[发明专利]用于修复高温燃气涡轮部件的系统和方法

说明书

一种形成部件的方法包括：将粉末状基础材料和粘合剂混合以限定混合物，在不熔融基础材料的情况下将混合物形成为期望形状，将粘合剂从期望形状中移除以限定骨架，骨架的体积在百分之80与百分之95的基础材料之间，以及用熔点抑制剂材料渗透骨架以限定成品部件，该成品部件具有以体积计小于百分之一的孔隙率。

技术领域

本公开总体上涉及用于修复高温燃气涡轮部件的系统和方法，并且更具体地涉及用于修复燃气涡轮叶片和轮叶的此类系统和方法。

背景技术

与具有高γ′(gamma prime)含量的镍基燃气涡轮部件的增材制造(AM)相关的困难使得该工艺不适合大规模制造或修复。特别地，尝试使用合金(CM)247增材制造部件或修复这样的部件通常会导致晶界熔融和开裂。替代性地，用不易开裂的另一种较差镍基合金来修复部件，从而导致部件性能不佳。

发明内容

一种形成部件的方法包括：将粉末状基础材料和粘合剂混合以限定混合物，在不熔融基础材料的情况下将混合物形成为期望形状，将粘合剂从期望形状中移除以限定骨架，骨架的体积为百分之80与百分之95的基础材料之间，以及用熔点抑制剂材料渗透骨架以限定成品部件，该成品部件具有以体积计小于百分之1的孔隙率。

在另一种构造中，部件包括骨架和熔点抑制剂材料，骨架由基础材料形成并限定部件的最终形状，该骨架具有百分之5至百分之20之间的孔隙率，熔点抑制剂材料设置在骨架内，熔点抑制剂材料填充骨架内的孔隙以限定成品部件，该成品部件具有以体积计小于百分之1的孔隙率。

前文已经相当宽泛地概述了本公开的技术特征，使得本领域技术人员可以更好地理解以下的详细描述。本公开的形成权利要求的主题的附加特征和优点将在将下文中描述。本领域技术人员将理解的是，他们可以容易地使用所公开的构思和特定实施方式作为修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构的基础。本领域技术人员还将认识到，这样的等效构造不脱离本公开的最宽泛形式的精神和范围。

另外，在进行下面的详细描述之前，应当理解的是，贯穿本说明书提供了对某些词和短语的各种限定，并且本领域的普通技术人员将理解的是，这样的限定在许多情况下——如果不是大多数情况下——适用于这样限定的词和短语的先前以及将来的使用。尽管某些术语可以包括各种各样的实施方式，但是所附权利要求可以明确地将这些术语限制为特定的实施方式。

附图说明

图1是燃气涡轮发动机的纵向截面图。

图2是图1的燃气涡轮发动机的若干个轮叶的立体图。

图3是在对图2的涡轮轮叶进行修复时使用的插入件的立体图。

图4是图2的轮叶的立体图，其中，图3的插入件正在被安装。

图5是3D打印为近净形状的部件的立体图。

图6是部件骨架在移除粘合剂和烧结之后的立体图。

图7是部件骨架在熔点抑制剂的渗透期间的立体图。

图8是在渗透之后的完成的近净形状部件的立体图。

图9是3D打印为近净形状的另一部件的立体图。

图10是图9的部件骨架在移除粘合剂和烧结之后的立体图。

图11是图9的部件骨架在熔点抑制剂的渗透期间的立体图。

图12是在渗透之后且在移除门状部期间的完成的近净形状部件的立体图。

图13是用于在前缘修复过程中使用的附接件PSP的立体图。

图14是附接至图13的附接件PSP的前缘替换部件的立体图。

图15是燃气涡轮叶片的一部分的立体图，该部分具有呈梢部腐蚀和梢部开裂形式的操作性损坏部。