纖維強(qiáng)化硬焊構(gòu)件和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 在本文中公開的主題涉及硬焊構(gòu)件和方法，且更具體而言，涉及具有纖維強(qiáng)化層 的硬焊構(gòu)件和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 多種工業(yè)構(gòu)件可經(jīng)歷硬焊操作以添加新材料、修改現(xiàn)存材料、修改構(gòu)件的形狀、將 多個(gè)構(gòu)件連結(jié)到一起，或以其他方式改變?cè)紭?gòu)件。硬焊操作一般可包括將填料金屬在放 置于基礎(chǔ)基材（即，原始構(gòu)件）上的同時(shí)加熱到高于其熔化溫度（即，高于其液相線溫度）， 且隨后冷卻材料，以將填料金屬和基礎(chǔ)基材連結(jié)在一起。
[0003] 各種渦輪構(gòu)件例如可在用于渦輪中之前或之后在最初制造或修改期間經(jīng)歷一個(gè) 或更多個(gè)硬焊周期。一些特別的渦輪構(gòu)件還可具有非常高的強(qiáng)度、韌性和/或其他物理性 能，以有助于持續(xù)的操作。工業(yè)和航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪構(gòu)件，例如動(dòng)葉（葉片），噴嘴 (導(dǎo)葉）和其他熱氣體路徑構(gòu)件和燃燒構(gòu)件，可由具有合適的機(jī)械和環(huán)境性能的鎳、鈷或鐵 基超級(jí)合金形成。
[0004] 甚至在一些實(shí)施例中，由于渦輪機(jī)的效率可至少部分地取決于其操作溫度，故可 能需要諸如渦輪動(dòng)葉和噴嘴的構(gòu)件能夠耐受越來(lái)越高的溫度。由于超級(jí)合金構(gòu)件的最大局 部溫度接近超級(jí)合金的熔化溫度，故強(qiáng)制空氣冷可能是必須的。因此，燃?xì)鉁u輪動(dòng)葉和噴嘴 的翼型件可包括復(fù)雜的冷卻方案，其中，空氣，通常是放氣，被強(qiáng)迫通過位于翼型件內(nèi)的內(nèi) 部冷卻通路，且然后通過翼型件表面處的冷卻孔排出，以將熱量從構(gòu)件轉(zhuǎn)移。冷卻孔也可構(gòu) 造為以便冷卻空氣用于膜冷卻構(gòu)件的周圍表面。
[0005] 經(jīng)歷硬焊周期的構(gòu)件，包括渦輪構(gòu)件，從而可整形、連結(jié)或以其他方式修改成合適 的構(gòu)造。然而，硬焊區(qū)域可仍然需要滿足原始基材所具有的相同機(jī)械和環(huán)境性能。雖然硬 焊可包括多種材料組合，但硬焊接頭一般可設(shè)計(jì)為用于剪切載荷應(yīng)用。然而，為硬焊修改的 潛在選擇物的一些構(gòu)件，包括渦輪構(gòu)件，可經(jīng)受額外的或備選的力，諸如高的拉伸應(yīng)力。
[0006] 因而，備選的纖維強(qiáng)化硬焊構(gòu)件和方法在本領(lǐng)域中將是受歡迎的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種提供纖維強(qiáng)化硬焊（fiberreinforcedbraze)的方 法。該方法包括：提供基材；在該基材上配置至少第一纖維強(qiáng)化層，其中，該至少第一纖維 強(qiáng)化層包括纖維材料；在該至少第一纖維強(qiáng)化層上配置至少第一硬焊層，其中，硬焊層的熔 化溫度低于纖維材料的熔化溫度；和加熱該至少第一纖維強(qiáng)化層和該至少第一硬焊層，以 將纖維強(qiáng)化硬焊結(jié)合到該基材。
[0008] 在另一實(shí)施例中，公開了提供纖維強(qiáng)化硬焊的另一方法。該方法包括：提供基材； 在該基材上配置至少第一硬焊層；在該至少第一硬焊層上配置至少第一纖維強(qiáng)化層，其中， 該至少第一纖維強(qiáng)化層包括纖維材料，且其中，該硬焊層的熔化溫度低于纖維材料的熔化 溫度；和加熱該至少第一硬焊層和該至少第一纖維強(qiáng)化層，以將該纖維強(qiáng)化硬焊結(jié)合到該 基材。
[0009] 在又一實(shí)施例中，公開了一種纖維強(qiáng)化硬焊構(gòu)件。該纖維強(qiáng)化硬焊構(gòu)件一般包括 基材和結(jié)合于該基材的纖維強(qiáng)化硬焊。纖維強(qiáng)化硬焊本身包括一個(gè)或更多個(gè)硬焊層和一個(gè) 或更多個(gè)纖維強(qiáng)化層，纖維強(qiáng)化層各自包括纖維材料，其中，該一個(gè)或更多個(gè)硬焊層中的各 個(gè)的熔化溫度低于纖維材料的熔化溫度。
[0010] 技術(shù)方案1 : 一種提供纖維強(qiáng)化硬焊的方法，所述方法包括：
[0011] 提供基材；
[0012] 在所述基材上配置至少第一纖維強(qiáng)化層，其中，所述至少第一纖維強(qiáng)化層包括纖 維材料；
[0013] 在所述至少第一纖維強(qiáng)化層上配置至少第一硬焊層，其中，所述硬焊層的熔化溫 度低于所述纖維材料的熔化溫度；和，
[0014] 加熱所述至少第一纖維強(qiáng)化層和所述至少第一硬焊層，以將所述纖維強(qiáng)化硬焊結(jié) 合到所述基材。
[0015] 技術(shù)方案2 :根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，還包括在加熱之前在所述 至少第一硬焊層上配置至少一個(gè)額外的纖維強(qiáng)化層。
[0016] 技術(shù)方案3 :根據(jù)技術(shù)方案2所述的方法，其特征在于，還包括在加熱之前在所述 至少一個(gè)額外的纖維強(qiáng)化層上配置至少一個(gè)額外的硬焊層。
[0017] 技術(shù)方案4 :根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，所述硬焊層中的至少一個(gè) 包括預(yù)燒結(jié)預(yù)型件。
[0018] 技術(shù)方案5 :根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)燒結(jié)預(yù)型件包括一 個(gè)或更多個(gè)冷卻通道。
[0019] 技術(shù)方案6 :根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，所述纖維材料包括碳纖維。
[0020] 技術(shù)方案7 :根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，還包括在加熱之前在所述 纖維強(qiáng)化層或硬焊層中的至少一個(gè)附近配置額外的基材。
[0021] 技術(shù)方案8 :根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，所述纖維材料包括中空管。
[0022] 技術(shù)方案9 :一種提供纖維強(qiáng)化硬焊的方法，所述方法包括：
[0023] 提供基材；
[0024] 在所述基材上配置至少第一硬焊層；
[0025] 在所述至少第一硬焊層上配置至少第一纖維強(qiáng)化層，其中，所述至少第一纖維強(qiáng) 化層包括纖維材料，且其中，所述硬焊層的熔化溫度低于所述纖維材料的熔化溫度；且，
[0026] 加熱所述至少第一硬焊層和所述至少第一纖維強(qiáng)化層，以將所述纖維強(qiáng)化硬焊結(jié) 合到所述基材。
[0027] 技術(shù)方案10 :根據(jù)技術(shù)方案9所述的方法，其特征在于，還包括在加熱之前在所述 至少第一纖維強(qiáng)化層上配置至少一個(gè)額外的硬焊層。
[0028] 技術(shù)方案11 :根據(jù)技術(shù)方案10所述的方法，其特征在于，還包括在加熱之前在所 述至少一個(gè)額外的硬焊層上配置至少一個(gè)額外的纖維強(qiáng)化層。
[0029] 技術(shù)方案12 :根據(jù)技術(shù)方案9所述的方法，其特征在于，所述硬焊層中的至少一個(gè) 包括預(yù)燒結(jié)預(yù)型件。
[0030] 技術(shù)方案13 :根據(jù)技術(shù)方案12所述的方法，其特征在于，所述預(yù)燒結(jié)預(yù)型件包括 一個(gè)或更多個(gè)冷卻通道。
[0031] 技術(shù)方案14 :根據(jù)技術(shù)方案9所述的方法，其特征在于，所述纖維材料包括碳纖 維。
[0032] 技術(shù)方案15 :根據(jù)技術(shù)方案9所述的方法，其特征在于，還包括在加熱之前在所述 纖維強(qiáng)化層或硬焊層中的至少一個(gè)附近配置額外的基材。
[0033] 技術(shù)方案16 :根據(jù)技術(shù)方案9所述的方法，其特征在于，所述纖維材料包括中空 管。
[0034] 技術(shù)方案17 :-種纖維強(qiáng)化硬焊構(gòu)件，其包括：
[0035] 基材；和，
[0036] 纖維強(qiáng)化硬焊，其結(jié)合到所述基材，所述纖維強(qiáng)化硬焊包括：
[0037] 一個(gè)或更多個(gè)硬焊層；和，
[0038] -個(gè)或更多個(gè)纖維強(qiáng)化層，其各自包括纖維材料，其中，所述一個(gè)或更多個(gè)硬焊層 中的各個(gè)的熔化溫度小于所述纖維材料的熔化溫度。
[0039] 技術(shù)方案18 :根據(jù)技術(shù)方案17所述的纖維強(qiáng)化硬焊構(gòu)件，其特征在于，還包括結(jié) 合到所述纖維強(qiáng)化硬焊的額外的基材。
[0040] 技術(shù)方案19 :根據(jù)技術(shù)方案17所述的纖維強(qiáng)化硬焊構(gòu)件，其特征在于，所述一個(gè) 或更多個(gè)硬焊層中的至少一個(gè)包括預(yù)燒結(jié)預(yù)型件。
[0041] 技術(shù)方案20 :根據(jù)技術(shù)方案17所述的纖維強(qiáng)化硬焊構(gòu)件，其特征在于，所述纖維 材料包括碳纖維。
[0042] 由于以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，將更完整地理解由在本文中論述的實(shí)施例提供的 這些和額外的特征。
【附圖說(shuō)明】
[0043] 在附圖中示出的實(shí)施例實(shí)質(zhì)上是例示性和示范性的，且不意圖限制由權(quán)利要求限 定的發(fā)明。當(dāng)結(jié)合以下附圖閱讀時(shí)，可理解例示實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，其中類似的結(jié)構(gòu)用 類似的參考標(biāo)號(hào)指示，在附圖中：
[0044]圖1為根據(jù)在本文中示出或描述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的纖維強(qiáng)化硬焊構(gòu)件的 剖面圖；
[0045] 圖2為根據(jù)在本文中示出或描述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的纖維強(qiáng)化硬焊構(gòu)件的 另一剖面圖；
[0046]圖3為根據(jù)在本文中示出或描述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的纖維強(qiáng)化硬焊構(gòu)件的 又一剖面圖；
[0047]圖4為根據(jù)在本文中示出或描述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的包含冷卻通道的纖維 強(qiáng)化硬焊構(gòu)件的再一剖面圖；
[0048]圖5為根據(jù)在本文中示出或描述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的纖維強(qiáng)化硬焊構(gòu)件的 透視圖；且
[0049] 圖6為根據(jù)在本文中示出或描述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)