[发明专利]用于使用格子结构形成具有内部通路的构件的方法和组件

说明书

本发明涉及用于使用格子结构形成具有内部通路的构件的方法和组件，具体而言，提供了用于形成具有限定于其中的内部通路(82)的构件(80)的模具组件(301)。构件由构件材料(78)形成。模具组件包括在其中限定模腔(304)的模具(300)。模具组件也包括选择性地至少部分地定位在模具模腔内的格子结构(340)。格子结构由在格子结构的至少一个区域(380)中具有选择性地变换的成分的第一材料(322)形成。通道(344)穿过格子结构限定，并且核心(324)定位在通道中，使得当构件形成于模具组件中时，核心的至少一部分(315)在模具模腔内延伸并且限定内部通路。

技术领域

本公开的领域总体涉及具有限定于其中的内部通路的构件，并且更具体地涉及用于形成这样的构件的模具组件和方法，其使用格子结构来定位限定内部通路的核心。

背景技术

一些构件要求在其中限定内部通路，例如，为了执行预期的功能。例如，但不具有限制性的是，一些构件，比如燃气涡轮的热气体路径构件会经受高温。至少一些这样的构件具有限定于其中的内部通路，用以接受冷却流体流，使得构件能够更好地耐受高温。出于另一示例，但不具有限制性的是，一些构件是在与另一构件的接口处经受摩擦。至少一些这样的构件具有限定于其中的内部通路，用以接受润滑剂流，用以有助于减少摩擦。

具有限定于其中的内部通路的至少一些已知的构件被形成于模具中，其中陶瓷材料的核心在对于内部通路选择的位置处在模腔内延伸。在熔融的金属合金被引入模腔内围绕陶瓷核心并且冷却以形成构件之后，陶瓷核心被移除，比如通过化学淋滤，以形成内部通路。然而，至少一些已知的核心难以关于模腔精确地定位，导致对于形成的构件降低的收获率。例如，被用于形成这样的构件的一些模具是通过熔模铸造形成的，其中材料，比如，但不限于，蜡，被用于形成用于熔模铸造工艺的构件的图案，并且至少一些已知的核心难以关于被用于形成图案的母模子的模腔而精确地定位。而且，至少一些已知的陶瓷核心是脆性的，导致核心的生产和无损坏的处理是困难并且昂贵的。例如，至少一些已知的陶瓷核心缺乏足够的强度以可靠地耐受用以形成图案的图案材料的注入，用以形成模具的图案的重复的浸渍，和/或熔融的金属合金的引入。

而且，至少一些已知的构件对铸造和/或操作使用具有在整个构件上局部地变化的材料特性要求，并且被用于形成构件的金属合金的化学性质基于这样的局部材料特性要求的平衡而选择。然而，被选择为满足构件的第一区域中的第一局部材料性能要求的所选的合金化学性质潜在地减少了构件的第二区域中的第二局部材料特性要求。

备选地或另外地，具有限定于其中的内部通路的至少一些已知的构件初始地形成为没有内部通路，并且内部通路是在后来的工艺中形成的。例如，至少一些已知的内部通路是通过在构件中钻出通路形成的，比如，但不限于，使用电化学钻出工艺。然而，至少一些这样的钻出工艺是相对耗费时间的和昂贵的。而且，至少一些这样的钻出工艺不能产生对某些构件设计所要求的内部通路弯曲。

发明内容

在一个方面，提供了模具组件，用于形成具有限定于其中的内部通路的构件。构件是由构件材料形成的。模具组件包括在其中限定模腔的模具。模具组件也包括至少部分地在模腔内选择性地定位的格子结构。格子结构是由第一材料形成的，所述第一材料在格子结构的至少一个区域中具有选择性地变换的成分。通道由格子结构限定，并且核心定位在通道中，使得核心的至少一部分在模腔内延伸，并且当构件在模具组件中形成时限定内部通路。

在另一方面，提供了形成具有限定于其中的内部通路的构件的方法。该方法包括，至少部分地在模具的模腔内选择性地定位格子结构。格子结构是由第一材料形成的，所述第一材料在格子结构的至少一个区域中具有选择性地变换的成分。核心定位在穿过格子结构限定的通道中，使得核心的至少一部分在模腔内延伸。该方法也包括，将处于熔融状态的构件材料引入模腔，并且在模腔中冷却构件材料，以形成构件。至少核心的部分在构件中限定内部通路。

技术方案1. 一种用于形成具有限定于其中的内部通路的构件的模具组件，所述构件由构件材料形成，所述模具组件包括：