涡轮叶片用预成型体和涡轮叶片的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在利用热锻制造涡轮叶片用坯料时所使用的涡轮叶片用预成型体和涡轮叶片的制造方法。
【背景技术】
[0002]近年来，由于要求蒸汽涡轮机的高效化，因此，蒸汽涡轮机所使用的涡轮叶片的长度也不断长尺寸化。在制造超过大约1500mm的长尺寸的涡轮叶片用坯料的情况下，主流的方法是将原材料夹入上模和下模之间，并利用大型的锻造压力机将原材料成型为涡轮叶片用坯料。
[0003]作为制造该大型涡轮叶片的方法，在例如像日本特开昭63-241118号公报(专利文献I)所公开的那样的通过锻造来制造扭成立体形状的复杂的大型涡轮叶片的方法中，存在以下大型涡轮叶片的制造方法的发明，即，从叶片根到叶片顶端维持着水平状态地进行模锻，在该模锻完成后对涡轮叶片实施所需的扭曲加工，并在该状态下进行了强制约束矫正后，在该约束状态下进行热处理。
[0004]另外，作为着眼于涡轮叶片用预成型体的发明，例如存在像日本特公平3-136号公报(专利文献2)所公开的那样的涡轮叶片用预成型体的成型方法的发明，即，使用单一形状的原材料，叶片部利用拉模成型，另一方面，叶片根部通过在密闭模具内沿前后方挤压而成型，并且，进一步对叶片部进行镦锻(日文:据尤込办)而成型。
[0005]专利文献1:(日本)特开昭63-241118号公报
[0006]专利文献2:(日本)特公平3-136号公报
【发明内容】
_7] 发明要解决的问题
[0008]对于上述的专利文献I所记载的方法而言，需要扭曲加工这样所谓的特殊加工，但由于加工工时增加，所以并不经济。如果想要通过热锻高效地获得叶片用原材料，那么使用近终形状的模具来进行热锻是有利的。但是，对于像专利文献2所公开的涡轮叶片用预成型体而言，存在如下问题:由于不具有用于在将涡轮叶片用预成型体载置于模具时进行定位的部件，因此，在使用近终形状的模具进行热锻时有可能发生错位并产生缺肉等缺陷。另外，虽然也存在为了防止该缺肉而增加涡轮叶片用预成型体的重量的方法，但不仅成品率恶化，而且热锻时的荷重也变大。
[0009]但是，对于现有的技术而言，不着眼于涡轮叶片用预成型体的定位、防止热锻时的错位的部件是有理由的。作为该理由之一，能够举出无法解决以数万吨的荷重而且以I次击打制造出大型锻造产品的新课题这理由。最近，开始利用5万吨级的大型热锻机通过热锻来制造大型产品。在利用像这样的以往没有的大型热锻机高效地制造无缺陷的产品的情况下，需要解决如下课题:当其使用的涡轮叶片用预成型体的形状不适合时，在热锻后的涡轮叶片用坯料上产生缺肉等。
[0010]本发明的目的在于提供一种即使使用大型的热锻机、也容易进行模具的定位的涡轮叶片用预成型体和涡轮叶片的制造方法。
[0011]用于解决问题的方案
[0012]本发明鉴于上述课题而做成。
[0013]S卩、本发明是一种经过热锻而成为具有叶片部和根部的涡轮叶片用坯料的涡轮叶片用预成型体，所述涡轮叶片用预成型体具有通过锻造而将成为叶片部的部分和成为根部的部分一体成型而成的主体部，并在所述主体部的轴向的两端部分别具有沿轴向突出的突起部。
[0014]另外，优选的是，所述突起部与所述主体部相接合。
[0015]另外，优选的是，所述突起部的接合是利用螺纹实现的嵌合，和/或利用焊接进行的接合。
[0016]而且，优选的是，所述主体部的材质是Ti合金。
[0017]另外，本发明是一种涡轮叶片的制造方法，在该制造方法中，将涡轮叶片用预成型体配置于热锻模具来进行热锻，从而制造出具有叶片部和根部的涡轮叶片用坯料，所述涡轮叶片用预成型体形成有:主体部，其是经过热锻而由成为叶片部的部分和成为根部的部分一体成型而成的，其具有在轴向上厚度不同的部分；突起部，其在所述轴向的两端部分别沿着轴向突出，所述热锻模具具有上模和下模，形成有用于形成涡轮叶片的叶片部和根部的模面，具有在将涡轮叶片用预成型体配置在所述下模时供所述突起部配置的定位槽，将所述突起部配置于所述定位槽，而将所述涡轮叶片用预成型体配置于所述下模，并利用所述上模的按压来进行热锻。
[0018]另外，优选的是，所述主体部的材质是Ti合金。
_9] 发明的效果
[0020]采用本发明的涡轮叶片用预成型体，因为在预成型体的主体部的长度方向的轴的两侧位置形成有用于确定热锻位置的定位部，所以锻造中预成型体不会错位。因此，如果使用本发明的涡轮叶片用预成型体进行热锻，那么能够在防止缺肉等缺陷的同时，也能够减轻预成型体的重量，从而能够使成品率提高。
【附图说明】
[0021]图1是表示本发明的涡轮叶片用预成型体的一例的示意图。
[0022]图2是表示将本发明的涡轮叶片用预成型体设置在下模时的一例的示意图。
【具体实施方式】
[0023]使用附图详细说明本发明。
[0024]图1是表示本发明的一例的涡轮叶片用预成型体I的示意图。该涡轮叶片用预成型体I形成有:主体部2，其是经过热锻而将成为叶片部的部分和成为根部的部分一体成型而成的，其具有在轴向上直径不同的部分；突起部3，其在所述主体部两端部分别沿轴向突出。另外，如图1所示，轴向指的是涡轮叶片用预成型体I的中心轴延伸的方向。另外，在轴向上厚度不同的部分指的是为了成型为所述的叶片部和根部而直径产生变化的位置。
[0025]在轴向的两端部分别形成有沿轴向突出的突起部3 ο该突起部3设置在设置于图2所示的下模4的定位槽5。定位槽5预先设置在未由于热锻而产生缺肉等缺陷的位置。而且，利用突起部3，在热锻前将涡轮叶片用预成型体I载置于规定的位置，而且防止在热锻时涡轮叶片用预成型体I在热锻模具内产生错位。尤其是，当欲利用数万吨规模较大的荷重而且利用I次击打进行制造时，在热锻模具(上模和下模)内，如果从目标位置开始依次按压，那么容易产生缺肉等缺陷。为了防止这种情况发生，为了载置于热锻用模具的所希望的位置，并且在热锻时从所希望的按压位置顺序良好地进行热锻，那么，突起部的形成是不可或缺的。
[0026]对于上述突起部的形成，优选的是，作为与主体部不同的零件与主体部相接合。本发明的突起部与所谓的“夹持部分”不同，其作为“定位用构件”发挥作用。因此，在规定的位置设置突起部尤为重要。例如，当欲利用热锻等热加工将主体部和突起部作为一体物而成型时，突起部从主体部的所希望的位置偏移的可能性增加。与此相反，当突起部作为另外的零件与主体部相接合时，能够可靠地在所希望的位置将突起部相接合。另外，作为另外的零件的突起部与主体部相接合的位置，只要是主体部的突起部所接合的这一面侧的中心位置即可。优选的是，在主体部的中心轴上接合。由此，能够更可靠地防止错位，并防止缺肉等缺陷。
[0027]另外，作为突起部的材质，优选的是，与主体部的材质相同。这样一来，突起部在与毛刺一起