[发明专利]用于生产耐磨的涡轮机密封件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于涡轮机的耐磨密封件的生产。本发明也涉及制造具有耐磨密封件的涡轮机，尤其是飞机涡轮喷射发动机或航空器涡轮螺旋桨发动机的方法。

背景技术

已知实践使用耐磨材料(也称为耐用材料)在涡轮机形成动态密封，特别是在飞机涡轮喷射发动机压缩机中形成动态密封。这样的材料形成外壳体的内表面，该材料铺衬外壳体的内表面，并且在接触转子叶片末端的情况下分解。该耐磨材料被设计成限制叶片末端的磨损，无论它们的旋转速度如何，旋转速度可能超过8000rpm。此外，转子叶片末端相对于它的密封件的相对速度接近声速。

因而，可能设计压缩机，同时减小转子叶片末端与壳体的内表面之间的机械间隙。优化也可考虑膨胀、离心力和某些随机操作变量，诸如摄入(ingestion)和蛇形运动(hunting)现象。形成壳体涂层的耐磨材料通常包括铝、二氧化硅、聚酯。用于形成密封件的方法能够优化密封件表现和执行的方式。对于与擦拭器协作的内叶冠的应用也在可能的范围以内。

应注意，术语“耐磨”通常用于指耐用材料，其能够在相对于这一材料能移动的表面上产生一定程度的密封。这一材料可以具有多种成分、结构和形式。例如，设置有该材料的层的轴式涡轮机压缩机的外叶冠能够在所述压缩机的转子叶片的末端形成旋转密封。这使得能够维持整个组件的完整性，并且，尽管涡轮机中固有即使很小的变形，特别是由于离心力而导致叶片或其支撑件延长的变形，也能够维持组件的完整性。通过尽可能地减小移动的叶片和流体流的壳体之间的间隙，涡轮喷射发动机的效能和效率因而被增大。

文件FR 2 993 577 A1公开了一种用于制造耐腐蚀的耐磨涂料的方法。该涂料形成结合到涡轮机的结构的磨损部件。该涂料包括聚酯基的基体和铝合金填料。通过热模具将该涂料制造成板材。然而，问题在于该板材的强度仍旧是受限的。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于解决现有技术所呈现的问题中的至少一个问题。更具体地，本发明的目的在于提高涡轮机耐磨密封件的品质。本发明的另一目的在增大耐磨密封件的强度。

技术解决方案

本发明的一个主题是一种用于在模具中生产耐磨密封件、尤其是用于涡轮机的耐磨密封件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:(a)预热所述模具；(b)然后用混合物、尤其是粉末混合物填充所述模具；(d)压实所述模具中的所述混合物，以便使所述模具中的所述混合物固结。

根据本发明的一个有利实施例，在步骤(a)预热中，旨在接收混合物的模具的腔室的内表面以铝箔覆盖。

根据本发明的一个有利实施例，预热模具的步骤(a)包括将模具加热到至少300℃、或至少400℃、或至少500℃。

根据本发明的一个有利实施例，预热模具的步骤(a)包括将模具加热持续至少2小时、或至少3小时。

根据本发明的一个有利实施例，在填充步骤(b)中，所述混合物包括填料和基体，所述基体的质量在所述混合物的质量的5％和50％之间。

根据本发明的一个有利实施例，填料包括20质量％至45质量％之间的镍。

根据本发明的一个有利实施例，填料包括5质量％至20质量％之间的硅。

根据本发明的一个有利实施例，填料包括55质量％至80质量％之间的铝。

根据本发明的一个有利实施例，所述基体包括六方氮化硼、或氟化钙、或聚合物，其诸如聚酯。

根据本发明的一个有利实施例，所述方法进一步包括使模具中的混合物脱气的步骤(c)，所述步骤在步骤(d)压实之前执行。

根据本发明的一个有利实施例，步骤(c)脱气包括施加压缩力到所述模具中的所述混合物、然后释放所述压缩力的至少一个循环，步骤(c)脱气可以包括至少三个循环。

根据本发明的一个有利实施例，在至少一个或每个循环期间，所述压缩力被维持在1秒至5分钟之间、或5秒至1分钟之间、或10秒至30秒之间。

根据本发明的一个有利实施例，压实步骤(d)在室温下执行。

根据本发明的一个有利实施例，压实步骤(d)在预热步骤(a)之后最多15分钟内、或最多5分钟内、或最多1分钟内执行。

根据本发明的一个有利实施例，在压实步骤(d)期间，对混合物施加10MPa至20MPa、或至少15MPa的压力。

根据本发明的一个有利实施例，在步骤(d)压实期间，压缩力被施加到混合物持续30分钟至90分钟，可以持续60分钟。