专利名称：带有冷却通道的构件和制造方法
技术领域：
本发明大体而言涉及燃气涡轮发动机，且尤其涉及其中的微通道冷却。
背景技术：
在燃气涡轮发动机中，空气在压缩机中被加压且在燃烧器中与燃料混合以生成热燃烧气体。从向压缩机提供动力的高压涡轮(HPT)和向涡轮风扇飞行器发动机应用中的风扇提供动力或者向用于海洋和工业应用的外轴提供动力的低压涡轮(LPT)中的气体提取
倉tfi。发动机效率随着燃烧温度升高而提高。但是，燃烧气体沿着其流动路径加热各个构件，而各个构件需要被冷却以实现较长的发动机寿命。通常，热气体路径构件由自压缩机抽出的空气来冷却。这种冷却过程降低了发动机效率，因为抽出的空气并不用于燃烧过程。燃气涡轮发动机冷却技术是成熟的且包括用于冷却回路的各个方面和各种热气体路径构件中特点的许多专利。例如，燃烧器包括径向外衬套和内衬套，外衬套和内衬套在操作期间需要冷却。涡轮喷嘴包括支承于外带与内带之间的中空静叶，其也需要冷却。涡轮转子叶片为中空的且通常在其中包括冷却回路，且叶片由涡轮护罩包围，涡轮护罩也需要冷却。热燃烧气体通过排气口排放，排气口也可被加衬且合适地冷却。在所有这些示例性燃气涡轮发动机构件中，高强度超合金金属的薄壁通常用于减小构件重量且最小化对其冷却的需要。各种冷却回路和特点被定制用于在发动机中其相对应环境中的这些个别构件。例如，一系列内部冷却通路或蛇形管可形成于热气体路径构件中。冷却流体可从增压区提供给蛇形管，且冷却流体可通过通路流动，从而冷却热气体路径构件基板和任何相关联的涂层。但是，这种冷却策略通常导致比较低的传热速度和不均匀的构件温度分布。微通道冷却通过将冷却尽可能地靠近受热区域放置而具有显著地减轻冷却需求的可能，因此对于给定传热速率减小了在主承载基板材料的热侧与冷侧之间的温度差异。对于某些应用，需要形成具有窄开口的通道(相对于通道的液压直径)使得涂层更易于桥接通道。例如，近来提出使用研磨液射流来机械加工微通道。但在一些情况下，形成足够窄的通道顶部(限制的开口)常常是有挑战性的，因为当液体射流喷嘴孔口的大小小于约10mil (O. 0254 mm)时，研磨性粒子可堵塞喷嘴，可能导致尺寸公差损失，机械加工缺陷或机器可操作性的损失。因此需要形成具有减小开口(相对于通道的液压直径)的通道以便于跨过通道开口施加桥接涂层。
发明内容
本发明的一方面在于一种制造方法，其包括在构件中形成一个或多个凹槽，该构件包括带有外表面的基板。基板具有至少一个内部空间。每个凹槽至少部分地沿着基板延伸且具有基部和顶部。该制造方法还包括加工构件的中间表面使得邻近相应凹槽的至少一个边缘的表面塑性变形，从而减小跨过凹槽顶部的距离。本发明的另一方面在于一种制造方法，其包括在构件中形成一个或多个凹槽，该构件包括带有外表面的基板。基板具有至少一个内部空间。每个凹槽至少部分地沿着基板延伸且具有基部和顶部。该制造方法还包括加工构件的中间表面以将凹槽附近的中间表面形成塑性刻面(plastically facet)。本发明的又一方面在于一种构件，其包括基板，其包括外表面和内表面，其中内表面限定至少一个中空的内部空间。该构件限定一个或多个凹槽。每个凹槽至少部分地沿着基板延伸且具有基部和顶部，且每个凹槽在其相应顶部变窄使得每个凹槽包括凹腔形凹槽(re-entrant shaped groove)。构件的中间表面在相应凹槽附近形成刻面。一个或多个接入孔穿过相应凹槽的基部形成，以将凹槽连接成与相应中空内部空间流体连通。该构件还包括至少一个涂层，其置于基板的表面的至少一部分上，凹槽和涂层一起限定用于冷却该构件的一个或多个凹腔形通道。
当参看附图来阅读本发明下文的详细描述时，本发明的这些和其它特点、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中，相似的附图标记表示相似的部件，其中
图1是燃气涡轮系统的示意图2为根据本发明的方面的具有带凹腔形冷却通道的示例翼型件构造的示意截面图；图3为带有凹腔形冷却通道的冷却回路的一部分的示意截面图4以透视图示意性地描绘了沿着基板的表面部分地延伸的三个示例微通道和到相应膜冷却孔的通道冷却剂；
图5为图4的示例微通道之一的截面图，且示出了从接入孔向膜冷却孔输送冷却剂的微通道；
图6示意性地描绘了用于在凹槽的排放端形成凹槽和锥形脱离区的示例工具加工路径(tooling path)；
图7示意性地描绘了在机械加工后表面处理(post-machining surface treatment)之前的示例凹腔形冷却通道；
图8示意性地描绘了在所处理的表面中引入不平度的机械加工后表面处理之后的图7的凹腔形冷却通道；
图9为在机械加工后表面处理之前具有开口大小D1的示例凹腔形冷却通道的截面图；图10为在机械加工后表面处理之后具有减小到D2的开口大小的图9的凹腔形冷却通道的截面图；以及
图11示出了带有形成于结构化涂层中的可渗透槽的凹腔形通道。部件列表
10燃气涡轮系统12压缩机
14燃烧器16涡轮18轴20燃料喷嘴54结构涂层的内层
55结构涂层的内层的外表面(中间表面)
56外涂层(外结构涂层)
100热气体路径构件110基板
112基板外表面(中间表面)
114内部空间
116基板的内表面
130冷却通道
132凹槽
135凹槽边缘
134凹槽基部
140接入孔
144多孔间隙
146凹槽的顶部(开口)
150涂层160研磨液射流170排放端172膜冷却孔174膜出射孔。
具体实施例方式如本文所用的术语“第一、“第二”和类似词语并不表示任何顺序、量或重要性，而是用于区分一个元件与另一个元件。术语“一”在本文中并不表示对于数量的限制，而是表示存在所提及的物品中的至少一个。结合量使用的修饰词“约(大约)”包括所提到的值且具有上下文决定的意义(例如，包括与特定量的测量相关联的误差程度)。此外，术语“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物和类似物。此外，在本说明书中，未具体限定数量的术语通常包括该术语的单数和复数，从而包括该术语的一个或多个(例如，“通路孔”可包括一个或多个通路孔，除非另外规定)。在整个说明书中对“一个实施例”，“另一实施例”，“一实施例”等提及表示结合该实施例所描述的特定元件(例如，特点、结构和/或特征)包括于本文所述的至少一个实施例中且可或可不存在于其它实施例中。同样，对于“特定构造”的提及表示结合该构造所描述的特定元件(例如，特点、结构和/或特征)包括于本文所述的至少一个构造中且可或可不存在于其它构造中。此外，应了解所描述的发明特点可在各种实施例和构造中以任何合适方式组合。图1是燃气涡轮系统10的示意图。该系统10可包括一个或多个压缩机12、燃烧器14、涡轮16、和燃料喷嘴20。该压缩机12和涡轮16可由一个或多个轴18联接。轴18可为单个轴或联接在一起以形成轴18的多个轴段。燃气涡轮系统10可包括多个热气体路径构件100。热气体路径构件可为至少部分地向穿过该系统10的高温气流暴露的该系统10的任何构件。例如，动叶组件(也被称作叶片或叶片组件)，喷嘴组件(也被称作静叶或静叶组件)、护罩组件、过渡件、固定环和压缩机排气构件全都为热气体路径构件。但应了解本发明的热气体路径构件100并不限于上述示例，而是可为至少部分地向高温气流暴露的任何构件。另外，应了解本公开的热气体路径构件100并不限于燃气涡轮系统10中的构件，而是可为可向高温流暴露的任何机械零件或其构件。当热气体路径构件100向热气流暴露时，热气体路径构件100由热气流加热且可到达使热气体路径构件100基本上降级或失效的温度。因此，为了允许系统10利用高温热气流操作，提高系统10的效率，性能和/或延长寿命，需要用于热气体路径构件100的冷却系统。一般而言，本公开内容的冷却系统包括形成于热气体路径构件100的表面中的一系列小通道或微通道。对于工业大小的发电涡轮构件，“小”或“微”通道尺寸将涵盖在O. 25_至1. 5_范围的近似深度和宽度，而对于航空型涡轮构件，通道尺寸将涵盖在O.1至
O.5_范围的近似深度和宽度。热气体路径构件可具备保护涂层。冷却流体可从增压区提供给通道且冷却流体可通过通道流动，从而冷却热气体路径构件。参看图2至图11来描述制造方法。如例如图2所示，该制造方法包括在构件100中形成一个或多个凹槽132，构件100包括带有外表面112的基板110。如图2所示，基板110具有至少一个内部空间114。如例如在图4和图5中所示，每个凹槽132至少部分地沿着基板110延伸且具有基部134和顶部146。对于图4所示的构造，每个凹槽在其相应顶部变窄使得每个凹槽包括凹腔形凹槽132。凹腔形凹槽在共同转让的美国专利申请序列号 12/943，624,R. Bunker等人“Components with re-entrant shaped cooling channelsand methods of manufacture”中讨论,该专利申请以其全文引用的方式结合到本文中。尽管凹槽被示出为具有直壁，但凹槽132可具有任何构造，例如它们可为直的，弯的或具有多个弯曲。基板110通常在形成凹槽132之前浇注。如在美国专利5，626，462，Melvin R.Jackson等人“Double-wall airfoil”(其全文结合到本文中)中所讨论的那样，基板110可由任何合适材料形成。取决于构件100的预期的应用，此可包括Ni基、Co基和Fe基超合金。Ni基合金可为包括Y和Y’相的那些，特别是包含Y和Y’相的那些Ni基超合金，其中Y’相占该超合金体积的至少40%。由于包括高温强度和高温抗蠕变性的所需性质的组合，已知这样的合金是有利的。基板材料也可包括NiAl金属间合金，因为也已知这些合金具有优良性质的组合，包括高温强度和高温抗蠕变性，其有利地在用于飞行器的涡轮发动机应用中使用。在Nb-基合金的情况下，具有优良抗氧化性的涂层Nb-基合金将为优选的，特别是包括 Nb-(27-40)T1-(4. 5-10. 5)Al-(4. 5-7. 9)Cr-(1. 5-5. 5)Hf-(0-6) V 的那些合金，其中组合物的范围为原子百分比。基板材料也可包括含有至少一种二次相的Nb-基合金，诸如包含硅化物、碳化物或硼化物的含Nb的金属间化合物。这样的合金为延性相(即，Nb基合金)和强化相(即，包含Nb的金属间化合物)的复合物。对于其它布置，基板材料包括钥基合金，诸如基于具有Mo5SiB2和Mo3Si第二相的钥(固溶体)的合金。对于其它构造，基板材料包括陶瓷基质复合物，诸如利用SiC纤维加强的碳化硅(SiC)基质。对于其它构造，基板材料包括TiAl-基金属间化合物。
对于图9和图10所示的示例工艺，制造方法还包括加工构件100的中间表面112、55以使得邻近相应凹槽13的至少一个边缘135的表面塑性变形。例如在图10中示出了所得到的加工的中间表面112且如图9至图10所示，由于加工而减小了跨过凹槽132的顶部146的距离。有益地，通过减小跨过凹槽顶部的距离，制造方法改进了涂层直接桥接开口的能力(即，无需使用牺牲性填料)。通过减少机械加工规范之一，制造方法可降低通道的机械加工成本。可使用多种技术形成凹槽132。用于形成凹槽132的示例技术包括研磨液射流，插入电化学机械加工(ECM)、利用旋转电极的放电机械加工(EDM)(铣削EDM)和激光机械加工。示例激光机械加工技术描述于在2010年I月29日提交的共同转让的美国专利申请序列号 12/697，005,“Process and system for forming shaped air holes”中,该专利申请以其全文引用的方式结合到本文中。示例EDM技术描述于在2010年5月28日提交的共同转让的美国专利申请序列号 12/790，675,“Articles which include chevron film coolingholes, and related processes”中，该专利申请以其全文引用的方式结合到本文中。对于特定工艺，使用研磨液射流160形成凹槽(图6)。示例水射流钻进工艺和系统在2010年5月28日提交的共同转让的美国专利申请序列号No. 12/790，675，“Articleswhich include chevron film cooling holes, and related processes，，中提供，其以其全文引用的方式结合到本文中。如在美国专利申请序列号12/790，675中所解释的那样，水射流工艺通常利用悬浮于高压水流中的研磨粒子(例如，研磨性“砂砾”)高速流。水压可显著变化，但常常在约35至620MPa的范围。可使用多种研磨材料，诸如石榴石，氧化铝、碳化硅和玻璃珠。有益地，研磨液射流机械加工技术的能力便于分阶段移除材料来改变深度，并控制成形。这允许将进给通道的内接入孔140钻进为恒定截面的直孔，成形的孔(椭圆形等)或者会聚或发散的孔，如图所示的那样。此外且如在美国专利序列号12/790，675中所解释的那样，水射流系统可包括多轴线计算机数控(CNC)单元210 (图6)。CNC系统本身为本领域中已知的且例如在美国专利公开第1005/0013926 (S. Rutkowski等人)中描述，该专利公告以引用的方式结合到本文中。CNC系统允许切割工具沿着多个X、Y和Z轴线以及旋转轴线移动。参看图9和图10，可使用多种技术中的一种或多种技术来加工构件100的中间表面112、55，这些技术包括(但不限于)对中间表面112，55进行喷丸冲击强化处理，对中间表面112，55进行水射流冲击强化处理；对中间表面112，55进行片状物冲击强化处理(flapper peening);对中间表面112，55进行重力冲击强化处理；对中间表面112，55进行超声冲击强化处理；对中间表面112，55进行抛光；对中间表面112，55进行低塑性抛光；以及对中间表面112，55进行激光冲击强化处理，以使得凹槽边缘135塑性变形，从而减小跨过凹槽132顶部146的距离。对于特定工艺，通过喷丸强化来加工构件100的中间表面112、55。此外，喷丸强化通常在构件100的中间表面112、55中引入多个表面不平度。有益地，表面不平度可辅助桥接沉积于表面上的涂层且特别是使用离子等离子体沉积、电子束物理气相沉积和溅镀等沉积的涂层。对于其它工艺，通过抛光中间表面112、55来对构件100的中间表面112、55进行加工。可采用多种抛光技术，取决于表面处理的材料和所需的变形。抛光技术的非限制性示例包括例如使用轧辊、销或球来塑性摩擦构件的中间表面，以及低塑性抛光。跨过凹槽顶部的距离将根据具体应用而不同。但是，对于特定构造而言，在加工构件100的中间表面112、55之前，跨过凹槽132顶部146的距离在约8至25 mil (O. 2至O. 6mm)的范围，且在加工了中间表面122、55之后，跨过凹槽132顶部146的距离在约O至15mil (O至O. 4 mm)的范围。对于特定工艺，加工构件100的中间表面112、55的步骤还在凹槽132附近的中间表面112、55形成刻面。如本文所用的“形成刻面”应理解为使得凹槽附近的中间表面在图10的圆圈区域中向内倾斜，如图所示。凹槽132可形成于基板110(图2至图8)或者结构涂层54的内层中，如在下文中参看图11所描述的那样。对于在基板110中形成凹槽132的工艺，被加工的中间表面112包括基板110的外表面112，如例如图9和图10中所示的那样。即，加工基板110的外表面112以使得相应凹槽132的至少一个边缘135变形，如图9 (在加工之前)和图10 (在加工之后)所示。如例如图4、图5和图11所示的那样，制造方法还可包括将涂层150沉积在构件110的中间表面112 (参看图4和图5)、55(参看图11)的至少一部分上。凹槽132和涂层150限定用于冷却该构件100的一个或多个通道130。涂层150包括合适材料且粘结到构件上。对于特定构造，就工业构件而言，涂层150具有在O.1至2. O毫米范围，且更特别地在O. 2至I毫米范围且仍更特别地在O. 2至O. 5毫米范围的厚度。就航空构件而言，这个范围通常为O.1毫米至O. 25毫米。但是，取决于特定构件100的要求，可利用其它厚度。涂层150包括结构涂层且还可包括可选的额外涂层。涂层可使用多种技术来沉积。对于特定工艺，通过执行离子等离子体沉积(阴极电弧)来沉积结构涂层。示例离子等离子体沉积设备和方法提供于共同转让的美国公开的专利申请No. 10080138529, Weaver等人，“Method and apparatus for cathodic arc ion plasma deposition，，中，该专利申请以其全文引用的方式结合到本文中。简言之，离子等离子体沉积包括将涂层材料形成的可消耗的阴极置于真空腔室内的真空环境内，在真空环境内提供基板110，向阴极供应电流来在阴极表面上形成阴极电弧，导致自阴极表面的涂层材料的电弧引起的腐蚀；以及在基板表面112上沉积自阴极的涂层材料。使用离子等离子体沉积而沉积的涂层的非限制性示例包括结构涂层以及粘结涂层和抗氧化剂涂层，如参考美国专利No. 5, 626, 462, Jackson等人“Double-wallairfoil ”在下文中更详细地讨论的那样。对于某些热气体路径构件100，结构涂层包括镍基或钴基合金，且更特别地包括超合金或(Ni，Co) CrAH合金。例如，在基板材料为包含Y和Y'相的Ni基超合金的情况下，结构涂层可包括相似的材料组合物，如参考美国专利No.5，626，462在下文更详细地讨论的那样。对于其它工艺构造，通过执行热喷涂工艺和冷喷涂工艺中的至少一种来沉积结构涂层。例如，热喷涂工艺可包括燃烧喷涂或等离子体喷涂，燃烧喷涂可包括高速氧气燃料喷涂(HVOF)或高速空气燃料喷涂(HVAF)，且等离子体喷涂可包括气氛(诸如空气或惰性气体)等离子体喷涂，或者低压等离子体喷涂(LPPS，其被称作真空等离子体喷涂或VPS)。在一个非限制性示例中，通过HVOF或HVAF来沉积(Ni，Co)CrAH涂层。用于沉积结构涂层的其它示例技术包括(但不限于)溅镀、电子束物理蒸汽沉积、无电镀和电镀。对于某些构造，需要采用多种沉积技术来沉积结构和可选的额外涂层。例如，第一结构涂层可使用离子等离子体沉积而沉积，且随后沉积的层和可选的额外层(未图示)可使用其它技术来沉积，诸如燃烧喷涂工艺或等离子体喷涂工艺。取决于所用材料，不同沉积技术用于不同涂层可提供性质方面的益处，诸如(但不限于)应变耐受性、强度、粘附性和/或延展性。对于图1所示的特定工艺，涂层150包括结构涂层的外层，且制造方法还包括在形成凹槽132之前在基板110的外表面112上沉积结构涂层54的内层。如图11所示的那样，凹槽132至少部分地形成于内结构涂层54中，使得被加工的中间表面55包括结构涂层的内层54的上表面55。S卩，加工结构涂层的内层54的上表面55(类似于图9和图10所示的工艺)以使得相应凹槽132的至少一个边缘135变形。应当指出的是尽管图11所示的凹槽并未延伸到基板110内，但对于其它构造而言，凹槽延伸穿过结构涂层的内层54且延伸到基板110内。但是，对于许多构造，凹槽132完全形成于基板110 (如在上文中参看图9和图10所讨论)中，且在形成凹槽132之后沉积涂层。 有益地，上文所述的制造方法减小了凹槽的顶部表面开口大小。由于减小的通道开口大小显著地提高了涂层直接桥接开口的能力(无需使用牺牲性填料)，可放松机械加工规范，使得例如，可采用相对较大的研磨液射流喷嘴，降低机械加工时间和成本。参看图2、图4、图5和图7至图11来描述另一制造方法。如例如图2至图4所示，制造方法包括在构件100中形成一个或多个凹槽132，构件100包括带有外表面112的基板110。在上文中描述了形成凹槽132的技术。如图2所示，基板110具有至少一个内部空间114。如图4和图5中所示，每个凹槽132至少部分地沿着基板110延伸且具有基部134和顶部146。对于图4所示的构造，每个凹槽在其相应顶部变窄使得每个凹槽132包括凹腔形凹槽132。如上文所指出的那样，凹腔形凹槽在共同转让的美国专利申请序列号12/943, 624, Bunker 等人“Components with re-entrant shaped cooling channels andmethods of manufacture 中讨论。如例如图7至图10所示，制造方法还包括加工构件100的中间表面112，55以使得凹槽132附近的中间表面112，55形成刻面。如上文所指出的那样，“形成刻面”应被理解为在凹槽附近的中间表面向内倾斜，如例如图10所示的那样。有益地，使得凹槽附近的中间表面向内倾斜改进了在凹槽开口上的涂层桥接(无需使用牺牲性填料)使得可放松凹槽开口的机械规范，便于使用更大水射流喷嘴来形成凹槽。这将缩短凹槽所需的时间并且降低相关联的机械加工成本。制造方法通常还包括在形成凹槽132之前浇注基板110。如上文所指出的那样，用于形成凹槽的示例技术包括，研磨液射流，插入电化学机械加工(ECM)、利用旋转电极的放电机械加工(EDM)(铣削EDM)和激光机械加工。现返回至图7至图10，用于加工构件100的中间表面112、55的合适技术包括(但不限于)喷丸冲击强化处理、水冲击强化处理、片状物冲击强化处理、重力冲击强化处理、超声冲击强化处理、抛光和激光冲击强化。更特定而言，加工中间表面112、55使得凹槽边缘135附近的表面塑性变形从而减小跨过凹槽132顶部146的距离。对于特定工艺，通过喷丸强化来加工构件100的中间表面112、55。如例如图8所示的那样，喷丸强化在构件100的中间表面112、55中引入了多个表面不平度。如上文所指出的那样，凹槽132可形成于基板110中或形成于结构涂层54的内层中(图11)。对于在基板110中形成凹槽132的工艺，被加工的中间表面112包括基板110的外表面112，如例如图9和图10中所示的那样。即，加工基板110的外表面112以使得相应凹槽132的中间表面112，55形成刻面，如图9 (在加工之前)和图10 (在加工之后)所示。对于如图11所示的工艺，凹槽132至少部分地形成于内结构涂层54中，使得被加工的中间表面55包括结构涂层的内层54的上表面55。S卩，对于图11所示的工艺，加工结构涂层的内层54的上表面55以使得凹槽132附近的中间表面55形成刻面。参看图2至图5、图10和图11来描述本发明的构件100实施例。如例如在图2至图5中所示的那样，构件100包括基板110，基板110包括外表面112和内表面116。如图2所示，内表面116限定至少一个中空的内部空间114。如图4和图5所示，构件100限定一个或多个凹槽132。每个凹槽132至少部分地沿着基板110延伸且具有基部110和顶部146。对于图4所示的构造，每个凹槽在其相应顶部变窄使得每个凹槽132包括凹腔形凹槽·132。如例如图10所示，在相应凹槽132的附近使得构件100的中间表面112、55形成刻面。如例如在图3和至图11中所示的那样，一个或多个接入孔140穿过相应凹槽132的基部134形成，以将凹槽132连接成与相应中空内部空间114流体连通。应当指出的是，接入孔140为孔且因此并不与通道130同延，如例如图4所示的那样。如图3和图11所示，至少一个涂层150安置于基板110的表面112的至少一部分上。凹槽132和涂层150 —起限定用于冷却该构件100的一个或多个凹腔形通道130。有益地，在构件100的中间表面112,55的刻面部分上的涂层桥接促进了相对于无刻面表面的桥接。对于图8所示的示例，多个表面不平度形成于相应凹槽132附近的构件100的中间表面112中。有益地，这些表面不平度增加了表面积(相对于平滑表面)，其可提高涂层的粘附性。虽然仅在本文中示出和描述了本发明的某些特征，但本领域技术人员将会想到许多修改和变化。因此应了解权利要求预期涵盖属于本发明的真实精神内的所有修改和变化。
权利要求
1.一种制造方法，包括 在构件(100)中形成一个或多个凹槽(132)，所述构件(100)包括带有外表面(112)的基板(110)，其中，所述基板(110)具有至少一个内部空间(114)，所述一个或多个凹槽(132)中的每一个至少部分地沿着所述基板(110)延伸且具有基部(134)和顶部(146);以及 加工所述构件(100)的中间表面(112，55)使得邻近相应凹槽(132)的至少一个边缘(135)的表面塑性变形，从而减小跨过所述凹槽(132)的顶部(146)的距离。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，加工所述构件(100)的所述中间表面(112，55)包括执行下列中的一种或多种，以使得邻近所述凹槽的表面塑性变形，从而减小跨过所述凹槽(132)的顶部(146)的距离对所述中间表面(112，55)进行喷丸冲击强化处理，对所述中间表面(112，55)进行水射流冲击强化处理；对所述中间表面(112，55)进行片状物冲击强化处理；对所述中间表面(112，55)进行重力冲击强化处理；对所述中间表面(112，55)进行超声冲击强化处理；对所述中间表面(112，55)进行抛光；对所述中间表面进行低塑性抛光；以及对所述中间表面(112，55)进行激光冲击强化处理。
3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，加工所述构件(100)的所述中间表面(112，55)包括对所述中间表面(112，55)进行喷丸冲击强化处理，且所述加工在所述构件(100)的所述中间表面(112，55)中引入多个表面不平度。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在加工所述构件(100)的所述中间表面(112，55)之前，跨过所述凹槽(132)的顶部(146)的距离在约O. 2至约O. 6mm的范围，且在加工了所述中间表面(112，55)之后，跨过所述凹槽(132)的顶部(146)的距离在约O至约O. 4mm的范围。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于还包括将涂层(150)置于所述构件(110)的所述中间体表面(112，55)的至少一部分上，所述凹槽(132)和所述涂层(150)限定用于冷却所述构件(100)的一个或多个通道(130)，所述涂层(150)包括结构涂层的外层，所述方法还包括在形成所述一个或多个凹槽(132)之前将所述结构涂层(54)的内层沉积于所述基板(110)的外表面(112)上，所述一个或多个凹槽(132)至少部分地形成于所述内结构涂层(54)中，使得经加工以使所述相应凹槽(132)的至少一个边缘(135)变形的所述中间表面(112，55)包括所述结构涂层的所述内层(54)的上表面(55)。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述一个或多个凹槽(132)形成于所述基板(110)中，使得经加工以使邻近所述相应凹槽(132)的至少一个边缘(135)的表面塑性变形的所述中间表面(112，55)包括所述基板(110)的外表面(112)。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述相应一个或多个凹槽(132)中每一个在其相应顶部(146)处变窄，使得每个凹槽(132)包括凹腔形凹槽(132)。
8.一种制造方法，包括 在构件(100)中形成一个或多个凹槽(132)，所述构件(100)包括带有外表面(112)的基板(110)，其中，所述基板(110)具有至少一个内部空间(114)，且所述一个或多个凹槽(132)中的每一个至少部分地沿着所述基板(110)延伸且具有基部(134)和顶部(136);以及 加工所述构件(100)的中间表面(112，55)以使得所述凹槽(132)附近的所述中间表面(112，55)形成塑性刻面。
9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，加工所述构件(100)的所述中间表面(112，55)包括执行下列中的一种或多种，以使得邻近所述凹槽的至少一个边缘(135)的表面塑性变形，从而减小跨过所述凹槽(132)顶部(136)的距离对所述中间表面(112，55)进行喷丸冲击强化处理，对所述中间表面(112，55)进行水射流冲击强化处理；对所述中间表面(112，55)进行片状物冲击强化处理；对所述中间表面(112，55)进行重力冲击强化处理；对所述中间表面(112，55)进行超声冲击强化处理；对所述中间表面(112，55)进行抛光；对所述中间表面(112，55)进行低塑性抛光；以及对所述中间表面(112，55)进行激光冲击强化处理。
10.一种构件(100)包括 基板(110)，其包括外表面(112)和内表面(116)，其中，所述内表面(116)限定至少一个中空的内部空间(114)，所述构件(100)限定一个或多个凹槽(132)，每个凹槽(132)至少部分地沿着所述基板(110)延伸且具有基部(134)和顶部(146)，相应的一个或多个凹槽(132)中每一个在其相应顶部(146)处变窄使得每个凹槽(132)包括凹腔形凹槽(132)，所述构件(100)的中间表面(112，55)在相应凹槽(132)的附近处形成刻面，且一个或多个接入孔(140)穿过相应凹槽(132)的所述基部(134)形成，以将所述凹槽(132)连接成与所述相应中空内部空间(114)流体连通；以及 至少一个涂层(150)，其置于所述基板(110)的所述表面(112)的至少一部分上，所述一个或多个凹槽(132)和所述涂层(150) —起限定用于冷却所述构件(100)的一个或多个凹腔形通道(130)。
全文摘要
本申请涉及带有冷却通道的构件和制造方法。其中，提供一种制造方法。该制造方法包括在构件(100)中形成一个或多个凹槽(132)，该构件(100)包括带有外表面(112)的基板(110)。基板具有至少一个内部空间(114)。每个凹槽至少部分地沿着基板延伸且具有基部(134)和顶部(146)。该制造方法还包括加工构件的中间表面(112,55)使得邻近相应凹槽(132)的至少一个边缘(135)的表面塑性变形，从而减小跨过凹槽顶部的距离。提供另一制造方法且包括加工构件的中间表面以将凹槽附近的中间表面形成刻面。
文档编号B23P15/26GK103009024SQ20121035393
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月21日 优先权日2011年9月23日
发明者R.S.班克, S.A.韦弗, D.M.利普金 申请人:通用电气公司