[发明专利]轴流式压缩机叶片及其制造方法

说明书

相关申请

本申请要求2012年1月23日申请的日本专利申请2012-010672的优先权，将其全部内容以参照的方式引入作为本申请的一部分。

技术领域

本发明涉及在例如燃气涡轮发动机等的机械装置类中使用的轴流式压缩机叶片及其制造方法。

背景技术

轴流式压缩机是利用在旋翼的前后产生的压力差，连续压缩气体的机械装置，与相同目的的离心式压缩机相比，能够处理大流量，能够实现压缩机自身的小直径化，能够期待高压缩率且高效的性能。但另一方面，轴流式压缩机的机械性构造更加复杂，部件数量多，价格必然昂贵。这样的轴流式压缩机，例如除了众所周知的航空用燃气涡轮发动机(喷气式发动机)以外，还多用于高速船或发电机等的燃气涡轮发动机、气流分离装置、集尘器、真空泵、风洞、丙烷(天然气)氧化脱氢装置、管路加压输送装置等。

在燃气涡轮发动机这样的较大型的轴流式压缩机中，使用高速旋转的动叶片(转子)和不旋转的静叶片(定子)等轴流式压缩机叶片。轴流式压缩机叶片一般具有叶片部和台座部。在这些叶片部件中，叶片部具有专在几何形状上严格要求的空气动力学形状，台座部具有用于在旋转轴或壳体上安装的连接部等，作为整体多设计成复杂的形状。因此，这样的叶片部件适合使用如下的方法(专利文献1)来制造，通过锻造或铸造获得基本的叶片部件形状，此后经过几次机械加工工序，最终获得所希望的叶片部件的尺寸形状。另外，还知道通过5轴铣削装置或精密锻造来形成叶片部的叶片形状的方法(专利文献 2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2004/111394号公报

专利文献2：WO2006/015899号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

由专利文献1或2公开的现有技术多利用机械加工，在从开始制造轴流式压缩机叶片到获得最终产品的整个制造工序中，机械加工所占的比例极大。因此，对于轴流式压缩机叶片，缩短制造时间及提高材料利用率受阻，成为提高生产率及降低制造成本难以进展的重要原因之一。

本发明的目的在于，研究生产率高于多利用机械加工的现有技术，并能够降低制造成本的轴流式压缩机叶片的制造方法，提供一种更廉价的轴流式压缩机叶片及其制造方法。

(二)技术方案

本发明人等关于要求具有台座部和叶片部的特定形状的轴流式压缩机叶片，研究了以往没有实用化的金属粉末注射成形法的适用，结果发现能够解决上述技术问题，想到了本发明。

即，本发明的轴流式压缩机叶片在围绕轴心的圆周上配置使用，具有台座部和叶片部；所述台座部具有成为圆周内侧的内径面，成为圆周外侧的外径面，沿圆周方向延伸的两个环侧面，沿轴向延伸的两个轴侧面，以及相对于所述环侧面在轴向上呈凸状或凹状，并沿圆周方向延伸形成的连接部；所述叶片部从所述台座部沿径向立起延伸；所述台座部和所述叶片部具有金属粉末烧结组织并整体形成。

在本发明的轴流式压缩机叶片中，所述叶片部的金属粉末烧结组织优选具有相对密度95％以上，平均结晶粒径10～100μm。本发明的 轴流式压缩机叶能够适用于例如燃气涡轮发动机的轴流式压缩机的静叶片。

另外，获得上述轴流式压缩机叶片的本发明的轴流式压缩机叶片的制造方法是制造在围绕轴心的圆周上配置使用，具有台座部和叶片部的轴流式压缩机叶片的方法，包括通过金属粉末注射成形法进行的成形体形成工序和烧结体形成工序，在所述成形体形成工序中，形成具有与所述台座部相对应的台座形状部和与所述叶片部相对应的叶片形状部的成形体，其中，所述台座部具有成为圆周内侧的内径面，成为圆周外侧的外径面，沿圆周方向延伸的两个环侧面，沿轴向延伸的两个轴侧面，以及相对于所述环侧面在轴向上呈凸状或凹状，并沿圆周方向延伸形成的连接部，所述叶片部从所述台座部沿径向立起延伸；在所述烧结体形成工序中，烧结构成所述成形体的金属粉末，形成具有与所述轴流式压缩机叶片相对应的形状的金属粉末烧结体，得到台座部和所述叶片部被整体形成，并具有金属粉末烧结组织的所述轴流式压缩机叶片。

在本发明的轴流式压缩机叶片的制造方法中，优选将所述叶片部的金属粉末烧结组织形成为相对密度95％以上，平均结晶粒径10～100μm。另外，也可以是所述轴流式压缩机叶为燃气轮机的静叶片的制造方法。

权利要求书和/或说明书和/或说明书附图公开的至少两种结构的任意组合都包含于本发明中。尤其是权利要求书中各权利要求的两项以上的任意组合都包含于本发明中。

附图说明