[发明专利]包括通道并在通道的转弯部分中具有表面抗斑元件的铸造部件及相关可移除芯和方法

说明书

本发明提供了一种铸造部件(90)，包括主体(101)和限定在主体内的通道(220)。通道包括第一部分(124)、第二部分(126)和流体地联接第一部分(124)和第二部分(126)的转弯部分(122)。转弯部分(122)包括第一表面(232)和第二表面(234)。表面抗斑元件(240)穿过通道的转弯部分(122)，从转弯部分(122)的第一表面(232)延伸到第二表面(234)。元件将转弯部分(122)中的通道分成第一子通道(242)和第二子通道(244)。元件由在铸造期间使用的包括位于元件位置处的表面抗斑开口(200)的可移除芯(180)中的开口形成，表面抗斑开口为低密度液体合金(164)提供流过芯的芯转弯部分(182)的路径，以减少部件的主体(101)中的通道(220)的表面成斑。

技术领域

本公开整体涉及铸造部件，并且更具体地涉及在通道的转弯部分包括表面抗斑元件的铸造部件。该元件由在铸造期间使用的可移除芯的芯转弯部分中的开口形成，可移除芯包括位于元件位置处的开口。开口为低密度液体合金提供流过芯的芯转弯部分的路径，以减少部件的主体中的通道的表面成斑。

背景技术

在使用单晶金属合金铸造部件期间，随着熔融合金硬化，片状凝固前沿向上移动穿过熔体池。随着凝固前沿向上移动，包含枝晶的较高密度液体合金首先凝固，并且包含枝晶间材料的较低密度液体合金其次凝固。铸造单晶金属合金的一项挑战包括防止在部件表面上成斑。成斑包括包含枝晶臂和/或等轴晶粒的劣质合金的带斑点区域，这可能取决于位置而影响部件的预期寿命。与铸造的其余部分相比，由于对预期寿命的影响，需要在高性能铸造部件诸如超合金涡轮叶片内的某些位置处避免成斑。表面上成斑通常发生在大量材料中，但也可发生在例如随着凝固前沿在铸造中向上移动铸芯限制低密度液体合金流动的情况下。

发明内容

本公开的一个方面提供了一种铸造部件，该铸造部件包括：主体；限定在主体内的通道，该通道包括第一部分、第二部分以及流体地联接第一部分和第二部分的转弯部分，该转弯部分包括第一表面和第二表面；以及表面抗斑元件，该表面抗斑元件穿过通道的转弯部分，从转弯部分的第一表面延伸到第二表面，该表面抗斑元件将转弯部分中的通道分成第一子通道和第二子通道，其中通道不会表面成斑。

本公开的另一方面提供了一种涡轮叶片，该涡轮叶片包括：主体，该主体包括翼型件、尖端和根部；限定在主体内的冷却通道，该冷却通道包括第一部分、第二部分以及流体地联接第一部分和第二部分的转弯部分，该转弯部分包括第一表面和第二表面；以及表面抗斑元件，该表面抗斑元件穿过冷却通道的转弯部分，从转弯部分的第一表面延伸到第二表面，该表面抗斑元件将转弯部分中的冷却通道分成第一子通道和第二子通道，其中转弯部分限定位于尖端和根部中的至少一者中的冷却通道转弯并且不会表面成斑，并且其中表面抗斑元件是非承重的。

本公开的另一方面提供了一种用于在模具中铸造涡轮叶片的可移除芯，该可移除芯包括：芯主体，该芯主体用于在涡轮叶片的主体中限定冷却通道，该芯主体包括第一芯部分、第二芯部分以及联接第一芯部分和第二芯部分的芯转弯部分，该芯转弯部分包括内表面和外表面；以及表面抗斑开口，该表面抗斑开口穿过芯转弯部分，从芯转弯部分的内表面延伸到外表面，该表面抗斑开口将芯转弯部分分成第一子部分和第二子部分，并且在铸造过程期间为低密度液体合金提供流过芯转弯部分的路径，以减少涡轮叶片主体中的冷却通道的表面成斑。

本公开的又一方面提供了一种铸造涡轮叶片的方法，该方法包括：形成可移除芯，该可移除芯包括：芯主体，该芯主体用于在涡轮叶片的主体中限定冷却通道，该芯主体包括第一芯部分、第二芯部分以及联接第一芯部分和第二芯部分的芯转弯部分，该芯转弯部分包括内表面和外表面；以及表面抗斑开口，该表面抗斑开口穿过芯转弯部分，从芯转弯部分的内表面延伸到外表面，该表面抗斑开口将芯转弯部分分成第一子部分和第二子部分；将可移除芯放置在限定涡轮叶片的至少一部分的外表面的模具中；以及在模具中铸造涡轮叶片，表面抗斑开口为低密度液体合金提供流过芯转弯部分的路径，以减少涡轮叶片主体中的冷却通道的表面成斑。

本公开的例示性方面被设计成解决本文描述的问题和/或未讨论的其他问题。