CN1826456A - 涡轮部件、燃气涡轮发动机、涡轮部件的制造方法、表面处理方法、叶片部件、金属部件和汽轮发动机 - Google Patents

涡轮部件、燃气涡轮发动机、涡轮部件的制造方法、表面处理方法、叶片部件、金属部件和汽轮发动机 Download PDF

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Abstract

使用由耐氧化金属的粉末和陶瓷的粉末混合的混合材料的粉末进行成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述电极和所述部件主体的所述被处理部位之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述电极的电极材料等在所述部件主体的所述被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，从而在所述部件主体的被处理部位上形成具有耐氧化性和耐磨蚀性的保护涂层。

Description

涡轮部件、燃气涡轮发动机、涡轮部件的制造方法、表面处理方法、叶片部 件、金属部件和汽轮发动机
技术领域
本发明涉及涡轮部件、燃气涡轮发动机、涡轮部件的制造方法、叶片部件、金属部件和蒸汽涡轮发动机。
背景技术
喷气发动机等燃气涡轮发动机中使用的涡轮动叶片是涡轮的部件之一，具有作为部件主体的动叶片主体。对于涡轮动叶片的上述动叶片主体的被处理部分，通常要进行表面处理，以确保局部区域的例如耐磨蚀性和耐氧化性。这里所述的耐磨蚀性，是指可以容易地切削与其相配合的部件的特性。
即，将上述动叶片主体的上述被处理部分以外的部分遮蔽(masking)。之后，使用耐氧化金属作为喷镀材料，喷镀在上述动叶片主体的上述被处理部位上，形成具有耐氧化性的基底涂层。再使用陶瓷作为喷镀材料，在上述基底涂层的表面上通过喷镀形成硬质的保护涂层。
发明内容
但是，上述的基底涂层、保护涂层等涂层，由于是通过喷镀而形成，必须进行喷砂处理、粘贴遮蔽胶带的贴付处理等伴随形成上述涂层的前处理、以及除去遮蔽胶带的处理等伴随着形成上述涂层的后处理。因此，上述涡轮动叶片的制造时间延长，难以提高上述涡轮动叶片的生产率。
另外，由于同样的理由，上述涂层易于从上述动叶片主体上剥落，存在上述涡轮动叶片的品质不稳定的问题。
还有，上述的问题并不限定于上述涡轮动叶片，在涡轮部件、甚至包括上述涡轮部件的金属部件上也会发生。
因此，为了解决上述问题，本发明的第1方面是在燃气涡轮发动机上使用并且可以以上述燃气涡轮发动机的轴心为中心旋转的涡轮部件，其特征在于，该涡轮部件具有部件主体以及在上述部件主体的被处理部位上形成的具有耐氧化性和耐磨蚀性的保护涂层；所述的保护涂层是按以下所述形成的，即，使用由耐氧化金属的粉末和陶瓷的粉末混合后的混合材料的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使上述电极和上述部件主体的上述被处理部之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使上述电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在上述部件主体的上述被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，形成上述保护涂层。
本发明的第2方面是燃气涡轮发动机中使用的涡轮部件，其特征在于，该涡轮部件具有：部件主体；在上述部件主体的第1被处理部位上形成的、具有耐磨蚀性或者耐冲蚀(erosion)性的硬质的第1保护涂层；以及在上述部件主体上的包含上述第1被处理部位的第2被处理部位上覆盖了上述第1保护涂层而形成的、具有耐氧化性的第2保护涂层；上述第1保护涂层是按以下所述形成的，即，使用由金属粉末、金属化合物粉末、陶瓷粉末中的任一种材料的粉末或者2种或2种以上的混合材料的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体构成的电极，使上述部件主体的上述第1被处理部位和上述电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使上述电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在上述部件主体的上述第1被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，形成上述第1保护涂层。
本发明的第3方面是燃气涡轮发动机中使用的涡轮部件，其特征在于，该涡轮部件具有：部件主体；在上述部件主体的被处理部位上通过放电能量形成的、具有耐氧化性和热障性的多孔性基底涂层；在上述基底涂层的表面一侧上通过放电能量形成的、由以上述燃气涡轮发动机运转时可能变化成具有流动性的SiO2的SiC和MoSi2中的至少一种为主要成分的复合材料构成的中间涂层；以及，在上述中间涂层的表面一侧上通过放电能量形成的、由氧化物系陶瓷、cBN、上述氧化物系陶瓷和上述耐氧化金属的混合物、或者cBN与上述耐氧化金属的混合物所构成的、具有耐磨蚀性、耐冲蚀性或者耐氧化性的硬质保护涂层。
本发明的第4方面是金属部件，其特征在于，该金属部件具有部件主体以及在上述部件主体的被处理部位上形成的、具有耐冲蚀性的硬质保护涂层；上述保护涂层是按以下所述形成的，即，使用由金属粉末或者金属化合物粉末与陶瓷粉末的混合粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的电极，在具有电绝缘性的液体或者气体中，使上述部件主体的上述规定部位和上述电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使上述电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在上述部件主体的上述规定部位上沉积、扩散和/或熔敷，形成上述保护涂层。
附图说明
图1实施方式所涉及的燃气涡轮发动机的示意图。
图2是第1实施方式的涡轮动叶片的侧面图。
图3是实施方式所涉及的放电加工机的侧面图。
图4(a)和图4(b)是第1实施方式的涡轮部件的制造方法的说明图。
图5是第1实施方式的变形例的涡轮动叶片的侧面图。
图6是第2实施方式的涡轮动叶片的侧面图。
图7(a)和图7(b)是第2实施方式所涉及的表面处理方法的说明图。
图8(a)是沿着图8(b)的VIIIA-VIIIA的断面图，图8(b)是第3实施方式的涡轮动叶片的侧面图。
图9(a)和图9(b)是第3实施方式中的表面处理方法的说明图。
图10是第4实施方式的涡轮动叶片的侧面图。
图11(a)、图11(b)和图11(c)是第4实施方式中的表面处理方法的说明图。
图12(a)和图12(b)是第4实施方式的变形例中的表面处理方法的说明图。
图13是第5实施方式中的蒸汽发动机的示意图。
图14是第5实施方式的涡轮动叶片的侧面图。
图15(a)是图15(b)的俯视图，图15(b)是第5实施方式中的表面处理方法的说明图。
图16(a)是图16(b)的俯视图，图16(b)是第5实施方式中的表面处理方法的说明图。
图17是第5实施方式的变形例的涡轮动叶片的侧面图。
具体实施方式
以下，为了进一步详细说明本发明，基于本发明的各实施方式，适当参照附图进行说明。在附图中，“FF”是指向前的方向，“FR”是指向后的方向，还有，在说明中适当地会将“前后方向”称为X轴方向，将“左右方向”称为Y轴方向，将“上下方向”称为Z轴方向。
第1实施方式
以下，参照图1、图2、图3、图4(a)和图4(b)，对第1实施方式进行说明。
如图1和图2所示，第1实施方式的涡轮动叶片1，是喷气发动机等燃气涡轮发动机3中使用的涡轮部件之一，可以以燃气涡轮发动机3的轴心3c为中心旋转。
涡轮动叶片1具有作为部件主体的动叶片主体5，该动叶片主体5由叶片7、与叶片7的基端一侧形成一体的平台(platform)9和在该平台9上形成的楔形榫11构成。其中，平台9具有燃气的流路面9f，楔形榫11可以与涡轮盘(图中未示出)的楔形沟(图中未示出)相嵌合。叶片7的前端部，就是动叶片主体5的被处理部位。
在叶片7的顶端部上，如后所述，形成具有耐磨蚀性和耐氧化性的新型结构的保护涂层13，对保护涂层13的表面一侧进行喷丸处理。即，基于第1实施方式中的新的表面处理方法，对叶片7的顶端部进行确保耐磨蚀性和耐氧化性的表面处理。
如图3所示，实施方式中的放电加工机15，是用来对于叶片7的顶端部等涡轮部件的部件主体的被处理部位进行表面处理用的装置，具有向X轴方向和Y轴方向延伸的底座17。另外，在底座17上设置工作台19，该工作台19在X轴伺服电机(图中未示出)的驱动下可以在X轴方向上移动，在Y轴伺服电机(图中未示出)的驱动下可以在Y轴方向上移动。
在工作台19上，设置有贮存加工油等具有电绝缘性的液体S的加工槽21，在该加工槽21内，设置有支承板23。该支承板23上设置有可以安装动叶片主体5等涡轮部件的部件主体的夹具25。还有，夹具25与电源27电连接。
在底座17的上方通过支架(图中未示出)设置加工头29，该加工头29可以由Z轴伺服电机(图中未示出)驱动沿着Z轴方向移动。还有，在加工头29上设置有保持电极31的保持部件33，该保持部件33与电源27电连接。
电极31是由耐氧化金属粉末和陶瓷粉末的混合粉末通过挤压压缩成形的成形体，或者是经过真空炉等加热处理后的上述成形体。另外，代替压缩成形，电极31也可以通过泥浆、MIM(Metal Injection Molding)、喷镀等进行成型。
还有，构成电极31的上述耐氧化金属，是M-CrAlY、NiCr合金中的任一种金属或者两种或以上的金属。进一步，M-CrAlY中的M是指Co、Ni或者Co和Ni，即，M-CrAlY是指CoCrAlY、NiCrAlY、CoNiCrAlY、NiCoCrAlY。另外，由于Si在1000℃以上的温度下存在与Ni形成共晶的可能性，因此M-CrAlY优选CoCrAlY、CoNiCrAlY。
构成电极31的上述陶瓷，是cBN、TiC、TiN、TiAlN、TiB2、WC、SiC、Si3N4、Cr3C2、Al2O3、ZrO2-Y、ZrC、VC、B4C中的任一种材料或者2种或以上的混合材料。
此外，在表1中示出了cBN、各种碳化物和氧化物在常温下的维氏硬度。
表1
维氏硬度(常温)
  cBN   TiC   WC   SiC   Cr3C2   Al2O3   ZrO2
  4500   3200   2200   2400   2280   1900   1300
另外，电极31的顶端部分的形状与叶片7顶端部分的形状近似。
第1实施方式的涡轮部件的制造方法是用于制造涡轮动叶片1的方法，该方法具有下述工序：(i)主体成型工序、(ii)涂层形成工序、以及(iii)喷丸工序。其中，(ii)涂层形成工序和(iii)喷丸工序是基于第1实施方式中的新的表面处理方法。
(i)主体成形工序
如图4(a)所示，通过锻造或者铸造进行动叶片主体5的大部分的成形。然后，通过磨削加工等机械加工对动叶片主体5的其余部分例如楔形榫11的外形部分进行成形。
(ii)涂层形成工序
在上述的(i)主体成型工序完成后，将动叶片主体5安装在夹具25上，使叶片7的顶端部分方向朝上。然后，由上述X轴伺服电机和Y轴伺服电机驱动，使工作台19在X轴方向和Y轴方向移动，将动叶片主体5定位，使叶片7的顶端部与电极31相对。另外，有时仅在X轴方向和Y轴方向中的某一个方向上移动工作台19就可以。
接下来，在电绝缘性液体S中，使电极31和叶片7的顶端部之间产生脉冲放电。这样，如图4(b)所示，通过该放电能量，在叶片7的顶端部上沉积、扩散和/或熔敷电极31的电极材料或者该电极材料的反应物质，可以形成具有耐氧化性和耐磨蚀性的保护涂层13。另外，在产生脉冲放电时，由上述Z轴伺服电机驱动，使电极31与加工头29一体在Z轴方向上以微小的移动量做往复运动。
这里所说的“沉积、扩散和/或熔敷”，是指“沉积”、“扩散”、“熔敷”“沉积和扩散二者组合”、“沉积和熔敷二者组合”、“扩散和熔敷二者组合”、“沉积和扩散和熔敷三者组合”中的任何一种。
(iii)喷丸工序
上述(ii)涂层形成工序结束之后，从夹具25上取下动叶片主体5，安装到喷丸装置(图中未示出)的特定位置。然后，用上述喷丸装置对保护涂层13的表面进行喷丸处理。喷丸处理的具体方式有使用弹丸的喷丸硬化处理(例如参照特开2001-170866号公报、特开2001-260027号公报、特开2000-225567号公报等)、使用激光的激光喷丸处理(例如参照特开2002-236112号公报、特开2002-239759号公报)。
这样，完成了涡轮动叶片1的制造。
以下，对第1实施方式的作用进行说明。
首先，由于保护涂层13是通过放电能量形成的，保护涂层13的范围可以由产生放电的范围来限定，可以分别省略伴随着形成保护涂层13的前处理和伴随着形成保护涂层13的后处理。
另外，基于同样理由，利用放电能量形成的保护涂层13与动叶片主体5的母材的界面部分B，形成组成比倾斜的结构，可以使保护涂层13和动叶片主体5的母材牢固地结合。
而且，由于在保护涂层13的表面实施了喷丸处理，可以在保护涂层13的表层产生残留压应力。
如上所述，根据第1实施方式，可以将保护涂层13的范围限定于产生放电的范围，可以分别省略伴随着形成保护涂层13的前处理和伴随着形成保护涂层13的后处理，因此，可以缩短制造涡轮动叶片1所需要的时间，可以易于实现涡轮动叶片1的生产率的提高。特别是，由于没有了形成耐氧化性的基底涂层的工序和形成具有耐磨蚀性的保护涂层的工序，即，不是通过两道涂层形成工序，而是通过一道涂层形成工序就可以在动叶片主体5的顶端上形成具有耐氧化性和耐磨蚀性的保护涂层13，可以进一步缩短制造涡轮动叶片1所需要的时间。
另外，由于可使保护涂层13和动叶片主体5的母材之间结合牢固，保护涂层13不容易从动叶片主体5的顶端部剥离，可以使涡轮动叶片1的品质稳定。
此外，由于可以在保护涂层13的表层施加残留压应力，可以提高保护涂层13的疲劳强度，延长涡轮动叶片1的寿命。
还有，本发明并不限定于上述第1实施方式，对于涡轮动叶片1以外的涡轮部件的部件主体的被处理部分，也可以基于第1实施方式中的新的表面处理方法，适当地变更来进行确保耐氧化性和耐磨蚀性的表面处理。
变形例
以下，参照图5、图1对第1实施方式的变形例进行说明。
如图5所示，第1实施方式的变形例的涡轮动叶片37，与涡轮动叶片1同样，是燃气涡轮发动机3中使用的涡轮部件中之一，可以以燃气涡轮发动机3的轴心3c为中心旋转。另外，涡轮动叶片37具有作为部件主体的动叶片主体39，该动叶片主体39除了叶片7、平台9、楔形榫11之外，还包括在叶片7的顶端上形成的护罩(shroud)41。护罩41具有燃气的流路面41f，具有一对叶端密封(チツプシ-ル)43。其中，护罩41上的一对叶端密封43的顶端部为动叶片主体39的被处理部位。
在成对的叶端密封43的顶端部，与涡轮动叶片1上的保护涂层13同样，基于新的上述第1表面处理方法，分别形成具有耐氧化性和耐磨蚀性的保护涂层45，并对保护涂层45的表面进行喷丸处理。
所以，对于第1实施方式的变形例，也可以达到与上述第1实施方式同样的作用和效果。
第2实施方式
以下，参照图1、图3、图6、图7(a)和图7(b)对第1实施方式进行说明。
如图1所示，第2实施方式的涡轮动叶片47与第1实施方式的涡轮动叶片1相同样，是喷气发动机等燃气涡轮发动机中使用的涡轮部件之一，可以以燃气涡轮发动机3的轴心3c为中心旋转。
如图6所示，涡轮动叶片47具有作为部件主体的动叶片主体49，该动叶片主体49与动叶片1的动叶片主体5同样，由叶片7、平台9、楔形榫11构成。其中，叶片7的顶端部为动叶片主体5的第1被处理部，包括动叶片7的顶端部的叶片整个表面为第2被处理部。
对于叶片7的顶端部、叶片整个表面，按新的第2表面处理方法进行如下的表面处理。换言之，在叶片7的顶端部和叶片整个表面上形成新型结构的涂层。
即，在叶片7的顶端部，通过放电能量形成具有耐磨蚀性的硬质的第1保护涂层51。具体而言，使用如图7(a)所示的电极53和图3所示的实施方式中的放电加工机15，在具有电绝缘性的液体S中，使叶片7的顶端部和电极53之间产生脉冲放电，通过该放电能量，使电极53的电极材料或者该电极材料的反应物质沉积、扩散和/或熔敷到叶片7的顶端部上，形成第1保护涂层51。另外，代替在具有电绝缘性的液体S中产生脉冲放电，也可以在具有电绝缘性气体中产生脉冲放电。
这里，电极53是由金属粉末、金属化合物粉末、陶瓷粉末中的任一种粉末或者2种或2种以上的混合粉末经过挤压压实形成的成形体，或者用真空炉等加热处理后的上述成形体。另外，代替压缩成型，电极53也可以采用泥浆、MIM(Metal Injection Molding)、喷镀等成形。
还有，构成电极53的上述陶瓷，与构成第1实施方式中的电极31的陶瓷相同。此外，电极53的顶端部呈现与叶片7顶端部的形状近似的形状。
另一方面，代替电极53，也可以使用由Si的固形物、Si的粉末经过挤压压实形成的成形体，或者用真空炉等加热处理后的上述成形体构成的电极55。在这种场合，在含有链烷烃的电绝缘性液体中产生脉冲放电。另外，代替压制成形，电极55也可以采用泥浆、MIM(Metal Injection Molding)、喷镀等成形。
还有，涡轮动叶片47的结构是，第1保护涂层51的覆盖率大于等于60％、小于等于95％。优选第1保护涂层51的覆盖率大于等于90％、小于等于95％。这里所说的覆盖率也称为被覆率。
作为降低第1保护涂层51的覆盖率的方法，可以采用缩短放电时间，在叶片7的顶端部残留一些微小的不产生放电的区域的方法。还有，通常的放电时间大约是5min/cm2，优选的是3.8min/cm2左右。
另外，为了获得95％覆盖率的放电时间的计算公式如下：
用于获得95％覆盖率的放电时间
＝获得98％覆盖率的放电时间×log(1-0.95)/log(1-0.98)其中，98％的覆盖率可以认为是100％覆盖率。
在形成第1保护涂层51之后，对第1保护涂层51的表面进行喷丸处理。喷丸处理的具体方式有，使用弹丸的喷丸硬化处理、使用激光的激光喷丸处理。
在叶片7的整个叶片表面上形成作为具有耐氧化性的第2保护涂层的铝涂层，覆盖住第1保护涂层51。如图7(b)所示，铝涂层57是在对第1保护涂层51的表面进行喷丸处理之后，使用热处理炉59通过渗铝而形成的。
另外，代替通过渗铝处理形成铝涂层57，还可以通过渗铬处理形成作为具有耐氧化性的第2保护涂层的铬涂层，或者通过CVD或PVD形成耐氧化性的第2保护涂层。还有，在渗铝处理中，有时也可以不使用热处理炉59。
以下，对第2最佳实施方式的作用进行说明。
首先，由于是通过放电能量形成第1保护涂层51，因而第1保护涂层51的范围可以用产生放电的范围来限定，可以分别省略伴随着形成第1保护涂层51的前处理和伴随着形成第1保护涂层51的后处理。
另外，由于相同的理由，通过放电能量形成的第1保护涂层51与动叶片主体49的母材的边界部分B形成组成比倾斜的结构，可以使第1保护涂层51和动叶片主体5的母材牢固地结合。
还有，由于第1保护涂层51的覆盖率大于等于60％，第1保护涂层51的硬度非常高，可以充分抑制由于与涡轮机壳或者涡轮护罩(タ-ビンシユラウド)等静止部件(图中省略)接触而引起的涡轮动叶片47的磨损。另外，由于第1保护涂层51的覆盖率小于等于95％，可以在一定程度上容许燃气涡轮发动机3运转时在第1保护涂层51和动叶片主体49的母材之间产生的热膨胀差以及由于交变应力而引起的伸长的差异。
还有，由于对第1保护涂层51的表面实施了喷丸处理，可以在第1保护层51的表层产生残留压应力。
如上所述，根据第2实施方式，由于第1保护涂层51的范围可以限定在产生放电的范围内，可以分别省略伴随着形成第1保护涂层51的前处理和伴随着形成第1保护涂层51的后处理，缩短了制造涡轮动叶片47所需的时间，可以便利地提高涡轮动叶片47的生产率。
还有，由于可以使得第1保护涂层51和动叶片主体49的母材牢固结合，第1保护涂层51不容易从动叶片主体49的母材上剥落，涡轮动叶片47的品质得以稳定。
还有，由于第1保护涂层51的硬度非常高，充分抑制与上述静止部件接触而产生的磨损，同时，可以在一定程度上容许燃气涡轮发动机3运转时在第1保护涂层51和动叶片主体49的母材之间产生的热膨胀差以及由于交变应力而引起的伸长的差异，因此，在燃气涡轮发动机3运转时，第1保护涂层51几乎不产生裂纹，可以延长涡轮动叶片47的寿命。
另外，由于使第1保护涂层51的表层产生了残留压应力，可以提高第1保护涂层51的疲劳强度，延长涡轮动叶片47的寿命。
此外，本发明并不限于上述第2实施方式的说明，也可以对涡轮动叶片47以外的其它涡轮部件的部件主体的被处理部分进行基于第2实施方式的新表面处理方法的表面处理。
还有，在涡轮动叶片47以外的上述涡轮部件的上述部件主体的被处理部分上，还可以形成与第1保护涂层51相同结构构成的具有耐冲蚀性或者热障性的其他保护涂层。这时所说的耐冲蚀性，是指不容易由于异物等的冲击而引起腐蚀的特性。
第3实施方式
以下，参照图1、图3、图8(a)、图8(b)、图9(a)和图9(b)对第3优选实施方式进行说明。
如图1所示，第3实施方式的涡轮动叶片61，与第1实施方式的涡轮动叶片1同样，是喷气发动机等燃气涡轮发动机3中使用的涡轮部件之一，可以以燃气涡轮发动机3的轴心3c为中心旋转。
如图8(a)和图8(b)所示，第3实施方式的涡轮动叶片61，具有作为部件主体的动叶片主体63，该动叶片主体63，与涡轮动叶片1的动叶片主体5同样，由叶片7、平台9、楔形榫11构成。其中，从叶片7的前缘7a绵延至腹面7b的部位成为动叶片主体63的第1被处理部，叶片7的整个叶面为动叶片主体63的第2被处理部。
所以，对于从叶片7的前缘7a到腹面7b的部位及整个叶面，按照新的第3表面处理方法进行下面所述的表面处理。换言之，在从叶片7的前缘7a到腹面7b的部位及整个叶面上形成新型结构的涂层。
即，在从叶片7的前缘7a到腹面7b的部位上，形成硬质的第1保护涂层65。具体而言，使用如图3所示的放电加工机15和图9(a)所示的电极67，使从叶片7的前缘7a到腹面7b的部位与电极67之间产生脉冲放电，通过该放电能量，电极67的电极材料或者该电极材料的反应物质在从叶片7的前缘7a到腹面7b的部位上沉积、扩散和/或熔敷，形成第1保护涂层65。
这里，电极67与第2实施方式中的电极53的结构大致相同，电极67的顶端部呈现与从叶片7的前缘7a到腹面7b的部位的形状近似的形状。
另一方面，代替电极65，也可以使用由Si的固形物、Si的粉末经过挤压压实形成的成形体，或者用真空炉等加热处理的上述成形体构成的电极69。这时，在含有链烷烃的电绝缘性液体中，产生脉冲放电。另外，代替压缩成形，也可以采用泥浆、MIM(Metal Injection Molding)、喷镀等成形制成电极69。
还有，涡轮动叶片61的结构是，第1保护涂层65的覆盖率大于等于60％、小于等于95％。优选第1保护层65的覆盖率大于等于90％、小于等于95％。另外，形成第1保护涂层65之后，对第1保护涂层65的表面进行喷丸处理。
此外，如图8(a)和8(b)所示，在叶片7的整个叶面上形成作为耐氧化性的第2保护涂层的铝涂层71，将第1保护涂层65覆盖住。此时，如图9(b)所示，铝涂层71是在形成第1保护涂层65后，使用热处理炉73通过渗铝形成的。
另外，还可以通过渗铬形成作为具有耐氧化性的第2保护涂层的铬涂层，通过CVD或者PVD形成耐氧化性的第2保护涂层，来代替由渗铝形成的铝涂层71，没有什么差别。还有，在渗铝处理中，也可以不使用热处理炉73。
以下，对第3实施方式的作用进行说明。
首先，由于是通过放电能量形成第1保护涂层65，第1保护涂层65的范围可以用产生放电的范围来限定，可以分别省略伴随着形成第1保护涂层65的前处理和伴随着形成第1保护涂层65的后处理。
另外，由于相同的理由，通过放电能量形成的第1保护涂层65和动叶片主体63的母材的交界部分B，由组成比倾斜的结构构成，可以实现第1保护涂层65和动叶片主体63的母材的牢固结合。
还有，由于第1保护涂层65的覆盖率为大于等于60％，第1保护涂层65的硬度十分高，就可以充分抑制与尘埃、砂砾等冲击所引起的磨损。还有，由于第1保护涂层65的覆盖率小于等于95％，在燃气涡轮发动机3运转时，就可以一定程度容许在第1保护涂层65和动叶片主体63的母材之间产生的热膨胀差以及由于往复应力而引起的伸长的差异。
还有，由于对第1保护涂层65的表面实施了喷丸处理，可以使第1保护层65的表层产生残留压应力。
如上所述，根据第3实施方式，由于第1保护涂层65的范围可以限定在产生放电的范围内，可以分别省略伴随着形成第1保护涂层65的前处理和伴随着形成第1保护涂层65的后处理，因而缩短了制造涡轮动叶片61所需的时间，可以便利地提高涡轮动叶片61的生产率。
此外，由于可以使得第1保护涂层65和动叶片主体63的母材牢固结合，第1保护涂层65不容易从动叶片主体63的母材上剥落，涡轮动叶片61的品质得以保持稳定。
还有，由于第1保护涂层65的硬度很高，可以充分抑制由于尘埃、砂砾等的冲击而产生的磨损，同时，可以在一定程度上容许在燃气涡轮发动机3运转时在第1保护涂层65和动叶片主体63的母材之间产生的热膨胀差以及由于交变应力而引起的伸长的差异，因此，在燃气涡轮发动机3运转时，第1保护涂层65几乎不产生裂纹，有助于延长涡轮动叶片61的寿命。
还有，由于使第1保护涂层65的表层产生了残留压应力，可以提高第1保护涂层65的疲劳强度，延长涡轮动叶片61的寿命。
此外，本发明并不限于上述第3实施方式的说明，也可以适当进行变更，对涡轮动叶片61以外的涡轮部件的部件主体的被处理部分进行基于第3实施方式中的新的表面处理方法的表面处理等，。
第4实施方式
以下，参照图1、图3、图10、图11(a)、图11(b)和图11(c)对第4实施方式进行说明。
如图1所示，第4实施方式的涡轮动叶片75，与第1实施方式的涡轮动叶片1同样，是喷气发动机等燃气涡轮发动机3中使用的涡轮部件之一，可以以燃气涡轮发动机3的轴心3c为中心旋转。
如图10所示，涡轮动叶片75具有作为部件主体的动叶片主体77，该动叶片主体77与涡轮动叶片1的动叶片主体5同样，由叶片7、平台9、楔形榫11构成。其中，叶片7的顶端部为动叶片主体77的被处理部。
在叶片7的顶端，如后所述，形成具有耐氧化性和耐磨蚀性的新的结构的涂层。换言之，基于第4实施方式中的新的表面处理方法对叶片7的顶端部进行表面处理。
即，在叶片7的顶端部上，通过放电能量形成具有耐氧化性和热障性的多孔性基底涂层79。具体而言，使用如图11(a)所示的基底涂层用电极81和图3所示的实施方式中的放电加工机15，在具有电绝缘性的液体S中，使叶片7的顶端部和电极81之间产生脉冲放电，通过该放电能量，使电极81的电极材料或者该电极材料的反应物质在叶片7的顶端部上沉积、扩散和/或熔敷，形成基底涂层79。其中，代替在绝缘性液体S中产生脉冲放电，也可以在电绝缘性气体中产生脉冲状放电。
这里，电极81是由耐氧化的金属的粉末经过挤压压实形成的成形体，或者是用真空炉等加热处理后的上述成形体。另外，代替压缩成形，还可以使用泥浆、MIM(Metal Injection Molding)、喷镀等进行成形，形成电极81。
还有，构成电极81的上述耐氧化金属，与构成第1实施方式中的电极31的耐氧化金属相同。此外，电极81的顶端部呈现与叶片7的顶端部的形状近似的形状。
如图10所示，在基底涂层79的表面一侧，通过放电能量形成中间涂层83，该中间涂层83是由在燃气涡轮发动机3运转时可能变为具有流动性的SiO2的SiC和MoSi2中的至少一种为主要成分的复合材料所构成。
具体而言，使用图11(b)所示的中间涂层用电极85和图3所示的实施方式中的放电加工机15，在具有电绝缘性的液体S中，使基底涂层79和电极85之间产生脉冲放电，通过该放电能量，电极85的电极材料或者该电极材料的反应物质在基底涂层79的表面一侧上沉积、熔敷和/或扩散，形成中间涂层83。另外，代替在具有电绝缘性的液体S中产生脉冲放电，也可以在具有电绝缘性的气体中产生脉冲放电。
这里，电极85是由上述复合材料的粉末经过挤压压缩形成的成形体或者用真空炉加热处理后的上述成形体构成。另外，代替压缩成形，还可以使用泥浆、MIM(Metal Injection Molding)、喷镀等进行成形，形成电极85。还有，电极85的顶端部呈现与叶片7的顶端部的形状近似的形状。
另一方面，代替电极85，也可以使用由Si的固形物、Si的粉末经过挤压压缩形成的成形体或用真空炉加热处理后的上述成形体构成的电极87。这时，在含有链烷烃的电绝缘性液体中，产生脉冲放电。另外，代替压缩成形，也可以通过泥浆、MIM(Metal Injection Molding)、喷镀等进行成形，来形成电极87。
如图10所示，在中间涂层83的表面一侧，通过放电能量形成具有耐磨蚀性的硬质保护涂层89，该保护涂层89由氧化物系陶瓷、cBN、上述氧化物系陶瓷与上述耐氧化金属的混合物、或者cBN与上述耐氧化金属的混合物构成。
具体而言，使用图11(c)所示的保护涂层用电极91和图3所示的实施方式中的放电加工机15，在具有电绝缘性的液体S中，使中间涂层83和电极91之间产生脉冲放电，通过该放电能量，使电极91的电极材料或者该电极材料的反应物质在中间涂层83的表面一侧上沉积、熔敷和/或扩散，形成保护涂层89。另外，代替在具有绝缘性的液体S中产生脉冲放电，也可以在具有电绝缘性的气体中产生脉冲放电。
这里，电极91是由上述氧化物系陶瓷的粉末、cBN的粉末、上述氧化物系陶瓷的粉末与上述耐氧化金属的粉末的混合粉末、或者cBN的粉末与上述耐氧化金属粉末的混合粉末经过挤压压缩形成的成形体构成，或者由用真空炉加热处理后的上述成形体构成。另外，代替压缩成形，还可以使用泥浆、MIM(Metal Injection Molding)、喷镀等进行成形，形成电极91。
还有，构成电极91的上述氧化物系陶瓷，在第4实施方式中是氧化钇稳定化的氧化锆，但是也可以使用氧化钇稳定化的氧化锆以外的氧化物系陶瓷。其中，电极91的顶端部呈现与叶片7的顶端部的形状近似的形状。
如图10所示，在叶片7的叶面和平台9的流路面9f上，通过渗铝处理形成作为具有耐氧化性的第2保护涂层的铝涂层93。还有，代替通过渗铝处理形成铝涂层93，还可以通过渗铬处理形成作为具有耐氧化性的第2保护涂层的铬涂层。
以下，对第4实施方式的作用进行说明。
首先，基底涂层79、中间涂层83和保护涂层89是通过放电能量形成的，因此，保护涂层89的范围可以用产生放电的范围来限定，可以分别省略伴随着形成保护涂层89的前处理和伴随着形成保护涂层89的后处理。
还有，由于相同的理由，基底涂层79与动叶片主体77的母材的边界部分V1、中间涂层83与基底涂层79的边界部分V2以及保护涂层89与中间涂层83的边界部分V3，分别形成组成比倾斜的结构构成，这样，保护涂层89和动叶片主体77的母材之间通过基底层79和中间层83而牢固结合。
另外，由于在叶片7的顶端部形成了多孔的基底涂层79，可以减轻在燃气涡轮发动机3运转时由于动叶片主体77和保护涂层89的热膨胀差而产生的应力，可以抑制保护涂层89上产生裂纹等缺陷，同时，即使产生上述缺陷，还可以防止上述缺陷在叶片7中扩展。
还有，在燃气涡轮发动机3的运转中，由于构成中间涂层83的上述复合材料转变为具有流动性的SiO2，换句话说，中间涂层83的一部分侵入基底涂层79的表面一侧的细微孔内，基底涂层79的表面一侧的通气性几乎消失。还有，当在基底涂层79上产生裂纹时，中间涂层83的一部分侵入上述细微孔和上述裂纹中。
此外，多孔性基底涂层79的热传导率低，由于在基底涂层79的表面一侧上形成中间涂层83，可以提高涡轮动叶片75的热障性。
如上所述，根据第4实施方式，由于保护涂层89的范围可以限定在产生放电的范围内，可以分别省略伴随着形成保护涂层89的前处理和伴随着形成保护涂层89的后处理，缩短了制造涡轮动叶片75所需的时间，可以便利地提高涡轮动叶片61的生产率。
还有，由于可以使得保护涂层89和动叶片主体77的母材牢固结合，保护涂层89不容易从动叶片主体77的母材上剥落，涡轮动叶片75的品质得以保持稳定。
还有，在燃气燃涡轮发动机3运转时，SiO2填充到基底涂层79的表面一侧的细微孔中，基底涂层79的表面一侧的通气性几乎丧失，因此提高了涡轮动叶片75的耐氧化性，可以提高涡轮动叶片75的品质。
此外，本发明并不限于上述第4实施方式的说明，也可以适当地变更，对涡轮动叶片75以外的涡轮部件的部件主体的被处理部分进行基于第4实施方式中的新的表面处理方法的表面处理。
变形例
参照图12A和12B对第4实施方式的变形例进行说明。
即，如图12(b)所示，代替在基底涂层79的表面一侧形成中间层83，保护涂层89的细微孔89h也可以用由玻璃状的SiO2构成的无定形材料97来堵塞。这时，在形成保护涂层89之后，如图12(a)所示，在保护涂层89的微细孔89h中填充SiO2或者MoSi2的粉末99，通过加热叶片7的顶端部，使粉末99变成无定形材料97，堵塞保护涂层89的细微孔89h。此外，SiO2或者MoSi2的粉末99，通过混入液体中来涂入。
此外，即使是第4实施方式的变形例，也能达到与上述第4实施方式同样的作用和效果。
第5实施方式
以下，参照图1、图3、图13、图14、图15(a)、图15(b)、图16(a)和图16(b)对第5实施方式进行说明。
如图1和图13所示，第5实施方式的涡轮动叶片99，是燃气涡轮发动机3或者蒸汽涡轮发动机101中使用的叶片部件之一，可以以燃气涡轮发动机3的轴心3c或者蒸汽涡轮发动机101的轴心101c为中心旋转。
如图14所示，第5实施方式的涡轮动叶片99，具有作为部件主体的动叶片主体103，该动叶片主体103与第1实施方式的涡轮动叶片1的动叶片主体5同样，由叶片7、平台9和楔形榫11构成。其中，从叶片7的前缘7a到腹面7b的部位以及平台9的流路面9f，是动叶片主体103的被处理部位。
所以，对于从叶片7的前缘7a到腹面7b的部位和平台9的流路面9f，进行确保耐冲蚀性的表面处理。换言之，在从叶片7的前缘7a到腹面7b的部位和平台9的流路面9f上，形成新型结构构成的涂层。
即，在从叶片7的前缘7a到腹面7b的部位和平台9的流路面9f上，通过放电能量形成具有冲蚀性的硬质的保护涂层105。
具体而言，使用图15(a)和图15(b)所示的电极107和图3所示的实施方式中的放电加工机15，在具有电绝缘性的液体S中，使从叶片7的前缘7a到腹面7b的部位与电极107之间以及平台9的流路面9f的腹侧部分与电极107之间产生脉冲放电，通过该放电能量，使电极107的电极材料或者该电极材料的反应物质在从叶片7的前缘7a到腹面7b的部位和平台9的流路面9f的腹侧部分上沉积、扩散和/或熔敷，形成保护涂层105的大部分。另外，代替在具有绝缘性的液体S中产生脉冲放电，也可以在具有电绝缘性的气体中产生脉冲放电。
还有，使用图16(a)和图16(b)所示的电极109和图3所示的实施方式中的放电加工机15，在具有电绝缘性的液体S中，使平台9的流路面9f的背侧部分和电极109之间产生脉冲放电，通过该放电能量，使电极109的电极材料或者该电极材料的反应物质在平台9的流路面9f上沉积、扩散和/或熔敷，形成保护涂层105的其余部分。
还有，电极107和109是与第2实施方式中的电极53相同的结构构成。另外，电极107的顶端部呈现与从叶片7的前缘7a到腹面7b的部位的形状近似的形状，电极109的顶端部呈现与叶片7的背面7c的形状近似的形状。
另一方面，代替电极107、109，也可以使用由Si的固形物、Si的粉末经过挤压压缩形成的成形体或者用真空炉加热处理过的上述成形体构成的电极111、113。这时，在含有链烷烃的电绝缘性液体中，产生脉冲放电。还有，可以通过泥浆、MIM(Metal Injection Molding)、喷镀等进行成形来代替压缩成形，形成电极111、113。
还有，形成保护涂层105之后，在保护涂层105的表面一侧进行喷丸处理。喷丸处理的具体方式，是使用弹丸的喷丸强化处理、使用激光的喷丸处理。
以下，对第5实施方式的作用进行说明。
首先，由于保护涂层105是通过放电能量形成的，保护涂层105的范围可以用产生放电的范围来限定，可以分别省略伴随着形成保护涂层105的前处理和伴随着形成保护涂层105的后处理。
还有，由于相同的理由，通过放电能量形成的保护涂层105和动叶片主体103的母材的边界部分B，形成组成比倾斜的结构，可以使保护涂层105和动叶片主体103的母材牢固地接合。
还有，由于在保护涂层105的表面一侧实施了喷丸处理，可以在保护涂层105的表层中形成残留压应力。
如上所述，根据第5实施方式，由于保护涂层105的范围可以限定在产生放电的范围内，可以分别省略伴随着形成保护涂层105的前处理和伴随着形成保护涂层105的后处理，缩短了制造涡轮动叶片99所需的时间，可以便利地提高涡轮动叶片99的生产率。
还有，由于可以使得保护涂层105和动叶片主体103的母材牢固结合，保护涂层105不容易从动叶片主体103的母材上剥落，涡轮动叶片99的品质得以保持稳定。
还有，由于使保护涂层105的表层中形成残留压应力，可以提高保护涂层105的疲劳强度，延长涡轮动叶片99的寿命。
此外，本发明并不限于上述第5实施方式的说明，也可以进行适当的变更，对涡轮动叶片99以外的涡轮部件的部件主体的被处理部位或叶片部件以外的金属部件的部件主体的被处理部位，进行基于第5实施方式中的新的表面处理方法的表面处理等。
变形例
以下，参照图17对第5实施方式的变形例进行说明。
如图1和图13所示，第5实施方式的变形例的涡轮动叶片115，与涡轮动叶片99同样，是燃气涡轮发动机3或者蒸汽涡轮发动机101中使用的叶片部件之一，可以以燃气气涡轮发动机3的轴心3c或者蒸汽涡轮发动机101的轴心101c为中心旋转。
还有，如图17所示，第5实施方式的变形例的涡轮动叶片115具有作为部件主体的动叶片主体117，该动叶片主体117与第1实施方式的变形例的涡轮动叶片37同样，由叶片7、平台9、楔形榫11和护罩41构成。还有，叶片7的从前缘7a到腹面7b的部位以及平台9的流路面9f和平台41的流路面41f，是动叶片主体117的被处理部位。
所以，按照第5实施方式中的表面处理方法，在叶片7的从前缘7a到腹面7b的部位以及平台9的流路面9f和护罩41的流路面41f上，形成具有耐冲蚀性的硬质高硬度涂层119。
此外，即使是第5实施方式的变更例，也表现出与上述第5实施方式相同的作用和效果。
以上，对本发明的几个优选实施方式进行了说明，但本发明所包含的权利要求范围并不仅限定于这些实施方式。
还有，2003年6月11日向日本特许厅申请的特愿2003-167068号的内容、2004年3月24日向日本特许厅申请的特愿2004-088033号的内容、2004年3月24日向日本特许厅申请的特愿2004-088031号的内容、2003年6月10日向日本特许厅申请的特愿2003-165403号的内容，作为参照插入到本申请的内容中。

Claims (51)

1.涡轮部件，该部件是在燃气涡轮发动机中使用并且可以以所述燃气涡轮发动机的轴心为中心旋转的涡轮部件，其特征在于：
所述涡轮部件具有部件主体以及在所述部件主体的被处理部位上形成的、具有耐氧化性和耐磨蚀性的保护涂层；
所述的保护涂层是按以下所述形成的，即，使用由耐氧化金属的粉末和陶瓷的粉末混合而成的混合材料的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体构成的电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述电极和所述部件主体的所述被处理部位之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，形成上述保护涂层。
2.根据权利要求1所述的涡轮部件，其特征在于，所述耐氧化金属是NiCr合金、M-CrAlY之中的任一种材料或者2种或2种以上的混合材料。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮部件，其特征在于，所述的陶瓷是cBN、TiC、TiN、TiAlN、TiB2、WC、SiC、Si3N4、Cr3C2、Al2O3、ZrO2-Y、ZrC、VC、B4C中的任一种材料或者2种或2种以上的混合材料。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮部件，其特征在于，对所述保护涂层的表面一侧实施了喷丸处理。
5.涡轮部件的制造方法，该方法是用于制造在燃气涡轮发动机中使用并且可以以所述燃气涡轮发动机的轴心为中心旋转的涡轮部件的涡轮部件制造方法，其特征在于，所述方法具有下列工序：
通过锻造或铸造完成部件主体的大部分的成形，通过机械加工形成所述部件主体的剩余部分的主体成形工序；以及
在所述主体成形工序完成后，使用由耐氧化金属的粉末和陶瓷的粉末混合而成的混合材料的粉末压缩的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述电极和所述部件主体的被处理部位之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，从而形成具有耐氧化性和耐磨蚀性的保护涂层的涂层形成工序。
6.根据权利要求5所述的涡轮部件的制造方法，其特征在于，所述的耐氧化金属是NiCr合金、M-CrAlY之中的任一种材料或者2种或2种以上的混合材料。
7.根据权利要求5或6所述的涡轮部件的制造方法，其特征在于，所述的陶瓷是cBN、TiC、TiN、TiAlN、TiB2、WC、SiC、Si3N4、Cr3C2、Al2O3、ZrO2-Y、ZrC、VC、B4C中任一种材料或者2种或2种以上的混合材料。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的涡轮部件的制造方法，其特征在于，在所述涂层形成工序完成后，还具有对所述保护涂层的表面一侧进行喷丸处理的喷丸工序。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的涡轮部件的制造方法，其特征在于，所述涡轮部件是涡轮动叶片。
10.表面处理方法，该方法是对于下述部件主体的被处理部位进行确保耐氧化性和耐磨蚀性的表面处理的表面处理方法，所述部件主体是在燃气涡轮发动机中使用并且可以以所述燃气涡轮发动机的轴心为中心旋转的涡轮部件的构成要素，其特征在于：
使用由耐氧化金属的粉末和陶瓷的粉末混合而成的混合材料的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述电极和所述部件主体的被处理部位之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述电极的电极材料或该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，形成具有耐氧化性和耐磨蚀性的保护涂层。
11.根据权利要求10所述的表面处理方法，其特征在于，所述的耐氧化金属是NiCr合金、M-CrAlY中任一种材料或者2种或2种以上的混合材料。
12.根据权利要求10或11所述的表面处理方法，其特征在于，所述的陶瓷是cBN、TiC、TiN、TiAlN、TiB2、WC、SiC、Si3N4、Cr3C2、Al2O3、ZrO2-Y、ZrC、VC、B4C中任一种材料或者2种或2种以上的混合材料。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的表面处理方法，其特征在于，在形成所述保护涂层之后，对所述保护涂层的表面一侧进行喷丸处理。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的表面处理方法，其特征在于，所述涡轮部件是涡轮动叶片。
15.涡轮部件，该部件是在燃气涡轮发动机中使用的涡轮部件，其特征在于，所述涡轮部件具有：
部件主体；
在所述部件主体的第1被处理部位上形成的、具有耐磨蚀性或者耐冲蚀性的硬质的第1保护涂层；以及
在所述部件主体的包含第1被处理部位的第2被处理部位上覆盖住第1保护涂层形成的、具有耐氧化性的第2保护涂层；
所述第1保护涂层是按以下所述形成的，即，使用由金属粉末、金属化合物粉末、陶瓷粉末之中的任一种材料或者2种或2种以上的混合材料的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的电极，使所述部件主体的所述第1被处理部位和所述电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述第1被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，形成第1保护涂层。
16.根据权利要求15所述的涡轮部件，其特征在于，所述的陶瓷是cBN、TiC、TiN、TiAlN、TiB2、WC、SiC、Si3N4、Cr3C2、Al2O3、ZrO2-Y、ZrC、VC、B4C中任一种材料或者2种或2种以上的混合材料。
17.涡轮部件，该部件是燃气涡轮发动机中使用的涡轮部件，其特征在于，所述涡轮部件具有：
部件主体；
在所述部件主体的第1被处理部位上形成的、具有耐磨蚀性或耐冲蚀性的硬质的第1保护涂层；以及
在所述部件主体的包含第1被处理部位的第2被处理部位上覆盖住上述第1保护涂层形成的、具有耐氧化性的第2保护涂层；
所述第1保护涂层是按以下所述形成的，即，使用由Si的固形物、Si的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的电极，在含有链烷烃的具有电绝缘性的液体中，使所述部件主体的所述第1被处理部位和所述电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述第1被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，形成第1保护涂层。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的涡轮部件，其特征在于，所述耐氧化涂层是通过渗铝处理、渗铬处理、CVD或者PVD而形成的。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的涡轮部件，其特征在于，所述第1保护涂层的覆盖率大于等于60％、小于等于95％。
20.表面处理方法，该方法是对于作为燃气涡轮发动机中使用的涡轮部件的构成要素的部件主体实施表面处理的表面处理方法，其特征在于：
使用由金属粉末、金属化合物粉末、陶瓷粉末中任一种材料的粉末或者2种或2种以上的混合材料的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的电极，使所述部件主体的第1被处理部和所述电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述电极的电极材料或该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述第1被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，形成具有耐磨蚀性或耐冲蚀性的硬质的第1保护涂层；
在所述部件主体的包含第1被处理部位的第2被处理部位上，通过渗铝处理、渗铬处理、CVD或者PVD形成具有耐氧化性的第2保护涂层，覆盖所述的第1保护涂层。
21.根据权利要求20所述的表面处理方法，其特征在于，所述的陶瓷是cBN、TiC、TiN、TiAlN、TiB2、WC、SiC、Si3N4、Cr3C2、Al2O3、ZrO2-Y、ZrC、VC、B4C中任一种材料或者2种或2种以上的混合材料。
22.表面处理方法，该方法是对于作为燃气涡轮发动机中使用的涡轮部件的构成要素的部件主体实施表面处理的表面处理方法，其特征在于：
使用由Si的固形物、Si的粉末成形的成形体或者经过加热处理的所述成形体所构成的电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述部件主体的所述第1被处理部位和所述电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述电极的电极材料或该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述第1被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，形成具有耐磨蚀性或者耐冲蚀性的硬质的第1保护涂层；
在所述部件主体的包含第1被处理部位的第2被处理部位上，通过渗铝处理、渗铬处理、CVD或PVD形成具有耐氧化性的第2保护涂层，覆盖所述的第1保护涂层。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的表面处理方法，其特征在于，所述的第1保护涂层的覆盖率大于等于60％、小于等于95％。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的表面处理方法，其特征在于，所述涡轮部件是涡轮动叶片，所述第1被处理部位是作为所述部件主体的动叶片主体的叶片的顶端部，所述第2被处理部位是所述叶片的叶面全体。
25.根据权利要求20至24中任一项所述的表面处理方法，其特征在于，所述涡轮部件是涡轮动叶片，所述第1被处理部位是作为所述部件主体的动叶片主体的叶片的从前缘到腹面的部位，所述第2被处理部位是所述叶片的叶面全体。
26.涡轮部件，该部件是燃气涡轮发动机中使用的涡轮部件，其特征在于，所述涡轮部件具有：
部件主体；
在所述部件主体的被处理部上通过放电能量形成的、具有耐氧化性和热障性的多孔性基底涂层；
在所述基底涂层的表面一侧通过放电能量形成的、由在所述燃气涡轮发动机运转时可能转变为具有流动性的SiO2的SiC和MoSi2中至少一种为主要成分的复合材料所构成的中间涂层；以及
在所述中间涂层的表面一侧通过放电能量形成的、由氧化物系陶瓷、cBN、所述氧化物系陶瓷与所述耐氧化金属的混合物、或者cBN与所述耐氧化金属的混合物所构成的、具有耐磨蚀性、耐冲蚀性或耐氧化性的硬质保护涂层。
27.根据权利要求26所述的涡轮部件，其特征在于，所述基底涂层是按照以下所述形成的，即，使用由具有耐氧化性的氧化金属的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的基底涂层用电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述部件主体的所述被处理部位和所述基底涂层用电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述基底涂层用电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，形成上述基底涂层；
所述中间涂层是按以下所述形成的，即，使用由所述复合材料的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的中间涂层用电极，在具有电绝缘性的液体或者气体中，使所述基底涂层和所述中间涂层用电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述中间涂层用电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述基底涂层的表面一侧上沉积、扩散和/或熔敷，形成上述中间涂层；
所述保护涂层是按以下所述形成的，即，使用由所述氧化物系陶瓷的粉末、cBN的粉末、所述氧化物系陶瓷的粉末与所述耐氧化金属的粉末的混合粉末、或者cBN的粉末与所述耐氧化金属的粉末的混合粉末成形的成形体或者经过加热处理的所述成形体所构成的保护涂层用电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述中间涂层和所述保护涂层用电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述保护涂层用电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述中间涂层的表面一侧上沉积、扩散和/或熔敷，形成上述保护涂层。
28.根据权利要求26所述的涡轮部件，其特征在于：
所述基底涂层是按以下所述形成的，即，使用由耐氧化金属的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体构成的基底涂层用电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述部件主体的所述被处理部位和所述第1电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述基底涂层用电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述被处理部上沉积、扩散和/或熔敷，形成上述基底涂层；
所述中间涂层是按以下所述形成的，即，使用由Si的固形物、Si的粉末成形的成形体或者经过加热处理的所述成形体所构成的中间涂层用电极，在含有链烷烃的具有电绝缘性的液体中，使所述基底涂层和所述中间涂层用电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述中间涂层用电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述基底涂层的表面一侧上沉积、扩散和/或熔敷，形成上述中间涂层；
所述保护涂层是按以下所述形成的，即，使用由所述氧化物系陶瓷的粉末、cBN的粉末、所述氧化物系陶瓷的粉末与所述耐氧化金属的粉末的混合粉末、或者cBN的粉末与所述耐氧化金属的粉末的混合粉末成形的成形体或者经过加热处理的所述成形体所构成的保护涂层用电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述中间涂层和所述保护涂层用电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述保护涂层用电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述中间涂层的表面一侧上沉积、扩散和/或熔敷，形成上述保护涂层。
29.涡轮部件，该涡轮部件是燃气涡轮发动机中使用的涡轮部件，其特征在于，所述部件具有：
部件主体；
在所述部件主体的被处理部位上通过放电能量形成的、具有耐氧化性和热障性的基底涂层；以及
在所述基底涂层的表面一侧上通过放电能量形成的具有耐磨蚀性、耐冲蚀性或者耐氧化性的硬质保护涂层，该涂层是由氧化物系陶瓷或者所述氧化物系陶瓷与所述耐氧化金属的混合物构成，微细孔被由玻璃状的SiO2构成的无定形材料堵塞。
30.根据权利要求29所述的涡轮部件，其特征在于：
所述基底涂层是按以下所述形成的，即，使用由耐氧化金属的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的基底涂层用电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述部件主体的所述被处理部位和所述基底涂层用电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述基底涂层用电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，形成上述基底涂层；
所述保护涂层是按以下所述形成的，即，使用由所述氧化物系陶瓷的粉末、cBN的粉末、所述氧化物系陶瓷的粉末与所述耐氧化金属的粉末的混合粉末、或者cBN的粉末与所述耐氧化金属的粉末的混合粉末成形的成形体或者经过加热处理的所述成形体所构成的保护涂层用电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述基底涂层和所述保护涂层用电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述保护涂层用电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述基底涂层的表面一侧上沉积、扩散和/或熔敷，形成上述保护涂层。
31.根据权利要求26至30中任一项所述的涡轮部件，其特征在于，所述耐氧化金属是M-CrAlY、NiCr合金中的任一种金属或者2种或2种以上的金属，所述氧化物系陶瓷是氧化钇稳定化的氧化锆。
32.表面处理方法，该方法是对作为燃气涡轮发动机中使用的涡轮部件的构成要素的部件主体的被处理部位进行表面处理的表面处理方法，其特征在于：
使用由耐氧化金属的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的基底涂层用电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述部件主体的所述被处理部位和所述基底涂层用电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述基底涂层用电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，从而形成具有耐氧化性和热障性的多孔性基底涂层；
使用由SiC和MoSi2中至少一种为主要成分的复合材料的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述压粉体所构成的中间涂层用电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述基底涂层和所述中间涂层用电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述中间涂层用电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述基底涂层的表面一侧上沉积、扩散和/或熔敷，从而形成在燃气涡轮发动机运转时可以转变为具有流动性的SiO2的中间涂层；
使用由氧化物系陶瓷的粉末、cBN的粉末、所述氧化物系陶瓷的粉末与所述耐氧化金属的粉末的混合粉末、或者cBN的粉末与所述耐氧化金属的粉末的混合粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的保护涂层用电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述中间涂层和所述保护涂层用电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述保护涂层用电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述第2保护涂层的表面一侧上沉积、扩散和/或熔敷，从而形成具有耐磨蚀性、耐冲蚀性或者热障性的硬质的保护涂层。
33.表面处理方法，该方法是对作为燃气涡轮发动机中使用的涡轮部件的构成要素的部件主体的被处理部位进行表面处理的表面处理方法，其特征在于：
使用由耐氧化金属的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的基底涂层用电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述部件主体的所述被处理部位和所述基底涂层用电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述基底涂层用电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，从而形成具有耐氧化性和热障性的基底涂层；
使用由Si的固形物、Si的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的中间涂层用电极，在含有链烷烃的具有电绝缘性的液体中，使所述基底涂层和所述中间涂层用电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述中间涂层用电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述基底涂层的表面一侧上沉积、扩散和/或熔敷，从而形成在燃气涡轮发动机运转时可以转变为具有流动性的SiO2的中间涂层；
使用由氧化物系陶瓷的粉末、cBN的粉末、所述氧化物系陶瓷的粉末与所述耐氧化金属的粉末的混合粉末、或者cBN的粉末与所述耐氧化金属的粉末的混合粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的保护涂层用电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述中间涂层和所述保护涂层用电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述保护涂层用电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述中间涂层的表面一侧上沉积、扩散和/或熔敷，从而形成具有耐磨蚀性、耐冲蚀性或者耐氧化性的硬质的保护涂层。
34.表面处理方法，该方法是对作为燃气涡轮发动机中使用的涡轮部件的构成要素的部件主体的被处理部位进行表面处理的表面处理方法，其特征在于：
使用由耐氧化金属的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的基底涂层用电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述部件主体的所述被处理部位和所述基底涂层用电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述基底涂层用电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，从而在所述部件主体的所述被处理部位上形成具有耐氧化性和热障性的多孔性基底涂层；
使用由氧化物系陶瓷的粉末、cBN的粉末、所述氧化物系陶瓷的粉末与所述耐氧化金属的粉末的混合粉末、或者cBN的粉末与所述耐氧化金属的粉末的混合粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的保护涂层用电极，在具有电绝缘性的液体或气体中，使所述基底涂层和所述保护涂层用电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述保护涂层用电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述基底涂层的表面一侧上沉积、扩散和/或熔敷，从而形成具有耐磨蚀性、耐冲蚀性或耐氧化性的硬质的保护涂层；
进而，在所述保护涂层的细微孔中填充SiO2或者MoSi2的粉末，通过对所述部件主体的所述被处理部位进行加热，使SiO2或MoSi2的粉末转变为由玻璃状的SiO2构成的无定形材料，用SiO2堵塞所述保护涂层的微细孔。
35.根据权利要求32至34中任一项所述的表面处理方法，其特征在于，所述耐氧化金属是M-CrAlY、NiCr合金中的任一种金属或者多种金属，所述氧化物系陶瓷是氧化钇稳定化的氧化锆。
36.燃气涡轮发动机，其特征在于，具有权利要求1至4、权利要求15至19、权利要求26至31中任一项所述的涡轮部件。
37.金属部件，其特征在于：
该金属部件具有部件主体以及在所述部件主体的被处理部位上形成的、具有耐冲蚀性的硬质保护涂层；
所述保护涂层是按以下所述形成的，即，使用由金属的粉末或者金属化合物的粉末与陶瓷的粉末混合后成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的电极，在具有电绝缘性的液体中或气体中，使所述部件主体的所述特定部位和所述电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述特定部位上沉积、扩散和/或熔敷，形成上述保护涂层。
38.根据权利要求37所述的金属部件，其特征在于，所述的陶瓷是cBN、TiC、TiN、TiAlN、TiB2、WC、SiC、Si3N4、Cr3C2、Al2O3、ZrO2-Y、ZrC、VC、B4C中任一种材料或者2种或2种以上的混合材料。
39.金属部件，其特征在于：
该金属部件具有部件主体以及在所述部件主体的被处理部位上形成的、由SiC构成的、具有耐冲蚀性的硬质保护涂层；
所述保护涂层是按以下所述形成的，即，使用由Si的固形物、Si的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的电极，在含有链烷烃的具有电绝缘性的液体中，使所述部件主体的所述被处理部位和所述电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，形成上述保护涂层。
40.根据权利要求37至39中任一项所述的金属部件，其特征在于，对所述保护涂层的表面一侧实施了喷丸处理。
41.叶片部件，该叶片部件是燃气涡轮发动机或者蒸汽涡轮发动机中使用的叶片部件，其特征在于：
所述叶片部件具有部件主体以及在所述部件主体的被处理部位上形成的、具有耐冲蚀性的硬质保护涂层；
所述保护涂层是按以下所述形成的，即，使用由金属的粉末或者金属化合物的粉末与陶瓷的粉末混合后成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的电极，在具有电绝缘性的液体中或气体中，使所述部件主体的所述特定部位和所述电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述特定部位上沉积、扩散和/或熔敷，形成上述保护涂层。
42.根据权利要求41所述的叶片部件，其特征在于，所述的陶瓷是cBN、TiC、TiN、TiAlN、TiB2、WC、SiC、Si3N4、Cr3C2、Al2O3、ZrO2-Y、ZrC、VC、B4C中任一种材料或者2种或2种以上的混合材料。
43.叶片部件，该叶片部件是燃气涡轮发动机或者蒸汽涡轮发动机中使用的叶片部件，其特征在于：
所述叶片部件具有部件主体以及在所述部件主体的被处理部位上形成的、由SiC所构成的、具有耐冲蚀性的硬质保护涂层；
所述高硬度涂层是按以下所述形成的，即，使用由Si的固形物、Si的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的电极，在含有链烷烃的具有电绝缘性的液体中，使所述部件主体的所述被处理部位和所述电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，形成上述高硬度涂层。
44.根据权利要求41至43中任一项所述的叶片部件，其特征在于，对所述高硬度涂层的表面一侧实施了喷丸处理。
45.燃气涡轮发动机，其特征在于，具有权利要求41至44中任一项所述的叶片部件。
46.蒸汽涡轮发动机，其特征在于，具有权利要求41至44中任一项所述的叶片部件。
47.表面处理方法，该方法是对作为金属部件的构成要素的部件主体的被处理部位进行确保耐冲蚀性的表面处理的表面处理方法，其特征在于：
使用由金属的粉末或者金属化合物的粉末与陶瓷的粉末混合后成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的电极，在具有电绝缘性的液体中或气体中，使所述部件主体的所述被处理部位和所述电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述被处理部位上沉积、扩散和/或熔敷，从而形成具有耐冲蚀性的硬质保护涂层。
48.根据权利要求47所述的表面处理方法，其特征在于，所述的陶瓷是cBN、TiC、TiN、TiAlN、TiB2、WC、SiC、Si3N4、Cr3C2、Al2O3、ZrO2-Y、ZrC、VC、B4C中任一种材料或者2种或2种以上的混合材料。
49.表面处理方法，该方法是对作为金属部件的构成要素的部件主体的被处理部位进行确保耐冲蚀性的表面处理的表面处理方法，其特征在于：
使用由Si的固形物、Si的粉末成形的成形体或者经过加热处理的上述成形体所构成的电极，在含有链烷烃的具有电绝缘性的液体中，使所述部件主体的所述被处理部位和所述电极之间产生脉冲状放电，通过该放电能量，使所述电极的电极材料或者该电极材料的反应物质在所述部件主体的所述特定部位上沉积、扩散和/或熔敷，从而形成具有耐冲蚀性的硬质保护涂层。
50.根据权利要求47至49中任一项所述的表面处理方法，其特征在于，形成所述保护涂层之后，对所述保护涂层的表面一侧进行喷丸处理。
51.根据权利要求47至50中任一项所述的表面处理方法，其特征在于，所述金属部件是燃气涡轮发动机或者蒸汽涡轮发动机中使用的叶片部件。
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