本公開整體涉及部件修復，并且更具體地，涉及使用打印到針對部件的替換區(qū)或部件的基底區(qū)上的金屬多孔區(qū)來修復部件。

背景技術：

1、工業(yè)部件有時需要修復。例如，在渦輪機中用于引導工作流體以形成能量的熱氣體路徑部件可能需要修復。熱氣體路徑部件可以采取多種形式，諸如包括引導工作流體以形成能量的翼型件的渦輪旋轉葉片或固定導葉。旋轉葉片聯接到渦輪轉子并且用于使渦輪轉子轉動，并且固定導葉聯接到渦輪機的殼體以將工作流體朝向旋轉葉片引導。

2、諸如直接金屬激光熔化(dmlm)或選擇性激光熔化(slm)的增材制造已成為用于制造工業(yè)部件的可靠制造方法。增材制造技術的出現還提供了替換部件的區(qū)段(諸如渦輪機噴嘴的前緣或后緣的一部分)的能力。例如，渦輪機噴嘴的前緣的一部分可以被移除，從而在噴嘴中留下切口，并且新區(qū)段(在本文中稱為“多孔區(qū)”)可以聯接在切口中。多孔區(qū)被增材地制造成具有至少大致與切口的形狀匹配的形狀。多孔區(qū)可以替換用過的渦輪機噴嘴的區(qū)段或者作為新渦輪機噴嘴的一部分進行添加。

3、然而，替換多孔區(qū)由與部件的移除部分相同的材料和外部結構制成。因此，替換多孔區(qū)會遭受與原始部件和/或切口相同的缺點中的一些缺點，而并未改善一般性能特性，諸如多孔區(qū)強度、抗氧化性、循環(huán)疲勞、抗應力性/抗應變性、延展性、耐磨性、導熱性或導電性和/或減小的質量。使用單種釬焊材料以將替換多孔區(qū)聯接到部件，這會阻止改善上文列出的一般性能特性以及與接合部相關的附加性能特性，諸如增加接合部粘合劑粘結強度和可靠性以及減少所需的釬焊后加工/混合。使用與移除切口在材料上相同的多孔區(qū)也不允許減少用于替換多孔區(qū)的較高材料成本，并且可能在替換區(qū)與部件的其余部分之間的接合部處產生較高應力。

技術實現思路

1、下文提到的所有方面、示例和特征可以以任何技術上可能的方式組合。

2、本公開的一方面提供了一種部件，該部件包括：致密第一區(qū)；致密第二區(qū)；增材制造的(am)多孔區(qū)，該增材制造的(am)多孔區(qū)位于致密第一區(qū)與致密第二區(qū)之間，am多孔區(qū)的孔隙率為2％至50％的am多孔區(qū)的開放空間體積:總體積；以及釬焊材料，該釬焊材料將致密第一區(qū)、am多孔區(qū)和致密第二區(qū)聯接在一起，該釬焊材料至少基于孔隙率的特性而滲入到am多孔區(qū)中。

3、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且am多孔區(qū)的孔隙率沿該am多孔區(qū)在致密第一區(qū)與致密第二區(qū)之間的長度、寬度和厚度中的至少一者變化。

4、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且孔隙率為10％至40％的am多孔區(qū)的開放空間體積:總體積。

5、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且am多孔區(qū)包括該am多孔區(qū)中的冷卻通道。

6、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且致密第一區(qū)和致密第二區(qū)是實心材料。

7、本公開的另一方面包括一種修復部件的方法，該方法包括：從部件的致密基底區(qū)移除待替換區(qū)以在致密基底區(qū)上留下第一表面；在致密基底區(qū)的第一表面和致密替換區(qū)的第二表面中的一者上增材地制造多孔區(qū)，該多孔區(qū)的孔隙率為2％至50％的多孔區(qū)的開放空間體積:總體積；將致密替換區(qū)和致密基底區(qū)與位于致密替換區(qū)和致密基底區(qū)之間的多孔區(qū)定位在一起；以及利用釬焊材料滲入多孔區(qū)以將致密基底區(qū)、致密替換區(qū)和多孔區(qū)聯接在一起。

8、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且增材制造包括在致密基底區(qū)的第一表面上形成多孔區(qū)，并且定位包括將致密替換區(qū)定位在多孔區(qū)上。

9、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且增材制造包括在多孔區(qū)的接觸致密替換區(qū)的第三表面處或該第三表面附近的第一位置中形成比在多孔區(qū)中更靠近致密基底區(qū)的第一表面的第二位置處高的孔隙率，其中滲入包括在第一位置處比在第二位置處將更多釬焊材料滲入到多孔區(qū)中。

10、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且增材制造包括形成具有第一構件的多孔區(qū)，該第一構件被構造成與致密替換區(qū)的第二構件鎖定地接合，其中定位包括將多孔區(qū)和致密替換區(qū)與第一構件和第二構件鎖定地接合在一起。

11、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且增材制造包括在致密替換區(qū)的第二表面上形成多孔區(qū)，并且定位包括將多孔區(qū)定位在致密基底區(qū)的第一表面上。

12、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且增材制造包括在多孔區(qū)的接觸致密基底區(qū)的第一表面的第三表面處或該第三表面附近的第一位置中形成比在多孔區(qū)中更靠近致密替換區(qū)的第二表面的第二位置處高的孔隙率，其中滲入包括在第一位置處比在第二位置處將更多釬焊材料滲入到多孔區(qū)中。

13、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且增材制造包括形成具有第一構件的多孔區(qū)，該第一構件被構造成與致密基底區(qū)的第二構件鎖定地接合，其中定位包括將多孔區(qū)和致密基底區(qū)與第一構件和第二構件鎖定地接合在一起。

14、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且多孔區(qū)和致密替換區(qū)共同具有待替換區(qū)的形狀和尺寸。

15、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且多孔區(qū)的孔隙率沿該多孔區(qū)在致密替換區(qū)與致密基底區(qū)之間的長度、寬度和厚度中的至少一者變化。

16、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且致密基底區(qū)和致密替換區(qū)是實心材料。

17、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且增材制造包括在多孔區(qū)中形成冷卻通道。

18、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且滲入包括使用真空釬焊、感應釬焊或惰性氣體氣氛加熱。

19、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且增材地制造多孔區(qū)包括使用具有一個或多個熔化束源的系統(tǒng)以將金屬粉末的層熔合在一起并且還包括調整系統(tǒng)的參數以控制多孔區(qū)的孔隙率。

20、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且調整參數步驟包括以下操作中的至少一個操作：調整一個或多個熔化束源的熔化區(qū)域的重疊量；調整掃描速度；以及調整熔化束斑大小、焦點或功率中的至少一者。

21、本公開的另一方面包括一種修復部件的方法，該方法包括：從部件的致密基底區(qū)移除待替換區(qū)以在致密基底區(qū)上留下第一表面；在致密基底區(qū)的第一表面上增材地制造多孔區(qū)并且在多孔區(qū)上增材地制造致密替換區(qū)，該多孔區(qū)的孔隙率為2％至50％的多孔區(qū)的開放空間體積:總體積；以及利用釬焊材料滲入多孔區(qū)以將致密基底區(qū)、致密替換區(qū)和多孔區(qū)固定在一起。

22、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且增材制造包括在以下各項中的至少一者中形成比在多孔區(qū)中位于第一區(qū)段與第二區(qū)段之間的第三區(qū)段處高的孔隙率：多孔區(qū)的最靠近致密替換區(qū)的第一區(qū)段和多孔區(qū)的最靠近致密基底區(qū)的第二區(qū)段，其中滲入包括將比多孔區(qū)的第三區(qū)段多的釬焊材料滲入到第一區(qū)段和第二區(qū)段中的至少一者中。

23、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且多孔區(qū)和致密替換區(qū)共同具有用于替換待替換區(qū)的形狀和尺寸。

24、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且多孔區(qū)的孔隙率沿該多孔區(qū)在致密替換區(qū)與致密基底區(qū)之間的長度、寬度和厚度中的至少一者變化。

25、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且致密基底區(qū)和致密替換區(qū)是實心材料。

26、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且增材制造包括在多孔區(qū)中形成冷卻通道。

27、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且滲入包括使用真空釬焊、感應釬焊或惰性氣體氣氛加熱。

28、本公開中描述的兩個或更多個方面(包括本概述部分中描述的那些方面)可以組合以形成本文未具體描述的具體實施。也就是說，本文中所描述的所有實施方案可以彼此組合。

29、在以下附圖和描述中闡述一個或多個具體實施的細節(jié)。根據說明書和附圖以及權利要求書，其他特征、目的和優(yōu)點將是顯而易見的。