FR3088839A1

FR3088839A1 - Procede de fabrication d’une piece metallique pour une turbomachine d’aeronef

Info

Publication number: FR3088839A1
Application number: FR1871770A
Authority: FR
Inventors: Aurore INGLESE Marine; Alexandre VINCENT Arnaud; Sylvain DELBREIL Julien; Gérald ROBERT Patrice
Original assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2020-05-29
Anticipated expiration: 2038-11-23
Also published as: FR3088839B1

Abstract

Procédé de fabrication d’une pièce métallique pour une turbomachine d’aéronef, le procédé comprenant les étapes (B, F) de : réalisation d’un brut de fonderie (A), rectification par usinage, et revêtement avec un alliage métallique, caractérisé en ce que le revêtement est réalisé sur le brut de fonderie, et le brut de fonderie revêtu est rectifié par usinage. Figure pour l'abrégé : Figure 2

Description

Titre de l’invention : PROCEDE DE FABRICATION D’UNE PIECE METALLIQUE POUR UNE TURBOMACHINE D’AERONEF

Domaine technique de l’invention [0001] La présente invention concerne la fabrication d’une pièce métallique pour une turbomachine d’aéronef.

Arrière-plan technique [0002] Une pièce métallique de turbomachine d’aéronef peut être réalisée à partir d’un brut obtenu de fonderie qui doit subir plusieurs opérations de traitement en particulier pour sa mise aux côtes souhaitées. Un exemple d’une telle pièce est un distributeur de turbine haute pression.

[0003] La figure 1 montre des étapes d’un procédé selon la technique actuelle de fabrication d’une pièce à partir d’un brut de fonderie A. Le brut de fonderie A subit d’abord une étape B de rectification lors de laquelle il est usiné pour le mettre à des côtés prédéterminées selon des tolérances sous dimensionnées par rapport aux côtes finales souhaitées, afin de prendre en compte l’épaisseur d’un futur revêtement. Le brut rectifié subit ensuite une étape C de contrôle puis une série d’étapes D.

[0004] Pour renforcer les propriétés mécaniques et/ou thermiques de la pièce, elle est revêtue d’un alliage métallique et subit donc successivement une étape E de masquage et une étape F de revêtement. Enfin, le procédé peut comprendre des étapes de finition (traitement thermique, soudage, etc.) G et de contrôle H.

[0005] On comprend que la fabrication de la pièce comprend de nombreuses étapes dont certaines sont longues, complexes et coûteuses, et d’autres sont répétées, comme c’est le cas des étapes C et H qui sont des étapes similaires de contrôle du type MMT (par machine à mesurer tridimensionnelle).

[0006] Par ailleurs, dans le cadre de l’industrialisation de la fabrication d’une pièce, les tolérances d’usinage sont très restreintes. Lors de l’étape F de revêtement, un gonflement dimensionnel non maîtrisable des surfaces revêtues de la pièce peut être observé, si bien que l’épaisseur du revêtement peut varier (jusqu’à 20μιη dans un cas particulier de réalisation). Il est très difficile de tenir compte de cette variation d’épaisseur du revêtement lors de l’étape B de rectification par usinage, afin que la pièce usinée puis revêtue soit aux côtes souhaitées. A cause de ce gonflement non maîtrisable, on est donc obligé de restreindre drastiquement les tolérances en usinage pour pouvoir obtenir des côtes finales conformes.

[0007] Une solution à ce problème consiste donc, dans la technique actuelle, à limiter les [0008] [0009] [0010] [0011] [0012] [0013] [0014] [0015] [0016] [0017] zones revêtues de la pièce grâce à l’étape E de masquage. Cependant, cette étape est réalisée manuellement par l’utilisation de rubans adhésifs sur la pièce et n’est donc pas compatible avec une industrialisation de la fabrication de la pièce.

Il existe donc un besoin de simplifier ce type de procédé de fabrication afin d’en faciliter son industrialisation.

Résumé de l’invention

La présente invention apporte une solution à ce besoin qui est simple, efficace et économique.

L’invention propose ainsi un procédé de fabrication d’une pièce métallique du type NiAIPt pour une turbomachine d’aéronef, le procédé comprenant les étapes de :

- réalisation d’un brut de fonderie,

- rectification par usinage,

- revêtement avec un alliage métallique, caractérisé en ce que le revêtement est réalisé sur le brut de fonderie, et le brut de fonderie revêtu est rectifié par usinage.

La solution proposée consiste ainsi à réaliser l’étape de revêtement le plus tôt possible dans le procédé de fabrication et en particulier directement sur le brut issu de fonderie. Le revêtement est donc réalisé avant toute étape de rectification qui permet de mettre aux côtes la pièce en rattrapant les éventuels défauts et variations d’épaisseur du revêtement.

Le procédé selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques et/ou étapes suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :

- le procédé est dépourvu d’étape de masquage avant l’étape de revêtement,

- l’étape de rectification est suivie d’une étape de contrôle de la pièce, qui devient donc avantageusement un contrôle final et non plus intermédiaire,

- le contrôle est du type MMT,

- l’étape de contrôle est suivie d’étapes de finition,

- les étapes de finition comprennent des étapes d’usinage par électro-érosion et/ ou d’ajustage et/ou de marquage et/ou de microperçage et/ou de ressuage,

- le brut de fonderie est réalisé dans un alliage métallique du type AMI,

- le revêtement est réalisé par dépôt en phase vapeur, et

- la rectification est réalisée avec une tolérance T prédéterminée qui est égale à la tolérance par rapport à un plan de fabrication de la pièce, T étant par exemple inférieure à ΙΟμιη, et de préférence inférieure ou égale à 5μιη.

Brève description des figures

L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :

[0018] [fig-1] la figure 1 est un schéma bloc illustrant des étapes d’un procédé de fabrication d’une pièce métallique de turbomachine d’aéronef, selon la technique antérieure, [0019] [fig.2] la figure 2 est un schéma bloc illustrant des étapes d’un procédé de fabrication d’une pièce métallique de turbomachine d’aéronef, selon l’invention.

Description détaillée de l’invention [0020] La figure 1 a été décrite dans ce qui précède et illustre l’art antérieur.

[0021] La figure 2 illustre un mode de réalisation d’un procédé selon l’invention de fabrication d’une pièce métallique pour une turbomachine d’aéronef, cette pièce étant par exemple un distributeur bipale de turbine.

[0022] Le procédé de la figure 2 diffère du procédé de la figure 1 par le fait que l’étape E de revêtement est réalisée directement sur le brut de fonderie A avant tout usinage et traitement de la pièce.

[0023] Ceci est avantageux pour plusieurs raisons. Tout d’abord, il n’est pas nécessaire de masquer le brut A si bien que l’étape E de masquage de la technique antérieure peut être supprimée. En effet, quelles que soient les zones de la pièce revêtues et les épaisseurs déposées du revêtement, l’usinage de rectification à l’étape B permettra de mettre aux côtes souhaitées la pièce.

[0024] Le revêtement peut être réalisé par dépôt en phase vapeur. Dans le cas où le brut de fonderie est dans un alliage du type AMI, le revêtement peut être en alliage du type NiAlPt.

[0025] L’étape B de rectification est donc réalisée directement sur le brut A revêtu. Aucun écaillage du revêtement a été constaté du fait de cette étape de rectification par usinage. Cette étape B, ainsi que les étapes suivantes C et D, sont similaires au procédé de la figure 1.

[0026] Le contrôle de l’étape C est de préférence un contrôle du type MMT, qui est le seul contrôle MMT du procédé car, comme on le constate en comparant les figures 1 et 2, le procédé de la figure 2 ne comprend pas d’étape H de contrôle final MMT. L’étape C suffit à garantir la conformité dimensionnelle de la pièce. Les étapes suivantes n’ont en général pas d’impact sur les dimensions de la pièce.

[0027] Les étapes H de finition peuvent comprendre des étapes d’usinage par électro-érosion et/ou d’ajustage et/ou de marquage et/ou de microperçage et/ou de ressuage.

[0028] Contrairement au procédé de la figure 1, les étapes D de finition sont ici directement suivies d’une étape G de contrôle, de préférence du type non destructif (CND).

[0029] Les gains apportés par l’invention sont nombreux. La suppression de l’étape de masquage représente un gain de temps et un gain économique importants. Par ailleurs, cela supprime le risque de détérioration de la pièce lors du masquage, du fait de l’utilisation d’une lame du type cutter pour la découpe du ruban adhésif de masquage. Cela permet aussi de supprimer un risque de blessure avec la lame. Par ailleurs, l’invention permet d’améliorer la fabricabilité de la pièce avec une augmentation des tolérances liées à l’usinage donc une diminution de la non qualité dimensionnelle des pièces, la suppression d’un contrôle MMT relativement long et coûteux, etc.

[0030] La rectification est réalisée avec une tolérance T prédéterminée qui est de préférence supérieure ou égale à 80% de la tolérance par rapport à un plan de fabrication de la pièce, et qui est par exemple égale à la tolérance par rapport au plan. Dans un exemple particulier de réalisation du procédé, T est inférieure à I Ομιη, et de préférence inférieure ou égale à 5μηι. Dans la technique antérieure, le gonflement précité du revêtement entraînait une dispersion de 20qm et donc une tolérance par rapport au plan supérieure à 20qm.

Claims

Revendications [Revendication 1] Procédé de fabrication d’une pièce métallique du type NiAIPt pour une turbomachine d’aéronef, le procédé comprenant les étapes (B, F) de : - réalisation d’un brut de fonderie (A), - rectification par usinage, - revêtement avec un alliage métallique, caractérisé en ce que le revêtement est réalisé sur le brut de fonderie, et le brut de fonderie revêtu est rectifié par usinage. [Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, dans lequel il est dépourvu d’étape (E) de masquage avant l’étape de revêtement. [Revendication 3] Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’étape (B) de rectification est suivie d’une étape (C) de contrôle de la pièce. [Revendication 4] [Revendication 5] Procédé selon la revendication 3, dans le contrôle est du type MMT. Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel l’étape (C) de contrôle est suivie d’étapes (D) de finition. [Revendication 6] Procédé selon la revendication 5, dans lequel les étapes (D) de finition comprennent des étapes d’usinage par électro-érosion et/ou d’ajustage et/ou de marquage et/ou de microperçage et/ou de ressuage. [Revendication 7] Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le brut de fonderie (A) est réalisé dans un alliage métallique du type AMI. [Revendication 8] Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le revêtement est réalisé par dépôt en phase vapeur. [Revendication 9] Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la rectification est réalisée avec une tolérance T prédéterminée qui est égale à la tolérance par rapport à un plan de fabrication de la pièce, T étant inférieure à ΙΟμιη.

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