件（12、18）以形成固结部件（10）。然后，固结部件（10）可以被加工并精整（316）以便用于涡轮发动机中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于可用于涡轮发动机中的模块化部件的组装的热等静压系统
本申请涉及涡轮发动机、模块化部件和等静压制工艺，并且更具体而言，涉及利用热等静压来组装可用于涡轮发动机中的模块化部件。
技术介绍
热等静压是公知的技术，其通常用于粉末冶金领域中的粉末颗粒的固结以及用于铸造后的部件的致密化。此外，热等静压已被用于扩散结合的过程中。值得注意的是，热等静压组装处理提供最小的附加制造步骤，这是因为各件部件的接合可与热等静压致密化过程同时发生，该热等静压致密化过程通常被用作用于结构铸造部分的后铸（post-cast）操作。因此，需要一种利用热等静压的特性的用于组装模块化部件的更稳健的方法。
技术实现思路
公开了一种使用热等静压来接合形成例如用于燃气涡轮发动机中的部件的金属构件的方法。该方法可以包括对第一金属构件和第二金属构件的外表面施用表面处理。所使用的表面处理的类型可取决于对部件而言是需要机械接合还是冶金接合。此外，该方法还可以包括对准第一金属构件和第二金属构件的外表面，以在第一金属构件和第二金属构件之间产生包围期望的接合部的密封的腔。一旦第一金属构件和第二金属构件的外表面被对准，该方法就可以包括例如通过热等静压来使第一金属构件和第二金属构件经受热和压力条件，使得来自第一金属构件的材料流动到第二金属构件内的凹部中，以便接合第一金属构件和第二金属构件，以形成期望的固结部件。然后，该固结部件可以被加工并精整以便用于涡轮发动机中。在至少一个实施例中，接合形成燃气涡轮机中的部件的金属构件的方法可以包括对第一金属构件的外表面施用第一表面处理，以及对第二金属构件的外表面施用第二表面处理。如果对部件而言需要机械接合，则可以利用表面处理来抑制第一和第二金属构件的外表面的结合或冶金接合。在某些实施例中，表面处理可以包括将表面氧化膜或其他类似的膜施加于第一和第二金属构件的外表面，以抑制该外表面的结合或冶金接合。然而，如果对部件而言需要冶金接合，则该方法可以包括清洁第一和第二金属构件的外表面，以去除可抑制结合的任何污染物。然后，用于增强和促进结合的表面处理可以被施用于第一和第二金属构件的外表面。该方法随后可以包括将第一和第二金属构件定位在一起，使得第一金属构件的外表面与第二金属构件的外表面对准。当第一和第二金属构件的外表面对准时，第二金属构件可以包括处于第二金属构件的外表面中的凹部，当第一和第二金属构件的外表面对准时，该凹部未被第一金属构件的一部分填充。然后，该方法可以包括将第一和第二金属构件密封在一起，使得对准在一起的第一和第二金属构件的外表面被包含在密封的环境内。在某些实施例中，可以通过将局部金属涂层施加于第一和第二金属构件来执行密封。一旦第一和第二金属构件被密封，该方法就可以包括对第一和第二金属构件施加热等静压条件，使得第一金属构件的一部分改变形状以填充第二金属构件中的凹部。当被填充时，该凹部可用作将第一和第二金属构件锁定在一起以形成所期望的部件的锁定特征。在下面的详细描述、附图和所附权利要求中描述了使用热等静压来接合形成燃气涡轮发动机中的部件的金属构件的方法的这些和其他特征。附图说明图1是根据本公开的一个实施例的在经受热等静压之前对准的一对金属构件的顶视示意图。图2是在金属构件已经受热等静压之后的图1的该一对金属构件的顶视示意图。图3是根据本公开的一个实施例的接合形成燃气涡轮发动机中的部件的金属构件的方法的流程图。具体实施方式如图1-3中所示，公开了使用例如用于燃气涡轮发动机中的涉及热等静压的方法来组装的部件10。该方法可以包括对第一金属构件12和第二金属构件18的外表面施用表面处理。所使用的表面处理的类型可取决于对部件10而言是需要机械接合还是冶金接合。此外，该方法还可以包括对准第一金属构件12和第二金属构件18的外表面14、15、16、20、22、24，以在第一金属构件12和第二金属构件18之间产生包围期望的接合部的密封的腔32。一旦第一金属构件12和第二金属构件18的外表面14、15、16、20、22、24对准，该方法就可以包括例如通过热等静压使第一金属构件12和第二金属构件18经受热和压力条件，使得来自第一金属构件12的部分34流动到密封的凹部26中，以便接合第一金属构件12和第二金属构件18，以形成期望的固结部件10。然后，固结部件10可以被加工并精整以便用于涡轮发动机中。如图1-2中所示，第一金属构件12可以被构造成大致U形，然而，在其他实施例中，第一金属构件12可具有可在形成部件10的接合部中利用的任何其他期望的形状。第一金属构件12的形状可使得一旦定位成紧靠第二金属构件18并经受等静压，第一金属构件12就被附接到第二金属构件18，并且不能分离。第一金属构件12可由经由延伸体54耦接在一起的第一臂50和第二臂52形成。在至少一个实施例中，第一臂50和第二臂52可大致正交于延伸体54。在另一实施例中，第一臂50或第二臂52中的一者或两者可与延伸体54非正交并且不平行。第一臂50和第二臂52可以具有相等的长度或者可以具有不相等的长度。在至少一个实施例中，第一金属构件12可包括一个或多个第一内表面14、一个或多个端表面15以及将第一内表面40和第二内表面42耦接在一起的一个或多个内连接表面16。第一内表面40和第二内表面42可以彼此正交或彼此形成锐角，使得一旦第一金属构件12和第二金属构件18被耦接在一起，第一内表面40和第二内表面42就防止沿箭头44的方向的侧向运动。在至少一个实施例中，第一金属构件12可包括一对第一内表面14、一对端表面15以及内连接表面16。在某些实施例中，端表面15和内连接表面16可以正交于第一内表面14。第二金属构件18可以被构造成大致T形，然而，在其他实施例中，第二金属构件18可具有可在形成部件10的接合部中利用的任何其他期望的形状。如图1和图3中所示，第二金属构件18可以包括构造成接收第一臂50和第二臂52的第一凹部56和第二凹部58。第一凹部56和第二凹部58可由第一侧60、62和第二侧64、66形成。在至少一个实施例中，第二侧64、66可以彼此对准。第一臂50的第一侧60可大致正交于第二侧64。第二臂52的第一侧62可大致正交于第二侧66。在其他实施例中，第一侧60、62可相对于第二侧64、66以其他关系来定位。第二侧64、66应被构造成对准并紧靠第一金属构件12的表面。此外，第二金属构件18可成形为使得当与第一金属构件12对准时，可发生第一金属构件12和第二金属构件18之间的适度紧密贴合。在至少一个实施例中，第二金属构件18可包括一个或多个端表面20、内连接表面22以及一个或多个第一内表面24。在至少一个实施例中，第二金属构件18可具有一对端表面20、内连接表面22以及一对第一内表面24。在某些实施例中，上部水平外表面20和内连接表面22可正交于第一内表面24。第二金属构件18还可包括一对凹部26，其可以被用作部件10的接合区域中的锁定特征。凹部26在图1中被示出为具有半圆形形状，然而，也可以利用任何其他期望的形状。根据对部件10而言是需要机械接合还是冶金接合，可以对第一金属构件12和第二金属构件18的外表面14、15、16、20、22、24施用各种表面处理。如果需要机械接合，则外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接合形成燃气涡轮发动机中的部件的金属构件（12、18）的方法（300），其特征在于：对第一金属构件（12）的外表面（14、15、16）施用（306）第一表面抑制剂处理，从而抑制到所述第一金属构件（12）的外表面（14、15、16）的结合；对第二金属构件（18）的外表面（20、22、24）施用（306）第二表面抑制剂处理，从而抑制到所述第二金属构件（18）的外表面（20、22、24）的结合；将所述第一金属构件（12）和所述第二金属构件（18）定位（310）在一起，使得所述第一金属构件（12）的外表面（14、15、16）与所述第二金属构件（18）的外表面（20、22、24）对准，其中，所述第二金属构件（18）包括处于所述第二金属构件（18）的外表面（20、22、24）中的凹部（26），当所述第一金属构件（12）和所述第二金属构件（18）的外表面（14、15、16、20、22、24）对准时，所述凹部（26）未被所述第一金属构件（12）的一部分填充；将所述第一金属构件（12）和所述第二金属构件（18）密封（312）在一起，使得对准在一起的所述第一金属构件（12）和所述第二金属构件（18）的外表面（14、15、16、20、22、24）被包含在密封的环境（32）内；以及对所述第一金属构件（12）和所述第二金属构件（18）施加（314）压力，使得所述第一金属构件（12）的一部分改变形状以填充所述第二金属构件（18）中的所述凹部（26），由此，所述凹部（26）是当被填充时将所述第一金属构件（12）锁定到所述第二金属构件（18）的锁定特征。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种接合形成燃气涡轮发动机中的部件的金属构件（12、18）的方法（300），其特征在于：对第一金属构件（12）的外表面（14、15、16）施用（306）第一表面抑制剂处理，从而抑制到所述第一金属构件（12）的外表面（14、15、16）的结合；对第二金属构件（18）的外表面（20、22、24）施用（306）第二表面抑制剂处理，从而抑制到所述第二金属构件（18）的外表面（20、22、24）的结合；将所述第一金属构件（12）和所述第二金属构件（18）定位（310）在一起，使得所述第一金属构件（12）的外表面（14、15、16）与所述第二金属构件（18）的外表面（20、22、24）对准，其中，所述第二金属构件（18）包括处于所述第二金属构件（18）的外表面（20、22、24）中的凹部（26），当所述第一金属构件（12）和所述第二金属构件（18）的外表面（14、15、16、20、22、24）对准时，所述凹部（26）未被所述第一金属构件（12）的一部分填充；将所述第一金属构件（12）和所述第二金属构件（18）密封（312）在一起，使得对准在一起的所述第一金属构件（12）和所述第二金属构件（18）的外表面（14、15、16、20、22、24）被包含在密封的环境（32）内；以及对所述第一金属构件（12）和所述第二金属构件（18）施加（314）压力，使得所述第一金属构件（12）的一部分改变形状以填充所述第二金属构件（18）中的所述凹部（26），由此，所述凹部（26）是当被填充时将所述第一金属构件（12）锁定到所述第二金属构件（18）的锁定特征。2.如权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：AW詹姆斯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE