压缩机轮的制作方法_2

文档序号:8357605阅读:来源:国知局

[0034]现通过材料去除,例如借助于芯片去除工具制造合符要求压缩机轮的主叶片和辅助叶片3、4。这对预在合符要求叶片之间产生自由空间具有相同意义。在这些自由空间的区域中,在加工中也清除小的端面上的具有铠装材料的涂层。
[0035]由此,只有小端面9的端面上的主叶片3的流入边缘6保留着端面铠装层。因为,具有铠装材料的涂层最初被涂覆至较大的以及无台阶的小的端面9上,在其随后的用于形成叶片3和4的芯片去除机加工过程中,由此形成的铠装材料和坯料8的材料中间的紧密结合不经受任何损坏,确保了主叶片3上经铠装的流入边缘6的优异粘附性。通过材料去除完成经铠装的流入边缘可被提供有空气动力学最佳的轮廓。该材料去除可以避免待被制造的压缩机轮I上的任何不平衡的方式在精密平衡的意义上进行。
[0036]在制造叶片3和4之后,经受待被压缩的流体的压缩机轮I的所有表面在叶片3和4之上或之间被额外处理。如果需要,在重建的精密平衡之后,然后完成合符要求的压缩机轮。
[0037]在此之前描述的方法中,提供用于铠装层的材料在坯料的小的端面上或在流入侧的压缩机轮的边缘上形成层,该层具有衬底特有的材料。
[0038]根据用于制造压缩机轮的第二优选方法,铠装层材料还可被提供为衬底特有的沉积层或扩散层。
[0039]借助于该第二方法,另外地,坯料8还是由拟用于随后压缩机轮的基底材料制成,随后,例如浇铸制造。此后,材料还从小的端面9去除,即在坯料由浇铸制造的情况下,在小的端面9的径向的外环形区上去除浇铸表层。
[0040]此后,就“铠装”而言,为了改变小的端面9的表面层的材料结构,进行清洁的小的端面9的物理化学处理。以优选方式,产生PDO层(等离子体电解氧化),即具有特定厚度的PEO层。
[0041]在此之后紧接着通过制造压缩机轮叶片来芯片去除机加工坯料,其中位于小的端面9的平面中的主叶片的流入边缘具有PEO层形式的铠装层。
[0042]在第三优选制造方法中,坯料8首先还是有待规定的基底材料,例如浇铸体制造,该基底材料然后以芯片去除的方式清洁。此后,压缩机轮叶片通过芯片去除机加工形成。为了在流入边缘和紧接着的叶片区域上形成铠装材料的表面层,现物理化学处理压缩机轮叶片的流入边缘以及轴向遵循流入边缘的叶片区域。优选地,根据本发明的优选实施方式,再次制造PEO表面层,该PEO表面层可在压缩机轮的至多30%的轴向长度上延展。
[0043]制造方法的以上陈述基于径向压缩机轮1,该压缩机轮I的主叶片3包括流入边缘6,这些流入边缘6在压缩机轮I的径向平面中延展,并且因此是直线的。原则上,具有不同形状的流入边缘的不同形状的压缩机轮也可由坯料8制得,坯料8的外侧形成合符要求的压缩机轮I的包封表面。如果合适,包含随后的支流边缘的坯料的端面然后将不得不具有卷曲的、旋转对称的形式。除此之外,上述端面还可被以其包含流入边缘的方式设计为波形,该流入边缘在压缩机轮的不同轴向位置中交替提供。
[0044]由此本发明利用以下实现方式:当布置在废气再循环路径中的压缩机轮具有耐腐蚀性表面时,在低压废气再循环的情况下,废气路径中的精细设计措施是多余的,该耐腐蚀性表面在经受高机械负载的区域中进行铠装。在本发明中,特别使用以下实现方式:一方面,限于压缩机轮叶片的流入边缘6的铠装,另一方面,在具有铝基体或较轻的金属的压缩机轮的情况下,剩下的叶片表面的抗腐蚀性处理或涂覆是足够的。根据本发明的压缩机轮的制造可以简单方式实现,首先产生铝或轻金属的坯料,该坯料的外表面大致具有合符要求的压缩机轮的包封表面的形式。此类坯料包括含有待制造的压缩机轮的压缩机叶片的流入边缘的端面,在该端面上,至少在径向的外环形区域中,首先在整个区域上产生铠装材料的表面。因为如果合适,上述端面尽管是拱形或弯曲的,但在仍待制造的压缩机叶片的流入边缘的附件区域中没有台阶,确保了铠装材料和坯料的铝或轻金属(提供为基材)之间非常紧密的粘结。在下文中,然后可制造压缩机轮,以材料去除或芯片去除的方式机加工前述端面上的提供有铠装材料的坯料。在此之后,进行以此方式制造的压缩机轮的抗腐蚀性涂覆。
[0045]在所有的实施方式中,压缩机轮的端面优选在其中心孔中保持没有铠装层。
[0046]对于适宜的方法,特别是用于抗腐蚀性的涂层,可示例性地参照以下方法:
[0047]等离子体喷涂、火焰和高速火焰喷涂、冷气喷涂、电弧喷涂、PVD和CVD方法。
[0048]铠装材料的表面层一方面可通过衬底除外的沉积层或扩散层形成,并特别由钢、镍、钴和/或钛合金构成。
[0049]另一方面,衬底特有的沉积层或扩散层是可能的,且在成本有效的制造方面是特别优选的,这特别适用于PEO层。
[0050]具体地,铝提供为压缩机轮的基材。然而,其它的轻金属,诸如,例如镁和/或钛类似地也是适用的。
【主权项】
1.一种压缩机轮,特别用于具有内部燃烧的发动机的废气涡轮增压器的转子,所述压缩机轮具有叶片,所述叶片在轮的圆周方向以流入边缘(6)彼此隔开,在压缩机运行期间,所述压缩机轮经历压缩流体相对轮的进口基本轴向的流入,其特征在于,所述压缩机运行期间,通过适应于局部不同的负载,所述压缩机轮具有局部不同的材料的表面层。
2.根据权利要求1所述的压缩机轮,其特征在于,所述叶片(3,4)在它们的提供有铠装层的流入边缘(6)上具有抗腐蚀性涂覆的表面和/或区域。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机轮,其特征在于,所述流入边缘上的至少一些叶片包括具有第一表面材料或第一涂层的第一区域,以及遵循所述轮的轴向方向的具有第二表面材料或第二涂层的第二区域。
4.根据权利要求3所述的压缩机轮,其特征在于,所述第一表面材料由PEO层(等离子体电解氧化)形成,且所述第二表面材料由阳极化的层形成。
5.根据权利要求3或4所述的压缩机轮,其特征在于,所述压缩机轮的轴线方向上的第一表面材料被提供在整个长度上,所述长度的尺寸约为所述轴向叶片长度的10?40%。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的压缩机轮,其特征在于,提供在圆周方向上交替的主叶片和辅助叶片(3,4),其中所述主叶片(3)的流入边缘(6)被布置在平面中,所述平面相对于含有相对待压缩的流体的流动方向的辅助叶片(4)的流入边缘的平面位于上游。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的压缩机轮,其特征在于,铠装材料的表面层基本只直接提供在所述流入边缘(6)上。
8.根据权利要求7所述的压缩机轮,其特征在于,所述流入边缘(6)基本仅在它们的径向的外部段上被铠装。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的压缩机轮,其特征在于,至少所述主叶片(3)的流入边缘(6)在所述压缩机轮的径向平面中延展。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的压缩机轮,其特征在于,作为径向压缩机轮的实施方式。
11.一种用于制造根据权利要求1至10中任一项所述的压缩机轮的方法,其特征在于,由提供为所述压缩机轮(I)的基材的轻金属,特别是铝,首先制造坯料(8),所述坯料(8)的外表面基本对应于合符要求的压缩机轮(I)的包封表面;在包含待制造的所述压缩机轮(I)的叶片⑶的流入边缘(6)的坯料⑶端面(9)上,形成铠装材料的表面层;以及随后通过所述坯料(8)的材料去除或芯片去除加工制得合符要求的压缩机轮的叶片(3,4)。
12.根据权利要求11的方法,其特征在于,所述叶片(3,4)的制造之后,抗腐蚀性地处理所述压缩机轮的表面,所述压缩机轮的表面在压缩机运行期间暴露于压缩流体中。
13.根据权利要求11或12所述的方法,其特征在于,所述表面层通过用钢合金、镍基合金、钴合金和/或钛合金涂覆端面(9)而由铠装材料制得。
14.用于制造根据权利要求1至10中任一项所述的压缩机轮的方法,其特征在于,由提供为所述压缩机轮(I)的基材的轻金属,特别是铝,制造坯料(8),所述坯料(8)的外表面基本对应于合符要求的压缩机轮(I)的包封表面; 随后通过所述坯料(8)的材料去除加工或芯片去除加工制造合符要求的压缩机轮的叶片(3,4);以及 随后流入侧的边缘和在一些叶片,特别是主叶片的轴线方向上邻接所述边缘的叶片表面被提供有铠装层,特别是PEO层形式的铠装层。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法,其特征在于,用以下方法中的一种或多种制造局部抗腐蚀的涂层: 沉积法和/或渗透涂覆法; 热喷涂或动力喷涂,用工艺源材料或不用工艺源材料的,优选在热固化工艺或化学固化工艺之后进行的复现法或刷涂法; 在有机或无机基底上涂覆基材的涂覆方法; 制造涂层,所述涂层通过蓄电池地、无电流地或化学地由气相或液相或借助于等离子体沉积的扩散沉积或形成; 以恒定或递增和/或减小的厚度形成涂层。
【专利摘要】根据本发明的压缩机轮包括铝和轻金属的基体,和叶片上的抗腐蚀性涂覆过的表面,其中特别通过与局部不同的负载相适应的局部不同的涂层。
【IPC分类】F04D29-30
【公开号】CN104675747
【申请号】CN201410638337
【发明人】克里斯蒂安娜·霍尔茨舒, 安德烈亚斯·哈斯, 马丁·施勒格, 克里斯蒂安娜·佩施克斯
【申请人】博世马勒涡轮系统有限两合公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年11月6日
【公告号】DE102014212227A1, US20150152740
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