[发明专利]制品、部件和制备部件的方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及制品、部件和制备部件的方法。更具体而言，本发明实施例涉及波状轮廓制品(contoured article)、包括波状轮廓制品的部件、以及制备包括波状轮廓制品的部件的方法。

背景技术

在操作期间，高温燃烧气体流过许多燃气涡轮发动机的不同部分。这些高温燃烧气体在燃气涡轮发动机内的不同热气体路径部件之上和/或附近流动，使部件在正常操作期间暴露于升高的温度。随着对燃气涡轮进行改进以提高效率且降低成本，热气体路径内的温度正在增加，同时部件的几何形状变得更加复杂。为了持续增加热气体路径内的温度，该区域中的涡轮机部件必须由可经受住这样的温度的材料构成。

一些热气体路径部件可包括施加在底层部件的一个或多个部分上的一片或多片材料。例如，在预烧结的预制件(pre-sintered Preform,PSP)制造期间，将一片或多片材料钎焊到部件例如喷嘴或翼型上。片材通常被覆盖，然后钎焊在部件上以形成外表面或蒙皮(skin)。通常，片材是平坦的，或包括一般类似于它们附接到的部件的总体形状的曲率，尽管通过压力、弯曲等等，这些平坦片材可在附接过程期间与底层部件相符合。

另外，用覆盖片材(例如PSP)制造的许多部件可包括与覆盖片材邻近的小冷却通道或微通道。例如，在PSP制造中，底层部件可具有在表面上形成的一个或多个沟槽。当覆盖片材被附接时，可形成一系列个别和/或互连的通道，这些通道提供允许冷却流体在其中流动的冷却通道和/或微通道。这些通道可在完成的部件的表面附近，在与覆盖片材的厚度可比较的距离处，并且可提供从蒙皮的外表面到通道冷却流的热传递。

然而，当根据当前方法制造时，平坦片材与波状轮廓端壁相符合可形成在材料和端壁之间的粘结界面中的间隙。这些间隙通常充满空气，这减少了材料和端壁之间的热传递。热传递中的这种减少例如通过在其本体中形成的冷却微通道减少了喷嘴中的冷却有效性。冷却有效性的减少还可降低涡轮系统的效率和/或增加操作成本。此外，在平坦片材与波状轮廓端壁相符合期间，平坦片材的材料可侵入部件中的沟槽。虽然可通过不同方法例如机械加工去除侵入材料，但材料的去除增加成本、降低制造效率和/或减少制造产出。

发明内容

在一个实施例中，本发明的制品包括预烧结的预制件，所述预烧结的预制件具有包括至少一个沟槽的波状轮廓近侧表面和波状轮廓远侧表面。除了至少一个沟槽之外，波状轮廓近侧表面被布置并且设置成基本上镜反射(mirror)部件的端壁的轮廓。波状轮廓远侧表面被布置并且设置成形成外表面，所述外表面包括经修改的表面特征(modified surface characteristic)。

进一步地，所述波状轮廓远侧表面的轮廓不同于所述波状轮廓近侧表面的轮廓。

进一步地，所述波状轮廓远侧表面的轮廓包括包含与周向均匀半径不同的径向偏差的三维轮廓。

进一步地，所述经修改的表面特征包括波状轮廓空气动力学表面。

进一步地，所述至少一个沟槽被布置并且设置成当所述制品定位在所述端壁上时形成至少一个冷却通道。

进一步地，所述至少一个沟槽被布置并且设置成遵循所述部件的端壁的轮廓。

进一步地，所述经修改的表面特征包括包含至少一个峰和至少一个谷的波状轮廓空气动力学表面，所述至少一个沟槽包括多个沟槽，并且所述多个沟槽在所述至少一个峰下方比在所述至少一个谷下方更靠近地布置在一起，以提供所述至少一个峰的更大的近表面冷却。

在另一个实施例中，本发明的部件包括第一端壁、第二端壁以及固定到第一端壁和第二端壁的至少一个的制品，所述制品包括具有波状轮廓近侧表面和波状轮廓远侧表面的预烧结的预制件。波状轮廓近侧表面基本上镜反射(mirror)第一端壁和第二端壁中的至少一个的轮廓，并且波状轮廓远侧表面被布置并且设置成在第一端壁或第二端壁上形成外表面，所述外表面包括经修改的表面特征。

进一步地，所述波状轮廓远侧表面的轮廓不同于所述波状轮廓近侧表面的轮廓。

进一步地，所述波状轮廓远侧表面的轮廓包括包含与周向均匀半径不同的径向偏差的三维轮廓。

进一步地，所述部件还包括在所述部件的一部分中形成的至少一个沟槽，所述部件的一部分选自所述第一端壁、所述第二端壁、所述波状轮廓近侧表面及其组合。

进一步地，所述至少一个沟槽被布置并且设置成在所述部件中形成冷却通道。

进一步地，所述至少一个沟槽被布置并且设置成遵循所述第一端壁和所述第二端壁中的至少一个的轮廓。