EP3899081A1 - Procede de fabrication d'un noyau - Google Patents

Procede de fabrication d'un noyau

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EP3899081A1
EP3899081A1 EP19848898.3A EP19848898A EP3899081A1 EP 3899081 A1 EP3899081 A1 EP 3899081A1 EP 19848898 A EP19848898 A EP 19848898A EP 3899081 A1 EP3899081 A1 EP 3899081A1
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EP
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core
layer
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molybdenum
cobalt
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Jean-Michel Patrick Maurice Franchet
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Safran SA
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    • C23C4/134—Plasma spraying

Definitions

  • the invention relates to the field of manufacturing the leading edge for organic matrix composite (CMO) fan blades.
  • CMO organic matrix composite
  • Document FR1051992 describes a known method of manufacturing such a blade. This method takes place as follows: two sheets, intrados and extrados, formed, are shaped, via an isostatic hot compaction operation, around a core of refractory alloy whose geometry corresponds to the internal geometry of the desired leading edge . After shaping, the core, which is a reusable tool, is removed and the leading edge is machined only on its outer surfaces to obtain the final geometry of the part.
  • the latter must have three main characteristics in relation to the fact that the shaping step is carried out via a thermomechanical cycle at high temperature, of the order of 800 - 1000 ° C., during which, the core is in contact with the elements of the leading edge in titanium for several hours:
  • the core must be non-deformable in the thermomechanical range of manufacture of the leading edge in order to ensure the shape of the internal cavity of the leading edge
  • the core must not allow any chemical reaction between its material and the material of the leading edge
  • the core must not allow any adhesion or bonding between its material and the material of the leading edge
  • the second avoids or minimizes chemical decontamination of the surfaces of the internal cavity of the leading edge.
  • the metal alloys retained for the core are nickel-based or cobalt-based alloys so as to be rigid enough not to deform during conforming cycles at high temperature.
  • this type of alloy brought into contact at high temperature with the titanium alloys of the part are reactive with one another and form solid solutions or intermetallic compounds, which leads at best to contamination of the titanium alloy, worse an unacceptable bond between nickel / cobalt and titanium.
  • a technical solution consists in interposing an anti-diffusion barrier between the two metallic alloys in contact that are the nickel or cobalt base alloy of the core and the titanium alloy of the leading edge which will undergo a thermomechanical treatment at high temperature for many hours.
  • a method described by the document FR 1653221 is the production of nitriding or nitro-carburization of the nickel or cobalt base core. This treatment generates a surface layer rich in nitrogen and carbon of a few tens of microns on the surface of the core ensuring the role of anti-diffusion barrier.
  • the invention provides a method of manufacturing a core for the production of a leading edge of a fan blade, characterized in that it comprises the steps of:
  • the cobalt-based alloy may include carbon.
  • the cobalt-based alloy can comprise between 26% and 32% of molybdenum, between 7% and 20% of chromium between 1% and 5% of silicon and less than 1% of carbon.
  • the cobalt-based alloy can comprise between 25% and 35% of chromium, between 0% and 10% of tungsten, between 0% and 7% of molybdenum, between 0% and 4% of nickel, between 1% and 3% of silicon and less than 2% carbon.
  • the cobalt-based alloy can comprise between 28% and 30% of chromium, between 1.2% and 1.6% of carbon and, between 1.2% and 1.8% of silicon.
  • the deposited layer may have a thickness of 100 microns and 2 millimeters, preferably 500 microns.
  • the method may further comprise, following step (b) of thermal spraying, a step (d) of machining by rectification.
  • the method may further comprise, following step (b) of thermal spraying, a step (e) of air heat treatment, comprising a first stage of approximately thirty minutes at a temperature between 300 ° C and 400 ° C, a second stage of approximately thirty minutes at a temperature between 500 ° C and 700 ° C, a third stage of approximately thirty minutes at a temperature between 800 ° C and 1000 ° C, and cooling to ambient air, to oxidize the layer.
  • step (e) of air heat treatment comprising a first stage of approximately thirty minutes at a temperature between 300 ° C and 400 ° C, a second stage of approximately thirty minutes at a temperature between 500 ° C and 700 ° C, a third stage of approximately thirty minutes at a temperature between 800 ° C and 1000 ° C, and cooling to ambient air, to oxidize the layer.
  • Figure 1 is a microscopic sectional view of the surface of a core according to the invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a method according to the invention.
  • the invention relates to a process for manufacturing a core 1 for the production of a leading edge of a fan blade, the process essentially comprises the steps of:
  • step (a2) the initial core 11 can be cleaned and degreased. This step guarantees a surface condition of the initial core 11, which is optimal for the next projection step (b).
  • step (b) consists in the thermal spraying onto the initial core 11 of a layer 12 of a cobalt-based alloy, comprising chromium and at least one element from tungsten and / or molybdenum. It is specified that tungsten, molybdenum and chromium can be present in the form of carbide.
  • the cobalt base alloy can have the following composition, in mass percentage: between 26% and 32% of molybdenum, between 7% and 20% of chromium, between 0% and 10% of tungsten, between 1% and 5% silicon and less than 1% carbon.
  • the cobalt-based alloy can comprise 28% of chromium, 5.5% of molybdenum, 2.5% of nickel, 2% of silicon and 0.25% of carbon.
  • the cobalt-based alloy can comprise 29.5% of chromium, 8% of tungsten, 1.5% of silicon and 1.4% of carbon.
  • the cobalt-based alloy can comprise between 26% and 32% of molybdenum, between 7% and 20% of chromium between 1% and 5% of silicon and less than 1% of carbon.
  • the cobalt-based alloy can comprise 29% of molybdenum, 8.5% of chromium, 2.6% of silicon and less than 0.08% of carbon.
  • the cobalt-based alloy can comprise 28% of molybdenum, 18% of chromium, 3.4% of silicon and less than 0.08% of carbon.
  • the thermal projection of these types of alloys provides chemical inertness which makes it possible to produce an anti-diffusion barrier between the initial core 1 1 made of a nickel base alloy and sheets made of titanium used for the manufacture of the fan blade.
  • the layer can be projected by blown arc plasma.
  • This method leads to a porous layer but having good mechanical grip on the surface of the core.
  • This method can optionally consider vacuum pumping during projection.
  • the layer can be deposited by a plasma torch according to the so-called “Plasma Transferred Arc” (PTA) method.
  • PTA Plasma Transferred Arc
  • the method can include a rectification step (d) to reduce a thickness of the layer 12.
  • the layer 12 can have a thickness of between 100 and 500 microns. This step can also serve as a practical verification of the adhesion of the deposit.
  • the method may include a step (e) of air heat treatment, comprising a first stage of approximately thirty minutes at a temperature between 300 ° C and 400 ° C, a second stage d 'about thirty minutes at a temperature between 500 ° C and 700 ° C, a third stage of about thirty minutes at a temperature between 800 ° C and 1000 ° C, and cooling in ambient air.
  • a step (e) of air heat treatment comprising a first stage of approximately thirty minutes at a temperature between 300 ° C and 400 ° C, a second stage d 'about thirty minutes at a temperature between 500 ° C and 700 ° C, a third stage of about thirty minutes at a temperature between 800 ° C and 1000 ° C, and cooling in ambient air.
  • the layer 12 can have a hardness of between 35 and 65 HRC, preferably between 45 and 55 HRC. It is specified that the hardness is expressed and measured according to the so-called Rockwell test, using a penetrator to which an initial charge is applied and then an additional charge. Hardness is measured by comparing the depth of penetration of the indenter when applying the initial load and when applying the additional load. For the HRC scale, In this case, the test is carried out with a penetrator consisting of a diamond cone of circular section with a spherical rounded point of 0.2 millimeters. In addition, the initial charge applied is 98N and the total charge (corresponding to the initial charge plus the additional charge) is 1471.5N. One HRC hardness unit corresponds to a penetration of 0.002 millimeters.
  • the HR15N scale is preferred because the initial load applied is only 29N and the total load (corresponding to the initial load plus the additional load) is only 147.1 N.
  • the invention relates to a core 1 of nickel base alloy obtained by a method according to the invention.
  • the core 1 has a layer 12 composed of a cobalt base alloy comprising chromium and at least one element from tungsten and / or molybdenum obtained by thermal spraying of a cobalt base alloy comprising chromium and at least one element from tungsten and / or molybdenum.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un noyau (1) pour la production d'un bord d'attaque d'une aube de soufflante. Le procédé comprend les étapes de : (a) fourniture d'un noyau initial (11) en alliage base nickel, (b) projection thermique sur le noyau initial d'une couche (12) d'un alliage base cobalt, comprenant du chrome et au moins un élément parmi du tungstène et/ou du molybdène.

Description

TITRE : PROCEDE DE FABRICATION D’UN NOYAU
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention se rapporte au domaine de la fabrication du bord d’attaque pour les aubes de soufflantes en Composite à Matrice Organique (CMO).
ETAT DE LA TECHNIQUE
Il est rappelé qu’une aube présente conventionnellement, un bord d’attaque et un bord de fuite. Le bord d’attaque correspond à la partie antérieure du profil aérodynamique qui fait face au flux d'air et qui divise l'écoulement d'air en un écoulement d'intrados et en un écoulement extrados, et un bord de fuite qui correspond à la partie postérieure du profil aérodynamique. Dans l’environnement d’une turbomachine, d’un aéronef, il est possible que des débris solides soient pris dans un flux d’air circulant dans la turbomachine. Ces débris vont alors frapper le bord d’attaque d’une aube et risquent l’endommager. En conséquence, il est usuel de renforcer le bord d’attaque des aubes. Cette disposition technique est d’autant plus importante dans le cas d’une aube en CMO. En effet, le matériau composite peut mal résister à la perforation.
Il est par exemple connu de l’art antérieur d’avoir une aube de soufflante en CMO présentant un bord d’attaque en titane.
Le document FR1051992 décrit une méthode de fabrication connue, d’une telle aube. Cette méthode se déroule comme suit : deux tôles, intrados et extrados, formées, sont conformées, via une opération de compaction isostatique à chaud, autour d’un noyau en alliage réfractaire dont la géométrie correspond à la géométrie interne du bord d’attaque recherchée. Après conformage, le noyau, qui est un outillage ré-utilisable, est retiré et le bord d’attaque est usiné uniquement sur ses surfaces extérieures pour obtenir la géométrie finale de la pièce.
Cette méthode permet de maîtriser la forme intérieure de la cavité du bord d’attaque, qui est une réplique de l’aube sur laquelle sera placé le bord d’attaque, permettant ainsi de ne faire aucune reprise d’usinage de la cavité interne du bord d’attaque. En outre cette technique permet de maîtriser et faciliter des opérations d’usinage final grâce à la présence du noyau interne qui permet à la fois de rigidifier l’ensemble et d’avoir des référentiels dimensionnels intégrés ce qui permet d’éviter d’avoir recours, comme pour les autres techniques, à des outillages d’usinage complexes. Ainsi, ces différentes dispositions induisent une réduction de coût important de la gamme de fabrication en raison de la réutilisation des noyaux, considérés alors comme des outillages. Pour cette technique dite de conformage sur noyau, ce dernier doit présenter trois caractéristiques principales en relation avec le fait que l’étape de conformage s’effectue via un cycle thermomécanique à haute température, de l’ordre de 800 - 1000°C, durant lequel, le noyau est en contact avec les éléments du bord d’attaque en titane pendant plusieurs heures :
- Le noyau doit être indéformable dans la gamme thermomécanique de fabrication du bord d’attaque afin d’assurer la forme de la cavité interne du bord d’attaque
Le noyau ne doit permettre aucune réaction chimique entre son matériau et le matériau du bord d’attaque
Le noyau ne doit permettre aucune adhérence ou collage entre son matériau et le matériau du bord d’attaque
La première caractéristique, liée au choix du matériau de noyau, permet de ne pas avoir à usiner la cavité interne du bord d’attaque.
La deuxième permet d’éviter ou de réduire au maximum la décontamination chimique des surfaces de la cavité interne du bord d’attaque.
La troisième conditionne complètement la réutilisation des noyaux et donc la viabilité économique de cette technique.
Les deux dernières caractéristiques sont liées et nécessitent un traitement particulier du noyau. En effet, les alliages métalliques retenus pour le noyau sont des alliages base nickel ou base cobalt afin d’être suffisamment rigides pour ne pas se déformer lors des cycles de conformage à haute température. Or ce type d’alliages mis en contact à haute température avec les alliages de titane de la pièce sont réactifs entre eux et forment des solutions solides ou des composés intermétalliques, ce qui conduit au mieux à une contamination de l’alliage de titane, au pire un collage rédhibitoire entre le nickel / cobalt et le titane.
Il est donc indispensable de faire un traitement adapté au noyau pour éviter la contamination et le collage.
Une solution technique consiste à intercaler une barrière de anti-diffusion entre les deux alliages métalliques en contact que sont l’alliage base nickel ou cobalt du noyau et l’alliage titane du bord d’attaque qui vont subir un traitement thermomécanique à haute température pendant plusieurs heures. Pour ce faire, une méthode décrite par le document FR 1653221 est la réalisation d’une nitruration ou nitro-carburation du noyau en base nickel ou cobalt. Ce traitement génère une couche superficielle riche en azote et carbone de quelques dizaines de microns en surface du noyau assurant le rôle de barrière anti-diffusion.
Cependant, des essais réalisés à échelle un suivant cette technique ont mis en évidence des carences au niveau de l’efficacité de la barrière anti-diffusion générée par la nitruration ou carbo-nitruration du noyau base nickel ou cobalt. Des traces de contamination sont observées sur les zones internes du bord d’attaque en titane et des dégradations de couche nitrurée du noyau sont observables dès le premier cycle de compaction, hypothéquant très fortement la capacité à réutiliser de nombreuses fois le noyau et donc le modèle économique de la technique.
EXPOSE DE L'INVENTION
Dans ce contexte, la présente invention a pour objectif de fournir un procédé de fabrication d’un noyau pour la production d‘un bord d’attaque d’une aube de soufflante, qui réponde aux trois critères énoncés précédemment : indéformabilité thermomécanique, neutralité chimique vis-à-vis du bord d’attaque et absence d’adhérence au bord d’attaque.
Selon un premier aspect, l’invention propose un procédé de fabrication d’un noyau pour la production d’un bord d’attaque d’une aube de soufflante caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de :
(a) fourniture d’un noyau initial en alliage base nickel,
(b) projection thermique sur le noyau initial d’une couche d’un alliage base cobalt, comprenant du chrome et au moins un élément parmi du tungstène et/ou du molybdène.
D’une manière particulièrement avantageuse la projection thermique de ce type d’alliage, résistant aux frottements à chaud, apporte une inertie chimique qui permet de réaliser une barrière anti-diffusion entre le noyau en alliage base nickel et des tôles en titane utilisées pour la fabrication de l’aube de soufflante. Ainsi, ce procédé permet de recouvrir le noyau d’une couche garantissant une stabilité thermomécanique, préservant d’une contamination chimique et évitant une éventuelle adhérence des pièces d’aube sur le noyau.
L’alliage base cobalt peut comprendre du carbone.
L’alliage base cobalt peut comprendre entre 26% et 32% de molybdène, entre 7% et 20% de chrome entre 1% et 5% de silicium et moins de 1% de carbone. L’alliage base cobalt peut comprendre entre 25% et 35% de chrome, entre 0% et 10% de tungstène, entre 0% et 7% de molybdène, entre 0% et 4% de nickel, entre 1% et 3% de silicium et moins de 2% de carbone.
L’alliage base cobalt peut comprendre entre 28% et 30% de chrome, entre 1 ,2% et 1 ,6% de carbone et, entre 1 ,2% et 1 ,8% de silicium.
La couche peut présenter une dureté comprise entre 40 et 65 HRC.
La couche déposée peut présenter une épaisseur comprise en 100 microns et 2 millimètres, de préférence 500 microns.
L’étape (b) peut être réalisée en utilisant une méthode choisie parmi : une projection par flamme supersonique, une projection par plasma d’arc soufflé ou un dépôt par torche à plasma.
Le procédé peut comprendre, en outre, suite à l’étape (b) de projection thermique, une étape (c) de traitement thermique de la couche, réalisée entre 800 et 1000°C.
Le procédé peut comprendre en outre, suite à l’étape (b) de projection thermique, une étape (d) d’usinage par rectification.
Le procédé peut comprendre en outre, suite à l’étape (b) de projection thermique, une étape (e) de traitement thermique à l’air, comprenant un premier palier d’environ trente minutes à une température comprise entre 300°C et 400°C, un deuxième palier d’environ trente minutes à une température comprise entre 500° C et 700° C, un troisième palier d’environ trente minutes à une température comprise entre 800°C et 1000°C, et un refroidissement à l’air ambiant, pour oxyder la couche.
Selon un deuxième aspect, l’invention propose un noyau en alliage base nickel obtenu par un procédé selon l’invention, ledit noyau présentant une couche (12) composée d’un alliage base cobalt comprenant du chrome et au moins un élément parmi du tungstène et/ou du molybdène et/ou du carbone et/ou de silice obtenue par projection thermique d’un alliage base cobalt, comprenant du chrome et au moins un élément parmi du tungstène et/ou du molybdène. DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 est une vue en coupe, microscopique de la surface d’un noyau selon l’invention.
La figure 2 est un schéma bloc d’un procédé selon l’invention.
Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Procédé de fabrication
Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un noyau 1 pour la production d’un bord d’attaque d’une aube de soufflante le procédé comprend essentiellement les étapes de :
(a) fourniture d’un noyau initial 11 en alliage base nickel,
(b) projection thermique sur le noyau initial 11 d’une couche 12 d’un alliage base cobalt, comprenant du chrome et au moins un élément parmi du tungstène et/ou du molybdène.
L’étape (a) de fourniture du noyau initial peut être réalisée en usinant un bloc en alliage base nickel pour obtenir le noyau initial 11.
Ensuite, le noyau initial 11 peut être sablé (étape (a1 )) pour augmenter la rugosité de sa surface extérieure. Cette disposition permet avantageusement de faciliter l’accrochage de la couche 12 projetée à l’étape (b).
Enfin, le noyau initial 11 peut être nettoyé et dégraissé (étape (a2)). Cette étape permet de garantir un état de surface, du noyau initial 11 , optimal pour l’étape suivante (b) de projection.
Comme énoncé précédemment, l’étape - suivante - (b) consiste en la projection thermique sur le noyau initial 11 d’une couche 12 d’un alliage base cobalt, comprenant du chrome et au moins un élément parmi du tungstène et/ou du molybdène. Il est précisé que le tungstène, le molybdène et le chrome peuvent être présents sous forme de carbure.
De plus le molybdène peut être utilisé dans un mélange intermétallique. On rappelle qu’un mélange intermétallique est un mélange comprenant au moins un métalloïde. Les métalloïdes étant des éléments chimiques dont les propriétés sont intermédiaires entre celles des métaux et des non-métaux, ou sont une combinaison de ces propriétés. Les métalloïdes sont les éléments suivants : Bore, Silicium, Germanium, Arsenic, Antimoine, Tellure et Asiate. En l’espèce, le métalloïde préférentiellement utilisé en association avec du molybdène est le silicium.
Selon une disposition particulière l’alliage base cobalt peut présenter la composition suivante, en pourcentage massique : entre 26% et 32% de molybdène, entre 7% et 20% de chrome, entre 0% et 10% de tungstène, entre 1 % et 5% de silicium et moins de 1 % de carbone.
D’une manière préférée, selon cette disposition, l’alliage base cobalt peut comprendre 28% de chrome, 5,5% de molybdène, 2,5% de nickel, 2% de silicium et 0,25% de carbone.
D’une autre manière préférée, selon la même disposition technique, l’alliage base cobalt peut comprendre 29,5% de chrome, 8 % de tungstène, 1 ,5% de silicium et 1 ,4% de carbone.
Selon une autre disposition particulière, l’alliage base cobalt peut comprendre entre 26% et 32% de molybdène, entre 7% et 20% de chrome entre 1 % et 5% de silicium et moins de 1 % de carbone.
D’une manière préférée, selon cette disposition, l’alliage base cobalt peut comprendre 29% de molybdène, 8,5% de chrome, 2,6% de silicium et moins de 0,08% de carbone.
D’une autre manière préférée, selon cette même disposition particulière, l’alliage base cobalt peut comprendre 28% de molybdène, 18% de chrome, 3,4% de silicium et moins de 0,08% de carbone.
Ainsi, d’une manière particulièrement avantageuse la projection thermique de ces types d’alliages, résistants aux frottements à chaud, apporte une inertie chimique qui permet de réaliser une barrière anti-diffusion entre le noyau initial 1 1 en alliage base nickel et des tôles en titane utilisées pour la fabrication de l’aube de soufflante.
Selon une première disposition technique préférée, la projection thermique peut être réalisée par flamme supersonique, selon une méthode dite « High Velocity Oxy-Fuel » (HVOF) ou selon une méthode dite « High Velocity Air-Fuel » (HVAF). La méthode HVOF est particulièrement préférée car, elle consiste à projeter l’alliage base cobalt à très haute vitesse avec une température modérée, ce qui engendre très peu de porosité dans la couche 12 déposée.
Selon une autre disposition technique, la couche peut être projetée par plasma d’arc soufflé. Cette méthode conduit à une couche poreuse mais présentant une bonne accroche mécanique sur la surface du noyau. Cette méthode peut optionnellement envisager un pompage sous vide au cours de la projection.
Selon une autre disposition technique, la couche peut être déposée par une torche à plasma selon la méthode dite « Plasma Transferred Arc » (PTA). Cette méthode permet d’obtenir une couche 12 plus épaisse, compacte et liée métallurgiquement au substrat qu’avec les méthodes précédemment décrites qui sera ensuite reprise en usinage.
Suite au dépôt de la couche 12 par projection thermique, le procédé peut comprendre une étape (c) de traitement thermique de la couche 12, réalisée entre 800° C et 1000°C. Préférentiellement, l’étape (c) est réalisée entre 850° C et 900° C. Ce traitement thermique permet de relaxer les contraintes internes induites par le dépôt de la couche 12, à l’étape précédente.
Ensuite, le procédé peut comprendre une étape (d) de rectification pour réduire une épaisseur de la couche 12. Suite à cette étape, la couche 12 peut présenter une épaisseur comprise en 100 et 500 microns. Cette étape peut également servir de vérification pratique de l’adhérence du dépôt.
Après l’étape de rectification, le procédé peut comprendre une étape (e) de traitement thermique à l’air, comprenant un premier palier d’environ trente minutes à une température comprise entre 300°C et 400°C, un deuxième palier d’environ trente minutes à une température comprise entre 500°C et 700°C, un troisième palier d’environ trente minutes à une température comprise entre 800° C et 1000°C, et un refroidissement à l’air ambiant.
Préférentiellement, l’étape (e) peut comprendre un premier palier de trente minutes à 350° C, puis un deuxième palier de trente minutes à 650° C, puis un troisième palier de trente minutes 900°C, suivi d’un refroidissement à l’air ambiant.
L’étape (e), dite de passivation, permet d’oxyder la couche 12 en surface ce qui permet de réduire les risques d’interaction chimique entre la couche 12 et le matériau utilisé pour fabriquer l’aube (le plus souvent du titane).
A l’issu de ce procédé de fabrication, la couche 12 peut présenter une dureté comprise entre 35 et 65 HRC, de préférence entre 45 et 55 HRC. Il est précisé que la dureté est exprimée et mesurée selon le test dit de Rockwell, en utilisant un pénétrateur sur lequel est appliquée une charge initiale puis une charge supplémentaire. La dureté étant mesurée en comparant la profondeur d’enfoncement du pénétrateur lors de l’application de la charge initiale et lors de l’application de la charge supplémentaire. Pour l’échelle HRC, En l’espèce, le test est réalisé avec un pénétrateur constitué d’un cône de diamant de section circulaire à pointe arrondie sphérique de 0,2 millimètres. De plus, la charge initiale appliquée est de 98N et la charge totale (correspondant à la charge initiale plus la charge supplémentaire) est de de 1471 , 5N. Une unité de dureté HRC correspond à une pénétration de 0,002 millimètres.
Pour les épaisseurs inférieures à 400 microns, l’échelle HR15N est préférée car la charge initiale appliquée n’est que de 29N et la charge totale (correspondant à la charge initiale plus la charge supplémentaire) n’est que de 147,1 N.
Il est possible d’utiliser également la méthode Vickers (HV). Le test est alors réalisé avec un pénétrateur constitué d’une pyramide en diamant à base carrée. La dureté étant déterminée en mesurant les deux diagonales de l’empreinte. La charge est adaptée à l’épaisseur de la couche : 5 à 10 kilogrammes pour les épaisseurs < 400 microns et 20 à 30 kilogrammes maximum pour les épaisseurs supérieures à 400 microns.
Dans ces deux derniers cas (HR15N et HV) la valeur HRC est déduite des tables de conversion exprimées dans les normes ISO et ASTM en vigueur.
Ainsi, ce procédé permet de recouvrir le noyau initial 1 1 d’une couche 12 garantissant une stabilité thermomécanique, préservant d’une contamination chimique et évitant une éventuelle adhérence des pièces d’aube sur le noyau.
Noyau
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un noyau 1 en alliage base nickel obtenu par un procédé selon l’invention. Le noyau 1 présente une couche 12 composée d’un alliage base cobalt comprenant du chrome et au moins un élément parmi du tungstène et/ou du molybdène obtenue par projection thermique d’un alliage base cobalt, comprenant du chrome et au moins un élément parmi du tungstène et/ou du molybdène.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d’un noyau (1 ) pour la production d’un bord d’attaque d’une aube de soufflante caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de :
(a) fourniture d’un noyau initial (11 ) en alliage base nickel,
(b) projection thermique sur le noyau initial d’une couche (12) d’un alliage base cobalt, comprenant, du carbone, du chrome et au moins un élément parmi du tungstène et/ou du molybdène.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel l’alliage base cobalt comprend entre 26% et 32% de molybdène, entre 7% et 20% de chrome entre 1% et 5% de silicium et moins de 1% de carbone.
3. Procédé selon la revendication 1 dans lequel, l’alliage base cobalt comprend entre 25% et 35% de chrome, entre 5% et 10% de tungstène, entre 0% et 7% de molybdène, entre 0% et 4% de nickel, entre 1% et 3% de silicium et moins de 2% de carbone.
4. Procédé selon la revendication 3 dans lequel, l’alliage base cobalt comprend entre 28% et 30% de chrome, entre 1 ,2% et 1 ,6% de carbone et, entre 1 ,2% et 1 ,8% de silicium.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la couche (12) présente une dureté comprise entre 40 et 65 HRC.
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la couche (12) déposée présente une épaisseur comprise en 100 microns et 2 millimètres, de préférence 500 microns.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l’étape (b) est réalisée en utilisant une méthode choisie parmi : une projection par flamme supersonique, une projection par plasma d’arc soufflé ou un dépôt par torche à plasma.
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 comprenant en outre, suite à l’étape (b) de projection thermique, une étape (c) de traitement thermique de la couche (12), réalisée entre 800 et 1000°C.
9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 comprenant en outre, suite à l’étape (b) de projection thermique, une étape (d) d’usinage par rectification.
10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant en outre, suite à l’étape (b) de projection thermique, une étape (e) de traitement thermique à l’air, comprenant un premier palier d’environ trente minutes à une température comprise entre 300°C et 400°C, un deuxième palier d’environ trente minutes à une température comprise entre 500°C et 700°C, un troisième palier d’environ trente minutes à une température comprise entre 800° C et 1000°C, et un refroidissement à l’air ambiant, pour oxyder la couche (12).
11. Noyau en alliage base nickel obtenu par un procédé selon l’une des revendications 1 à 10, ledit noyau présentant une couche (12) composée d’un alliage base cobalt comprenant du chrome, du carbone, et au moins un élément parmi du tungstène et/ou du molybdène et/ou du carbone et/ou de silice obtenue par projection thermique d’un alliage base cobalt, comprenant du chrome et au moins un élément parmi du tungstène et/ou du molybdène.
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