JP2001164353A5 - - Google Patents
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【特許請求の範囲】
【請求項1】 タービンエンジン構成部品に断熱皮膜系を形成する方法であって、
MCrAlY合金(ただし、Mはニッケル、コバルト及びその組合せからなる群から選択される。)からなる第1の合金粉末と、ニッケル基又はコバルト基ろう付合金(それぞれニッケル又はコバルトが重量に関してろう付合金中の単一で最大の元素である)からなる第2の合金粉末とをタービンエンジン構成部品に共溶射して耐酸化域を形成し、上記耐酸化域にMCrAlY合金(ただし、Mはニッケル、コバルト及びその組合せからなる群から選択される。)からなる第3の合金粉末を溶射して結合域を形成することによって、結合皮膜をタービンエンジン構成部品上に形成する段階であって、上記耐酸化域が上記結合域よりも耐酸化性が高い段階と、
断熱皮膜を上記結合皮膜上に堆積する段階と
からなる方法。
【請求項2】 前記耐酸化域が第1層を形成し、前記結合域が第2層を形成する、請求項1記載の方法。
【請求項3】 共溶射後の前記耐酸化域が、第1の合金粉末に相当する第1の相と、第2の合金粉末に相当する第2の相とを有しており、第2の相が第1の相よりも低い融点を有する、請求項1又は請求項2記載の方法。
【請求項4】 前記結合皮膜を形成する段階の後で、前記結合皮膜を高温で熱処理して結合皮膜の多孔度を減らす、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の方法。
【請求項5】 前記高温での熱処理後、第2の相がマトリックス相を形成して該マトリックス相中に第1の相が分散している、請求項4記載の方法。
【請求項6】 前記高温での熱処理後、前記耐酸化域が液相焼結によって高密度化され、第2の相が溶融して第1の相の高密度化を促進し粒間相を形成する、請求項4記載の方法。
【請求項7】 前記高温での熱処理後、前記耐酸化域が固相焼結によって高密度化され、第2の相が第1の相の高密度化を促進する、請求項4記載の方法。
【請求項8】 前記高温での熱処理後、前記耐酸化域が焼鈍されて均等組成をなす、請求項4記載の方法。
【請求項9】 前記タービンエンジン構成部品が超合金からなる、請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載の方法。
【請求項10】 前記超合金がニッケル基又はコバルト基超合金であり、ニッケル又はコバルトは重量に関して上記超合金の単一で最大の元素である、請求項9記載の方法。
【請求項11】 前記共溶射及び溶射が空気プラズマ溶射によって実施される、請求項1乃至請求項10のいずれか1項記載の方法。
【請求項12】 前記断熱皮膜がジルコニアからなる、請求項1乃至請求項11のいずれか1項記載の方法。
【請求項13】 前記断熱皮膜が溶射によって堆積される、請求項1乃至請求項12のいずれか1項記載の方法。
【請求項14】 前記溶射が空気プラズマ溶射である、請求項13記載の方法。
【請求項15】 前記断熱皮膜が前記結合皮膜の結合域と直接接触する、請求項1乃至請求項14のいずれか1項記載の方法。
【請求項16】 第3の合金粉末が第1の合金粉末と同じ合金からなる、請求項1乃至請求項15のいずれか1項記載の方法。
【請求項17】 第1の合金粉末と第3の合金粉末が均質組成を有する、請求項16記載の方法。
【請求項18】 前記結合域が複数のスプラット線を有し、酸素を含有する周囲空気中で高温露出時に前記スプラット線に沿って混入酸化物が形成される、請求項1乃至請求項17のいずれか1項記載の方法。
【請求項19】 前記結合域が前記耐酸化域よりも高い体積百分率の混入酸化物を有する、請求項18記載の方法。
【請求項20】 タービンエンジン構成部品に断熱皮膜系を形成する方法であって、
NiCrAlY合金からなる第1の合金粉末と、ニッケル、ケイ素及びクロムを含有する第2の合金粉末とをタービンエンジン構成部品に共溶射して耐酸化域を形成し、上記耐酸化域にNiCrAlY合金からなる第3の合金粉末を溶射して結合域を形成することによって、結合皮膜をタービンエンジン構成部品上に形成する段階であって、上記耐酸化域が上記結合域よりも耐酸化性が高い段階と、
断熱皮膜を上記結合皮膜上に堆積する段階と
からなる方法。
【請求項21】 基材と、
基材上に設けられた結合皮膜であって、MCrAlY合金(ただし、Mはニッケル、コバルト及びその組合せからなる群から選択される。)からなる第1の合金粉末と、ニッケル基又はコバルト基ろう付合金(それぞれニッケル又はコバルトが重量に関してろう付合金中の単一で最大の元素である)からなる第2の合金粉末との共溶射によって形成された耐酸化域と、上記耐酸化域にMCrAlY合金(ただし、Mはニッケル、コバルト及びその組合せからなる群から選択される。)からなる第3の合金粉末を溶射して形成された結合域とを有し、上記耐酸化域が上記結合域よりも耐酸化性が高い結合皮膜と、
上記結合皮膜上に設けられた断熱皮膜と
からなるタービンエンジン構成部品。
【請求項22】 基材と、
基材上に設けられた結合皮膜であって、NiCrAlY合金からなる第1の合金粉末と、ニッケル、ケイ素及びクロムを含有する第2の合金粉末との共溶射によって形成された耐酸化域と、上記耐酸化域にNiCrAlY合金からなる第3の合金粉末を溶射して形成された結合域とを有し、上記耐酸化域が上記結合域よりも耐酸化性が高い結合皮膜と、
上記結合皮膜上に設けられた断熱皮膜と
からなるタービンエンジン構成部品。
【請求項1】 タービンエンジン構成部品に断熱皮膜系を形成する方法であって、
MCrAlY合金(ただし、Mはニッケル、コバルト及びその組合せからなる群から選択される。)からなる第1の合金粉末と、ニッケル基又はコバルト基ろう付合金(それぞれニッケル又はコバルトが重量に関してろう付合金中の単一で最大の元素である)からなる第2の合金粉末とをタービンエンジン構成部品に共溶射して耐酸化域を形成し、上記耐酸化域にMCrAlY合金(ただし、Mはニッケル、コバルト及びその組合せからなる群から選択される。)からなる第3の合金粉末を溶射して結合域を形成することによって、結合皮膜をタービンエンジン構成部品上に形成する段階であって、上記耐酸化域が上記結合域よりも耐酸化性が高い段階と、
断熱皮膜を上記結合皮膜上に堆積する段階と
からなる方法。
【請求項2】 前記耐酸化域が第1層を形成し、前記結合域が第2層を形成する、請求項1記載の方法。
【請求項3】 共溶射後の前記耐酸化域が、第1の合金粉末に相当する第1の相と、第2の合金粉末に相当する第2の相とを有しており、第2の相が第1の相よりも低い融点を有する、請求項1又は請求項2記載の方法。
【請求項4】 前記結合皮膜を形成する段階の後で、前記結合皮膜を高温で熱処理して結合皮膜の多孔度を減らす、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の方法。
【請求項5】 前記高温での熱処理後、第2の相がマトリックス相を形成して該マトリックス相中に第1の相が分散している、請求項4記載の方法。
【請求項6】 前記高温での熱処理後、前記耐酸化域が液相焼結によって高密度化され、第2の相が溶融して第1の相の高密度化を促進し粒間相を形成する、請求項4記載の方法。
【請求項7】 前記高温での熱処理後、前記耐酸化域が固相焼結によって高密度化され、第2の相が第1の相の高密度化を促進する、請求項4記載の方法。
【請求項8】 前記高温での熱処理後、前記耐酸化域が焼鈍されて均等組成をなす、請求項4記載の方法。
【請求項9】 前記タービンエンジン構成部品が超合金からなる、請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載の方法。
【請求項10】 前記超合金がニッケル基又はコバルト基超合金であり、ニッケル又はコバルトは重量に関して上記超合金の単一で最大の元素である、請求項9記載の方法。
【請求項11】 前記共溶射及び溶射が空気プラズマ溶射によって実施される、請求項1乃至請求項10のいずれか1項記載の方法。
【請求項12】 前記断熱皮膜がジルコニアからなる、請求項1乃至請求項11のいずれか1項記載の方法。
【請求項13】 前記断熱皮膜が溶射によって堆積される、請求項1乃至請求項12のいずれか1項記載の方法。
【請求項14】 前記溶射が空気プラズマ溶射である、請求項13記載の方法。
【請求項15】 前記断熱皮膜が前記結合皮膜の結合域と直接接触する、請求項1乃至請求項14のいずれか1項記載の方法。
【請求項16】 第3の合金粉末が第1の合金粉末と同じ合金からなる、請求項1乃至請求項15のいずれか1項記載の方法。
【請求項17】 第1の合金粉末と第3の合金粉末が均質組成を有する、請求項16記載の方法。
【請求項18】 前記結合域が複数のスプラット線を有し、酸素を含有する周囲空気中で高温露出時に前記スプラット線に沿って混入酸化物が形成される、請求項1乃至請求項17のいずれか1項記載の方法。
【請求項19】 前記結合域が前記耐酸化域よりも高い体積百分率の混入酸化物を有する、請求項18記載の方法。
【請求項20】 タービンエンジン構成部品に断熱皮膜系を形成する方法であって、
NiCrAlY合金からなる第1の合金粉末と、ニッケル、ケイ素及びクロムを含有する第2の合金粉末とをタービンエンジン構成部品に共溶射して耐酸化域を形成し、上記耐酸化域にNiCrAlY合金からなる第3の合金粉末を溶射して結合域を形成することによって、結合皮膜をタービンエンジン構成部品上に形成する段階であって、上記耐酸化域が上記結合域よりも耐酸化性が高い段階と、
断熱皮膜を上記結合皮膜上に堆積する段階と
からなる方法。
【請求項21】 基材と、
基材上に設けられた結合皮膜であって、MCrAlY合金(ただし、Mはニッケル、コバルト及びその組合せからなる群から選択される。)からなる第1の合金粉末と、ニッケル基又はコバルト基ろう付合金(それぞれニッケル又はコバルトが重量に関してろう付合金中の単一で最大の元素である)からなる第2の合金粉末との共溶射によって形成された耐酸化域と、上記耐酸化域にMCrAlY合金(ただし、Mはニッケル、コバルト及びその組合せからなる群から選択される。)からなる第3の合金粉末を溶射して形成された結合域とを有し、上記耐酸化域が上記結合域よりも耐酸化性が高い結合皮膜と、
上記結合皮膜上に設けられた断熱皮膜と
からなるタービンエンジン構成部品。
【請求項22】 基材と、
基材上に設けられた結合皮膜であって、NiCrAlY合金からなる第1の合金粉末と、ニッケル、ケイ素及びクロムを含有する第2の合金粉末との共溶射によって形成された耐酸化域と、上記耐酸化域にNiCrAlY合金からなる第3の合金粉末を溶射して形成された結合域とを有し、上記耐酸化域が上記結合域よりも耐酸化性が高い結合皮膜と、
上記結合皮膜上に設けられた断熱皮膜と
からなるタービンエンジン構成部品。
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