JP2014088875A - マイクロ冷却パターン形成被膜層を持つコンポーネント及び製造方法 - Google Patents
マイクロ冷却パターン形成被膜層を持つコンポーネント及び製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】外側表面及び少なくとも1つの内部空間を持つ基体を用意する工程と、前記基体の少なくとも一部分の上に被膜を選択的に堆積して、その中に形成された1つ以上の溝を持つ被膜を形成する工程と、それぞれの溝の頂部の付近において前記選択的に堆積された被膜を塑性変形するように該被膜の表面の少なくとも一部分を処理する工程を含む。前記選択的に堆積された被膜の表面の少なくとも一部分を覆うように追加の被膜が設けられる。コンポーネントは、基体と、前記基体の少なくとも一部分の上に配置され且つその中に1つ以上の溝を画成する選択的に堆積された被膜と、該選択的に堆積された被膜を覆うように配置された追加の被膜とを含む。基体、選択的に堆積された被膜及び追加の被膜は、コンポーネントを冷却するための1つ以上のチャンネルを画成する。
【選択図】図1
Description
[実施態様1]
外側表面及び少なくとも1つの内部空間を持つ基体を用意する工程と、
前記基体の少なくとも一部分の上に被膜を選択的に堆積して、各々が前記被膜に沿って少なくとも部分的に延在する1つ以上の溝を前記被膜中に画成する工程と、
少なくともそれぞれの溝の頂部の付近において前記被膜を塑性変形するように前記被膜の表面の少なくとも一部分を処理して、前記溝の頂部の空隙を小さくする工程と、
前記被膜の前記表面の少なくとも一部分を覆うように1つ以上の追加の被膜を設ける工程であって、前記基体、前記被膜及び前記追加の被膜が、所与のコンポーネントを冷却するための1つ以上のチャンネルを画成するようにした工程と、
を有する製造方法。
[実施態様2]
前記基体の少なくとも一部分の上に被膜を選択的に堆積する前記工程は、その中に所与のパターンが画成され且つ前記基体と被膜の供給源との間に配置されたスクリーン又はマスクを使用して、被膜を選択的に堆積する工程を含んでいる、実施態様1記載の製造方法。
[実施態様3]
更に、前記選択的に堆積された被膜及び前記基体の一部分の内の1つ以上を機械加工して前記1つ以上の溝を更に画成する工程を有している実施態様1記載の製造方法。
[実施態様4]
機械加工する前記工程は、研磨液体噴射、プランジ電解加工(ECM)、回転電極を用いた放電加工(EDM)(すなわち、フライスEDM)、及びレーザ加工の内の1つ以上を使用することを含んでいる、実施態様3記載の製造方法。
[実施態様5]
前記選択的に堆積された被膜の表面を処理する前記工程は、前記表面のショット・ピーニング、前記表面の水噴射ピーニング、前記表面のフラッパ・ピーニング、前記表面の重力ピーニング、前記表面の超音波ピーニング、前記表面のバーニシング、前記表面の低塑性バーニシング及び前記表面のレーザ衝撃ピーニングの内の1つ以上を遂行して、少なくとも前記溝の付近において前記被膜を塑性変形する工程を有している、実施態様1記載の製造方法。
[実施態様6]
前記処理する前記工程は、前記選択的に堆積された被膜の前記表面に複数の凹凸を生じさせる、実施態様5記載の製造方法。
[実施態様7]
前記選択的に堆積された被膜の表面を処理する前記工程は、記表面のショット・ピーニングを行う工程を有している、実施態様5記載の製造方法。
[実施態様8]
前記表面のショット・ピーニングでは、前記1つ以上の溝の頂部の空隙よりも大きい直径を持つピーニング粒子を含んでいる、実施態様7記載の製造方法。
[実施態様9]
前記溝の頂部の空隙は、前記被膜の表面の処理の前では約0.2〜1.0mmであり、また前記溝の頂部の空隙は、前記被膜の表面が処理された後では約0〜0.4mmである、実施態様1記載の製造方法。
[実施態様10]
前記追加の被膜は、外側構造用被膜層、結合被膜及び断熱被膜の内の1つ以上を有している、実施態様1記載の製造方法。
[実施態様11]
前記追加の被膜は外側構造用被膜層を有している、実施態様1記載の製造方法。
[実施態様12]
外側表面及び少なくとも1つの内部空間を持つ基体を用意する工程と、
前記基体の少なくとも一部分の上に被膜を選択的に堆積して、各々が前記被膜に沿って少なくとも部分的に延在する1つ以上の溝を前記被膜中に画成する工程と、
前記選択的に堆積された被膜及び前記基体の一部分の内の1つ以上を機械加工して、前記1つ以上の溝を更に画成する工程と、
少なくともそれぞれの溝の頂部の付近において前記被膜を塑性変形し且つ前記溝の付近において構造用被膜の表面をファセッティングするように前記被膜の表面の少なくとも一部分を処理して、前記溝の頂部の空隙を小さくする工程と、
前記被膜の前記表面の少なくとも一部分を覆うように1つ以上の追加の被膜を設ける工程であって、前記基体、前記被膜及び前記追加の被膜が、所与のコンポーネントを冷却するための1つ以上のチャンネルを画成するようにした工程と、
を有する製造方法。
[実施態様13]
前記基体の少なくとも一部分の上に被膜を選択的に堆積する前記工程は、その中に所与のパターンが画成され且つ前記基体と被膜の供給源との間に配置されたスクリーン又はマスクを使用して、被膜を選択的に堆積する工程を含んでいる、実施態様12記載の製造方法。
[実施態様14]
前記選択的に堆積された被膜の表面を処理する前記工程は、前記表面のショット・ピーニング、前記表面の水噴射ピーニング、前記表面のフラッパ・ピーニング、前記表面の重力ピーニング、前記表面の超音波ピーニング、前記表面のバーニシング、前記表面の低塑性バーニシング及び前記表面のレーザ衝撃ピーニングの内の1つ以上を遂行して、少なくともそれぞれの溝の頂部の付近において前記被膜を変形し且つ前記溝の少なくとも1つの縁に隣接した構造用被膜の表面をファセッティングする工程を有している、実施態様12記載の製造方法。
[実施態様15]
前記選択的に堆積された被膜の表面を処理する前記工程は、前記表面のショット・ピーニングを遂行する工程を有し、該ショット・ピーニングは前記構造用被膜の表面に複数の凹凸を生じさせる、実施態様14記載の製造方法。
[実施態様16]
前記表面のショット・ピーニングでは、前記1つ以上の溝の各々の頂部の空隙よりも大きい直径を持つピーニング粒子を含んでいる、実施態様15記載の製造方法。
[実施態様17]
前記追加の被膜は、外側構造用被膜層、結合被膜及び断熱被膜の内の1つ以上を有している、実施態様12記載の製造方法。
[実施態様18]
外側表面及び内側表面を持つ基体であって、該内側表面が少なくとも1つの内部空間を画成している当該基体と、
前記基体の少なくとも一部分の上に選択的に堆積された被膜であって、当該選択的に堆積された被膜はその中に1つ以上の溝を画成していて、その各々の溝は当該選択的に堆積された被膜の外側表面に沿って少なくとも部分的に延在し、また当該選択的に堆積された被膜の表面がそれぞれの溝の付近においてファセッティングされ、またそれぞれの溝の底部及び前記基体を貫通して、前記溝をそれぞれの供給内部空間と流体連通関係に接続する1つ以上の供給孔が形成されている、当該選択的に堆積された被膜と、
前記選択的に堆積された被膜の少なくとも一部分を覆うように配置された追加の被膜であって、前記基体、前記選択的に堆積された被膜及び前記追加の被膜が、コンポーネントを冷却するための1つ以上のチャンネルを画成するようにした、当該追加の被膜と、
を有するコンポーネント。
[実施態様19]
前記それぞれの溝の付近において前記選択的に堆積された被膜の表面に複数の凹凸が形成されている、実施態様18記載のコンポーネント。
[実施態様20]
前記追加の被膜は、外側被膜層、結合被膜及び断熱被膜の内の1つ以上を有している、実施態様18記載のコンポーネント。
12 圧縮機
14 燃焼器
16 タービン
18 シャフト
20 燃料ノズル
30 高温ガス・コンポーネント
32 基体
34 外側表面
36 内側表面
38 内部空間
40 表面冷却チャンネル
41 研磨液体噴射
42 被膜
43 冷却供給孔
44 中間スクリーン
45 マスク
46 被膜雲
47 選択的堆積手段
48 溝
50 被膜42の表面
52 空隙
54 追加の被膜
56 表面の凹凸
58 冷却孔
59 一部分の冷却孔
60 方法
62 基体を用意し、該基体の外側表面上に被膜を選択的に堆積して、該被膜の中に1つ以上の溝を画成する
64 随意選択により前記被膜を機械加工して、前記1つ以上の溝を更に画成する
66 前記基体に1つ以上の冷却孔を機械加工する
68 ピーニングによって前記被膜の上側部分を処理して、前記被膜を変形する
70 前記処理後の被膜の外側表面上に追加の被膜を堆積して、冷却チャンネルを画成する
72 前記追加の被膜に1つ以上の冷却孔を機械加工する
Claims (10)
- 外側表面及び少なくとも1つの内部空間を持つ基体を用意する工程と、
前記基体の少なくとも一部分の上に被膜を選択的に堆積して、各々が前記被膜に沿って少なくとも部分的に延在する1つ以上の溝を前記被膜中に画成する工程と、
少なくともそれぞれの溝の頂部の付近において前記被膜を塑性変形するように前記被膜の表面の少なくとも一部分を処理して、前記溝の頂部の空隙を小さくする工程と、
前記被膜の前記表面の少なくとも一部分を覆うように1つ以上の追加の被膜を設ける工程であって、前記基体、前記被膜及び前記追加の被膜が、所与のコンポーネントを冷却するための1つ以上のチャンネルを画成するようにした工程と、
を有する製造方法。 - 前記基体の少なくとも一部分の上に被膜を選択的に堆積する前記工程は、その中に所与のパターンが画成され且つ前記基体と被膜の供給源との間に配置されたスクリーン又はマスクを使用して、被膜を選択的に堆積する工程を含んでいる、請求項1に記載の製造方法。
- 更に、前記選択的に堆積された被膜及び前記基体の一部分の内の1つ以上を機械加工して前記1つ以上の溝を更に画成する工程を有している請求項1に記載の製造方法。
- 前記選択的に堆積された被膜の表面を処理する前記工程は、前記表面のショット・ピーニング、前記表面の水噴射ピーニング、前記表面のフラッパ・ピーニング、前記表面の重力ピーニング、前記表面の超音波ピーニング、前記表面のバーニシング、前記表面の低塑性バーニシング及び前記表面のレーザ衝撃ピーニングの内の1つ以上を遂行して、少なくとも前記溝の付近において前記被膜を塑性変形する工程を有している、請求項1に記載の製造方法。
- 前記処理する前記工程は、前記選択的に堆積された被膜の前記表面に複数の凹凸を生じさせる、請求項4に記載の製造方法。
- 前記選択的に堆積された被膜の表面を処理する前記工程は、記表面のショット・ピーニングを行う工程を有している、請求項4に記載の製造方法。
- 前記表面のショット・ピーニングでは、前記1つ以上の溝の頂部の空隙よりも大きい直径を持つピーニング粒子を含んでいる、請求項6に記載の製造方法。
- 外側表面及び内側表面を持つ基体であって、該内側表面が少なくとも1つの内部空間を画成している当該基体と、
前記基体の少なくとも一部分の上に選択的に堆積された被膜であって、当該選択的に堆積された被膜はその中に1つ以上の溝を画成していて、その各々の溝は当該選択的に堆積された被膜の外側表面に沿って少なくとも部分的に延在し、また当該選択的に堆積された被膜の表面がそれぞれの溝の付近においてファセッティングされ、またそれぞれの溝の底部及び前記基体を貫通して、前記溝をそれぞれの供給内部空間と流体連通関係に接続する1つ以上の供給孔が形成されている、当該選択的に堆積された被膜と、
前記選択的に堆積された被膜の少なくとも一部分を覆うように配置された追加の被膜であって、前記基体、前記選択的に堆積された被膜及び前記追加の被膜が、コンポーネントを冷却するための1つ以上のチャンネルを画成するようにした、当該追加の被膜と、
を有するコンポーネント。 - 前記それぞれの溝の付近において前記選択的に堆積された被膜の表面に複数の凹凸が形成されている、請求項8に記載のコンポーネント。
- 前記追加の被膜は、外側被膜層、結合被膜及び断熱被膜の内の1つ以上を有している、請求項8に記載のコンポーネント。
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