本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于制造一空心鑄造的構(gòu)件（１）的方法，該空心鑄件的至少一個空腔（３，５，７，９）內(nèi)帶有內(nèi)涂層（１４，１６，１８，２０），其中，該構(gòu)件（１）由一種基質(zhì)材料鑄造而成，在鑄造時采用一個包括至少一個用于確定所述至少一個空腔（３，５，７，９）的鑄造型芯（２２）的鑄模，按照本發(fā)明專利技術(shù)的方法，用于該構(gòu)件（１）的內(nèi)涂層（１４，１６，１８，２０）的涂層材料在澆鑄該構(gòu)件（１）前被涂敷在至少一個鑄造型芯（２２）上，并且在澆鑄完成之后將該鑄造型芯（２２）從所述空腔（３，５，７，９）中去除。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種用于制造一空心鑄造的構(gòu)件，尤其是一空心鑄造的透平機構(gòu)件的方法，該空心鑄件的至少一個空腔的內(nèi)壁上帶有內(nèi)涂層。
技術(shù)介紹
承受高熱負荷的構(gòu)件可在其外側(cè)帶有一涂層，以避免它在熱負荷區(qū)域內(nèi)被腐蝕和/或氧化。為此尤其適合采用MCrAlY涂層。一種MCrAlY涂層在本說明書的范圍內(nèi)可以理解成是一種金屬合金涂層，它包含鉻(Cr)和鋁(Al)，其中的Y代表釔或一種稀土元素，M代表鐵(Fe)，鈷(Co)或鎳(Ni)。但在一定的工作條件下，在高熱負荷區(qū)域內(nèi)工作的空心鑄件的內(nèi)壁也會承受很高的溫度，因此也有必要防止該內(nèi)壁被腐蝕和/或氧化，以使得該構(gòu)件確實能夠達到預(yù)定的使用壽命。一種關(guān)于這種承受高熱負荷的空心鑄造構(gòu)件的例子是透平機構(gòu)件，尤其是透平機葉片。透平機葉片在工作時要承受高溫并通常具有一些有冷卻流體在其中被導(dǎo)引流過的空腔。在一定的工作條件下，在這些空腔內(nèi)的溫度導(dǎo)致需要防止內(nèi)壁受到氧化和/或腐蝕。迄今為止，空心鑄件的內(nèi)壁通過擴散滲鋁或多或少地得到了保護。然而，隨著溫度的升高，該滲鋁層卻達到其極限，并因此實際上不再有效地防腐蝕。利用傳統(tǒng)的方法幾乎不可能在空心鑄件的部分相當(dāng)復(fù)雜的空腔內(nèi)或內(nèi)腔內(nèi)，例如透平機葉片的空腔中涂覆特別有效的MCrAlY涂層。噴涂工藝不能令人滿意地應(yīng)用于給空心鑄件的內(nèi)壁噴涂涂層。
技術(shù)實現(xiàn)思路
因此，本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題在于提供一種方法，利用該方法尤其可給空心鑄件的復(fù)雜內(nèi)腔涂覆一內(nèi)涂層，尤其是MCrAlY內(nèi)涂層。本專利技術(shù)要解決的另一技術(shù)問題在于提供一種改進的空心鑄造的透平機構(gòu)件。上述第一個技術(shù)問題通過一種用于制造一空心鑄造的構(gòu)件，尤其是一空心鑄造的透平機構(gòu)件的方法來解決，該空心鑄件的至少一個空腔內(nèi)帶有內(nèi)涂層，其中，該構(gòu)件由一種基質(zhì)材料鑄造而成，在鑄造時采用一個包括至少一個用于確定所述至少一個空腔的鑄造型芯的鑄模，按照本專利技術(shù)的方法，用于該構(gòu)件的內(nèi)涂層的涂層材料在澆鑄該構(gòu)件前被涂敷在至少一個鑄造型芯上，并且在澆鑄完成之后將該鑄造型芯從所述空腔中去除。上述第二個技術(shù)問題通過一種空心鑄造的透平機構(gòu)件來解決，按照本專利技術(shù)，該透平機構(gòu)件具有至少一個空腔和在該空腔中的一內(nèi)涂層。因此，按照本專利技術(shù)是首先制出內(nèi)涂層，然后環(huán)繞該內(nèi)涂層鑄造出所述構(gòu)件。按照該方法，也可以給構(gòu)件例如空心鑄造的燃氣輪機葉片的特別復(fù)雜的空腔或內(nèi)腔涂上一內(nèi)涂層，尤其是一MCrAlY內(nèi)涂層。在此，可對鑄造型芯所用材料進行選擇，使得它可從鑄制好的構(gòu)件的空腔中去除，而同時卻不會導(dǎo)致涂層材料被一同去除。作為用于所述鑄造型芯的材料尤其適合采用這樣一種材料，即，該材料借助不會侵蝕所述構(gòu)件的涂層材料和基質(zhì)材料的化學(xué)方法可從所述空腔中去除。例如可制造陶瓷材料的鑄造型芯。這樣的陶瓷型芯可借助一種恰當(dāng)?shù)牟粫治g所述透平機構(gòu)件的MCrAlY內(nèi)涂層和基質(zhì)材料的堿液，從所述透平機構(gòu)件的空腔中去除。作為用于鑄造透平機構(gòu)件例如透平機葉片的鑄造型芯的材料因此尤其適合采用陶瓷材料。在本專利技術(shù)的制造方法中，可尤其將鑄造構(gòu)件時的鑄造溫度選擇成低于所述涂層材料的熔化溫度。從而避免涂層材料在鑄造過程中發(fā)生熔化并因此與構(gòu)件的基質(zhì)材料混合在一起。可例如借助一種高能噴涂方法，例如高速火焰噴涂(英語High VelocityOxygen Fuel Spraying；縮寫HVOF)或等離子噴鍍(縮寫APS)來將所述涂層材料涂覆在所述鑄造型芯上。按照本專利技術(shù)的一種空心鑄造的透平機葉片具有至少一個空腔和在該空腔中的一內(nèi)涂層，尤其是MCrAlY內(nèi)涂層。基于該內(nèi)涂層，按照本專利技術(shù)的空心鑄造的透平機構(gòu)件比現(xiàn)有技術(shù)中的透平機構(gòu)件具有更好的抗氧化和抗腐蝕特性，并因此能承受更高的溫度。附圖說明下面借助附圖所示實施方式對本專利技術(shù)的其他一些優(yōu)點和細節(jié)予以詳細說明。圖1為一個空心鑄造的透平機構(gòu)件的簡略視圖；圖2至7分別為制造圖1所示空心鑄造的透平機構(gòu)件的各階段的極其簡化的示意圖。具體實施例方式圖1是一個空心鑄造的透平機葉片1的斷面示意圖。該透平機葉片1包括一葉片體2。在圖示實施例中，在該葉片體2中構(gòu)造有四個空腔3，5，7，9。這些空腔例如供冷卻空氣流過用。該葉片體2具有一外表面12。該外表面為防止被氧化和/或腐蝕帶有一MCrAlY涂層。除此之外，所述葉片體2還具有一些內(nèi)表面4，6，8，10。這些內(nèi)表面限定出一些空腔3，5，7，9并構(gòu)成這些空腔的內(nèi)壁。這些內(nèi)表面4，6，8，10同樣帶有一MCrAlY涂層14，16，18，20，以避免受到腐蝕和/或氧化。下面借助圖2至7對用于制造圖1所示透平機葉片1的方法進行描述。然而該方法也可用于給其他空心鑄造的構(gòu)件涂覆內(nèi)涂層。作為第一步，首先是為用于鑄造該透平機葉片的鑄模成形一陶瓷的鑄造型芯22并對其進行燒結(jié)(參見圖2)。下一步(參見圖3)是在該陶瓷的鑄造型芯22上涂上一MCrAlY涂層14。為此例如可采用一高能噴涂法，例如高速火焰噴涂(HVOF)或等離子噴鍍(APS)。該MCrAlY涂層14在鑄造型芯上的涂覆厚度在此取決于該透平機葉片內(nèi)壁上應(yīng)當(dāng)具有的內(nèi)涂層厚度。在完成給鑄造型芯上涂層之后，在該鑄造型芯22上注塑出該透平機葉片的一個蠟制模型24(參見圖4)。隨后將鑄模的外部鑄殼26安設(shè)在該蠟制模型24上。之后使蠟燃盡燒光并使鑄殼26燒結(jié)，以便完成鑄模28的制造(參見圖5)。在完成鑄模28的制造之后，在真空中澆鑄該透平機葉片1。該透平機葉片1的澆鑄典型地在1500℃以下溫度進行。所述MCrAlY涂層14的熔點則典型地高于1600℃。因此，在鑄造過程中不會發(fā)生涂層14的熔化以及進而不會發(fā)生該涂層材料與透平機葉片1基質(zhì)材料的混合。即便在采用其他不同于MCrAlY涂層的涂層時，只要想避免該涂層熔化及該涂層材料與基質(zhì)材料的混合，澆鑄溫度就必須低于該涂層材料的熔化溫度。在澆鑄結(jié)束之后，將鑄殼26拆掉并清潔該葉片1(參見圖6)。最后對所述鑄造型芯22進行堿液浸洗，也就是說借助一種堿液將所述陶瓷的鑄造型芯22從已固化的透平機葉片1上去除。由于所述MCrAlY涂層14與葉片材料一樣能耐堿液，該MCrAlY涂層14在所述陶瓷的鑄造型芯22被堿液洗凈后就留在透平機葉片1的內(nèi)側(cè)上(參見圖7)。接下來就可以按照通常的方式對該澆鑄好的透平機葉片進行機加工和外側(cè)涂覆。上述方法不僅適用于給透平機葉片涂上內(nèi)涂層，而且原則上也適合于給其它空心鑄造構(gòu)件涂上內(nèi)涂層。同樣也可以用該方法來涂覆其他不同于MCrAlY涂層的涂層。鑄造型芯也不一定必須用一種陶瓷材料來制造。只需確保鑄造型芯能被去除同時涂覆在工件內(nèi)側(cè)上的涂層不會隨之一同被去除即可。在用于制造鑄造型芯或蠟制模型的工具方面，需注意，必須將這樣的工具修正一個保護涂層的厚度，以確保該空心鑄造的構(gòu)件有特定的壁厚。權(quán)利要求1.一種用于制造一空心鑄造的構(gòu)件(1)，尤其是一空心鑄造的透平機構(gòu)件的方法，該空心鑄件的至少一個空腔(3，5，7，9)內(nèi)帶有內(nèi)涂層(14，16，18，20)，其中，該構(gòu)件(1)由一種基質(zhì)材料鑄造而成，在鑄造時采用一個包括至少一個用于確定所述至少一個空腔(3，5，7，9)的鑄造型芯(22)的鑄模，并且在澆鑄完成之后將該鑄造型芯(22)從所述空腔(3，5，7，9)中去除，其特征在于，用于該構(gòu)件(1)的內(nèi)涂層(14，16，18，20)的涂層材料在澆鑄前被涂敷在本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種用于制造一空心鑄造的構(gòu)件（１），尤其是一空心鑄造的透平機構(gòu)件的方法，該空心鑄件的至少一個空腔（３，５，７，９）內(nèi)帶有內(nèi)涂層（１４，１６，１８，２０），其中，該構(gòu)件（１）由一種基質(zhì)材料鑄造而成，在鑄造時采用一個包括至少一個用于確定所述至少一個空腔（３，５，７，９）的鑄造型芯（２２）的鑄模，并且在澆鑄完成之后將該鑄造型芯（２２）從所述空腔（３，５，７，９）中去除，其特征在于，用于該構(gòu)件（１）的內(nèi)涂層（１４，１６，１８，２０）的涂層材料在澆鑄前被涂敷在至少一個鑄造型芯（２２）上。
【技術(shù)特征摘要】
...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：克努特哈伯斯塔特，
申請(專利權(quán))人：西門子公司，
類型：發(fā)明
國別省市：DE[德國]
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