在涂覆工艺期间使用具有水溶性层的塞子保护部件中的孔制造技术

本发明专利技术题为“在涂覆工艺期间使用具有水溶性层的塞子保护部件中的孔”。公开了一种在涂覆(240)工艺期间保护部件(170)中的孔(162)的方法。该方法包括：将塞子(210)放置在孔(162)中，该塞子(210)包括水不溶性芯(212)和围绕金属芯的外表面(174、216、219、222)的至少一部分的水溶性层(214)。在部件(170)的至少一部分上以及塞子(210)上施加涂层(240)。将部件(170)浸入水中以溶解水溶性层(214)，从而去除水不溶性芯(212)。随后可以去除孔(162)上方的涂层(240)并且去除孔(162)内的水不溶性芯(212)。

Use plugs with a water-soluble layer to protect holes in components during the coating process

【技术实现步骤摘要】
在涂覆工艺期间使用具有水溶性层的塞子保护部件中的孔
技术介绍
本公开整体涉及涂层部件，并且更具体地，涉及一种在涂覆工艺期间使用在水不溶性芯上具有水溶性层的塞子来保护部件中的孔的方法。工业机器诸如气体涡轮部件通常在部件的壁中包括冷却孔以提高材料性能。冷却孔与该部件中的冷却室流体连通，冷却室将冷却剂递送通过冷却孔并到达部件的外表面。部件诸如气体涡轮叶片和喷嘴通常在局部或在其整个表面上涂覆有粘结涂层和/或热阻隔涂层(TBC)，用于热绝缘和防止氧化。在部件的原始制造期间，通常首先将一个或多个涂层施加在部件上，然后通过该一个或多个涂层和部件的壁厚直接钻出冷却孔以到达部件中的冷却室。另选地，在铸造期间，可将一次性塞子放在铸模中的适当位置以形成冷却孔。例如，在铸造期间使用水溶性陶瓷芯塞来形成冷却孔。在部件维修期间，例如在使用一段时间之后，可能需要修复或更换该一个或多个涂层。在这种情况下，冷却孔已经就位。如果在重新涂覆期间冷却孔被堵塞，则可能降低冷却孔和部件的效率。当前的冷却孔修复技术包括在重新涂覆之前施加掩膜环氧树脂以填充冷却孔。在重新涂覆工艺之后，必须从冷却孔中清除掩膜环氧树脂。掩膜环氧树脂的施加和去除是耗时和耗力的，并且是昂贵的。该工艺还有可能使冷却孔不可接受地扩大。
技术实现思路
本公开的第一方面提供了一种用于在涂覆工艺期间保持部件中的孔的塞子，该塞子包括：水不溶性芯；以及水溶性层，该水溶性层围绕水不溶性芯的外表面的至少一部分，该水溶性层在涂覆工艺期间与孔的内表面接合。本公开的第二方面提供了一种在涂覆工艺期间保护部件中的孔的方法，该方法包括：将塞子放入孔中，该塞子包括水不溶性芯和水溶性层，该水溶性层围绕金属芯的外表面的至少一部分；在部件的至少一部分以及塞子上施加涂层；将部件浸入水中以溶解水溶性层，从而去除水不溶性芯；以及去除孔上方的涂层并且去除孔内的水不溶性芯。本公开的示例性方面被设计成解决本文描述的问题和/或未讨论的其他问题。附图说明从结合描绘本公开的各种实施方案的附图的对本公开的各个方面的以下详细描述，将更容易理解本公开的这些和其他特征，其中：图1示出了气体涡轮系统形式的例示性工业机器的示意图。图2示出了可以与图1中的气体涡轮系统一起使用的例示性气体涡轮组件的剖视图。图3示出了涡轮转子叶片形式的例示性部件的透视图，可以在其上采用本公开的实施方案。图4示出了沿图3的视线A-A的部件中的一对孔的剖视图。图5示出了根据本公开的实施方案的将塞子放置在图4的部件中的一对孔中的剖视图。图6示出了根据本公开的实施方案的包括水不溶性芯和其上的水溶性层的塞子的剖视图。图7示出了根据本公开的实施方案的用于制造图6的塞子的挤压件的剖视图。图8示出了根据本公开的实施方案的在部件中具有塞子的一对孔上施加涂层的剖视图。图9示出了根据本公开的实施方案的在部件中具有塞子的一对孔上施加另一涂层的剖视图。图10示出了根据本公开的实施方案的将部件浸入水中以溶解塞子上的水溶性层的剖视图。图11示出了根据本公开的实施方案的从部件中的一对孔去除水不溶性芯的剖视图。图12示出了根据本公开的实施方案的具有一对孔和其上的一个或多个新涂层的部件的剖视图。应当注意，本公开的附图未必按比例绘制。附图旨在仅描绘本公开的典型方面，并且因此不应当被视为限制本公开的范围。在附图中，相同的编号表示附图之间的相同元件。具体实施方式作为初始事项，为了清楚地描述当前公开，当引用和描述相关机器部件时，将有必要选择某些术语。在这样做时，如果可能的话，通用的行业术语将以与其接受含义一致的方式进行使用和采用。除非另有说明，否则应当对此类术语给出与本申请的上下文和所附权利要求的范围一致的广义解释。本领域的普通技术人员将理解，通常可以使用若干不同或重叠的术语来引用特定部件。本文中可描述为单个部分的物体可以包括多个部件并且在另一个上下文中被引用为由多个部件组成。可替代地，本文中可描述为包括多个部件的物体可在别处称为单个部分。在元件或层被称为“开启”、“接合”、“脱离”、“连接到”或“耦接到”另一个元件或层的情况下，它可直接位于其上、接合到、连接到或耦接到其他元件或层，或者可存在居间元件或层。相比之下，当元件被称为“直接位于其上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接耦接到”另一个元件或层时，可不存在居间元件或层。用于描述元件之间关系的其他词语应以类似的方式解释(例如，“在…之间”与“直接在…之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。图1示出了例示性工业机器的示意图，其部件可以是根据本公开实施方案的方法的对象。在该示例中，该机器包括燃气或气体涡轮系统形式的涡轮机100。涡轮机100包括压缩机102和燃烧器104。燃烧器104包括燃烧区域106和燃料喷嘴组件108。涡轮机100还包括涡轮110和普通压缩机/涡轮轴112(有时称为转子112)。在一个实施方案中，燃气涡轮系统是MS7001FB发动机，有时称为7FB发动机，可从美国南卡罗来纳州格林维尔市的通用电气公司(GeneralElectricCompany,Greenville,S.C.)商购获得。本公开不限于任一种特定的工业机器，也不限于任何特定的燃气涡轮系统并且可以与其他发动机一起植入，包括例如，通用电气公司(GeneralElectricCompany)的MS7001FA(7FA)、MS9001FA(9FA)、7HA和9HA发动机型号。此外，本公开不限于任何特定的涡轮机，并且可以适用于例如蒸汽涡轮机、喷气发动机、压缩机、涡轮风扇等。在操作中，空气流动通过压缩机102并且压缩空气被供应到燃烧器104。具体地，压缩空气被供应到燃料喷嘴组件108，该燃料喷嘴组件与燃烧器104成一整体。组件108与燃烧区域106流体连通。燃料喷嘴组件108还与燃料源(图1中未示出)流体连通，并将燃料和空气引导到燃烧区域106。点燃燃烧器104并燃烧燃料。燃烧器104与涡轮组件110流体连通，以便气体流热能被转换成机械旋转能量。涡轮组件110包括涡轮111，其可旋转地耦接到转子112并驱动该转子。压缩机102也可旋转地耦接到转子112。在例示性实施方案中，存在多个燃烧器106和燃料喷嘴组件108。图2示出了涡轮机100(图1)中的例示性涡轮组件110的剖视图，其可以与图1中的气体涡轮机系统一起使用。涡轮组件110的涡轮111包括一排喷嘴或叶片(vane)120，其耦接到涡轮机100的固定壳体122并且轴向邻近一排旋转叶片(blade)124。喷嘴或叶片126可通过径向外平台128和径向内平台130保持在涡轮组件110中。涡轮组件110中的叶片124的排包括旋转叶片132，该旋转叶片耦接到转子112并与转子一起旋转。旋转叶片132可包括耦接到转子112的径向向内平台134(在叶片的根部)和径向向外的尖端护罩136(在叶片的尖端处)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在涂覆(240)工艺期间保持部件(170)中的孔(162)的塞子(210)，所述塞子(210)包括：/n水不溶性芯(212)；和/n水溶性层(214)，所述水溶性层围绕所述水不溶性芯(212)的外表面(174、216、219、222)的至少一部分，所述水溶性层(214)在所述涂覆(240)工艺期间接合所述孔(162)的内表面。/n

【技术特征摘要】
20180823 US 16/110,5691.一种用于在涂覆(240)工艺期间保持部件(170)中的孔(162)的塞子(210)，所述塞子(210)包括：
水不溶性芯(212)；和
水溶性层(214)，所述水溶性层围绕所述水不溶性芯(212)的外表面(174、216、219、222)的至少一部分，所述水溶性层(214)在所述涂覆(240)工艺期间接合所述孔(162)的内表面。


2.根据权利要求1所述的塞子(210)，其中所述水不溶性芯(212)包括钢、金属合金或超合金中的一种。


3.根据权利要求1所述的塞子(210)，其中所述水溶性层(214)包括以下中的一者：a)氧化铝、锆石、磷酸氢二钠和糖；或b)聚乙二醇、氯化钠、云母粉和增塑剂。


4.根据权利要求1所述的塞子(210)，其中所述水不溶性芯(212)和水溶性芯形成细长主体(218)。

【专利技术属性】
技术研发人员：崔燕，斯里坎特·钱德拉杜·科蒂林加姆，乔纳森·马修·洛马斯，布赖恩·李·托利森，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US