[发明专利]用于由涂层覆盖的高温构件的冷却通道系统和有关过程

权利要求书

1.一种用于在高温构件内提供流体冷却系统的方法，包括以下步骤：

a)在所述构件的外表面中形成至少一个微通道；

b)形成从所述微通道中的至少一个延伸到所述构件的内部区域的一个或多个冷却剂通路孔；

c)用填料材料填充所述微通道和所述冷却剂通路孔；

d)将第一金属结构涂层层施用到所述外表面上面；

e)通过所述第一金属结构涂层层而形成至少一个槽口或相对小的被动冷却孔组；其中，所述槽口或所述被动冷却孔延伸到在所述槽口下方或所述被动冷却孔下方大体对准的经填充的所述微通道中的一个的至少一部分中；

f)移除所述填料材料；以及

g)至少将第二涂层层施用到所述第一层上面。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过选自由下者组成的组的技术来使各个微通道形成于所述外表面中：激光加工、磨料液体射流切削、放电加工(EDM)、铣削放电加工(铣削EDM)、电子束钻孔、投浸式电化学加工和CNC加工。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过选自由下者组成的组的技术来形成各个冷却剂通路孔：投浸式电化学加工(投浸式ECM)、激光加工、激光钻孔、磨料液体射流切削、放电加工(EDM)和电子束钻孔。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述填料材料选自由下者组成的组：陶瓷材料、金属、金属合金、金属墨、可固化的聚合材料、石墨和它们的组合。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷却剂通路孔具有大约10密耳至大约30密耳(0.25mm至0.76mm)的平均直径。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述被动冷却孔的平均直径小于所述冷却剂通路孔的平均直径的大约50％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述被动冷却孔具有大约5密耳至大约20密耳(0.13mm至0.51mm)的平均直径。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述槽口具有小于所述冷却剂通路孔的平均直径的大约50％的平均宽度。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一金属结构涂层层由超合金材料、金属铝化物或具有分子式MCrAL(X)的材料形成，其中，M是铁、钴、镍或它们的组合；而X是钇、钽、硅、铪、钛、锆、硼、碳或它们的组合。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属结构层的总厚度在大约0.1mm至大约1.0mm的范围中。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二涂层层是包含超合金材料、金属铝化物或具有分子式MCrAL(X)的材料的金属结构涂层；其中，M是铁、钴、镍或它们的组合；而X是钇、钽、硅、铪、钛、锆、硼、碳或它们的组合。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二涂层层包括陶瓷材料。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述陶瓷材料选自由氧化锆(ZrO₂)、氧化钇(Y₂O₃)、氧化镁(MgO)和它们的组合组成的组。

14.一种用于在高温构件内提供流体冷却系统的方法，包括以下步骤：

A)在所述构件的外表面中形成至少一个微通道；

B)形成从所述微通道中的至少一个延伸到所述构件的内部区域的一个或多个冷却剂通路孔；

C)将第一金属结构涂层层施用到所述外表面上面；

D)通过所述第一金属结构涂层层而形成至少一个槽口或相对小的被动冷却孔组；其中，所述槽口或所述被动冷却孔延伸到在所述槽口下方或所述被动冷却孔下方大体对准的所述微通道中的一个的至少一部分中；以及

E)至少将第二涂层层施用到所述第一层上面。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第二涂层层选自由金属结构材料和陶瓷材料组成的组。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第二涂层层是金属结构材料；并且然后将至少一个陶瓷涂层层施用到所述第二涂层层上面。