專利名稱：制造鍍層長絲的盤繞嵌入物的方法
技術領域：
本發明涉及制造加入嵌入物的元件，該嵌入物由復合物制成，該復合物類型為在金屬基中包含陶瓷纖維的復合物。
特別是在航空領域，一個不變的目標就是優化元件的強度，使之達到質量最小尺寸最小。因此，一些元件從現在開始可能會包含一種由金屬基復合物制成的嵌入物，該元件也可能是單片的。這種復合物由一種金屬合金基組成，例如鈦(Ti)合金，纖維在該金屬合金基的中心延伸，例如碳化硅(SiC)陶瓷纖維。這種纖維具有比鈦大得多的拉伸強度(典型地4000Mpa比1000Mpa)。因此，由纖維來承受負載，金屬合金基提供與元件的其他部分粘合在一起的功能，同時提供保護和隔離纖維的功能，纖維絕不可彼此接觸。此外，陶瓷纖維能防腐蝕，但必須用金屬強化。
復合物可以用于形成盤體、軸軸體、錘體、殼體和隔離體，如用于葉片等單片元件的加強物。
背景技術：
要生產這種復合嵌入物，要先生產被稱為“鍍層長絲”的長絲，該鍍層長絲由金屬鍍層陶瓷纖維構成。金屬賦予長絲處理長絲所必要的彈性和柔韌性。最好地，一種非常細的碳或鎢長絲位于纖維的中心，沿其軸向，該碳絲覆蓋有碳化硅，同時一薄層碳設置在纖維和金屬的結合處，目的是在不同的熱松弛中提供阻礙擴散或緩沖擴散的功能，熱松弛在液體金屬沉積在纖維上變冷時出現。
該復合長絲，或者鍍層長絲，可用各種方法制造，例如，通過在電場中金屬的氣體沉積、使用金屬粉末電泳、或者在液體金屬池中熱鍍陶瓷纖維來制造。陶瓷纖維浸入液體金屬的鍍層方法在以本申請人之名申請的專利EP 0 931 846中有敘述。這種方法比提到的其他方法要快很多。因此，可獲得復合長絲或者鍍層長絲，該復合長絲或者鍍層長絲可用于生成復合嵌入物，該復合嵌入物將被包括在元件中。
在已知的生產帶有由金屬合金基復合物制成的嵌入物的元件的方法方法中，鍍層長絲由稱之為預成型件的工件來形成。通過在兩個固定法蘭間纏繞鍍層長絲來獲得預成型件，固定法蘭繞中心心軸延伸。線圈是螺旋形，獲得的預成型件為盤形，其厚度為鍍層長絲的厚度。為了確保預成型件的結合，固定法蘭包括孔，提供粘合功能的材料，如丙烯酸(類)樹脂，從該孔中噴出。
圖1所示為制造具有復合嵌入物的元件的操作實施例的示意圖。多個預成型件1，均為盤狀，堆在通體圓柱形的容器2中。容器具有環形空腔3，環形空腔3的橫截面為預成型件1的形狀且與容器的軸4垂直。預成型件1堆疊直到整個空腔3的高度被填滿。典型地，這樣堆疊80個預成型件。
隨后進行的是通過脫氣來進行的粘合劑去除操作，這樣從預成型件1中減少如丙烯酸(類)樹脂的粘合劑。這是因為在熱壓制和冷壓制階段中，不能有污染物存留，更不能與鈦接觸。
環形蓋子5具有與環形空腔互補的凸臺6，環形蓋子5置于容器2的頂部，凸臺6與上預成型件1接觸。蓋子5焊接在容器2上，例如通過電子束焊接，空腔最好保持真空。隨后，該裝置進行熱等靜壓。在該操作方法方法中，由并列的鍍層長絲構成的嵌入物被壓縮，通過擴散，鍍層長絲的金屬外殼層被焊接在一起并焊接到容器2的空腔3的壁上，以生成致密的組件——該組件由金屬合金(如鈦合金)構成，在金屬合金中陶瓷纖維(如SiC纖維)環形地延伸。
通過壓縮堆疊的預成型件1，獲得包含由復合物制成的嵌入物的圓柱形元件。當組件冷卻后，該元件可選擇性地進行應力松弛處理，陶瓷纖維和金屬成為一體，使它補償陶瓷纖維和金屬間的不同膨脹。
隨后，對元件進行大致加工。例如，如果目標是制造單片壓縮盤——術語“單片”意為由一個帶有盤的元件制成的葉片——該容器與其復合嵌入物一起，加工構成一單片葉盤或整體葉盤，一部分邊緣支撐著包含復合嵌入物的葉片。由于組件的陶瓷復合物陶瓷纖維帶來了高硬度和高強度值，該邊緣的尺寸要比傳統金屬葉盤的尺寸小很多，陶瓷纖維包含在邊緣物質中。特別是這樣的邊緣可以是簡單的環形形狀。
這種制造帶有復合嵌入物的元件的方法具有一些缺點，由于其步驟所需要的時間長度、復雜度和準確度，該方法難以以工業規模實施。
首先，由于陶瓷纖維很脆，在鍍層長絲上端的操作首先必須避免鍍層長絲間的接觸，此時鍍層長絲的焊接沒有考慮進來。
此外，粘合物去除和脫氣操作耗時很長，而且不能確定全部粘合物得到去除。為了確保粘合物完全消失(對于保證后面的鈦合金特性的正確尤其必要)，需要進行多步粘合物去除和脫氣操作。這增加了方法的整個耗時并且增加了整個成本。
此外，如果長絲在兩個法蘭間彎曲時被弄斷，必須構建一個新預成型件，直到現在，還沒有什么方法能夠解決該問題、恢復線圈。
此外，在容器中放置鍍層長絲預成型件目前還是手工操作。因此，該操作的成本會受到影響，該操作的精度更是會受到影響。現在，在容器中放置鍍層長絲是生產步驟中的關鍵因素，它決定著復合物的性能，對陶瓷纖維依照元件的主應力的方向有著很大的影響。同時，在制造元件的各種步驟方法中，通過保持陶瓷纖維的完整，它還決定著復合物的質量。最后，還是因為放置鍍層長絲的操作相對耗時且由手工完成，它決定著元件的最終成本。因此，對在容器中放置長絲的改進是有益的。
發明專利內容因此，本發明的目的是提供一種可以工業化的生產鍍層長絲的盤繞嵌入物的方法。
依照本發明，用于制造鍍層長絲的盤繞嵌入物的方法，每條長絲由鍍有金屬殼的陶瓷纖維構成，其特征為它包括一纏繞一鍍層長絲薄片的步驟，鍍層長絲在一片上彼此粘合在一起，在該步驟中，在纏繞開始時，盤繞一用于接合嵌入物內部部件的金屬輔片，在纏繞結束時，盤繞一用于接合嵌入物外部部件的金屬輔片。
結合附圖，閱讀本發明方法實施例的描述，將使本發明的其他特征呈現出來，使本發明更清楚地被理解，其中圖1是制造帶有現有技術復合嵌入物的元件操作的立體示意圖；圖2是用于生成鍍層長絲薄片的設備的示意圖，依照本發明執行制造鍍層長絲的方法；圖3是依照圖2設備的第一工作模式生成的薄片的俯視示意圖；圖4是依照圖2設備的第二工作模式生成的薄片的俯視示意圖；圖5是一橫截面示意圖，在與鍍層長絲移動方向垂直的平面上用圖2設備的激光焊接模式，把兩條長絲焊接在一起；圖6是在纏繞開始時構成元件內部部件的元件的局部剖面示意圖，用于通過纏繞一捆或一片鍍層長絲來實施完成制造帶有復合嵌入物的元件的第一種方法；
圖7是在纏繞方法結束始時圖6中的元件的局部剖面示意圖；圖8是圖7中的元件的局部剖面示意圖，在它上面加了一個外環和一個蓋子；圖9是帶有環形空腔的容器的局部剖面示意圖，用于實施完成一個本發明描述的方法的第二種方法，該方法通過纏繞一捆或一片鍍層長絲來制造帶有復合嵌入物的元件；圖10是用于實施執行本發明描述的方法的第二種方法的心軸的局部剖面示意圖，該方法通過纏繞一捆或一片鍍層長絲來制造帶有復合嵌入物的元件；圖11所示為向圖9中的容器固定蓋子的步驟；圖12是在依照本發明制造嵌入物的方法中，在纏繞開始時用輔片接合鍍層長絲薄片步驟的局部剖面示意圖；圖13是在依照本發明制造嵌入物的方法中，在纏繞結束時用輔片接合鍍層長絲薄片步驟的局部剖面示意圖；圖14是圖12的纏繞開始時切割輔片步驟的局部剖面示意圖；圖15是圖12、圖13接合鍍層長絲薄片結束步驟的局部剖面示意圖；圖16是用盤繞復合嵌入物生產元件方法的局部剖面示意圖，盤繞復合嵌入物依照包括圖12和圖13所示的接合薄片的方法生成。
具體實施例方式
本發明涉及包含金屬基復合物制成的嵌入物的元件的形成，陶瓷纖維在金屬基復合物中延伸。該復合物通過先前制造的長絲來獲得，長絲由金屬鍍層陶瓷纖維組成。在本發明的一個實施例中，它是鍍有鈦合金的碳化硅(SiC)陶瓷纖維。最好地，一種非常細的碳或鎢長絲沿其軸向位于纖維的中心。該碳絲覆蓋有碳化硅，同時一薄層碳設置在纖維和金屬的結合處，目的是在不同的熱松弛中提供阻礙擴散或緩沖擴散的功能，熱松弛在液體金屬沉積在纖維上變冷時出現。該復合長絲，或者鍍層長絲，可用各種方法制造，例如，通過在電場中金屬的氣體沉積、使用金屬粉末電泳、或者在液體金屬池中熱鍍陶瓷纖維來制造。它最好是這樣一種鍍層方法，在該方法中，陶瓷纖維浸入液體金屬中，該如在以本申請人之名申請的專利EP 0 931846中敘述的那樣。這樣，得到復合長，后面稱作者鍍層長絲，該復合長絲可用于生成包括在元件中的復合嵌入物。
首先描述鍍層長絲粘合薄片的制造方法。
首先，根據一種已知技術形成多條鍍層長絲，最好是通過這樣的鍍層方法，該方法中陶瓷纖維浸在液體金屬池中。這些長絲分別繞在一繞軸上。每條長絲的直徑為，例如，0.2到0.3mm。
參照圖2，每個繞軸7上面沿其圓周繞有長絲8，多個繞軸7設置在繞軸7的模塊9上。該模塊9使得繞軸7可以這樣放置，它們可以朝著纏繞模塊(在下面提及)來被展開，不會造成長絲8彼此交叉。在這種情況，繞軸模塊9具有等腰三角形的結構，支撐著繞軸7，繞軸7中一半沿著三角形的一邊，一半沿著三角形的另外一邊，三角形的頂點方向朝著位于三角形對稱軸上的一點導向長絲8從繞軸7展開的一側，該三角形構成繞軸模塊9的結構。
在另外一個實施例中，每個繞軸7支撐著一束(或捆)鍍層長絲。因此，要生成一片由一百條鍍層長絲構成的薄片，需要使用十個繞軸7，每個繞軸沿其外圓周繞有一束十條鍍層長絲。
鍍層長絲8朝著纏繞模塊10展開。該纏繞模塊10此處以示意方式和非細節的方式圖示，因為它的結構對于本領域的技術人員是可以理解的。它相當于紡織領域用的纏繞模塊。纏繞模塊10包括導向裝置，導向裝置使長絲8作為同一層彼此平行撐直，不會相互彼此重疊接觸。目的是構成一種扁平薄片，該扁平薄片由彼此接觸的平行長絲構成。
這樣纏繞的長絲8被拽到激光焊接模塊11。該模塊包括一支撐平臺12，長絲8在支撐平臺12上移動，在該支撐平臺上方安裝有一臺激光焊接裝置13。長絲8因此被拽著穿過激光焊接裝置13。這個裝置最好放在一惰性環境中，例如氬氣環境(氬氣通過噴嘴注入)。例如，激光焊接裝置13可由摻雜釹鏡鋁石榴石(釔鋁石榴石)激光器組成，相對于其功率和激光束沖擊點，該激光器具有高精度的優點，同時具有光束很細的優點。該激光器具有的功率此處最好在2W到5W間。
在激光焊接模塊11的下游，長絲8由用于拉拽長絲8的模塊17自繞軸模塊9在支撐臺12上移動牽引。在這種情形，該牽引模塊17由轉動繞軸17′組成，長絲8繞轉動繞軸17′纏繞。轉動繞軸17′如箭頭18所示的方式轉動。因此，長絲8從繞軸模塊9的繞軸7，沿纏繞模塊10和激光焊接模塊11，由牽引模塊17來牽引，整個裝置構成用于生成粘合的鍍層長絲8薄片的設備55。粘合薄片在牽引模塊的繞軸17′上纏繞。
圖5所示為橫截面示意圖，橫截面所在平面與長絲8移動的方向垂直，該橫截面在用于把兩長絲8焊接在一起的激光焊接模塊11上。該焊接使用激光焊接裝置13點焊完成。每條長絲通過多個焊點與其相鄰的長絲連接。每條長絲8，如前所示，由一鍍有金屬殼15(例如鈦合金)的陶瓷纖維14組成。激光束，如箭頭16所示，導向至兩連續長絲8間的接觸點方向，與包含所有沿支撐臺12牽引的長絲8軸的平面垂直。這導致它們的金屬殼的局部熔化。雖然激光使用的是低功率，但是非常集中，所以保證了陶瓷纖維14不會受到此局部熔化的影響。最小體積的金屬殼15被熔化。它足以確保長絲8在這個點聯結在一起。焊接參數這樣優化，金屬熔化產生的焊接熔池不會流出。
激光束沿重疊兩長絲8的點區域垂直導向長絲8的平面是非常重要的，這樣它才不會損壞陶瓷纖維14，在生成帶有復合嵌入物的元件的應用中，陶瓷纖維14的完整性是在其上進行操作的必要條件。
焊點不需要非常結實。它們的作用僅僅是確保構成粘合薄片的長絲8整體合并在一起，或者相互保持。這種合并僅須使強度足以允許薄片被處理(可能是纏繞和展開)即可，達到如生成帶有復合嵌入物的元件的目的。因此焊接僅需使長絲8保持在一起即可。
圖3和圖4示意性地圖示了激光焊接模塊11的兩種操作模式，此時薄片由12條鍍層長絲8組成。
在圖3所示的操作模式中，當鍍層長絲8位于激光焊接裝置13下時，牽引模塊停下來，使得長絲8保持靜止。焊接裝置13隨后在兩相鄰長絲間，沿與長絲在焊接裝置下行進方向垂直的分段，產生一系列的焊點19。為了達到此目的，焊接裝置13在兩長絲8間焊下第一個焊點19，如參照圖5解釋的那樣。隨后它停止并移動，垂直于長絲8的運動方向，這樣與下一個兩長絲8間的接觸點成一線，焊接第二個焊點19，如此進行，直到所有長絲8沿此偏移分段焊接在一起。因此，焊接裝置13垂直于長絲8的運動方向，在焊接裝置13下方焊下一部分焊點19。牽引模塊隨后激活，使長絲8穿過焊接裝置13移動“L”長度，隨后操作在與第一個分段平行的另一分段上重復。
在圖4所示的操作模式中，長絲8在如箭頭20所示的運動方向被連續牽引，該運動由牽引模塊17施加。焊接裝置13如前面一樣進行操作，即焊接操作，隨后沿垂直于長絲8移動的方向20朝著下一個點進行位移，等等，從第一個點到最后一個點，然后以反向方式進行。如果長絲8的移動速度足夠慢，在兩移動的長絲8間焊接焊點19就是可能的。因此，在長絲8間產生一系列的焊點19，它們在長絲構成的薄片上形成之字形狀。
還可以在焊接每個焊點19時停下牽引裝置17來獲得焊點19的之字形分布，牽引裝置17牽引長絲8在兩焊點19間走過一小段距離“|”，同時焊接裝置移動。
也可以僅操作長絲8的運動，長絲8的運動在形成焊點19時慢下來。
這樣的焊點分布優點在于其在長絲8構成的薄片的表面上非常均勻。
不管是哪種情況，在離開激光焊接模塊11時，長絲8形成粘合的薄片，在此粘合薄片中，長絲8在固定焊接點19聯結在一起。該薄片在其牽引模塊的繞軸17′上纏繞。
此處沒有對生成鍍層長絲8粘合薄片的生產方法的組織階段進行描述。本領域的技術人員可對該階段進行自由調整，例如，在處理的開始，通過纏繞把長絲8纏繞到繞軸17′，長絲8沒有聯結在一起，因此最終的纏繞薄片的最里面的部分并不是片狀，或者使用另一臺牽引裝置在處理起始時牽引長絲，并在它們開始形成薄片時把他們連接到繞軸17′上。
在圖3所示的分段結構內容中的焊點19段與段間的距離“L”，或者圖4中所示的之字形結構的兩個連續焊點19間的長度距離“|”要根據鍍層長絲8薄片的期望硬度來設定。因此，對于硬的薄片，焊點19要靠得緊一些，而對于柔韌的薄片，焊點19要離得開一些。其他的焊點19的分布結構同樣可以接受。焊點19的結構和距離要根據粘合薄片的應用來選擇，尤其是它要盤卷、彎曲等，同時仍然需要考慮最小空間，以確保在應用的定義條件下整個組件的聯結。焊點19的分布結構具體情況主要決定于鍍層長絲8薄片的應用，而不是決定于方法本身。
由于激光焊接的速度和準確性，因此，可以在自動系統中以工業規模制造鍍層長絲8薄片(鍍層長絲8結合在一起)，達到執行上述方法的目的。因此，可以快速的獲得大量的可作各種用途的鍍層長絲8薄片(可以生產成幾千米長的一片)。此外，薄片通過熔化長絲8的金屬殼15粘合在一起，因此不要要加入材料，尤其是不需要加入粘性粘合劑，因此減去了通常制造帶有復合嵌入物的元件的方法中的所有粘合劑的去除步驟。
現在介紹一種用于制造帶有復合嵌入物的元件的方法，其包括一纏繞一捆或一片鍍層長絲的步驟。
該方法包括一把鍍層長絲捆或薄片纏繞成中間部件的步驟，該中間部件隨后加入到容器的空腔中，例如，直接加到容器的內部部件上，內部部件隨后與一外部部件結合在一起。這樣，代替在整個空腔的高度堆疊與空腔寬度相同的預成型件，纏繞好了鍍層長絲捆或薄片，其寬度與空腔高度相應，層數允許空腔的寬度被填滿。
圖6到圖8為實施該方法的第一種方法。在該實施方法中，構成容器內部部件的塊件39要提前加工。術語“容器”是關于軸40的回轉體，具有設計用于接納鍍層長絲的環形空腔。該容器最好是用與鍍層長絲所鍍的金屬相同的金屬制成，此處為Ti合金。構成容器內部部件的塊件39是關于軸40的整體回轉體。它的內部部件41具有與容器高相等的高度“H”——術語高度是指軸向尺寸。塊件39在相對于其內部部件41的外圍包括斜面部分42，斜面部分42提供高度為“h”寬度為“d”的第一肩部43，第一肩部43的高度“h”和寬度“d”與容器的環形空腔的高度“h”和寬度“d”相一致。術語“寬度”是指徑向尺寸。從第一肩部43延伸出的是第二肩部44，第二肩部44的徑向尺寸使容器的寬度變完整，它的表面延伸到一個低于環形空腔表面高度的高度。
換而言之，構成容器內部部件的塊件39與容器相一致，在塊件39上，去掉一高度小于容器高度的外環，該外環可通過圖8中的標注46看明白，這就釋放出位于環形空腔外面的徑向空間，該環形空腔構成于容器中。
因此可以在壁上設置一鍍層長絲捆(或列)或薄片47，構成第一肩部43的高度“h”，該肩部43與除去外壁的環形空腔相對應。
為了在部件39上纏繞長絲捆或薄片47，最好是在第一圈時把這些長絲固定在肩部43的壁上。該固定最好通過在兩電極肩通過一中頻電流的接觸焊接方法來獲得，此處不作詳述。
如果是有鍍層長絲捆(或列)47，為了送出該捆，例如，可以利用與圖2生產薄片的方法中類似的繞軸模塊和纏繞模塊，該彎曲的捆隨后直接纏繞在塊件39上。
如果是有預成型的鍍層長絲粘合片47，它最好是依照上面描述的制造薄片的方法生成。繞在繞軸(例如是如圖2所示用于生產薄片的設備的牽引模塊17的繞軸17′)上的薄片被送出，目的是使薄片被繞在塊件39上，構成容器的內部部件。
也可以用塊件39代替圖2中牽引模塊17的繞軸17′，把薄片直接繞在塊件39上，構成容器的內部部件。鍍層長絲這樣彎曲，形成薄片后纏繞在塊件39上。但是，這種薄片構成操作是可選擇的。
在這三種情況，構成容器內部部件的塊件39此處繞其軸40轉動以纏繞鍍層長絲捆或薄片47。參照圖7，一旦所要數量的長絲層被纏好(此時是許多層，使得相應于環形空腔的肩部43的寬度“d”被填滿)，鍍層長絲捆或鍍層長絲片47(這時是繞圈)最好通過兩個電極間的接觸焊接方法再次鞏固，然后切割。在這種情況，鍍層長絲捆或鍍層長絲片47焊接到底層。
參照圖8，隨后繞構成內部部件的塊件39加上構成容器外部部件的外環46。該圈46可以選擇焊接，最好是接觸焊接，也可以是僅僅卡在其位置上。因此，容器再次被適當地構成，鍍層長絲纏繞在其中的環形空腔此處不是寬度為“d”且堆疊積成高度為“h”的預成型件的形式，而是寬度為“h”的鍍層長絲捆或鍍層長絲片47的形式，鍍層長絲捆或鍍層長絲片47被纏繞，總徑向厚度等于環形空腔的寬度“d”。
然后加上環形蓋子48，該蓋子具有環形凸臺49，環形凸臺49與構成容器內部部件的塊件39的斜面42和外環46的斜面互補，與塊件39的斜面42同心，對著所述斜面42。處于斜面42和50之間的是填有鍍層長絲捆或鍍層長絲片47的環形空腔，蓋子48的環形凸臺49支撐在該鍍層長絲上。
一旦構成容器內部部件的塊件39、外環46和蓋子放置在位，結構再次和現有技術一樣，成為包含有鍍層長絲嵌入物的封閉的容器。該組件隨后焊接，最好是置于真空中通過電子束焊接來焊接，然后用已知方式進行然等靜壓來壓縮。這樣制成復合嵌入物，具有金屬基，金屬基中延伸有陶瓷纖維。因此可以加工該組件來獲得帶有其復合嵌入物的最終元件。也可以加工該組件來把這樣的復合嵌入物取出。
剛剛描述的本方法的一個優點是執行速度快，因為省略了制造和堆疊預成型件的步驟，纏繞捆形或薄片形的鍍層長絲速度要快很多。此外，不需要額外的材料，如粘合劑。一方面，它導致質量良好的復合嵌入物，另一方面，它導致減去了粘合劑去除和脫氣操作，因此節省了相當的時間。
圖9到圖11所示為實施本方法的第二種方法。在本實施方法中，提前制造容器51，它繞軸40成環形，高度為“H”，它包括一環形空腔52，環形空腔52與一高度為“h”寬度為“d”的空腔相對應，它的底壁54′和內壁53′被加工，以獲得更大尺寸的環形空腔52。圖9中，用虛線表示高度為“h”寬度為“d”的環形空腔，用實線表示更深更寬的加工過的空腔。
參照圖10，構成帶有徑向邊緣54的環形心軸53，所述心軸用于裝在容器的加寬的空腔52中。心軸53的尺寸這樣為這樣，當它裝在空腔52中時，得到的空腔是高度為“h”寬度為“d”的空腔，心軸的壁53貼在環形空腔52的內壁53′上，徑向邊緣54貼在其底部邊緣54′。此處，心軸53由與容器51一樣的材料制成，該例中為鈦合金。
如前面一樣，纏繞鍍層長絲捆或鍍層長絲薄片47，這次是纏繞到心軸53上。捆或薄片的總寬度為“h”，纏繞很多層，其總厚度等于“d”，即心軸53的徑向邊緣54的寬度。最好地，捆或薄片的起始部分通過電焊方法(通過在兩電極間接觸)固定到心軸。
一旦所需要數量層的捆或薄片纏繞好，最好是通過在兩電機間的接觸焊接方法，把后一層固定到前一層，然后切斷捆或薄片。帶有該繞圈的心軸53然后插入到容器51的環形空腔52中，如圖11所示。加上與前面所說的蓋子48相同的蓋子48，組件通過電子束焊接置于真空中焊接，然后通過然等靜壓來壓縮，然后以已知方式加工，獲得帶有其復合插入物的元件。
在所描述的兩實施方法中，鍍層長絲47一個在另一個上進行纏繞，總保持在同一平面。如橫截面圖所示，長絲47的軸構成一格狀結構，其基格為方格。為了提高嵌入物的壓縮性，最好每一層相對于前一層偏移兩連續長絲軸距的一半距離，因此，連續三層長絲的軸相對彼此呈交錯排列。為了達到這個目的，可設置兩個用于送出薄片47的繞軸，或者可設置兩用于送出鍍層長絲捆47的模塊，這兩個繞軸或模塊這樣放置，使得薄片或捆47以交錯結構偏移，同時一個壓在另一個上纏繞到構成容器內部部件的塊件39上或者纏繞到心軸53上。在繞軸或模塊和它們所要纏繞的塊件39或心軸53之間，可以是一用于把長絲一個挨著另一個放置的設備。
根據本發明，構成鍍層長絲嵌入物(通過上面所述的方法獲得)，其包括用于接合盤繞物的頭和接合盤繞物的尾的金屬輔片，帶有輔片的盤繞的嵌入物放置于容器的空腔中，加上環形蓋，組件通過熱等靜壓壓縮，以獲得帶有復合嵌入物的元件。
因此，從一個或多個鍍層長絲捆或鍍層長絲薄片直接纏繞使得元件的復合嵌入物內的陶瓷纖維的排列和密度可以得到控制。
現在，將描述一制造復合嵌入物的方法。
在制造復合嵌入物的方法中，包括一纏繞鍍層長絲的步驟，在纏繞開始時，薄片被固定到容器或者心軸，在纏繞結束時，薄片被固定到前一層，例如通過兩電極間的接觸焊接。
可能會要求沒有這種焊縫的嵌入物，也不需要直接把嵌入物固定到容器或心軸上，這種嵌入物可被處理，接下來導入容器的環形空腔。
因此，本發明提出一種制造嵌入物的方法，它包括纏繞開始和纏繞結束時，把鍍層長絲薄片用輔片機械接合。
參照圖15，它所示為用接合步驟結束薄片纏繞，接合步驟在纏繞開始和纏繞結束時使用輔片，許多鍍層長絲薄片59在兩法蘭60、61間纏繞，在法蘭60、61間心軸62延伸，通過心軸62法蘭60、61構成一體。因此法蘭60、61和心軸62構成一回轉體。最好地，鍍層長絲薄片59通過前面描述的生成鍍層長絲薄片的方法獲得。
參照圖12，在纏繞第一層薄片59的方法中，薄片被纏繞并帶有輔片，也即一金屬薄片。該輔片最好用與鍍在長絲上的材料一樣的材料制成，或者是類似材料，此處為鈦合金。最好地，輔片的寬度與鍍層長絲薄片59的寬度相同。輔片的長度要比它所纏繞的心軸的周長要長一點。
輔片63放置在纏繞的薄片59下面，薄片59的第一端部分64向上游延伸超過輔片63的第一端部分65。輔片63和薄片59用一圈繞心軸62纏繞，輔片63因此與心軸62接觸。在這圈的末尾，輔片63在薄片59的第一端部分上超過，并部分地覆蓋它，其第二端部分66位于輔片63的第一端部分65層上，因此覆蓋它，輔片63在其兩端部部分65、66間覆蓋著第一層薄片59，尤其是覆蓋著第一層薄片59的端部64。輔片63因此提供了接合薄片59(此處是接合薄片59的第一層)和要構成的嵌入物的內部部件的功能，因為它的第二端部分66由其他層的薄片59阻擋。
繼續纏繞薄片59直到纏繞需要數量的層數，參照圖13，在纏繞結束時，在最后一圈位于最后一層薄片59的上加入另一個輔片63′并纏繞，這樣來提供薄片59與盤繞嵌入物的外部部件接合的功能，此處為接合薄片59的最后一層。除了長度外，纏繞結束輔片63′類似于纏繞開始輔片63，纏繞結束輔片63′的長度要依照最后一層薄片59的周長來裁剪。輔片63′的第一端部分65′置于薄片58的第二端部分64′下，與最后一層的端部部分64′相應。輔片63自己繞最后一層薄片59纏繞，其第二端部分66′在薄片59的第二端部分64′的上超出，最后一層薄片59正好卡在纏繞結束輔片63′的第一端部分65′和第二端部分66′間。
最好地，纏繞結束輔片63′的長度這樣來選定，其第二端部分66′在薄片59的第二端部分64′的上超出，且與纏繞結束輔片63′的外表面在其第一端部分65′附近接觸。最好在該例中，第二端部分66′通過任何適當的焊接方法焊接在輔片63′的外表面。也可以使用其他任何固定手段。
這樣，獲得一個多層纏繞的鍍層長絲盤繞圈，在其內表面具有接合手段，即纏繞開始輔片63，在其外表面具有接合手段，即纏繞結束輔片63′。這些輔片63、63′把盤繞圈箍在一起，于是盤繞圈可從塊件的心軸62和法蘭60、61取下、處理等。為了達到這個目的，可拆去其中一個法蘭。該圈構成一盤繞的復合嵌入物68。嵌入物68的硬度取決于輔片63、63′的選定厚度。典型地，該厚度對于鈦合金來說在0.2和0.5mm之間。內輔片63，或者纏繞起始輔片63構成盤繞嵌入物68的支撐基座。外輔片63′，或者纏繞結束輔片63′構成盤繞嵌入物68的外封皮。
一旦嵌入物68從其支撐物上取下，薄片59的第一端部分64向內側延伸，越過輔片63的第一端部分65。最好地，參照圖14，圖14只畫出最開始的兩層盤繞嵌入物68，端部部分64切斷，與輔片63的端部直線對齊。
最好地，內輔片63的第二端部分66和外輔片63′的第一端部分65′厚度要比討論的輔片63、63′的其他部分的厚度要小一些，至少是在討論的輔片63、63′的與薄片59的端部部分64、64′和輔片63、63′的端部部分65、66′對齊的地方。這樣能減小由于輔片的重疊而造成的徑向隆起。最好地，內輔片63的交迭處和外輔片63′的交迭處在角度上偏移開，以減小徑向隆起。
輔片63、63′其余厚度是折衷的結果。這是因為每個輔片63、63′的厚度要盡量的小，以減小由于輔片的出現而帶來的徑向隆起，但其厚度還要大到足夠確保盤繞嵌入物68的硬度，以備由其應用決定的后續處理。
參照圖16，盤繞嵌入物68一旦用其接合或保持輔片63、63′生成，就放進容器51的環形空腔52中，容器51類似于前面提到的容器或在先技術的容器。加上環形蓋48，組件通過熱等靜壓壓縮，以已知的方式獲得帶有復合嵌入物的元件。
權利要求
1.一種制造鍍層長絲的盤繞嵌入物的方法，每條長絲由鍍有金屬殼的陶瓷纖維構成，該方法包含在塊件上纏繞鍍層長絲薄片的步驟，在該步驟中，纏繞開始時，盤繞一用于接合嵌入物的內部部件的金屬輔片，在纏繞結束時，盤繞一用于接合嵌入物的外部部件的金屬輔片。
2.如權利要求1所述的制造造鍍層長絲的盤繞嵌入物的方法，其特征為用于接合嵌入物外部部件的金屬輔片的第二端部部分覆蓋著薄片的最后一層，并且被緊挨著其第一端部部分焊接。
3.如權利要求1或2所述的制造造鍍層長絲的盤繞嵌入物的方法，其特征為用于接合嵌入物內部部件的金屬輔片的第一端部部分與薄片的第一端部部分成直線對齊。
4.如權利要求1到3中任意一項中所述的制造造鍍層長絲的盤繞嵌入物的方法，其特征為薄片通過激光焊接制成，激光焊接在相鄰長絲間生成焊點。
5.如權利要求1到4中任意一項中所述的制造造鍍層長絲的盤繞嵌入物的方法，其特征為在方法結束時，盤繞的嵌入物從其用輔片盤繞在一起的塊件上去除。
6.由權利要求1到5中任意一項中所述的方法生成的盤繞嵌入物，它由一鍍層長絲薄片盤繞圈構成，薄片帶有與其內部部分接合的金屬輔片和與其外部部分接合的金屬輔片。
7.一種制造元件的方法，該元件帶有由復合物制成的嵌入物，復合物具有金屬基，陶瓷纖維在金屬基中延伸，在該方法中，依照權利要求1到5中任意一項方法獲得的鍍層長絲纏繞嵌入物被放置于金屬容器的環形空腔內，該組件通過熱等靜壓壓縮。
全文摘要
一種制造鍍層長絲的盤繞嵌入物的方法，每條長絲由鍍有金屬殼的陶瓷纖維構成，該方法包含在塊件上纏繞鍍層長絲薄片的步驟，在該步驟中，纏繞開始時，盤繞一用于接合嵌入物的內部部件的金屬輔片，在纏繞結束時，盤繞一用于接合嵌入物的外部部件的金屬輔片。該方法用于制造航空渦輪機元件。
文檔編號B21F15/08GK1931463SQ20061008361
公開日2007年3月21日 申請日期2006年5月29日 優先權日2005年5月27日
發明者讓-邁克爾·弗朗徹特, 吉勒斯·克雷恩, 路易斯·薩爾維特 申請人:斯奈克瑪, Fsp－One法國特殊線材公司