用于修復(fù)用在渦輪發(fā)動機中的部件的方法技術(shù)

利用粉末片更換完全聯(lián)合的渦輪發(fā)動機部件的被移除受損部，粉末片包括至多部分燒結(jié)或利用粘合料粘合在一起的粘合顆粒。將粘合劑施加到部件和/或粉末片。然后，將粉末片定位在部件上，并施加熱量以完全燒結(jié)粉末顆粒，從而使粉末顆粒收縮在部件上。所述熱量還使粘合劑將所收縮的粉末片粘合到所述部件，但是所述熱量不會燒結(jié)形成完全聯(lián)合部件的材料。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及使用部分燒結(jié)或粘合的粉末片(powder?coupon)來修復(fù)用在渦輪發(fā)動機中的完全聯(lián)合部件(fully?consolidated?component)，部分燒結(jié)或粘合的粉末片收縮并利用粘合劑粘合到完全聯(lián)合部件。
技術(shù)介紹
在比如燃氣輪機發(fā)動機的渦輪機中，空氣在壓縮器部分中受壓，然后與燃料混合，在燃燒部分中燃燒以產(chǎn)生熱的燃燒氣體。熱的燃燒氣體在發(fā)動機的渦輪部分內(nèi)膨脹，在渦輪部分，提取能量以提供用于發(fā)電的輸出功率。熱的燃燒氣體在穿過渦輪部分時行進通過一系列級。所述級可包括靜止翼面排，即輪葉，后面是旋轉(zhuǎn)翼面排，即葉片，葉片從熱的燃燒氣體中提取能量以用于提供輸出功率。由于燃燒部分和渦輪部分內(nèi)的部件直接暴露于熱的燃燒氣體，所以這些部件可受損，并需要修復(fù)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面，提供了一種用于更換用在渦輪發(fā)動機中的完全聯(lián)合部件的被移除受損部的方法。提供包括粉末顆粒的粉末片，粉末顆粒至多部分地?zé)Y(jié)或利用粘合劑粘合在一起。將粘合劑施加到部件的外部匹配表面和粉末片的內(nèi)部匹配表面中的至少一個上。將粉末片定位在所述部件上，使得粉末片的內(nèi)部匹配表面鄰近部件的外部匹配表面，粘合劑位于其間，以形成包括部件、粉末片和粘合劑的更換組件。將熱量施加到更換組件，其中，所施加的熱量完全燒結(jié)粉末片的粉末顆粒，以將粉末顆粒粘合在一起，從而使粉末片收縮在部件上。所施加的熱量還使粘合劑將收縮的粉末片的內(nèi)部匹配表面粘合到部件的外部匹配表面。然而，對更換組件施加的熱量不會燒結(jié)形成完全聯(lián)合部件的材料。根據(jù)本專利技術(shù)的第二方面，提供了一種用于修復(fù)用在渦輪發(fā)動機中的完全聯(lián)合部件的方法。移除部件的受損部，使用材料移除工藝機加工部件的鄰近被移除受損部位置的外表面，以形成外部匹配表面，外部匹配表面與部件的外表面的相鄰部分構(gòu)成階梯表面。提供粉末片，所述粉末片包括至多部分燒結(jié)或利用粘合料粘合在一起的粉末顆粒。對所述部件的外部匹配表面和所述粉末片的內(nèi)部匹配表面中的至少一個施加粘合劑。將所述粉末片定位在所述部件上，使得所述粉末片的內(nèi)部匹配表面鄰近所述部件的外部匹配表面，所述粘合劑位于所述內(nèi)部匹配表面和所述外部匹配表面之間，以形成包括所述部件、所述粉末片和所述粘合劑的更換組件。對所述更換組件施加熱量，其中，所施加的熱量完全燒結(jié)所述粉末片的粉末顆粒，以將所述粉末顆粒粘合在一起，從而使所述粉末片收縮成通過其間的粘合劑，所述粉末片的內(nèi)部匹配表面收縮在所述部件的外部匹配表面上。所施加的熱量還使所述粘合劑將所收縮的粉末片的內(nèi)部匹配表面粘合至所述部件的外部匹配表面。所述粉末片在所述部件上的收縮對所述部件的外部匹配表面施加壓力，以幫助所收縮的粉末片的內(nèi)部匹配表面與所述部件的外部匹配表面之間的粘合過程。對所述更換組件施加的熱量不會燒結(jié)形成所述完全聯(lián)合部件的材料。附圖說明盡管本說明書以特別指出并清楚地要求本專利技術(shù)的權(quán)利要求結(jié)束，但是應(yīng)認(rèn)為，從結(jié)合附圖的下列描述中可更好地理解本專利技術(shù)，在附圖中，類似的參考標(biāo)號表示類似的元件，附圖中：圖1是用在渦輪發(fā)動機中的要根據(jù)本專利技術(shù)維護的類型的部件的示意圖，其中，所述部件包括受損部；圖2是在已實施修護操作步驟而從部件移除受損部之后，圖1所示部件的示意圖；圖3和4是正經(jīng)受維護操作中的另一步驟的圖1的部件的透視圖(圖3)和示意圖(圖4)；以及圖5是在所述部件經(jīng)受根據(jù)本專利技術(shù)的維護操作之后，圖1的部件的示意圖。具體實施方式在對優(yōu)選實施例的下面詳細描述中，參考形成說明一部分并以說明性方式而不限制性地示出可實施本專利技術(shù)的特定優(yōu)選實施例的附圖。應(yīng)理解，可使用其它實施例，并且在不脫離本專利技術(shù)精神和范圍的情況下，可以進行改變。在使用一段時期之后，有必要更換渦輪發(fā)動機部件的部分，比如渦輪翼面，即旋轉(zhuǎn)葉片和靜止輪葉。根據(jù)本專利技術(shù)，提出了一種用于維護渦輪發(fā)動機部件的方法。參考圖1，示出要根據(jù)本專利技術(shù)的方面維護的類型的渦輪發(fā)動機部件10。在所示示例性實施例中，部件10是具有要更換的受損部12的渦輪葉片10，但是應(yīng)注意，本專利技術(shù)不意在限于維護渦輪葉片。要根據(jù)該實施例更換的受損部12包括受損頂部12，其在圖1中用虛線示出。葉片10的受損頂部12經(jīng)由任何恰當(dāng)?shù)某Ｒ?guī)工藝(比如切割、銑削、研磨等)或非常規(guī)工藝(比如放電加工(EDM)、激光或水射流切割等)移除。參見圖2，當(dāng)移除了葉片10的受損頂部12時，機加工葉片10的鄰近移除的受損頂部12的外表面14，以形成外部匹配表面16。可執(zhí)行任何常規(guī)工藝(比如銑削、研磨、放電加工、水射流切割等)來從葉片10的外表面14移除材料，以形成外部匹配表面16。外部匹配表面16與葉片10的外表面14的鄰近部分構(gòu)成階梯表面18，見圖3和4。現(xiàn)在參見圖3和4，提供粉末片20以更換葉片10的受損頂部12。粉末片20包括至多部分燒結(jié)或利用粘合劑(比如合成蠟或諸如聚乙烯的聚合物粘合劑)粘合在一起的粉末顆粒。如本文中使用的，短語“至多部分燒結(jié)”指的是粉末片20的這樣的狀態(tài)，其中，形成粉末片20的粉末顆粒或者不燒結(jié)或者部分燒結(jié)，使得片20能夠在結(jié)構(gòu)上保持在一起，而不會完全燒結(jié)，其中，短語“完全燒結(jié)”指的是粉末片20的這樣的狀態(tài)，其中，形成片20的粉末顆粒完全或幾乎完全燒結(jié)，以獲得至少約98％的密度，以形成完全聯(lián)合部件。形成粉末片20的粉末顆粒優(yōu)選地是金屬顆粒，但是還可以是用在粉末冶金工藝中的其它類型的顆粒，比如陶瓷顆粒。粉末片20包括主體22和從主體22周界向外延伸的邊緣24。邊緣24的內(nèi)表面限定出粉末片20的內(nèi)部匹配表面26，見圖4。如圖4所示，邊緣24的高度HR可以是粉末片20的總高度HP的至少約1/3，優(yōu)選地為粉末片20的總高度HP的約一半。根據(jù)本專利技術(shù)的方面，將粘合劑30施加到葉片10的外部匹配表面16和粉末片20的內(nèi)部匹配表面26中的至少一個，粘合劑優(yōu)選地包括用在瞬態(tài)液相連接中的類型的物質(zhì)，比如鎳(Ni)基合金，諸如NiFlex?110、115、120或121粘合合金劑，其通常包含約9-10％Cr、5-10％Co、0-4％Ti、0-4％Al、2-5％W、0-2％Mo、0-4％Ta和0-1％Hf與Ni的平衡。粘合劑30還優(yōu)選地包括熔點抑制物質(zhì)，例如硼、硅、鍺等，其設(shè)置成降低粘合劑30的熔點。然后，將粉末片20定位在葉片10上，使得粉末片20的內(nèi)部匹配表面26鄰近葉片10的外部匹配表面16，粘合本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種用于更換用在渦輪發(fā)動機中的完全聯(lián)合部件的被移除受損部的方法，包括：提供粉末片，所述粉末片包括至多部分燒結(jié)或利用粘合料粘合在一起的粉末顆粒；對所述部件的外部匹配表面和所述粉末片的內(nèi)部匹配表面中的至少一個施加粘合劑；將所述粉末片定位在所述部件上，使得所述粉末片的內(nèi)部匹配表面鄰近所述部件的外部匹配表面，所述粘合劑位于所述內(nèi)部匹配表面和所述外部匹配表面之間，以形成包括所述部件、所述粉末片和所述粘合劑的更換組件；以及對所述更換組件施加熱量，其中，所施加的熱量：完全燒結(jié)所述粉末片的粉末顆粒，以將所述粉末顆粒粘合在一起，從而使所述粉末片收縮在所述部件上；以及使所述粘合劑將所收縮的粉末片的內(nèi)部匹配表面粘合至所述部件的外部匹配表面；其中，對所述更換組件施加熱量不會燒結(jié)形成所述完全聯(lián)合部件的材料。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2012.10.03 US 13/633,9991.一種用于更換用在渦輪發(fā)動機中的完全聯(lián)合部件的被移除受損部的
方法，包括：
提供粉末片，所述粉末片包括至多部分燒結(jié)或利用粘合料粘合在一起
的粉末顆粒；
對所述部件的外部匹配表面和所述粉末片的內(nèi)部匹配表面中的至少一
個施加粘合劑；
將所述粉末片定位在所述部件上，使得所述粉末片的內(nèi)部匹配表面鄰
近所述部件的外部匹配表面，所述粘合劑位于所述內(nèi)部匹配表面和所述外
部匹配表面之間，以形成包括所述部件、所述粉末片和所述粘合劑的更換
組件；以及
對所述更換組件施加熱量，其中，所施加的熱量：
完全燒結(jié)所述粉末片的粉末顆粒，以將所述粉末顆粒粘合在一起，從
而使所述粉末片收縮在所述部件上；以及
使所述粘合劑將所收縮的粉末片的內(nèi)部匹配表面粘合至所述部件的外
部匹配表面；
其中，對所述更換組件施加熱量不會燒結(jié)形成所述完全聯(lián)合部件的材
料。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括使用材料移除工藝機加工所述部
件的鄰近所述被移除受損部位置的外表面，以形成外部匹配表面。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述部件的外部匹配表面與所述
部件的外表面的相鄰部分構(gòu)成階梯表面。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述粉末片包括一邊緣，所述邊
緣限定出內(nèi)部匹配表面，并且當(dāng)所收縮的粉末片粘合到所述部件時，所述
邊緣由所述部件的階梯表面接收。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，內(nèi)部和外部匹配表面包括實現(xiàn)所
收縮的粉末片與所述部件之間的機械互鎖的特征。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述粘合劑包括降低所述粘合劑
的熔點的熔點抑制物質(zhì)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述熔點抑制物質(zhì)包括硼、硅和

\t鍺中的至少一個。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在對所述更換組件施加熱量之
前，冷加工或錘擊所述部件的外部匹配表面和所述粉末片的內(nèi)部匹配表面
中的至少一個，以在所述部件和所述粉末片中的至少一個中存儲能量，其
中，存儲能量實現(xiàn)了對所述粉末片和所述部件之間的粘合的加強。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述部件包括渦輪葉片，所述部
件的被移除的受損部包括受損葉片頂端。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所施加的熱量還通過基本上恢
復(fù)所述部件的原始微結(jié)構(gòu)來對所述完全聯(lián)合部件進行回復(fù)處理。
11.一種用于修復(fù)用在渦輪發(fā)動機中的完全聯(lián)合部件的方法，包括：
移除所述部件的受損部；
使用材料移除工藝機加工所述部件的鄰近被...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：AW詹姆斯，ZAM阿布多，A卡梅爾，
申請(專利權(quán))人：西門子能量股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US