專利名稱：構件以及制造和涂覆構件的方法
技術領域：
本發(fā)明大體涉及燃氣輪機發(fā)動機，并且更具體而言，涉及其中的微通路冷卻。
背景技術：
在燃氣輪機發(fā)動機中，空氣在壓縮機中加壓，并且在燃燒器中與燃料混合，以產(chǎn)生熱的燃燒氣體。在高壓渦輪(HPT)(其對壓縮機提供動力)中以及在低壓渦輪(LPT)(其對渦輪風扇航空器發(fā)動機應用中的風扇提供動力，或對用于航海應用和工業(yè)應用的外部軸提供動力)中從氣體中提取能量。發(fā)動機效率隨著燃燒氣體的溫度(的升高)而升高。但是，燃燒氣體會沿著它們的流徑而加熱各種構件，這又需要冷卻這些構件，以實現(xiàn)長的發(fā)動機壽命。典型地，通過從壓縮機中放出空氣來冷卻熱氣路徑構件。這個冷卻過程會降低發(fā)動機效率，因為放出的空氣未在燃燒過程中使用。燃氣輪機發(fā)動機冷卻技術是成熟的，并且包括關于各種熱氣路徑構件中的冷卻回路和特征的各種方面的許多專利。例如，燃燒器包括在運行期間需要冷卻的徑向外部襯套和徑向內(nèi)部襯套。渦輪噴嘴包括支承在外部帶和內(nèi)部帶之間的中空導葉，它們也需要冷卻。渦輪轉子葉片是中空的，并且典型地在其中包括冷卻回路，葉片由渦輪護罩包圍，渦輪護罩也需要冷卻。熱的燃燒氣體通過排氣管排出，排氣管也可為帶襯套的且被恰當?shù)乩鋮s。在所有這些示例性燃氣輪機發(fā)動機構件中，典型地使用高強度超合金金屬制成的薄的金屬壁來增強耐用性，同時使它們對冷卻的需要降到最低。在它們在發(fā)動機中的對應環(huán)境中，對這些單獨的構件定制了各種冷卻回路和特征。例如，可在熱氣路徑構件中形成一系列的內(nèi)部冷卻通道或盤管?？蓮臍馐覍ΡP管提供冷卻流體，并且冷卻流體可流過通道，從而冷卻熱氣路徑構件襯底和涂層。但是，這個冷卻策略典型地導致有相當?shù)偷膫鳠崴俾屎筒痪鶆虻臉嫾囟确植?。微通路冷卻有潛力通過這樣來顯著地降低冷卻需求將冷卻布置成盡可能地靠近熱區(qū)，從而對于給定的傳熱速率而降低熱側和冷側之間的溫差。但是，當前用于形成微通路的技術典型地需要使用犧牲填料來防止涂層淀積在微通路內(nèi)以在淀積期間支承涂層，以及需要在涂層系統(tǒng)的淀積之后移除犧牲填料。但是，用短效材料來填充通路以及此后移除該材料兩者都會給當前的微通路處理技術帶來潛在的問題。例如，填料必須與襯底和涂層相容，又具有最小的收縮，但是還具有足夠的強度。移除犧牲填料涉及溶出(leach)、侵蝕或蒸發(fā)的潛在地損害性過程，并且典型地需要長的時間。殘留的填料材料也是個問題。因此將合乎需要的是提供用于將涂層淀積在具有凹槽的熱氣路徑構件上以在其中形成冷卻通路的這樣的方法該方法會消除對填充和移除過程的需要。另外，將合乎需要的是提供用于將涂層淀積在熱氣路徑構件上的這樣的方法當在不使用犧牲填料的情況下淀積時，該方法會減少淀積在通路的內(nèi)部或暴露的壁表面上的涂層的量。

發(fā)明內(nèi)容
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本發(fā)明的一方面在于一種涂覆包括襯底的構件的方法，其中，一個或多個凹槽形成于襯底的表面中且至少部分地沿著該表面延伸。該方法包括將涂層淀積在襯底的表面的至少一部分上面，其中，涂層包括一個或多個層。層中的至少一個以包括角度α的一個或多個角度淀積，其中，α相對于襯底的表面法線處于大約10度-85度的范圍中。該一個或多個凹槽和涂層共同限定用于冷卻構件的一個或多個通路。本發(fā)明的另一方面在于一種包括襯底的構件，襯底包括外表面和內(nèi)表面，其中，內(nèi)表面限定至少一個中空內(nèi)部空間，其中，外表面限定一個或多個凹槽，以及其中，該一個或多個凹槽中的各個至少部分地沿著襯底的表面延伸且具有基部。一個或多個進入孔延伸通過該一個或多個凹槽中的相應的一個的基部，以將凹槽布置成與該至少一個中空內(nèi)部空間中的相應的內(nèi)部空間流體連通。該構件進一步包括設置在襯底的表面的至少一部分上面的涂層。涂層包括一個或多個層，并且層中的至少一個限定一個或多個可透過的槽口，使得相應的層不完全橋接該一個或多個凹槽中的各個。凹槽和涂層共同限定用于冷卻構件的一個或多個通路。本發(fā)明的又一方面在于一種制造構件的方法。該方法包括在襯底的表面中形成一個或多個凹槽，其中，襯底具有至少一個中空內(nèi)部空間。該一個或多個凹槽中的各個至少部分地沿著襯底表面延伸且具有基部。該方法進一步包括形成通過該一個或多個凹槽中的相應的一個的基部的一個或多個進入孔，以將凹槽連接成與該至少一個中空內(nèi)部空間中的相應的內(nèi)部空間流體連通。該方法進一步包括將涂層淀積在襯底的表面的至少一部分上面，使得該一個或多個凹槽和涂層共同限定用于冷卻構件的一個或多個通路。當涂層淀積在該一個或多個凹槽上面時，該一個或多個凹槽未被填充。


當參照附圖閱讀以下詳細描述時，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，在附圖中，相同符號在所有圖中表示相同部件，其中圖1是燃氣輪機系統(tǒng)的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的各方面的具有涂覆層的實例翼型件構造的示意性截面，涂覆層具有相對于襯底的表面法線以角度α定向的微結構；圖3是具有形成于襯底中的冷卻通路和設置在襯底上的涂覆層的冷卻回路的一部分的示意性截面，涂覆層具有相對于襯底的表面法線以角度α定向的微結構；圖4是具有形成于襯底中的冷卻通道和堆迭在襯底上的第一涂覆層和第二涂覆層的冷卻回路的一部分的示意性截面，第一涂覆層和第二涂覆層具有相對于襯底的表面法線以角度α和β定向的相應的微結構；圖5顯示了形成于鎳合金襯底中的、具有第一鎳合金涂覆層的四個實例冷卻通路，第一鎳合金涂覆層相對于襯底的表面法線以大約45度的角度α淀積；圖6顯示了具有額外的第二鎳合金涂覆層的圖5的四個實例冷卻通路，額外的第二鎳合金涂覆層相對于襯底的表面法線以大約45度的角度β淀積；圖7是具有凹角(re-entrant)冷卻通路和堆迭在襯底上的第一涂覆層和第二涂覆層的冷卻回路的一部分的示意性截面，第一涂覆層和第二涂覆層具有相對于襯底的表面法線以角度α和β定向的相應的微結構；
圖8以透視圖示意性地描繪了部分地沿著襯底的表面延伸且將冷卻劑引導到相應的膜冷卻孔的三個實例微通路；圖9是圖8的實例微通路中的一個的截面圖，并且顯示了將來自進入孔的冷卻劑傳輸?shù)侥だ鋮s孔的微通路；以及圖10以截面示意性地描繪了具有涂層的凹角形凹槽，涂層在凹槽的頂部上面延伸，以形成凹角形通路。部件列表10燃氣輪機系統(tǒng)12壓縮機14燃燒器16 渦輪18 軸20燃料噴嘴50涂覆層(一個或多個)52襯底的表面法線M第一涂覆層56第二涂覆層80熱氣路徑流100熱氣路徑構件110 襯底112襯底的外表面114中空內(nèi)部空間116襯底的內(nèi)表面130 通路132凹槽(一個或多個)1；34凹槽的基部I36凹槽的頂部(開口)138凹槽壁140進入孔(一個或多個)142膜冷卻孔(一個或多個)144涂層中的可透過的槽口(一個或多個)150涂層(一個或多個)
具體實施例方式用語“第一”、“第二”等在本文中不表示任何順序、數(shù)量或重要性，而是相反，它們用來將一個元件與另一個元件區(qū)別開。用語“一個”和“一種”在本文中不表示數(shù)量的限制，而是相反，表示存在所參照的項目中的至少一個。結合數(shù)量而使用的修飾語“大約”包括所述值，并且具有上下文所規(guī)定的意思，(例如，包括與特定數(shù)量的測量結果相關聯(lián)的誤差度)。另外，用語“組合”包括摻合物、混合物、合金、反應產(chǎn)物等。
此外，在本說明書中，后綴“(一個或多個)”通常意圖包括它所修飾的項目的單數(shù)和復數(shù)，從而包括一個或多個該項目(例如，“通道孔”可包括一個或多個通道孔，除非作出其它規(guī)定)。貫穿說明書，對“一個實施例”、“另一個實施例”、“實施例”等的參照指結合該實施例所描述的特定元素(例如特征、結構和/或特性)包括在本文中描述的至少一個實施例中，并且可存在或者可不存在于其它實施例中。另外，應當理解，所描述的創(chuàng)造性特性可以任何適合的方式結合在各種實施例中。圖1是燃氣輪機系統(tǒng)10的示意圖。系統(tǒng)10可包括一個或多個壓縮機12、燃燒器14、渦輪16和燃料噴嘴20。壓縮機12和渦輪16可通過一個或多個軸18聯(lián)接。軸18可為單個軸或聯(lián)接在一起而形成軸18的多個軸節(jié)段。燃氣輪機系統(tǒng)10可包括許多熱氣路徑構件100。熱氣路徑構件為系統(tǒng)10的至少部分地暴露于通過系統(tǒng)10的高溫氣流的任何構件。例如，輪葉組件(也稱為葉片或葉片組件)、噴嘴組件(也稱為導葉或導葉組件)、護罩組件、過渡件、保持環(huán)和壓縮機排氣構件全部都是熱氣路徑構件。但是，應當理解，本發(fā)明的熱氣路徑構件100不限于上面的實例，而是可為至少部分地暴露于高溫氣流的任何構件。另外，應當理解，本公開的熱氣路徑構件100不限于燃氣輪機系統(tǒng)10中的構件，而是可為可暴露于高溫流的任何機械零件或其構件。當熱氣路徑構件100暴露于熱氣流80時，熱氣路徑構件100被熱氣流80加熱，并且可到達熱氣路徑構件100故障時的溫度。因而，為了允許系統(tǒng)10用處于高溫的熱氣流80運行，從而提高系統(tǒng)10的效率和性能，需要用于熱氣路徑構件100的冷卻系統(tǒng)。大體上，本公開的冷卻系統(tǒng)包括形成于熱氣路徑構件100的表面中的一系列的小通路或微通路。熱氣路徑構件可設有涂層?？蓮臍馐覍ν诽峁├鋮s流體，并且冷卻流體可流過通路，從而冷卻涂層。參照圖2-9描述了涂覆構件100的方法。如例如圖3、4和7中所指示，該方法包括在襯底Iio中形成一個或多個凹槽132。對于示出的實例，多個凹槽132形成于襯底110中。如例如圖8和9中所指示，凹槽132至少部分地沿著襯底110的表面112延伸。如例如圖3和4中所指示，該方法進一步包括將涂層150淀積在襯底110的表面112的至少一部分上面。更具體而言，涂層150在襯底110的表面112的至少一部分上面直接淀積在凹槽132中的開口的(未填充的)凹槽上面。如這里所用，“開口的”指凹槽132是空的，即，它們未填充有犧牲填料。但是，對于下面描述的備選過程構造，使用了犧牲填料。在美國專利No. 5，640, 767和美國專利No. 5，626，462中提供了實例涂層150，這兩個專利通過引用而以其整體結合在本文中。如美國專利No. 5，6 ，4 中所論述，涂層150結合到襯底110的表面112的一部分上。涂層150包括一個或多個層50。對于圖3中顯示的實例布置，層50中的至少一個相對于襯底110的表面法線52以大約20度-85度的范圍中的角度α淀積。更具體而言，示出的淀積角度α處于大約45度-80度的范圍中，并且另外更具體而言，相對于襯底110的表面法線52處于大約50度-70度的范圍中。更一般而言，層(50)中的至少一個以一個或多個角度淀積。如圖3中所繪制，角度α且類似地圖4中的角度β相對于襯底110的表面法線52而限定。圖3和4將凹槽132顯示為垂直于頁面的平面，即顯示為橫向于凹槽方向的截面。但是，還可在襯底110中形成具有不同的定向的凹槽，并且對于這樣的凹槽，進行微涂覆而使得涂層淀積角度一直橫向于凹槽方向是不可行的，而是相反，涂覆角度在效果上將為復合角度，相對于表面法線具有限定的角度α或β，而且相對于局部凹槽方向還具有角度(未顯示)。如例如圖3、4、8和9中所顯示，凹槽132和涂層150共同限定用于冷卻構件100的許多通路130。雖然凹槽132和通路130在圖3、4、8和9中被顯示為長方形的，但是它們也可呈現(xiàn)其它形狀。例如，凹槽132(和通路130)可為凹角凹槽132(凹角通路130)，如下面參照圖7和10所描述。另外，凹槽132(通路130)的側壁不需要是直的。對于各種應用，凹槽132(通路130)的側壁可為彎曲的或圓形的。典型地在將凹槽132形成于襯底110的表面112中之前鑄造襯底110。如共同轉讓的美國專利No. 5，6 ，462(其通過引用而以其整體結合在本文中)中所論述的那樣，襯底110可由任何適合的材料(本文中描述為第一材料)形成。取決于構件100所意圖的應用，其可包括Ni基超合金、Co基超合金以及!^e基超合金。Ni基超合金可為包含γ和γ ‘相兩者的那些，特別是其中Y'相占超合金的體積的至少40%的包含γ和γ'相兩者的那些Ni基超合金。已知這樣的合金是有利的，因為組合了合乎需要的屬性，包括高溫強度和抗高溫蠕變性。第一材料還可包括NiAl金屬間合金，因為也已知這些合金具有對于在用于航空器的渦輪發(fā)動機應用中使用有利的優(yōu)良的屬性(包括高溫強度和抗高溫蠕變性)的組合。在Nb基合金的情況下，具有優(yōu)良的抗氧化性的經(jīng)涂覆的Nb基合金將是優(yōu)選的，例如Nb/Ti合金，并且特別是按照原子百分數(shù)包含Nb-(27-40) Ti-(4. 5-10. 5) Al-(4. 5-7. 9)Cr-(1. 5-5. 5)Hf-(0-6) V的那些合金。第一材料還可包括包含至少一種次生相的Nb基合金，例如包含Nb的金屬間化合物、包含Nb的碳化物或包含Nb的硼化物。這些合金類似于復合材料，因為它們包含可延展相(即Nb基合金)和強化相(即包含Nb的金屬間化合物、包含Nb的碳化物或包含Nb的硼化物)。對于圖2、8和9中示出的實例布置，涂層150沿著襯底110的翼型形狀的外表面112沿縱向延伸。涂層150與翼型形狀的外表面112相一致，并且覆蓋凹槽132，從而形成微通路130。如例如圖8和9中所指示，襯底110和涂層150可進一步限定多個離開膜孔142。對于圖9中顯示的實例構造，微通路130將來自進入孔140的冷卻劑傳輸?shù)侥だ鋮s孔142。應當注意，如所描繪的那樣，涂層150僅是覆蓋通路的第一涂層或結構涂層。對于某些應用，單個涂層可為所有所使用的涂層。但是，對于其它應用，還使用了結合涂層和隔熱涂層(TBC)。對于圖8和9中示出的實例布置，微通路130將來自相應的進入孔140的冷卻流引導到離開膜孔142。對于圖8和9中顯示的實例，凹槽將流體傳輸?shù)诫x開膜孔142。但是，其它構造不需要膜孔，微通路僅沿著襯底表面112延伸且離開構件的邊緣，例如后緣或輪葉尖部或端壁緣。另外，應當注意，雖然膜孔在圖8中顯示為圓形的，但是這僅是非限制性實例。膜孔還可為非圓形形狀的孔。典型地，微通路長度處于膜孔直徑的10倍至1000倍的范圍中，并且更具體而言，處于膜孔直徑的20倍至100倍的范圍中。有益地，微通路130可用于構件的表面上的任何地方(翼型件本體、前緣、后緣、葉片尖部、端壁、平臺)。另外，雖然微通路顯示為具有直壁，但是通路130可具有任何構造，例如，它們可為直的、彎曲的，或具有多個彎曲部等。涂層150包含可為任何適合的材料的第二材料，并且結合到襯底110的翼型形狀的外表面120上。對于特定的構造，涂層150具有的厚度處于0. 1毫米至2. 0毫米的范圍中，并且更具體而言，處于0. 1毫米至1毫米的范圍中，并且另外更具體而言對于工業(yè)構件為0. 1毫米至0.5毫米。對于航空構件，這個范圍典型地為0.1毫米至0.25毫米。但是，可使用其它厚度，這取決于特定構件100的需要。對于圖4中顯示的實例構造，涂層150包括兩個層M、56。雖然在圖4中僅顯示了兩個涂覆層討和56，但是可對某些應用施用額外的涂覆層50。對于圖4中顯示的實例布置，層50中的第一層M以角度α淀積在襯底110上，而層50中的第二層56以角度β淀積在第一層M上面。對于某些過程構造，角度β可與角度α基本相同(即β =α+/-10° )，使得第一層M和第二層56的定向基本鏡像相反。對于其它過程構造，淀積角度β和α可更顯著地不同。例如，第二層56可以比第一層M的淀積角度α更靠近表面法線52的角度β淀積。通過在不同的側之間改變或調(diào)整涂層淀積角度使得以一個角度α施用第一涂覆層M而以相反的角度β = 180-α施用第二涂覆層56，建立了可封閉單向涂覆留下來的敞開的區(qū)域的涂層微結構，如根據(jù)圖5和6的比較結果而明顯可見的那樣。這個改變可對兩個層或對額外的層進行。對于圖4中描繪的實例構造，第一涂覆層M和第二涂覆層56完全橋接相應的凹槽132，使得涂層(150)密封相應的微通路130。但是，對于其它構造，第一層M限定一個或多個可透過的槽口 144，使得第一層M不完全橋接相應的凹槽132中的各個。圖5和6中顯示了實例多孔層討、56。圖5顯示了形成于GTD 444 襯底中的、具有Rene 142C 第一涂覆層討的四個實例冷卻通路，第一涂覆層討相對于襯底110的表面法線52以大約45度的角度α淀積。圖6顯示了具有額外的第二 Rene 142C 涂覆層56的圖5的四個實例冷卻通路，涂覆層56相對于襯底110的表面法線52以大約45度的角度β淀積。對于更特別的構造，第二層56還限定一個或多個可透過的槽口 144，使得第一層M和第二層56不完全橋接相應的凹槽132中的各個。如圖5中所指示，典型地，空隙(可透過的槽口)144具有不規(guī)則的幾何結構，在施用涂層150且增大厚度時，空隙144的寬度變化。最初，在涂層M的第一部分施用到襯底110上時，空隙144的寬度可達到微通路130的頂部136的寬度的50%那么大。在建立涂層150時，空隙144然后可變窄至頂部136的寬度的5%或更小。對于特定實例，空隙144的寬度在其最窄點處為相應的微通路頂部136的寬度的5%至20%。另外，可透過的槽口 144可為多孔的，在這個情況下，“多孔”空隙144可具有一些連接部，即具有零空隙的一些點或位置。有益地，空隙144為涂層150提供了應力消除。但是，雖然具有第一涂層M中的空隙144提供的應力消除是重要的，但是第一涂覆層M中得到的空隙144比原來的開口 136更小。因而，在第二涂覆層56中對空隙存在較少的需要。因而，雖然未確切地顯示，但是對于某些構造，在第一涂覆層M和連續(xù)(無空隙)的第二涂覆層56中存在可透過的槽口 144。這個特定構造可例如通過這樣來實現(xiàn)在淀積第二涂覆層56期間使襯底110繞著一個或多個軸旋轉，或者以別的方式大致垂直于襯底110或更一般地相對于襯底110的表面法線52以大約+/-20度的范圍中的角度β淀積第二涂覆層56，以便完全涂覆在形成于第一涂覆層M中的可透過的槽口 144上面。用于產(chǎn)生這個具體構造(即，第一涂覆層M中的空隙144與連續(xù)的第二涂覆層56)的另一種技術將為施用備選類型的第二涂層，例如空氣等離子體噴涂涂層。另外，施用較厚的第二涂覆層56也將最終封閉空隙144。更一般地，可透過的槽口 144可形成于一個或多個涂覆層50中，后來淀積的層橋接槽口，從而有效地密封槽口 144。因而，取決于它們的具體功能，可透過的槽口 144可延伸或者(1)通過所有的涂覆層或者( 僅通過一些涂層而非所有涂層。
9有益地，可透過的槽口 144用作結構涂層(一個或多個)的應力/應變消除部。另外，當可透過的槽口 144延伸通過所有涂層時，可透過的槽口 144可用作冷卻機構，即對于此構造，可透過的槽口 144構造成將來自相應的通路130的冷卻劑流體傳輸?shù)綐嫾耐獗砻?。另夕卜，當由上部涂層橋接時，可透過的槽口 144在那些涂層被損害或剝落的情況下用作被動冷卻機構。對于圖7中顯示的實例構造，凹槽132中的各個具有基部134和頂部136，其中，基部134比頂部136更寬，使得凹槽132中的各個包括凹角形凹槽132。對于特定構造，凹角形凹槽132中的相應的一個的基部134為相應的凹槽132的頂部136的至少2倍寬。對于更特別的構造，相應的凹角形凹槽132的基部134為相應的凹槽132的頂部136的至少3倍寬，并且更具體而言，處于相應的凹槽132的頂部136的大約3倍-4倍寬的范圍中。有益地，上面描述的成角度涂層淀積可與對應于GE檔案號M64M-1的共同轉讓的、同時提交的、RonaldS. Bunker等人的美國專利申請“具有凹角形冷卻通路的構件和制造方法(Components with re-entrant shaped cooling channels and methods ofmanufacture)，，中提供的凹角凹槽132結合起來使用，該申請通過引用而以其整體結合在本文中。有益地，通過以較大的淀積角度施用涂層，涂層150可橋接在凹角凹槽132上面，而不進行填充或部分填充。另外，凹角凹槽相對于在頂部136處具有相同寬度的簡單形狀的凹槽(即，具有寬度大致相等的頂部136和基部的凹槽)提供增強的冷卻。可使用各種各樣的技術來淀積涂層150。對于特定過程，通過執(zhí)行等離子區(qū)淀積來將涂層150設置在襯底110的表面112的至少一部分上面。在Weaver等人的共同轉讓的美國公開專利申請No. 20080138529 “用于陰極電弧等離子區(qū)淀積的方法和設備(Methodand apparatus for cathodic arc ion plasma deposition)
子區(qū)淀積設備和方法，該專利申請通過引用而以其整體結合在本文中。簡要地，等離子區(qū)淀積包括將涂層材料形成的陰極置于真空室內(nèi)的真空環(huán)境中；在真空環(huán)境內(nèi)提供襯底110 ；對陰極供應電流，以在陰極表面上形成陰極電弧，從而導致涂層材料從陰極表面上腐蝕或蒸發(fā)掉；以及將來自陰極的涂層材料淀積在襯底表面112上。在一個非限制性實例中，等離子區(qū)淀積過程包括等離子體氣相淀積過程。涂層150的非限制性實例包括結構涂層、結合涂層、抗氧化涂層和隔熱涂層，如下面參照美國專利No. 5，626，462更詳細地論述的那樣。對于某些熱氣路徑構件100，涂層150包含鎳基合金或鈷基合金，并且更具體而言，包含超合金或NiCoCrAlY合金。例如，在襯底110的第一材料為包含Y和Y ‘相兩者的Ni基超合金時，涂層150可包含這些相同的材料，如在下面參照美國專利No. 5，626，462更詳細地論述的那樣。對于其它過程構造，通過執(zhí)行熱噴涂過程和冷噴涂過程中的至少一個來將涂層150設置在襯底110的表面112的至少一部分上面。簡要地，冷噴涂是非熱噴涂過程，其中，金屬粉末在惰性氣體射流中被加速。在與襯底碰撞之后，金屬顆粒經(jīng)歷塑性變形而粘附到襯底表面上。例如，熱噴涂過程可包括燃燒噴涂或等離子體噴涂，燃燒噴涂可包括高速氧氣燃料噴涂(HVOP)或高速空氣燃料噴涂(HVAF)，而等離子體噴涂可包括大氣(例如空氣或惰性氣體)等離子體噴涂，或低壓等離子體噴涂(LPPS，其也稱為真空等離子體噴涂或VPS)。在一個非限制性實例中，NiCrAlY涂層通過HVOF或HVAF淀積。用于淀積涂層150中的一個或多個層的其它實例技術包括(不限于)濺射、電子束物理氣相淀積、無電鍍覆和電鍍。
對于某些構造，合乎需要的是采用多種淀積技術來形成涂層系統(tǒng)150。例如，第一層M可使用等離子區(qū)淀積來淀積，而第二層56和可選的額外的層(未顯示)可使用諸如燃燒噴涂過程(例如HVOF或HVAF)的其它技術或使用等離子體噴涂過程(例如LPPS)來淀積。取決于所使用的材料，對涂覆層50使用不同的淀積技術可在應變?nèi)菹薹矫婧?或在延展性方面提供益處。更一般而言，并且如美國專利No. 5，6 ，462中所論述，用來形成涂層150的第二材料包括任何適合的材料。對于被冷卻的渦輪構件100的情況，第二材料必須能夠承受大約1150°C的溫度，而TBC可到達大約1320°C。涂層150必須與襯底110的翼型形狀的外表面112相容且適于結合到該外表面112上。這個結合可在涂層150淀積到襯底110上時形成。結合可在淀積期間受許多參數(shù)影響，包括淀積方法、淀積期間的襯底110的溫度、淀積表面是否相對于淀積源而偏置，以及其它參數(shù)。結合還可受隨后的熱處理或其它處理的影響。另外，在淀積之前的襯底110的表面形態(tài)、化學性質(zhì)和清潔度可影響冶金結合進行的程度。除了在涂層150和襯底110之間形成堅固的冶金結合之外，合乎需要的是這個結合隨著時間的過去且在高溫處關于相的變化和互擴散而保持穩(wěn)定，如本文中所描述。就相容而言，優(yōu)選這些元件之間的結合在熱力學方面是穩(wěn)定的，使得結合的強度和延展性不會隨著時間的過去(例如長達3年)由以下情形顯著地損壞互擴散或其它過程，甚至對于Ni基合金翼型件支承壁40和Ni基翼型件外皮42而言暴露于大約1150°C的高溫處，或者在使用更高溫的材料(例如Nb基合金)的情況下暴露于大約1300°C的更高的溫度。如美國專利No. 5，6 ，462(其中，襯底110的第一材料為包含γ和γ ‘相兩者的Ni基超合金或NiAl金屬間合金)中所論述，涂層150的第二材料可包括這些相同的材料。涂層150和襯底110材料的這種組合對于諸如其中運行環(huán)境的最大溫度類似于現(xiàn)有發(fā)動機的那些(例如低于1650°C )的應用是優(yōu)選的。在襯底110的第一材料為Nb基合金的情況下，涂層150的第二材料還可包括Nb基合金，包括相同的Nb基合金。如美國專利No. 5，626，462中所論述，對于其它應用，例如施加了使金屬合金涂層150的使用不合需要的溫度、環(huán)境或其它約束的應用，優(yōu)選涂層150包含具有單獨地優(yōu)于金屬合金的那些屬性的屬性的材料，例如呈金屬間化合物(Is)/金屬合金(M)相復合物和金屬間化合物(Is)/金屬間化合物(Im)相復合物的一般形式的復合物。金屬合金M可為與翼型件支承壁40所用相同的合金或不同的材料，這取決于翼型件的需要。這些復合物大體來說是類似的，因為它們組合了相對較高的延展性的相M或Im與相對較低的延展性的相Is，以便產(chǎn)生獲得兩種材料的優(yōu)點的涂層150。另外，為了有成功的復合物，該兩種材料必須是相容的。如本文中關于復合物所使用，用語相容指材料必須能夠形成它們的相的期望初始分布，以及能夠如上面所描述的那樣在1150°C或更高的使用溫度處保持該分布達延長的時間段，而不經(jīng)歷大大削弱復合物的強度、可延展性、剛性和其它重要屬性的冶金反應。也可在相穩(wěn)定性方面來表示這種相容性。也就是說，復合物的單獨的相在延長的時間段里的溫度處運行期間必須具有穩(wěn)定性，使得這些相保持分開和分離，從而保持它們的單獨的同一性和屬性，而不由于互擴散的原因變成單個相或多個不同的相。還可在V^M或IS/IM復合物層之間的相間邊界界面的形態(tài)穩(wěn)定性方面表示相容性。這種不穩(wěn)定性可由中斷任一層的連續(xù)性的褶積(convolution)所表現(xiàn)。還要注意，在給定的涂層150內(nèi)，還可使用多種Is/M或IS/IM復合物，并且這樣的復合物不限于兩種材料或兩相的組合。這樣的組合的使用對于潛在的組合僅是說明性的，而不是詳盡的或限制性的。因而M/IM/IS、M/IS1/IS2(其中，Isi和Is2是不同的材料)和許多其它組合是可行的。如美國專利No. 5，626，462(其中，襯底110包括包含γ和γ ‘相兩者的混合物的Ni 基超合金)中所論述，Is 可包括 Ni3 [Ti，Ta，Nb, V] ,NiAl、Cr3Si、[Cr, Mo]xSi、[Ta，Ti，Nb，Hf，Zr，V] C、Cr3C2和Cr7C3金屬間化合物和中間相，并且M可包括包含γ和γ'相兩者的混合物的Ni基超合金。在包含Y和Y ‘相兩者的混合物的Ni基超合金中，元素Co、Cr、A1、C和B幾乎一直作為合金成分而存在，Ti、Ta、nb、V、W、Mo、Re、Hf和rLr的變化的組合也是一樣。因而，所描述的示例性Is材料的成分對應于典型地在可用作第一材料(來形成襯底110)的Ni基超合金中找到的一種或多種材料，并且因而可適于實現(xiàn)本文中描述的相和互擴散的穩(wěn)定性。作為在第一材料(襯底110)包括NiAl金屬間合金的情況下的額外的實例，Is 可包括 Ni3[Ti，Ta, Nb, V]、NiAl、Cr3Si、[Cr, Mo]xSi, [Ta, Ti, Nb, Hf, Zr, V]C、Cr3C2 和Cr7C3金屬間化合物和中間相，并且Im可包括Ni3Al金屬間合金。再次，在NiAl金屬間合金中，元素Co、Cr、C和B中的一個或多個幾乎一直作為合金成分而存在，Ti、Ta、Nb、V、W、Mo、Re、Hf和ττ的變化的組合也是一樣。因而，所描述的示例性Is材料的成分對應于典型地在可用作第一材料的NiAl合金中找到的一種或多種材料，并且因而可適于實現(xiàn)本文中描述的相和互擴散的穩(wěn)定性。如美國專利No. 5，626，462(其中，襯底110包含Nb基合金，包括包含至少一種次生相的Nb基合金)中所論述，Is可包括含Nb金屬間化合物、含Nb碳化物或含Nb硼化物，并且M可包括Nb基合金。優(yōu)選這種Is/M復合物包括包含Ti而使得合金的Ti與Nb的原子比率(Ti/Nb)處于0. 2-1的范圍中的Nb基合金的M相，以及包括Nb基硅化物、Cr2[Nb，Ti，Hf]和Nb基鋁化物組成的組的Is相，以及其中，Nb、Ti和Hf中的Nb基于原子為Cr2[Nb，Ti，Hf]的主要成分。這些化合物均具有Nb作為共同的成分，并且因而可適于實現(xiàn)美國專利No. 5，626，462中描述的相和互擴散的穩(wěn)定性。所施用的涂層具有足夠的顆粒大小、強度和粘附性(結合性)來橋接凹槽132的開口空隙136，而在涂層淀積期間不使用犧牲填料，并且在凹槽的內(nèi)側淀積最少量的涂層材料。但是，典型地，一些涂層材料還將略微在外表面的下方填充在開口中，如例如圖10中所指示。對于淀積在小尺寸的開口凹槽上面的等離子體氣相淀積(PVD) TBC涂層，以前已經(jīng)記錄了這個橋接效應。有益地，使用具有熱噴涂涂層的當前的成角度淀積技術會產(chǎn)生能夠橋接較大的空隙136大小的較大的顆粒結塊?，F(xiàn)在參照圖3和4，對于某些構造，涂層150完全橋接相應的凹槽132，使得涂層150密封相應的微通路130。更具體而言，對于圖4和7中顯示的實例布置，第一涂覆層M和第二涂覆層56完全橋接相應的凹槽132。對于其它構造，涂層150限定一個或多個可透過的槽口 144，使得涂層150不完全橋接相應的凹槽132中的各個，如例如圖5和6中所顯示。這個多孔構造為涂層150提供應力消除。有益地，通過以角度α、β淀積涂層150，不必使用犧牲填料(未顯示)以將涂層150施用到襯底110上。這消除了對填充過程和對更困難的移除過程的需要。另外，在具有狹窄的開口 136(頂部)(例如具有大約10密耳-12密耳寬的范圍中的開口 136)的凹角形凹槽上執(zhí)行成角度涂層淀積，開口 136可由涂層150橋接，而不使用犧牲填料，從而消除用于傳統(tǒng)的通路形成技術的主要處理步驟中的兩個(填充和溶出)。10/13 頁除了涂層150之外，可進一步修改凹槽132的內(nèi)表面(或微通路130的內(nèi)表面，如果涂層150的第一(內(nèi))層不特別抗氧化的話)，以改進其抗氧化性和/或抗熱腐蝕性。用于將抗氧化涂層(未確切地顯示)施用到凹槽132的(或微通路130的)內(nèi)表面上的適合的技術包括氣相或漿料鍍鉻(chromiding)，氣相或漿料鍍鋁，或通過蒸發(fā)、濺射、等離子區(qū)淀積、熱噴涂和/或冷噴涂進行的覆蓋淀積。實例抗氧化覆蓋涂層包含MCrAlY族(M ={Ni，Co，F(xiàn)e})中的材料以及選自 NiALX 族(X = {Cr, Hf, Zr, Y，La，Si，Pt，Pd})的材料。但是，對于某些過程構造，可采用填料和隨后的溶出過程。對于這些過程構造，該方法進一步包括在淀積涂層150之前對凹槽132填充填料(未顯示)。例如，可通過用金屬漿料“墨”(未顯示)對構件100進行漿料、浸漬涂覆或噴涂涂覆來施用填料，使得凹槽132被填充。對于其它構造，可使用微型筆或注射器來施用填料。對于某些實現(xiàn)，可對凹槽132過度填充填料材料?？梢瞥?例如可擦去)多余的填料，使得凹槽132 “被看見”。填料的非限制性實例材料包括UV可固化樹脂、陶瓷、具有有機溶劑載體的銅或鉬墨、具有水基和載體的石墨粉。更一般地，填料可包括懸浮在具有可選的粘合劑的載體中的感興趣的顆粒。另外，取決于所采用的填料的類型，填料可流入或可不流入進入孔140中。在共同轉讓的美國專利No. 5，640，767中以及在共同轉讓的美國專利No. 6，321，449中論述了實例填料材料(或通路填充劑或犧牲材料)，這些專利通過引用而以其整體結合在本文中。對于此過程構造，該方法進一步包括在淀積涂層150之后從凹槽132中移除填料。例如，可使用化學溶出過程來使填料從微通路130中溶出。如美國專利No. 5，640，767中所論述，可例如通過熔化/抽取、高溫分解或侵蝕來移除填料(或通路填充劑)。類似地，美國專利No. 6，321，449中論述的填料材料(犧牲材料)可通過在水、酒精、丙酮(actetone)、氫氧化鈉、氫氧化鉀或硝酸中溶解來移除。參照圖2-10描述了構件100。如例如圖2中所指示，構件100包括具有外表面112和內(nèi)表面116的襯底110。如例如圖2中所指示，內(nèi)表面116限定至少一個中空內(nèi)部空間114。如例如圖2-4、7和8中所指示，外表面112限定一個或多個凹槽132。對于示出的實例，襯底110限定多個凹槽。如例如圖7-9中所指示，凹槽132中的各個至少部分地沿著襯底110的表面112延伸且具有基部134。為了降低任何涂層淀積在凹槽132的內(nèi)部側壁上的可能性，頂部處的通路開口寬度合乎需要地處于0. 010英寸至0. 02英寸的范圍中。進入孔140延伸通過凹槽132的相應的基部134，以在凹槽132和中空內(nèi)部空間(一個或多個)114之間提供流體連通，如例如圖3、4和7中所顯示。進入孔140在截面方面典型地為圓形或橢圓形，并且可例如使用激光加工(激光打孔)、磨料液體射流、放電加工(EDM)和電子束打孔中的一個或多個來形成。進入孔140可垂直于相應的凹槽132的基部134 (如圖3、4和7中所顯示)，或者更一般地，可相對于凹槽的基部134以處于20度-90度的范圍中的角度來打孔。如例如圖3、4和7中所指示，構件100進一步包括設置在襯底110的表面112的至少一部分上面的涂層150，其中，涂層150包括一個或多個層50。如上面所論述，凹槽132和涂層150共同限定用于冷卻構件100的許多通路130。上面提供了實例涂層。對于實例構造，涂層150包括結構涂層、結合涂層、抗氧化涂層和隔熱涂層中的至少一個。對于圖5和6中顯示的實例布置，涂覆層50中的至少一個限定一個或多個可透過的槽口 144，使得相應的層50不完全橋接相應的凹槽132中的各個。如上面所論述，對于某
13些布置，可透過的槽口 144延伸通過所有涂覆層，從而將來自通路130的冷卻劑傳輸?shù)綐嫾耐獗砻?。對于其它構造，可透過的槽口 144可形成于一個或多個涂覆層50中，后來淀積的層橋接槽口，從而有效地密封槽口 144。如上面所提到，可透過的槽口 144對涂層150提供了應力消除。另外，應當注意，雖然在圖中顯示了空隙144的一個實例截面，但是對于其它布置，孔隙率(且因此截面)會沿著微通路的長度而改變。對于特定構造，使用空隙144來通過涂層(一個或多個)150而將冷卻流輸送到構件100的外表面。例如，如果僅施用結構涂層，則將得到一種類型的蒸發(fā)冷卻，冷卻流有益地沿著整個通路長度放出。另外，如果僅施用等離子體氣相淀積(PVD)隔熱涂層(TBC)JIJTBC的柱狀特性將再次允許冷卻流通過空隙144放出。通過可透過的槽口 144的這個冷卻流對于冷卻航空渦輪翼型件是特別有益的。對于圖5中顯示的實例構造，可透過的槽口 144中的各個相對于襯底110的表面法線52以角度γ傾斜，其中，角度Y相對于襯底110的表面法線52處于大約25度-70度的范圍中?？墒褂靡韵碌仁絹硎共劭趦A斜角度Y與淀積角度α相關tan α = 2tan γ(等式 1)對于更特別的構造，角度Y相對于襯底110的表面法線52處于大約30度-55度的范圍中。應當注意，典型地僅對于在涂覆過程期間固定的構件，將得到圖5和6中顯示的構造。另外，對于彎曲構件，由于構件的局部曲率的原因，角度Y可沿著通路130的長度而改變。此外，對于彎曲構件，角度Y可針對不同的通路基于構件的局部曲率而改變。對于圖6中顯示的實例構造，可透過的槽口 144的傾斜角度在涂層150的厚度中有所變化。如圖6中所顯示，第二涂覆層56中的槽口 144的傾斜角度Y ‘(相對于襯底110的表面法線52)不同于第一涂覆層M中的槽口 144的傾斜角度Y (相對于表面法線52)。可使用以下等式來使槽口的傾斜角度Y1與淀積角度β相關tan β = 2tan γ ‘(等式 2)對于其它構造，可透過的槽口 144定向成大致垂直于襯底110。典型地將在襯底110在淀積涂層期間繞著一個或多個軸旋轉時得到這個構造。如這里所使用，用語“大致”應當理解為指相對于局部表面法線具有+/-15度。對于圖5和6中顯示的實例構造，第一層M可限定一個或多個可透過的槽口 144，使得第一層討不完全橋接相應的凹槽132中的各個。另外，對于圖6中顯示的實例布置，第二層56還限定了一個或多個可透過的槽口 144，使得第一層M和第二層56不完全橋接相應的凹槽132中的各個。如上面所論述，雖然通路130被顯示為具有直壁，但是通路130可具有任何構造，例如，它們可為直的、彎曲的，或具有多個彎曲部等。對于圖7和10中顯示的實例構造，凹槽為凹角形的。S卩，對于圖7和10的布置，凹槽132中的各個的基部134比相應的凹槽132的頂部136更寬，使得凹槽132中的各個為凹角形凹槽132。更具體而言，相應的凹角形凹槽132的基部134為相應的凹槽132的頂部136的至少兩倍寬，并且另外更具體而言，處于相應的凹槽132的頂部136的大約3倍-4倍寬的范圍中。對于特定的構造，凹角形凹槽132中的相應的一個的壁13相對于表面法線以處于大約10度-80度的范圍中的角度Φ定向，如例如圖10中所指示。更具體而言，凹角形凹槽132中的相應的一個的壁138相對于表面法線以處于大約10度-45度的范圍中的角度Φ定向。
如上面所提到，通過在具有狹窄的開口 136(頂部)(例如具有大約10密耳-12密耳寬的范圍中的開口 136)的凹角形凹槽上執(zhí)行成角度涂層淀積，開口 136可由涂層150橋接，而不使用犧牲填料，從而消除用于傳統(tǒng)的通路形成技術的主要處理步驟中的兩個(填充和溶出)。另外，較寬的基部134增加了對通路130的冷卻。參照圖2-10描述了制造構件100的方法。如上面參照圖3、4和7所論述，該方法包括在襯底Iio的表面112中形成一個或多個凹槽132。對于示出的實例，多個凹槽132形成于襯底表面112中。如例如圖2中所指示，襯底110具有至少一個中空內(nèi)部空間114。典型地在將凹槽132形成于襯底110的表面112中之前鑄造襯底110，并且上面提供了實例襯底材料。如上面參照圖7-9所論述，凹槽132中的各個至少部分地沿著襯底110的表面112延伸且具有基部134。該制造方法進一步包括形成許多進入孔140。更具體而言，對每個凹槽132提供一個或多個進入孔140。對于示出的實例，對每個凹槽132提供一個進入孔140。如例如圖3、4和7中所指示，進入孔140中的各個形成為通過凹槽132中的相應的一個的基部134，以在凹槽132和中空內(nèi)部空間114之間提供流體連接。上面提供了實例進入孔幾何結構和形成方法。如例如圖3中所指示，該制造方法進一步包括在襯底110的表面112的至少一部分上面將涂層150直接淀積在開口的(未填充的)凹槽132上面。如上面所提到，“開口的”指凹槽132是空的，即它們未填充有犧牲填料。上面提供了實例涂層。對于實例構造，涂層150包括結構涂層、結合涂層、抗氧化涂層和隔熱涂層中的至少一個。涂層150可完全橋接相應的凹槽132，使得涂層150密封相應的通路130，如例如圖3、4和7中所指示。對于其它構造，涂層150限定一個或多個可透過的槽口 144，使得涂層150不完全橋接相應的凹槽132中的各個，如例如圖5和6中所顯示。對于特定的構造，該方法進一步包括在淀積涂層150時使襯底110繞著至少一個軸線旋轉，使得涂層150以持續(xù)變化的角度淀積。如這里所用，短語“持續(xù)變化的”應當理解為隨著時間持續(xù)變化的。襯底可安裝在旋轉夾具(未顯示)上，例如單軸線旋轉夾具或多軸線(行星)旋轉夾具。因而，對于具有變化的曲率的復雜部件，例如渦輪葉片，涂層相對于表面法線而淀積的角度將隨著時間持續(xù)變化，使得得到的可透過的槽口 144將大致垂直于襯底表面(即，在局部表面法線的+/-15度內(nèi))。對于圖7中顯示的實例構造，凹槽基部134比凹槽的頂部136更寬，使得凹槽132中的各個包括凹角形凹槽132?？墒褂媚チ弦后w射流、插入式(plunge)電化學加工(ECM)、具有旋轉電極的放電加工(EDM)(銑削EDM)和激光加工(激光打孔)中的一個或多個來形成凹角形凹槽132。Bunker等人(的專利申請中)提供了用于在襯底110中形成凹角凹槽132的技術。例如，凹角形凹槽132可通過這樣來形成在磨料液體射流的第一次傳送中，相對于襯底110的表面112以橫向角度引導磨料液體射流(未顯示)，然后以與該橫向角度(的角度)基本相反的角度作出隨后的傳送，以及可選地執(zhí)行額外的傳送，其中，以介于橫向角度和基本相反的角度之間的一個或多個角度來將磨料液體射流引導向凹槽132的基部134，使得材料被從凹槽132的基部134中移除，如Bunker等人(的專利申請)的圖3-5中所顯示。還可使用射流160的其它加工路徑構造。例如，射流160可沿著半徑掃掠(圖5)，并且沿著通路長度方向遵循之字形加工路徑運動。這樣，可形成較狹窄的凹槽開口136(凹槽的頂部)。為了掃掠射流160，可采用多軸線數(shù)控(NC)加工路徑功能來控制射流160的樞轉點，以確保狹窄的開口 136。通路的深度由掃掠速度以及在設定了射流壓力時沿著通路的射流行進速度確定。如上面所論述，通過以角度α、β淀積涂層150，不必使用犧牲填料(未顯示)以將涂層150施用到襯底110上。這消除了對填充過程和對更困難的移除過程的需要。另外，以角度α、β淀積涂層150有助于防止構件表面上的冷卻通路的內(nèi)部的局部涂覆。雖然本文中僅示出和描述了本發(fā)明的某些特征，但是本領域技術人員將想到許多修改和改變。因此應當理解，所附權利要求意圖覆蓋落在本發(fā)明的真實精神內(nèi)的所有這樣的修改和改變。
權利要求
1.一種構件(100)，包括包括外表面(112)和內(nèi)表面(116)的襯底(110)，其中，所述內(nèi)表面(116)限定至少一個中空內(nèi)部空間(114)，其中，所述外表面(112)限定一個或多個凹槽(132)，其中，所述一個或多個凹槽(13 中的各個至少部分地沿著所述襯底(110)的所述表面(11 延伸且具有基部(134)，其中，一個或多個進入孔(140)延伸通過所述一個或多個凹槽(13 中的相應的一個的所述基部(134)，以將所述凹槽(132)布置成與所述至少一個中空內(nèi)部空間(114)中的相應的中空內(nèi)部空間流體連通；以及設置在所述襯底(110)的所述表面(112)的至少一部分上面的涂層(150)，其中，所述涂層(150)包括一個或多個層(50)，其中，所述層(50)中的至少一個限定一個或多個可透過的槽口(144)，使得相應的所述層(50)不完全橋接所述一個或多個凹槽(13 中的各個，以及其中，所述凹槽(132)和所述涂層(150)共同限定用于冷卻所述構件(100)的一個或多個通路(130)。
2.根據(jù)權利要求1所述的構件(100)，其特征在于，所述可透過的槽口(144)中的各個相對于所述襯底(110)的表面法線(52)以角度γ傾斜，以及其中，所述角度Y相對于所述襯底(110)的所述表面法線(52)處于大約25度-70度的范圍中。
3.根據(jù)權利要求1所述的構件(100)，其特征在于，所述可透過的槽口(144)定向成大致垂直于所述襯底(110)。
4.根據(jù)權利要求1所述的構件(100)，其特征在于，所述涂層(150)包括兩個或更多個層(50)，以及其中，所述層中的后來淀積的層(56)不完全橋接形成于較早淀積的層(54)中的所述可透過的槽口(144)，使得所述可透過的槽口(144)延伸通過所述后來淀積的層(56)。
5.根據(jù)權利要求1所述的構件(100)，其特征在于，所述涂層(150)包括兩個或更多個層(50)，以及其中，所述層中的后來淀積的層(56)橋接形成于較早淀積的層(54)中的所述可透過的槽口(144)，從而基本密封所述可透過的槽口(144)。
6.根據(jù)權利要求1所述的構件(100)，其特征在于，所述可透過的槽口(144)構造成將冷卻劑流體從相應的所述一個或多個通路(130)傳輸?shù)剿鰳嫾耐獗砻?，其中，所述涂?150)包括結構涂層、結合涂層、抗氧化涂層和隔熱涂層中的至少一個，以及其中，所述一個或多個凹槽(132)中的各個具有頂部(136)，其中，所述基部(134)比所述頂部(136)更寬，使得所述一個或多個凹槽(132)中的各個包括凹角形凹槽(132)。
7.—種制造構件(100)的方法，所述方法包括在襯底(110)的表面(11 中形成一個或多個凹槽(132)，其中，所述襯底(110)具有至少一個中空內(nèi)部空間(114)，其中，所述一個或多個凹槽(132)中的各個至少部分地沿著所述襯底(110)的所述表面(112)延伸且具有基部(134)；形成通過所述一個或多個凹槽(13 中的相應的一個的所述基部(134)的一個或多個進入孔(140)，以將所述凹槽(132)連接成與所述至少一個中空內(nèi)部空間(114)中的相應的中空內(nèi)部空間流體連通；以及將涂層(150)淀積在所述襯底(110)的所述表面(11 的至少一部分上面，使得所述一個或多個凹槽(13 和所述涂層(150)共同限定用于冷卻所述構件(100)的一個或多個通路(130)，以及其中，當所述涂層(150)淀積在所述一個或多個凹槽(13 上面時，所述一個或多個凹槽(13 未被填充。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述涂層(150)包括一個或多個層(50)，以及其中，所述層(50)中的至少一個限定一個或多個可透過的槽口(144)，使得相應的所述層(50)不完全橋接所述一個或多個凹槽(13 中的各個。
9.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括在淀積所述涂層(150)時使所述襯底(110)繞著至少一個軸線旋轉，使得所述涂層(150)以持續(xù)變化的角度淀積。
10.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述一個或多個凹槽(132)中的各個具有頂部(136)，其中，所述基部(134)比所述頂部(136)更寬，使得所述一個或多個凹槽(132)中的各個包括凹角形凹槽(132)，以及其中，使用磨料液體射流、插入式電化學加工(ECM)、具有旋轉電極的放電加工(EDM)(銑削EDM)和激光加工(激光打孔)中的一個或多個來形成所述一個或多個凹角形凹槽(132)。
全文摘要
本發(fā)明涉及構件以及制造和涂覆構件的方法。公開了一種構件。該構件包括襯底，襯底包括外表面和內(nèi)表面，其中，內(nèi)表面限定至少一個中空內(nèi)部空間，其中，外表面限定一個或多個凹槽，且其中，該一個或多個凹槽中的各個至少部分地沿著襯底的表面延伸且具有基部。一個或多個進入孔延伸通過相應的凹槽的基部，以將凹槽布置成與該至少一個中空內(nèi)部空間中的相應的內(nèi)部空間流體連通。該構件進一步包括設置在襯底表面的至少一部分上面的涂層，其中，涂層包括一個或多個層。層中的至少一個限定一個或多個可透過的槽口，使得相應的層不完全橋接該一個或多個凹槽中的各個。凹槽和涂層共同限定用于冷卻該構件的一個或多個通路。還提供了用于制造和涂覆構件的方法。
文檔編號F02C7/00GK102562305SQ201110371829
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權日2010年11月10日
發(fā)明者D·M·利普金, D·M·格雷, R·S·班克 申請人:通用電氣公司