反焦化涂層、其工藝和設(shè)有反焦化涂層的烴流體通道的制作方法
【專利摘要】一種用于當與烴流體接觸時處于高溫的表面上，例如在用于燃氣渦輪發(fā)動機中的類型的燃料噴嘴中的內(nèi)部燃料通道的表面上提供反焦化涂層系統(tǒng)(22)的方法。由于通道是通過增材制造(AM)工藝制造的構(gòu)件的一部分，因此該通道的表面是粗糙的。另外，通道可具有由AM工藝制成的類型的復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，例如幾何結(jié)構(gòu)包括尖銳的彎曲部和狹窄的橫截面的組合。涂層系統(tǒng)(22)包括至少一個陶瓷阻隔層和最外層的金屬層，其均利用保形的氣相沉積工藝形成。
【專利說明】
反焦化涂層、其工藝和設(shè)有反焦化涂層的烴流體通道
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及意圖抑制碳質(zhì)沉積成形的涂層，以及用于防止或減少沉積在當與烴流體接觸時處于高溫的表面上的碳質(zhì)沉積的涂層系統(tǒng)，該表面包括燃料和油所接觸的粗糙且復(fù)雜的流體通道表面。
【背景技術(shù)】
[0002]航空燃氣渦輪發(fā)動機通過進氣口接收空氣，壓縮空氣，使燃料混合到壓縮空氣中，在燃料/空氣混合物中燃燒燃料，并利用生成的熱的燃燒氣體推進飛機。已經(jīng)研究出了用于航空燃氣渦輪發(fā)動機的分級燃燒系統(tǒng)，以限制不符合要求的燃燒產(chǎn)物成分的產(chǎn)生，例如氮氧化物(NOx)、未燃燒的烴(HC)和一氧化碳(CO)，尤其在機場附近，它們促成了城市的光化學(xué)煙霧問題。另外，燃氣渦輪發(fā)動機設(shè)計為用于實現(xiàn)更好的燃料效率和更低的操作成本，同時保持或甚至增加發(fā)動機的輸出。因此，用于航空燃氣渦輪發(fā)動機燃燒系統(tǒng)的重要設(shè)計原則包括高燃燒溫度的供給，以便在各種發(fā)動機操作條件下提供高的熱效率，并且最大限度地減小可能促成顆粒排放的不合適宜的燃燒條件、不合適宜的氣體和燃燒產(chǎn)物，這可為形成光化學(xué)煙霧的前體。
[0003]將燃料噴射到壓縮空氣中，以便在燃燒室中形成燃料/空氣混合物是發(fā)動機操作的一個重要方面，因為燃料/空氣混合物的成分和噴射方法可能對整個發(fā)動機性能具有大的影響。燃料噴射器設(shè)計通常需要某些類型的燃料噴嘴，用于將燃料噴射到燃燒室中。燃料噴嘴設(shè)計可包括主噴嘴和先導(dǎo)噴嘴，并且它們可包括沿軸向、徑向和周向延伸的燃料通道，其將燃料供給主噴嘴和先導(dǎo)噴嘴。這些燃料通道部分可為非常小且具有復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，例如尖銳的彎部或螺旋。
[0004]燃料噴嘴的構(gòu)造和制造可能顯著地影響燃料噴射的方法。因此，始終在尋找改善的燃料噴嘴和其制造的方法。一種這樣的方法是增材制造(AM)。這里使用的AM指需要熔化粉末，以便順序地通過一次形成物體一層，從而形成堅固的三維網(wǎng)狀或接近網(wǎng)狀(NNS)物體的工藝。AM工藝可包括，但不局限于三維打印(3DP)工藝、激光網(wǎng)狀制造(LNSM)、直接金屬激光熔融(DMLMWP電子束燒結(jié)。某些AM工藝使用能量束(例如電子束)或電磁輻射(例如激光束)來燒結(jié)或熔融粉末材料。物體以線性構(gòu)建方向逐層地建造起來，其中各個層基本垂直于構(gòu)建方向。AM工藝可集成計算機輔助設(shè)計(CAD)模型來制造具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的物體。
[0005]AM工藝可能有利于燃料噴嘴的制造，因為它們?nèi)菰S新穎且復(fù)雜的噴嘴設(shè)計相對較快地制造并進行測試。然而，通過AM工藝制造的構(gòu)件傾向于具有粗糙表面，其在燃料噴嘴的情況下包括內(nèi)部通道，燃料將流過其中。在某些情況下，由AM工藝制造的燃料通道的內(nèi)表面粗糙度的范圍可能高達大約1200微英寸(大約30微米)Ra或更大，例如大約300至大約1200微英寸(大約8至30微米)Ra (粗糙度參數(shù)通過表面上的豎向偏差的絕對值的算術(shù)平均來限定)。因此，以如此方式制造的燃料噴嘴的復(fù)雜設(shè)計和粗糙的內(nèi)表面提出了其自身的挑戰(zhàn)。
[0006]焦炭沉積是暴露于高溫下的航空燃料和潤滑系統(tǒng)中的普遍問題。焦炭沉積可為由于烴流體的催化-熱降解而引起的，導(dǎo)致碳作為沉積附著和累積在燃料或油所接觸的表面上。如果流體回路在減少的流速下操作或被關(guān)閉，那么可能形成碳沉積，而沒有清除保持停滯的燃料。隨著沉積的匯集，它們可能變得足夠大，以致減少或甚至堵塞流體流動。在燃料回路的情況下，這種碳沉積可能導(dǎo)致退化的發(fā)動機特性，減少熱傳遞效率，增加壓力降，并增加材料腐蝕和侵蝕的速率，所有這些可能需要使用昂貴的去焦化程序。
[0007]合適的焦碳累積的對抗措施可包括將涂層(有時被稱為焦炭阻隔涂層(CBC)或反焦化涂層系統(tǒng))應(yīng)用于構(gòu)件例如燃料噴嘴的內(nèi)表面或其它表面上，這些表面在與烴流體接觸時將處于高溫下。反焦化涂層系統(tǒng)的示例包括內(nèi)層，其可為陶瓷材料，其應(yīng)用于流體通道的表面上，在該表面上沉淀了將與流體接觸的外層，其可為鉑。內(nèi)層可用作擴散阻隔層，其將外層與涂層系統(tǒng)沉淀的表面分開。外層阻礙碳沉積黏附在流體通道的表面上，并且在某些形式中可用作催化劑，以形成非黏著顆粒，從而減少焦化和沉積的累積。在涂層系統(tǒng)就位的情況下，小片焦炭很快從通道壁上剝落，而很少阻塞下游可能存在的小孔或計量通道的風(fēng)險。涂層系統(tǒng)優(yōu)選是連續(xù)的，并且完全覆蓋了構(gòu)件的所有表面，否則其將接觸烴流體。這種涂層系統(tǒng)可進一步包含額外的層，只要烴流體將接觸外層即可，外層在某些實施例中可包括或由涂層系統(tǒng)的最外層表面的鉑組成。
[0008]為了最大限度地減小烴流體的溫度和從而流體形成碳質(zhì)沉積的傾向性，最外層優(yōu)選呈現(xiàn)較低的發(fā)射率。這種低的發(fā)射率最大限度地減小了對流體的輻射熱傳遞。為了這個目的，用于最外層的優(yōu)選的表面粗糙度可為大約40微英寸(大約1.0微米)Ra或更小。反焦化涂層系統(tǒng)的內(nèi)層和最外層可利用化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)來應(yīng)用，其中包含一個或多個合適的化學(xué)前體的蒸氣可沉積在預(yù)期的表面上，其中前體可起反應(yīng)或分解，從而形成其中一層所需的材料。因為化學(xué)氣相沉積工藝能夠沉積保形(conformal)層，使得涂層系統(tǒng)的表面光潔度幾乎復(fù)制了下層表面的光潔度，從而達到反焦化涂層系統(tǒng)的最外層通常所需要的表面光潔度，即，大約1.0微米Ra或更少，傳統(tǒng)的智慧將建議有待涂布涂層的表面可需要經(jīng)歷處理，以改善其表面光潔度，之后進行涂層系統(tǒng)的沉積，其最終的表面光潔度可能且經(jīng)常僅僅略好于下層表面。
[0009]雖然由CVD沉積的反焦化涂層系統(tǒng)已經(jīng)證明對于某些發(fā)動機構(gòu)件(包括滑潤劑和換氣管線)是有效的，但是這種構(gòu)件具有大部分直的或僅僅輕微彎曲的通道和平滑的內(nèi)表面。對于相似的反焦化系統(tǒng)存在需求，其可應(yīng)用于具有復(fù)雜形狀和粗糙內(nèi)表面的構(gòu)件(其非限制性的示例包括由AM工藝制造的構(gòu)件)的流體通道上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供了涂層系統(tǒng)和方法，其能夠減少烴流體在高溫下形成碳質(zhì)沉積的傾向性，碳質(zhì)沉積傾向于黏附到流體通道的內(nèi)表面或其它流體密閉表面上。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種制造構(gòu)件的方法，該構(gòu)件具有內(nèi)部通道，其內(nèi)表面配置成接觸烴流體并適合于接觸烴流體。該方法包括利用增材制造工藝制造構(gòu)件、其內(nèi)部通道和其內(nèi)表面，并執(zhí)行氣相沉積工藝，其包括使第一前體流過內(nèi)部通道，以便使保形的內(nèi)層直接沉積在內(nèi)表面上，并使第二前體流過內(nèi)部通道，以便使保形的最外層沉積而覆蓋在內(nèi)層上。內(nèi)層和最外層在內(nèi)表面限定了保形的反焦化涂層系統(tǒng)，并且最外層限定了反焦化涂層系統(tǒng)的最外層的表面。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種通過增材制造工藝制造的構(gòu)件，該構(gòu)件具有內(nèi)部通道，其內(nèi)表面配置成接觸烴流體并適合于接觸烴流體。該構(gòu)件包括直接位于內(nèi)表面上的保形的內(nèi)層，以及覆蓋在內(nèi)層上的保形的最外層。內(nèi)層和最外層在內(nèi)表面限定了保形的反焦化涂層系統(tǒng)，并且最外層限定了反焦化涂層系統(tǒng)的最外層的表面。在某些優(yōu)選的實施例中，構(gòu)件可為燃料噴嘴，并且烴流體可為燃料。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)效果是在通過增材制造(AM)工藝制造的表面上(尤其在由此制造的內(nèi)表面上)制造有效的反焦化涂層系統(tǒng)的能力，表面之前被認為是過度粗糙且過于復(fù)雜，以致不能接受并形成有效的反焦化涂層系統(tǒng)。
[0014]從以下詳細說明中將更好地理解本發(fā)明的其它的方面和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0015]圖1是涂布了反焦化涂層系統(tǒng)的燃料通道內(nèi)表面的示意圖。
[0016]圖2是柱形圖，其比較了對有涂層的和沒有涂層的樣本執(zhí)行焦化試驗的結(jié)果，包括設(shè)有本發(fā)明的范圍內(nèi)的反焦化涂層系統(tǒng)的樣本。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明涉及反焦化涂層系統(tǒng)和涂層方法，其能夠減少烴流體形成碳質(zhì)沉積的傾向性，烴流體的非限制性的示例包括例如燃料和油，碳質(zhì)沉積黏附在流體通道的內(nèi)表面或其它密閉表面上。這種表面可包括位于燃料噴嘴、燃料/空氣熱交換器、油槽以及燃氣渦輪發(fā)動機的其它燃料和液壓系統(tǒng)構(gòu)件中的通道。本發(fā)明可找到具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)和非常粗糙表面的流體通道上的特殊用途，例如通過AM工藝制造的燃氣渦輪發(fā)動機燃料噴嘴的內(nèi)部燃料通道。本發(fā)明可利用保形的氣相沉積工藝將包含所需涂層系統(tǒng)前體的一種或多種蒸氣推送或抽送過流體通道，氣相沉積工藝的非限制性的示例是金屬-有機(有機金屬化合)化學(xué)氣相沉積(MO-CVD)工藝。
[0018]作為非限制性的示例，圖1示意性地顯示了如之前所述通過AM工藝制造的構(gòu)件10中的流體通道12。作為非限制性的示例，構(gòu)件10可為燃料噴嘴、燃料/空氣熱交換器、油槽或燃氣渦輪發(fā)動機的其它燃料或液壓系統(tǒng)構(gòu)件。金屬粉末的成分可經(jīng)過選擇，以便為構(gòu)件10和其通道12提供相對于其外部操作環(huán)境和流過其通道12的燃料所需要的機械和化學(xué)屬性。典型的材料包括不銹鋼、耐腐蝕的鎳和鉻的合金、以及高強度鎳基合金。
[0019]圖1中所示的通道12的受限部分可為通道12的沿軸向、徑向或周向延伸的部分。在燃料噴嘴或燃氣渦輪發(fā)動機的其它燃料系統(tǒng)構(gòu)件的非限制性的示例中，這種部分可將燃料供給主噴嘴和先導(dǎo)噴嘴。通道12的壁14示意性地表示為在線性構(gòu)建方向16上已經(jīng)逐層建造起來了，其中各個單個層18設(shè)置在與構(gòu)建方向16基本垂直定向的平面中。如之前所述，這種AM工藝能夠集成計算機輔助設(shè)計(CAD)模型來制造具有復(fù)雜的非線性幾何結(jié)構(gòu)的構(gòu)件10，包括流體通道12中的尖銳的、多次轉(zhuǎn)向的、螺旋形的和環(huán)形的彎部、曲部、環(huán)路和螺旋等等(未顯示)。作為非限制性的示例，可設(shè)想小于一英寸(大約25mm)的通道彎曲半徑，并且在某些情況下為0.1英寸(大約2.5_)和更少。另外，可制成通道12，以具有任何橫截面形狀(例如圓形或矩形)，并具有相對較窄的通道寬度，例如大約0.1英寸(大約2.5mm)或更小的橫截面尺寸。然而，AM工藝的其中一個后果是在逐層建造工藝中，壁14的內(nèi)表面20可為非常粗糙的，例如大約8至30微米Ra且甚至更高，其中單個層18定向在基本垂直于通道12的內(nèi)表面20的方向上，作為一個非限制性的示例，單個層18具有大約50至250微米的離散厚度。
[0020]部分地由于其成分，當在燃氣渦輪發(fā)動機的高溫環(huán)境中被烴流體潤濕時，該構(gòu)件通道12的表面20可能傾向于催化焦炭沉積。傳統(tǒng)智慧提出通道12的表面粗糙度還可能促進焦炭沉積。圖1進一步顯示了流體通道12的粗糙內(nèi)表面20上的反焦化涂層系統(tǒng)22。圖1中顯示涂層系統(tǒng)22具有直接沉積在內(nèi)表面20上的內(nèi)層24以及最外層26，其覆蓋和接觸內(nèi)層24，從而形成涂層系統(tǒng)22的最外層表面28，其將接觸流過通道12的流體。只要烴流體接觸到作為涂層系統(tǒng)22的最外層表面28的最外層26，涂層系統(tǒng)22還可包括額外的層。在某些優(yōu)選的實施例中，涂層系統(tǒng)22優(yōu)選是壁14的內(nèi)表面20的連續(xù)且完全覆蓋部分，否則其將接觸流過通道12的烴流體。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，內(nèi)層24是陶瓷阻隔層，其可由以下材料制成，包括例如二氧化硅(S12)、氧化鋁(Al2O3)、鉭酸鹽(Ta2O5)、氧化鉿(HfO2)、氧化釔(Y2O3)或二氧化硅與硼和/或熒光體和/或氧化鋁的化合物，并且在某些實施例中可能整個地由這些陶瓷材料中的一種或多種組成。根據(jù)本發(fā)明的其它優(yōu)選方面，最外層26可包括鉑，并且在某些實施例中可整個地由鉑組成，或者在最外層表面28上由鉑組成。然而，這些層24和26的成分可能根據(jù)應(yīng)用和設(shè)計而變化，并且涂層系統(tǒng)22的成分不是本發(fā)明的本質(zhì)。
[0021 ]各個層24和26可通過氣相沉積工藝進行沉積，其需要抽送合適的包含前體的蒸氣穿過通道12，如下面進一步詳細所述。各個層24和26可沉積在一個或多個通道中。內(nèi)層24和最外層26可組合地提供反焦化涂層系統(tǒng)22，其具有在高溫且被烴流體，例如燃料或油潤濕時防止或至少阻礙碳(焦炭)沉積和/或附著在流體接觸的最外層表面28上的能力。然而，同之前用于反焦化涂層的實踐相反，涂層系統(tǒng)22的層24和26并不沉積在具有例如大約1.0微米Ra或更小表面粗糙度的平滑的下層表面上，或者在涂層系統(tǒng)22的最外層表面28上復(fù)制或以別的方式實現(xiàn)這種平滑的表面。相反，涂層系統(tǒng)22的層24和26可沉淀在通過AM工藝制造的通道12的相對粗糙的下層表面20上，例如，具有大約250微英寸(大約6.4微米)Ra或更大，和潛在高達大約750微英寸(大約19微米)Ra或更大的表面粗糙度，并且是基本保形的，從而在涂層系統(tǒng)22的最外層表面28上復(fù)制或以別的方式實現(xiàn)相似的粗糙表面。雖然本發(fā)明能夠利用涂層工藝涂布粗糙的表面，其通常沉積相對保形的涂層，但是涂層工藝可導(dǎo)致最外層26具有比下層通道表面20略微平滑的表面粗糙度，在這種情況下，可為最外層26取得上述表面粗糙度，雖然下層通道表面20的表面粗糙度可能大于250微英寸(大約6.4微米)Ra，并且潛在地大于750微英寸(大約19微米)Ra。
[0022]通道12的潛在復(fù)雜性(非直線性)和小的橫截面促成了將層24和26應(yīng)用于通道12的內(nèi)表面20上的困難，尤其在包括沿軸向、徑向和/或周向延伸的流體通道的設(shè)計方面，這些通道可攜帶燃氣渦輪發(fā)動機的燃料或液壓系統(tǒng)中的燃料或油，例如將燃料供給燃料噴射器的主噴嘴和先導(dǎo)噴嘴的通道。如之前提到的那樣，涂層系統(tǒng)22的內(nèi)層24和最外層26可通過將包含所需涂料前體的合適的蒸氣抽送過通道12而應(yīng)用于燃料通道表面20上。作為一個非限制性的示例，燃料噴射器可傳統(tǒng)地配置為用于包括一個或多個入口，通過該入口將燃料供給注射器和一個或多個噴嘴，通過該噴嘴將燃料噴射到燃燒器中，并且蒸氣可通過構(gòu)件10的一個或多個燃料入口進行抽送，并通過一個或多個噴嘴頂端而離開構(gòu)件10。用于內(nèi)層24的合適的前體的一個非限制性的示例是鉭(V)乙醇鹽(Ta(OC2H5)5),其作為鉭酸鹽的化學(xué)前體。用于最外層26的合適的前體的一個非限制性的示例是鉑(11)2，4_戊二醛(Pt(C5H7O2)2,其作為鉑的化學(xué)前體。
[0023]用于沉積內(nèi)層24的蒸氣可多次抽送穿過通道12，以便將內(nèi)層24沉積到所需的厚度，在此之后可用蒸氣重復(fù)工藝，以便沉積最外層26。用于內(nèi)層24的合適的厚度通常為大約I至大約2微米。用于最外層26的合適的厚度通常為大約0.03至大約0.1微米。在這種厚度下，對于涂層系統(tǒng)22的最外層表面28的表面粗糙度而言，內(nèi)層24比最外層26具有更大的影響。涂層系統(tǒng)22優(yōu)選在構(gòu)件10上執(zhí)行任何銅焊操作之后以及在其它部件安裝于構(gòu)件10中之前加以應(yīng)用。
[0024]在導(dǎo)致本發(fā)明的研究中，確定了這里所述的工藝能夠制造涂層系統(tǒng)，其具有關(guān)于焦炭沉積有利的效果。圖2是繪制了在三個管道中的不同樣本位置(N0.1，2和3)形成的焦炭沉積程度的柱形圖，其中兩個利用不同的涂布工藝進行處理，從而在其內(nèi)表面上制造反焦化涂層系統(tǒng)。所有三個管道是利用相同AM工藝由CoCr合金粉末制造的。管道是筆直的，并且具有6英寸(大約15cm)的長度和大約0.180英寸(大約46mm)的內(nèi)徑。管道的內(nèi)表面具有大約250至大約750微英寸(大約6.4至大約19微米)Ra的表面粗糙度。在圖2中，管道I被指定為“如建成那樣”，即缺乏任何反焦化涂層系統(tǒng)，而管道2和3的內(nèi)表面設(shè)有反焦化涂層系統(tǒng)，其包括內(nèi)層鉭酸鹽和最外層鉑。管道2的涂層系統(tǒng)是利用MO-CVD應(yīng)用的，并制造具有大約I微米厚度的內(nèi)層以及具有大約0.003至大約0.10微米厚度的最外層。內(nèi)層的沉積是在大約700至大約900°F (大約370至大約480°C)的沉積溫度和大約50至大約150托的沉積壓力下利用MO-CVD設(shè)備執(zhí)行的。最外層的沉積是通過將管道懸吊在丙酮鉑粉中，并在鼓風(fēng)爐中加熱到大約500至大約600°F (大約260至大約315°C)—小時而執(zhí)行的。管道3的涂層系統(tǒng)是利用凝膠液體沉積工藝應(yīng)用的，產(chǎn)生其組合厚度在大約0.216至大約1.860微米范圍內(nèi)的內(nèi)層和最外層，并因此包圍用于管道2上的MO-CVD涂層系統(tǒng)的內(nèi)層和最外層的組合厚度范圍。
[0025]管道遭遇大約300至大約800°F (大約150至大約425 °C)的溫度和大約7至大約15pph(大約3.2至大約6.8kg/hr)的流速下的燃料達大約160小時的持續(xù)時間，然后沿著其內(nèi)表面長度在七個大約0.5英寸(大約13mm)間隔開的不同位置檢查焦炭沉積。生成的焦炭沉積在大約0.006英寸至大約0.0075英寸(大約150至大約190微米)的厚度范圍內(nèi)。從圖2中所示的結(jié)果可以看出，應(yīng)用方法顯著地影響了生成的涂層系統(tǒng)的反焦化效應(yīng)。通過凝膠工藝(管道3)制造的涂層系統(tǒng)沒有在任何七個評估位置呈現(xiàn)與氣相沉積工藝(管道2)所制造的涂層系統(tǒng)等效的反焦化效應(yīng)。令人驚訝地是，在大多數(shù)評估位置，同裸露的樣本(管道I)相比，管道3具有更大的焦炭沉積。雖然不希望受限于任何特殊的理論，但得出的研究結(jié)果意外之處在于，通過凝膠工藝沉積的更厚的基本非保形的并因此更平滑的涂層系統(tǒng)(管道3)不會具有如同氣相沉積工藝所沉積的保形的并因此更粗糙的涂層系統(tǒng)(管道2)那樣好的性能。
[0026]雖然已經(jīng)根據(jù)特殊的實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該懂得，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可采用其它形式。例如，流體通道的物理結(jié)構(gòu)可能不同于所示或所述的流體通道，并且可使用不同于所述的那些材料和工藝。最后，雖然附屬權(quán)利要求陳述了據(jù)信是與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的某些方面，如上面的研究所指出的那樣，但是它們不必用于限制本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于制造構(gòu)件(10)的方法，所述構(gòu)件(10)具有內(nèi)部通道(12)，所述內(nèi)部通道(12)的內(nèi)表面(20)配置成接觸烴流體并適合于接觸烴流體，所述方法包括: 利用增材制造工藝制造所述構(gòu)件(10)和其內(nèi)部通道(12)以及其內(nèi)表面(20);和 執(zhí)行氣相沉積工藝，其包括使第一前體流過所述內(nèi)部通道(12)，以便將保形的內(nèi)層(24)直接沉積在所述內(nèi)表面(20)上，并使第二前體流過所述內(nèi)部通道(12)，從而使保形的最外層(26)沉積而覆蓋在所述內(nèi)層(24)上，所述內(nèi)層(24)和所述最外層(26)在所述內(nèi)表面(20)上限定了保形的反焦化涂層系統(tǒng)(22)，并且所述最外層(26)限定所述反焦化涂層系統(tǒng)(22)的最外層表面(28)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少所述涂層系統(tǒng)(22)沉積在其上的所述內(nèi)表面(20)的部分具有高達30微米Ra的表面粗糙度。3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)部通道(12)具有非線性的形狀。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)部通道(12)包括至少一個通道區(qū)域，其具有的幾何結(jié)構(gòu)為下者中的至少一種:尖銳的、多次轉(zhuǎn)向的、螺旋形的和環(huán)形的彎部、曲部、環(huán)路和螺旋。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)層(24)包括由二氧化硅、氧化鋁、鉭、氧化鉿、氧化釔、或二氧化硅與硼和/或磷和/或氧化鋁的化合物組成的成分。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述最外層(26)包括由鉑組成的成分。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，通過所述最外層(26)限定的所述反焦化涂層系統(tǒng)(22)的最外層表面(28)具有大約6.4至大約19微米Ra的表面粗糙度。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述構(gòu)件(10)是燃料噴嘴，并且所述烴流體是燃料，所述方法還包括使所述燃料流過所述內(nèi)部通道(12)。9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一權(quán)利要求所述方法，其特征在于，所述構(gòu)件(10)是液壓系統(tǒng)構(gòu)件(10)，并且所述烴流體是油，所述方法還包括使所述油流過所述內(nèi)部通道(12)。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述構(gòu)件(10)和所述內(nèi)部通道(12)及其內(nèi)表面(20)由合金形成，所述合金選自由不銹鋼、耐腐蝕的鎳鉻合金和高強度鎳基合金組成的組。11.一種構(gòu)件(10)，其通過增材制造工藝制造成具有內(nèi)部通道(12)，所述內(nèi)部通道(12)的內(nèi)表面(20)配置成接觸烴流體并適合于接觸烴流體，所述構(gòu)件(1)包括: 直接在所述內(nèi)表面(20)上的保形的內(nèi)層(24);和 覆蓋在所述內(nèi)層(24)上的保形的最外層(26)，所述內(nèi)層(24)和所述最外層(26)在所述內(nèi)表面(20)上限定保形的反焦化涂層系統(tǒng)(22)，并且所述最外層(26)限定所述反焦化涂層系統(tǒng)(22)的最外層表面(28)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的構(gòu)件(10)，其特征在于，所述涂層系統(tǒng)(22)位于至少所述內(nèi)表面(20)的具有高達30微米Ra的表面粗糙度的部分上。13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的構(gòu)件(10)，其特征在于，所述內(nèi)部通道(12)具有非線性的形狀。14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中的任一權(quán)利要求所述的構(gòu)件(10)，其特征在于，所述內(nèi)部通道(12)包括至少一個通道區(qū)域，其具有的幾何結(jié)構(gòu)為下者中的至少一種:尖銳的、多次轉(zhuǎn)向的、螺旋形的和環(huán)形的彎部、曲部、環(huán)路和螺旋。15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中的任一權(quán)利要求所述的構(gòu)件(10)，其特征在于，所述內(nèi)層(24)包括由二氧化硅、氧化鋁、鉭、氧化鉿、氧化釔、或二氧化硅與硼和/或磷和/或氧化鋁的化合物組成的成分。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的構(gòu)件(10)，其特征在于，所述內(nèi)層(24)具有大約I至大約2微米的厚度。17.根據(jù)權(quán)利要求11至16中的任一權(quán)利要求所述的構(gòu)件(10)，其特征在于，所述最外層(26)包括由鉑組成的成分。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的構(gòu)件(10)，其特征在于，所述最外層(26)具有大約0.03至大約0.1微米的厚度。19.根據(jù)權(quán)利要求11至18中的任一權(quán)利要求所述的構(gòu)件(10)，其特征在于，通過所述最外層(26)限定的所述反焦化涂層系統(tǒng)(22)的最外層表面(28)具有大約6.4至大約19微米Ra的表面粗糙度。20.根據(jù)權(quán)利要求11至19中的任一權(quán)利要求所述的構(gòu)件(10)，其特征在于，所述構(gòu)件(1)是燃料噴嘴，所述烴流體是燃料，并且所述燃料處于所述內(nèi)部通道(12)中。21.根據(jù)權(quán)利要求11至19中的任一權(quán)利要求所述的構(gòu)件(10)，其特征在于，所述構(gòu)件(10)是液壓系統(tǒng)構(gòu)件(10)，所述烴流體是油，并且所述油處于所述內(nèi)部通道(12)中。22.根據(jù)權(quán)利要求11至21中的任一權(quán)利要求所述的構(gòu)件(10)，其特征在于，所述構(gòu)件(1)和所述內(nèi)部通道(12)及其內(nèi)表面(20)由合金形成，所述合金選自由不銹鋼、耐腐蝕的鎳鉻合金和高強度鎳基合金組成的組。
【文檔編號】B22F3/105GK106029945SQ201580008527
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年2月13日
【發(fā)明人】M.A.麥克馬斯特斯, W.C.哈什, C.C.張
【申請人】通用電氣公司