CN103153505A - 制作固体部件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制作固体部件的方法，依次包括：编织三维纤维结构(300)的步骤，所述编织是用金属丝股(301，302)来进行的，所述金属丝股包括多个围绕该股纵轴相互交织的金属端部；以及在所示纤维结构(300)上进行热等静压的步骤，使得所述纤维结构(300)的金属丝股聚积，从而制成固体部件。

Description

制作固体部件的方法

技术领域

本发明涉及制作固体部件的方法，诸如涡轮发动机叶片金属加强件。

特别是，本发明涉及到制作涡轮发动机叶片前缘金属加强件的方法。

本发明领域为涡轮发动机领域，特别是涡轮发动机复合材料或金属材料制成的风扇叶片领域，而且其前缘包括了金属结构加强件。

然而，本发明还适用于制作可加强任何种类涡轮发动机前缘或后缘的金属加强件，所述发动机不论是陆用还是航空用，特别是直升机涡轮发动机或飞机涡轮发动机，而且螺旋桨是诸如开放式螺旋桨（open-propellers）。

本发明还涉及到制作具有复杂几何形状的固体部件。

背景技术

人们都知道，前缘对应于空气动力外形的前部，该外形面向空气流并将空气流分成了下表面气流和上表面气流。后缘对应于空气动力外形的后部分，此处，下表面和上表面气流汇总到一起。

涡轮发动机叶片，特别是风扇叶片，会经历相当大的机械应力，特别是与转速相关，且不得不满足涉及重量和空间要求的严格条件。结果，利用较轻的复合材料制成叶片，而且这种叶片具有较好的耐热性。

人们已知道提供一种采用复合材料制成的涡轮发动机风扇叶片，该叶片使用了金属结构加强件，这种加强件沿叶片的整个高度延伸且延伸过叶片前缘，正如文件EP1908919中所述。这种加强件可允许复合材料叶片在异物撞击风扇时得到防护，诸如鸟、冰雹或石子。

特别是，金属结构加强件可保护复合材料叶片前缘，防止出现脱层、纤维断裂或纤维/基底分离而出现的损坏。

通常，涡轮发动机叶片包括空气动力面，该面沿第一方向在前缘和后缘之间延伸，且沿主要垂直于第一方向的第二方向在叶片底部和顶部之间延伸。金属结构加强件具有叶片空气动力面前缘形状且沿第一方向延伸过叶片空气动力面前缘，具有叶片底面和上面的外形，并沿第二方向叶片在底部和顶部之间延伸。

按照已知方式，金属结构加强件是采用钛制成的金属部件，完全是从一块材料中铣削而成。

然而，叶片前缘用的金属加强件的制造非常复杂，必须进行多次复杂的重复作业，并涉及复杂的工装，生产成本很大。

人们已知，从三维金属纤维结构中制成涡轮发动机叶片用的固体部件，特别是金属加强件，所述金属纤维结构是通过编织金属丝并在工具上进行热等静压工艺，使得金属纤维结构的金属丝得以聚积，从而获得固体部件；专利申请FR0858098介绍了这种工艺。

通常，编织多个金属纬丝和经丝可进行纤维结构的编织工作，其中，纤维丝的直径大约为几十毫米，尤其是在0.05mm 到0.3mm 之间。

纤维结构的编织是复杂的，很难的，实际上是很难生产的，因为其需要制造较厚的金属纤维结构，即，采用较大直径的金属丝，特别是大于0.4mm的直径。

这是因为获得纬丝和经丝的足够变形是特别困难的，目的是用直径大于0.4mm的金属丝进行编织，特别是钛金属丝。

降低纤维丝刚性的解决方案是对纤维丝进行热处理，从而降低其刚性。然而，这种在氧下进行的热处理不能应用到钛制成的金属丝上，因为这会导致钛丝的氧化，损伤热等静压制成的部件的质量。

为了克服这种缺陷，一种解决方案是在真空下进行热处理，即无氧环境下。这种解决方案可以消除钛的氧化问题，但另一方面，带来的困难是生产和操作很难，因为所有的操作都不得不在真空下进行。

最后，使用小直径金属丝（即小于0.4mm）要求通过编制来制成许多（小厚度的）纤维结构，然后，在一种工具上将其彼此上下叠加，通过热压制而获得部件生产所需的足够厚度。部件越是坚固，部件生产所要求的纤维结构的数量则要更多，这从而增加了操作数量，进而影响到这种部件的生产成本。

发明内容

在这种情况下，本发明的目的是提出一种生产方法从而解决上述问题，这种生产方法可以制造厚度为几个毫米的复杂形状的固体部件，简单，快捷，与此同时，简化了生产范围，降低了这种部件的生产成本。

为此，本发明提出了一种生产固体部件的方法，所述方法依次包括：

-编织三维纤维结构的步骤，所述编织是用金属丝股来进行，而金属丝股是通过多个金属端围绕所述股的纵轴相互交织而成；

-在所述纤维结构上进行热等静压步骤，可使所述纤维结构的金属丝股聚积，从而生产成固体部件。

金属丝股可理解为是指相互交织金属端的组合，从而形成金属索。

固体部件可以理解为是指不包括空心部分且无附加部件的整体部件。

根据本发明，可以生产出复杂形状的固体部件，诸如涡轮发动机叶片的加强件，该部件为交织而弧形部件，简单，快捷，通过编织纤维结构，形成了金属加强件的预制件，并通过热等静压工艺或压制工艺（HIP为英语的热等静压的缩写），通过塑性变形、塑性流和扩散焊接的结合而获得压制的无孔隙的部件。

根据本发明所述方法，纤维结构是一种挠性结构，很容易手动变形。另外，纤维结构可以相互塑性变形，例如，通过弯曲变形，从而在置于工具上时，可以在冷态（即，环境温度）下手动将纤维结构成形。

纤维结构的手动冷态变形可以避免热变形，后者是在有氧环境下钛端部氧化的根源，以及可避免在真空下热变形期间操作和操纵钛部件的所有复杂性。

通过挠性金属丝股来编织纤维结构还可以避免相当程度的弹性恢复的问题，这种恢复与直径大于0.4mm的钛基丝的刚性有关。

为此，挠性纤维结构的变形可无需使用折弯压机，无需使用工具来进行冷态和/热态锻造，从而使得纤维结构具有特定角度。

这种生产方法可以通过生产金属丝股的编织预制件来制造复杂部件，降低成本，特别是降低了这种部件生产所需的许多操作。

根据本发明生产的固体部件的方法还包括一个或多个如下所述特性，不论是单独考虑还是从技术上可能的所有结合形式考虑：

-所述编织步骤是采用金属丝股来实施，所述金属丝股由多个金属端部形成，其中，每个端部的直径小于0.1mm；

-所述编织步骤采用直径等于或大于0.5mm金属丝股来实施；

-所述编织步骤采用直径等于或大于1mm金属丝股来实施；

-所述编织步骤采用金属丝股来实施，所述金属丝股由多个钛金属端部或多个不同材料金属端部形成；

-所述编织步骤采用金属丝股来实施，所述金属丝股由多个不同直径的金属端部形成；

-在所述热等静压步骤实施之前，所述方法包括对所述纤维结构进行成形的步骤，所述成形手动进行；

-所述纤维结构的所述成形是在所述纤维结构置于工具内进行的；

-在所述热等静压步骤实施之前，所述方法包括对所述纤维结构进行清洁的步骤；

-所述固体部件为涡轮发动机风扇叶片前缘或后缘的金属加强件。

另外，本发明的主题是通过编织金属丝股而形成纤维结构，所述金属丝股由多个金属端围绕该股纵轴相互交织而成。

本发明的主题还是制作空心固体部件的方法，所述方法依次包括：

-通过编织金属丝和/或股而编织三维纤维结构的步骤；

-将至少一个临时嵌入件置入所述纤维结构内的步骤；

-在由所述纤维结构和所述至少一个内置临时嵌入件形成的装配件上进行热等静压步骤，以便使得所述纤维结构金属丝围绕所述至少一个临时嵌入件，从而制成固体部件；

-所述至少一个临时嵌入件的化学反应腐蚀步骤，从而溶解所述嵌入件并在所述固体部件内形成内腔室，这样，可制作出带有空心的固体部件。

“临时嵌入件”可理解为是指不打算永久存放的嵌入件，而只是在制作前缘空心金属加强件时需要。因此，临时嵌入件不会在其最后状态时出现在金属加强件中，且在任何情况下，都不会分担金属加强件的机械特性。

根据本发明，空心的固体部件生产简单，方便快捷，通过编织构成金属加强件预制件的纤维结构和通过热等静压或压制工艺制成，从而通过塑性变形、塑性流和扩散焊接的结合而获得压制的无孔隙的部件。

临时嵌入件置入纤维结构可以产生分界区域，在这个区域内，纤维结构的金属材料不会在热等静压步骤期间流动。该嵌入件采用不同于纤维结构的材料制成，为此，可以通过化学反应来溶解，这样，就可在固体部件内形成内部腔室，从而使得制成的部件重量减轻。

有利的是，空心的固体部件是前缘或后缘的空心金属加强件。

因此，这种生产方法可以避免加强件生产的复杂性，所述复杂性系指采用扁钢拉销式的铣削加工，这种加工要求使用大量材料，结果导致了原材料供应的巨大成本，另外，这种方法可以使得金属加强件的生产更容易，满足重量和/或几何形状的严格要求。

另外，生产本发明的空心固体部件的方法可以包括一个或多个下述特性，不论是单独考虑还是所有技术上可能的结合形式：

-所述空心固体部件是涡轮发动机风扇叶片或螺旋桨的前缘或后缘的金属加强件；

-在所述热等静压步骤之前，所述方法包括将所述组件置入工具内的步骤；

-所述组件的置放和所述组件在所述工具内的成形都是同步进行的；

-所述方法包括通过变形工具来提前对组件进行预变形的步骤；

-在所述热等静压步骤之前，所述方法包括所述组件的脱油步骤；

-所述化学反应腐蚀步骤是通过将热压制步骤期间获得的所述固体部件浸入化学剂槽内来进行的；

-采用所述至少一个临时嵌入件的所述步骤是通过将所述至少一个临时嵌入件置入构成所述纤维结构的两个独立预制件之间来进行的，所述纤维结构是在编织步骤时制成的；

-采用所述至少一个临时嵌入件的所述步骤是通过绕制一个单层预制件来进行的，形成在编织步骤时制成的所述纤维结构位于所述临时嵌入件周围；

-使用所述至少一个临时嵌入件的所述步骤是经由在单层预制件内预先形成的狭槽内置入所述至少一个临时嵌入件来进行的，所述单层预制件在编织所述纤维结构的所述步骤期间形成所述纤维结构。

通过如下以说明性方式给出的描述，本发明的其它特性和优点会更清楚地显现出来，本发明决非仅限于所述说明，

附图说明

-图1为叶片的侧视图，该图包括了采用本发明生产方法所获得的前缘的金属结构加强件；

-图2为叶片的第一实施例的局部剖面图，所示叶片包括采用本发明生产方法所获得的前缘的金属结构加强件，所示为图1的AA剖面的平面图；

-图3为方框图，示出了根据本发明生产方法的涡轮发动机叶片前缘金属结构加强件的第一实施例的主要步骤；

-图4为在图3所示方法第一步骤期间涡轮发动机叶片前缘金属加强件的局部剖面图；

-图5为图3所示方法第二步骤期间涡轮发动机叶片前缘金属加强件的局部剖面图；

-图6为图3所示方法第三步骤期间涡轮发动机叶片前缘金属加强件的局部剖面图；

-图7为叶片的第二实施例示例局部剖面图，所示叶片包括根据本发明生产方法所获得的前缘金属结构加强件，所示为图1所示AA剖面的平面图；

-图8为方框图，示出了根据本发明生产方法的涡轮发动机叶片前缘金属结构加强件第二实施例的主要步骤；

-图9为在图8所示方法第一步骤期间涡轮发动机叶片前缘空心金属加强件的局部剖面图；

-图10为在图8所示方法第二步骤期间涡轮发动机叶片前缘空心金属加强件的局部剖面图；

-图11为在图8所示方法第三步骤期间涡轮发动机叶片前缘空心金属加强件的局部剖面图；

-图12为在图8所示方法第四步骤期间涡轮发动机叶片前缘空心金属加强件的局部剖面图；

-图13为在图8所示方法第五步骤期间涡轮发动机叶片前缘空心金属加强件的局部剖面图；

在所有这些附图中，共同部件使用了相同的参考标记，除非另有相反说明。

具体实施方式

图1为叶片侧视图，其包括了根据本发明生产方法所获得的前缘金属结构加强件。

例如，所示叶片10为涡轮发动机（图中未示）风扇的动叶片。

叶片10包括沿前缘16和后缘18之间第一轴向方向延伸的和在叶根22和叶顶24之间基本垂直于第一方向14的第二径向方向20延伸的空气动力面12。

空气动力面12构成了叶片10的上表面13和下表面11，图1仅示出了叶片10的上表面13。下表面11和上表面13构成了叶片10的侧面，这些侧面将叶片10的前缘16连接到后缘18上。

在这个实施例中，叶片10为复合材料叶片，通常采用覆盖和成形编织的纤维织构而获得。例如，所使用的复合材料包括编织的碳纤维和树脂基底的组件，该组件是通过RTM（即“树脂传递模塑”）式树脂注射工艺采用模制方式所形成。

叶片10包括金属结构加强件30，在其前缘16处胶结，沿第一方向14延伸过叶片10空气动力面12的前缘16并沿叶片底部22和顶部24之间的第二方向20延伸。

如图2所示，结构加强件30的形状为叶片10空气动力面12前缘的形状，延伸而形成前缘31，即所谓的加强件前缘。

通常，结构加强件30为整体部件，带有基本的V形状截面，包括构成前缘31的底部39，该底部分别经由两个侧面35和37而延伸，构成了叶片空气动力面12下表面11和上表面13形状。两个侧面35,37的外形呈锥体形状，或沿叶片后缘方向而逐渐变细。

底部39的圆形内轮廓33可设想为叶片10前缘16的圆形。

结构加强件30为金属的，且优选为钛基金属。实际上，这种材料能极大地吸收因撞击而产生的能量。该加强件采用所属领域人员所熟知的胶而胶结到叶片10上，诸如氰基丙烯酸胶或环氧树脂胶。

这种金属结构加强件30用作涡轮发动机复合材料叶片的加强件，专利申请EP 190 8919对此进行了更为具体的描述。

特别是，根据本发明的方法可以生产出图2所示的结构加强件，图2示出了其最终状态的加强件30。

图3为方框图，示出了根据本发明生产方法200的主要步骤，所述方法用来生产图1和图2所示叶片10前缘金属结构加强件30。

生产方法200的第一步骤210为编织三维纤维结构300的步骤，所示纤维结构采用金属丝股301, 302编织而成，如图4所示。

编织步骤210可制成一个或多个三维金属纤维结构300，从而可以生产出最终部件。

在这方面，通过多个编织的金属丝股301, 302可以构成纤维结构300，所示编织金属股起 “经丝”和“纬丝”的作用。

根据用户要求和需要生产部件的材料厚度，金属丝股301,302的直径可以不同。金属丝股直径根据纤维结构的挠性和工具所要求材料厚度之间的折中办法来确定。

特别是，在适合构成经丝301的金属丝股和适合构成纬丝302的金属丝股之间，金属丝股301, 302直径和构成各股的端部的特性也会不同。

金属丝股301,302可由多个金属端部构成，所述多个金属端部交织、编织或缠绕成围绕该股的纵轴的螺丝型。有利的是，构成该股的每个金属端部的直径小于0.1mm。制作金属丝股的原则是可方便地由交织金属端部编织而制成金属缆索的原理。

例如，金属丝股301,302包括20到30个缠绕端部。

为此，使用由多个金属端部构成的金属丝股301,302可制成挠性股，该股在冷态（即，例如，环境温度）时可以手动变形。

通过制作直径大于0.5mm的金属丝股，或者甚至是几个毫米的金属丝股，金属丝股301,302会保持足够的挠性，从而可以好不困难地进行操作手动变形，和进行纤维结构300的编织。

纤维结构300的编织图形为传统编织图形，例如，编织复合材料纤维领域所使用的图形，诸如专利申请EP 152 62 85中所介绍的编织图形。

用来制作金属丝股301,302的金属端部主要是钛基端部。然而，可以在基于碳化硅和钛(SiC-Ti)的编织端部内置入带涂有硼(SiC-boron)或碳化硅(SiC-SiC)的端部。

图5所示生产方法200第二步骤220为在工具400内成形纤维结构300的步骤。有利的是，纤维结构300的成形是在其置放于工具400内时手动进行。

工具400包括阴模(底模)410和反凸模具（冲孔模）420，对应于需要制作的部件的最终形状。

前一步骤所制成的纤维结构300为挠性结构，可以手动方便变形。另外，纤维结构300为塑性可手动变形的，例如，可以弯曲变形，这可使得纤维结构300在其置入工具内时手动成形。

生产方法的第三步骤230为在工具内对纤维结构进行热等静压（HIP，表示热等静压）的步骤，如图6所示。

热等静压使用非常普遍，是可降低金属空隙并对许多金属密度具有影响的众所周知的生产工艺，诸如陶瓷。另外，等静压工艺还可以提高材料的机械特性和可用性。

等静压是在高温（通常在400°C至1400°C之间，对于钛来讲，大约1000°C）和等静压力下进行。

为此，结合内部压力的热的应用，可消除纤维结构300内的空腔，以及通过结合塑性变形、塑性流和扩散焊接等的结合而降低微孔性，从而形成固体部件430。

在生产涡轮发动机叶片金属加强件的情况下，通过等静压步骤所形成的固体部件430，包括了金属加强件30的内部形状和外部形状。固体部件430而后可从工具400内撤出。

等静压步骤是在真空下，有利的是，可在二次真空下进行，或者在会产生二次真空的焊接工具内，或者在蒸压袋内实施，工艺的选择取决于所需要生产的部件的数量。在钛的等静压成形步骤期间，二次真空可以避免工具和纤维结构内出现氧气。

工具采用机械合金制成，即所谓的超级合金或高性能合金。

等静压成型步骤可包括对挠性纤维结构进行清洁、脱油和/或化学反应腐蚀的步骤235，从而消除纤维结构的剩余杂质。

有利的是，清除杂质的步骤可以将纤维组件置于清洁剂或化学制剂的槽内来进行。

根据图7至图13所示本发明实施例的第二个示例，本发明的方法可以制成一种结构加强件，其包括图7所示内部腔室，图7示出了加强件130第二实施例的最终状态。

图8为方框图，示出了叶片110前缘金属结构加强件130的生产方法1200第二实施例的主要步骤，如图7。

生产方法1200的第一步骤1210是采用编织金属丝来编织三维纤维结构1300的步骤。

这第一步骤1210可以制作出金属丝1301，1302的至少一个预制件1310,1320，所述金属丝1301,1302采用三维编织，这样，可以形成纤维结构，其本身使得最终部件预制件成形。

在图9所示第一实施例中，纤维结构1300采用第一预制件1310和第二预制件1320所形成的多层结构，第一预制件1310构成纤维结构1300内侧，第二预制件1320够成纤维结构1300上侧。内侧可以理解为是指纤维结构1300部分，构成与叶片表面112接触的金属加强件的内部（图7），上侧可以理解为是指纤维结构1300部分，该部分用来构成金属加强件130的外部。

纤维结构1300的编织图形为传统图形，例如，在编织复合材料纤维领域所用图形，诸如专利申请EP 1526285所介绍的编织图形。

在这方面，纤维结构1300构成了多个经丝1301和多个纬丝1302。

纤维结构的经丝1301和/或纬丝1302的金属丝尺寸的变化取决于用户的要求、金属加强件130的刚性和所要求的材料厚度。

编织纤维结构1300所用金属丝主要为钛金属丝。然而，在钛丝的编织中，可以使用基于碳化硅和钛(SiC-Ti)的丝，涂有硼(SiC-boron)的丝，或涂有碳化硅(SiC-SiC)的丝。

根据另一个实施例，纤维结构1300可以由多个起“经丝”和“纬丝”作用的编织金属丝股构成。金属丝股的直径可以根据用户的要求和制造部件所要求材料厚度而变化。金属丝股直径根据纤维结构挠性和工具所要求材料厚度之间的折中办法而确定。特别是，在适合构成纬丝的股和适合构成经丝的股之间，金属丝股直径和构成金属丝股的端部的特性也会不同。由多个金属端部构成金属丝股，所述多个金属端部交织、编织或缠绕成围绕该股纵轴的螺丝型。有利的是，构成该股的每个金属端部的直径小于0.1mm。方便的是，制作金属丝股的原理是用交织金属端部编织而制成的金属缆索的原理。例如，金属丝股包括20到30个缠绕的端部。为此，使用由多个金属端部构成的金属丝股可制成挠性股，该股可以手动变形。通过制作直径大于0.5mm的金属丝股，或者甚至是几个毫米，金属丝股会保持足够的挠性，从而可以进行手动变形。

用来制作金属丝股的金属端部主要是钛基端部。然而，可以在基于碳化硅和钛(SiC-Ti)的编织端部内使用带涂有硼(SiC-boron)或碳化硅(SiC-SiC)的端部。

根据本发明第二实施例，纤维结构300是一种采用单一预制件构成的单层结构。

生产方法1200的第二步骤1220是将嵌入件150置于纤维结构1300内的步骤，如图5所示。

当纤维结构1300采用两个独立预制件1310,1320构成时，嵌入件150置于构成两个编织层的两个预制件之间。在这种情况下，必须在第二步骤1220期间装配独立预制件1310,1320，从而可以支持嵌入件150。

两个独立预制件1310,1320的装配可以采用线丝来进行，以便通过金属丝股不同端部的点焊或一个或多个预制件的特别编织几何形状在两个独立预制件之间形成缝制的缝隙， 例如，构成能够形成一个制动点的局部超大厚度并可支持嵌入件。

根据另一个实施例，临时嵌入件还可以借助于（例如）打入独立预制件1310,1320内的倒钩(barbs)来被钩在一个或多个预制件上。

最后，临时嵌入件可以简单地置于工具内，无需将独立预制件1310,1320装配在一起。

当采用单一预制件构成的单层结构形成纤维结构时，可以通过将单层结构缠绕在嵌入件周围或将嵌入件滑入预先做成的腔室内而安装嵌入件，所述腔室是在编织步骤期间通过单层结构内提供的狭槽来预先制成的。

嵌入件150采用不同于金属丝的材料制成，所述金属丝用来编织纤维结构1300。嵌入件150采用能够抗大约900°C温度高温和大约1000巴高压的材料制成，且与编织丝的材料相兼容，从而不会在纤维结构1300上产生杂质或氧化。

另外，嵌入件150的材料还必须能够通过化学试剂经由溶解而被化学反应腐蚀。

有利的是，嵌入件150为铜、或石英或硅制成。

置入纤维结构1300内的嵌入件150的形状与图7所示最终内腔140形状相同，并可包括任何种类的外形。

嵌入件150同样可以通过锻造工艺、机加工，或铸造而获得。根据另一个实施例，纤维结构1300内部内可置入多个嵌入件150。

生产方法1200的第三步骤1230是固定纤维组件1500并成形的步骤，所述纤维组件采用纤维结构1300构成，嵌入件150置于工具1400内。图11具体示出了该步骤1230。工具1400包括对应于金属加强件130最终外部形状的阴模1410（底模）和对应于前缘金属加强件最终内部形状的反凸模1420（冲孔模）。

在将纤维组件固定在工具内的第三步骤之前，生产方法1200可包括在特定工具内预先变形的步骤1225。当使用较大直径金属丝时，该纤维组件预变形步骤特别有用。

当通过挠性金属丝股进行纤维结构的编织时，则不需要进行预变形步骤1225。实际上，金属丝股的使用可以避免相当大的弹性恢复的问题，所述恢复与直径大于0.4mm的钛基丝刚性有关。

生产方法1200第四步骤1240是在工具1400内实施纤维组件1500的热等静压，如图12所示。

热等静压使用非常普遍，是可降低金属空隙并对许多金属密度具有影响的众所周知的生产工艺，诸如陶瓷。另外，等静压工艺还可以提高材料的机械特性和可用性。

等静压是在高温（通常在400°C和 1400°C之间，对于钛来讲，大约1000°C）和等静压力下进行的。

为此，通过热与内部压力的结合，可消除纤维结构1300内的空腔，以及结合塑性变形、塑性流和扩散焊接等的结合而降低微孔隙，从而形成固体部件1430。

固体部件1430，通过等静压步骤所形成的包括了金属加强件130的内部形状和外部形状。固体部件1430而后可从工具1400内撤出。

等静压步骤是在真空下，有利的是，可在二次真空下进行，在会产生二次真空的焊接工具内，或者在蒸压袋内实施，工艺的选择取决于所需要生产部件数量。在钛的等静压成形步骤期间，二次真空可以避免工具和纤维结构内出现氧气。

工具1400采用机械合金制成，即所谓的超级合金或高性能合金。

等静压成型步骤1240可包括对纤维组件1500进行清洁、脱油和/或化学反应腐蚀的步骤1235，从而消除纤维结构1300的剩余杂质。

有利的是，清除杂质的步骤可以将纤维组件置于清洁剂或化学制剂的槽内来进行。

生产方法1200的第五步骤1250是通过化学试剂对置于固体部件1430材料内的嵌入件150进行化学反应腐蚀的步骤，所述化学试剂能够使制成的嵌入件150的材料通过化学反应而腐蚀。该步骤如图13所示。

嵌入件150的化学反应腐蚀可以熔化嵌入件150，这样，所溶解的嵌入件50所释放的空间构成了金属加强件130内部腔室140，如图7所示。

有利的是，化学反应腐蚀步骤1250是通过将固体部件1430置于含有化学剂的槽内来进行，该化学剂能够溶解嵌入件150。

有利的是，化学剂能够溶解铜、石英或硅。

与这些主要生产步骤相关，且不论是本发明的哪个实施例方式，本发明的方法还包括表面处理和修整的步骤，即对从工具出口处获得的固体部件进行机加工，从而制成加强件30,130。该步骤包括：

-修整加强件30,130底座39,139外形的步骤，目的是完善上述底座，特别是前缘31,131的空气动力外形；

-修整各个边35,135,37,137的步骤；该步骤特别是修整各个边35,135,37,137，并逐渐使得下表面和上表面变细；

-表面处理步骤，可获得所要求的表面状态。

与这些主要生产步骤相关，根据本发明的方法还包括加强件30,130的无损检查步骤，可以使所获得的组件的几何和金相要求得到保证。例如，无损检查可通过X射线工艺进行。

本发明主要介绍了通过钛基金属端部来生产金属丝股；然而，生产方法还适用于任何种类的金属端部。

根据本发明的方法可以以非常简单的方式生产出几何形状复杂和厚度变化的部件，厚度主要在0.1和70mm之间。为此，根据本发明的方法可以生产出固体部件和厚度小的部件。

本发明特别介绍了涡轮发动机复合材料叶片金属加强件的生产；然而，本发明还适用于生产涡轮发动机金属叶片金属加强件的生产。

本发明特别介绍了涡轮发动机叶片前缘金属加强件的生产；然而，本发明还适用于涡轮发动机叶片后缘金属加强件的生产或复合材料或金属螺旋桨金属加强件的生产。

本发明的其它优点具体如下：

-减小生产成本；

-缩短生产时间；

-简化生产范围；

-降低材料成本。

Claims (11)

1.一种固体部件(430)的生产方法(200)，所述方法依次包括：

编织三维纤维结构(300)步骤(210)，所述编织采用金属丝股(301, 302)进行，所述金属丝股由多个金属端部构成，围绕所述股的纵轴相互交织；

在所述纤维结构(300)上进行热等静压的步骤(230)，可使所述纤维结构(300)金属丝股聚集，以制成固体部件(430)。

2.根据权利要求1所述的生产方法(200), 其特征在于，所述编织步骤(210)是用多个金属端部构成的金属丝股进行的，其中，每个端部的直径小于0.1mm。

3.根据权利要求1到2任一项所述的生产方法(200), 其特征在于，所述编织步骤(210)是用直径等于或大于0.5mm的金属丝股(301, 302)进行的。

4.根据权利要求1到2任一项所述的生产方法(200), 其特征在于，所述编织步骤(210)是用直径等于或大于1mm的金属丝股(301, 302)进行的。

5.根据权利要求1到4任一项所述的生产方法(200), 其特征在于，所述编织步骤(210)是由多个钛金属端部构成的或多个不同材料金属端部构成的金属丝股(301, 302)进行的。

6.根据权利要求1到5任一项所述的生产方法(200), 其特征在于，所述编织步骤(210)是由多个不同直径金属端部构成的金属丝股(301, 302)进行的。

7.根据权利要求1到6任一项所述的生产方法(200), 其特征在于，在所述热等静压步骤(230)之前，所述方法包括所述纤维结构(300)的成型步骤(230)，所述成型手动进行。

8.根据权利要求7所述的生产方法(200), 其特征在于，所述纤维结构(300)的所述成型是在所述纤维结构(300)被置于工具(400)内时进行的。

9.根据权利要求1到8任一项所述的涡轮发动机叶片金属加强件(30)的生产方法(200),  其特征在于，在所述热等静压步骤(230)之前，所述方法(200)包括对所述纤维结构(300)进行清洁的步骤(225)。

10.根据权利要求1到9任一项所述的生产方法(200), 其特征在于，所述固体部件(430)为涡轮发动机风扇叶片或螺旋桨的前缘或后缘的金属加强件(30)。

11.一种纤维结构(300)，其特征在于，其是由编织多个金属端部构成的金属丝股(301, 302)而形成，所述多个金属端部围绕该股纵轴相互交织。

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