[发明专利]一种空心叶片以及其制造方法和应用

权利要求书

1.一种空心叶片，其特征在于，所述空心叶片包括冷却结构、内腔和过渡结构；

其中，所述过渡结构位于冷却结构和内腔壁面的交界处。

2.根据权利要求1所述的空心叶片，其特征在于，所述过渡结构至少具有弧度结构；

优选地，所述冷却结构和内腔壁面的交界处为弧度的过渡结构；

优选地，所述过渡结构的过渡半径大于0.5毫米；

优选地所述过渡结构的过渡半径大于壁厚的1/16；

优选地，所述过渡结构的过渡半径大于壁厚的1/32。

3.根据权利要求1所述的空心叶片，其特征在于，所述空心叶片为：叶片的尺寸在30毫米-2000毫米之间，叶片的空隙尺寸在1毫米-20毫米之间，冷却结构与内腔壁面交界处的过渡半径大于0.5毫米；

优选地，所述空心叶片为：叶片的尺寸在5毫米-30毫米之内，叶片的空隙尺寸在0.01毫米-1毫米之间，冷却结构与内腔壁面交界处的过渡半径大于壁厚的1/16；

优选地，所述空心叶片为：叶片的尺寸在5毫米之内，叶片的空隙尺寸在0.01毫米-0.5毫米之间，冷却结构与内腔壁面交界处的过渡半径大于壁厚的1/32。

4.根据权利要求1所述的空心叶片，其特征在于，所述冷却结构选自气膜冷却孔、冷却微槽中的至少一种；

优选地，所述气膜冷却孔选自直圆孔、微槽结构、三维异型孔、异型孔中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的空心叶片，其特征在于，所述内腔壁面和冷却结构的表面粗糙度小于Ra1.0微米。

6.根据权利要求1所述的空心叶片，其特征在于，所述空心叶片包括根部榫头，所述内腔沿根部榫头延伸到尾部。

7.根据权利要求1所述的空心叶片，其特征在于，所述空心叶片为至少两个结构的复合体。

8.权利要求1所述的空心叶片的制造方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

(1)制造叶片的整体轮廓结构；

(2)加工内腔；

(3)加工冷却结构；

(4)获得过渡结构，得到所述空心叶片；

优选地，至少包括以下步骤：

(1)制造叶片的不同分体部分的整体轮廓结构；其中，分体的个数n满足：n≥2；

(2)按照空心叶片的要求，在不同的叶片分体结构上加工出中空内腔轮廓；

(3)在不同叶片分体部分进行气膜冷却孔加工；

(4)对不同叶片分体部分的内侧和气膜冷却孔边沿和内壁进行修整，去除加工气膜孔所产生的锐角，获得预定的过渡圆弧结构；

(5)将不同的叶片分体部分复合，得到所述空心叶片；

优选地，至少还包括：在不同分体表面一侧涂覆热障图层；

优选地，步骤(1)中所述不同分体部分的整体轮廓结构的制造方法包括锻压、铸造、线切割、3D打印中的至少一种；

步骤(2)中所述中空内腔轮廓的加工方法包括精密机械加工、电解加工、激光加工、超声加工、电火花加工中的至少一种；

步骤(3)中所述气膜冷却孔的加工方法包括激光打孔、电液束打孔、电解打孔、电火花打孔中的至少一种；

步骤(5)中所述复合方法包括机械连接、精密扩散焊、热等静压中的至少一种。

9.一种航空发动机，其特征在于，包含权利要求1至7任一项所述的空心叶片和/或根据权利要求8所述的方法制造得到的空心叶片中的至少一种。

10.一种燃气轮机，其特征在于，包含权利要求1至7任一项所述的空心叶片和/或根据权利要求8任一项所述的方法制造得到的空心叶片中的至少一种。