用于利用夹套芯部形成部件的方法和组件技术

技术编号:16492654 阅读:32 留言:0更新日期:2017-11-03 22:56
本发明专利技术涉及一种用于利用夹套芯部形成部件的方法和组件,所述组件用于形成具有预定厚度的外壁的部件,其包括模型和夹套芯部。夹套芯部包括夹套,夹套包括靠着模型的内壁联接的第一夹套外壁、定位在第一夹套外壁的内部的第二夹套外壁以及限定在第一夹套外壁与第二夹套外壁之间的至少一个夹套空腔。至少一个夹套空腔构造成在其中容纳熔融部件材料。夹套芯部还包括定位在第二夹套外壁的内部的芯部。芯部包括靠着第二夹套外壁联接的周向。夹套使周向与内壁分离预定厚度,以便能够在周向与内壁之间形成外壁。

Method and assembly for forming components using jacket cores

The present invention relates to a method and a component for forming components using a jacket core, which is used to form a component with an outer wall with a predetermined thickness, which comprises a model and a jacket core. The jacket core comprises a jacket, jacket by including the model connected with the inner wall of the outer wall, the first jacket positioning jacket outer jacket in the first wall of the internal second and limited in at least one jacket jacket cavity of the first wall and the second wall of the jacket. At least one jacket cavity is configured to contain the molten component material therein. The core of the jacket also comprises a core positioned inside the outer wall of the second jacket. The core consists of the circumference connected to the outer wall of the second jacket. The jacket allows the circumferential and inner walls to be separated from the inner wall so as to form an outer wall between the circumference and the inner wall.

【技术实现步骤摘要】
用于利用夹套芯部形成部件的方法和组件
本专利技术的领域大致涉及具有预定厚度的外壁的部件,并且更具体地涉及利用夹套芯部(jacketedcore)形成这些部件。
技术介绍
一些部件需要外壁以预定厚度形成,例如为了执行预定功能。例如,但非限制地,比如为燃气轮机的热气路径部件的一些部件承受高温。至少一些这种部件具有限定在其中的内部空隙,比如但不限于网状的气室和通道,以便容纳与外壁相邻的冷却流体流,所提供的冷却效能与外壁的厚度有关。具有预定外壁厚度的至少一些已知部件形成在模型中,陶瓷材料的芯部定位在模腔内。熔融金属合金被引入陶瓷芯周围并被冷却以形成部件,部件的外壁限定在陶瓷芯与模腔的内壁之间。然而,生产一致的预定外壁厚度的铸型部件的能力取决于相对于模型准确定位芯部以限定芯部与模型之间的空腔空间的能力。例如,芯部通过多个铂定位销相对于模腔定位。例如利用多个销的这种精确和一致的定位在至少一些情况下是复杂和劳动密集型的,并且对于成功地铸型的部件引起降低的收益率,特别是对于而不限于预定外壁厚度的部件相对较薄的情况。另外,在至少一些情况下,在铸造浇注之前在最终烧成期间芯部和模型相对于彼此移动、收缩和/或扭转,由此改变芯部与模型之间的初始空腔空间尺寸,并且因此改变铸型部件的外壁的厚度。此外,至少一些已知陶瓷芯是易碎的,导致在复杂和劳动力密集型处理期间在没有破坏的情况下生产和处理芯部是困难和昂贵的。可替代地或另外地,具有预定外壁厚度的至少一些已知部件通过钻削和/或加工部件而形成,以获得外壁厚度,比如但不限于利用电化学加工处理。然而,至少一些加工处理是相对耗时和昂贵的。此外,至少一些这种加工处理不能生产具有预定厚度、形状和/或某些部件设计所需的曲率的外壁。
技术实现思路
在一个方面中,本专利技术提供一种用于由部件材料形成部件的模型组件。部件具有预定厚度的外壁。模型组件包括模型,模型包括在模型内限定模腔的内壁。模型组件还包括相对于模型定位的夹套芯部。夹套芯部包括夹套。夹套包括靠着(against)内壁联接的第一夹套外壁、定位在第一夹套外壁的内部的第二夹套外壁以及限定在其之间的至少一个夹套空腔。至少一个夹套空腔构造成在其中容纳熔融状态(moltenstate)的部件材料。夹套芯部还包括定位在第二夹套外壁的内部的芯部。芯部包括靠着第二夹套外壁联接的周向(perimeter)。夹套使周向与内壁分离预定厚度,以便能够在周向与内壁之间形成外壁。进一步地,所述第一夹套外壁局部地联接至所述第二夹套外壁,以限定使所述周向与所述内壁分离预定厚度的至少一个凸点结构。进一步地,所述夹套还包括嵌入所述至少一个凸点结构中的每一个内的填充材料,使得所述第一夹套外壁的形状对应于邻近所述至少一个凸点结构的部件的外部形状。进一步地,所述第一夹套外壁、所述第二夹套外壁和所述至少一个夹套空腔的组合厚度对应于所述预定厚度。进一步地,所述夹套还包括定位在所述第二夹套外壁的内部的相对的夹套内壁,所述相对的夹套内壁在其之间限定至少一个内壁夹套空腔,所述至少一个内壁夹套空腔构造成容纳熔融状态的部件材料并且在其中形成部件的内壁。进一步地,所述芯部包括定位在所述第一夹套内壁与所述第二夹套外壁之间的至少一个腔室芯部部分。进一步地,所述芯部包括定位在所述第二夹套内壁的内部的至少一个气室芯部部分。进一步地,所述芯部包括构造成在所述部件内限定至少一个流体返回通道的至少一个返回通道芯部部分,所述至少一个流体返回通道与由所述至少一个腔室芯部部分限定的所述部件的腔室流动连通。进一步地,所述芯部包括分别延伸穿过所述至少一个内壁夹套空腔的多个内壁孔芯部部分。进一步地,所述部件材料是合金,并且所述夹套由包括合金的至少一个组分材料的夹套材料形成。在另一个方面中,本专利技术提供一种形成具有预定厚度的外壁的部件的方法。该方法包括将处于熔融状态的部件材料引入限定在模型组件中的至少一个夹套空腔内。模型组件包括相对于模型定位的夹套芯部。模型包括在模型内限定模腔的内壁。夹套芯部包括夹套,夹套包括靠着内壁联接的第一夹套外壁、定位在第一夹套外壁的内部的第二夹套外壁、以及限定在其之间的至少一个夹套空腔。夹套芯部还包括定位在第二夹套外壁的内部的芯部。芯部包括靠着第二夹套外壁联接的周向。夹套使周向与内壁分离预定厚度。该方法还包括冷却部件材料以形成部件。周向和内壁配合以在其间限定部件的外壁。进一步地,还包括将所述第一夹套外壁局部地联接至所述第二夹套外壁,以限定使所述周向与所述内壁分离预定厚度的至少一个凸点结构。进一步地,还包括围绕前导部件形成所述夹套,其中,所述前导部件成形为对应于所述部件的至少一部分的形状。进一步地,所述前导部件的外壁包括在其中限定并且贯穿延伸的至少一个外壁孔,并且形成所述夹套还包括在所述至少一个外壁孔上形成至少一个凸点结构,所述至少一个凸点结构使所述周向与所述内壁分离所述预定厚度。进一步地,形成所述夹套包括以电镀处理将夹套材料沉积在所述前导部件上。进一步地,还包括至少部分地利用增材制造工艺形成所述前导部件。进一步地,还包括:独立地形成多个前导部件区段;以及将所述多个区段联接在一起以形成所述前导部件。进一步地,形成所述夹套包括在将所述区段联接在一起之前使所述夹套形成在所述区段中的每一个上,所述方法还包括在形成所述夹套之前掩膜所述多个区段的至少一个匹配表面,以便防止在所述至少一个匹配表面上形成所述夹套。进一步地,还包括:将所述芯部添加至所述夹套前导部件以形成夹套芯部前导部件;以及从所述夹套芯部前导部件去除所述前导部件以形成所述夹套芯部。进一步地,还包括通过熔模铸造处理围绕所述夹套芯部形成所述模型。附图说明图1是示例性旋转机器的示意图;图2是用于图1所示旋转机器的示例性部件的示意性透视图;图3是沿着图2所示的线3-3截取的图2所示部件的示意性截面;图4是图2和图3所示部件的一部分的示意性透视截面图,在图3中指示为部分4;图5是可被用于形成图2-4中所示部件的示例性前导部件的示意性透视图;图6是沿着图5中的线6-6截取并且对应于图4所示示例性部件的部分的图5中示出的示例性前导部件的一部分的示意性透视截面图;图7是包括联接至图6所示的示例性前导部件的示例性夹套的示例性夹套前导部件的一部分的示意性透视截面图;图8是包括位于图7中所示的夹套前导部件内的示例性芯部的示例性夹套芯部前导部件的一部分的示意性透视截面图;图9是包括图8中示出的示例性夹套芯部前导部件而非图5中示出的前导部件的部分的示例性夹套芯部的一部分的示意性透视截面图;图10是包括图9中示出的示例性夹套芯部并且可被用于形成图2-4中所示的示例性部件的示例性模型组件的示意性透视图;图11是沿着图10中的线11-11截取并且包括图9中示出的示例性夹套芯部的图9所示的部分的图10中所示模型组件的一部分的示意性透视截面图;图12是可被用于形成图2所示的部件的另一个示例性夹套前导部件的一部分的示意性透视分解图;图13是形成具有预定厚度的外壁的部件的示例性方法的流程图,比如图2所示的示例性部件;以及图14是图13的流程图的延续。具体实施方式在以下说明书和权利要求书中,将对多个术语做出参考,这些术语应被定义为具有以下含义。单数形式“一个”、“一种”和“该”包括多个参照物,除本文档来自技高网
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用于利用夹套芯部形成部件的方法和组件

【技术保护点】
一种模型组件,用于由部件材料形成部件,所述部件具有预定厚度的外壁,所述模型组件包括:模型,所述模型包括在所述模型内限定模腔的内壁;以及夹套芯部,所述夹套芯部相对于所述模型定位,所述夹套芯部包括:夹套,所述夹套包括靠着所述内壁联接的第一夹套外壁、定位在所述第一夹套外壁的内部的第二夹套外壁、以及限定在所述第一夹套外壁与所述第二夹套外壁之间的至少一个夹套空腔,所述至少一个夹套空腔构造成在其中容纳处于熔融状态的部件材料;以及芯部,所述芯部定位在所述第二夹套外壁的内部,所述芯部包括靠着所述第二夹套外壁联接的周向,其中,所述夹套使所述周向与所述内壁分离预定厚度,使得所述外壁能够形成在所述周向与所述内壁之间。

【技术特征摘要】
2016.04.27 US 15/1400501.一种模型组件,用于由部件材料形成部件,所述部件具有预定厚度的外壁,所述模型组件包括:模型,所述模型包括在所述模型内限定模腔的内壁;以及夹套芯部,所述夹套芯部相对于所述模型定位,所述夹套芯部包括:夹套,所述夹套包括靠着所述内壁联接的第一夹套外壁、定位在所述第一夹套外壁的内部的第二夹套外壁、以及限定在所述第一夹套外壁与所述第二夹套外壁之间的至少一个夹套空腔,所述至少一个夹套空腔构造成在其中容纳处于熔融状态的部件材料;以及芯部,所述芯部定位在所述第二夹套外壁的内部,所述芯部包括靠着所述第二夹套外壁联接的周向,其中,所述夹套使所述周向与所述内壁分离预定厚度,使得所述外壁能够形成在所述周向与所述内壁之间。2.根据权利要求1所述的模型组件,其特征在于,所述第一夹套外壁局部地联接至所述第二夹套外壁,以限定使所述周向与所述内壁分离预定厚度的至少一个凸点结构。3.根据权利要求2所述的模型组件,其特征在于,所述夹套还包括嵌入所述至少一个凸点结构中的每一个内的填充材料,使得所述第一夹套外壁的形状对应于邻近所述至少一个凸点结构的部件的外部形状。4.根据权利要求1所述的模型组件,其特征在于,所述第一夹套外壁、所述第二夹套外壁和所述至少一个夹套空腔的组合厚度对应于所述预定厚度。5.根据权利要求1所述的模型组件,其特征在于,所述夹套还包括定位在所述第二夹套外壁的内部的相对的夹套内壁,所述相对的夹套内壁在其之间限定至少一个内壁夹套空腔,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:JA塔尔曼SF鲁特科夫斯基
申请(专利权)人:通用电气公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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