[发明专利]静子组件、制造方法以及包括该静子组件的叶轮机械

说明书

本发明涉及一种静子组件、制造方法以及包括该静子组件的叶轮机械。其中，所述静子组件的制造方法包括步骤A.采用铝基复合材料的内环、机匣以及静子叶片，所述静子叶片在其径向两端分别被焊接于所述内环、机匣，得到第一静子组件，该第一静子组件在径向由内至外分别依次设置所述内环、所述静子叶片、所述机匣；步骤B.将所述步骤A得到的所述第一静子组件进行固溶时效热处理，在该固溶时效热处理过程所述第一静子组件的热变形被限制，得到第二静子组件。

技术领域

本发明涉及制造领域，尤其涉及一种静子组件、制造方法以及包括该静子组件的叶轮机械。

背景技术

叶轮机械，例如燃气涡轮发动机的增压级，包括转子以及静子组件，增压级的静子叶片及其内环的工作温度在150℃以下。现有技术中，增压级静子组件一般采用17-4PH不锈钢或TC4钛合金制造，但是两者在轻量化方面均有较大的改善空间，且钛合金制造还存在钛火的风险。

而由于增压级的工作环境温度在200℃以下，因此可以采用铝基复合材料，其密度在2.7-3.0g/cm³以下，分别是传统增压级静子组件用17-4PH不锈钢或TC4钛合金密度的40％和65％左右，因此具有良好的轻量化性能。

现有技术中，采用铝基复合材料作为增压级静子组件的方案，如公开号为CN111764968A，申请号为“202010425729.9”，名称为“航空发动机的铝基复合材料增压级整体叶环结构及其制备方法”的中国发明专利申请文件中记载的，是将内环、机匣以及静子叶片构成的静子组件加工为一体成型的整体式结构。

但发明人在实践中发现，整体式结构的静子组件的良品率不高。其原因在于，需要在加工中采用厚度为100mm-400mm的环状毛坯件进行机加工，大厚度的毛坯，通过压力加工获得的过程中，受限于原始坯锭的尺寸，会导致加工变形量不足，且厚度大的毛坯在热处理过程中较难淬透，这些将导致整体式结构的力学性能不够稳定，导致良品率不高。并且，由于采用大厚度的毛坯，所需的铝基复合材料原材料坯锭的尺寸也很大，这需要大吨位的材料生产设备，并且大尺寸的原材料坯锭内部易产生缺陷，生产合格坯锭的难度很大，再加上将大尺寸毛坯机械加工成轻巧的发动机零件的过程中，材料利用率很低，导致总制造成本很高，综合加工设备的设备成本因素，合格率以及材料利用率的材料成本因素，整体式结构的静子组件的加工制造成本也很高。

因此，本领域需要一种静子组件的制造方法，在满足轻量化需求的前提下，制造的静子组件的力学性能稳定、合格率高，并且降低制造成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种静子组件的制造方法。

本发明的目的在于提供一种静子组件。

本发明的目的在于提供一种叶轮机械。

根据本发明一个方面的一种静子组件的制造方法，包括：步骤A.采用铝基复合材料的内环、机匣以及静子叶片，所述静子叶片在其径向两端分别被焊接于所述内环、机匣，得到第一静子组件，该第一静子组件在径向由内至外分别依次设置所述内环、所述静子叶片、所述机匣；步骤B.将所述步骤A得到的所述第一静子组件进行固溶时效热处理，在该固溶时效热处理过程所述第一静子组件的热变形被限制，得到第二静子组件。

在所述制造方法的一个或多个实施例中，在所述步骤A的所述内环、所述机匣的厚度在50mm以下。

在所述制造方法的一个或多个实施例中，在所述步骤A中，所述焊接采用氩弧焊或者电子束焊。