用于制造通过粉末冶金制得的零件的包括施加涂层的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造涡轮发动机零件的方法，所述方法包括利用形成所述零件的基材的材料通过粉末冶金来生产所述零件的步骤(101)，然后是精加工操作，该精加工操作包括在粉末冶金生产步骤(101)之后的至少一个第一步骤(103)以及第二步骤(104)，在第一步骤中，将确定的材料沉积到所述零件的基材的至少一个表面(S1)上，第二步骤对应于热处理操作，以形成用于所述表面(S1)的平滑涂层，其特征在于，所述确定的材料是金属材料，以形成金属涂层。

A method for applying a coating for manufacturing parts made by powder metallurgy.

The present invention relates to a method for manufacturing part of a turbine engine. The method includes a step (101) to produce the part by powder metallurgy using a material that forms the base material of the part, and then a finishing operation, which includes at least one first step after a powder metallurgy production step (101). 103) and the second step (104), in the first step, the determined material is deposited on at least one surface (S1) of the base material of the part, and the second step corresponds to the heat treatment operation to form a smooth coating for the surface (S1), which is characterized by the determination of the material as a metal material to form a metal coating.

【技术实现步骤摘要】
用于制造通过粉末冶金制得的零件的包括施加涂层的方法
本专利技术的领域是制造金属零件的领域，并且更具体地是进行精加工处理以获得通过粉末冶金生产的零件的良好表面状况的领域。
技术介绍
现有技术包括以编号US-A1-2015/060403、US-A1-2013/071562、FR-A1-3028436和FR-A1-2994397公布的专利申请以及以编号US-B2-6409795公布的专利。通过粉末冶金来生产零件在生产率、减少机加工步骤的次数和生产成本方面提供了明显的经济优势。粉末冶金制造方法特别地包括例如用于增材制造或直接制造的方法，例如激光烧结熔融、粉末注射成型或电子束熔融。这些方法所具有的优点是，能够由金属粉末生产具有接近零件的最终几何形状的几何形状的金属零件。然而，该方法完成时的表面状况不允许零件被直接使用。实际上，表现出高且不均匀水平的粗糙度的表面状况一般根据生产方法、结构参数和取向以及所用粉末的类型(颗粒大小、粒径分布和化学组成)而获得。这些表面状况被证明在粗糙度(对流动路径区域中的空气动力学性能水平的影响)方面、以及在与这些劣化的表面状况相关的机械疲劳(在操作期间受到振动应力的零件)方面不符合设计室要求。更进一步地，通过增材制造生产的零件的表面一般会受到污染(氧化物、不良地黏附粉末的颗粒)或者表现出可影响零件的微观结构的厚度范围一般在50μm至200μm之间的冶金缺陷。存如下技术，即，该技术使得能够通过除去零件的表面上的材料来改善通过增材制造生产的零件的表面状况，以获得符合设计室规定的要求的表面。这些方法可以是机械的(通过机加工或振动精加工来改变表面状况的方法)、化学的(化学或电化学加工)、或者甚至是属于上述两个组的方法的组合。对于具有复杂几何形状的零件而言，这些方法在有效性和可达性方面会受到限制。另一组方法(如在申请人的文献FR-B1-2978687中所公开的)可以包括通过粉末冶金制造具有低厚度的零件、随后进行精加工操作，该精加工操作涉及沉积环氧涂料涂层，以形成使得能够获得零件的期望表面状态的膜。沉积环氧涂料更容易进行并使得在制造完成时能够产生良好的表面状况。然而，这种方法的缺点在于，涂层不具有与通过粉末冶金获得的零件的基材相同的耐机械性、耐热性和耐化学性。相反，它被保留用于原型零件，但不一定具有生产意图在操作使用期间起作用的零件的特征。事实上，施加有机环氧涂料层可以使表面平滑，或者甚至为基材提供一定的耐腐蚀性。然而，使用仍然受限于最高150/200℃。更进一步地，在流动路径区域中，环氧树脂基有机涂料表现出较差的侵蚀性能。本专利技术的目的是通过提出一种用于由金属粉末快速生产结构零件的方法来克服这些缺点，该方法没有现有技术的一些缺点，并且特别地允许获得高质量的表面状况以及在使用期间对零件进行有效的保护。
技术实现思路
为此，本专利技术的主题是一种用于制造涡轮发动机零件的方法，所述方法包括利用形成所述零件的基材的材料通过粉末冶金来生产所述零件的步骤，然后是精加工操作，该精加工操作包括在粉末冶金生产步骤之后的至少一个第一步骤以及第二步骤，在第一步骤中，将确定的材料沉积到所述零件的基材的至少一个表面上，第二步骤对应于热处理操作，以形成用于所述表面的平滑涂层，其特征在于，所述确定的材料是金属材料，以形成平滑的金属涂层。金属材料的使用允许形成金属涂层，从而提供了如下零件：与未经处理的零件相比，该零件具有改善的表面形貌，并且由于表面形貌的改善而具有增强的耐机械性(例如，更好的抗振性)。优选地，在所述第一精加工步骤期间，使所述金属材料以粉末的形式沉积。有利地，在所述第一精加工步骤期间，使用粘结剂或黏合剂以促进金属粉末材料黏附在基材的所述表面上。有利地，基材的材料是确定的金属或金属合金，所述金属粉末材料包括至少一种第一组颗粒，该第一组颗粒由与基材的材料具有相同性质的第一金属或第一合金制成。这允许获得基材与涂层的冶金连续性，从而允许获得基材与涂层的等同性能，这提高了零件的操作效能。优选地，进行所述第二精加工步骤的热处理操作以熔融所述金属粉末材料中的具有相同性质的至少一组颗粒。有利地，第一组颗粒不同于在所述第二精加工步骤中被熔融的该组颗粒。有利地，基材的所述表面具有确定的粗糙度，第一组颗粒的粒径小于所述粗糙度、优选地小于53μm，以形成液体材料滴，在所述第二精加工步骤期间，该液体材料滴适当地填补基材的表面的粗糙度。优选地，该方法包括在所述第一精加工步骤之前对基材的所述表面进行清洁的步骤，以促进所述金属材料黏附到基材。在该方法的第一实施例中，所述第一精加工步骤包括将黏合剂沉积到基材的所述表面上的至少一个阶段，以及之后的将所述金属材料的粉末施加到所述表面上以便粉末黏附到所述表面的阶段。在该方法的第二实施例中，所述第一精加工步骤包括使用所述金属材料的粉末以及至少一种粘结剂和溶剂生产浆料的阶段，和将所述浆料施加到基材的所述表面以便粉末沉积物达到形成涂层所需的厚度的阶段。有利地，在将所述浆料施加到基材的所述表面的阶段之后，精加工操作包括热固化步骤，以加固粉末沉积物。优选地，精加工操作包括第二热处理操作，以使所述表面的涂层的厚度均匀化。有利地，第二热处理操作包括钎焊阶段和扩散阶段。优选地，精加工操作包括对所述表面的涂层进行机械或化学处理的步骤。附图说明通过在下文参照示意性附图对本专利技术的以说明性和非限制性示例的方式严格给出的实施例进行的详细描述，将更好地理解本专利技术并且本专利技术的进一步的目的、细节、特征和优点将变得更加明显，在附图中：-图1为在增材制造步骤之后由金属粉末生产的零件的表面的示意性截面；-图2为本专利技术的第一实施例中的与图1相同的零件的表面在沉积金属粉末层之后的示意性截面；-图3为本专利技术的第二实施例中的与图1相同的零件的表面在使用浆料沉积金属粉末层之后的示意性截面；-图4a、图4b和图4c为图1的表面的特定部分(aspect)的示意性截面，不同大小的钎焊金属粉末滴被黏附在该表面的特定部分上以形成如图5中所示的层；-图5为与图3相同的零件的表面在根据本专利技术的第一热处理操作之后的示意性截面；-图6为与图5相同的零件的表面在根据本专利技术的第二热处理操作之后的示意性截面；-图7示出了根据本专利技术的方法的第一实施例的工作流程图；-图8示出了根据本专利技术的方法的第二实施例的工作流程图。具体实施方式本专利技术涉及通过粉末冶金、通过增材制造例如粉末喷涂激光制造(增材激光制造或ALM)、选择性激光熔融(SLM)、金属注射成型(MIM)、粉末注射成型(PIM)、电子束熔融(EBM)等来制造零件。如之前所提到的，增材制造因而允许零件被形成为具有形成基材的金属材料，该零件的表面具有接近最终所需形状的几何形状。本专利技术所涉及的基材可以是：-镍、钴、NiCr、CoCr、NiCo、CoNi、CoNiCr、镍基或钴基合金或镍基超合金或钴基超合金；-钢(马氏体、奥氏体、铸铁等)、FeCrAl等；-钛和钛合金；-金属间材料(TiAl等)。图1示出了这种零件的基材1的表面部分S1的高度放大截面。所述表面S1具有一定数量的垂直于零件的平均表面延伸的波峰和波谷，并且对于该表面而言，最高波峰与最深波谷之间的幅度等于值Rt，该幅度表征表面的粗糙度。所述粗糙度Rt还提供图案Mi的大小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造涡轮发动机零件的方法，所述方法包括利用形成所述零件的基材的材料通过粉末冶金来生产所述零件的步骤(101)，然后是精加工操作，所述精加工操作包括在粉末冶金生产步骤(101)之后的至少一个第一步骤(103)以及第二步骤(104)，在所述第一步骤中，将确定的材料沉积在所述零件的所述基材的至少一个表面(S1)上，所述第二步骤对应于热处理操作，以形成用于所述表面(S1)的平滑涂层，其特征在于，所述确定的材料是金属材料，以形成平滑的金属涂层。

【技术特征摘要】
2017.01.30 FR 17507091.一种用于制造涡轮发动机零件的方法，所述方法包括利用形成所述零件的基材的材料通过粉末冶金来生产所述零件的步骤(101)，然后是精加工操作，所述精加工操作包括在粉末冶金生产步骤(101)之后的至少一个第一步骤(103)以及第二步骤(104)，在所述第一步骤中，将确定的材料沉积在所述零件的所述基材的至少一个表面(S1)上，所述第二步骤对应于热处理操作，以形成用于所述表面(S1)的平滑涂层，其特征在于，所述确定的材料是金属材料，以形成平滑的金属涂层。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一精加工步骤(103)期间，使所述金属材料以粉末的形式沉积。3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述第一精加工步骤(103)期间使用粘结剂或黏合剂，以促进金属粉末材料黏附到所述基材的所述表面(S1)上。4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中，所述基材的材料是确定的金属或金属合金，并且其中，所述金属粉末材料包括至少一种第一组颗粒，所述第一组颗粒由与所述基材的材料具有相同性质的第一金属或第一合金制成。5.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中，进行所述第二精加工步骤(104)的所述热处理操作，以熔融所述金属粉末材料中的至少一组具有相同性质的颗粒。6.根据权利要求4和5所述的方法，其中，所述第一组颗粒不同于在所述第二精加工步骤(104)中被熔融的组的颗粒。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述基材的所述表面(S1)具有确定的粗糙度(Rt)，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂法纳·尼特尔，菲利普·巴雅德，塞德里克·皮埃尔·雅克·科拉斯，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR