具有雙面冷卻特征的部件及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種制造方法，所述制造方法包括：提供襯底；以及在所述襯底的外表面或者設(shè)置在所述襯底的所述外表面上的涂層中形成一個(gè)或多個(gè)凹槽；以及在所述襯底的內(nèi)表面或者設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面上的涂層中形成一個(gè)或多個(gè)凹槽，以在所述襯底的所述內(nèi)表面上限定一個(gè)或多個(gè)冷卻凹槽。所述方法進(jìn)一步包括將結(jié)構(gòu)涂層涂覆到以下項(xiàng)中的至少一項(xiàng)上，以在所述襯底的所述外表面上限定一個(gè)或多個(gè)冷卻通道：所述襯底的所述外表面的一部分，或者設(shè)置在所述襯底的所述外表面上的所述涂層的一部分。本發(fā)明還公開一種根據(jù)所述方法制造的部件。
【專利說明】具有雙面冷卻特征的部件及制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體上涉及一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，確切地說，涉及其中的微通道冷卻。

【背景技術(shù)】
[0002] 在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，空氣在壓縮機(jī)中壓縮并且在燃燒器中與燃料混合以產(chǎn)生 高溫燃燒氣體。從高壓渦輪機(jī)（HPT)中的氣體提取能量來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，并且從低壓渦輪機(jī) (LPT)中的氣體提取能量來驅(qū)動(dòng)渦輪風(fēng)扇式飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中的風(fēng)扇，或者驅(qū)動(dòng)海洋和工 業(yè)應(yīng)用中的外軸。
[0003] 發(fā)動(dòng)機(jī)效率隨燃燒氣體溫度的升高而提高。但是，燃燒氣體會(huì)加熱沿其流動(dòng)通道 的多個(gè)部件，因此需要對(duì)其進(jìn)行冷卻，從而以可接受方式延長發(fā)動(dòng)機(jī)壽命。通常，使用從壓 縮機(jī)排出的空氣來冷卻高溫氣體通道部件。此冷卻過程會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)效率，因?yàn)榕懦隹諝?不用于燃燒過程中。
[0004] 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻技術(shù)十分成熟，包括涉及冷卻回路的多個(gè)方面以及多個(gè)高溫 氣體通道部件特征的許多專利。例如，燃燒器包括徑向外部和內(nèi)部襯里，因此所述襯里需要 在運(yùn)行期間冷卻。渦輪機(jī)噴嘴（nozzles)包括支撐在外內(nèi)圍帶之間的中空輪葉，因此所述 輪葉也需要進(jìn)行冷卻。渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片中空，其中通常包括冷卻回路，葉片周圍設(shè)有渦輪機(jī) 圍帶，因此所述渦輪機(jī)圍帶也需要進(jìn)行冷卻。高溫燃燒氣體經(jīng)由排氣口排出，因此該排氣口 也可以配備襯里并適當(dāng)冷卻。
[0005] 在全部這些示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件中，通常使用高強(qiáng)度超級(jí)合金金屬薄壁來 減少部件重量并最大限度地減小其冷卻需求。針對(duì)這些不同部件在發(fā)動(dòng)機(jī)中的對(duì)應(yīng)環(huán)境為 其定制不同冷卻回路和特征。例如，可以在高溫氣體通道部件中形成一系列內(nèi)部冷卻通道， 或者螺旋形通道。冷卻流體可以從腔室提供給螺旋形通道；并且冷卻流體可以流過這些通 道、冷卻高溫氣體通道部件襯底以及任何相關(guān)涂層。但是，此冷卻策略通常會(huì)相對(duì)降低傳熱 效率，同時(shí)致使部件溫度分布不均勻。
[0006] 使用微通道冷卻技術(shù)可以大幅降低冷卻要求。通常，微通道冷卻以盡可能接近熱 通量源的方式提供冷卻，具體來說，在外部或高溫側(cè)設(shè)置冷卻通道，從而針對(duì)指定傳熱速率 降低承載襯底材料高溫側(cè)與低溫側(cè)之間的溫差。但是，許多部件需要的總體冷卻效率或靈 活性水平可能高于僅在外部或高溫側(cè)設(shè)置微通道所能實(shí)現(xiàn)的水平。
[0007] 因此，需要提供一種在高溫氣體通道部件中形成冷卻通道的方法，以便提高冷卻 能力、效率和靈活性，同時(shí)降低制造時(shí)間和技術(shù)要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的一方面在于一種制造方法，所述方法包括提供襯底，所述襯底具有內(nèi)表 面、外表面和至少一個(gè)內(nèi)部空間。所述方法還在所述襯底的外表面中或者設(shè)置在所述襯 底的所述外表面上的涂層中形成一個(gè)或多個(gè)凹槽，其中每個(gè)凹槽至少部分沿所述外表面延 伸。所述方法還在所述襯底的所述內(nèi)表面中或者設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面上的涂層中 形成一個(gè)或多個(gè)凹槽，其中每個(gè)凹槽至少部分沿所述內(nèi)表面延伸，以在所述襯底的所述內(nèi) 表面上限定一個(gè)或多個(gè)冷卻凹槽。所述方法還將結(jié)構(gòu)涂層涂覆到以下項(xiàng)中的至少一項(xiàng)上， 以在所述襯底的所述外表面上限定一個(gè)或多個(gè)通道：所述襯底的所述外表面的一部分，或 者設(shè)置在所述襯底的所述外表面上的涂層的一部分。
[0009] 其中，所述一個(gè)或多個(gè)凹槽中的每個(gè)凹槽使用以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)形成：磨料 液體噴射、浸漬電解加工（ECM)、使用旋轉(zhuǎn)電極的電火花加工（EDM)、銑削EDM、鑄造以及/或 者激光加工。
[0010] 其中，在所述襯底的所述外表面和所述內(nèi)表面中形成一個(gè)或多個(gè)凹槽的步驟進(jìn)一 步包括在所述襯底的一部分內(nèi)形成所述一個(gè)或多個(gè)凹槽的至少一部分。
[0011] 所述的制造方法進(jìn)一步包括對(duì)所述襯底的內(nèi)表面或外表面中至少一者的至少一 部分或者設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面或外表面中至少一者上的涂層的表面的至少一部 分進(jìn)行處理，以使所述襯底或者鄰近對(duì)應(yīng)凹槽頂部的所述涂層中的至少一者發(fā)生塑性變 形，從而減小穿過所述凹槽頂部的間隙。
[0012] 其中，處理包括執(zhí)行以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)，以使所述襯底或鄰近所述凹槽的所 述涂層中的至少一者發(fā)生塑性變形：對(duì)所述表面執(zhí)行噴砂處理、對(duì)所述表面進(jìn)行水射流噴 砂處理、對(duì)所述表面執(zhí)行擋板噴砂處理、對(duì)所述表面進(jìn)行重力噴砂處理、對(duì)所述表面進(jìn)行超 聲噴砂處理、對(duì)所述表面進(jìn)行拋光處理、對(duì)所述表面進(jìn)行低塑性拋光處理以及對(duì)所述表面 進(jìn)行激光噴砂處理。
[0013] 其中，所述涂層包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：外結(jié)構(gòu)涂層、粘合涂層和熱障涂層。
[0014] 所述的制造方法進(jìn)一步包括通過在所述襯底的所述外表面中加工形成一個(gè)或多 個(gè)凹槽；在所述襯底的所述內(nèi)表面中加工形成一個(gè)或多個(gè)凹槽；以及將結(jié)構(gòu)涂層涂覆到所 述襯底的所述外表面的至少一部分上，以在所述襯底的所述外表面中限定一個(gè)或多個(gè)通 道。
[0015] 所述的制造方法進(jìn)一步包括將結(jié)構(gòu)涂層涂覆到所述襯底的所述內(nèi)表面的至少一 部分上，以在所述襯底的所述內(nèi)表面中限定一個(gè)或多個(gè)通道。
[0016] 所述的制造方法進(jìn)一步包括通過在設(shè)置在所述襯底的所述外表面上的所述涂層 中加工形成一個(gè)或多個(gè)凹槽；在設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面上的所述涂層中加工形成一 個(gè)或多個(gè)凹槽；以及將所述結(jié)構(gòu)涂層涂覆到所述襯底的所述外表面上的所述涂層上，以在 所述襯底的所述外表面上限定一個(gè)或多個(gè)通道。
[0017] 所述的制造方法進(jìn)一步包括將結(jié)構(gòu)涂層涂覆到以下項(xiàng)中的一項(xiàng)上，以在所述襯底 的所述內(nèi)表面上限定一個(gè)或多個(gè)通道：所述襯底的所述內(nèi)表面，或者設(shè)置在所述襯底的所 述內(nèi)表面上的所述涂層。
[0018] 本發(fā)明的另一方面在于提供一種制造方法，所述方法包括提供襯底，所述襯底具 有內(nèi)表面、外表面和至少一個(gè)內(nèi)部空間。所述方法還在所述襯底的外表面中或者設(shè)置在所 述襯底的所述外表面上的涂層中形成一個(gè)或多個(gè)凹槽，其中每個(gè)凹槽至少部分沿所述外表 面延伸。此外，所述方法還在所述襯底的內(nèi)表面中或者設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面上的 涂層中形成一個(gè)或多個(gè)凹槽，其中每個(gè)凹槽至少部分沿所述內(nèi)表面延伸。所述方法還對(duì)所 述襯底的外表面或者設(shè)置在所述襯底的所述外表面上的涂層這兩者中的一者的至少一部 分進(jìn)行處理，以使至少鄰近對(duì)應(yīng)凹槽頂部的所述襯底的所述外表面或者所述涂層的外表面 中的一者發(fā)生塑性變形并產(chǎn)生刻面，從而減小穿過凹槽頂部的間隙。所述方法還將結(jié)構(gòu)涂 層涂覆到以下項(xiàng)中的一項(xiàng)上：所述襯底的所述外表面的至少一部分，或者設(shè)置在所述襯底 的所述外表面上的涂層的至少一部分。所述方法還在所述襯底的所述內(nèi)表面或者設(shè)置在所 述襯底的所述內(nèi)表面上的涂層這兩者中的一者內(nèi)限定一個(gè)或多個(gè)冷卻通道，并且在所述襯 底的所述外表面或者設(shè)置在所述襯底的所述外表面上的涂層這兩者中的一者內(nèi)限定一個(gè) 或多個(gè)冷卻通道或冷卻凹槽，以便冷卻部件。
[0019] 其中，在所述襯底的所述外表面或者所述襯底的所述內(nèi)表面中的一者內(nèi)形成一個(gè) 或多個(gè)凹槽的步驟進(jìn)一步包括在所述襯底的一部分內(nèi)形成所述一個(gè)或多個(gè)凹槽的至少一 部分。
[0020] 其中，處理所述襯底的所述外表面的至少一部分或者設(shè)置在所述襯底的所述外表 面上的所述涂層的外表面的至少一部分包括執(zhí)行以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)，從而使得至少鄰 近對(duì)應(yīng)凹槽頂部的表面變形并且在鄰近所述凹槽的至少一個(gè)邊緣的表面上產(chǎn)生刻面：對(duì)所 述表面執(zhí)行噴砂處理、對(duì)所述表面執(zhí)行水射流噴砂處理、對(duì)所述表面執(zhí)行擋板噴砂處理、對(duì) 所述表面執(zhí)行重力噴砂處理、對(duì)所述表面執(zhí)行超聲噴砂處理、對(duì)所述表面執(zhí)行拋光處理、對(duì) 所述表面執(zhí)行低塑性拋光處理以及對(duì)所述表面執(zhí)行激光噴砂處理。
[0021] 其中，所述結(jié)構(gòu)涂層包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：外結(jié)構(gòu)涂層、粘合涂層和熱障涂 層。
[0022] 所述的制造方法進(jìn)一步包括將結(jié)構(gòu)涂層涂覆到以下項(xiàng)中的一項(xiàng)上，以在所述襯底 的所述內(nèi)表面之內(nèi)或者之上處限定一個(gè)或多個(gè)冷卻通道：所述襯底的所述內(nèi)表面的至少一 部分，或者設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面上的所述涂層的至少一部分。
[0023] 本發(fā)明的另一方面在于提供一種部件，所述部件包括襯底，所述襯底包括外表面 和內(nèi)表面，其中所述內(nèi)表面限定至少一個(gè)內(nèi)部空間。一個(gè)或多個(gè)凹槽形成于所述襯底的所 述外表面或者設(shè)置在所述襯底的所述外表面上的涂層內(nèi)。每個(gè)凹槽至少部分沿所述外表面 延伸并且具有底座和開口。此外，一個(gè)或多個(gè)凹槽形成于所述襯底的所述內(nèi)表面或者設(shè)置 在所述襯底的所述內(nèi)表面上的涂層內(nèi)。每個(gè)凹槽至少部分沿所述內(nèi)表面延伸，以在所述襯 底的內(nèi)表面上限定一個(gè)或多個(gè)冷卻凹槽，所述每個(gè)凹槽還具有底座和開口。結(jié)構(gòu)涂層設(shè)置 到以下項(xiàng)中的一項(xiàng)上，以在所述襯底的所述外表面上限定一個(gè)或多個(gè)通道：所述襯底的所 述外表面的至少一部分，或者設(shè)置在所述襯底的所述外表面上的涂層。
[0024] 所述的部件進(jìn)一步包括設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面的至少一部分或者設(shè)置在 所述襯底的所述內(nèi)表面上的所述涂層上的結(jié)構(gòu)涂層，用于在所述襯底的所述內(nèi)表面上限定 一個(gè)或多個(gè)冷卻通道。
[0025] 所述的部件進(jìn)一步包括：一個(gè)或多個(gè)冷卻供應(yīng)孔，所述一個(gè)或多個(gè)冷卻供應(yīng)孔與 所述一個(gè)或多個(gè)冷卻通道流體連通；以及一個(gè)或多個(gè)排放特征，所述排放特征與所述一個(gè) 或多個(gè)冷卻通道流體連通。
[0026] 其中，在以下項(xiàng)中的至少一項(xiàng)內(nèi)鄰近對(duì)應(yīng)凹槽處形成多個(gè)表面不規(guī)則特征：所述 襯底的所述外表面、所述襯底的所述內(nèi)表面、設(shè)置在所述襯底的所述外表面上的所述涂層； 或者設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面上的所述涂層。
[0027] 其中，設(shè)置在所述襯底的所述外表面或者所述襯底的所述內(nèi)表面至少一者上的所 述涂層包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：外結(jié)構(gòu)涂層、粘合涂層和熱障涂層。
[0028] 存在相對(duì)于本發(fā)明多個(gè)方面的上述特征的各種改進(jìn)。這些多個(gè)方面中還可以包括 進(jìn)一步特征。這些改進(jìn)和額外特征可以單獨(dú)存在或者以任意組合的形式存在。例如，下文 相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)圖示實(shí)施例所述的多個(gè)特征可以單獨(dú)或以任意組合的形式并入本發(fā)明 的任意上述方面中。再者，上述簡要概述僅用于讓讀者熟悉本發(fā)明的特定方面和背景，并不 限制提出權(quán)利要求的主題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 在參考附圖閱讀以下詳細(xì)說明后，將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面 和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中，類似的符號(hào)代表所有附圖中類似的部分，其中：
[0030] 圖1是根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的示 意圖；
[0031] 圖2是根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的示例性翼型構(gòu)造的截 面示意圖，其中所述示例性翼型構(gòu)造具有雙面冷卻；
[0032] 圖3是根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的示例性燃燒器構(gòu)造的 截面示意圖，其中所述示例性燃燒器構(gòu)造具有雙面冷卻；
[0033] 圖4示意性地示出了根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法的 步驟，所述方法用于制造具有雙面冷卻的示例性高溫氣體通道部件；
[0034] 圖5示意性地示出了根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法的 步驟，所述方法用于制造具有雙面冷卻的示例性高溫氣體通道部件；
[0035] 圖6示意性地示出了根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法的 步驟，所述方法用于制造具有雙面冷卻的示例性高溫氣體通道部件；
[0036] 圖7是雙面微通道冷卻高溫氣體通道部件的截面圖，所述雙面微通道冷卻高溫氣 體通道部件根據(jù)圖5到圖7所示的方法制造，并且根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多 個(gè)實(shí)施例；
[0037] 圖8示意性地示出了根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法步 驟的替代實(shí)施例，所述方法用于制造具有雙面冷卻的示例性高溫氣體通道部件；
[0038] 圖9示意性地示出了根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法步 驟的替代實(shí)施例，所述方法用于制造具有雙面冷卻的示例性高溫氣體通道部件；
[0039] 圖10示意性地示出了根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法步 驟的替代實(shí)施例，所述方法用于制造具有雙面冷卻的示例性高溫氣體通道部件；
[0040] 圖11A示意性地示出了根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法 步驟的替代實(shí)施例，所述方法用于制造具有雙面冷卻的示例性高溫氣體通道部件；
[0041] 圖11B示意性地示出了根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法 步驟的替代實(shí)施例，所述方法用于制造具有雙面冷卻的示例性高溫氣體通道部件；
[0042] 圖12示意性地示出了根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法步 驟的替代實(shí)施例，所述方法用于制造具有雙面冷卻的示例性高溫氣體通道部件；
[0043] 圖13示意性地示出了根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法步 驟的替代實(shí)施例，所述方法用于制造具有雙面冷卻的示例性高溫氣體通道部件；
[0044] 圖14是雙面微通道冷卻高溫氣體通道部件的截面圖，所述雙面微通道冷卻高溫 氣體通道部件根據(jù)圖9到圖14所示的方法制造，并且根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或 多個(gè)實(shí)施例；以及
[0045] 圖15是流程圖，其中示出根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方 法的一種實(shí)施方案，所述方法用于制造包括雙面微通道冷卻的高溫氣體通道部件。

【具體實(shí)施方式】
[0046] 本說明書中的術(shù)語"第一"、"第二"等并不指示任何順序、數(shù)量或重要性，而是用于 區(qū)分不同元素。本說明書中的術(shù)語"一個(gè)"和"一種"并不限定數(shù)量，而是指示存在至少一 個(gè)所引用的項(xiàng)目。與數(shù)量一起使用的修飾詞"約"包括所說明的值，并且具有上下文所指示 的意義(例如，包括與特定數(shù)量的測量相關(guān)的誤差程度)。此外，術(shù)語"組合"包括摻合物、混 合物、合金、反應(yīng)產(chǎn)物等。
[0047] 此外，在本說明書中，復(fù)數(shù)后綴通常旨在同時(shí)包括所修飾術(shù)語的單數(shù)和復(fù)數(shù)形式， 因此包括一個(gè)或多個(gè)該術(shù)語(例如，除非另作說明，否則"通孔"可以包括一個(gè)或多個(gè)通孔)。 本說明書全文中對(duì)"一個(gè)實(shí)施例"、"另一個(gè)實(shí)施例"、"一項(xiàng)實(shí)施例"等的引用表示結(jié)合該實(shí) 施例所述的特定元素(例如，特征、結(jié)構(gòu)和/或特性)包括在本說明書中所述的至少一個(gè)實(shí)施 例中，并且可以或者不得存在于其他實(shí)施例中。類似地，對(duì)"特定構(gòu)造"的參考表示結(jié)合該 構(gòu)造所述的特定元素(例如，特征、結(jié)構(gòu)和/或特性)包括在本說明書中所述的至少一種構(gòu)造 中，并且可以或者不得存在于其他構(gòu)造中。此外，應(yīng)了解，所述的發(fā)明特征可以通過任意適 當(dāng)方式組合在多個(gè)實(shí)施例和構(gòu)造中。
[0048] 圖1是燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)10的示意圖。系統(tǒng)10可以包括一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)12、燃 燒器14、渦輪機(jī)16和燃料噴嘴20。壓縮機(jī)12和渦輪機(jī)16可以通過一個(gè)或多個(gè)軸18連接。 軸18可以是單個(gè)軸或者連接在一起可形成軸18的多個(gè)軸段。
[0049] 燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)10可以包括多個(gè)高溫氣體通道部件。高溫氣體通道部件是系統(tǒng) 10中至少部分暴露于流過系統(tǒng)10的高溫氣體流中的任意部件。例如，動(dòng)葉片（bucket)組 件(也稱為葉片（blades)或葉片組件)、噴嘴組件(也稱為輪葉（vanes)或輪葉組件)、圍帶組 件、過渡連接件、固定環(huán)和渦輪機(jī)排氣部件均為高溫氣體通道部件。但是，應(yīng)了解，本發(fā)明的 高溫氣體通道部件并不限于上述實(shí)例，而是可以為至少部分暴露于高溫氣體流中的任意部 件。此外，應(yīng)了解，本發(fā)明的高溫氣體通道部件并不限于燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)10中的部件，而是 可以為可能暴露于高溫流中的任意機(jī)器零件或者其部件。
[0050] 當(dāng)高溫氣體通道部件暴露于高溫氣體流中時(shí)，高溫氣體通道部件被高溫氣體流加 熱，并且可以達(dá)到使高溫氣體通道部件大幅退化或失效的溫度。因此，為了允許系統(tǒng)10在 高溫下使用高溫氣體流運(yùn)行以便達(dá)到系統(tǒng)10的所需效率、性能和/或壽命，需要配置用于 高溫氣體通道部件的冷卻系統(tǒng)。
[0051] 通常，本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)包括一系列冷卻凹槽、小通道或微通道，它們限定在高溫 氣體通道部件的第一側(cè)和相對(duì)第二側(cè)上的襯底和/或涂層中的一個(gè)內(nèi)。所述高溫氣體通道 部件可以包括一個(gè)或多個(gè)凹槽，所述凹槽形成于所述襯底的內(nèi)外表面內(nèi)，或者形成于設(shè)置 在所述襯底的內(nèi)外表面上的涂層內(nèi)。額外的涂層可以設(shè)置在所述襯底和所述涂層中的一者 內(nèi)，以在一個(gè)或多個(gè)凹槽上將其橋接并且形成微通道，本說明書中也稱為冷卻通道。對(duì)于工 業(yè)規(guī)模的發(fā)電渦輪機(jī)部件，"小"或"微"通道尺寸可以包括大致在〇. 25mm到1. 5mm范圍內(nèi) 的深度和寬度，而對(duì)于航空規(guī)模的渦輪機(jī)部件，通道尺寸可以包括大致在0. 1mm到0. 5mm范 圍內(nèi)的深度和寬度?？梢詮那皇蚁蛲ǖ捞峁├鋮s流體，并且可以使冷卻流體流過所述通道 和/或冷卻凹槽，從而冷卻高溫氣體通道部件。
[0052] 現(xiàn)在參見圖2,其中圖示了高溫氣體部件30的實(shí)例，所述高溫氣體部件具有翼型 (airfoil)構(gòu)造。如圖所示，部件30包括襯底（substrate)32,所述襯底32具有外表面34 和內(nèi)表面36。襯底32的內(nèi)表面36限定至少一個(gè)中空內(nèi)部空間38。在替代實(shí)施例中，高溫 氣體部件30可以包括供應(yīng)腔，而不是中空內(nèi)部空間38。在圖示實(shí)例中，涂層42設(shè)置在襯底 32的外表面34的至少一部分上，并且具有形成于其中的多個(gè)凹槽。此外，結(jié)構(gòu)涂層44設(shè) 置在涂層42上，以密封凹槽并且限定一個(gè)或多個(gè)冷卻通道40。此外，涂層46設(shè)置在襯底 32的內(nèi)表面36的至少一部分上。一個(gè)或多個(gè)凹槽50限定在涂層46內(nèi)。在圖示的實(shí)施例 中，結(jié)構(gòu)涂層48設(shè)置在涂層46上，以密封凹槽50并且限定一個(gè)或多個(gè)冷卻通道52。在替 代實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)涂層48不設(shè)置在涂層46上以及限定在涂層46中的凹槽50提供用以改 進(jìn)熱冷卻。在圖示實(shí)施例中，冷卻通道40和52各自至少部分在涂層42、46內(nèi)延伸并且通 過一個(gè)或多個(gè)冷卻供應(yīng)孔43與至少一個(gè)中空內(nèi)部空間38流體連通。冷卻供應(yīng)孔43配置 為離散開口并且不覆蓋（not run)對(duì)應(yīng)冷卻通道40、52的長度。一個(gè)或多個(gè)冷卻劑排放特 征54可以限定在結(jié)構(gòu)涂層48內(nèi)，以便排出高溫流體流。
[0053] 現(xiàn)在參見圖3,其中示出了根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的示 例性燃燒器發(fā)動(dòng)機(jī)的截面示意圖，所述示例性燃燒器發(fā)動(dòng)機(jī)包括一個(gè)或多個(gè)雙面冷卻部 件。具體來說，其中圖示了燃燒器發(fā)動(dòng)機(jī)60的實(shí)例，所述燃燒器發(fā)動(dòng)機(jī)60包括多個(gè)高溫氣 體部件，具體來說，包括燃燒器襯里62和燃燒器過渡部件64。在此特定實(shí)施例中，燃燒器襯 里62包括襯里導(dǎo)流套管63,并且燃燒器過渡部件64包括周圍導(dǎo)套管65。燃燒器襯里62 和燃燒器過渡部件64是具有易達(dá)冷卻側(cè)（readily accessible coolant-side) 68和高溫 氣體側(cè)66的部件，其中可以在這兩側(cè)上完成對(duì)微通道和涂層的處理，以實(shí)現(xiàn)部件的雙面冷 卻。在圖示的部件60和62中，雙面微通道冷卻具備對(duì)冷卻側(cè)和高溫側(cè)提供定制冷卻的優(yōu) 點(diǎn)。圖3進(jìn)一步圖示了下游渦輪機(jī)噴嘴70以及壓縮機(jī)排氣流，如箭頭72所示。
[0054] 如下所述，本說明書中公開的方法包括沉積和加工技術(shù)，用于形成三維成品部件， 確切地說，形成高溫氣體通道部件，所述高溫氣體通道部件可以配置成翼型，例如圖2所 示的翼型30,燃燒器襯里，例如圖3所示的燃燒器襯里62,燃燒器過渡連接部件，例如圖3 所示的燃燒器過渡連接部件，或者其他高溫氣體通道部件，例如，圓頂板、擋水板（splash plates)或者其他任何高溫氣體通道部件，包括易達(dá)的冷卻劑側(cè)和高溫氣體側(cè)，其中微 冷卻特征和涂層的處理可以在這兩側(cè)上完成。所述方法可以形成包括近蒸騰冷卻（near transpiration cooling)的部件，而無需使用強(qiáng)度減小的多孔材料。冷卻通道可以任意設(shè) 置，或者可以特別用于特定位置和大小，因此設(shè)計(jì)中具備靈活性。此外，在實(shí)施例中，可以不 需要使用通常用于最大限度地減小涂層材料在通道結(jié)構(gòu)內(nèi)的沉積的內(nèi)曲形冷卻通道，從而 減小加工時(shí)間并減小設(shè)計(jì)公差。
[0055] 如上所述，根據(jù)本說明書中公開的方法制造的示例性實(shí)施例包括燃?xì)鉁u輪機(jī)翼 型、燃燒器發(fā)動(dòng)機(jī)襯里或者過渡連接部件，其中包括內(nèi)部中空通道，所述內(nèi)部中空通道與形 成于部件內(nèi)側(cè)和外側(cè)上的多個(gè)冷卻通道流體連通，從而提供雙面冷卻。
[0056] 本說明書參照?qǐng)D4到圖15描述了一種用于制造部件80的方法，所述部件通常類 似于部件30、62或64。應(yīng)了解，所述制造方法的實(shí)施例僅為說明本發(fā)明提供，本發(fā)明還涵蓋 本說明中所提供步驟的其他組合?，F(xiàn)在參見圖4,所述制造方法包括形成一個(gè)或多個(gè)凹槽 88,所述凹槽延伸到襯底82中一定深度。在替代實(shí)施例中，只有凹槽88的一部分延伸到襯 底82中一定深度。如圖4所示，襯底82包括：內(nèi)表面84,所述內(nèi)表面84限定至少一個(gè)中空 內(nèi)部空間90 ;以及外表面86。對(duì)于圖4到圖7中所示的示例性構(gòu)造，一個(gè)或多個(gè)凹槽88的 截面大體為矩形。盡管圖示為直壁，但是一個(gè)或多個(gè)凹槽88可以具有任何壁構(gòu)造，例如，它 們可以為平直或者彎曲。在一個(gè)實(shí)施例中并且對(duì)于圖4到圖7中所示的示例性布置，在完 成后，一個(gè)或多個(gè)凹槽88各自包括大體平行的側(cè)壁92、底座94和開口 96。在替代實(shí)施例 中，完成后，一個(gè)或多個(gè)凹槽中的每個(gè)凹槽在其對(duì)應(yīng)開口處變窄，以便每個(gè)凹槽包括內(nèi)曲形 凹槽(本說明書中所述)。內(nèi)曲形凹槽的形成在由Ronald Scott Bunker等人共同出讓的第 8, 387, 245號(hào)美國專利案"具有內(nèi)曲形冷卻通道及制造方法（Components with re-entrant shaped cooling channels and methods of manufacture)，'中有所描述。
[0057] 如上文參見圖4所示，其中提供了襯底82,所述襯底82與圖2中所示的襯底32大 體類似。在本特定實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)凹槽88的至少一部分開始形成于延伸到襯底82 的內(nèi)表面84和外表面86中的一定深度處。具體來說，最佳見于圖4,所述方法包括在襯底 82的內(nèi)表面84和外表面86中的精制過程，從而形成延伸到其上的一個(gè)或多個(gè)凹槽88的至 少一部分。或者，襯底82可以首先鑄造成包括形成于其中的一個(gè)或多個(gè)凹槽88的至少一 部分。限定在襯底82的內(nèi)表面84內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)凹槽88沿內(nèi)表面84延伸，并且限定在 襯底82的外表面86中的一個(gè)或多個(gè)凹槽88沿外表面86延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或 多個(gè)凹槽88可以沿縱向和橫向或者以一定圖案成形?？梢园凑站W(wǎng)格狀或者任意幾何形狀 形成圖案，包括弧形凹槽，但前提是滿足尺寸要求。
[0058] 在一個(gè)實(shí)施例中，首先鑄造襯底82,然后再形成一個(gè)或多個(gè)凹槽88。如授予 Melvin R. Jackson 等人的第 5, 626, 462 號(hào)美國專利案"雙壁翼型（Double-wall airfoil)" 中所述，該專利案全文并入本說明書中，襯底82可以由任意合適的材料制成。根據(jù)高溫氣 體部件80的目標(biāo)應(yīng)用，這可以包括鎳基、鈷基和鐵基超合金。鎳基超合金可以同時(shí)包含γ 和相的超合金，尤其是同時(shí)包含Y和相，其中相占超合金的體積百分比至少 為40%的鎳基超合金。眾所周知，此類合金因?yàn)榫邆湟幌盗欣硐胄再|(zhì)而具備優(yōu)勢，包括高 溫強(qiáng)度和高溫抗懦變性（high temperature creep resistance)。所述襯底材料還可以包 括NiAl金屬間合金，因?yàn)楸娝苤@些合金具備一系列優(yōu)越性能，包括高溫強(qiáng)度和高溫 抗蠕變性，這些性質(zhì)有利于用在飛機(jī)領(lǐng)域內(nèi)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中。對(duì)于鈮基合金而言，優(yōu)選 使用具有優(yōu)異耐氧化性的鈮基合金，尤其是包括Nb-(27-40) Ti-(4. 5-10. 5) A1-(4. 5-7. 9) Cr-(1. 5-5. 5) Hf-(0-6) V的合金，其中成分范圍以原子百分?jǐn)?shù)為單位。襯底材料還可以包括 鈮基合金，所述鈮基合金包含至少一個(gè)二次相，例如含鈮金屬間化合物，包括硅化物、碳化 物和硼化物。此類合金由可延展相（即，鈮基合金）和增強(qiáng)相（即，含鈮金屬間化合物）構(gòu)成。 對(duì)于其他布置，所述襯底材料包括鑰基合金，例如具有M 〇5SiB2和M〇3Si這兩個(gè)相的鑰基合 金(固溶體)。對(duì)于其他構(gòu)造，所述襯底材料包括陶瓷基復(fù)合材料，例如用SiC纖維增強(qiáng)的碳 化硅（SiC)基符合材料。對(duì)于其他構(gòu)造，襯底材料包括TiAl基金屬間化合物。
[0059] 在圖示的實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)凹槽88可以使用各種技術(shù)成形。在襯底82中形成 凹槽88的示例性技術(shù)包括磨料液體噴射、浸漬電解加工（ECM)、使用旋轉(zhuǎn)電極的電火花加 工（EDM)以及激光加工。示例性激光加工技術(shù)在2010年1月29日提交的第12/697, 005號(hào) 共同出讓美國專利申請(qǐng)案"形成特定形狀空氣孔的方法和系統(tǒng)（Process and system for forming shaped air holes)"中有所描述，該申請(qǐng)案以引用方式全文并入本說明書中。示 例性EDM技術(shù)在2010年5月28日提交的第12/790,675號(hào)共同出讓（assigned)美國專 利申請(qǐng)案"包括人字形薄膜冷卻孔的產(chǎn)品和相關(guān)方法（Articles which include chevron film cooling holes,and related processes)"中有所描述，該申請(qǐng)案以引用方式全部并 入本說明書中。
[0060] 對(duì)于特定過程，每個(gè)凹槽88的一部分使用磨料液體噴射流98形成（圖4)。示例性 水噴射鉆孔方法和系統(tǒng)在2010年5月28日提交的第12/790,675號(hào)共同出讓美國專利申 請(qǐng)案"包括人字形薄膜冷卻孔的產(chǎn)品和相關(guān)方法（Articles which include chevron film cooling holes,and related processes)"中有所描述，該申請(qǐng)案以引用方式全文并入本說 明書中。如第12/790, 675號(hào)美國專利申請(qǐng)案中所述，水噴射過程通常使用懸浮在高壓水流 中的高速磨料顆粒流(例如，磨料"沙礫")。水壓可以有很大的不同，但通常在約35-620MPa 的范圍內(nèi)。可以使用多種磨料，例如石榴石、氧化鋁、碳化硅和玻璃珠。有利地，磨料液體噴 射加工技術(shù)的能力有助于在控制形狀的情況下根據(jù)不同深度分階段移除材料。這允許一個(gè) 或多個(gè)凹槽88中的每個(gè)凹槽的一部分形成于襯底82的內(nèi)表面84和外表面86內(nèi)，以便鉆 孔為具有大體平行的側(cè)壁，或者傾斜以形成內(nèi)曲形凹槽，如上所述。
[0061] 如第12/790,675號(hào)美國專利申請(qǐng)案所述，水噴射系統(tǒng)可以包括多軸計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)單元。CNC系統(tǒng)本身是所述領(lǐng)域中已知的，并且例如，在第1005/0013926號(hào)美國專利 公開案（S.Rutkowski等人）中有所描述，該公開案以引用方式并入本說明書中。CNC系統(tǒng) 允許沿多個(gè)X軸、Y軸和Z軸以及旋轉(zhuǎn)軸移動(dòng)切割工具。
[0062] 在限定具有大體平行側(cè)面的一個(gè)或多個(gè)凹槽88的實(shí)施例中，進(jìn)入襯底82的內(nèi)表 面84和外表面86指定深度的一個(gè)或多個(gè)凹槽88的一部分各自可以通過以相對(duì)于襯底82 的局部表面84、86的大體法角（normal angle)進(jìn)行磨料液體噴射來形成。在替代實(shí)施例 中，進(jìn)入襯底表面內(nèi)的凹槽部分可以包括限定內(nèi)曲形凹槽，其中進(jìn)入襯底內(nèi)表面和外表面 內(nèi)指定深度的一個(gè)或多個(gè)凹槽的一部分各自可以通過首次進(jìn)行磨料液體噴射時(shí)以相對(duì)于 襯底表面的側(cè)向角（lateral angle)進(jìn)行磨料液體噴射，然后在后續(xù)噴射時(shí)以與所述側(cè)向 角大體反向的角度進(jìn)行噴射，以便每個(gè)凹槽開始向凹槽的開口變窄。通常，將執(zhí)行多次噴 射，以獲得凹槽的所需深度和寬度。此技術(shù)在由Bunker等人共同出讓的第12/943, 624號(hào)美 國專利申請(qǐng)案"具有內(nèi)曲形冷卻通道的部件以及制造方法（Components with re-entrant shaped cooling channels and methods of manufacture)" 中有所描述，該申請(qǐng)案以引用 方式全文并入本說明書中。此外，形成一個(gè)或多個(gè)內(nèi)曲形凹槽的步驟可以進(jìn)一步包括執(zhí)行 額外的噴射，其中以在所述側(cè)向角與所述大體反向角之間的一個(gè)或多個(gè)角度對(duì)凹槽底座進(jìn) 行磨料液體噴射，以便從凹槽底座移除材料。
[0063] 現(xiàn)在參見圖5,所述制造方法進(jìn)一步包括：將結(jié)構(gòu)涂層102沉積在至少襯底82的 外表面86上，以進(jìn)一步限定一個(gè)或多個(gè)凹槽88,并最終在外表面上形成用于冷卻部件80的 一個(gè)或多個(gè)冷卻通道104。具體來說，在襯底82的外表面86內(nèi)形成一個(gè)或多個(gè)凹槽88的 一部分之后，以大體密封一個(gè)或多個(gè)凹槽88的方式涂覆結(jié)構(gòu)涂層102。在一個(gè)實(shí)施例中，如 圖5所示，根據(jù)通向襯底82的內(nèi)表面84的通道，可以額外地以大體密封形成于襯底82的 內(nèi)表面84內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)凹槽88的方式將結(jié)構(gòu)涂層102涂覆到襯底的內(nèi)表面84上，從而 在內(nèi)表面84上限定用于冷卻部件80的一個(gè)或多個(gè)冷卻通道104。應(yīng)了解，襯底82的內(nèi)表 面84和外表面86上的一個(gè)或多個(gè)冷卻通道104可能具有不同的幾何形狀，并且彼此的位 置不會(huì)精確相對(duì)。在一個(gè)通向襯底82的內(nèi)表面84的通道受限的實(shí)施例中，形成于內(nèi)表面 84中的凹槽88可能仍然具有處于未封閉狀態(tài)的開口 96,并且增加為部件80提供的熱增強(qiáng) 作用。
[0064] 對(duì)于圖4到圖7中所示的布置，尤其是在圖5中，涂層102以進(jìn)一步限定一個(gè)或多 個(gè)凹槽88的方式沉積。在一個(gè)實(shí)施例中，涂層材料102通過沉積等方式制造，厚度大約為 0. 030mm，但是應(yīng)了解，涂層102的厚度依賴于設(shè)計(jì)并且取決于所需的所得冷卻特征大小。 在一個(gè)實(shí)施例中，涂層102大體密封一個(gè)或多個(gè)凹槽88的開口 96。如上所述，開口 96兩側(cè) 之間的距離可以基于特定應(yīng)用而不同。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)凹槽88各自的開口 96 兩側(cè)之間的距離在〇_15mil (0.0-0.4mm)的范圍內(nèi)。有利地，這有助于在不使用犧牲填料 的情況下涂覆涂層102 (未圖示)。在一個(gè)實(shí)施例中，襯底82可以包括處理過程，例如噴砂 (本說明書中所述)過程，以進(jìn)一步收窄開口 96并且有助于在不使用犧牲填料的情況下涂覆 涂層102。
[0065] 此外，多個(gè)冷卻劑供應(yīng)孔100可以形成于襯底82和涂層102內(nèi)并且作為等截面的 直孔、成形孔(橢圓形等)或者收縮或發(fā)散孔與一個(gè)或多個(gè)凹槽88中的每個(gè)凹槽流通。在一 個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)冷卻劑供應(yīng)孔100貫穿形成于外表面86上的對(duì)應(yīng)一個(gè)凹槽88的 底座94,以將對(duì)應(yīng)凹槽88與對(duì)應(yīng)中空內(nèi)部空間90流體連通。應(yīng)注意，冷卻劑供應(yīng)孔100是 孔洞，因此不隨著凹槽88通道104的冷卻而共同擴(kuò)張。形成冷卻劑供應(yīng)孔的示例性技術(shù)， 其中冷卻劑供應(yīng)孔也稱為冷卻劑輸送孔，在由Bunker等人共同出讓的第13/210, 697號(hào)美 國專利申請(qǐng)案中有所描述，該申請(qǐng)案以引用方式全文并入本說明書中。
[0066] 最佳見于圖6和圖7,一個(gè)或多個(gè)冷卻排放特征（cooling exit features) 106限 定在涂層102中，所述涂層102設(shè)置在襯底82的外表面86上。在一個(gè)實(shí)施例中，冷卻排放 特征106通過加工涂層102來形成。在特定實(shí)施例中，冷卻排放特征106可以在將涂層102 沉積在襯底82的外表面86上期間自然形成。冷卻排放特征106以用于冷卻排放流的方式 將對(duì)應(yīng)凹槽88流體連通。應(yīng)注意，在此特定實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)冷卻排放特征106配置 為孔洞，并且不與通道104共同擴(kuò)張。應(yīng)了解，冷卻排放特征106可以采用許多替代形式， 包括排放溝槽，所述排放溝槽可以將多個(gè)冷卻通道104的冷卻出口連接起來。排放溝槽在 由R. Bunker等人共同出讓的第2011/0145371號(hào)美國專利公開案"具有冷卻通道的部件以 及制造方法（Components with Cooling Channels and Methods of Manufacture)，'中有 所描述，該公開案以引用的方式全文并入本說明書中。
[0067] 現(xiàn)在參見圖7,其中圖示了包括雙面冷卻特征的完整部件80。冷卻劑流108圖示 為從鄰近襯底內(nèi)表面84的內(nèi)部空間90經(jīng)由冷卻排放特征106流向部件80的外部。雙面 微冷卻通道向部件80提供更多冷卻。
[0068] 現(xiàn)在參見圖8到圖14,其中描述了用于制造部件80的替代方法，所述部件大體類 似于部件30、62或64。例如，如圖8所示，所述制造方法包括將涂層110沉積在襯底82的 內(nèi)表面84和外表面86上。在一個(gè)實(shí)施例中，在沉積之后，對(duì)涂層材料110進(jìn)行熱處理。在 一個(gè)實(shí)施例中，所制造的涂層材料110的厚度大約為〇. 030英寸，但是應(yīng)了解，涂層110的 厚度依賴于設(shè)計(jì)并且取決于所需的所得冷卻特征大小。如圖9所示，所述制造方法包括在 涂層110中形成一個(gè)或多個(gè)凹槽88,所述涂層沉積在襯底82的內(nèi)表面84和外表面86上。 一個(gè)或多個(gè)凹槽88可以通過加工方法形成，例如使用磨料液體噴射流98形成，以沿一個(gè)或 多個(gè)垂直和水平方向移除涂層110,而不滲入襯底82中。在替代實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)凹槽 88可以在涂層110中加工并且至少部分進(jìn)入襯底82中，然后再進(jìn)一步處理涂層110?？梢?通過網(wǎng)格狀方式或任意幾何形狀形成圖案，包括弧形凹槽，但前提是滿足尺寸要求。如圖所 示，例如，在圖4和圖9中，每個(gè)凹槽88至少部分沿涂層110延伸，所述涂層110沉積在襯 底82的內(nèi)表面84上。此外，每個(gè)凹槽88至少部分沿涂層110延伸，所述涂層110沉積在 襯底82的外表面86上。
[0069] 如圖10所示，一個(gè)或多個(gè)冷卻供應(yīng)孔100將襯底82的外表面86上的一個(gè)或多個(gè) 凹槽88與對(duì)應(yīng)的內(nèi)部空間90連接。如圖4所示，大體類似于襯底32的襯底82具有至少 一個(gè)內(nèi)部空間90,所述內(nèi)部空間90大體類似于圖2所示的內(nèi)部空間38。應(yīng)注意，圖10所 示的冷卻供應(yīng)孔100是位于圖示截面中的離散孔，并且不沿一個(gè)或多個(gè)凹槽88的長度延伸 穿過襯底82。冷卻供應(yīng)孔100可以在任何位置并且以任何所需圖案加工，所述圖案將一個(gè) 或多個(gè)凹槽88連接到對(duì)應(yīng)的內(nèi)部空間90。冷卻供應(yīng)孔100可以相對(duì)于諸如襯底82的內(nèi)表 面84等局部表面形成，如圖10中最清楚圖示或者在替代實(shí)施例中，以相對(duì)于局部表面的銳 角形成。在一個(gè)實(shí)施例中，供應(yīng)冷卻孔100可以通過任意剩余的已涂覆涂層特征進(jìn)行加工， 確切地說，通過涂層110的至少一部分進(jìn)行加工。
[0070] 如上文相對(duì)于圖4到圖7中所述的方法圖示，襯底82通常是鑄造結(jié)構(gòu)，如授予 Melvin R. Jackson 等人的第 5, 626, 462 號(hào)美國專利案"雙壁翼型（Double-wall airfoil)" 所述，該專利案以引用方式全文并入本說明書中。襯底82可以由本說明書中所述的任意合 適材料制成。
[0071] 涂層110可以使用各種技術(shù)涂覆或沉積。對(duì)于特定過程而言，涂層110可以通 過執(zhí)行等離子沉積(所屬領(lǐng)域中也稱為陰極放電沉積）來進(jìn)行沉積。授予Weaver等人 的第7, 879, 203號(hào)共同出讓美國專利案"陰極電弧等離子沉積方法和設(shè)備（Method and Apparatus for Cathodic Arc Ion Plasma Deposition)" 中提供了不例性等離子沉積設(shè) 備和方法，該專利案以引用方式全文并入本說明書中。簡單地說，等離子沉積包括：將可消 耗的陰極置于真空室內(nèi)，所述陰極具有產(chǎn)生所需涂層材料的成分；將襯底置于真空環(huán)境內(nèi)； 向陰極提供電流以在陰極表面上形成陰極電弧，使得從陰極表面電弧侵蝕涂層材料；以及 將涂層材料從陰極沉積在襯底82的內(nèi)表面84和外表面86上。
[0072] 第5, 626, 462號(hào)美國專利中描述了使用等離子沉積技術(shù)進(jìn)行沉積的涂層的非限 定性實(shí)施例。對(duì)于某些高溫氣體通道部件，所述涂層包括鎳基或鈷基合金，確切地說，包括 超合金或（Ni，Co)CrAlY合金。如果襯底材料是同時(shí)包含γ和，相的鎳基超合金，則涂層 可以包括與材料類似的成分，如第5, 626, 462號(hào)美國專利中所述。此外，對(duì)于超合金而言， 涂層可以包括基于Y ' _Ni3Al系列合金的成分。
[0073] 對(duì)于其他工藝配置而言，涂層110通過執(zhí)行熱噴涂過程和冷噴涂過程中的至少一 個(gè)過程來進(jìn)行沉積。例如，熱噴涂過程可以包括燃燒噴涂或等離子噴涂，燃燒噴涂可以包括 高速氧氣燃料噴涂（HV0F)或高速空氣燃料噴涂（HVAF)，并且離子噴涂可以包括大氣(例如 空氣或惰性氣體）等離子噴涂或者低壓等離子噴涂（LPPS，也稱為真空等離子噴涂或VPS)。 在一個(gè)非限定性實(shí)施例中，（Ni，Co)CrAlY涂層通過HVOF或HVAF沉積。用于沉積涂層110 的其他示例性技術(shù)可以包括但不限于，噴涂、電子束物理蒸汽沉積、截留電鍍和電鍍。
[0074] -個(gè)或多個(gè)凹槽88可以配置為具有任意數(shù)量的不同形狀。對(duì)于圖7到圖14中所 示的示例性構(gòu)造，一個(gè)或多個(gè)凹槽88的截面大體成矩形。盡管圖示為直壁，但是一個(gè)或多 個(gè)凹槽88可以具有任何壁構(gòu)造，例如，它們可以為平直或者彎曲。此外，如上所述，一個(gè)或 多個(gè)凹槽88可以配置成內(nèi)曲形凹槽。
[0075] -個(gè)或多個(gè)凹槽88可以使用各種技術(shù)形成。在涂層110中形成一個(gè)或多個(gè)凹槽88 的示例性技術(shù)包括磨料液體噴射、浸漬電解加工（ECM)、使用旋轉(zhuǎn)電極的電火花加工（EDM) 以及/或者激光加工。示例性激光技工技術(shù)在由B. Wei等人共同出讓的第2011/0185572 號(hào)美國專利公開案"形成特定形狀空氣孔的方法和系統(tǒng)（Process and system for forming shaped air holes)"中有所描述，該專利公開案以引用方式全文并入本說明書中。示例 性EDM技術(shù)在授予R. Bunker等人的第2011/0293423號(hào)美國專利公開案"包括人字形薄膜 冷去|]孑匕白勺產(chǎn)品和相關(guān)方法（Articles which include chevron film cooling holes, and related processes)"中有所描述，該專利公開案以引用方式全文并入本說明書中。對(duì)于特 定過程，一個(gè)或多個(gè)凹槽88和冷卻供應(yīng)孔100使用上述磨料液體噴射流98 (圖9)形成。
[0076] 對(duì)于圖8到圖14中所述的方法，所述制造方法可以進(jìn)一步包括處理涂層110的表 面112的至少一部分，以使得至少鄰近對(duì)應(yīng)凹槽88頂部處的涂層110發(fā)生塑性變形。最佳 見于圖11A，此表面處理步驟可以在沉積于內(nèi)表面84上的可達(dá)涂層110上以及沉積于襯底 82的外表面86上的涂層110上執(zhí)行。最佳見于圖11B，此表面處理步驟可以僅在沉積于襯 底82的外表面86上的涂層110上執(zhí)行，其中沉積在襯底內(nèi)表面84上的涂層110不易達(dá)到。 例如，圖11A和圖11B中示出了所得的經(jīng)處理涂層110,其中所述處理減小了穿過凹槽88頂 部的間隙114。因此，處理表面112會(huì)影響涂層材料110的永久變形。有利地，通過減小穿 過凹槽88頂部的間隙114,所述制造方法可改進(jìn)一個(gè)或多個(gè)其他沉積涂層直接橋接開口的 能力（也就是說，不使用犧牲填料)。此外，通過減小穿過凹槽88頂部的間隙114,所述制造 方法有助于使用較不嚴(yán)格的加工規(guī)范來加工穿過凹槽88頂部的寬度。有利地，通過降低此 加工規(guī)范，所述制造方法可以減小通道的加工成本。
[0077] 如上所述，所述制造方法可以進(jìn)一步選擇性地在沉積涂層110之前或之間預(yù)熱襯 底82。此外，所述制造方法可以進(jìn)一步選擇性地包括在涂層110已沉積之后并且在處理涂 層110的表面之前對(duì)部件80進(jìn)行熱處理(例如，在1100°C下進(jìn)行真空熱處理兩小時(shí))。因此， 處理涂層110的表面112的步驟可以是預(yù)熱處理或后加熱處理。這些熱處理選擇可以增強(qiáng) 涂層110與襯底82的內(nèi)表面84和外表面86之間的附著力以及/或者增加涂層110的延 展性，這兩者均便于處理已涂覆的襯底82,從而使得涂層110塑性變形并減小穿過凹槽88 頂部的間隙114。此外，所述制造方法可以進(jìn)一步選擇性地包括執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)噴砂操作。 例如，在涂覆涂層110之前，襯底表面82可以選擇性地在內(nèi)表面84、外表面86,或者同時(shí)在 內(nèi)表面84和外表面86上執(zhí)行噴砂處理。此外，經(jīng)處理的涂層表面112可以選擇性地接受 噴砂處理，從而增強(qiáng)后續(xù)沉積的額外涂層(本說明書中所述）的附著力。噴砂操作通常在熱 處理之后執(zhí)行，而不是在熱處理之前執(zhí)行。
[0078] R. Bunker等人于2011年9月23日提交的第13/242, 179號(hào)共同出讓美國專利申請(qǐng) 案"具有冷卻通道的部件以及制造方法（Components with Cooling Channels and Methods of Manufacture)"中對(duì)襯底82使用了類似的處理方法。但是，通過處理涂層110,上述方 法十分有利，因?yàn)橥繉?10的延展性可以大于襯底82,因此更順從于塑性變形。此外，因變 形過程而導(dǎo)致涂層82中產(chǎn)生的故障將影響較低機(jī)械故障的涂層部件，并且可能在后續(xù)熱 處理期間相對(duì)于襯底82中的部件更易于合攏。因此，相對(duì)于使用第13/242, 179號(hào)美國專 利申請(qǐng)案中所述方法的無涂層襯底而言，具有涂層110的系統(tǒng)可以使用上述方法發(fā)生更大 程度的變形。此外，通過僅限制涂層110的變形，這還可以避免襯底82再結(jié)晶（相對(duì)于第 13/242, 179號(hào)美國專利案中所述的方法)，從而提高循環(huán)荷載下的機(jī)械性質(zhì)。
[0079] 如上所述，涂層110的表面112的處理將減小涂層110中位于凹槽88頂部附近處 的間隙114。本說明書中所用的"減小間隙"是指處理之后的間隙寬度小于處理之前。對(duì)于 特定構(gòu)造而言，所述處理可以在幾何上封閉開口，其中"幾何上封閉"是使得涂層110與大 體封閉間隙114的凹槽開口相對(duì)側(cè)上的涂層110十分接近。因此，本說明書中所用的幾何上 封閉與冶金上的粘合不等效。但是，對(duì)于特定過程構(gòu)造，可以在實(shí)際上形成冶金粘合。有利 地，減小間隙114的大小可以進(jìn)一步增強(qiáng)一個(gè)或多個(gè)額外沉積涂層直接橋接開口的能力。
[0080] 涂層110的表面112可以使用多種技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)進(jìn)行處理，包括但不 限于，對(duì)表面112進(jìn)行噴砂加工、對(duì)表面112進(jìn)行水噴射噴砂處理、對(duì)表面112進(jìn)行擋板噴 砂處理、對(duì)表面112進(jìn)行重力噴砂處理、對(duì)表面112進(jìn)行超聲噴砂處理、對(duì)表面112進(jìn)行拋 光處理、對(duì)表面112進(jìn)行低塑性拋光處理以及對(duì)表面112進(jìn)行激光噴砂處理，以便使得至少 位于凹槽88附近處的涂層110 (并且可能地襯底82的一部分）發(fā)生塑性變形，從而減小穿 過凹槽88頂部的間隙114。表面處理在由R. Bunker申請(qǐng)的第13/663, 967號(hào)美國專利申請(qǐng) 案"具有微冷卻涂層的部件以及制造方法（Components with Micro-Cooled Coating Layer and Methods of Manufacture)"中有所描述，該申請(qǐng)案以引用方式全文并入本說明書中。
[0081] 對(duì)于特定過程，涂層110的表面112通過噴砂116進(jìn)行處理。對(duì)于其他過程，涂層 110的表面112可以通過拋光進(jìn)行處理?？梢允褂酶鞣N拋光技術(shù)，具體取決于接受表面處理 的材料以及所需的變形。拋光技術(shù)的非限定性實(shí)例包括對(duì)涂層110的表面112進(jìn)行塑性按 摩處理，例如使用滾筒、樞軸或球體，以及低塑性拋光處理。
[0082] 穿過一個(gè)或多個(gè)凹槽88中的每個(gè)凹槽頂部的間隙114可以基于特定應(yīng)用而有所 不同。但是，對(duì)于特定構(gòu)造而言，在處理涂層110的表面112之前，穿過一個(gè)或多個(gè)凹槽88 中的每個(gè)凹槽的間隙114在約8-40mi 1(0. 2 - 1. 0mm)的范圍內(nèi)，并且在處理涂層110的表 面112之后，穿過一個(gè)或多個(gè)凹槽88中的每個(gè)凹槽的間隙114在約0-15mil (0-0. 4mm)的范 圍內(nèi)。對(duì)于特定構(gòu)造而言，處理涂層110的表面112的步驟將使涂層表面112變形，例如， 使涂層110呈"蘑菇狀"，從而在一個(gè)或多個(gè)凹槽88中的每個(gè)凹槽附近形成"刻面"。本說 明書中所用的"亥I偭"應(yīng)理解為使凹槽88附近的表面112向凹槽88傾斜，如圖所示，例如， 在圖11A中所示的圓圈區(qū)域中傾斜。
[0083] 例如，如圖所示，在圖12中，所述制造方法進(jìn)一步包括將額外涂層120沉積在涂層 110的表面112的至少一部分上，所述涂層110沉積在襯底82的至少外表面86上，以實(shí)現(xiàn) 間隙114的橋接。應(yīng)注意，此額外涂層120可以包括一個(gè)或多個(gè)不同涂層。例如，涂層120 可以包括結(jié)構(gòu)涂層和/或可選額外涂層，例如粘合涂層、熱障涂層（TBC)和抗氧化涂層。對(duì) 于特定構(gòu)造，涂層120包括外結(jié)構(gòu)涂層。例如，如圖所示，在圖12中，襯底82、涂層110和涂 層120在襯里82的外表面86上限定用于冷卻部件80的一個(gè)或多個(gè)冷卻通道104中的每個(gè) 通道。如上文在圖4到圖7中的方法中所述，在一個(gè)實(shí)施例中，并且根據(jù)通向襯底82的內(nèi) 表面84的通道，涂層120可以通過大體密封形成于襯底82的內(nèi)表面84內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)凹 槽88的方式額外地涂覆到襯底82的內(nèi)表面84上，并且在內(nèi)表面84上限定用于冷卻部件 80的一個(gè)或多個(gè)冷卻通道104。在一個(gè)通向襯底82的內(nèi)表面84的通道受限的實(shí)施例中， 形成于設(shè)置在襯底82的內(nèi)表面84上的涂層110內(nèi)的凹槽88可能仍然處于未封閉狀態(tài)，并 且用作實(shí)現(xiàn)部件80的熱增強(qiáng)的冷卻凹槽88。
[0084] 對(duì)于特定構(gòu)造，涂層110、120的總厚度在0. 1毫米到2. 0毫米的范圍內(nèi)，更具體 地，在0. 2毫米到1毫米的范圍內(nèi)，更具體地，對(duì)于工作部件在0. 2毫米到0. 5毫米的范圍 內(nèi)。對(duì)于航空部件，此范圍通常為0.1毫米到0.25毫米。但是，可以根據(jù)特定部件80的要 求使用其他厚度。
[0085] 涂層120可以使用各種技術(shù)沉積。以上提供了用于形成涂層的示例性沉積技術(shù)。 除了結(jié)構(gòu)涂層之后，還可以使用上述技術(shù)沉積粘合涂層、TBC和抗氧化涂層。
[0086] 對(duì)于特定構(gòu)造而言，需要使用多種沉積技術(shù)來沉積涂層110、120。例如，涂層110 可以使用等離子沉積技術(shù)沉積，而后續(xù)沉積的涂層120可以使用其他技術(shù)沉積，例如燃燒 熱噴涂工藝或等離子噴涂工藝。根據(jù)所用的材料，對(duì)涂層使用不同沉積技術(shù)可以提供有利 的性質(zhì)，例如，但不限于：應(yīng)變公差、強(qiáng)度、附著力和/或延展性。
[0087] 如圖13所示，沉積涂層120 (并且涂覆陶瓷涂層等其他任何涂層）之后，為完成冷 卻圖案，可以再次在任何位置以所需的任意圖案加工穿過涂層120(以及任意后續(xù)沉積的涂 層）的一個(gè)或多個(gè)冷卻排放特征106,但前提是一個(gè)或多個(gè)冷卻排放特征106提供與冷卻圖 案的流體連通，尤其是對(duì)于形成于襯底82的外表面86以及凹槽88上的一個(gè)或多個(gè)冷卻通 道104。一個(gè)或多個(gè)冷卻排放特征106可以再次相對(duì)于局部表面(如上所述)垂直或者傾斜， 最佳見于圖13,并且包括特定形狀等。應(yīng)了解，冷卻排放特征106可以采取許多替代形式， 包括能夠連接多個(gè)冷卻通道的冷卻出口的排放溝槽。排放溝槽在由R. Bunker等人共同出 讓的第2011/0145371號(hào)美國專利公開案"具有冷卻通道的部件以及制造方法（Components with Cooling Channels and Methods of Manufacture)" 中有所描述，該公開案以引用方 式全文并入本說明書中。
[0088] 現(xiàn)在參見圖14,其中圖示了包括雙面冷卻的完整部件80。冷卻劑流108圖示為從 鄰近襯底內(nèi)表面84的內(nèi)部空間90經(jīng)由冷卻排放特征106流向部件80的外部。雙面微冷 卻通道向部件80提供更多冷卻。
[0089] 現(xiàn)在參見圖15,其中圖示了根據(jù)本說明書中圖示或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方 法130的實(shí)施方案的流程圖，所述方法用于制造部件80,所述部件包括一個(gè)或多個(gè)冷卻通 道104,所述冷卻通道104形成于襯底82的內(nèi)表面84和外表面86中的每個(gè)表面之內(nèi)或之 上。方法130包括在步驟132中通過首先提供襯底82來制造部件80,以最終包括一個(gè)或多 個(gè)冷卻通道104。在一種方法中，在步驟134中，一個(gè)或多個(gè)凹槽88形成于襯底82的內(nèi)表 面84和外表面86內(nèi)。具體來說，在一個(gè)實(shí)施例中，步驟134包括選擇性地沿一個(gè)或多個(gè)縱 向或橫向移除，例如通過加工移除，襯底82的一部分，以在襯底82的內(nèi)部空間84和外部空 間86內(nèi)限定一個(gè)或多個(gè)凹槽88,并且限定與其流體連通的一個(gè)或多個(gè)冷卻供應(yīng)孔100。可 按網(wǎng)格狀幾何形狀或者任意幾何形狀配置圖案的加工，包括弧形幾何形狀，但前提是滿足 尺寸要求。
[0090] 在替代方法中，其中包括在步驟136中將涂層110沉積在襯底內(nèi)表面84和外表面 86上。涂層110可以選擇性地進(jìn)行熱處理，然后再執(zhí)行進(jìn)一步處理步驟。接下來，在步驟 138中，對(duì)涂層110進(jìn)行加工，以選擇性地沿一個(gè)或多個(gè)縱向和橫向移除涂層110,以在涂層 110中限定一個(gè)或多個(gè)凹槽88。類似于上述步驟134,可按網(wǎng)格狀幾何形狀或者任意幾何形 狀配置圖案的加工，包括弧形幾何形狀，但前提是滿足尺寸要求。在步驟138中，在襯底82 內(nèi)額外地限定一個(gè)或多個(gè)冷卻供應(yīng)孔100。一個(gè)或多個(gè)冷卻供應(yīng)孔100以與內(nèi)部空間90流 體連通的方式提供。
[0091] 在可選步驟140中，接下來對(duì)襯底82的內(nèi)表面84和/或外表面86,或者涂層110 的表面112進(jìn)行處理，例如進(jìn)行噴砂處理，以便變形，尤其是在涂層110的情況下，使得涂層 110的表面112呈"蘑菇狀"，并且收窄一個(gè)或多個(gè)凹槽88的間隙114。接下來在步驟142 中，在一個(gè)或多個(gè)凹槽88的至少一部分上處理涂層102或120,以限定一個(gè)或多個(gè)冷卻通道 104并選擇性地限定一個(gè)或多個(gè)冷卻劑排放特征106。最后，在可選步驟144中，尤其是在 冷卻劑排放特征106不是在步驟144中自然形成的情況下，在涂層102、110和/或120中 加工一個(gè)或多個(gè)冷卻排放特征106,以限定冷卻劑出口。在涂層102或120中的任意位置以 任意圖案加工一個(gè)或多個(gè)冷卻排放特征106,以提供與冷卻圖案的流體連通。處理之后，提 供部件80,所述部件包括：內(nèi)部空間通道90 ; -個(gè)或多個(gè)冷卻供應(yīng)孔100,所述冷卻供應(yīng)孔 與內(nèi)部通道90流體連通；以及一個(gè)或多個(gè)冷卻通道104,所述冷卻通道形成于襯底外表面 86之內(nèi)或之上；以及一個(gè)或多個(gè)冷卻凹槽88或冷卻通道104,所述冷卻凹槽或冷卻通道形 成于襯底內(nèi)表面84之內(nèi)或之上并且與一個(gè)或多個(gè)冷卻供應(yīng)孔100流體連通。
[0092] 有利地，上述制造方法能夠制造冷卻能力更強(qiáng)的多層工程蒸發(fā)冷卻部件。具體來 說，通過制造形成于襯底外表面之內(nèi)或之上的一個(gè)或多個(gè)冷卻通道以及形成于襯底內(nèi)表面 之內(nèi)或之上并且提供熱增強(qiáng)的一個(gè)或多個(gè)冷卻通道，所述部件包括部件的雙面冷卻。雙面 冷卻功能可以增加對(duì)高溫氣體通道部件的冷卻，例如渦輪機(jī)燃燒器襯里、過渡連接部件、端 壁、平臺(tái)、圍帶、翼型以及其他任何高溫氣體通道部件，包括易達(dá)的冷卻劑側(cè)和高溫氣體側(cè)， 其中微冷卻特征和涂層的處理可以在這兩側(cè)上完成。
[〇〇93] 盡管本發(fā)明只有特定特征已在本說明書中圖示和描述，但是所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人 員將得出許多修改和變化。因此，應(yīng)了解，隨附的權(quán)利要求書旨在涵蓋在本發(fā)明實(shí)際精神內(nèi) 的所有此類修改和變化。
【權(quán)利要求】
1. 一種制造方法，包括： 提供襯底，所述襯底具有內(nèi)表面、外表面和至少一個(gè)內(nèi)部空間； 在所述襯底的所述外表面中或者設(shè)置在所述襯底的所述外表面上的涂層中形成一個(gè) 或多個(gè)凹槽，其中每個(gè)凹槽至少部分沿所述外表面延伸； 在所述襯底的所述內(nèi)表面中或者設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面上的涂層中形成一個(gè) 或多個(gè)凹槽，其中每個(gè)凹槽至少部分沿所述內(nèi)表面延伸，以在所述襯底的所述內(nèi)表面上限 定一個(gè)或多個(gè)冷卻凹槽；以及 將結(jié)構(gòu)涂層涂覆到以下項(xiàng)中的至少一項(xiàng)上，以在所述襯底的所述外表面上限定一個(gè)或 多個(gè)通道：所述襯底的所述外表面的一部分，或者設(shè)置在所述襯底的所述外表面上的所述 涂層的一部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)凹槽中的每個(gè)凹槽使用以下 項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)形成：磨料液體噴射、浸漬電解加工（ECM)、使用旋轉(zhuǎn)電極的電火花加工 (EDM)、銑削EDM、鑄造以及/或者激光加工。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中在所述襯底的所述外表面和所述內(nèi)表面中形 成一個(gè)或多個(gè)凹槽的步驟進(jìn)一步包括在所述襯底的一部分內(nèi)形成所述一個(gè)或多個(gè)凹槽的 至少一部分。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，進(jìn)一步包括對(duì)所述襯底的內(nèi)表面或外表面中至少 一者的至少一部分或者設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面或外表面中至少一者上的涂層的表 面的至少一部分進(jìn)行處理，以使所述襯底或者鄰近對(duì)應(yīng)凹槽頂部的所述涂層中的至少一者 發(fā)生塑性變形，從而減小穿過所述凹槽頂部的間隙。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其中處理包括執(zhí)行以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)，以使 所述襯底或鄰近所述凹槽的所述涂層中的至少一者發(fā)生塑性變形：對(duì)所述表面執(zhí)行噴砂處 理、對(duì)所述表面進(jìn)行水射流噴砂處理、對(duì)所述表面執(zhí)行擋板噴砂處理、對(duì)所述表面進(jìn)行重力 噴砂處理、對(duì)所述表面進(jìn)行超聲噴砂處理、對(duì)所述表面進(jìn)行拋光處理、對(duì)所述表面進(jìn)行低塑 性拋光處理以及對(duì)所述表面進(jìn)行激光噴砂處理。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述涂層包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：外結(jié) 構(gòu)涂層、粘合涂層和熱障涂層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，進(jìn)一步包括：通過在所述襯底的所述外表面中加 工形成一個(gè)或多個(gè)凹槽；在所述襯底的所述內(nèi)表面中加工形成一個(gè)或多個(gè)凹槽；以及將結(jié) 構(gòu)涂層涂覆到所述襯底的所述外表面的至少一部分上，以在所述襯底的所述外表面中限定 一個(gè)或多個(gè)通道。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，進(jìn)一步包括將結(jié)構(gòu)涂層涂覆到所述襯底的所述內(nèi) 表面的至少一部分上，以在所述襯底的所述內(nèi)表面中限定一個(gè)或多個(gè)通道。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，進(jìn)一步包括：通過在設(shè)置在所述襯底的所述外表 面上的所述涂層中加工形成一個(gè)或多個(gè)凹槽；在設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面上的所述涂 層中加工形成一個(gè)或多個(gè)凹槽；以及將所述結(jié)構(gòu)涂層涂覆到所述襯底的所述外表面上的所 述涂層上，以在所述襯底的所述外表面上限定一個(gè)或多個(gè)通道。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，進(jìn)一步包括將結(jié)構(gòu)涂層涂覆到以下項(xiàng)中的一項(xiàng) 上，以在所述襯底的所述內(nèi)表面上限定一個(gè)或多個(gè)通道：所述襯底的所述內(nèi)表面，或者設(shè)置 在所述襯底的所述內(nèi)表面上的所述涂層。
11. 一種制造方法，包括： 提供襯底，所述襯底具有內(nèi)表面、外表面和至少一個(gè)內(nèi)部空間； 在所述襯底的所述外表面中或者設(shè)置在所述襯底的所述外表面上的涂層中形成一個(gè) 或多個(gè)凹槽，其中每個(gè)凹槽至少部分沿所述外表面延伸； 在所述襯底的所述內(nèi)表面中或者設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面上的涂層中形成一個(gè) 或多個(gè)凹槽，其中每個(gè)凹槽至少部分沿所述內(nèi)表面延伸； 對(duì)所述襯底的所述外表面的至少一部分或者設(shè)置在所述襯底的所述外表面上的所述 涂層的至少一部分進(jìn)行處理，以使至少鄰近對(duì)應(yīng)凹槽頂部的所述襯底的所述外表面或者所 述涂層的外表面中的一者發(fā)生塑性變形并產(chǎn)生刻面，從而減小穿過所述凹槽頂部的間隙； 以及 將結(jié)構(gòu)涂層涂覆到以下項(xiàng)中的一項(xiàng)上：所述襯底的所述外表面的至少一部分，或者設(shè) 置在所述襯底的所述外表面上的所述涂層的至少一部分， 其中一個(gè)或多個(gè)冷卻通道限定在所述襯底的所述內(nèi)表面中或者設(shè)置在所述襯底的所 述內(nèi)表面上的涂層中，并且一個(gè)或多個(gè)冷卻通道或冷卻凹槽限定在所述襯底的所述外表面 中或者設(shè)置在所述襯底的所述外表面上的涂層中，以便冷卻部件。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其中在所述襯底的所述外表面或者所述襯底的 所述內(nèi)表面中的一者內(nèi)形成一個(gè)或多個(gè)凹槽的步驟進(jìn)一步包括在所述襯底的一部分內(nèi)形 成所述一個(gè)或多個(gè)凹槽的至少一部分。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其中處理所述襯底的所述外表面的至少一部分 或者設(shè)置在所述襯底的所述外表面上的所述涂層的外表面的至少一部分包括執(zhí)行以下項(xiàng) 中的一項(xiàng)或多項(xiàng)，從而使得至少鄰近對(duì)應(yīng)凹槽頂部的表面變形并且在鄰近所述凹槽的至少 一個(gè)邊緣的表面上產(chǎn)生刻面：對(duì)所述表面執(zhí)行噴砂處理、對(duì)所述表面執(zhí)行水射流噴砂處理、 對(duì)所述表面執(zhí)行擋板噴砂處理、對(duì)所述表面執(zhí)行重力噴砂處理、對(duì)所述表面執(zhí)行超聲噴砂 處理、對(duì)所述表面執(zhí)行拋光處理、對(duì)所述表面執(zhí)行低塑性拋光處理以及對(duì)所述表面執(zhí)行激 光噴砂處理。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其中所述結(jié)構(gòu)涂層包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多 項(xiàng)：外結(jié)構(gòu)涂層、粘合涂層和熱障涂層。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，進(jìn)一步包括將結(jié)構(gòu)涂層涂覆到以下項(xiàng)中的一項(xiàng) 上，以在所述襯底的所述內(nèi)表面之內(nèi)或者之上處限定一個(gè)或多個(gè)冷卻通道：所述襯底的所 述內(nèi)表面的至少一部分，或者設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面上的所述涂層的至少一部分。
16. -種部件，包括： 襯底，所述襯底包括外表面和內(nèi)表面，其中所述內(nèi)表面限定至少一個(gè)內(nèi)部空間； 形成于所述襯底的所述外表面中或者設(shè)置在所述襯底的所述外表面上的涂層中的一 個(gè)或多個(gè)凹槽，其中每個(gè)凹槽至少部分沿所述外表面延伸并且具有底座和開口； 形成于所述襯底的所述內(nèi)表面中或者設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面上的涂層中的一 個(gè)或多個(gè)凹槽，其中每個(gè)凹槽至少部分沿所述內(nèi)表面延伸以在所述襯底的內(nèi)表面上限定一 個(gè)或多個(gè)冷卻凹槽，所述每個(gè)凹槽還具有底座和開口；以及 結(jié)構(gòu)涂層設(shè)置在所述襯底的所述外表面的至少一部分上或者設(shè)置在所述襯底的所述 外表面上的所述涂層上，用于在所述襯底的所述外表面上限定一個(gè)或多個(gè)冷卻通道。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的部件，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面的至少一 部分或者設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面上的所述涂層上的結(jié)構(gòu)涂層，用于在所述襯底的所 述內(nèi)表面上限定一個(gè)或多個(gè)冷卻通道。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的部件，進(jìn)一步包括：一個(gè)或多個(gè)冷卻供應(yīng)孔，所述一個(gè)或多 個(gè)冷卻供應(yīng)孔與所述一個(gè)或多個(gè)冷卻通道流體連通；以及一個(gè)或多個(gè)排放特征，所述排放 特征與所述一個(gè)或多個(gè)冷卻通道流體連通。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的部件，其中在以下項(xiàng)中的至少一項(xiàng)內(nèi)鄰近對(duì)應(yīng)凹槽處形成 多個(gè)表面不規(guī)則特征：所述襯底的所述外表面、所述襯底的所述內(nèi)表面、設(shè)置在所述襯底的 所述外表面上的所述涂層；或者設(shè)置在所述襯底的所述內(nèi)表面上的所述涂層。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的部件，其中設(shè)置在所述襯底的所述外表面或者所述襯底的 所述內(nèi)表面至少一者上的所述涂層包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：外結(jié)構(gòu)涂層、粘合涂層和 熱障涂層。
【文檔編號(hào)】F01D25/12GK104100308SQ201410141484
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月9日
【發(fā)明者】R.S.班克 申請(qǐng)人:通用電氣公司