專利名稱：葉片外部空氣密封裝置的可制造并可檢查的冷卻微回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造葉片外部空氣密封裝置(BOAS)的方法以及由此制造的BOAS。
背景技術(shù)：
迄今為止，冷卻微回路的可用技術(shù)依賴以及由雙壁結(jié)構(gòu)中的耐高溫金屬芯設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。耐高溫金屬芯具有升高的熔融溫度，從而使得濾出和在葉片壁內(nèi)形成復(fù)雜微回路通道之前熔模鑄造過程中的處理變得理想(因此術(shù)語為雙壁結(jié)構(gòu))。
以這種方式形成冷卻微回路的一個(gè)難點(diǎn)在于，缺少簡單的到達(dá)微回路的方式以進(jìn)行檢查。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在BOAS中制造冷卻微回路的方法，使其本身易于檢查形成的微回路。
根據(jù)本發(fā)明，提供了在BOAS中制造冷卻微回路的方法。該方法大致包括的步驟有形成具有第一露出內(nèi)壁的葉片外部空氣密封裝置的第一部分、形成具有第二露出內(nèi)壁的葉片外部空氣密封裝置的第二部分，以及在第一和第二露出內(nèi)壁的至少一個(gè)上形成至少一個(gè)冷卻微回路。
另外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種葉片外部空氣密封裝置。該葉片外部空氣密封裝置包括鑄造的第一部分、鑄造的第二部分、至少一個(gè)冷卻微回路夾在第一和第二部分之間，以及在第一和第二部分之間的配合表面夾層。
用于葉片外部空氣密封裝置的可制造并可檢查的該冷卻微回路的其他細(xì)節(jié)，以及它帶來的其他目的和優(yōu)點(diǎn)，都在隨后的詳細(xì)敘述和附圖中進(jìn)行闡述，其中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。


圖1是示出了葉片外部空氣密封裝置的位置的橫剖面視圖；圖2示出了冷卻通道的微回路芯；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的帶有分隔線結(jié)構(gòu)的微回路制造方法；以及圖4示出了用于將葉片外部空氣密封裝置各部分連接在一起的瞬時(shí)液相結(jié)合技術(shù)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖，圖1示出了燃?xì)廨啓C(jī)10的一部分，示出了葉片外部空氣密封裝置12的位置。
圖2示出了可以用在葉片外部空氣密封裝置12中的典型的冷卻微回路50。應(yīng)當(dāng)明白，該微回路只是作為示例，其它類型的微回路也可以用在葉片外部空氣密封裝置12中。該微回路50具有前緣微回路52、后緣微回路54以及側(cè)面微回路56和58。各微回路52具有一個(gè)或多個(gè)冷卻流體入口60、由內(nèi)容內(nèi)部特征64形成的多個(gè)通道62、以及多個(gè)出口66。該內(nèi)部特征64可以為任何想要的形狀。例如，內(nèi)部特征64可以為圓柱形的底座或者橢圓形的底座?？梢杂貌煌螤畹膬?nèi)部特征64形成冷卻通道62，從而優(yōu)化特定微回路中的冷卻。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明在葉片外部空氣密封裝置12中形成冷卻微回路50的方式。首先，由兩個(gè)部分70和72形成葉片外部空氣密封裝置12。部分70和72可以由任何適合的材料制成，例如鎳基合金、鈷基合金、鐵基合金或者鈦基合金，并且優(yōu)選是使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何適合的技術(shù)進(jìn)行鑄造，其方式為露出相應(yīng)的內(nèi)壁74和76。從圖3中可看到，兩個(gè)部分70和72可以沿著分隔線78分開。該分隔線78可以形成為通過微回路50的中間。這種情況下，一部分微回路50可以在各內(nèi)壁74和76上形成。在較佳實(shí)施例中，分隔線78正好在微回路50上方通過。分隔線78的位置是由作用跨過結(jié)合表面的應(yīng)力確定的。優(yōu)選的，該分隔線位于該應(yīng)力最小的位置。
微回路50的內(nèi)部特征64可以使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何適合的技術(shù)在內(nèi)部74和76的一個(gè)或兩個(gè)上形成。例如，制造內(nèi)部特征64可以由金屬基體組合物使用預(yù)合金化粉末等離子噴涂以增大厚度并隨后進(jìn)行表面拋光加工控制。
或者，制造內(nèi)部特征64可以通過熱加工、表面研磨以及化學(xué)蝕刻的組合從而達(dá)到最終的厚度。由于內(nèi)壁74和76完全露出，可以根據(jù)耐久性和制造工藝找到最佳的冷卻布局。這也使得微回路50可以在單壁產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)微回路只在壁74和76中的一個(gè)形成時(shí)，蓋板80位于微回路上面。該蓋板80可以由與葉片外部空氣密封裝置相同的材料或者與內(nèi)部特征64相同的材料形成，或者現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它任何適合的材料形成。可以使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何結(jié)合技術(shù)將蓋板80結(jié)合在其位置上。優(yōu)選的，可以使用固態(tài)擴(kuò)散結(jié)合處理將蓋板80連接到內(nèi)部特征64上。
現(xiàn)在參考圖4，在最后的步驟中，通過使用現(xiàn)有技術(shù)已知的任何適合的結(jié)合工藝將部分70和72連接在一起，從而將葉片外部空氣密封裝置沿著分隔線78進(jìn)行裝配。在較佳實(shí)施例中，用于將70和72部分連接在一起的結(jié)合處理是瞬時(shí)液相結(jié)合處理，其中使用箔片84生成配合的表面夾層82，它是用帶有接近母金屬成分的合金金屬的夾層薄膜與熔點(diǎn)抑制劑一起沉積而成。帶有母葉片的薄夾層82結(jié)合并且同時(shí)加熱從而產(chǎn)生液體夾層。在該溫度，發(fā)生了迅速的擴(kuò)散。夾層成分中的最終變化造成了該溫度的等溫凝固結(jié)合。后期的結(jié)合熱處理可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步擴(kuò)散從而形成理想的連接，該連接在微結(jié)構(gòu)和化學(xué)上等價(jià)于母基材金屬。結(jié)合線的再熔融溫度可類似于葉片基材的熔融溫度。有效地，結(jié)合區(qū)域的機(jī)械性能接近于葉片基材。由于在分隔線78降低了最終的性能，其位置位于工作應(yīng)力最小的位置。如前所述，BOAS部分優(yōu)選地位于結(jié)合表面上應(yīng)力最小的區(qū)域上。
如圖3所示，在鑄造部分70和72的過程中，具有陶瓷芯90。在部分70和72已經(jīng)連接之后，該陶瓷芯可以移除，優(yōu)選的是用化學(xué)技術(shù)移除。
盡管只示出了一條分隔線78，如果需要，可以靠多個(gè)分隔線將BOAS部分分開。
本發(fā)明方法的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是易于制造BOAS以及其內(nèi)部冷卻微回路。另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是在裝配BOAS之前可以制造和檢查內(nèi)部冷卻微回路。
權(quán)利要求
1.一種在葉片外部空氣密封裝置中制造冷卻微回路的方法，大致包括的步驟有形成具有第一露出內(nèi)壁的葉片外部空氣密封裝置的第一部分；形成具有第二露出內(nèi)壁的葉片外部空氣密封裝置的第二部分；以及在第一和第二露出內(nèi)壁的至少一個(gè)上形成至少一個(gè)冷卻微回路。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于第一部分和第二部分是由鑄造形成。
3.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括在各個(gè)第一和第二露出內(nèi)壁上形成至少一個(gè)冷卻微回路。
4.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述形成至少一個(gè)冷卻微回路的步驟包括，由金屬基體合成物使用預(yù)合金化粉末等離子噴涂厚度并隨后進(jìn)行表面拋光加工控制來形成所述至少一個(gè)微回路的內(nèi)部特征。
5.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述形成至少一個(gè)微回路的步驟包括，通過熱加工、表面研磨以及化學(xué)研磨至達(dá)到最終的厚度形成所述至少一個(gè)微回路的內(nèi)部特征。
6.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括將蓋子放置到所述至少一個(gè)冷卻微回路上，并且將所述蓋子結(jié)合到所述至少一個(gè)冷卻微回路的內(nèi)部特征上。
7.如權(quán)利要求6的方法，其特征在于所述蓋子結(jié)合步驟包括，使用固態(tài)擴(kuò)散結(jié)合處理將所述蓋子結(jié)合到所述內(nèi)部特征上。
8.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于在形成所述至少一個(gè)冷卻微回路之后還包括將所述第一部分連接到所述第二部分上。
9.如權(quán)利要求8的方法，其特征在于所述連接步驟包括使用瞬時(shí)固相結(jié)合技術(shù)將所述第一部分沿著至少一條分隔線連接到所述第二部分上。
10.如權(quán)利要求9的方法，其特征在于還包括對所述葉片外部空氣密封裝置進(jìn)行后期結(jié)合熱處理從而造成額外的擴(kuò)散。
11.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述至少一個(gè)微回路形成步驟包括形成具有前緣冷卻微回路和后緣冷卻微回路的微回路。
12.如權(quán)利要求11的方法，其特征在于所述至少一個(gè)微回路形成步驟還包括形成至少一個(gè)側(cè)緣冷卻微回路。
13.一種葉片外部空氣密封裝置，包括鑄造的第一部分；鑄造的第二部分；至少一個(gè)冷卻微回路，夾在所述第一和第二部分之間；以及在所述第一和第二部分之間的配合表面夾層。
14.如權(quán)利要求13的葉片外部空氣密封裝置，其特征在于所述至少一個(gè)冷卻微回路具有前緣微回路和后緣微回路。
15.如權(quán)利要求14的葉片外部空氣密封裝置，其特征在于所述至少一個(gè)冷卻微回路具有至少一個(gè)側(cè)面微回路
16.如權(quán)利要求13的葉片外部空氣密封裝置，其特征在于還包括在所述至少一個(gè)冷卻微回路上的蓋板。
17.如權(quán)利要求16的葉片外部空氣密封裝置，其特征在于用固態(tài)擴(kuò)散結(jié)合處理將所述蓋板結(jié)合到所述至少一個(gè)冷卻微回路上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在葉片外部空氣密封裝置中制造冷卻微回路的方法。該方法大致包括的步驟有形成具有第一露出內(nèi)壁的葉片外部空氣密封裝置的第一部分，形成具有第二露出內(nèi)壁的葉片外部空氣密封裝置的第二部分，以及在第一和第二露出內(nèi)壁的至少一個(gè)上形成至少一個(gè)冷卻微回路。
文檔編號(hào)F04D29/00GK1923408SQ20061012663
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者F·昆哈, O·P·夏爾馬, E·F·皮特拉什基維茨 申請人:聯(lián)合工藝公司