[发明专利]用于制造涡轮发动机叶片的铸造核心的工具以及其生产方法

说明书

本发明涉及用于制造铸造核心的工具，该铸造核心用于制造涡轮发动机叶片中冷却回路。

涡轮发动机叶片，并且特别地用于涡轮发动机的涡轮叶轮的叶片包括冷却回路，经由叶片根部中所形成的孔给该冷却回路输送空气，这些孔开口到叶片的内腔室，该叶片的内腔室与在叶片翼型顶端的浴缸部连通。浴缸部由在叶片顶端的凹部形成，与叶片中内腔室通过浴缸部底壁而分隔，并且它经由通过所述底壁的孔，与内腔室流体流动连通。工作时，空气穿入到叶片根部中的孔中，沿着叶片中内腔室流动，然后一部分经由上述孔排出到浴缸部中，并且一部分经由叶片翼型中排气孔排出到通过涡轮机的环形通道中。

这种类型叶片的冷却回路特别地包括浴缸部、叶片中的内腔室，和浴缸部底壁中的孔，后者提供浴缸部和内腔室之间流体流动连通。

该冷却回路形状复杂，并且它通常是通过铸造核心获得，该铸造核心插入到模具中，将熔融金属浇铸在该模具中以制造叶片。

文献EP-A1-1 661 642、EP-B1-1 754 555和EP-A1-1 980 343描述了这种类型的核心。

核心通常由浆糊制成，该浆糊包含陶瓷填料和基于聚合物的粘合剂，将该浆糊注射到工具的模具中，然后加热以固化核心。

在现有技术中，工具的模具包括用于将要形成叶片的浴缸部的核心的第一部分的压模和用于将要形成叶片的一个或多个各个内腔室的一个或多个其它部分的压模。

模具包括分隔压模的第一部分与核心的其它部分的壁，该壁用于限定核心第一部分和核心其它部分之间核心中的空间。在叶片制造期间，熔融金属穿入到核心中该空间中，以形成叶片的上述浴缸部底壁。

如上所解释的，该浴缸部底壁钻有孔。这些孔是在制造核心之前，通过模具中所定位的陶瓷杆，在铸造中所获得的，并且在核心已经被制造后，它们形成核心的整体部分。

每个陶瓷杆通常连接核心的第一部分到上述其它部分之一(EP-B1-1 754 555)。

在现有技术中，用于制造核心的模具包括用于承靠和/或嵌入每个杆的端部分的装置。这些装置之一形成在模具的上述壁上，并且另一个装置形成在模具的另一个部分上，该模具的另一个部分相对于用于核心的第一部分的压模，与上述壁相对。由此，每个杆通过模具的第一部分的压模。。

特别地，浴缸部底壁中孔的直径是核心的陶瓷杆的直径的函数。为了减小这些孔的直径，可以减小杆的直径。然而，已经发现小直径的杆(例如，约0.6毫米(mm))当将浆糊注射到模具中时是相对易损坏的，并且它常常破裂，因此导致核心被废弃。

本发明的特定的目的是提供针对该问题的简单、有效和廉价的解决方案。

为此，本发明提供了用于制造铸造核心的工具，该铸造核心用于制造涡轮发动机叶片中冷却回路，该核心包括用于限定叶片的浴缸部的第一部分和用于限定叶片中内腔室的至少一个其它部分，以及在第一部分与其它部分或与每个其它部分之间延伸的至少一个杆，并且这是为了限定在叶片中浴缸部和相应内腔室之间通过流体的装置，工具包括用于注射浆糊和具有用于核心的第一部分和用于核心的其它部分或每个其它部分的压模的模具，和用于承靠和/或嵌入杆或每个杆的端部分的装置，这些装置之一形成在用于核心的第一部分的压模和用于核心的其它部分或每个其它部分的压模之间模具的壁中，工具的特征在于它包括在用于核心的第一部分的压模中的支撑装置，以支撑杆或每个杆的基本上中间部分。

根据本发明，杆或每个杆的中间部分，其是当将浆糊注射到模具中时最易弯曲的杆的部分，通过保持杆或每个杆在适当位置来支撑杆或每个杆的中间部分，以防止它们在注射浆糊时所施加的力的作用下变形和破裂。本发明可以制造用于涡轮发动机叶片的铸造核心，其中杆具有相对小的直径，小于0.8mm，例如，约0.6mm。

用于支撑一个杆的支撑装置独立于用于支撑其它杆的支撑装置。用于支撑杆的装置可以彼此间隔，并且用于支撑杆的装置可以位于用于杆的承靠和/或接合装置的一半处。

举例说明，支撑装置包括从用于核心的第一部分的压模的底部突出的至少一个突出构件，例如，该构件是基本上半卵形的形状。

构件或每个构件在它顶端可以包括用于接收杆中间部分的槽口，。

槽口可以具有基本上L形的截面，优选地具有基本上平行于相应杆的纵向轴线的两个平面相交面。杆经由承靠线以承靠每个面，该承靠线基本上平行于杆的轴线。

槽口也可以具有基本上U形或C形的截面，包括两个平面侧面，它们彼此基本上平行和平行于相应杆的纵向轴线。