JP2001214251A - 断熱皮膜被覆法 - Google Patents
断熱皮膜被覆法Info
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属部品の第１の表面から第１の表面の反対
側の金属部品の第２の表面まで、中心軸線に沿って部品
を貫通して延びる冷却孔を有する金属部品へ断熱皮膜系
を施す方法。 【解決手段】 この方法は、部品の第１の表面上へボン
ディングコートを溶射する段階と、そのボンディングコ
ート上へ断熱皮膜を溶射する段階を含む。さらにこの方
法は、ノズルから冷却孔へ向けて、冷却孔の中心軸線に
概略平行な方向に高圧流体ジェットを噴射する段階を含
む。この流体ジェットは固体粒子を実質的に含まず、そ
のため、このジェットにより、部品からの金属の剥離を
生じることなく冷却孔からボンディングコートと断熱皮
膜を除去することを可能にする。
側の金属部品の第２の表面まで、中心軸線に沿って部品
を貫通して延びる冷却孔を有する金属部品へ断熱皮膜系
を施す方法。 【解決手段】 この方法は、部品の第１の表面上へボン
ディングコートを溶射する段階と、そのボンディングコ
ート上へ断熱皮膜を溶射する段階を含む。さらにこの方
法は、ノズルから冷却孔へ向けて、冷却孔の中心軸線に
概略平行な方向に高圧流体ジェットを噴射する段階を含
む。この流体ジェットは固体粒子を実質的に含まず、そ
のため、このジェットにより、部品からの金属の剥離を
生じることなく冷却孔からボンディングコートと断熱皮
膜を除去することを可能にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には金属部
品へ断熱皮膜を施す方法に関し、より具体的には、冷却
孔を有する部品をコーティングする方法に関する。
品へ断熱皮膜を施す方法に関し、より具体的には、冷却
孔を有する部品をコーティングする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温環境に曝される金属部品を保護する
ために種々の方法が用いられる。例えば、ある場合に
は、冷却空気が部品に吹き付けられる。航空機エンジン
の燃焼室ライナのような用途においては、冷却孔がライ
ナに形成され、膜冷却空気がライナを貫通して高温に曝
されるライナ表面に導かれる。膜冷却空気はライナを冷
却し、ライナとエンジンを通って流れる高温ガスとの間
に流体の障壁を形成する。冷却空気の膜は、高温ガスが
ライナに直接接触するのを防止する。加えて、高温環境
に曝される金属部品の表面には断熱皮膜が施され、金属
基材へ伝達される熱の量を減少させる。しかしながら、
この断熱皮膜が損傷（例えば、実際の使用での暴露によ
るものあるいは取り扱いでの損傷）すれば、この皮膜に
よる保護は損なわれる。
ために種々の方法が用いられる。例えば、ある場合に
は、冷却空気が部品に吹き付けられる。航空機エンジン
の燃焼室ライナのような用途においては、冷却孔がライ
ナに形成され、膜冷却空気がライナを貫通して高温に曝
されるライナ表面に導かれる。膜冷却空気はライナを冷
却し、ライナとエンジンを通って流れる高温ガスとの間
に流体の障壁を形成する。冷却空気の膜は、高温ガスが
ライナに直接接触するのを防止する。加えて、高温環境
に曝される金属部品の表面には断熱皮膜が施され、金属
基材へ伝達される熱の量を減少させる。しかしながら、
この断熱皮膜が損傷（例えば、実際の使用での暴露によ
るものあるいは取り扱いでの損傷）すれば、この皮膜に
よる保護は損なわれる。
【０００３】損傷した断熱皮膜は、損傷した皮膜を剥が
し、部品に新しい皮膜を施す通常の方法で補修すること
ができるが、冷却孔は、新らしい皮膜を施す前にマスク
するか、あるいは新しい皮膜を施した後に穿孔して（例
えばレーザ穿孔によって）皮膜によって孔が塞がれない
ことを確保しなければならない。これらの、マスキング
または穿孔する作業は、損傷した断熱皮膜の補修のコス
トを増加させる。
し、部品に新しい皮膜を施す通常の方法で補修すること
ができるが、冷却孔は、新らしい皮膜を施す前にマスク
するか、あるいは新しい皮膜を施した後に穿孔して（例
えばレーザ穿孔によって）皮膜によって孔が塞がれない
ことを確保しなければならない。これらの、マスキング
または穿孔する作業は、損傷した断熱皮膜の補修のコス
トを増加させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を克服せんとするものである。
を克服せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】簡潔には、本発明は、金
属部品の第１の表面から第１の表面の反対側の金属部品
の第２の表面まで、中心軸線に沿って部品を貫通して延
びる冷却孔を有する金属部品へ、断熱皮膜系を施す方法
を含む。この方法は、部品の第１の表面上へボンディン
グコートを溶射する段階と、そのボンディングコート上
へ断熱皮膜を溶射する段階を含む。さらにこの方法は、
ノズルから冷却孔へ向けて、冷却孔の中心軸線に概略平
行な方向に高圧流体ジェットを噴射する段階を含む。こ
の流体ジェットは固体粒子を実質的に含まず、そのた
め、このジェットにより、部品からの金属の剥離を生じ
ることなく冷却孔からボンディングコートと断熱皮膜を
除去することを可能にする。
属部品の第１の表面から第１の表面の反対側の金属部品
の第２の表面まで、中心軸線に沿って部品を貫通して延
びる冷却孔を有する金属部品へ、断熱皮膜系を施す方法
を含む。この方法は、部品の第１の表面上へボンディン
グコートを溶射する段階と、そのボンディングコート上
へ断熱皮膜を溶射する段階を含む。さらにこの方法は、
ノズルから冷却孔へ向けて、冷却孔の中心軸線に概略平
行な方向に高圧流体ジェットを噴射する段階を含む。こ
の流体ジェットは固体粒子を実質的に含まず、そのた
め、このジェットにより、部品からの金属の剥離を生じ
ることなく冷却孔からボンディングコートと断熱皮膜を
除去することを可能にする。
【０００６】本発明の他の特徴は、一部は明らかであ
り、また一部は下記の説明で明らかになるであろう。
り、また一部は下記の説明で明らかになるであろう。
【０００７】
【発明の実施の形態】同じ参照符号は各図を通じて同じ
部分を示す。
部分を示す。
【０００８】図面、特に図１を参照して、航空機エンジ
ンの外側燃焼室ライナなどの金属部品が全体として参照
番号１０で示されている。金属部品１０は断熱皮膜が施
されたことがない新品でもよく、また金属部品は、損傷
した断熱皮膜が既知の機械的及び／又は化学的剥離処理
によって除去された、部分的に補修された部品であって
もよい。金属部品１０は、この部品を収受できる寸法と
形状とを有する支持台１４と、支持台を回転させる中央
垂直軸１６とを備える、全体を１２で示される既知のタ
ーンテーブル上に置かれる。全体を２０で示される既知
の断熱皮膜溶射装置が、金属部品１０の第１の表面２２
に断熱皮膜系（すなわちボンディングコートおよび断熱
皮膜）を施すために、ターンテーブル１２の近傍に備え
られる。装置２０は、断熱皮膜系を溶射するノズル２６
を有する溶射ヘッド２４と、溶射ヘッド２４を金属部品
の関連する位置に位置決めするよう操作するためのロボ
ットアーム２８を備える。本発明の範囲を逸脱すること
なく他の装置を用いることもできるが、好ましい実施形
態における断熱皮膜溶射装置２０は、８軸コンピュータ
数値制御のファナックのロボット系を有するＡＴＣＳプ
ラズマ系であって、Ｗｅｓｔｂｕｒｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒ
ｋのＳｕｌｚｅｒ Ｍｅｔｃｏから入手可能である。
ンの外側燃焼室ライナなどの金属部品が全体として参照
番号１０で示されている。金属部品１０は断熱皮膜が施
されたことがない新品でもよく、また金属部品は、損傷
した断熱皮膜が既知の機械的及び／又は化学的剥離処理
によって除去された、部分的に補修された部品であって
もよい。金属部品１０は、この部品を収受できる寸法と
形状とを有する支持台１４と、支持台を回転させる中央
垂直軸１６とを備える、全体を１２で示される既知のタ
ーンテーブル上に置かれる。全体を２０で示される既知
の断熱皮膜溶射装置が、金属部品１０の第１の表面２２
に断熱皮膜系（すなわちボンディングコートおよび断熱
皮膜）を施すために、ターンテーブル１２の近傍に備え
られる。装置２０は、断熱皮膜系を溶射するノズル２６
を有する溶射ヘッド２４と、溶射ヘッド２４を金属部品
の関連する位置に位置決めするよう操作するためのロボ
ットアーム２８を備える。本発明の範囲を逸脱すること
なく他の装置を用いることもできるが、好ましい実施形
態における断熱皮膜溶射装置２０は、８軸コンピュータ
数値制御のファナックのロボット系を有するＡＴＣＳプ
ラズマ系であって、Ｗｅｓｔｂｕｒｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒ
ｋのＳｕｌｚｅｒ Ｍｅｔｃｏから入手可能である。
【０００９】図２は、支持台３２と支持台を回転させる
中央垂直軸３４を有する、全体を３０で示される他の既
知のターンテーブルに載置された金属部品１０を示す。
ターンテーブル３０の近傍の、全体を４０で示される既
知のウォータジェット装置は、金属部品１０の第１の表
面２２（図１）の反対側である第２の表面４２に金属部
品１０に向けて水を噴射する。このウォータジェット装
置４０は、水などの流体の高圧ジェットを部品に噴射す
るノズル４６を有する噴射ヘッド４４と、この噴射ヘッ
ド４４を金属部品１０の関連する位置に位置決めするよ
う操作するためのロボットアーム４８を備える。本発明
の範囲を逸脱することなく他の装置を用いることもでき
るが、好ましい実施形態におけるウォータジェット装置
４０は、型式番号１０１５の５軸コンピュータ数値制御
ウォータジェット装置であって、Ｇｒａｎｄ Ｒａｐｉ
ｄｓ，ＭｉｃｈｉｇａｎのＰｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ Ｔ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能である。先に記述
した断熱皮膜溶射装置およびウォータジェット装置は既
知のもので当業者にはよく理解されているので、さらに
詳細には記述しない。
中央垂直軸３４を有する、全体を３０で示される他の既
知のターンテーブルに載置された金属部品１０を示す。
ターンテーブル３０の近傍の、全体を４０で示される既
知のウォータジェット装置は、金属部品１０の第１の表
面２２（図１）の反対側である第２の表面４２に金属部
品１０に向けて水を噴射する。このウォータジェット装
置４０は、水などの流体の高圧ジェットを部品に噴射す
るノズル４６を有する噴射ヘッド４４と、この噴射ヘッ
ド４４を金属部品１０の関連する位置に位置決めするよ
う操作するためのロボットアーム４８を備える。本発明
の範囲を逸脱することなく他の装置を用いることもでき
るが、好ましい実施形態におけるウォータジェット装置
４０は、型式番号１０１５の５軸コンピュータ数値制御
ウォータジェット装置であって、Ｇｒａｎｄ Ｒａｐｉ
ｄｓ，ＭｉｃｈｉｇａｎのＰｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ Ｔ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能である。先に記述
した断熱皮膜溶射装置およびウォータジェット装置は既
知のもので当業者にはよく理解されているので、さらに
詳細には記述しない。
【００１０】図３に示されるように、金属部品１０は、
部品周囲に接線方向に延びる列に整列された、管状の表
面５０で画定される一連の冷却孔（それらの１つのみが
図示される）を有する。各冷却孔５０は中心軸線５２に
沿って、部品を貫通して部品の第１の表面２２から部品
の第１の表面２２の反対側である第２の表面４２まで延
びている。孔の中心軸線５２は、部品１０の第１の表面
２２に対しある角度５４（例えば２０°）の方向を向い
ている。孔の寸法と方向は本発明にとって重要ではな
い。
部品周囲に接線方向に延びる列に整列された、管状の表
面５０で画定される一連の冷却孔（それらの１つのみが
図示される）を有する。各冷却孔５０は中心軸線５２に
沿って、部品を貫通して部品の第１の表面２２から部品
の第１の表面２２の反対側である第２の表面４２まで延
びている。孔の中心軸線５２は、部品１０の第１の表面
２２に対しある角度５４（例えば２０°）の方向を向い
ている。孔の寸法と方向は本発明にとって重要ではな
い。
【００１１】さらに図３に示されるように、断熱皮膜溶
射装置２０は、ＮｉＣｒＡｌＹのようなボンディングコ
ート６０を、部品１０の第１の表面２２上に、孔の中心
軸線５２に対して測定される溶射角度６２で、この角度
６２との組み合わせにおいてボンディングコートによる
孔の完全な閉塞を防ぐように選ばれる厚さ６４まで溶射
するように、作動する。本発明の範囲から逸脱すること
なく溶射角度６２を変えることができるが、溶射ノズル
２６に向かい合う孔を画定する表面５０上へ溶射される
ボンディングコートの量をできるだけ少なくするため
に、角度６２は９０°よりも大きく（すなわち斜角）と
するのが好ましい。さらには、ボンディングコート６０
は第１の表面に対して少なくと約４５°の入射角６６で
もって、第１の表面２２上に溶射されることが好まし
い。約４５°より小さい入射角６６の場合は、コート６
０に不溶解部、空隙部および低抗張力が発生する傾向が
ある。
射装置２０は、ＮｉＣｒＡｌＹのようなボンディングコ
ート６０を、部品１０の第１の表面２２上に、孔の中心
軸線５２に対して測定される溶射角度６２で、この角度
６２との組み合わせにおいてボンディングコートによる
孔の完全な閉塞を防ぐように選ばれる厚さ６４まで溶射
するように、作動する。本発明の範囲から逸脱すること
なく溶射角度６２を変えることができるが、溶射ノズル
２６に向かい合う孔を画定する表面５０上へ溶射される
ボンディングコートの量をできるだけ少なくするため
に、角度６２は９０°よりも大きく（すなわち斜角）と
するのが好ましい。さらには、ボンディングコート６０
は第１の表面に対して少なくと約４５°の入射角６６で
もって、第１の表面２２上に溶射されることが好まし
い。約４５°より小さい入射角６６の場合は、コート６
０に不溶解部、空隙部および低抗張力が発生する傾向が
ある。
【００１２】先に述べたように、溶射の角度６２と厚さ
６４は、ボンディングコートによる孔の完全な閉塞を防
ぐような組み合わせとして選ばれる。例えば、概略２０
°の角度５４で延びる呼び径０．０２０〜０．０３０イ
ンチの孔を有する部品１０に対しては、ボンディングコ
ート６０は第１の表面２２に約４５°の入射角６６およ
び冷却孔の中心軸線５２に対しての角度６２を約１１５
°として溶射することができる。さらに、ボンディング
コート６０は約０．００４インチと約０．０１０インチ
との間、より好ましくは約０．００４インチと約０．０
０６インチの間の厚さ６４まで溶射される。当業者には
理解されるように、これらの角度や厚さは本発明の範囲
を逸脱することなく変更できる。しかしながら、中心軸
線５２に対して測定した角度６２および厚さ６４は、ボ
ンディングコートが孔を完全には閉塞しないように選ば
れることが望ましい。孔の閉塞されない部分は、以下に
説明するように、ウォータジェット装置が孔からボンデ
ィングコート６０を除去するためのパイロット孔を提供
する。
６４は、ボンディングコートによる孔の完全な閉塞を防
ぐような組み合わせとして選ばれる。例えば、概略２０
°の角度５４で延びる呼び径０．０２０〜０．０３０イ
ンチの孔を有する部品１０に対しては、ボンディングコ
ート６０は第１の表面２２に約４５°の入射角６６およ
び冷却孔の中心軸線５２に対しての角度６２を約１１５
°として溶射することができる。さらに、ボンディング
コート６０は約０．００４インチと約０．０１０インチ
との間、より好ましくは約０．００４インチと約０．０
０６インチの間の厚さ６４まで溶射される。当業者には
理解されるように、これらの角度や厚さは本発明の範囲
を逸脱することなく変更できる。しかしながら、中心軸
線５２に対して測定した角度６２および厚さ６４は、ボ
ンディングコートが孔を完全には閉塞しないように選ば
れることが望ましい。孔の閉塞されない部分は、以下に
説明するように、ウォータジェット装置が孔からボンデ
ィングコート６０を除去するためのパイロット孔を提供
する。
【００１３】ボンディングコート６０が施された後、部
品１０はウォータジェット装置４０に近接したターンテ
ーブル支持台３０上に置かれる。図４に示されるよう
に、ウォータジェット装置４０は、部品１０の第２の表
面４２に向かい合ったノズル４６から、孔へ向けてかつ
孔の中心軸線５２に概略平行な方向６８に、高圧のウォ
ータジェットを噴射する。このウォータジェットは固体
粒子を実質的に含まず、そのため、このジェットは部品
１０から金属を剥離させることなく、孔５０からボンデ
ィングコート６０のみを除去する。先に述べたように、
ウォータジェットで孔からボンディングコート６０を除
去することを可能にするのにパイロット孔が必要であ
る。これは、ウォータジェットが、ボンディングコート
６０を孔から押し出すと言うよりもすり減らすからであ
る。もしこのパイロット孔がなければ、ウォータジェッ
トの摩耗能力は低減される。本発明の範囲を逸脱するこ
となくウォータジェットは他の圧力で噴射することがで
きるが、好ましい実施形態におけるウォータジェット装
置は１平方インチ当り約５，０００ポンドから１平方イ
ンチ当り約５０，０００ポンドの間の圧力を有するウォ
ータジェットを発生する。好ましくは、ウォータジェッ
トはノズル４６から１平方インチ当り約２０，０００ポ
ンドの圧力で噴射される。
品１０はウォータジェット装置４０に近接したターンテ
ーブル支持台３０上に置かれる。図４に示されるよう
に、ウォータジェット装置４０は、部品１０の第２の表
面４２に向かい合ったノズル４６から、孔へ向けてかつ
孔の中心軸線５２に概略平行な方向６８に、高圧のウォ
ータジェットを噴射する。このウォータジェットは固体
粒子を実質的に含まず、そのため、このジェットは部品
１０から金属を剥離させることなく、孔５０からボンデ
ィングコート６０のみを除去する。先に述べたように、
ウォータジェットで孔からボンディングコート６０を除
去することを可能にするのにパイロット孔が必要であ
る。これは、ウォータジェットが、ボンディングコート
６０を孔から押し出すと言うよりもすり減らすからであ
る。もしこのパイロット孔がなければ、ウォータジェッ
トの摩耗能力は低減される。本発明の範囲を逸脱するこ
となくウォータジェットは他の圧力で噴射することがで
きるが、好ましい実施形態におけるウォータジェット装
置は１平方インチ当り約５，０００ポンドから１平方イ
ンチ当り約５０，０００ポンドの間の圧力を有するウォ
ータジェットを発生する。好ましくは、ウォータジェッ
トはノズル４６から１平方インチ当り約２０，０００ポ
ンドの圧力で噴射される。
【００１４】孔からボンディングコート６０が除かれた
後、部品１０は第１のターンテーブル１２に戻される。
図５に示されるように、断熱皮膜溶射装置２０は、イッ
トリア安定化ジルコニアのような断熱皮膜７０を、ボン
ディングコート６０上に孔の中心軸線５２に対して測定
される溶射角度７２で、断熱皮膜が溶射されるこの角度
との組み合わせにおいて、断熱皮膜による孔の完全な閉
塞を防ぐように選ばれた厚さ７４にまで溶射する。さら
に、断熱皮膜７０はボンディングコート表面に対して少
なくとも約４５°の入射角７６をもって、ボンディング
コート６０表面上に溶射されることが好ましい。約４５
°よりも小さい入射角７６の場合には、皮膜７０に不溶
解部、空隙部および低抗張力が発生する傾向がある。
後、部品１０は第１のターンテーブル１２に戻される。
図５に示されるように、断熱皮膜溶射装置２０は、イッ
トリア安定化ジルコニアのような断熱皮膜７０を、ボン
ディングコート６０上に孔の中心軸線５２に対して測定
される溶射角度７２で、断熱皮膜が溶射されるこの角度
との組み合わせにおいて、断熱皮膜による孔の完全な閉
塞を防ぐように選ばれた厚さ７４にまで溶射する。さら
に、断熱皮膜７０はボンディングコート表面に対して少
なくとも約４５°の入射角７６をもって、ボンディング
コート６０表面上に溶射されることが好ましい。約４５
°よりも小さい入射角７６の場合には、皮膜７０に不溶
解部、空隙部および低抗張力が発生する傾向がある。
【００１５】ボンディングコートのパラメータにおける
と同様に、溶射の角度７２と溶射の厚さ７４は断熱皮膜
による孔の完全な閉塞を防止するような組み合わせとし
て選ばれる。例えば、概略２０°の角度５４で部品を貫
通して延びる呼び径０．０２０〜０．０３０インチの直
径の孔を有する前に述べた部品１０に対しては、断熱皮
膜７０をボンディングコート６０上に約４５°の入射角
７６および約１１５°の溶射角度７２で溶射することが
できる。さらに、皮膜７０は約０．００３インチと約
０．０１５インチとの間の厚さ７４を有する少なくとも
１回のコートで溶射される。好ましくは、皮膜７０はコ
ートが約０．０１０インチの厚さ７４を有するように溶
射される。当業者には理解されるように、これらの角度
や厚さは本発明の範囲を逸脱することなく変更できる。
しかしながら、溶射角度７２および厚さ７４は、この皮
膜７０が孔を完全には閉塞しないように選ばれることが
望ましい。ボンディングコートの場合と同様に、断熱皮
膜においてパイロット孔を残すことが、ウォータジェッ
トによる孔からの皮膜７０の除去を可能にする。
と同様に、溶射の角度７２と溶射の厚さ７４は断熱皮膜
による孔の完全な閉塞を防止するような組み合わせとし
て選ばれる。例えば、概略２０°の角度５４で部品を貫
通して延びる呼び径０．０２０〜０．０３０インチの直
径の孔を有する前に述べた部品１０に対しては、断熱皮
膜７０をボンディングコート６０上に約４５°の入射角
７６および約１１５°の溶射角度７２で溶射することが
できる。さらに、皮膜７０は約０．００３インチと約
０．０１５インチとの間の厚さ７４を有する少なくとも
１回のコートで溶射される。好ましくは、皮膜７０はコ
ートが約０．０１０インチの厚さ７４を有するように溶
射される。当業者には理解されるように、これらの角度
や厚さは本発明の範囲を逸脱することなく変更できる。
しかしながら、溶射角度７２および厚さ７４は、この皮
膜７０が孔を完全には閉塞しないように選ばれることが
望ましい。ボンディングコートの場合と同様に、断熱皮
膜においてパイロット孔を残すことが、ウォータジェッ
トによる孔からの皮膜７０の除去を可能にする。
【００１６】断熱皮膜７０が施された後、部品１０は、
ウォータジェット装置４０に近接する、ターンテーブル
支持具３０に載置される（図６）。ウォータジェット装
置４０は、高圧のウォータジェットを、部品１０の第２
の表面４２に向かい合ったノズル４６から、孔へ向けて
かつ孔の中心軸線５２に概略平行な方向７８に噴射して
孔から断熱皮膜を除去する。ウォータジェットは固体粒
子を実質的に含まず、そのため、ジェットは部品１０か
ら金属を剥離させることなく、孔から断熱皮膜７０のみ
を除去する。本発明の範囲を逸脱することなくウォータ
ジェットの圧力を変えることができるが、好ましい実施
形態においてこの噴射段階で使用されるウォータジェッ
ト圧力は、先行の噴射段階で使用される圧力と同一であ
る。
ウォータジェット装置４０に近接する、ターンテーブル
支持具３０に載置される（図６）。ウォータジェット装
置４０は、高圧のウォータジェットを、部品１０の第２
の表面４２に向かい合ったノズル４６から、孔へ向けて
かつ孔の中心軸線５２に概略平行な方向７８に噴射して
孔から断熱皮膜を除去する。ウォータジェットは固体粒
子を実質的に含まず、そのため、ジェットは部品１０か
ら金属を剥離させることなく、孔から断熱皮膜７０のみ
を除去する。本発明の範囲を逸脱することなくウォータ
ジェットの圧力を変えることができるが、好ましい実施
形態においてこの噴射段階で使用されるウォータジェッ
ト圧力は、先行の噴射段階で使用される圧力と同一であ
る。
【００１７】孔から断熱皮膜７０が除去された後、追加
の断熱皮膜層（図示せず）を部品１０に施し、全皮膜厚
さを肉盛りすることができる。好ましくは、皮膜７０は
各々の層を施した後に孔から除去される。当業者により
理解されるように、ボンディングコート６０が施された
後であって断熱皮膜７０が施される前に部品にウォータ
ジェットを噴射する段階は、これらの層の組合わせ厚さ
が十分薄くて孔を完全には閉塞せず、これらの層を一緒
に除去できる場合は、省略することができる。
の断熱皮膜層（図示せず）を部品１０に施し、全皮膜厚
さを肉盛りすることができる。好ましくは、皮膜７０は
各々の層を施した後に孔から除去される。当業者により
理解されるように、ボンディングコート６０が施された
後であって断熱皮膜７０が施される前に部品にウォータ
ジェットを噴射する段階は、これらの層の組合わせ厚さ
が十分薄くて孔を完全には閉塞せず、これらの層を一緒
に除去できる場合は、省略することができる。
【００１８】ウォータジェットが部品１０の基材金属を
損なうことがないので、孔から孔へのジェットの移動に
際してジェットの流れを中断する必要はない。さらに、
部品１０が一連の孔を有する場合は、部品１０あるいは
ノズル４６のいずれか（または両方）を他方に対して移
動させて、一連の孔の各々に連続してウォータジェット
の位置合わせをすることができる。例えば、部品１０が
円形であり、一連の孔が部品周囲に接線方向に延びる列
になって配向している場合は、部品１０を回転させて、
ノズル４６に対して部品を移動させ、一連の孔の各々に
ノズルを位置合わせすることができる。軸３４に接続さ
れたモータ（図示せず）を用いて、ターンテーブル３０
と部品１０を連続的に回転させることができる。本発明
の範囲を逸脱することなく、部品１０とノズル４６は他
の速度で回転させることができるが、好ましい実施形態
においては、それらは毎分約５インチから毎分約５０イ
ンチの間の相対速度で移動される。特に好ましい実施形
態においては、部品１０はノズル４６に対して毎分約２
０インチの速度で移動される。好ましい実施形態ではタ
ーンテーブル３０は連続的に回転するが、ターンテーブ
ルを間欠的に回転させて、ウォータジェットが各孔の位
置に合ったときにそこに留まるようにすることも想定さ
れる。
損なうことがないので、孔から孔へのジェットの移動に
際してジェットの流れを中断する必要はない。さらに、
部品１０が一連の孔を有する場合は、部品１０あるいは
ノズル４６のいずれか（または両方）を他方に対して移
動させて、一連の孔の各々に連続してウォータジェット
の位置合わせをすることができる。例えば、部品１０が
円形であり、一連の孔が部品周囲に接線方向に延びる列
になって配向している場合は、部品１０を回転させて、
ノズル４６に対して部品を移動させ、一連の孔の各々に
ノズルを位置合わせすることができる。軸３４に接続さ
れたモータ（図示せず）を用いて、ターンテーブル３０
と部品１０を連続的に回転させることができる。本発明
の範囲を逸脱することなく、部品１０とノズル４６は他
の速度で回転させることができるが、好ましい実施形態
においては、それらは毎分約５インチから毎分約５０イ
ンチの間の相対速度で移動される。特に好ましい実施形
態においては、部品１０はノズル４６に対して毎分約２
０インチの速度で移動される。好ましい実施形態ではタ
ーンテーブル３０は連続的に回転するが、ターンテーブ
ルを間欠的に回転させて、ウォータジェットが各孔の位
置に合ったときにそこに留まるようにすることも想定さ
れる。
【００１９】本発明の各要素およびそれらの好ましい実
施形態の説明にあたって、“ある”、“該”および“前
記”の語句は、１つまたはそれ以上の要素が存在するこ
とを意味する。“ 含む”、“ 備える”および“有す
る”の用語は、そこに示した要素以外の追加の要素があ
り得ることを含みかつ意味する。
施形態の説明にあたって、“ある”、“該”および“前
記”の語句は、１つまたはそれ以上の要素が存在するこ
とを意味する。“ 含む”、“ 備える”および“有す
る”の用語は、そこに示した要素以外の追加の要素があ
り得ることを含みかつ意味する。
【００２０】本発明の範囲を逸脱することなく上記構成
において多様な変更をおこなうことができるので、上記
の説明に含まれ或いは添付図に示されるすべての事項
は、実例としてであって限定する意味のものではないと
解されることを意図している。
において多様な変更をおこなうことができるので、上記
の説明に含まれ或いは添付図に示されるすべての事項
は、実例としてであって限定する意味のものではないと
解されることを意図している。
【図１】 本発明の方法において用いられる断熱皮膜溶
射装置の立面図。
射装置の立面図。
【図２】 本発明の方法において用いられるウォータジ
ェット装置の立面図。
ェット装置の立面図。
【図３】 断熱皮膜溶射装置により施されたボンディン
グコートを有する部品の断面図。
グコートを有する部品の断面図。
【図４】 ウォータジェット装置により、冷却孔からボ
ンディングコートが除去された後の部品の断面図。
ンディングコートが除去された後の部品の断面図。
【図５】 断熱皮膜溶射装置により施された断熱皮膜を
有する部品の断面図。
有する部品の断面図。
【図６】 ウォータジェット装置により、冷却孔から断
熱皮膜が除去された後の、コートされた部品の断面図。
熱皮膜が除去された後の、コートされた部品の断面図。
１０：金属部品 ２６：断熱皮膜系溶射ノズル ４６：ウォータジェット噴射ノズル ５０：冷却孔 ６０：ボンディングコート ７０：断熱皮膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィバー・ダグラス・スチェイド アメリカ合衆国、オハイオ州、シンシシナ ティ、ピックウェイ・ドライブ、7003番 (72)発明者 ジェフリー・アーノルド・フェーレンバッ ク アメリカ合衆国、オハイオ州、シンシナテ ィ、ラスティックウッド・レーン、1886番 (72)発明者 トーマス・ジョン・トムリンソン アメリカ合衆国、オハイオ州、ウエスト・ チェスター、クエイル・ラン・ドライブ、 7456番 (72)発明者 レイモンド・ウィリアム・ヘイドルン アメリカ合衆国、オハイオ州、フェアフィ ールド、レイク・メッド・ドライブ、5644 番 (72)発明者 ジョン・メイナード・クロウ アメリカ合衆国、オハイオ州、モロウ、ウ ッドワード−クレイプール・ロード、7577 番
Claims (6)
- 【請求項１】 金属部品（１０）の第１の表面（２２）
から該第１の表面（２２）の反対側の該部品（１０）の
第２の表面（４２）まで中心軸線（５２）に沿って該部
品（１０）を貫通して延びる冷却孔を有する該金属部品
（１０）に断熱皮膜系を施す方法であって、 前記部品（１０）の前記第１の表面（２２）上に、前記
孔の前記中心軸線（５２）に対してある角度（６２）
で、ボンディングコート（６０）が溶射される前記角度
（６２）との組合せにおいてボンディングコート（６
０）による前記孔の完全な閉塞を防ぐように選ばれた厚
さ（６４）まで、前記ボンディングコート（６０）を溶
射する段階と、 前記ボンディングコート（６０）上に、前記孔の前記中
心軸線（５２）に対してある角度（７２）で、断熱皮膜
（７０）が溶射される前記角度（７２）との組合せにお
いて断熱皮膜（７０）による前記孔の完全な閉塞を防ぐ
ように選ばれた厚さ（７４）まで、前記断熱皮膜（７
０）を溶射する段階と、 ノズル（４６）から前記孔に向けて前記孔の前記中心軸
線（５２）に概略平行な方向に、実質的に固体粒子を含
まず、そのため前記部品（１０）から金属を剥離させる
ことなく、前記孔から前記ボンディングコート（６０）
と前記断熱皮膜（７０）を除去することができる高圧流
体ジェットを噴射する段階とを含む方法。 - 【請求項２】 前記ノズル（４６）から前記高圧流体ジ
ェットを噴射する段階が、少なくとも２回行われ、１回
目は前記ボンディングコート（６０）を溶射する段階の
後であってかつ前記断熱皮膜（７０）を溶射する段階の
前に、前記孔から前記ボンディングコート（６０）を除
去するために行われ、２回目は前記断熱皮膜（７０）を
溶射する段階の後に、前記孔から前記断熱皮膜（７０）
を除去するために行われる、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記断熱皮膜（７０）は前記第１の表面
（２２）上に少なくとも２回のコートとして溶射され、
また前記ノズル（４６）から前記流体を噴射する段階は
少なくとも２回行われ、１回目は前記断熱皮膜（７０）
のコートの第１のコートを溶射する段階の後に行われ、
２回目は前記断熱皮膜（７０）の前記コートの第２のコ
ートを溶射する段階の後に行われる、請求項１に記載の
方法。 - 【請求項４】 前記流体ジェットは前記ノズル（４６）
から前記部品（１０）の前記第２の表面（４２）に向け
て噴射される、請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 一連の冷却孔を有し該冷却孔の各々が金
属部品（１０）の第１の表面（２２）から該第１の表面
（２２）の反対側の該部品（１０）の第２の表面（４
２）まで中心軸線（５２）に沿って該部品（１０）を貫
通して延びる該金属部品（１０）に断熱皮膜系を施す方
法であって、 前記部品（１０）の前記第１の表面（２２）上に、前記
孔の前記中心軸線（５２）に対してある斜角の角度（６
２）で、ボンディングコート（６０）が溶射される前記
角度（６２）との組合せにおいてボンディングコート
（６０）による前記一連の孔の各々の完全な閉塞を防ぐ
ように選ばれた厚さ（６４）まで、前記ボンディングコ
ート（６０）を溶射する段階と、 前記ボンディングコート（６０）上に、前記孔の前記中
心軸線（５２）に対してある斜角の角度（７２）で、断
熱皮膜（７０）が溶射される前記角度（７２）との組合
せにおいて断熱皮膜（７０）による前記一連の孔の各々
の完全な閉塞を防ぐように選ばれた厚さ（７４）まで、
前記断熱皮膜（７０）を溶射する段階と、 前記部品（１０）の前記第２の表面（４２）と向かい合
うノズル（４６）から前記孔の各々に向けて前記それぞ
れの孔の前記中心軸線（５２）に概略平行な方向に、実
質的に固体粒子を含まず、そのため前記部品（１０）か
ら金属を剥離させることなく、前記それぞれの孔から前
記ボンディングコート（６０）と前記断熱皮膜（７０）
を除去することができる高圧ウォータジェットを噴射す
る段階とを含む方法。 - 【請求項６】 前記部品（１０）が円形であり、前記一
連の孔が接線方向の列に整列されており、そして前記部
品（１０）が回転して、前記部品（１０）を前記ノズル
（４６）に対して移動させ、前記高圧ウォータジェット
が噴射される時前記ノズル（４６）を前記一連の孔の各
々に対し位置合わせする、請求項５に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US44859599A | 1999-11-24 | 1999-11-24 | |
| US09/448595 | 1999-11-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001214251A true JP2001214251A (ja) | 2001-08-07 |
Family
ID=23780930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000355156A Withdrawn JP2001214251A (ja) | 1999-11-24 | 2000-11-22 | 断熱皮膜被覆法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20010006707A1 (ja) |
| EP (1) | EP1103627A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001214251A (ja) |
| SG (1) | SG127668A1 (ja) |
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| JP2005298884A (ja) * | 2004-04-09 | 2005-10-27 | Nissan Motor Co Ltd | 溶射皮膜気孔率調整方法およびこの方法によってシリンダボア内面の気孔率を調整したエンジンのシリンダブロック |
| JP2006071274A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | General Electric Co <Ge> | オーバーレイ金属コーティングの堆積によるタービン構成部品内の空気流量の調整 |
| JP2015509828A (ja) * | 2011-12-29 | 2015-04-02 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 圧力マスキングシステムおよびその使用方法 |
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-
2000
- 2000-11-15 SG SG200006617A patent/SG127668A1/en unknown
- 2000-11-17 EP EP00310229A patent/EP1103627A3/en not_active Withdrawn
- 2000-11-22 JP JP2000355156A patent/JP2001214251A/ja not_active Withdrawn
- 2000-12-14 US US09/736,893 patent/US20010006707A1/en not_active Abandoned
- 2000-12-20 US US09/742,841 patent/US20010001680A1/en not_active Abandoned
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080205 |