[发明专利]修理金属部件及燃气涡轮机部件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种修理金属部件的方法，尤其涉及一种修理金属部件（Metallic Articles），如具有裂缝瑕疵（Gap Defects）的燃气涡轮机部件（Gas Turbine Engine Components）的方法。

背景技术

燃气涡轮机部件，如叶片（Blades）对于燃气涡轮机的安全运行至关重要。这些部件通常要经受较高的温度和压力。为了确保其可经受较高的温度和压力，燃气涡轮机部件常由超耐热合金材料（Superalloy Materials），如镍基（Nickel-based）、钛基（Titanium-based）或钴基（Cobalt-based）超耐热合金材料制成。

然而，在燃气涡轮机部件的制造过程或在其长时间运行后，就可导致在该部件上产生裂缝等瑕疵。由于燃气涡轮机部件本身不容易制造且制造成本高昂，因此对产生裂缝瑕疵的部件进行修理就比把其直接替换掉具有经济价值。

目前，已经有多种尝试来对具有裂缝瑕疵的燃气涡轮机部件进行修理。比如，使用激光加工系统。这样，在修理过程中，随着激光在部件上产生裂缝瑕疵的部位上形成熔池，用来修理裂缝瑕疵的材料沿着熔池的移动路径进行一层层的沉积，从而来完成对部件的修理。

然而，由于在修理过程中激光所产生的局部热量（Localized Heat Input），其可导致在修理后的部件中进一步的产生裂缝瑕疵。此外，由于制造燃气涡轮机部件的超耐热合金材料具有方向性凝固（Directionally Solidified）及单晶合金（Single Crystal Alloy）结构。这样，当利用激光加工系统把修理材料沉积在具有如此结构的超耐热合金材料上时，沉积后材料的强度（Strength Properties）常比原始部件的强度低，这对于燃气涡轮机部件的修理是不利的。

所以，需要提供一种新的可对燃气涡轮机部件进行修理且可确保燃气涡轮机的安全运行的方法。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种可用于修理金属部件的方法。该方法包括设置具有裂缝瑕疵的金属部件；把金属部件上形成有所述裂缝瑕疵的区域的材料移除以形成开口；在所述开口中设置修理材料；对定义于所述金属部件及所述修理材料间的结合区进行密封及抽真空；及利用高温等静压法对所述金属部件及所述修理材料进行处理以进行修理。

本发明另一个实施例提供了一种可用于修理燃气涡轮机部件的方法。该方法包括设置具有裂缝瑕疵的燃气涡轮机部件；把燃气涡轮机部件上形成有所述裂缝瑕疵的区域的材料移除以形成开口；在所述开口中设置修理材料；对定义于所述燃气涡轮机部件及所述修理材料间的结合区的表面区域进行密封并对该结合区抽真空；及利用高温等静压法对所述燃气涡轮机部件及所述修理材料进行处理以进行修理。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为本发明用于修理金属部件的方法的一个实施例的流程示意图；

图2到图4为图1所示的修理方法的前三步的一个实施例的示意图；

图5到图7为图1所示的修理方法的第四步的两个实施例的示意图；及

图8到图9为在本发明实施例中使用的混粉电火花沉积（Powder Micro-Spark Deposition，PMSD）法的两个实施例的示意图。

具体实施方式

本发明的一个实施例提供了一种可用于修理具有裂缝瑕疵的金属部件的方法。所述的“金属部件”可包括由任何合适的金属材料制造而成的部件。在一个非限定示例中，金属部件可包括燃气涡轮机部件，比如燃气涡轮机叶片（Blade or Vane）。在一些示例中，燃气涡轮机叶片可包含超耐热合金材料（Superalloy Materials），如镍基（Nickel-based）、钛基（Titanium-based）或钴基（Cobalt-based）等超耐热合金材料。

在本发明实施例中，所述裂缝瑕疵可包括具有任何尺寸的缝隙，其可导致燃气涡轮机部件的性能恶化。在一些示例中，裂缝瑕疵可具有较小的尺寸，比如通常所说的裂缝或缝隙（Crack or Crevice）。在其他示例中，裂缝瑕疵也可具有较大的尺寸，比如可称之为缺口（Cut or Gap）或空腔（Cavity）等。