-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Turbinenschaufel.
-
Stand der Technik
-
Eine Gasturbine mit einem Kompressor und einer Brennkammer. Der Kompressor nimmt Luft auf und komprimiert sie, um eine Druckluft mit hoher Temperatur und hohem Druck zu erzeugen. Die Brennkammer verbrennt die Druckluft durch Zuführen von Brennstoff zu der Druckluft. Als Turbine in einer Fahrzeugzelle sind mehrere Leitschaufeln und Laufschaufeln abwechselnd angeordnet. In der Turbine werden die Laufschaufeln durch ein aus der Druckluft erzeugtes Hochtemperatur- und Hochdruck-Verbrennungsgas gedreht. Mit der Drehung wird eine thermische Energie in eine Rotationsenergie umgewandelt.
-
Die Turbinenschaufeln, wie beispielsweise die Statorschaufeln und die Rotorschaufeln, sind einer Hochtemperaturumgebung ausgesetzt und sind somit aus metallischen Materialien mit einer hohen Wärmebeständigkeitseigenschaft gebildet. Ferner ist eine Wärmedämmschicht (TBC) an den Turbinenschaufeln ausgebildet, um die Turbinenschaufeln vor einer hohen Temperatur zu schützen. Als die Wärmedämmschicht wird beispielsweise eine Grundierung auf einer Oberfläche eines Grundmaterials der Turbinenschaufel gebildet, und eine Deckschicht wird auf einer Oberfläche der Grundierung gebildet.
-
Liste der Entgegenhaltungen
-
Patentdokument
-
Patentdokument 1:
JP 2003-343205 A -
Zusammenfassung der Erfindung
-
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
-
Die Grundierung verhindert eine Oxidation des Grundmaterials und verbessert gleichzeitig das Haftvermögen der Deckschicht. Die Grundierung ist beispielsweise aus einem Legierungsmaterial gebildet. Die Deckschicht verbessert eine thermische Wärmedämmeigenschaft des Grundmaterials und ist beispielsweise aus einem keramischen Material gebildet. Im Stand der Technik wird zum Zweck der Sicherung des Haftvermögens zwischen der Grundierung und dem Grundmaterial eine Wärmebehandlung zum Diffundieren der Grundierung auf der Oberfläche des Grundmaterials durchgeführt, nachdem die Grundierung und die Deckschicht gebildet sind. Jedoch kann bei der Wärmebehandlung in einigen Fällen ein Fleck, ein Riss oder dergleichen in einem Teil der Wärmedämmschicht, wie beispielsweise der Deckschicht, gebildet werden.
-
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des Vorstehenden gemacht und hat die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung einer Turbinenschaufel bereitzustellen, das in der Lage ist, Haftvermögen zwischen Wärmedämmschicht und einem Grundmaterial zu sichern und die Bildung eines Flecks, eines Risses und dergleichen in der Wärmedämmschicht zu unterdrücken.
-
Lösung des Problems
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer Turbinenschaufel das Bilden einer Grundierung auf einer Oberfläche eines Grundmaterials einer Turbinenschaufel, die aus einem Ni-basierten Legierungsmaterial gebildet ist, wobei die Grundierung aus einem metallischen Material mit einer höheren Oxidationsbeständigkeitseigenschaft gebildet ist als das Grundmaterial, das Durchführen einer Diffusionsbehandlung zum Erwärmen des Grundmaterials, auf dem die Grundierung gebildet ist, und das Diffundieren eines Teils der Grundierung auf Grundmaterialseite und das Bilden einer Deckschicht auf einer Oberfläche der Grundierung nach dem Durchführen der Diffusionsbehandlung, wobei die Deckschicht aus einem Material mit einer niedrigeren Wärmeleitfähigkeit gebildet ist als der des Grundmaterials und der Grundierung.
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Diffusionsbehandlung durchgeführt, bevor die Deckschicht gebildet wird. Somit kann die Bildung eines Flecks, eines Risses oder dergleichen in der Deckschicht unterdrückt werden. Damit kann das Haftvermögen zwischen der Wärmedämmschicht und dem Grundmaterial gesichert werden, und die Bildung eines Flecks, eines Risses und dergleichen in der Wärmedämmschicht kann unterdrückt werden.
-
Ferner kann bei der Diffusionsbehandlung das Grundmaterial bei einer höheren Erwärmungstemperatur als einer vorgegebenen Temperatur erwärmt werden, die festgelegt wird, um eine Verschlechterung der Qualität der Deckschicht durch Erwärmen zu verhindern.
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Diffusionsbehandlung durchgeführt, bevor die Deckschicht gebildet wird. Somit wird selbst dann, wenn das Grundmaterial auf eine Temperatur erwärmt wird, die höher als die festgelegte Temperatur ist, verhindert, dass ein Fleck, ein Riss oder dergleichen in der Deckschicht gebildet wird. Damit kann die Diffusionsbehandlung sicher durchgeführt werden. Es ist zu beachten, dass die Bildung eines Flecks, eines Risses oder dergleichen in der Deckschicht als ein Beispiel einer Qualitätsverschlechterung der Deckschicht durch Erhitzen denkbar ist.
-
Ferner kann das Verfahren zur Herstellung einer Turbinenschaufel das Durchführen einer Stabilisierungsbehandlung durch Erwärmen des Grundmaterials und das Durchführen einer Alterungsbehandlung durch Erwärmen des Grundmaterials, das der Stabilisierungsbehandlung unterzogen worden ist, umfassen. Bei der Diffusionsbehandlung kann das Grundmaterial mit der darauf gebildeten Grundierung mindestens entweder der Stabilisierungsbehandlung oder der Alterungsbehandlung unterzogen werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Grundmaterial mit der darauf gebildeten Grundierung der Wärmebehandlung als mindestens eines von der Stabilisierungsbehandlung und der Alterungsbehandlung unterzogen werden. Die Wärmebehandlung kann auch als die Diffusionsbehandlung für die Grundierung durchgeführt werden. Hierdurch können die Herstellungsschritte verkürzt werden.
-
Ferner kann das Verfahren zur Herstellung einer Turbinenschaufel das Durchführen einer Lötbehandlung durch Erwärmen des Grundmaterials mit einem darauf angeordneten Lötmaterial umfassen. Bei der Diffusionsbehandlung kann das Grundmaterial mit der darauf gebildeten Grundierung der Lötbehandlung und der Stabilisierungsbehandlung mit einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als die Wärmebehandlung, der das Grundmaterial unterzogen wird, die Lötbehandlung und die Stabilisierungsbehandlung mit einer Wärmebehandlung durchgeführt. Dadurch kann die Wärmebehandlung in einem kürzeren Zeitraum durchgeführt werden.
-
Bei der Diffusionsbehandlung, der Lötbehandlung, kann ferner das Grundmaterial mit der darauf gebildeten Grundierung nacheinander der Lötbehandlung, der Stabilisierungsbehandlung und der Alterungsbehandlung mit einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Grundmaterial mit der darauf gebildeten Grundierung nacheinander der Lötbehandlung, der Stabilisierungsbehandlung und der Alterungsbehandlung mit einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Dadurch kann die Wärmebehandlung in einem kürzeren Zeitraum durchgeführt werden.
-
Vorteilhafte Auswirkung der Erfindung
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Haftvermögen zwischen der Wärmedämmschicht und dem Grundmaterial gesichert werden, und die Bildung eines Flecks, eines Risses und dergleichen in der Wärmedämmschicht kann unterdrückt werden.
-
Figurenliste
-
- 1 ist ein Fließschema zum Veranschaulichen eines Beispiels eines Verfahrens zur Herstellung einer Turbinenschaufel gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist ein Fließschema zum Veranschaulichen eines Beispiels eines Verfahrens der Wärmebehandlung in Schritt S40.
- 3 ist ein Fließschema zum Veranschaulichen eines Beispiels der Diffusionsbehandlung in Schritt S40 eines Verfahrens zum Herstellen einer Turbinenschaufel gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 4 ist ein Diagramm zum Darstellen eines Beispiels einer zeitlichen Änderung einer Erwärmungstemperatur in einem Fall, in dem Lötbehandlung und Stabilisierungsbehandlung mit einer einzigen Wärmebehandlung durchgeführt werden.
- 5 ist ein Fließschema zum Veranschaulichen eines Beispiels der Diffusionsbehandlung in Schritt S40 eines Verfahrens zum Herstellen einer Turbinenschaufel gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 6 ist ein Diagramm zum Darstellen eines Beispiels einer zeitlichen Änderung einer Erwärmungstemperatur in einem Fall, in dem Lötbehandlung, Stabilisierungsbehandlung und Alterungsbehandlung nacheinander mit einer einzigen Wärmebehandlung durchgeführt werden.
- 7 ist ein Diagramm zum Darstellen eines anderen Beispiels einer zeitlichen Änderung einer Erwärmungstemperatur in einem Fall, in dem Lötbehandlung, Stabilisierungsbehandlung und Alterungsbehandlung nacheinander mit einer einzigen Wärmebehandlung durchgeführt werden.
- 8 ist ein Fließschema zum Veranschaulichen eines Beispiels eines Verfahrens zum Herstellen einer Turbinenschaufel gemäß einem Modifikationsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 9 ist ein Diagramm zum Darstellen eines Beispiels einer zeitlichen Änderung einer Erwärmungstemperatur in der Wärmebehandlung in Schritt S350.
-
Beschreibung von Ausführungsformen
-
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nun ein Verfahren zur Herstellung einer Turbinenschaufel gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist. Ferner schließen die Bestandteilelemente in den folgenden Ausführungsformen jene ein, die leicht von einem Fachmann ersetzt werden können, oder jene, die im Wesentlichen gleich sind.
-
<Erste Ausführungsform>
-
1 ist ein Fließschema zum Veranschaulichen eines Beispiels eines Verfahrens zur Herstellung einer Turbinenschaufel gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 dargestellt, umfasst das Verfahren zum Herstellen einer Turbinenschaufel gemäß der ersten Ausführungsform zum Beispiel einen Schritt des Bildens eines Grundmaterials einer Turbinenschaufel, wie einer Statorschaufel und einer Rotorschaufel, einer Gasturbine (Schritt S10), einen Schritt, das Grundmaterial einer Strahlbehandlung zu unterziehen (Schritt S20), einen Schritt des Bildens einer Grundierung auf einer Oberfläche des Grundmaterials (Schritt S30), einen Schritt, die Grundierung einer Diffusionsbehandlung zu unterziehen (Schritt S40), und einen Schritt des Bildens einer Deckschicht auf einer Oberfläche der Grundierung (Schritt S50).
-
In Schritt S10 wird das Trägermaterial gebildet, das eine Turbinenschaufel wie eine Leitschaufel und eine Laufschaufel bildet. Die Turbinenschaufeln sind in einer Hochtemperaturumgebung in der Gasturbine exponiert. Somit ist das Trägermaterial, das eine Turbinenschaufel bildet, aus einer Legierung gebildet, die eine hohe Wärmebeständigkeitseigenschaft aufweist, zum Beispiel eine Legierung auf Ni-Basis. Als Legierung auf Ni-Basis wird beispielsweise eine Legierung auf Ni-Basis beispielhaft angeführt, die Folgendes enthält: von 12,0 % bis 14,3 % Cr; von 8,5 % bis 11,0 % Co; von 1,0 % bis 3,5 % Mo; von 3,5 % bis 6,2 % W; von 3,0 % bis 5,5 % Ta; von 3,5 % bis 4,5 % Al; von 2,0 % bis 3,2 % Ti; von 0,04 % bis 0,12 % C; von 0,005 % bis 0,05 % B; und als Rest Ni und unvermeidbare Verunreinigungen. Ferner kann die Legierung auf Ni-Basis mit der vorstehend erwähnten Zusammensetzung von 0,001 ppm bis 5 ppm Zr enthalten. Ferner kann die Ni-basierte Legierung mit der vorstehend genannten Zusammensetzung von 1 ppm bis 100 ppm Mg und/oder Ca enthalten und kann ferner ein oder mehrere der Folgenden enthalten: von 0,02% bis 0,5% Pt; von 0,02 % bis 0,5 % Rh; und von 0,02 % bis 0,5 % Re. Die Legierung auf Ni-Basis mit der vorstehend erwähnten Zusammensetzung kann beide dieser Bedingungen erfüllen.
-
Das Trägermaterial wird aus dem vorstehend erwähnten Material durch Gießen, Schmieden und dergleichen gebildet. Wenn das Trägermaterial durch Gießen gebildet wird, kann das Trägermaterial, wie beispielsweise ein Material für konventionelles Gießen (CC), ein Material für gerichtete Erstarrung (DS) und ein Einkristall-(SC-)Material, gebildet werden. Im Folgenden wird ein Fall beschrieben, in dem ein Material für gerichtete Erstarrung beispielhaft als das Trägermaterial verwendet wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und eine ähnliche Beschreibung kann selbst dann gegeben werden, wenn das Trägermaterial ein Material für konventionelles Gießen oder ein Einkristall-Material ist.
-
Es ist zu beachten, dass nach dem Bilden des Grundmaterials eine Lösungsglühbehandlung durchgeführt werden kann, bei der Niederschlag, der in dem vorherigen Schritt erzeugt wird, löslich gemacht wird, um die Segregation von Bestandteilen zu reduzieren. Bei der Durchführung der Lösungsglühbehandlung wird das Grundmaterial bei einer Temperatur von beispielsweise ungefähr 1200 °C erwärmt.
-
In Schritt S20 wird, bevor die Grundierung auf der Oberfläche des Grundmaterials gebildet wird, beispielsweise Aluminiumoxid (Al2O3) gegen die Oberfläche des Grundmaterials gesprüht, um so die Oberfläche des Grundmaterials aufzurauen. Das Grundmaterial wird aufgeraut, und somit wird das Haftvermögen zwischen dem Grundmaterial und der Grundierung mit einem Ankereffekt verbessert. Es ist zu beachten, dass nach der Strahlbehandlung eine Reinigungsbehandlung zum Reinigen der Oberfläche des Grundmaterials durchgeführt werden kann.
-
In Schritt S30 wird die Grundierung auf der Oberfläche des Grundmaterials gebildet. Die Grundierung ist ein Teil der Wärmedämmschicht (TBC) zum Schützen einer Turbinenschaufel vor einer hohen Temperatur. Die Unterschicht verhindert eine Oxidation des Trägermaterials und verbessert die Haftkraft der Deckschicht. Als ein Material der Grundierung kann beispielsweise ein Legierungsmaterial wie MCrAIY mit einer höheren Oxidationsbeständigkeitseigenschaft als der des Grundmaterials verwendet werden. In Schritt S30 wird beispielsweise, nachdem die Oberfläche des Grundmaterials erwärmt wurde, das Legierungsmaterial oder dergleichen thermisch gegen die Oberfläche des Grundmaterials gesprüht. Auf diese Weise wird die Grundierung gebildet.
-
In Schritt S40 wird die Grundierung der Diffusionsbehandlung unterzogen. Bei der Diffusionsbehandlung wird die Grundierung erwärmt, so dass die die Grundierung bildenden Atome zur Grundmaterialseite hin diffundiert werden. Dementsprechend wird das Haftvermögen zwischen der Grundierung und dem Grundmaterial verbessert. Die Diffusionsbehandlung wird durchgeführt, nachdem die Grundierung auf dem Grundmaterial ausgebildet wurde und bevor die Deckschicht gebildet wird.
-
In Schritt S40 kann das Grundmaterial einer Wärmebehandlung als Diffusionsbehandlung unterzogen werden. Als die Wärmebehandlung werden beispielsweise eine Wärmebehandlung wie Lötbehandlung, Stabilisierungsbehandlung und Alterungsbehandlung beispielhaft genannt. 2 ist ein Fließschema zum Veranschaulichen eines Beispiels des Verfahrens der Wärmebehandlung in Schritt S40. Wie in 2 dargestellt, können in Schritt S40 die Lötbehandlung (S41), die Stabilisierungsbehandlung (S43) und die Alterungsbehandlung (S45) in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden.
-
Bei der Lötbehandlung in Schritt S41 wird das Grundmaterial mit einem darauf angeordneten Lötmaterial erwärmt, und dann wird das Lötmaterial geschmolzen und mit dem Grundmaterial verbunden. Als das Hartlötmaterial wird beispielsweise ein BNi-2-Äquivalentmaterial verwendet. In diesem Fall beträgt beispielsweise eine Solidustemperatur des Hartlötmaterials ungefähr 970 °C. Eine für die Hartlötbehandlung zu verwendende Menge des Hartlötmaterials wird im Voraus eingestellt, indem Tests und dergleichen durchgeführt werden. Bei der Lötbehandlung kann die Wärmebehandlung bei einer Temperatur durchgeführt werden, bei der das Lötmaterial beispielsweise bei einer Temperatur von 1060 °C bis 1100 °C geschmolzen werden kann.
-
Wenn die Lötbehandlung durchgeführt wird, wird das Grundmaterial mit dem darauf angeordneten Lötmaterial in einem vorgegebenen Heizofen angeordnet und ein Heizer des Heizofens wird so betrieben, dass das Erwärmen begonnen wird. Nach dem Start der Erwärmung wird zuerst eine Ofeninnentemperatur (Erwärmungstemperatur) des Wärmeofens zum Ansteigen auf eine vorher festgelegte Vorwärmtemperatur gebracht. Die Vorwärmtemperatur wird auf eine Temperatur unter der Solidustemperatur des Lötmaterials eingestellt und kann auf eine Temperatur von beispielsweise 930 °C bis 970 °C eingestellt werden. Wenn die Innentemperatur des Ofens die Vorwärmtemperatur erreicht, wird der Anstieg der Innentemperatur des Ofens gestoppt, und die Wärmebehandlung (Vorwärmbehandlung) wird bei der Vorwärmtemperatur über eine vorbestimmte Zeitdauer hinweg durchgeführt. Mit der Vorwärmbehandlung steigen die Temperaturen des Trägermaterials und des Hartlötmaterials in einem gesamten Bereich gleichmäßig an, und eine Temperaturdifferenz zwischen den Abschnitten wird reduziert. Nachdem die Vorwärmbehandlung über eine vorbestimmte Zeitdauer hinweg durchgeführt worden ist, wird veranlasst, dass die Innentemperatur des Ofens wieder ansteigt. Wenn die Innentemperatur des Ofens die oben erwähnte Löttemperatur erreicht, wird der Anstieg der Innentemperatur des Ofens gestoppt, und die Wärmebehandlung wird bei der Löttemperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer durchgeführt. Mit dieser Maßnahme wird das Lötmaterial geschmolzen und mit dem Grundwerkstoff verbunden. Nach Ablauf des vorher festgelegten Zeitraums wird die Temperatur des Grundmaterials schnell mit einer Temperaturabsenkungsgeschwindigkeit von beispielsweise ungefähr 30 °C/min auf eine vorher festgelegte Kühltemperatur abgesenkt (Abschrecken), indem beispielsweise die Heizvorrichtung des Wärmeofens gestoppt wird und eine Kühlluft in den Wärmeofen zugeführt wird.
-
Bei der Stabilisierungsbehandlung in Schritt S43 wird das Grundmaterial erwärmt, so dass eine γ'-Phase, die eine intermetallische Verbindung in dem Grundmaterial ist, vergrößert wird. Entsprechend werden eine Größe und eine Form der y'-Phase und dergleichen vereinheitlicht. Bei der Stabilisierungsbehandlung kann die Wärmebehandlung beispielsweise bei einer Temperatur durchgeführt werden, die der Erwärmungstemperatur in der Lötbehandlung entspricht, beispielsweise bei einer Temperatur von 1060 °C bis 1100 °C.
-
Bei der Stabilisierungsbehandlung wird die y'-Phase in dem Grundmaterial erhöht, und eine Größe und eine Form der y'-Phase und dergleichen werden vereinheitlicht. Wenn die Stabilisierungsbehandlung durchgeführt wird, kann ähnlich zu der Lötbehandlung die Vorwärmbehandlung durchgeführt werden. In diesem Fall wird das Grundmaterial, das der Vorwärmbehandlung unterzogen worden ist, auf die Erwärmungstemperatur der Stabilisierungsbehandlung erwärmt. Somit wird jeder Abschnitt des Grundmaterials gleichmäßig erwärmt. Daher wird in jedem Abschnitt des Grundmaterials die y'-Phase gleichmäßig erhöht. Nachdem die Stabilisierungsbehandlung über einen vorher festgelegten Zeitraum hinweg durchgeführt wurde, wird die Temperatur des Grundmaterials schnell mit einer Temperaturabsenkungsgeschwindigkeit von beispielsweise ungefähr 30 °C/min auf eine vorher festgelegte Kühltemperatur abgesenkt (Abschrecken), indem beispielsweise die Heizvorrichtung gestoppt wird und eine Kühlluft in den Wärmeofen zugeführt wird. Mit der Abschreckbehandlung wird der Zustand der γ'-Phase (Teilchendurchmesser und dergleichen) aufrechterhalten.
-
Bei der Alterungsbehandlung wird das Grundmaterial, das der Stabilisierungsbehandlung unterzogen wurde, erwärmt. Dann wird die in dem Grundmaterial bei der Stabilisierungsbehandlung vergrößerte γ'-Phase weiter vergrößert, und zur selben Zeit wird die y'-Phase, die einen kleineren Durchmesser als den der bei der Stabilisierungsbehandlung erzeugten y'-Phase aufweist, ausgefällt. Die y'-Phase mit einem kleineren Durchmesser erhöht die Festigkeit des Trägermaterials. Somit wird bei der Auslagerungsbehandlung die y'-Phase mit einem kleineren Durchmesser ausgeschieden, um die Festigkeit des Trägermaterials zu erhöhen. Infolgedessen werden die Festigkeit und die Duktilität des Trägermaterials eingestellt. Bei der Alterungsbehandlung kann eine Temperatur beispielsweise auf 830 °C bis 870 °C eingestellt werden. Nachdem die Auslagerungsbehandlung über einen vorher festgelegten Zeitraum hinweg durchgeführt wurde, wird die Temperatur des Trägermaterials schnell mit einer Temperaturabsenkungsgeschwindigkeit von beispielsweise ungefähr 30 °C/min auf eine vorher festgelegte Kühltemperatur abgesenkt (Abschrecken), indem beispielsweise die Heizvorrichtung des Wärmeofens gestoppt wird und eine Kühlluft in den Wärmeofen zugeführt wird.
-
Durch Durchführen der vorstehend beschriebenen Wärmebehandlung wird die Grundierung auf der aufgerauten Oberfläche des Grundmaterials diffundiert, und das Haftvermögen zwischen der Oberfläche des Grundmaterials und der Grundierung wird verbessert. Es ist zu beachten, dass bei der Diffusionsbehandlung in Schritt S40 die vorliegende Erfindung nicht auf den Fall beschränkt ist, wobei alle drei Arten von Wärmebehandlung, einschließlich der Lötbehandlung, der Stabilisierungsbehandlung und der Alterungsbehandlung, durchgeführt werden, sondern mindestens nur eine der Vorstehenden durchgeführt werden kann.
-
In Schritt S50 wird die Grundierung auf der Oberfläche des Grundmaterials gebildet. Die Deckschicht ist ein Teil der oben erwähnten Wärmedämmschicht und schützt die Oberfläche des Grundmaterials vor einer hohen Temperatur. Als Material der Deckschicht wird ein Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit wie Keramik verwendet. Als Keramik wird ein Material verwendet, das beispielsweise Zirconiumdioxid als Hauptbestandteil enthält. In Schritt S50 wird die Deckschicht beispielsweise durch Aufbringen des oben erwähnten Materials auf die Oberfläche der Grundierung durch atmosphärisches Plasmaspritzen gebildet.
-
Wie oben beschrieben, wird in dem Verfahren zur Herstellung einer Turbinenschaufel gemäß der ersten Ausführungsform die Diffusionsbehandlung durchgeführt, bevor die Deckschicht gebildet wird. Somit kann die Bildung eines Flecks, eines Risses oder dergleichen in der Deckschicht unterdrückt werden. Damit kann das Haftvermögen zwischen der Wärmedämmschicht und dem Grundmaterial gesichert werden, und die Bildung eines Flecks, eines Risses und dergleichen in der Wärmedämmschicht kann unterdrückt werden.
-
<Zweite Ausführungsform>
-
3 ist ein Fließschema zum Veranschaulichen eines Beispiels der Diffusionsbehandlung in einem Verfahren zum Herstellen einer Turbinenschaufel gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In ähnlicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung einer Turbinenschaufel gemäß der zweiten Ausführungsform Schritt S10 bis Schritt S50. Jedoch unterscheidet sich ein Verfahren von Schritt S40 von demjenigen in der ersten Ausführungsform. Nun wird hauptsächlich der Schritt S40 beschrieben.
-
Wie in 3 dargestellt, umfasst Schritt S40 einen Schritt, das Grundmaterial mit der darauf gebildeten Grundierung einer Wärmebehandlung als die Lötbehandlung und die Stabilisierungsbehandlung zu unterziehen (Schritt S141) und einen Schritt des Durchführens der Alterungsbehandlung (Schritt S142). Die Alterungsbehandlung in Schritt S142 ist die gleiche wie die in der ersten Ausführungsform. Hier wird die Behandlung in Schritt S141 beschrieben.
-
In Schritt S141 werden die Lötbehandlung und die Stabilisierungsbehandlung mit einer einzigen Wärmebehandlung durchgeführt. 4 ist ein Diagramm zum Darstellen eines Beispiels der Wärmebehandlung in Schritt S141. In 4 gibt eine horizontale Achse die Zeit an, und eine vertikale Achse gibt eine Temperatur an.
-
Wie in 4 gezeigt, wird in Schritt S141 das Grundmaterial mit dem darauf angeordneten Lötmaterial in einen vorgegebenen Heizofen gegeben, und ein Heizer des Heizofens wird betrieben, um das Erwärmen zu starten (Zeit t1). Nach dem Start der Erwärmung steigt zuerst eine Ofeninnentemperatur (Erwärmungstemperatur) des Wärmeofens auf eine vorher festgelegte Vorwärmtemperatur T0 an. Die Vorwärmtemperatur T0 ist niedriger eingestellt als die Solidustemperatur des Hartlötmaterials und kann zum Beispiel von 930 °C bis 970 °C betragen. Wenn die Ofeninnentemperatur die Vorwärmtemperatur T0 erreicht (Zeitpunkt t2), wird der Anstieg der Ofeninnentemperatur gestoppt. Anschließend wird die Wärmebehandlung (Vorwärmbehandlung) bei der Vorwärmtemperatur T0 für einen vorher festgelegten Zeitraum durchgeführt. Mit der Vorwärmbehandlung steigen die Temperaturen des Trägermaterials und des Hartlötmaterials in einem gesamten Bereich gleichmäßig an, und eine Temperaturdifferenz zwischen den Abschnitten wird reduziert.
-
Nachdem die Vorwärmbehandlung für einen vorher festgelegten Zeitraum durchgeführt wurde (Zeitpunkt t3), steigt die Ofeninnentemperatur wieder an. Wenn die Ofeninnentemperatur die erste Temperatur T1 erreicht (Zeitpunkt t4), wird ein Anstieg der Ofeninnentemperatur gestoppt. Anschließend wird die Wärmebehandlung bei der ersten Temperatur T1 für einen vorher festgelegten Zeitraum durchgeführt. Mit der Wärmebehandlung bei der ersten Temperatur T1 wird das Hartlötmaterial geschmolzen und mit dem Trägermaterial verbunden. Ferner kann in dem Trägermaterial die γ'-Phase vergrößert werden, und die Größe und die Form der γ'-Phase und dergleichen können vereinheitlicht werden. Nachdem die Vorwärmbehandlung durchgeführt wurde, wird das Erwärmen bei der ersten Temperatur T1 durchgeführt, und jeder Abschnitt des Grundmaterials wird gleichmäßig erwärmt. Somit kann das Hartlöten gleichmäßig durchgeführt werden, und die γ'-Phase wird in jedem Abschnitt des Trägermaterials gleichmäßig vergrößert. Nachdem die Wärmebehandlung bei der ersten Temperatur T1 für einen vorher festgelegten Zeitraum durchgeführt wurde (Zeitpunkt t5), wird die Temperatur des Trägermaterials schnell mit einer Temperaturabsenkungsgeschwindigkeit von beispielsweise ungefähr 30 °C/min auf eine vorher festgelegte Kühltemperatur abgesenkt (Abschrecken), indem beispielsweise die Heizvorrichtung gestoppt wird und eine Kühlluft in den Wärmeofen zugeführt wird. Mit der Abschreckbehandlung wird der Zustand der γ'-Phase (Teilchendurchmesser und dergleichen) aufrechterhalten. Danach wird, wenn die Ofeninnentemperatur auf eine vorher festgelegte Kühltemperatur abgesenkt ist (Zeitpunkt t6), die Behandlung in Schritt S30 abgeschlossen. Wie vorstehend beschrieben, werden in der ersten Ausführungsform die Hartlötbehandlung und die Stabilisierungsbehandlung mit einer einzigen Wärmebehandlung durchgeführt.
-
Wie vorstehend beschrieben, werden die Lötbehandlung und die Stabilisierungsbehandlung mit einer einzigen Wärmebehandlung durchgeführt. Dadurch kann der Aufwand in den Herstellungsschritten verringert werden. Ferner werden zwei Behandlungsarten, welche die Hartlötbehandlung und die Stabilisierungsbehandlung einschließen, zusammen durchgeführt. Somit kann eine effiziente Behandlung während eines kurzen Zeitraums erreicht werden.
-
<Dritte Ausführungsform>
-
5 ist ein Fließschema zum Veranschaulichen eines Beispiels der Diffusionsbehandlung in einem Verfahren zum Herstellen einer Turbinenschaufel gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In ähnlicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung einer Turbinenschaufel gemäß der dritten Ausführungsform Schritt S10 bis Schritt S50. Jedoch unterscheidet sich ein Verfahren von Schritt S40 von demjenigen in der ersten Ausführungsform. Nun wird hauptsächlich der Schritt S40 beschrieben.
-
Wie in 5 dargestellt, umfasst Schritt S40 einen Schritt des Durchführens der Lötbehandlung, der Stabilisierungsbehandlung und der Alterungsbehandlung (Schritt S241). In Schritt S241 werden die Lötbehandlung, die Stabilisierungsbehandlung und die Alterungsbehandlung nacheinander mit einer einzigen Wärmebehandlung durchgeführt. 6 ist ein Diagramm zum Darstellen eines Beispiels der Wärmebehandlung in Schritt S241. In 6 gibt eine horizontale Achse die Zeit an, und eine vertikale Achse gibt eine Temperatur an.
-
In Schritt S241, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, wird die Vorwärmbehandlung bei der Vorwärmtemperatur T0 durchgeführt (von Zeitpunkt t1 bis Zeitpunkt t4), und nach der Vorwärmbehandlung wird die Wärmebehandlung als Lötbehandlung und Stabilisierungsbehandlung bei der ersten Temperatur T1 durchgeführt (von Zeitpunkt t4 bis Zeitpunkt t5).
-
Nachdem die Wärmebehandlung bei der ersten Temperatur T1 über einen vorher festgelegten Zeitraum hinweg durchgeführt wurde (Zeitpunkt t5), wird eine Einstellungsbehandlung, bei der die Ofeninnentemperatur auf die zweite Temperatur T2 abgesenkt wird, beispielsweise durch Stoppen des Betriebs der Heizvorrichtung durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Temperatur des Trägermaterials mit einer Temperaturabsenkungsgeschwindigkeit von beispielsweise 3 °C/min bis 20 °C/min abgesenkt. Daher wird, verglichen mit der ersten Ausführungsform, nach der Stabilisierungsbehandlung (Zeitpunkt t5 und später) die Temperatur langsam abgesenkt.
-
Wenn die Ofeninnentemperatur die zweite Temperatur T2 erreicht (Zeitpunkt t7), wird die Wärmebehandlung als Auslagerungsbehandlung in einem Zustand durchgeführt, in dem die Heizvorrichtung betrieben wird, um die Ofeninnentemperatur auf die zweite Temperatur T2 einzustellen. Somit wird nach der Stabilisierungsbehandlung die Ofeninnentemperatur auf die zweite Temperatur T2 zum Durchführen der Auslagerungsbehandlung geändert, und die Auslagerungsbehandlung wird sequenziell durchgeführt, ohne den Wärmeofen auf eine vorher festgelegte Kühltemperatur zu kühlen. Wie vorstehend beschrieben, werden in der dritten Ausführungsform die Lötbehandlung, die Stabilisierungsbehandlung und die Alterungsbehandlung nacheinander mit einer einzigen Wärmebehandlung durchgeführt.
-
In ähnlicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform wird bei der Auslagerungsbehandlung beispielsweise die Wärmebehandlung bei der zweiten Temperatur T2, die niedriger als die erste Temperatur T1 ist, für einen vorher festgelegten Zeitraum durchgeführt. Die zweite Temperatur T2 kann beispielsweise auf 830 °C bis 870 °C eingestellt werden. In der zweiten Ausführungsform wird selbst dann, wenn die Temperatur nach der Stabilisierungsbehandlung langsam abgesenkt wird, die γ'-Phase vergrößert, und die γ'-Phase mit einem kleineren Durchmesser wird bei der Auslagerungsbehandlung in ähnlicher Weise wie in dem Fall, in dem die Abschreckung in der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, ausgeschieden. Somit wird das Trägermaterial mit ausgezeichneter Festigkeit und Duktilität gebildet.
-
Nachdem die Auslagerungsbehandlung über einen vorher festgelegten Zeitraum hinweg durchgeführt wurde (Zeitpunkt t8), wird die Temperatur des Trägermaterials schnell mit einer Temperaturabsenkungsgeschwindigkeit von beispielsweise ungefähr 30 °C/min auf eine vorher festgelegte Kühltemperatur abgesenkt (Abschrecken), indem beispielsweise die Heizvorrichtung des Wärmeofens gestoppt wird und eine Kühlluft in den Wärmeofen zugeführt wird. Nachdem die Ofeninnentemperatur sich auf eine vorher festgelegte Temperatur geändert hat (Zeitpunkt t9), wird das Trägermaterial aus dem Wärmeofen entnommen. Auf diese Weise wird die Wärmebehandlung abgeschlossen.
-
In der dritten Ausführungsform werden die Lötbehandlung, die Stabilisierungsbehandlung und die Alterungsbehandlung nacheinander mit einer einzigen Wärmebehandlung durchgeführt. Somit kann ein Zeitraum der Wärmebehandlung weiter verkürzt werden. Ferner wird, nachdem die Hartlötbehandlung und die Stabilisierungsbehandlung bei der ersten Temperatur T1 durchgeführt wurden, die Einstellungsbehandlung zum Einstellen der zweiten Temperatur, die eine Erwärmungstemperatur für die Auslagerungsbehandlung ist, durchgeführt. Dadurch kann die Wärme in dem Wärmeofen effizient genutzt werden.
-
Der technische Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsformen beschränkt und kann gegebenenfalls geändert werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. In der oben erwähnten dritten Ausführungsform wird das Grundmaterial bei einer Temperaturabsenkrate von ungefähr 3 °C/min bis 20 °C/min gekühlt, wenn die Einstellbehandlung zum Absenken der Innentemperatur des Ofens auf die zweite Temperatur T2 nach der Stabilisierungsbehandlung durchgeführt wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
-
7 ist ein Diagramm zum Darstellen eines anderen Beispiels einer zeitlichen Änderung der Innentemperatur des Ofens in einem Fall, in dem die Lötbehandlung, die Stabilisierungsbehandlung und die Alterungsbehandlung nacheinander mit einer einzigen Wärmebehandlung durchgeführt werden. Wie in 7 gezeigt, kann in einem Fall, in dem die Ofeninnentemperatur zu einer dritten Temperatur T3 wird, die niedriger als die zweite Temperatur T2 (Zeit t10) ist, indem eine Innenseite des Heizofens mit einer Kühlrate von beispielsweise ungefähr 30 °C/min nach der Stabilisierungsbehandlung gekühlt wird, der Heizer betrieben werden. Die dritte Temperatur T3 kann auf eine Temperatur von beispielsweise ungefähr 530 °C bis ungefähr 570 °C eingestellt werden.
-
Nachdem die Heizvorrichtung betrieben wurde, wird, wenn die Ofeninnentemperatur ansteigt, um die zweite Temperatur T2 zu erreichen (Zeitpunkt t11), ein Anstieg der Ofeninnentemperatur gestoppt, und die Auslagerungsbehandlung wird in dem Wärmeofen bei der zweiten Temperatur T2 durchgeführt. Die Prozedur danach ist ähnlich zu der in der zweiten Ausführungsform. Das heißt, nachdem die Alterungsbehandlung über einen vorher festgelegten Zeitraum hinweg durchgeführt wurde (Zeitpunkt t12), wird die Temperatur des Grundmaterials schnell mit einer Temperaturabsenkungsgeschwindigkeit von beispielsweise ungefähr 30 °C/min auf eine vorher festgelegte Kühltemperatur abgesenkt (Abschrecken), indem beispielsweise der Heizer des Wärmeofens gestoppt wird und eine Kühlluft in den Wärmeofen zugeführt wird. Nachdem die Ofeninnentemperatur sich auf eine vorher festgelegte Temperatur geändert hat (Zeitpunkt t13), wird das Trägermaterial aus dem Wärmeofen entnommen. Auf diese Weise wird die Wärmebehandlung abgeschlossen. Selbst wenn sich die Temperatur wie vorstehend beschrieben ändert, kann ein Zeitraum für die Wärmebehandlung verkürzt werden. Ferner wird, nachdem die Hartlötbehandlung und die Stabilisierungsbehandlung bei der ersten Temperatur T1 durchgeführt wurden, die Einstellungsbehandlung zum Einstellen der zweiten Temperatur T2, die eine Erwärmungstemperatur für die Auslagerungsbehandlung ist, durchgeführt. Dadurch kann die Wärme in dem Wärmeofen effizient genutzt werden. Es ist zu beachten, dass nach der Stabilisierungsbehandlung, wenn das Trägermaterial mit einer Temperaturabsenkungsgeschwindigkeit von beispielsweise ungefähr 30 °C/min gekühlt wird, um die Ofeninnentemperatur auf die zweite Temperatur T2 zu ändern, die Auslagerungsbehandlung in dem Wärmeofen bei der zweiten Temperatur T2 durchgeführt werden kann.
-
Ferner wird in den vorstehend genannten Ausführungsformen ein Fall beschrieben, in dem ein Material für gerichtete Erstarrung beispielhaft als das Grundmaterial verwendet wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und beispielsweise kann ein herkömmliches Gussmaterial als das Grundmaterial verwendet werden. 8 ist ein Fließschema zum Veranschaulichen eines Beispiels eines Verfahrens zum Herstellen einer Turbinenschaufel gemäß einem Modifikationsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 8 dargestellt, umfasst das Verfahren zum Herstellen einer Turbinenschaufel gemäß dem Modifikationsbeispiel einen Schritt des Bildens des Grundmaterials durch Verwendung eines herkömmlichen Gussmaterials (Schritt S310), einen Schritt, das Grundmaterial einer heißisostatischen Pressbehandlung zu unterziehen (Schritt S320), einen Schritt des Bildens einer verschleißfesten Beschichtung auf der Oberfläche des Grundmaterials (Schritt S330), einen Schritt des Bildens der Grundierung auf dem Grundmaterial und einer Oberfläche der verschleißfesten Beschichtung (Schritt S340), einen Schritt, das Grundmaterial der Lötbehandlung und der Lösungsglühbehandlung zu unterziehen (Schritt S350), einen Schritt, das Grundmaterial der Alterungsbehandlung zu unterziehen (Schritt S360) und einen Schritt des Bildens der Deckschicht auf dem Grundmaterial (Schritt S370). In diesem Modifikationsbeispiel werden Schritt S350 und Schritt S360 als Diffusionsbehandlung durchgeführt.
-
Bei der heißisostatischen Pressbehandlung (HIP) in Schritt S320 wird das Grundmaterial bei einer Temperatur von beispielsweise 1180 °C bis 1220 °C unter einem Zustand erhitzt, in dem es in einer Argongasatmosphäre angeordnet ist. Dabei erfolgt das Erwärmen in einem Zustand, in dem eine gesamte Oberfläche des Grundmaterials gleichmäßig druckbeaufschlagt wird. Nachdem die heißisostatische Pressbehandlung abgeschlossen ist, wird die Temperatur des Grundmaterials durch Stoppen der Erwärmung (Abschrecken) gesenkt. Es ist zu beachten, dass nach Schritt S320 eine Behandlung ähnlich der später zu beschreibenden Lösungsglühbehandlung durchgeführt werden kann.
-
In Schritt S330 kann als die verschleißfeste Beschichtung zum Beispiel ein cobaltbasiertes verschleißfestes Material, wie Triballoy (Handelsname) 800 verwendet werden. In Schritt S320 kann eine Schicht, die aus dem oben erwähnten Material gebildet ist, auf dem Grundmaterial mit einem Verfahren wie atmosphärischem Plasmaspritzen, Hochgeschwindigkeitsflammspritzen, Niederdruckplasmaspritzen und atmosphärischem Plasmaspritzen gebildet werden.
-
In Schritt S340 wird die Grundierung auf dem Grundmaterial mit dem gleichen Verfahren wie dem in den vorstehend genannten Ausführungsformen gebildet.
-
In Schritt S350 wird das Grundmaterial der Lötbehandlung unterzogen und nach dem Abschrecken der Lösungsglühbehandlung unterzogen. Bei der Lötbehandlung wird das Grundmaterial mit einem darauf angeordneten Lötmaterial erwärmt, und dann wird das Lötmaterial geschmolzen und mit dem Grundmaterial verbunden. Als Lötmaterial wird ein Material wie beispielsweise Amdry (Handelsname) DF-6A verwendet. In diesem Fall beträgt beispielsweise eine Solidustemperatur des Lötmaterials ungefähr 1050 °C. Eine für die Hartlötbehandlung zu verwendende Menge des Hartlötmaterials wird im Voraus eingestellt, indem Tests und dergleichen durchgeführt werden. Bei der Lötbehandlung kann die Wärmebehandlung bei einer Temperatur durchgeführt werden, bei der das Lötmaterial geschmolzen werden kann (T21), beispielsweise bei einer Temperatur von 1175 °C bis 1215 °C.
-
Bei der Lösungsglühbehandlung wird das Grundmaterial erwärmt, so dass die γ'-Phase, die eine intermetallische Verbindung in dem Grundmaterial ist, lösungsgeglüht und vergrößert wird. Bei der Lösungsglühbehandlung kann die Wärmebehandlung beispielsweise bei einer Temperatur (T22) durchgeführt werden, die niedriger ist als die Erwärmungstemperatur bei der Lötbehandlung, beispielsweise bei einer Temperatur von 1100 °C bis 1140 °C.
-
9 ist ein Diagramm zum Darstellen eines Beispiels einer zeitlichen Änderung einer Erwärmungstemperatur in der Wärmebehandlung in Schritt S350. In 9 gibt eine horizontale Achse die Zeit an, und eine vertikale Achse gibt eine Temperatur an. In Schritt S350 wird zuerst die Lötbehandlung durchgeführt. Bei der Lötbehandlung wird das Grundmaterial mit dem darauf angeordneten Lötmaterial in einem vorgegebenen Heizofen angeordnet, und ein Heizer des Heizofens wird so bedient, dass das Erwärmen begonnen wird (Zeit t21). Wenn die Ofeninnentemperatur (Erwärmungstemperatur) des Heizofens die oben erwähnte Temperatur T21 erreicht (Zeitpunkt t22), wird der Anstieg der Innentemperatur des Ofens gestoppt, und die Wärmebehandlung wird bei der Temperatur T21 über eine vorgegebene Zeitdauer hinweg durchgeführt. Mit dieser Maßnahme wird das Lötmaterial geschmolzen und mit dem Grundwerkstoff verbunden.
-
Es ist zu beachten, dass die Wärmebehandlung (Vorwärmbehandlung) bei der Vorwärmtemperatur für eine vorgegebene Zeitdauer durchgeführt werden kann, nachdem das Grundmaterial in dem Heizofen angeordnet wird und die Innentemperatur des Ofens auf eine vorgegebene Vorwärmtemperatur ansteigt. Die Vorwärmtemperatur wird in diesem Fall auf eine Temperatur eingestellt, die niedriger als die Solidustemperatur des Lötmaterials ist, und kann auf eine Temperatur von beispielsweise 1030 °C eingestellt werden. Es ist zu beachten, dass die Vorwärmtemperatur entsprechend der Solidustemperatur des Lötmaterials geeignet geändert werden kann. Mit der Vorwärmbehandlung steigen die Temperaturen des Trägermaterials und des Hartlötmaterials in einem gesamten Bereich gleichmäßig an, und eine Temperaturdifferenz zwischen den Abschnitten wird reduziert. Wenn die Vorwärmbehandlung über eine vorgegebene Zeitdauer hinweg durchgeführt worden ist, wird veranlasst, dass die Innentemperatur des Ofens nach der Vorwärmbehandlung auf die Temperatur T21 ansteigt. Auf diese Weise wird die Lötbehandlung durchgeführt.
-
Nachdem die Lötbehandlung über eine vorbestimmte Zeitdauer (Zeit t23) hinweg durchgeführt worden ist, wird die Temperatur des Grundmaterials mit einer Temperaturabsenkungsrate von etwa 3 °C/min bis 20 °C/min (Tempern) auf eine Temperatur T23, die niedriger als die Temperatur T22 bei der Lösungsglühbehandlung ist, durch beispielsweise Stoppen des Heizers abgesenkt. Die Temperatur T23 kann eine Temperatur von beispielsweise 980 °C bis 1020 °C sein. Durch das Tempern wird die Bildung eines Hohlraums in einem Lötabschnitt verhindert.
-
Nachdem die Innentemperatur des Ofens durch Tempern die Temperatur T23 durch Glühen erreicht hat, wird die Einstellbehandlung durchgeführt, um zu bewirken, dass die Innentemperatur des Ofens ansteigt (Zeitpunkt t24). Bei der Einstellbehandlung wird der Heizer so betrieben, dass bewirkt wird, dass die Innentemperatur des Ofens auf die Temperatur T22 ansteigt. Wenn die Innentemperatur des Ofens auf die Temperatur T22 ansteigt (Zeit t25), wird der Anstieg der Innentemperatur des Ofens gestoppt, und die Lösungsglühbehandlung wird bei der Temperatur T22 in dem Wärmeofen durchgeführt. Nachdem die Lösungsglühbehandlung über eine vorgegebene Zeitdauer hinweg durchgeführt worden ist, wird beispielsweise der Heizer angehalten, und eine Kühlluft wird in den Heizofen zugeführt (Zeitpunkt t26). Die Temperatur des Grundmaterials wird schnell mit einer Temperaturabsenkungsgeschwindigkeit von beispielsweise ungefähr 30 °C/min auf eine vorher festgelegte Kühltemperatur abgesenkt (Abschrecken), indem eine Kühlluft zugeführt wird. Mit der Abschreckbehandlung wird der Zustand der γ'-Phase (Teilchendurchmesser und dergleichen) aufrechterhalten. Nachdem die Ofeninnentemperatur eine vorher festgelegte Temperatur erreicht hat (Zeitpunkt t27), wird das Grundmaterial aus dem Wärmeofen entnommen. Dann wird der Schritt S340 beendet. Es ist zu beachten, dass in Schritt S340 die Lötbehandlung und die Lösungsglühbehandlung getrennt durchgeführt werden.
-
Es ist zu beachten, dass durch die Wärmebehandlung in Schritt S350 die verschleißfeste Beschichtung und die oxidationsbeständige Beschichtung auf der Oberfläche des Grundmaterials diffundiert werden. Dementsprechend wird das Haftvermögen zwischen der Oberfläche des Grundmaterials und jeder Beschichtung verbessert.
-
Bei der Alterungsbehandlung in Schritt S360 kann ähnlich zu den oben erwähnten Ausführungsformen eine Temperatur beispielsweise auf 830 °C bis 870 °C eingestellt werden. Nachdem die Auslagerungsbehandlung über einen vorher festgelegten Zeitraum hinweg durchgeführt wurde, wird die Temperatur des Trägermaterials schnell mit einer Temperaturabsenkungsgeschwindigkeit von beispielsweise ungefähr 30 °C/min auf eine vorher festgelegte Kühltemperatur abgesenkt (Abschrecken), indem beispielsweise die Heizvorrichtung des Wärmeofens gestoppt wird und eine Kühlluft in den Wärmeofen zugeführt wird.
-
Durch Durchführen der vorstehend beschriebenen Wärmebehandlung wird die Grundierung auf der aufgerauten Oberfläche des Grundmaterials diffundiert, und das Haftvermögen zwischen der Oberfläche des Grundmaterials und der Grundierung wird verbessert.
-
In Schritt S370 wird die Deckschicht auf der Oberfläche der Grundierung mit dem gleichen Verfahren wie in den oben erwähnten Ausführungsformen gebildet.
-
Bei dem oben erwähnten Verfahren zur Herstellung einer Turbinenschaufel wird die Diffusionsbehandlung durchgeführt, bevor die Deckschicht gebildet wird. Somit kann die Bildung eines Flecks, eines Risses oder dergleichen verhindert werden. Damit kann das Haftvermögen zwischen der Wärmedämmschicht und dem Grundmaterial gesichert werden, und die Bildung eines Flecks, eines Risses und dergleichen in der Wärmedämmschicht kann unterdrückt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- T0 Vorwärmtemperatur
- T1 Erste Temperatur
- T2 Zweite Temperatur
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
