DE1024777B

DE1024777B - Process for the production of solid blades from highly heat-resistant steels or alloys for turbines and compressors

Info

Publication number: DE1024777B
Application number: DEI6739A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Hoertig
Original assignee: Industrie Werke Karlsruhe Ausburg AG
Current assignee: KUKA AG
Priority date: 1952-12-20
Filing date: 1952-12-20
Publication date: 1958-02-20

Description

Verfahren zur Herstellung von Vollschaufeln aus hochwarmfesten Stählen oder Legierungen .Process for the production of solid blades from high-temperature steels or alloys.

für Turbinen und Kompressoren Es ist bereits nach 'Wegen gesucht worden., um durch spanlose Formgebung den Werkstoffabfall auf ein Mindestmaß lie-rabzüdrücken. So :st ein Verfahren zur Herstellung von Leichtmetall-Vollschaufeln für Turhinen und Kompressoren aus einer AI-Cr-Mg-Ltgierung bekanntgeworden, bei dem aus einem Stangenabschnitt zunächst ein Rohblatt im Fließpreßverfa:hren erzeugt, dann der Fuß an.gestaucht, das Blatt breitgewalzt, verwunden. vorgepreßt und endlich fertiggcsclilagen wird. Im vorliegenden Fall handelt c:s sich jedoch um hochwarrnfeste Stähle oder Legierungen, insbesondere mit 801/a Ni und 20% Cr, die einen erheblich größeren Verformungswiderstand haben. Bisher sind daher derartige Werkstoffe in. der Regel im warmen Zustand zu Schaufeln verarbeitet worden. Sä ist eis unter anderem bekannt, an einem Rundstab einen etwa rechteckigen Schaufelfuß vorzuschmieden, dann diesen Preßling im Gesenk endgültig zu einer Schaufel mit Blatt und Fuß zu schmieden, worauf der Fuß geschliffen, Zentrierbohrungen angebracht und das Blatt auf einer Kopierbank geschliffen werden.for turbines and compressors It has already been searched for 'ways., in order to reduce material waste to a minimum through non-cutting shaping. So: this is a process for the production of light metal solid blades for turhines and compressors made of an Al-Cr-Mg alloy became known, in which from one Rod section first produced a raw sheet in the extrusion process, then the The foot is compressed, the sheet is rolled wide, twisted. pre-pressed and finally finished will. In the present case, however, c: s are high-temperature steels or Alloys, especially with 801 / a Ni and 20% Cr, have a considerably larger Have resistance to deformation. So far, therefore, such materials have been the rule has been processed into shovels when warm. Sä is known among other things, to forge an approximately rectangular blade root on a round rod, then this one Forging the pressed part in the die into a shovel with a blade and foot, whereupon the foot ground, centering holes made and the sheet on a copy bench be sanded.

Bei einem weiteren bekannten Warmverfahren wird von einem symmetrischen Profil- oder Flachstab mit etwas größerem als dem Blattquerschnitt ausgegangen, an diesem, vorzugsweise in der Elektro-Stau.chmaschine, ein Kopf vorgestaucht, dann dieser auf eine annähernd rechteckige Endform gesenkgeschmiedet und schließlich das Blatt formgeschmiedet, vorzugsweise in mehreren Durchgängen formgewalzt. Es erhält dabei seine verwundene und verjüngte Form.Another known hot process is a symmetrical one Profile or flat bar assumed to be somewhat larger than the blade cross-section, on this, preferably in the Elektro-Stau.chmaschine, a head compressed, then this is drop-forged to an approximately rectangular end shape and finally the sheet is forged, preferably rolled in several passes. It receives its twisted and tapered shape.

Warmverfahren ergeben zwar geringere Verforniungswiderstände; jedoch erfordern sie in der Regel eine besondere Erhitzung für jeden Verformungsschritt, wobei einen starken Werkzeugverschleiß ver.-ursachender, gerade bei Legierungen oft fest haftender Zunder auftritt und auch infolge de dauernden Teinpe,rattn.r weclisels hohe Anforderungen an die Werkzeuge gestellt werdien. \Tehen dem Verlust durch Zunder fällt auch noch der Gratabfall ins Gewicht, und die Genauform kann üblicherweise nur durch eine spanabhebende Nachbearbeitung erreicht werden.Warm processes result in lower deformation resistances; However they usually require special heating for each deformation step, whereby a strong tool wear is more likely to cause, especially with alloys often firmly adhering scale occurs and also as a result of the continuous teinpe, rattn.r weclisels high demands are placed on the tools. \ Done the loss due to scale, the burr waste is also significant, and the exact shape can can usually only be achieved by machining post-processing.

Zur Erzielung hoher Maßgenauigkeit und einer Hohen Oberflächengiite geht daher bekanntlich die Entwicklung auf dem Gebiet des Verformens schon seit längerem von der Warm- zur Kaltumformung.To achieve high dimensional accuracy and a high surface quality Therefore, as is well known, the development in the field of deformation has been going on since longer from hot to cold forming.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Vollschaufeln mit Fuß aus dein: angegehenen hochwarmfesten Weirkstoffen durch Kaftverformung zu ermöglichen, wobei in üblicher Weise Voll einem Stababschnitt auszugehen, ist.The invention is based on the object of producing solid blades with foot out of your: tackled highly heat-resistant active ingredients through force deformation allow, with the usual way to go out full of a rod section.

Die Erfindung sieht zu diesem Zweck eine: bescnde nu, Rcilie aufeinander abgestimmter Verfahrensschritte vor, die je nur mäßige Formänderungen zur Folge haben, dennoch aber eine wirtschaftliche Erzeugung ermöglichen, und bei tragbarer Beanspruchung der Werkzeuge und vor allem auch. des Werkstoffes selbst zu genauen Erzeugnissen mit guten metallurgischen Eigenschaften führen.For this purpose, the invention provides a: bescnde nu, Rcilie on each other coordinated process steps, which result in only moderate changes in shape have, but still enable economical production, and with affordable Stress on the tools and, above all, also. of the material itself to be precise Lead products with good metallurgical properties.

Die Erfindung besteht darin, daß auf jeweils kaltem Wege der Stangenabschnitt zunächst zu einem am einen Ende mit einem zylindrischen Kopf und einem runden Schaft versehenen Vorwerkstück verformt wird, in einer weiteren Stufe der Schaft zu einer im Querschnitt bogenförmigen, in Längsrichtung nach außen sich verjüngenden Schaufe:lblattvorform und der Kopf an zwei gegenüberliegenden Stellen, gleichgerichtet den Breitseiten des Schaufelblattes, flach gepreßt wird, dieser anschließend zu einem nach Bedarf mach seinem Ende hin. sich verjüngenden Schaufelfuß mit im Grundriß rechteckigen Querschnitten weitergepreßt wird, wonach die endgiiltige Schaufelform durch Strecken des Schaftteiles zwischen Profilwalzen hergestellt wird. Abschließend kann natürlich auch noch eine Zahnformgebung am Schaufelfuß folgen., und zwar z. B. ebenfalls durch Profilwalzen. Selbstverständlich schließt das Kaltverformen die hierbei üblichen Zwischenglühungen zwischen einzelnen Verformungsschritten nicht aus.The invention consists in that the rod section is cold in each case initially to one at one end with a cylindrical head and a round shaft provided pre-workpiece is deformed, in a further stage of the shaft to a vane, arcuate in cross section, tapering outward in the longitudinal direction: oil sheet preform and the head in two opposite places, aligned with the broadsides of the blade, is pressed flat, this then to one as required put an end to it. tapering blade root with a rectangular plan Cross-sections is pressed further, after which the final blade shape by stretching of the shaft part is made between profile rollers. In conclusion, of course also follow a tooth shape on the blade root., namely z. B. also through Profile rollers. It goes without saying that cold working includes the usual ones Intermediate anneals between individual deformation steps are not excluded.

Das Verfahren nach der Erfindung ist in der Zeichnung (Abb. 1 bis 6) an. einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.The method according to the invention is shown in the drawing (Fig. 1 to 6). an embodiment illustrated.

Nach Abb. 1. wird ein knüppelartiger Rohling 1 von der Stange S abgetrennt. Der Stangenknüppel 1 wird zu einem bolzenartigen Vorwerkstück mit einem zum Schaufelfuß bestimmten, zylindrischen Kopf am einen Ende und mit einem längeren Schaftte!il2 gepreßt. Das Vorwerkstück hat die in Abb. 2 im Aufriß und Grun.driß gezeigte Form.According to Fig. 1, a billet-like blank 1 is separated from the rod S. The stick 1 becomes to a bolt-like pre-workpiece with a cylindrical head intended for the blade root at one end and with a longer shaft part pressed. The preliminary workpiece has the elevation and in Fig. 2 Form shown in plan.

Es erhält dann die in Abb. 3 im Aufriß und im Grundriß dargestellte. Gestalt, indem der Schaftteil 2 zu einer gekrümmten, sich verjüngenden Scha.ufelvorform 3 und der Kopf an zwei gegenüberliegenden Stellen parallel zur Längsachse des Schaufelprofils flach gepreßt wird. Dann wird, der Abb.4 entsprechend, der flach gepreßte: Kopf zu einem nach seinem Ende sich verjüngenden. Schaufelfuß 4 mit im Grundriß rechteckigen Querschnitten weiter gepreßt. Hierauf wird die Blattform 6 ausgestreckt, und zwar, wie aus Abb. 5 ersichtlich ist, zwischen zwei angetriebenen Wa.lzen.7, 8, die-, dem Schaufelprofil a.ngepaßt, das Schaufelblatt 6 durch: fortlaufendes Strecken fertig formen.. Mit einem Walzenpaar 9, 10 (Abb. 6) wird dann der Schaufelfuß 1 verzahnt, womit die Schaufel in ihre endgültige Form gebracht ist.It then receives that shown in Fig. 3 in elevation and in plan. Shape by the shaft part 2 to a curved, tapered Scha.ufelvorform 3 and the head at two opposite points parallel to the longitudinal axis of the blade profile is pressed flat. Then, according to Fig. 4, the flattened one becomes: head to one that tapers after its end. Blade 4 with a rectangular plan Cross-sections pressed further. Then the sheet form 6 is stretched out, namely, as can be seen from Fig. 5, between two driven rollers. 7, 8, the-, The blade 6 is adapted to the blade profile by: continuous stretching finish shaping .. With a pair of rollers 9, 10 (Fig. 6) the blade root 1 toothed, which brings the blade into its final shape.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of solid blades for turbines and compressors from high-temperature steels or alloys., In particular with 80% Ni and ZOo / o Cr, by deforming a rod section in several stages to form a workpiece with a base gekennr :: icliiiet, verfcrnitwird (1A13 on each cold way the rod portion first to a at one ENDC provided with a cylindrical head and a round shank preliminary workpiece (2) in another. stage of the stem arch-shaped to a cross section, in the longitudinal outwardly tapering blade blade preform (3) and the head is pressed flat at two opposite points, the broad sides of the blade are aligned in the same direction, this is then widened to a blade root (4) that tapers towards its end as required and with cross-sections that are rectangular in plan. rgeprelit is, after which the final blade shape (6) by stretching the shaft part (3) -between Profile rolling is produced. Contemplated: References: British Patent No. 569,514; U.S. Patent No. 2,577,747; Arthur Burkha, rdt, »Contributions to the economical design of. Metallen ", 1st edition, Stuttgart, 1949, pp. 43 to 49; "Materials and Methods", October 1946, pp. 885/888; "Technische Rundschau", Bern, Volume 39, No. 33, August 15, 1947, p. 1.