Procédé de fabrication d'une aube de turbine ou de compresseur La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une aube de turbine ou de compres seur, comportant un pied venu de fabrication à la fois avec une pale et avec une plate-forme à la jonc tion du pied et de la pale et comportant des passages longitudinaux pour l'écoulement d'un fluide de re froidissement, par extrusion partielle à travers une matrice d'un lingot présentant des trous longitudinaux remplis d'une matière qui a les mêmes caractéristi ques d'écoulement que celles du métal du lingot et qui est éliminée par la suite.
De tels passages ne peuvent pas être réalisés par perçage des aubes. Ils peuvent être formés en per çant des trous dans un lingot ou analogue, en remplis sant les trous d'une matière présentant des caractéris tiques d'écoulement semblables à celles du métal du lingot ou pièce analogue et qui peut être éliminée par la suite par attaque à l'acide ou d'une autre manière, et en travaillant à chaud le lingot pour former une ébauche dans laquelle les trous sont allongés.
Le tra vail à chaud peut comprendre une extrusion partielle à travers une matrice de forme aérodynamique ou autre. Le pied est formé à partir de cette partie de l'ébauche qui n'a pas passé à travers la matrice d'ex trusion et la pale est formée à partir de la partie ex trudée par forgeage ou par une autre opération.
Dans les aubes fabriquées jusqu'à présent par ce procédé, les extrémités des passages se sont trouvées dans l'extrémité du pied.
Dans certaines aubes de turbine ou de compres seur il est nécessaire que les extrémités des passages de refroidissement s'étendent dans un ou les deux côtés du pied. Le but de la présente invention est de réaliser, par procédé d'extrusion partielle, une aube présentant de tels passages.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on produit par l'extrusion partielle une ébau che composée d'une partie extrudée de section trans versale réduite à partir de laquelle la pale est formée et une partie non extrudée dans laquelle des parties des trous remplis de matière dans le métal non. extra dé sont inclinées par rapport à la ligne centrale longi tudinale, et en ce qu'on façonne ensuite le pied et la plate-forme en usinant le métal non extrudé, les par ties inclinées des trous étant coupées par une sur face usinée, de sorte qu'elles sont mises à découvert dans au moins un côté du pied.
Les trous remplis dans le lingot peuvent être pa rallèles ou un peu inclinés par rapport à la ligne cen trale longitudinale du lingot.
Le dessin illustre, à titre d'exemple, une mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de la présente inven tion.
La fig. 1 est une vue en bout d'un lingot.
La fig. 2 est une coupe selon II-II de la fig. 1. La fig. 3 représente le lingot dans une presse d'extrusion.
La fig. 4 est une coupe longitudinale à travers une ébauche faite par extrusion dans la presse re présentée à la fig. 3.
La fig. 5 est une coupe par la ligne V-V de la fig. 4.
La fig. 6 est une coupe correspondant à la fig. 5 après forgeage de l'ébauche. La fig. 7 est une coupe longitudinale à travers l'extrémité du pied de l'aube, après façonnage du pied.
La fig. 8 est une vue en bout d'un autre lingot. La fig. 9 est une coupe longitudinale à travers une partie de l'ébauche formée à partir de ce lingot.
La fig. 10 est une coupe par une ligne X-X de la fig. 9.
Dans le procédé illustré aux fig. 1 à 7, le matériau de départ est un lingot parallélépipédique 1 en un al liage chrome-nickel résistant au fluage ou un alliage cobalt-chrome-nickel. Cinq trous borgnes 2 sont per cés dans ce lingot, trois d'un côté du plan central 3 et deux de l'autre côté. Les trous sont ensuite remplis de matière de remplissage qui a les mêmes caractéris tiques d'écoulement que celles du métal du lingot 1, par exemple d'un alliage fer-manganèse-titane.
Ensuite, le lingot est inséré dans le récipient 14 d'une presse d'extrusion et extrudé à travers une ma trice 15 qui est maintenue en place par un organe de retenue 16. La matrice 15 s'ajuste serrée dans le récipient et présente deux faces 17 inclinées d'un angle (3 sur la ligne longitudinale, centrale et qui aboutissent dans un orifice 18.
L'extrusion est arrêtée alors qu'une partie du métal reste dans le récipient 14, de sorte que le pro duit partiellement extrudé est l'ébauche représentée à la fig. 4. La fig. 5 montre la forme de la partie extrudée 4 qui est naturellement déterminée par la forme de l'orifice 18 de la matrice. Cette partie forme la pale dans le produit fini et les trous sont modifiés le long de cette partie en passant d'une section trans versale circulaire à une section lenticulaire.
Le pied est formé à partir de la partie 5 qui n'a pas traversé la matrice. Dans la partie 5, les extré mités des trous ne sont pas modifiées en position et comme la distance Wl entre les deux rangées est grande par rapport à la distance W2 entre les mêmes rangées dans la partie 4. Les trous s'inclinent consi dérablement par rapport au plan longitudinal central et suivent les lignes d'écoulement du produit extrudé comme représenté en 6.
Cette inclinaison est déter minée en grande partie par l'inclinaison des faces 17 de la matrice.
Les côtés opposés de la partie 5 sont ensuite mo difiés à la forme représentée en pointillé en 20 dans la fig. 5 et ensuite l'ébauche est amenée à la section transversale voulue en chaque point de sa longueur. Cette modification peut être effectuée par usinage dans quel cas la partie 4 ne subit aucun changement en longueur.
Dans une variante, la modification peut être effectuée par laminage dans quel cas la longueur de la partie 4 peut être modifiée. Lorsque cette partie 4 a la section transversale désirée en chaque point de sa longueur, elle est forgée à chaud dans une paire de matrices fermées sans changement de longueur en une section aérodynamique qui se mo- difie en inclinaison et en cambrure sur sa longueur, la section transversale étant déterminée par la sec tion représentée à la fig. 6.
Pour éviter tout risque de déchirure du métal particulièrement à la jonc tion des parties 4 et 5 pendant le matriçage, les côtés de la partie 5 sont tout d'abord façonnés comme représenté en 20, la pale et le pied étant matricés simultanément. La partie 5 de l'ébauche extrudée et forgée est alors usinée pour former un pied 8 en forme de sa pin et une plate-forme 9 comme représenté à la fig. 7 qui représente également la partie 5 en pointillé. Les surfaces usinées coupent les parties inclinées 6 des trous, de sorte que ceux-ci débouchent dans les côtés du pied comme représenté en 10.
Les trous sont légèrement plus grands en section transversale à leurs extrémités que sur toute leur longueur et ceci facilite l'entrée d'air de refroidissement.
L'extrémité d'attaque pleine de la partie 4 peut être refoulée pour former un épaulement si on le désire.
Il est bien entendu nécessaire de mettre à dé couvert les extrémités des trous 2 au sommet de l'aube ou dans l'épaulement et ceci peut être effec tué en perçant des trous pour rencontrer les trous remplis de la matière de remplissage.
Dans une variante, l'extrémité pleine peut être sectionnée pour mettre à découvert les trous (en supposant qu'un épaulement n'est pas nécessaire). Naturellement, le volume total du lingot 1 et la lon gueur extrudée destinée à former la partie 4 sont réalisés de façon à s'adapter à la dimension de l'aube requise.
Finalement, la matière de remplissage est enlevée par attaque à l'acide pour laisser les trous comme passages de refroidissement.
Le procédé décrit peut être utilisé dans la fabri cation d'une aube comportant une seule rangée de passages de refroidissement à travers la pale de sec tion aérodynamique. Si ces passages sont destinés à se terminer dans le côté du pied, ils doivent tous s'étendre d'un côté. Par conséquent, des trous 11 sont percés sur un côté du plan central du lingot comme représenté à la fig. 8 et ce lingot est ensuite extrudé à la forme représentée en trait plein à la fig. 9.
Les stades de fabrication suivants sont les mêmes que ceux décrits ci-dessus et une plate-forme 12 ainsi qu'un pied 13 en forme de sapin avec les passa ges résultants se terminant dans un côté sont repré sentés en pointillé à la fig. 9.
On comprendra que la manière exacte selon la quelle un lingot s'écoule pendant l'extrusion dépend de facteurs tels que le rapport d'extrusion et l'incli naison des faces inclinées 17 de la matrice et l'ex périence est nécessaire pour déterminer la meilleure forme de la matrice requise pour obliger les extré mités des passages ménagés dans le pied de s'étendre à la distance voulue à partir de l'extrémité du pied.