[發明專利]在燃氣渦輪機的超合金鑄件中形成冷卻通道

在審

• 申請號: 201680010551.3
• 申請日: 2016-02-17
• 公開（公告）號: CN107849934A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 加里·B·梅里爾;小喬納森·E·希佩爾;科拉·希契曼
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F01D11/12
• 分類號: F01D11/12;F01D11/08;F01D5/18;F01D5/28;F01D5/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 董敏,陳偉偉

1.一種用于在用于燃氣渦輪發動機的熔模鑄造的超合金部件中形成冷卻通道的方法，所述方法包括：

提供限定模腔的蠟注射模具，所述蠟注射模具的模腔表面與用于燃氣渦輪發動機的部件的對應表面輪廓相符合；

提供陶瓷殼插入件，所述陶瓷殼插入件具有插入件的表面輪廓以及從所述插入件的表面突出的至少一個陶瓷柱，所述插入件的表面輪廓和所述至少一個陶瓷柱在組合時與所述發動機部件中的部分完成的冷卻通道的對應表面輪廓相符合；

將所述陶瓷殼插入件插入到所述蠟注射模具中，其中，所述殼插入件的表面與每個陶瓷柱形成所述模腔表面的一部分，每個柱突出到所述模腔中；

將所述模腔用蠟填充以將每個柱包封在所述蠟中；

使所述蠟硬化以產生使所述陶瓷殼插入件和每個柱嵌入在其中的蠟模型；

將所述蠟注射模具移除，硬化的所述蠟模型連同所述插入件的表面和每個陶瓷柱一起與所述部件的表面輪廓相符合；

將硬化的所述蠟模型和已嵌入的陶瓷殼插入件包封在陶瓷漿料中；

燒制所述陶瓷漿料，由此使所述漿料硬化成與所述陶瓷殼插入件接合的外部陶瓷殼并且將所述蠟消去，其中，已接合的所述外部陶瓷殼和陶瓷殼插入件限定了殼內腔，所述殼內腔與包括每個部分完成的冷卻通道的所述發動機部件的輪廓相符合；

將所述殼內腔用熔融的超合金材料填充，并且使所述超合金材料冷卻以在所述殼內腔中形成部件鑄件，所述鑄件包括每個部分完成的冷卻通道；

將所述外部陶瓷殼和包括每個陶瓷柱的陶瓷殼插入件從所述鑄件中移除，從而暴露每個部分完成的冷卻通道；以及

通過將硬化的鑄造超合金材料從所述鑄件中移除來匹配對應的所述部件中對應的已完成的冷卻通道輪廓來完成至少一個冷卻通道。

2.根據權利要求1所述的方法，所述陶瓷殼插入件具有與所述發動機部件中的部分完成的冷卻通道的樣式相對應的多個陶瓷柱。

3.根據權利要求2所述的方法，還包括使已插入的陶瓷柱突出到所述模腔中而不接觸任何其它模腔表面。

4.根據權利要求2所述的方法，還包括將陶瓷芯插入到所述模腔中以及將所述陶瓷殼插入件插入到所述模具中，其中，所述陶瓷殼插入件的表面與所述陶瓷芯處于對置的關系，以在將模腔空隙用蠟填充之前在所述陶瓷殼插入件的表面與所述陶瓷芯之間形成所述模腔空隙。

5.根據權利要求2所述的方法，還包括以所述陶瓷插入件的表面輪廓限定工程化表面特征。

6.根據權利要求2所述的方法，至少一個陶瓷柱以小于90度的角度從所述陶瓷插入件的表面突出。

7.根據權利要求6所述的方法，所述至少一個陶瓷柱以30度至60度之間的角度從所述陶瓷插入件的表面突出。

8.根據權利要求2所述的方法，至少一個陶瓷柱以非線性輪廓從所述陶瓷殼插入件的表面延伸。

9.根據權利要求1所述的方法，還包括通過將所述冷卻通道的路徑內的硬化的鑄造超合金材料從所述部件中移除以使所述冷卻通道完全延伸穿過形成在所述部件鑄件內的壁來完成至少一個冷卻通道。

10.根據權利要求1所述的方法，還包括在完成所述冷卻通道之前在包括所述部分完成的冷卻通道的所述部件鑄件上形成熱障涂層。