Brevet FR2004807A1 — publié le 19691205

i 2004807 La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une aube (ou d'ébauché d'une aube) de profil aérodynamique, telle que, par exemple, l'aube mobile d'un rotor de turbine haute pression d'un moteur à turbine à gaz. L'invention a pour objet un procédé satisfaisant et peu coûteux, pour munir une telle aube ou ébauché d'aube d'un ou de plusieurs passages d'air réfrigérant. La présente invention réalise un procédé de fabrication d'une aube ou ébanché d'aube de profil aérodynamique, consistant à former plusieurs parties d'une aube, dont l'assemblage constituera l'aube complète, en conformant les faces de leurs parties adjacentes de façon à y ménager au moins un passage pour le fluide réfrigérant, à les assembler en intercalant entre chaque paire adjacente une feuille de matériau de soudure, percée d'au moins une fente alignée sur ledit passage de fluide réfrigérant et conformée selon ce passage, le matériau de ladite feuille pouvant former une soudure par diffusion avec le matériau des parties de l'aube, et à traiter thermiquement l'ensemble de façon à souder ensemble par diffusion lesdites parties de l'aube. De préférence, la pesanteur sera la seule force employée pour appliquer l'une contre l'autre les parties de l'aube, pendant le traitement thermique. Le, ou chaque passage de fluide réfrigérant sera réalisé, de préférence, en creusant par étincelage ou électro-érosion, une rainure dans au moins une des faces des parties adjacentes de l'aube. Les faces des parties adjacentes de l'aube seront conformées, de préférence de façon à empêcher leur déplacement angulaire relatif. Ladite fente, ou chacune desdites fentes, pourra être réalisée lorsque la feuille de soudure aura été placée sur l'une des parties de l'aube. Le matériau de soudure sera, de préférence, un mélange d'alliage et de résine synthétique, cette dernière pouvant se vaporiser, et par conséquent s'éliminer, pendant le traitement thermique, Ledit assemblage sera, de préférence, chauffé sous vide, jusqu'à fusion de la soudure, puis subira un traitement thermique déterminé. Avant le traitement thermique, le, ou chaque, passage de fluide réfrigérant pourra être enduit d'un produit empêchant l'adhérence de la soudure. L'invention concerne aussi une aube, (ou ébauché d'aube) de forme aérodynamique, réalisée par le procédé décrit ci-dessus. L'invention va maintenant être décrite, uniquement à titre d'exemple, en 69 06991 2 2004807 se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un ébanché d'aube réalisé en deux parties ; - la figure 2 est une vue schématique de dessus, de l'ébauché de la 5 figure 1, dans le sens de la flèche 2 de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue semblable à celle de la figure 2, mais montrant les deux parties de l'ébauché séparées ; et - la figure 4 est une vue schématique d'une desdites parties vue dans le sens de la flèche 4 de la figure 3. 10 La figure 1 représente un ébauché d'aube 10, à partir duquel on pourra réaliser une aube de forme aérodynamique 11, indiquée en pointillés sur la figure 2, telle qu'une aube mobile de turbine à haute pression, de moteur à turbine à gaz. L'ébauché d'aube 10 est constitué de deux parties 12 et 13, dont les deux 15 faces adjacentes 14 et 15, sont respectivement concave et convexe. Ainsi que le montre la figure 3, les deux faces 14 et 15 ne sont pas de forme exactement cylindrique, et ne peuvent donc pas se déplacer angulairement l'une par rapporta l'autre. C'est ainsi que la face 14 a une portion 16 exactement cylindrique, et de rayon de courburej^ mais elle se transforme graduelle.-20 ment, et se termine par une portion plane 17 qui lui est tangente. La portion 17. fait un angle ^ (par exemple 60°) avec la normale 18 au côté de l'ébauché d'aube 10. On comprendra que, si on le désire, les parties d'aube 12 et 13, pourront avoir une portion centrale cylindrique 16, et des portions planes tangentielles 25 17, de chaque côté de la première. La surface 15 est, bien entendu, conformée en conséquence. Ainsi que le montre la figure 4, la face 14 est pourvue de rainures 20, 21 et 22, pour l'air de refroidissement et des rainures semblables, alignées avec les premières, pourront être, si on le désire, ménagées sur la face 15. La face 14 et 30 I es rainures de refroidissement 20, 21 et 22, sont réalisées dans chaque partie respective d'aube, par un procédé d'usinage par étincelage, ou d'électro-érosion. L'électrode employée pour cet usinage par étincelage peut être produite, par exemple, par un procédé bien connu. La partie d'aube 13 peut être réalisée par tournage d'une barre (non repré-35 sentée), que l'on fendra avant d'effectuer éventuellement des passages pour l'air 69 06991 3 2004807 réfrigérant. La partie d'aube 12 peut être forgée avant l'usinage par étincelage précité, et la face 14 peut être soumise à un traitement de finition de surface, par exemple par meulage électrolytique, à l'aide d'une meule de graphite. Les parties d'aube 12 et 13, sont alors dégraissées et soudées en les 5 assemblant, pour former l'ébauché complet 10, avec interposition d'une feuille 23 de matériau de soudure, entre les races 14 et 15 des parties 12 et 13. Le matériau de soudure constituant la feuille 23 peut comprendre un mélange d'un alliage et d'une résine synthétique, qui peut se vaporiser et, par conséquent, s'éliminer, au cours du traitement thermique qui sera décrit plus 10 loin. En outre, le matériau de soudure est de nature à pouvoir donner naissance à une soudure par diffusion, avec la matière constituant les parties d'aube 12 et 13. Si, par exemple, les parties d'aube 12 et 13 sont faites d'un alliage à base de nickel, tel que ceux désignés par les marques déposées "Nimonic 105" ou "Nimonic 108", la soudure de la feuille 23 peut consister en 60% en poids, d'un 15 alliage vendu sous le nom de "N1CROBRAZE 4775", et en 40% en poids d'une résine acrylique. On peut, par exemple,réaliser la feuille 23 en mettant en forme des granules frittés du mélange d'alliage et de résine acrylique, puis en moulant la feuille 23 en pressant ces granules entre des plaques chauffées. La feuille 23 ainsi formée est fixée à la partie d'aube 13, par exemple au 20 moyen d'un ciment, vendu sous le nom de "TENSOL N°6" et des fentes (non représentées) sont découpées dans la feuille 23, après qu'elle a été fixée ainsi sur la partie d'aube 13 ; ces fentes ont la même forme que les rainures 20, 21 et 22, et sont alignées avec elles. La découpe des fentes peut se faire au moyen d'un petit forêt à turbine à air, en suivant le tracé des rainures 20, 21 et 22. 25 Les parties d'aubes 12 et 13, avec les feuilles 23 intercalées, sont alors placées dans un appareillage de montage (non représenté). Mais cet appareillage ne serf qu'à maintenir en place les parties d'aube 12 et 13 l'une par rapport à l'autre, et aucune pression active ni aggripage ne vient pousser les parties 12 et 13 l'une contre l'autre. C'est ainsi que, pendant le traitement thermique qui 30 sera décrit plus loin, et pendant lequel la partie 12 sera placée au-dessus de la partie 13, aucune autre force que la pesanteur n'entrera en [eu, pour les appliquer l'une à l'autre, et, par conséquent, la soudure risquera peut d'être exprimée . L'ensemble est alors placé dans un four maintenu à une température élevée, 35 jusqu'à fusion de la soudure. Le traitement thermique s'effectue sous vide, les t BAO ORIGINAL 69 06991 4 2004807 conditions de chauffage et de vide entraînant l'élimination du liant acrylique de Fa feuille 23, et finalement, la partie d'aube T2 se rapproche de la partie d'aube 13, sous l'influence de la pesanteur. Le cycle de soudage utilisé est celui du cycle de traitement thermique 5 normal du matériau constitutif des parties d'aube 12 et 13. C'est ainsi que si ces dernières sont faites de "Nimonic 105", l'assemblage de parties d'aube 12 et 13 et de la feuille 23, sera soumis à un traitement thermique de solution pendant 4 heures à 1150°C, puis à un second traitement de 16 heures à 1050°C, tandis que si les parties 12 et 13 de l'aube, sont faites de "Nimonic 118", le traitement 10 de solution sera d'une heure et demie à 1190°C puis on laissera l'assemblage se refroidir de 1190°C à 1000°C, et il sera ensuite refroidi rapidement à la température ambiante. Avant ledit traitement thermique, chacune des rainures 20, 21 et 22, peut être enduite d'un produit empêchant l'adhérence de la soudure. Ce sera, 15 par exemple, une fine pellicule du produit vendu sous le nom de "N1CROBRAZE GREEN Stop-off paint", qui est essentiellement une suspension d'oxyde chromi-que dans un support organique. Pendant le soudage, ce produit se calcine, et donne naissance à une poussière noire que l'alliage de soudure ne traverse pas. A la fin du traitement thermique, l'assemblage des parties 12 et 13 de 20 l'aube, sera soudé par diffusion. On aura ainsi réalisé un ébauché de l'aube en deux parties, dont le joint, à la température de travail de l'aube, est aussi fort que celui du métal de base, de sorte qu'il risque peu de fondre à une température relativement basse. L'aube 1 1 pourra ensuite être faîte à partir de cet ébauché, par n'importe que! procédé approprié. 25 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de la description qui précède, maïs elle en comprend, au contraire, toutes les variantes à la portée d'un homme de métier. BAD ORiGiMÂL 69 06991 5 2004807 Revendications 1 . Procédé de fabrication d'une aube ou d'un ébauché d'aube, de profil aérodynamique, consistant à former plusieurs parties d'aube ou d'ébauché d'aube, dont l'assemblage constituera l'aube ou l'ébauché d'aube complet, en conformant les faces de leurs parties adjacentes de façon à y ménager au moins un passage 5 pour un fluide réfrigérant, caractérisé en ce que l'on assemble lesdîtes parties en intercalant entre chaque paire adjacente de ces parties, une feuille de matériau de soudure percée d'au moins une fente alignée sur, et conformée, selon le passage correspondant de fluide réfrigérant, le matériau de ladite feuille pouvant former une soudure par diffusion avec le matériau des parties de l'aube, et à TO traiter thermiquement l'ensemble de façon à souder ensemble par diffusion lesdites parties d'aube. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que fa pesanteur est la seule force employée pour appliquer l'une contre l'autre les parties de l'aube, pendant le traitement thermique. 15 3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le, ou chaque, passage de fluide réfrigérant est réalisé en creusan^>ar étincelage ou électro-érosion une rainure dans au moins une des faces des parties de l'aube adjacentes. 4. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce 20 que les faces des parties de l'aube adjacentes, sont conformées de façon à empêcher leur déplacement angulaire relatif. 5. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite fente, ou chacune desdites fentes, est percée quand la feuille de soudure est placée sur l'une des parties de l'aube. 25 6. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau de soudure est un mélange d'alliage et de résine synthétique, laquelle peut se vaporiser et, par conséquent, s'éliminer pendant le traitement thermique. 7. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce 30 que ledit assemblage est chauffé sous vide, jusqu'à fusion de la soudure, puis subit un traitement thermique de solution prédéterminé. 8. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, avant le traitement thermique, le, ou chaque passage de fluide réfrigérant 69 06991 6 2004807 est enduit d'un produit empêchant l'adhérence de la soudure, 9. Aube de profil aérodynamique, ou ébauché d'une telle aube, caractérisé en ce qu'il (ou elle) a été réalisé par le procédé revendiqué dans une des revendications précédentes.