废气涡轮机的涡轮机转子以及用于制造涡轮机转子的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CN104379289A(43)申请公布日(43)申请公布日2015.02.25(21)申请号201380018226.8代理人周志明宣力伟(22)申请日2013.03.20(51)Int.Cl.(30)优先权数据B23K1/00(2006.01)102012205043.42012.03.29DEB23K1/005(2006.01)B23K1/18(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日F01D5/02(2006.01)2014.09.29F01D5/06(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据PCT/EP2013/0558242013.03.20(87)PCT国际申请的公布数据WO2013/143941DE2013.10.03(71)申请人大陆汽车有限公司地址德国汉诺威(72)发明人A·科赫T·梅伦达P·梅内M·托马斯G·明希(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001权利要求书2页说明书7页附图7页(54)发明名称废气涡轮机的涡轮机转子以及用于制造涡轮机转子的方法(57)摘要本发明涉及一种用于废气涡轮机的涡轮机转子(1)以及一种用于制造这种涡轮机转子(1)的方法，其中，涡轮机转子(1)具有由耐高温的金属合金构成的涡轮机叶轮(2)和由钢构成的转子轴(4)，叶轮轮毂(3)和转子轴端部通过钎焊连接而材料配合地(6)相互连接。在叶轮轮毂(3)与转子轴端部的端面之间，与涡轮机转子旋转轴线同心地设置有充有钎焊合金的钎焊缝隙，其中，钎焊缝隙宽度由在叶轮轮毂端面上的或者在转子轴端部的端面上的圆形环绕的材料去除部分预定，钎焊连接采用电子束钎焊方法来产生。CN104379289ACN104379289A权利要求书1/2页1.一种用于废气涡轮机的涡轮机转子，具有涡轮机叶轮和转子轴，涡轮机叶轮带有叶轮轮毂，转子轴带有面向叶轮根部的转子轴端部，涡轮机叶轮由耐高温的金属合金构成，转子轴由钢构成，其中，叶轮轮毂和转子轴端部通过钎焊连接而材料配合地相互连接，在叶轮轮毂的端面与转子轴端部的端面之间，与涡轮机转子旋转轴线同心地设置有充有钎焊合金的钎焊缝隙，其特征在于，钎焊缝隙宽度由在叶轮轮毂端面上的或者在转子轴端部的端面上的材料去除部分预定，该材料去除部分圆形环绕地从外边缘仅沿着半径的一部分延伸，钎焊连接采用电子束钎焊方法来产生。2.如权利要求1所述的涡轮机转子，其特征在于，涡轮机叶轮的耐高温的金属合金是TiAl合金或Ni基合金，转子轴的钢是低合金的或高合金的调质钢，或者是奥氏体钢。3.如权利要求1或2所述的涡轮机转子，其特征在于，圆形环绕的材料去除部分形成带有一定梯段高度的环形梯段，或者形成相对于相应工件以一定的缝隙角度α向外倾斜的锥形面，从而形成向外开口的钎焊缝隙和在涡轮机转子旋转轴线方向上与该钎焊缝隙连接的圆形的端侧的接触面，该接触面直接贴靠在相对的端面上。4.如权利要求1-3中任一项所述的涡轮机转子，其特征在于，叶轮轮毂或转子轴端部具有居中布置的盲孔，该盲孔在涡轮机叶轮与转子轴之间的通路上用作热量节制件，其中，盲孔直径比端侧接触面的直径小很多，从而形成具有至少为0.5mm的环宽度的环形接触面。5.如权利要求3所述的涡轮机转子，其特征在于，环形梯段的梯段高度在0.05mm和0.15mm之间选择，或者缝隙角度α经过适当选择，使得钎焊缝隙的外围宽度不超过0.20mm。6.一种用于制造根据权利要求1的涡轮机转子的方法，其特征在于如下方法步骤：-准备由耐高温的金属合金构成的带叶轮轮毂的涡轮机叶轮，并准备由钢构成的转子轴；-在叶轮轮毂或转子轴的端面之一上产生圆形的同心的材料去除部分，从而圆形环绕的材料去除部分形成带有一定梯段高度的环形梯段，或者形成相对于相应工件以一定的缝隙角度α向外倾斜的锥形面，从而在叶轮轮毂和转子轴的端面之间产生向外开口的钎焊缝隙和在涡轮机转子旋转轴线方向上与该钎焊缝隙连接的圆形的端侧接触面；-在叶轮轮毂或转子轴的端面之一上，在材料去除部分的相应区域中涂敷钎焊材料；-通过对工件的夹紧在为此而设计的装置中把涡轮机叶轮和转子轴接合起来并对中地朝向，使得端侧接触面直接贴靠在另一工件的正相对的端面上，并使得钎焊材料位于钎焊缝隙中；-借助于电子束在钎焊缝隙中对钎焊材料和紧接着的叶轮轮毂及转子轴的端面区域进行加热，直至达到预定的高于钎焊材料熔点的钎焊温度；-利用电子束受控地输送能量，由此在预定的时间内保持该钎焊温度；-冷却工件，由此在涡轮机叶轮和转子轴之间产生钎焊连接；-把涡轮机转子从装置中取出。7.如权利要求5所述的用于制造涡轮机转子的方法，其特征在于如下附加的方法步骤：2CN104379289A权利要求书2/2页-在产生