Способ изготовления охлаждаемой лопатки

Союз Советски кСоциал истически кРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 07.08.8 О. Бюллетень29Дата опубликования описания 15.08.80 по делам иэобретений и открытий(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОХЛАЖДАЕМОй ЛОПАТКИ Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии изготовления лопаток дефлекторной конструкции.Известен способ изготовления сборныхохлаждаемых лопаток, при котором дефлектор вводят в полость оболочки через входное отверстие 1,При этом дефлектор изготавливают путем формовки трубчатой заготовки, а егокорневая часть деформируется путем осадкиконца заготовки, Наружная оболочка с дефлектором соединяется с помощью мелкозубчатых нарезок в их корневых частях.Однако этот способ может быть использован только при изготовлении лопаток сдефлектором, не имеющим закрутки. Крометого, при сборке дефлектора с оболочкой,во внутренней полости которой имеются выступы, поверхность дефлектора деформируется, на ней появляются задиры и качествоизготовленной лопатки является недостаточно удовлетворительным.Известны способы изготовления сборныхузлов, в частности, безниппельных трубопроводов, при которых собираемые междусобой с помощью втулки трубы выполняют 2из материалов с памятью формы, а после введения труб во втулку узел подвергается термическому воздействию, причем диаметр труб увеличивается, а диаметр втулки уменьшается, осуществляя прочное и качественное соединение деталей 2.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ изготовления охлаждаемой лопатки, при котором изготавливают оболочку лопатки с открытой полостью под дефлектор, а затем вводят 10 его в полость оболочки и собирают. Дефлектор изготавливается из жаропрочного сплава типа ВЖ 98 формовкой с промежуточной термообработкой, как правило, путем отжига 3.Этот способ позволяет собрать оболочкус дефлектором, кривизна которого изменяется в ограниченных пределах, а угол закрутки составляет 15 - 20. Лопатки же, у которых радиус кривизны от корневой части к периферийной уменьшается в 3 - 4 раза, а угол закрутки составляет 30 - 40, собрать этим способом практически не представляется возможным, так как имеющиеся на внутренней поверхности оболочки выступы при сборке ее с дефлектором деформируют последний и появляются задиры, вмятины и качество полученной охлаждаемой лопатки становится неудовлетворительным.Целью изобретения является повышение качества получаемых охлаждаемых лопаток за счет исключения повреждений и задиров дефлектора, особенно при существенно изменяющихся от корня и периферии радиуса кривизны и угла закрутки.Это достигается тем, что дефлектор изготавливают из сплава, обладающего свойством запоминания формы, Это свойство заключается в том, что сплав, термообработанный (термофиксированный) при определенной температуре и затем деформированный при комнатной температуре, может восстановить форму, которую он приобрел во время термообработки, при низкотемпературном термическом воздействии.Температурный интервал восстановления формы сплавов с памятью находится в пределах от 1 до 1 . При изменении температуры в интервале от 1до 1 г восстанавливается от 0 до 00/о заполненной деформации. Следует учитывать, что предельно возможная деформация запоминания порядка 9,0,и до введения его в оболочку переформовывают до придания профилям поперечных сечений размеров, меньших размера входного отверстия оболочки, а термообработку осуществляют путем постепенного нагрева дефлектора с момента ввода его в отверстие:юлости оболочки и до окончания сборки. Способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана оболочка составной лопатки; на фиг. 2 - дефлектор этой лопатки; на фиг. 3 - дефлектор до введения в оболочку; на фиг. 4 - схема вцедсния дефлектора в оболочку; на фиг, 5 - разрез А - А , фиг. 4; на фиг. 6 - форма профиля крайнего периферийного сечения дефлектора по фазам ее изменения при сборке лопатки.Способ осуществляется следуюгцим образом.Оболочка лопатки 1 изготавливается обычно литьем с внутренней полостью, имеющей оребрение той или иной формы, и входным отверстием в полость. Наружный и соответствующий ему в каждом сечении внутренний контур оболочки имеет угол закрутки 30 - 40 крайнего периферийного сечения профиля относительно корневого (замковогс) сечения профиля, Дефлектор 2 изготавливается из сплава с памятью формы, например, никельтитанового сплава - нитинол ТН - 1, Свойство термоупругости этого сплава, предварительно термофиксированного при 400 в 5 С, обеспечивает полное восстановление формы в том случае, когда степень деформирования при термофиксации не превышает;9,0 Для восстанов. ления формы заготовку из сплава ТН - 1 необходимо, например, нагреть до 150 С,Процесс получения контура дефлекторасостоит в штамповке, например, трубчатой заготовки. Термофиксация дефлектора 2 заключается в заневоливании заготовки по требуемым 1 после введения в оболочку) наружным обводам в оснастке при 500 С с выдержкой при этой температуре в течение 5 - 20 мин. Затем остуженный до комнатной температуры дефлектор извлекается из оснастки.Полученный дефлектор 2 не может быть н установлен в оболочку, так как имеющиесяво внутренней полости ребра препятствуют свободному вводу дефлекторов. Кроме того, в отдельных случаях входное отверстие в полость оболочки может быть меньше габаритов одного из поперечных сечений дефлектора. В этом случае дефлектор 2 переформовывают вхолодную в специальном штампе. Причем эта деформация не должна превышать 9,0/ для материала ТН - 1, в противном случае она полностью не восста- яО новится.Переформовка дефлектора 2 состоит впридании его поперечному сечению формы, обеспечиваюгцей введение через входное отверстие в оболочке 1. Затем дефлектор 2 вводят в полость оболочки, подвергая его термическому воздействию, заключающемуся в постепенном повышении температуры. Для этого оболочку помещают в термока меру не показана) таким образом, чтобы корневая часть А оболочки находилась вне зоны нагрева, На корневой части оболочки 1 размещается трубчатый коллектор 3, в который подается воздух для охлаждения части дефлектора 3, не введенной в оболочку. Кривизна внутренней полости оболочки в сечениях от 1 -до У - У меняется существенно от К = 100 до К =- 30 мм. Угол закрутки на всей длине достигает 35.После введения части дефлектора 3 воболочкуна глубину до сечения- 1 температуру в термокамере повышают до 1301", При этом частично восстанавливается форма профиля дефлектора 3 в крайнем периферийном сечении, приобретая минимальную кривизну профиля порядка К = 100 мм, которая соответствует кривизне оболочки в этом сечении.Продвинув дефлектор в оболочкуна 15 мм, повышают температуру в термокамере до 135 С. Минимальная кривизна профиля крайнего периферийного сечениясоставит при этом К = - 6 мм.При дальнейшем перемещении дефлектора 2 внутрь оболочки 1 на следующие 15 мм температура в термокамере повышается до 140 С и профиль дефлектора в сечении 111 - 111 приобретает кривизну К = 50 мм.Соответственно при температуре нагрева, л равной 45 С, минимальная кривизна профиля сечения составит К = 40 мм, а при температуре 150 С - К =- 30 мм. В то время, когда находящееся на расстоянии 75 мм отторца оболочки профиль крайнего перифе 754094рийного сечения дефлектора 2 имеет минимальную кривизну К = 40 мм, профили дефлектора, находящиеся в этот момент в сечениях 1 - 1, 11 - 11, 111 - 111, приобретают соответственно минимальные радиусы кривизны 100 мм, 67 мм, 50 мм. Угол закруткидефлектора 2 изменяется до требуемого, соответственно с повышением температуры нагрева от 130 до 150 С. В процессе сборки та часть дефлектора 2, которая не введена в оболочку, охлаждается воздухом.Таким образом, способ обеспечивает изготовление лопаток дефлекторной конструкции с большей закруткой и существенным изменением кривизны профиля дефлектора от корневого сечения А к периферийному и повышает качество изготовления охлаждаемой лопатки дефлекторной конструкции за счет повышения прочности дефлектора по сравнению с известным способом изготовления лопатки с дефлектором.Способ существенным образом повышает качество лопатки за счет того, что вво ф димый внутрь оболочки дефлектор постепенно приобретает форму, соответствующую форме внутренней полости оболочки и только в конечный момент размеры и форма дефлектора полностью соответствует размерам и форме внутренней полости оболочки. В процессе введения в оболочку дефлектор не приобретает вредных местных деформаций, задиров. Зазоры (или натяги) между оболочкой и дефлектором в каждом сечении получаются соответственно заданными. зОСпособ обеспечивает изготовление охлаждаемой лопатки дефлекторной конструкции, у которой размер входного отверстия оболочки может быть меньше габаритов дефлектора в одном из поперечных сечений.Кроме того, данный способ обеспечивает получение качественной лопатки, у которой оболочка во внутренней полости имеет оребрение.Улучшение качества охлаждаемых лопаток сказывается на повышении прочности их и соответственно долговечности в эксплуатации, что обеспечивает получение годового экономического эффекта 500,0 тыс. руб.Кроме того, способ изготовления охлаждаемых лопаток повышает эффективность двигателей за счет обеспечения возможности выбора при конструировании оптимальных, больших по величине углов закрутки и радиусов кривизны лопаток.Формула изобретения Способ изготовления охлаждаемой лопатки, при котором изготавливают оболочку лопатки с открытой полостью под дефлектор, формуют и термически обрабатывают дефлектор, а затем вводят его в полость оболочки и собирают, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества изделия, дефлектор изготавливают из сплава, обладающего свойством запоминания формы, и до введения его в оболочку переформовывают до придания профилям поперечных сечений размеров, меньших размера входного отверстия оболочки, а термообработку осуществляют путем постепенного нагрева дефлектора с момента ввода его в отверстие полости оболочки и до окончания сборки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США3747182, кл. 29 в 1, 1972.2. Патент ФРГ2021348, кл. 40 Р 1/00, 1972.3, Патент США3858290, кл. 29 - 156, 1972 (прототип).Государственн ам изобрете ва, Ж - 35,Патент, г. У Редактор И. ГохфельЗаказ 4876/30 СосТехре Тираж ого нй Рау жго омитетаоткры кая на д, ул.