用于制造金属部件，诸如涡轮发动机叶片加强件的方法技术

本发明专利技术涉及用于生产金属部件（30），诸如金属涡轮机叶片加强件的方法，连续地包括：在具有模具（410）和冲头（420、520）的成形工具（400）中定位多个金属U形钉（301’）的步骤（230）;所述多个金属U形钉（301’）的热等静压制的步骤（240），引起所述金属U形钉（301’）的聚集，以获得致密金属部件（430）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造金属部件，诸如涡轮发动机叶片加强件的方法
本专利技术涉及用于制造金属部件，诸如用于复合或金属涡轮发动机叶片的金属加强件的方法。更特别地，本专利技术涉及用于制造用于涡轮发动机叶片的前缘或后缘的金属加强件的方法。本专利技术的领域是涡轮发动机的领域，更特别地是复合或金属材料的和其前缘包括金属结构加强件的涡轮发动机风扇叶片的领域。然而，本专利技术也可以应用于金属加强件的制造，该金属加强件用于增强任何类型涡轮发动机叶片的前缘或后缘，在地面上使用或航空使用的涡轮发动机和特别地直升机燃气涡轮发动机或航空器涡轮喷气发动机，也用于螺旋桨的制造，诸如非检修的反转双扇螺旋桨或开放转子螺旋桨。本专利技术也可以应用于任何几何复杂金属块部件的完成。
技术介绍
应该想到前缘对应于空气动力学轮廓的前部，其与气流相对和将气流分成下表面气流和上表面气流。后缘对应于空气动力学轮廓的后部，在这里下表面流和上表面流汇合。涡轮发动机叶片，并且特别地风扇叶片受到显著的机械限制，这特别地与转速有关，并且它们必须满足严格的重量和总尺寸条件。因此，使用更轻的由复合材料所制造的叶片。通过金属结构增强由复合材料所制造的涡轮发动机的风扇叶片是广泛已知的，该金属结构延伸到叶片顶部和超过它们的前缘，如文献EP1908919中所述。在外面物体，例如小鸟、冰雹甚或石子撞击风扇时，这种加强件允许保护复合叶片。特别地，金属结构的支撑通过避免由于纤维/基体剥离而引起的脱层、纤维破裂或损坏的风险，保护叶片的前缘。通常地，涡轮发动机叶片包括空气动力学表面，其在第一方向上在前缘和后缘之间延伸，并且在基本上垂直于第一方向的第二方向上，其在叶片的底部和顶端之间延伸。金属结构的加强件符合叶片的空气动力学表面的前缘形状，并且在叶片的空气动力学表面的前缘上的第一方向上延伸，以符合叶片的上和下表面的轮廓，并且在叶片底部和顶端之间的第二方向上延伸。已知金属结构的加强件是由钛制造的金属部件，后者完全通过由一块材料的铣削来制造的。然而，叶片前缘的金属加强件是制造复杂的部件，需要大量再加工操作和复杂刀具加工，这涉及高的制造成本。也已知从三维金属纤维结构制造金属部件，并且特别地涡轮发动机叶片的金属结构加强件，其中通过金属丝编织和工具中热等静压制方法，引起金属纤维结构的金属丝的聚集，以获得块部件来完成该三维金属纤维结构，并且在专利申请FR0858098中描述了这种方法。通常，通过大量金属经线和金属纬线进行纤维结构的编织，如果直径限定到十分之几毫米的数量级，它们的厚度通常在0.1mm和0.3mm之间。因此，通过编织所获得的纤维结构是平面和相对刚性的结构，需要变形以获得预制纤维结构，以能够将它引入到成形工具中。为了补偿在纤维结构的编织后通过弯曲机器变形的步骤和随后限制纤维结构的维度，通过随后的金属U形钉编织，再成形或弯曲以形成基本上U或V形状的部件，以作为纬线使用，研发了一种金属纤维结构的制造方法。在这个方法中，如在专利申请FR1058237中所描述的，通过在由两个金属经线所形成的至少一个梭口中引入金属U形钉的每个臂完成编织。然而，通过弯曲的金属丝所形成的金属U形钉的编织需要使用特定的编织专业，后者对于U形钉的每个臂的经过，其能够同时成形两个梭口。专利技术概述在本专利技术的上下文中目的是通过提出用于制造用于涡轮发动机叶片的前缘或后缘的金属加强件的方法，解决上述问题，这显著地减少关于这种部件的制造成本以及简化制造过程。为此，本专利技术提出了用于制造金属部件的方法，诸如涡轮发动机叶片金属加强件的方法，其连续地包括：-用于在具有模具和冲头的成形工具中定位多个金属U形钉的步骤，所述金属U形钉具有弯曲成U形或V形的金属截面；-所述多个金属U形钉的热等静压制的步骤，引起所述金属U形钉的聚集，以获得致密金属部件。U形钉理解为以形成例如，基本上U形或V形形式的部件的方式，弯曲或弯折的金属部件。由于本专利技术，通过大量的金属U形钉，简单和快速地完成金属部件诸如，例如，包括沿着两个不同平面的两条曲线（或扭曲绕着轴线）的金属结构加强件，其中通过金属段，诸如金属丝的成形的简单操作和热等静压制（HIP）或压制成型获得该大量的金属U形钉，这允许通过塑性变形、蠕变和扩散焊接的组合来获得非多孔的致密部件。有利地，通过从模具弯曲金属段形成金属U形钉，其截面可以不同地是圆形、方形或六边形截面等。由此所制备的金属U形钉容易定位在成形工具中，因此能够获得复杂几何形状部件，诸如叶片加强件。因此，这种制造方法克服了使用对平台的铣削或拉削类型的块机械加工，对叶片加强件的复杂制造的要求，所述机械加工需要使用大体积材料，以及由此高原料供应成本。该方法也允许容易地制造金属加强件，后者满足严格的质量和/或几何要求。有利地，金属部件是涡轮发动机的风扇叶片前缘或后缘的金属加强件。单独地考虑或根据所有技术可能的组合，根据本专利技术用于制造金属部件的方法也显示了下面一个或多个特征：-所述方法是用于制造用于涡轮发动机叶片前缘或后缘的金属加强件的方法，或者是用于这种类螺旋桨的金属加强件的方法，这样所述等静压制步骤时所获得的所述金属部件是金属加强件；-通过在所述成形工具上模具中放置U形钉、一个接着一个的U形钉，完成所述多个U形钉的所述定位步骤；-通过在所述成形工具上冲头中放置U形钉、一个接着一个的U形钉，完成所述多个U形钉的所述定位步骤；-通过所述U形钉臂凹进所述冲头中孔洞中的，完成所述多个U形钉的所述定位步骤，通过所述臂的弹性变形完成所述安装；-所述多个U形钉的所述定位步骤包括在模塑模板上U形钉、一个接着一个的U形钉的预定位的第一子步骤和在所述成形工具中定位在所述模塑模板上预定位的所述多个U形钉的第二子步骤；-用于定位所述多个U形钉的步骤包括用于在可拆卸框架上所述多个金属U形钉预定位的第一子步骤，这样所述U形钉悬挂在所述可拆卸框架中，和从可拆卸框架定位的第二子步骤，包括很好地布置在成形工具中凹部中的所述多个U形钉；-通过两个轨道成形所述可拆卸框架，这样在用于所述可拆卸框架的定位的第二子步骤时，所述可拆卸框架的所述轨道的每个轨道能够插入到在所述成形工具中很好地布置的槽口中，所述槽口形成所述成形工具的所述凹部。-所述槽口很好地布置在所述成形工具的模具中，这样在所述定位步骤期间，所述可拆卸框架定位在所述模具中；-所述槽口很好地布置在所述成形工具的冲头中，这样所述可拆卸框架在所述定位步骤期间定位在所述冲头中；-所述多个U形钉的所述第一定位步骤的子步骤包括通过很好地布置在所述可拆卸框架中所述安装孔洞中所述臂的每个臂的夹紧获得两个臂，通过所述臂的弹性变形完成所述安装；-所述多个U形钉的所述第一定位子步骤包括获得两个臂，后者具有在它们自由端的保持段，这样每个U形钉通过所述保持段悬挂在所述可拆卸框架上；-通过一个接着一个的U形钉获得所述多个U形钉的所述第一定位子步骤；-通过在金属结构中先前组装的成包的U形钉获得所述多个U形钉的所述定位子步骤；-所述多个U形钉的所述定位步骤包括用于制造金属结构的第一子步骤，其中通过具有穿孔的多个金属U形钉和通过引入到所述多个金属U形钉中每个金属U形钉的所述穿孔中的至少一个金属丝的组装形成金属结构，以及所述金属结构在成形工具中定位的第二子步骤。-所述方法包括用于制造每个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.01 FR 1151656;2011.03.01 FR 1151662;2011.01.一种用于制造金属部件(30)的方法(200)，其连续地包括：-用于在具有模具(400)和冲头(420、520)的成形工具(400、500)中定位多个金属U形钉(301’)的步骤(230)，所述金属U形钉(301’)是弯曲成U形或V形形状的直线形金属段；-所述多个金属U形钉(301’)的热等静压制的步骤(240)，引起金属U形钉(301’)的聚集，以获得致密金属部件(430)。2.根据权利要求1的用于制造金属部件(30)的方法(200)，其特征在于：所述方法是用于制造用于涡轮机叶片前缘或后缘的金属加强件的方法或者用于制造螺旋桨的金属加强件的方法，这样在所述热等静压制的步骤(240)中所获得的所述金属部件是金属加强件。3.根据权利要求1或2的用于制造金属部件(30)的方法(200)，其特征在于：通过在所述成形工具(400、500)的模具(410)中放置U形钉、一个接着一个的U形钉，或者通过在所述成形工具(500)的冲头(520)上放置U形钉、一个接着一个的U形钉，完成所述多个U形钉(301’)的所述定位步骤(230)。4.根据权利要求3的用于制造金属部件(30)的方法(200)，其特征在于：通过在所述冲头(520)中布置的夹紧装置(522)中所述U形钉(301’)的臂(302、303)的夹紧，完成所述多个U形钉(301’)的所述定位步骤(230)，通过所述臂(302、303)的弹性变形获得所述夹紧。5.根据权利要求1的用于制造金属部件(30)的方法(200)，其特征在于：所述多个U形钉(301’)的所述定位步骤(230)包括在模塑模板上预定位U形钉、一个接着一个的U形钉的第一子步骤以及在所述成形工具(400、500)中定位在所述模塑模板上预定位的所述多个U形钉(301’)的第二子步骤。6.根据权利要求1的用于制造金属部件(30)的方法(1200)，其特征在于：用于定位所述多个U形钉的步骤包括用于预定位所述多个U形钉(301’、1401’)到可拆卸框架(1610、1710)上的第一子步骤，这样所述U形钉(301’、1401’)悬挂在所述可拆卸框架(1610、1710)中，和在成形工具(1400、1500)中所布置的沟槽(1450、1550)中定位包括多个U形钉的可拆卸框架(1610、1710)的第二子步骤。7.根据权利要求6的用于制造金属部件(30)的方法(1200)，其特征在于：所述可拆卸框架(1610、1710)由两个轨道(1611、1612、1711、1712)形成，这样在定位所述可拆卸框架的第二子步骤期间，所述可拆卸...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂里·戈登，布鲁诺·杰克斯·杰拉德·达米布瑞恩，艾伦·罗伯特·伊夫斯·贝鲁，
申请(专利权)人：斯奈克玛，
类型：
国别省市：