封闭式叶轮及其制造方法技术

封闭式叶轮(1)具有：叶轮主体(2)，其由铝合金构成，并具备轮毂部(21)和从轮毂部(21)突出的叶片部(22)；以及护罩(3)，其覆盖叶片部(22)。叶片部(22)和护罩(3)通过介于叶片部(22)与护罩(3)之间的钎焊接头(4)而接合。另外，护罩(3)是具备芯材(31)和钎料层(32)的钎焊片材(30)，该芯材由铝合金构成，该钎料层配置在芯材(31)上且存在于与叶片部(22)相对的最表面(33)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】封闭式叶轮及其制造方法
本专利技术涉及封闭式叶轮及其制造方法。
技术介绍
例如，作为装入空调装置等的压缩机，有时使用具备壳体和叶轮的离心压缩机，所述壳体具备吸入流体的吸入口和排出流体的排出口，所述叶轮以能够旋转的方式保持在壳体内。离心压缩机的叶轮通过在壳体内旋转，能够将从吸入口吸入的流体一边进行压缩一边向排出口引导。作为这种叶轮，已知有封闭式叶轮，该封闭式叶轮具备保持于壳体的轮毂、从轮毂突出的叶片、及覆盖叶片的护罩。在封闭式叶轮中，由轮毂、叶片和护罩围成的空间成为流体的流路。以往，封闭式叶轮通过切削加工、精密铸造及钎焊中的任一种方法来制作。在切削加工中，通过对金属块实施切削加工，由此一体地形成轮毂、叶片及护罩。但是，在该情况下，由于能够进行切削加工的范围受到加工装置或工具的结构的制约，因此有时无法得到所期望的形状的封闭式叶轮。精密铸造虽然与切削加工相比叶轮的形状的制约小，但存在尺寸精度低这样的问题。因此，通过精密铸造得到的封闭式叶轮有可能导致离心压缩机的运转效率的降低。另外，例如在想要制作具有100mm以下的直径的小型叶轮的情况下，石膏等铸模的材料在铸造后容易残留于熔融金属的流路中。而且，存在难以从叶轮排出该铸模的材料，制造成本容易变高这样的问题。在钎焊中，通过机械加工等而分别制作出轮毂和叶片一体形成的叶轮主体和护罩后，通过钎焊将两者接合。因此，与通过切削加工而一体地形成轮毂、叶片及护罩的情况相比，形状的制约较小。而且，由于通过机械加工来形成叶轮主体和护罩，因此与精密铸造相比能够提高各部件的尺寸精度。例如，在专利文献1中记载有如下技术：在具备大致圆盘状的盘、与该盘相对配置的罩、以及设置于所述盘与所述罩之间的叶片的叶轮的制造方法中，在将罩、叶片及盘设为特定的配置的状态下进行钎焊。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010－174652号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题作为构成叶轮的金属，有时采用金属当中比重较低的铝合金。在想要通过钎焊来制作使用铝合金的封闭式叶轮的情况下，采用被称为浸渍钎焊的方法。在浸渍钎焊中，预先通过机械加工等来制作具备轮毂和叶片的叶轮主体、以及覆盖叶片的护罩。然后，在叶片与护罩之间夹设包含由Al-Si系合金构成的钎料粉末和粘结剂的钎料膏并且将护罩安装于叶轮主体，由此准备组装体。通过将该组装体浸渍在熔融的助焊剂浴中，来对叶轮主体与护罩进行钎焊。在钎焊后的叶片与护罩之间形成含有钎料的钎焊接头。封闭式叶轮在壳体内高速旋转，以高效地压缩流体。另外，若在封闭式叶轮内流体被压缩，则封闭式叶轮内的压力上升。因此，在通过钎焊来制作封闭式叶轮的情况下，需要提高钎焊接头的接合强度。但是，在浸渍钎焊中，由于焊剂与钎料的反应、粘结剂的热分解等而产生气体。如果该气体在钎焊时被熔融的钎料吸入，则在钎料内会形成气泡。因此，在通过浸渍钎焊所形成的钎焊接头的钎料内，容易形成由上述气体引起的空隙。因此，由铝合金构成并通过钎焊而制作出的封闭式叶轮与通过切削加工或精密铸造而制作出的封闭式叶轮相比，存在叶片与护罩的接合强度低这样的问题。本专利技术是鉴于上述背景而完成的，其目的在于提供一种能够通过钎焊制作，并且与现有技术相比叶片与护罩的接合强度较高的封闭式叶轮及其制造方法。用于解决课题的手段本专利技术的一个方式是一种封闭式叶轮，其具有：叶轮主体，由铝合金构成，并具备轮毂部和从所述轮毂部突出的叶片部；护罩，覆盖所述叶片部；以及钎焊接头，介于所述叶片部与所述护罩之间，将所述叶片部与所述护罩接合，所述护罩为具备芯材和钎料层的钎焊片材，所述芯材由铝合金构成，所述钎料层配置在所述芯材上且存在于与所述叶片部相对的最表面。本专利技术的另一方式是一种封闭式叶轮的制造方法，是上述方式的封闭式叶轮的制造方法，在所述制造方法中，准备所述叶轮主体；准备钎焊片材，该钎焊片材具备：芯材，由含有0.20质量％以上且小于1.80质量％的Mg的铝合金构成；以及钎料层，由Al-Si系合金构成，具有20～215μm的厚度，并配置于最表面；对所述钎焊片材实施成形加工而制作将所述钎料层配置于与所述叶片部相对的表面所得的所述护罩；在非活性气体中，不使用焊剂地对所述护罩的与所述叶片部相对的表面和所述叶轮主体的所述叶片部进行钎焊。专利技术效果所述封闭式叶轮中的护罩为钎焊片材，该钎焊片材具备：芯材，由铝合金构成；以及钎料，存在于与所述叶片部相对的最表面即护罩的内表面。并且，叶轮主体的叶片与护罩经由具备来自于钎焊片材的钎料层的钎料的钎焊接头而接合。这样，通过使用由钎焊片材构成的护罩，能够使钎焊接头的接合强度比通过浸渍钎焊所形成的以往的钎焊接头的接合强度高。根据上述制造方法对这一点进行更详细的说明。在上述制造方法中，分别准备叶轮主体和由上述特定的钎焊片材构成的护罩后，不使用焊剂地进行两者的钎焊。钎焊片材的钎料层被保持在芯材上。因此，在上述制造方法中，不需要如浸渍钎焊那样使用用于保持钎料的粘结剂。另外，构成护罩的钎焊片材的芯材含有Mg。Mg在钎焊的初始阶段，在钎料层中扩散而向护罩的表面移动。另外，在钎焊推进，钎料层熔融之后，Mg在熔融钎料中溶出而向护罩的表面移动。并且，通过将芯材中的Mg量及钎料层的厚度设为上述特定范围，能够在钎焊加热过程中，向护罩的表面供给足够量的Mg，并利用Mg破坏存在于护罩及叶轮主体的表面的氧化皮膜。其结果是，根据上述制造方法，能够不使用焊剂地进行钎焊。如上所述，上述方式的制造方法能够不使用在以往的浸渍钎焊中使用的粘结剂或焊剂地进行钎焊。因此，能够抑制空隙在钎焊接头内的形成。而且，在钎焊后形成的钎焊接头被从芯材扩散出的Mg强化。其结果是，与通过浸渍钎焊所形成的钎焊接头相比，能够显著地提高钎焊接头的接合强度。附图说明图1是实施例1中的封闭式叶轮的立体图。图2是实施例1中的封闭式叶轮的分解立体图。图3是实施例1中的介于护罩与叶片部之间的钎焊接头的局部剖视图。图4是实施例1中的钎焊前的护罩与叶片部的抵接部的局部剖视图。图5是表示实施例2中的试验片的主要部分的局部剖视图。具体实施方式上述封闭式叶轮中的叶轮主体具有轮毂部和从轮毂部突出的叶片部。叶轮主体被保持于离心压缩机的旋转轴，在离心压缩机的壳体内与旋转轴一起旋转。轮毂部和叶片部例如也可以通过对铝合金的块进行切削加工而一体地形成。轮毂部的形状、叶片部的形状、片数及配置没有特别限定，可以根据所期望的压缩性能等适当选择。作为构成叶轮主体的铝合金，可以根据所期望的转速、压缩性能等采用适当的合金。构成叶轮主体的铝合金优选为强度比较高的JISA6000系合金或A7000系合金。叶轮主体的叶片部被护罩覆盖。封闭式叶轮中的护罩具有钎焊后的钎焊片材即由铝合金构成的芯材、和配置在芯材上且存在于与叶片部相对的最表面即存在于护罩的内表面的钎料。另外，护罩的钎料是通过在钎本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封闭式叶轮，具有：/n叶轮主体，其由铝合金构成，并具备轮毂部和从所述轮毂部突出的叶片部；/n护罩，其覆盖所述叶片部；以及/n钎焊接头，其介于所述叶片部与所述护罩之间，将所述叶片部与所述护罩接合，/n所述护罩为具备芯材和钎料的钎焊片材，所述芯材由铝合金构成，所述钎料配置在所述芯材上且存在于与所述叶片部相对的一侧的最表面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181210 JP 2018-2310311.一种封闭式叶轮，具有：
叶轮主体，其由铝合金构成，并具备轮毂部和从所述轮毂部突出的叶片部；
护罩，其覆盖所述叶片部；以及
钎焊接头，其介于所述叶片部与所述护罩之间，将所述叶片部与所述护罩接合，
所述护罩为具备芯材和钎料的钎焊片材，所述芯材由铝合金构成，所述钎料配置在所述芯材上且存在于与所述叶片部相对的一侧的最表面。


2.根据权利要求1所述的封闭式叶轮，其中，
所述钎焊接头的接合强度为150MPa以上。


3.根据权利要求1或2所述的封闭式叶轮，其中，
所述钎焊接头具有由含有0.25质量％以上的Mg的铝合金构成的钎料。


4.一种封闭式叶轮的制造方法，是权利要求1至3中任一项所述的封闭式叶轮的制造方法，在所述制造方法中，
准备所述叶轮主体；
准备钎焊片材，该钎焊片材具备：芯材，由含有0.20质量％以上且小于1.80质量％的Mg的铝合金构成；以及钎料层，由Al-Si系合金构成，具有20～215μm的厚度，并配置于最表面；
对所述钎焊片材实施成形加工而制作将所述钎料层配置于与所述叶片部相对的表面的所述护罩；
在非活性气体中，不使用焊剂地对所述护罩的与所述叶片部相对的表面和所述叶轮主体的所述叶片部进行钎焊。


5.根据权利要求4所述的封闭式叶轮的制造方法，其中，
所述钎焊片材具有由含有0.30质量％以上且小于1.80质量％的Mg的铝合金构成的所述芯材和层叠在所述芯材上的所述钎料层，所述钎料层的厚度X和所述芯材中的Mg量Y满足下述式(1)或下述式(2)中的任意一者：
X≥36且Y≥X/120(1)
X＜36且Y≥0.30(2)，
其中，所述厚度X的单位为μm，所述Mg量Y的单位为质量％。

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【专利技术属性】
技术研发人员：冈田忠司，西村公佑，上田薰，伊藤泰永，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，株式会社UACJ，
类型：发明
国别省市：日本;JP