Brevet FR3047255A1 — publié le 20170804

Outillage pour la mise en oeuvre d'un procédé de dépôt d'un revêtement métallique en phase vapeur sur des pièces de turbomachine La présente invention concerne un outillage pour la mise en oeuvre d'un procédé de dépôt d'un revêtement métallique en phase vapeur sur des pièces de turbomachine, telles par exemple que des aubes. Une turbomachine utilisée pour la propulsion dans le domaine aéronautique est soumise à des contraintes thermiques très importantes. Les matériaux utilisés sont ainsi sélectionnés pour résister à ces conditions de fonctionnement et les parois des pièces balayées par les gaz chauds, telles par exemple que les distributeurs ou les aubes mobiles de turbine, sont généralement pourvues de moyens internes de refroidissement. Par ailleurs, en raison de leur constitution métallique en superalliage à base de nickel ou de cobalt, il est également nécessaire de protéger ces pièces de l'érosion et de la corrosion provoquées par les gaz chauds du moteur. Un moyen connu pour assurer la protection de ces pièces est de déposer un revêtement métallique, de préférence à base d'aluminium, sur les surfaces susceptibles d'être détériorées par les gaz. L'aluminium se 20 fixe au substrat par inter-diffusion métallique et forme une couche protectrice d'oxyde en surface. L'épaisseur du revêtement est par exemple de l'ordre de quelques dizaines de microns. Pour réaliser une telle couche protectrice, il est connu de réaliser un dépôt de l'aluminium en phase vapeur, procédé également 25 désigné aluminisation par dépôt en phase vapeur. Ce procédé est notamment décrit dans le brevet FR 2 992 977, au nom de la Demanderesse. Pour réaliser un tel procédé, on utilise un outillage comportant plusieurs paniers empilés les uns sur les autres, chaque panier comportant 30 une paroi latérale et une paroi de fond délimitant une enceinte. Des aubes 3047255 2 sont engagées dans des orifices d'un support, ledit support étant monté dans le panier de façon à ce que les aubes soient logées dans l'enceinte. Les pieds des aubes sont protégés individuellement à l'aide de masques. Les masques sont engagés manuellement un par un sur les 5 pieds d'aubes, ce qui est relativement long et fastidieux. L'enceinte contenant les aubes est ensuite chauffée et balayée par un gaz, comme cela est connu en soi. L'invention a notamment pour but de proposer un outillage permettant de faciliter l'aluminisation des aubes. 10 A cet effet, l'invention propose un outillage pour le dépôt d'un revêtement métallique en phase vapeur sur des pièces de turbomachine, telles par exemple que des aubes, comportant au moins un panier délimitant une enceinte, au moins un support apte à être monté sur ou dans le panier, caractérisé en ce que ledit support comporte au moins un 15 évidement, au moins un organe de maintien étant engagé dans ledit évidement, ledit organe de maintien comportant au moins une rainure destinée au montage d'extrémités d'au moins deux pièces sur l'organe de maintien de façon à ce que les pièces s'étendent dans l'enceinte du panier. De cette manière, plusieurs aubes peuvent être engagées dans une même rainure de l'organe de maintien, ce qui facilite le montage ou le retrait des aubes par rapport au support ainsi que la protection des pieds des aubes. Le ou chaque panier peut comporter une paroi de fond et une paroi latérale, par exemple une paroi latérale annulaire, la paroi de fond et la paroi latérale délimitant l'enceinte, le support étant monté de manière amovible dans le panier, l'organe de maintien étant monté de manière amovible sur le support, dans l'évidement correspondant. Dans ce cas, le support peut comporter des éléments d'entretoisement s'étendant depuis une paroi plane servant au montage d'au moins un organe de maintien, les éléments d'entretoisement prenant 3047255 3 appui sur la paroi de fond du panier et permettant d'écarter ladite paroi plane du support par rapport à la paroi de fond du panier. Les pales des aubes à traiter peuvent alors s'étendre dans l'enceinte entre la paroi plane du support et la paroi de fond du panier. La 5 longueur des éléments d'entretoisement est ainsi ajustée en conséquence. Le support peut présenter une forme circulaire, plusieurs évidements étant orientés radialement et décalés angulairement les uns par rapport aux autres, un organe de maintien étant monté dans chaque évidement. 10 Une telle disposition permet de charger un maximum d'aubes dans un même panier. Le support peut être formé de plusieurs secteurs angulaires distincts. La rainure peut présenter une portion ouverte en direction de 15 l'enceinte et des portées disposées de part et d'autre de la portion ouverte, lesdites portées étant destinées à l'appui des pieds d'aubes. Les formes des portées sont bien évidemment dépendantes de la forme des pieds d'aubes. La rainure peut s'étendre selon un axe et peut déboucher à ses 20 extrémités, des éléments d'obturation étant montés au niveau desdites extrémités. On évite ainsi le retrait accidentel des aubes après montage sur l'organe de maintien. L'organe de maintien peut comporter deux rainures parallèles 25 l'une par rapport à l'autre. On peut ainsi augmenter le nombre d'aubes montées sur chaque organe de maintien. L'organe de maintien peut s'étendre selon un axe et présenter deux rebords d'appui s'étendant axialement au niveau des bords latéraux 30 de l'organe de maintien, lesdits rebords prenant appui sur les bords latéraux de l'évidement correspondant. 3047255 4 L'organe de maintien peut ainsi être monté aisément sur le support, les rebords de l'organe de maintien reposant simplement sur les bords latéraux du support. L'organe de maintien peut comporter une poignée de 5 préhension, de façon à faciliter le montage du sous-ensemble formé par l'organe de maintien et les aubes sur le support. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux 10 dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue éclatée et en coupe d'un outillage comportant trois paniers et un couvercle empilés les uns sur les autres, - la figure 2 est une vue éclatée et en perspective de l'outillage de la figure 1, 15 - la figure 3 est une vue en perspective et avec écorché partiel, représentant une partie de l'outillage, - la figure 4 est une vue en perspective d'un organe de maintien sur lequel sont montées des aubes, - la figure 5 est une vue de côté d'un organe de maintien, 20 - la figure 6 est une vue en coupe et de détail illustrant le montage des pieds d'aubes dans les rainures d'un organe de montage, - les figures 7 et 8 sont des vues en perspective d'une partie de l'outillage. Les figures 1 et 2 montrent un exemple de réalisation d'un 25 outillage 1 conforme à l'invention. Cet outillage 1 comprend un ensemble de trois paniers 2a, 2b, 2c, (ci-après également désignés de façon générique par la référence 2), prêts à être empilées les uns sur les autres. Chaque panier 2 est de forme circulaire et comporte une paroi de fond 3 formée d'une plaque renforcée. La paroi de fond 3 comprend, ici, une 30 ouverture circulaire centrale 4 à partir de laquelle une colonne centrale de soutien 5 creuse s'étend suivant un axe longitudinal X. Dans la suite de la 3047255 5 description, les termes axial et radial s'entendent par rapport à l'axe longitudinal X. Chaque panier 2 comprend une paroi latérale 6 de même hauteur que la colonne 5. Cette paroi 6 est renforcée par des nervures 7 5 périphériques. Un tube 8 est disposé sur la paroi 6 et débouche dans l'enceinte 9 du panier 2, ce tube 8 servant à alimenter l'enceinte 9 en gaz neutre ou réducteur. Le bord supérieur de la paroi 6 est pourvu d'un rebord de centrage cylindrique 10. Un couvercle 11 vient fermer le panier supérieur 2a. Les paniers inférieur 2c et médian 2b sont fermés 10 respectivement par les parois de fond 3 du panier médian 2b et du panier supérieur 2a. Pour assembler l'outillage 1, on place le panier médian 2b sur le panier inférieur 2c, la paroi de fond 3 du panier médian 2b venant en appui sur l'extrémité supérieure du panier inférieur 2c, en particulier à 15 l'intérieur du bord cylindrique 10 correspondant, et sur la colonne 5 du panier inférieur 2c, située au centre et dont la forme tronconique supérieure 12 permet un contact avec le bord de l'ouverture centrale 4 du panier médian 2b qui repose dessus. On place le panier supérieur 2a sur le panier médian 2b de la même façon. Les efforts verticaux sont transmis le long 20 des parois latérales 6 et des colonnes centrales 5. Pour charger les paniers 2, on dispose de supports 13 adaptés aux pièces à traiter, en particulier aux aubes de turbomachine 14. Comme cela est mieux visible à la figure 3, chaque support 13 présente une forme circulaire et peut être formé de plusieurs secteurs 25 angulaires, par exemple six secteurs angulaires identiques. Le support 13 à un diamètre sensiblement égal au diamètre interne de la paroi latérale 6 du panier 2, de façon à pouvoir être engagé dans l'enceinte 9 ou le volume interne du panier 2. Le support 13 comporte une plaque ou paroi plane 15 à partir 30 de laquelle des tiges d'entretoisement 16 s'étendent axialement. Après montage du support 13 dans le panier correspondant 2, les extrémités 3047255 6 libres des tiges d'entretoisement 16 sont en appui sur la paroi de fond 3 du panier 2. La plaque 15 comporte une ouverture centrale 17 permettant le passage de la colonne 5. La plaque 15 comporte en outre des évidements radiaux 18 régulièrement répartis sur toute la circonférence, par exemple 5 vingt-six évidements 18. Chaque évidement radial 18 permet l'engagement d'un organe de maintien 19 allongé, visible aux figures 4 à 8 et comportant une ou plusieurs rainures longitudinales 20, par exemple deux rainures parallèles 20. L'organe de maintien 19 comporte une poignée de préhension 21A en 10 saillie depuis la face supérieure 21B. L'organe de maintien 19 comporte en outre deux rebords d'appui 22A s'étendant axialement au niveau des bords latéraux 22B de l'organe de maintien 19, lesdits rebords 22A étant aptes à prendre appui sur les bords latéraux de l'évidement 18 correspondant. Les rainures 20 débouchent à leurs extrémités et à l'opposé de 15 la poignée 21A. Chaque rainure 20 présente un plan de symétrie P (figure 6) de part et d'autre duquel sont situées des portées 23, ici des surfaces inclinées par rapport au plan de symétrie P, par exemple inclinées d'un angle de l'ordre de 45°C. Les organes de maintien 19 servent à maintenir des aubes de 20 turbomachine 14. En particulier, chaque aube 14 comporte notamment un pied d'aube 24 et une pale 25 séparées par une plate-forme 26. Le pied 24 de chaque aube 14 a par exemple une forme de bulbe et comporte, dans cette forme particulière de réalisation, deux surfaces ou portées 27 inclinées l'une par rapport à l'autre. Les aubes 14 sont engagées par leurs 25 pieds 24 dans les rainures 20 de l'organe de maintien 19, de façon à ce que les portées 27 de chaque pied 24 reposent sur les portées 23 de la rainure correspondante 20. Dans l'exemple représenté, chaque rainure 20 permet ainsi de supporter six aubes 14 montées de façon à former une file, l'organe de 30 maintien 19 correspondant pouvant donc supporter douze aubes 14. Une fois les pieds 24 des aubes 14 engagés dans les rainures 20, des éléments 3047255 7 d'obturation ou bouchons 28 (figure 5) sont montés au niveau des extrémités des rainures 20, de manière à maintenir les pieds 24 des aubes 14 dans les rainures 20. L'ensemble formé par chaque organe de maintien 19, par les 5 aubes 14 engagées dans les rainures 20 et par les organes d'obturation 28, peut être saisi par un opérateur à l'aide de la poignée de préhension 21A puis être amené dans l'évidement correspondant 18 du support 13 de façon à ce que les rebords d'appui 22A de l'organe de maintien 19 reposent sur la plaque 15, au niveau des bords latéraux de l'évidement 18. 10 Une fois installé dans l'enceinte 9 du panier 2, une rainure 20 présente une portion ouverte en direction de l'enceinte 9 du panier 2, à partir de laquelle s'étend une grande partie de l'aube 14. Les pales 25 des aubes 14 s'étendent alors entre la plaque 15 du support 13 et la paroi de fond 3 du panier correspondant 2, sans 15 toutefois toucher ladite paroi de fond. Il peut être procédé ainsi pour chaque évidement 18 et chaque organe de maintien correspondant 19, et pour chaque panier 2 de l'outillage 1. On procède ensuite à l'aluminisation des pales 25 et des 20 plates-formes 26 des aubes 14 selon le procédé connu puis on retire les organes de maintien 19 équipés des aubes 14 des supports 13, après démontage des organes d'obturation 28, les aubes 14 pouvant enfin être retirées des organes de maintien correspondants 19. Chaque organe de maintien 19 permet de maintenir en position 25 une pluralité d'aubes. Lors du procédé d'aluminisation, les pieds des aubes 14 sont agencés de manière à ce que le gaz porteur ne les atteigne pratiquement pas, le recouvrement admissible des pieds étant inférieur à quelques microns. On notera par ailleurs que les extrémités des plates-formes 26 30 des aubes 14 engagées dans une même rainure 20 peuvent entrer en 3047255 8 contact, sans affecter l'étape d'aluminisation des pales 25 et des plates-formes 26. Un tel outillage 1 permet de faciliter le chargement des aubes 14 en vue de leur aluminisation dans les paniers 2 ainsi que et le 5 déchargement desdites aubes 14. Le temps de chargement ou de déchargement des aubes 14 peut en particulier être réduit de 80 % par rapport à l'art antérieur. L'invention décrite précédemment s'applique avantageusement pour des aubes de turbomachine, en particulier des aubes pourvues de 10 pied en forme de bulbe. L'invention s'adapte sans difficulté à toute autre forme de pied d'aubes. L'invention s'adapte également sans difficulté à toute autre type de pièce que des aubes. REVENDICATIONS1. Outillage (1) pour la mise oeuvre d'un procédé de dépôt d'un revêtement métallique en phase vapeur sur des pièces (14) de 5 turbomachine, telles par exemple que des aubes, comportant au moins un panier (2) délimitant une enceinte (9), au moins un support (13) apte à être monté sur ou dans le panier (2), caractérisé en ce que ledit support (13) comporte au moins un évidement (18), au moins un organe de maintien (19) étant engagé dans ledit évidement (18), ledit organe de maintien (19) 10 comportant au moins une rainure (20) destinée au montage d'extrémités (24) d'au moins deux pièces (14) sur l'organe de maintien (19) de façon à ce que les pièces (14) s'étendent dans l'enceinte (9) du panier (2). 2. Outillage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou chaque panier (2) comporte une paroi de fond (3) et une paroi latérale 15 (6), par exemple une paroi latérale annulaire, la paroi de fond (3) et la paroi latérale (6) délimitant l'enceinte (9), le support (13) étant monté de manière amovible dans le panier (2), l'organe de maintien (19) étant monté de manière amovible sur le support (13), dans l'évidement correspondant (18). 3. Outillage (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le 20 support (13) comporte des éléments d'entretoisement (16) s'étendant depuis une paroi plane (15) servant au montage d'au moins un organe de maintien (19), les éléments d'entretoisement (16) prenant appui sur la paroi de fond (3) du panier (2) et permettant d'écarter ladite paroi plane (15) du support (13) par rapport à la paroi de fond (3) du panier (2). 25 4. Outillage (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support (13) présente une forme circulaire, plusieurs évidements (18) étant orientés radialement et décalés angulairement les uns par rapport aux autres, un organe de maintien (19) étant destiné à être monté dans chaque évidement (18). 30 5. Outillage (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le support (13) est formé de plusieurs secteurs angulaires distincts. 3047255 10 6. Outillage (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe de maintien (19) comporte la rainure (20) présentant une portion ouverte en direction de l'enceinte et des portées (23) disposées de part et d'autre de la portion ouverte, lesdites portées (23) étant destinées à l'appui des extrémités des pièces (24). 7. Outillage (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la rainure (20) s'étend selon un axe et débouche à ses extrémités, des éléments d'obturation (28) étant montés au niveau desdites extrémités. 8. Outillage (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en en ce que l'organe de maintien (19) comporte deux rainures (20) parallèles l'une par rapport à l'autre. 9. Outillage (1) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'organe de maintien (19) s'étend selon un axe et présente deux rebords d'appui (22A) s'étendant axialement au niveau des bords latéraux (22B) de l'organe de maintien (19), lesdits rebords (22A) prenant appui sur les bords latéraux de l'évidement correspondant (18). 10. Outillage (1) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'organe de maintien (19) comporte une poignée de préhension (21A).