[发明专利]发动机零件的冷喷涂维修

说明书

提供了一种用于向涡轮发动机零件添加材料的方法。该方法包括朝向零件的区域冷喷涂粉末以在零件的区域上形成沉积物，零件由母材形成，母材是超合金或钛合金并限定母材性能值，并且沉积物限定了沉积物材料性能值等于母材性能的至少百分之五十。

技术领域

本主题大体上涉及一种用于发动机零件的维修工艺，例如一种用于燃气涡轮发动机的结构零件的冷喷涂维修工艺。

背景技术

某些燃气涡轮发动机零件必须能够在运行期间承受相对较高的温度和/或应力。例如，暴露于在压缩机部分的下游端产生的热量、在燃烧器部分内由燃烧过程产生的热量、和涡轮部分内的热量的零件可能需要具有在燃气涡轮发动机的运行期间承受高温和/或应力的能力。在某些发动机的例如压缩机部分、燃烧器部分和涡轮部分内的结构壳在运行期间经受高温和应变，并且因此大体上需要能够承受这种高温和应变。

因此，这种零件中的某些是通过例如具有高温和应变能力的金属合金、例如镍或钛合金的锻造工艺形成的。尽管如此，随着时间的流逝，这些零件可能会由于它们被安装在其内的环境磨损或腐蚀。因此，这些零件必须维修或更换。

更换是昂贵的并且维修可能是困难的。传统上，添加材料到高温金属合金零件是通过例如电弧焊、激光焊接、或热喷涂(例如等离子体热喷涂或高速氧气燃料热喷涂)来完成的。但是，这些方法中的每种改变被添加材料的所期望的冶金微结构。

因此，用于添加材料到高温金属合金零件而不显着改变被添加材料的冶金微结构的改进的系统和方法将是有用的。

发明内容

本发明的方面和优点将在下面的描述中部分地被阐述，或者可以从描述中变得显而易见，或者可以通过实践本发明被学习。

在本公开的一个示例性方面，提供了一种用于向涡轮发动机零件添加材料的方法。方法包括朝向零件的区域冷喷涂粉末以在零件的区域上形成沉积物，零件由母材形成，母材是超合金或钛合金并限定母材性能值，并且沉积物限定沉积物材料性能值等于母材性能的至少百分之五十。

在本公开的另一个示例性方面，提供了一种用于维修涡轮发动机零件的方法。方法包括朝向零件的区域冷喷涂粉末，其中，朝向零件的区域冷喷涂粉末包括：通过冷喷涂系统的冷喷涂喷嘴朝向零件的区域引导包括冷喷涂气体和粉末的冷喷涂混合物，其中，冷喷涂系统限定了大于650摄氏度且小于1500摄氏度的在冷喷涂喷嘴的入口处的气体温度。

在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的结构零件。结构零件包括由超合金或钛合金形成并限定维修区域的基底，基底限定母材性能值；以及冷喷涂到基底的维修区域上的维修沉积物，维修沉积物限定沉积物材料性能值等于母材性能的至少百分之五十。

参考以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。结合在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

技术方案1. 一种用于向涡轮发动机零件添加材料的方法，所述方法包括：

朝向所述零件的区域冷喷涂粉末以在所述零件的区域上形成沉积物，所述零件由母材形成，所述母材是超合金或钛合金并限定母材性能值，并且所述沉积物限定沉积物材料性能值等于所述母材性能值的至少百分之五十。

技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述沉积物材料性能值大于所述母材性能值的75％且小于所述母材性能值的200％。

技术方案3. 根据任何前述技术方案所述的方法，其中，所述沉积物材料性能值大于所述母材性能值的90％。