[发明专利]叶轮制造方法

说明书

本发明提供了一种叶轮制造方法，包括：分别制备叶轮和轮盖；分别将叶轮和轮盖安置在扩散焊设备的真空中；在扩散焊设备的真空中进行加热；以及使用夹具将叶轮与轮盖之间的接触面紧压，接触面产生塑性变形并通过原子相互扩散的共晶反应，将叶轮与轮盖焊接在一起。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别涉及一种叶轮制造方法。

背景技术

现有的100kW制冷量以下的离心制冷压缩机以及额定功率20kW以下的离心空气压缩机主要采用开式叶轮，该功率段的离心压缩机叶轮通常较小，其相对的叶尖间隙较大，甚至可达到15％，会导致强烈的叶尖泄漏流，导致其效率明显降低，喘振裕度显著减小。

为了避免上述缺陷，可以采用闭式叶轮，使得回流损失代替叶尖泄漏损失，可明显提升效率与喘振裕度。闭式叶轮现有的加工方式主要为石膏模压铸，但该方式的叶轮轮径过小、出口宽度过小，导致铸造的精度、表面光洁度及成品率显著下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叶轮制造方法，以解决现有的叶轮制造方法制出的叶轮存在品质较差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种叶轮制造方法，包括：

提供叶轮和轮盖；

将叶轮和轮盖布置在扩散焊设备的真空中；

在扩散焊设备的真空中对叶轮和轮盖进行加热；以及

使用夹具将叶轮与轮盖之间的接触面紧压，使得接触面产生塑性变形并通过原子相互扩散的共晶反应将叶轮与轮盖焊接在一起。

可选的，在所述的叶轮制造方法中，所述分别制备叶轮和轮盖包括：

使用数控铣床设备分别雕刻出叶轮和轮盖。

可选的，在所述的叶轮制造方法中，还包括：

将叶轮和轮盖在真空箱中进行除氧化层处理；

将中间层覆盖在叶轮和/或轮盖的接触面上；

在叶轮和轮盖的表面涂抹膏状层，所述膏状层的沸点低于200摄氏度；

将叶轮和轮盖转移至扩散焊设备中；以及

使用石墨夹具对叶轮和轮盖进行定位。

可选的，在所述的叶轮制造方法中，还包括：将夹持着叶轮和轮盖的石墨夹具放至真空炉中加热至标准熔点的0.7-0.8倍，使得膏状层蒸发；

其中标准熔点为叶轮的熔点、轮盖的熔点和中间层熔点的最低值。

可选的，在所述的叶轮制造方法中，还包括：

在第一阶段内，石墨夹具缓慢增加压力，以将叶轮与轮盖之间的接触面压紧；

在第二阶段内，保持石墨夹具的压力不变，以保持叶轮与轮盖之间的接触面的压力；以及

在第三阶段内，石墨夹具缓慢减小压力；

其中第一阶段的时间为2-10分钟，第二阶段的时间为10-30分钟，第三阶段的时间为20-60分钟。

可选的，在所述的叶轮制造方法中，还包括：

根据材料原子扩散系数、加工尺寸和设备材料热容阈值、设备内腔压强阈值设置扩散系数小于第一阈值；

根据扩散系数设置真空炉的加热温度；

由于扩散系数为：因此真空炉的加热温度为标准熔点的0.7-0.8倍；

其中D₀为材料原子扩散系数，Q为设备材料扩散激活能；k为玻尔兹曼系数，s为真空炉的加热温度；