[發明專利]用于形成具有限定在其中的內部通路的構件的方法和組件

有效

• 申請號: 201611167981.4
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106890946B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: T.M.莫里卡;S.F.魯特科夫斯基;J.L.莫羅索;F.T.小維利特
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10;B22C9/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

一種形成具有限定于其中的內部通路的構件的方法包括相對于模具定位帶護套芯。帶護套芯包括中空結構，該中空結構包括內部部分，該內部部分定形為限定內部通路的至少一個內部通路特征。帶護套芯還包括內芯，其設置在中空結構內，且由中空結構的內部互補地定形。該方法還包括將熔融狀態下的構件材料引入模具的腔中來形成構件，使得內芯限定包括限定在其中的該至少一個內部通路特征的該內部通路。

技術領域

本公開的領域大體上涉及具有限定在其中的內部通路的構件，且更具體地涉及形成包括內部通路特征的內部通路。

背景技術

一些構件需要限定在其中的內部通路，例如，以便執行預期的功能。例如但不作為限制，一些構件如燃氣渦輪的熱氣體路徑構件經歷高溫。至少一些構件具有限定在其中的內部通路，以接收冷卻流體流，使得構件能夠更好地經受高溫。另外舉例來說，但不作為限制，一些構件在與另一個構件的界面處經歷摩擦。至少一些此類構件具有限定在其中的內部通路，以接收潤滑劑流來便于減小摩擦。

此外，相比于其他方面類似但壁基本上光滑的通路內的流體流，至少一些此類內部通路的性能通過添加內部通路特征(即，在通路內延伸且改變通路內的流體流的結構特征)得到改善。僅作為一個實例，從此種通路的壁向內延伸的內部通路特征可用于使流過通路的冷卻流體流成湍流，使得鄰近通路壁的熱邊界層受破壞，且改善熱傳遞效率。

在模具中形成具有限定在其中的內部通路的至少一些已知的構件，其中陶瓷材料的芯在模具腔內在針對內部通路選擇的位置處延伸。在熔化的金屬合金被引入陶瓷芯周圍的模具腔中且被冷卻來形成構件之后，諸如通過化學浸出移除陶瓷芯，以形成內部通路。產生內部通路特征的一個已知途徑是在模具中形成構件之前在陶瓷芯的表面上形成互補的特征。然而，至少一些已知的陶瓷芯是易碎的，從而導致在無破壞的情況下生產和處理起來難且昂貴的芯。具體而言，將互補表面特征加至芯上引入了應力集中，這增大了陶瓷芯開裂的風險。另一個途徑是在構件形成于模具中之后添加內部通路特征，例如，通過使用電化學過程來定形通路壁。然而，至少一些此類成型后過程相對耗時且昂貴。此外，關于兩種已知途徑，可形成的內部通路特征的幾何復雜性基本上是有限的。

發明內容

一方面，提供了一種形成構件的方法，該構件具有限定在其中的內部通路。該方法包括相對于模具定位帶護套芯。帶護套芯包括中空結構，該中空結構包括內部部分，該內部部分定形為限定內部通路的至少一個內部通路特征。帶護套芯還包括內芯，該內芯設置在中空結構內，且由中空結構的內部部分互補地定形。該方法還包括將熔融狀態下的構件材料引入模具的腔中來形成構件，使得內芯限定包括限定在其中的至少一個內部通路特征的內部通路。

另一方面，提供了一種用于形成構件的模具組件，該構件具有限定在其中的內部通路。模具組件包括在其中限定模具腔的模具，和相對于模具定位的帶護套芯。帶護套芯包括中空結構，該中空部分包括內部部分，該內部部分定形為限定內部通路的至少一個內部通路特征。帶護套芯還包括內芯，該內芯設置在中空結構內且由中空結構的內部部分互補地定形，使得內芯構造成當構件形成于模具中時限定內部通路和限定于其中的至少一個內部通路特征。

技術方案1. 一種形成具有限定在其中的內部通路的構件的方法，所述方法包括：

相對于模具定位帶護套芯，其中，所述帶護套芯包括：

中空結構，其包括內部部分，所述內部部分定形為限定所述內部通路的至少一個內部通路特征；和

內芯，其設置在所述中空結構內，且由所述中空結構的內部部分互補地定形；和

將熔融狀態下的構件材料引入所述模具的腔中來形成所述構件，使得所述內芯限定包括限定在其中的所述至少一個內部通路特征的所述內部通路。

技術方案2. 根據技術方案1所述的方法，還包括，在將內芯材料設置在所述中空結構內之前，預成型所述中空結構的內部部分，使得所述內部部分定形為限定所述至少一個內部通路特征的選定形狀。