机器部件及制造和修补方法技术

提供了一种制造机器部件的方法（２００）。所述方法包括制备（２０２）至少一部分机器部件表面（１１４）以接收烧结预成型件。所述方法还包括形成（２０４）预烧结预成型件的混合堆焊硬化混合物，所述步骤包括使至少一种堆焊硬化材料的预定部分与至少一种钎焊材料的预定部分相结合。所述方法进一步包括形成（２０６）预烧结预成型件。所述预烧结预成型件具有预定尺寸。所述方法还包括形成（２０８）所述烧结预成型件且将所述烧结预成型件放置（２１０）在所述机器部件上。所述方法进一步包括通过钎焊将所述烧结预成型件固定（２１２）联接到至少一部分所述机器部件上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及制造机器部件，且更具体而言，涉及在机器部件上形成堆焊硬化层的方法和设备。
技术介绍
绝大多数已公知的涡轮叶片被联接至中心叶毂，所述中心叶毂被附接至从动轴，且相对于所述叶毂和从动轴的轴线大体上径向地设置叶片。叶片包括翼面，且高能驱动流体冲击翼面并传递转动能，所述转动能进一步使轴产生旋转。一些已公知的燃气轮机叶片在相关联的翼面的外部末端处具有围带。叶片围带被嵌套在接近彼此的位置处。许多已公知的涡轮叶片围带具有以切口形式存在的机械互锁特征，所述切口由于其形状与字母Z十分相像而通常被称作“Z形切口”，所述切口允许每个叶片在其围带处与相邻的叶片产生物理互锁。 存在多种可能会导致Z形切口区域产生磨损的机制。例如，在引擎的工作过程中，相邻叶片彼此之间且相对于叶毂可能存在微小但连续的振动。上面提到的互锁特征有利于减轻翼面振动，以进一步减小工作过程中在叶片内诱发的应力。由于叶片中产生的振动是通过围带的Z形切口的紧公差得以减轻的，因此当相邻的切口彼此之间产生摩擦时，这种状况可能增大围带的Z形切口附近产生的磨损。 进一步地，在引擎启动工作的过程中，由于围带、翼面和叶毂(以及与流体接界的所有其它部件)的温度在每个单独部件内将会产生变化且与其它相邻的部件相比将会产生变化，并且引擎被加速至工作速度，因此叶片和围带将产生扭转以使得切口将不时地彼此接触，即实现互锁状况。此外，在引擎停止工作的过程中，部件温度将产生变化，该温度变化大体上与跟启动过程相关联的变化是相反的，且在所述工作过程中引擎将产生减速，从而使得叶片和围带将产生扭转，使得切口将不会彼此接触，即实现非互锁状况。 通常，围带材料不具有耐受由于接触和摩擦的长期积聚效应产生的硬度特征。切口的表面材料倾向于产生磨损。当切口产生磨损时，上面提到的扭转和振动效应将得到增强，且维护停止，并且必须更频繁地进行修补。因此，Z形切口通常与跟基底材料相容且具有与基底材料相比增加的硬度特征的保护材料一起使用，从而有利于减轻切口区域的易磨损性。该工艺通常被称作堆焊硬化工艺且所使用的相关材料被称作堆焊硬化材料。可通过焊接、喷涂或钎焊形成堆焊硬化材料层。通常，喷涂方法可能无法提供一些焊接和钎焊方法所实现的长期结果。 利用包括钨极惰性气体保护焊(TIG)、激光焊接和等离子电弧焊接方法的熔焊方法的堆焊硬化工艺存在将变量引入堆焊硬化工艺的潜在可能，这样就降低了无缺陷层形成过程的可重复性。这种情况倾向于增加焊后检查以及补焊行为的次数和持续时间。例如，焊接缺陷通常包括焊接裂纹、形成多孔堆焊硬化层、堆焊硬化层结合不良和堆焊硬化层附着不良、堆焊硬化材料和基底发生氧化、以及由于形成热影响区域而产生基底裂纹。
技术实现思路
在一个方面中，提供了一种制造机器部件的方法。所述方法包括制备至少一部分机器部件表面以接收烧结预成型件。所述方法还包括形成预烧结预成型件的混合堆焊硬化混合物，所述步骤包括使至少一种堆焊硬化材料的预定部分与至少一种钎焊材料的预定部分相结合。所述方法进一步包括形成预烧结预成型件。所述预烧结预成型件具有预定尺寸。所述方法还包括形成所述烧结预成型件且将所述烧结预成型件放置在所述机器部件上。所述方法进一步包括通过钎焊将所述烧结预成型件固定联接到至少一部分所述机器部件上。 在另一个方面中，提供了一种修补机器部件的方法。所述方法包括制备要进行修补的至少一部分机器部件。所述机器部件具有基底，所述基底具有表面，且至少一部分所述基底表面具有预定的材料成分。制备所述部件包括去除表面下的材料变形部分，通过在所述表面上形成与所述基底材料相容的材料层而填充表面孔隙且通过将所述表面机加工达到预定尺寸而减少表面不规则部分。所述方法还包括通过使至少一种堆焊硬化材料的预定部分与至少一种钎焊材料的预定部分相结合而形成预烧结预成型件的混合堆焊硬化混合物。所述方法进一步包括形成预烧结预成型件，所述预烧结预成型件具有预定尺寸。所述方法还包括形成所述烧结预成型件且将所述烧结预成型件放置在所述机器部件上。所述方法还包括通过钎焊将所述烧结预成型件固定联接到至少一部分所述机器部件上。 在又一个方面中，提供了一种机器部件。所述机器部件包括基底。所述基底包括表面且至少一部分所述基底表面包括预定的材料成分。所述机器部件还包括混合堆焊硬化材料层。通过将烧结预成型件钎焊到所述基底表面上而在至少一部分所述基底表面上形成所述混合堆焊硬化材料层。所述烧结预成型件包括钎焊材料和堆焊硬化材料的混合物。附图说明图1是典型的燃气轮机引擎的一部分的侧部透视图；图2是可与图1所示的燃气轮机引擎一起使用的没有堆焊硬化层的多个涡轮叶片围带的不连续顶部透视图；图3是对图2所示的涡轮叶片围带进行堆焊硬化处理的典型方法的流程图；图4是可被施加到图2所示的涡轮叶片围带上的预烧结预成型件的平板的顶部透视图；图5是具有联接在一起的烧结堆焊硬化预成型件的图2所示的围带的不连续透视图；和图6是可与图1所示的燃气轮机引擎一起使用的具有堆焊硬化部的涡轮叶片围带的不连续顶部透视图。具体实施方式图1是典型的燃气轮机引擎100的一部分的侧部透视图。引擎100具有被联接至叶毂104的多个涡轮叶片102。在典型实施例中，叶片102是第三级轮叶。叶毂104被联接至轮机轴(图1中未示出)。每个叶片102具有相应的翼面106和位于翼面106的径向最远末端处的被固定联接到翼面106上的相应的涡轮叶片围带108。每个围带108具有两个相应的相对Z形切口110，图中仅示出了每个围带108上的一个Z形切口。突部112有利于将大体上呈弓形的密封环(图1中未示出)联接至围带112从而有利于减少叶片102沿周向的移动和振动。图2示出了被粗体虚线围绕的由附图标记2表示的图1所示的部分。 在一个实施例中，引擎100是MS9001FA引擎，所述引擎有时被称作9FA引擎，在商业上可从General Electric Company，Greenville，South Carolina得到所述引擎。本专利技术不限于任何一种特定引擎且可与其它引擎结合植入，所述其它引擎例如包括General ElectricCompany的型号为MS6001FA(6FA)，MS6001B(6B)、MS6001C(6C)、MS7001FA(7FA)、MS7001FB(7FB)和MS9001FB(9FB)的引擎。 图2是可与燃气轮机引擎100一起使用的没有堆焊硬化部的涡轮叶片围带108的不连续顶部透视图。如图所示的围带108在每一端上具有Z形切口110。Z形切口110具有配合表面114。图中示出了翼面106(用轮廓线表示)和突部112沿该取向的透视图。 围带108具有可由超合金材料形成的基底。超合金通常为镍基合金或钴基合金，其中超合金中的镍或钴的量按重量计算是唯一最多的元素。示例性的镍基超合金包括重量百分比至少为约40％的镍(Ni)和选自包括钴(Co)、铬(Cr)、铝(Al)、钨(W)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、铌(Nb)、铪(Hf)、硼(B)、碳(C)和铁(Fe)的组群中的至少一种组分。镍基超合金的代表性实例包括，但不限于商标名为Inconel、Nimonic、Rene(例如Rene80-、Rene95本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造机器部件的方法（２００），所述方法包括：　　　　制备（２０２）至少一部分机器部件表面（１１４）以接收烧结预成型件；　　　　形成（２０４）预烧结预成型件的混合堆焊硬化混合物，所述步骤包括使至少一种堆焊硬化材料的预定部分与至少一种钎焊材料的预定部分相结合；　　　　形成（２０６）预烧结预成型件，所述预烧结预成型件具有预定尺寸；　　　　形成（２０８）所述烧结预成型件；　　　　将所述烧结预成型件放置（２１０）在所述机器部件上；并且　　　　通过钎焊将所述烧结预成型件固定（２１２）联接到至少一部分所述机器部件上。

【技术特征摘要】
US 2006-1-3 11/324445书的精神和范围内的变型实施本发明。 零件表权利要求1.一种制造机器部件的方法(200)，所述方法包括制备(202)至少一部分机器部件表面(114)以接收烧结预成型件；形成(204)预烧结预成型件的混合堆焊硬化混合物，所述步骤包括使至少一种堆焊硬化材料的预定部分与至少一种钎焊材料的预定部分相结合；形成(206)预烧结预成型件，所述预烧结预成型件具有预定尺寸；形成(208)所述烧结预成型件；将所述烧结预成型件放置(210)在所述机器部件上；并且通过钎焊将所述烧结预成型件固定(212)联接到至少一部分所述机器部件上。2.根据权利要求1所述的制造机器部件的方法(200)，其中制备(202)至少一部分表面(114)包括从至少一部分所述机器部件表面上去除疏松的表面污染物、施加的涂层材料、冶金杂质和表面不规则部分。3.根据权利要求1所述的制造机器部件的方法(200)，其中形成(204)预烧结预成型件包括使所述预烧结预成型件的混合物形成与具有预定厚度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S萨蒂安，AK库鲁维拉，D诺沃克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]