制品及形成制品的方法
【專利摘要】提供了一種制品(200)和形成制品(200)的方法(100)。該方法(100)包括提供金屬粉末(201)，將金屬粉末(201)加熱至足以連結(jié)金屬粉末(201)的至少一部分(301)以形成初始層(203)的溫度，通過將金屬粉末(201)的分布層(206)設(shè)在初始層(203)上且加熱金屬粉末(201)的分布層(206)來沿建造方向(204)相繼形成附加層(205)，重復(fù)沿建造方向(204)相繼形成附加層(205)的步驟來形成具有沿建造方向(204)形成的中空空間(208)的制品(200)的一部分(301)，以及形成延伸到中空空間(208)中的懸垂特征(209)。制品(200)包括由本文所述的方法(100)形成的制品(200)。
【專利說明】制品及形成制品的方法
[0001]關(guān)于聯(lián)邦政府資助研究的聲明
本發(fā)明是在能源部授予的合同號(hào)DE-FC26-05NT42643的政府資助下制作出的。政府對(duì)本發(fā)明有一定權(quán)利。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明大體上涉及一種制品及形成制品的方法。更具體而言，本發(fā)明針對(duì)一種具有冷卻特征的制品和形成具有冷卻特征的制品的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]渦輪系統(tǒng)在不斷改造以提高效率和降低成本。提高渦輪系統(tǒng)的效率的一種方法包括升高渦輪系統(tǒng)的操作溫度和/或減少冷卻流。為了升高溫度或減少冷卻，渦輪系統(tǒng)必須由可在繼續(xù)使用期間經(jīng)得起此溫度的材料構(gòu)成。
[0004]除改變構(gòu)件材料和涂層之外，提高渦輪構(gòu)件的溫度能力的一個(gè)常用方法包括諸如冷卻通道和冷卻孔的冷卻特征的使用。冷卻通道/孔通常形成在用于燃?xì)廨啓C(jī)的高溫區(qū)域中的金屬和合金中。形成冷卻通道的一種當(dāng)前方法包括昂貴的鉆孔，諸如利用激光或噴水。形成冷卻通道的另一種方法包括昂貴的放電加工。
[0005]就鉆孔和放電加工而言，冷卻通道難以或不可能形成，導(dǎo)致增加廢料，這有助于驅(qū)使成本升高。作為備選，考慮了直接金屬激光熔化(DMLM)或其它添加制造技術(shù)來用于冷卻通道和/或冷卻孔的形成。盡管添加制造可在水平建造中的冷卻通道的形成中提供加強(qiáng)的控制，但很難使用添加制造控制豎直建造中的冷卻通道/孔的形狀。具體而言，在建造的方向向量在與通道/孔的截面處于相同平面中時(shí)，難以控制通道/孔的閉合。
[0006]顯示出相比于現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)或更多個(gè)改善的制品和形成制品的方法將是本領(lǐng)域中期望的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，一種形成制品的方法包括:提供金屬粉末，將金屬粉末加熱至足以連結(jié)金屬粉末的至少一部分以形成初始層的溫度，通過將金屬粉末的分布層設(shè)在初始層上且將金屬粉末的分布層加熱至足以連結(jié)金屬粉末的分布層的至少一部分和將形成的附加層連結(jié)到下覆層上的溫度來沿建造方向相繼形成附加層，重復(fù)沿建造方向相繼形成附加層的步驟來形成具有沿建造方向形成的中空空間的制品的一部分，以及形成延伸到中空空間中的懸垂特征。
[0008]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種形成制品的方法，包括:將金屬粉末沉積在表面上，以聚焦能量源熔化金屬粉末，金屬粉末的熔化形成初始層，通過將金屬粉末的分布層沉積在下覆層上來沿建造方向相繼形成附加層，以及以聚焦能量源熔化分布層來連結(jié)分布層的至少一部分和將形成的附加層連結(jié)到下覆層上，相繼形成的附加層形成具有沿建造方向形成的中空空間的制品的一部分，以及形成延伸到中空空間中的懸垂特征。
[0009]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種制品包括通過形成本文所述的制品的方法形成的制品。
[0010]本發(fā)明的第一技術(shù)方案提供了一種形成制品的方法，所述方法包括:提供金屬粉末;將所述金屬粉末加熱至足以連結(jié)所述金屬粉末的至少一部分來形成初始層的溫度;通過將所述金屬粉末的分布層設(shè)在所述初始層上且將所述金屬粉末的分布層加熱至足以連結(jié)所述金屬粉末的分布層的至少一部分和將形成的附加層連結(jié)到下覆層上的溫度來沿建造方向相繼形成附加層;重復(fù)沿所述建造方向相繼形成所述附加層的步驟來形成具有沿所述建造方向形成的中空空間的所述制品的一部分，以及形成延伸到所述中空空間中的懸垂特征。
[0011]本發(fā)明的第二技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述懸垂特征的形成還包括改變由所述金屬粉末限定的所述中空空間的幾何形狀。
[0012]本發(fā)明的第三技術(shù)方案是在第二技術(shù)方案中，所述幾何形狀的改變包括向所述中空空間的一部分填充所述懸垂特征。
[0013]本發(fā)明的第四技術(shù)方案是在第三技術(shù)方案中，向所述中空空間的一部分填充所述懸垂特征形成基本對(duì)稱的中空空間。
[0014]本發(fā)明的第五技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述方法還包括由所述金屬粉末限定的基本非對(duì)稱幾何形狀形成基本對(duì)稱的中空空間。
[0015]本發(fā)明的第六技術(shù)方案是在第五技術(shù)方案中，所述基本非對(duì)稱的幾何形狀選自卵形、橢圓形、三角形、淚珠形和它們的組合構(gòu)成的集合。
[0016]本發(fā)明的第七技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，加熱所述金屬粉末包括朝所述金屬粉末引導(dǎo)聚焦能量源。
[0017]本發(fā)明的第八技術(shù)方案是在第七技術(shù)方案中，所述聚焦能量源的引導(dǎo)熔化所述金屬粉末的至少一部分。
[0018]本發(fā)明的第九技術(shù)方案是在第八技術(shù)方案中，所述金屬粉末的熔化形成沿與所述建造方向相反的方向的懸垂特征。
[0019]本發(fā)明的第十技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述懸垂特征中斷所述中空空間的周緣。
[0020]本發(fā)明的第十一技術(shù)方案是在第十技術(shù)方案中，所述懸垂特征增大所述中空空間內(nèi)的表面面積。
[0021]本發(fā)明的第十二技術(shù)方案是在第十一技術(shù)方案中，增大所述中空空間內(nèi)的表面面積增大了所述中空空間的熱傳遞系數(shù)。
[0022]本發(fā)明的第十三技術(shù)方案提供了一種形成制品的方法，所述方法包括:將金屬粉末沉積在表面上；以聚焦能量源熔化所述金屬粉末，所述金屬粉末的熔化形成初始層;通過將所述金屬粉末的分布層沉積在下覆層上來沿建造方向相繼形成附加層，以及以所述聚焦能量源熔化分布層來連結(jié)分布層的至少一部分和將形成的附加層連結(jié)到下覆層上，所述相繼形成的附加層形成沿所述建造方向形成的中空空間的所述制品的一部分；以及形成延伸到所述中空空間中的懸垂特征。
[0023]本發(fā)明的第十四技術(shù)方案是在第十三技術(shù)方案中，形成所述懸垂特征包括朝上覆所述中空空間的所述金屬粉末層引導(dǎo)所述聚焦的能量源。
[0024]本發(fā)明的第十五技術(shù)方案是在第十四技術(shù)方案中，所述方法還包括形成一個(gè)以上的懸垂特征。
[0025]本發(fā)明的第十六技術(shù)方案是在第十五技術(shù)方案中，所述懸垂特征中的至少一個(gè)的幾何形狀不同于另一個(gè)懸垂特征的幾何形狀。
[0026]本發(fā)明的第十七技術(shù)方案是在第十四技術(shù)方案中，所述方法還包括在朝上覆所述中空空間的所述金屬粉末層引導(dǎo)所述聚焦能量源期間調(diào)整所述聚焦能量源的參數(shù)，所述參數(shù)的調(diào)整改變所述懸垂特征的幾何形狀。
[0027]本發(fā)明的第十八技術(shù)方案是在第十七技術(shù)方案中，所述參數(shù)選自功率、行進(jìn)速度、角、距離和它們的組合構(gòu)成的集合。
[0028]本發(fā)明的第十九技術(shù)方案是在第十七技術(shù)方案中，所述方法還包括形成具有沿所述建造方向形成的一個(gè)以上的中空空間的所述制品的一部分，所述一個(gè)以上的中空空間中的各個(gè)均包括在其中延伸的所述懸垂特征。
[0029]本發(fā)明的第二十技術(shù)方案提供了一種通過權(quán)利要求1所述的方法形成的制品。
[0030]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將從連同附圖的以下更詳細(xì)描述清楚，附圖通過舉例示出了本發(fā)明的原理。
【附圖說明】
[0031]圖1為用于制造制品的方法的流程圖。
[0032]圖2為根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的用于制造制品的方法的過程視圖。
[0033]圖3為根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的用于制造制品的方法的過程視圖。
[0034]圖4為根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的具有形成在其中的多個(gè)懸垂特征的中空空間的立面視圖。
[0035]圖5為根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的從下方看的中空空間的區(qū)段，該區(qū)段具有形成在其中的變化的懸垂特征。
[0036]只要可能，則相同的參考標(biāo)號(hào)將在附圖各處用于表示相同部分。
【具體實(shí)施方式】
[0037]提供的是一種制品和形成制品的方法。例如，相比于并未包括本文公開的一個(gè)或更多個(gè)特征的構(gòu)想，本公開內(nèi)容的實(shí)施例增大了冷卻孔表面面積、增大了冷卻孔的熱傳遞系數(shù)、增大了冷卻孔熱傳遞、提高了制造效率、提高了冷卻孔均勻性、增大了冷卻孔表面面積、從添加制造提供了基本對(duì)稱的冷卻孔、提高了使用添加制造的豎直建造期間的冷卻孔幾何形狀的控制、減少了形成之后的冷卻孔加工、減少了材料浪費(fèi)，或它們的組合。
[0038]當(dāng)介紹本發(fā)明的各種實(shí)施例的元件時(shí)，詞語"一個(gè)"、"一種"、"該"和"所述"旨在意指存在一個(gè)或更多個(gè)元件。用語"包括"、"包含"和"具有"旨在為包含性的，且意思是可存在除所列元件之外的附加元件。
[0039]用于生成功率的系統(tǒng)包括但不限于燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)和其它渦輪組件，諸如用于發(fā)電的陸基航改物。在某些應(yīng)用中，包括在其中的渦輪機(jī)(例如，渦輪、壓縮機(jī)和栗)和其它機(jī)械的發(fā)電系統(tǒng)可包括經(jīng)歷嚴(yán)重磨損條件的制品。例如，制品可包括某些發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)件，諸如葉片、輪葉、殼、轉(zhuǎn)子輪、軸、護(hù)罩、噴嘴等，可在高熱和高回轉(zhuǎn)環(huán)境中操作。這些構(gòu)件可包括在其中形成冷卻孔的孔口、開口和/或中空空間。本公開內(nèi)容提供了在其中形成這些制品和冷卻孔的方法。
[0040]參看圖1-3，在一個(gè)實(shí)施例中，用于形成制品200的方法100包括添加方法。添加方法包括用于制作和/或形成凈或近凈成形結(jié)構(gòu)的任何制造方法。如本文中所使用的，短語"近凈〃是指諸如制品200的結(jié)構(gòu)形成有非常類似于結(jié)構(gòu)的最終幾何形狀和尺寸的幾何形狀和尺寸，在添加方法之后需要很少或不需要機(jī)加工和處理。如本文所使用的，短語〃凈〃是指結(jié)構(gòu)形成有不需要機(jī)加工和處理的幾何形狀和尺寸。由添加制造方法形成的結(jié)構(gòu)包括任何適合的幾何形狀，諸如但不限于，正方形、矩形、三角形、圓形、半圓形、橢圓形、梯形、八邊形、角錐形、具有形成在其中的特征的幾何形狀、任何其它幾何形狀，或它們的組合。例如，添加方法可包括在制品200中形成冷卻特征，諸如一個(gè)或更多個(gè)孔口、開口、中空空間或其它冷卻孔。
[0041]適合的添加制造方法包括但不限于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員稱為直接金屬激光熔化(DMLM)、直接金屬激光燒結(jié)(DMLS)、激光工程化凈成形(LENS)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)、選擇性激光熔化(SLM)、電子束熔化(EBM)、熔融沉積成型(FDM)或它們的組合的過程。
[0042]如圖1-3中所示，在一個(gè)實(shí)施例中，用于形成制品200的方法100包括提供金屬粉末201 (步驟101)、將金屬粉末201加熱(步驟103)至足以連結(jié)金屬粉末201的至少一部分來形成初始層203的溫度、沿建造方向204相繼形成附加層205(步驟105)來形成具有沿建造方向204形成的中空空間208的制品200的一部分，以及形成延伸到中空空間208中的懸垂特征209(步驟107)。在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法100包括重復(fù)(步驟106)沿建造方向204相繼形成附加層205的步驟來形成具有在其中形成中空空間208的制品200的部分。在另一個(gè)實(shí)施例中，建造方向204相比于重力方向?yàn)樨Q直或基本豎直的。
[0043]參看圖2-3，相繼形成附加層205(步驟105)包括將金屬粉末201的分布層206設(shè)在下覆層207上，以及將分布層206加熱至足以連結(jié)分布層206的至少一部分和/或?qū)⑿纬傻母郊訉?05連結(jié)到下覆層207上的溫度。下覆層207包括任何之前形成的層，分布層206沉積在下覆層207上，諸如但不限于初始層203和/或直接地或間接地連結(jié)到初始層203上的(多個(gè))任何其它附加層205。
[0044]在一個(gè)實(shí)施例中，金屬粉末201的加熱(步驟103)包括但不限于熔化金屬粉末201、燒結(jié)金屬粉末201的至少一部分、焊接金屬粉末的至少一部分，或它們的組合。例如，在另一個(gè)實(shí)施例中，將金屬粉末201加熱(步驟103)至足以連結(jié)金屬粉末的溫度包括朝金屬粉末可控制地引導(dǎo)聚焦的能量源210。適合的聚焦能量源包括但不限于激光裝置、電子束裝置或它們的組合。激光裝置包括用于熔化和/或焊接金屬粉末201的在一定功率范圍和行進(jìn)速度下操作的任何激光裝置，諸如但不限于纖維激光器、CO2激光器或ND-YAG激光器。
[0045]用于聚焦能量源210的適合功率范圍包括但不限于125到500瓦之間，150到500瓦之間，150到400瓦之間，或它們的任何組合、子組合、范圍或子范圍。此外，行進(jìn)速度包括但不限于400到1200mm/sec之間，500到1200mm/sec之間，500到1000mm/sec之間，或它們的任何組合、子組合、范圍或子范圍。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，在對(duì)于一到三次的輪廓通過的400到1200mm/sec之間的行進(jìn)速度下，聚焦能量源210在125到500瓦之間的功率范圍中操作。在另一個(gè)實(shí)施例中，聚焦能量源210包括大約0.08_到0.2_之間的填充間距。
[0046]聚焦的能量源210的參數(shù)取決于用于形成成形部分210的金屬粉末201的材料和/或定向。在一個(gè)實(shí)施例中，功率和/或行進(jìn)速度基于金屬粉末201中的材料的熔化溫度調(diào)整。例如，功率和/或行進(jìn)速度可針對(duì)具有相對(duì)升高的熔化溫度的材料增大。用于金屬粉末201的適合材料包括能夠通過添加制造來連結(jié)的任何材料，諸如但不限于金屬、金屬合金、超級(jí)合金、鋼、不銹鋼、工具鋼、鎳、鈷、鉻、鈦、鋁或它們的組合。
[0047]在另一個(gè)實(shí)施例中，功率和/或行進(jìn)速度基于連結(jié)的金屬粉末層的數(shù)目和/或各個(gè)金屬粉末層的厚度調(diào)整。例如，相比于用于連結(jié)單層金屬粉末201和/或具有相對(duì)減小厚度的金屬粉末201的層的功率和/或行進(jìn)速度，功率和/或行進(jìn)速度可增大來連結(jié)多個(gè)金屬粉末201層和/或具有增大厚度的金屬粉末201層。初始層203和各個(gè)附加層205包括以下范圍中的厚度:20-100μπι (0.0008-0.004 英寸)，20_80μπι (0.0008-0.0032 英寸)，40_60μπι(0.0016-0.0024英寸)或它們的任何組合、子組合、范圍或子范圍。初始層203的厚度等于或不類似于各個(gè)附加層205的厚度，對(duì)于各個(gè)附加層205，該厚度保持或變化?；诔跏紝?03和各個(gè)附加層205的厚度，制品200的厚度可包括以下范圍中的任何適合的厚度:250-350000μπι (0.010-13.78英寸)，250-200000 (0.010-7.87英寸)，250-50000μπι (0.010-1.97英寸)，250-6350ym (0.010-0.250英寸)，或它們的任何組合、子組合、范圍或子范圍。
[0048]在一個(gè)實(shí)施例中，懸垂特征209的形成(步驟107)包括朝上覆中空空間208的頂部的分布層206中的一個(gè)或更多個(gè)可控地引導(dǎo)聚焦的能量源210。如本文所使用的，用語頂部是指如相對(duì)于建造方向204確定的中空空間208的上部。在另一個(gè)實(shí)施例中，朝分布層206中的一個(gè)或更多個(gè)可控地引導(dǎo)聚焦能量源210包括熔化或部分地熔化(多個(gè))分布層206的金屬粉末201，將金屬粉末201轉(zhuǎn)變成熔融相和/或液相。熔化或部分地熔化的金屬粉末201在中空空間208內(nèi)前移，且凝固來形成延伸到中空空間208中的懸垂特征209。如本文所使用的，"懸垂特征"是形成由于熔化、流動(dòng)和/或?qū)е虏牧显趯拥哪袒蚬探Y(jié)之前從粉末加熱位置移動(dòng)的任何其它機(jī)制引起的延伸到空間中的特征或凸起的材料。
[0049]中空空間208內(nèi)的懸垂特征209的幾何形狀和/或定向由聚焦能量源210的參數(shù)確定。在一個(gè)實(shí)施例中，聚焦能量源210的參數(shù)調(diào)整來形成具有中空空間208內(nèi)的任何適合的幾何形狀和/或定向的懸垂特征209。例如，調(diào)整聚焦能量源210的功率、聚焦能量源210的行進(jìn)速度、聚焦能量源210相對(duì)于中空空間208的角、聚焦能量源210離(多個(gè))分布層206的距離、或它們的組合改變由此形成的懸垂特征209的幾何形狀和/或定向。適合的幾何形狀包括但不限于三角形、點(diǎn)狀、圓形、長菱形、矩形、圓、任何其它幾何構(gòu)造，或它們的組合。
[0050]參看圖4，在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)以上的懸垂特征209形成在中空空間208內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，制品200包括一個(gè)或更多個(gè)中空空間208，各個(gè)中空空間208均包括形成在其中的懸垂特征209中的一個(gè)或更多個(gè)。各個(gè)懸垂特征209至少部分地沿中空空間208的長度延伸，且至少部分地沿中空空間208的寬度延伸。在另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)懸垂特征209的長度、寬度和/或幾何形狀在中空空間208內(nèi)或之間改變。例如，如圖5中所示，中空空間208包括多個(gè)懸垂特征209，其中至少一個(gè)懸垂特征209包括沿中空空間208的整個(gè)長度延伸的恒定或基本恒定的寬度和/或幾何形狀，且至少一個(gè)其它懸垂特征209包括沿中空空間208的一部分延伸的變化的寬度和/或幾何形狀。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的那樣，本文構(gòu)想出了包括具有長度、寬度和/或幾何形狀的任何適合的組合的任何數(shù)目的懸垂特征209的備選構(gòu)造。
[0051 ] 參看圖2-3，在形成懸垂特征209之前，中空空間208包括能夠通過添加制造形成的任何適合的幾何形狀。適合的幾何形狀包括但不限于圓形、基本圓形、卵形、橢圓、三角形、淚珠形、正方形、矩形、多邊形或它們的組合。此外，在形成懸垂特征209之前，中空空間208可為對(duì)稱或非對(duì)稱的。例如，如圖2中所示，在形成懸垂特征209之前，中空空間208為圓形且對(duì)稱。作為備選，如圖3中所示，在形成懸垂特征209之前，中空空間208為卵形且非對(duì)稱。
[0052]在一個(gè)實(shí)施例中，如圖2中所示，懸垂特征209的形成包括中斷中空空間208的周緣211，且形成在中空空間208內(nèi)延伸的凸起213。在另一個(gè)實(shí)施例中，凸起213增大中空空間208內(nèi)的表面面積。中空空間208的增大表面面積增大中空空間208的熱傳遞系數(shù)。在另一個(gè)實(shí)施例中，懸垂特征209增大流出由中空空間208形成的冷卻通路的冷卻劑的膜冷卻有效性。除沖擊冷卻孔之外，由中空空間208形成的適合的冷卻通路包括但不限于膜冷卻孔、冷卻通道、任何其它冷卻孔口或它們的組合。
[0053]作為備選，如圖3中所示，懸垂特征209的形成包括改變中空空間208的周緣211來形成改變的周緣303，而沒有在中空空間208內(nèi)延伸的凸起213。在一個(gè)實(shí)施例中，改變周緣211包括熔化金屬粉末201和以懸垂特征209填充中空空間208的部分301。在另一個(gè)實(shí)施例中，懸垂特征209沿部分301的寬度延伸，且包括對(duì)應(yīng)于不由懸垂特征209覆蓋的周緣211的區(qū)段的幾何形狀。熔化的材料的幾何形狀通過調(diào)整聚焦能量源210的參數(shù)來控制，提供了形成沒有或基本沒有凸起211的改變的周緣303。懸垂特征209和未由懸垂特征209覆蓋的周緣的區(qū)段一起形成改變的周緣303。
[0054]在一個(gè)實(shí)施例中，部分301包括構(gòu)造成收納懸垂特征209而不形成凸起213的幾何形狀。在另一個(gè)實(shí)施例中，部分301包括限定非對(duì)稱幾何形狀的周緣211的一部分，且構(gòu)造成收納懸垂特征209來形成限定對(duì)稱幾何形狀的改變的周緣303。在另一個(gè)實(shí)施例中，改變的周緣303包括相比于由加熱之前以基本圓形幾何形狀設(shè)置的金屬粉末201的層限定的中空空間208形成的冷卻通路增大的尺寸。當(dāng)用作沖擊孔時(shí)，具有增大尺寸的改變的周緣303提供沖擊射流，其具有關(guān)于其截面面積的增大的周緣，這提供了沖擊的表面上的增大的熱傳遞系數(shù)。
[0055]適合的非對(duì)稱幾何形狀包括但不限于卵形、橢圓形、淚珠形、三角形或它們的組合。適合的對(duì)稱幾何形狀包括但不限于圓形、基本圓形、正方形或它們的組合。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到那樣，周緣211和改變的周緣303不限于非對(duì)稱和對(duì)稱幾何形狀，相反，周緣211和改變的周緣303可包括能夠通過添加制造和/或通過懸垂特征209的形成而形成的任何適合的幾何形狀。
[0056]參看圖3，在一個(gè)實(shí)施例中，方法100還可包括處理(步驟109)制品200。適合的處理步驟包括但不限于熱等靜壓壓制(HIP)制品200、溶液熱處理(固溶化)制品200，或它們的組合。HIP包括在形成具有中空空間208的制品200之后，在足以進(jìn)一步固結(jié)制品200的升高溫度和升高壓力下壓制制品200。例如，在另一個(gè)實(shí)施例中，制品200在1149°C到1260°C(2100°卩到2300°卩)之間的升高溫度和大約68.9510^到137.910^(10，000?51到20，000?51)之間的升高壓力下HIP3到5小時(shí)。HIP進(jìn)一步固結(jié)制品200來將制品200的密度例如從大約98%到大約99%之間增大到大約99.5%到大約99.8%之間。固溶處理包括在形成制品200和/或HIP制品200之后，在1093°C到1205°C(2000°F到2200°F)之間的升高溫度下的真空中將制品200處理I到2小時(shí)。升高溫度包括足以將隔離的合金元素分配到制品200內(nèi)的任何溫度。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的是，HIP溫度和熱處理溫度將高度取決于粉末的成分和期望的性質(zhì)。
[0057]盡管參照一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，可制作出各種變化且等同物可替換其元件，而并未脫離本發(fā)明的范圍。此外，可制作出許多改型來使特定情形或材料適于本發(fā)明的教導(dǎo)內(nèi)容，而不脫離其基本范圍。因此，期望本發(fā)明不限于公開為針對(duì)執(zhí)行本發(fā)明構(gòu)想的最佳模式的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。此外，在詳細(xì)描述中標(biāo)出的所有數(shù)值都應(yīng)當(dāng)理解為如同準(zhǔn)確值和近似值兩者都明確指出那樣。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種形成制品(200)的方法(100)，所述方法(100)包括: 提供金屬粉末(201); 將所述金屬粉末(201)加熱至足以連結(jié)所述金屬粉末(201)的至少一部分(301)來形成初始層(203)的溫度； 通過將所述金屬粉末(201)的分布層(206)設(shè)在所述初始層(203)上且將所述金屬粉末(201)的所述分布層(206)加熱至足以連結(jié)所述金屬粉末(201)的所述分布層(206)的至少一部分(301)和將形成的附加層(205)連結(jié)到下覆層(207)上的溫度來沿建造方向(204)相繼形成附加層(205); 重復(fù)沿所述建造方向(204)相繼形成所述附加層(205)的步驟來形成具有沿所述建造方向(204)形成的中空空間(208)的所述制品(200)的一部分(301);以及 形成延伸到所述中空空間(208)中的懸垂特征(209)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(100)，其特征在于，所述懸垂特征(209)的形成還包括改變由所述金屬粉末(201)限定的所述中空空間(208)的幾何形狀。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法(100)，其特征在于，所述幾何形狀的改變包括向所述中空空間(208)的一部分(301)填充所述懸垂特征(209)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法(100)，其特征在于，向所述中空空間(208)的一部分(301)填充所述懸垂特征(209)由通過所述金屬粉末(201)限定的基本非對(duì)稱的幾何形狀形成基本對(duì)稱的中空空間(208)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法(100)，其特征在于，所述基本非對(duì)稱的幾何形狀選自卵形、橢圓形、三角形、淚珠形和它們的組合構(gòu)成的集合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(100)，其特征在于，加熱所述金屬粉末(201)包括朝所述金屬粉末(201)引導(dǎo)聚焦能量源(210)和熔化所述金屬粉末(201)的至少一部分(301)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法(100)，其特征在于，所述金屬粉末(201)的熔化形成沿與所述建造方向(204)相反的方向的所述懸垂特征(209)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(100)，其特征在于，所述懸垂特征(209)增大所述中空空間(208)內(nèi)的表面面積。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法(100)，其特征在于，增大所述中空空間(208)內(nèi)的表面面積增大了所述中空空間(208)的熱傳遞系數(shù)。10.一種形成制品(200)的方法(100)，所述方法(100)包括: 將金屬粉末(201)沉積在表面上； 以聚焦能量源(210)熔化所述金屬粉末(201)，所述金屬粉末(201)的熔化形成初始層(203); 通過將所述金屬粉末(201)的分布層(206)沉積在下覆層(207)上來沿建造方向(204)相繼形成附加層(205)，以及以所述聚焦能量源(210)熔化所述分布層(206)來連結(jié)所述分布層(206)的至少一部分(301)和將形成的附加層(205)連結(jié)到所述下覆層(207)上，所述相繼形成附加層(205)形成具有沿所述建造方向(204)形成的中空空間(208)的所述制品(200)的一部分(301);以及 形成延伸到所述中空空間(208)中的懸垂特征(209)。
【文檔編號(hào)】B22F3/24GK106041068SQ201610233419
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年4月15日
【發(fā)明人】B.P.萊西, S.C.科蒂林加姆, S.杜塔, D.E.施克
【申請(qǐng)人】通用電氣公司