[发明专利]用于可用于涡轮发动机中的模块化部件的组装的热等静压系统

说明书

技术领域

本申请涉及涡轮发动机、模块化部件和等静压制工艺，并且更具体而言，涉及利用热等静压来组装可用于涡轮发动机中的模块化部件。

背景技术

热等静压是公知的技术，其通常用于粉末冶金领域中的粉末颗粒的固结以及用于铸造后的部件的致密化。此外，热等静压已被用于扩散结合的过程中。值得注意的是，热等静压组装处理提供最小的附加制造步骤，这是因为各件部件的接合可与热等静压致密化过程同时发生，该热等静压致密化过程通常被用作用于结构铸造部分的后铸（post-cast）操作。因此，需要一种利用热等静压的特性的用于组装模块化部件的更稳健的方法。

发明内容

公开了一种使用热等静压来接合形成例如用于燃气涡轮发动机中的部件的金属构件的方法。该方法可以包括对第一金属构件和第二金属构件的外表面施用表面处理。所使用的表面处理的类型可取决于对部件而言是需要机械接合还是冶金接合。此外，该方法还可以包括对准第一金属构件和第二金属构件的外表面，以在第一金属构件和第二金属构件之间产生包围期望的接合部的密封的腔。一旦第一金属构件和第二金属构件的外表面被对准，该方法就可以包括例如通过热等静压来使第一金属构件和第二金属构件经受热和压力条件，使得来自第一金属构件的材料流动到第二金属构件内的凹部中，以便接合第一金属构件和第二金属构件，以形成期望的固结部件。然后，该固结部件可以被加工并精整以便用于涡轮发动机中。

在至少一个实施例中，接合形成燃气涡轮机中的部件的金属构件的方法可以包括对第一金属构件的外表面施用第一表面处理，以及对第二金属构件的外表面施用第二表面处理。如果对部件而言需要机械接合，则可以利用表面处理来抑制第一和第二金属构件的外表面的结合或冶金接合。在某些实施例中，表面处理可以包括将表面氧化膜或其他类似的膜施加于第一和第二金属构件的外表面，以抑制该外表面的结合或冶金接合。然而，如果对部件而言需要冶金接合，则该方法可以包括清洁第一和第二金属构件的外表面，以去除可抑制结合的任何污染物。然后，用于增强和促进结合的表面处理可以被施用于第一和第二金属构件的外表面。

该方法随后可以包括将第一和第二金属构件定位在一起，使得第一金属构件的外表面与第二金属构件的外表面对准。当第一和第二金属构件的外表面对准时，第二金属构件可以包括处于第二金属构件的外表面中的凹部，当第一和第二金属构件的外表面对准时，该凹部未被第一金属构件的一部分填充。然后，该方法可以包括将第一和第二金属构件密封在一起，使得对准在一起的第一和第二金属构件的外表面被包含在密封的环境内。在某些实施例中，可以通过将局部金属涂层施加于第一和第二金属构件来执行密封。一旦第一和第二金属构件被密封，该方法就可以包括对第一和第二金属构件施加热等静压条件，使得第一金属构件的一部分改变形状以填充第二金属构件中的凹部。当被填充时，该凹部可用作将第一和第二金属构件锁定在一起以形成所期望的部件的锁定特征。

在下面的详细描述、附图和所附权利要求中描述了使用热等静压来接合形成燃气涡轮发动机中的部件的金属构件的方法的这些和其他特征。

附图说明

图1是根据本公开的一个实施例的在经受热等静压之前对准的一对金属构件的顶视示意图。

图2是在金属构件已经受热等静压之后的图1的该一对金属构件的顶视示意图。

图3是根据本公开的一个实施例的接合形成燃气涡轮发动机中的部件的金属构件的方法的流程图。

具体实施方式

如图1-3中所示，公开了使用例如用于燃气涡轮发动机中的涉及热等静压的方法来组装的部件10。该方法可以包括对第一金属构件12和第二金属构件18的外表面施用表面处理。所使用的表面处理的类型可取决于对部件10而言是需要机械接合还是冶金接合。此外，该方法还可以包括对准第一金属构件12和第二金属构件18的外表面14、15、16、20、22、24，以在第一金属构件12和第二金属构件18之间产生包围期望的接合部的密封的腔32。一旦第一金属构件12和第二金属构件18的外表面14、15、16、20、22、24对准，该方法就可以包括例如通过热等静压使第一金属构件12和第二金属构件18经受热和压力条件，使得来自第一金属构件12的部分34流动到密封的凹部26中，以便接合第一金属构件12和第二金属构件18，以形成期望的固结部件10。然后，固结部件10可以被加工并精整以便用于涡轮发动机中。