JP2022503567A - タービン翼の金属ろう付けプリフォームを用いたセクション置換 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書に記載の材料と同じまたは同様の機能を実行するであろう多くの適切な部品および材料は、本開示の実施形態の範囲内で包含されることを意図している。
本発明のその他の非限定的な態様は次の通りである。
1.損傷セクション14を有する翼12を提供することと、
前記翼12の上方セクションを機械加工または切断することによって前記損傷セクション14を除去することと、
残っている機械加工または切断された翼の上面20と嵌合するように構成された置換セクション22を提供することと、
前記翼の上面20と、前記置換セクションの下面26と嵌合するように構成された予備焼結プリフォーム24を提供することであって、前記予備焼結プリフォーム24は、超合金粒子およびろう付け材料の粉末混合物を含む、予備焼結プリフォームを提供することと、
前記予備焼結プリフォーム24を、前記翼の上面20と前記置セクション22の下面26との間に挿入し、当接する3つの嵌合セクションを含む積層された翼を形成することと、
前記予備焼結プリフォーム24の前記ろう付け材料のみが溶融し、前記翼の上面および前記置換セクションの下面が、前記翼の材料の粒界温度を下回りるように、前記積層された翼を抵抗ろう付けすることであって、前記抵抗ろう付けにより、前記翼の上面20は前記置換セクションの下面26に接合され、前記ろう付け材料のろう付け温度は、粒界溶融温度よりも高い、ろう付けすることと、
を含む、翼12を修理する方法。
2.抵抗溶接が、
前記積層された翼を、抵抗溶接ユニット28中に配置することと、
前記積層された翼を、選択された圧力で圧縮することと、
加熱領域30だけを加熱するように、前記抵抗溶接ユニット28に電流を通すことであって、前記加熱領域30は、前記予備焼結プリフォーム24、前記翼の上面20および前記配置セクションの下面26を備えている、通すことと、
を含む、上記の1の態様に記載の方法。
3.前記翼12が、IN 6203、Rene 80およびIN 939からなる群から選択される超合金材料を含む、上記の1の態様に記載の方法。
4.前記置換セクション22が、IN 6203を含む超合金を含む、上記の3の態様に記載の方法。
5.前記予備焼結プリフォーム24の前記超合金粒子が、前記翼12の材料と同じ材料である、上記の3の態様に記載の方法。
6.前記予備焼結プリフォーム24の前記超合金粒子が、翼12のガンマプライム含有量よりも高いガンマプライム含有量を含む、上記の3の態様に記載の方法。
7.前記予備焼結プリフォーム24の前記超合金粒子が、Alloy 247であり、前記翼の前記超合金がIN 6203およびRene 80のいずれか一方である、上記の6の態様に記載の方法。
8.前記予備焼結プリフォーム24の前記超合金粒子が、Alloy 247であり、前記翼の前記超合金がRene 80である、上記の6の態様に記載の方法。
9.前記抵抗ろう付けが、前記予備焼結プリフォーム24を約1250℃の温度に加熱する、上記の4の態様に記載の方法。
10.前記抵抗ろう付けの前に、前記翼12および前記置換セクション22を予熱処理することをさらに含む、上記の1の態様に記載の方法。
11.前記予熱することが、二重溶体化熱処理を含む、上記の10の態様に記載の方法。
12.前記抵抗ろう付けの前に、前記翼の上面20および前記置換セクションの下面26をニッケル電気めっきすることをさらに含む、上記の1の態様に記載の方法。
13.前記ろう付け材料の要素を拡散させるために、ろう付け材料の溶融温度を下回る温度で、前記抵抗ろう付け後の前記接合された翼を拡散熱処理することをさらに含む、上記の1の態様に記載の方法。
14.前記置換セクション22が、インベストメント鋳造によって製造される、上記の1の態様に記載の方法。
15.前記置換セクション22が、積層造形によって製造される、上記の1の態様に記載の方法。
16.前記予備焼結プレフォーム24が、ろう付け材料粒子および超合金粒子を含む粉末混合物から形成される、かつ、前記ろう付け材料粒子が、Ni-Cr-X(式中、Xは、B、Si、Ti、Zr、およびHf、およびそれらの混合物からなる群から選択される。)の組成を有する、上記の1の態様に記載の方法。
17.前記予備焼結プリフォーム24が、重量パーセントで70%超合金粒子から30%ろう付け材料粒子を含む粉末混合物から形成される、上記の1の態様に記載の方法。
18.前記翼12が、タービンブレードおよびタービン翼の群から選択される、上記の1の態様に記載の方法。
19.第1の表面20を有する第1の超合金部品12と、前記第1の超合金部品12の前記第1の表面20と嵌合するように構成された第2の表面26を有する第2の超合金部品22を提供することと、
前記第1の超合金部品12の前記第1の表面20と嵌合するように構成された第3の表面、および前記第2の超合金部品22の前記第2の表面26と嵌合するように構成された第4の表面を有する、超合金粒子とろう付け材料の粉末混合物を含む予備焼結プレフォーム24を提供することと、
前記第1の超合金部品12の前記第1の表面20と、前記第2の超合金部品22の前記第2の表面26との間に前記予備焼結プレフォーム24を挿入することによって、当接時に3つの嵌合セクションを含む積層された構造を形成することと、
予備焼結プリフォーム24のろう付け材料だけが溶融するように、前記積層された構造を抵抗ろう付けし、前記第1の超合金部品12の前記第1の表面20を前記第2の超合金部品22の前記第2の表面26に接合することと、
を含む、超合金部品を接合する方法。
20.前記ろう付け材料のろう付け温度が、前記第1および第2の超合金部品の粒界融解温度を超え、前記第1の表面と第2の表面の温度が粒界融解温度を超える、上記の19の態様に記載の方法。
Claims (20)
- 損傷セクション14を有する翼12を提供することと、
前記翼12の上方セクションを機械加工または切断することによって前記損傷セクション14を除去することと、
残っている機械加工または切断された翼の上面20と嵌合するように構成された置換セクション22を提供することと、
前記翼の上面20と、前記置換セクションの下面26と嵌合するように構成された予備焼結プリフォーム24を提供することであって、前記予備焼結プリフォーム24は、超合金粒子およびろう付け材料の粉末混合物を含む、予備焼結プリフォームを提供することと、
前記予備焼結プリフォーム24を、前記翼の上面20と前記置セクション22の下面26との間に挿入し、当接する3つの嵌合セクションを含む積層された翼を形成することと、
前記予備焼結プリフォーム24の前記ろう付け材料のみが溶融し、前記翼の上面および前記置換セクションの下面が、前記翼の材料の粒界温度を下回りるように、前記積層された翼を抵抗ろう付けすることであって、前記抵抗ろう付けにより、前記翼の上面20は前記置換セクションの下面26に接合され、前記ろう付け材料のろう付け温度は、粒界溶融温度よりも高い、ろう付けすることと、
を含む、翼12を修理する方法。 - 抵抗溶接が、
前記積層された翼を、抵抗溶接ユニット28中に配置することと、
前記積層された翼を、選択された圧力で圧縮することと、
加熱領域30だけを加熱するように、前記抵抗溶接ユニット28に電流を通すことであって、前記加熱領域30は、前記予備焼結プリフォーム24、前記翼の上面20および前記配置セクションの下面26を備えている、通すことと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記翼12が、IN 6203、Rene 80および IN 939からなる群から選択される超合金材料を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記置換セクション22が、IN 6203を含む超合金を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記予備焼結プリフォーム24の前記超合金粒子が、前記翼12の材料と同じ材料である、請求項3に記載の方法。
- 前記予備焼結プリフォーム24の前記超合金粒子が、翼12のガンマプライム含有量よりも高いガンマプライム含有量を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記予備焼結プリフォーム24の前記超合金粒子が、Alloy 247であり、前記翼の前記超合金がIN 6203である、請求項6に記載の方法。
- 前記予備焼結プリフォーム24の前記超合金粒子が、Alloy 247であり、前記翼の前記超合金がRene 80である、請求項6に記載の方法。
- 前記抵抗ろう付けが、前記予備焼結プリフォーム24を約250℃の温度に加熱する、請求項4に記載の方法。
- 前記抵抗ろう付けの前に、前記翼12および前記置換セクション22を予熱処理することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記予熱することが、二重溶体化熱処理を含む、請求項10に記載の方法。
- 前記抵抗ろう付けの前に、前記翼の上面20および前記置換セクションの下面26をニッケル電気めっきすることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ろう付け材料の要素を拡散させるために、ろう付け材料の溶融温度を下回る温度で、前記抵抗ろう付け後の前記接合された翼を拡散熱処理することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記置換セクション22が、インベストメント鋳造によって製造される、請求項1に記載の方法。
- 前記置換セクション22が、積層造形によって製造される、請求項1に記載の方法。
- 前記予備焼結プレフォーム24が、ろう付け材料粒子および超合金粒子を含む粉末混合物から形成される、かつ、前記ろう付け材料粒子が、Ni-Cr-X(式中、Xは、B、Si、Ti、Zr、およびHf、およびそれらの混合物からなる群から選択される。)の組成を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記予備焼結プリフォーム24が、重量パーセントで70%超合金粒子から30%ろう付け材料粒子を含む粉末混合物から形成される、請求項1に記載の方法。
- 前記翼12が、タービンブレードおよびタービン翼の群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 第1の表面20を有する第1の超合金部品12と、前記第1の超合金部品12の前記第1の表面20と嵌合するように構成された第2の表面26を有する第2の超合金部品22を提供することと、
前記第1の超合金部品12の前記第1の表面20と嵌合するように構成された第3の表面、および前記第2の超合金部品22の前記第2の表面26と嵌合するように構成された第4の表面を有する、超合金粒子とろう付け材料の粉末混合物を含む予備焼結プレフォーム24を提供することと、
前記第1の超合金部品12の前記第1の表面20と、前記第2の超合金部品22の前記第2の表面26との間に前記予備焼結プレフォーム24を挿入することによって、当接時に3つの嵌合セクションを含む積層された構造を形成することと、
予備焼結プリフォーム24のろう付け材料だけが溶融するように、前記積層された構造を抵抗ろう付けし、前記第1の超合金部品12の前記第1の表面20を前記第2の超合金部品22の前記第2の表面26に接合することと、
を含む、超合金部品を接合する方法。 - 前記ろう付け材料のろう付け温度が、前記第1および第2の超合金部品の粒界融解温度を超え、前記第1の表面と第2の表面の温度が粒界融解温度を超える、請求項19に記載の方法。
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