[发明专利]硬钎焊方法和具有耐热材料的构件

说明书

技术领域

本文公开的主题涉及硬钎焊方法和构件，并且更特别地，涉及硬钎焊方法和具有耐热材料的构件。

背景技术

多种多样的工业构件可经受硬钎焊操作，以添加新材料，改良现有材料，改良构件的形状，使多个构件连结在一起，或者以别的方式改变原始构件。硬钎焊操作一般可包括在设置在基础衬底(即，原始构件)上的同时，将填料金属加热到其熔化温度之上(即，高于其液态温度)，然后使材料冷却，以将填料金属和基础衬底连结在一起。

各种涡轮构件例如可在原始制造或在涡轮中使用之前或之后的改良期间，经受一个或多个硬钎焊循环。一些特定的涡轮构件还可具有非常高的强度、韧度和/或其它物理属性，以有利于持续运行。诸如轮叶(叶片)、喷嘴(导叶)和工业和航空器燃气涡轮发动机的其它热气路径构件和燃烧构件的涡轮构件可由具有适当的机械和环境属性的镍基、钴基或铁基超合金形成。

硬钎焊操作典型地局限于需要改变的那些表面。例如，在涡轮运行期间接触相邻构件的表面，诸如涡轮轮叶护罩的z形凹口表面可能更易于磨损等，并且因此可能更有可能经受未来硬钎焊操作。但是，随着涡轮构件的大小增加，以便提高整体功率输出，以前不知道在运行期间会经历接触的表面也可经历磨损。例如较大的涡轮构件可在涡轮启动期间遭受振荡。这个振荡可使与表面的接触增加，该表面包括密封轨、z形凹口相邻表面和天使翼，它们在本文统称为非z形凹口接触表面。诸如在超期使用之后改良这些表面可变得费力和代价高昂。例如可能难以焊接，因为可用来散热以防止破裂的材料量较少。

此外，甚至在一些情况下，由于涡轮机的效率可至少部分地取决于其运行温度，所以可能需要能够经受住越来越高的温度的构件，诸如涡轮轮叶和喷嘴。随着超合金构件的最高局部温度接近超合金的熔化温度，强制空气冷却可能变得必要。由于这个原因，燃气涡轮轮叶的翼型件和喷嘴可包括复杂的冷却方案，其中，强制空气(典型地放气)通过翼型件内的内部冷却通道，然后通过翼型件表面处的冷却孔排出，以从构件中传递出热。冷却孔还可构造成使得冷却空气用来对构件的周围表面进行膜冷却。取决于制造操作，可能需要诸如通过使用硬钎焊部或经预烧结预成型件来使冷却通道的一个或多个部分堵塞，以强制空气流处于合适的方向。但是，硬钎焊部或经预烧结预成型件在热处理操作(诸如材料再生过程、修理过程等等)期间可遭受升高的温度。这些升高的温度可使硬钎焊部或经预烧结预成型件部分地熔化，或者以别的方式改变形状(例如塌落，)从而产生额外的制造操作。

因此，备选的硬钎焊方法和具有耐热材料的构件在本领域中将是受欢迎的。

发明内容

在一个实施例中，公开一种硬钎焊方法。该硬钎焊方法包括提供衬底，衬底包括设置在其上的经预烧结预成型件，其中，经预烧结预成型件包括混合物，混合物包括：构成混合物的大约30重量%至大约90重量%的基础合金；以及第二合金，其包括足够量的熔点抑制剂，以具有比基础合金更低的熔化温度。硬钎焊方法进一步包括：用耐热材料至少部分地覆盖经预烧结预成型件，其中，耐热材料的熔化温度高于经预烧结预成型件的熔化温度；以及加热衬底上的经预烧结预成型件。

在另一个实施例中，公开一种经改良构件。该经改良构件包括结合到衬底上的经预烧结预成型件，其中，在结合到改良表面上之前，经预烧结预成型件包括：构成混合物的大约30重量%至大约90重量%的基础合金；以及第二合金，其包括足够量的熔点抑制剂，以具有比基础合金更低的熔化温度。经改良构件进一步包括至少部分地覆盖经预烧结预成型件的耐热材料，其中，耐热材料的熔化温度高于经预烧结预成型件的熔化温度。

技术方案1.一种硬钎焊方法，包括：

提供衬底，所述衬底包括设置在其上的经预烧结预成型件，其中，所述经预烧结预成型件包括混合物，所述混合物包括下者：构成所述混合物的大约30重量%至大约90重量%的基础合金；以及第二合金，其包括足够量的熔点抑制剂，以具有比所述基础合金更低的熔化温度；

用耐热材料至少部分地覆盖所述经预烧结预成型件，其中，所述耐热材料的熔化温度高于所述经预烧结预成型件的熔化温度；以及，

加热所述衬底上的所述经预烧结预成型件。

技术方案2.根据技术方案1所述的硬钎焊方法，其特征在于，所述耐热材料包括单独的经预烧结预成型件。