CN1692179A

CN1692179A - 回转体及其涂覆方法

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Publication number: CN1692179A
Application number: CNA2003801004404A
Authority: CN
Inventors: 落合宏行; 渡边光敏; 荒井干也; 佐分茂; 山川刚; 津组昭悟; 酒井淳; 手塚津奈生; 后藤昭弘; 秋吉雅夫
Original assignee: IHI Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: IHI Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2023-10-09
Also published as: US7918460B2; CA2483528C; EP1550741A4; US20090200748A1; WO2004033755A1; CN1692179B; KR20050058995A; EP1550741A1; TW200408488A; KR101004236B1; CA2483528A1; US20050063827A1; TWI272993B; US7537809B2; US20100124490A1

Abstract

在绝缘液体中或者气体中，在回转体的顶端部位和放电电极之间，利用放电电源进行脉冲放电，从而使放电电极熔融，并使电极的一部分沉积于回转体的顶端部位，并形成含有如cBN这样的硬质材料的研磨性涂膜。

Description

回转体及其涂覆方法

发明背景

发明的技术领域

本发明涉及在燃气轮机、蒸汽轮机、压缩机等中使用的转动叶片和迷宫式密封件等回转体及其涂覆方法，特别涉及在回转体的一部份上形成含有硬质材料的涂膜的回转体及其涂覆方法。

相关技术的说明

在燃气轮机运转时，需要对转动叶片和迷宫式密封件等回转体进行设置，从而合理地保持其与诸如转动叶片的壳盖或屏蔽板之间的径向间隙、与迷宫式密封件上蜂窝密封件之间的密封间隙这种旋转部位与静止部位之间的间隙。这是由于，如果害怕接触而使间隙过大，燃气轮机的效率就会下降，相反，如果使间隙过小，回转体的顶端就会受损害，引起燃气轮机的故障。

于是，考虑到与回转体的围绕组件(壳盖、屏蔽板、蜂窝密封件等)的接触，在转动叶片或迷宫式密封件的顶端上，采用相对于围绕组件的接触面材料更硬的材料，施加切削接触对象的研磨涂层(Abrasive Coating)，在围绕组件的侧面上施加较容易被切削的材料的可研磨涂层(Abradable Coating)。这是为了利用涂层硬度的差异，在燃气轮机开动时，通过用回转体的顶端切削围绕组件一侧，将组件间隙或密封间隙调整至最小值。

在这里，图1A为普通涡轮机转动叶片的透视图，图1B为带有顶端屏蔽板的涡轮机转动叶片的透视图，图1C为压缩机叶片的透视图。而且，在这些图中，省略了涡轮机圆盘面的平台和鸠尾槽的图。在图1A中表示的涡轮机叶片1的情况下，在该叶片的顶端的整个面上设置研磨涂层5a。另外，在图1B中表示的带有顶端屏蔽板的涡轮机转动叶片2上，在设置于顶端屏蔽板3上的翅片4的顶端(也就是涡轮机转动叶片的顶端)的整个面上设置研磨涂层5b。此外，在图1C中表示的压缩机的转动叶片1的情况下，也将研磨涂层5c设置在该叶片顶端的整个区域(也包括图的背面)内。

另外，图2是表示迷宫式密封件顶端的一个例子的剖面图。迷宫式密封件是为了防止在旋转部位和静止部位的间隙内的空气和燃烧气体的泄漏而设置的部件，是经常用于燃气轮机和压缩机的密封结构。一般在旋转部位一侧设置具有凹凸部的环状迷宫式密封件6，在静止部位一侧设置具有易于切削结构的蜂窝密封件(没有图示)。图2是沿包括迷宫式密封件6的轴心的平面而切断得到的剖面图，在该迷宫式密封件6的凸部顶端上设置研磨涂层5d。

这些研磨涂层可以通过以前的焊接、热喷涂、电镀等方法进行涂覆(例如，参照专利文献1以及2)。在通过焊接进行涂覆的情况下，使用焊条和粉剂，在涡轮机转动叶片或者迷宫式密封件的顶端等指定部位上进行涂覆。在通过热喷涂进行涂覆的情况下，用与基底材料的热膨胀差别小、硬度更高的氧化锆(维式硬度1300HV)进行热喷涂。在利用电镀进行涂覆的情况下，利用镍电镀等对硬度高的cBN(Cubic Boron Nitride)的磨粒(维式硬度4500HV)进行电镀。

而且，作为与本发明相关的其它的在先技术，有专利文献3、专利文献4中所示的技术。

【专利文献1】

JP特开平11-286768号公报

【专利文献2】

JP特开2000-345809号公报

【专利文献3】

JP特开平7-301103号公报

【专利文献4】

JP特开平8-319804号公报

但是，在上述方法中，为了粘紧研磨涂层，需要在没有必要进行涂覆的地方进行掩蔽，或者为了提高粘附力，需要对涂覆表面进行喷砂操作，预处理较多，存在成本高的问题。另外，在以前的热喷涂或者电镀方法中，涂层的粘附力都较差，在开动时会发生剥离，除了发动机发生故障之外，还存在不能合理地保持径向间隙和密封间隙的问题。此外，在利用焊接进行涂覆的情况下，由于只有硬度比陶瓷低很多的金属可以进行涂覆，因此，存在研磨性能(切削摩擦对象的性能)较差的问题。另外，根据操作者的技能，品质容易产生很大不同，热传导差、延伸率低的材料很容易产生焊接裂缝。此外，为了在焊接后加工成所需尺寸，需要磨削这样的后处理，因此，比较麻烦。

另外，根据第3以及第4项发明，在涂覆方法中，在消耗电极的第1放电条件下，在上述回转体和上述电极之间进行放电，使电极形状成为效仿涂膜形成部位的形状，然后，在第2放电条件下，在该电极和上述回转体之间形成涂膜，即使没有将电极加工成预制品形状，也可以在涂覆对象的部位上进行合适地涂覆，优选将消耗电极的第1放电条件设定如下：将电极作为阴极，脉冲宽度为1μs以下，电流强度为10A以下，优选将形成涂膜的第2放电条件设定如下：将电极作为阴极，脉冲宽度为2-10μs，电流强度为5-20A。

另外，在以前的研磨涂覆中，由于在转动叶片的顶端的整个表面上进行涂覆，因此，涂覆的范围广，存在产品的成品率较差的问题。

此外，以前由于通过电镀或热喷涂而实施涂覆，因此，在迷宫式密封件的生产(制造)中，进行涂覆之前需要喷砂操作、掩蔽带的粘贴操作等涂覆预处理，涂覆之后需要进行掩蔽带的除去操作等涂覆后处理。因此，迷宫式密封件的生产(制造)所需的作业时间变长，不容易提高迷宫式密封件的生产率。

另外，根据同样的理由，不能使研磨涂层牢固地结合在密封翅片的顶端边沿。因此，研磨涂层容易从密封翅片的顶端边沿剥落，存在迷宫式密封件的质量不稳定问题。

发明概要

本发明是为了解决上述各种问题而创造的。即，本发明的第1个目的是提供无需预处理和后处理，粘附力良好，在精密且研磨性能良好的旋转中，涂覆有相对于接触对象的材料硬度更高的材料(以下，在本说明书中，为了方便起见，称作硬材料)的回转体及其涂覆方法。

另外，在涂覆研磨层的部件方面，还提供在HCF(High Cycle Fatigue)或者LCF(Low Cycle Fatigue)的试验中具有长寿命的涂覆方法。

另外，本发明的第2个目的是提供通过对硬材料的涂覆范围进行最优化，从而可以提高成品率的回转体及其涂覆方法。

此外，本发明的第3个目的是提供能够缩短迷宫式密封件的生产所需的作业时间，从而提高迷宫式部件的生产率的回转体及其涂覆方法。

为了达到第1个目的，根据第1项发明，提供回转体的涂覆方法，该涂覆方法的特征在于：在形成指定形状的回转体与含有硬材料或利用放电而成为硬材料的材料的压块电极或者固态硅放电电极之间，在绝缘液体或绝缘气体中，通过产生脉冲式放电，在每次脉冲放电时，使电极材料或者通过电极材料改变而产生的硬质材料转移至回转体一侧，从而形成硬的凹凸部，通过重复进行脉冲放电，在回转体上形成由该凹凸部构成的硬涂膜。

另外，根据第2项发明，在回转体的涂覆方法中，在部分回转体上形成具有切削与上述回转体相互摩擦的对象部件的研磨性能的涂膜。

根据第1以及第2项发明，即通过使用放电涂覆的方法，可以不需要掩蔽和喷砂处理等预处理和磨削等后处理，而形成粘附力优良的涂膜或涂层，此外，由于可以涂覆含有cBN(立方晶氮化硼)等非常坚硬的硬材料的涂膜，因此，可以形成硬涂膜以及研磨性能优良的涂膜。

通过在形成表面粗糙的涂覆条件下进行处理，使研磨性得到提高。

另外，根据第3项发明，在回转体的涂覆方法中，在上述消耗放电电极的第1放电条件下，在上述回转体和上述放电电极之间进行放电，使电极形状成为效仿涂膜形成部位的形状，然后，在第2放电条件下，在该放电电极和上述回转体之间形成涂膜，即使没有将电极加工成预制品形状，也可以在涂覆对象的部位上进行适当地涂覆。

另外，根据第4项发明，优选将消耗放电电极的第1放电条件设定如下：将电极作为阴极，脉冲宽度为1μs以下，电流强度为10A以下，优选将形成涂膜的第2放电条件设定如下：将电极作为阴极，脉冲宽度为2-10μs，电流强度为5-20A。

另外，优选在回转体的顶端形成上述涂膜，此外，上述硬材料为如第8项发明那样，优选使用含有cBN、TiC、TiN、TiAlN、TiB₂、WC、Cr₃C₂、SiC、ZrC、VC、B₄C、Si₃N₄、ZrO₂、Al₂O₃中的任何一种或者它们的混合物的压块放电电极而形成涂膜。

另外，通过放电而成为硬材料的材料优选为Ti、Cr、W、V、Zr、Si、Mo、Nb中的任何一种或者它们的混合物，通过在油中的放电使这些材料成为碳化物，从而形成硬质涂膜。

通过这种方法，即，通过使用放电涂覆方法，可以简单地在回转体的顶端涂覆硬质材料。另外，从抗氧化性的观点来看，优选在低温下使用的回转体上形成含有TiC、WC或cBN的涂膜，在高温下使用的回转体上形成含有cBN或者Cr₃C₂的涂膜，在更高温下使用的回转体上形成含有ZrO₂ 、Al₂O₃的涂膜。

根据第5、6、7以及9项发明，提供使涂覆面的疲劳强度提高的方法。

如果在表面上制造比基底材料更难延展的涂膜，由于薄的涂膜承担拉伸负荷，因此，表面涂膜容易破裂。在利用放电进行表面处理的涂覆中，由于硬质层牢固地焊接于基底材料，因此，涂膜的破裂会发展至基底材料的破裂。为了避免上述问题，需要形成具有延展性的涂膜，或者在基底材料和涂膜之间制作防止破裂发展的涂层，或者形成拉伸能力强的涂层。所述是提供该方法的发明。

在第5项发明中，通过控制涂膜上涂覆了硬质材料的表面中的涂覆面积的比例，即覆盖度，并通过分散、保留没有涂覆硬质材料的部位，即具有延展性的部位来保持延展性。

在第6项发明中，通过使放电电极含有难以形成碳化物的金属，使具有延展性金属的地方分散于硬质材料的间隙中，从而保持延展性。

在第7项发明中，在底层上形成以金属为主要成份的多孔涂膜，然后，在多孔涂膜上形成含有硬质材料的涂膜，通过这样防止涂层的破裂发展至基底材料。

在第9项发明中，在涂层表面上进行喷丸强化，保留压缩残余应力，即使基底材料拉伸，也可以减小拉伸应力。

第5-7以及9项发明并不限于涂覆硬质材料，对在耐磨涂层等表面上形成涂膜的放电表面处理也是有效的。

另外，根据第8项发明，通过提供在硬质材料的涂层中所使用的非常坚硬的陶瓷，可以提供有用的硬质材料涂层。

另外，根据第10项发明，提供一种回转体，其特征在于：在回转体与含有硬材料或利用放电而成为硬材料的材料的压块放电电极之间，在绝缘液体或绝缘气体中，产生脉冲式放电，利用该放电能量，使上述放电电极的组成材料或者该组成材料的反应物质在该回转体的一部分上形成含有硬质材料的研磨性涂膜。上述回转体的制造方法的特征在于：不需要掩蔽和喷砂处理等预处理和研磨等后处理，并可以形成粘附力良好的涂膜或涂层。进一步优选在回转体的顶端部位形成上述涂膜。

通过在绝缘液体或绝缘气体中，使回转体和放电电极之间发生放电，在回转体的一部分上形成含有硬质材料的研磨性涂膜，可以得到研磨性优异的回转体。

根据第11-14项发明，通过形成具有延展性的涂膜、形成防止基底材料和涂膜之间破裂发展的层、形成抗拉伸强度较强的涂层，提供疲劳强度高的回转体。

另外，根据第15项发明，通过提供在硬质材料涂层中使用的非常坚硬的陶瓷，可以提供研磨性能优异的回转体。

为了达到第2个目的，根据第16项发明，提供只在具有与回转体对抗部件的接触可能性的回转体的邻近部位上涂覆硬材料的回转体。从而可以获得操作的麻烦少、电极用量低、产品产率良好、且廉价的回转体。

在第17项发明中，通过局部地缩小进行涂覆的范围，可以提供更廉价的回转体。

第18项发明提供利用第10-17项发明的提高研磨性能的方法得到的经过涂覆的回转体。在使表面粗糙的状态下，进行涂覆，从而提高研磨性。

第19项发明是第16项发明的具体例子，提供一种在顶端部位上进行涂覆硬材料的转动叶片，其特征在于：只在转动叶片旋转方向的拐角部位以及该拐角附近的部位上涂覆硬质材料。

通过对硬质材料的涂覆范围进行最优化，可以提高成品率，另外，可以缩短作业时间以及节约涂覆材料。

第20项发明是第17项发明的具体例子，该项发明提供一种回转体，其特征在于：在部分的转动叶片上形成涂膜，而不是在转子或ブリスク上全面形成涂膜。通过将经过涂覆的叶片的数量控制在最少的程度，可以进一步缩短作业时间以及节约涂覆材料。

为了达到第3个目的，第21项发明的特征在于：上述回转体是在静止部件和回转部件之间抑制气体或者液体泄漏的迷宫式密封件结构的构件之一的、旋转侧迷宫式密封件部件，具有环状的密封部件主体和在上述密封部件主体圆周面上一体形成的环状密封翅片，并且，在上述密封翅片的顶端缘上具有硬质材料的涂层，使用具有可消耗性的涂覆用电极，在具有绝缘性的液体中或者气体中，在上述涂覆用电极和上述密封翅片的顶端之间，发生脉冲式放电，并利用该放电能量在上述密封翅片的顶端缘形成硬质材料的涂膜，该硬质材料的涂膜为含有由上述涂覆用电极的组成材料或者该组成材料的反应物质构成的硬质材料的涂膜。

在这里，所谓“具有可消耗性的涂覆用电极”，一般是指：对粉末状金属(包括金属化合物)、粉末状金属和粉末状陶瓷的混合材料或者具有导电性的粉末状陶瓷进行压缩成型而形成的压块电极(包括加热处理的压块电极)，还包括由固体硅构成的硅电极。而且，对具有导电性的陶瓷进行适当地表面处理。

根据第21项发明，不利用电镀或者热喷涂，而通过在上述涂覆用电极和上述密封翅片的顶端之间产生的放电能量在上述密封翅片的顶端上形成含有由上述涂覆用电极的组成材料或者该组成材料的反应物质构成的硬质材料的涂膜，因此，在上述旋转侧迷宫式密封件部件的生产中，不需要掩蔽带的粘贴操作等涂覆预处理、掩蔽带的除去操作等涂覆后处理。

另外，由于利用放电能量进行涂覆的上述硬质材料涂层和上述密封翅片的母体之间的边界部分具有梯度合金特性，可以使上述硬质材料涂层牢固地结合在上述密封翅片的顶端上。

另外，在第21项发明中，如上述第22项发明中所述，上述硬质材料的涂层优选为在上述密封翅片的顶端上圆周方向的多个被处理部位局部形成的多个局部的涂膜。

根据这种结构，由于上述硬质材料的涂层由多个局部涂层构成，换句话说，由于不是上述密封翅片的末端边缘的整个圆周上而是在上述密封翅片的末端边缘圆周方向的多个被处理部位上，局部地形成含有由上述涂覆用电极的组成材料或者该组成材料的反应物质构成的硬质材料的涂膜，因此，可以根据上述密封翅片顶端边缘上的被处理部位的尺寸、形状，缩小上述涂覆用电极，而且将其形成简单的形状，同时，还可以降低用于上述涂覆用电极的电极材料的数量。

而且，如上所述，由于可以使上述硬质材料的涂层(上述硬质材料的局部涂层)牢固地结合在上述密封翅片的末端边缘，因此，即使没有在上述密封翅片的末端边缘的整个圆周上涂覆上述硬质材料的涂层，也可以通过多个上述硬质材料的局部涂层具有上述旋转侧迷宫式密封件部件总体所具有的足够的研磨性。

此外，在第10项发明中，如第15项发明所述，上述涂覆用电极优选为由粉末状的金属、粉末状金属和粉末状陶瓷的混合材料或者具有导电性的粉末状陶瓷经压缩成型而形成的压块电极、或者固体硅电极，而且，上述陶瓷为cBN、Cr₃C₂、TiC、TiN、TiAlN、TiB₂、ZrO₂-Y、ZrC、VC、B₄C、WC、SiC、Si₃N₄、Al₂O₃中的任意一种或者它们的混合物。

这里，“粉末状的金属”还包括粉末状的金属化合物。而且，对不具有导电性的陶瓷进行合适的表面处理而确保导电性。

另外，第23项发明涉及抑制静止部件和旋转部件之间的气体或液体的泄漏的迷宫式密封件结构，其特征在于其具有一体地设置于上述静止部件上的静止侧密封部件；设置于上述静止侧密封部件的内侧、可以与上述旋转部件一起旋转且一体地设置于上述旋转部件上的环状密封部件主体；一体地形成于上述密封部件主体的外周面的环状密封翅片，上述密封翅片具有涂覆于顶端缘的硬质性涂层，该硬质性涂层是利用具有消耗性的涂覆用电极，在该涂覆用电极和上述密封翅片的顶端缘之间进行脉冲放电，利用该放电能量在上述密封翅片的顶端缘上进行涂覆的，含有由上述涂覆用电极的组成材料或者该组成材料的反应物质构成的硬质材料的涂膜。

这里，“静止侧密封部件”包括蜂窝状的静止侧蜂窝密封件部件或者在内侧涂覆有可研磨涂层的静止侧可研磨密封部件。

另外，所谓“具有消耗性的涂覆用电极”通常是指由粉末状的金属(包括金属化合物)、粉末状的金属和粉末状的陶瓷的混合材料或者具有导电性的粉末状陶瓷经压缩成型而形成的压块电极(包括经加热处理的压块电极)，还包括由固体硅构成的硅电极。而且，对于没有导电性的陶瓷，在没有导电性的陶瓷粉末的表面上进行涂覆导电性涂膜的处理，并适当地进行表面处理，从而确保导电性。

根据第23项发明，由于上述旋转侧迷宫式密封件部件具有上述硬质材料涂层，因此，当使上述旋转侧迷宫式密封件部件与上述旋转部件一起旋转时，即使上述静止侧密封部件发生变形，并且上述旋转侧迷宫式密封件部件与上述静止侧密封部件相接触，利用位于上述旋转侧迷宫式密封件部件上的上述硬质材料涂层，只切削上述静止侧密封部件，而几乎不发生上述旋转侧迷宫式密封件部件被切削的情况。

从而，可以在上述旋转部件发生旋转的过程中，抑制上述静止侧密封和上述旋转侧迷宫式密封件部件之间的空隙的增大，从而可以将上述迷宫式密封件结构的密封效果维持在适当的状态。另外，在上述旋转部件进行初始旋转时，事先将上述旋转侧迷宫式密封件部件和上述静止侧密封部件设置成稍微接触，从而可在上述初始旋转以后，尽可能地减小上述静止侧密封部件和上述旋转侧迷宫式密封件部件之间的空隙，更进一步地提高上述迷宫式密封件结构的密封效果。

另外，由于不利用电镀或者热喷涂，而通过在上述涂覆用电极和上述密封翅片的顶端缘之间产生的放电能量在上述密封翅片的顶端缘上形成含硬质材料的涂层，上述含硬质材料的涂层为含有由上述涂覆用电极的组成材料或者该组成材料的反应物质构成的硬质材料的涂膜，所以，在上述旋转侧迷宫式密封件部件的生产中，不需要喷砂处理、掩蔽带的粘贴操作等涂覆预处理、掩蔽带的除去操作等涂覆后处理。

此外，由于利用放电能量进行涂覆的上述硬质材料涂层和上述密封翅片的基底材料之间的交界部分具有梯度合金特性，因此，可以使上述硬质材料涂层牢固地结合在上述密封翅片的顶端缘。

另外，在第24项发明中，上述硬质材料的涂层优选为在上述密封翅片的顶端缘上的圆周方向的多个被处理部位上局部形成的多个局部的涂膜。

根据这种结构，由于使上述硬质材料的涂层由多个硬质材料的局部涂层构成，换句话说，由于在上述密封翅片的顶端边缘上的圆周方向的多个被处理部位上，而不是上述密封翅片的顶端边缘的整个圆周上，局部地形成含有由上述涂覆用电极的组成材料或者该组成材料的反应物质构成的硬质材料的涂膜，因此，可以根据上述密封翅片顶端缘上的被处理部位的尺寸、形状，缩小上述涂覆用电极，而且将其形成简单的形状，同时，还可以降低用于上述涂覆用电极的电极材料的数量。

而且，如上所述，由于可以使上述硬质材料的涂层(上述硬质材料的局部涂层)牢固地结合在上述密封翅片的顶端边缘，因此，即使没有在上述密封翅片的顶端边缘的整个圆周涂覆上述硬质材料的涂层，也可以通过多个上述硬质材料的局部涂层具有作为上述旋转侧迷宫式密封件部件总体的足够的研磨性。

第25项发明提供回转体的制造方法，该制造方法具有第1工序：利用机械加工，将锻造材料或者铸造材料成型为指定形状；第2工序：进行脉冲放电，通过重复脉冲放电在回转体上形成由凹凸部构成的硬质涂膜。

第26项发明提供上述回转体的制造方法，其特征在于：在第2工序中，在部分回转体上形成切削与上述回转体相互摩擦的对象部件的研磨性涂膜。

第27项发明提供回转体的制造方法，其中，在上述第2工序中，将放电电极的形状成型为效仿回转体的指定部位的形状。

第28项发明提供将放电电极的形状成型为效仿回转体的指定部位的形状的放电条件和不会带来麻烦的电极形成方法。

第29项发明提供回转体的制造方法，其中，在上述第2工序中进行涂膜时，通过控制放电条件，使作为形成含有硬质材料的涂膜的面积比例的覆盖度为95％以下，从而使回转体难于疲劳破坏。

第30项发明通过表示对上述覆盖度比例的控制，提供难于疲劳破坏的回转体的制造方法。

第31项发明提供回转体的制造方法，其中，在上述第2工序中，使用含有5体积％以上的易于形成碳化物的金属的压块电极进行放电，从而使回转体难于疲劳破坏。

第32项发明提供回转体的制造方法，其中，在上述第2工序中，在回转体的指定部位形成多孔膜后，在该多孔涂膜上形成含有硬质材料的涂膜，从而使回转体难于疲劳破坏。

第33项发明通过提供在上述第2工序中使用的压块放电电极材料，提供研磨性能优异的回转体的制造方法。

第34项发明提供回转体的制造方法，其中，对在上述第2工序中形成的涂膜进行喷丸强化处理的第3工序，使回转体难于疲劳破坏。

通过参照附图的以下说明，本发明的其它目的以及有利特征将变得更清楚明了。

附图简要说明

图1A为普通涡轮机的转动叶片的透视图，图1B为带有顶端屏蔽板的涡轮机转动叶片的透视图，图1C为压缩机转动叶片的示意图。

图2为表示以前的迷宫式密封件顶端的一个例子的透视图。

图3为本发明的回转体和涂覆方法的实施例1的示意图。

图4为本发明的回转体和涂覆方法的实施例2的示意图。

图5为本发明的回转体和涂覆方法的实施例3的示意图。

图6为本发明的回转体和涂覆方法的实施例4的示意图。

图7A，B，C为作为本发明的回转体实施例5的普通涡轮机转动叶片的透视图。

图8A，B，C为作为本发明的回转体的实施例6的带有顶端屏蔽板的涡轮机转动叶片的透视图。

图9A，B为作为本发明的回转体的实施例7的压缩机叶片的透视图。

图10为本发明的涂覆方法的实施例5的示意图。

图11为作为本发明的回转体的实施例8的迷宫式密封件结构的模式图。

图12为图11迷宫式密封件的正面视图。

图13为表示本发明的涂覆方法的实施例8的放电加工机械的模式图。

优选实施例的说明

下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。而且，在各附图中，在共同的部分标有相同的符号，并省略重复的说明。

图3是表示本发明的回转体和涂覆方法的实施例1的示意图。该图表示在燃气机轮和压缩机中使用的转动叶片1的顶端部位涂布硬质材料涂层的情况。

在本发明的方法中，如图3所示，将转动叶片1和含有cBN(立方晶氮化硼)的放电电极11浸入注满绝缘液体(油)的加工槽12内。在转动叶片1的顶端部位和放电电极11之间，利用放电电源14发生脉冲放电，从而使放电电极11熔融，使放电电极的一部分焊接于转动叶片1的顶端部位，从而形成含有cBN的涂膜10。这里，只示出转动叶片1以及放电电极11的截面，利用叶片夹具固定叶片1，利用没有图示的电极夹具固定放电电极11。而且，在图3中，举例说明了转动叶片，对于作为相同回转体的迷宫式密封件，也可以利用同样的方法涂覆硬质材料涂层。在该图中，13为叶片夹具。

根据上述说明，使用cBN作为硬质材料，cBN在常温下的维式硬度为4500HV，即使在900℃以上的高温下，也能够保持接近2000HV的维式硬度，因此，是最适合曝露于高温的涡轮机转动叶片的涂覆材料。除此之外，从抗氧化性的观点来看，可以将TiC和WC用于低温下使用的回转体，将Cr₃C₂用于高温下使用的回转体，将ZrO₂或Al₂O₃的硬质材料用于更高温下使用的回转体。因此，根据本发明，可以在低温下使用的回转体上形成含有TiC、WC或cBN的涂层，在高温下使用的回转体上形成含有cBN或Cr₃C₂的涂膜，在更高温下使用的回转体上形成含有ZrO₂或Al₂O₃的涂膜。当然还可以通过混合这些硬质材料而形成更合适的涂膜。而且，例如，在特开平7-197275号“利用液体中的放电的金属材料表面处理方法”中公开了有关放电涂覆技术，因此，省略对该技术的说明。

在这里，由于cBN等陶瓷是绝缘物质类的硬质材料，因此，不能利用cBN等陶瓷单质来形成放电电极，但可以通过使用导电性的粘结剂而形成含有cBN等陶瓷的放电电极。例如，可以使用Co类合金粉末作为粘结剂，可以将cBN等陶瓷粉末和Co类合金粉末进行混合，并将混合物装入压力模具并进行压缩成型。而且，优选使粘结剂的量约为50体积％以上。

此外，也可以用作为粘结剂的Ti(钛)、Ni(镍)或者Co(钴)包覆cBN等陶瓷粉末，并利用所得材料形成放电电极。由于需要使全部粉末的粒径小于放电表面处理时电极和被加工件的间隙距离，因此，粒径优选为10μm以下。可以利用蒸发等，方便地将Ti、Ni或者Co金属薄涂膜涂覆于cBN等的陶瓷粉末。

象这样，通过混入导电性粘结剂而形成含有cBN等陶瓷的放电电极，可以在粘结剂部分产生放电，并利用该热能使放电电极成为熔融状态，从而可以使放电电极的一部分焊接于转动叶片等回转体的顶端部分。于是，可以将含有cBN等陶瓷的硬质涂膜涂布于回转体的顶端部分。

在这里，利用本发明的涂覆方法对2片实验片(上部实验片和下部实验片)进行涂覆处理，并进行在高温下使所得材料相互摩擦的摩擦损耗实验，表示1为上述实验的结果。

【表1】

	涂覆材料	磨损量(μm)
	涂覆材料	磨损量(μm)	上部实验片	Ni合金	600以上
下部实验片	cBN涂层	0	上部实验片	Ni合金	600以上

上部实验片是涂覆作为镍合金的RENE77，下部实验片是涂覆作为本发明的涂膜的cBN。实验条件如下，温度：800℃，承载：7MPa，频率：10⁷次，振幅：0.35mm。从表1中可以看出，对Ni合金测定到600μm以上的磨损量，对于cBN涂膜没有检测到磨损。从上述结果可以看出，cBN的研磨性很优异。而且，该Ni合金是由如下的组分比构成的合金，Ni：57％、Cr：15％、Co：15％、Mo：5％、Ti：3.5％、Al：4.4％、C：0.1％。

象这样，通过使用所谓的放电涂覆方法而在转动叶片那样的回转体的顶端涂布含有cBN等陶瓷的涂膜，可以容易地涂布带有cBN等陶瓷的特征的硬质涂膜，而且，可以涂布与焊接和热喷涂等以前的方法相比，粘附力、品质更佳的涂膜。另外，根据本发明，由于可以形成数微米～30μm的薄涂膜(或者层)，因此，难以发生涂膜破裂，精度可以控制在几μm单位，因此，提供了适用于转动叶片和迷宫式密封件那样的精密部件的涂覆方法。

对于切削摩擦对象部件的研磨性能来说，表面粗糙时性能较好。在实施例中，表面粗糙度大于1.2μmRa。

如上所述，由于本发明使用所谓的放电涂覆方法，因此，不需要掩蔽和喷砂处理等预处理，从而可以容易、且廉价地形成粘附力优异的涂膜，此外，由于可以涂布含有cBN(立方氮化硼)等陶瓷的涂膜，因此，能够在要求回转体研磨性的地方涂布研磨性优异的硬质涂膜。

由于硬质材料的涂层较硬，延展性小，因此，延展性大的部件内部的基质材料不承受作用于部件上的拉伸应力，从而，只有表面涂层承受上述的拉伸应力。因此，具有表面上发生破裂，并发展至基质材料的危险。为了避免上述危险，采用使涂层具有延展性的方法。

表2表示在圆棒的外径处涂布硬质材料涂层，反复向轴方向施加拉伸负荷，通过HCF(High Cycle Fatigue)实验显示至损坏，频率数。

当没有硬质材料的涂层时，直到100万次才发生断裂，对于在硬质材料的涂层面中的涂部面积的比例，即涂层的覆盖度(参照图4)为98％的涂层，经过2万次发生断裂，如果控制覆盖度约为95％，直到100此才发生断裂。

【表2】

涂覆状态	断裂的频率
涂覆状态	断裂的频率	没有涂层	100万次
98％覆盖度的TiC	2万次	没有涂层	100万次
98％覆盖度的TiC	2万次	95％覆盖度的TiC	100万次

HFC的实验条件：500℃，650MPa，30Hz的沿5mm直径的圆棒轴向的拉伸力。

通过使涂层的覆盖度降低至95％以下，以稍微牺牲涂覆面总体的研磨性能为代价而增加延展性。如果提高覆盖度，延展性降低，疲劳强度下降，但是，覆盖度为95％时，疲劳强度降低的不多，研磨性能的下降程度也很小。作为降低覆盖度的技术之一，通过缩短放电时间，保留没有放电的范围，可以较低地控制覆盖度。通常在约5分钟/cm²的时间内进行处理，但是可将该时间控制在约3.8分钟/cm²。

计算式如下：获得95％覆盖度的时间＝获得98％覆盖度的时间*LOG(1-0.95)/LOG(1-0.98)。98％覆盖度可以看作是100％覆盖度。在由获得50％覆盖度的时间而进行计算时，可以将LOG(1-0.98)中的0.98换成0.5。

另一种方法如下：如图5所示，通过使用添加难以碳化的金属粉末的电极，从而使涂层具有金属延展性的某种性质。如果在电极中含有5％以上的难以碳化的金属，具有延展性的地方保留5％以上，可以期望与表2相同的效果。该方法也以少量牺牲涂层表面总体的研磨性为代价。作为难以碳化的金属，有钴、镍、铁。关于覆盖度，对一片叶片进行说明，由于具有多片叶片，因此，即使覆盖度低，即使存在某片叶片的某些地方没有研磨性，其它叶片也能够包括该性能。即使是环状密封件，在圆周的任何部位具有研磨性能都可以，是相同的。

另外，作为又一方法，如图6所示，为了不使涂层的破裂发展至基底材料，在硬质材料的涂层的衬底内制作多孔层。也可以利用放电涂覆形成该衬底。多孔层可以通过利用对Stellite等金属的粉末进行压缩而成型的电极、堆积成厚度为0.05mm以上而形成。然后，在多孔层上涂覆硬质材料。

另外，对硬质材料的涂覆表面进行喷丸强化，通过拉伸表面而具有压缩应力，通过这样，即使基底材料发生延展，也要使拉伸应力降低。利用这样的效果，可以提高疲劳强度。

图7A-C、图8A-C以及图9A、B为表示本发明回转体的实施例5-7的透视图。而且，在这些图中，省略了圆盘侧的平台和鸠尾槽。

对于图7的涡轮机转动叶片1，在转动叶片的旋转方向的拐角部位，即转动叶片顶端部位的背面的叶片表面和顶端面上涂布硬质材料的涂层20。

对于图7B的涡轮机的薄转动叶片，在转动叶片顶端部位的背面的叶片面和整个顶端面上进行涂布，还可以不在相反的表面上进行涂布。

对于图7C的涡轮机转动叶片，在转动叶片顶端部位的背面的叶片面上进行涂布，整个顶端面不进行涂布。

对于图8A的带有顶端屏蔽板的涡轮机转动叶片2，在翅片4的顶端部位的旋转方向的拐角部位上或者在旋转方向的表面，即顶端部位的背面上涂布硬质材料涂层21。而且，顶端屏蔽板3是为了防止燃气轮机高速旋转时转动叶片2的共振，以及防止高温蒸汽泄漏至转动叶片2的外侧而设置的部件。

对于图8B的小叶片，在整个顶端面和旋转方向的表面(即顶端部位的背面)上进行涂布，还可以不在相反表面上进行涂布。

对于图8C的涡轮机转动叶片，在旋转方向的表面(即顶端部位的背面)上进行涂布，在整个顶端面上不进行涂布。

对于图9A的压缩机转动叶片1，在转动叶片的旋转方向的拐角，即转动叶片顶端的中腹的叶片面和顶端面上涂布硬质材料涂层22。

对于图9B的压缩机转动叶片，在旋转方向的表面，即转动叶片顶端部位的中腹的叶片面上进行涂布，在整个顶端面上不进行涂布。

对于图9A和图9B的叶片，进行模拟真机的研磨性实验，未显示出性能差。

如上所述，硬质材料涂层是为了利用与壳盖和屏蔽板上涂布的可研磨涂层之间的硬度差，燃气轮机启动时在转动叶片1，2的顶端部位切削可研磨涂层，而使组件间隙保持最小值而设置的。那么，这种现象通过转动叶片1，2的旋转方向的拐角部位接触而开始，通过壳盖或屏蔽板被切削而结束。也就是说，上述拐角部位接触后，相同叶片的其它部位几乎不与壳盖或屏蔽板接触。鉴于上述事实，不需要象以前那样在整个叶片顶端部位上涂布硬质材料的涂层，如本发明所示，只在与对象接触的区域上，即在旋转方向的拐角部位上，或者只在旋转方向的表面上涂布硬质材料涂层20、21、22就足够了。通过象这样对涂布范围进行最优化，可以使涂布范围变窄、产品的成品率提高、作业时间缩短和节约高价的涂覆材料，从而可以降低成本。

图10是表示本发明的涂覆方法的实施例5的示意图，即，表示图7A-C所示的转动叶片的涂覆方法的示意图。在本发明的涂覆方法中，将转动叶片1以及放电电极23浸入充满绝缘液体(油)的加工槽12内，并在转动叶片1的旋转方向的拐角附近设置放电电极23，通过在叶片和电极之间进行放电，只在转动叶片1的旋转方向的拐角部位涂布硬质材料的涂层20。

由于该硬质材料涂层20为10-20μm，非常薄(在图中，为了易于了解而将其夸大)，因此，按照以前的技术形成转动叶片1后，只在与对象接触的范围内，即，只在旋转方向的拐角部位上或者只在旋转方向的表面上涂布硬质材料涂层20就足够了。当然，还可以利用机械加工将转动叶片1的拐角部位切削掉硬质材料涂层20的厚度，或者可以使用预先考虑该因素的模具而形成转动叶片1。

另外，对于厚度较薄的叶片，在旋转方向的表面和整个顶端面上涂布硬质材料的涂层。但是，无需在与旋转相反的表面上进行涂覆。

而且，对于图10所示的转动叶片1以及放电电极23，只表示了其截面。

在该涂覆方法中，为了能够只在转动叶片1的旋转方向的拐角部位进行放电涂覆，优选使用具有只覆盖转动叶片顶端部位的背面的叶片面和顶端面那样的形状的放电电极23。例如，该放电电极23的截面大致呈L字形，并具有沿着叶片的背面而弯曲的形状。

还可以预先将电极加工成产品的形状，为了使电极与产品形状相符，还可以在容易消耗电极的放电条件下形成电极。这样所需的条件如下：将电极作为负极，脉冲宽度为1μs以下，电流值10A以下，如果在这样较小的能量条件下进行放电，可以抑制对产品的损坏，并可以使电极效仿产品的形状。

在形成涂膜时，将电极作为负极，脉冲宽度为2-10μs，电流值为5-20A，在这样较大的能量条件下进行放电。

此外，当如图8A-C所示带有顶端屏蔽板的涡轮机转动叶片2的情况下，可以使用覆盖翅片4的旋转方向的拐角部位的电极，虽然这一点在图中未示出。

在放电涂覆中，通过向浸渍于绝缘溶液中的转动叶片1和放电电极23外加电压，而在相对面上进行放电，通过放电使放电电极23的表面熔融，使熔融的单质粘附于转动叶片1的表面，并使之合金化。对于放电电极23，使用将涂覆材料固化的材料。

由于可以将涂覆厚度控制在几μm，因此，放电涂覆法对于如转动叶片1那样的精密部件来说，是最佳的涂覆方法。另外，由于在不放电的地方不进行涂布，因此，可以局部地，在想进行涂布的地方进行涂布，所以，不需要掩蔽等预处理，热输入少，从而不发生转动叶片的热变形，因此，也不需要后处理。

如上所述，由于本发明使硬质材料的涂布范围最优化，因此，可以提高产品的成品率，另外，可以缩短作业时间以及节约涂覆材料，从而可以试图降低成本。此外，通过使用所谓的放电涂覆，可以容易地、且廉价地，只在转动叶片的旋转方向的拐角部位或者只在旋转方向的表面上涂布硬质材料涂层。

另外，尽管不在安装于涡轮转子的全部叶片上涂布硬质材料的涂层，而是在部分叶片上涂布硬质材料涂层，仍可以获得效果。对于环状密封件，由于圆周上的任何地方只要具有研磨性就可以，故效果一样。

图11是作为本发明的回转体的实施例8的迷宫式密封件结构的模式图，图12是图11的迷宫式密封件的正视图。另外，图13为表示本发明的涂覆方法的实施例8的放电处理机的模式图。

如图11以及图12所示，涉及本发明实施方式的迷宫式密封件结构31是用于喷气发动机等的燃气轮机的密封结构，是抑制引擎静止部件33和引擎旋转部件35之间的燃烧气体泄漏的密封结构。而且，迷宫式密封件结构31是以一体地设置于引擎静止部件33上的蜂窝状的静止侧蜂窝密封件部件37和布置于该静止侧蜂窝密封件部件37内部、且可以与引擎旋转部件35一起旋转的旋转迷宫式密封件部件39作为构件。另外，还可以使用内部涂布有可研磨涂层的静止侧可研磨密封部件来替代静止侧蜂窝密封件部件37。

作为本发明实施方式的主要部分的旋转侧迷宫式密封件部件39的具体的结构如下。

即，将作为旋转迷宫式密封件部件39的主体的环状密封部件主体41一体地设置于引擎旋转部件35上，在该密封部件主体41的外周面上，一体地形成多个环状的密封翅片43。另外，将硬质材料涂层45分别涂布于各密封翅片43的顶端缘。此外，使用具有消耗性的涂覆用电极47(参照图13)，在涂覆用电极47和密封翅片43的顶端缘之间进行脉冲放电，利用该放电能量，在密封翅片43的顶端缘的多个被处理部位上，涂覆用电极47的组成材料或者该组成材料的反应物质形成含有硬质材料的涂膜，如此等间隔地涂布多个(在本发明实施方式中为4个)硬质材料的局部涂层45a，各硬质材料的涂层45由上述局部涂层45a构成。

这里，在本发明的实施方式中，所谓“具有消耗性的涂覆用电极”通常是指：对粉末状的金属(包括金属化合物)、粉末状的金属和粉末状陶瓷的混合材料或者具有导电性的粉末状陶瓷进行压缩成型而形成的压块电极(包括加热处理的压块电极)，还包括由固体硅构成的硅电极。另外，对于具有导电性的陶瓷，在陶瓷粉末上覆盖导电性涂膜，进行上述表面处理之后，对其进行压缩成型，从而可以确保导电性陶瓷的导电性。特别地，“粉末状金属”包括，例如，Ti、Co等，“粉状状陶瓷”包括，例如，cBN、TiC、TiN、TiAlN、AlN、TiB₂、WC、Cr₃C₂、SiC、ZrC、VC、B₄C、Si₃N₄、ZrO₂-Y、Al₂O₃等。

利用放电能量进行反应，而形成含有硬质材料的涂膜的材料有Ti、W、Cr、Zr、Si、V、Mo、Nb。

此外，涂覆电极47呈现出近似于密封翅片43的顶端缘的被处理部位的形状。

下面，参照图13，对涂布硬质材料涂层45时使用的放电处理机49的具体结构以及涂布硬质材料涂层45的涂覆方法进行说明。

即，涉及本发明实施方式的放电处理机49以底座51为处理机底座，在该底座51上设置工作台53，该工作台53利用X轴伺服马达(省略图示)的驱动可以沿X轴方向(在图13中为左右方向)移动，并且利用Y轴伺服马达(省略图示)的驱动可以沿Y轴方向(在图13中，朝向纸面的前后方向)移动。

在工作台53上，设置存储具有电绝缘性处理油等处理液L的加工槽55，在该加工槽55内设置支撑金属板57。在该支撑金属板57上设置固定密封部件主体41的保护件59。

在底座51的上方(在图13中的上方)，通过柱(没有图示)设置工作头61，该工作头61通过Z轴伺服马达(没有图示)的驱动可以沿Z轴方向(在图13中的上下方向)移动。而且，在工作头61上，设置保持涂覆用电极47的电极保护部件63。

此外，将电极保持部件63以及定位器69与电源65电连接。

因此，合适的被处理部位在加工槽55内朝着正上方向，在这样的状态下，利用夹具59，将密封部件主体41固定在密封翅片43的顶端缘的圆周方向上。接着，利用X轴伺服马达、Y轴伺服马达的驱动，使工作台53沿X轴方向、Y轴方向(至少是任一方向)移动，通过这样，进行一方密封翅片43的定位，以便对该密封翅片43的顶端缘而言适合的被处理部与涂覆用电极47相对。

于是，一边通过Z轴伺服马达的驱动使涂覆用电极47与工作头51一体地沿Z轴方向移动，一边在具有电绝缘性的绝缘液体L中，在涂覆用电极47和一方翅片43的顶端缘上的适当的被处理部之间进行脉冲放电。从而，利用放电能量，使涂覆用电极的电极材料局部地扩散和/或焊接于一方的密封翅片43的顶端缘的适当的被处理部上，而可以在一方的密封翅片43的顶端缘的适当的被处理部上局部地涂布硬质材料的局部涂层45a。

此外，通过利用Y轴伺服马达而使工作台53沿Y轴方向的移动，进行另一密封翅片43的定位，以便该另一密封翅片43的顶端缘的适当的被处理部和涂覆用电极47相对。于是，如上所述，利用放电能量，使涂覆用电极47的电极材料局部地扩散和/或焊接于另一密封翅片43的顶端缘的适当的被处理部，从而在另一的密封翅片43的顶端的适当的被处理部上，局部地涂布硬质材料的局部涂层45a。

在多个密封翅片43的顶端缘的适当的被处理部上，局部地涂布硬质材料的局部涂层45a之后，通过反复进行同样的操作，对多个密封翅片43的顶端缘的其他被处理部位，分别局部地涂布硬质材料的局部涂层45a。

下面，对本发明实施方式的作用进行说明。

由于旋转侧迷宫式密封件部件39具有硬质材料涂层45，因此，当使旋转侧迷宫式密封件部件39与引擎旋转部件35一起旋转时，即使引擎静止密封部件39发生变形，使静止侧蜂窝部件37与旋转侧迷宫式密封件部件39接触，利用位于上述旋转侧迷宫式密封件部件39上的硬质材料涂层45，只切削上述静止侧蜂窝部件37，而几乎不发生上述旋转侧迷宫式密封件部件39被切削的情况。

由此，可以在引擎旋转部件35发生旋转过程中，抑制静止侧蜂窝密封件部件37和旋转侧迷宫式密封件部件39之间的空隙的增大，从而可以将迷宫式密封件结构31的密封效果维持在适当的状态。另外，在引擎旋转部件35进行初始旋转时，事先将旋转侧迷宫式部件39和上述静止蜂窝密封件部件37设置成稍微接触，由此，在初始旋转以后，可以尽可能地减小静止侧蜂窝密封件部件37和旋转侧迷宫式部件39之间的空隙，从而可以更进一步地提高迷宫式密封件结构31的密封效果。

另外，不利用电镀或者热喷涂，而通过在涂覆用电极47和密封翅片43的顶端缘之间产生的放电能量而在密封翅片43的顶端缘上使涂覆用电极47的电极材料扩散和/功焊接，由于硬质材料的涂层45是通过上述过程涂布的，因此，在旋转侧迷宫式密封件部件39的生产中，不需要喷砂处理、掩蔽带的除去操作等涂覆后处理。

此外，由于利用放电能量而涂覆的硬质材料涂层45和密封翅片43的基底材料之间的交界部分具有梯度合金特性，因此，可以使硬质材料涂层45牢固地结合在密封翅片43的顶端缘。

另外，由于硬质材料的涂层45由多个硬质材料的局部涂层45a构成，换句话说，由于使在密封翅片43的顶端缘上的圆周方向的多个被处理部位上，而不是密封翅片43的顶端缘的整个圆周上，局部地使涂覆用电极47的电极材料扩散和/或焊接，因此，可以根据密封翅片43的顶端缘上的被处理部位的尺寸、形状，缩小涂覆用电极47，而且将其形成简单的形状，同时，还可以降低用于涂覆用电极47的电极材料的量。

而且，如上所述，由于可以使硬质材料的涂层45(硬质材料的局部涂层45a)牢固地结合在密封翅片43的顶端缘，因此，即使在密封翅片43的顶端缘的整个圆周没有涂覆硬质材料的涂层45，也可以通过多个硬质材料的局部涂层45a具有作为旋转侧迷宫式密封件部件39总体所具有的足够的研磨性。

根据如上所述的本发明的实施方式，在旋转迷宫式密封件部件39的生产过程中，分别不需要喷砂处理、掩蔽带的粘贴处理等涂覆预处理、掩蔽带的除去处理等涂覆后处理，因此，可以缩短生产旋转侧迷宫式密封件部件39所需的作业时间，并可以容易地尝试提高旋转侧迷宫式密封件部件39的生产率。

另外，由于可以使硬质材料的涂层45牢固地与密封翅片43的顶端缘结合，因此，硬质材料涂层45难以从密封翅片43的顶端剥离，旋转侧迷宫式密封件部件39的品质稳定。

此外，虽然具有作为整个旋转侧迷宫式密封件部件39的足够的研磨性能，但可以根据密封翅片43的顶端缘的被处理部位的尺寸、形状，使涂覆用电极47变小，且将其形成简单的形状，同时，还可以减少用于涂覆用电极47的电极材料的量，从而可以尝试降低旋转侧迷宫式密封件部件39的生产成本。

另外，本发明并不限于上述的实施方式，例如，将在具有电绝缘性的绝缘液体L中进行放电，变换成在具有电绝缘性的气体中进行放电等，通过这样的适当变换，能够以其它各种方式实施本发明。

根据如上所述的发明，在旋转侧迷宫式密封件部件的生产过程中，分别不需要喷砂处理、掩蔽带的粘贴处理等涂覆预处理、掩蔽带的除去处理等涂覆后处理，因此，可以缩短生产旋转侧迷宫式密封件部件所需的作业时间，并可以容易地尝试提高旋转侧迷宫式密封件部件的生产率。

另外，由于可以使硬质材料的涂层牢固地与密封翅片的顶端缘结合，因此，硬质材料涂层难以从密封翅片的顶端缘剥离，迷宫式密封件部件的品质稳定。

此外，除了上述的效果，虽然具有作为整个旋转侧迷宫式密封件部件的足够的研磨性能，但可以根据密封翅片的顶端缘的被处理部位的尺寸、形状，使涂覆用电极变小，且将其形成简单的形状，同时，还可以减少用于涂覆用电极的电极材料的量，从而可以尝试降低旋转侧迷宫式密封件部件的生产成本。

另外，应该理解的是，虽然通过几个优选的实施例对本发明进行了说明，但是本发明所包括的权利要求的范围不限于这些实施例。相反，本发明的权利要求的范围包括所附权利要求所包含的全部的改进、修正以及等同物。

Claims

1.一种回转体的涂覆方法，该涂覆方法的特征在于：在形成指定形状的回转体与含有硬材料或利用放电而成为硬材料的材料的压块或者固态硅放电电极之间，在绝缘处理液或绝缘气体中，发生脉冲式放电，由此每当放电脉冲，使电极材料或者通过电极材料改变而产生的硬质材料转移至回转体侧，形成硬的凹凸部，通过重复进行放电脉冲，在回转体上形成由该凹凸部构成的硬涂膜。

2.如权利要求1所述的涂覆方法，其特征在于，在回转体的涂覆方法中，在部分回转体上形成切削与上述回转体相摩擦的对象部件的研磨性的涂膜。

3.如权利要求1或2所述的涂覆方法，其特征在于，具有下列工序：在回转体的涂覆方法中，在使上述放电电极消耗的第1放电条件下，在上述回转体和上述放电电极之间进行放电，使电极形状成为效仿涂膜形成部位的形状的工序，和其后的在第2放电条件下，在该放电电极和上述回转体之间形成涂膜的工序。

4.如权利要求1-3所述的涂覆方法，其特征在于，在所述的放电条件中，将消耗放电电极的第1放电条件设定为：将放电电极作为阴极，脉冲宽度为1μs以下，电流强度为10A以下；将形成涂膜的第2放电条件设定为：将放电电极作为阴极，脉冲宽度为2-10μs，电流强度为5-20A。

5.如权利要求1-4任一项所述的涂覆方法，其特征在于：在上述涂膜中，使作为涂布面内的涂覆面积比例的覆盖度为95％以下。

6.如权利要求1-4任一项所述的涂覆方法，其特征在于，在上述涂膜中，使用含有5体积％以上的，难以形成碳化物的金属的放电电极来形成涂膜。

7.如权利要求1-4任一项所述的涂覆方法，其特征在于，在形成上述涂膜时，在衬底上形成多孔涂膜，然后，在多孔涂膜上形成含有硬质材料的涂膜。

8.如权利要求1-7任一项所述的涂覆方法，其特征在于，使用含有cBN、TiC、TiN、TiAlN、TiB₂、WC、Cr₃C₂、SiC、ZrC、VC、B₄C、Si₃N₄、ZrO₂、Al₂O₃中的任一种或者它们的混合的压块放电电极来形成涂膜。

9.如权利要求1-8任一项所述的涂覆方法，其特征在于，在上述涂膜上进行喷丸强化。

10.一种回转体，其特征在于：在回转体与含有硬材料或利用放电而成为硬材料的材料的压块放电电极之间，在绝缘处理液或绝缘气体中，发生脉冲式放电，利用该放电能量，使上述放电电极的组成材料或者该组成材料的反应物质在该回转体的一部分上形成含有硬质材料的研磨性涂膜。

11.如权利要求10的所述的回转体，其特征在于，在上述涂膜中，形成涂层覆盖度为95％以下的涂膜。

12.如权利要求10所述的回转体，其特征在于，在上述涂膜中，使用含有硬质材料或者通过放电而形成硬质材料的材料和难以形成碳化物的金属的压块放电电极，并利用含有5体积％以上的难以形成碳化物的金属的放电电极来形成涂膜。

13.如权利要求10所述的回转体，其特征在于，在上述涂膜中，在回转体和难以形成碳化物金属主体的压块放电电极之间，在电绝缘性的处理液中或者气体中，进行脉冲放电，利用该放电能量，在回转体的一部分上形成由上述放电电极的组成材料或者该组成材料的反应物质构成的第1多孔层，在第1层和含有硬质材料或者利用放电形成硬质材料的材料的压块放电电极之间，在电绝缘性的处理液中或者气体中，进行脉冲放电，利用该放电能量，在上述第1多孔层的上面，硬质材料电极的组成材料或者该组成材料的反应物质形成含有硬质材料的第2层。

14.如权利要求10-13任一项所述的回转体，其特征在于，在上述涂膜中，形成涂膜后，通过进行喷丸强化，获得喷丸强化层。

15.如权利要求10-14任一项所述的回转体，其特征在于，上述放电电极是对金属粉末、金属化合物的粉末、陶瓷粉末或者它们的混合粉末进行压缩形成的压块、或者对该压块加热处理的压块或者固体硅电极，上述陶瓷为cBN、Cr₃C₂、TiC、TiN、TiAlN、TiB₂、ZrO₂-Y、ZrC、VC、B₄C、WC、SiC、Si₃N₄、Al₂O₃中的任意一种或者它们的混合物。

16.如权利要求10-15任一项所述的回转体，其特征在于，在与回转体的对抗部件相对的部位或者形成接触的部位上形成上述涂膜。

17.如权利要求10-16任一项所述的回转体，其特征在于，在与回转体的对抗部件相对的部位或者形成接触的部位的一部分上形成上述涂膜。

18.如权利要求10-17所述的回转体，其特征在于：在由回转体和覆盖回转体的静止的外壳部件构成的回转体中，每当放电脉冲，使电极材料或者通过电极材料改变而产生的硬质材料转移至回转体表面，从而在回转体上形成硬的凹凸部，通过重复进行放电脉冲，在回转体上形成由该凹凸部构成的硬涂膜，该外壳部件由比该硬质涂膜材料硬度低的材料构成。

19.如权利要求10-15任一项所述的回转体，其特征在于，上述回转体为如下形成的转动叶片：将转动叶片以及放电电极浸渍于电绝缘性的处理液体或者气体中，并在转动叶片顶端的旋转方向的拐角附近，和/或转动叶片顶端的旋转方向的表面附近，和/或转动叶片顶端面附近设置放电电极，并通过在所述叶片和电极之间进行放电，在转动叶片顶端的旋转方向的拐角部位或者转动叶片顶端的旋转方向的表面，或者转动叶片顶端面，或者转动叶片顶端面和转动叶片顶端的旋转方向的表面上涂布含有硬质材料的涂层。

20.如权利要求10-16、18或19所述的回转体，其特征在于，在转子或ブリスク的部分转动叶片上形成研磨性涂膜，而不是在所有转动叶片上形成涂膜。

21.如权利要求10-15任一项所述的回转体，其特征在于，上述回转体是作为抑制静止部件和旋转部件之间的气体或者液体泄漏的迷宫式密封件结构的组件之一的旋转侧迷宫式密封件部件，其具有环状的密封部件主体，和在上述密封部件主体的外周面上一体形成的环状密封翅片，在上述密封翅片的顶端缘上具有含有硬质材料的涂层，使用具有可消耗性的涂覆用电极，在具有绝缘性的液体中或者气体中，在上述涂覆用电极和上述密封翅片的顶端缘之间，发生脉冲式放电，利用该放电能量在上述密封翅片的顶端缘形成硬质材料的涂膜，该硬质材料的涂膜为含有由上述涂覆用电极的组成材料或者该组成材料的反应物质而构成的硬质材料的涂膜。

22.如权利要求21所述的回转体，其特征在于：含有上述硬质材料的涂层为在上述密封翅片的顶端缘上的圆周方向的多个被处理部位上局部形成的多个局部的涂膜。

23.一种迷宫式密封件结构，其抑制静止部件和旋转部件之间的气体或液体的泄漏，其特征在于其具有一体地设置于上述静止部件上的静止侧密封部件；设置于上述静止侧密封部件的内侧，可以与上述旋转部件一起旋转，且一体地设置于上述旋转部件的环状密封部件主体；一体地形成于上述密封部件主体的外周面的环状密封翅片；具有涂覆于上述密封翅片的顶端缘的硬质涂层，在该涂覆电极和上述密封翅片的顶缘端之间进行脉冲放电，利用该放电能量而在上述密封翅片的顶端缘上涂覆上述涂覆用电极的组成材料或者该组成材料的反应物质，该硬质性涂层是含有由上述涂覆用电极的组成材料或者该组成材料的反应物质构成的硬质材料的涂膜。

24.如权利要求23所述的迷宫式密封件结构，其特征在于：含有上述硬质材料的涂层为在上述密封翅片的顶端缘上的圆周方向的多个被处理部位上局部形成的多个局部的涂膜。

25.一种回转体的制造方法，包括第1工序：利用对锻造品或铸造品进行机械加工而将叶片或者迷宫式部件回转体成型为指定形状；第2工序：在含有硬材料或利用放电而成为硬材料的材料的压块或者固态硅放电电极之间，在绝缘液体或绝缘气体中，发生脉冲式放电，通过这样，每当放电脉冲，使电极材料或者通过电极材料改变而产生的硬质材料转移至回转体表面，从而形成硬的凹凸部，通过重复进行放电脉冲，在回转体上形成由该凹凸部构成的硬涂膜。

26.如权利要求25所述的回转体的制造方法，其特征在于：在第2工序中，在部分回转体上形成切削与上述回转体相互摩擦的对象部件的可研磨性涂膜。

27.如权利要求25或26所述的回转体的制造方法，其特征在于：在第2工序中，将放电电极的形状成型为效仿回转体指定部位的形状，在第一放电条件下，在上述回转体和上述放电电极之间进行放电，然后，在该电极和上述回转体之间，在第二放电条件下形成涂膜。

28.如权利要求27所述的回转体的制造方法，其特征在于将消耗电极的第1放电条件设定如下：将放电电极作为阴极，脉冲宽度1μs以下，电流强度10A以下，将形成涂膜的第2放电条件设定如下：将电极作为阴极，脉冲宽度2-10μs，电流强度5-20A。

29.如权利要求25-28任一项所述的回转体的制造方法，其特征在于：在上述第2工序中形成涂膜时，在涂膜形成的特定部位，通过控制放电条件，使作为形成含有硬质材料的涂膜的面积比例的覆盖度为95％以下。

30.如权利要求29所述的回转体的制造方法，其特征在于：通过将处理时间减少至100％覆盖度的处理时间的76％以下，从而控制覆盖度的比例。

31.如权利要求25-28任一项所述的回转体的制造方法，其特征在于：在上述第2工序中形成涂膜时，使用含有5体积％以上的容易制成碳化物的金属的压块电极而进行放电。

32.如权利要求25-28任一项所述的回转体的制造方法，其特征在于：在第2工序中形成涂膜时，在回转体的规定部位形成多孔膜后，在该多孔涂膜上形成含有硬质材料的涂膜。

33.如权利要求25-29任一项所述的回转体的制造方法，其特征在于：在第2工序中使用的压块放电电极是对cBN、TiC、TiN、TiAlN、TiB₂、WC、Cr₃C₂、SiC、ZrC、VC、B₄C、Si₃N₄、ZrO₂、Al₂O₃中的任意一种或者它们的混合物进行压缩成型而形成的压块放电电极。

34.如权利要求25-33任一项所述的回转体的制造方法，其特征在于：在第2工序中形成的涂膜上实施喷丸强化处理的第3工序。