CN103298582B - 叶轮的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对于在至少2个叶轮结构构件的接合部分配置由含有Ni的Au合金构成的钎料而形成的组装体实施热循环的叶轮的制造方法。为了确保接头部分的韧性并通过钎焊法得到叶轮，在本发明中，对于该热循环的升温过程，将升温速度设为20～100℃/小时，并且具备维持温度的第一中间保持和第二中间保持，第一中间保持在500～850℃的温度区域进行，第二中间保持在850～950℃的温度区域（其中，不包括850℃）下进行，而且，升温过程在第二中间保持之后的超过950℃的温度区域中，以比第二中间保持之前慢的速度进行升温。

Description

叶轮的制造方法
技术领域
本发明涉及一种在离心压缩机、其他的旋转设备中使用的叶轮（旋转叶片）的制造方法。
背景技术
如图7（a）（b）所示，例如离心压缩机的叶轮10包括：经由设置在内周侧的轴孔16而固定在未图示的离心压缩机的旋转主轴上且一面前端薄地弯曲的轮盘11；与轮盘11的弯曲面相对的形状的罩盖12；及以将轮盘11与罩盖12的弯曲面间呈涡形地分隔的方式设置的多个叶片13。
该叶轮10有分别制造轮盘11、罩盖12、叶片13并将它们相互接合而组装的被称为3段型的结构、及一体地制造罩盖12和叶片13（或者轮盘11和叶片13）并将其与另行制造的轮盘11（或罩盖12）进行接合的被称为2段型的结构。3段型及2段型的任意的叶轮10的接合均通过焊接或钎焊进行。通过焊接或钎焊的哪一个来进行接合根据叶轮10的尺寸、强度等来决定。需要说明的是，图7（a）（b）所示的叶轮10表示2段型，示出了轮盘11和与叶片13一体制成的罩盖12通过钎焊部14接合的例子。
基于钎焊的接合具有如下的热循环，即：在应接合的构件之间（例如，轮盘11与叶片13之间）夹设有例如由Au-Ni合金构成的钎料的状态下，升温至钎料的熔融温度以上的钎焊温度，经过确定的时间的保持后进行冷却。
基于钎焊的接合具有以下的优点。
由于能够将钎焊温度与构成叶轮10的材料（析出硬化型不锈钢）的固溶化热处理的温度设为相同温度区域，因此能够兼具钎焊用的热处理和固溶化热处理。
另外，与通过焊接制成的叶轮10相比，变形少，不平衡也少。
此外，由于在真空下进行钎焊处理，因此进行处理后的叶轮10的表面清洁化，之后能够削减将氧化皮膜除去的工序，并且容易确保要求的尺寸精度。
具有这样的优点的基于钎焊的叶轮的制造方法在专利文献1中有公开。
虽然以比钎料的液相稍低的温度开始淬火处理，但这样钎焊接合部的强度不充分，其结果是，钎焊接合部有时会产生裂纹，专利文献1的目的在于消除这样的到目前为止的钎焊方法的问题。
专利文献1提出了其图1示出代表例的钎焊热循环。在该图1中，将钎焊的组装体花费约6小时而加热至钎料的液相或液相线温度、约华氏1850度（1010℃），在该温度下保持约1小时。在该升温的过程的华氏1200度（650℃）的温度下进行约1小时的保持。此外，花费约2小时而将钎焊组装体冷却至约华氏1300度（704.4℃），然后，花费1小时将组装体降低至约华氏350度（176.7℃）的温度而进行气体淬火。专利文献1叙述了通过该热循环，旋转叶片组装体未显示出热感应变形，而整个钎焊接合部坚固，未产生裂纹。需要说明的是，专利文献1推荐JIS SUS630作为构成叶轮的各构件的不锈钢，而且，推荐含有80%～85%的金（Au）和15%～20%的镍（Ni）的合金（以下，有时简记为Ni-Au合金）作为钎料。在本申请说明书中，%是指质量。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2003-531731号公报
发明内容
如以上那样，根据专利文献1，能够不产生裂纹地通过钎焊法制造叶轮。
然而，判明了在进行基于专利文献1的热循环的钎焊时，在应该经由钎料进行接合的轮盘11与叶片13之间，由于热处理中的产生温度差而可能会产生间隙。产生该间隙的部分未进行经由钎料的接合（钎焊不良），因此，将间隙的产生明显的叶轮作为不良品处理或重新进行钎焊。
本发明基于这样的课题而做出，其目的在于提供一种能够减少钎焊不良的叶轮的制造方法。
本发明者们为了查明钎焊不良的原因，而从几个方向进行了研究。这样，确认到了在钎焊的热循环的过程中，在叶轮会产生温度分布。当在叶轮内产生温度分布时，由于对应于此而产生的热变形量的差异，接合界面的间隙有时会扩张。在热循环中熔融的钎料由于毛细管现象而保持于该间隙，但当该间隙过分扩张时，无法进行保持的钎料会向外部漏出。
因此，本发明者们着眼于抑制该间隙的扩张而进行了研究，从而想到以下的本发明。
第一发明涉及对于在至少2个叶轮结构构件的接合部分夹设钎料而形成的组装体实施热循环而进行接合的叶轮的制造方法，该热循环具有特征。
第一发明的热循环具备：使温度上升至保持温度的升温过程I；在钎料的熔融温度以上的温度区域的保持温度下进行保持的保持过程II；及使温度从保持温度下降至室温的降温过程III。
升温过程将升温速度设为20～100℃/小时。
在升温过程中，设置维持温度的第一中间保持和第二中间保持。第一中间保持在500～850℃的温度区域进行。第二中间保持在850～950℃的温度区域（其中，不包括850℃）下进行。
另外，在升温过程中，在第二中间保持之后的超过950℃的温度区域，以比第二中间保持之前慢的速度进行升温。但是，此时的速度也以处于20～200℃/小时的范围内的情况为前提。
第一发明的保持过程中的保持温度从1000～1050℃的范围进行选择。
在第一发明的降温过程中，在实现第一发明的目的方面优选的是，设降温速度为20～100℃/小时，设从保持温度到950℃以比950℃以下的降温速度慢的速度进行降温。
另外，本发明者着眼于抑制接合界面的间隙的扩张的情况而进行了进一步研究，明白了叶轮的温度分布主要在叶轮的内周侧和外周侧产生。具体而言，叶轮的内周侧的温度比外周侧的温度降低。这是因为，通常仅在对叶轮进行钎焊的加热炉的内侧具备加热器，因此距加热器远的叶轮的内周侧与距加热器近的外周侧相比温度难以上升。而且，希望缩短钎焊热循环所需的时间。因此，本发明者为了对叶轮（组装体）的内周侧的温度上升进行补充并缩短钎焊热循环的时间而想到了以下那样的本发明。
第二发明涉及一种叶轮的制造方法，对于在至少2个叶轮结构构件的接合部分配置钎料而成的组装体实施热循环而进行接合，所述热循环具备：使温度上升至保持温度的升温过程I；在钎料的熔融温度以上的温度区域的保持温度下进行保持的保持过程II；及使温度从保持温度下降至室温的降温过程III，其特征在于，在配置有从组装体的内周侧加热组装体的第一加热体的状态下实施热循环。
通过配置从组装体的内周侧加热组装体的第一加热体，能减少组装体的内周侧和外周侧的温度分布，能够抑制接合界面的间隙的扩张。因此，根据第二发明，能够良好地进行钎焊。
第二发明的第一加热体优选与从铅垂方向的下方支承组装体的第二加热体一体地设置。
优选除了组装体的内周侧之外，也使用用于向在热循环的过程中难以受到来自加热器的热量的组装体的下面侧积极地供给热量的第二加热体，通过将该第二加热体和第一加热体一体地构成，而对于组装体配置第一加热体及第二加热体的作业变得容易。
若相对于组装体降低第一加热体的高度，则从第一加热体向组装体赋予的热量少，因此可能无法充分地得到温度分布减少的效果。另一方面，若相对于组装体而第一加热体的高度过高，则无法得到进一步的温度分布减少的效果。因此，第二发明的第一加热体优选满足0.5h2≤h1≤20h2。其中，h1为第一加热体的高度，h2为组装体的高度。
发明效果
根据第一发明，通过控制钎焊热循环的升温过程的升温速度并设置中间保持，而避免因结构构件的热变形引起的在钎焊界面产生间隙的情况，抑制钎料不良。
另外，根据第二发明，在对于由叶轮的结构构件构成的组装体实施钎焊热循环时，通过配置将组装体从内周侧加热的加热体，抑制因结构构件的热变形而钎焊界面的间隔扩展的情况，从而抑制钎料不良。而且，通过配置加热体来实施钎焊热循环，而能够增加升温过程的升温速度，从而能够在短时间内进行钎焊热循环。
附图说明
图1是表示第一实施方式及第二实施方式的叶轮的制造工序的流程图。
图2是表示第一实施方式的钎焊（固溶化热处理）时的热循环的一图案的图。
图3是表示使第一实施方式的钎焊（固溶化热处理）时的热循环变动而得到的试料的钎焊状况的观察结果的表。
图4是表示第二实施方式的收容在加热炉内的组装体和加热夹具的剖视图。
图5是表示第二实施方式的钎焊（固溶化热处理）时的热循环的一图案的图。
图6是表示使第二实施方式的钎焊（固溶化热处理）时的热循环变动而得到的试料的钎焊状况的观察结果的表。
图7表示离心压缩机的叶轮的一例，（a）是俯视图，（b）是叶轮的沿着叶片的半剖视图。
具体实施方式
以下，基于实施方式进行详细说明。需要说明的是，以下说明的一连串的工序如图1所示，因此请参照。
本实施方式中，第一实施方式及第二实施方式均以图7（a）（b）所示的2段型的叶轮为例进行说明。但是，在将叶片13与轮盘11一体地形成的2段型的叶轮、或单独制作了叶片13、轮盘11、罩盖12之后进行相互接合的3段型的叶轮的制造的情况下，当然也能够适用本发明。
1.第一实施方式
<罩盖用、轮盘用的原料>
分别准备轮盘11用、罩盖12用的原料。该原料作为棒状的钢材而提供。该原料基本上具有由SUS630规定的以下的化学组成（质量%）。SUS630是通过固溶化热处理而使Cu固溶于基体中，并通过之后的时效硬化热处理而使微细的Cu-Ni金属间化合物析出而提高钢的强度的析出硬化型的不锈钢。需要说明的是，除了以下的元素以外，还可以包含能够使SUS630的特性提高的元素。
<SUS630化学组成（参考值）>
Cr；15.5%～17.5%（优选15.5%～17.0%）
Ni；3.0%～5.0%（优选3.5%～4.5%）
Cu；3.0%～5.0%（优选3.0%～4.0%）
Nb+Ta；0.15%～0.40%（优选0.3%～0.40%）
C；0.07%以下
Si；1.0%以下
Mn；1.0%以下
P；0.004%以下
S；0.03%以下
其余部分；Fe及不可避免杂质
<锻造-切削>
轮盘11用、罩盖12用的原料分别通过锻造、切削加工成轮盘11、罩盖12的形状。在轮盘11的径向的中心形成轴孔16。例如，离心压缩机的旋转主轴与该轴孔16嵌合。罩盖12一体地具备叶片13，因此为了形成叶片13而实施切削加工。
<组装>
将分别制成的轮盘11和一体形成有叶片13的罩盖12的各自的接合面侧对接而得到组装体。需要说明的是，罩盖12使叶片13侧与轮盘11的接合面侧相对。在该对合面上配置钎料。此时，为了确保钎焊后的钎料的厚度，可以使用夹具来保持轮盘11与罩盖12的对合面的间隔。
<钎料>
在本实施方式中使用的钎料是以Au为基体而含有Ni的合金。该金钎料含有15～20%的Ni，其余部分由Au及不可避免的杂质构成。通过设为该组成范围，而对于母材（轮盘11及叶片13）的润湿性良好，且能够得到高接合强度。该金钎料使用熔点（液相线温度）为比SUS630的固溶化热处理的保持温度低的900～1050℃左右的钎料。该金钎料优选具有16～19%Ni-81～84%Au，更优选具有17.5～18.5%Ni-81.5～82.5%Au的化学组成。该金钎料典型性地具有18%的Ni-Au的组成，具有900～1000℃左右的熔点。
夹设在轮盘11与罩盖12的对合面之间的钎料的形态是任意的。例如，也可以是薄片、薄带、线状材料、粉末、膏剂的形态等在钎焊中公知的任意的形态。但是，需要满足为了确保接头部分的韧性而设定的钎焊后的钎料的厚度。
<热处理（钎焊热循环）>
在将轮盘11和罩盖12（叶片13）经由钎料组装之后，将组装体***到加热炉内进行热处理。热处理也如图1所示，由固溶化热处理和时效硬化热处理这2段构成，在真空下进行。钎焊热循环兼作为该固溶化热处理而进行。以下，总称为钎焊热循环。时效硬化热处理可以在钎焊热循环（固溶化热处理）结束之后进行，也可以在钎焊热循环的降温过程中进行。以下，说明一连串的热处理的优选的条件。
[钎焊热循环]
如图2所示，钎焊热循环可以划分为升温过程（I）、保持过程（II）及降温过程（III）。
升温过程通常从室温开始，而使炉内（组装体）的温度上升至保持温度。
[升温过程]
第一实施方式将该升温过程的升温速度设为20～100℃/小时。这是为了在升温过程中在组装体中不产生温度分布，或者即使产生温度分布也抑制成钎料不会从接合界面漏出的程度。
为了使组装体不产生温度分布而只要使升温速度变慢即可，但过慢时，钎焊热循环过于花费时间，叶轮10的制造成本上升。而且，不容易控制慢的升温速度，需要使加热炉为高价的加热炉。因此，升温速度设为20℃/小时以上。优选的升温速度的下限为30℃/小时，更优选的升温速度的下限为50℃/小时。
另一方面，当升温速度加快时，组装体产生的温度分布增大，因此在第一实施方式中，将升温速度的上限设定为100℃/小时以下。优选的升温速度的上限为80℃/小时，更优选的升温速度的上限为70℃/小时。
升温过程所需的时间起因于升温速度、接着说明的中间保持所需的时间、或叶轮10的尺寸，因此无法唯一确定，但还考虑到叶轮10的制造成本时，希望为50小时以下。
以上的升温速度适用于升温过程的整个区域。即，适用于从开始升温的时刻至达到保持温度（保持过程）为止的期间。但是，该升温速度不适用于接着说明的中间保持期间。而且，升温速度未必一定，可以在20～100℃/小时的范围内变动。典型地列举出的情况是，在超过900℃～950℃的温度区域中，选择比该温度区域以下的温度区域慢的升温速度。
[中间保持]
在升温过程中，设置维持温度的第一中间保持和第二中间保持。需要说明的是，将第一中间保持和第二中间保持总称为中间保持。第一中间保持在500～850℃的温度区域进行。第二中间保持在850～950℃的温度区域（其中，不包含850℃）下进行。需要说明的是，将第一中间保持和第二中间保持合在一起总称为中间保持。
如上所述，为了在升温过程中在组装体中不产生温度分布，而将升温速度设定为100℃/小时以下，但仅这样的话，并不能充分避免温度分布。因此，在第一实施方式中，导入中间保持，而使组装体接近均匀的温度分布。
在第一实施方式中，由第一中间保持和第二中间保持构成中间保持。如此设置二阶段的中间保持是因为，仅任一方的话，钎焊不良的抑制不充分。即，在升温过程中，相对地温度越升高，组装体产生的温度分布越变大，因此在高温度区域中设置中间保持对于组装体的温度均匀化是有效的。然而，在相对低的温度区域中在组装体中产生温度分布时，在该时刻，在接合界面产生间隙，在高温度区域中即使实现温度均匀化，由于升温工序中的变形而发生钎焊面间隙的增加及设置钎料的位置错动等，从而可能无法进行适当的钎焊。尤其是对于SUS630那样的析出硬化型的不锈钢，若超过时效温度则强度急剧下降而容易变形，因此在升温过程中通过时效温度时，间隙可能会扩大。第一实施方式从这样的观点出发，而将第一中间保持和第二中间保持形成为两阶段。
对于第一中间保持，由于在小于500℃的温度下组装体的温度分布小，因此即使进行中间保持也无法得到与之相称的效果。而且，当超过850℃时，无法得到上述的相对低的温度下的间隙减少的效果。因此，第一中间保持在500～850℃的温度区域进行。第一中间保持优选在550～750℃的温度区域进行，更优选在550～700℃的温度区域进行。
第一中间保持的保持时间应根据组装体的尺寸等来决定，但在短时间内的温度均匀化的效果不充分，而且，温度均匀化相对于叶轮的每单位板厚在大致一定的时间内实现，因此考虑叶轮的厚度而设定为1～10小时左右。该保持时间对于第二中间保持也同样。
第一中间保持容许以不同的温度进行两阶段或其以上的保持。而且，以进行第一中间保持的情况为前提，在第一实施方式中容许在小于500℃的温度区域进行保持的情况。
第二中间保持在850℃以下的温度下无法得到上述的相对高的温度下的间隙减少的效果。而且，当超过950℃时，钎料开始熔融，进行保持的意义减小。因此，第二中间保持在850～950℃的温度区域（其中，不包括850℃）下进行。第二中间保持优选在860～940℃的温度区域进行，更优选在880～920℃的温度区域进行。
第二中间保持也容许以不同的温度进行2阶段或其以上的保持。
[慢加热]
在从第二中间保持之后向保持过程转移为止，使升温速度比第二中间保持之前的升温速度慢。第二中间保持之后由于钎料开始熔融，因此为了在组装体中不产生温度分布，而尽量抑制升温速度。但是，这种情况的升温速度也遵守从20～100℃/小时的范围进行选择。
[保持过程（固溶化热处理）]
保持过程具备保持母材（叶轮10）而进行固溶化热处理的功能及使钎料熔融的功能。
保持过程中的保持温度从1000～1050℃的范围进行选择。该保持温度的范围基本上遵照对SUS630的热处理进行规定的JIS G4303。
[降温过程]
保持过程之后的降温过程（冷却过程）与升温过程同样地为了抑制组装体的温度分布，而优选设为20～100℃/小时的范围的速度。而且，若为该冷却速度，则在SUS630中能够实现使Cu固溶在基体中这样的固溶化热处理的目的。
在该降温过程中，从保持温度到950℃，优选以比该温度区域以下的降温速度慢的速度进行降温。这与在升温过程中，在超过950℃的温度区域以比该温度区域以前慢的速度进行升温的情况为相同的意思。为了使该意思更加明确，在950℃附近，具体而言在900～1000℃的范围内也可以设置0.5～2小时的保持。
另外，在降温过程中，产生应力成为钎料强度以下，没有损伤，在温度下降至变形成为容许范围内的温度区域（例如600℃以下）之后，供给冷却用的气体等，而也能够使降温速度为100℃/小时以上。
上述的金钎料由于熔点为900～1050℃，因此在也包括降温过程的固溶化热处理的过程中，钎料发生熔融/凝固而将轮盘11与罩盖12钎焊。需要说明的是，为了实现组织的马氏体化而需要下降至Mf点（马氏体相变结束温度），该温度取决于组成及冷却速度，但Mf点为约32℃，在保持后需要冷却为该温度Mf点以下。
<时效硬化热处理>
以上，当钎焊（固溶化热处理）结束时，接下来，进行时效硬化热处理。
时效硬化热处理按照JIS G4303进行。JIS G4303对应于要得到的拉伸强度、耐力而划分时效硬化热处理的温度，但本发明可以采用任意的温度，也可以采用按照JIS G4303规定的温度区域期间的温度。
<实验例>
准备图7（a）（b）所示的形态的轮盘11和一体地形成有叶片13的罩盖12，在轮盘11与叶片13之间夹设钎料（厚度：100μm），以各种条件进行钎焊（固溶化热处理），然后，利用水深超声波探伤来确认钎焊的状态，按照以下的基准进行了评价。
○：未观察到钎焊不良△：偶见钎焊不良
×：多见钎焊不良
构成使用的轮盘11、罩盖12（叶片13）的钢材的化学组成及钎料的组成如以下所述。而且，钎焊（真空下）的条件如图3所示。
钢材的化学组成（JIS SUS630基准）：
Cr；15.5%，Ni；4.3%，Cu；3.5%，Nb+Ta；0.35%C；0.05%Si；0.25%，Mn；0.8%，P；0.0035%，S；0.007%
其余部分；Fe及不可避免杂质
钎料的组成：18%Ni-82%Au
基于以上的结果，本发明者们如本发明那样特定了钎焊（固溶化热处理）时的热循环的条件。
2.第二实施方式
接下来，基于附图，说明第二实施方式，但对于与上述的第一实施方式相同或同样的构件、部分，使用同一标号，省略说明。
<组装体和加热夹具>
使用与第一实施方式同样的材料，将通过与第一实施方式同样的方法形成的轮盘11和罩盖12（叶片13）经由钎料进行组装而得到组装体15。如图4所示，组装体15在配置于加热夹具20的状态下，收容在进行热处理的加热炉1内。需要说明的是，在本实施方式中，以下记载的组装体15的轴孔16与轮盘11的轴孔16相同。而且，接近组装体15的轴孔16的一侧为组装体15的内周侧，远离的一侧为外周侧。
如图4所示，加热夹具20包括：向组装体15的轴孔16***的圆筒状的第一加热部（第一加热体）21；与第一加热部21一体地设置并从铅垂方向的下方支承组装体15的圆盘状的第二加热部（第二加热体）22。
加热夹具20由热传导率高的碳构成，在后述的热循环时借助从设置在加热炉1的内侧炉壁2上的加热器（未图示）发出的热量来加热。加热了的第一加热部21从内周侧将组装体15加热。
加热夹具20可以分别单独制造第一加热部21和第二加热部22，然后将它们接合而进行一体化，也可以将第一加热部21和第二加热部22从一开始就一体地制造。
另外，作为构成加热夹具20的材料，除了碳之外，也可以使用具有1000℃以上的耐热性的金属材料。
加热夹具20的尺寸根据所配置的组装体15的尺寸而适当调整，但第一加热部21的高度（h1）优选为组装体15的铅垂方向高度（h2）的0.5倍以上。当h1小于h2的0.5h2时，加热炉1的加热器的热量被组装体15遮挡而第一加热部21的温度难以上升，不能够从内周侧充分地将组装体15加热。
相对于此，使h1升高，例如图4所示，当构成为使第一加热部21从组装体15的轴孔16突出时，从加热炉1的加热器直接接受热量，因此第一加热部21被加热成更高温。加热了的第一加热部21从内周侧将组装体15加热。如此，由于第一加热部21将组装体15的内周侧加热，能够使组装体15的内周侧与由加热炉1的加热器加热的组装体15的外周侧的温度分布更均匀。通过使温度分布更均匀，而组装体15中的热变形量的差异减少，抑制轮盘11与罩盖12（叶片13）的接合界面的间隙的扩张。其结果是，能够将钎料维持在该接合界面，能够将轮盘11和罩盖12良好地钎焊。而且，由于由第一加热部21从内周侧将组装体15加热，因此即使加快热循环的升温速度，组装体15也难以产生温度分布。因此，能够加快热循环的升温速度，缩短热循环整体的所需时间，因此能够削减制造成本。
但是，即使第一加热部21过高，也不能再进一步得到温度分布减少的效果。而且，将组装体15配置于加热夹具20的作业不容易，并且加热夹具20自身的制造成本也上升。因此，第一加热部21的高度满足0.5h2≤h1≤20h2，更优选满足h2≤h1≤10h2即可。
另外，优选构成为第一加热部21在***到组装体15的轴孔16时与组装体15不接触。这是因为，当第一加热部21与组装体15接触时，构成第一加热部21的碳等材料向组装体15的表层移动，组装体15可能会产生组成变化。另一方面，当第一加热部21的直径过小时，向加热炉1的加热器露出的第一加热部21的表面积也减小，不能从内周侧将组装体15充分地加热。因此，第一加热部21的径向的尺寸在设第一加热部21的直径为R1且设轴孔16的直径为R2时，满足0.4R2≤R1<R2，更优选满足0.8R2≤R1<0.95R2即可。
第二加热部22优选与组装体15的外径相同或具有其以上的直径。由此，能够稳定地支承组装体15，并能够在一定程度上抑制组装体15的外周侧的热变形（翘曲）。第二加热部22的厚度对应于第一加热部21的高度（h1）及加热炉1的尺寸而适当调整。
<组装体的向加热夹具的配置>
向组装体15的轴孔16***加热夹具20的第一加热部21，并将组装体15配置于加热夹具20。此时，在第二加热部22与组装体15之间可以夹设在后述的保持温度下稳定的由陶瓷等构成的间隔件（未图示）。这是因为，当将组装体15直接载置于第二加热部22时，构成第二加热部22的碳等材料向组装体15的表层移动，组装体15可能会发生组织（组成）变化。
需要说明的是，组装体15以轮盘11侧位于上方的方式配置于加热夹具20，但也可以使罩盖12侧位于上方。
<热处理（钎焊热循环）>
将如此配置于加热夹具20的组装体15***到加热炉1内，开始热处理。热处理也如图1所示，由固溶化热处理和时效硬化热处理这2段构成，第二实施方式的固溶化热处理在真空下进行，时效硬化热处理在相当于真空或大气压下进行。钎焊热循环兼作为该固溶化热处理而进行。以下，总称为钎焊热循环。时效硬化热处理可以在钎焊热循环（固溶化热处理）结束之后进行。以下，说明第二实施方式中的一连串的热处理的优选的条件。
[钎焊热循环]
如图5所示，钎焊热循环可以划分为升温过程（I）、保持过程（II）及降温过程（III）。
升温过程通常从室温开始，使加热炉1内（组装体15及加热夹具20）的温度上升至保持温度。
[升温过程]
第二实施方式通过使用加热夹具20，即使在比第一实施方式的升温过程的升温速度的范围高的100～400℃/小时的范围内设定升温速度，在升温过程中，也能够使组装体15中不产生温度分布，即使产生也能够抑制成钎料不从接合界面漏出的程度。而且，升温过程的升温速度能够优选为120～380℃/小时，更优选为140～360℃/小时。
升温过程所需的时间起因于升温速度、接着说明的中间保持所需的时间、或叶轮10的尺寸，因此无法唯一确定，但也考虑叶轮10的制造成本时，优选为30小时以下。
以上的升温速度适用于升温过程的整个区域。即，适用于从升温开始的时刻至达到保持温度（保持过程）的期间。但是，该升温速度不适用于接着说明的中间保持期间。而且，升温速度未必非要一定，可以在100～400℃/小时的范围内变动。典型地列举出的情况是，在超过950℃的温度区域中，选择比该温度区域以下的温度区域慢的升温速度。
[中间保持]
在升温过程中，可以设置维持温度的中间保持。通过设置中间保持，能够使组装体15的温度分布更接近均匀。中间保持可以在500～950℃的温度区域进行。
另外，在第二实施方式中，与第一实施方式同样地，容许将中间保持分为2段进行的情况（以下，将第一段的中间保持记载为第一中间保持，将第二段的中间保持记载为第二中间保持）。
第一中间保持可以在500～850℃的温度区域进行。可以将第一中间保持设为该温度区域的理由与在第一实施方式中说明的理由相同。通过在钎料熔融的温度区域（950℃前后）的近前进行，能得到相对低的温度下的间隙减少的效果。第一中间保持优选在550～750℃的温度区域进行，更优选在550～700℃的温度区域进行。
第二中间保持可以在850～950℃（其中，不包括850℃）的温度区域进行。可以将第二中间保持设为该温度区域的理由与在第一实施方式中说明的理由相同。在升温过程中，相对地温度越变高而组装体15产生的温度分布越变大，因此通过在高温度区域设置第二中间保持，能够实现组装体15的温度的进一步均匀化。第二中间保持优选在860～940℃的温度区域进行，更优选在880～920℃的温度区域进行。
第一中间保持的保持时间应根据组装体15的尺寸等来确定，但在短时间内，温度均匀化的效果不充分，而且，温度均匀化在一定的时间内达成，因此优选设为1～10小时。更优选的保持时间是2～8小时。该保持时间在第二中间保持中也同样。
[慢加热]
在从第一中间保持之后到转移至保持过程为止，可以使升温速度比第一中间保持之前的升温速度慢。在第二中间保持之后，钎料开始熔融，因此为了在组装体15中不产生温度分布而尽量抑制升温速度。但是，这种情况的升温速度也优选从100～400℃/小时的范围进行选择。需要说明的是，关于从第二中间保持之后到转移至保持过程为止的升温速度，也可以设为同样。
[保持过程（固溶化热处理）]
保持过程具备保持母材（叶轮10）而进行固溶化热处理的功能及使钎料熔融的功能。
保持过程中的保持温度可以从1000～1050℃的范围进行选择。该保持温度的范围基本上遵照规定SUS630的热处理的JIS G4303。该温度的保持时间可以优选从0.5～3小时的范围进行选择。
[降温过程]
保持过程之后的降温过程为了抑制组装体15的温度分布，而优选设为20～100℃/小时的范围的速度。而且，若为该降温速度，则在SUS630中能够达成使Cu固溶在基体中这样的固溶化热处理的目的。
在该降温过程中，在从保持温度到950℃为止，优选以比950℃以下的降温速度慢的速度进行降温。这与在升温过程中在超过950℃的温度区域以比950℃以前慢的速度进行升温的情况为相同的意思。为了使该意思更加明确，可以在950℃附近、具体而言在930～970℃的范围内设置0.5～2小时的保持。
另外，在降温过程中，可以在温度下降为600℃以下之后，供给冷却用的气体等而使降温速度为100℃/小时以上。
上述的金钎料的熔点为900～1050℃，因此在也包括降温过程的固溶化热处理的过程中，发生熔融/凝固而将轮盘11与罩盖12钎焊。需要说明的是，为了实现组织的马氏体化而需要降低至Mf点（马氏体相变结束温度），该温度取决于组成及冷却速度，但Mf点为约32℃，保持后需要冷却至该温度以下。
[保持过程（时效硬化热处理）]
以上，当钎焊（固溶化热处理）结束时，接下来，进行时效硬化热处理。
时效硬化热处理按照JIS G4303进行。JIS G4303对应于要得到的拉伸强度、耐力而划分时效硬化热处理的温度，但在第二实施方式中可以采用任意的温度，也可以采用由JIS G4303规定的温度区域之间的温度。
<实验例>
准备图7（a）（b）所示的形态的轮盘11和一体地形成有叶片13的罩盖12，在轮盘11与叶片13之间夹设钎料（厚度：100μm）而得到组装体15。在将组装体15配置于碳制的加热夹具20的状态下，以各种条件进行钎焊（固溶化热处理），然后，通过水深超声波探伤确认钎焊的状态，按照以下的基准进行了评价。
○：未观察到钎焊不良△：钎焊不良点分布
×：钎焊不良分散
构成使用的轮盘11、罩盖12（叶片13）的钢材的化学组成及钎料的组成如以下所述。而且，加热夹具20的第一加热部21的高度（h1）及钎焊（真空下）的条件如图6所示。
钢材的化学组成（JIS SUS630基准）：
Cr；15.5%，Ni；4.3%，Cu；3.5%，Nb+Ta；0.35%
C；0.05%Si；0.25%，Mn；0.8%，P；0.0035%，S；0.007%
其余部分；Fe及不可避免杂质
钎料的组成：18%Ni-82%Au
如图6所示，根据试料No.1～9可知，通过设置第一加热部21而进行热处理，良好地进行钎焊。而且，即使以比第一实施方式的升温过程中的升温速度的范围高的范围的升温速度进行热处理，也会良好地进行钎焊。此外，根据试料No.10及11判明，在加快升温速度时，比第一加热部21的高度（h1）高的一方会更良好地进行钎焊。
需要说明的是，在上述的第二实施方式中，通过从加热炉1的加热器产生的热量而使第一加热部21的温度上升，将组装体15的内周侧加热，但并不局限于该结构。例如，作为第一加热部21，可以使用其自身发热的圆筒状的碳加热器。或者，也可以将不仅包括第一加热部21而且包括第二加热部22的加热夹具20整体设为其自身发热的加热器。
另外，在上述的第一实施方式中，也与第二实施方式同样地，当然可以配置第一加热部21（加热夹具20）而对组装体15实施钎焊热循环。
除此以外，只要不脱离本发明的主旨，就可以对上述实施方式中列举的结构进行取舍选择或适当变更为其他的结构。
标号说明
10   叶轮
11   轮盘
12   罩盖
13   叶片
14   钎焊部
15   组装体
16   轴孔

Claims (6)

1.一种叶轮的制造方法，对于在至少2个叶轮结构构件的接合部分夹设钎料而形成的组装体实施热循环而进行接合，其特征在于，
所述热循环具备如下过程：
使温度上升至保持温度的升温过程；
在所述钎料的熔融温度以上的温度区域的保持温度下进行保持的保持过程；及
使温度从所述保持温度下降至室温的降温过程，
所述升温过程中，
升温速度为20～100℃/小时，并且
具备维持温度的第一中间保持和第二中间保持，
所述第一中间保持在500～850℃的温度区域进行，
所述第二中间保持在850～950℃的温度区域进行，其中，该温度区域不包括850℃，
在所述第二中间保持之后的超过950℃的温度区域，以比所述第二中间保持之前慢的速度进行升温，
所述保持过程中的保持温度从1000～1050℃的范围进行选择。
2.根据权利要求1所述的叶轮的制造方法，其中，
在所述降温过程中，
降温速度为20～100℃/小时，
在从所述保持温度到950℃为止，以比950℃以下的降温速度慢的速度进行降温。
3.根据权利要求1所述的叶轮的制造方法，其中，
所述热循环通过向从所述组装体的内周侧加热所述组装体的第一加热体配置所述组装体来实施。
4.根据权利要求3所述的叶轮的制造方法，其中，
所述第一加热体与从铅垂方向的下方支承所述组装体的第二加热体一体地设置。
5.根据权利要求3所述的叶轮的制造方法，其中，
所述第一加热体满足0.5h2≤h1≤20h2，
其中，h1为所述第一加热体的高度，h2为所述组装体的高度。
6.根据权利要求4所述的叶轮的制造方法，其中，
所述第一加热体满足0.5h2≤h1≤20h2，
其中，h1为所述第一加热体的高度，h2为所述组装体的高度。
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