BR112015007287B1

BR112015007287B1 - método de fabricar um componente coberto com um revestimento abrasível

Info

Publication number: BR112015007287B1
Application number: BR112015007287A
Authority: BR
Inventors: Ferrer Laurent
Original assignee: Snecma
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2013-10-01
Publication date: 2020-04-07
Also published as: CN104755198A; CN104755198B; CA2886926C; EP2903763A1; RU2646656C2; EP2903763B1; US20150231699A1; FR2996476B1; US9737932B2; BR112015007287A2; RU2015116598A; FR2996476A1; WO2014053761A1; CA2886926A1

Abstract

1/1 resumo “método de fabricar um componente coberto com um revestimento abrasível” um método de fabricar uma parte coberta em um revestimento abrasível (55), o método compreendendo as seguintes etapas: prover uma peça bruta (10) para a parte, a peça bruta tendo um alojamento (20) abrindo-se para fora para a superfície (15) da peça bruta (10); encher o alojamento (20) com um material abrasível em forma de pó; e laminar a quente a peça bruta (10) e o material abrasível juntos, a fim de sinterizar o material abrasível e fazer com que ele adira à peça bruta, a fim de obter um revestimento abrasível (55).

Description

“MÉTODO DE FABRICAR UM COMPONENTE COBERTO COM UM REVESTIMENTO ABRASÍVEL”

CAMPO DA INVENÇÃO [0001] A presente descrição refere-se a um método de fabricar uma parte coberta por um revestimento abrasível.

ESTADO DA TÉCNICA ANTERIOR [0002] Numerosas máquinas têm partes que, quando se movendo, esfregam-se contra outras partes ou correm o risco de esfregar-se contra outras partes. Por exemplo, certas máquinas compreendem uma parte móvel que gira cerca de um eixo geométrico, com uma parte da parte móvel esfregando-se contra outra parte. Isto aplica-se nas turbomáquinas (quer terrestres ou para aviação, tais como turbojatos ou motores de turboeixo) que têm um rotor com pás móveis que, em seu movimento rotativo, esfregam-se contra a face interna de um invólucro de estator circundando-os.

[0003] Em uma turbomáquina, é prática comum deixar um espaço ou folga entre as partes estacionárias e as partes móveis, em particular entre o invólucro e as pás móveis, a fim de primeiramente acomodar tolerâncias geométricas das partes e, em segundo lugar, acomodar mecanismos pelos quais os materiais se expandem termicamente e arrastam-se durante o tempo. É importante minimizar vazamentos de gás ou ar via este espaço. Tais vazamentos diminuem a taxa de fluxo da corrente comprimida através da turbomáquina, dando origem a uma perda de trabalho mecânico disponível e, consequentemente, afetando a eficiência da turbomáquina, aumentando seu consumo de combustível e diminuindo o empuxo que ela produz.

[0004] A fim de minimizar estes vazamentos, a solução presentemente em uso consiste em trazer as pás móveis tão próximo quanto possível do envoltório e em

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2/19 cobrir o envoltório com um revestimento de material mole faceando as pás. Este material é abrasível, o que significa que tem a propriedade de ser fácil para as pontas das pás móveis escavarem, no evento de contato. Assim, uma pá é praticamente não danificada quando ela se esfrega contra o material abrasível e o espaço entre a ponta da pá e a superfície interna do envoltório é otimizada ajustando-se este espaço a um mínimo durante o tempo.

[0005] Atualmente, as partes de tira de um material abrasível são fabricadas, cada parte de tira é então enfiada no envoltório a fim de formar uma completa tira abrasível. Tal método é demorado e dispendioso. Além disso, o uso de adesivos apresenta numerosas restrições: limpar as superfícies que vão receber o adesivo, problemas de contaminação das superfícies limpadas, fraca adesão etc. Finalmente, as tensões mecânicas geradas durante a fabricação das partes de tira de material abrasível, e enquanto elas estão sendo enfiadas em posição, resulta durante a operação estas partes de tira soltarem-se da superfície do envoltório e/ou racharem, e a deterioração prematura das tiras em serviço.

[0006] A presente invenção procura remedir estes inconvenientes, pelo menos em parte.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0007] A presente descrição provê um método de fabricar uma parte coberta em um revestimento abrasível, dito método compreendendo as seguintes etapas:

prover uma peça bruta para a parte, a peça bruta tendo um alojamento abrindo-se para fora, para dentro da superfície da peça bruta;

encher dito alojamento com um material abrasível em forma de pó; e laminar a quente a peça bruta e o material abrasível juntos, a fim de sintrizar e compactar o material abrasível e, desse modo, fazer com que adira à peça

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3/19 bruta por soldagem por difusão, a fim de obter um revestimento abrasível.

[0008] A peça bruta que é provida é vantajosamente áspera, isto é, a peça bruta não foi ainda conformada enquanto quente (forjar, laminação, ...). O alojamento pode já ter sido conformado enquanto quente e/ou usinado.

[0009] A laminação que é realizada serve para aplicar compressão quente localmente ao material abrasível. Tipicamente, esta é compressão quente unidirecional atuando normalmente à superfície interna da peça bruta. Esta compressão quente serve para sinterizar e compactar o material abrasível e fazer com que ele adira à peça bruta por soldagem por difusão. Vantajosamente, a compressão quente aplicada pela laminação é suficiente para sinterizar e compactar o material abrasível e fazer com que ele adira à peça bruta, e o método de fabricação não tem qualquer etapa de compressão antes ou após a etapa de laminação.

[0010] Um tal método torna possível asegurar que as partículas do material abrasível sejam bem compactadas e que elas adiram entre si bem. Além disso, com as temperaturas e as pressões envolvidas durante a laminação, as partículas aderem bem à peça bruta e a interface de soldagem entre o material da peça bruta apresenta poucos poros ou nenhum. O risco do revestimento abrasível subsequentemente soltar-se é assim reduzido.

[0011] Durante a laminação, a peça bruta e o material abrasível podem ser conformados tão próximo quanto possível das dimensões da parte final, p. ex., usando-se mandris que são retos ou mandris que são conformados.

[0012] Além disso, uma vez que a operação de laminação ocorre enquanto quente, mecanismos de recristalização podem ocorrer, desse modo reduzindo as tensões do revestimento abrasível. Os riscos de fissuramento e deterioração do

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4/19 revestimento, ou dele soltar-se, são igualmente reduzidos.

[0013] O alojamento abre-se para fora paa dentro da superfície da peça bruta via uma ou mais aberturas. Durante a laminação, pressão é exercida sobre o material abrasível através da(s) abertura(s). Em certas implementações, dito alojamento é enchido com o material abrasível via a(s) abertura(s) durante a etapa de enchimento (etapa B) e a(s) abertura(s) é/são fechadas hermeticamente com um revestimento, antes da etapa de rolamento (etapa C).

[0014] Em certas implementações, o método inclui as seguintes etapas:

D) a abertura via a qual o alojamento abre-se para fora para dentro da superfície da peça bruta é coberta, com um revestimento que apresenta pelo menos um orifício de vácuo e pelo menos um orifício de enchimento;

E) um vácuo é estabelecido dentro de dito alojamento pela utilização de dito orifício de vácuo, e dito alojamento é enchido com o material abrasível (em forma de pó) pela utilização de dito orifício de enchimento; e

F) dito orifício de vácuo e dito orifício de enchimento são fechados em maneira hermética a vazamento antes da etapa de laminação (etapa C).

[0015] Deve ser observado que as etapas D a F são realizadas após a etapa acima mencionada A e antes da etapa acima mencionda B, com a etapa E relativa à etapa B;

[0016] Em certas implementações, a etapa de laminação C compreende uma primeira etapa de preaquecimento C1, durante a qual a peça bruta é aquecida a uma temperatura de laminação T, com a sinterização do material abrasível ocorrendo, pelo menos em parte, durante esta primeira etapa, e uma segunda etapa C2 durante a qual a peça bruta e o material abrasível são laminados juntos na temperatura de laminação T. Estas etapas resultam no material abrasível sendo

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5/19 compactado.

[0017] Assim, as partículas do material abrasível tornam-se mutuamente aglomeradas por sinterização com a dada porosidade e isto ocorre enquanto a peça bruta está sendo preaquecida à temperatura de laminação. Em seguida, durante a própria operação de laminação, o material abrasível deforma-se como resultado da pressão exercida enquanto quente (isto é, na temperatura de laminação T). Assim, todas as cavidades vazias do alojamento tornam-se enchidas com material abrasível, as zonas de diluição (associaas com a soldagem de difusão entre as partículas de pó) aumentam e os poros residuais, após sinterização e compactação, diminuem ou mesmo desaparecem. Os mecanismos de recristalização do material abrasível podem mesmo ser acionados, desse modo melhorando mais a uniformidade do revestimento abrasível.

[0018] A temperatura de laminação (e, mais genericamente, o ciclo trmomecânico da parte) deve ser definida em função da mais estreita faixa forjável, considerando-se o aquecimento adiabático e a faixa que resulta nas desejadas microestruturas para os materiais sob consideração. Em particular, para forgeabilidade, a temperatura máxima deve ser pelo menos no limite de superaquecimento ou queima para um dos materiais sendo conformados e a temperatura mínima deve ser no limite de avaria microestrutural para um dos materiais. Como exemplo, se o material de referência for um aço, a temperatura de laminação T pode situar-se na faixa de 600 °C a 1350 °C. Para um aço conhecido como EN X12CrNiMoV12 ou para um aço conhecido como EN X4NiCoNb38, a temperatura de laminação T pode situar-se na faixa de 750 °C a 1300 °C. Para um aço conhecido como Maraging250 EN X2NiCoMo18-8, a temperatura de laminação T pode situar-se na faixa de 850 ^°C a 1250 ^°C. Se o material for uma liga de titânio, a

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6/19 temperatura de laminação T pode situar-se na faixa de 700 °C a 1150 °C. Para ligas de titânio conhecidas como TA6V tendo uma estrutura alfa + beta controlada, a temperatura de laminação T pode situar-se na faixa de 700 ^°C a 1050 ^°C, e é vantajoso usar-se uma temperatura T de cerca de 950 ^°C. Para ligas de titânio conhecidas como TA6V com uma estrutura beta controlada, a temperatura de laminação T pode situar-se na faixa de 1050 ^°C a 1150 ^°C, e uma temperatura T de cerca de 1100 ^°C é usada vantajosamente.

[0019] Em certas implementações, durante a etapa de encher o alojamento (itoé, as atapas B ou E acima mencionadas), o material abrasível é depositado como uma pluralidade de camadas de diferentes tipos.

[0020] Isto torna possível variar as propriedades do material abrasível em diferentes níveis, dado que as exigências na base do alojamento não são as mesmas que na superfície externa, onde o material abrasível interage com as partes móveis.

[0021] Em certas implementações, durante a etapa de encher o alojamento (isto é, as etapas B ou E acima mencionadas), o material abrasível, nesta forma de pó, compreende partículas de base que, após laminação (etapa C), constituem a matriz do revestimento abrasível, junto com partículas secundárias que facilitam a fragmentação do revestimento abrasível.

[0022] As partículas secundárias facilitam a fragmentação do revestimento abrasível, quando esfregando contra uma parte móvel e, assim, servem para ajustar a folga ente a parte móvel e o revestimento.

[0023] Vantajosamente, as partículas orgânicas secundárias podem ser introduzidas na mistura de partícula. Tais partículas se decompõem durante a operação de laminação a fim de formar poros cheios de gás. Estes poros facilitam a

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7/19 fragmentação do revestimento.

[0024] Em certas implementações, o material abrasível também compreende partícula duras, indutoras de desgaste, que servem, em operação, para polir as partes móveis em algum grau.

[0025] Em certas implementações, o alojamento apresenta faces laterais que são côncavas (em direção ao lado interno do alojamento). Isto serve para manter o revestimento abrasível cativo sem gerar nele tensões residuais ou pelo menos para distribuir as tensões na interface entre o revestimento abrasível e o substrato, desse modo limitando a separação.

[0026] Em certas implementações, o alojamento é um sulco definido por uma parede interna, duas paredes laterais circundando a parede de base e duas abas situadas estendendo as paredes laterais em direção ao centro do sulco, em tal maneira que o sulco apresenta um perfil genericamente conformado-C em seção transversal. Tal alojamento serve para reter o revestimento abrasível firmemente cativo, em particular em razão das abas externas que cobrem o revestimento em parte e que o retém.

[0027] Naturalmente, é possíel usar alojamentos de outros formatos, com a compressão durante laminação servindo para encher o inteiro alojamento, mesmo se for de um formato complexo. Além disso, durante a laminação, o alojamento pode ser deformado a fim de reter o revestimento abrasível cativo mesmo mais.

[0028] Em certas implementações, a peça bruta é formada por laminação a quente de pelo menos duas subpartes juntas, esta laminação junta das subpartes e da etapa de laminação da peça bruta e do material abrasível junta (acima mencionada etapa C) sendo realizada simultaneamente como uma única operação.

[0029] Isto torna possível a fabricação do ferramental para realizar mais do que

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8/19 uma função e para uma única operação de laminação a ser usada tanto para fabricar a peça bruta como para depositar o revestimento abrasível. Isto economiza tempo e dinheiro, em comparação com métodos de fabricação convencionais.

[0030] Em certas implementações, após a etapa de laminação C, a peça bruta e/ou o revestimento de material abrasível é/são usinados a fim de obter a parte final.

[0031] Em certas implementações, após a etapa de laminação C, a qualidade do tratamento a quente é aplicada à parte como um todo, isto é, tratamento de calor para dar à parte características que ela necessita em uso.

[0032] Em certas implementações, a parte fabricada é uma carcaça de turbomáquina, tendo uma face radialmente interna, pelo menos uma parte desta face sendo coberta pelo revestimento abrasível. Em outras palavras, dito alojamento é provido na face radialmente interna da carcaça.

[0033] A invenção pode ser bem entendida e suas vantagens tornam-se mais claras ao ler a seguinte descrição detalhaa de implementações. A descrição detalhada refere-e aos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0034] Os desenhos acompanhantes são diagramáticos e não em escala, uma vez que eles parecem, acima de tudo, ilustrar os princípios da invenção.

[0035] Nos desenhos, de uma figura para outra, elementos que são idênticos ou que são análogos em função são identificados pelos mesmos sinais de referência.

[0036] A Figura 1 é uma seção transversal mostrando uma peça bruta para uma parte, peça bruta esta incluindo um alojamento abrindo-se para fora para dentro da superfície da peça bruta.

[0037] A Figura 2 mostra a peça bruta da Figura 1, com um revestimento colocado em posição sobre ela.

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9/19 [0038] A Figura 3 mostra uma etapa de encher o alojamento com um material abrasível em forma de pó.

[0039] A Figura 4 mostra uma etapa de laminar a peça bruta e o material abrasível juntos.

[0040] A Figura 5 mostra uma etapa de usinar.

[0041] A Figura 6 é uma figura análoga à Figura 3, mostrando uma etapa de encher o alojamento com outro material abrasível.

[0042] A Figura 7 é uma figura análoga à Figura 3, mostrando uma etapa de encher o alojamento com um material abrasível, que é depositado como uma pluralidade de camadas.

[0043] A Figura 8 é uma figura análoga à Figura 4, mostrando uma etapa de laminação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS IMPLEMENTAÇÕES [0044] Implementações são descritas em detalhes abaixo, com referência aos desenhos acompanhantes. Estas implementações mostram as características e vantagens da invenção. Deve, contudo, ser lembrado que a invenção não é limitada a estas implementações.

[0045] As Figuras 1 a 5 mostram várias etapas de uma implementação do método de fabricar uma parte 1 com um revestimento abrasível 50. A parte 1 é mostrada na Figura 5. Uma parte do revestimento abrasível 50 forma uma camaa 55 na superfície da parte 1. Nesta implementação, a camada 55 projeta-se ligeiramente para fora do resto da parte 1.

[0046] Nesta implementação, a parte 1 é uma carcaça de turbomáquina, p. ex., uma carcça de compressor de turbojato. A carcaça tem um revestimento abrasível 55 contra o qual as partes móveis 60 esfregam-se (vide Figura 5). Estas partes

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10/19 móveis 60 são pás. A superfície livre 35 sobre a qual o revestimento abrasível 55 é formado é a face radialmente interna da carcaça. É uma superfície de formato genericamente cilíndrico, centrado sobre o eixo geométrico de rotação do rotor da turbomáquina.

[0047] Naturalmente, a invenção pode ser aplicada a outras partes que não uma carcaça de turbomáquina.

[0048] A fim de fabricar a parte 1, uma peça bruta 10 é inicialmente provida para a parte. A peça bruta 10, mostrada na Figura 1, tem um alojamento 20. O alojamento 20 abre-se para fora dentroda superfície 15 da peça bruta 10 via uma abertura 25. Esta abertura 25 é contínua. Ela poderia igualmente bem ser descontínua, isto é, poderia ser composta de uma pluralidade de sub-aberturas.

[0049] Nesta implementação, o alojamento 20 é um sulco que se estende em uma direção perpendicular ao plano de seção das figuras. O formato do alojamento 20 é preferivelmente selecionado de tal maneira a tornar cativo o revestimento abrasível 50 que é descrito abaixo.

[0050] Vantajosamente, a seção máxima do alojamento 20 em um plano paralelo à superfície 15 é situada em uma distância não-zero daquela superfície. Assim, ao aproximar-se da abertura 25, o alojamento 20 apresenta pelo menos uma parte convergente. Como resultado, o material abrasível 50, que enche o alojamento 20 (vide abaixo), uma vez esteja na forma de um bloco de peça única, é retido mecanicamente no alojamento 20.

[0051] Nesta implementação, o alojamento 20 é um sulco definido por uma parede de base 21, duas paredes laterais 22 circundando a parede de base e duas abas externas 23 estendendo-se nos lados laterais e projetando-se para o centro do sulco. O sulco assim apresenta, em seção transversal, um perfil que é geralmente

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11/19 conformado-C. A abertura 25 é definida entre as abas externas 23. Em seção transversal, as superfícies laterais do sulco, como definido pelas paredes laterais 22, são côncavas em direção ao lado interno do sulco. Naturalmente, é possível utilizar outros formatos de alojamento 20.

[0052] Como exemplo, o alojamento 20 é feito por usinagem na peça bruta 10. Antes da usinagem, a peça bruta 10 pode já ter uma endentação no local em que o alojamento 20 é para ser usinado. Esta endentação pode ser feita quando se conformando a peça bruta 10.

[0053] Após ter sido feito, o alojamento 20 é limpado.

[0054] Em seguida, a abertura 25 do alojamento 20 é coberta com um revestimento 30, que compreende orifícios de vácuo 31 e orifícios de enchimento 32. O revestimento 30 é preso na inteira periferia da abertura 25 nas bordas das abas 23 do alojamento. Como exemplo, esta fixação pode ser realizada por soldagem. O tamanho do revestimento 30 e as posições das soldas podem ser otimizados para evitar qualquer vazamento.

[0055] O revestimento 30 é feito de um material que é suficientemente flexível e dúctil e de espessura que é suficientemente pequena para deformar-se sob o efeito da pressão P que é aplicada durante a laminação (vide abaixo). O revestimento 30 fecha a abertura 25 de maneira hermética a vazamento, com exceção dos orifícios 31 e 32.

[0056] Um vácuo é então estabelecido dentro do alojamento 20 (isto é, no espaço fechado definido pelo alojamento 20 e pelo revestimento 30), enquanto o alojamento 20 está sendo enchido com um material abrasível 50 em forma de pó. O fato de que o material abrasível 50 está na forma de uma acumulação de partículas separadas torna tal enchimento possível.

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12/19 [0057] O material abrasível 50 é constituído por uma acumulação de partículas. O termo “partícula” é usado para significar um elemento de pequeno tamanho que pode, em particular, ser na forma de um grão substancialmente esférico ou em uma forma que é mais comprida em uma dimensão (ou o tipo de fibra) ou em duas dimensões (do tipo de placa). Todas ou a maior parte das partículas são feitas de um material que é sinterizável, isto é, um material adequado para difundir-se de uma partícula para uma partícula adjacente, quando as partículas são compactadas em alta temperatura, de modo que as ligações são criadas entre as partículas: o material é então sinterizado. Durante a sinterização, o material constituindo as partículas não necessariamente derrete. Em um material sinterizado, é possível que os poros permaneçam. Se o material for compactado em temperaturas mesmo mais elevadas, então as partículas são deformadas e então soldadas por difusão e, como resultado, os poros vazios progressivamente desaparecem.

[0058] O material abrasível 50 em sua forma de pó pode ser constituído por um pó de base 51. Ele pode ser um único pó ou pode ser uma mistura de pós. Após laminação, o pó de base 51 constitui a matriz do revestimento abrasível 55.

[0059] Nesta implementação e como exemplo, o material abrasível 50 é constituído por uma mistura baseada em pós metálicos, tais como pós de uma liga especial baseada em Ni ou baseada em Fe. O material abrasível é selecionado em função das propriedades requeridas, em particular propriedades térmicas.

[0060] Em outra implementação que é mostrada na Figura 6, em adição ao pó de base 51, o material abrasível 50 é constituído por partículas secundárias 52 que são misturadas com o pó de base, desse modo facilitando a fragmentação do revestimento abrasível 55 em operação. Estas partículas secundárias 52 podem ser partículas que são orgânicas, inorgânicas, metálicas, intermetálicas etc., cuja

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13/19 interação química com a base do material abrasível é fraca. Por exemplo, como partículas secundárias 52 é possível usar óxidos, em particular baseados em carbono, tais como, por exemplo, pós de carbono puro, fibras de carbono ou carbetos (SiC, TiC, WC, etc.), partículas baseadas em boro, tais como, por exemplo, boretos ou boratos (TiB2, SiB2, fases Laves etc.), nitretos e/ou microcontas de uma resina orgânica tendo um ponto de vaporização ligeiramente mais baixo do que a temperatura de laminação. Estas partículas secundárias 52 facilitam a separação de peças de revestimento abrasível 55, quando a parte móvel 60, com que a parte 1 interage, move-se além. As partículas secundárias 52 podem ter dois modos de ação. As partículas 52 resistem à laminação e permanecem em forma sólida na matriz do revestimento abrasível 55, desse modo criando irregularidades que enfraquecem a estrutura da matriz. Para esta finalidade, é possível utilizarem-se partículas que são inorgânicas, metálicas ou intermetálicas, p. ex., óxidos, partículas baseadas em carbono, partículas baseadas em boro e/ou nitretos. Por outro lado, as partículas secundárias 52 são ocas e/ou decompõe-se, desse modo liberando gás durante a laminação, assim criando poros que enfraquecem a estrutura da matriz. Para esta finalidade, é possível utilizarem-se microcontas que são metálicas e/ou feitas de resina orgânica, tendo um ponto de vaporização que é ligeiramente mais baixo do que a temperatura de laminação. Como exemplo, as microcontas podem ser contas de resina ocas ou contas metálicas ocas, contendo um vácuo ou gás, ou contas metálicas ocas, tendo resina dentro.

[0061] As partículas secundárias 52 podem também ser “indutoras de desgaste”, isto é, elas podem ser selecionadas quanto a suas propriedades de resistência ao desgaste. Em operação, tais partículas então servem para ligeiramente polir as partes móveis. Para esta finalidade, é possível utilizarem-se partículas que são

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14/19 inorgânicas, metálicas ou intermetálicas e, por exemplo, óxidos, partículas baseadas em carbono (p. ex., pó de carbono, fibras de carbono, carbetos), partículas baseadas em boro (p. ex., boretos ou boratos) e/ou nitretos.

[0062] Em outras implementações mostradas na Figura 7, o material abrasível (em forma de pó) é depositado como uma pluralidade de camadas 56, 57, estas camadas sendo de diferentes tipos. Duas camadas são ditas serem de diferentes tipos quando as duas camadas são feitas de diferentes materiais, ou quando uma camada é constituída por uma mistura de materiais e outra camada é constituída por uma mistura dos mesmos materiais, mas em diferentes proporções.

[0063] Em outras palavras, o alojamento 20 é enchido por uma pilha de camadas 56, 57, cada camada tendo uma composição específica. A composição de cada camada depende das funções desejadas para a camada. Na implementação da Figura 7, a primeira camada 56, isto é, a camada que está mais próxima da base 21 do alojamento 20, é constituída como exemplo por uma liga tendo alta capacidade para soldagem por difusão e grande tenacidade em contato com o substrato, a fim de acomodar uma quantidade máxima de tensão na interface com o substrato. Por outro lado, a segunda camada 57, isto é, a maior que é para entrar em contato com a parte móvel 60, é constituída como exemplo por uma liga tendo elevado teor refratário e, possivelmente, elevado teor de partículas secundárias, a fim de aumentar a adaptabilidade e a estabilidade térmica da superfície durante o tempo. Por exemplo, se o material da carcaça for um aço conhecido como EN X12CrNiMoV12, depositar uma primeira camada 56 de pó baseado em Fe serve para obter melhor soldagem por difusão das partículas de pó no substrato. Esta soldagem melhora a resistência do material abrasível. Além disso, o fato de adicionar uma camada final 57 com base em pós Ni provê a superfície do

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15/19 revestimento abrasível com maior possibilidade de suportar altas temperaturas. [0064] Naturalmente, mais do que duas camadas poderiam ser depositadas. A fim de depositar camadas de diferentes composições em sucessão, vários métodos são possíveis. Por exemplo, um primeiro método consiste em modificar a mistura de partículas sendo depositadas progressivamente quando o alojamento enche (o enchimento pode ser otimizado com o número de orifícios) antes de estabelecer um vácuo. Um segundo método consiste em encher as subcamadas uma a uma depositando-se uma folha intermediária (p. ex., uma folha metálica) entre duas subcamadas e em terminar depositando-se a folha 30 antes de estabelecer o vácuo. Um terceiro método consiste em pulverizar o material abrasível 50 enquanto quente ou frio dentro do alojamento 20, via a abertura 25, a fim de obter-se coesão mecânica em camadas sucessivas antes da soldagem do revestimento 30 e estabelecer o vácuo.

[0065] Uma vez o alojamento 20 esteja completamente enchido com material abrasível 50, o orifício de vácuo 31 e orifício de enchimento 32 são fechados, de modo que o alojamento 20 é fechado em maneira estanque a vazamento. A Figura 3 mostra esta etapa.

[0066] O volume definido pela parede do alojamento 20 e pelo revestimento 30, referido como o volume inicial, é rigorosamente maior do que o volume do alojamento 20, onde o volume do alojamento 20 é definido pela parede do alojamento 20 e um plano estendendo-se da superfície 15 dentro da qual a abertura 25 abre-se.

[0067] Em seguida a peça bruta 10 e o material abrasível 50 são laminados juntos, a fim de sinterizar e compactar o material abrasível e a fim de fazer com que ele adira à peça bruta, a fim de obter um revestimento abrasível 55. A laminação

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16/19 serve para aplicar uma pressão P, que é maior do que a pressão atmosférica, na face externa do revestimento 30. O revestimento 30 assim deforma-se sob o efeito da tensão (tensão unidirecional atuando normalmente na superfície 15 nesta implementação). Esta tensão submete o material abrasível 50 a uma compressão dentro do alojamento 20 (o material abrasível 50 também sendo tensionado pelas paredes do alojamento 20), o material abrasível 50 também sendo submetido a uma temperatura T, que é geralmente mais elevada do que 150 ^oC, de modo que a sinterização ocorre entre as partículas do material abrasível 50 e este material tornase compactado dentro do alojamento 20. A Figura 4 mostra esta etapa.

[0068] A fim de realizar laminação a quente, é possível utilizar uma técnica de laminação de anel quente etc. Um exemplo de técnica de laminação de anel quente é descrito na publicação intitulada “A summary of ring rolling technology. I - Recent trends in machines, processes, and production lines” bit. Mach. Tools 14 Manufact. Vol. 32, No. 3, 1992, pgs. 379 - 398, pelos autores E. Eruç and R. Shivpuri. Em particular, é possível utilizar dois mandris rotativos que comprimem a peça bruta 10 e o material abrasível 50, um dos mandris seguindo a superfície da peça bruta em que a abertura 25 do alojamento 20 é girada a fim de exercer pressão sobre o material abrasível 50 através da abertura 25. No exemplo da Figura 4, dois mandris rotativos para (de eixos geométricos verticais na Figura 4) 71 e 72 comprimem a peça bruta 10 e o revestimento 50 e reduzem a espessura da peça bruta 10 aumentando seu diâmetro. Um dos mandris 72 está em contato com a superfície 15 e com o revestimento 30 e exerce uma pressão P sobre ela. Dois cones (não mostrados e tendo eixos geométricos que são horizontais na figura) podem ser usados para limitar o aumento da altura da peça bruta 10, que pode resultar da ação dos mandris 71, 72. É então possível realizar tratamento térmico de recozimento.

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Isto produz uma parte circular no formato do corpo de rotação tendo um revestimento abrasível 55.

[0069] A laminação é realizada a quente em uma temperatura C mais elevada do que a temperatura em que todos os poros do material abrasível 50 são reabsorvidos. Tipicamente, a temperatura T situa-se na faixa de 700 °C a 1300 g a sintrização e a compactação do material abrasível 50 e, assim, sua densificação, começam durante o aquecimento, durante o qual a peça bruta é mantida na temperatura T por um tempo de retenção, sem ser aplicada pressão. A compactação termina durante a própria etapa de laminação. Durante a laminação, a pressão P exercida pelo rolete 72 sore o material abrasível 50, através da abertura 25, é função da tensão de fluxo específica do material abrasível na temperatura de laminação. A tensão de fluxo do material abrasível é muito menor do que aquela do substrato, desse modo possibilitando que a camaa de material abrasível seja melhor deformada.

[0070] Neste exemplo, alguns ou nenhum poro permancem dentro do revestimento abrasível 55, após a laminação. Consequentemente, a resistência do revestimento abrasível 55 é aumentada.

[0071] Além disso, dentro do alojamento 20, a adesão entre as partículas do material abrasível 50 e a superfície da parede do alojamento 20 é melhorada. O risco do revestimento abrasível 55 subsequentemente soltar-se em operação é assim reduzido.

[0072] Após ter sido laminado, o material abrasível 50 é sinterizado e compactado e ocupa um volume (referido como seu volume final) que é menor do que seu volume inicial, por causa da compactação e da sinterização que ocorreu entre as partículas do material.

[0073] Em seguida, a temperatura e pressão são reduzidas à temperatura

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18/19 ambiente e à pressão ambiente, respectivamente. A unidade é então usinada, a fim de remover o revestimento 30 e dar à parte 1 seu formato final, como mostrado na Figura 5.

[0074] Nesta implementação, a superfície 15 da peça bruta (em particular em suas abas 23) e as bordas laterais do revestimento abrasível 55 são usinadas de tal maneira a obter uma tira de revestimento abrasível 55 que ligeiramente se projeta do resto da superfície livre 15 da parte 10. A parte móvel 60 roça contra esta tira de revestimento abrasível 55 em operação, até a folga J entre o revestimento 55 e a parte móvel 60 (desenhada em linhas tracejadas) ser otimizada, como mostrado na Figura 5.

[0075] Em outra implementação mostrada na Figura 8, a peça bruta 10 é feita por laminação a quente de pelo menos duas subpartes 11 e 12 juntas.

[0076] Como exemplo, para uma carcaça de turbomáquina, a primeira parte 11 pode ser feita de liga de titãnio, enquanto a segunda parte 12 é feita de aço ou de uma liga baseada em níquel. Estas duas partes 11 e 12 podem ser separadas por uma película intermediária antidifusão 13. A primeira parte 11, que constitui a estrutura de suporte de carga feita de liga de titânio, é protegida de riscos de incêndio de titânio pela segunda parte 12. O alojamento 20, que recebe o revestimento abrasível 55, é formado na segunda parte 2.

[0077] A fim de fabricar a peça bruta 10, as partes 11,12 e 13 são laminaas juntas e, vantajosamente, elas são laminadas juntas enquanto simultaneamente laminando junta a parte 12 e o revestimento abrasível 55, em uma única operação comum.

[0078] Isto reduz o tempo de fabricação e o equipamento de fabricação é usado para realizar mais do que uma função.

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19/19 [0079] Finalmente, um tratamento térmico de qualidade pode ser apliado à parte 1.

[0080] As implementações descritas na presente descrição são feitas puramente por meio de ilustração não-limitativa e a pessoa versada na técnica pode facilmente, à luz desta descrição, modificar estas implementações ou pode considerar outras, enquanto permanecendo dentro do escopo da invenção.

[0081] Além disso, as várias características destas implementações podem ser usadas isoladamente ou em combinação entre si. Quando elas são combinaas, estas característica podem ser combinadas como descrito acima ou em outras maneiras, a invenção não sendo limitada às combinações específicas descritas acima. Em particular, a menos que ao contrário especificado, uma característica que é descrita em associação com uma implementação particular pode ser aplicada de maneira análoga com outra implementação.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de fabricar uma parte (1) coberta de um revestimento abrasível (55), dito método caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:

(A) prover uma peça bruta (10) para a parte, a peça bruta tendo um alojamento (20) abrindo-se para fora para a superfície (15) da peça bruta (10), através de pelo menos uma abertura (25);

(B) encher o alojamento (20) com um material abrasível (50) em forma de pó; e (C) laminar a quente a peça bruta (10) e o material abrasível (50) juntos, pra sinterizar o material abrasível e fazer com que ele adira à peça bruta, a fim de obter um revestimento abrasível (55), em que, durante a etapa de laminar (C), a pressão é exercida sobre o material abrasível (50) através da abertura (25).
2. Método de fabricação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dito alojamento (20) é enchido com o material abrasível (50) através da abertura (25), e em que a abertura (25) é fechada hermeticamente com um revestimento (30) antes da etapa de laminar (C).
3. Método de fabricação de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que:

(D) a abertura (25) é coberta com um revestimento (30) que apresenta pelo menos um orifício de vácuo (31) e pelo menos um orifício de enchimento (32);

(E) um vácuo é estabelecido dentro de dito alojamento (20) utilizando-se dito orifício de vácuo (31), e dito alojamento (20) é enchido com o material abrasível (50) utilizando-se dito orifício de enchimento (32); e (F) dito orifício de vácuo (31) e dito orifício de enchimento (32) são

2/3 fechados de maneira estanque a vazamento antes da etapa de laminar (C).
4. Método de fabricação de acordo com qualquer uma das reivindicações

1 a 3, caracterizado pelo fato de que a etapa de laminar (C) compreende uma primeira etapa de preaquecer (C1), durante a qual a peça bruta (10) é aquecida a uma temperatura de laminação (T), com a sinterização do material abrasível (50) ocorrendo, pelo menos em parte, durante esta primeira etapa, e uma segunda etapa (C2), durante a qual a peça bruta (10) e o material abrasível (50) são laminados juntos na temperatura de laminação (T).
5. Método de fabricação de acordo com qualquer uma das reivindicações

1 a 4, caracterizado pelo fato de que, durante a etapa (B, E) de encher o alojamento (20), o material abrasível (50) é depositado como uma pluralidade de camadas (56, 57) de diferentes tipos.
6. Método de fabricação de acordo com qualquer uma das reivindicações

1 a 5, caracterizado pelo fato de que o material abrasível (50) em forma de pó compreende um pó de base (51) que, após sinterização, constitui a matriz do revestimento abrasível (55), junto com as partículas secundárias (52) misturadas com o pó de base e facilitando a fragmentação do revestimento abrasível (55).
7. Método de fabricação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que dito alojamento (20) é um sulco definido por uma parede de base (21), duas paredes laterais (22) circundando a parede de base e duas abas externas (23) situadas estendendo-se pelas paredes laterais (22) em direção ao centro do sulco, de tal maneira que o sulco apresenta um perfil geralmente conformado-C em seção transversal.
8. Método de fabricação de acordo com qualquer uma das reivindicações

1 a 7, caracterizado pelo fato de que a peça bruta (10) é formada por laminação a

3/3 quente junto de pelo menos de duas subpartes (11, 12) e a etapa de laminar junto as subpartes e a etapa (C) de laminar junto a peça bruta (10) e o material abrasível (50) são realizadas simultaneamente como uma única operação.
9. Método de fabricação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que, após a etapa de laminar (C), a peça bruta (10) e/ou o revestimento (55) de material abrasível é/são usinados.
10. Método de fabricação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que, durante a etapa de laminar (C), um dos mandris de laminação (72) está em contato com a superfície (15), dentro da qual o alojamento (20) abre-se para fora e exerce uma pressão sobre (P) sobre ela.
11. Método de fabricação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a parte fabricada é uma carcaça de turbomáquina, tendo uma face radialmente interna, pelo menos uma parte da face radialmente interna sendo coberta pelo revestimento abrasível.