渦輪葉片用預(yù)成型體和渦輪葉片的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在利用熱鍛制造渦輪葉片用坯料時(shí)所使用的渦輪葉片用預(yù)成型體和渦輪葉片的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，由于要求蒸汽渦輪機(jī)的高效化，因此，蒸汽渦輪機(jī)所使用的渦輪葉片的長(zhǎng)度也不斷長(zhǎng)尺寸化。在制造超過大約1500mm的長(zhǎng)尺寸的渦輪葉片用坯料的情況下，主流的方法是將原材料夾入上模和下模之間，并利用大型的鍛造壓力機(jī)將原材料成型為渦輪葉片用坯料。
[0003]作為制造該大型渦輪葉片的方法，在例如像日本特開昭63-241118號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)所公開的那樣的通過鍛造來制造扭成立體形狀的復(fù)雜的大型渦輪葉片的方法中，存在以下大型渦輪葉片的制造方法的發(fā)明，即，從葉片根到葉片頂端維持著水平狀態(tài)地進(jìn)行模鍛，在該模鍛完成后對(duì)渦輪葉片實(shí)施所需的扭曲加工，并在該狀態(tài)下進(jìn)行了強(qiáng)制約束矯正后，在該約束狀態(tài)下進(jìn)行熱處理。
[0004]另外，作為著眼于渦輪葉片用預(yù)成型體的發(fā)明，例如存在像日本特公平3-136號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)所公開的那樣的渦輪葉片用預(yù)成型體的成型方法的發(fā)明，即，使用單一形狀的原材料，葉片部利用拉模成型，另一方面，葉片根部通過在密閉模具內(nèi)沿前后方擠壓而成型，并且，進(jìn)一步對(duì)葉片部進(jìn)行鐓鍛(日文:據(jù)尤込辦)而成型。
[0005]專利文獻(xiàn)1:(日本)特開昭63-241118號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:(日本)特公平3-136號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

_7] 發(fā)明要解決的問題
[0008]對(duì)于上述的專利文獻(xiàn)I所記載的方法而言，需要扭曲加工這樣所謂的特殊加工，但由于加工工時(shí)增加，所以并不經(jīng)濟(jì)。如果想要通過熱鍛高效地獲得葉片用原材料，那么使用近終形狀的模具來進(jìn)行熱鍛是有利的。但是，對(duì)于像專利文獻(xiàn)2所公開的渦輪葉片用預(yù)成型體而言，存在如下問題:由于不具有用于在將渦輪葉片用預(yù)成型體載置于模具時(shí)進(jìn)行定位的部件，因此，在使用近終形狀的模具進(jìn)行熱鍛時(shí)有可能發(fā)生錯(cuò)位并產(chǎn)生缺肉等缺陷。另外，雖然也存在為了防止該缺肉而增加渦輪葉片用預(yù)成型體的重量的方法，但不僅成品率惡化，而且熱鍛時(shí)的荷重也變大。
[0009]但是，對(duì)于現(xiàn)有的技術(shù)而言，不著眼于渦輪葉片用預(yù)成型體的定位、防止熱鍛時(shí)的錯(cuò)位的部件是有理由的。作為該理由之一，能夠舉出無(wú)法解決以數(shù)萬(wàn)噸的荷重而且以I次擊打制造出大型鍛造產(chǎn)品的新課題這理由。最近，開始利用5萬(wàn)噸級(jí)的大型熱鍛機(jī)通過熱鍛來制造大型產(chǎn)品。在利用像這樣的以往沒有的大型熱鍛機(jī)高效地制造無(wú)缺陷的產(chǎn)品的情況下，需要解決如下課題:當(dāng)其使用的渦輪葉片用預(yù)成型體的形狀不適合時(shí)，在熱鍛后的渦輪葉片用坯料上產(chǎn)生缺肉等。
[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種即使使用大型的熱鍛機(jī)、也容易進(jìn)行模具的定位的渦輪葉片用預(yù)成型體和渦輪葉片的制造方法。
[0011]用于解決問題的方案
[0012]本發(fā)明鑒于上述課題而做成。
[0013]S卩、本發(fā)明是一種經(jīng)過熱鍛而成為具有葉片部和根部的渦輪葉片用坯料的渦輪葉片用預(yù)成型體，所述渦輪葉片用預(yù)成型體具有通過鍛造而將成為葉片部的部分和成為根部的部分一體成型而成的主體部，并在所述主體部的軸向的兩端部分別具有沿軸向突出的突起部。
[0014]另外，優(yōu)選的是，所述突起部與所述主體部相接合。
[0015]另外，優(yōu)選的是，所述突起部的接合是利用螺紋實(shí)現(xiàn)的嵌合，和/或利用焊接進(jìn)行的接合。
[0016]而且，優(yōu)選的是，所述主體部的材質(zhì)是Ti合金。
[0017]另外，本發(fā)明是一種渦輪葉片的制造方法，在該制造方法中，將渦輪葉片用預(yù)成型體配置于熱鍛模具來進(jìn)行熱鍛，從而制造出具有葉片部和根部的渦輪葉片用坯料，所述渦輪葉片用預(yù)成型體形成有:主體部，其是經(jīng)過熱鍛而由成為葉片部的部分和成為根部的部分一體成型而成的，其具有在軸向上厚度不同的部分；突起部，其在所述軸向的兩端部分別沿著軸向突出，所述熱鍛模具具有上模和下模，形成有用于形成渦輪葉片的葉片部和根部的模面，具有在將渦輪葉片用預(yù)成型體配置在所述下模時(shí)供所述突起部配置的定位槽，將所述突起部配置于所述定位槽，而將所述渦輪葉片用預(yù)成型體配置于所述下模，并利用所述上模的按壓來進(jìn)行熱鍛。
[0018]另外，優(yōu)選的是，所述主體部的材質(zhì)是Ti合金。
_9] 發(fā)明的效果
[0020]采用本發(fā)明的渦輪葉片用預(yù)成型體，因?yàn)樵陬A(yù)成型體的主體部的長(zhǎng)度方向的軸的兩側(cè)位置形成有用于確定熱鍛位置的定位部，所以鍛造中預(yù)成型體不會(huì)錯(cuò)位。因此，如果使用本發(fā)明的渦輪葉片用預(yù)成型體進(jìn)行熱鍛，那么能夠在防止缺肉等缺陷的同時(shí)，也能夠減輕預(yù)成型體的重量，從而能夠使成品率提高。
【附圖說明】
[0021]圖1是表示本發(fā)明的渦輪葉片用預(yù)成型體的一例的示意圖。
[0022]圖2是表示將本發(fā)明的渦輪葉片用預(yù)成型體設(shè)置在下模時(shí)的一例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]使用附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0024]圖1是表示本發(fā)明的一例的渦輪葉片用預(yù)成型體I的示意圖。該渦輪葉片用預(yù)成型體I形成有:主體部2，其是經(jīng)過熱鍛而將成為葉片部的部分和成為根部的部分一體成型而成的，其具有在軸向上直徑不同的部分；突起部3，其在所述主體部?jī)啥瞬糠謩e沿軸向突出。另外，如圖1所示，軸向指的是渦輪葉片用預(yù)成型體I的中心軸延伸的方向。另外，在軸向上厚度不同的部分指的是為了成型為所述的葉片部和根部而直徑產(chǎn)生變化的位置。
[0025]在軸向的兩端部分別形成有沿軸向突出的突起部3 ο該突起部3設(shè)置在設(shè)置于圖2所示的下模4的定位槽5。定位槽5預(yù)先設(shè)置在未由于熱鍛而產(chǎn)生缺肉等缺陷的位置。而且，利用突起部3，在熱鍛前將渦輪葉片用預(yù)成型體I載置于規(guī)定的位置，而且防止在熱鍛時(shí)渦輪葉片用預(yù)成型體I在熱鍛模具內(nèi)產(chǎn)生錯(cuò)位。尤其是，當(dāng)欲利用數(shù)萬(wàn)噸規(guī)模較大的荷重而且利用I次擊打進(jìn)行制造時(shí)，在熱鍛模具(上模和下模)內(nèi)，如果從目標(biāo)位置開始依次按壓，那么容易產(chǎn)生缺肉等缺陷。為了防止這種情況發(fā)生，為了載置于熱鍛用模具的所希望的位置，并且在熱鍛時(shí)從所希望的按壓位置順序良好地進(jìn)行熱鍛，那么，突起部的形成是不可或缺的。
[0026]對(duì)于上述突起部的形成，優(yōu)選的是，作為與主體部不同的零件與主體部相接合。本發(fā)明的突起部與所謂的“夾持部分”不同，其作為“定位用構(gòu)件”發(fā)揮作用。因此，在規(guī)定的位置設(shè)置突起部尤為重要。例如，當(dāng)欲利用熱鍛等熱加工將主體部和突起部作為一體物而成型時(shí)，突起部從主體部的所希望的位置偏移的可能性增加。與此相反，當(dāng)突起部作為另外的零件與主體部相接合時(shí)，能夠可靠地在所希望的位置將突起部相接合。另外，作為另外的零件的突起部與主體部相接合的位置，只要是主體部的突起部所接合的這一面?zhèn)鹊闹行奈恢眉纯?。?yōu)選的是，在主體部的中心軸上接合。由此，能夠更可靠地防止錯(cuò)位，并防止缺肉等缺陷。
[0027]另外，作為突起部的材質(zhì)，優(yōu)選的是，與主體部的材質(zhì)相同。這樣一來，突起部在與毛刺一起