[发明专利]用于利用带护套芯形成具有内部通路的构件的方法和组件

说明书

技术领域

本公开的领域大体上涉及具有限定在其中的内部通路的构件，且更具体而言，涉及利用带护套芯形成此种构件。

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，一些构件如燃气涡轮的热气体路径构件经历高温。至少一些构件具有限定在其中的内部通路，以接收冷却流体流，使得构件能够更好地经受高温。另外举例来说，但不作为限制，一些构件在与另一个构件的界面处经历摩擦。至少一些此类构件具有限定在其中的内部通路，以接收润滑剂流来便于减小摩擦。

在模具中形成具有限定在其中的内部通路的至少一些已知的构件，其中陶瓷材料的芯在模具腔内在针对内部通路选择的位置处延伸。在熔化的金属合金被引入陶瓷芯周围的模具腔中且被冷却来形成构件之后，诸如通过化学浸出移除陶瓷芯，以形成内部通路。然而，至少一些已知的陶瓷芯是易碎的，从而导致在无破坏的情况下生产和处理起来难且昂贵的芯。此外，用于形成此种构件的一些模具是通过熔模铸造形成的，且至少一些已知的陶瓷芯缺乏足够的强度以可靠地耐受用于形成用于熔模铸造过程的模型(pattern)的材料的注射，材料诸如但不限于蜡。而且，从铸件构件有效地移除至少一些陶瓷芯是困难且耗时的，尤其对于但不限于，芯的长度与直径比大并且/或者芯基本上非线性的构件。

备选地或此外，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，且在随后的过程中形成内部通路。例如，至少一些已知的内部通路是通过将通路钻到构件中而形成的，诸如但不限于电化学钻孔过程。然而，至少一些此类钻孔过程相对耗时且昂贵。而且，至少一些此种钻孔过程不可形成某些构件设计需要的内部通路曲率。

发明内容

在一个方面中，提供了一种形成构件的方法，该构件具有限定在其中的内部通路。该方法包括相对于模具定位带护套芯。带护套芯包括由第一材料形成的中空结构、设置在该中空结构内的内芯、和至少从内芯的第一端延伸通过内芯的至少一部分的芯通道。该方法还包括将熔融状态下的构件材料引入模具的腔中，使得熔融状态下的构件材料从腔内的带护套芯至少部分地吸收第一材料。该方法还包括在腔中冷却该构件材料以形成构件。内芯限定构件内的内部通路。

在另一方面中，提供了一种用于形成构件的模具组件，该构件具有限定在其中的内部通路。构件由构件材料形成。模具组件包括在其中限定模具腔的模具，和相对于模具定位的带护套芯。带护套芯包括由第一材料形成的中空结构、设置在该中空结构内的内芯、和至少从内芯的第一端延伸通过内芯的至少一部分的芯通道。第一材料能够由熔融状态下的构件材料至少部分地吸收。带护套芯的一部分定位在模具腔内，使得带护套芯的该部分的内芯限定构件内的内部通路的位置。

实施方案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：

相对于模具定位带护套芯，其中，所述带护套芯包括：

中空结构，其由第一材料形成；

内芯，其配置在所述中空结构内；和

芯通道，其至少从所述内芯的第一端延伸通过内芯的至少一部分；

将熔融状态下的构件材料引入所述模具的腔中，使得熔融状态下的所述构件材料从所述腔内的所述带护套芯至少部分地吸收所述第一材料；和

在所述腔中冷却所述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所述内部通路。

实施方案2. 根据实施方案1所述的方法，还包括从所述构件移除所述内芯以形成所述内部通路。

实施方案3. 根据实施方案2所述的方法，其中，移除所述内芯包括使流体流动到所述芯通道中。

实施方案4. 根据实施方案3所述的方法，其中，所述内芯由陶瓷材料形成，且其中，使所述流体流动到所述芯通道中包括使构造成与所述陶瓷材料相互作用的所述流体流动，使得所述内芯通过与所述流体的接触而被从所述构件浸出。

实施方案5. 根据实施方案4所述的方法，其中，所述芯通道从所述第一端延伸至所述内芯的相反的第二端，且使所述流体流动到所述芯通道中包括使所述流体在所述芯通道内的压力下从所述第一端流动到所述第二端。

实施方案6. 根据实施方案1所述的方法，其中，定位所述带护套芯包括定位所述带护套芯，所述带护套芯还包括定位在所述中空结构内的多个间隔件，使得所述芯通道延伸通过所述间隔件中的各个。

实施方案7. 根据实施方案6所述的方法，其中，定位所述带护套芯包括定位所述带护套芯，所述带护套芯还包括由以下材料形成的所述多个间隔件，该材料能够与所述内芯一起且以与所述内芯相同的方式从所述构件选择性地移除。