[發明專利]鑄造方法和制品

有效

• 申請號: 201611003598.5
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN107008883B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 崔巖;S.C.科蒂林加姆;M.萊洛克;林德超
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B22D19/16
• 分類號: B22D19/16;C22C19/05
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐晶;周齊宏

本發明公開了鑄造方法和制品(100)，其中將熔融的第一材料(108)引入模具(200)中，所述模具(200)分配所述第一材料(108)以形成所述制品(100)的第一區域(102)，在其中使其經受適合生長第一晶粒結構的第一條件，形成所述制品(100)的第一區域(102)。將組成上與所述第一材料(108)不同的熔融的第二材料(110)引入所述模具(200)中以形成所述制品(100)的第二區域(104)。混雜材料(112)通過互混所述第二材料(110)的第一部分(500)與所述第一材料(108)的第二部分(302)形成。使所述第二材料(110)的第二部分(502)經受適合生長與所述第一晶粒結構不同的第二晶粒結構的第二條件，形成所述制品(100)的第二區域(104)。所述第一區域(102)和所述第二區域(104)與在其間形成的混雜區域(106)整體地形成為單一連續制品(100)。

技術領域

本發明涉及制品和鑄造制品的方法。更具體地講，本發明涉及制品和鑄造制品的方法，所述制品包含整體地形成為單一連續制品的具有兩種不同晶粒結構的兩種在組成上不同的材料。

背景技術

由于其γ’和各種幾何約束，諸如鎳基超合金和某些鋁-鈦合金的難焊接(HTW)的合金對γ’應變時效、液化(liquation)和熱開裂敏感。當γ'相以大于約30%的體積分數存在時(這可能在鋁或鈦含量超過約3%時發生)，這些材料也難以連接。

這些HTW材料可結合到燃氣渦輪發動機的部件如機翼、輪葉(靜葉)、噴嘴(動葉)、罩殼、燃燒器、旋轉渦輪機部件、輪、密封件、用HTW合金3D制造的部件和其他熱氣路徑部件。在操作期間，由HTW形成的部件可經受導致部件的部分被磨損或損壞的操作條件。例如，諸如靜葉(輪葉)的渦輪機機翼的尖端可隨時間而磨損，降低渦輪機的效率。這種磨損的修復因HTW材料難以連接而削弱，使得標準修復技術困難。使用諸如激光熔覆(laser cladding)或常規熱噴涂的熱方法重建這類部件產生沉積的材料，該沉積的材料被高溫削弱或裂化。硬焊技術并不適合，因為硬焊材料或元素結合到部件中，這可能不滿足操作需求。

結合HTW材料的燃氣渦輪機部件會比由其他材料形成的部件更昂貴，且某些HTW材料更難以焊接且比其他材料昂貴。由于通常優異的操作性質，可能需要結合這些HTW材料，特別是對于經受最極端條件和應力的部件的某些部分，但在修復具有HTW材料的燃氣渦輪機部件中的困難可能導致部件由于損壞或缺陷而被廢棄，而在由其他材料形成的部件中這些損壞或缺陷則是可修復的，這既浪費且成本高。然而，使得HTW材料難以修復的相同性質也使得HTW材料難以與其他較低廉且可更容易地修復的材料連接。

發明內容

在一個示例性實施方案中，用于形成制品的鑄造方法包括將第一材料引入模具中。所述第一材料以熔融狀態引入。將所述模具配置并布置以優先分配所述第一材料以形成所述制品的第一區域。第一材料經受適合生長第一晶粒結構的第一條件。第一晶粒結構由第一材料的第一部分生長，形成制品的第一區域，同時維持第一材料的第二部分處于熔融狀態。將第二材料引入模具中以形成制品的第二區域。所述第二材料以熔融狀態引入。第二材料在組成上與第一材料不同。混雜材料通過互混第二材料的第一部分與第一材料的第二部分而形成。第二材料的第二部分經受適合生長第二晶粒結構的第二條件。第二晶粒結構與第一晶粒結構不同。第二晶粒結構由第二材料的第二部分生長，形成制品的第二區域。第一區域和第二區域與由布置在第一區域和第二區域之間的混雜材料形成的混雜區域整體地形成為單一連續制品。