[发明专利]具有高热硬度护罩切割沉积部的涡轮轮叶

说明书

本发明涉及一种具有高热硬度护罩切割沉积部的涡轮轮叶。涡轮轮叶包括压力侧、与压力侧相对的吸入侧，以及附接于压力侧和吸入侧的轮叶发声末端。轮叶发声末端包括沉积在其外表面上的多个高热硬度护罩切割沉积部，其具有至少大约1100kgmm^‑2的硬度和至少大约1500℃的熔化温度。

技术领域

本文公开的主题涉及涡轮轮叶，并且更具体地涉及具有高热硬度护罩切割沉积部的涡轮轮叶。

背景技术

在燃气涡轮发动机中，空气在压缩机中加压，并且在燃烧器中与燃料混合，用于生成热燃烧气体。能量从高压涡轮(HPT)和低压涡轮(LPT)中的气体获得，该高压涡轮对压缩机供能，该低压涡轮对海上和工业应用的外轴供能或对涡扇飞行器发动机应用中的风扇供能。

关于燃气涡轮发动机的效率的一个因素在于旋转构件与静止构件之间的密封布置。例如，密封件可设在旋转构件的各级(诸如涡轮轮叶)与对应的静止结构(诸如旋转构件在其内转动的壳体或护罩)之间。燃气涡轮和蒸汽涡轮的效率和性能可由轮叶发声末端(例如，叶片末端或末端盖)与静止护罩之间的空隙影响。大体上，静止构件包绕(多个)旋转构件的末端越近，涡轮机的效率就越高。

然而，涡轮轮叶发声末端与护罩之间的空隙大小可在涡轮发动机的各种操作模式期间变化。其一个原因在于涡轮轮叶的轮叶发声末端与包绕它们的护罩之间的发动机内的不相似的热增长。在此类情况下，工作流体的高温可引起护罩与转子叶片之间的热差异，其中护罩处于低于涡轮轮叶的温度。直到护罩与涡轮轮叶之间的热等同恢复的时间间隔可称为瞬变时段。此外，护罩与涡轮轮叶之间的空隙可在该瞬变时段期间减小，因为构件达到它们的稳态状态条件和大小，并且引起对接表面摩擦。

静止护罩表面上的密封件可包括设计成能够相对于抵靠它们摩擦的涡轮轮叶磨损或磨蚀的材料。在此类系统中，在瞬变时段期间，轮叶发声末端接触或摩擦抵靠护罩，引起护罩材料磨蚀或剥落。这可减小旋转元件的磨损，并且提供相比于非可磨损系统减小的空隙(从而增大密封)。然而，这些密封系统仍可使涡轮轮叶经受各种摩擦力，该各种摩擦力可影响其轮叶发声末端上的原来的材料。

因此，备选的涡轮轮叶将在本领域中受欢迎。

发明内容

在一个实施例中，公开了一种涡轮轮叶。涡轮轮叶包括压力侧、与压力侧相对的吸入侧，以及附接于压力侧和吸入侧的轮叶发声末端。轮叶发声末端包括沉积在其外表面上的多个高热硬度护罩切割沉积部，其具有至少大约1100kgmm^-2的硬度和至少大约1500℃的熔化温度。

在另一个实施例中，公开了一种用于修改涡轮轮叶的方法。涡轮轮叶具有与吸入侧相对的压力侧，以及附接于压力侧和吸入侧的轮叶发声末端。该方法包括使多个高热硬度护罩切割沉积部沉积在轮叶发声末端的外表面上，其中多个高热硬度护罩切割沉积部具有至少大约1100kgmm^-2的硬度和至少大约1500℃的熔化温度。

技术方案1. 一种涡轮轮叶，包括：

压力侧；

与所述压力侧相对的吸入侧；以及

附接于所述压力侧和所述吸入侧的轮叶发声末端，其包括沉积在所述轮叶发声末端的外表面上的多个高热硬度护罩切割沉积部，其中所述多个高热硬度护罩切割沉积部具有至少大约1100kgmm^-2的硬度和至少大约1500℃的熔化温度。

技术方案2. 根据技术方案1所述的涡轮轮叶，其特征在于，所述高热硬度护罩切割沉积部包括钴铬钼合金。

技术方案3. 根据技术方案1所述的涡轮轮叶，其特征在于，所述高热硬度护罩切割沉积部包括与一种或更多种硬钎焊填料金属混合的多种硬颗粒。