JP2006207030A - 超合金部品の補修及び再分類 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】超合金部品の補修/再分類用の新規な材料と方法を開示する。材料は慣習的な配合ではなく、従来の補修/再分類材料と比較してより多くのベース材料含量を有する。ニッケル基部品を補修/再分類するのに使用される態様では、材料は約5〜18.9重量%の低融点合金と約81.1〜95重量%のベース材料からなる。コバルト基部品を補修/再分類するのに使用される態様では、材料は約15〜30重量%の低融点合金と約70〜85重量%のベース材料からなる。これら材料は厳密な寸法並びに冶金学的要求を満たすよう部品の表面欠損を補修及び/又は摩耗又は腐食領域をビルドアップするのに使用可能である。これら材料により、緻密で最低限のホウ化物と高い再溶融温度を有する等温凝固構造の堅牢な補修部品が得られる。
【選択図】図1
Description
代表的な実施例においては、本発明の材料をコバルトベースの基体上に堆積するのに、単一連続式溶射法を用いた。材料は、約20重量%の低融点合金と、コバルトベースの基体の材料と適合性を有する約80重量%のコバルトベースの材料からなるものであった。コバルトベースの材料は、約23.4重量%のCr、約10重量%のNi、約7重量%のW、約3.5重量%のTa、約0.22重量%のTi、約0.45重量%のZr、約0.60重量%のC、及び約54.8重量%のCoである公称組成を有するものであった。低融点合金は、約24重量%のCr、約40重量%のNi、約2.95重量%のB、及び約33重量%のCoである公称組成を有するものであった。約0.075インチ厚(約0.1905cm厚)の皮膜をコバルトベースの基体に形成するのにLPPS法を用いた。以下の溶射パラメータを用いた。
(実施例2)
別の実施例では、単一連続式溶射法を用いて、ニッケルをベースとする基体上に本発明の材料を堆積した。材料は、約10重量%の低融点合金と、90重量%の、ニッケルをベースとする基体の材料との適合性を有するニッケルをベースとする材料からなるものであった。ニッケルをベースとする材料は、約9重量%のCr、約10重量%のCo、約12重量%のW、約1重量%のCb(Nb)、約2重量%のTi、約5重量%のAl、約0.015重量%のB、約1.65重量%のHf、約0.014重量%のCと約59重量%のNiという公称組成を有するものであった。低融点合金は、約9重量%のCr、約8重量%のCo、約4重量%のW、約2重量%のAl、約3重量%のB、約1重量%のHfと約73重量%のNiという公称組成を有するものであった。約0.045インチ厚(約1.143mm厚)の皮膜をニッケルをベースとする基体上に形成するのにLPPS法を用いた。以下の溶射パラメータを使用した。
Claims (20)
- 金属物品上に材料を堆積させる方法であって、
その金属物品がニッケルをベースとする材料からなるものである場合には、約5から18.9重量%の低融点ニッケル基合金と約81.1から95重量%のニッケルをベースとするベース材料からなるニッケルベースの材料を、
また、その金属物品がコバルトをベースとする材料からなるものである場合には、約15から30重量%の低融点コバルト基合金と約70から85重量%のコバルトをベースとするベース材料からなるコバルトベースの材料を、
それぞれ、金属物品上の所定領域に所定領域をビルドアップするために適用することと、
物品を所定温度で所定時間加熱処理すること、
を含んでなる、金属物品上に材料を堆積させる方法。 - 前記ニッケルをベースとするベース材料が、前記金属物品の組成に類似の組成からなるものであり、かつ、前記低融点ニッケル基合金は、前記金属物品の組成に類似の組成からなるが、約0.7から8.5重量%の融点降下剤を含むものであることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記コバルトをベースとするベース材料が、前記金属物品の組成に類似の組成からなるものであり、かつ、前記低融点コバルト基合金は、前記金属物品の組成に類似の組成からなるが、約0.7から8.5重量%の融点降下剤を含むものであることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記金属物品が、少なくとも単結晶合金、指向性凝固合金、あるいは多結晶合金のいずれか1つからなるものであることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記金属物品上に前記ニッケルベースの材料又はコバルトベースの材料を堆積させる前に、前記金属物品上のコーティング、酸化物あるいは汚染物質のいずれかを除去することをさらに含むことを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記加熱処理後、前記金属物品に、保護コーティングを適用することをさらに含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記所定温度が1093から1260℃であることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記所定時間が4から20時間であることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記ニッケルベースの材料とコバルトベースの材料の少なくとも1つが、少なくとも減圧プラズマ溶射、HVOF法、大気プラズマ溶射又はコールドスプレーのうちの1つによって堆積されることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 請求項1記載の方法によって補修された、金属物品。
- 前記金属物品が、ガスタービンエンジンの部品を構成することを特徴とする、請求項10記載の金属物品。
- 前記ガスタービンエンジンの部品が、少なくとも、高圧タービン静翼、低圧タービン静翼、低圧タービン動力、ブレードアウターエアシール、トランジッションダクト、燃焼ライナー、シール支持体、バケット、燃料ノズル、燃焼器ケース、及び燃焼器シングルのいずれか1つを構成することを特徴とする、請求項11記載の金属物品。
- 約30から50重量%の低融点合金と約50から70重量%のベース材料の混合物からなる第1の材料を、金属物品の所定領域上に堆積することと、
約5から18.9重量%の低融点合金と約81.1から95重量%のベース材料からなる第2の材料を第1の材料の上に堆積することと、
物品を所定温度で所定時間加熱処理すること、
を含んでなることを特徴とする、ニッケルをベースとする金属物品の表面の欠損を補修し、物品上の材料を置き換えるための方法。 - 前記所定温度が約1093から1260℃であり、かつ前記所定時間が4から20時間であることを特徴とする、請求項13記載の方法。
- 前記第1の材料と第2の材料が、単一の漸変層として堆積され、その漸変層の組成は、堆積が開始するときは前記第1の材料の組成に類似しており、次いで、漸変層が連続して堆積されるに伴って、第2の材料に類似の組成となるよう変化することを特徴とする、請求項13記載の方法。
- 請求項13に記載の方法によって補修された、ニッケルをベースとする金属物品。
- 約40から50重量%の低融点合金と約60から50重量%のベース材料の混合物からなる第1の材料を、金属物品の所定領域上に堆積することと、
約15から30重量%の低融点合金と約70から85重量%のベース材料からなる第2の材料を第1の材料の上に堆積することと、
物品を所定温度で所定時間加熱処理すること、
を含んでなることを特徴とする、コバルトをベースとする金属物品の表面の欠損を補修し、物品上の材料を置き換えるための方法。 - 前記所定温度が約1093から1260℃であり、かつ前記所定時間が4から20時間であることを特徴とする、請求項17記載の方法。
- 前記第1の材料と第2の材料が、単一の漸変層として堆積され、その漸変層の組成は、堆積が開始するときは前記第1の材料の組成に類似しており、次いで、漸変層が連続して堆積されるに伴って、第2の材料に類似の組成となるよう変化することを特徴とする、請求項17記載の方法。
- 請求項17記載の方法によって補修されたコバルトをベースとする金属物品。
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