[发明专利]包覆结构和方法

说明书

本发明提供了一种用于包覆机器部件(10)以抑制裂纹传播的包覆结构和方法，包括：至少一组主带(56)，其中每个主带(56)邻近并邻接至少一个其它主带(56)沉积，形成至少一个内通道包层边界(60)；以及至少一组副带(58)，其以间隔开的构型沉积并定向为使得与至少一个内通道包层边界(60)相交。

技术领域

本公开大体上涉及机器部件包覆的领域，并且更具体地涉及包覆机器部件以抑制裂纹传播。

背景技术

例如支柱、轴、框架部件、连杆、转子、圆盘、板以及其它所有形式的机器部件在服务期间通常会经受“循环荷载(cyclic loading)”。循环荷载可能导致材料过早疲劳，从而降低可能导致失效的标称最大应力值，所述失效例如开裂、塑性变形、某些类型的磨损等。经受循环荷载的机器部件在使用时通常受到密切监控，因为如果经受持续荷载，未检测到的材料失效可能快速传播，从而可能导致机器部件的灾难性故障。然而，检测机器部件中的材料失效可能是困难且昂贵的，尤其是在复杂机器中。因此，预防材料失效或至少减少疲劳现象长期以来一直是那些努力延长机器部件使用寿命的人们的目标。

一种用于增加疲劳抗性的策略包括用包覆材料包覆机器部件。包覆机器部件可以通过在机器部件的材料上更均匀地分配应力来使部件更耐受损坏或失效，从而减少局部应力集中。

在Yao等人(“Yao”)的中国专利申请公开号104816093中公开了一种防止裂纹形成的尝试。Yao的专利公开了一种用于激光熔覆阀的内表面的方法。在Yao的专利中，螺旋图案化激光熔覆沉积在阀的非密封表面上，以便防止在阀中形成焊口裂纹。虽然这种解决方案和其他解决方案可防止形成一些裂纹或具有各种根本原因的其他类型的材料失效，但至少在某些机器部件中，用于防止形成裂纹且还抑制任何形成的裂纹传播的改进的和/或替代性策略仍是期望的。

发明内容

在一方面，一种机器部件包括：芯，所述芯具有至少一个疲劳敏感区和至少一个疲劳不敏感区；和包层，所述包层遍及所述至少一个疲劳敏感区延伸。所述包层由沉积在所述芯上且结合到所述芯的包覆材料的一组主带和沉积在所述芯上且结合到所述芯的包覆材料的一组副带形成。所述主带中的每个主带邻近且邻接至少一个其它主带；并且所述副带中的每个副带横向于所述主带定向以抑制裂纹沿着所述主带的方向通过所述包层传播。

在另一方面，一种机器部件包括芯以及在所述芯上具有一组主带和一组副带的包层。所述主带邻近并邻接至少一个其它主带定向，使得内通道包层边界在所述主带中的相邻主带之间延伸；所述副带彼此间隔开，并且每个副带被定向成使得与所述内通道包层边界中的至少一个相交。

在又一方面，一种用于包覆工件的方法，包括：在所述工件的芯上形成一组包覆主带，使得多个内通道包层边界在所述一组包覆主带中的相邻包覆主带之间延伸；以及形成横向于所述包覆主带的一组包覆副带，使得所述包覆副带与至少一个内通道包层边界相交以抑制裂纹在所述至少一个内通道包层边界的方向上传播。

附图说明

图1是根据一个实施例的机器中在服务的机器部件的图解示图；

图2是根据一个实施例的从服务中移除的机器部件的图解视图；

图3是根据一个实施例的再制造的机器部件的图解视图；

图4是根据一个实施例的再制造的机器部件的横截面图；

图5是根据一个实施例的在包层中具有第一区段的机器部件的图解视图；

图6是根据一个实施例的在包层中具有多个第一区段的再制造的机器部件的部分截面图解视图；

图7是根据一个实施例用于再制造的机器部件的图解视图，其中，在一个处理阶段部分地移除了包层；

图8是根据一个实施例用于再制造的机器部件在一个处理阶段的图解视图；以及