CN101053897B - 用烧结预制件对高压涡轮机罩壳进行的修补 - Google Patents

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Abstract

一种用于修补燃气轮机固定流动道罩壳的方法。所述方法包括提供以前使用过的燃气轮机固定流动道罩壳。所述方法进一步包括，通过提供包括更高熔点的合金成分、更低熔点的合金成分和短效粘结剂的前驱混合物的步骤，制备用于施加到所述罩壳流动道表面上的修复涂层。用所述成分得到预制件并将预制件预烧结成温和弯曲的形状。所述局部致密化预制件被施加到所述流动道表面上并且被热结合到所述流动道表面上，形成修复涂层。

Description

用烧结预制件对高压涡轮机罩壳进行的修补
技术领域
本发明涉及例如用于航空燃气涡轮发动机的超级合金制品，并且特别是涉及上面施加有可磨损的、热致密化涂层的制品。
背景技术
在航空燃气涡轮(喷气式)发动机中，空气被吸入到发动机前部，受到安装在轴上的压缩机的压缩，然后与燃料混合。所述混合物进行燃烧，然后由此产生的热燃烧气体通过安装在同一个轴上的涡轮。该涡轮包括旋转的涡轮盘，所述涡轮盘具有支撑在它的外周上的涡轮机叶片，和固定(亦即，不产生旋转)的燃气轮机流动道罩壳(shroud)，所述流动道罩壳限制所述燃烧气体流过涡轮盘与罩壳之间的环带，然后由此冲击涡轮机叶片。通过接触涡轮机叶片的翼面部分，所述热燃烧气体的受限流动使所述涡轮产生转动，进而转动所述轴并提供动力给所述压缩机。所述旋转的涡轮机叶片和所述燃气轮机固定流动道罩壳被热燃烧气体加热到高温。为了帮助它们耐受较高的外部温度，通常通过压缩冷空气的流动来使它们冷却，所述压缩冷空气传导经过它们的内部然后在它们表面的冷却孔处排出。热废气从发动机的后部流出，推动发动机和飞行器前进。
在运行过程中，涡轮盘、涡轮机叶片和燃气轮机固定流动道罩壳均受到所述热燃烧气体的腐蚀、冲蚀和氧化，并且其材料也由于摩擦而损耗。所述涡轮机叶片和燃气轮机固定流动道罩壳中的一些金属被烧掉，从而减小了所述部件的尺寸，使之低于可为燃气涡轮发动机的经济营运可接受的尺寸。由于例如功率瞬爆或者硬着陆等原因引起的转子偏移在涡轮机叶片与罩壳之间产生进入所述罩壳中的磨损。
因此，随着工作时间的增长，涡轮机叶片与燃气轮机固定流动道罩壳之间的间隙也加大。最后，由于热燃烧气体通过涡轮机叶片的末端与燃气轮机固定流动道罩壳之间的间隙发生泄漏且不作功以使涡轮机叶片产生转动，因此所述燃气轮机的效率遭受损害。
在对燃气涡轮发动机进行大修检查时，通常的实践是将所述部件的尺寸修复到它们原有的制造公差之内，从而恢复燃气轮机的效率。对于燃气轮机固定流动道罩壳而言，使用热致密化涂层进行所述修补的技术为人们所熟知，例如参见美国专利5,561,827，所公开的全部内容在此结合作为参考。在该方法中，制备出预制件并使所述预制件结合到燃气轮机固定流动道罩壳的流动道表面上，并且重钻了冷却孔。该方法已经成功修复了燃气轮机固定流动道罩壳的尺寸(dimensions)，并结合了用于修复涡轮机叶片的技术，从而使燃气轮机恢复到它的规格尺寸并由此恢复它的原有效率。
然而，在有些使用热致密化涂层的情况下，已经观察到在处理期间所述热致密化涂层的尺寸稳定性不够好。有必要使燃气轮机的固定流动道罩壳在修复它的尺寸时得到满意的结果，同时在处理期间保持尺寸稳定性。本发明满足了这一需要，并进一步提供了相关的优点。
发明内容
本发明的一个实施例是一种用于修补燃气轮机固定流动道罩壳的方法。所述方法包括提供一种以前使用过的超级合金燃气轮机固定流动道罩壳，其中所述超级合金是从包括镍基超级合金和钴基超级合金的物质组中选出来的，所述罩壳包括流动道表面。所述方法进一步包括通过以下步骤制备出用于施加到所述罩壳的流动道表面上的修复涂层，所述步骤包括：提供包含高熔点合金成分、低熔点合金成分和短效粘结剂的前驱混合物；由所述前驱混合物成形出温和弯曲的修复预制件；以及在一个预先选定的足够高的温度下烧结所述修复预制件，以熔化所述低熔点合金成分且持续一段预先选定的时间，从而足以使所述修复预制件局部致密化并烧掉所述粘结剂，其中所述烧结在温和弯曲的曲形板上进行。所述方法进一步包括通过以下步骤将修复涂层施加到所述流动道表面上，所述步骤包括：使所述温和弯曲的局部致密化预制件附接到流动道表面上；以及通过在一个预先选定的足够高的温度下加热所述带有局部致密化预制件的部件预定的一段时间，把所述温和弯曲的局部致密化预制件热结合到流动道表面上，从而在局部致密化预制件与形成修复涂层的流动道表面之间产生冶金扩散结合。
本发明的另一个实施例也是一种用于修补燃气轮机固定流动道罩壳的方法。所述方法包括提供一种以前使用过的超级合金燃气轮机固定流动道罩壳，其中所述超级合金是从包括镍基超级合金和钴基超级合金的物质组中选出来的，所述罩壳包括流动道表面。所述方法进一步包括通过以下步骤制备出用于施加到所述罩壳的流动道表面上的修复涂层，所述步骤包括：提供包含高熔点合金成分、低熔点合金成分和短效粘结剂的前驱混合物；由所述前驱混合物成形出温和弯曲的修复预制件；以及在一个预先选定的足够高的温度下烧结所述修复预制件，以熔化所述低熔点合金成分且持续一段预先选定的时间，从而足以使所述修复预制件局部致密化并烧掉所述粘结剂，其中所述烧结在平板上进行，并且由所述平板局部致密化预制件形成温和弯曲的局部致密化预制件。所述方法进一步包括通过以下步骤将修复涂层施加到所述流动道表面上，所述步骤包括：使所述温和弯曲的局部致密化预制件附接到流动道表面上；以及通过在一个预先选定的足够高的温度下加热所述带有局部致密化预制件的部件预定的一段时间，把所述温和弯曲的局部致密化预制件热结合到流动道表面上，从而在局部致密化预制件与形成修复涂层的流动道表面之间产生冶金扩散结合。
本发明的一个优点在于使用一种局部致密化预制件作为修复涂层，致使在后面制造期间获得所述罩壳的尺寸稳定性。
本发明的另一个优点是，对燃气轮机固定流动道罩壳进行的修补没有导致所述预制件材料出现过度的润湿(wetting)和过度迁移罩壳的其它部件上。
通过以下对优选实施例进行的更详细说明并结合附图所阐明的例如本发明的本质所带来的低成本和改善的性能，本发明的其它特征和优点将更加明显。
附图说明
图1是用于实践本发明方法的一个实施例的一种优选方式的方块流程图。
图2是燃气轮机一部分的局部示意的前向正视图。
图3是燃气轮机固定流动道罩壳组件和它相关的涡轮机叶片的沿图2所示线3-3截取的剖视图。
图4是燃气轮机固定流动道罩壳的一段的透视图。
图5是燃气轮机固定流动道罩壳的底视图。
图6是燃气轮机固定流动道罩壳的前视图。
图7是在修复过程期间的燃气轮机固定流动道罩壳的侧剖放大示意图。
具体实施方式
图1以框图形式示出了用于修补镍基或者钴基超级合金的涡轮机流动道罩壳的实施例。在实践所述方法时，在步骤100中提供以前使用过的镍基或者钴基超级合金的涡轮机流动道罩壳。图2-7示出了涉及燃气轮机固定流动道罩壳的所述方法的应用。
图2简要地示出了燃气轮机40的相关部分，图中仅示出了所关注的部件。燃气轮机40包括被固定到中心轴44上并随之旋转的涡轮盘42。多个涡轮机叶片46从所述涡轮盘42的边缘48径向向外延伸。燃气轮机固定流动道罩壳50形成了隧道状结构，涡轮盘42、轴44和涡轮机叶片46在其中旋转。所述燃气轮机固定流动道罩壳50称为“固定的”，没有随着涡轮盘42、轴44和涡轮机叶片46的旋转而旋转。所述固定式燃气轮机固定流动道罩壳50区别于一些类型的燃气涡轮叶片的末端附近的旋转罩壳。所述燃气轮机固定流动道罩壳50是由一系列曲形的固定罩壳部段52形成，它们共同限定出所述圆筒形的燃气轮机固定流动道罩壳50。从燃气涡轮发动机的燃烧室(未示出)流出的燃烧气流54垂直于图2所示的平面。
图3更详细地示出了燃气轮机固定流动道罩壳50和其中一个固定罩壳部段52。每个固定罩壳部段52支撑在一个罩壳吊架结构56上。燃气轮机固定流动道罩壳50和固定罩壳部段52具有流动道表面58，该表面58面向着涡轮机叶片46的末端60，但与所述末端60间隔一定距离。在燃气轮机40运行时，所述流动道表面58与所述末端60之间的间距，被称为间隙CG落入指定容许极限范围之内是很重要的。在运行过程中，流动道表面58和末端60两者都被热燃烧气体54侵蚀、腐蚀和氧化，并且偶尔相互摩擦，同时伴随着物料损失。因此所述CG值随着时间的增长而增加，以致于它变大成一个不合格的值，使得燃烧气体流54在固定流动道罩壳50的流动道表面58和末端60之间泄漏，以致燃烧气体没有接触涡轮机叶片46并且给予它能量。结果是燃气轮机40的效率受到损失。
图4示出了所述流动道表面58的相反侧。图5-6示出了底部(图5)和前向(图6)的正视图。所述制品例如燃气轮机固定流动道罩壳50优选由镍基超级合金或者钴基超级合金制成。这里，“镍基”意味着其组分中具有比任何其它的元素更多的镍。所述镍基超级合金具有通过伽玛撇相或者相关相的析出反应而被强化的组分。在一个优选实施例中，所述制品包括Rene N5合金，所述合金具有以重量百分比为表示的名义组分：大约7.5％的钴，大约7.0％的铬，大约1.5％的钼，大约5％的钨，大约3％的铼，大约6.5％的钽，大约6.2％的铝，大约0.15％的铪，大约0.05％的碳，大约0.004％的硼，大约0.01％钇，以及余量的镍和附带的杂质。在这里，“钴基”意味着所述组分中具有比其它任何的元素更多的钴。在另一个优选实施例中，所述制品包括MAR-M-509合金，所述合金具有以重量百分比为表示的组分：大约23％到大约24.25％的铬，大约9％到大约11％的镍，大约6.5％到大约7.5％的钨，大约3％到大约4％的钽，大约0.55％到大约0.65％的碳，大约0.3％到大约0.5％的锆，可达大约2％的铁，可达大约0.3％的硅，可达大约0.1％的铜，可达大约0.1％的锰，可达大约0.015％的磷，可达大约0.015％的硫，可达大约0.01％的硼，以及余量的钴和附带的杂质。
在步骤105中，对以前使用过的罩壳部段52进行清洗，以除去由于先前的工作所产生的污垢、氧化产物和腐蚀产物以及其它异物。所述清洗作业优选通过氟化物离子清洗来完成，如1978年7月4日授权的、题目为“超级合金制品的清洗和修补方法”的美国专利No.4,098,450中所描述的，该专利被转让给本发明的受让人，在这里其全文被引入作为参考。
在步骤110中，制备修复涂层，在步骤145中，该涂层被施加到固定罩壳部段52的修补前的流动道表面74上。步骤110首先包括了提供前驱混合物的步骤115。所述前驱混合物包括由高熔点合金粉末成分、低熔点合金粉末成分和短效粘结剂所组成的混合物。所述低熔点合金粉末和高熔点粉末的粉末粒度优选为大约-140/+325筛目数(mesh)，虽然其它的粉末粒度可能被用于特定应用。所述两种合金成分是分开制备的，然后与短效粘结剂混合在一起以获得所述前驱混合物，其中短效粘结剂在本技术领域是已公知的。所述两种合金粉末成分以预定比例混合在一起以形成所述合金混合物。然后短效粘结剂被加到所述合金粉末混合物中以在步骤115中形成前驱混合物。所述粘结剂优选为一种有机材料，该材料使所述合金粉末以预定的形状保持在一起用于进行预处理，随后却在步骤135的局部致密化期间被烧掉。
在一个实施例中，其中罩壳50包括镍基超级合金，在所述前驱混合物中的两种合金在美国专利申请序号10/703,010的文件中有详细地描述，该文件在2003年11月6日提交，题目为“利用热致密化涂层修补镍基超级合金制品的方法”，其全文在此引入作为参考，并且其被转让给本发明的受让人。一种在罩壳50的所述镍基超级合金实施例中使用的、优选高熔点的合金成分，具有下列以重量百分比表示的名义组成：大约3.1％的钴，大约7.6％的铬，可达大约0.1％的钼，大约3.85％的钨，可达大约0.02％的钛，大约1.65％的铼，大约0.55％的硅，大约5.45％的钽，大约7.8％的铝，大约0.15％的铪，大约0.02％的碳，余量的镍和附带的杂质。在罩壳50的所述镍基超级合金实施例中使用的、另一个优选实施例的高熔点的合金成分包括下列以重量百分比表示的成分：大约0.01％到大约0.03％的碳，可达大约0.1％的锰，大约0.5％到大约0.6％的硅，可达大约0.01％的磷，可达大约0.004％的硫，大约7.4％到大约7.8％的铬，大约2.9％到大约3.3％的钴，可达大约0.1％的钼，大约3.7％到大约4.0％的钨，大约5.3％到大约5.6％的钽，可达大约0.02％的钛，大约7.6％到大约8.0％的铝，大约1.5％到大约1.8％的铼，可达大约0.005％的硒，可达大约0.3％的铂，大约0.01％到大约0.02％的硼，可达大约0.03％的锆，大约0.12％到大约0.18％的铪，可达大约0.1％的铌，可达大约0.1％的钒，可达大约0.1％的铜，可达大约0.2％的铁，可达大约0.0035％的镁，可达大约0.01％的氧，可达大约0.01％的氮，余量的镍与附带的杂质。在一个优选实施例中，在罩壳50的所述镍基超级合金实施例中使用的低熔点合金成分，包括下列以重量百分比表示的成分：大约14.0％到大约16.0％的钴，大约19.0％到大约21.0％的铬，大约4.5％到大约5.5％的铝，可达大约0.05％的碳，大约7.7％到大约8.1％的硅，可达大约0.5％的铁，可达大约0.1％的镁，余量的镍和附带的杂质。在一个优选实施例中，在罩壳50的所述镍基超级合金实施例中使用的前驱混合物的合金成分，包括以重量百分比表示的大约79％的高熔点合金成分和余量的低熔点合金成分。
在一个实施例中，其中罩壳50包括镍基超级合金，所述前驱混合物的合金成分组合地包括重量百分比至多为约15％的铬，优选重量百分比至多为约12％的铬，并且最优选重量百分比为约10％的铬。在这样一个实施例中，所述前驱混合物的合金成分组合地包括至多大约0.01％的钇，并且优选为基本上没有钇(即，至多大约0.001％)。在另一个优选实施例中，在罩壳50的所述镍基超级合金实施例中使用的前驱混合物的合金成分组合地具有下列以重量百分比表示的名义组分：大约10.2％的铬，大约5.6％的钴，大约7.2％的铝，大约4.3％的钽，大约1.3％的铼，大约3.1％的钨，大约0.1％的铪，大约2.1％的硅，基本上为零的钇，余量的镍和杂质。
在另一个可选实施例中，其中罩壳50包括镍基超级合金，所述前驱混合物中的两种合金在美国专利No.5,561,827中详细地描述，该文件在1996年10月1日授权，题目为“涂层镍基超级合金和粉末以及在它的制备中有用的方法”，其全文在此引入作为参考，并且其被转让给本发明的受让人。一种在罩壳50的所述镍基超级合金实施例中使用的、优选的可选高熔点合金成分，包括以重量百分比表示的下列组分：大约10％到大约20％的钴，大约14％到大约25％的铬，大约2％到大约12％的铝，从0到大约0.2％的钇，余量的镍以及附带的杂质。一种在罩壳50的所述镍基超级合金实施例中使用的、更优选的可选高熔点合金成分，包括下列以重量百分比表示的组分：大约14％到大约16％的钴，大约19％到大约21％的铬，大约8.5％到大约9.5％的铝，大约0.05％到大约0.15％的钇，可达大约0.02％的硼，可达大约0.05％的碳，可达大约0.500％的铁，可达大约0.0075％的硒，可达大约0.1％的硅，可达大约0.010％的磷，可达大约0.010％的铜，可达大约0.10％的镁，以及余量的镍。一种在罩壳50的所述镍基超级合金实施例中使用的、优选的可选低熔点合金组分，包括以重量百分比表示的下列成分：大约10％到大约20％的钴，大约14％到大约25％的铬，大约2％到大约12％的铝，大约0.001％到大约3％的硼，大约2％到大约12％的硅，余量的镍以及附带的杂质。一种在罩壳50的所述镍基超级合金实施例中使用的、更优选的可选低熔点合金成分，包括以重量百分比表示的下列组分：大约14％到大约16％的钴，大约19％到大约21％的铬，大约4.5％到大约5.5％的铝，大约8％的硅，可达大约0.05％的硼，可达大约0.05％碳，可达大约0.500％的铁，大约0.0075％的硒，可达大约0.010％磷，可达大约0.010％的铜，可达大约0.10％的镁，余量的镍。在另一个可选的优选方案中，在罩壳50的所述镍基超级合金实施例中使用的所述前驱混合物的合金成分组合地包括以重量百分比表示的大约60％到大约75％的高熔点合金成分和余量的低熔点合金成分。在一个更优选实施例中，在罩壳50的所述镍基超级合金实施例中使用的所述合金混合物包括以重量百分比表示的大约68.5％的高熔点合金成分和余量的低熔点合金成分。
在一个可选的实施例中，在罩壳50的所述镍基超级合金实施例中使用的所述前驱混合物的合金成分组合地包括以重量百分比表示的下列成分：大约10％到大约20％的钴，大约14％到大约25％的铬，大约2％到大约12％的铝，从0到大约0.2％的钇，大约0.001％到大约3％的硼，大约1％到大约10％的硅，和余量的镍以及附带的杂质。
在另一个可选实施例中，其中罩壳50包括钴基超级合金，所述前驱混合物中的两种合金在美国专利No.4,842,953中有详细地描述，该文件在1989年6月27日授权，题目为“可磨损制品和粉末以及其制造方法”，其全文在此引入作为参考，并且其被转让给本发明的受让人；其也在美国专利No.4,937,042中有详细地描述，该文件在1990年6月26日公开，题目为“用于制造一种可磨损制品的方法”，其全文在此引入作为授权，并且其被转让给本发明的受让人。在罩壳50的所述钴基超级合金实施例中使用的、另一种可选的优选高熔点合金成分，包括以重量百分比表示的下列组分：大约16.8％到大约32.7％的镍，大约21.5％到大约24.9％的铬，大约8％到大约9.9％的铝，大约0.045％到大约0.13％的钇，余量的钴以及附带的杂质，以及此外特征在于基本上没有硅。在罩壳50的所述钴基超级合金实施例中使用的、另一个可选的更优选的高熔点合金成分，包括以重量百分比表示的下列组分：大约30.5％到大约32.5％的镍，大约21.5％到大约22.5％的铬，大约8％到大约9％的铝，大约0.045％到大约0.095％的钇，可达大约0.5％的铁，可达大约0.011％的碳，可达大约0.005％的硫，可达大约0.010％的磷，可达大约0.0175％的氧，可达大约0.015％的氮，余量的钴以及附带的杂质，此外特征在于基本上没有硅。在罩壳50的所述钴基超级合金实施例中使用的、另一个可选优选的低熔点合金成分，包括以重量百分比表示的下列组分：大约38％到大约53.1％的镍，大约10％到大约30％的铬，大约8％到大约12％的硅，大约1.5％到大约4％的铝，余量的钴以及附带的杂质，此外特征在于基本上没有钇。在罩壳50的所述钴基超级合金实施例中使用的、另一个可选的更优选的低熔点合金成分，包括以重量百分比表示的下列组分：大约38％到大约40％的镍，大约21.5％到大约22.5％的铬，大约3.4％到大约4.4％的铝，大约9.8％到大约10.2％的硅，可达大约0.50％的铁，可达大约0.011％的碳，可达大约0.005％的硫，可达大约0.010％的磷，可达大约0.0175％的氧，可达大约0.015％的氮，余量的钴以及附带的杂质，此外特征在于基本上没有钇。在另一个可选的优选实施例中，在罩壳50的所述钴基超级合金实施例中使用的所述前驱混合物的合金成分组合包括以重量百分比表示的大约50％到大约70％的高熔点合金成分和余量的低熔点合金成分。
在另一个可选实施例中，在罩壳50的所述钴基超级合金实施例中使用的所述前驱混合物的合金成分组合包括以重量百分比表示的下列组分：大约10％到大约35％的铬，大约4％到大约10％的铝，可达大约0.09％的钇，大约2％到大约6％的硅，余量的钴以及附带的杂质，此外所述涂层特征在于基本上没有硼。
在一个实施例中，在提供前驱混合物115之后的下一步120中，所述前驱混合物被成形为薄的、温和弯曲的预制件，所述预制件符合温和弯曲的预修理的流动道表面74的形状，并且具有大约0.080英寸到大约0.120英寸的厚度。所述温和弯曲的预制件可以采用捆封(tape casing)、压制和注射成形或者任何其它的可操作的方法形成。对用于压制过程的粘结剂和所述压制过程的描述，可以在美国专利No.5,705,281中找到，其名称为“涂层的镍基超级合金制品和粉末以及在它的制备中有用的方法”，其全文在此并入作为参考。没有必要使所述预制件具有很小的孔隙度，因为随后其通过铜焊致密化可减小孔隙度。塑性粘结剂可用于注射成形方法。所述温和弯曲的预制件在步骤120形成之后，下一步125是通过在真空熔炉中加热预制件使所述预制件产生局部致密化，所述加热在高于低熔点合金成分的熔点温度时进行足够的一段时间以足以形成局部致密化预制件。当所述预制件支撑在一个温和弯曲的曲形板上时，进行所述加热的步骤125，以便使预制件保持它的温和弯曲的形状。虽然可以使用任何本技术领域已知的功能材料，但是所述温和弯曲的曲形板优选包含从包括由氧化铝、氧化锆和陶瓷毡组成的物质组中挑选出来一种材料。所述局部致密化优选在低于所述高熔点合金的熔点温度下进行。所述局部致密化优选在大约1177℃(2150°F)到大约1246℃(2275°F)的温度范围内进行大约0.25小时到大约4小时长的一段时间。所述局部致密化更适宜在大约1232℃(2250°F)到大约1243℃(2270°F)的温度范围内进行大约2小时长的一段时间。
在另一个可选实施例中，在提供所述前驱混合物的步骤115之后的下一步130成形出薄的平板预制件。所述平板预制件可以采用捆封(tape casing)、压制和注射成形或者任何其它的可操作的方法形成。没有必要使所述预制件具有很小的孔隙度，因为随后其通过铜焊致密化可减小孔隙度。塑性粘结剂可用于注射成形方法。
在这个可选实施例中，在所述平板预制件在步骤130形成之后，下一步135是通过在真空熔炉中在平板上加热预制件使所述预制件局部致密化，所述加热在高于低熔点合金成分的熔点温度时进行足够的一段时间以足以形成局部致密化预制件。虽然可以使用任何本技术领域已知的功能材料，但是所述平板优选包含从包括由氧化铝、氧化锆和陶瓷毡组成的物质组中挑选出来一种材料。所述局部致密化最好在低于所述高熔点合金的熔点温度下进行。所述局部致密化最好在大约1177℃(2150°F)到大约1246℃(2275°F)的温度范围内进行大约0.25小时到大约4小时长的一段时间。所述局部致密化更适宜在大约1232℃(2250°F)到大约1243℃(2270°F)的温度范围内进行大约2小时长的一段时间。
在这个可选实施例中，在步骤135形成的所述平板致密化预制件，在下一步140成形为温和弯曲的局部致密化预制件。这可以用本技术领域已知的任何手段来完成，比如对所述平板局部致密化预制件进行机加工。
在每一个实例中，一旦所述温和弯曲的局部致密预制件形成，下一步145就进行所述修补。进行修补的第一步150，是把所述温和弯曲的局部致密预制件贴在罩壳50的预修理流动道表面74上。所述预制件可以用本技术领域已知的任何手段来附接，比如通过压下所述预制件、利用胶粘剂或者把预制件点焊到预修补流动道表面74上。
下一步155中，通过在真空熔炉中加热所述预制件和罩壳50，把所述局部致密预制件结合到所述罩壳50上，所述加热在大约1232℃(2250°F)到大约1288℃(2350°F)的温度范围内进行大约20分钟到大约2小时长的一段时间。所述结合步骤155最好在从大约1249℃(2280°F)到大约1274℃(2325°F)的温度下持续大约2小时。
如图7所示，涂层72的暴露表面是新的、修补的流动道表面58。所述修复涂层72可以以任何可操作的厚度tc涂覆，只要能将罩壳50的尺寸修补到它的期待值，但是最好为大约0.080英寸到大约0.120英寸的厚度。尽管所述修补涂层可以以较大的或者较小的厚度涂覆，例如从大约0.04英寸到大约0.160英寸。所述涂层孔隙度在大约0.3％到大约3.0％的范围之内。
在进行处理之后，所述罩壳50包括以前使用过的镍基或者钴基超级合金罩壳50，和修补的局部致密预制件，所述预制件应用并冶金扩散地结合到罩壳部段52的预修理流动道表面74上，同时所述局部致密预制件形成修复涂层72。所述修补涂层的孔隙度最好在大约0.3％到大约3.0％的范围之内。
可选择的，如本技术领域已知的一种环境涂层可以应用于保护罩壳部分。所述环境涂层一般是通过气相铝化(VPA)涂覆的扩散作用铝化物，该铝化过程在本技术领域是已知的。在发动机运转之前，沉积在流动道表面58上的所述环境涂层的任何部分都被机加工除掉。
虽然已经根据一个优选实施例对本发明进行了描述，但是本领域的技术人员应该理解：在不脱离本发明的范围内可以进行多种改变以及对本发明的要素进行等效替换。另外，针对特殊的情况或者材料，在不脱离本发明的实质范围的情况下可以根据其教导进行许多改进。因此，本发明并不限于为了充分公开本发明而作为最佳方式公开的所述特定实施例，而是将包括落入由所附权利要求书限定的范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种用于修补燃气轮机固定流动道罩壳的方法，所述方法包括以下步骤：
提供一种以前使用过的超级合金燃气轮机固定流动道罩壳，其中所述超级合金是从包括镍基超级合金和钴基超级合金的物质组中选出来的，所述罩壳包括流动道表面；
通过以下步骤制备出用于施加到所述罩壳的流动道表面上的修复涂层，所述步骤包括：
提供一种前驱混合物，所述前驱混合物包含：
高熔点合金成分；
低熔点合金成分；和
短效粘结剂；并且
由所述前驱混合物成形出温和弯曲的修复预制件；
在一个预先选定的足够高的温度下烧结所述修复预制件，以熔化所述低熔点合金成分且持续一段预先选定的时间，从而足以使所述修复预制件局部致密化并烧掉所述粘结剂，其中所述烧结在温和弯曲的曲形板上进行；以及此后
通过以下步骤将所述修复涂层施加到所述流动道表面上，所述步骤包括：
使所述温和弯曲的局部致密化预制件附接到流动道表面上；以及
通过在一个预先选定的足够高的温度下加热所述罩壳和局部致密化预制件预定的一段时间，把所述温和弯曲的局部致密化预制件热结合到流动道表面上，从而在局部致密化预制件与流动道表面之间产生冶金扩散结合，由此形成修复涂层。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述超级合金是镍基超级合金。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述超级合金是钴基超级合金。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述合金成分以组合的方式包括重量百分比达12％的铬和重量百分比达0.01％的钇。
5.如权利要求2所述的方法，其中所述合金成分以组合的方式包括重量百分比为10.2％的铬，重量百分比为5.6％的钴，重量百分比为7.2％的铝，重量百分比为4.3％的钽，重量百分比为1.3％的铼，重量百分比为3.1％的钨，重量百分比为0.1％的铪，重量百分比为2.1％的硅，没有钇，以及余量的镍和附带的杂质。
6.如权利要求2所述的方法，其中所述合金成分以组合的方式包括重量百分比为10％到20％的钴，重量百分比为14％到25％的铬，重量百分比为2％到12％的铝，重量百分比为0％到0.2％的钇，重量百分比为0.001％到3％的硼，重量百分比为1％到10％的硅，以及余量的镍和附带的杂质。
7.如权利要求3所述的方法，其中所述合金成分以组合的方式包括重量百分比为10％到35％的铬，重量百分比为4％到10％的铝，重量百分比达0.09％的钇，重量百分比为2％到6％的硅，没有硼，以及余量的钴和附带的杂质。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述烧结步骤在1177℃到1246℃的温度范围内进行0.25小时到4小时长的一段时间。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述热结合步骤在1232℃到1288℃的温度范围内进行20分钟到2小时长的一段时间。
10.如权利要求2所述的方法，其中所述烧结步骤在1177℃到1246℃的温度范围内进行0.25小时到4小时长的一段时间。
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