CN104100308A - 具有双面冷却特征的部件及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种制造方法，所述制造方法包括：提供衬底；以及在所述衬底的外表面或者设置在所述衬底的所述外表面上的涂层中形成一个或多个凹槽；以及在所述衬底的内表面或者设置在所述衬底的所述内表面上的涂层中形成一个或多个凹槽，以在所述衬底的所述内表面上限定一个或多个冷却凹槽。所述方法进一步包括将结构涂层涂覆到以下项中的至少一项上，以在所述衬底的所述外表面上限定一个或多个冷却通道：所述衬底的所述外表面的一部分，或者设置在所述衬底的所述外表面上的所述涂层的一部分。本发明还公开一种根据所述方法制造的部件。

Description

具有双面冷却特征的部件及制造方法

技术领域

本发明总体上涉及一种燃气涡轮发动机，确切地说，涉及其中的微通道冷却。

背景技术

在燃气涡轮发动机中，空气在压缩机中压缩并且在燃烧器中与燃料混合以产生高温燃烧气体。从高压涡轮机（HPT）中的气体提取能量来驱动压缩机，并且从低压涡轮机（LPT）中的气体提取能量来驱动涡轮风扇式飞机发动机应用中的风扇，或者驱动海洋和工业应用中的外轴。

发动机效率随燃烧气体温度的升高而提高。但是，燃烧气体会加热沿其流动通道的多个部件，因此需要对其进行冷却，从而以可接受方式延长发动机寿命。通常，使用从压缩机排出的空气来冷却高温气体通道部件。此冷却过程会降低发动机效率，因为排出空气不用于燃烧过程中。

燃气涡轮发动机冷却技术十分成熟，包括涉及冷却回路的多个方面以及多个高温气体通道部件特征的许多专利。例如，燃烧器包括径向外部和内部衬里，因此所述衬里需要在运行期间冷却。涡轮机喷嘴（nozzles）包括支撑在外内围带之间的中空轮叶，因此所述轮叶也需要进行冷却。涡轮机转子叶片中空，其中通常包括冷却回路，叶片周围设有涡轮机围带，因此所述涡轮机围带也需要进行冷却。高温燃烧气体经由排气口排出，因此该排气口也可以配备衬里并适当冷却。

在全部这些示例性燃气涡轮发动机部件中，通常使用高强度超级合金金属薄壁来减少部件重量并最大限度地减小其冷却需求。针对这些不同部件在发动机中的对应环境为其定制不同冷却回路和特征。例如，可以在高温气体通道部件中形成一系列内部冷却通道，或者螺旋形通道。冷却流体可以从腔室提供给螺旋形通道；并且冷却流体可以流过这些通道、冷却高温气体通道部件衬底以及任何相关涂层。但是，此冷却策略通常会相对降低传热效率，同时致使部件温度分布不均匀。

使用微通道冷却技术可以大幅降低冷却要求。通常，微通道冷却以尽可能接近热通量源的方式提供冷却，具体来说，在外部或高温侧设置冷却通道，从而针对指定传热速率降低承载衬底材料高温侧与低温侧之间的温差。但是，许多部件需要的总体冷却效率或灵活性水平可能高于仅在外部或高温侧设置微通道所能实现的水平。

因此，需要提供一种在高温气体通道部件中形成冷却通道的方法，以便提高冷却能力、效率和灵活性，同时降低制造时间和技术要求。

发明内容

本发明的一方面在于一种制造方法，所述方法包括提供衬底，所述衬底具有内表面、外表面和至少一个内部空间。所述方法还在所述衬底的外表面中或者设置在所述衬底的所述外表面上的涂层中形成一个或多个凹槽，其中每个凹槽至少部分沿所述外表面延伸。所述方法还在所述衬底的所述内表面中或者设置在所述衬底的所述内表面上的涂层中形成一个或多个凹槽，其中每个凹槽至少部分沿所述内表面延伸，以在所述衬底的所述内表面上限定一个或多个冷却凹槽。所述方法还将结构涂层涂覆到以下项中的至少一项上，以在所述衬底的所述外表面上限定一个或多个通道：所述衬底的所述外表面的一部分，或者设置在所述衬底的所述外表面上的涂层的一部分。

其中，所述一个或多个凹槽中的每个凹槽使用以下项中的一项或多项形成：磨料液体喷射、浸渍电解加工（ECM）、使用旋转电极的电火花加工（EDM）、铣削EDM、铸造以及/或者激光加工。

其中，在所述衬底的所述外表面和所述内表面中形成一个或多个凹槽的步骤进一步包括在所述衬底的一部分内形成所述一个或多个凹槽的至少一部分。

所述的制造方法进一步包括对所述衬底的内表面或外表面中至少一者的至少一部分或者设置在所述衬底的所述内表面或外表面中至少一者上的涂层的表面的至少一部分进行处理，以使所述衬底或者邻近对应凹槽顶部的所述涂层中的至少一者发生塑性变形，从而减小穿过所述凹槽顶部的间隙。

其中，处理包括执行以下项中的一项或多项，以使所述衬底或邻近所述凹槽的所述涂层中的至少一者发生塑性变形：对所述表面执行喷砂处理、对所述表面进行水射流喷砂处理、对所述表面执行挡板喷砂处理、对所述表面进行重力喷砂处理、对所述表面进行超声喷砂处理、对所述表面进行抛光处理、对所述表面进行低塑性抛光处理以及对所述表面进行激光喷砂处理。

其中，所述涂层包括以下项中的一项或多项：外结构涂层、粘合涂层和热障涂层。

所述的制造方法进一步包括通过在所述衬底的所述外表面中加工形成一个或多个凹槽；在所述衬底的所述内表面中加工形成一个或多个凹槽；以及将结构涂层涂覆到所述衬底的所述外表面的至少一部分上，以在所述衬底的所述外表面中限定一个或多个通道。

所述的制造方法进一步包括将结构涂层涂覆到所述衬底的所述内表面的至少一部分上，以在所述衬底的所述内表面中限定一个或多个通道。

所述的制造方法进一步包括通过在设置在所述衬底的所述外表面上的所述涂层中加工形成一个或多个凹槽；在设置在所述衬底的所述内表面上的所述涂层中加工形成一个或多个凹槽；以及将所述结构涂层涂覆到所述衬底的所述外表面上的所述涂层上，以在所述衬底的所述外表面上限定一个或多个通道。

所述的制造方法进一步包括将结构涂层涂覆到以下项中的一项上，以在所述衬底的所述内表面上限定一个或多个通道：所述衬底的所述内表面，或者设置在所述衬底的所述内表面上的所述涂层。

本发明的另一方面在于提供一种制造方法，所述方法包括提供衬底，所述衬底具有内表面、外表面和至少一个内部空间。所述方法还在所述衬底的外表面中或者设置在所述衬底的所述外表面上的涂层中形成一个或多个凹槽，其中每个凹槽至少部分沿所述外表面延伸。此外，所述方法还在所述衬底的内表面中或者设置在所述衬底的所述内表面上的涂层中形成一个或多个凹槽，其中每个凹槽至少部分沿所述内表面延伸。所述方法还对所述衬底的外表面或者设置在所述衬底的所述外表面上的涂层这两者中的一者的至少一部分进行处理，以使至少邻近对应凹槽顶部的所述衬底的所述外表面或者所述涂层的外表面中的一者发生塑性变形并产生刻面，从而减小穿过凹槽顶部的间隙。所述方法还将结构涂层涂覆到以下项中的一项上：所述衬底的所述外表面的至少一部分，或者设置在所述衬底的所述外表面上的涂层的至少一部分。所述方法还在所述衬底的所述内表面或者设置在所述衬底的所述内表面上的涂层这两者中的一者内限定一个或多个冷却通道，并且在所述衬底的所述外表面或者设置在所述衬底的所述外表面上的涂层这两者中的一者内限定一个或多个冷却通道或冷却凹槽，以便冷却部件。

其中，在所述衬底的所述外表面或者所述衬底的所述内表面中的一者内形成一个或多个凹槽的步骤进一步包括在所述衬底的一部分内形成所述一个或多个凹槽的至少一部分。

其中，处理所述衬底的所述外表面的至少一部分或者设置在所述衬底的所述外表面上的所述涂层的外表面的至少一部分包括执行以下项中的一项或多项，从而使得至少邻近对应凹槽顶部的表面变形并且在邻近所述凹槽的至少一个边缘的表面上产生刻面：对所述表面执行喷砂处理、对所述表面执行水射流喷砂处理、对所述表面执行挡板喷砂处理、对所述表面执行重力喷砂处理、对所述表面执行超声喷砂处理、对所述表面执行抛光处理、对所述表面执行低塑性抛光处理以及对所述表面执行激光喷砂处理。

其中，所述结构涂层包括以下项中的一项或多项：外结构涂层、粘合涂层和热障涂层。

所述的制造方法进一步包括将结构涂层涂覆到以下项中的一项上，以在所述衬底的所述内表面之内或者之上处限定一个或多个冷却通道：所述衬底的所述内表面的至少一部分，或者设置在所述衬底的所述内表面上的所述涂层的至少一部分。

本发明的另一方面在于提供一种部件，所述部件包括衬底，所述衬底包括外表面和内表面，其中所述内表面限定至少一个内部空间。一个或多个凹槽形成于所述衬底的所述外表面或者设置在所述衬底的所述外表面上的涂层内。每个凹槽至少部分沿所述外表面延伸并且具有底座和开口。此外，一个或多个凹槽形成于所述衬底的所述内表面或者设置在所述衬底的所述内表面上的涂层内。每个凹槽至少部分沿所述内表面延伸，以在所述衬底的内表面上限定一个或多个冷却凹槽，所述每个凹槽还具有底座和开口。结构涂层设置到以下项中的一项上，以在所述衬底的所述外表面上限定一个或多个通道：所述衬底的所述外表面的至少一部分，或者设置在所述衬底的所述外表面上的涂层。

所述的部件进一步包括设置在所述衬底的所述内表面的至少一部分或者设置在所述衬底的所述内表面上的所述涂层上的结构涂层，用于在所述衬底的所述内表面上限定一个或多个冷却通道。

所述的部件进一步包括：一个或多个冷却供应孔，所述一个或多个冷却供应孔与所述一个或多个冷却通道流体连通；以及一个或多个排放特征，所述排放特征与所述一个或多个冷却通道流体连通。

其中，在以下项中的至少一项内邻近对应凹槽处形成多个表面不规则特征：所述衬底的所述外表面、所述衬底的所述内表面、设置在所述衬底的所述外表面上的所述涂层；或者设置在所述衬底的所述内表面上的所述涂层。

其中，设置在所述衬底的所述外表面或者所述衬底的所述内表面至少一者上的所述涂层包括以下项中的一项或多项：外结构涂层、粘合涂层和热障涂层。

存在相对于本发明多个方面的上述特征的各种改进。这些多个方面中还可以包括进一步特征。这些改进和额外特征可以单独存在或者以任意组合的形式存在。例如，下文相对于一个或多个图示实施例所述的多个特征可以单独或以任意组合的形式并入本发明的任意上述方面中。再者，上述简要概述仅用于让读者熟悉本发明的特定方面和背景，并不限制提出权利要求的主题。

附图说明

在参考附图阅读以下详细说明后，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，在附图中，类似的符号代表所有附图中类似的部分，其中：

图1是根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例的燃气涡轮机系统的示意图；

图2是根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例的示例性翼型构造的截面示意图，其中所述示例性翼型构造具有双面冷却；

图3是根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例的示例性燃烧器构造的截面示意图，其中所述示例性燃烧器构造具有双面冷却；

图4示意性地示出了根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例的方法的步骤，所述方法用于制造具有双面冷却的示例性高温气体通道部件；

图5示意性地示出了根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例的方法的步骤，所述方法用于制造具有双面冷却的示例性高温气体通道部件；

图6示意性地示出了根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例的方法的步骤，所述方法用于制造具有双面冷却的示例性高温气体通道部件；

图7是双面微通道冷却高温气体通道部件的截面图，所述双面微通道冷却高温气体通道部件根据图5到图7所示的方法制造，并且根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例；

图8示意性地示出了根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例的方法步骤的替代实施例，所述方法用于制造具有双面冷却的示例性高温气体通道部件；

图9示意性地示出了根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例的方法步骤的替代实施例，所述方法用于制造具有双面冷却的示例性高温气体通道部件；

图10示意性地示出了根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例的方法步骤的替代实施例，所述方法用于制造具有双面冷却的示例性高温气体通道部件；

图11A示意性地示出了根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例的方法步骤的替代实施例，所述方法用于制造具有双面冷却的示例性高温气体通道部件；

图11B示意性地示出了根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例的方法步骤的替代实施例，所述方法用于制造具有双面冷却的示例性高温气体通道部件；

图12示意性地示出了根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例的方法步骤的替代实施例，所述方法用于制造具有双面冷却的示例性高温气体通道部件；

图13示意性地示出了根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例的方法步骤的替代实施例，所述方法用于制造具有双面冷却的示例性高温气体通道部件；

图14是双面微通道冷却高温气体通道部件的截面图，所述双面微通道冷却高温气体通道部件根据图9到图14所示的方法制造，并且根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例；以及

图15是流程图，其中示出根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例的方法的一种实施方案，所述方法用于制造包括双面微通道冷却的高温气体通道部件。

具体实施方式

本说明书中的术语“第一”、“第二”等并不指示任何顺序、数量或重要性，而是用于区分不同元素。本说明书中的术语“一个”和“一种”并不限定数量，而是指示存在至少一个所引用的项目。与数量一起使用的修饰词“约”包括所说明的值，并且具有上下文所指示的意义（例如，包括与特定数量的测量相关的误差程度）。此外，术语“组合”包括掺合物、混合物、合金、反应产物等。

此外，在本说明书中，复数后缀通常旨在同时包括所修饰术语的单数和复数形式，因此包括一个或多个该术语（例如，除非另作说明，否则“通孔”可以包括一个或多个通孔）。本说明书全文中对“一个实施例”、“另一个实施例”、“一项实施例”等的引用表示结合该实施例所述的特定元素（例如，特征、结构和/或特性）包括在本说明书中所述的至少一个实施例中，并且可以或者不得存在于其他实施例中。类似地，对“特定构造”的参考表示结合该构造所述的特定元素（例如，特征、结构和/或特性）包括在本说明书中所述的至少一种构造中，并且可以或者不得存在于其他构造中。此外，应了解，所述的发明特征可以通过任意适当方式组合在多个实施例和构造中。

图1是燃气涡轮机系统10的示意图。系统10可以包括一个或多个压缩机12、燃烧器14、涡轮机16和燃料喷嘴20。压缩机12和涡轮机16可以通过一个或多个轴18连接。轴18可以是单个轴或者连接在一起可形成轴18的多个轴段。

燃气涡轮机系统10可以包括多个高温气体通道部件。高温气体通道部件是系统10中至少部分暴露于流过系统10的高温气体流中的任意部件。例如，动叶片（bucket）组件（也称为叶片（blades）或叶片组件）、喷嘴组件（也称为轮叶（vanes）或轮叶组件）、围带组件、过渡连接件、固定环和涡轮机排气部件均为高温气体通道部件。但是，应了解，本发明的高温气体通道部件并不限于上述实例，而是可以为至少部分暴露于高温气体流中的任意部件。此外，应了解，本发明的高温气体通道部件并不限于燃气涡轮机系统10中的部件，而是可以为可能暴露于高温流中的任意机器零件或者其部件。

当高温气体通道部件暴露于高温气体流中时，高温气体通道部件被高温气体流加热，并且可以达到使高温气体通道部件大幅退化或失效的温度。因此，为了允许系统10在高温下使用高温气体流运行以便达到系统10的所需效率、性能和/或寿命，需要配置用于高温气体通道部件的冷却系统。

通常，本发明的冷却系统包括一系列冷却凹槽、小通道或微通道，它们限定在高温气体通道部件的第一侧和相对第二侧上的衬底和/或涂层中的一个内。所述高温气体通道部件可以包括一个或多个凹槽，所述凹槽形成于所述衬底的内外表面内，或者形成于设置在所述衬底的内外表面上的涂层内。额外的涂层可以设置在所述衬底和所述涂层中的一者内，以在一个或多个凹槽上将其桥接并且形成微通道，本说明书中也称为冷却通道。对于工业规模的发电涡轮机部件，“小”或“微”通道尺寸可以包括大致在0.25mm到1.5mm范围内的深度和宽度，而对于航空规模的涡轮机部件，通道尺寸可以包括大致在0.1mm到0.5mm范围内的深度和宽度。可以从腔室向通道提供冷却流体，并且可以使冷却流体流过所述通道和/或冷却凹槽，从而冷却高温气体通道部件。

现在参见图2，其中图示了高温气体部件30的实例，所述高温气体部件具有翼型（airfoil）构造。如图所示，部件30包括衬底（substrate）32，所述衬底32具有外表面34和内表面36。衬底32的内表面36限定至少一个中空内部空间38。在替代实施例中，高温气体部件30可以包括供应腔，而不是中空内部空间38。在图示实例中，涂层42设置在衬底32的外表面34的至少一部分上，并且具有形成于其中的多个凹槽。此外，结构涂层44设置在涂层42上，以密封凹槽并且限定一个或多个冷却通道40。此外，涂层46设置在衬底32的内表面36的至少一部分上。一个或多个凹槽50限定在涂层46内。在图示的实施例中，结构涂层48设置在涂层46上，以密封凹槽50并且限定一个或多个冷却通道52。在替代实施例中，结构涂层48不设置在涂层46上以及限定在涂层46中的凹槽50提供用以改进热冷却。在图示实施例中，冷却通道40和52各自至少部分在涂层42、46内延伸并且通过一个或多个冷却供应孔43与至少一个中空内部空间38流体连通。冷却供应孔43配置为离散开口并且不覆盖（not run）对应冷却通道40、52的长度。一个或多个冷却剂排放特征54可以限定在结构涂层48内，以便排出高温流体流。

现在参见图3，其中示出了根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例的示例性燃烧器发动机的截面示意图，所述示例性燃烧器发动机包括一个或多个双面冷却部件。具体来说，其中图示了燃烧器发动机60的实例，所述燃烧器发动机60包括多个高温气体部件，具体来说，包括燃烧器衬里62和燃烧器过渡部件64。在此特定实施例中，燃烧器衬里62包括衬里导流套管63，并且燃烧器过渡部件64包括周围导套管65。燃烧器衬里62和燃烧器过渡部件64是具有易达冷却侧（readily accessible coolant-side）68和高温气体侧66的部件，其中可以在这两侧上完成对微通道和涂层的处理，以实现部件的双面冷却。在图示的部件60和62中，双面微通道冷却具备对冷却侧和高温侧提供定制冷却的优点。图3进一步图示了下游涡轮机喷嘴70以及压缩机排气流，如箭头72所示。

如下所述，本说明书中公开的方法包括沉积和加工技术，用于形成三维成品部件，确切地说，形成高温气体通道部件，所述高温气体通道部件可以配置成翼型，例如图2所示的翼型30，燃烧器衬里，例如图3所示的燃烧器衬里62，燃烧器过渡连接部件，例如图3所示的燃烧器过渡连接部件，或者其他高温气体通道部件，例如，圆顶板、挡水板（splash plates）或者其他任何高温气体通道部件，包括易达的冷却剂侧和高温气体侧，其中微冷却特征和涂层的处理可以在这两侧上完成。所述方法可以形成包括近蒸腾冷却（near transpiration cooling）的部件，而无需使用强度减小的多孔材料。冷却通道可以任意设置，或者可以特别用于特定位置和大小，因此设计中具备灵活性。此外，在实施例中，可以不需要使用通常用于最大限度地减小涂层材料在通道结构内的沉积的内曲形冷却通道，从而减小加工时间并减小设计公差。

如上所述，根据本说明书中公开的方法制造的示例性实施例包括燃气涡轮机翼型、燃烧器发动机衬里或者过渡连接部件，其中包括内部中空通道，所述内部中空通道与形成于部件内侧和外侧上的多个冷却通道流体连通，从而提供双面冷却。

本说明书参照图4到图15描述了一种用于制造部件80的方法，所述部件通常类似于部件30、62或64。应了解，所述制造方法的实施例仅为说明本发明提供，本发明还涵盖本说明中所提供步骤的其他组合。现在参见图4，所述制造方法包括形成一个或多个凹槽88，所述凹槽延伸到衬底82中一定深度。在替代实施例中，只有凹槽88的一部分延伸到衬底82中一定深度。如图4所示，衬底82包括：内表面84，所述内表面84限定至少一个中空内部空间90；以及外表面86。对于图4到图7中所示的示例性构造，一个或多个凹槽88的截面大体为矩形。尽管图示为直壁，但是一个或多个凹槽88可以具有任何壁构造，例如，它们可以为平直或者弯曲。在一个实施例中并且对于图4到图7中所示的示例性布置，在完成后，一个或多个凹槽88各自包括大体平行的侧壁92、底座94和开口96。在替代实施例中，完成后，一个或多个凹槽中的每个凹槽在其对应开口处变窄，以便每个凹槽包括内曲形凹槽（本说明书中所述）。内曲形凹槽的形成在由Ronald Scott Bunker等人共同出让的第8,387,245号美国专利案“具有内曲形冷却通道及制造方法（Components with re-entrant shapedcooling channels and methods of manufacture）”中有所描述。

如上文参见图4所示，其中提供了衬底82，所述衬底82与图2中所示的衬底32大体类似。在本特定实施例中，一个或多个凹槽88的至少一部分开始形成于延伸到衬底82的内表面84和外表面86中的一定深度处。具体来说，最佳见于图4，所述方法包括在衬底82的内表面84和外表面86中的精制过程，从而形成延伸到其上的一个或多个凹槽88的至少一部分。或者，衬底82可以首先铸造成包括形成于其中的一个或多个凹槽88的至少一部分。限定在衬底82的内表面84内的一个或多个凹槽88沿内表面84延伸，并且限定在衬底82的外表面86中的一个或多个凹槽88沿外表面86延伸。在一个实施例中，一个或多个凹槽88可以沿纵向和横向或者以一定图案成形。可以按照网格状或者任意几何形状形成图案，包括弧形凹槽，但前提是满足尺寸要求。

在一个实施例中，首先铸造衬底82，然后再形成一个或多个凹槽88。如授予Melvin R.Jackson等人的第5,626,462号美国专利案“双壁翼型（Double-wall airfoil）”中所述，该专利案全文并入本说明书中，衬底82可以由任意合适的材料制成。根据高温气体部件80的目标应用，这可以包括镍基、钴基和铁基超合金。镍基超合金可以同时包含γ和γ'相的超合金，尤其是同时包含γ和γ'相，其中γ'相占超合金的体积百分比至少为40%的镍基超合金。众所周知，此类合金因为具备一系列理想性质而具备优势，包括高温强度和高温抗蠕变性（high temperature creep resistance）。所述衬底材料还可以包括NiAl金属间合金，因为众所周知，这些合金具备一系列优越性能，包括高温强度和高温抗蠕变性，这些性质有利于用在飞机领域内的涡轮发动机应用中。对于铌基合金而言，优选使用具有优异耐氧化性的铌基合金，尤其是包括Nb-(27-40)Ti-(4.5-10.5)Al-(4.5-7.9)Cr-(1.5-5.5)Hf-(0-6)V的合金，其中成分范围以原子百分数为单位。衬底材料还可以包括铌基合金，所述铌基合金包含至少一个二次相，例如含铌金属间化合物，包括硅化物、碳化物和硼化物。此类合金由可延展相（即，铌基合金）和增强相（即，含铌金属间化合物）构成。对于其他布置，所述衬底材料包括钼基合金，例如具有Mo5SiB2和Mo3Si这两个相的钼基合金（固溶体）。对于其他构造，所述衬底材料包括陶瓷基复合材料，例如用SiC纤维增强的碳化硅（SiC）基符合材料。对于其他构造，衬底材料包括TiAl基金属间化合物。

在图示的实施例中，一个或多个凹槽88可以使用各种技术成形。在衬底82中形成凹槽88的示例性技术包括磨料液体喷射、浸渍电解加工（ECM）、使用旋转电极的电火花加工（EDM）以及激光加工。示例性激光加工技术在2010年1月29日提交的第12/697,005号共同出让美国专利申请案“形成特定形状空气孔的方法和系统（Process andsystem for forming shaped air holes）”中有所描述，该申请案以引用方式全文并入本说明书中。示例性EDM技术在2010年5月28日提交的第12/790,675号共同出让(assigned)美国专利申请案“包括人字形薄膜冷却孔的产品和相关方法（Articles which include chevron filmcooling holes，and related processes）”中有所描述，该申请案以引用方式全部并入本说明书中。

对于特定过程，每个凹槽88的一部分使用磨料液体喷射流98形成（图4）。示例性水喷射钻孔方法和系统在2010年5月28日提交的第12/790,675号共同出让美国专利申请案“包括人字形薄膜冷却孔的产品和相关方法（Articles which include chevron film cooling holes，and related processes）”中有所描述，该申请案以引用方式全文并入本说明书中。如第12/790,675号美国专利申请案中所述，水喷射过程通常使用悬浮在高压水流中的高速磨料颗粒流（例如，磨料“沙砾”）。水压可以有很大的不同，但通常在约35-620MPa的范围内。可以使用多种磨料，例如石榴石、氧化铝、碳化硅和玻璃珠。有利地，磨料液体喷射加工技术的能力有助于在控制形状的情况下根据不同深度分阶段移除材料。这允许一个或多个凹槽88中的每个凹槽的一部分形成于衬底82的内表面84和外表面86内，以便钻孔为具有大体平行的侧壁，或者倾斜以形成内曲形凹槽，如上所述。

如第12/790,675号美国专利申请案所述，水喷射系统可以包括多轴计算机数控（CNC）单元。CNC系统本身是所述领域中已知的，并且例如，在第1005/0013926号美国专利公开案（S.Rutkowski等人）中有所描述，该公开案以引用方式并入本说明书中。CNC系统允许沿多个X轴、Y轴和Z轴以及旋转轴移动切割工具。

在限定具有大体平行侧面的一个或多个凹槽88的实施例中，进入衬底82的内表面84和外表面86指定深度的一个或多个凹槽88的一部分各自可以通过以相对于衬底82的局部表面84、86的大体法角（normal angle）进行磨料液体喷射来形成。在替代实施例中，进入衬底表面内的凹槽部分可以包括限定内曲形凹槽，其中进入衬底内表面和外表面内指定深度的一个或多个凹槽的一部分各自可以通过首次进行磨料液体喷射时以相对于衬底表面的侧向角（lateral angle）进行磨料液体喷射，然后在后续喷射时以与所述侧向角大体反向的角度进行喷射，以便每个凹槽开始向凹槽的开口变窄。通常，将执行多次喷射，以获得凹槽的所需深度和宽度。此技术在由Bunker等人共同出让的第12/943,624号美国专利申请案“具有内曲形冷却通道的部件以及制造方法（Components with re-entrant shaped cooling channels andmethods of manufacture）”中有所描述，该申请案以引用方式全文并入本说明书中。此外，形成一个或多个内曲形凹槽的步骤可以进一步包括执行额外的喷射，其中以在所述侧向角与所述大体反向角之间的一个或多个角度对凹槽底座进行磨料液体喷射，以便从凹槽底座移除材料。

现在参见图5，所述制造方法进一步包括：将结构涂层102沉积在至少衬底82的外表面86上，以进一步限定一个或多个凹槽88，并最终在外表面上形成用于冷却部件80的一个或多个冷却通道104。具体来说，在衬底82的外表面86内形成一个或多个凹槽88的一部分之后，以大体密封一个或多个凹槽88的方式涂覆结构涂层102。在一个实施例中，如图5所示，根据通向衬底82的内表面84的通道，可以额外地以大体密封形成于衬底82的内表面84内的一个或多个凹槽88的方式将结构涂层102涂覆到衬底的内表面84上，从而在内表面84上限定用于冷却部件80的一个或多个冷却通道104。应了解，衬底82的内表面84和外表面86上的一个或多个冷却通道104可能具有不同的几何形状，并且彼此的位置不会精确相对。在一个通向衬底82的内表面84的通道受限的实施例中，形成于内表面84中的凹槽88可能仍然具有处于未封闭状态的开口96，并且增加为部件80提供的热增强作用。

对于图4到图7中所示的布置，尤其是在图5中，涂层102以进一步限定一个或多个凹槽88的方式沉积。在一个实施例中，涂层材料102通过沉积等方式制造，厚度大约为0.030mm，但是应了解，涂层102的厚度依赖于设计并且取决于所需的所得冷却特征大小。在一个实施例中，涂层102大体密封一个或多个凹槽88的开口96。如上所述，开口96两侧之间的距离可以基于特定应用而不同。在一个实施例中，一个或多个凹槽88各自的开口96两侧之间的距离在0-15mil（0.0–0.4mm）的范围内。有利地，这有助于在不使用牺牲填料的情况下涂覆涂层102（未图示）。在一个实施例中，衬底82可以包括处理过程，例如喷砂（本说明书中所述）过程，以进一步收窄开口96并且有助于在不使用牺牲填料的情况下涂覆涂层102。

此外，多个冷却剂供应孔100可以形成于衬底82和涂层102内并且作为等截面的直孔、成形孔（椭圆形等）或者收缩或发散孔与一个或多个凹槽88中的每个凹槽流通。在一个实施例中，一个或多个冷却剂供应孔100贯穿形成于外表面86上的对应一个凹槽88的底座94，以将对应凹槽88与对应中空内部空间90流体连通。应注意，冷却剂供应孔100是孔洞，因此不随着凹槽88通道104的冷却而共同扩张。形成冷却剂供应孔的示例性技术，其中冷却剂供应孔也称为冷却剂输送孔，在由Bunker等人共同出让的第13/210,697号美国专利申请案中有所描述，该申请案以引用方式全文并入本说明书中。

最佳见于图6和图7，一个或多个冷却排放特征（cooling exitfeatures）106限定在涂层102中，所述涂层102设置在衬底82的外表面86上。在一个实施例中，冷却排放特征106通过加工涂层102来形成。在特定实施例中，冷却排放特征106可以在将涂层102沉积在衬底82的外表面86上期间自然形成。冷却排放特征106以用于冷却排放流的方式将对应凹槽88流体连通。应注意，在此特定实施例中，一个或多个冷却排放特征106配置为孔洞，并且不与通道104共同扩张。应了解，冷却排放特征106可以采用许多替代形式，包括排放沟槽，所述排放沟槽可以将多个冷却通道104的冷却出口连接起来。排放沟槽在由R.Bunker等人共同出让的第2011/0145371号美国专利公开案“具有冷却通道的部件以及制造方法（Components with CoolingChannels and Methods of Manufacture）”中有所描述，该公开案以引用的方式全文并入本说明书中。

现在参见图7，其中图示了包括双面冷却特征的完整部件80。冷却剂流108图示为从邻近衬底内表面84的内部空间90经由冷却排放特征106流向部件80的外部。双面微冷却通道向部件80提供更多冷却。

现在参见图8到图14，其中描述了用于制造部件80的替代方法，所述部件大体类似于部件30、62或64。例如，如图8所示，所述制造方法包括将涂层110沉积在衬底82的内表面84和外表面86上。在一个实施例中，在沉积之后，对涂层材料110进行热处理。在一个实施例中，所制造的涂层材料110的厚度大约为0.030英寸，但是应了解，涂层110的厚度依赖于设计并且取决于所需的所得冷却特征大小。如图9所示，所述制造方法包括在涂层110中形成一个或多个凹槽88，所述涂层沉积在衬底82的内表面84和外表面86上。一个或多个凹槽88可以通过加工方法形成，例如使用磨料液体喷射流98形成，以沿一个或多个垂直和水平方向移除涂层110，而不渗入衬底82中。在替代实施例中，一个或多个凹槽88可以在涂层110中加工并且至少部分进入衬底82中，然后再进一步处理涂层110。可以通过网格状方式或任意几何形状形成图案，包括弧形凹槽，但前提是满足尺寸要求。如图所示，例如，在图4和图9中，每个凹槽88至少部分沿涂层110延伸，所述涂层110沉积在衬底82的内表面84上。此外，每个凹槽88至少部分沿涂层110延伸，所述涂层110沉积在衬底82的外表面86上。

如图10所示，一个或多个冷却供应孔100将衬底82的外表面86上的一个或多个凹槽88与对应的内部空间90连接。如图4所示，大体类似于衬底32的衬底82具有至少一个内部空间90，所述内部空间90大体类似于图2所示的内部空间38。应注意，图10所示的冷却供应孔100是位于图示截面中的离散孔，并且不沿一个或多个凹槽88的长度延伸穿过衬底82。冷却供应孔100可以在任何位置并且以任何所需图案加工，所述图案将一个或多个凹槽88连接到对应的内部空间90。冷却供应孔100可以相对于诸如衬底82的内表面84等局部表面形成，如图10中最清楚图示或者在替代实施例中，以相对于局部表面的锐角形成。在一个实施例中，供应冷却孔100可以通过任意剩余的已涂覆涂层特征进行加工，确切地说，通过涂层110的至少一部分进行加工。

如上文相对于图4到图7中所述的方法图示，衬底82通常是铸造结构，如授予Melvin R.Jackson等人的第5,626,462号美国专利案“双壁翼型（Double-wall airfoil）”所述，该专利案以引用方式全文并入本说明书中。衬底82可以由本说明书中所述的任意合适材料制成。

涂层110可以使用各种技术涂覆或沉积。对于特定过程而言，涂层110可以通过执行等离子沉积（所属领域中也称为阴极放电沉积）来进行沉积。授予Weaver等人的第7,879,203号共同出让美国专利案“阴极电弧等离子沉积方法和设备（Method and Apparatus for CathodicArc Ion Plasma Deposition）”中提供了示例性等离子沉积设备和方法，该专利案以引用方式全文并入本说明书中。简单地说，等离子沉积包括：将可消耗的阴极置于真空室内，所述阴极具有产生所需涂层材料的成分；将衬底置于真空环境内；向阴极提供电流以在阴极表面上形成阴极电弧，使得从阴极表面电弧侵蚀涂层材料；以及将涂层材料从阴极沉积在衬底82的内表面84和外表面86上。

第5,626,462号美国专利中描述了使用等离子沉积技术进行沉积的涂层的非限定性实施例。对于某些高温气体通道部件，所述涂层包括镍基或钴基合金，确切地说，包括超合金或(Ni,Co)CrAlY合金。如果衬底材料是同时包含γ和γ'相的镍基超合金，则涂层可以包括与材料类似的成分，如第5,626,462号美国专利中所述。此外，对于超合金而言，涂层可以包括基于γ'-Ni3Al系列合金的成分。

对于其他工艺配置而言，涂层110通过执行热喷涂过程和冷喷涂过程中的至少一个过程来进行沉积。例如，热喷涂过程可以包括燃烧喷涂或等离子喷涂，燃烧喷涂可以包括高速氧气燃料喷涂（HVOF）或高速空气燃料喷涂（HVAF），并且离子喷涂可以包括大气（例如空气或惰性气体）等离子喷涂或者低压等离子喷涂（LPPS，也称为真空等离子喷涂或VPS）。在一个非限定性实施例中，（Ni,Co）CrAlY涂层通过HVOF或HVAF沉积。用于沉积涂层110的其他示例性技术可以包括但不限于，喷涂、电子束物理蒸汽沉积、截留电镀和电镀。

一个或多个凹槽88可以配置为具有任意数量的不同形状。对于图7到图14中所示的示例性构造，一个或多个凹槽88的截面大体成矩形。尽管图示为直壁，但是一个或多个凹槽88可以具有任何壁构造，例如，它们可以为平直或者弯曲。此外，如上所述，一个或多个凹槽88可以配置成内曲形凹槽。

一个或多个凹槽88可以使用各种技术形成。在涂层110中形成一个或多个凹槽88的示例性技术包括磨料液体喷射、浸渍电解加工（ECM）、使用旋转电极的电火花加工（EDM）以及/或者激光加工。示例性激光技工技术在由B.Wei等人共同出让的第2011/0185572号美国专利公开案“形成特定形状空气孔的方法和系统（Process andsystem for forming shaped air holes）”中有所描述，该专利公开案以引用方式全文并入本说明书中。示例性EDM技术在授予R.Bunker等人的第2011/0293423号美国专利公开案“包括人字形薄膜冷却孔的产品和相关方法（Articles which include chevron film cooling holes，andrelated processes）”中有所描述，该专利公开案以引用方式全文并入本说明书中。对于特定过程，一个或多个凹槽88和冷却供应孔100使用上述磨料液体喷射流98（图9）形成。

对于图8到图14中所述的方法，所述制造方法可以进一步包括处理涂层110的表面112的至少一部分，以使得至少邻近对应凹槽88顶部处的涂层110发生塑性变形。最佳见于图11A，此表面处理步骤可以在沉积于内表面84上的可达涂层110上以及沉积于衬底82的外表面86上的涂层110上执行。最佳见于图11B，此表面处理步骤可以仅在沉积于衬底82的外表面86上的涂层110上执行，其中沉积在衬底内表面84上的涂层110不易达到。例如，图11A和图11B中示出了所得的经处理涂层110，其中所述处理减小了穿过凹槽88顶部的间隙114。因此，处理表面112会影响涂层材料110的永久变形。有利地，通过减小穿过凹槽88顶部的间隙114，所述制造方法可改进一个或多个其他沉积涂层直接桥接开口的能力（也就是说，不使用牺牲填料）。此外，通过减小穿过凹槽88顶部的间隙114，所述制造方法有助于使用较不严格的加工规范来加工穿过凹槽88顶部的宽度。有利地，通过降低此加工规范，所述制造方法可以减小通道的加工成本。

如上所述，所述制造方法可以进一步选择性地在沉积涂层110之前或之间预热衬底82。此外，所述制造方法可以进一步选择性地包括在涂层110已沉积之后并且在处理涂层110的表面之前对部件80进行热处理（例如，在1100℃下进行真空热处理两小时）。因此，处理涂层110的表面112的步骤可以是预热处理或后加热处理。这些热处理选择可以增强涂层110与衬底82的内表面84和外表面86之间的附着力以及/或者增加涂层110的延展性，这两者均便于处理已涂覆的衬底82，从而使得涂层110塑性变形并减小穿过凹槽88顶部的间隙114。此外，所述制造方法可以进一步选择性地包括执行一个或多个喷砂操作。例如，在涂覆涂层110之前，衬底表面82可以选择性地在内表面84、外表面86，或者同时在内表面84和外表面86上执行喷砂处理。此外，经处理的涂层表面112可以选择性地接受喷砂处理，从而增强后续沉积的额外涂层（本说明书中所述）的附着力。喷砂操作通常在热处理之后执行，而不是在热处理之前执行。

R.Bunker等人于2011年9月23日提交的第13/242,179号共同出让美国专利申请案“具有冷却通道的部件以及制造方法（Componentswith Cooling Channels and Methods of Manufacture）”中对衬底82使用了类似的处理方法。但是，通过处理涂层110，上述方法十分有利，因为涂层110的延展性可以大于衬底82，因此更顺从于塑性变形。此外，因变形过程而导致涂层82中产生的故障将影响较低机械故障的涂层部件，并且可能在后续热处理期间相对于衬底82中的部件更易于合拢。因此，相对于使用第13/242,179号美国专利申请案中所述方法的无涂层衬底而言，具有涂层110的系统可以使用上述方法发生更大程度的变形。此外，通过仅限制涂层110的变形，这还可以避免衬底82再结晶（相对于第13/242,179号美国专利案中所述的方法），从而提高循环荷载下的机械性质。

如上所述，涂层110的表面112的处理将减小涂层110中位于凹槽88顶部附近处的间隙114。本说明书中所用的“减小间隙”是指处理之后的间隙宽度小于处理之前。对于特定构造而言，所述处理可以在几何上封闭开口，其中“几何上封闭”是使得涂层110与大体封闭间隙114的凹槽开口相对侧上的涂层110十分接近。因此，本说明书中所用的几何上封闭与冶金上的粘合不等效。但是，对于特定过程构造，可以在实际上形成冶金粘合。有利地，减小间隙114的大小可以进一步增强一个或多个额外沉积涂层直接桥接开口的能力。

涂层110的表面112可以使用多种技术中的一个或多个技术进行处理，包括但不限于，对表面112进行喷砂加工、对表面112进行水喷射喷砂处理、对表面112进行挡板喷砂处理、对表面112进行重力喷砂处理、对表面112进行超声喷砂处理、对表面112进行抛光处理、对表面112进行低塑性抛光处理以及对表面112进行激光喷砂处理，以便使得至少位于凹槽88附近处的涂层110（并且可能地衬底82的一部分）发生塑性变形，从而减小穿过凹槽88顶部的间隙114。表面处理在由R.Bunker申请的第13/663,967号美国专利申请案“具有微冷却涂层的部件以及制造方法（Components with Micro-Cooled CoatingLayer and Methods of Manufacture）”中有所描述，该申请案以引用方式全文并入本说明书中。

对于特定过程，涂层110的表面112通过喷砂116进行处理。对于其他过程，涂层110的表面112可以通过抛光进行处理。可以使用各种抛光技术，具体取决于接受表面处理的材料以及所需的变形。抛光技术的非限定性实例包括对涂层110的表面112进行塑性按摩处理，例如使用滚筒、枢轴或球体，以及低塑性抛光处理。

穿过一个或多个凹槽88中的每个凹槽顶部的间隙114可以基于特定应用而有所不同。但是，对于特定构造而言，在处理涂层110的表面112之前，穿过一个或多个凹槽88中的每个凹槽的间隙114在约8-40mil(0.2–1.0mm)的范围内，并且在处理涂层110的表面112之后，穿过一个或多个凹槽88中的每个凹槽的间隙114在约0-15mil(0-0.4mm)的范围内。对于特定构造而言，处理涂层110的表面112的步骤将使涂层表面112变形，例如，使涂层110呈“蘑菇状”，从而在一个或多个凹槽88中的每个凹槽附近形成“刻面”。本说明书中所用的“刻面”应理解为使凹槽88附近的表面112向凹槽88倾斜，如图所示，例如，在图11A中所示的圆圈区域中倾斜。

例如，如图所示，在图12中，所述制造方法进一步包括将额外涂层120沉积在涂层110的表面112的至少一部分上，所述涂层110沉积在衬底82的至少外表面86上，以实现间隙114的桥接。应注意，此额外涂层120可以包括一个或多个不同涂层。例如，涂层120可以包括结构涂层和/或可选额外涂层，例如粘合涂层、热障涂层（TBC）和抗氧化涂层。对于特定构造，涂层120包括外结构涂层。例如，如图所示，在图12中，衬底82、涂层110和涂层120在衬里82的外表面86上限定用于冷却部件80的一个或多个冷却通道104中的每个通道。如上文在图4到图7中的方法中所述，在一个实施例中，并且根据通向衬底82的内表面84的通道，涂层120可以通过大体密封形成于衬底82的内表面84内的一个或多个凹槽88的方式额外地涂覆到衬底82的内表面84上，并且在内表面84上限定用于冷却部件80的一个或多个冷却通道104。在一个通向衬底82的内表面84的通道受限的实施例中，形成于设置在衬底82的内表面84上的涂层110内的凹槽88可能仍然处于未封闭状态，并且用作实现部件80的热增强的冷却凹槽88。

对于特定构造，涂层110、120的总厚度在0.1毫米到2.0毫米的范围内，更具体地，在0.2毫米到1毫米的范围内，更具体地，对于工作部件在0.2毫米到0.5毫米的范围内。对于航空部件，此范围通常为0.1毫米到0.25毫米。但是，可以根据特定部件80的要求使用其他厚度。

涂层120可以使用各种技术沉积。以上提供了用于形成涂层的示例性沉积技术。除了结构涂层之后，还可以使用上述技术沉积粘合涂层、TBC和抗氧化涂层。

对于特定构造而言，需要使用多种沉积技术来沉积涂层110、120。例如，涂层110可以使用等离子沉积技术沉积，而后续沉积的涂层120可以使用其他技术沉积，例如燃烧热喷涂工艺或等离子喷涂工艺。根据所用的材料，对涂层使用不同沉积技术可以提供有利的性质，例如，但不限于：应变公差、强度、附着力和/或延展性。

如图13所示，沉积涂层120（并且涂覆陶瓷涂层等其他任何涂层）之后，为完成冷却图案，可以再次在任何位置以所需的任意图案加工穿过涂层120（以及任意后续沉积的涂层）的一个或多个冷却排放特征106，但前提是一个或多个冷却排放特征106提供与冷却图案的流体连通，尤其是对于形成于衬底82的外表面86以及凹槽88上的一个或多个冷却通道104。一个或多个冷却排放特征106可以再次相对于局部表面（如上所述）垂直或者倾斜，最佳见于图13，并且包括特定形状等。应了解，冷却排放特征106可以采取许多替代形式，包括能够连接多个冷却通道的冷却出口的排放沟槽。排放沟槽在由R.Bunker等人共同出让的第2011/0145371号美国专利公开案“具有冷却通道的部件以及制造方法（Components with Cooling Channels andMethods of Manufacture）”中有所描述，该公开案以引用方式全文并入本说明书中。

现在参见图14，其中图示了包括双面冷却的完整部件80。冷却剂流108图示为从邻近衬底内表面84的内部空间90经由冷却排放特征106流向部件80的外部。双面微冷却通道向部件80提供更多冷却。

现在参见图15，其中图示了根据本说明书中图示或描述的一个或多个实施例的方法130的实施方案的流程图，所述方法用于制造部件80，所述部件包括一个或多个冷却通道104，所述冷却通道104形成于衬底82的内表面84和外表面86中的每个表面之内或之上。方法130包括在步骤132中通过首先提供衬底82来制造部件80，以最终包括一个或多个冷却通道104。在一种方法中，在步骤134中，一个或多个凹槽88形成于衬底82的内表面84和外表面86内。具体来说，在一个实施例中，步骤134包括选择性地沿一个或多个纵向或横向移除，例如通过加工移除，衬底82的一部分，以在衬底82的内部空间84和外部空间86内限定一个或多个凹槽88，并且限定与其流体连通的一个或多个冷却供应孔100。可按网格状几何形状或者任意几何形状配置图案的加工，包括弧形几何形状，但前提是满足尺寸要求。

在替代方法中，其中包括在步骤136中将涂层110沉积在衬底内表面84和外表面86上。涂层110可以选择性地进行热处理，然后再执行进一步处理步骤。接下来，在步骤138中，对涂层110进行加工，以选择性地沿一个或多个纵向和横向移除涂层110，以在涂层110中限定一个或多个凹槽88。类似于上述步骤134，可按网格状几何形状或者任意几何形状配置图案的加工，包括弧形几何形状，但前提是满足尺寸要求。在步骤138中，在衬底82内额外地限定一个或多个冷却供应孔100。一个或多个冷却供应孔100以与内部空间90流体连通的方式提供。

在可选步骤140中，接下来对衬底82的内表面84和/或外表面86，或者涂层110的表面112进行处理，例如进行喷砂处理，以便变形，尤其是在涂层110的情况下，使得涂层110的表面112呈“蘑菇状”，并且收窄一个或多个凹槽88的间隙114。接下来在步骤142中，在一个或多个凹槽88的至少一部分上处理涂层102或120，以限定一个或多个冷却通道104并选择性地限定一个或多个冷却剂排放特征106。最后，在可选步骤144中，尤其是在冷却剂排放特征106不是在步骤144中自然形成的情况下，在涂层102、110和/或120中加工一个或多个冷却排放特征106，以限定冷却剂出口。在涂层102或120中的任意位置以任意图案加工一个或多个冷却排放特征106，以提供与冷却图案的流体连通。处理之后，提供部件80，所述部件包括：内部空间通道90；一个或多个冷却供应孔100，所述冷却供应孔与内部通道90流体连通；以及一个或多个冷却通道104，所述冷却通道形成于衬底外表面86之内或之上；以及一个或多个冷却凹槽88或冷却通道104，所述冷却凹槽或冷却通道形成于衬底内表面84之内或之上并且与一个或多个冷却供应孔100流体连通。

有利地，上述制造方法能够制造冷却能力更强的多层工程蒸发冷却部件。具体来说，通过制造形成于衬底外表面之内或之上的一个或多个冷却通道以及形成于衬底内表面之内或之上并且提供热增强的一个或多个冷却通道，所述部件包括部件的双面冷却。双面冷却功能可以增加对高温气体通道部件的冷却，例如涡轮机燃烧器衬里、过渡连接部件、端壁、平台、围带、翼型以及其他任何高温气体通道部件，包括易达的冷却剂侧和高温气体侧，其中微冷却特征和涂层的处理可以在这两侧上完成。

尽管本发明只有特定特征已在本说明书中图示和描述，但是所属领域中的技术人员将得出许多修改和变化。因此，应了解，随附的权利要求书旨在涵盖在本发明实际精神内的所有此类修改和变化。

Claims (20)

1.一种制造方法，包括：

提供衬底，所述衬底具有内表面、外表面和至少一个内部空间；

在所述衬底的所述外表面中或者设置在所述衬底的所述外表面上的涂层中形成一个或多个凹槽，其中每个凹槽至少部分沿所述外表面延伸；

在所述衬底的所述内表面中或者设置在所述衬底的所述内表面上的涂层中形成一个或多个凹槽，其中每个凹槽至少部分沿所述内表面延伸，以在所述衬底的所述内表面上限定一个或多个冷却凹槽；以及

将结构涂层涂覆到以下项中的至少一项上，以在所述衬底的所述外表面上限定一个或多个通道：所述衬底的所述外表面的一部分，或者设置在所述衬底的所述外表面上的所述涂层的一部分。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其中所述一个或多个凹槽中的每个凹槽使用以下项中的一项或多项形成：磨料液体喷射、浸渍电解加工（ECM）、使用旋转电极的电火花加工（EDM）、铣削EDM、铸造以及/或者激光加工。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其中在所述衬底的所述外表面和所述内表面中形成一个或多个凹槽的步骤进一步包括在所述衬底的一部分内形成所述一个或多个凹槽的至少一部分。

4.根据权利要求1所述的制造方法，进一步包括对所述衬底的内表面或外表面中至少一者的至少一部分或者设置在所述衬底的所述内表面或外表面中至少一者上的涂层的表面的至少一部分进行处理，以使所述衬底或者邻近对应凹槽顶部的所述涂层中的至少一者发生塑性变形，从而减小穿过所述凹槽顶部的间隙。

5.根据权利要求4所述的制造方法，其中处理包括执行以下项中的一项或多项，以使所述衬底或邻近所述凹槽的所述涂层中的至少一者发生塑性变形：对所述表面执行喷砂处理、对所述表面进行水射流喷砂处理、对所述表面执行挡板喷砂处理、对所述表面进行重力喷砂处理、对所述表面进行超声喷砂处理、对所述表面进行抛光处理、对所述表面进行低塑性抛光处理以及对所述表面进行激光喷砂处理。

6.根据权利要求1所述的制造方法，其中所述涂层包括以下项中的一项或多项：外结构涂层、粘合涂层和热障涂层。

7.根据权利要求1所述的制造方法，进一步包括：通过在所述衬底的所述外表面中加工形成一个或多个凹槽；在所述衬底的所述内表面中加工形成一个或多个凹槽；以及将结构涂层涂覆到所述衬底的所述外表面的至少一部分上，以在所述衬底的所述外表面中限定一个或多个通道。

8.根据权利要求7所述的制造方法，进一步包括将结构涂层涂覆到所述衬底的所述内表面的至少一部分上，以在所述衬底的所述内表面中限定一个或多个通道。

9.根据权利要求1所述的制造方法，进一步包括：通过在设置在所述衬底的所述外表面上的所述涂层中加工形成一个或多个凹槽；在设置在所述衬底的所述内表面上的所述涂层中加工形成一个或多个凹槽；以及将所述结构涂层涂覆到所述衬底的所述外表面上的所述涂层上，以在所述衬底的所述外表面上限定一个或多个通道。

10.根据权利要求9所述的制造方法，进一步包括将结构涂层涂覆到以下项中的一项上，以在所述衬底的所述内表面上限定一个或多个通道：所述衬底的所述内表面，或者设置在所述衬底的所述内表面上的所述涂层。

11.一种制造方法，包括：

提供衬底，所述衬底具有内表面、外表面和至少一个内部空间；

在所述衬底的所述外表面中或者设置在所述衬底的所述外表面上的涂层中形成一个或多个凹槽，其中每个凹槽至少部分沿所述外表面延伸；

在所述衬底的所述内表面中或者设置在所述衬底的所述内表面上的涂层中形成一个或多个凹槽，其中每个凹槽至少部分沿所述内表面延伸；

对所述衬底的所述外表面的至少一部分或者设置在所述衬底的所述外表面上的所述涂层的至少一部分进行处理，以使至少邻近对应凹槽顶部的所述衬底的所述外表面或者所述涂层的外表面中的一者发生塑性变形并产生刻面，从而减小穿过所述凹槽顶部的间隙；以及

将结构涂层涂覆到以下项中的一项上：所述衬底的所述外表面的至少一部分，或者设置在所述衬底的所述外表面上的所述涂层的至少一部分，

其中一个或多个冷却通道限定在所述衬底的所述内表面中或者设置在所述衬底的所述内表面上的涂层中，并且一个或多个冷却通道或冷却凹槽限定在所述衬底的所述外表面中或者设置在所述衬底的所述外表面上的涂层中，以便冷却部件。

12.根据权利要求11所述的制造方法，其中在所述衬底的所述外表面或者所述衬底的所述内表面中的一者内形成一个或多个凹槽的步骤进一步包括在所述衬底的一部分内形成所述一个或多个凹槽的至少一部分。

13.根据权利要求11所述的制造方法，其中处理所述衬底的所述外表面的至少一部分或者设置在所述衬底的所述外表面上的所述涂层的外表面的至少一部分包括执行以下项中的一项或多项，从而使得至少邻近对应凹槽顶部的表面变形并且在邻近所述凹槽的至少一个边缘的表面上产生刻面：对所述表面执行喷砂处理、对所述表面执行水射流喷砂处理、对所述表面执行挡板喷砂处理、对所述表面执行重力喷砂处理、对所述表面执行超声喷砂处理、对所述表面执行抛光处理、对所述表面执行低塑性抛光处理以及对所述表面执行激光喷砂处理。

14.根据权利要求11所述的制造方法，其中所述结构涂层包括以下项中的一项或多项：外结构涂层、粘合涂层和热障涂层。

15.根据权利要求11所述的制造方法，进一步包括将结构涂层涂覆到以下项中的一项上，以在所述衬底的所述内表面之内或者之上处限定一个或多个冷却通道：所述衬底的所述内表面的至少一部分，或者设置在所述衬底的所述内表面上的所述涂层的至少一部分。

16.一种部件，包括：

衬底，所述衬底包括外表面和内表面，其中所述内表面限定至少一个内部空间；

形成于所述衬底的所述外表面中或者设置在所述衬底的所述外表面上的涂层中的一个或多个凹槽，其中每个凹槽至少部分沿所述外表面延伸并且具有底座和开口；

形成于所述衬底的所述内表面中或者设置在所述衬底的所述内表面上的涂层中的一个或多个凹槽，其中每个凹槽至少部分沿所述内表面延伸以在所述衬底的内表面上限定一个或多个冷却凹槽，所述每个凹槽还具有底座和开口；以及

结构涂层设置在所述衬底的所述外表面的至少一部分上或者设置在所述衬底的所述外表面上的所述涂层上，用于在所述衬底的所述外表面上限定一个或多个冷却通道。

17.根据权利要求16所述的部件，进一步包括设置在所述衬底的所述内表面的至少一部分或者设置在所述衬底的所述内表面上的所述涂层上的结构涂层，用于在所述衬底的所述内表面上限定一个或多个冷却通道。

18.根据权利要求16所述的部件，进一步包括：一个或多个冷却供应孔，所述一个或多个冷却供应孔与所述一个或多个冷却通道流体连通；以及一个或多个排放特征，所述排放特征与所述一个或多个冷却通道流体连通。

19.根据权利要求16所述的部件，其中在以下项中的至少一项内邻近对应凹槽处形成多个表面不规则特征：所述衬底的所述外表面、所述衬底的所述内表面、设置在所述衬底的所述外表面上的所述涂层；或者设置在所述衬底的所述内表面上的所述涂层。

20.根据权利要求16所述的部件，其中设置在所述衬底的所述外表面或者所述衬底的所述内表面至少一者上的所述涂层包括以下项中的一项或多项：外结构涂层、粘合涂层和热障涂层。