[發明專利]用于利用帶護套芯形成具有內部通路的構件的方法和組件

有效

• 申請號: 201611176860.6
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106964758B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: M.D.阿內特;T.M.摩爾斯;A.S.佩克
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10;B22C9/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;傅永霄

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，且更具體而言，涉及利用帶護套芯形成此種構件。

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。

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。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。此外，用于形成此種構件的一些模具是通過熔模鑄造形成的，且至少一些已知的陶瓷芯缺乏足夠的強度以可靠地耐受用于形成用于熔模鑄造過程的模型(pattern)的材料的注射，材料諸如但不限于蠟。而且，從鑄件構件有效地移除至少一些陶瓷芯是困難且耗時的，尤其對于但不限于，芯的長度與直徑比大并且/或者芯基本上非線性的構件。

備選地或此外，具有限定在其中的內部通路的至少一些已知的構件首先形成為沒有內部通路，且在隨后的過程中形成內部通路。例如，至少一些已知的內部通路是通過將通路鉆到構件中而形成的，諸如但不限于電化學鉆孔過程。然而，至少一些此類鉆孔過程相對耗時且昂貴。而且，至少一些此種鉆孔過程不可形成某些構件設計需要的內部通路曲率。

發明內容

在一個方面中，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。帶護套芯包括由第一材料形成的中空結構、設置在該中空結構內的內芯、和至少從內芯的第一端延伸通過內芯的至少一部分的芯通道。該方法還包括將熔融狀態下的構件材料引入模具的腔中，使得熔融狀態下的構件材料從腔內的帶護套芯至少部分地吸收第一材料。該方法還包括在腔中冷卻該構件材料以形成構件。內芯限定構件內的內部通路。

在另一方面中，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。構件由構件材料形成。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。帶護套芯包括由第一材料形成的中空結構、設置在該中空結構內的內芯、和至少從內芯的第一端延伸通過內芯的至少一部分的芯通道。第一材料能夠由熔融狀態下的構件材料至少部分地吸收。帶護套芯的一部分定位在模具腔內，使得帶護套芯的該部分的內芯限定構件內的內部通路的位置。

實施方案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，其由第一材料形成；

內芯，其配置在所述中空結構內；和

芯通道，其至少從所述內芯的第一端延伸通過內芯的至少一部分；

將熔融狀態下的構件材料引入所述模具的腔中，使得熔融狀態下的所述構件材料從所述腔內的所述帶護套芯至少部分地吸收所述第一材料；和

在所述腔中冷卻所述構件材料以形成所述構件，其中，所述內芯限定所述構件內的所述內部通路。

實施方案2. 根據實施方案1所述的方法，還包括從所述構件移除所述內芯以形成所述內部通路。

實施方案3. 根據實施方案2所述的方法，其中，移除所述內芯包括使流體流動到所述芯通道中。

實施方案4. 根據實施方案3所述的方法，其中，所述內芯由陶瓷材料形成，且其中，使所述流體流動到所述芯通道中包括使構造成與所述陶瓷材料相互作用的所述流體流動，使得所述內芯通過與所述流體的接觸而被從所述構件浸出。

實施方案5. 根據實施方案4所述的方法，其中，所述芯通道從所述第一端延伸至所述內芯的相反的第二端，且使所述流體流動到所述芯通道中包括使所述流體在所述芯通道內的壓力下從所述第一端流動到所述第二端。

實施方案6. 根據實施方案1所述的方法，其中，定位所述帶護套芯包括定位所述帶護套芯，所述帶護套芯還包括定位在所述中空結構內的多個間隔件，使得所述芯通道延伸通過所述間隔件中的各個。

實施方案7. 根據實施方案6所述的方法，其中，定位所述帶護套芯包括定位所述帶護套芯，所述帶護套芯還包括由以下材料形成的所述多個間隔件，該材料能夠與所述內芯一起且以與所述內芯相同的方式從所述構件選擇性地移除。