本公開整體涉及部件修復(fù)，并且更具體地涉及使用具有管道的多孔金屬試樣塊進行部件修復(fù)。

背景技術(shù)：

1、工業(yè)部件有時需要修復(fù)。例如，在渦輪機中用于引導(dǎo)工作流體以產(chǎn)生能量的熱氣體路徑部件可能需要修復(fù)。熱氣體路徑部件可采取各種形式，諸如渦輪轉(zhuǎn)子葉片或固定輪葉，其包括引導(dǎo)工作流體以產(chǎn)生能量的翼型件。轉(zhuǎn)子葉片聯(lián)接到渦輪轉(zhuǎn)子并且用于使渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，并且固定輪葉聯(lián)接到渦輪機的殼體以朝向轉(zhuǎn)子葉片引導(dǎo)工作流體。

2、增材制造(諸如直接金屬激光熔化(dmlm)或選擇性激光熔化(slm))已經(jīng)成為制造工業(yè)部件的可靠制造方法。增材制造技術(shù)的出現(xiàn)還提供了替換部件的各區(qū)段(諸如渦輪機葉片的前緣或后緣的一部分)的能力。例如，渦輪機葉片的前緣的一部分可以被移除，從而在葉片中留下切口，并且可以在該切口中聯(lián)接新的區(qū)段(本文中稱為“試樣塊”)。試樣塊被增材制造成具有至少大致匹配切口形狀的形狀。試樣塊可以替換所使用的渦輪機葉片的磨損區(qū)段或作為新渦輪機葉片的一部分被添加。試樣塊可以只替換渦輪機葉片的內(nèi)部冷卻結(jié)構(gòu)，或者可以例如在壁冷卻通道附近有利地設(shè)置附加的或改進的冷卻結(jié)構(gòu)，這些冷卻結(jié)構(gòu)未設(shè)置在原始渦輪機葉片中。

3、然而，替換試樣塊由與部件的移除部分相同的材料和外部結(jié)構(gòu)制成。因此，替換試樣塊具有與原始部件和/或切口相同的一些缺點，并未改善一般性能特性，諸如總體強度、抗應(yīng)力/應(yīng)變性、延展性、耐磨性、導(dǎo)熱性或?qū)щ娦院?或質(zhì)量下降。使用單一釬焊材料將替換試樣塊聯(lián)接到部件，這阻止了改善上面列出的一般性能特性以及與接合部有關(guān)的附加性能特性，諸如增加接合部粘合劑粘結(jié)強度和可靠性，以及減少所需的釬焊后加工/混合。使用與移除的切口實質(zhì)上相同的試樣塊也不允許降低替換試樣塊的高材料成本。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、下文提到的所有方面、示例和特征可以以任何技術(shù)上可能的方式組合。

2、本公開的一方面提供了一種用于修復(fù)部件的金屬試樣塊，該金屬試樣塊包括：增材制造(am)金屬構(gòu)件，該增材制造(am)金屬構(gòu)件具有位于該am金屬構(gòu)件內(nèi)部的管道和圍繞該管道的第一多孔區(qū)域，其中該管道是中空的并且被限定在釬焊材料防滲屏障內(nèi)，其中該第一多孔區(qū)域位于該釬焊材料防滲屏障的外部。

3、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且該第一多孔區(qū)域具有可變孔隙率，其中兩個或更多個多孔子區(qū)域具有不同的孔隙率。

4、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且該第一多孔區(qū)域包括鄰近該am金屬構(gòu)件的外表面的外部多孔子區(qū)域，該外部多孔子區(qū)域具有比靠近該管道的內(nèi)部多孔子區(qū)域高的孔隙率，其中該外部多孔子區(qū)域被構(gòu)造成在其中接收比該內(nèi)部多孔子區(qū)域更多的釬焊材料。

5、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且還包括位于該釬焊材料防滲屏障內(nèi)的第二多孔區(qū)域。

6、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且該管道與該主體的外部流體連通。

7、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且該am金屬構(gòu)件包括第一金屬零件和第二金屬零件，該第一金屬零件包括該管道的限定在該第一金屬零件中的第一區(qū)段，該第二金屬零件包括該管道的限定在該第二金屬零件中的第二區(qū)段，其中該第一金屬零件和該第二金屬零件使用滲透該第一多孔區(qū)域的釬焊材料聯(lián)接。

8、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且該第一多孔區(qū)域的孔隙率從該管道附近朝向該am金屬構(gòu)件的外表面增加。

9、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且該第一多孔區(qū)域的孔隙率從該管道附近朝向該am金屬構(gòu)件的外表面以遞增步長增加。

10、本公開的另一方面包括一種部件，該部件包括：主體；增材制造(am)金屬試樣塊，該增材制造(am)金屬試樣塊具有位于該am金屬試樣塊內(nèi)部的管道和圍繞該管道的第一多孔區(qū)域，其中該管道是中空的并且被限定在釬焊材料防滲屏障內(nèi)，其中該第一多孔區(qū)域位于該釬焊材料防滲屏障的外部；以及釬焊材料，該釬焊材料將該am金屬試樣塊聯(lián)接在該主體中的試樣塊開口中，該釬焊材料滲透到該第一多孔區(qū)域中。

11、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且該第一多孔區(qū)域具有可變孔隙率，其中兩個或更多個多孔子區(qū)域具有不同的孔隙率。

12、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且該第一多孔區(qū)域包括鄰近該am金屬試樣塊的外表面的外部多孔子區(qū)域，該外部多孔子區(qū)域具有比靠近該管道的內(nèi)部多孔子區(qū)域高的孔隙率，其中該外部多孔子區(qū)域在其中包括比該內(nèi)部多孔子區(qū)域更多的釬焊材料。

13、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且還包括位于該釬焊材料防滲屏障內(nèi)的第二多孔區(qū)域。

14、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且該管道與該主體的外部流體連通。

15、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且該am金屬試樣塊包括第一金屬零件和第二金屬零件，該第一金屬零件包括該管道的限定在該第一金屬零件中的第一區(qū)段，該第二金屬零件包括該管道的限定在該第二金屬零件中的第二區(qū)段，其中該釬焊材料將該am金屬試樣塊的該第一金屬零件和該第二金屬零件聯(lián)接在該主體中的該試樣塊開口中，從而形成該管道。

16、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且該第一多孔區(qū)域的孔隙率從該管道朝向該am金屬試樣塊的外表面增加。

17、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且該第一多孔區(qū)域的孔隙率從該管道朝向該am金屬試樣塊的外表面以遞增步長增加。

18、本公開的一方面包括一種修復(fù)部件的方法，該方法包括：對金屬試樣塊進行增材制造，該金屬試樣塊包括管道和圍繞該管道的第一多孔區(qū)域，其中該管道是中空的并且被限定在釬焊材料防滲屏障內(nèi)，其中該第一多孔區(qū)域位于該釬焊材料防滲屏障的外部；將該金屬試樣塊定位在該部件的主體中的試樣塊開口中；以及用釬焊材料滲透該金屬試樣塊以利用該金屬試樣塊中的該管道將該金屬試樣塊聯(lián)接在該主體中的該試樣塊開口中，該釬焊材料滲透到該金屬試樣塊的該第一多孔區(qū)域中。

19、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且該第一多孔區(qū)域具有可變孔隙率，其中兩個或更多個多孔子區(qū)域具有不同的孔隙率。

20、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且增材制造包括形成該第一多孔區(qū)域，該第一多孔區(qū)域具有鄰近該金屬試樣塊的外表面的外部多孔子區(qū)域，該外部多孔子區(qū)域具有比該金屬試樣塊的靠近該管道的內(nèi)部多孔子區(qū)域高的孔隙率，并且其中，在滲透之后，該外部多孔子區(qū)域在其中包括比該內(nèi)部多孔子區(qū)域更多的釬焊材料。

21、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且增材制造還包括在該釬焊材料防滲屏障內(nèi)形成第二多孔區(qū)域。

22、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且對該金屬試樣塊進行增材制造包括對一個或多個金屬零件進行增材制造，每個金屬零件包括該管道的至少區(qū)段和圍繞該管道的該至少區(qū)段的該第一多孔區(qū)域，并且其中定位包括將該一個或多個金屬零件定位在該試樣塊開口中以提供該金屬試樣塊。

23、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且還包括在增材制造之前：在該部件的該主體中形成被構(gòu)造成接納該金屬試樣塊的該試樣塊開口；以及創(chuàng)建該試樣塊開口的模型，其中增材制造包括將該金屬試樣塊制造成使得該金屬試樣塊基于該試樣塊開口的該模型而具有該試樣塊開口的近凈形狀。

24、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且增材制造包括使用具有一個或多個熔化束的激光器來將金屬粉末層熔融在一起，并且還包括調(diào)整該激光器的參數(shù)來控制該第一多孔區(qū)域的孔隙率。

25、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且調(diào)整參數(shù)步驟包括以下各項中的至少一項：調(diào)整該一個或多個熔化束的熔化面積的重疊量；調(diào)整激光掃描速度；以及調(diào)整激光點大小、激光焦點或激光功率中的至少一者。

26、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。

27、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(jù)說明書和附圖以及權(quán)利要求書，其他特征、目的和優(yōu)點將是顯而易見的。