[發明專利]帶有改善的表面光潔度的鈦鋁化物制品

有效

• 申請號: 201310048797.8
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN103255420B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: B.P.布萊;J.S.詹森;魏斌;周幼東
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C23F4/00
• 分類號: C23F4/00;C22F1/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;嚴志軍

本發明涉及帶有改善的表面光潔度的鈦鋁化物制品，提供了具有改善的表面光潔度的含鈦制品和用于例如通過移除余料而改變含鈦制品的表面的方法。一種示例方法包括：使高壓流體以高線性速度經過諸如渦輪葉片的含鈦鋁化物合金的制品的表面；使含鈦鋁化物合金的制品的表面變形；以及從含鈦鋁化物合金的制品的表面移除材料。雖然本發明的方面可以在制造高性能渦輪葉片中使用，但本文公開的方法可應用于處理難以獲得改善的表面光潔度的任何含鈦制品。

技術領域

本發明涉及帶有改善的表面光潔度的鈦鋁化物(titanium aluminide)制品。

背景技術

現代燃氣渦輪，尤其是飛機發動機，必須滿足關于可靠性、重量、功率、經濟性和操作使用壽命的最高要求。在飛機發動機的開發中，材料選擇、對新合適材料的探索、以及對新制備方法的探索等在符合標準和滿足要求方面起重要作用。

用于飛機發動機或其它燃氣渦輪的材料包括鈦合金、鎳合金(也稱為超合金)和高強度鋼。鈦合金通常用于壓縮機部件，鎳合金適用于飛機發動機的熱部件，而高強度鋼用于例如壓縮機外殼和渦輪外殼。高負載或高應力燃氣渦輪構件，例如用于壓縮機的構件，通常是鍛造部件。另一方面，用于渦輪的構件通常體現為熔模鑄造部件。

由于金屬對諸如氧、氮和碳的元素的高親合力，因而通常難以在常規熔模模具中熔模鑄造鈦和鈦合金以及類似的活性金屬并實現良好結果。在高溫下，鈦及其合金可與模具表面涂層起反應。熔融合金與模具之間的任何反應都將導致由氣泡引起的成品鑄件的較差表面光潔度。在某些情況下，氣泡影響成品鑄件的化學性質、微觀結構和性質。

一旦通過鑄造、加工或鍛造而制備出成品構件，便通常需要在其可用于最終應用之前進一步改善表面光潔度。構件表面上的微凸體(asperity)和凹坑可降低渦輪葉片應用中的空氣動力學性能，并且增加在旋轉或往復運動部件應用中的磨損/摩擦。

在鈦鋁化物渦輪葉片的情況下，鑄造翼型件可在楔形件、翼型件或護罩中具有被鑄造/鍛造得尺寸過大的區域。為了將這些薄坯區域加工至最終大小，通常使用機械加工(例如銑削或磨削)或非機械加工(例如電化學加工)。然而，在任一種情況下，工具加工和人工的成本都較高，并且導致制造延遲。

此外，包括鈦鋁化物鑄造制品的合金的有限延展性和對開裂的敏感性可妨礙使用常規磨削和拋光技術對鑄造制品表面光潔度的改善。因此，需要一種用于在航天應用中使用的具有改善的表面光潔度的金屬間化合物基制品以及用于制造這種制品的關聯方法。

發明內容

本公開的一方面是一種用于從含鈦鋁化物合金的制品移除材料的方法。該方法包括：提供含鈦鋁化物合金的制品；使高壓流體經過所述含鈦鋁化物合金的制品的表面；使含鈦鋁化物合金的制品的表面變形；以及從含鈦鋁化物合金的制品移除材料。在一方面，該方法供以從含鈦鋁化物合金的制品的表面移除微凸體和凹坑而不使制品的表面開裂或損傷。在一方面，本公開是一種根據以上敘述的方法制成的含鈦鋁化物合金的制品。

在另一方面，本公開是一種用于從含鈦鋁化物的渦輪葉片的凸形表面移除多余材料的方法，所述方法包括：提供含鈦鋁化物合金的渦輪葉片；使高壓流體經過所述含鈦鋁化物的渦輪葉片的凸形表面；以及從含鈦鋁化物的渦輪葉片的凸形表面移除約0.025mm至約5.0mm的多余材料。