CN105026690A - 用于在层系统中重新制造扩散器的方法 - Google Patents

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Abstract

通过在覆层之前将贯通孔事先引入到衬底中并且随后移除，缩短用于制造具有扩散器的贯通孔的加工时间进而使中间层也更少地负荷。

Description

用于在层系统中重新制造扩散器的方法
技术领域
本发明涉及在层系统中制造扩散器。
背景技术
构件、例如第一和第二排的涡轮叶片在非常高的温度下使用并且为了保护其免受氧化/腐蚀和热量所述涡轮叶片设有金属层和/或隔热层(thermischen Schichten)。
尤其在涡轮叶片中，所述涡轮叶片还具有附加的冷却空气孔，冷却空气从所述冷却空气孔中流出。所述冷却空气孔在其表面上在最靠外的层上具有扩散器，由此在涡轮叶片的表面之上存在进行保护的空气层。扩散器穿过层直至到达衬底中。因为扩散器为柱形的下部部分的扩宽部，必须移除非常多的材料。
发明内容
本发明的目的是示出一种方法，借助所述方法能够改进地执行上述内容。
该目的通过根据权利要求1所述的方法来实现。
在从属权利要求中列举其他有利的措施，所述措施能够任意地彼此组合，以便实现其他的优点。
通过该方法，能够更快地制造这种扩散器并且使层相互间的和/或与衬底的中间层接合明显更小地负荷。
附图说明
附图示出：
图1、2示出现有技术中的方法，
图3、4示出根据本发明的方法，
图5示出超合金列表，
图6示出涡轮叶片。
说明书和附图仅描述本发明的实施例。
具体实施方式
在图1中示出根据现有技术的层系统1和制造方法，所述层系统具有带有靠内的层7和靠外的层10的衬底4。
这在涡轮叶片120、130(图5)中为金属衬底4、金属增附层(MCrAlX)与在其上可选地存在的氧化铝层和最靠外的陶瓷层10。
为了制造扩散器13，首先制造穿过层7、10并且穿过衬底4的柱形的孔11’、11”。
孔11’、11”的横截面也能够具有其他的几何形状，但是至少所述横截面在第一制造步骤之后在深度上观察是在整个长度之上恒定的。
贯通孔11’、11”的上部部分11”在层7、10的和衬底4的区域中扩宽，使得形成扩散器13，如其在图1中在右边示出的那样。扩散器13也在衬底4中具有扩散器部分15。
图2示出在使用之后和在层被移除之后的构件1’。
根据图1制造的涡轮叶片120、130能够在使用之后根据现有技术再次应用，其中首先移除层7、10，检查并且必要时修整衬底4并且随后施加新的层7、10。
因此，衬底4已经在其表面16上具有贯通孔10的扩散器部分15，所述扩散器部分由扩散器13的首次制造(图1)造成。
随后，施加层7’、10’，所述层也沉积在扩散器的区域中(在此在区域15中)。随后，将过量喷涂部分移除或者采取适当的措施，以便通过塞子保护孔10，在覆层之后移除所述塞子并且扩散器13按照其最终几何形状成形。
在图3中示出根据本发明的用于重新制造具有扩散器13的贯通孔18’的方法。
在衬底4中制造贯通孔18，所述贯通孔尤其是旋转对称的或者在其深度上观察具有恒定的横截面。这能够通过EDM(放电加工)或激光加工进行。
但是，衬底4在其表面16’的区域中不具有如在根据图2翻新(再处理)的构件1’中那样的扩宽部。
此后才施加层7”(金属的、最优选为MCrAlX)和10”(陶瓷)。
层7”、10”的材料进入到孔18中。
此后才穿过所述层7”、10”产生扩散器13并且才首次在衬底4中产生扩散器13的扩散器部分15，即去除衬底4的用于扩散器13的材料。
这优选地通过激光加工进行。
在图4中示出表面16’的俯视图。左边的是在用于制造扩散器13的扩宽(图4右边)之前贯通孔18在表面16’上的初始伸展形状(根据图3最左边)。
这种构件1、120、130优选具有镍基的或钴基的超合金，尤其是根据图5的超合金并且优选为根据图6的涡轮叶片。

Claims (6)

1.一种重新制造具有靠外的扩散器(13)的在由金属的衬底(4)和至少一个层(7”，10”)构成的层系统中的贯通孔(18’)的方法，
其中首先将在所述衬底(4)的厚度上具有横截面、尤其具有恒定的横截面的贯通孔(18)引入到所述衬底(4)中；
其中随后才将所述衬底(4)覆层、尤其用靠内的金属层(7”)和/或靠外的陶瓷层(10”)覆层；并且
随后在最后的加工步骤中，将扩散器(13)引入到所述层(7”，10”)和所述衬底(4)中；
其中首次为所述扩散器(13)移除所述衬底(4)的扩散器部分(15)中的附加的材料；
其中所述扩散器部分(15)为所述贯通孔(18)在表面(16’)上的扩宽部，
并且其中所述扩散器(13)为所述贯通孔(18)的上部部分的不对称的扩宽部。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中加工金属的衬底(4)。
3.根据权利要求1或2中一项或两项所述的方法，
其中至少一个层(10”)为陶瓷层。
4.根据上述权利要求1、2或3中一项或多项所述的方法，
其中使用激光去除法，尤其利用明显不同的脉冲频率来使用激光去除法。
5.根据上述权利要求1、2、3或4中一项或多项所述的方法，
其中借助在毫秒范围中、尤其大于等于1ms的脉冲持续时间来制造所述贯通孔(18)。
6.根据上述权利要求中一项或多项所述的方法，
其中借助在纳秒范围或亚纳秒范围中的、尤其小于等于800ns、更尤其小于等于600ns的脉冲持续时间产生所述扩散器(13)或至少移除所述陶瓷层和所述部分(15)。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3049617B1 (fr) * 2016-03-30 2020-11-27 Snecma Procede de reconditionnement d'une paroi multi-perforee
DE102019218292A1 (de) * 2019-11-26 2021-05-27 Siemens Aktiengesellschaft Vorgehensweise beim Laserbohren von mehreren Löchern auf Basis der Fokuslage
US11673200B2 (en) * 2021-08-13 2023-06-13 Raytheon Technologies Corporation Forming cooling aperture(s) using electrical discharge machining

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09158702A (ja) * 1995-12-08 1997-06-17 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd エンジン部品のクーリングホール再加工方法及び該方法に使用されるクーリングホール再加工装置
EP1669545A1 (de) * 2004-12-08 2006-06-14 Siemens Aktiengesellschaft Schichtsystem, Verwendung und Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems
CN101120156A (zh) * 2005-04-12 2008-02-06 西门子公司 带有气膜冷却孔的构件
CN102587999A (zh) * 2011-01-04 2012-07-18 通用电气公司 用于提供膜冷却制品的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1681128A1 (de) * 2005-01-14 2006-07-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Lochs und Vorrichtung
US20130045106A1 (en) * 2011-08-15 2013-02-21 General Electric Company Angled trench diffuser

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09158702A (ja) * 1995-12-08 1997-06-17 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd エンジン部品のクーリングホール再加工方法及び該方法に使用されるクーリングホール再加工装置
EP1669545A1 (de) * 2004-12-08 2006-06-14 Siemens Aktiengesellschaft Schichtsystem, Verwendung und Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems
CN101120156A (zh) * 2005-04-12 2008-02-06 西门子公司 带有气膜冷却孔的构件
CN102587999A (zh) * 2011-01-04 2012-07-18 通用电气公司 用于提供膜冷却制品的方法

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CN105026690B (zh) 2017-12-15
EP2948635A1 (de) 2015-12-02
WO2014135324A1 (de) 2014-09-12

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