WO2020128398A1 - Revetement pour noyau de conformage a chaud - Google Patents

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WO2020128398A1
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sheet
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Jean-Michel Patrick Maurice Franchet
Gilles Charles Casimir Klein
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Safran
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Definitions

  • the invention relates to the general technical field of methods for manufacturing parts 2 comprising cavities, in particular methods using cores 1 for production operations by conforming.
  • the invention relates to the cores 1 of refractory alloy for the processes for producing a part 2, for example a blade of a composite turbomachine fan, by isostatic compaction.
  • such blades have a carbon matrix composite body and a leading edge made of titanium or a titanium alloy.
  • Two sheets, intrados and extrados, previously formed, are shaped, via an isostatic hot compaction operation, around a core 1 of refractory alloy whose geometry corresponds to the desired internal geometry of the leading edge of the blade.
  • the core 1 which is a reusable tool, is removed and the leading edge is machined on its outer surfaces to obtain the final geometry of the part 2.
  • the shaping step is carried out via a thermomechanical cycle at high temperature, of the order of 800 ° C. to 1000 ° C., during which the core 1 is in contact with the elements of the 'dawn, and therefore from the leading edge, for several hours.
  • the core 1 has three main characteristics:
  • the core 1 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; this allows in particular not to machine the internal cavity of the leading edge, which simplifies the manufacturing process;
  • the material making up the core 1 is chosen in order to avoid any chemical reaction between the material of the core 1 and the material of the leading edge; this makes it possible to avoid or minimize chemical decontamination of the surfaces of the internal cavity of the leading edge, which simplifies the process;
  • Stop-Off type products are well known and used in hot titanium forming processes with generally the double objective of protecting the titanium against contamination of the air or tools in contact with the titanium and of facilitating the demoulding of part 2. They are systematically composed of an anti-diffusion refractory charge and an organic binder.
  • the coating is "enclosed” in a sealed cavity formed by the upper and lower sheets.
  • the organic binder will degrade and the degradation residues will contaminate the sheet / sheet contact areas on the periphery of the assembly and prevent diffusion welding between the two sheets, sought in these areas .
  • An object of the invention is to allow the reuse of the core 1 for processes for forming several pieces 2.
  • Another object of the invention is to limit the phenomenon of diffusion of species between the core and the part.
  • Another object is to limit the phenomena of heat transfer between the core and the part.
  • Another aim is to limit the phenomena of chemical reaction between the part and the core.
  • the invention provides a method of coating a core for the manufacture of a part for a turbomachine by isostatic compaction, for example a blade leading edge shield, the coating method comprising the steps of:
  • - S2 Coating of the core by means of a second solution comprising a second component configured to bond the first component so as to form a homogeneous layer, the second component comprising an inorganic binder;
  • Steps S1 to S3 are repeated at least once;
  • the first component comprises an oxide of a transition metal, and in which the second component comprises a colloid of a lanthanide;
  • the first solution is aqueous and the first component comprises a charge of yttrium oxide in powder form;
  • the second component comprises a colloid binder of cerium
  • Step S3 of heat treatment is carried out at a temperature between 40 ° C and 120 ° C for a period between 15 minutes and 60 minutes, and preferably at a temperature between 70 ° C and 90 ° C for a period between 25 and 35 minutes;
  • the method further comprises, between steps S1 and S2, a step S4 of heat treatment of the core;
  • the solution comprises a mass proportion of water of between 40% and 60%, and a mass proportion of between 40% and 60% of metal oxide;
  • the coating steps S1 and S2 are carried out simultaneously by applying a single solution comprising the first component and the second component.
  • the invention provides a core for a turbomachine part, for example a blade leading edge shield, the core comprising a coating produced according to a method according to the invention.
  • the invention provides a method of manufacturing a part for a turbomachine, for example a blade leading edge shield, said part comprising an internal cavity, a first sheet and a second sheet, in which the method comprises the steps of:
  • one of the first sheet and the second sheet comprises a first material
  • the core comprises a second material
  • the first material comprising a titanium alloy
  • the second material comprising a metal alloy of transition, for example of yttrium.
  • FIG. 1 shows different stages of a hot shaping process of a turbomachine blade according to the invention
  • Figure 1a shows the pressure sheet previously formed
  • FIG. 1 b represents the lower surface sheet in which the core 1 is positioned
  • FIG. 1 c represents the upper surface sheet, positioned on the core 1 itself positioned on the lower surface sheet.
  • the assembly constituting the assembly to conform.
  • Figure 1 d shows a section of the assembly, revealing the core 1, the lower and upper sheets being fixed to each other prior to hot forming
  • Figure 1 e shows a section of the assembly, revealing the core 1 and the part 2 formed after hot shaping step
  • FIG. 1 f represents the part 2 formed, with the core 1 in the cavity of the part 2
  • Figure 1 g shows the final part 2 after extraction of the core 1;
  • the invention relates to a method of coating a core 1 for the manufacture of a blade for a turbomachine by isostatic compacting, the coating method comprising the steps of:
  • - S2 Coating of the core (1) by means of a solution comprising a second component configured to bond the first component so as to form a homogeneous layer, the second component comprising an inorganic binder;
  • - S3 Application of a heat treatment to the coated core (1) so as to dry the solution and solidify the coating.
  • the core 1 is thus coated with a non-permanent coating, anti-diffusion, which comprises a first component, or filler, refractory and thermodynamically very stable, anti-diffusion, non-reactive with the material of the part 2, even under temperature of l 'order of 1000 ° C, and a second component, or binder, mineral so as not to contaminate, during hot isostatic compaction, the material of part 2.
  • a non-permanent coating, anti-diffusion which comprises a first component, or filler, refractory and thermodynamically very stable, anti-diffusion, non-reactive with the material of the part 2, even under temperature of l 'order of 1000 ° C, and a second component, or binder, mineral so as not to contaminate, during hot isostatic compaction, the material of part 2.
  • the method can optionally include a repetition of steps S1 to S3, which makes it possible to adapt the coating thickness obtained according to the need.
  • the first component has a very negative free enthalpy of formation at 25 ° C. for the formation of its oxide.
  • This oxide will therefore be extremely stable.
  • the free enthalpy of formation of the oxide of the component will advantageously be less than that of the titanium oxide (TiO 2), titanium being the main chemical element of the material of part 2.
  • Such a coating makes it possible to avoid inter-diffusion of the species between a part 2 and the core 1, which makes it possible to greatly limit the adhesion between the part 2 and the core 1 and promotes the extraction and the reuse of the core 1 to the during a subsequent manufacturing process of a part 2.
  • Such a method can in one embodiment include a step, not illustrated, of cutting and then machining of sheets intended to form the part 2.
  • a first sheet comprises a sheet intended to form the lower surface of the blade
  • a second sheet comprises a sheet intended to form the lower surface of the blade
  • Such a process can also include a hot forming step, during which the sheets intended to form the lower and upper surfaces are stamped hot in order to give them a preform making it possible to approach the shape of the core in order to simplify the assembly of the sheets around the core.
  • An assembly step is then carried out, during which the first sheet, the second sheet and the core 1 are positioned relative to each other and held together, as illustrated in FIGS. 1 a to 1c .
  • the lower and upper sheets are fixed to each other, for example by welding at the side edges of said sheets, in order to guarantee the positioning of the sheets around the core and ensured the tightness of the assembly, such as 'illustrated in figure 1 d.
  • An isostatic compaction step is then carried out, during which the sheets and the core are heated to a temperature of the order of 800 ° C. to 1000 ° C. and compacted by an external pressure so as to join the sheets together by diffusion welding, conform them around the core and thus form the part 2, as illustrated in FIG. 1 e, comprising an internal cavity with the exact geometry of the core.
  • the part 2 formed is obtained by removing the core.
  • an additional machining step can be performed, for example the machining of the leading edges in the case of a turbomachine blade.
  • the machining step is carried out with the core 1 in the cavity of the part 2, as illustrated in FIG. 1 f.
  • This makes it possible to stiffen the assembly, in particular avoiding deformation of the part 2 under the machining forces, and to have integrated dimensional reference frames which makes it possible to avoid having to resort to complex machining tools.
  • the core 1 is then removed, as illustrated in FIG. 1 g, and can be reused during a production operation of another part 2. This makes it possible to greatly limit the unit manufacturing cost of a part 2 .
  • the first component comprises an yttrium oxide and optionally another oxide chosen from one or a plurality of metal oxide powders, which can for example comprise an oxide or a combination of oxides chosen from:
  • Ti02 titanium oxide
  • Mo03 molybdenum oxide
  • the first component notably comprises one or a combination of transition metal oxides.
  • the first component comprises yttrium oxide powder (Y203). This allows, in particular when the part 2 comprises titanium or a titanium alloy, to very strongly limit, or even avoid, contamination of the titanium during a thermal cycle according to the process.
  • the part 2 is made of titanium alloy.
  • Figure 2 shows the free enthalpies of formation of different oxides.
  • yttrium oxide appears to be the best candidate among the oxides shown, exhibiting a free enthalpy of formation much lower than the free enthalpy of formation of titanium oxide.
  • Titanium being the main chemical element in part 2, yttruim oxide will be inert towards titanium.
  • the second component comprises a mineral colloid in an aqueous medium.
  • Colloid is understood to mean a suspension of one or more substances, regularly dispersed in another substance, forming a system with two separate phases. In a fluid, it forms a homogeneous dispersion of particles whose dimensions range from nanometer to micrometer. These particles are therefore the size of a nanoparticle, even if they are not specifically considered as such.
  • the second component comprises a lanthanide colloid, for example one or a combination of colloids chosen from a yttrium colloid, a titanium colloid (basic or acidic) and a cerium colloid.
  • a lanthanide colloid for example one or a combination of colloids chosen from a yttrium colloid, a titanium colloid (basic or acidic) and a cerium colloid.
  • the part 2 is made of titanium alloy, and the second component comprises a colloid of cerium. This makes it possible to greatly limit, or even avoid, any contamination of part 2 by cerium.
  • the solution used for the coating therefore comprises:
  • the coating is deposited in two passes, the deposition process comprising:
  • the first solution includes a mass proportion of water between 40% and 60%, and a mass proportion between 40% and 60% of metal oxide, preferably a mass proportion of water between 50% and 55% , and a mass proportion of between 45% and 50% of metal oxide, for example a mass proportion of water of 53% and a mass proportion of yttrium oxide (Y203) of 47%.
  • the second solution includes a colloid of cerium (Ce02).
  • the first heating step is carried out at a temperature between 40 ° C and 120 ° C for a period between 15 minutes and 60 minutes, preferably at a temperature between 70 ° C and 90 ° C for a period between 25 minutes and 35 minutes, for example at a temperature of 80 ° C for a period of 30 minutes.
  • the second heating step is carried out at a temperature between 40 ° C and 120 ° C for a period between 15 minutes and 60 minutes, preferably at a temperature between 70 ° C and 90 ° C for a period between 25 minutes and 35 minutes, for example at a temperature of 80 ° C for a period of 30 minutes.
  • the coating has a thickness of between 10m ⁇ ti and 30mm, for example 20pm. This makes it possible to isolate the core 1 from the part 2 effectively, by having a thickness which makes it possible to resist possible wear or scratches which may occur during the operations of removing the core 1 when the part 2 is formed. Such a thickness also makes it possible to avoid excessively modifying the dimensions of the core 1, and therefore of the cavity formed.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de revêtement d'un noyau (1) pour la fabrication d'une pièce (2) pour turbomachine par compactage isostatique, par exemple un bouclier de bord d'attaque d'une aube, le procédé de revêtement comportant les étapes de : - S1 : Enduction du noyau (1) au moyen d'une première solution comportant un premier composant réfractaire configuré pour s'opposer à la diffusion des espèces, le premier composant comportant un oxyde métallique, - S2 : Enduction du noyau (1) au moyen d'une deuxième solution comportant un deuxième composant configuré pour lier le premier composant de manière à former une couche homogène, le deuxième composant comportant un liant minéral; - S3 : Application d'un traitement thermique au noyau (1) enduit de manière à sécher la solution et solidifier le revêtement.

Description

DESCRIPTION
TITRE : REVETEMENT POUR NOYAU DE CONFORMAGE A CHAUD
DOMAINE TECHNIQUE GÉNÉRAL ET ART ANTÉRIEUR
L’invention concerne le domaine technique général des procédés de fabrication de pièces 2 comportant des cavités, notamment des procédés utilisant des noyaux 1 pour des opérations de production par conformage.
Plus particulièrement, l’invention concerne les noyaux 1 en alliage réfractaire pour les procédés de production d’une pièce 2, par exemple une aube de soufflante de turbomachine en composite, par compaction isostatique.
Classiquement, de telles aubes présentent un corps en composite à matrice carbonée et un bord d’attaque en titane ou en alliage de titane.
Deux tôles, intrados et extrados, préalablement formées, sont conformées, via une opération de compaction isostatique à chaud, autour d’un noyau 1 en alliage réfractaire dont la géométrie correspond à la géométrie interne recherchée du bord d’attaque de l’aube.
Après conformage, le noyau 1 , qui est un outillage réutilisable, est retiré et le bord d’attaque est usiné sur ses surfaces extérieures pour obtenir la géométrie finale de la pièce 2.
Au cours d’un tel procédé, l’étape de conformage s’effectue via un cycle thermomécanique à haute température, de l’ordre de 800° C à 1000°C, durant lequel le noyau 1 est en contact avec les éléments de l’aube, et donc du bord d’attaque, pendant plusieurs heures.
Il est donc nécessaire que le noyau 1 présente trois caractéristiques principales :
- le noyau 1 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 ; cela permet notamment de ne pas usiner la cavité interne du bord d’attaque, ce qui simplifie le procédé de fabrication ;
le matériau composant le noyau 1 est choisi afin d’éviter toute réaction chimique entre le matériau du noyau 1 et le matériau du bord d’attaque ; cela permet d’éviter ou de réduire au maximum la décontamination chimique des surfaces de la cavité interne du bord d’attaque, ce qui simplifie le procédé ;
il est nécessaire d’éviter toute adhérence ou collage entre le matériau du noyau 1 et le matériau du bord d’attaque ; cette condition est nécessaire pour la réutilisation des noyaux 1 et conditionne donc la viabilité économique de ce procédé.
Il est connu d’utiliser pour le noyau 1 des alliages métalliques à 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 (type a+b) de la pièce 2 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 1 pour éviter la contamination et le collage.
Les produits de type Stop-Off sont bien connus et utilisés dans des procédés de mise en forme du titane à chaud avec généralement le double objectif de protéger le titane contre la contamination de l’air ou des outillages en contact du titane et de faciliter le démoulage de la pièce 2. Ils sont systématiquement composés d’une charge réfractaire anti-diffusion et d’un liant organique.
Ce type de produit, avec un liant organique, est complètement rédhibitoire pour l’application conformage sur noyau 1.
En effet, dans le cas des procédés de mise en forme pour lesquels le liant organique se trouve dégradé lors de l’opération chauffage de la pièce 2 revêtue (en général entre 200 et 400° C), les produits de dégradation se trouvant dispersés dans l’air ambiant et cela ne pose pas de difficultés majeures.
Pour le conformage sur noyau 1 , le revêtement se trouve « enfermé » dans une cavité étanche formée par les tôles extrados et intrados. Lors du cycle de compaction à haute température, le liant organique va se dégrader et les résidus de dégradation vont venir contaminer les zones de contact tôles/tôles en périphérie de l’assemblage et empêché le soudage diffusion entre les deux tôles, recherché dans ces zones. PRÉSENTATION GÉNÉRALE DE L’INVENTION
Un but de l’invention est de permettre la réutilisation du noyau 1 pour des procédés de formations de plusieurs pièces 2.
Un autre but de l’invention est de limiter le phénomène de diffusion des espèces entre le noyau et la pièce.
Un autre but est de limiter les phénomènes de transfert thermique entre le noyau et la pièce.
Un autre but est de limiter les phénomènes de réaction chimique entre la pièce et le noyau.
Afin de réponde à ces problématiques, l’invention propose un procédé de revêtement d’un noyau pour la fabrication d’une pièce pour turbomachine par compactage isostatique, par exemple un bouclier de bord d’attaque d’une aube, le procédé de revêtement comportant les étapes de :
- S1 : Enduction du noyau au moyen d’une première solution comportant un premier composant réfractaire configuré pour s’opposer à la diffusion des espèces, le premier composant comportant un oxyde métallique ;
- S2 : Enduction du noyau au moyen d’une deuxième solution comportant un deuxième composant configuré pour lier le premier composant de manière à former une couche homogène, le deuxième composant comportant un liant minéral ;
- S3 : Application d’un traitement thermique au noyau enduit de manière à sécher la solution et solidifier le revêtement.
Optionnellement mais avantageusement, un tel procédé peut être complété par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- les étapes S1 à S3 sont réitérées au moins une fois ;
- le premier composant comporte un oxyde d’un métal de transition, et dans lequel le deuxième composant comporte un colloïde d’un lanthanide ;
- la première solution est aqueuse et le premier composant comporte une charge d’oxyde d’yttrium sous forme de poudre ;
- le deuxième composant comporte un liant colloïde de cérium ; - l’étape S3 de traitement thermique est réalisée à une température comprise entre 40° C et 120°C pendant une durée comprise entre 15 minutes et 60 minutes, et préférentiellement à une température comprise entre 70° C et 90° C pendant une durée comprise entre 25 et 35 minutes ;
- le procédé comprend en outre, entre les étapes S1 et S2, une étape S4 de traitement thermique du noyau ;
- au cours de l’étape S1 , la solution comporte une proportion massique d’eau comprise entre 40% et 60%, et une proportion massique comprise entre 40% et 60% d’oxyde métallique ;
- les étapes d’enduction S1 et S2 sont réalisées simultanément en appliquant une unique solution comprenant le premier composant et le deuxième composant.
Selon un autre aspect, l’invention propose un noyau pour une pièce de turbomachine, par exemple un bouclier de bord d’attaque d’une aube, le noyau comportant un revêtement réalisé suivant un procédé selon l’invention.
Selon un autre aspect, l’invention propose un procédé de fabrication d’une pièce pour une turbomachine, par exemple un bouclier de bord d’attaque d’une aube, ladite pièce comportant une cavité interne, une première tôle et une deuxième tôle, dans lequel le procédé comporte les étapes de :
Assemblage de la première tôle, de la deuxième tôle et d’un noyau comportant un revêtement réalisé selon l’invention ;
Compaction isostatique de l’assemblage à une température configurée pour assouplir la première tôle et la deuxième tôle de manière à favoriser leur déformation ;
Extraction du noyau.
Optionnellement mais avantageusement, dans un tel procédé, une parmi la première tôle et la deuxième tôle comporte un premier matériau, et le noyau comporte un deuxième matériau, le premier matériau comportant un alliage de titane, le deuxième matériau comportant un alliage d’un métal de transition, par exemple de l’yttrium. PRÉSENTATION DES FIGURES
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des figures annexées sur lesquelles :
- la figure 1 représente différentes étapes d’un procédé de conformage à chaud d’une aube de turbomachine selon l’invention ; la figure 1 a représente la tôle intrados préalablement formée ; la figure 1 b représente la tôle intrados dans lequel est positionné le noyau 1 ; la figure 1 c représente la tôle extrados, positionnée sur le noyau 1 lui- même positionné sur la tôle intrados. L’ensemble constituant l’assemblage à conformer. ; la figure 1 d représente une coupe de l’assemblage, laissant apparaître le noyau 1 , les tôles intrados et extrados étant fixées l’une à l’autre préalablement au conformage à chaud ; la figure 1 e représente une coupe de l’assemblage, laissant apparaître le noyau 1 et la pièce 2 formée après étape de conformage à chaud ; la figure 1 f représente la pièce 2 formée, avec le noyau 1 dans la cavité de la pièce 2 ; la figure 1 g représente la pièce 2 finale après extraction du noyau 1 ;
- la figure 2 représente des enthalpies libres de formation de différents espèces d’oxydes.
DESCRIPTION D’UN OU PLUSIEURS MODES DE MISE EN ŒUVRE ET DE RÉALISATION
L’invention concerne un procédé de revêtement d’un noyau 1 pour la fabrication d’une aube pour une turbomachine par compactage isostatique, le procédé de revêtement comportant les étapes de :
- S1 : Enduction du noyau (1 ) au moyen d’une solution comportant un premier composant réfractaire configuré pour s’opposer à la diffusion des espèces, le premier composant comportant un oxyde métallique,
- S2 : Enduction du noyau (1 ) au moyen d’une solution comportant un deuxième composant configuré pour lier le premier composant de manière à former une couche homogène, le deuxième composant comportant un liant minéral ; - S3 : Application d’un traitement thermique au noyau (1 ) enduit de manière à sécher la solution et solidifier le revêtement.
Le noyau 1 est ainsi enduit d’un revêtement non permanent, anti-diffusion, qui comporte un premier composant, ou charge, réfractaire et thermodynamiquement très stable, anti diffusante, non réactive avec le matériau de la pièce 2, même sous température de l’ordre de 1000°C, et un deuxième composant, ou liant, minéral afin de ne pas contaminer, lors du compactage isostatique à chaud, le matériau de la pièce 2.
Le procédé peut optionnellement comprendre une réitération des étapes S1 à S3, ce qui permet d’adapter l’épaisseur de revêtement obtenu en fonction du besoin.
Il est classiquement entendu par liant un produit qui sert à agglomérer en masse solide des particules solides sous forme de poudre ou de granulats.
Avantageusement, le premier composant présente une enthalpie libre de formation très négative à 25 °C pour la formation de son oxyde. Cet oxyde sera donc extrêmement stable. De plus, afin d’être inerte vis-à-vis du matériau de la pièce 2 (titane), l’enthalpie libre de formation de l’oxyde du composant sera avantageusement inférieure à celle de l’oxyde de titane (Ti02), le titane étant l’élément chimique principal du matériau de la pièce 2.
Un tel revêtement permet d’éviter une inter diffusion des espèces entre une pièce 2 et le noyau 1 , ce qui permet de limiter fortement l’adhérence entre la pièce 2 et le noyau 1 et favorise l’extraction et la réutilisation du noyau 1 au cours d’un procédé de fabrication ultérieur d’une pièce 2.
Un tel procédé de fabrication est représenté en figure 1.
Un tel procédé peut dans un mode de réalisation comporter une étape, non illustrée, de découpe puis d’usinage de tôles destinées à former la pièce 2.
Par exemple, dans le cas d’une aube de turbomachine, une première tôle comprend une tôle destinée à former l’intrados de l’aube, et une deuxième tôle comprend une tôle destinée à former l’intrados de l’aube.
Un tel procédé peut également comporter une étape de formage à chaud, pendant laquelle les tôles destinées à former l’intrados et extrados sont matricées à chaud afin de leur donner une préforme permettant de se rapprocher de la forme du noyau afin de simplifier l’assemblage des tôles autour du noyau.
Une étape d’assemblage est ensuite réalisée, au cours de laquelle la première tôle, la deuxième tôle et le noyau 1 sont positionnées les unes par rapport aux autres et maintenues les unes aux autres, tel qu’illustré dans les figures 1 a à 1c.
Les tôles intrados et extrados sont fixées l’une à l’autre, par exemple par soudage au niveau des bordures latérales des dites tôles, afin de garantir le positionnement des tôles autour du noyau et assuré l’étanchéité de l’assemblage, tel qu’illustré en figure 1 d.
Une étape de compaction isostatique est ensuite réalisée, au cours de laquelle les tôles et le noyau sont chauffés à une température de l’ordre de 800° C à 1000° C et compactés par une pression extérieure de sorte à solidariser les tôles entre elles par soudage diffusion, les conformer autour du noyau et ainsi former la pièce 2, tel qu’illustré en figure 1 e, comportant une cavité interne à la géométrie exacte du noyau.
Après compaction isostatique à chaud, la pièce 2 formée est obtenue en retirant le noyau. Dans un mode de réalisation, une étape d’usinage supplémentaire peut être réalisée, par exemple l’usinage des bords d’attaque dans le cas d’une aube de turbomachine.
Préférentiellement, l’étape d’usinage est réalisée avec le noyau 1 dans la cavité de la pièce 2, tel qu’illustré en figure 1 f. Cela permet de rigidifier l’ensemble, évitant notamment une déformation de la pièce 2 sous les efforts d’usinage, et d’avoir des référentiels dimensionnels intégrés ce qui permet d’éviter d’avoir recours à des outillages d’usinage complexes.
Le noyau 1 est ensuite retiré, tel qu’illustré en figure 1 g, et peut être réutilisé au cours d’une opération de production d’une autre pièce 2. Cela permet de limiter fortement le coût de fabrication unitaire d’une pièce 2.
Dans un mode de réalisation, le premier composant comprend un oxyde d’yttrium et éventuellement un autre oxyde choisi parmi un ou une pluralité de poudres d’oxydes métalliques, pouvant par exemple comporter un oxyde ou une combinaison d’oxydes choisis parmi :
- oxyde de titane (Ti02), - oxyde de molybdène (Mo03),
- oxyde de cérium (Ce02),
- oxyde d’étain (Sn02),
- oxyde de Zinc (ZnO),
- oxyde de cobalt (Co203),
- alumine (A1203),
- mullite (3 A1203 + 2 Si02),
- silice (SiO)
Dans un mode de réalisation, le premier composant comporte notamment un ou une combinaison d’oxydes de métaux de transition.
Dans un mode de réalisation préférentiel, le premier composant comporte de la poudre d’oxyde d’yttrium (Y203). Cela permet, notamment lorsque la pièce 2 comporte du titane ou un alliage de titane, de limiter très fortement, voire d’éviter, une contamination du titane lors d’un cycle thermique selon le procédé.
Dans un mode de réalisation, la pièce 2 est en alliage de titane. La figure 2 présente les enthalpies libres de formation de différents oxydes. Dans cette configuration, l’oxyde d’yttrium semble être le meilleur candidat parmi les oxydes représentés, présentant une enthalpie libre de formation bien inférieure à l’enthalpie libre de formation de l’oxyde de titane. Le titane étant l’élément chimique principal de la pièce 2, l’oxyde d’yttruim sera inerte vis-à-vis du titane.
Dans un mode de réalisation, le deuxième composant comporte un colloïde minéral en milieu aqueux.
Il est entendu par colloïde une suspension d'une ou plusieurs substances, dispersées régulièrement dans une autre substance, formant un système à deux phases séparées. Dans un fluide, il forme une dispersion homogène de particules dont les dimensions vont du nanomètre au micromètre. Ces particules ont donc la taille d'une nanoparticule, même si elles ne sont pas spécifiquement considérées en tant que telles.
Avantageusement, le deuxième composant comporte un colloïde de lanthanide, par exemple un ou une combinaison de colloïdes choisis parmi un colloïde de yttrium, un colloïde de titane (basique ou acide) et un colloïde de cérium.
Dans un mode de réalisation préférentiel, la pièce 2 est en alliage de titane, et le deuxième composant comporte un colloïde de cérium. Cela permet de limiter fortement, voire d’éviter, toute contamination de la pièce 2 par le cérium.
Dans un mode de réalisation, la solution utilisée pour le revêtement comporte donc :
Une charge d’oxyde d’yttrium (Y203) sous forme de poudre,
Un liant colloïde de cérium (Ce02),
De l’eau.
Dans un mode de réalisation, le revêtement est déposé en deux passes, le procédé de dépôt comportant :
une première étape d’enduction au cours de laquelle une première solution comportant le premier composant est déposée sur le noyau 1 ,
une première étape de chauffage du noyau 1 ,
une deuxième étape d’enduction au cours de laquelle une deuxième solution comportant le deuxième composant est déposée sur le noyau 1 , et
une deuxième étape de chauffage.
Optionnellement, la première solution comporte une proportion massique d’eau comprise entre 40% et 60%, et une proportion massique comprise entre 40% et 60% d’oxyde métallique, préférentiellement une proportion massique d’eau comprise entre 50% et 55%, et une proportion massique comprise entre 45% et 50% d’oxyde métallique, par exemple une proportion massique en eau de 53% et une proportion massique en oxyde d’yttrium (Y203) de 47%.
Optionnellement, la deuxième solution comporte un colloïde de cérium (Ce02).
Avantageusement, la première étape de chauffage est effectuée à une température comprise entre 40° C et 120°C pendant une durée comprise entre 15 minutes et 60 minutes, préférentiellement à une température comprise entre 70° C et 90° C pendant une durée comprise entre 25 minutes et 35 minutes, par exemple à une température de 80° C pendant une durée de 30 minutes. Optionnellement, la deuxième étape de chauffage est effectuée à une température comprise entre 40° C et 120°C pendant une durée comprise entre 15 minutes et 60 minutes, préférentiellement à une température comprise entre 70° C et 90° C pendant une durée comprise entre 25 minutes et 35 minutes, par exemple à une température de 80° C pendant une durée de 30 minutes.
Avantageusement, le revêtement présente une épaisseur comprise entre 10mΐti et 30mm, par exemple de 20pm. Cela permet d’isoler le noyau 1 de la pièce 2 efficacement, en présentant une épaisseur qui permet de résister à une usure ou des rayures éventuelles pouvant survenir lors des opérations de retrait du noyau 1 lorsque la pièce 2 est formée. Une telle épaisseur permet également d’éviter de modifier de manière trop importante les dimensions du noyau 1 , et donc de la cavité formée.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de revêtement d’un noyau (1 ) pour la fabrication d’une pièce (2) pour turbomachine par compactage isostatique, par exemple un bouclier de bord d’attaque d’une aube, le procédé de revêtement comportant les étapes de :
- S1 : Enduction du noyau (1 ) au moyen d’une première solution comportant un premier composant réfractaire configuré pour s’opposer à la diffusion des espèces, le premier composant comportant un oxyde métallique, - S2 : Enduction du noyau (1 ) au moyen d’une deuxième solution comportant un deuxième composant configuré pour lier le premier composant de manière à former une couche homogène, le deuxième composant comportant un liant minéral ;
- S3 : Application d’un traitement thermique au noyau (1 ) enduit de manière à sécher la solution et solidifier le revêtement.
2. Procédé de revêtement selon la revendication 1 , dans lequel les étapes S1 à S3 sont réitérées au moins une fois.
3. Procédé de revêtement selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier composant comporte un oxyde d’un métal de transition, et dans lequel le deuxième composant comporte un colloïde d’un lanthanide.
4. Procédé de revêtement selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la première solution est aqueuse et le premier composant comporte une charge d’oxyde d’yttrium sous forme de poudre.
5. Procédé de revêtement selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le deuxième composant comporte un liant colloïde de cérium.
6. Procédé de revêtement selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel l’étape S3 de traitement thermique est réalisée à une température comprise entre 40° C et 120° C pendant une durée comprise entre 15 minutes et 60 minutes, et préférentiellement à une température comprise entre 70° C et 90° C pendant une durée comprise entre 25 et 35 minutes.
7. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6 comprenant en outre, entre les étapes S1 et S2, une étape S4 de traitement thermique du noyau.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel, au cours de l’étape S1 , la solution comporte une proportion massique d’eau comprise entre 40% et 60%, et une proportion massique comprise entre 40% et 60% d’oxyde métallique.
9. Procédé de revêtement selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel les étapes d’enduction S1 et S2 sont réalisées simultanément en appliquant une unique solution comprenant le premier composant et le deuxième composant.
10. Noyau (1 ) pour une aube (2) pour une turbomachine comportant un revêtement réalisé suivant un procédé selon une des revendications 1 à 9.
11. Procédé de fabrication d’une aube (2) pour une turbomachine, ladite aube (2) comportant une cavité interne (P1 ), une première tôle et une deuxième tôle, dans lequel le procédé comporte les étapes de :
- Assemblage de la première tôle, de la deuxième tôle et d’un noyau (1 ) comportant un revêtement réalisé selon l’une des revendications 1 à 9 ;
- Compaction isostatique de l’assemblage à une température configurée pour assouplir la première tôle et la deuxième tôle de manière à favoriser leur déformation,
- Extraction du noyau (1 ).
12. Procédé de fabrication selon la revendication 11 , dans lequel une parmi la première tôle et la deuxième tôle comporte un premier matériau, et le noyau (1 ) comporte un deuxième matériau, le premier matériau comportant un alliage de titane, le deuxième matériau comportant un alliage d’un métal de transition, par exemple de l’yttrium.
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