JP3215954B2 - 耐食性及び耐摩耗性を有する航空機車輪部品 - Google Patents
耐食性及び耐摩耗性を有する航空機車輪部品Info
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- Japan
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- steel
- corrosion
- tungsten carbide
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
- C23C28/023—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only
-
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、改良された耐食性及び耐摩耗性を有する鋼
部材に関し、特に航空機のドライブキー（drive key）
部材、及びその部材の炭化タングステン−コバルト被覆
区域に配置された無電解ニッケルめっきによって改良さ
れた耐食性を有するドライブキーに関する。
部材に関し、特に航空機のドライブキー（drive key）
部材、及びその部材の炭化タングステン−コバルト被覆
区域に配置された無電解ニッケルめっきによって改良さ
れた耐食性を有するドライブキーに関する。
航空機車輪は、ボルトによって車輪に取り付けられる
個別のドライブキー部材を含む。ドライブキー部材は航
空機ブレーキのロータと係合される。ブレーキがかかる
と、ブレーキロータはブレーキステータと係合されるの
で、ドライブキーはブレーキトルクに耐えなければなら
ない。一般的に、ドライブキー部材は高抗張力の焼入れ
焼戻し鋼、又はInconel（登録商標）のようなニッケル
合金から作られている。Inconel（登録商標）ドライブ
キーは固有の耐食性を持っているが、鋼ドライブキーよ
りも遥かに高価である。鋼ドライブキーは、Inconel
（登録商標）ドライブキーの価格の何分の一かに過ぎな
いが、腐食しやすく、鋼ドライブキーのクラックと破損
の原因となることがある。
個別のドライブキー部材を含む。ドライブキー部材は航
空機ブレーキのロータと係合される。ブレーキがかかる
と、ブレーキロータはブレーキステータと係合されるの
で、ドライブキーはブレーキトルクに耐えなければなら
ない。一般的に、ドライブキー部材は高抗張力の焼入れ
焼戻し鋼、又はInconel（登録商標）のようなニッケル
合金から作られている。Inconel（登録商標）ドライブ
キーは固有の耐食性を持っているが、鋼ドライブキーよ
りも遥かに高価である。鋼ドライブキーは、Inconel
（登録商標）ドライブキーの価格の何分の一かに過ぎな
いが、腐食しやすく、鋼ドライブキーのクラックと破損
の原因となることがある。
一般的に、鋼ブレーキには、そのようなブレーキ環境
で充分な耐食性を付与するクロムめっきが被覆される。
しかしながら、炭素−炭素複合体ブレーキディスクを使
う航空機ブレーキの場合、ブレーキディスクからのカー
ボンダストはクロムめっきされた鋼ドライブキーと電気
化学的反応（galvanic reaction）を生じ、洗浄剤や防
氷剤がこのクロムめっきに割れ目を作りこの鋼部材の腐
食を引き起こすことがある。付随する腐食に加えて、こ
の部品にかかる高レベルの応力によって、応力腐食割れ
を発生し、最後には部品が破損する。鋼ドライブキーを
カーボンダストの影響から守り、かつ部品の腐食も、そ
の結果としてのクラックも破損も発生しないようにする
ために改良された耐食性を有する航空機車輪鋼ドライブ
キー部材を提供することが強く要望されている。
で充分な耐食性を付与するクロムめっきが被覆される。
しかしながら、炭素−炭素複合体ブレーキディスクを使
う航空機ブレーキの場合、ブレーキディスクからのカー
ボンダストはクロムめっきされた鋼ドライブキーと電気
化学的反応（galvanic reaction）を生じ、洗浄剤や防
氷剤がこのクロムめっきに割れ目を作りこの鋼部材の腐
食を引き起こすことがある。付随する腐食に加えて、こ
の部品にかかる高レベルの応力によって、応力腐食割れ
を発生し、最後には部品が破損する。鋼ドライブキーを
カーボンダストの影響から守り、かつ部品の腐食も、そ
の結果としてのクラックも破損も発生しないようにする
ために改良された耐食性を有する航空機車輪鋼ドライブ
キー部材を提供することが強く要望されている。
本発明は、耐食性を有する鋼部材を提供することによ
って前述に対する解決策を提供するものであって、この
鋼部材は、高抗張力を有する焼入れ焼戻し鋼、耐摩耗性
を付与するために炭化タングステン−コバルトで被覆さ
れた、前記鋼部材の少なくとも或る選ばれた部分、及び
耐食性を付与するために前記鋼部材へ無電解ニッケルめ
っきした被膜から成っている。
って前述に対する解決策を提供するものであって、この
鋼部材は、高抗張力を有する焼入れ焼戻し鋼、耐摩耗性
を付与するために炭化タングステン−コバルトで被覆さ
れた、前記鋼部材の少なくとも或る選ばれた部分、及び
耐食性を付与するために前記鋼部材へ無電解ニッケルめ
っきした被膜から成っている。
航空機車輪ドライブキーを描いた図面を参照して本発
明を詳細に説明する。
明を詳細に説明する。
第１図は航空機車輪用の典型的鋼ドライブキーの平面
図であり；そして 第２図は第１図のドライブキーの部分断面図である。
図であり；そして 第２図は第１図のドライブキーの部分断面図である。
航空機車輪ドライブキーは、第１図及び第２図の参照
番号10で概ね表されている。このドライブキーには、車
輪中央寄りの穴に入れられるインボード端部延長部12
と、車輪の表面と係合する、アウトボード係合部分14が
あり、更に、ナットと組み合わされて、ドライブキーを
航空機車輪に取り付けるボルトが入る貫通孔16がある。
代わりに、２個の開口部と、ボルト付きナットでドライ
ブキーを車輪に取り付けることも出来る。航空機車輪及
びブレーキ系統では、参照番号18によって概ね表される
側面部分は航空機ブレーキのロータの周縁部に配置され
ているインサートと係合される。ロータのインサートが
側面部分18と係合するように、航空機ブレーキのロータ
とステータは、ドライブキー10の長手軸方向に沿って配
列される。
番号10で概ね表されている。このドライブキーには、車
輪中央寄りの穴に入れられるインボード端部延長部12
と、車輪の表面と係合する、アウトボード係合部分14が
あり、更に、ナットと組み合わされて、ドライブキーを
航空機車輪に取り付けるボルトが入る貫通孔16がある。
代わりに、２個の開口部と、ボルト付きナットでドライ
ブキーを車輪に取り付けることも出来る。航空機車輪及
びブレーキ系統では、参照番号18によって概ね表される
側面部分は航空機ブレーキのロータの周縁部に配置され
ているインサートと係合される。ロータのインサートが
側面部分18と係合するように、航空機ブレーキのロータ
とステータは、ドライブキー10の長手軸方向に沿って配
列される。
Inconel（登録商標）718のようなニッケル合金から作
られるドライブキーは固有の耐食性を持っているが、使
用される金属が高価なためコストがかさむ。Inconel
（登録商標）ドライブキーの耐摩耗性を改良するため
に、このドライブキーの側面部分は炭化タングステン−
コバルトで被覆されている。そのようなドライブキーは
カーボン−カーボン複合材ブレーキディスクの航空機ブ
レーキで使用されているが、このディスクからカーボン
ダストが発生する。
られるドライブキーは固有の耐食性を持っているが、使
用される金属が高価なためコストがかさむ。Inconel
（登録商標）ドライブキーの耐摩耗性を改良するため
に、このドライブキーの側面部分は炭化タングステン−
コバルトで被覆されている。そのようなドライブキーは
カーボン−カーボン複合材ブレーキディスクの航空機ブ
レーキで使用されているが、このディスクからカーボン
ダストが発生する。
鋼ブレーキ、即ちステータに取り付けられたブレーキ
ライニング（又は、その逆もある）付き鋼ロータとステ
ータを含む最新式のブレーキでは、鋼ドライブキーは、
第１図と第２図に示すドライブキーのように使用され
る。鋼ドライブキーは、耐食性を付与するために予めク
ロムめっきされる。しかしながら、これらの鋼ドライブ
キーが、次の段階では航空機のカーボンブレーキで使用
されて、カーボン−カーボン複合材ブレーキディスクか
ら発生したカーボンダストがドライブキーの鋼と電気化
学的反応を引き起こした。この原因は、クロムめっき装
置の“均一電着”性によって、車輪のアタッチメントボ
ルト孔、即ち開口部16（第１図及び第２図）、又はアタ
ッチメントフランジ14の部分が充分に覆われずに、鋼基
材がカーボンダストからの電気化学的反応の影響を受け
て次に腐食を起すことになるからである。鋼ドライブキ
ーは高応力レベル（260−300,000psi最終抗張力まで焼
入れ、焼き戻しされている）を備えているが、腐食でそ
の影響を受ける部分が応力集中部となり、付随的なクラ
ックの後に、ついには部品の破損となる。Ｈ−11合金鋼
で作られる鋼ドライブキーは、Inconel（登録商標）ド
ライブキーの価格の何分の一に過ぎないので、ブレーキ
で発生するカーボンダストによって付随的に破損を起す
ことなく、航空機のカーボンブレーキで使用出来る鋼ド
ライブキーを提供することが強く望まれる。
ライニング（又は、その逆もある）付き鋼ロータとステ
ータを含む最新式のブレーキでは、鋼ドライブキーは、
第１図と第２図に示すドライブキーのように使用され
る。鋼ドライブキーは、耐食性を付与するために予めク
ロムめっきされる。しかしながら、これらの鋼ドライブ
キーが、次の段階では航空機のカーボンブレーキで使用
されて、カーボン−カーボン複合材ブレーキディスクか
ら発生したカーボンダストがドライブキーの鋼と電気化
学的反応を引き起こした。この原因は、クロムめっき装
置の“均一電着”性によって、車輪のアタッチメントボ
ルト孔、即ち開口部16（第１図及び第２図）、又はアタ
ッチメントフランジ14の部分が充分に覆われずに、鋼基
材がカーボンダストからの電気化学的反応の影響を受け
て次に腐食を起すことになるからである。鋼ドライブキ
ーは高応力レベル（260−300,000psi最終抗張力まで焼
入れ、焼き戻しされている）を備えているが、腐食でそ
の影響を受ける部分が応力集中部となり、付随的なクラ
ックの後に、ついには部品の破損となる。Ｈ−11合金鋼
で作られる鋼ドライブキーは、Inconel（登録商標）ド
ライブキーの価格の何分の一に過ぎないので、ブレーキ
で発生するカーボンダストによって付随的に破損を起す
ことなく、航空機のカーボンブレーキで使用出来る鋼ド
ライブキーを提供することが強く望まれる。
本発明は、カーボン−カーボン複合材ブレーキディス
クを含むカーボンブレーキにおいて、応力割れと破損が
伴うことなく鋼ドライブキーを使用するのに必要な所望
の耐摩耗性及び改良された耐食性を付与する。Ｈ−11合
金鋼鍛造品から作られる鋼ドライブキーは、汚損、酸化
物、グリース、又は後ステップでの被膜、即ちめっきを
鋼表面に形成させないその他の物質を取り除くために、
先ず、洗浄される。必要に応じて、鋼ドライブキーの選
ばれた区域、又は区域群に選択的に炭化タングステン−
コバルト被膜を被覆するために、この鋼ドライブキーに
マスキングを行なうことが出来る。炭化タングステン−
コバルト被膜の被覆方法、及び被覆されるのが望ましい
区域の寸法によっては、マスキングは必要ではないかも
知れない。第１図及び第２図に示すように、側部、即ち
横側部分18は鋼ドライブキーに所望の耐摩耗性を付与す
る炭化タングステン−コバルト被膜22で覆われる。被覆
22を含む側部18はカーボンブレーキのロータの縁周部の
周りに配置されたドライブインサートと係合される。炭
化タングステン−コバルト被膜は、下記の２通りの例の
形態のように別々の形態で被覆することが出来る。
クを含むカーボンブレーキにおいて、応力割れと破損が
伴うことなく鋼ドライブキーを使用するのに必要な所望
の耐摩耗性及び改良された耐食性を付与する。Ｈ−11合
金鋼鍛造品から作られる鋼ドライブキーは、汚損、酸化
物、グリース、又は後ステップでの被膜、即ちめっきを
鋼表面に形成させないその他の物質を取り除くために、
先ず、洗浄される。必要に応じて、鋼ドライブキーの選
ばれた区域、又は区域群に選択的に炭化タングステン−
コバルト被膜を被覆するために、この鋼ドライブキーに
マスキングを行なうことが出来る。炭化タングステン−
コバルト被膜の被覆方法、及び被覆されるのが望ましい
区域の寸法によっては、マスキングは必要ではないかも
知れない。第１図及び第２図に示すように、側部、即ち
横側部分18は鋼ドライブキーに所望の耐摩耗性を付与す
る炭化タングステン−コバルト被膜22で覆われる。被覆
22を含む側部18はカーボンブレーキのロータの縁周部の
周りに配置されたドライブインサートと係合される。炭
化タングステン−コバルト被膜は、下記の２通りの例の
形態のように別々の形態で被覆することが出来る。
成分 タイプＩ タイプII 焼結型炭化タングステン 88±２％ 80±２ コバルト 12±２％ 17±２％ その他 最高 2.5％ 最高 2.5％ その「他の」成分は、一般的に、粉末の製造によりでき
る酸化物であろう。
る酸化物であろう。
炭化タングステン−コバルト被膜を、高速酸素燃焼式
装置を使う溶射によって被覆すると、１％未満の見掛け
の気孔率と最低約10,000psiの溶着強度が得られる。溶
射の被覆の厚さは所望の用途による。次に、炭化タング
ステン−コバルトで被覆したドライブキー10を公知の手
順で洗浄し、調製して、無電解ニッケルめっきに備え
る。洗浄とすすぎの後、このドライブキーを無電解ニッ
ケルめっき溶液に浸漬する。めっき作業が終わると、こ
のドライブキーを、すすぎ、乾燥した後、これを加熱し
てベーキングする。このベーキングを約375゜±25゜Fの
低い温度で約１日間行なうと、脆性をなくすことが出来
る。無電解ニッケルめっきは、ボルト穴16の表面、及び
クロムめっきによって先に充分に適切に被覆されなかっ
たフランジ部14の部分を含めた部品全体にわたって、適
切なめっきで被覆することが判った。炭化タングステン
−コバルトで先に被覆された側方部分18全体に無電解ニ
ッケルめっき被膜を形成させる必要はないけれども、こ
の方法によって、単純にドライブキー全体に無電解ニッ
ケルめっきを行なうことによって簡略化とコスト低減を
行なうことができる。次に、使用過程で、無電解ニッケ
ルめっきは、残存する炭化タングステン−コバルト被膜
から次第に摩滅していくだろうが、それは許容出来る。
というのは炭化タングステン−コバルト被膜の目的が耐
摩耗性を付与することであり、一方、無電解ニッケルめ
っき被膜は、炭化タングステン−コバルトによって被覆
されていない区域に対して改良された耐食性を付与する
からである。無電解ニッケルめっきが摩滅した後でも、
基材、即ちＨ−11合金鋼は炭化タングステン−コバルト
被膜によって腐食剤から保護される。無電解ニッケルめ
っきは高い保全性を持つので、カーボンブレーキのカー
ボン−カーボン複合材ブレーキディスクによって発生す
るカーボンダストはもはやＨ−11合金鋼ドライブキー部
材と電気化学的反応を行なうことはない。
装置を使う溶射によって被覆すると、１％未満の見掛け
の気孔率と最低約10,000psiの溶着強度が得られる。溶
射の被覆の厚さは所望の用途による。次に、炭化タング
ステン−コバルトで被覆したドライブキー10を公知の手
順で洗浄し、調製して、無電解ニッケルめっきに備え
る。洗浄とすすぎの後、このドライブキーを無電解ニッ
ケルめっき溶液に浸漬する。めっき作業が終わると、こ
のドライブキーを、すすぎ、乾燥した後、これを加熱し
てベーキングする。このベーキングを約375゜±25゜Fの
低い温度で約１日間行なうと、脆性をなくすことが出来
る。無電解ニッケルめっきは、ボルト穴16の表面、及び
クロムめっきによって先に充分に適切に被覆されなかっ
たフランジ部14の部分を含めた部品全体にわたって、適
切なめっきで被覆することが判った。炭化タングステン
−コバルトで先に被覆された側方部分18全体に無電解ニ
ッケルめっき被膜を形成させる必要はないけれども、こ
の方法によって、単純にドライブキー全体に無電解ニッ
ケルめっきを行なうことによって簡略化とコスト低減を
行なうことができる。次に、使用過程で、無電解ニッケ
ルめっきは、残存する炭化タングステン−コバルト被膜
から次第に摩滅していくだろうが、それは許容出来る。
というのは炭化タングステン−コバルト被膜の目的が耐
摩耗性を付与することであり、一方、無電解ニッケルめ
っき被膜は、炭化タングステン−コバルトによって被覆
されていない区域に対して改良された耐食性を付与する
からである。無電解ニッケルめっきが摩滅した後でも、
基材、即ちＨ−11合金鋼は炭化タングステン−コバルト
被膜によって腐食剤から保護される。無電解ニッケルめ
っきは高い保全性を持つので、カーボンブレーキのカー
ボン−カーボン複合材ブレーキディスクによって発生す
るカーボンダストはもはやＨ−11合金鋼ドライブキー部
材と電気化学的反応を行なうことはない。
本発明は、適切に保護されていない部材に対して、本
来的に腐食と更には部品の破損を引き起こす環境におい
て、改良された耐食性を有する鋼部材から成る新規の方
法及び製品を提供する。鋼ドライブキーを炭化タングス
テン−コバルトで被覆し、続いて無電解ニッケルめっき
を行なうと、ドライブキーはそれ以後の腐食や破損を引
き起こすことなく、航空機のカーボンブレーキで長期使
用することが可能になる。鋼ドライブキー部材によっ
て、航空機のカーボンブレーキで使用されるInconel
（登録商標）ドライブキーよりも材料コストが大幅に節
減出来る。
来的に腐食と更には部品の破損を引き起こす環境におい
て、改良された耐食性を有する鋼部材から成る新規の方
法及び製品を提供する。鋼ドライブキーを炭化タングス
テン−コバルトで被覆し、続いて無電解ニッケルめっき
を行なうと、ドライブキーはそれ以後の腐食や破損を引
き起こすことなく、航空機のカーボンブレーキで長期使
用することが可能になる。鋼ドライブキー部材によっ
て、航空機のカーボンブレーキで使用されるInconel
（登録商標）ドライブキーよりも材料コストが大幅に節
減出来る。
フロントページの続き (72)発明者 マグワイヤー，フリードリック・ディ ー・ジュニア アメリカ合衆国・46614・インディアナ 州・サウスベンド・イースト・ヴィクト リア・ストリート・1322 (56)参考文献 特開 昭64−87005（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−158591（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 28/00
Claims (2)
- 【請求項１】耐食性及び耐摩耗性を有する鋼部材からな
る航空機車輪用のドライブキーを得る方法において、 ドライブキー（10）を洗浄して望ましくない物質を前記
ドライブキーから取り除くステップ、 航空機ブレーキの一部分に係合される少なくとも前記ド
ライブキーの一側部（18）に溶射して炭化タングステン
−コバルトの被膜（22）を形成するステップ、 前記ドライブキー（10）及び炭化タングステン−コバル
ト被膜（22）を洗浄するステップ、及び 前記ドライブキーに無電解ニッケルめっきを行なうステ
ップの各ステップを備え、 炭化タングステン−コバルト被膜が耐摩耗性を付与し、
かつ無電解ニッケルめっきが耐食性を付与することを特
徴とする方法。 - 【請求項２】高抗張力を有する焼入れ焼戻し鋼部材（1
0）から成り、 耐摩耗性を付与するため、航空機ブレーキの一部分が係
合する少なくとも一部（18）に形成された炭化タングス
テン−コバルト皮膜と、 耐食性を付与するため、少なくとも前記炭化タングステ
ン−コバルト被膜が施されていない部分に形成された無
電解ニッケルめっき被膜と を有すること特徴とする耐食性を有するドライブキー。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US843,822 | 1997-04-21 | ||
| US08/843,822 | 1997-04-21 | ||
| US08/843,822 US5931269A (en) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | Aircraft wheel part with corrosion and wear resistance |
| PCT/US1998/006454 WO1998048078A1 (en) | 1997-04-21 | 1998-04-02 | Aircraft wheel part with corrosion and wear resistance |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000510533A JP2000510533A (ja) | 2000-08-15 |
| JP3215954B2 true JP3215954B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=25291103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54605598A Expired - Fee Related JP3215954B2 (ja) | 1997-04-21 | 1998-04-02 | 耐食性及び耐摩耗性を有する航空機車輪部品 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5931269A (ja) |
| EP (1) | EP0977910B1 (ja) |
| JP (1) | JP3215954B2 (ja) |
| DE (1) | DE69801656T2 (ja) |
| WO (1) | WO1998048078A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE59907116D1 (de) * | 1998-03-05 | 2003-10-30 | Continental Teves Ag & Co Ohg | Betätigungseinheit für eine elektromechanisch betätigbare scheibenbremse |
| US7475762B2 (en) | 2004-05-25 | 2009-01-13 | Honeywell International Inc. | Aircraft wheel part having improved corrosion resistance |
| US7390067B2 (en) * | 2006-04-05 | 2008-06-24 | Honeywell International Inc. | Apparatus and methods for wheel balancing via rotor drive keys |
| US7488044B2 (en) * | 2006-04-25 | 2009-02-10 | Honeywell International Inc. | Beam key and wheel assembly including same |
| FR2941962B1 (fr) * | 2009-02-06 | 2013-05-31 | Aubert & Duval Sa | Procede de fabrication d'une piece en superalliage a base de nickel, et piece ainsi obtenue. |
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