[发明专利]用于形成具有限定在其中的内部通路的构件的方法及组件

说明书

本发明涉及用于形成具有限定在其中的内部通路的构件的方法及组件。具体而言，一种形成具有限定于其中的内部通路(82)的构件(80)的方法(1900)包括将套芯(310)关于模具(300)定位(1902)。套芯包括由至少第一材料(322)和第二材料(362)形成的中空结构(320)，以及设置在中空结构内的内芯(324)。该方法还包括将熔化状态中的构件材料(78)引入(1904)模腔(304)中，以及冷却(1906)腔中的构件材料以形成构件。内芯限定构件内的内部通路。

技术领域

本公开内容的领域大体上涉及具有限定在其中的内部通路的构件，且更具体地涉及使用多种材料形成限定内部通路的内壁。

背景技术

一些构件需要限定在其中的内部通路，例如，以便执行预期的功能。例如但不作为限制，一些构件(诸如燃气涡轮的热气路构件)受到高温。至少一些这样的构件具有限定在其中的内部通路以接收冷却流体流，使得构件能够更好经受高温。对于另一个示例，但不通过限制，一些构件在与另一个构件的对接处受到摩擦。至少一些这样的构件具有限定在其中的内部通路以接收润滑剂流而便于减小摩擦。

具有限定在其中的内部通路的至少一些已知的构件在模具中形成，其中陶瓷材料的芯在模腔内在针对内部通路选择的位置处延伸。在熔化的金属合金引入陶瓷芯周围的模腔中且冷却以形成构件之后，陶瓷芯除去(诸如通过化学浸出)以形成内部通路。备选地或另外地，具有限定在其中的内部通路的至少一些已知的构件首先形成为没有内部通路，且内部通路在后续过程中形成。例如，至少一些已知的内部通路通过将通路钻到构件中来形成，诸如但不限于，使用电化学钻孔过程。在各种情况中，限定内部通路的内壁由用于形成构件的金属合金限定。因此，例如，如果内壁限定特定点处的应力集中，则用于铸造整个构件的金属合金必须选择成满足该特定点处的相对较高的强度需要，潜在地增加构件的成本。

此外，具有限定在其中的内部通路的至少一些已知的构件在涂层施加至内壁之后呈现出预期功能的改善性能。然而，将此涂层完全和/或均匀施加到某些内部通路(诸如但不限于特征为高度非线性、复杂截面和/或较大长度与直径比的内部通路)可能是困难或成本过高的。

发明内容

一方面，提供了一种形成具有限定在其中的内部通路的构件的方法。该方法包括将套芯关于模具定位。套芯包括由至少第一材料和第二材料形成的中空结构，以及设置在中空结构内的内芯。该方法还包括将熔化状态中的构件材料引入模腔中，以及冷却腔中的构件材料以形成构件。内芯限定构件内的内部通路。

另一方面，提供了一种用于形成具有限定在其中的内部通路的构件的模具组件。模具组件包括在其中限定模腔的模具，以及关于模具定位的套芯。套芯包括由至少第一材料和第二材料形成的中空结构，以及设置在中空结构内的内芯。内芯定位成在熔化状态中的构件材料引入模腔中且冷却而形成构件时限定构件内的内部通路。

技术方案1. 一种形成具有限定在其中的内部通路的构件的方法，所述方法包括：

将套芯关于模具定位，其中所述套芯包括：

由至少第一材料和第二材料形成中空结构；以及

设置在所述中空结构内的内芯；

将熔化状态中的构件材料引入所述模具的腔中；以及

冷却所述腔中的构件材料以形成所述构件，其中所述内芯限定所述构件内的内部通路。

技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述将构件材料引入所述腔中包括引入所述构件材料，使得在所述构件形成之后，所述内芯附近的所述第二材料的浓度足以沿限定所述构件内的内部通路的内壁的至少一部分形成与所述第二材料相关联的至少一个材料特征。

技术方案3. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述将构件材料引入所述腔中包括引入所述构件材料，使得在所述构件形成之后，所述第二材料内衬限定所述构件内的内部通路的内壁的至少一部分。