[發明專利]用于復合部件的不連續模制帶磨損接合部

在審

• 申請號: 201811478112.2
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109882248A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: C·P·圖拉
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/28
• 分類號: F01D5/28;F01D9/02;F01D25/00;B32B5/02;B32B9/00;B32B9/04
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

本發明提供了一種復合部件，包括在所述復合部件與第二部件之間的接合部處提供改進的磨損特性的特征。作為一個實例，復合部件可包括一體地形成的不連續模制帶(DMT)，所述不連續模制帶限定所述部件與第二部件之間的磨損接合部。由所述DMT限定的所述磨損接合部可提供所述復合部件的改進的耐久性，且可促進所述接合部處更均勻的磨損，以及其它益處。還提供用于制造具有不連續模制帶磨損接合部的復合部件的方法。

技術領域

本發明主題主要涉及用于燃氣渦輪發動機的復合部件。更具體地說，本發明主題涉及具有不連續模制帶(discontinuous molded tape)磨損接合部的復合部件和其制造方法。

背景技術

燃氣渦輪發動機通常包括布置成彼此流動連通的風扇和核心。另外，燃氣渦輪發動機的核心通常包括呈串流次序的壓縮機區段、燃燒區段、渦輪區段和排氣區段。在操作中，空氣從風扇提供到壓縮機區段的入口，在所述壓縮機區段，一個或多個軸向壓縮機漸進地壓縮空氣，直到空氣到達燃燒區段為止。燃料與壓縮空氣混合且在燃燒區段內燃燒以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區段傳送到渦輪區段。通過渦輪區段的燃燒氣體流驅動渦輪區段，且接著被傳送通過排氣區段例如到大氣。

更常見的是，陶瓷基質復合(CMC)材料等非傳統高溫材料用于燃氣渦輪發動機內的各種部件。由于CMC材料可耐受相對極端的溫度，因此尤其有意于用CMC材料替換燃燒氣體流動路徑內由傳統材料形成的部件。例如，燃氣渦輪發動機的渦輪區段的噴嘴、轉子葉片和防護罩較通常由CMC材料形成。作為另一實例，燃燒區段的燃燒內襯也較通常由CMC材料形成。此類CMC部件或層壓制件一般由多個單向層片形成，每個單向層片由嵌入于陶瓷基質內的增強材料(例如纖維)形成。

在燃氣渦輪發動機內，某些CMC部件可與例如金屬部件等由其它材料形成的部件接合。舉例來說，渦輪區段的CMC防護罩可與金屬銷直接接合以使防護罩與吊架聯接。作為另一實例，CMC防護罩可與金屬襯套或索環接合，金屬襯套或索環繼而與金屬銷接合以使防護罩與吊架聯接。使金屬部件與CMC部件接合存在數種挑戰。例如，歸因于其層壓構造，CMC部件在CMC-金屬接合部處可能有各向異性磨損特性(anisotropic wearcharacteristics)，且因此，接合部載荷一般不會施加到CMC部件的整個厚度。舉例來說，這可能導致沿著接合部的不均勻磨損。此外，CMC部件通常在其邊緣處具有相對低的層壓應力能力，從而使得CMC底層的層片容易出現邊緣負載剝落和層片脫層。已實施金屬襯套或索環來解決這些問題，但其引發大量空間需求且使復雜性和成本增大。此外，金屬襯套或索環還通常與底層結構層片直接接合，且因此許多相同的挑戰可能繼續存在。

因此，例如CMC部件等包括能解決一個或多個指出的挑戰的特征的復合部件將是有用的。具體地說，尤其包括改進復合部件的磨損接合部特性的特征的復合部件將是有益的。

發明內容

本發明的各方面和優勢將部分地在以下描述中闡述，或可從所述描述顯而易見，或可通過實踐本發明而習得。

在一個示范性實施例中，提供一種用于燃氣渦輪發動機的部件。所述部件包括由多個層片形成的結構層壓制件，所述多個層片由嵌入于基質材料內的增強纖維構成。此外，所述部件包括不連續模制帶(DMT)，其附接到所述結構層壓制件且包括嵌入于基質材料內的多個增強碎片，其中所述DMT限定磨損接合部。

在另一示范性實施例中，提供一種用于制造復合部件的方法。所述方法包括疊置一個或多個層片以形成結構層壓制件，所述一個或多個層片由嵌入于基質材料內的增強纖維構成。另外，所述方法包括將不連續模制帶(DMT)附接到所述結構層壓制件，所述DMT由嵌入于基質材料內的多個增強碎片構成，其中所述DMT限定磨損接合部。