JP2016517472A5 - - Google Patents

Description

ある非限定的な実施形態では、金属コーティング材料および合金加工物は、コバルト、鉄、およびニッケルからなる群から選択される主成分金属を含み得る。ある非限定的な実施形態では、金属コーティング材料の主成分金属は、合金加工物の主成分金属と同じであってもよい。例えば、金属コーティング材料は、６００合金（ＵＮＳ番号Ｎ０６６００）および６２５合金（ＵＮＳ番号Ｎ０６６２５）から選択されるニッケル基合金を含み得、合金加工物は、７２０合金（ＵＮＳ番号Ｎ０７７２０）、Ｒｅｎｅ ８８（商標）合金、およびＷａｓｐａｌｏｙ（登録商標）合金（ＵＮＳ番号Ｎ０７００１）から選択されるニッケル基合金を含み得る。ある非限定的な実施形態では、金属コーティング材料の主成分金属および合金加工物の主成分金属は、異なってもよい。例えば、金属コーティング材料は、３０４型ステンレス鋼（ＵＮＳ Ｓ３０４００）および３１６型ステンレス鋼（ＵＮＳ Ｓ３１６００）から選択される鉄基合金を含み得、合金加工物は、７２０合金（ＵＮＳ番号Ｎ０７７２０）、Ｒｅｎｅ ８８（商標）合金、およびＷａｓｐａｌｏｙ（登録商標）合金（ＵＮＳ番号Ｎ０７００１）から選択されるニッケル基合金を含み得る。

ある非限定的な実施形態では、合金加工物および金属キャニスタは、コバルト、鉄、およびニッケルからなる群から選択される主成分金属を含み得る。ある非限定的な実施形態では、金属キャニスタの主成分金属および合金加工物の主成分金属は、異なってもよい。例えば、金属キャニスタが、９０２合金（ＵＮＳ番号Ｎ０９９０２）および４３０型ステンレス鋼（ＵＮＳ番号Ｓ４３０００）から選択される鉄基合金を含み得る一方で、合金加工物は、７２０合金（ＵＮＳ番号Ｎ０７７２０）、Ｒｅｎｅ ８８（商標）合金、およびＷａｓｐａｌｏｙ（登録商標）合金（ＵＮＳ番号Ｎ０７００１）から選択されるニッケル基合金を含み得る。

本発明の具体的な非限定的な実施形態が例示され説明されるが、様々な他の変更および修正が、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく行われ得ることは当業者には明白である。それゆえ、添付の特許請求の範囲において、本発明の範囲内にあるそのような全ての変更および修正を網羅することが意図される。
［発明の態様］
本願の発明は以下の態様を含む。
［１］
熱亀裂を減少させるために合金加工物を処理する方法であって、
合金加工物の表面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーして、前記合金加工物に冶金的に接合された表面コーティングを形成することを含み、
前記表面コーティングが、前記合金加工物よりも延性であり、
前記表面コーティングが、前記合金加工物からの熱損失を減少させる、方法。
［２］
前記合金加工物が、略円柱状の合金加工物であり、前記方法が、
前記合金加工物の周面の少なくとも一部分上に前記金属コーティング材料をスプレーして、前記合金加工物に冶金的に接合された前記表面コーティングを形成することを含む、［１］に記載の方法。
［３］
前記合金加工物の前記周面の少なくとも一部分上への前記金属コーティング材料の前記スプレーの間に、前記合金加工物が、前記加工物の長軸を中心に回転される、［１］または［２］に記載の方法。
［４］
前記金属コーティング材料が、ステンレス鋼粒子およびニッケル基合金粒子から選択される粒子を含む、［１］に記載の方法。
［５］
前記金属コーティング材料が、３０４型ステンレス鋼（ＵＮＳ番号Ｓ３０４００）、３０４ Ｌ型ステンレス鋼（ＵＮＳ番号Ｓ３０４０３）、３１６型ステンレス鋼（ＵＮＳ番号Ｓ３１６００）、および３１６Ｌ型ステンレス鋼（ＵＮＳ番号Ｓ３１６０３）からなる群から選択される少なくとも１つのオーステナイト系ステンレス鋼ステンレスの粒子を含む、［１］に記載の方法。
［６］
前記金属コーティング材料が、６００合金（ＵＮＳ番号Ｎ０６６００）および６２５合金（ＵＮＳ番号Ｎ０６６２５）からなる群から選択される少なくとも１つのニッケル基合金の粒子を含む、［１］に記載の方法。
［７］
前記周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーすることが、前記金属コーティング材料の融点および前記合金加工物の融点未満の温度で、前記合金加工物の前記周面の少なくとも一部分上に前記金属コーティング材料をスプレーすることを含む、［１］に記載の方法。
［８］
前記周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーすることが、前記周面に固体金属粒子をスプレーすることを含む、［７］に記載の方法。
［９］
前記金属コーティング材料が、固体金属粒子を含む、［７］に記載の方法。
［１０］
前記周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーすることが、
前記金属コーティング材料の融点以上かつ前記合金加工物の融点未満の温度で、前記合金加工物の前記周面の少なくとも一部分上に前記金属コーティング材料をスプレーすることを含む、［１］に記載の方法。
［１１］
前記周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーすることが、前記周面上への半溶融金属粒子および溶融金属液滴のうちの少なくとも１つを含む、［１０］に記載の方法。
［１２］
前記金属コーティング材料が、半溶融金属粒子および溶融金属液滴のうちの少なくとも１つを含む、［１０］に記載の方法。
［１３］
前記周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーする前に、
前記合金加工物の前記周面の少なくとも一部分を２０００°Ｆを超える温度まで加熱することを更に含む、［１］に記載の方法。
［１４］
前記合金加工物が、ニッケル基合金、ニッケル基超合金、鉄基合金、ニッケル−鉄基合金、チタン基合金、チタン−ニッケル基合金、およびコバルト基合金からなる群から選択される材料を含む、［１］に記載の方法。
［１５］
前記合金加工物が、７１８合金（ＵＮＳ番号Ｎ０７７１８）、７２０合金（ＵＮＳ番号Ｎ０７７２０）、Ｒｅｎｅ ４１（商標）合金（ＵＮＳ番号Ｎ０７０４１）、Ｒｅｎｅ ８８（商標）合金、Ｗａｓｐａｌｏｙ（登録商標）合金（ＵＮＳ番号Ｎ０７００１）、およびＩｎｃｏｎｅｌ（登録商標）１００合金からなる群から選択される材料を含む、［１］に記載の方法。
［１６］
前記金属コーティング材料および前記合金加工物が、コバルト、鉄、およびニッケルからなる群から選択される主成分金属を含む、［１］に記載の方法。
［１７］
前記金属コーティング材料の前記主成分金属が、前記合金加工物の前記主成分金属と同じである、［１６］に記載の方法。
［１８］
前記金属コーティング材料の前記主成分金属が、前記合金加工物の前記主成分金属とは異なる、［１６］に記載の方法。
［１９］
前記周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーする前に、
前記合金加工物の前記周面の少なくとも一部分をコンディショニングすることを更に含む、［１］に記載の方法。
［２０］
前記合金加工物の少なくとも１回の回転を完了した後に、前記合金加工物の前記長軸に沿う方向に前記合金加工物を移動させることと、
前記合金加工物の前記周面の後続部分上に前記金属コーティング材料をスプレーすることと、
所望の金属コーティング厚を達成するまで前記移動およびスプレーを繰り返すことと、を更に含む、［３］に記載の方法。
［２１］
前記合金加工物の長手方向の端部の少なくとも一部分上に前記金属コーティング材料をスプレーして、前記合金加工物に冶金的に接合された表面コーティングを形成することを更に含む、［１］に記載の方法。
［２２］
前記周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーした後に、
前記合金加工物を圧延して前記金属表面コーティングを圧密化することを更に含む、［１］に記載の方法。
［２３］
前記周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーした後に、
鍛造および押出成形のうちの少なくとも１つによって前記合金加工物を熱間加工して、前記合金加工物を変形させることを更に含む、［１］に記載の方法。
［２４］
前記合金加工物を熱間加工した後に、
前記合金加工物から前記金属表面コーティングの少なくとも一部分を除去することを更に含む、［２３］に記載の方法。
［２５］
熱亀裂を減少させるために合金加工物を処理する方法であって、
金属キャニスタ内に前記合金加工物を挿入することであって、前記金属キャニスタが、前記合金加工物よりも低い熱膨張率を有し、かつ内面の少なくとも一部分上にニッケル−ホウ素コーティングを含む内面を含み
前記合金加工物を前記金属キャニスタ内に封止して、キャニングされたアセンブリを提供することと、
前記キャニングされたアセンブリの内部からガスの少なくとも一部分を除去することと、
前記キャニングされたアセンブリを加熱して、前記合金加工物を前記金属キャニスタにＴＬＰ接合することと、を含む、方法。
［２６］
前記金属キャニスタの前記熱膨張率が、前記合金加工物の前記熱膨張率より少なくとも２０パーセント小さい、［２５］に記載の方法。
［２７］
前記キャニングされたアセンブリを加熱して、前記合金加工物を前記金属キャニスタにＴＬＰ接合することが、前記合金加工物を前記金属キャニスタに冶金的に接合することである、［２５］に記載の方法。
［２８］
前記合金加工物を金属キャニスタ内に封止することが、前記金属キャニスタの開口端に金属カバーを溶接することを含む、［２５］に記載の方法。
［２９］
前記金属キャニスタおよび金属カバーのうちの少なくとも１つに出口を提供することと、
前記出口に真空を適用して前記キャニングされたアセンブリからガスの少なくとも一部分を除去することを更に含む、［２８］に記載の方法。
［３０］
前記キャニングされたアセンブリを加熱することが、前記合金加工物が均質化され、および前記ニッケル−ホウ素コーティングの前記融解温度以上の均質化温度に前記キャニングされたアセンブリを加熱することを含む、［２５］に記載の方法。
［３１］
前記均質化温度が、２１００°Ｆ〜２２００°Ｆであり、前記ニッケル−ホウ素コーティングの前記融解温度が、１８００°Ｆ〜２０００°Ｆである、［３０］に記載の方法。
［３２］
前記キャニングされたアセンブリを加熱することが、
前記キャニングされたアセンブリを１８５０°Ｆ〜１９３０°Ｆの温度で最大２時間にわたって加熱して前記ニッケル−ホウ素コーティングを融解することと、引き続いて、
２１００°Ｆ〜２２００°Ｆの均質化温度に前記キャニングされたアセンブリを加熱することと、を含む、［３０］に記載の方法。
［３３］
２１００°Ｆ〜２２００°Ｆの均質化温度に前記キャニングされたアセンブリを加熱することが、３６時間〜４８時間にわたって前記均質化温度で前記キャニングされたアセンブリを保持することを含む、［３０］に記載の方法。
［３４］
前記合金加工物が、テーパ状、略円柱状の外面を含み、前記金属キャニスタが、相補的テーパ状、略円柱状の内面を含む、［２５］に記載の方法。
［３５］
金属キャニスタが、ニッケル基合金、鉄基合金、およびステンレス鋼からなる群から選択される材料を含む、［２５］に記載の方法。
［３６］
前記金属キャニスタが、９０２合金（ＵＮＳ番号Ｎ０９９０２）および４３０型ステンレス鋼（ＵＮＳ番号Ｓ４３０００）から選択される材料を含む、［３５］に記載の方法。
［３７］
前記合金加工物が、７１８合金（ＵＮＳ番号Ｎ０７７１８）、７２０合金（ＵＮＳ番号Ｎ０７７２０）、Ｒｅｎｅ ４１（商標）合金（ＵＮＳ番号Ｎ０７０４１）、Ｒｅｎｅ ８８（商標）合金、Ｗａｓｐａｌｏｙ（登録商標）合金（ＵＮＳ番号Ｎ０７００１）、およびＩｎｃｏｎｅｌ（登録商標）１００合金からなる群から選択される材料を含む、［２５］に記載の方法。
［３８］
前記金属キャニスタおよび前記合金加工物が、コバルト、鉄、およびニッケルからなる群から選択される主成分金属を含む、［２５］に記載の方法。
［３９］
前記金属キャニスタの前記主成分金属と前記合金加工物の前記主成分金属とが異なる、［３８］に記載の方法。
［４０］
前記合金加工物を前記金属キャニスタ内に挿入する前に、
前記合金加工物の外面および前記金属キャニスタの内面のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの領域を研磨することを更に含む、［２５］に記載の方法。
［４１］
前記合金加工物を前記金属キャニスタ内に挿入する前に、
前記金属キャニスタを加熱することを更に含む、［２５］に記載の方法。
［４２］
前記キャニングされたアセンブリ内で、前記合金加工物が、前記ニッケル−ホウ素コーティングの少なくとも一部分と接触している、［２５］に記載の方法。
［４３］
前記キャニングされたアセンブリが、前記合金加工物と前記金属キャニスタとの間の間隙を欠いている、［２５］に記載の方法。
［４４］
同時に、前記キャニングされたアセンブリの内部からガスの少なくとも一部分を除去し、前記キャニングされたアセンブリを加熱して、前記合金加工物を前記金属キャニスタにＴＬＰ接合することを更に含む、［２５］に記載の方法。
［４５］
無電解めっきによって前記金属キャニスタの内面の少なくとも一部分上にニッケル−ホウ素コーティングを堆積させて、前記ニッケル−ホウ素コーティングを形成することを更に含む、［２５］に記載の方法。
［４６］
前記ニッケル−ホウ素コーティングが、３〜５重量パーセントのホウ素を含む、［４５］に記載の方法。
［４７］
前記ニッケル−ホウ素コーティングが、０．００５インチ〜０．０１インチの厚さを有する、［４５］に記載の方法。
［４８］
前記キャニングされたアセンブリを加熱して、前記合金加工物を前記金属キャニスタにＴＬＰ接合した後に、
鍛造および押出成形のうちの少なくとも１つによって前記キャニングされたアセンブリを熱間加工して、前記キャニングされたアセンブリを変形させることを更に含む、［２５］に記載の方法。
［４９］
前記キャニングされたアセンブリを熱間加工した後に、
前記変形させたキャニングされたアセンブリから前記金属キャニスタの少なくとも一部分を除去することを更に含む、［４８］に記載の方法。

Claims (23)

1. 熱亀裂を減少させるために合金加工物を処理する方法であって、
   円柱状の合金加工物の周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーして、前記合金加工物に冶金的に接合された表面コーティングを形成することを含み、
   前記表面コーティングを構成する金属が、前記合金加工物を構成する合金よりも延性が高く、ここで前記金属および前記合金のそれぞれの延性は室温における引張り試験での伸長として測定され、
   前記表面コーティングが、前記合金加工物からの熱損失を減少させる、方法。
2. 前記合金加工物の前記周面の少なくとも一部分上への前記金属コーティング材料の前記スプレーの間に、前記合金加工物が、前記加工物の長軸を中心に回転される、請求項１に記載の方法。
3. 前記金属コーティング材料が、ステンレス鋼粒子およびニッケル基合金粒子から選択される粒子を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記金属コーティング材料が、ＵＮＳ番号Ｓ３０４００合金、ＵＮＳ番号Ｓ３０４０３合金、ＵＮＳ番号Ｓ３１６００合金、およびＵＮＳ番号Ｓ３１６０３合金からなる群から選択される少なくとも１つのオーステナイト系ステンレス鋼の粒子を含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記金属コーティング材料が、ＵＮＳ番号Ｎ０６６００合金およびＵＮＳ番号Ｎ０６６２５合金からなる群から選択される少なくとも１つのニッケル基合金の粒子を含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーすることが、前記金属コーティング材料の融点未満かつ前記合金加工物の融点未満の温度で、前記合金加工物の前記周面の少なくとも一部分上に前記金属コーティング材料をスプレーすることを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーすることが、前記周面に固体金属粒子をスプレーすることを含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記金属コーティング材料が、固体金属粒子を含む、請求項６に記載の方法。
9. 前記周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーすることが、
   前記金属コーティング材料の融点以上かつ前記合金加工物の融点未満の温度で、前記合金加工物の前記周面の少なくとも一部分上に前記金属コーティング材料をスプレーすることを含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーすることが、前記周面上への半溶融金属粒子および溶融金属液滴のうちの少なくとも１つをスプレーすることを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記金属コーティング材料が、半溶融金属粒子および溶融金属液滴のうちの少なくとも１つとしてスプレーされる、請求項９に記載の方法。
12. 前記周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーする前に、
    前記合金加工物の前記周面の少なくとも一部分を１０９３℃（２０００°Ｆ）を超える温度まで加熱することを更に含む、請求項１に記載の方法。
13. 前記合金加工物が、ニッケル基合金、ニッケル基超合金、鉄基合金、ニッケル−鉄基合金、チタン基合金、チタン−ニッケル基合金、およびコバルト基合金からなる群から選択される材料を含む、請求項１に記載の方法。
14. 前記合金加工物が、ＵＮＳ番号Ｎ０７７１８合金、ＵＮＳ番号Ｎ０７７２０合金、ＵＮＳ番号Ｎ０７０４１合金、ＵＮＳ番号Ｎ０７００１合金、およびＵＮＳ番号Ｎ１３１００合金、ならびに、重量パーセントで、１３のコバルト、１６のクロム、４のモリブデン、３．７のチタン、２．１のアルミニウム、４のタングステン、０．７５のニオブ、０．０２のホウ素、０．０４のジルコニウム、および０．０４の炭素を含み、残部のニッケルおよび不可避的不純物からなる公称組成を有する合金からなる群から選択される材料を含む、請求項１に記載の方法。
15. 前記金属コーティング材料および前記合金加工物が、コバルト、鉄、およびニッケルからなる群から選択される主成分金属を含む、請求項１に記載の方法。
16. 前記金属コーティング材料の前記主成分金属が、前記合金加工物の前記主成分金属と同じである、請求項１５に記載の方法。
17. 前記金属コーティング材料の前記主成分金属が、前記合金加工物の前記主成分金属とは異なる、請求項１５に記載の方法。
18. 前記周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーする前に、
    前記合金加工物の前記周面の少なくとも一部分をコンディショニングすることを更に含む、請求項１に記載の方法。
19. 前記合金加工物の少なくとも１回の回転を完了した後に、前記合金加工物の前記長軸に沿う方向に前記合金加工物を移動させることと、
    前記合金加工物の前記周面の後続部分上に前記金属コーティング材料をスプレーすることと、
    所望の金属コーティング厚を達成するまで前記移動およびスプレーを繰り返すことと、
    を更に含む、請求項２に記載の方法。
20. 前記合金加工物の長手方向の端部の少なくとも一部分上に前記金属コーティング材料をスプレーして、前記合金加工物に冶金的に接合された表面コーティングを形成することを更に含む、請求項１に記載の方法。
21. 前記周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーした後に、
    前記合金加工物を圧延して前記表面コーティングを圧密化することを更に含む、請求項１に記載の方法。
22. 前記周面の少なくとも一部分上に金属コーティング材料をスプレーした後に、
    鍛造および押出成形のうちの少なくとも１つによって前記合金加工物を熱間加工して、前記合金加工物を変形させることを更に含む、請求項１に記載の方法。
23. 前記合金加工物を熱間加工した後に、
    前記合金加工物から前記表面コーティングの少なくとも一部分を除去することを更に含む、請求項２２に記載の方法。

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