JP2014088872A

Components with cooling channels and manufacturing methods

Abstract

Problem to be solved.To provide a manufacturing method for forming a cooling channel having a small opening.

Solution.The step includes forming one or more grooves 130 in a component including a base material 110 having an outer surface 112. The substrate 110 has at least an internal space 114, and each groove 130 extends at least partially along the substrate 110 and has a base 110 and an upper end. The step of applying the structural coating 54 to at least a portion of the substrate 110, and the plastic deformation of the structural coating 54 in the vicinity of at least the upper end of each groove 132, thereby the gap 144 across the upper end 146 of the groove 132. Further includes the step of treating at least a portion of the surface of the structural coating 54 to reduce the size. Components are also disclosed, the components include a structural coating 54 placed on at least a portion of the substrate 110, the surface of which the structural coating 54 is cut in the vicinity of each groove 130. [Selection diagram] Fig. 13

JP2014088872A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 14

Term

Projected expiry 23 August 2033.

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26 claims: 3 independent, 23 dependent

  1. 1
    外側表面を備えた基材を含む構成部品に1つまたは複数の溝を形成する工程であって、前記基材が少なくとも1つの内部空間を有し、各々の溝が前記基材に少なくとも部分的に沿って延び、かつ基部(134)および上端部を有する工程と、 前記基材の少なくとも一部分上に構造的コーティングを施す工程と、 それぞれの溝の少なくとも前記上端部の近傍で前記構造的コーティングを可塑的に変形させ、それによって前記溝の前記上端部を横切る隙間を小さくするように前記構造的コーティングの表面の少なくとも一部分を処理する工程とを含む製造方法。
  2. 2
    前記(1つまたは複数の)溝を形成する前に前記基材を鋳造する工程をさらに含み、各々の溝が研磨性液体ジェット、プランジ電解加工(ECM)、放電加工(EDM)、回転電極を備えた放電加工(ミリングEDM)、およびレーザ加工のうちの1つまたは複数を使用して形成される、請求項1記載の製造方法。
  3. 3
    前記構造的コーティングの前記表面を処理する工程が、少なくとも前記溝の近傍で前記構造的コーティングを可塑的に変形させるために、前記表面のショットピーニング、前記表面のウォータージェットピーニング、前記表面のフラップピーニング、前記表面の重力式ピーニング、前記表面の超音波式ピーニング、前記表面のバニシ仕上げ、前記表面の低塑性バニシ仕上げ、および前記表面のレーザショックピーニングのうちの1つまたは複数を実行する工程を含む、請求項1記載の製造方法。
  4. 4
    前記構造的コーティングの前記表面を処理する工程が、前記表面のショットピーニングを含む、請求項3記載の製造方法。
  5. 5
    前記処理する工程が、前記構造的コーティングの前記表面に複数の表面不規則性を導入する、請求項3記載の製造方法。
  6. 6
    前記溝の前記上端部を横切る前記隙間が、前記構造的コーティングの前記表面の処理の前では約0.2~0.8mmの範囲内にあり、前記構造的コーティングの前記表面が処理された後では前記溝の前記上端部を横切る前記隙間が約0~0.4mmの範囲内にある、請求項1記載の製造方法。
  7. 7
    前記構造的コーティングの前記表面の少なくとも一部分上に追加的コーティングを配置する工程をさらに含み、前記(1つまたは複数の)溝、前記構造的コーティングおよび前記追加的コーティングが前記構成部品を冷却するための1つまたは複数のチャネルを画定する、請求項1記載の製造方法。
  8. 8
    前記追加的コーティングが外側の構造的コーティング層を含む、請求項7記載の製造方法。
  9. 9
    それぞれの溝の少なくとも前記上端部の近傍で前記追加的コーティングを可塑的に変形させるために前記追加的コーティングの表面の少なくとも一部分を処理する工程をさらに含む、請求項7記載の製造方法。
  10. 10
    前記追加的コーティングが外側の構造的コーティング層、接着コーティングおよび熱障壁コーティングのうちの1つまたは複数を含む、請求項7記載の製造方法。
  11. 11
    前記基材の前記外側表面の少なくとも一部分を処理し、それによって前記基材の前記それぞれの部分を可塑的に変形させる工程であって、前記基材上に前記構造的コーティングを施す前にこの追加の処理の工程が実行される工程をさらに含む、請求項1記載の製造方法。
  12. 12
    前記構造的コーティングの前記表面を処理する工程がまた、前記溝の近傍で前記構造的コーティングにカット面を付ける、請求項1記載の製造方法。
  13. 13
    前記それぞれの1つまたは複数の溝の各々が前記それぞれの上端部で狭まり、それによって各々の溝がリエントラント形状の溝を有する、請求項1記載の製造方法。
  14. 14
    外側表面を備えた基材を含む構成部品に1つまたは複数の溝を形成する工程であって、前記基材が少なくとも1つの内部空間を有し、各々の溝が前記基材に少なくとも部分的に沿って延び、かつ基部および上端部を有する工程と、 前記基材上に構造的コーティングを施す工程と、 前記溝の近傍で前記構造的コーティングの表面にカット面を付けるように前記構造的コーティングの前記表面を処理する工程とを含む製造方法。
  15. 15
    前記それぞれの1つまたは複数の溝の各々が前記それぞれの上端部で狭まり、それによって各々の溝がリエントラント形状の溝を有する、請求項14記載の製造方法。
  16. 16
    前記構造的コーティングの前記表面を処理する工程が、少なくとも前記溝の一方の縁に隣接する前記構造的コーティングの前記表面にカット面を付けるように、前記表面のショットピーニング、前記表面のウォータージェットピーニング、前記表面のフラップピーニング、前記表面の重力式ピーニング、前記表面の超音波式ピーニング、前記表面のバニシ仕上げ、前記表面の低塑性バニシ仕上げ、および前記表面のレーザショックピーニングのうちの1つまたは複数を実行する工程を含む、請求項14記載の製造方法。
  17. 17
    前記構造的コーティングの前記表面を処理する工程が、前記表面のショットピーニングを含み、前記ショットピーニングが前記構造的コーティングの前記表面に複数の表面不規則性を導入する、請求項16記載の製造方法。
  18. 18
    前記構造的コーティングの前記表面の少なくとも一部分上に追加的コーティングを配置する工程であって、前記(1つまたは複数の)溝、前記構造的コーティングおよび前記追加的コーティングが前記構成部品を冷却するための1つまたは複数のチャネルを画定する工程をさらに含む、請求項14記載の製造方法。
  19. 19
    前記追加的コーティングが外側の構造的コーティング層、接着コーティングおよび熱障壁コーティングのうちの1つまたは複数を含む、請求項18記載の製造方法。
  20. 20
    それぞれの溝の前記上端部の近傍で前記表面にカット面を付けるように前記追加的コーティングの表面の少なくとも一部分を処理する工程をさらに含む、請求項18記載の製造方法。
  21. 21
    前記基材の前記外側表面の少なくとも一部分を処理し、それによって前記基材の前記それぞれの部分を可塑的に変形させる工程であって、前記基材上に前記構造的コーティングを施す工程の前にこの追加の処理の工程が実行される工程をさらに含む、請求項14記載の製造方法。
  22. 22
    外側表面と内側表面を含む基材であって、前記内側表面が少なくとも1つの内部空間を画定し、前記外側表面が1つまたは複数の溝を画定し、各々の溝が前記基材の前記外側表面に少なくとも部分的に沿って延び、かつ基部と上端部を有する基材と、 前記基材の少なくとも一部分上に配置された構造的コーティングであって、前記構造的コーティングの表面が前記それぞれの溝の近傍でカット面を付けられ、前記溝を前記それぞれの内部空間と流体連絡で接続するために1つまたは複数の進入穴が前記それぞれの溝の前記基部を貫いて形成される構造的コーティングと、 前記構造的コーティングの少なくとも一部分上に配置された追加的コーティングとを備え、前記(1つまたは複数の)溝、前記構造的コーティングおよび前記追加的コーティングが共に前記構成部品を冷却するための1つまたは複数のチャネルを画定する構成部品。
  23. 23
    前記それぞれの溝の近傍で前記構造的コーティングの前記表面に複数の表面不規則性が形成される、請求項22記載の構成部品。
  24. 24
    前記追加的コーティングが外側の構造的コーティング層、接着コーティングおよび熱障壁コーティングのうちの1つまたは複数を含む、請求項22記載の構成部品。
  25. 25
    前記追加的コーティングの表面もまた前記それぞれの溝の近傍でカット面を付けられる、請求項22記載の構成部品。
  26. 26
    各々の溝がそのそれぞれの上端部で狭まり、それによって各々の溝がリエントラント形状の溝を有し、各々のチャネルがリエントラント形状のチャネルを有する、請求項22記載の構成部品。
Independent claims26