JP2002533601A - 保護層 - Google Patents

保護層

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JP2002533601A
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アイヒマン・ヴォルフガング
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エムテーウー・アエロ・エンジンズ・ゲーエムベーハー
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Abstract

(57)【要約】 高温下で変化する荷重を受けるための部材、特にチタン部材の荷重伝達接触面用保護層。この保護層は下記の重量パーセントの組成の合金からなる。アルミニウム(Al) ４−８％クロム (Cr) ２−５％鉄 (Fe) ０−３．５％銅 (Cu) 残部

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、請求項１のプレアンブルに記載のチタン、ニッケル、コバルト又は
鉄を基材とする合金からなる部材の荷重伝達接触面用の、耐摩擦摩耗、耐摩擦腐
蝕、及び／又は耐摩擦疲労保護層に関する。
【０００２】 ガスタービンエンジンの、特に回転羽根足部／円板溝の領域の、確実に適合す
るように作られた部材の対の表面は、高温下で、高振動数及び小振幅の繰り返し
荷重を受けて所謂擦れ摩耗する、即ち摩擦腐蝕乃至摩擦摩耗する傾向がある。約
４５０℃より上の温度は摩耗を相当に加速し、その場合において都合の悪い場合
所謂擦れ疲労によって、即ち摩擦疲労によって引き起こされる亀裂は部材の早す
ぎる故障をもたらす。
【０００３】 米国特許５３１２６９６から、ニッケル合金、コバルト合金又はチタン合金製
部材用耐擦れ摩耗保護層が知られており、この保護層は、場合により別の合金元
素として珪素を含む銅及びアルミニウムからなる。これらの合金元素の重量配合
率は下記の限界値の間にある。
【０００４】 Cu ８８−９６％ Al ４−８％ Si ０−４％
【０００５】 シリコン添加物なしの前記アルミニウム青銅の好ましい組成は９２％Cu及び８
％Al、又は９２．５％Cu及び７．５％Alを含む。はっきりしていることは、前記
米国特許による層は確かに十分な「耐高熱酸化性」を有するが、しかし４５０℃
より上の温度で耐熱性は劇的に低下し、羽根足部／円板溝の領域における面圧に
より、前記層は、接触領域から擦り落とされてしまい、その結果機能を発揮しな
くなることである（「ケーキ生地効果」）。
【０００６】 ドイツ特許４２２９６００は金属中間層と外側保護層を有するチタン部材用の
層構造に関し、その場合において、外側保護層は特に銅アルミニウム合金で構成
され、好ましくは組成CuAl８の銅アルミニウム合金で構成される。付加的に必要
な中間層は除外して、先に前記米国特許について既に詳述したのと同様なことが
アルミニウム青銅製被膜に当てはまる。代案としてあげられた保護／被膜層は「
青銅」ではなく、即ち銅合金ではなく、それ故これに関して詳細には考察しない
。
【０００７】 前記保護層及びその欠点に対して、本発明の課題は、特に４５０℃より上の温
度でも酸化、腐蝕及び摩擦摩耗に対して高い抵抗力を有し、それ故特にガスター
ビンエンジンにおける利用に適した、部材、特にチタン部材の荷重伝達接触面用
の銅アルミニウム合金を基礎とする保護層を提供することである。
【０００８】 この課題は、請求項１のプレアンブルに記載の属概念の特徴と結合された本発
明の特徴によって解決される。提案された保護層は、主要な元素として銅を含み
、その他の元素としてアルミニウム及びクロムを含む。その他の元素として鉄が
更に特性を向上させる。２−５％の重量配合率の元素クロム(Cr)が、特に耐熱性
及び耐高熱酸化性の向上をもたらし、同時に保護層の十分な延性特性をもたらす
。
【０００９】 下位の請求項にはメインクレームの保護層の好ましい実施態様が特徴としてあ
げられている。 クロムの重量配合率は好ましくは３％である。 層厚については２０−５０μm の範囲が有利である。 層は所謂ＰＶＤ法(Physical Vapour Deposition) で付着させるのが有利であ
る。その場合陰極スパッタリングの方法が好ましい。この方法の場合、保護層の
合金からなる陰極がスパッタ効果によってグロー放電で運び去られ、それによっ
て生じた金属気体が部品、例えば圧縮機の回転羽根の上に被着される。
【００１０】 本発明の保護層は実験で非常に良好であることが既に実証済みである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 ＤＡＣＨＡＵＥＲ ＳＴＲＡＳＳＥ 665， 80995 ＭＵＥＮＣＨＥＮ，ＧＥＲＭＡＮ Ｙ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 大きさと方向が変化する機械的荷重を高温下で伝達する、チ
    タン、ニッケル、コバルト又は鉄を基材とする合金からなる部材の荷重伝達接触
    面用の、耐摩擦摩耗、耐摩擦腐蝕、及び／又は耐摩擦疲労保護層、特にガスター
    ビンエンジン用のチタン合金製の確実に適合するように作られた回転羽根の足部
    領域用の保護層であって、この保護層が下記の重量％の配合率の下記の元素： アルミニウム(Al) ４−８％ クロム (Cr) ２−５％ 鉄 (Fe) ０−３．５％ 銅 (Cu) 残部 からなる合金で構成されていることを特徴とする保護層。
  2. 【請求項２】 元素クロム(Cr)の重量配合率が３％であることを特徴とする
    請求項１に記載の保護層。
  3. 【請求項３】 保護層の厚さは２０−５０μm であることを特徴とする請求
    項１又は２に記載の保護層。
  4. 【請求項４】 保護層がＰＶＤ層(Physical Vapour Deposition層）として
    形成されており、特に陰極スパッタリングによって発生せしめられた層として形
    成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の保護層
JP2000589759A 1998-12-19 1999-11-16 保護層 Withdrawn JP2002533601A (ja)

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