JP4505415B2

JP4505415B2 - 金属部品、タービン部品、ガスタービンエンジン、表面処理方法、及び蒸気タービンエンジン

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Publication number: JP4505415B2
Application number: JP2005507203A
Authority: JP
Inventors: 宏行落合; 光敏渡辺; 幹也荒井; 昭弘後藤; 雅夫秋吉
Original assignee: IHI Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: IHI Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2024-06-10
Also published as: JPWO2004113587A1; US20070104585A1; TW200510100A; US20110027099A1; WO2004113587A1; TWI270427B; WO2004113587A9

Description

本発明は、金属部品、タービン部品、ガスタービンエンジン、表面処理方法、金属部品、及び蒸気タービンエンジンに関する。

ジェットエンジン等のガスタービンエンジンに用いられるタービン翼は、部品本体としての翼本体を具備している。そして、通常、前記翼本体における翼の翼面等、前記翼本体の被処理部に対して、耐酸化性を確保するような表面処理が施されている。

即ち、水素炉を用いてアルミナイズ処理を前記翼本体の前記被処理部に対して施すことにより、前記翼本体の前記被処理部にアルミニウムを付着させる。更に、前記水素炉或いは別の熱処理炉によって前記翼本体及び付着したアルミニウムを高温に保つことにより、アルミニウムを前記翼本体の母材に拡散させる。これによって、前記翼本体の前記被処理部に耐酸化性のある保護コートを形成して、前記タービン翼を最終的に製造することができる。

ところで、前記翼本体の前記被処理部にアルミニウムを付着させる前に、前記翼本体の前記被処理部に対してブラスト処理をしたり、前記翼本体における前記被処理部以外の部分に対してマスキング処理をしたりする必要がある。また、前記翼本体の前記被処理部にアルミニウムを付着させた後に、マスクの除去処理をする必要がある。そのため、前記タービン翼の製造に要する工程数が増えて、前記タービン翼の製造時間が長くなって、前記タービン翼の生産性の向上を図ることが容易でないという問題がある。

なお、タービン部品以外の金属部品の被処理部に対して、耐酸化性を確保するような表面処理を施す場合にも、前述の問題は同様に生じるものである。

本発明の特徴は、金属部品の構成要素である部品本体の被処理部に対して、耐酸化性を確保するような表面処理をするための表面処理方法であって、アルミニウムの粉末、アルミニウム合金の粉末、クロムの粉末、或いはクロム合金の粉末のうちのいずれか１種の粉末又は２種以上の混合粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成される電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記部品本体の前記被処理部と前記電極との間にパルス状の放電を発生させることにより、その放電エネルギーによって前記部品本体の前記被処理部に前記電極の電極材料を一部が初期の拡散を伴うように付着させる付着工程と、前記付着工程が終了した後に、前記部品本体を熱処理炉にセットして、前記熱処理炉によって前記付着した電極材料を前記部品本体の母材に拡散させて、前記金属部品の前記被処理部に耐酸化性のある保護コートを形成する拡散工程と、を具備したことである。

また、本発明の第２の特徴は、金属部品の構成要素である部品本体の被処理部に対して、耐酸化性を確保するような表面処理をするための表面処理方法であって、Ｓｉの固形物、Ｓｉの粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成される電極を用い、アルカン炭化水素を含む電気絶縁性のある液中において、前記部品本体の前記被処理部と前記電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質を前記部品本体の前記被処理部に堆積、拡散、及び／又は溶着させることによって、前記部品本体の前記被処理部に耐酸化性のある保護コートを形成することである。

［図１］本発明の実施形態に係わるガスタービンエンジンの模式図である。
［図２］図２（ａ）は、図２（ｂ）におけるＩＩＡ−ＩＩＡの断面図であって、図２（ｂ）は、第１の実施形態に係わるタービン翼の側面図である。
［図３］実施形態に係わる放電加工機の側面図である。
［図４］図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１の実施形態に係わる表面処理方法を説明する図である。
［図５］図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１の実施形態に係わる表面処理方法を説明する図である。
［図６］第２の実施形態に係わる蒸気エンジンの模式図である。
［図７］第２の実施形態に係わるタービン翼の側面図である。
［図８］図８（ａ）は、図８（ｂ）を上からみた図であって、図８（ｂ）は、第２の実施形態に係わる表面処理方法を説明する図である。
［図９］図９（ａ）は、図９（ｂ）を上からみた図であって、図９（ｂ）は、第２の実施形態に係わる表面処理方法を説明する図である。
［図１０］第５の実施形態の変形例に係わるタービン翼の側面図である。

以下、本発明をより詳細に説明するために、本発明の各実施形態につき、適宜に図面を参照して説明する。なお、図面中において、「ＦＦ」は、前方向を指してあって、「ＦＲ」は、後方向を指している。また、説明中において、適宜に、「前後方向」のことをＸ軸方向といい、「左右方向」のことをＹ軸方向といい、「上下方向」のことをＺ軸方向という。
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態について図１、図２（ａ）、図２（ｂ）、図３、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）、及び図５（ｂ）を参照して説明する。

図１に示すように、第１の実施形態に係わるタービン翼１は、ジェットエンジン等のガスタービンエンジン３に用いられるタービン部品の一つであって、ガスタービンエンジンの３の軸心３ｃを中心として回転可能である。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、タービン翼１は、部品本体としての翼本体５を具備しており、この翼本体５は、翼７と、翼７の基端側に一体に形成されたプラットホーム９と、このプラットホーム９に形成されたダブテール１１とからなっている。ここで、プラットホーム９は、燃焼ガスの流路面９ｆを有してあって、ダブテール１１は、タービンディスク（図示省略）のダブテール溝（図示省略）に嵌合可能である。なお、翼７の前縁７ａから腹面７ｂに亘った部位、背面７ｃ、先端面７ｔ、及びプラットホーム９の流路面９ｆが、翼本体５の被処理部になっている。

そして、第１の実施形態に係わる新規な表面処理方法に基づいて、翼７の前縁７ａから腹面７ｂに亘った部位、背面７ｃ、先端面７ｔ、及びプラットホーム９の流路面９ｆに対して、耐酸化性を確保するような表面処理が施されている。換言すれば、翼７の前縁７ａから腹面７ｂに亘った部位、背面７ｃ、先端面７ｔ、及びプラットホーム９の流路面９ｆには、耐酸化性のある新規な構成の保護コート１３が形成されてあって、保護コート１３の表側には、ピーニング処理が施されている。

第１の実施形態に係わる新規な表面処理方法について説明する前に、図３を参照して、翼本体５の被処理部等、タービン部品における部品本体の被処理部に対して表面処理を施すために使用される放電加工機１５について説明する。

図３に示すように、放電加工機１５は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向へ延びたベッド１７を具備している。また、ベッド１７には、テーブル１９が設けられており、このテーブル１９は、Ｘ軸サーボモータ（図示省略）の駆動によってＸ軸方向へ移動可能であって、Ｙ軸サーボモータ（図示省略）の駆動によってＹ軸方向へ移動可能である。

テーブル１９には、油等、アルカン炭化水素を含む電気絶縁性のある液Ｓを貯留する加工槽２１が設けられており、この加工槽２１内には、支持プレート２３が設けられている。この支持プレート２３には、翼本体５等、前記部品本体をセット可能な治具２５が設けられており、この治具２５は、電源２７に電気的に接続されている。なお、治具２５に対する前記部品本体の姿勢を変更することは可能であり、図３は、翼７の先端面７ｔが上を向くように翼本体５をセットした状態を示している。

ベッド１７の上方には、加工ヘッド２９がコラム（図示省略）を介して設けられており、この加工ヘッド２９は、Ｚ軸サーボモータ（図示省略）の駆動によってＺ軸方向へ移動可能である。また、加工ヘッド２９には、後述の電極３１．３３．３５等を保持する保持部材３７が設けられており、保持部材３７は、電源２７に電気的に接続されている。

次に、第１の実施形態に係わる表面処理方法について説明する。

第１の実施形態の表面処理方法は、次のように、付着工程と、拡散工程と、ピーニング工程とを具備している。

（Ｉ）付着工程
まず、保持部材３７に電極３１を保持せしめると共に、翼７の腹面７ｂが上を向くように、翼本体５を治具２５にセットする。次に、前記Ｘ軸サーボモータ及び前記Ｙ軸サーボモータの駆動によってテーブル１９をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させることにより、翼７の前縁７ａから腹面７ｂに亘った部位と電極３１が対向するように、翼本体５の位置決めを行う。なお、テーブル１９をＸ軸方向とＹ軸方向のうちのいずれかの方向に移動させるだけで足りる場合もある。

そして、図４（ａ）に示すように、電気絶縁性のある液Ｓ中において、翼本体５の前縁７ａから腹面７ｂに亘った部位と電極３１との間、及びプラットホーム９の流路面９ｆの腹側部分（図４（ａ）中においてプラットホーム９は省略されている）と電極３１との間にパルス状の放電を発生させる。これにより、その放電エネルギーによって翼７の前縁７ａから腹面７ｂに亘った部位、及びプラットホーム９の流路面９ｆの腹側部分に電極３１の電極材料Ｍを一部分（電極３１の電極材料Ｍの一部分）が初期の拡散を伴うように付着させることができる。

ここで、電極３１は、アルミニウムの粉末或いはアルミニウム合金の粉末からプレスによる圧縮によって成形した成形体、或いは真空炉等によって加熱処理した前記成形体により構成されるものである。なお、電極３１は、圧縮によって成形する代わりに、泥漿、ＭＩＭ（ＭｅｔａｌＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇ）、溶射等によって成形しても差し支えない。また、電極３１の先端は、翼７の前縁７ａから腹面７ｂに亘った部位に近似した形状を呈している。

電極３１の電極材料Ｍを付着させた後に、保持部材３７から電極３１を外して、保持部材３７に電極３３を保持せしめると共に、翼７の背面７ｃが上を向くように、翼本体５を治具２５にセットする。次に、前記Ｘ軸サーボモータ及び前記Ｙ軸サーボモータの駆動によってテーブル１９をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させることにより、翼７の背面７ｃと電極３３が対向するように、翼本体５の位置決めを行う。なお、テーブル１９をＸ軸方向とＹ軸方向のうちのいずれかの方向に移動させるだけで足りる場合もある。

そして、電気絶縁性のある液Ｓにおいて、翼７の背面７ｃと電極３３との間、及びプラットホーム９の流路面９ｆの背側部分（図４（ｂ）中においてプラットホーム９は省略されている）と電極３３との間にパルス状の放電を発生させる。これにより、その放電エネルギーによって翼７の背面７ｃ、及びプラットホーム９の流路面９ｆの背側部分に電極３３の電極材料Ｍを一部分（電極３３の電極材料Ｍの一部分）が初期の拡散を伴うように付着させることができる。

ここで、電極３３は、電極３１と同様に、アルミニウムの粉末或いはアルミニウム合金の粉末からプレスによる圧縮によって成形した成形体、或いは真空炉等によって加熱処理した前記成形体により構成されるものである。なお、電極３３は、圧縮によって成形する代わりに、泥漿、ＭＩＭ（ＭｅｔａｌＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇ）、溶射等によって成形しても差し支えない。また、電極３３の先端は、翼７の背面７ｃに近似した形状を呈している。

電極３３の電極材料Ｍを付着させた後に、保持部材３７から電極３３を外して、保持部材３７に電極３５を保持させると共に、翼７の先端面７ｔが上を向くように、翼本体５を治具２５にセットする。次に、前記Ｘ軸サーボモータ及び前記Ｙ軸サーボモータの駆動によってテーブル１９をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させることにより、翼７の先端面７ｔと電極３５が対向するように、翼本体５の位置決めを行う。なお、テーブル１９をＸ軸方向とＹ軸方向のうちのいずれかの方向に移動させるだけで足りる場合もある。

そして、図５（ａ）に示すように、翼７の先端面７ｔと電極３５との間にパルス状の放電を発生させる。これにより、その放電エネルギーによって翼７の先端面７ｔに電極３５の電極材料Ｍを一部分（電極３５の電極材料Ｍの一部分）が初期の拡散を伴うように付着させることができる。

ここで、電極３５は、電極３１と同様に、アルミニウムの粉末或いはアルミニウム合金の粉末からプレスによる圧縮によって成形した成形体、或いは真空炉等によって加熱処理した前記成形体により構成されるものである。なお、電極３５は、圧縮によって成形する代わりに、泥漿、ＭＩＭ（ＭｅｔａｌＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇ）、溶射等によって成形しても差し支えない。また、電極３５の先端は、翼７の先端面７ｔの形状に近似した形状を呈している。

なお、パルス状の放電を発生させる際に、前記Ｚ軸サーボモータの駆動によって電極３１．３３．３５を加工ヘッド２９と一体的にＺ軸方向へ僅かな移動量だけ往復させる。また、電気絶縁性のある液Ｓ中において、パルス状の放電を発生させる代わりに、電気絶縁性のある気中において、パルス状の放電を発生させるようにしても差し支えない。

（ＩＩ）拡散工程
前記（Ｉ）付着工程が終了した後に、図５（ｂ）に示すように、治具２５から翼本体５を取り外して、熱処理炉３９の所定位置にセットする。そして、熱処理炉３９によって翼本体５及び付着した電極材料Ｍを９５０℃から１１００℃の高温に保つ。これにより、付着した電極材料Ｍを翼本体５の母材に拡散させて、ニッケルアルミの金属間化合物からなる保護コート１３を形成することができる。

（ＩＩＩ）ピーニング工程
前記（ｉｉ）拡散工程が終了した後に、治具２５から翼本体５を取り外して、ピーニング装置（図示省略）の所定位置にセットする。そして、前記ピーニング装置によって保護コート１３の表側にピーニング処理を施す。なお、ピーニング処理の具体的な態様は、ショットを用いたショットピーニング処理（例えば、特開２００１−１７０８６６号公報、特開２００１−２６００２７号公報、特開２０００−２２５５６７号公報等参照）、レーザ光を用いたレーザピーニング処理（例えば、特開２００２−２３６１１２号公報、特開２００２−２３９７５９号公報等参照）がある。

これで、タービン翼１の製造が終了する。

次に、第１の実施形態の形態の作用について説明する。

まず、放電エネルギーによって翼７の前縁７ａから腹面７ｂ、背面７ｃ、先端面７ｔ、及びプラットホーム９の流路面９ｆ電極材料Ｍを付着することができるため、電極材料Ｍの付着範囲を放電が生じる範囲に限定することができ、マスキング処理、及びマスキング処理に付随する処理を省略することができる。なお、マスキング処理に付随する処理とは、ブラスト処理、マスクの除去処理等のことである。

また、同じ理由により、付着した電極材料Ｍの一部は翼本体５の母材に対して既に初期の拡散を伴うことになる。

更に、保護コート１３の表側にはピーニング処理が施されているため、保護コート１３の表側に残留圧縮応力を与えることができる。

従って、第１の実施形態によれば、電極材料Ｍの付着範囲を放電が生じる範囲に限定することができため、タービン翼３の製造に要する工程数を削減することができる。また、付着した電極材料Ｍの一部は翼本体５の母材に対して既に初期の拡散を伴うため、前記（ＩＩ）拡散工程において、付着した電極材料Ｍを翼本体５の母材に早期に拡散させることができる。よって、タービン翼１の製造時間を短くして、タービン翼１の生産性の向上を容易に図ることができる。

また、保護コート１３の表側に残留圧縮応力を与えることができるため、保護コート１３の疲労強度を高めることができ、タービン翼１の寿命を伸ばすことができる。

なお、本発明は、第１の実施形態の形態の説明に限るものではなく、例えば、次のように種々の態様で実施可能である。

即ち、アルミニウムの粉末或いはアルミニウム合金の粉末を圧縮成形した成形体等からなる電極３１．３３．３５を用いる代わりに、クロムの粉末或いはクロム合金の粉末からプレスによる圧縮によって成形した成形体、或いは真空炉等によって加熱処理した前記成形体により構成される別の電極を用いて、耐酸化性のある別の保護コートを形成するようにしてもよい。なお、この場合には、前記別の保護コートは、異物等の衝突によって腐食されにくい特性、換言すれば、耐エロージョン性が特に向上する。

また、本発明は、タービン翼１等のタービン部品に限らず、種々の金属部品に適用することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について図１、図３、図６、図７、図８（ａ）、図８（ｂ）、図９（ａ）、及び図９（ｂ）を参照して説明する。

図１及び図６に示すように、第２の実施形態に係わるタービン翼４１は、ガスタービンエンジン３又は蒸気タービンエンジン４３に用いられる翼部品の一つであって、ガスタービンエンジン３の軸心３ｃ又は蒸気タービンエンジン４３の軸心４３ｃを中心として回転可能である。

図７に示すように、第２の実形態に係わるタービン翼４１は、部品本体としての翼本体４５を具備しており、この翼本体４５は、第１の実施形態に係わるタービン翼１における翼本体５と同様に、翼７と、プラットホーム９と、ダブテール１１とからなっている。なお、翼７の前縁７ａから腹面７ｂに亘った部位、翼７の背面７ｃ、及びプラットホーム９の流路面９ｆが、翼本体４５の被処理部になっている。

そして、第２の実施形態に係わる新規な表面処理方法に基づいて、翼７の前縁７ａから腹面７ｂに亘った部位、翼７の背面７ｃ、及びプラットホーム９の流路面９ｆに対して、耐酸化性を確保するような表面処理が施されている。換言すれば、翼７の前縁７ａから腹面７ｂに亘った部位、翼７の背面７ｃ、プラットホーム９の流路面９ｆには、新規な構成からなる耐酸化性のある硬質の保護コート４７が放電エネルギーによって形成されており、保護コート４７の表側には、ピーニング処理が施されている。なお、保護コート４７は、ＳｉＣにより構成されている。

即ち、保護コート４７の大部分は、図３に示す実施形態に係わる放電加工機１５並びに図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す電極４９を用い、アルカン炭化水素を含む電気絶縁性のある液Ｓ中において、翼７の前縁７ａから腹面７ｂに亘った部位と電極４９との間、プラットホーム９の流路面９ｆの腹側部分と電極４９との間にパルス状の放電をそれぞれ発生させ、その放電エネルギーにより、電極４９の電極材料或いは該電極材料の反応物質を、翼７の前縁７ａから腹面７ｂに亘った部位とプラットホーム９の流路面９ｆの腹側部分に堆積、拡散、及び／又は溶着させることによって形成されるものである。

ここで、電極４９は、Ｓｉの固形物、Ｓｉの粉末からプレスによる圧縮によって成形した成形体、或いは真空炉等によって加熱処理した前記成形体により構成されるものである。なお、電極４９は、圧縮によって成形する代わりに、泥漿、ＭＩＭ（ＭｅｔａｌＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇ）、溶射等によって成形しても差し支えない。更に、電極４９の先端部は、翼７の前縁７ａから腹面７ｂに亘った部位の形状に近似した形状を呈してある。

また、「堆積、拡散、及び／又は溶着」とは、「堆積」、「拡散」、「溶着」、「堆積と拡散の２つの混合現象」、「堆積と溶着の２つの混合現象」、「拡散と溶着の２つの混合現象」、「堆積と拡散と溶着の３つの混合現象」のいずれも含む意である。

そして、保護コート４７の残りの部分は、図３に示す実施形態に係わる放電加工機１５並びに図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す電極５１を用い、アルカン炭化水素を含む電気絶縁性のある液Ｓ中において、翼７の背面７ｃと電極４９との間、プラットホーム９の流路面９ｆの背側部分と電極４９との間にパルス状の放電をそれぞれ発生させ、その放電エネルギーにより、電極５１の電極材料或いは該電極材料の反応物質を、翼７の背面７ｃとプラットホーム９の流路面９ｆの背側部分に堆積、拡散、及び／又は溶着させることによって形成されるものである。

ここで、電極５１は、Ｓｉの固形物、Ｓｉの粉末からプレスによる圧縮によって成形した成形体、或いは真空炉等によって加熱処理した前記成形体により構成されるものである。なお、電極５１、圧縮によって成形する代わりに、泥漿、ＭＩＭ（ＭｅｔａｌＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇ）、溶射等によって成形しても差し支えない。更に、電極５１の先端部は、翼７の背面７ｃに近似した形状を呈してある。

また、保護コート４７を形成した後で、保護コート４７の表側には、ピーニング処理が施されている。なお、ピーニング処理の具体的な態様は、ショットを用いたショットピーニング処理、レーザ光を用いたレーザピーニング処理がある。

次に、第２の実施形態の作用について説明する。

まず、保護コート４７は放電エネルギーにより形成されるため、保護コート４７の範囲を放電が生じる範囲に限定することができ、マスキング処理、及びマスキング処理に付随する処理を省略することができる。

また、同じ理由により、放電エネルギーにより形成された保護コート４７と翼本体４５の母材との境界部分Ｂは、組成比が傾斜する構造になっており、保護コート４７と翼本体４５の母材を強固に結合させることができる。

更に、保護コート４７の表側にはピーニング処理が施されているため、保護コート４７の表側に残留圧縮応力を与えることができる。

以上の如き、第２の実施形態によれば、保護コート４７の範囲を放電が生じる範囲に限定することができ、マスキング処理、及びマスキング処理に付随する処理を省略できるため、タービン翼４１の製造に要する工程数を削減することができる。よって、タービン翼４１の製造時間を短くして、タービン翼４１の生産性の向上を容易に図ることができる。

また、保護コート４７と翼本体４５の母材を強固に結合させることができるため、保護コート４７が翼本体４５の母材から剥離し難くなって、タービン翼４１の品質が安定する。

更に、保護コート４７の表側に残留圧縮応力を与えることができるため、保護コート４７の疲労強度を高めることができ、タービン翼４１の寿命を伸ばすことができる。

なお、本発明は、前述の第２の実施形態の説明に限るものではなく、タービン翼４１以外の翼部品における部品本体の被処理部、或いは翼部品以外の金属部品における部品本体の被処理部に対して、第２の実施形態に係わる新規な表面処理方法に基づいてな表面処理を施す等、適宜の変更が可能である。

（変形例）
次に、第２の実施形態の変形例について図１、図６、及び図１０を参照して説明する。

図１及び図６に示すように、第２の実施形態の変形例に係わるタービン翼５３は、タービン翼４１と同様に、ガスタービンエンジン３又は蒸気タービンエンジン４３に用いられる翼部品の一つであって、ガスタービンエンジン３の軸心３ｃ又は蒸気タービンエンジン４３の軸心４１ｃを中心として回転可能である。

また、図１０に示すように、第２の実施形態の変形例に係わるタービン翼５３は、部品本体としての翼本体５５を具備しており、この翼本体５５は、翼７と、プラットホーム９と、ダブテール１１と、翼７の先端に形成されたシュラウド５７とからなっている。ここで、シュラウド５７は、燃焼ガスの流路面５７ｆを有している。なお、翼７の前縁７ａから腹面７ｂに亘った部位、翼７の背面７ｃ、プラットホーム９の流路面９ｆ、及びシュラウド５７の流路面５７ｆが、翼本体５７の被処理部になっている。

そして、第２の実施形態に係わる新規な表面処理方法に基づいて、翼７の前縁７ａから腹面７ｂに亘った部位、翼７の背面７ｃ、プラットホーム９の流路面９ｆ、及びシュラウド５７の流路面５７ｆには、耐エロージョン性のある硬質の保護コート５９が形成されている。

なお、第２の実施形態の変更例においても、前述の第２の実施形態の作用及び効果と同様の効果を奏する。

以上のように、本発明をいくつかの好ましい実施形態により説明したが、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

また、２００４年２月５日に日本国特許庁に出願された特願２０００４−０２９９７０号の内容、２００３年６月１０日に日本国特許庁に出願された特願２０００３−１６５４０３号の内容は、参照により本願の内容に引用されたものとする。

Claims

金属部品の構成要素である部品本体の被処理部に対して、耐酸化性を確保するような表面処理をするための表面処理方法であって、
アルミニウムの粉末、アルミニウム合金の粉末、クロムの粉末、或いはクロム合金の粉末のうちのいずれか１種の粉末又は２種以上の混合粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成される電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記部品本体の前記被処理部と前記電極との間にパルス状の放電を発生させることにより、その放電エネルギーによって前記部品本体の前記被処理部に前記電極の電極材料を一部が初期の拡散を伴うように付着させる付着工程と、
前記付着工程が終了した後に、前記部品本体を熱処理炉にセットして、前記熱処理炉によって前記付着した電極材料を前記部品本体の母材に拡散させて、前記金属部品の前記被処理部に耐酸化性のある保護コートを形成する拡散工程と、
を具備したことを特徴とする表面処理方法。
前記保護コートを形成した後に、前記保護コートの表側にピーニング処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の表面処理方法。
前記金属部品は、ガスタービンエンジンに用いられるタービン部品であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表面処理方法。
前記タービン部品は、タービン翼であることを特徴とする請求項３に記載の表面処理方法。
金属部品の構成要素である部品本体の被処理部に対して、耐酸化性を確保するような表面処理をするための表面処理方法であって、
Ｓｉの固形物、Ｓｉの粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成される電極を用い、アルカン炭化水素を含む電気絶縁性のある液中において、前記部品本体の前記被処理部と前記電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質を前記部品本体の前記被処理部に堆積、拡散、及び／又は溶着させることによって、前記部品本体の前記被処理部に耐酸化性のある保護コートを形成することを特徴とする表面処理方法。
前記保護コートを形成した後に、前記保護コートの表側にピーニング処理を施すことを特徴とする請求項５に記載の表面処理方法。
前記金属部品は、ガスタービンエンジンに又は蒸気タービンエンジン用いられる翼部品であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の表面処理方法。