CH531389A - Verfahren zur Instandsetzung eines abgenutzten oder beschädigten Metallgegenstandes - Google Patents

Verfahren zur Instandsetzung eines abgenutzten oder beschädigten Metallgegenstandes

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CH531389A
CH531389A CH1695070A CH1695070A CH531389A CH 531389 A CH531389 A CH 531389A CH 1695070 A CH1695070 A CH 1695070A CH 1695070 A CH1695070 A CH 1695070A CH 531389 A CH531389 A CH 531389A
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Lewis Dibble Gordon
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North American Rockwell
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P6/00Restoring or reconditioning objects
    • B23P6/002Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
    • B23P6/005Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors using only replacement pieces of a particular form

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description


  
 



  Verfahren zur Instandsetzung eines abgenutzten oder beschädigten Metallgegenstandes
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Instandsetzung eines abgenutzten oder beschädigten Metallgegenstandes.



   Turbinenstrahl- oder Turbinengebläsetriebwerke, wie sie beispielsweise in der modernen Zivil- und Militärluftfahrt verwendet werden, enthalten viele mit grosser Präzision hergestellte Kompressor- und Turbinenschaufelräder. Die Ausführung und Zuverlässigkeit der Triebwerke hängt wesentlich von der detaillierten Ausführung der Gestalt und der baulichen Beschaffenheit dieser Schaufelblätter ab. In den Axialkompressoren derartiger Strahltriebwerke sind bis zu 20 Kompressionsstufen enthalten, denen dieselbe Anzahl von Schaufelblattreihen entspricht, von denen jede wiederum 50 bis 150 einzelne Schaufelblätter enthält. Die sich bewegenden Reihen der   Schaufelbläiter    sind durch stationäre Reihen von sehr geringem Abstand getrennt, wobei die Massgenauigkeit der Schaufelblätter von grosser Bedeutung ist.

  In ähnlicher Weise ist in Turbinenstrahltriebwerken jedes einzelne Schaufelblatt für einen maximalen Wirkungsgrad bei der berechneten Rotationsgeschwindigkeit ausgelegt, wobei der Einstellwinkel an jeder radialen Stelle entlang der Schaufelblattlänge abnimmt, wenn die Tangentialgeschwindigkeit zunimmt. Die Genauigkeit einer derartigen Kontur eines Schaufelblattes ist von grosser Bedeutung für das Zustandebringen einer geeigneten aerodynamischen Ausführung des Blattes. Zusätzlich ist die strukturelle Beschaffenheit der Blätter von sehr grosser Bedeutung wegen der hohen Zentrifugalbeanspruchungen und der erhöhten Temperaturen, denen die Blätter während der Hochgeschwindigkeitsrotation unter normalen Betriebsbedingungen ausgesetzt sind.



   Wenn ein Blatt beispielsweise durch einen eingetretenen Fremdkörper, durch Abnutzung, Temperatur oder Beanspruchung beschädigt wird, so dass hierdurch eine lokale Verwindung oder eine mikroskopische Rissbildung auftritt, wird das Blatt für einen Gebrauch in der Luftfahrttechnik zu unsicher.



  Sobald daher bei Kompressor- oder Turbogebläseschaufelblättern irgendeine abnormale Abweichung oder ein Fehler in der Form, in der Dimension, der strukturellen Beschaffenheit oder der Oberflächenglätte festgestellt wurde, wurden die Schaufelblätter sofort vollständig ausgeschieden und durch neue Schaufelblätter ersetzt. Wegen der besonderen Sorgfalt und der dadurch schon bei der Herstellung solcher Schaufelblätter entstehenden Kosten sowie des verwendeten wertvollen Materials stellt das Ersetzen derartiger Blätter den grössten Kostenposten bei der Unterhaltung von Turbinenstrahl- und Turbogebläsetriebwerken dar.



   Gemäss der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Wiederinstandsetzung z. B. von Metallgegenständen vorgesehen, bei denen lokalisierte Fehler, wie beispielsweise Risse, Löcher, Dellen,   Oberflächenerosion,    Verschleissbereiche oder andere aus irgendeinem Grund aufgetretene Dimensionierungsmängel, festgestellt wurden.

  Dieses Verfahren ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass zunächst zwei aufeinanderpassende Formen bereitgestellt werden, welche einen Hohlraum mit der genauen Grösse und Form des Gegenstandes im neuen und unbeschädigten Zustand umgrenzen, worauf ein Teil des Gegenstandes einschliesslich des abgenutzten oder beschädigten Bereiches entfernt wird und anschliessend der Gegenstand zusammen mit mindestens einem zusätzlichen, an der Entnahmestelle des genannten Teiles angeordneten, dem Werkstoff des Gegenstandes entsprechenden Metallabschnitt in die Formen eingebracht wird, wobei das Volumen dieses Metallabschnittes mindestens   demjenigen.des    entfernten Teiles entspricht und die Formen anschliessend Hitze und Druck ausgesetzt werden.



   Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein beschädigtes Schaufelblatt eines Turbogebläseantriebs,
Fig. 2 den Gegenstand gemäss Fig. 1 in einem Zwischenstadium des Instandsetzungsverfahrens,
Fig. 3 einen der Fig. 1 ähnlichen Gegenstand, bei dem eine andere Beschädigung vorliegt,
Fig. 4 eine Ausführung von Formstücken, die für ausgeschnittene, beschädigte Teile eines Schaufelblattes eines Turbogebläses zusammen mit einem ausgeschnittenen Schaufelblatt verwendbar sind,
Fig. 5 ein fertiggestelltes, wieder instandgesetztes Schaufelblatt,  
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer Form, die während der Abbindungsstufe des Instandsetzungsverfahrens verwendbar ist, und die
Fig. 7 und 8 eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie 7-7 der Fig.

   4 und 6, in der Bearbeitungs- und Werkstückelemente in zwei Stufen des Abbindungsvorgangs dargestellt sind, um ein wiederinstandgesetztes Blatt der Fig. 5 herzustellen.



   In den Zeichnungen ist eine Anwendung des hier offenbarten Verfahrens in Verbindung mit der Wiederinstandsetzung von Schaufelblättern eines Turbogebläses, wie beispielsweise eines Blattes 10 in Fig. 1, dargestellt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Schaufelblatt 10 mit einem massiven Grundteil 12 mit Flanschen oder ähnlichen Vorrichtungen vorgesehen, um das Blatt fest auf einer rotierenden Nabe oder etwas ähnlichem (was nicht dargestellt ist) festzukeilen. Das Schaufelblatt 10 besitzt die Form eines Stromlinienkörpers mit einem sich allmählich ändernden Einstellwinkel zwischen dem Grundteil 12 und dem entfernten Ende oder oberen Teil 14 in der bei Flugzeugpropellerblättern gewohnten Weise. Die vorderen und hinteren Kanten des Blattes 10 sind mit den Bezugszeichen 16 und 18 gekennzeichnet.

  Zwischen den Blatteilen 12 und 14 ist das Schaufelblatt 10 mit einer Stabilisierungseinrichtung in Form von plattformähnlichen Vorrichtungen ausgestattet, die auf beiden Seiten des Blattes in entgegengesetzten Richtungen heraussehen. von denen aber in Fig. 1 nur einer (20) sichtbar ist. Wenn viele. mit dem Blatt 10 identische Blätter an dem gesamten   timfang    um eine Nabe angebracht sind, berühren sich die erwähnten dazwischenliegenden plattformähnlichen Vorsprünge 20 einander zwischen jedem Paar von aneinandergrenzenden Blätter, um einen rundumlaufenden, segmentartigen Rand zu bilden, dessen Segmente die plattformartigen Vorsprünge 20 enthalten.

  Jeder dieser Vorsprünge ist dann angeordnet, um sich fest gegen den nächsten angrenzenden Vorsprung abzustützen und ihn gegen Stoss- oder Erschütterungseffekte in den einzelnen Blättern während der Hoch   geschwindiakeitsrotation    des Turbogegbläses zu stabilisieren.



   In Turbogebläsen der herkömmlichen Art besitzt ein Blatt 10 eine Gesamtlänge in der Grössenordnung von 30 bis 38 cm oder mehr. Die stromlinienförmigen Konturen des Blattes 10 sind genau berechnet und hergestellt. um einen maximalen Wirkungsgrad der Triebwerkausbildung bei der speziellen Geschwindigkeit und den speziellen Druckverhältnissen zu erzeugen, bei denen das Triebwerk, in das solche Blätter eingebaut sind, arbeitet. Einige Dellen, Löcher oder andere   lokalisierte    Deformationen in den Konturen des Blattes 10 gefährden ernsthaft die aerodynamischen Eigenschaften des Blattes und sind daher vollkommen unverträglich.



  In dem in Fig. 1 dargestellten Fall enthält ein Blatt 10 einen beschädigten Teil   ''.    wie es häufig in der Luftfahrt dadurch auftritt, dass ein Fremdkörper in die Einlassluftströmung eines Turbogebläsetriebswerkes während des Betriebes gelangt. Beim gegenwärtigen Überprüfen der Triebwerke der   ziviel en    Luftfahrtgeselischaften müsste, wenn das erfindungsgemässe Verfahren noch nicht vorhanden wäre, bei einem derartigen Schaden ein Blatt 10 ausgeschieden und durch ein neues Blatt ersetzt werden.



   Gemäss Fig. 2 wird bei dem Verfahren zur Wiederinstandsetzung eines Blattes 10 mit dem Ausschneiden oder einem anderen geeigneten Verfahrensschritt begonnen, wobei der Teil des Blattes 10, der den beschädigten Bereich 22 enthält, von dem Blatt entfernt wird. Der entfernte Teil besitzt eine vorherbestimmte Grösse und Form, die mit einem Formstück 24 übereinstimmt. In dem in Fig. 3 dargestellten Blatt 30 ist ein Erosionsschaden entlang der ganzen Länge der vorderen Kante 16 eines Blattes wiedergegeben, wie er üblicherweise auftreten kann. Das Blatt 30 kann noch weitere beschädigte Teile 32 und 34 zusätzlich zu dem Erosionsbereich 36 an der Vorderkante besitzen. Jede Änderung in normalen Ausmassen. wie sie durch Verschleiss eines Blattes aus irgendeinem Grund während des Betriebes auftreten, kann durch das Verfahren zur Wiederinstandsetzung gemäss der Erfindung überwunden werden.

  Wie insbesondere aus Fig. 4 zu erkennen ist, sind zusätzlich zu dem Formstück 24 noch weitere zusätzliche Formstücke   25.      26,    27 und 28 vorgesehen, wodurch die Teile des Blattes 30 bestimmt sind, die aus ihm entfernt werden müssen; hierdurch ist sichergestellt, dass keine beschädigten Bereiche an dem Blatt 30 mehr zurückbleiben, nachdem das Ausschneiden der beschädigten Stellen abgeschlossen ist. Die zu entfernenden Teile des Blattes 30 sind durch die einzusetzenden Formstücke 24 bis 28 an den mit den Bezugszeichen 44 bis 48 und durch Anzeichnen oder eine andersartige Markierung des Blattes 30 vorgegeben, um die Aussenlinie der Formstücke festzulegen.



   Selbstverständlich stellen die Formstücke 24 bis 28 standardisierte Bereiche vorherbestimmter Grösse und Lage dar, die den Teilen der Blätter 10 und 30 entsprechen, die am häufigsten während des Betriebs Schaden erleiden; die Formstücke sind für eine Wiederinstandsetzung von Blättern
10 und 30 auf der Grundlage einer Massenproduktion vorgesehen. Die Teile der Blätter 10 und 30, die durch Ausschneiden dieser Teile entfernt sind, werden durch zusätzliche Teile aus demselben Material, wie es bei den Schaufelblättern verwendet wird, ersetzt; hierbei haben derartige Teile dieselbe Form und den gleichen Oberflächenbereich wie die Formstücke 24 bis 28, sie besitzen jedoch nicht notwendigerweise auch dieselbe Dicke.

  In Fig. 4 beispielsweise besitzt das zusätzliche Teil. das als Ersatz für das aus dem Blatt 30 und durch den Bereich 46 definierte Material erforderlich ist, dieselbe Form und Ausbildung wie der Bereich 46; er ist in Fig. 7 mit dem Bezugszeichen 60 versehen. In den Fig. 7 und 8 schliesst das erfindungsgemässe Verfahren in diesem Fall die Verwendung von Halterungsformen oder Formvorrichtung in sich. wie sie beispielsweise durch die zusammenpassenden Formen 50 und 52 wiedergegeben sind.



  Die Formen 50 und 52 können durch irgendein bekanntes geeignetes Verfahren hergestellt sein, beispielsweise durch Ausgiessen von Gipsformen oder durch Ausfräsen von Metallblöcken. Wenn die Formen 50 und 52 vollständig ineinander gepasst sind, umschliessen sie einen Hohlraum 54. der durch die Werkstückoberflächen 56 und 58 der beiden Formen 50 und 52 begrenzt ist. Der Hohlraum 54 besitzt eine Form, die genau den Oberflächen eines wiederhergestellten neuen Schaufelblattes entspricht, das vollständig mit den Blättern 10 oder 30 übereinstimmt, wobei allerdings keine Beschädigungen oder Defekte vorhanden sind.

  Nachdem der beispielsweise in Fig. 4 dargestellte Ausschneidevorgang beendet ist, wird das Blatt 30 in die untere Form 52 zusammen mit zusätzlichen Teilen hineingelegt. die in Grösse und Lage den in Fig. 4 dargestellten Bereichen 44 bis 48 entsprechen und in der vorgeschlagenen Weise untergebracht sind.

 

  Das in Fig. 7 dargestellte zusätzliche Teil 60 nimmt beispielsweise den leeren Platz ein, der durch Entfernen des Materials entstanden ist, der durch den Bereich 46 in Fig. 4 bestimmt ist. Während das Teil 60 im wesentlichen dieselben Umfangsmasse wie der Bereich 46 besitzt. ist die Dicke t über das gesamte Teil 60 gleichmässig dieselbe; dies ist bei der Durchführung des beschriebenen Verfahrens von besonderer Bedeutung.



   In Fig. 7 wird das Blatt 30 mit den entfernten beschädigten Teilen zwischen die zusammenpassenden Formen 50 und 52 in einen diese Formen umgebenden Behälter 62 gelegt.



  Das Teil 60 wird in den Hohlraum 54 an die Stelle gelegt die durch das Entfernen des Bereichs 46 aus dem Blatt 30 frei ist, die zusätzlichen weiteren Teile werden in derselben Weise  an den Stellen untergebracht, die durch die Bereiche 44 bis 48 in Fig. 4 vorgegeben sind. Jeder der eingesetzten zusätzlichen Teile besitzt im wesentlichen eine gleichmässige Dicke, wie es durch die Dicke t des Teils 60 wiedergegeben ist, wobei aber die verschiedenen Teile nicht dieselbe Dicke notwendigerweise besitzen müssen. Die Dicke des Teils 60 ist beispielsweise durch den gesamten Rauminhalt des Teils bestimmt, der sich meistens genau mit dem Rauminhalt der Lücke in dem Hohlraum 54 deckt, der durch den entfernten Bereich 46 aus dem Blatt 30 entstanden ist, wenn das Blatt zwischen die Formen 50 und 52 gelegt ist.

  Die Formen 50 und 52 werden dann in der in Fig. 8 dargestellten Weise vollständig ineinandergepasst. Im Idealfall würde der Rauminhalt des Teils 60 gleich dem der erwähnten Lücke sein. In keinem Fall darf das Teil 60 eine Grösse besitzen, deren Rauminhalt geringer ist als der der erwähnten Lücke. Jede Toleranz, die auf Unbeständigkeiten der Ausmasse bei der Herstellung der Teile 60 beruhrt, muss eher eine   Übergrösse    als eine Untergrösse in bezug auf den erwähnten, idealen Rauminhalt besitzen. In der Praxis besitzt das Teil 60 ebenso wie alle anderen zusätzlichen, obenerwähnten Teile eine sehr geringe Übergrösse in der Grössenordnung von 0,01 bis 10% gegenüber dem angegebenen idealen Rauminhalt, um irgendwelche Unregelmässigkeiten und Abweichungen während des Ausschneidevorgangs zu kompensieren und das Blatt 30 für eine Wiederinstandsetzung vorzubereiten.

  Der Zweck der Formstücke 24 bis 28 besteht natürlich darin, die Ausschneideschablonen zu standardisieren und derartige Unregelmässigkeiten auf ein Minimum herabzusetzen; es werden aber trotzdem einige geringe Abänderungen im Laufe einer Massenherstellung unvermeidlich auftreten.



   Wenn das Werkstück und die Bearbeitungsteile in dem Behälter 62 untergebracht sind, wie es in Fig. 7 dargestellt und oben beschrieben ist, wird vorzugsweise über eine Leitung 64 eine Vakuumpumpe (die nicht dargestellt ist) angeschlossen. Der Behälter und sein Inhalt werden auf eine geeignete Temperatur erhitzt, um eine Diffusionsverbindung zu ermöglichen, die zwischen dem Material des Blattes 30 und den zusätzlichen Teilen auftritt, die an das Teil 60 angrenzen. Die Höhe einer derartigen Erwärmung hängt von der Grösse des Drucks ab, dem der Behälter 62 und sein Inhalt unterworfen ist, sowie von der Dauer der Einwirkung des Druckes bei den Verhältnissen, bei denen eine molekulare Diffusionsverbindung in festem Zustand der Werkstückmaterialien festgestellt wird.

  Es sind verschiedene Materialien für eine Verwendung zu Schaufelblättern in Turbogebläsen geeignet; wegen seiner hohen Festigkeit und seines geringen Gewichts ist Titan oder eine Legierung aus Titan weitverbreitet, obwohl auch andere unterschiedliche Materialien bei verschiedenen anderen Gegenständen verwendet werden können, die durch das beschriebene Verfahren wiederinstandsetzbar sind. Wenn das Werkstückmaterial Titan ist, kann eine vollständige Verbindung zusammen mit der notwendigen Kriechdeformation, die erforderlich ist, um ein Teil 60 entsprechend den Konturen des Formenhohlraums 54 umzuformen, bei   8700 C    und bei einem Druck von 70 kp/cm2 durchgeführt werden, wobei dieser Druck kontinuierlich 25 Stunden aufrechtzuerhalten ist, und beispielsweise in Richtung der in Fig. 7 dargestellten Pfeile 66 und 68 wirkt.



   Selbstverständlich kann das beschriebene Verfahren in einem grossen Variationsbereich von Metallen und Legierungen und in Verbindung mit Gegenständen verschiedener
Grösse und Form durchgeführt werden; die Parameter zur Durchführung einer Festkörperdiffusionsverbindung ändern sich notwendigerweise mit jeder speziellen Wahl des Werkstückmaterials. Zu den Metallen und Legierungen, welche durch eine Festkörperdiffusionsverbindung miteinander verbunden werden können, gehören Aluminium, nichtrostender Stahl, Titan, Nickel, Tantal, Molybden, Zirkon und Niob.



  Eine Diffusionsverbindung ist gekennzeichnet durch einen intermolekularen Austausch zwischen den sich berührenden Oberflächen des Werkstückes bei geeignetem Druck und bei geeigneten Temperaturen unter dem Schmelzpunkt des Werkstückmaterials. In einigen Fällen ist ein dünnes, dazwischenliegendes blattstarkes oder eutektisches Material verwendet, während in anderen Ausführungsformen der Festkörperverbindung kein dazwischenliegendes Material mehr notwendig ist.



   Die genauen Werte der Zeitdauer, der Temperatur und des Druckes, die in Verbindung mit den zu verbindenden Werkstückmaterialien verwendet werden, stellen kein kritisches oder einschränkendes Merkmal des grossen Anwendungsbereichs des erfindungsgemässen Verfahrens dar, sondern es sind lediglich zum Zwecke der Illustration spezielle Materialien und Parameter angegeben. Genauso können sehr verschiedenartige Metalle und Legierungen für die Formen 50 und 52 verwendet werden, um das erfindungsgemässe Verfahren durchzuführen, obwohl harter Werkzeugstahl mit einem hohen Gehalt an Nickel und Kobalt aufgrund der relativ hohen Temperaturen und der Belastungsverhältnisse, denen die Formen unterworfen werden, bevorzugt wird. Beispielsweise wird 4130-Stahl in grossem Rahmen für derartige Formen kommerziell verwendet.



   Wenn die Deformation des Teils 60 beendet ist, dann passen die Formen 50 und 52 vollständig aufeinander, wie in Fig. 8 dargestellt ist, wobei der Hohlraum 54 vollständig durch das wiederinstandgesetzte Schaufelblatt 70 ausgefüllt ist. Dabei kann ein schmaler Spalt zwischen den Formen bestehen, wie durch das Bezugszeichen 72 angedeutet ist. Der durch die Pfeile 66 und 68 angedeutete Druck wird durch die Formen und direkt auf die Werkstückelemente, die in dem Hohlraum 54 enthalten sind, übertragen. Durch den angelegten Druck wird die Deformation der zusätzlichen Teile, wie beispielsweise des Teils 60, erzeugt, wobei dieser Druck erforderlich ist, um die Teile in die endgültige, gewünschte Form des wiederhergestellten Schaufelblattes 70 umzuformen.

  Darüber hinaus wird selbstverständlich durch Anlegen eines Druckes senkrecht zu dem Teil 60 ein seitlicher oder horizontaler Druck auf das Teil 60 gegen die es berührenden Teile des Blattes 30 und gegen den Hohlraum 54 in den Formen ausgeübt. Wenn die durch das Blatt 30 und den Hohlraum 54 bewirkte seitliche Beschränkung entfallen würde, würde aufgrund des auf das Teil 60 ausgeübten Drucks eine erhebliche Vergrösserung in der Länge und der Breite gleichzeitig mit der Verminderung der Dicke t hervorgerufen werden. Da aber die seitliche Deformation beschränkt ist, tritt aufgrund des auf den Behälter 62 ausgeübten vertikalen Drucks ein beträchtlicher senkrecht zu dem Teil 60 verlaufender Druck auf.

  Diese seitliche Komponente des Drucks ist wesentlich für die molekulare Festkörperdiffusionsverbindung, die zwischen den sich berühren den Oberflächen des Schaufelblattes 30 und dem Teil 60 auftritt. Wenn der Rauminhalt des Teils 60 nicht ausreicht, um die durch das Entfernen von Material des Teils 30 hervorgerufene Lücke vollständig auszufüllen, so würde trotz dem eine vollständige Deformation des Teils 60 zustande kommen, ohne dass hierbei der notwendige seitliche Druck auftritt. Hieraus ergibt sich, dass die Dimensionen der zu sätzlichen Teile, wie beispielsweise des Teils 60, kritisch sind bei der Durchführung des beschriebenen Verfahrens.

 

   Nachdem dann die aufeinanderfolgenden Schritte des oben besprochenen Verfahrens durchgeführt sind, wird der
Behälter 62 geöffnet und die Formen 50 und 52 werden von einander getrennt, um das Schaufelblatt 70 herausnehmen zu können. Das Blatt 70 stellt dann einen einzigen, massiven einheitlichen Körper dar, der vollständig homogen ist in  bezug auf seine metallurgischen Eigenschaften und auf seine Zusammensetzung. Die äussere Form des Blattes 70 entspricht in jedem Detail vollkommen den Konturen des Hohlraums 54, wenn die Formen 50 und 52 vollständig aneinander anliegen, wie in Fig. 8 dargestellt ist.

  Bei dem beschriebenen Verfahren sind auch keine weiteren Bearbeitungsvorgänge an dem Blatt 70 mehr notwendig; hieraus ergibt sich eine sehr bedeutende Einsparung an Zeit, Geld und Material, was bei Verwendung eines kostbaren Materials, wie beispielsweise Titan, noch von besonderer Bedeutung ist. In der Praxis ist manchmal an den endgültigen, wiederinstandgesetzten Blättern ein Entgraten der Kanten von Hand nötig; jedes dieser Blätter ist aber vollkommen mit den anderen identisch, die in demselben Satz von zusammenpassenden Formen 50 und 52 geformt sind.



   Bei Anwendung des beschriebenen Verfahrens in Verbindung mit dem erläuterten Beispiel der Wiederinstandsetzung eines Schaufelblattes eines Turbogebläses wird im allgemeinen die unter der Bezeichnung   Ti-6A1-4V    bekannte Verbindung verwendet. Diese Verbindung besitzt etwa folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent:
Aluminium 5,5 bis   6,5 %   
Vanadium 3,5 bis   4,5%   
Kohlenstoff 0,08 bis   0,1%   
Wasserstoff 0,010 bis   0,012%   
Titan die jeweils fehlenden restlichen Prozente.



   Wenn dieses Material sowohl bei dem Schaufelblatt 30 als auch bei dem Teil 60 sowie bei allen anderen zusätzlichen Teilen verwendet wird, die erforderlich sind, um den Hohlraum 54 in Fig. 7 vollständig auszufüllen, dann werden der Behälter 62 und sein Rauminhalt auf eine Temperatur von 900 bis   940  C    erhitzt, wobei ein Vakuum von 1 x   10-4    mmHg oder weniger in dem Behälter aufrechterhalten wird. Die angegebene Temperatur wird für eine Dauer von ungefähr 8 bis ungefähr 16 Stunden aufrechterhalten,   während    ein Druck von ungefähr 140 kp/cm2 bis ungefähr 350 kp/cm2 in Richtung der Pfeile 66 und 68 für die angegebene Zeitdauer angelegt wird. 

  Wenn nur eine geringe Deformation des Teils 60 und der anderen zusätzlichen Teile erforderlich ist, wenn sie beispielsweise in etwa der aerodynamischen Form des endgültigen Teils vor dem Verbindungsverfahrensschritt angepasst sind, so ist der niedrige Wert der vorher angegebenen Druck- und Zeitdauerbereiche anwendbar. 

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH
    Verfahren zur Instandsetzung eines abgenutzten oder beschädigten Metallgegenstandes, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst zwei aufeinanderpassende Formen bereitgestellt werden, welche einen Hohlraum mit der genauen Grösse und Form des Gegenstandes im neuen und unbeschädigten Zustand umgrenzen, worauf ein Teil des Gegenstandes einschliesslich des abgenutzten oder beschädigten Bereiches entfernt wird und anschliessend der Gegenstand zusammen mit mindestens einem zusätzlichen, an der Entnahmestelle des genannten Teils angeordneten, dem Werkstoff des Gegenstandes entsprechenden Metallabschnitt in die Formen eingebracht wird, wobei das Volumen dieses Metallabschnitts mindestens demjenigen des entfernten Teils entspricht und die Formen anschliessend Hitze und Druck ausgesetzt werden.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formstück unmittelbar in den beschädigten Gegenstand an der beschädigten Stelle eingesetzt wird, wobei das Formstück in dem freien Bereich des Gegenstandes aufgenommen wird und der entfernte Teil in Draufsicht dem Formstück entspricht.
    2. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumeninhalt des Teils 0,01 bis 10,0% grösser ist als der Inhalt der Lücke.
    3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Gegenstand aus einer Ti-6Al-4V Titanlegierung besteht, und dass eine Temperatur von ungefähr 870 bis 940"C und ein Druck von 140 bis 350 kp/cm2 herrscht.
    4. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass während der Einwirkung von Wärme und Druck in dem Behälter ein Vakuum aufrechterhalten wird.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE4225443A1 (de) * 1992-07-31 1994-02-03 Mtu Muenchen Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Schweißverbindung von Bauteilen für Turbomaschinen, insbesondere zur Bauteilreperatur
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