JP2002160167A - Polishing material binding method for blade tip part - Google Patents
Polishing material binding method for blade tip partInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はジェットエンジンの
ブレードの先端部に研磨材を接合する方法に関し、ブレ
ードが回転中に先端がケーシング内面と接触してもケー
シング内面を研削してブレード先端部の損傷を防止する
ために行う研磨材接合方法である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for joining an abrasive to the tip of a blade of a jet engine, and more particularly to grinding the inner surface of the casing even if the tip contacts the inner surface of the casing during rotation of the blade. This is an abrasive bonding method performed to prevent damage.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ジェットエンジンのブレードにおいて
は、ブレード先端部が運転中にケーシング内面と接触
し、ブレード先端部が破損することが起るので、現状で
はブレード先端部に研磨材を接合し、ブレード先端部が
ケーシング内面に接触しても、ケーシング内面を研削
し、ブレードの損傷を防止し、かつ、クリアランスも最
小にしてエンジンの性能を向上させることが行なわれて
いる。ブレード先端部に研磨材を接合する方法は、メッ
キ方法、ろう付け方法、焼結方法があるが、現状ではＣ
ＢＮ等の研磨材を析出メッキ方法で行うのが主流であ
る。この場合は研磨材の配置は表面部に単層のみが形成
される方法である。2. Description of the Related Art In a blade of a jet engine, the tip of the blade comes into contact with the inner surface of a casing during operation, and the tip of the blade may be damaged. Even when the tip portion contacts the inner surface of the casing, the inner surface of the casing is ground to prevent damage to the blades and minimize the clearance to improve the performance of the engine. There are plating, brazing, and sintering methods for joining the abrasive to the blade tip.
The mainstream is to use an abrasive such as BN by a deposition plating method. In this case, the abrasive is disposed by a method in which only a single layer is formed on the surface.
【０００３】図３は上記の析出メッキ方法の説明図であ
り、（ａ）はメッキ方法の模式図、（ｂ）はメッキ後の
ブレード先端部の拡大断面図でメッキ相の断面を示す。
図において、メッキ槽３０内にはメッキ液（スルファミ
ン酸ニッケル）を入れ、メッキ液３３中にはブレード４
０を浸す。メッキ槽３０内には電極３１を入れ、電極３
１とブレード４０との間には直流電源３２により電圧を
印加し、電気分解でブレード４０表面にメッキ相（ニッ
ケルメッキ＋クロム合金）４１を形成させ、メッキ相４
１の表面に研磨材（ＣＢＮ，Ａｌ2 Ｏ3 、他）３を付着
させる。FIGS. 3A and 3B are explanatory views of the above-mentioned deposition plating method, in which FIG. 3A is a schematic view of the plating method, and FIG. 3B is an enlarged sectional view of a blade tip after plating, showing a section of a plating phase.
In the drawing, a plating solution (nickel sulfamate) is put in a plating tank 30, and a blade 4 is put in a plating solution 33.
Soak 0. An electrode 31 is placed in the plating tank 30 and the electrode 3
A voltage is applied between the blade 1 and the blade 40 by a DC power source 32 to form a plating phase (nickel plating + chromium alloy) 41 on the surface of the blade 40 by electrolysis.
An abrasive (CBN, Al 2 O 3 , etc.) 3 is attached to the surface of the substrate 1.
【０００４】上記の方法ではメッキ相４１の表面に研磨
材３を接合するが、研磨材３の配置は表面の単層のみで
あり、使用中にブレード先端部がケーシングに接触して
いるうちに表面の研磨材が無くなってしまい、研磨材は
単層であるので、以降の研削効果がなくなり、ブレード
が破損してしまう恐れがある。In the above-described method, the abrasive 3 is bonded to the surface of the plating phase 41, but the abrasive 3 is disposed only in a single layer on the surface, and while the blade tip is in contact with the casing during use. Since the abrasive material on the surface is lost and the abrasive material is a single layer, the subsequent grinding effect is lost and the blade may be damaged.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
ジェットエンジンのブレード先端部には研磨材を接合さ
せ、運転中にブレード先端部がケーシング内面と接触し
ても、ブレード先端部でケーシング内面を研削し、ブレ
ードの損傷を防止し、かつ、これによりクリアランスを
最小にしてエンジン性能の向上を図っている。しかし、
現状のブレード先端部の研磨材は表面部のみの接合であ
って使用中に研磨材が無くなると、以降の研削ができな
くなり、ブレードの破損をまねく恐れがあった。As described above, the abrasive tip is bonded to the tip of the blade of the conventional jet engine, and even if the tip of the blade contacts the inner surface of the casing during operation, the casing at the tip of the blade is used. The inner surface is ground to prevent damage to the blades, thereby minimizing clearance and improving engine performance. But,
At present, the abrasive at the tip of the blade is bonded only to the surface, and if the abrasive is lost during use, subsequent grinding cannot be performed and the blade may be damaged.
【０００６】そこで本発明ではブレード先端部に接合す
る研磨材をブレード先端部の表面のみではなく、接合相
全体に分散させ、又、研磨材を接合する方法もシート化
したものを使用して研磨材の歩留まりも良好とし、か
つ、研磨材の接合性も向上させることができるブレード
先端部に研磨材を接合する方法を提供することを課題と
してなされたものである。Therefore, in the present invention, the abrasive to be joined to the blade tip is dispersed not only on the surface of the blade tip but also throughout the bonding phase, and the method of joining the abrasive is also made by using a sheet-like material. An object of the present invention is to provide a method of joining an abrasive to the tip of a blade, which can improve the yield of the material and improve the joining property of the abrasive.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するために、次の（１）〜（７）の方法を提供す
る。The present invention provides the following methods (1) to (7) in order to solve the above-mentioned problems.
【０００８】（１）研磨材と、主成分がＦｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｏ，Ｃｒからなる合金の粉末と、ろう材とを所定の割合
で混合して所望の厚さのシートを成形し；同シートを真
空炉内に設置したエンジンブレードの先端部全面に載せ
上部より必要に応じ重りを載せて加圧し；真空炉中で加
熱して前記研磨材を前記ブレード先端部へ接合すること
を特徴とするブレード先端部の研磨材接合方法。(1) Abrasive and main components are Fe, Ni and C
An alloy powder composed of o and Cr and a brazing filler metal are mixed at a predetermined ratio to form a sheet having a desired thickness; the sheet is placed on the entire front end portion of an engine blade installed in a vacuum furnace, and is placed from above. A method of joining abrasives at the tip of a blade, comprising applying a weight as necessary and applying pressure; heating in a vacuum furnace to join the abrasive to the tip of the blade.
【０００９】（２）前記研磨材を含むシートと前記ブレ
ード先端部との間には、更にろう材のシートを挟むこと
を特徴とする（１）記載のブレード先端部の研磨材接合
方法。(2) A method of joining abrasives at a blade tip according to (1), wherein a sheet of brazing material is further interposed between the sheet containing the abrasive and the blade tip.
【００１０】（３）前記研磨材を含むシートを前記ブレ
ード先端部に載せた後、その上面にふるいを通した研磨
材を載せ、その後に加圧、加熱処理することを特徴とす
る（１）又は（２）記載のブレード先端部の研磨材接合
方法。(3) After the sheet containing the abrasive is placed on the tip of the blade, the abrasive passed through a sieve is placed on the upper surface of the sheet, and then pressure and heat treatment are performed. Or the abrasive material joining method of the blade tip portion according to (2).
【００１１】（４）前記研磨材は表面にＡｌ2 Ｏ3 を被
覆したものを使用することを特徴とする（１）から
（３）のいずれかに記載のブレード先端部の研磨材接合
方法。(4) The method according to any one of (1) to (3), wherein the abrasive is coated with Al 2 O 3 on its surface.
【００１２】（５）前記研磨材は表面にＮｉ，Ｃｏ，Ｆ
ｅ等の単体もしくは合金からなる材料がコーティングさ
れたものを使用することを特徴とする（１）から（３）
のいずれかに記載のブレード先端部の研磨材接合方法。(5) The abrasive is made of Ni, Co, F on the surface.
(1) to (3) characterized by using a material coated with a material such as e or a simple substance or an alloy.
The abrasive material bonding method for a blade tip according to any one of the above.
【００１３】（６）前記研磨材の表面に被覆したＡｌ2
Ｏ3 の表面には、更にＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の単体もしく
は合金からなる材料がコーティングされることを特徴と
する（４）記載のブレード先端部の研磨材接合方法。(6) Al 2 coated on the surface of the abrasive
The method according to (4), wherein the surface of O 3 is further coated with a material made of a simple substance or an alloy such as Ni, Co, Fe or the like.
【００１４】（７）前記Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の単体もし
くは合金からなるコーティングの表面には、更にＴｉの
コーティングが施されることを特徴とする（５）又は
（６）記載のブレード先端部の研磨材接合方法。(7) The tip of the blade according to (5) or (6), wherein the surface of the coating made of a simple substance or an alloy of Ni, Co, Fe or the like is further coated with Ti. Abrasive bonding method.
【００１５】本発明の（１）の方法では、研磨材もろう
材もシート化したものを使用し、加熱してブレード先端
部に接合する。従って、研磨材の歩留まりが良好とな
る。又、研磨材もろう材と主としてＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，
Ｃｒからなる合金内全体に分散させるので均一な研磨材
の分布が得られ、接合性も良好となる。In the method (1) of the present invention, a sheet of both an abrasive and a brazing material is used, heated and joined to the tip of the blade. Therefore, the yield of the abrasive is improved. In addition, the abrasive is mainly made of Fe, Ni, Co,
Since it is dispersed throughout the alloy made of Cr, a uniform distribution of the abrasive can be obtained, and the joining property is also good.
【００１６】本発明の（２）では、上記（１）の発明に
おいて、研磨材を含むシートとブレード先端部との間に
は、更にろう材のシートを挟むので研磨材の接合がより
良好となると共に、ろう材とＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｒの
合金全体に分散して複数層の研磨材を形成する。これに
よりブレードが運転中にケーシングに接触して上層部の
研磨材が無くなったとしても、次の相の研磨材があるの
で、ブレードを損傷することがない。According to (2) of the present invention, in the invention of (1), since a brazing material sheet is further interposed between the sheet containing the abrasive material and the tip of the blade, the joining of the abrasive material is improved. At the same time, a plurality of layers of abrasive are dispersed throughout the alloy of the brazing material and the alloy of Fe, Ni, Co, and Cr. Thus, even if the blade comes into contact with the casing during operation and the upper layer of the abrasive is lost, the next phase of the abrasive is present, so that the blade is not damaged.
【００１７】本発明の（３）では、上記（１）又は
（２）の発明において、接合後の研磨材は比重が軽いの
で一部は表面に現れるが、積極的に表面に研磨材を出す
ためには、研磨材を含んだシートをブレード先端部に設
定後加熱前にふるいを通して研磨材を置いて加圧して加
熱する。これにより研磨材を積極的に表面に出すことが
できる。In (3) of the present invention, in the invention of the above (1) or (2), the abrasive after bonding has a low specific gravity so that a part thereof appears on the surface, but the abrasive is positively discharged onto the surface. For this purpose, after setting the sheet containing the abrasive at the blade tip, the abrasive is placed through a sieve before heating and heated by pressing. Thereby, the abrasive can be positively discharged to the surface.
【００１８】本発明の（４）では、研磨材の表面がＡｌ
2 Ｏ3 で被覆されているので、Ａｌ 2 Ｏ3 は耐高温酸化
性を有し、研磨材が拡散したり酸化したりして劣化する
ことが防止される。In (4) of the present invention, the surface of the abrasive is made of Al
TwoOThreeAl TwoOThreeIs high temperature oxidation resistant
Abrasives diffuse and oxidize and degrade
Is prevented.
【００１９】本発明の（５）では、研磨材の表面は、Ｎ
ｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の単体もしくは合金材料でコーティン
グされているので、使用するろう材との濡れ性が良好と
なりろう材との接合性が良好となる。又、本発明の
（６）においても、本発明の（４）のＡｌ2 Ｏ3 のコー
ティングの表面に、更にＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の単体もし
くは合金コーティングが施されるので、同様にろう材と
の接合が良好となる。In the method (5) of the present invention, the surface of the abrasive is N
Since it is coated with a simple substance or an alloy material such as i, Co, Fe, etc., the wettability with the brazing material to be used is good, and the bondability with the brazing material is good. Also, in (6) of the present invention, the surface of the Al 2 O 3 coating of (4) of the present invention is further coated with a single or alloy such as Ni, Co, Fe, etc. Is good.
【００２０】本発明の（７）では、上記（５）、又は
（６）の発明ではろう材との濡れ性は良いが、研磨材は
比重が小さいので加熱時に浮き上がろうとして均一な分
散の点では不充分である。そこで、研磨材全体をＴｉで
コーティングし、研磨材の浮き上がりを防ぎ、内部に均
一に分散させ、複数層の研磨材を形成させることができ
る。In the method (7) of the present invention, the wettability with the brazing material is good in the invention of the above (5) or (6), but the abrasive material has a small specific gravity, so that it tends to float when heated and has a uniform dispersion. Is inadequate. Therefore, the entire abrasive can be coated with Ti to prevent the abrasive from being lifted up and uniformly dispersed therein, thereby forming a plurality of layers of abrasive.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
ブレード先端部の研磨材接合方法について図面に基づい
て具体的に説明する。図１は本発明の実施の一形態に係
るブレード先端部に研磨材を接合する装置を示し、
（ａ）は装置の構成図、（ｂ）は研磨材接合後のブレー
ド先端部の断面図である。図において、１０は真空チャ
ンバであり、加熱コイル１１を備え、ポンプ１２で真空
状態とすることができる。加熱コイル１１は電源１５に
よりスイッチ１４を介して電圧が印加され、加熱コイル
１１を加熱する構成である。又、真空チャンバ１０の上
部には重り１３が上下動装置１６により上下動可能に配
置されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for bonding an abrasive to a blade tip portion according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an apparatus for joining an abrasive to a blade tip according to an embodiment of the present invention,
(A) is a block diagram of an apparatus, (b) is sectional drawing of the blade front-end | tip part after abrasive bonding. In the figure, reference numeral 10 denotes a vacuum chamber, which has a heating coil 11 and can be brought into a vacuum state by a pump 12. A voltage is applied to the heating coil 11 from the power supply 15 via the switch 14 to heat the heating coil 11. A weight 13 is disposed above the vacuum chamber 10 so as to be vertically movable by a vertical movement device 16.
【００２２】（ａ）図において、真空チャンバ１０内の
加熱コイル１１内にはブレード２０が挿入されてセット
され、ブレード２０の先端にはろう材シート２が載せら
れ、そのシート２の上に、更に研磨材（ＣＢＮ，Ａｌ2
Ｏ3 、他）＋ＭＣｒＡＬＹ（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｒの
合金）＋バインダからなるシート１を載せる。シート
１、シート２を載せると、その上に重り１１を下降さ
せ、シート１，２を押圧し、３〜１０ｇ／cm2 の荷重を
掛ける。この状態でポンプ１２を作動させ、真空引きを
行いチャンバ１０内を真空状態とし、スイッチ１４を閉
じて加熱コイル１１に電流を流し、加熱する。In FIG. 2A, a blade 20 is inserted and set in a heating coil 11 in a vacuum chamber 10, and a brazing material sheet 2 is placed on the tip of the blade 20. Furthermore, abrasives (CBN, Al 2
A sheet 1 composed of O 3 , others) + MCrALY (alloy of Fe, Ni, Co, Cr) + binder is placed. When the sheets 1 and 2 are placed, the weight 11 is lowered thereon, and the sheets 1 and 2 are pressed to apply a load of 3 to 10 g / cm 2 . In this state, the pump 12 is operated to evacuate the chamber 10 so that the inside of the chamber 10 is evacuated, and the switch 14 is closed to supply a current to the heating coil 11 for heating.
【００２３】上記のようにシート１、シート２をブレー
ド２０の先端に載せて加熱すると、シート２のろう材と
シート１の研磨材及び合金が融合して研磨材３がろう材
中に分散する。この状態を（ｂ）図の断面図で示すが、
ブレード２０の母材の上にろう材＋ＭＣｒＡＬＹが研磨
層４を形成し、その中に研磨材３が均一に分散し、研磨
材が単層ではなく研磨層４は研磨材３＋ＭＣｒＡＬＹ＋
ろう材から形成され複数層形成される。なお、後述する
ようにシート２のろう材は使用しない場合もある。When the sheets 1 and 2 are placed on the tip of the blade 20 and heated as described above, the brazing material of the sheet 2 and the abrasive and alloy of the sheet 1 are fused, and the abrasive 3 is dispersed in the brazing material. . This state is shown in the sectional view of FIG.
The brazing material + MCrALY forms the polishing layer 4 on the base material of the blade 20, and the polishing material 3 is uniformly dispersed in the brazing material + MCrALY.
A plurality of layers are formed from a brazing material. As described later, the brazing material of the sheet 2 may not be used.
【００２４】次に上記に説明した研磨材３について次に
説明する（１），（２），（３）の形態があり、図２に
より説明する。まず、（１）研磨材３は、高温度になる
と金属マトリックス内の分散材（ＣＢＮ、ＳｉＣ等）は
拡散や酸化を生じ劣化する。これを防止するために図２
（ａ）に示すように、研磨材３の表面に耐高温酸化性を
有する酸化アルミニュウム（アルミナ）のコーティング
５を被覆する。Next, the abrasive 3 described above has the following forms (1), (2) and (3), which will be described with reference to FIG. First, (1) when the abrasive 3 is heated to a high temperature, the dispersion material (CBN, SiC, etc.) in the metal matrix is deteriorated due to diffusion and oxidation. Fig. 2
As shown in (a), the surface of the abrasive 3 is coated with a coating 5 of aluminum oxide (alumina) having high temperature oxidation resistance.
【００２５】（２）の形態として、本プロセスはろう材
を使用するため研磨材とろう材との濡れ性が必要であ
る。そのため研磨材にＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅを、又はこれら
の合金（例：Ｎｉ＋Ｃｏなど）を、又はその他使用ろう
材と濡れ性の良い金属或いは合金を、蒸着、メッキ（電
解、無電解）等により図２（ｂ）に示すようにコーティ
ング６を施す。或いは、上記（１）のコーティング５
（Ａｌ2 Ｏ3 ）を施した表面に、図２（ｃ）に示すよう
に更に、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ、その他使用ろう材との濡れ
性の良い金属或いは合金を蒸着、メッキ（電解、無電
解）等によりコーティング６を施し、２層或いは３層以
上のコーティングとする。As the mode (2), since the present process uses a brazing material, it is necessary to have wettability between the abrasive and the brazing material. Therefore, Ni, Co, Fe or an alloy thereof (eg, Ni + Co), or a metal or alloy having good wettability with the brazing material to be used is deposited by vapor deposition, plating (electrolysis, electroless) or the like. The coating 6 is applied as shown in FIG. Alternatively, the coating 5 of the above (1)
As shown in FIG. 2 (c), a metal or alloy having good wettability with Ni, Co, Fe, and other brazing materials is further deposited and plated (electrolytic, non-electrolytic) on the surface on which (Al 2 O 3 ) is applied. The coating 6 is applied by electrolysis) or the like to form two or three or more coatings.
【００２６】次に、（３）の形態として、上記（１），
（２）の研磨材はろう材との濡れ性は良いが、研磨材は
比重が小さいため加熱時に浮き上がろうとする。これを
研磨層全体に均一に分散させるために、例えば図２
（ｄ）に示すようにＴｉを蒸着したコーティング７を施
す。Next, as a mode of (3), the above (1),
Although the abrasive of (2) has good wettability with the brazing material, the abrasive has a low specific gravity and tends to float during heating. In order to disperse this uniformly throughout the polishing layer, for example, FIG.
As shown in (d), a coating 7 on which Ti is deposited is applied.
【００２７】次に、上記に説明した研磨材をブレード先
端部に接合する接合方法について、具体的に説明する。
まず、研磨材を単層に接合する方法について、次の
〈１〉で説明する。Next, the joining method for joining the above-described abrasive to the blade tip will be described in detail.
First, a method of bonding an abrasive to a single layer will be described in the following <1>.
【００２８】〈１〉上記研磨材を用いて、ブレード２０
の使用温度に耐えるろう材（例えばＢＮＩ−２）とＭＣ
ｒＡＬＹ材（粉末）を混合する。混合割合としては、例
えば研磨材：１０〜７０ vol％、ＭＣｒＡＬＹ材：２０
〜７０ vol％、残：ろう材とする。好ましくは、研磨
材：５０ vol％、ＭＣｒＡＬＹ：２０ vol％、ろう材：
３０ vol％の混合粉末、或いはこれに適量のバインダー
（例えば：ニクロブレーズ・セメント♯５１０）を加え
任意の厚さのシート１にしたものをブレード２０の先端
部に所定の位置に規定の厚さになるように均一に載せ
て、重り１３で面圧：３〜１０ｇ／cm2 の荷重を掛け、
真空チャンバ１０中で加熱し、接合する。<1> Using the above abrasive, the blade 20
(For example, BNI-2) and MC that can withstand the operating temperature of
Mix rALY material (powder). As a mixing ratio, for example, abrasive: 10 to 70 vol%, MCrALY material: 20
~ 70 vol%, remaining: brazing filler metal. Preferably, polishing material: 50 vol%, MCrALY: 20 vol%, brazing material:
30 vol% of the mixed powder, or a suitable amount of a binder (for example, Nicroblaze Cement # 510) added thereto and formed into a sheet 1 having an arbitrary thickness, is placed at a predetermined position on the tip of the blade 20 to a specified thickness. And apply a load of surface pressure: 3 to 10 g / cm 2 with a weight 13,
Heating and bonding are performed in a vacuum chamber 10.
【００２９】なお、上記のＭＣｒＡＬＹの“Ｍ”として
は、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ或いはＮｉ＋Ｃｏ等の合金に用い
られる。また、ＭＣｒＡＬＹ材は高温下での耐酸化性を
向上させるために使用するため、ろう材の成分と合わせ
て、高温酸化および耐高温腐食に対してはＣｏ量の多い
ものを使用し、高温強度が要求される場合には、Ｎｉ＋
Ｃｏ系でＮｉ量が多くなるように混合比を検討する。ま
た、耐食性、耐熱性を向上させるために、均一な所定の
成分になるように、ろう付け後、１０８０℃で、２〜４
Ｈｒの加熱処理（拡散処理）を行うと良い。The "M" of MCrALY is used for alloys such as Fe, Ni, Co and Ni + Co. Since the MCrALY material is used to improve the oxidation resistance at high temperatures, use a material with a large amount of Co against high-temperature oxidation and high-temperature corrosion, together with the components of the brazing material. Is required, Ni +
The mixing ratio is examined so that the amount of Ni increases in the Co system. In addition, in order to improve the corrosion resistance and heat resistance, after brazing, the mixture is heated to 2 to 4 at 1080 ° C. so as to become a uniform predetermined component.
Hr heat treatment (diffusion treatment) is preferably performed.
【００３０】〈２〉研磨材を複層に接合する場合には、
上記研磨材を用いて、ブレードの使用温度に耐えるろう
材とＭＣｒＡＬＹ材（粉末）を混合する。混合の割合と
しては、例えば研磨材：１０〜８０ vol％、ＭＣｒＡＬ
Ｙ材：２０〜９０ vol％およびバインダーを適量加えて
指定の厚さのシート１を作製する。好ましくは、研磨
材：５０ vol％、ＭＣｒＡＬＹ材：５０ vol％に適量の
バインダーを加え、指定の厚さのシート１を作製する。
このシート１とブレード２０先端部の間に任意の厚さの
ろう材シート２をはさみ、重り１３で単位面積当たり３
〜１０ｇ／cm2 の荷重を与え真空チャンバ１０中で加
熱、接合する。<2> When the abrasive is bonded in multiple layers,
Using the above-mentioned abrasive, a brazing material that can withstand the operating temperature of the blade and an MCrALY material (powder) are mixed. As a mixing ratio, for example, abrasive: 10 to 80 vol%, MCrAL
Y material: 20 to 90 vol% and an appropriate amount of a binder are added to produce a sheet 1 having a specified thickness. Preferably, an appropriate amount of a binder is added to the abrasive material: 50 vol% and the MCrALY material: 50 vol%, to produce a sheet 1 having a specified thickness.
A brazing material sheet 2 having an arbitrary thickness is sandwiched between the sheet 1 and the tip of the blade 20, and a weight 13
A load of 10 to 10 g / cm 2 is applied to heat and join in the vacuum chamber 10.
【００３１】〈３〉上記〈１〉、〈２〉において、ろう
付け後研磨材は比重が軽いので一部は表面に現れるが積
極的に表面に研磨材を出すためには、研磨材を含んだシ
ート１をブレード２０先端に設定後、加熱前に一並べの
研磨材をふるい等で置いて、適切な荷重を与え、真空チ
ャンバ中で重り１３により面圧：３〜１０ｇ／cm2 の荷
重を与えて、加熱、接合する。<3> In the above <1> and <2>, after the brazing material has a low specific gravity, a part of the polishing material appears on the surface. After setting the sheet 1 at the tip of the blade 20, a row of abrasives is placed by a sieve or the like before heating, an appropriate load is applied, and a surface pressure of 3 to 10 g / cm 2 is applied by the weight 13 in a vacuum chamber. And heat and join.
【００３２】上記のように研磨材を接合したブレード先
端部の接合相の断面には、図１（ｂ）に示すように表面
に出た研磨材３と、内部に分散した研磨材３とがあり、
最初は表面に出た研磨材３が開いて、ブレード２０先端
との接触時研削作用を生じるが使用中に摩耗減少する。
次に研磨層４に内在していた研磨材３が相手方のケーシ
ングとの接触時にその効果を発揮するために現れ、常に
最良の研削状態を保持することができる。As shown in FIG. 1B, in the cross section of the joining phase at the blade tip where the abrasive is joined as described above, the abrasive 3 which comes out on the surface and the abrasive 3 which is dispersed inside are shown. Yes,
At first, the abrasive 3 which has come out to the surface is opened, and a grinding action is generated when the abrasive 3 comes into contact with the tip of the blade 20, but wear is reduced during use.
Next, the abrasive material 3 existing in the polishing layer 4 appears to exhibit its effect when it comes into contact with the counterpart casing, so that the best grinding state can be always maintained.
【００３３】最後に真空チャンバ１０で加熱処理後、仕
上げを行うが、表面状態を整えるため次の方法を用いて
も良い。又、これらの方法を必要に応じて組合せて行っ
ても良い。Finally, after the heat treatment in the vacuum chamber 10, finishing is performed, but the following method may be used to adjust the surface condition. Further, these methods may be combined as needed.
【００３４】化学的方法：硝酸、塩酸、硫酸或いはこれ
らの混酸、または塩酸＋過酸化水素液中に浸跡させて、
研磨材表面に被った余分のろう材、およびＭＣｒＡＬＹ
材を除去する。Chemical method: Nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid or a mixed acid thereof, or immersed in hydrochloric acid + hydrogen peroxide solution,
Extra brazing material on the abrasive surface, and MCrALY
Remove material.
【００３５】機械的方法：ブラッシング、或いは軽いブ
ラスト処理によって表面の正常化を行う。Mechanical method: The surface is normalized by brushing or light blasting.
【００３６】物理的方法：当該表面と、電極間で軽微な
放電を行い表面の正常化を行う。Physical method: The surface is normalized by performing a slight discharge between the surface and the electrode.
【００３７】以上、説明した実施の形態によれば、研磨
材とろう材共にシート化して加熱処理するので研磨材の
歩留まりが良くなり、又、研磨材３は研磨層４の中に分
散させるため、上層部の研磨材３が無くなっても次の研
磨材３が有るのでブレード２０先端を破損するようなこ
とがない。又、この研磨材３の厚さはシート１，２の厚
さを設定することにより容易に調整ができる。又、研磨
材３表面にはコーティング５，６，７が施されるので酸
化が防止され、ろう材との接合性も良好となる。According to the above-described embodiment, since the abrasive and the brazing material are formed into a sheet and subjected to heat treatment, the yield of the abrasive is improved, and the abrasive 3 is dispersed in the polishing layer 4. Even if the upper layer of the abrasive 3 is lost, the next abrasive 3 is present, so that the tip of the blade 20 is not damaged. Further, the thickness of the abrasive 3 can be easily adjusted by setting the thickness of the sheets 1 and 2. Further, since the coatings 5, 6, and 7 are applied to the surface of the polishing material 3, oxidation is prevented, and the bondability with the brazing material is improved.
【００３８】[0038]
【発明の効果】本発明のブレード先端部の研磨材接合方
法は、（１）研磨材と、主成分がＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃ
ｒからなる合金の粉末と、ろう材とを所定の割合で混合
して所望の厚さのシートを成形し；同シートを真空炉内
に設置したエンジンブレードの先端部全面に載せ上部よ
り重りを載せて加圧し；真空炉中で加熱して前記研磨材
を前記ブレード先端部へ接合することを特徴としてい
る。The method for joining abrasives at the blade tip according to the present invention is as follows. (1) Abrasives and Fe, Ni, Co, C
A powder having a desired thickness is formed by mixing the alloy powder consisting of r and the brazing material at a predetermined ratio; the sheet is placed on the entire front end portion of an engine blade installed in a vacuum furnace, and the weight is reduced from above. The method is characterized in that the abrasive is placed on the blade and heated in a vacuum furnace to join the abrasive to the blade tip.
【００３９】このような方法により、研磨材もろう材も
シート化したものを使用し、加熱してブレード先端部に
接合する。従って、研磨材の歩留まりが良好となる。
又、研磨材もろう材と主成分がＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｒ
からなる合金内全体に分散させるので均一な研磨材の分
布が得られ、接合性も良好となる。According to such a method, both the abrasive and the brazing material are used in the form of a sheet, and are heated and joined to the tip of the blade. Therefore, the yield of the abrasive is improved.
Also, the abrasive material is a brazing material and the main component is Fe, Ni, Co, Cr.
Thus, a uniform distribution of the abrasive can be obtained, and the bondability can be improved.
【００４０】本発明の（２）では、上記（１）の発明に
おいて、研磨材を含むシートとブレード先端部との間に
は、更にろう材のシートを挟むので研磨材の接合がより
良好となると共に、ろう材と主成分がＦｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｏ，Ｃｒの合金全体に分散して複数層の研磨材を形成す
る。これによりブレードが運転中にケーシングに接触し
て上層部の研磨材が無くなったとしても、次の相の研磨
材があるので、ブレードを損傷することがない。According to (2) of the present invention, in the above-mentioned invention of (1), since a brazing material sheet is further interposed between the sheet containing the abrasive and the tip of the blade, the bonding of the abrasive is improved. The brazing filler metal and the main components are Fe, Ni, C
A plurality of layers of abrasive are dispersed throughout the alloy of o and Cr. Thus, even if the blade comes into contact with the casing during operation and the upper layer of the abrasive is lost, the next phase of the abrasive is present, so that the blade is not damaged.
【００４１】本発明の（３）では、上記（１）又は
（２）の発明において、接合後の研磨材は比重が軽いの
で一部は表面に現れるが、積極的に表面に研磨材を出す
ためには、研磨材を含んだシートをブレード先端部に設
定後加熱前にふるいを通して研磨材を置いて加圧して加
熱する。これにより研磨材を積極的に表面に出すことが
できる。In (3) of the present invention, in the invention of (1) or (2), the abrasive material after bonding has a low specific gravity, so a part thereof appears on the surface, but the abrasive material is positively supplied to the surface. For this purpose, after setting the sheet containing the abrasive at the blade tip, the abrasive is placed through a sieve before heating and heated by pressing. Thereby, the abrasive can be positively discharged to the surface.
【００４２】本発明の（４）では、研磨材の表面がＡｌ
2 Ｏ3 で被覆されているので、Ａｌ 2 Ｏ3 は耐高温酸化
性を有し、研磨材が拡散したり酸化したりして劣化する
ことが防止される。In (4) of the present invention, the surface of the abrasive is made of Al
TwoOThreeAl TwoOThreeIs high temperature oxidation resistant
Abrasives diffuse and oxidize and degrade
Is prevented.
【００４３】本発明の（５）では、研磨材の表面は、Ｎ
ｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の単体もしくは合金材料でコーティン
グされているので、使用するろう材との濡れ性が良好と
なりろう材との接合性が良好となる。又、本発明の
（６）においても、本発明の（４）のＡｌ2 Ｏ3 のコー
ティングの表面に、更にＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の単体もし
くは合金のコーティングが施されるので、同様にろう材
との接合が良好となる。In (5) of the present invention, the surface of the abrasive is N
Since it is coated with a simple substance or an alloy material such as i, Co, Fe, etc., the wettability with the brazing material to be used is good, and the bondability with the brazing material is good. Also, in (6) of the present invention, the surface of the Al 2 O 3 coating of (4) of the present invention is further coated with a simple substance or an alloy of Ni, Co, Fe or the like. Good bonding with the material.
【００４４】本発明の（７）では、上記（５）、又は
（６）の発明ではろう材との濡れ性は良いが、研磨材は
比重が小さいので加熱時に浮き上がろうとして均一な分
散の点では不充分である。そこで、研磨材全体をＴｉで
コーティングし、研磨材の浮き上がりを防ぎ、内部に均
一に分散させ、複数層の研磨材を形成させることができ
る。In the method (7) of the present invention, the wettability with the brazing material is good in the invention of the above (5) or (6), but the abrasive material has a small specific gravity, so that it tends to float up when heated and has a uniform dispersion. Is inadequate. Therefore, the entire abrasive can be coated with Ti to prevent the abrasive from being lifted up and uniformly dispersed therein, thereby forming a plurality of layers of abrasive.
【図１】本発明の実施の一形態に係るブレード先端部に
研磨材を接合する方法を実施する装置を示し、（ａ）は
装置の構成図、（ｂ）は接合後のブレード先端部の断面
図である。FIG. 1 shows an apparatus for carrying out a method for bonding an abrasive to a blade tip according to an embodiment of the present invention, wherein (a) is a configuration diagram of the apparatus, and (b) is a view of the blade tip after bonding. It is sectional drawing.
【図２】本発明の実施の形態に係る研磨材を示す断面図
で、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ表面の
コーティングの異なる態様を示す。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an abrasive according to an embodiment of the present invention, wherein (a), (b), (c) and (d) show different forms of surface coating.
【図３】従来の研磨材のメッキ方法を示し、（ａ）はメ
ッキ装置の構成図，（ｂ）はメッキ後の断面図を示す。3A and 3B show a conventional method of plating an abrasive, wherein FIG. 3A is a configuration diagram of a plating apparatus, and FIG. 3B is a cross-sectional view after plating.
１，２ シート ３ 研磨材 ４ 研磨層 ５，６，７ コーティング １０ 真空チャンバ １１ 加熱コイル １３ 重り １４ スイッチ １５ 電源 １６ 上下動装置 ２０ ブレード 1, 2 sheet 3 abrasive 4 polishing layer 5, 6, 7 coating 10 vacuum chamber 11 heating coil 13 weight 14 switch 15 power supply 16 up and down moving device 20 blade
フロントページの続き (72)発明者 関川 貴洋 名古屋市港区大江町10番地 三菱重工業株 式会社名古屋航空宇宙システム製作所内 (72)発明者 浜井 升平 名古屋市中村区岩塚町字九反所60番地の１ 中菱エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 恩田 孝 名古屋市中村区岩塚町字九反所60番地の１ 中菱エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3C063 AB07 BB02 BB03 BB15 BC02 BH05 CC01 CC02 CC04 CC06 CC19 EE26 EE40 FF08 Continuing from the front page (72) Inventor Takahiro Sekikawa 10 Oecho, Minato-ku, Nagoya-shi Inside Nagoya Aerospace Systems Works, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Shohei Hamai 60 Ishizuka, Iwazuka-cho, Nakamura-ku, Nagoya 1 Nakanishi Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Onda 1 at 60 Kutsubo, Iwazuka-cho, Nakamura-ku, Nagoya-shi F term in Nakanishi Engineering Co., Ltd. (reference) CC19 EE26 EE40 FF08
Claims (7)
Ｃｒからなる合金の粉末と、ろう材とを所定の割合で混
合して所望の厚さのシートを成形し；同シートを真空炉
内に設置したエンジンブレードの先端部全面に載せ上部
より必要に応じ重りを載せて加圧し；真空炉中で加熱し
て前記研磨材を前記ブレード先端部へ接合することを特
徴とするブレード先端部の研磨材接合方法。1. A polishing material comprising a main component of Fe, Ni, Co,
A sheet of a desired thickness is formed by mixing an alloy powder composed of Cr and a brazing material at a predetermined ratio; the sheet is placed on the entire surface of the tip of an engine blade installed in a vacuum furnace, and is required from above. A method for joining abrasives at the tip of a blade, comprising placing a weight on the plate and applying pressure; and heating in a vacuum furnace to join the abrasive to the tip of the blade.
先端部との間には、更にろう材のシートを挟むことを特
徴とする請求項１記載のブレード先端部の研磨材接合方
法。2. The method according to claim 1, further comprising inserting a sheet of brazing material between the sheet containing the abrasive and the blade tip.
先端部に載せた後、その上面にふるいを通した研磨材を
載せ、その後に加圧、加熱処理することを特徴とする請
求項１又は２記載のブレード先端部の研磨材接合方法。3. The method according to claim 1, wherein after the sheet containing the abrasive is placed on the tip of the blade, an abrasive passed through a sieve is placed on the upper surface thereof, and then pressure and heat treatment are performed. 3. The method for bonding an abrasive to the blade tip according to item 2.
たものを使用することを特徴とする請求項１から３のい
ずれかに記載のブレード先端部の研磨材接合方法。4. The method according to claim 1, wherein the abrasive is coated with Al 2 O 3 on its surface.
の単体もしくは合金からなる材料がコーティングされた
ものを使用することを特徴とする請求項１から３のいず
れかに記載のブレード先端部の研磨材接合方法。5. The blade tip according to claim 1, wherein the abrasive material has a surface coated with a material composed of a simple substance or an alloy such as Ni, Co, Fe or the like. Method of joining abrasives.
の表面には、更にＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の単体もしくは合
金からなる材料がコーティングされることを特徴とする
請求項４記載のブレード先端部の研磨材接合方法。6. Al 2 O 3 coated on the surface of the abrasive
5. The method according to claim 4, wherein the surface of the blade is further coated with a material made of a simple substance or an alloy such as Ni, Co, Fe or the like.
合金からなるコーティングの表面には、更にＴｉのコー
ティングが施されることを特徴とする請求項５又は６記
載のブレード先端部の研磨材接合方法。7. The abrasive material for a blade tip according to claim 5, wherein the surface of the coating made of a simple substance or an alloy of Ni, Co, Fe or the like is further coated with Ti. Joining method.
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|---|---|---|---|---|
| CN105108265A (en) * | 2015-07-24 | 2015-12-02 | 北京动力机械研究所 | Method for preventing narrow gap in vacuum brazing from blocking |
| JP2020199598A (en) * | 2019-06-11 | 2020-12-17 | 島根県 | Manufacturing method for tool for cutting or grinding |
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