Brevet FR3120911A1 — publié le 20220923

Aube mobile comprenant un pied d’aube résistant au frottement et roue mobile comprenant une telle aube d’une turbine axiale de turbomachine Un aspect de l’invention concerne un pied d’aube 50 comprenant d’une part une base 51 dans un premier matériau, comprenant deux flancs 51a et d’autre part au moins une couche de renfort 56a dans un matériau différent du premier matériau, la couche de renfort 56a formant une surface de portée sur au moins un flanc 51a destinée à venir en appui contre une surface de portée d’une alvéole du disque et en ce que le matériau de la couche de renfort 56a est un matériau anti-usure résistant aux frottements ayant une dureté et une résistance au matage plus grande que celle du premier matériau. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 4 Aube comprenant un membre d’attache résistant au frottement et roue mobile comprenant une telle aube d’une turbine axiale de turbomachine DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui des aubes de turbomachine, terrestre ou aéronautique, et plus particulièrement aux turboréacteurs d'avion La présente invention concerne les membres d’attaches d’aubes dans un logement d’un élément de turbomachine tel qu’un pied d’aube dans une alvéole. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Classiquement, une turbine axiale de turbomachine se compose d’une succession d’étages axiaux (selon l’axe de circulation des flux de gaz) disposés les uns derrière les autres. Chaque étage comporte une roue mobile à aubes formant le rotor et un distributeur aubagé formant le stator. La roue mobile est mise en rotation en vis-à-vis du distributeur correspondant. La roue mobile est classiquement constituée d’un disque annulaire centré sur l’axe de rotation de la roue, comprenant des alvéoles et une pluralité d’aubes mobiles comprenant chacune un membre d’attache appelé dans la suite un pied d’aube dans un logement en forme d’alvéole dédiée. Dans les zones de contact entre le pied des aubes mobiles et l'alvéole logeant ce pied des disques, ils s'exercent plusieurs types de contraintes. On rencontre notamment le «fretting », c'est-à-dire l'usure de contact, qui est la conséquence du frottement répétitif d'une pièce sur une autre, les forces de friction résultantes pouvant engendrer un endommagement de la matière par différents processus de fatigue. Ce phénomène est particulièrement sensible dans le cas du contact entre deux pièces par exemple métalliques ou en CMC. Ces zones sont donc soumises à une importante tendance à l'endommagement du matériau, ainsi qu'à une usure des portées du pied d'aube qui sont les zones en contact avec la paroi de l'alvéole, voire une déformation de ces zones de contact. De plus, le niveau des contraintes locales est très élevé du fait du coefficient de frottement à l'interface entre les parois en contact du pied de l'aube et de l'alvéole, formée d'un contact métal/métal. Dans la suite, cette interface est appelée la portée du pied de l'aube et la portée de l'alvéole. Pour résoudre ces problèmes, on recherche notamment à renforcer la résistance à l'usure des surfaces en contact et à diminuer le coefficient de frottement. Pour ce faire, généralement on utilise une pièce de protection qui peut être un consommable, formée d'un ou de plusieurs clinquants métalliques chaussant le pied de l'aube. Avec ce type de solution, on parvient à diminuer le coefficient de frottement et l’on peut changer le clinquant à la place d’une aube entière. Par exemple, le document EP2042689A1 propose de recourir à un montage avec un clinquant métallique entre un pied d’aube et un disque. Un exemple connu de clinquant 10 du type précité est représenté sur la . Le clinquant 10 comprend deux branches 14 destinées à couvrir les portées du pied d'aube; une base 12 s’étendant axialement entre une première extrémité 12a et une deuxième extrémité, reliant ces branches 14 entre elles pour envelopper le pied d'aube. A chacune de ses extrémités, le clinquant comprend au moins un élément de maintien apte à venir en contact avec le pied d'aube pour retenir le clinquant par rapport au pied d'aube. Il comprend également à l’extrémité 12a, une languette de maintien 16. La languette de maintien 16 s'étend à partir du bord 12a de la base 12 et est rabattue entre les branches 14. Le clinquant 10 de l’art antérieur comprend une deuxième languette de maintien 16, la deuxième étant située à la deuxième extrémité et étant rabattue après le montage du pied d’aube dans l’alvéole. Les branches 14 sont ondulées et ont la forme d’un bulbe d’un pied d‘aube telles que leurs extrémités longitudinale 141 s’étendant axialement se situent dans l’alvéole du disque. Les branches 14 sont comprimées entre des portées des pieds d’aubes et des portées de l’alvéole, sous l'effet des efforts centrifuges lors de la rotation de l'ensemble 20. La représente une coupe d’une aube 2 comprenant un pied d’aube 20 dans une alvéole 30 d’une dent 31 d’un disque 3 et un clinquant 10 monté entre le pied d’aube 20 et l’alvéole 30. Chaque dent 31 du disque 3 est formée entre deux alvéoles 30 recevant un pied d’aube 20. L’alvéoles 30 comprend donc de part et d’autre un portant 32 et un fond 302. Le pied d’aube 20 comprend une partie externe 200 non entourée par le clinquant 10 et une partie interne 201 entourée par le clinquant 10. La base 12 du clinquant 10 comprend un fond 100 faisant face au fond 302 de l’alvéole 30. Un espace E est formé dans cet exemple entre le fond 302 et le fond 100 mais il peut recevoir une cale. Il a été constaté dans certaine situation de possibles désengagements axiaux du clinquant 10 lors de l’ailettage de la roue mobile ou en fonctionnement moteur à la suite d’une rupture ou un déplie d’une des languettes de maintien 16 d’un tel clinquant 10 . La montre une représentation d’un désengagement axial d’un clinquant 10 par rapport à une aube 2 (sans l’alvéole du disque). Ce désengagement axial entraîne donc au moins une portion 23 du pied d’aube 20 sans protection et donc une usure prématurée du pied d’aube 20 à la place du clinquant 10 produite par du «fretting ». Il est connu aussi dans le document EP1764480A1 un clinquant dont la languette est formée par deux pattes s’étendant des extrémités des branches, reliées ensemble par une pièce de liaison par soudage ou rivetage ou emboitement. Une telle languette entraîne un surcoût de production et en outre même si la pièce de liaison permet d’augmenter la résistance de la languette, elle n’empêche pas la rupture d’une des pattes de la languette au niveau de l’extrémité d’une des deux branches. Il est connu aussi des clinquants notamment dans le document EP EP2042689A1 déposée par la demanderesse, comprenant une languette repliée vers le rotor plutôt que vers l’aube, cependant la languette est toujours susceptible de se déplier ou de se déchirer et entraîner l’usure d’au moins une portion de l’aube. En outre dans ce document, il existe une cale entre le clinquant et le fond de l'alvéole du disque. Le clinquant comprend donc sa base entre la cale et une surface du pied d’aube. Un verrou est monté retenu entre un rebord amont de la cale et le pied d'aube, de sorte que la languette de maintien est retenue entre le verrou et le pied d'aube, ce qui permet d'empêcher le déplacement axial du clinquant par rapport au pied d'aube. Cependant, cette solution est difficile à mettre en place et n’est pas toujours possible pour des raisons d’encombrement et de résistance mécanique de l’aube ou du disque. En outre, la liaison entre un membre d’attache d’aube fixe d’un distributeur aubagé formant le stator, assemblée sur un flasque du stator peut entraîner une usure de ces pièces du fait de très légers mouvements l’un par rapport à l’autre (membre d’attache appelé aussi jambe et le flasque comprenant le logement, appelé aussi pince, logeant le membre d’attache,). Les mouvements sont engendrés par un jeu entre ces deux pièces pour des raisons de dilatations thermiques et des vibrations de la turbomachine, entraînant des frottements entre ce membre d’attache et le flasque impliquant des maintenances ou des changements de pièces couteuses. Il existe donc un besoin de réduire ou supprimé le « fretting », c'est-à-dire l'usure de contact du pied d’aubes qui est la conséquence du frottement répétitif entre les portées du pied d’aube et les portées de l’alvéole du disque sans augmenter l’encombrement notamment axial de l’ensemble comprenant le disque et une aube mobile. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. montre schématiquement une vue en perspective d’un clinquant de l’art antérieur. montre schématiquement une coupe d’un pied d’aube dans une alvéole avec un clinquant selon l’art antérieur. montre une représentation schématique d’un désengagement axial d’un clinquant de l’art antérieur par rapport à une aube. montre schématiquement une vue en perspective d’une portion interne d’une aube selon un mode de réalisation de l’invention représentant le pied d’aube. montre schématiquement une section d’une portion d’une roue mobile représentant le pied d’aube de l’aube selon le mode de réalisation dans une alvéole d’un disque. montre schématiquement un logigramme d’un procédé de dépôt d’une couche de renfort pour former le pied d’aube de l’aube selon le mode de réalisation. Aube (5) comprenant une pâle et un membre d’attache de l’aube destiné à être monté dans un logement d’un élément de turbomachine, le membre d’attache comprenant une base (51) dans un premier matériau, la base (51) comprenant au moins un flanc (51a, 51b) destiné à former une portée contre une surface du logement, caractérisé en ce que le membre d’attache (50) comprend au moins une couche de renfort (56a, 56b) dans un matériau différent du premier matériau, la couche de renfort (56a, 56b) formant une surface de portée sur au moins un flanc (51a, 51b), destinée à venir en appui contre une surface de portée du logement et en ce que le matériau de la couche de renfort (56a, 56b) est un matériau anti-usure résistant aux frottements ayant une dureté et une résistance au matage plus grande que celle du premier matériau. Aube (5) selon la revendication 1, dans laquelle le matériau de la couche de renfort (56a, 56b) est un alliage dont le métal d’apport base est du Cobalt. Aube (5) selon la revendication précédente, dans laquelle la matière de la couche de renfort (56a, 56b) comprend au moins 10% de chrome, notamment un alliage Stellite® du type ayant la classification en KC28WN ou KD28CS. Aube selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le membre d’attache est un pied d’aube (50) d’une aube mobile, destiné à être monté dans une alvéole (60) formant le logement d’un disque (6) formant l’élément de turbomachine. Aube selon l’une des revendications 1 à 3, le membre d’attache de l’aube est une jambe d’une aube fixe, destinée à être montée dans un flasque formant le logement, d’un stator formant l’élément de turbomachine. Roue mobile (8) d’une turbomachine comprenant au moins une aube (5) selon l’une des revendications 1 à 4 et un disque (6) comprenant au moins une alvéole (60), dans laquelle le pied d’aube (50) est monté dans l’alvéole (60) et en ce que la couche de renfort (56a, 56b) est en contact avec la surface de portée de l’alvéole (60) en fonctionnement. Procédé de dépôt d’une couche de renfort (56a, 56b) en matériau anti-usure formant une portée d’un membre d’attache (50) pour former l’aube (5) selon l’une des revendication 1 à 5 comprenant: une étape d’identification (E1) d’une zone de surface de portée sur un flanc (51a, 51b) de la base (51) du membre d’attache (50), une étape de soudure (E2) du matériau anti-usure sur la zone de surface de portée identifiée pour former une couche de renfort brute, une étape de rectification finale (E3) de la couche de renfort brute sur le membre d’attache (50) pour former une couche de renfort (56a, 56b) formant la portée du membre d’attache (50). Procédé de fabrication de dépôt selon la revendication précédente, dans lequel le procédé comprend en outre : une première étape de rectification (E10) grossière en forme de bulbe avant l’étape de soudure (E2) et en ce que l’étape de rectification (E3) après l’étape de soudure (E2) est une étape de rectification de finition de la couche de renfort brute du membre d’attache, dans lequel l’étape de rectification finale (E3) comprend une sous étape d’ajustement (E30) pour ajuster par rayonnage ou cassage des angles du membre d’attache. Procédé de fabrication de dépôt selon la revendication 7 ou 8, dans lequel l’étape de rectification (E3) de la couche de renfort brute (56a, 56b) du membre d’attache est réalisée par meulage. Procédé de fabrication de dépôt selon l’une des revendications 7-9, dans lequel l’étape de soudure (E2) est réalisée par TIG.