专利名称：轴封的制造方法、轴封、轴封部件及使用轴封的旋转机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及抑制如燃气轮机等的旋转机械的旋转轴方向流体流动的轴封的制造方法、轴封、轴封部件及使用轴封的旋转机械。
背景技术：
在将高温高压的气体导入轮机且使其膨胀、而将气体的热能转换为机械的旋转能并产生动力的燃气轮机中，为了降低从高压侧向低压侧泄漏的上述高压高温气体的泄漏量，在静翼与旋转轴之间设有密封机构(轴封)。作为该密封机构，以往广泛地使用非接触型的迷宫式密封。
但是，迷宫式密封为了在旋转过渡期的轴振动、或过度的热变形时能不与翅片前端接触，必须某种程度地加大该翅片前端的间隙因此气体泄漏量大。代替如此的迷宫式密封，以降低泄漏量为目的开发了薄片密封(leafseal)。
图18是轴封(以下，称为薄片密封)的立体图。图18所示的薄片密封9A，其具有围绕旋转轴91而配置在旋转轴91外部的罩壳92、被配置在罩壳92的气体低压侧的低压侧侧板93、在低压侧侧板93的相对侧并被设置在气体高压侧的高压侧侧板94、金属薄板95。
金属薄板95被嵌装在罩壳92内，并呈环状地层叠在罩壳92内。此外，金属薄板95用密封旋转轴91的方法将旋转轴91周围的空间分成高压区域及低压侧区域。并且，在金属薄板95的两侧，作为压力作用方向的导向板，分别在高压区域安装了高压侧侧板94，在低压侧区域安装了低压侧侧板93。
金属薄板95被设计为在旋转轴91圆周方向具有由板厚决定的规定的刚性。此外，金属薄板95被安装在罩壳92上，且其相对于旋转轴91的旋转方向与旋转轴91的圆周面呈锐角，在旋转轴91停止时金属薄板95的前端以规定的预定压力与旋转轴91接触，但由于当旋转轴91旋转时因旋转轴91旋转所产生的动压效果使金属薄板95的前端向上浮起，所以在旋转轴91旋转时金属薄板95与旋转轴91处于非接触状态。
图19A、图19B分别是金属薄板95主视图及侧视图。图19B上网点表示的部分95d，是在制作金属薄板95是腐蚀除去的部分。腐蚀除去的部分95d，在层叠金属薄板95时成为金属薄板95彼此之间的间隙。即，金属薄板95的外圆周侧端部951被相互接触地配置，相反侧的侧端部952以非接触配置。
在如上所述构成的轴封机构及燃气轮机上，由于在旋转轴91的圆周方向层叠了多层沿旋转轴91轴向具有宽度的金属薄板95，所以该金属薄板95构成了相对于旋转轴91的圆周方向具有柔软的可挠性，且在轴向具有高刚性的轴封机构。
以金属薄板95的除去部分95d作为金属薄板95彼此之间的间隙，能更紧密地配置金属薄板95，与非接触型的迷宫密封等相比能大幅度地缩小金属薄板95的前端与旋转轴91之间的间隙。因此，能将气体泄漏量降低到迷宫密封的1/3～1/10左右。
金属薄板95，其将轧制钢板腐蚀形成规定的形状。此时，只部分地腐蚀除去金属薄板95的一侧，但如图19B所示，由轧制制造的厚度为0.1mm左右的金属材料薄板(例如不锈钢、镍铬铁耐热合金、哈斯特洛依耐蚀镍基合金等)，其在冷轧时在金属材料内部产生了很大的残留应力(应变)。
当将如此的在内部具有大残留应力(应变)的原材料，如上所述地只将单侧用腐蚀减薄时，则留应力(应变)的分布不均并产生弯曲或翘曲。
例如，如图20所示当假定在冷轧材料的两表面上形成了拉伸应力，在内部形成了压缩应力时，作为整体其表面与内部的残留应力均衡并维持平面。但是，当如图21所示地用腐蚀除去了金属薄板95单侧表面的一部分950时，除了被除去的部分950以外的中心部95C及表面侧95S的残留应力仍然存在。从而，因一方(中心部95C)受到压缩应力，另一方(表面部95S)受到拉伸应力的作用，而产生了弯矩9M，金属薄板95向被除去部分950的方向翘曲。
在薄片密封9A上使用了多片金属薄板95，因金属薄板95受残留应力而翘曲则在薄片密封9A上产生好多处间隙不均匀的部分，并在该部分产生气体流动，失去了密封的密封性。
此外，由于金属薄板95向与相对旋转轴等旋转体的旋转方向相反侧翘曲，所以因旋转开始时、停止时等旋转过渡期的轴振动、或过渡的热变形而有金属薄板95与旋转体接触的可能性。
发明内容
鉴于如此的问题，本发明是将多片金属薄板环状地层叠进行密封的轴封制造方法，其目的在于提供一种可制造与以往用金属薄版的轴封相比泄漏量小的轴封制造方法。
此外，本发明，其目的还在于提供一种能容易组装、泄漏量小、换言之，即可以实现稳定密封特性的轴封。
另外，本发明，其目的还在于提供一种使用具有稳定的轴封密封特性，且能发挥其稳定特性，并且即使经过长时间不更换轴封其机械效率也不会大幅度降低的旋转机械。
为达到上述目的，本发明的将具有可挠性的薄膜状轴封部件层叠成环状而形成的轴封的制造方法，其具有将卷筒状轧制金属材料切断成规定大小的金属材料板的切断工序、将在上述切断工序被切断的金属材料板只单面腐蚀来减薄厚度而制作带阶梯差的多片金属薄板即轴封部件的腐蚀工序、将通过上述腐蚀形成的上述金属薄板朝向对齐地配置成圆筒形再与罩壳一同焊接固定的焊接·组装工序，其特征在于还具有在上述各工序之间的规定时间将上述金属材料或上述轴封部件加热、消除残留应力的热处理工序。
本发明提供一种轴封部件，其能构成对旋转轴的轴向流动进行密封的轴封，该轴封通过在多个的某一工序与另一工序之间适当的时间内加入热处理工序的轴封制造方法所制造，其特征在于其是没有变形或基本没有变形的平板。
本发明提供一种轴封部件，其能构成对旋转轴的轴向流动进行密封的轴封，该轴封通过在多个的某一工序与另一工序之间适当的时间内加入热处理工序的轴封制造方法所制造，其特征在于以没有变形或基本没有变形的状态形成上述轴封部件并且共被层叠成环状，且上述轴封部件被配置成当旋转轴停止时能与上述旋转轴接触、当上述旋转轴旋转时上述轴封部件的前端利用因旋转产生的动压而稍稍从该旋转轴浮起。
本发明提供一种使用轴封的旋转机械，具有旋转轴及将上述旋转轴周围的空间分成高压侧及低压侧的轴封，其特征在于上述轴封具有环状多层层叠上述轴封部件的形状，通过在多个某一工序与另一工序之间适当的时间加入热处理工序的轴封制造方法制造轴封部件，该轴封部件是没有变形或基本没有变形的平板。
图1A是本发明的轴封部件的金属薄板的主视图，图1B是图A所示的金属薄板的侧视图。
图2A是本发明的轴封的侧视图，图2B是轴封的剖视图，图2C是将罩壳及侧板拆掉状态下的轴封侧视图，图2D是轴旋转时轴封的动作图。
图3是燃气轮机的配置图。
图4是轴封制造工序图。
图5A～图5D是各个热处理工序实例图。
图6是轴封的制造方法流程图。
图7是轴封的制造方法流程图。
图8是轴封的制造方法流程图。
图9是轴封的制造方法流程图。
图10是轴封的制造方法流程图。
图11是轴封的制造方法流程图。
图12是轴封的制造方法流程图。
图13是轴封的制造方法流程图。
图14是轴封的制造方法流程图。
图15是轴封的制造方法流程图。
图16是轴封的制造方法流程图。
图17是轴封的制造方法流程图。
图18是以往的薄片密封的立体图。
图19A是以往的薄片密封所用的金属薄板的平面图，图19B是以往的薄片密封所用的薄片密封的侧视图。
图20是冷轧金属部件的应力状态图。
图21是切掉金属部件局部时的变形图。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施例。
图1A是本发明的轴封部件的金属薄板的主视图，图1B是图A所示的金属薄板的侧视图。图2A是切掉本发明轴封(以下称为薄片密封)局部的侧视图，图2B是薄片轴封的概略剖视图，图2C是将图2B所示的罩壳及侧板拆掉状态下的轴封侧视图，图2D是本发明的薄片轴封动作状态的侧视图。
如图1A、图1B所示，金属薄板1，在附图内其上侧(形成薄片密封时的外圆周侧)的端部11，被形成横长形。此外，如图1B所示金属薄板1的图中下侧的前端部12，被形成单侧被除掉而比其余部分薄的形状。
此外，在金属薄板1上，前端部12与外周侧端部11的连接部121比其他部分宽度窄。将多片金属薄板1层叠、并焊接固定以后，将后述的侧板21的前端部211与该窄宽度部分121配合。
图1B上的以网点表示的部分1d，是上述金属薄板1制作时腐蚀除去的部分。腐蚀除去的部分1d，成为层叠了金属薄板1以后金属薄板1彼此之间的间隙。即，金属薄板1的外周端侧部11被相互接触地配置，另一侧的前端部12被非接触地配置。
图2A～图2D所表示的薄板密封A，其具有俯视为T字型的金属薄板1、从两侧夹持多片层叠的金属薄板1的外周端侧端部11的罩壳2、沿前端部12被配置在罩壳2下部的侧板21、连接左右罩壳2的连接部件22。
如图2B、图2C所示，在沿曲面将金属薄板1配置成环状以后，焊接Wd金属薄板1的上侧(形成薄片密封时的外周侧)端部11的两侧111、111，以使金属薄板1相互固定。
并且，配置前端部211以能使侧板21与被焊接固定的金属薄板1前端部12的窄宽度部121嵌合(参照图2B)。
然后，能从端部11的两侧111、111将其夹持地安装罩壳2。此时罩壳2的下端部2d从外侧压住侧板21的前端部。此外，在左右两侧的上端部2u之间配置了连接部件22并用不影响薄片密封动作的固定方法将连接部件22固定，以便罩壳2支撑金属薄板1。罩壳2、侧板21及连接部件22的固定方法，不局限于此，可以用焊接、螺栓固定等。
被多层层叠的金属薄板1彼此之间的其上侧的端部11被相互接触地配置并被固定，但前端部12的比其他部分厚度薄的部分起到间隙的作用。间隙1G无论何处均为一定的大小(参照图2A、图2B)。
金属薄板1其被设计为在旋转轴Sp的圆周方向具有以板厚t决定的规定的刚性。此外，金属薄板1其被安装在罩壳2上并能相对于旋转轴Sp的旋转方向与旋转轴Sp的圆周面呈角度为θ的锐角，当旋转轴Sp停止时金属薄板1的前端以规定的预定压力与旋转轴Sp接触，但当旋转轴Sp旋转时因旋转轴Sp旋转产生的动压效应而使金属薄板1的前端12浮起，所以金属薄板1与旋转轴Sp处于非接触状态(参照图2D)。薄片密封A，其利用密封旋转轴Sp外圆周的方法而将旋转轴Sp的周围空间分成高压侧区域、及低压侧区域。
根据该薄片密封A，将作为密封部件的金属薄板1沿旋转轴Sp的轴向层叠，以便沿旋转轴Sp的轴向加固被固定在罩壳2上的外周侧。以此，可以在更高压差条件下保持密封性。此外，由于间隙1G的存在，其具有旋转时不破坏密封、耐久性高的优点。
图3是图2A～图2D所示的利用薄片密封的作为旋转机械的燃气轮机的配置图。图3所示的燃气轮机Gt，其具有在内部吸入并压缩大量空气的压缩机3、在被压缩机3压缩的空气中混合燃料并燃烧的燃烧器4、将在燃烧器4中产生的燃烧气体导入其内部并使燃烧气体膨胀而利用燃烧气体转动的涡轮5、与涡轮5相对固定的旋转轴6。燃气轮机Gt，通常其利用由后述的旋转轴获得的一部分动力作为压缩机3的动力。
涡轮5，其利用将燃烧气体吹向设在旋转轴6上的转动叶片51而将燃烧气体的热能转换为机械的旋转能而产生动力。在涡轮5上，除了旋转轴6侧的多片转动叶片51以外，在涡轮5的机壳50侧设有多片静止叶片52，并将该转动叶片51及片静止叶片52，沿旋转轴6的轴向相互交替地排列。转动叶片51受到沿旋转轴6轴向流动的燃烧气体的压力而使旋转轴6旋转，并从轴端取出而利用给予旋转轴6的旋转能量。在静止叶片52与旋转轴6之间，作为用于降低从高压侧向低压侧泄漏的燃烧气体泄漏量的轴封，设置了薄片密封A。
此外，压缩机3经由旋转轴6与涡轮5同轴连接，并利用涡轮5的旋转来压缩空气而向燃烧机4供给压缩空气。在压缩机3中也与涡轮同样地在旋转轴6上设有多片转动叶片31，在压缩机3机壳30侧设有多片静止叶片32，并将该转动叶片31及片静止叶片32，沿旋转轴6的轴向相互交替地排列。在静止叶片32与转动叶片31之间，设置了作为用于降低从高压侧向低压侧泄漏的燃烧气体泄漏量轴封的薄片密封A。
此外，在压缩机3的机壳30支撑旋转轴6的轴承部33及，涡轮5的机壳50支撑旋转轴6的轴承部53上设置了用于防止从高压侧向低压侧泄漏压缩空气或燃烧气体的薄片密封A作为轴封。
在如此构成的轴封及燃气轮机上，构成了沿旋转轴Sp轴向具有宽度的金属薄板1被多层地层叠在旋转轴Sp的圆周方向，该金属薄板1在旋转轴Sp的圆周方向具有可挠性，在轴向则具有高刚性的、轴封。
此外在上述实施例中所示的是在燃气轮机上采用薄片密封的实例，但并不局限于此，可以广泛地应用于例如蒸汽轮机、压缩机等以轴的旋转与流体流动的关系将能转换为功的装置上。此外，也可以用于抑制旋转轴轴向流体的流动。
在图4中，(A)～(F)是从金属材料板制造金属薄板的工序图。
如图4所示，利用腐蚀将金属材料板制造成金属薄板1。首先，将卷筒状的轧制金属材料M1切断成最适合于实施后续加工工序的大小而形成规定大小的金属材料板M2(参照(A)、(B))。利用腐蚀从金属材料板M2的第1面除去在形成金属薄板1的轮廓10及薄片密封A时成为间隙1d的金属薄板1的前端部12(参照(C)、(D))。随后从相反侧只腐蚀金属薄板1的轮廓10以从金属材料板M2切取金属薄板1(参照(D))。金属薄板1的腐蚀是用调整腐蚀时间的方法控制腐蚀量(板厚)。
将用腐蚀除去的图4(E)所示金属薄板1的部分1d的朝向对齐并层叠成环状，焊接向左右延伸的上侧端部11的两侧以将金属薄板1相互固定。朝向对齐并被层叠、焊接的金属薄板1，将上侧端部11从两侧嵌装在罩壳2上，并将罩壳2的两侧相互固定，以固定被层叠的金属薄板1(参照(F))。
图5是进行本发明的热处理工序图。
图5A所示的热处理方法HT1，是以一定速度一边输送拉伸卷筒状的轧制金属材料M1，一边用加热装置HS加热并消除残留应力(变形)的方法。利用加热装置HS的加热H1包含在拉伸卷筒状的轧制金属材料M1并将其切断成金属材料板M2的工序中而成为其中的一部分，并且由于因被加热的金属M1的体积小而缩短了加热保持时间，所以能实现工序的缩短。
图5B所示的热处理方法HT2，是将金属材料板M2层叠，进行用P1(自重+重量)施加重压及加热H2、以消除残留应力(变形)的方法。该方法，一般可以使用现有的电炉以降低成本。此外，由于层叠的薄板在热处理中及热处理后的冷却中其温度分布比较均匀，所以热处理后薄板的变形，特别是因冷却不均的端部变形小，能获得平坦度高的优质素材。
图5C所示的热处理方法HT3，是在金属材料板M2上实施腐蚀，而制作成多片金属薄板1后，将金属薄板1层叠，进行用P2(自重+重量)施加重压及加热H3，以消除残留应力(变形)的方法。由于金属薄板1小，所以具有加热装置小的优点。
图5D所示的热处理方法HT4，是在将金属薄板1层叠并焊接以后，进行加热H4，以消除残留应力的方法。根据该方法，由于金属薄板1被焊接所以操作性高。此外，利用焊接可以配合消除积蓄的残留应力。
(第1制造方法)图6是本发明的轴封制造工序流程图。
在如图6所示的制造工序中所制造的薄片密封A是密封低温流体的轴封但其不局限于，此时，其以不锈钢形成。
首先，以冷轧形成的规定厚度的金属，其内部积蓄了残留应力(变形)，为了将其消除，要一边慢慢地输送被卷成卷筒状的金属材料一边进行热处理(以740℃加热30分钟后冷却)(参照图5A)(步骤S11)。
然后，按规定的大小切断卷筒状的轧制金属材料M1(步骤S12)。对被切断的金属材料板按上述，在轮廓部10从两面实施腐蚀、在前端部12从单侧实施腐蚀来制作金属薄板1(步骤S13)。将多片在步骤S13中制作的金属薄板1，按相同方向层叠成环状并将上侧端部11的左右两端部111、111焊接，而将金属薄板1彼此之间相互固定(步骤S14)。在以层叠的状态固定了多片金属薄板1以后，用罩壳2、侧板21及连接部件22固定上侧端部(步骤S15)、进行薄片密封A的制作。
用该方法制造薄片密封时，由于是一边输送金属材料的卷筒一边进行热处理，所以能连续地处理，缩短工序。此外，仅在缩短工序这一点上即可实现低成本。
(第2制造方法)图7是本发明的轴封制造工序流程图。
将卷筒状的轧制金属材料M1切断成适合于加工的规定大小的金属材料板(步骤S21)。将多片在步骤S21中按规定大小切断的金属材料板M2层叠配置。此时，在各金属材料板M2之间涂抹防烧结剂(步骤S22)。然后，在步骤S22中层叠的金属材料板M2上施加重压并加热(以680℃加热4小时)以消除金属材料板M2的残留应力(变形)(参照图5B)(步骤S23)。
然后，在金属材料板M2上按上述，在成为金属薄板1的轮廓部10的部分上从两面实施腐蚀、在成为前端部12的部分上从单侧实施腐蚀来制作金属薄板1(步骤S24)。将多片在步骤S13中制作的金属薄板1，按相同方向层叠成环状并将上侧端部11的左右两端部111、111焊接，而将金属薄板1彼此之间相互固定(步骤S25)。在以层叠的状态固定了多片金属薄板1以后，用罩壳2、侧板21及连接部件22固定上侧端部(步骤S26)并进行薄片密封的制作。
在用该方法制造时，可以使用一般的现有电炉而成本低。此外，由于层叠的薄板在热处理中及热处理后的冷却中其温度分布比较均匀，所以热处理后薄板的变形，特别是因冷却不均的端部变形小，能获得平坦度高的优质素材。
该方法是间歇式处理，所以在处理量比较少时是有效的方法。
(第3制造方法)图8是本发明的轴封制造工序流程图。
将卷筒状的轧制金属材料M1切断成适合于加工的规定大小的金属材料板M2(步骤S31)。在步骤S31中被切断的金属材料板M2上按上述，在成为金属薄板1的轮廓部10的部分上从两面实施腐蚀、在成为前端部12的部分上从单侧实施腐蚀来制作金属薄板1(步骤S32)。将在步骤S32中形成的金属薄板1朝规定方向层叠(步骤S33)。在步骤S32中层叠的金属薄板1上施加重压并加热(以680℃加热4小时)消除金属薄板的残留应力(变形)(参照图5C)(步骤S34)。
然后，将金属薄板层叠成环状并将上侧端部11的左右两端部111、111焊接(步骤S35)。在以层叠的状态固定了多片金属薄板1以后，用罩壳2、侧板21及连接部件22固定上侧端部(步骤S36)、进行薄片密封A的制作。
(第4制造方法)图9是本发明的轴封制造工序流程图。
将卷筒状的轧制金属材料M1切断成适合于加工的规定大小的金属材料板M2(步骤S41)。在步骤S41中被切断的金属材料板M2上按上述，在成为金属薄板1的轮廓部10的部分上从两面实施腐蚀、在成为前端部12的部分上从单侧实施腐蚀来制作金属薄板1(步骤S42)。
将多片金属薄板1朝向对齐地进行层叠，将上侧端部11的左右两端部111、111焊接而使其相互固定(步骤S43)。在步骤S43中被固定了以后，将金属薄板1层叠体加热(以680℃加热4小时)以消除积蓄于金属薄板1内部的残留应力(变形)(参照图5D)(步骤S44)。然后，用罩壳2、侧板21及连接部件22固定上侧端部(步骤S45)、进行薄片密封的制作。
以上是使用温度比较低的流体(～400℃左右)时所用轴封的制造方法实例。上述4种方法，是薄片密封制造方法的实例，但不局限于此。热处理的温度及时间也不局限于上述的内容，可以广泛采用能释放积蓄于金属板内的残留应力的方法。
(第5制造方法)图10是本发明的轴封制造工序流程图。
在如图10所示的制造工序中所制造的薄片密封A是密封温度较高(例如，400℃以上)流体的轴封但其不局限于此，这里，其以镍铬铁耐热合金形成。
以冷轧形成规定厚度的金属，其内部积蓄了残留应力(变形)，为了将其消除，要一边慢慢地输送被卷成卷筒状的轧制金属材料M1一边进行固溶处理(参照图5A)(步骤S51)。所谓固溶处理，是将金属保持规定的温度·时间，然后，利用骤冷使合金元素或析出物固溶在基体(matrix)内的处理。此时温度982℃、加热30分钟，但不局限于此时的温度及时间条件。然后，按容易加工的规定大小切断卷筒状的轧制金属材料M1(步骤S52)。
然后，确认金属材料表面上是否产生了氧化锈(步骤S53)。当产生了氧化锈时(步骤S53中的YES时)放入酸或碱液中除去氧化锈(步骤S54)。
在确认没有氧化锈时(步骤S53中的NO时)或在步骤S54除去氧化锈以后，如上所述地在成为金属薄板1的轮廓部的部分从两面实施腐蚀、在前端部12的部分从单侧实施腐蚀来制作金属薄板1(步骤S55)。将多片在步骤S55中制作的金属薄板1，朝相同方向层叠成环状并将上侧端部11的左右两端部111、111焊接，而将金属薄板1彼此之间相互固定(步骤S56)。在以层叠的状态焊接固定了多片金属薄板1以后，用罩壳2、侧板21及连接部件22固定上侧端部(步骤S57)、进行薄片密封A的制作。
此外，如图11所示，也可以在固溶处理(步骤S51)以后，再以732℃保持8小时的时效处理(步骤S511)，再降温到621℃并保持10小时后，进行冷却处理。在固溶处理中可以消除或大致消除残留应力(变形)但进行时效处理不仅能消除残留应力(变形)而且可以确保高温下的强度。
此外，举例说明了在用于除去氧化锈的酸或碱液中洗净、除去氧化锈的实例，但不局限于此，例如也可以用研磨机机械地研磨。此外，不局限于这些方法，也可以广泛采用其他可以除去氧化锈的方法，以便能在实施腐蚀的表面部不残留氧化锈。
(第6制造方法)图12是本发明的轴封制造工序流程图。
将卷筒状的轧制金属材料切断成适合于加工的规定大小的金属材料板(步骤S61)。将多片在步骤S61中被切断的金属材料板层叠配置。此时，在各金属材料板M2之间涂抹防烧结剂(步骤S62)。然后，将在步骤S62中层叠的金属材料板加热(以982℃加热30分钟)以实施固溶处理并消除金属板的残留应力(变形)(参照图5B)(步骤S63)。
然后，确认金属材料表面上是否产生了氧化锈(步骤S64)。当产生了氧化锈时(步骤S64中的YES时)放入酸或碱液中除去氧化锈(步骤S65)。
在确认没有氧化锈时(步骤S64中的NO时)或在步骤S65除去氧化锈以后，在被切断的金属材料板上如上所述地在成为金属薄板1的轮廓部的部分从两面实施腐蚀、在成为前端部12的部分从单侧实施腐蚀来制作金属薄板1(步骤S66)。将多片在步骤S66中制作的金属薄板1，朝相同方向层叠成环状并将上侧端部11的左右两端部111、111焊接，以将金属薄板1彼此之间相互固定(步骤S67)。在以层叠的状态固定了多片金属薄板1以后，用罩壳2、侧板21及连接部件22固定上侧端部(步骤S68)、进行薄片密封A的制作。
如图13所示，也可以在固溶处理(步骤S63)后，进行在以732℃保温8小时的时效处理(步骤S631)，然后降温到621℃并保持了10小时，再进行冷却处理。在固溶处理中可以消除或大致消除残留应力(变形)但进行时效处理不仅能消除残留应力(变形)而且可以确保高温下的强度。
此外，举例说明了在用于除去氧化锈的酸或碱液中洗净、除去的实例但不局限于此，例如也可以用研磨机机械地研磨。此外，不局限于这些方法，也可以广泛采用其他可以除去氧化锈的方法，以便能在实施腐蚀的表面部不残留氧化锈。
(第7制造方法)图14是本发明的轴封制造工序流程图。
将卷筒状的轧制金属材料M1切断成适合于加工的规定大小的金属材料板M2(步骤S71)。在被切断的金属材料板上如上所述，在成为金属薄板1的轮廓部10的部分从两面实施腐蚀、在成为前端部12的部分上从单侧实施腐蚀来制作金属薄板1(步骤S72)。将多片在步骤S72中制作的金属薄板1层叠配置。此时，在各金属材料板之间涂抹防烧结剂(步骤S73)。然后，将在步骤S73中层叠的金属薄板加热(以982℃加热30分钟)以实施固溶处理并消除金属板的残留应力(变形)(参照图5C)(步骤S74)。
然后，将在步骤S72制作、在步骤S74消除了残留应力(变形)的多片金属薄板1，朝相同方向层叠成环状并将上侧端部11的左右两端部111、111焊接，以将金属薄板1彼此之间相互固定(步骤S75)。在以层叠的状态固定了多片金属薄板1以后，用罩壳2、侧板21及连接部件22固定上侧端部(步骤S76)、进行薄片密封的制作。
如图15所示，也可以在固溶处理(步骤S74)后，进行以732℃保温8小时的时效处理(步骤S741)，然后降温到621℃并保持了10小时后，再进行冷却处理。在固溶处理中可以消除或大致消除残留应力(变形)但进行时效处理不仅能消除残留应力(变形)而且可以确保高温下的强度。
此外，举例说明了在用于除去氧化锈的酸或碱液中洗净、除去氧化锈的实例但不局限于此，例如也可以用研磨机机械地研磨。此外，不局限于这些措施，也可以广泛采用其他可以除去氧化锈的方法，以便能在实施腐蚀的表面部不残留氧化锈。
(第8制造方法)图16是本发明的轴封制造工序流程图。
将卷筒状的轧制金属材料M1切断成适合于加工的规定大小的金属材料板M2(步骤S81)。在被切断的金属材料板上如上所述，在成为金属薄板1的轮廓部10的部分从两面实施腐蚀、在成为前端部12的部分从单侧实施腐蚀来制作金属薄板1(步骤S82)。将多片在步骤S82中制作的金属薄板1朝相同方向层叠成环状配置并将上侧端部11的左右两端部111、111焊接，以将金属薄板1彼此之间相互固定(步骤S83)。对在步骤S83中焊接固定的金属薄板1进行加热(以982℃加热30分钟)以实施固溶处理而消除金属材料板的残留应力(参照图5D)(步骤S84)。
然后，在步骤S83中被焊接、固定成环状，并在步骤S84中消除了残留应力的金属薄板1，其上侧端部被罩壳2、侧板21及连接部件22固定(步骤S85)、制作成薄片密封。
如图17所示，也可以在固溶处理(步骤S84)以后，进行以732℃保温8小时的时效处理(步骤S841)，然后降温到621℃并保持了10小时以后，再进行冷却处理。在固溶处理中可以消除或大致消除残留应力(变形)但进行时效处理不仅能消除残留应力(变形)而且可以确保高温下的强度。此外，由于是在焊接后进行热处理，所以也可以配合消除焊接的残留应力。
此外，举例说明了在用于除去氧化锈的酸或碱液中洗净、除去氧化锈的实例，但不局限于此，也可以广泛采用其他可以除去氧化锈的方法，以便能在实施腐蚀的表面部不残留氧化锈。
在上述各实施例中，举例说明了用冷轧法轧制金属材料板的实例，但不局限于此，可以广泛采用能将金属材料板压薄的其他方法。
权利要求
1.一种轴封的制造方法，其具有以下工序将卷筒状轧制金属材料切断成规定大小的金属材料板的切断工序，将通过所述切断被切断的金属材料板的表面通过腐蚀减薄厚度而制作带阶梯差的多片金属薄板即轴封部件的腐蚀工序，将在所述腐蚀工序形成的所述金属薄板朝向对齐地配置成圆筒形再与罩壳一同焊接固定的焊接工序，将所述金属材料或所述轴封部件加热、消除残留应力的热处理工序。
2.根据权利要求1所述的轴封的制造方法，其中在所述切断工序与所述腐蚀工序之间进行所述热处理工序时，所述热处理工序，具有在所述切断工序被切断的多片金属材料板的表面上涂抹防烧结剂的涂抹工序、将表面被涂抹了所述防烧结剂的多片金属材料板层叠的层叠工序、对所述被层叠的金属材料板施加重压并进行加热的加热工序。
3.根据权利要求1所述的轴封的制造方法，其中在所述腐蚀工序与所述焊接工序之间进行所述热处理工序时，所述热处理工序，具有在由所述腐蚀形成的多片金属薄板之间涂抹防烧结剂的涂抹工序、对涂抹了所述防烧结剂的金属薄板施加重压并进行加热的加热工序。
4.根据权利要求1所述的轴封的制造方法，其中所述热处理工序是退火。
5.根据权利要求1所述的轴封的制造方法，其中所述热处理工序是固溶处理。
6.根据权利要求5所述的轴封的制造方法，其中在所述腐蚀工序之前进行所述热处理工序时，在进入所述腐蚀工序之前，进行将在该热处理工序中形成于金属材料板表面上的氧化锈除去的脱锈处理工序。
7.根据权利要求5所述的轴封的制造方法，其中在所述腐蚀工序之前进行所述热处理工序时，在进入所述腐蚀工序之前，进行为了除去在所述热处理工序中形成于金属材料板表面上的氧化锈而研磨表面的研磨工序。
8.根据权利要求5所述的轴封的制造方法，其中所述热处理工序是在所述固溶处理后进行时效处理的工序。
9.根据权利要求8所述的轴封的制造方法，其中在所述腐蚀工序之前进行所述热处理工序时，在进入所述腐蚀工序之前，进行用于除去在所述热处理工序中形成于金属材料板表面上的氧化锈的脱锈处理工序。
10.根据权利要求8所述的轴封的制造方法，其中在所述腐蚀工序之前进行所述热处理工序时，在进入所述腐蚀工序之前，进行为了除去在所述热处理工序中形成于金属材料板表面上的氧化锈而研磨表面的研磨工序。
11.一种轴封部件的制造方法，其具有以下工序将卷筒状轧制金属材料切断成规定大小的金属材料板的切断工序、将在所述切断工序被切断的金属材料板的表面通过腐蚀减薄厚度而制作带阶梯差的多片金属薄板即轴封部件的腐蚀工序、将所述金属材料或所述轴封部件加热、消除残留应力的热处理工序、其中所述轴封部件是没有变形或基本没有变形的金属薄板。
12.一种轴封的制造方法，其具有以下工序将卷筒状轧制金属材料切断成规定大小的金属材料板的切断工序、将在所述切断工序被切断的金属材料板的表面通过腐蚀减薄厚度而制作带阶梯差的多片金属薄板即轴封部件的腐蚀工序、将通过所述腐蚀形成的所述金属薄板朝向对齐地配置成圆筒形再与罩壳一同焊接固定的焊接·组装工序、将所述金属材料或所述轴封部件加热、消除残留应力的热处理工序；其中所述轴封被安装在所述旋转轴上，当旋转轴停止时所述轴封部件的前端能与所述旋转轴接触，当所述旋转轴旋转时因旋转产生的动压，该轴封部件的前端能从该旋转轴稍微浮起。
13.一种旋转机械的制造方法，其具有以下工序将卷筒状轧制金属材料切断成规定大小的金属材料板的切断工序、将在所述切断工序被切断的金属材料板的表面通过腐蚀减薄厚度而制作带阶梯差的多片金属薄板即轴封部件的腐蚀工序、将由所述腐蚀形成的所述金属薄板朝向对齐地配置成圆筒形再与罩壳一同焊接固定而制作轴封的焊接·组装工序、将所述金属材料或所述轴封部件加热、消除残留应力的热处理工序；其中所述旋转机械，具有旋转轴、及所述轴封，通过将所述轴封配置在所述旋转轴的周围，而将所述旋转轴周围的空间分成高压侧及低压侧。
14.一种轴封部件，其由轴封部件的制造方法制造，该轴封部件的制造方法具有以下工序将卷筒状轧制金属材料切断成规定大小的金属材料板的切断工序、将在所述切断工序被切断的金属材料板的表面通过腐蚀减薄厚度而制作带阶梯差的多片金属薄板即轴封部件的腐蚀工序、将所述金属材料或所述轴封部件加热、消除残留应力的热处理工序，其中由所述制造方法制造的轴封部件是没有变形或基本没有变形的金属薄板。
15.一种轴封，其由轴封的制造方法制造，该轴封的制造方法具有以下工序将卷筒状轧制金属材料切断成规定大小的金属材料板的切断工序、将在所述切断工序被切断的金属材料板的表面通过腐蚀减薄厚度而制作带阶梯差的多片金属薄板即轴封部件的腐蚀工序、将通过所述腐蚀形成的所述金属薄板朝向对齐地配置成圆筒形再与罩壳一同焊接固定的焊接·组装工序、将所述金属材料或所述轴封部件加热、消除残留应力的热处理工序；其中所述轴封被安装在旋转轴上，当旋转轴停止时所述轴封部件的前端能与所述旋转轴接触，当所述旋转轴旋转时因旋转产生的动压，该轴封部件的前端能从该旋转轴稍微浮起。
16.一种旋转机械，其由轴封的制造方法制造，该轴封的制造方法具有以下工序将卷筒状轧制金属材料切断成规定大小的金属材料板的切断工序、将在所述切断工序被切断的金属材料板的表面通过腐蚀减薄厚度而制作带阶梯差的多片金属薄板即轴封部件的腐蚀工序、将通过所述腐蚀形成的所述金属薄板朝向对齐地配置成圆筒形再与罩壳一同焊接固定的焊接·组装工序、将所述金属材料或所述轴封部件加热、消除残留应力的热处理工序；其中所述旋转机械，具有旋转轴、及所述轴封，通过将所述轴封配置在所述旋转轴的周围，而将所述旋转轴周围的空间分成高压侧及低压侧。
全文摘要
一种轴封的制造方法、轴封、轴封部件及使用轴封的旋转机械，在本发明的轴封制造方法中，首先，将卷筒状的轧制金属材料切断成规定大小的金属材料板。接着，从金属材料板的两侧进行腐蚀形成规定形状。然后，将所述金属薄板朝向对齐地配置成圆筒形进行固定焊接。另外，在这些各工序之间的规定时间进行将所述金属材料或金属薄板加热、消除残留应力(变形)的热处理。
文档编号F16J15/18GK1573180SQ20041005932
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月18日 优先权日2003年6月20日
发明者上原秀和, 篠原种宏, 中野隆, 西本慎, 栗村隆之, 平川裕一, 高桥达治, 古贺新 申请人:三菱重工业株式会社