[发明专利]一种制造包含两种不同超合金的部件的方法

说明书

本发明提出一种制造超合金部件(10)的方法，该部件包括第一部分(12)和第二部分(14)，第一部分(12)包括大部分重量的第一超合金(A)，第二部分(14)包括大部分重量的不同于第一超合金的第二超合金(B)，第二部分从第一部分延伸，该方法包括通过直接金属沉积方法(DMD)将第二部分沉积在第一部分的表面(18)上，沉积第二部分包括至少在所述表面上沉积第一层(16a)，然后在第一层上沉积第二层(16b)，第一层包含第一和第二超合金(A、B)，第一层呈现第一超合金的重量含量严格大于第二层中第一超合金的重量含量，并严格小于第一部分第一超合金的重量含量，第二层呈现第二超合金的重量含量严格大于第一层中第二超合金的重量含量。

背景技术

本发明涉及制造超合金部件方法的一般领域。本发明更具体地但非排他性地应用于制造超合金涡轮机壳体，例如，包括用于环形扇形部分或密封部分的附接部分，该附接部分朝向所述壳体的内部径向延伸。

航空涡轮发动机通常包括所谓的“热”部分，其位于燃烧室的下游(其中“上游”和“下游”相对于通过涡轮发动机的气流的流动方向来确定)，其中热部分包括高压涡轮机和低压涡轮机。在已知的方式中，高压涡轮机包括高压转子轴，其驱动位于上游的高压压缩机的旋转，并且低压涡轮机包括驱动风扇和低压压缩机旋转的低压转子轴。

涡轮机在相应的涡轮机壳体的外侧径向被限定。涡轮机壳体包括环形主要部分，该环形主要部分可以任选地扇形分区，并且它还可以包括形成密封部分的次要部分，或者用于环形扇形部分的附接部分，例如突出部、凸缘或钩，附接部分从壳体的内表面朝向热气流动通道的内部径向延伸。这些次要部分承受的温度高于位于通道周边的壳体的主要部分承受的温度。因此，次要部分需要由适于承受大的热机械应力的材料制成，所述大的热机械应力是所述材料应承受的。因此，在机械强度和承受高温的能力方面的要求在壳体的主要部分和其次要部分之间是不同的。

在已知的方式中，超合金，例如基于镍的超合金，用于制造涡轮机的部件。为了将上述壳体制造为单件，通常需要用相同的材料形成环形主要部分和次要部分，并且由于必须使用最高性能的超合金材料来制造整个部件，因此可以发现它是昂贵的。具体地说，能够承受通道内温度的那些高性能超合金通常比足以形成壳体的环形部分的超合金更昂贵并且在制造期间更难以加工。而且，通常难以使用铸造来加工那些能够承受通道内环境条件的高性能超合金。

因此，需要一种廉价且易于执行的制造方法，并且可以获得包括由不同超合金制成的多个部分的部件。

目的及发明内容

因此，本发明的主要目的是通过提出一种制造超合金部件的方法来减少这些缺点，该部件包括第一部分和第二部分，第一部分包括大部分重量的第一超合金，第二部分包括大部分重量的不同于第一超合金的第二超合金，第二部分从第一部分延伸，该方法包括通过直接金属沉积方法(DMD)将第二部分沉积在第一部分的表面上，沉积第二部分包括至少在所述表面上沉积第一层，然后在第一层上沉积第二层，第一层包含第一和第二超合金，第一层呈现第一超合金的重量含量严格大于第二层中第一超合金的重量含量，并严格小于第一部分第一超合金的重量含量，第二层呈现第二超合金的重量含量严格大于第一层中第二超合金的重量含量。

换句话说，第二部分包括第一和第二超合金，并且可以在第一超合金和第二超合金之间呈现组分梯度，使得离开沉积有第二部分的第一部分的表面上后第一超合金的重量含量减少，第二超合金的重量含量增加。术语“直接金属沉积”(DMD)用于表示增材制造方法，其中具有高能束(例如电子束或激光束)沉积头，与金属线或金属粉末聚焦流相遇，以熔化金属并沉积以这种方式熔化的金属滴，从而在表面上形成熔融金属浴。

浴的冷却使得能够逐渐形成层。沉积头可以移动，以便逐层构建将要制造的部件的部分。DMD方法也称为“直接能量沉积”法(DED)。

术语“大部分重量”用于表示重量含量为至少50％。在一种实施方式中，第一部分包含至少75％重量的第一超合金或实际上至少90％重量的第一超合金。在一种实施方式中，第二部分包含至少75％重量的第二超合金或实际上至少90％重量的第二超合金。