CZ20002453A3

CZ20002453A3 - Součást turbínového motoru s vylepšenými charakteristikami přenosu tepla a způsob její výroby

Info

Publication number: CZ20002453A3
Application number: CZ20002453A
Authority: CZ
Inventors: Wayne Charles Hasz; Nesim Abuaf; Robert Alan Johnson; Ching-Pang Lee
Original assignee: General Electric Company
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2001-02-14

Abstract

Součást (10) turbínového motoru, má množství zahloubení (21), která zvyšují plochu jejího povrchu. Zahloubení (21) jsou obecně konkávního obrysu a vylepšují charakteristiky přenosu tepla součásti. Při způsobu výroby součásti (10) turbínového motoru jde o skládání kroků zajištění substrátu , z aplikace vrstvy na substrát a z kroku odstranění částicové diskrétní fáze, ponechávající množství zahloubení ve fázi matice.

Description

Součást turbínového motoru s vylepšenými charakteristikami přenosu tepla a způsob její výroby

Oblast techniky

Tento vynález se týká součástí používaných v turbínových motorech. Obzvláště se pak tento vynález týká součásti turbínového motoru, která má povrch upravený za účelem vylepšení charakteristik přenosu tepla v součásti a dále se tento vynález týká způsobu výroby takovéto součásti..

Dosavadní stav techniky

K udržení teploty součástí turbínového motoru pod kritickou hodnotou byly určeny různé technologie. Jako příklad může sloužit případ, kdy je chladící vzduch z kompresoru motoru často nasměrován skrze součást, podél jednoho nebo několika povrchů součásti. Tento průtok je chápán jako „zadní průtok, zde je totiž chladící vzduch nasměrován na povrch motorové součásti, která není přímo vystavena působení plynů s vysokou teplotou, které pocházející ze spalování. V kombinaci se zadním průtokem bylo ke zvýšení přenosu tepla použito víření. Víření má obvykle provedení v tzv. vířičích nebo „hrbolcích ve vybraných průřezech povrchu součásti, jejichž funkce zvyšuje přenos tepla s použitím chladícího média, které prochází podél povrchu součásti. Víříce jsou zajišťovány jednou z několika technologií, včetně stříkání a lítí.

I

I když u víření bylo skutečně zjištěno, že vylepšuje charakteristiky přenosu tepla u upravených součástí, další vylepšení přenosu tepla je hledáno i v současnosti.

Podstata vynálezu

Podle jednoho z úkolů tohoto vynálezu je zde popsána součást turbínového motoru jejíž podstatou je to, že má povrch, který obsahuje množství zahloubení, která jsou účinná při zvyšování plochy povrchu součásti. Zahloubení jsou obecně konkávní ve svých obrysech.

Další úkolem tohoto vynálezu je nalezení způsobu pro vytváření součásti turbínového motoru, včetně kroku nutného pro zajištění substrátu, dále kroku aplikace vrstvy na substrát, který obsahuje jednak fázi matrice a také diskrétní částicovou fázi. Odstraněním diskrétní částicové fáze je na matrici vytvořeno množství zahloubení.

Další úkolem tohoto vynálezu je nalezení způsobu pro vytváření součásti turbínového motoru, včetně kroku zajištění formy, mající množství výčnělků podél části jejího povrchu, výčnělky tvoří texturovaný povrch, dále kroku vstřikování natavené slitiny do formy, dále kroku ochlazení natavené slitiny ve formě za účelem vytvoření součásti turbínového motoru a dále kroku odstranění formy. Součást turbínového motoru má po odstranění formy texturovaný povrch, který odpovídá texturovanému povrchu formy.

Seznam obrázků na výkresech

Provedení tohoto vynálezu bude nyní popsáno detailněji s odkazem na připojené nákresy na výkresech, na kterých:

Obr.1 je SEM mikrofotografie povrchu součásti

turbínového motoru před úpravou naleptáním,

Obr. 2 ilustruje průřez povrchem součásti turbínového motoru před naleptáním,

Obr. 3 je SEM mikrofotografie povrchu součásti turbínového motoru ukázané na obr.l po úpravě naleptáním,

Obr. 4 ilustruje průřez povrchem součásti turbínového motoru ukázané na obr.2 po naleptání,

Obr. 5 ilustruje zvětšený průřez povrchem součásti turbínového motoru z obr.4, a

Obr.6 ilustruje další zvětšený průřez povrchem součásti turbínového motoru z obr.4.

Příklady provedení vynálezu

Provedení tohoto vynálezu využívají jakéhokoliv materiálu, včetně základních kovů, slitin, keramiky, kompozitů, ale obecně využívají výhod žáruvzdorných kovových slitin, konstruovaných pro vysokoteplotní prostředí, například nad teplotou 1000°C. Proto zde uváděný termín „založený na kovu se týká substrátů, které jsou primárně vytvořeny z kovů nebo kovových slitin. Některé žáruvzdorné slitiny jsou považovány za „superslitiny včetně slitin založených na kobaltu, niklu a železe. U jednoho provedení je superslitina založená na niklu nebo kobaltu, kde nikl nebo kobalt jsou nejvíce obsaženými prvky ve hmotnostním poměru. Ilustrativní slitiny založené na niklu obsahují alespoň 40% hmotnostních niklu (Ni) a alespoň jednu složku ze skupiny kovů zahrnující kobalt, chrom, hliník, wolfram, molybden, titan a železo. Příklady superslitiny založené na niklu jsou určeny obchodními názvy Inconel®, Nimonic®, Rene® (například Rene®80-, Rene®95 slitiny) a (Jdimet®. Ilustrativní slitiny založené na kobaltu obsahují alespoň

30% hmotnostních kobaltu skupiny kovů zahrnující připomíná „mesicni v textu. V případě (Co) a alespoň jednu složku ze nikl, chrom, hliník, wolfram, molybden, titan a železo. Příklady.superslitiny založené na kobaltu jsou určeny obchodními názvy Haynes®, Nozzaloy®, Stellite® a Ultimet®.

Zatímco typy substrátu se mohou široce měnit, je tento často ve formě součásti turbínového motoru, vyrobené ze superslitiny, například vložka spalovací komory, kopule spalovací komory, lopatka turbíny, tryska nebo aerodynamický profil. Další substráty jsou součásti turbíny, které nejsou součástí vysokotlakého stupně turbínového motoru, jako například součásti řídících ploch vůle oběžného věnce, včetně přírub, skříní a kroužků. Takovéto součásti nemohou být vyrobeny ze superslitin se zřetelem k nižním teplotním prostředím, ve kterých součásti pracují. Typické slitiny pro tyto součásti jsou série Inconel®718, Inconel®900 a Waspaloy®.

Podle provedení tohoto vynálezu, je povrch substrátu, obzvláště součásti turbínového motoru, upraven nebo jinak vyroben tak, aby obsahoval množství zahloubení, každé toto zahloubení mají konkávní obrys. Zahloubení jsou diskrétní, jednotlivá zahloubení jsou zde totiž oddělena od sebe propojenými hřebeny. Například upravený povrch součásti krátery, popsané detailněji dále aerodynamického profilu, například, vytvářejí zahloubení texturovaný povrch ve stylu měsíčních kráterů, a to po celém vnitřním povrchu, který definuje vnitřní dutinu aerodynamického profilu. Chladící vzduch protéká podél celého tohoto vnitřního povrchu a zajišťuje zadní průtok.

U jednoho z provedení tohoto vynálezu je úprava povrchu provedena použitím překryvného povlaku. Překryvný povlak • · • v ···· může být ve formě volně stojícího archu (listu) materiálu, například pájecího archu, nebo ve formě kaše. Překryvný povlak obsahuje diskrétní fází vytvářející zahloubení a fázi matricového materiálu, jako je například pájecí slitina.

U jednoho provedení tohoto vynálezu je pájecí arch tvořen nezatvrdlou pájecí páskou. Tyto pásky jsou komerčně běžně dostupné. Nezatvrdlá pájecí páska je vyrobená z kaše pájecí slitiny, obecně ve formě práškové pájecí slitiny a pojidla v kapalném médiu, například ve vodě nebo organické kapalině. Kapalné médium může sloužit jako rozpouštědlo pojidla.

Složení pájecí slitiny je obvykle založeno na niklu nebo kobaltu. Slitiny založené na niklu nebo na kobaltu mají obvykle složení, kde nikl nebo kobalt je jedním prvkem s největším obsahem podle hmotnostního poměru. Pájecí slitiny mají složení, které může rovněž zahrnovat křemík, bór, fosfor nebo jejich kombinace a tyto prvky slouží jako potlačovatelé teploty bodu tání. Je důležité poznamenat, že další typy pájecích slitin mohou být použity rovněž, jako například se složením vzácných kovů s obsahem stříbra, zlata a paladia, či jejich směsí, v kombinaci s dalšími kovy, jako je například měď, mangan, nikl, chrom, křemík a bór. Směsi které obsahují alespoň jeden z prvků pájecích slitin jsou rovněž možné. Příklad pájecí slitiny může mít následující jmenovité složení, v hmotnostních procentech: 2,9% bóru, 92,6% niklu a 4,5% cínu; nebo 3,0% bóru, 7,0% chrómu, 3,0% železa, 83,0% niklu a 4,0% křemíku; nebo 19,0% chrómu, 71,0% niklu a 10,0% křemíku; nebo 1,8% bóru, 94,7% niklu a 3,5% křemíku.

Různé materiály se obecně používají jako pojidla v kaši pro vytváření nezatvrdlé pájecí pásky. Neomezující příklady zahrnují materiály založené na vodě, jako jsou .oxid • ti 9··« • ti · • ti ti · • · ti ti ti ti ti polyethylenu a různé akryláty. Pojidla založená na rozpouštědlech jsou rovněž možná. Dodatečná organická rozpouštědla (například aceton, toluen nebo různé xyleny) nebo voda mohou být přidány do kaše za účelem nastavení její viskozity.

Kaše je obvykle odlita do formy pásky, na odnímatelnou podpůrnou pásku, například na plastikový arch z materiálu, jako je třeba Mylar®. Pro odlévání pásky se obvykle používá přístroj na lékařské čepele. V podstatě všechen těkavý materiál v kaši se poté může vypařit. Výsledná páska z pájecí slitiny má obvykle tloušťku od 1 mikronu do přibližně 250 mikronů. Přednostně má páska tloušťku od 25 mikronu do přibližně 125 mikronů.

Pájecí pásky, obsahující výše uvedenou pájecí slitinu a pojidlo, jsou komerčně běžně dostupné. Příkladem komerčního výrobku může být série pájecích pásek Amdry, dostupných od společnosti Sulzer-Metco. Používaná třída může být například Amdry®100.

Fáze produkující Zahloubení, která je aplikována na nezatvrdlou pájecí pásku, je obvykle hrubý prášek, který je tvořen částicemi, které jsou mají velikost dostatečnou k tom, aby vytvořily definované hřebeny a zahloubení, jejichž funkcí je zvýšit přenos tepla upravené součásti. V mnoha provedeních vynálezu je velikost částic určena z velké části požadovaným stupněm drsnosti povrchu a povrchové plochy (následovně i přenosem tepla), která bude vytvořena hřebeny a zahloubeními. Drsnost povrchu je zde definována střední aritmetickou hodnotou profilu drsnosti „Ra, stejně jako výškou nerovností profilu drsnosti z 10 bodů „Rz v dané oblasti, drsnost se měří optickou profilometrií. Podle tohoto provedení vynálezu, je Ra větší než 0,1 tisícin palce (0,00254 mm), například větší než 1,0 ·« » « 9 ·

9 9 9

99999

9 9 ·

9 9 99 Λ

9 ·

9 9

9 9 9

9 9

99 ·9 9

9 9 9

9 9 9 tisícina palce (0,0254 mm), a přednostně větší než 2,0 tisíciny palce (0,0508 mm). Obvykle je Ra menší než 25 tisícin palce (0,635 mm) a ještě typičtěji je menší než 10 tisícin palce (0,254 mm). Podobně, podle tohoto provedení vynálezu, je Rz větší než 1 tisícina palce (0,0254 mm), například větší než 5,0 tisícin palce (0,127 mm). Obvykle je Rz menší než 50 tisícin palce (1,27 mm) a ještě typičtěji je menší než 25 tisícin palce (0,635 mm).

U jednoho z provedení tohoto vynálezu jsou částice prášku produkujícího zahloubení obecně kulovitého tvaru, s průměrným poměrem stran ne více než 2,0, lépe ne více než 1,5. U jednoho z provedení tohoto vynálezu jsou částice prášku s průměrným poměrem stran ne více než asi 1,2. Průměrná velikost částic prášku produkujícího zahloubení je obecně v rozsahu asi 125 až 4000 mikropalců (0,003175 až 0,1016 mm), například 150 až 2050 mikropalců (0,00381 až 0,05207 mm). U jednoho z upřednostňovaných provedení tohoto vynálezu je průměrná velikost částic prášku v rozsahu asi 80 až 600 mikropalců (0,004572 až 0,01524 mm).

Materiál produkující zahloubení je vyroben z jakéhokoliv materiálu, který může být selektivně odstraněn z matricové fáze. Přednostně částicový materiál nereaguje s materiálem matrice při zvýšené teplotě, která se používá pro spojování matricového materiálu k substrátu. Například může být materiál kovový, jako je slitina niklu, chrómu, hliníku a ytria (NiCrAlY), který může být selektivně odstraněn z pájecí slitinové matrice naleptáním v kyselé lázni. Keramický materiál může být použit rovněž, tento poskytuje ještě vyšší selektivitu. Například u jednoho provedení vynálezu jsou použity částice oxidu hlinitého, které mohou být odleptány selektivně z pájecí slitinové matrice s různými oxidačními kyselinami, například kyselinou ···*

0 0 0 · « · 0 · 0 0 9 « 0000 0 0 0 ·

0 0 0 0 · < 00 0

0* ·· ·

0 « ·

0 0 · • 0 · 0 * · · ·

0* ·· chlorovodíkovou. U nízkoteplotních aplikací, kde je matricová fáze vytvořena z pájky nebo vysokoteplotního epoxidu, může být použit plast v částicové formě.

Prášek může být náhodně aplikován různými technologiemi, jako je kropení, nalévání, ofukování, zaválcování a podobně. Volba nanášecí techniky bude záležet částečně na požadovaném uspořádání částic prášku, aby tak bylo možné zajistit vyžadovaný vzor hřebenů a zahloubení. Jako příklad může sloužit následující: odměřované dávky prášku jsou nastříkány na povrch pásky skrze síto v těch případech, kde je hustota vyžadovaného vzoru zahloubení relativně nízká.

Obvykle, je lepidlo aplikováno na povrch nezatvrdlé pájecí pásky před aplikací prášku, produkujícího zahloubení. Může to být jakékoliv pájecí lepidlo, pokud bude schopné úplného vytékání během následujícího tavícího kroku. Ilustrativní příklady lepidla zahrnují oxid polyetylénu a akrylové materiály. Komerční příklady pájecího lepidla zahrnují například „4B Braze Binder od Cotronics Corporation. Lepidlo může být naneseno různými technikami. Například kapalné lepidlo může být nastříkáno nebo natřeno na povrch. Jako alternativa může být rovněž použita tenká oboustranná lepicí páska, například lepicí páska 467 o firmy 3M.

U jednoho z provedení tohoto vynálezu jsou před pájením částice prášku na povrchu pásky přesunuty, aby poskytly požadované zarovnání, které bude nejvhodnější pro přenos tepla. Například jehlicovité částice mající prodloužený tvar (například poměr stran je větší než 2,0) mohou být fyzicky zarovnány tak, aby jejich nejdelší rozměr byl veden v podstatě kolmo na povrch pájecí pásky, která je ve styku se substrátem. Zarovnání prášku může být rovněž provedeno různými technikami. Například fyzické, magnetické nebo elektrostatické metody mohou být použity k dosažení požadované orientace. U dalšího provedení tohoto vynálezu jsou jednotlivé částice nebo shluky částic potaženy pájecí slitinou, a takto potažené částice jsou umístěny na lepicí arch pro aplikaci na substrát. Lepicí arch může být vyroben z jakéhokoliv vhodného lepidla, za předpokladu, že je toto v podstatě zcela odpařeno během tavící operace. Vhodná lepidla jsou uvedena výše.

U některých provedení tohoto vynálezu je prášek produkující zahloubení vymodelován do povrchu pájecího archu. Pro toto vymodelování existují různé techniky. U jednoho z provedení tohoto vynálezu je prášek pájecí slitiny aplikován na povrch substrátu skrze síto, pomocí sitotiskové technologie. Síto má otvory o předem vybrané velikosti a uspořádání, v závislosti na požadovaném tvaru a velikosti výčnělků. Alternativně je pájecí lepidlo naneseno skrze síto a na arch. Odstranění síta vede k získání vymodelované adhezívní vrstvy. Když je prášek pájecí slitiny nanesen na arch, přilne na ty oblast, které obsahují lepidlo. Použitím síta může být vzorec definován tak, že bude obsahovat množství shluků částic tam, kde. jsou shluky obecně rozmístěny dále od sebe s roztečí, která odpovídá rozmístění otvorů na sítu. Nadměrné množství prášku může být snadno odstraněno a zanechá poté požadovaný vzor (texturu) částic. Jako další alternativa může být použita technika „kráječe koláčků, kdy je pájecí páska nejprve odstřižena tak, aby definovala požadovaný vzorec zahloubení, poté následuje odstranění nadbytečné pájecí pásky. Prášek produkující zahloubení může být poté aplikován na vymodelovanou pásku. U dalšího provedení tohoto vynálezu jsou částice prášku produkujícího zahloubení pokryty pájecí slitinou a • · · povlakované částice přilnou na lepicí arch, který se vypaří během tavící fáze. Zde lepicí arch poskytuje jednoduchý prostředek pro připevnění materiálu produkujícího zahloubení na substrát před natavením, ale obecně nehraje žádnou roli ve finálním nataveném výrobku.

U dalšího provedení tohoto vynálezu je prášek produkující zahloubení smíšen s dalšími složkami nezatvrdlé pájecí pásky, jako je pájecí slitinový prášek, pojidlo a rozpouštědlo, během vytváření nezatvrdlé pájecí pásky, místo nanesení prášku produkujícího zahloubení na povrch již vyrobené pásky. Prášek produkující zahloubení na druhou stranu vytváří rozptýlené částicové fáze v nezatvrdlé pájecí pásce.

Odstranitelný podpůrný arch, jako je například páska Mylar®, je poté oddělen od nezatvrdlé pájecí pásky. Páska je poté připojena k části substrátu tam, kde je požadován vylepšený přenos tepla. Například může být k tomuto použito lepidlo. Jakékoliv lepidlo vhodné pro připojení pásky k materiálu substrátu by bylo použitelné za předpokladu, že zcela vytéká během tavící fáze.

Další jednoduchý prostředek pro připojení je použit u některých provedení vynálezu. Nezatvrdlá pájecí páska může být umístěna na vybranou část substrátu a poté uvedena do styku s rozpouštědlem, které částečně rozpustí a učiní materiál pojidla poddajným. Dále dojde k tomu, že páska se přizpůsobí tvarově a přilne k povrchu substrátu. Jako příklad může sloužit toluen, aceton nebo další organické rozpouštědla, která mohou být nastříkána nebo nanesena štětcem na pájecí pásku poté, co je tato umístěna na substrát.

Následující fáze po aplikaci nezatvrdlé pájecí pásky na substrát je slinování (spojování) pásky se substrátem. Krok spojování může být proveden různými technologiemi, například napájením nebo svařením. Obecně pájením, což zahrnuje jakoukoliv s pomocí plnicího kovu podstatného doprovodného je spojování provedeno metodu spojování kovů nebo slitinou bez jakékoliv natavení základního materiálu substrátu. Pájecí teploty závisí částečně na typu použité pájecí slitiny a typicky se pohybuje v rozsahu od 525°C do 1650°C. V případě slitiny založené na niklu jsou pájecí teploty obvykle v rozsahu od 800°C d asi 1260°C.

Tam kde to je možné, je pájení často prováděno ve vakuové peci. Kvalita vakua bude záviset částečně na složení pájecí slitiny. Obvykle bude kvalita dosaženého vakua v rozsahu od asi 10”¹ torrů do asi 10^-8 torrů. Vakua je dosaženo vyčerpáním vzduchu z vakuové komory, a to na požadovanou úroveň.

V případě pájecího archu, který je nanášen na oblast, která neumožňuje použití pece, například když součást samotná je příliš velká, aby ji bylo možné vložit do pece, nebo pokud jde o opravy na místě, se obvykle používá plamen nebo další lokalizovaný zdroj tepla - například se na pájený povrch nasměruje argonový krycí proud. Specifické ilustrativní typy nahřívacích technik pro tento účel zahrnují použití plynových svařovacích plamenů (například kyslíkově-acetylenový plamen, kyslíkově-vodíkový plamen, acetylenově-vzduchový plamen, nebo vzduchově-vodíkový plamen), vysokofrekvenční svařovaní (RF), TIG svařování (wolfram s inertním plynem), svařování elektronovým paprskem, odporové svařování a použití infračervených lamp.

Spojovací krok spojuje pájecí arch se substrátem. Když pájecí materiál vychladne, vytvoří metalurgické spojení s povrchem substrátu, s materiálem produkujícím zahloubení, který bude mechanicky spojen zatuhlým pájecím materiálem ··· · · · » » · '· ···· · 4 · 4 4 4 4

4 ···· · 4 4· ·· 4 4 4

4 4 4 4 · 4 4 4 4 •· · ·· · ·· ·4 matrice.

U dalšího provedení tohoto vynálezu je pájecí arch ve tvaru kovového předlisku, mající první a druhý povrch. Předlisek je vyroben z kovového materiálu podobného tomu, jaký tvoří substrát, například pájecí slitina, která byla popsaná v předchozím provedení vynálezu. Takto pokud substrát je superslitinou založenou na niklu, je materiál předlisku obecně také superslitinou založenou na niklu. Další složení pájecí slitiny jsou rovněž možná, například taková, kde se vyskytuje kobalt nebo železo, případně kde je obsah vzácných kovů, jak bylo popsáno výše. Složení pájecí slitiny obvykle zahrnuje křemík, bór nebo jejich kombinace, tyto prvky slouží ke snížení hodnoty teploty tání. Nicméně, nikoliv jako tomu je u nezatvrdlé pájecí pásky, zde kovový předlisek neobsahuje pojidlo, protože předlisek je ve zhuštěné formě. Předlisek má obvykle tloušťku asi od 0,1 mikropalce (0, 00000254 mm) až asi do 2500 mikropalců (0,0635 mm). Přednostně je tloušťka předlisku od asi od 25 mikropalců (0, 000635 mm) až asi do 200 mikropalců (0,00508 mm).

Různé technologie se mohou používat pro výrobu kovového předlisku. První technologií je případ, kdy se směs kovového práškového materiálu a pojidla nanese páskovým litím na odnímatelný podpůrný arch. Podpůrný arch je odstraněn a zbývající nezatvrdlý arch je poté slinut tak, že vytvoří například použitím vakuového tepelného Slinovací teplota je závislá na různých jako je složení slitiny předlisku, velikosti částic prášku a na požadované hustotě předlisku. Tento proces je obvykle nazýván technologií „páskového lití předlisku.

Podle další technologie je kovový ’ práškový materiál předlisek, zpracování, faktorech,

nanesen na podpůrný arch jako tenká vrstva kovu. Pro toto nanášení se mohou používat různé tepelné stříkací technologie, například vakuové plazmatické nanášení, HVOF (vysokorychlostní kyslíkové palivo), nebo stříkání vzduchovou plasmou (AP). Další nanášecí technologie mohou být použity rovněž, například rozprašování nebo nanášení fyzikálním odpařováním (PVD). Podpůrný arch je poté odňat a zanechá požadovaný kovový předlisek.

Další technologie pro vyrábění předlisku se někdy označuje jako technologie amorfní kovové pásky. Během tohoto procesu je kovový práškový materiál nataven a poté je natavený materiál nalit na váleček otáčející se vysokou rychlostí, který prudce zchladí natavený materiál. Prudce zchlazený materiál je vypuzen z válečku ve formě pásky. Pájecí předlisky jsou komerčně dostupné z různých zdrojů, například od společností Wesgo a Allied Signál Company. Obecně lze říci, že pájecí předlisky se odlišují od nezatvrdlé pájecí pásky pospané výše v tom, že předlisek je v zhuštěné formě (například je slinovaný), ještě před aplikací prášku tvořícího zahloubení a následujícího natavení do substrátu.

Prášek vytvářející zahloubení je aplikován na povrch pájecího předlisku. Prášek obecně má shodné charakteristiky jako prášek, který byl popsán pro výše uvedené provedení, popisující nezatvrdlou pájecí pásku. Obvykle je lepidlo naneseno na povrch předlisku, před aplikací prášku tvořícího zahloubení. Lepidlo může být vybráno z těch, které byly uvedeny výše za předpokladu, že zajistí přilnutí ke kovovému předlisku a zcela vytéká během následujícího kroku natavení. Ilustrativními příklady lepidel mohou být ty, které byly popsány výše, například oxid polyethylenu a různé akryláty. Částice prášku pájecí slitin mohou být rovněž zdviženy a

9 zarovnány tak, jak bylo popsáno výše s ohledem na požadované charakteristiky přenosu tepla pro povrch substrátu. Podobně částice prášku mohou být rovněž opatřeny vzorkováním na povrchu předlisku s pomocí různých technik.

V některých případech bude povrch substrátu, na který se předlisek uchytává, zakřiven. V takovémto případě může být žádoucí opatřit předlisek odpovídajícím zakřivením. Relativně tenký předlisek může být snadno ohnut tak, aby tvarem odpovídal zakřivení substrátu. Předlisek větší tloušťky obvykle není pružný, ale může být vytvarován jinými technikami. Jako příklad může sloužit použití odnímatelného podpůrného archu během výroby, tento arch má požadované zakřivení substrátu. Pájecí materiál je poté nanesen na podpůrný arch výše uvedenými technikami, například tepelným nástřikem nebo litím (například litím kapalného kovu bez pojidla, nebo litím práškové kaše s pojidlem). Prášek vytvářející zahloubení může být poté nanesen na předlisek, jak bylo rovněž uvedeno výše. Předlisek, který má požadované zakřivení může být poté oddělen od podpůrného archu.

Pájecí předlisek je odříznut na velikost vhodnou pro místo na substrátu, kde má být zajištěn vylepšený přenos tepla. Předlisek může být poté připojen k této části substrátu. Jako příklad může sloužit povrch protilehlý tomu, který je pokryt s práškem vytvářejícím zahloubení, kde tento povrch je připojen na substrát lepicím archem nebo lepicí složkou. Jakékoliv lepidlo vhodné pro připojení předlisku ke kovu substrátu by mělo být vhodné, pokud zcela vytéká během tavící fáze. Ilustrativními příklad lepidel jsou ty, jenž byly uvedeny výše.

Alternativně je pájecí předlisek připojen mechanickými prostředky. U některých z upřednostňovaných provedení vynálezu je předlisek lokálně přivařen k povrchu substrátu

4 4 4 4 4 4 4 4 4 ♦ 4 . 4 4 4 ·

na několika místech (bodové sváření). Mohou být použity různé svařovací technologie, například plynové svařovací plameny, vysokofrekvenční svařovaní (RF), TIG svařování (wolfram s inertním plynem), svařování elektronovým paprskem, odporové svařování a nebo použití infračervených lamp.

Natavení předlisku na substrát může být poté provedeno tak, jak bylo popsáno výše, s pájením obvykle použitým v tomto kroku. Pájecí teploty budou opět záviset částečně na typu pájecí slitiny použité pro předlisek, a typicky se pohybují v rozsahu od 525°C do 1650°C. V případě pájecí slitiny založené na niklu, jak byla tato popsaná výše, jsou pájecí teploty obvykle v rozsahu od 800°C do asi 1260°C. Tavící krok zajišťuje natavení předlisku na substrát, jak bylo popsáno výše a může být proveden ve vakuové peci. Alternativně může být pájení provedeno s použitím plamenu nebo mohou být jako alternativa k vakuové peci použity pro natavení předlisku na substrát jiné nahřívací technologie (například výše uvedené svářecí technologie).

U alternativního provedení tohoto vynálezu obsahuje předlisek slitinu, předem opatřenou texturou a to odstraněním částicové fáze, která formuje zahloubení tak, jak bylo popsáno výše. Tento předlisek je spojený se substrátem vrstvou pájecí slitiny. V tomto případě je předlisek vyroben ze slitiny mající vyšší hodnotu teploty tání nebo hodnotu teploty měknutí, než jak tomu je u pájecí slitiny a předlisek je zbaven volného podpůrného archu, majícího již požadovanou texturu.

Podle dalšího provedení tohoto vynálezu je substrát potažen vrstvou materiálu ve formě kaše. To znamená, že na rozdíl od provedení výše uvedených není pájecí arch (ve formě nezatvrdlé pájecí pásky nebo pájecího předlisku) • · · 9 9 9 9 >

9 9 9 ·· 4 9 9

9 9999 9 9 9 9 9 9 9

9 4 9 9 4- 9 9 použit. Místo tohoto je použita kaše, obsahující kapalné médium, pájecí slitinový prášek a prášek vytvářející zahloubení, který je přímo aplikován na povrch substrátu. Kaše se nechá vyschnout a poté se pokrytý substrát zahřeje tak, aby pájecí slitina mohla změknout a vytvořit film, který spojí prášek vytvářející zahloubení se substrátem. Kaše obvykle obsahuje pojidlo a kapalné médium funguje jako rozpouštědlo pojidla. Použití pojidla je nutné v případech, kde manipulace se součástí je nutná po vysušení kaše a před natavením, například při transportu potažené součásti do pece.

Kapalné médium může být voda, organická složka jako aceton, toluen nebo různé xyleny, nebo směs vody a organických složek. Prášek vytvářející zahloubení, prášek pájecí slitiny a pojidlo mohou být vyrobeny z výše uvedených materiálů. Například, pojidla zahrnují organické materiály založené na vodě (nebo jejich kombinace), jako je oxid polyethylenu a různé akryláty. Pojidla založená na rozpouštědlech bez obsahu vody jsou rovněž použitelná.

Kaše samotná obecně obsahuje prášek vytvářející zahloubení, prášek pájecí slitiny a pojidlo. Množství pájecí slitiny je zvoleno relativně k prášku vytvářejícímu zahloubení a to tak, aby množství bylo dostatečné ke spojení částic prášku vytvářejícího zahloubení se substrátem, například 1 -ř 40% hmotnostních pájecí slitiny a zbytek (asi 60 -e- 99% hmotnostních) prášku vytvářejícího zahloubení. Množství pojidla je obecně dáno tak, aby byla zajištěná dostatečná pevnost v nezatvrdlém stavu, nutná pro manipulaci a byl zároveň minimalizován objem vypáleného pojidla, například 1 -í- 20% hmotnostních kaše.

U výše uvedeného provedení vynálezu.. zahrnuj e struktura součásti po natavení zatuhlý film pájecí slitiny, který ·· · 00 ·0·0 00 ··

0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 · · · ··** • 0 ···· 00 0 · 00 0 0 0 • 0 0 0 0 · 0000 ·· 0 00 » 00 ·» vytváří část vnějšího povrchu součásti, a výčnělky, které jsou protažené nad povrch. Na obr.l a obr.2 součást 10 obsahuje substrát 12, fázi matrice 14 ve formě pájecího filmu a částice 16 spojené s fází 14 matrice tvořící výčnělky. Jak je vidět na obrázcích, částice 16 jsou obecně umístěny v jediné monolitické vrstvě, která má obecně nízké nebo žádné vzájemné navrstvení částic. Proto po natavení má upravená součást vnější povrch definovaný filmem pájecí slitiny, který má částicovou fázi zde připojenou. Film pájecí slitiny obecně vytváří kontinuální fázi matrice. Jak je zde použit, termín „kontinuální fáze matrice popisuje propojený film podél celé upravené oblasti povrchu substrátu, mezi částicemi nebo shluky částic. Alternativně film pájecí slitiny nemusí být kontinuální, ale místo tohoto' může být pouze přítomen lokálně, aby spojoval individuální částice se substrátem. V tomto případě je film pájecí slitiny přítomen ve formě lokalizovaných plátků, obklopujících nespojitá místa výskytu částic nebo shluky částic. V každém případě tenká část filmu se může rozprostírat tak, aby pokrývala zcela nebo částečně částice prášku vytvářejícího zahloubení.

Po natavení je částicová fáze odstraněna a zanechává za sebou strukturu viditelnou na mikrofotografii na obr.3 a nakreslenou na obr.4. Jak je vidět součástka má nyní strukturu podobnou „měsíčním kráterům, definovanou překrývajícím povlakem 23 majícím hřebeny 20, které formují propojenou síť a diskrétní zahloubení 21. Obvykle je překrývající povlak 23 vytvořen z jediné homogenní fáze, jako je tomu v případě zatuhnuté pájecí slitiny. Například na obr.l byly částice vyrobeny ze slitiny NiCrAlY, pájecí slitinové matrice založené na niklu (19% hmotnostních Cr,

10% hmotnostních Si, zbytek Ni). Částice byly ve velikosti 17

9 · 99 9999

9 9 · · 9

9 9 9 9 9 9

99999 9 9 9 9.

99 >· «

9 4 až +80 (mesh - velikost ok síta) a přilnuly k nezatvrdlé pájecí pásce, obsahující výše uvedenou pájecí slitinu. Páska byla připojena na substrát a natavena na daném místě na teplotu 2100°F. Částice byly odstraněny jejich vystavením vlivům lázně smíchané z vody, chlorovodíkové kyseliny (HC1) a kyseliny dusičné (HNO3) v poměru 1:1:1 a to po dobu 3 hodin při teplotě 70°C. Jak bylo popsáno výše, další leptací systémy částic mohou být použit rovněž, za předpokladu že částice nebudou nevhodně reagovat s materiálem fáze matrice během natavení a že částice budou odstraněny selektivně z matrice. V případech, kdy tenký film pájecí slitiny pokrývá částice> jé obecně žádoucí odstranit vrstvu tak, aby částice byly přímo vystaveny působení leptadla. Takovýto způsob odstranění může být proveden různými prostředky, včetně lehkého abrazivního otryskání a krátkého vystavení vlivům leptadla, což povede k odstranění filmu.

Zahloubení 21 mají konkávní obrys, a to díky odstranění obecně kulovitých částic. Očekává se, že tyto obrysy budou obzvláště účinné při zvyšování přenosu tepla upravené součásti. Konkávní obrys zvyšuje povrchovou plochu s minimálním přídavkem hmotnosti, což je důležité ke snížení délky vedení tepla, tedy délky cesty kterou se šíří fonony skrze překrývající povlak 23. Jak je zde výraz „konkávní použit, znamená ve spojení se zahloubeními podle tohoto provedení vynálezu, že v průřezu vedeném skrze spodní bod zahloubení je toto zahloubení spojeno dvěma přímkovými segmenty, které mají každý konkávní tvar, při pohledu z vnějšku zahloubení. Konkávnost zahloubení podle tohoto provedení vynálezu je popsána detailněji níže.

Jak je vidět na obr.4 a obr.5, každé zahloubení má spodní bod 24, který je v podstatě nejspodnějším bodem zahloubení. V případě sférických částic jsou zahloubení 21 'φ φ φ φ φ φ φ φ « • φ φφ φ φ* φφφφ φφφ · · φ φφφφ φφφ φ φ φφφφ φ φ · z vnějšku zahloubení k přímkovému segmentu.

obecně polokulovitá a spodní bod 24 je umístěn v geometrickém středu zahloubení. V tomto ohledu je průřez z obr.5 vedený skrze spodní bod 24, a protíná zahloubení 21. V tomto průřezu je definován první přímkový segment 25, vedený od první strany hřebenu 20 ke spodnímu bodu 24 a druhý přímkový segment 26, vedený od druhé strany hřebenu 20 ke spodnímu bodu 24 . Jak je nakresleno, každý z přímkových segmentů, první 25 i druhý 26, je konkávní při pohledu 21, podél směru normály vedené U tohoto konkrétního provedení vynálezu je celá část každého přímkového segmentu podél jeho délky konkávní, každý přímkový segment nemá žádné konvexní části.

Jak je nakresleno na obr.5, zahloubení 21 má průměr d. Průměr d obecně odpovídá velikosti částic fáze vytvářející zahloubení. Podle tohoto střední průměr d je v řádu 125 až 4000 mikropalců (0,003175 až 0,1016 mm), například 125 až 2050 mikropalců (0,003175 až 0,05207 mm). Dále, zahloubení 21 má poloměr zakřivení v řádu přibližně 75 až 2000 mikropalců (0,001905 až 0,0508 mm), například 75 až 1000 mikropalců (0,001905 až 0,0254 mm). Poloměr zakřivení ukázaný na obrázku je obecně konstantní po celém zahloubení díky jeho polokulovitému obrysu. Nicméně poloměr zakřivení nemusí být konstantní, jako tomu je v případě, kdy jsou k vytvořené zahloubení použity nekulovité částice. Obecně, nepolokulovitá zahloubení mají poloměr zakřivení v několika bodech podél zahloubení, který spadá do rámce výše uvedených hodnot.

Hřeben 20 ukázaný na obr.5 vytváří definovaný vrchol díky smáčení pájecí slitiny podlé vnějšího povrchu částice fáze, která vytváří zahloubení. Nicméně hřebeny nemusí být ostré, jak je to naznačeno na obr.6. Zaoblení hřebenu může

· »ti»ti titi • · · r . · titi » • · ·, , · ti ti · • titi ti vzniknout díky různým faktorům, včetně nízkého stupně smáčení fáze matrice ve fázi, která produkuje zahloubení během natavování, nebo díky erozi hřebenů vlivem leptadla během úpravy naleptáním. Rovněž je na obr.6 vidět případ, kde dvě částice fáze vytvářející zahloubení se nestýkají. Zde hřeben 20 definující okraj jednoho zahloubení, je oddělen od hřebenu 30 plošinou 28. Takováto plošina je obvykle přítomna po celém upraveném nebo texturovaném povrchu, a vytváří propojenou síť hřebenů.

Podle provedení tohoto vynálezu popsaného detailněji výše, je texturovaný povrch, mající viditelná zahloubení, vytvořen v překryvné vrstvě. Použitím překryvné vrstvy může být materiál této vrstvy, zvolen tak, aby vylepšoval jisté vlastnosti součástek. Například překryvná vrstva může mít požadovanou tepelnou vodivost, odolnost proti korozi, a nebo odolnost proti oxidaci.

U alternativního provedení tohoto vynálezu je součást turbínového motoru mající vylepšenou tepelnou vodivost vyrobena přímo během licí operace, místo použití způsobu se substrátem výše uvedeného, kde je fáze vytvářející zahloubení selektivně odstraněna z fáze matrice. U tohoto alternativního provedení vynálezu . je natavená litina vstříknuta do formy, která má vnitřní povrch, který je opatřen texturou výčnělky. Podle tohoto základní materiál součásti vytváří texturu místo překryvného povlaku. Vhodné natavitelné slitiny zahrnují ty, jenž byly uvedeny výše, jako jsou například superslitiny založené na kobaltu a niklu.

Výčnělky obvykle mají shodné vlastnosti jako částicová fáze výše popsaná, s ohledem na předchozí provedení vynálezu. U jednoho provedení jsou výčnělky obecně kulovité, mající průměrný poměr stran ne více než 2,0, lépe ne více •0 00 0 0 0 a

0« <

0 0 0 <

než 1,5 a ještě lépe ne více než asi 1,2. Výčnělky mají průměrnou výšku v řádu 125 až 4000 mikropalců (0,003175 až 0,1016 mm), například 125 až 2050 mikropalců (0,003175 až 0,05207 mm). Forma může být vyrobena jednou z technologií použitých v této oblasti průmyslu, například tou, která je známa jako „proces ztraceného vosku. Obvykle je forma vyrobena z keramického materiálu, aby dokázala odolat vysokým teplotám obyčejně spojeným s litím natavené slitiny. Obvyklé keramické materiály zahrnují oxid hlinitý, křeménku a jejich kombinaci.

Formy pro lití mají obvykle vnější plášť a vnitřní jádro. V případech, kdy je texturovaný povrch na vnitřním povrchu součásti, jako například na vnitřním povrchu definujícím vnitřní dutinu, je vnější povrch vnitřního jádra texturován výčnělky jak bylo popsáno výše. Obvyklý příklad takovéto součásti je lopatka turbíny, kterou prochází tok chladicího média.

Po odlití je slitině umožněno vychladnout a zatuhnout. Forma je oddělena od součásti. Obvykle je část formy, například vnitřní jádro, zničeno, aby bylo možné oddělit formu od odlitku. Odlitek má texturovaný povrch, který napodobuje nebo doplňuje povrch formy, obsahující výčnělky. To znamená, že odlitek má množství zahloubení, které odpovídající výčnělkům ve formě. Geometrické charakteristiky texturovaného povrchu, včetně obrysu, velikosti a tvaru zahloubení a hřebenů jsou takové, jak bylo uvedeno výše pro provedení vynálezu používající metody subtraktivní.

Podle výše uvedených provedení vynálezu je průměrná hloubka zahloubení, při měření od hřebenu ke spodnímu bodu zahloubení, v řádu přibližně 75 až 2000 mikropalců (0,001905 až 0,0508 mm), například 75 až 1000 mikropalců (0,001905 až 0,0254 mm). Navíc, podle uvedených provedení tohoto vynálezu • · • · · • ···« β • »

je hustota zahloubení obecně alespoň 25 zahloubení na cm², obvykle ne méně než 100 zahloubení na cm², a lépe ne méně než 500 zahloubení na cm². U jednoho provedení vynálezu je hustota zahloubení 110 zahloubení na cm², u jiného 3100 zahloubení na cm²

Texturování součásti turbínového motoru podlé provedení tohoto vynálezu je účinné při zvyšování plochy substrátu. Například vylepšení plochy A/Ao, kde A je povrch plochy upravené oblasti součásti a A_o je povrch shodný s oblastí součásti bez provedené úpravy (obecně hladký povrch), je obvykle alespoň 1,05, typicky alespoň 1,20. Vylepšení plochy A/A_o je žádoucí na hodnotě alespoň 1,50. A/Ao je obvykle méně než 4,0, lépe méně než 2,5.

U většiny provedení je použit texturovaný povrch obsahující hřebeny a zahloubení s účelem vylepšení charakteristik přenosu tepla pro podkladový materiál. Vylepšené charakteristiky přenosu tepla na druhou stranu vedou k požadovanému snížení teploty v dané oblasti součásti, což dále vede k požadovanému snížení tepelného namáhání. Navíc, upravením velikosti a rozmístění zahloubení může být rovněž nastaveno vylepšení přenosu tepla, což dále vede ke snížení tepelných a napěťových gradientů součásti.

Podle provedení tohoto vynálezu snížením profilu texturovaného povrchu u konvenčních litých vířičů je snížen tlakový spád chladícího média protékajícího po chlazeném povrchu a je vylepšena chladící účinnost na lopatce. Například u jednoho provedení vynálezu není hloubka zahloubení větší než 600 mikropalců (0,01524 mm), lépe pak méně než asi 375 mikropalců (0,009525 mm), což vylepšuje účinnost chlazení lopatky.

Texturování může být použito u široké škály součástí turbínových motorů. Například další součásti vyrobené ze ·· e··· «« 4 ·· «··· »· ··

9 4 4 9 4 9 9 4 4

4 9 4 9 9 , 9 »···

4 4444 9 4 4 ·' 9 4 4 4 .4

9 · *' · 4 4 4 4 4

9 94 9 94 superslitiny, včetně vložek spalovací komory, kopule spalovací komory, lopatky turbíny, trysky nebo aerodynamického profilu. Součásti, které nejsou vyrobené ze superslitiny, a používají se u nízkoteplotních aplikací, mohou být upraveny rovněž. Například součásti řídících ploch vůle oběžného věnce, včetně přírub, skříní a kroužků - tyto všechny mohou být výhodně upravovány. U tohoto provedení vynálezu, umožňuje použití texturování přesnější řízení průběhu cesty průtoku, což vede ke snížení vůle mezi vrcholem lopatky a povrchem skříně oběžného věnce a ke zvýšení účinnosti. S ohledem na nižší teplotní požadavky u materiálů těchto součástí, v případě překryvného povlaku, mohou být pájecí slitiny nahrazeny jiným pojidlem, například vysokoteplotním epoxidem nebo pájkou.

Jak již bylo popsáno výše, chlazení je obecně prováděno nárazovým způsobem, to jest, chladící médium je směrováno kolmo na součást pracující v prostředí s vysokou teplotou. Mělo by být jasné, že zatímco nárazové chlazení představuje přednostní způsob chlazení, může být chladící médium nasměrováno pod různými úhly, s ohledem na texturovaný povrch. Navíc, zatímco chladícím médiem je obvykle vzduch, mělo by toto médium rovněž obsahovat kapalinu, například vodu.

Jak již bylo popsáno výše, texturovaný povrch je „vlitý nebo je ve formě překryvného povlaku, vylepšujícího přenos tepla. Ke zvýšení přenosu tepla dochází z důvodu zvětšení povrchové plochy upravené součásti. Texturovaný povrch může rovněž zvyšovat přenos tepla obtokových charakteristik chladícího média, přechodem z laminárního proudění do turbulentního proudění podél povrchu.

Podle provedení tohoto vynálezu je zde popsán způsob, modifikací například

který umožňuje takové texturování povrchu, který není snadno dostupný, jenž by zajišťovalo vylepšené vedení tepla. Dále, provedení tohoto vynálezu umožňuje vytváření systému zahloubení a hřebenů, a to různých velikostí, tvarů a vzorů, pokud je to požadováno. Protože texturovaný povrch na součásti turbínového motoru má zvětšenou plochu povrchu a minimální hmotu materiálu, přenos tepla je dále vylepšen snížením délky cesty fononů skrze součást.

S výše uvedeným popisem jednotlivých provedení tohoto vynálezu se mohou další provedení téhož stát zjevnými zvláště těm, kteří mají v tomto oboru zkušenosti, a to aniž by došlo k odchýlení se od podstaty tohoto vynálezu. Podle toho je zřejmé, že rozsah pole působnosti tohoto vynálezu je omezován pouze připojenými patentovými nároky.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Součást turbínového motoru, vyznačuj ící se tím, že obsahuje množství zahloubení (21), každé toto zahloubení (21) má konkávní obrys.
2. Součást turbínového motoru podle nároku 1., vyznačující se tím, že každé zahloubení (21) je polokulovité.
3. Součást turbínového motoru podle nároku 2., vyznačující se tím, že každé zahloubení (21) má střední průměr (d) v rozsahu od asi 125 mikropalců až do 4000 mikropalců (0,003175 až 0,1016 mm).
4. Součást turbínového motoru podle nároku 3.., vyznačující se tím, že každé zahloubení (21) má střední průměr (d) v rozsahu od asi 125 mikropalců až do 2050 mikropalců (0,003175 až 0,05207 mm).
5. Součást turbínového motoru podle nároku 1., vyznačující se tím, že každé zahloubení (21) má poloměr zakřivení v rozsahu od asi 75 mikropalců až> do 2000 mikropalců (0,001905 až 0,0508 mm).
6. Součást turbínového motoru podle nároku 5., vyznačující se tím, -že poloměr zakřivení je v rozsahu od asi 75 mikropalců až do 1000 mikropalců (0,001905 až 0,0254 mm).

7. Součást turbínového motoru podle nároku 1., vyznačující se tím, že každé zahloubení (21) má vrcholový hřeben (20) a spodní bod (24), každé zahloubení (21) má první přímkový segment (25) vedený z první strany hřebenu (20) ke spodnímu bodu (24) a druhý přímkový segment (26) vedený od druhé strany hřebenu (20) ke spodnímu bodu (24) v rovině, vedené skrze tento spodní bod (24), jak první přímkový segment (25), tak i druhý přímkový

segment (26) jsou konkávní. 8. Součást turbínového motoru podle nároku 7., vyznačuj íc í se tím , ž e uvedená rovina půlí zahloubení (21). 9. Součást turbínového motoru podle nároku 7-, vyznačuj íc í se tím , ž e celý první přímkový segment (25) je konkávní a celý druhý přímkový segment (26) je konkávní. 10. Součást turbínového motoru podle nároku i., vyznačuj íc í se t í m , že se skládá ze

substrátu (12) tvořeného základovým materiálem a překryvným povlakem (23), množství zahloubení (21) je vytvořeno v tomto překryvném povlaku (23) ..

11. Součást turbínového motoru podle nároku 10., vyznačující se tím, že překryvný povlak (23) obsahuje pájecí slitinu.

12. Součást turbínového motoru podle nároku 11., vyznačující se tím, že pájecí slitina je vyrobena z jediné homogenní fáze.

13. Součást turbínového motoru podle nároku 12.,. vyznačující se tím, že pájecí slitina se skládá alespoň z jednoho materiálu ze skupiny kobaltu, niklu a železa a jejich směsí.

14. Součást turbínového motoru podle nároku 13., vyznačující se tím, že pájecí slitina obsahuje slitinu založenou na niklu a nebo kobaltu.

15. Součást turbínového motoru podle nároku 14., vyznačuj ící se tím, že pájecí slitina je založena na niklu a obsahuje alespoň 40% hmotnostních niklu.

16. Součást turbínového motoru podle nároku 10., vyznačující se tím, že základový materiál obsahuje superslitinu.

17. Součást turbínového motoru podle nároku 16., vyznačující se tím, že superslitina je slitinou založenou na niklu a obsahuje alespoň jednu složku ze skupiny zahrnující kobalt, hliník, křemík, chrom, wolfram, molybden, titan a železo.

18. Součást turbínového motoru podle nároku 1., vyznačující se tím, že se skládá ze substrátu tvořeného základovým materiálem a zahloubení (21) jsou vytvořena v tomto základovém materiálu.

19. Součást turbínového motoru podle nároku 18., vyznačující se tím, že základový materiál obsahuje superslitinu.

20. Součást turbínového motoru podle nároku 19., vyznačující se tím, že superslitina je tvořena slitinou založenou na niklu a nebo kobaltu.

21. Součást turbínového motoru podle nároku 20., vyznačující se tím, že superslitina je slitinou založenou na niklu a obsahuje alespoň jednu složku ze skupiny zahrnující kobalt, hliník, křemík, chrom, wolfram, molybden, titan a železo.

22. Součást turbínového motoru podle nároku 1., vyznačující se t í m , že tato součást pochází ze skupiny, zahrnující vložku spalovací komory, kopuli spalovací komory, lopatku nebo list turbíny, trysku nebo aerodynamický profil, kryt a součásti řízení vůle oběžného věnce.

23. Způsob výroby součásti turbínového motoru, skládající se z kroků zajištění substrátu, z aplikace vrstvy na substrát, tato vrstva obsahuje fázi matrice a částicovou diskrétní fázi, a z kroku odstranění částicové diskrétní fáze, ponechávající množství zahloubení ve fázi matrice.

24. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 23., vyznačující se tím, že se dále skládá z kroku nahřátí substrátu za účelem natavení částicové diskrétní fáze na substrát, ještě před krokem odstraňování.

25. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 23., vyzná č u j ící se t í m , ž e částicová diskrétní fáze je odstraněna leptáním. 26. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku substrát 23., vyznačující je tvořen superslitinou. se t í m , ž e 27 . Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 23. , vyzná č u j ící se t í m , ž e

superslitina je slitinou založenou na niklu a obsahuje alespoň jednu složku ze skupiny zahrnující kobalt, hliník, křemík, chrom, wolfram, molybden, titan a železo.

28. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 23., vyznačující se tím, že tato součást turbínového motoru pochází ze skupiny, zahrnující vložku spalovací komory, kopuli spalovací komory, lopatkunebo list turbíny, trysku nebo aerodynamický profil, kryt a součásti řízení vůle oběžného věnce.

29 Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 23., vy znač u j í c í se tím , ž e fáze matrice obsahuj e pájecí slitinu. 30 Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 23. , vy: z n a č r i j í c í se tím, ž e pájecí slitina obsahuje slitinu založenou na niklu a nebo kobaltu. 31 Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 23., v y z n a č u j ící se t í m , ž e částicová diskrétní fáze obsahuje částice, které jsou obecně kulovité. 32 Způsob výroby součásti turbínového motoru podle

4 ·

4 4 nároku 31., vyznačující se tím, že částice mají průměrný poměr stran méně než 2,0.

33. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 31., vyznačující se tím, že částice mají průměrný poměr stran méně než 1,5.

34. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 31., vyznačující se tím, že částice mají průměrný poměr stran méně než 1,2.

35. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 31., vyznačující se tím, že částice mají průměrnou velikost v rozsahu od asi 125 mikropalců až do 4000 mikropalců (0,003175 až 0,1016 mm).

36. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 35., vyznačující se tím, že částice mají průměrnou velikost v rozsahu od asi 125 mikropalců až do 2050 mikropalců (0,003175 až 0,05207 mm).

37. Způsob výroby součásti turbínového motoru skládající se z kroků zajištění formy mající množství výčnělků po části svého povrchu, výčnělky tvoří texturovaný povrch, z kroku vstřikování natavené slitiny do formy, z kroku ochlazování slitiny za účelem vytvoření součást turbínového motoru, z kroku odstranění formy, po němž má součást turbínového motoru texturovaný povrch, odpovídá doplňkově texturovanému povrchu formy.

38. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 37., vyznačující se výčnělky jsou obecně kulovité.

39. Způsob výroby součásti turbínovéh< nároku 38., vyznačující se výčnělky mají průměrný poměr stran méně než 1,5.

40. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 39., vyznačující se

>vrch, který motoru podle í m , ž e motoru podle í m , ž e motoru podle í m , ž e

9 9 4 • · ♦ ?'9'9’, '.·· · 9· 9999 99 :, , A'i ’ ·’,>· φ·:.»' 9 · ♦- 9 9 - . . 9 · -9 9 9 9 9 9 9· ·· ~ '' 9 ······· 9 · · · 9 · 9 , 9' ’ 9 9 9 9 9 9 9 9 · 9 '£) .99 9 99 9 _r 99 ... 9 9 výčnělky mají průměrný poměr stran méně než 1,2.

41. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 37., vyznačující se tím, že výčnělky mají průměrnou velikost v rozsahu od asi 125 mikropalců až do 4000 mikropalců (0,003175 až 0,1016 mm).

42. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 37., vyznačující se tím, že texturovaný povrch má množství zahloubení, která odpovídají doplňkově výčnělkům formy.

43. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 37., vyznaču jící se tím, ž e slitina obsahuje superslitinu. 44. Způsob výroby Součásti turbínového motoru podle nároku 43., vyzná č u j í c í se t í m , ž e

superslitina je slitinou, založenou na niklu a nebo na

kobaltu. 45. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 37., vyznaču jící se tím, ž e forma obsahuje keramický materiál. 46. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 45., vyznaču jící se tím, ž e forma

obsahuje křeménku, oxid hlinitý nebo jejich kombinace.

47. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 37., vyznačující se tím, ž e forma obsahuje vnitřní jádro a vnější plášť. 48. Způsob výroby součásti turbínového motoru podle nároku 47., vyznačující se t í m , ž e

výčnělky jsou vytvořeny na vnějším povrchu vnitřního jádra.

49. Aerodynamický profil turbínové lopatky, skládající se ze substrátu, mající vnitřní dutinu definovanou vnitřním povrchem, tento vnitřní povrch má množství zahloubení, každé toto zahloubení má konkávní obrys a střední průměr v rozsahu • · · ·· · · -··'_·· • φ · * '· 9 „· ' · · » • · · · · · · · · · · • · ···« · · · · · · · · · • · » · · · · · » · • Φ · 9 9 9 9-9 9 9 od asi 125 mikropalců až do 2050 mikropalců (0,003175 až 0,05207 mm).

50. Způsob výroby součásti turbínového motoru, skládající se z kroků zajištění substrátu obsahujícího slitinu založenou na niklu nebo kobaltu, z kroku aplikace vrstvy na substrát, tato vrstva obsahuje fázi matrice a částicovou diskrétní fázi, obsahující částice s poměrem stran ne vyšším než 1,5, z kroku nahřátí substrátu za účelem natavení částicové diskrétní fáze na substrát, a z kroku odstranění částicové diskrétní fáze, ponechávající množství zahloubení ve fázi matrice.

51. Způsob výroby aerodynamického profilu, skládající se z kroků zajištění formy obsahující vnitřní jádro a vnější plášť, vnitřní jádro má množství výčnělků po části svého vnějšího povrchu, výčnělky mají průměrnou výšku v rozsahu od asi 125 mikropalců až do 4000 mikropalců (0,003175 až 0,1016 mm) , z kroku vstřikování natavené slitiny do formy, z kroku ochlazování slitiny za účelem vytvoření aerodynamického profilu, a z kroku odstranění formy, vedoucího k aerodynamickému profilu majícímu vnitřní povrch s texturováním, které doplňuje vnější povrch vnitřního jádra.