JPH0219603A - 回転式ラビリンスシール部材用耐摩耗性、研削性レーザ彫刻セラミック乃至金属炭化物表面 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 庄ＪＬヒＯ上」Ｌ上野 本発明は、ガスタービンエンジンにおける回転シールの
ような、静止部材と回転部材との間のガスシールに関す
るものであり、特にはガスタービンエンジンに対する、
ナイフェツジのようなブレードチップにおけるラビリン
ス型ガスシールに関する。

兄旦ｊど毘屡 ガスタービンエンジンにおいては様々の回転シールが使
用されている。そのような回転シールは一般に、回転部
材と、狭いギャップを横切ってそれと協動する別の静止
部材とを含む型式のものである。そうしたシールは、幾
つかの場合、シールの各側の室内の圧力差を維持するた
め静止部材と回転シャフト乃至ドラムとの間で使用され
る０例えば、一つの型式のガスタービンエンジンにおい
ては、複数列の回転子ブレードが作動媒体ガス用の流路
を横切って回転軸から半径方向外方に伸延している。そ
れに隣り合って、複数列の固定子ベーンが固定子ケース
或いはシュラウドから該流路を横切って半径方向内方に
伸延している。幾つかの型式においては、固定子ベーン
は固定子ケースから内方に片持ち梁方式で支持されてい
る。ベーンは、作動ガスを隣り合う回転子ブレードに向
けて或いはそこから離れる方向に差し向けるべく位置づ
けられている。固定子はブレードの各列におけるブレー
ドのチップを周回する封止表面を有しそして片持ち梁方
式固定子ベーン型式においては回転子には各固定子ベー
ンにおける固定子ベーンのチップを周回する封止表面が
設けられる。

各列におけるブレード或いはベーンのチップと対応する
封止表面との間の間隙が増大するにつれて、相当量の作
動媒体ガスがブレード及び／或いはベーンのチップ周囲
に逃散し、空気力学的効率を低減する。更に、間隙が増
大するにつれ、追加量の作動媒体ガスがブレード或いは
回転子の下流端から上流端へとチップ周辺を軸線方向に
漏出する。

従って、上記間隙を最小限にすることが所望される。し
かし、始動時、熱膨張、高速回転等の最中に起こる様々
の寸法変化に対処することもまた必要である。一般に、
これら条件下で、特にエンジン始動中部品の幾らかの磨
損が起こる。

渡米弦韮 −ｉ好ましい状態は、チップ乃至ナイフェツジが摩耗を
持続せずに相当する封止表面に溝を切り込むことである
ことが知られている。米国特許第４．２３８，１７０及
び４，２３９，４５２号はブレードのチップを取り囲む
内周溝を備えた固定子乃至シュラウドの封止表面を提供
するが、この構成は整合の困難さを呈すると同時に固定
子乃至シュラウドに対するブレードの熱誘起軸方向変位
を吸収出来ない。

様々の回転シール構成例が文献に開示されており、ここ
では回転部材が、充填ハニカム、多孔質金属、脆性セラ
ミック等のようなもっと軟質の例えば被研磨性の協動部
材中に通路を創成する即ち切り込み或いは研削乃至研磨
により形成する。これら構成の幾つかにおいて、協動部
材の不十分な封止作用或いは把持作用が生じる可能性が
あることが見出された。他のこうした構成において、被
研磨性部材の局所的ホットスポット或いは焼けが生じる
危険がある。被研磨性部材を使用するシールの例は、米
国特許第３，０６８，０１６．３，４８１゜７１５．３
，５１９．２８２．３，８１７，７１９．３，８４３．
２７８．３，９１８，９２５．３，９６４，８７７　。

３．９７５，１６５．４，３７７．３７１及び４．５４
０．３３６号に開示される。被研磨性シールは、熱的な
急変や衝撃負荷が存在するときフレーク状の剥離を生じ
る即ち磨損するようになっており、ブレードチップをシ
ールに衝突せしめる。米国特許第４゜３７７．３７１号
は研磨性シールとして使用されるある種の材料がシール
表面におけるクラックの存在により急速に進行する大規
模スポーリングを受は易いことを指摘し、そしてシール
表面に微細な微小亀裂のネットワークを創成するために
レーザビームの使用によるシール表面のグレージングを
開示している。ＡＩＡＡ／ＳＡＥ／ＡＳＭＥ第１６回共
同推進会議Ａ　ＩＡＡ−８０−１１９３において１．Ｅ
、Ｓｕｍｎｅｒ等により提出された論文「ガスタービン
エンジンに対する改善された耐久性のプラズマ溶射セラ
ミックコーティング」において、分割されたレーザ走査
コーティングは乏しい性能しか示さないことが報告され
ている。

英国特許第８５３３１４及び１００８５２６号は回転子
或いは固定子シュラウドとのシールを与えるために先端
にリブを形成したタービン或いはコンプレッサブレード
を開示し、リブ或いは協動するシール表面は摩耗すると
取り替え自在とされている。米国特許４，１４８，４９
４号はニッケル乃至ニッケル含有合金の電着マトリック
スに先端から突出する研削性粒子例えばボラゾン（Ｂｏ
ｒａｚｏｎ）を埋入して成る研削性チップを具備するガ
スタービンブレード或いはベーンを開示する。この特許
に記載される型式の研削性チップは製造困難でありそし
て極めて高価につく、米国特許第３，３３９．９３３号
は結着アルミナで被覆されたブレード歯を開示し、これ
は協動するハニカム部材中に突入してシールを形成する
。米国特許第３，５３７，７１３号は、モリブデン或い
はアルミ化ニッケルのような硬質保護材料で被覆された
内方突出歯を有する回転スリーブを開示し、これは静止
した協動部材上の耐摩擦性材料を変位せしめて交互する
突起と溝とを形成する。

日が　゛　しよ　と　る・ これら先行技術はいずれも、ラビリンスシールな形成す
るに際して封止表面に切り込むのに適した切削能を不足
しており且つ耐摩耗性及び耐食性を欠き、高性能シール
を生成し得なかった。。

聚乳Ω月ｍ 本発明の目的は、タービン或いはコンプレッサ等の回転
シールにおいて封止表面に切り込むための優れた切削能
を有する耐摩耗性コーティングで被覆された歯、リブ或
いはナイフェツジを提供する安価な技術を確立すること
である。

１胛り旦１ 本発明に従えば、封止用表面と協動するように設計され
た、タービンブレード、コンプレッサブレード、ファン
ブレード、インペラ、固定子ベーン、デイフユーザ、シ
ュラウド、スポイラ−、スペーサ等のチップにレーザに
より形成された凹部な有する耐摩耗性セラミック乃至金
属炭化物コーティングが形成されて、封止用表面に切り
込むことの出来るレーザ彫刻された耐摩耗性切削用表面
を提供する。

ここで「レーザ彫刻」とは、レーザエネルギーにより表
面に多数の凹み模様を刻印する技術を云う。

ここで「セラミック乃至金属炭化物コーティング」とは
、セラミック一般、硬質金属、金属炭化物、超硬合金、
セラミック、金属炭化物等と高融点金属との混合物その
他の耐摩耗性材料の被覆体を総称する。

本発明の一つの特定具体例においては、チップには、本
発明のレーザ彫刻された耐摩耗性切削用表面で被覆され
そしてラビリンスシールを提供するよう封止用表面中に
切り込むよう設計された一つ以上のナイフェツジ、歯或
いはリブが形成される。本発明により創成されるレーザ
彫刻表面は耐摩耗性及び耐食性でありそして最小限の熱
発生でもって協動する封止用表面に切込むことが出来、
以って被被覆部材或いは協動封止用部材の物理的性質の
劣化及び熱による反りの恐れを最小限とすることが出来
る。

レーザ彫刻表面の切削能力は、切削エツジの集合体とし
て働く隆起したランド帯域に由るものと信ぜられる、更
に、ランド帯域間の凹みは、切削中細かい切削破片を受
取りそしてタービンが降温しそしてチップが封止用表面
から引っ込むときそれを放出することにより切削能を向
上すると信ぜられる。

レーザの作動態様に依存して、ランド帯域は、元のコー
ティング材料の一部でありうるし、或いは凹み内で溶融
せしめられ、周囲に投げ上げられ或いは周囲に押しやら
れそして凹みの縁片に沿って最配置或いは堆積された（
以下この状況を再付着と云う）材料により元の表面上方
に累積される材料から構成されることもある。再付着材
料は、代表的に、コーティング本体とは異なったミクロ
組織と性質を有する。顕微鏡写真から、本発明における
セラミック或いは金属炭化物コーティング表面にもたら
された組織的な及び／或いは形態的変化、例えばレーザ
処理後のコーティング表面の外観変化を見ることが出来
る。

先行技術には、ラビリンスシールの形成において協動す
る部材と接触しそしてそこに切り込むよう設計された部
材の接触表面にセラミック或いは金属炭化物コーティン
グを先ず結合しそして後レーザ彫刻により複数のレーザ
形成凹みとその結果として生じる凹み周辺の再付着材料
を形成して接触表面上に一様な切削表面を提供すること
を含む本発明概念を開示するものは見出せない。

ｌ肚立且生煎且ｊ 第１図は、先端にナイフェツジ１１を有するタービンブ
レードＩＯを例示する。タービンブレード１０は回転子
１２上に取り付けられモして封止用表面としての固定子
１３に向は伸延する。第１図に示されるような新しい或
いは改造された未運転エンジンに対する冷温条件におい
ては、ナイフェツジ１１は固定子１３と丁度液するかし
ないかの所にあり、他方第２図に示されるようにタービ
ンが設計速度にまで加速されるにつれナイフェツジは固
定子１３と接触しそしてそこに切り込んでいく、設計速
度において、第３図に示すように、ナイフェツジは固定
子に切り込まれた溝１４から幾分後退する。第４図は、
１回以上運転された冷い状態のエンジンにおける封止用
表面１３に対するナイフェツジ１１の関係を例示する。

第５図は、チップ２１を有するタービンブレード２０を
例示し、ここでもタービンブレード２０は回転子１２上
に取り付けられモして封止用表面としての固定子１３に
向は伸延する。第５図に示されるような新しい或いは改
造されたそして未運転エンジンに対する冷温条件におい
ては、チップ２１は固定子１３と丁度液するかしないか
の所にあり、他方第６図に示されるようにタービンが設
計速度にまで加速されるにつれチップは固定子１３と接
触しそしてそこに切り込んでいく、設計速度において、
第７図に示すように、チップは固定子に切り込まれた溝
２２から幾分後退する。第８図は、１回以上運転された
冷い状態のエンジンにおける封止用表面１３に対するチ
ップ２１の関係を例示する。

ナイフェツジ１１及びチップ２１の表面には、セラミッ
ク或いは金属炭化物コーティング１５及び２３がそれぞ
れ形成される。コーティングは後述の態様で被覆されそ
してレーザ彫刻されて後述するようなレーザ形成凹み模
様を創成する。任意の適当なセラミックコーティング或
いは金属炭化物コーティングがナイフェツジ１１或いは
チップ２１に被覆されつる。例えば、炭化タングステン
及び炭化タングステンとコバルト、ニッケル、クロム、
鉄等及びこれら金属の混合物との合金及び或いは混合物
が使用されつる。加えて、炭化チタン、タングステン−
チタン炭化物及び炭化クロムもまた有用である。上記の
ような炭化物は、単独で或いはコバルト、クロム、タン
グステン、ニッケル、鉄或いは他の適当な金属と混合し
て若しくは合金化して使用されつる。セラミックコーテ
ィングとしては、アルミナ、アルミナとチタニアとの混
合物、クロミア、クロミアとアルミナとの混合物、マグ
ネシアと混合されたジルコニア等が挙げられる。例示と
しては、本件出願人により製造されそして販売される次
のコーティング組成物がコーティング１５及び２３を設
けるのに使用されつる好適例である： ＣＩＢ ６５重量％炭化クロム（９２重量％クロム、８重量％炭
素）と３５重量％ニクロム（８０重量％ニッケル及び２
０重量％クロム）を含有するコーティング ＬＣＯ−１７ １０重量％アルミナと９０重量％コバルト合金（５４重
量％Ｃｏ、２５重量％Ｃｒ、１０重量％Ｔａ、７．５重
量％Ａｌ、０．８重量％Ｙ、０．７重量％Ｓｉ及び２重
量％Ｃ含有）を含有するコーティング ＬＷＩＮ−４０ ８２重量％Ｗ１１４重量％Ｃｏ及び４重量％Ｃを含有す
るコーティング ＵＣＡＲ２４−に 窒化チタンのコーティング ＬＺ−４Ｂ ８重量％マグネシア及び９２重量％ジルコニアを含有す
るマグネシア安定化ジルコニアを含有する混合物 ＴＢ−８ ＬＣＯ−２２のコーティング上にＬＣＯ−３５コーテイ
ングを被覆し更にＬＺ−４Ｂコーテイングを被覆 セラミック或いは金属炭化物コーティングは爆発銃プロ
セス或いはプラズマコーティングプロセスのような熱溶
射（サーマルスプレィ）法によりナイフェツジ１１及び
チップ２１の金属表面に被覆される。爆発銃プロセスは
周知でありそして米国特許節２．７１４，５６３．４，
１７３．６８５及び４゜５１９．８４０号に詳しく記載
されている。この方法では、酸素、アセチレン及び窒素
が被覆物質装填物、例えばセラミック、金属炭化物或い
は金属粉末とともに銃の銃身に給送される。気体混合物
は着火されそしてその結果発生する爆発波が粉末を約２
４００　ｆｔ／秒まで加速し同時にそれをその融点近傍
或いはそれ以上に加熱する。一定圧力条件下での酸素−
アセチレン混合物の最大自由燃焼温度は、約４５％アセ
チレンにて起こりそして約３１４０℃である。しかしな
がら、燃焼が実質上一定容積において起こる爆発のよう
な条件下では温度は恐ら（４２００℃を越えるので大半
の材料をこのプロセスにより溶解することが出来る。

銃身は基材に照準されそして融点における或いはその近
傍の或いはそれを越える温度における粉末が基材に付着
される。各爆発毎に銃身は窒素で掃気される。このサイ
クルが１秒間に約４〜８回繰返され各噴射粉末は約２５
闘直径で数ミクロン厚の円形状コーティングの付着をも
たらす。コーティング全体は、多くの重なり合う円形コ
ーティングにより生成され、各円形コーティングは個々
の粉末粒子に対応する多くの重なり合った薄いレンズ状
粒子或いは縦長の平板状粒子から構成される。重なり合
う円は厳密に制御されて比較的平滑なコーティングを生
成する。

ナイフェツジを被覆するためのプラズマ技術は従来から
実施されており、米国特許第３，０１６，４４７．３，
９１４，５７３．３，９５８，０９７．４，１７３．６
８５及び４，５１９，８４０号等に記載されている。プ
ラズマコーティング技術においては、銅アノードとタン
グステンカソードとを具備するプラズマトーチが通常使
用される。アルゴン或いは窒素或いはこれらと水素乃至
ヘリウムとの混合物のような気体がカソードの周囲をそ
して絞りノズルとして作用するアノードを通して噴射せ
しめられる。通常高周波放電により点弧される直流アー
クが電極間に維持される。使用されるアーク電流及び電
圧は、アノード／カソード設計、気体流量及び気体組成
により変わる。使用電圧は、トーチの型式並びに作動パ
ラメータに依存して約５〜８０ｋＷの範囲で変動する。

気体プラズマがアークにより発生し、これは自由電子、
イオン化原子、並びに僅かの中性原子及び窒素或いは水
素が使用されているときには未解離２原子分子を含有す
る。最も従来型式のトーチを使用してのプラズマガス速
度は亜音速であるが臨界出口角度を備える収斂或いは末
広ノズルを使用しすると超音速の発生が可能である。プ
ラズマの温度は５０．０００　’Ｆを越えよう。セラミ
ックコーティング粉末或いは金属炭化物コーティング粉
末がプラズマ流れ中に導入される。コーティング粉末は
プラズマ中で溶融しそして基材に衝突せしめられる。プ
ラズマコーティング法は爆発銃法（Ｄ−銃法）よりはる
かに高い温度を使用しそして連続方式である。他方、爆
発銃法は間欠的でありそして非連続方式である。

プラズマ法或いはＤ−銃法何れかにより被覆されるコー
ティングの厚さは、０．５〜１００ミル、好ましくは２
〜１５ミルの範囲をとり得る。

ナイフェツジ或いはその他の切削表面へのコーティング
の付着に続いて、ナイフェツジ等の表面上に結合された
生成セラミック乃至金属炭化物コーティングは、その後
のレーザ彫刻模様の適用の為の一層均一な表面を与える
為にダイアモンド砥石車で研削されつる。被覆表面の寸
法制御以外には、ここで記載する部品に対しては研削段
階は通常必要とされない。

セラミック或いは金属炭化物コーティングは、コーティ
ング表面上に適当な模様と深さのレーザ形成凹みとラン
ド帯域を生成する為にＹＡＧのような固体型或いはＣｏ
ｔのような気体型のパルスレーザな使用してレーザ彫刻
される。レーザ形成凹みの深さは、凹みの底からそれを
取り巻くランドの上端まで測定するものとして、数ミク
ロン以下から１２０〜１４０ミクロン以上までにも及ぶ
範囲、例えば２〜２００ミクロン、好ましくは２０〜１
００ミクロンの範囲で変化されつる。平均直径は、１．
０〜１２ミル、好ましくは２．５〜１０ミルの範囲をと
りつる。各凹みの平均直径及び深さは、レーザパルスの
エネルギー量とパルス長さにより制御される。レーザ形
成凹み間の間隔は、レーザ燃焼速度並びにレーザ表面と
被覆表面との間での相対運動量により制御される。単位
直線インチ当りのレーザ形成凹みの数は代表的に、８０
〜８００、好ましくは１００〜４００に及ぶ。

広く様々のレーザ機械がセラミック或いは金属炭化物コ
ーティングに凹みを形成するのに利用しつる。一般に、
極めて広範囲のジュール熱／パルス、パルス時間及び作
動周波数を提供しうるレーザが入手しつる。従って、こ
こで記載する表面形態を創出するに適当なレーザ及び作
動条件を選択するのに問題はない。

レーザ彫刻後のセラミック或いは金属炭化物コーティン
グの表面は、−群のランド帯域と、コーティングがレー
ザパルスにより衝突されるとき、（ａ）僅かの材料の蒸
発及び幾つかの場合（ｂ）追加材料の溶融、移動及び再
配置（再付着）により形成される微小くぼみ或いはセル
の形態の凹みを含む。再付着材料が存在する場合、それ
は元のコーティングとはかなり異なっていることが見出
された。一般に、それは、元の材料より高密度で且つ多
孔性が少なく、そして異なった原子構造、例えばコーテ
ィングそのままでは別々の相として出現するが、レーザ
処理による改質後は単一相を形成するアルミナ−チタニ
ア混合物を有しつる。

う゛ンド帯域は、元のコーティング材料であれ各凹みの
周辺の隆起として形成された再付着材料であれ、微小切
削エツジを構成し、これらが固定子表面に結着された研
磨性材料或いはハニカム構造体中に切り込むのに好適の
研削性能を有する。再付着材料の厚さは、元のコーティ
ングの表面から測定したとして、全凹み深さの１０〜４
０％、好ましくは２０〜３０％の範囲をとりつる。　凹
みは表面積の１０〜９０％、好ましくは５０〜９０％を
占める。対応する好ましいランド面積は１０〜５０％で
ある。

凹みはセラミック或いは金属炭化物コーティングにおい
て無秩序なパターンで形成される。凹み間の平均中心間
距離は実質上一定である。

以下、実施例を例示する。次の表示及び略号は次の内容
を表わす： Ｄ−ｉ　　コーティング　去 セラミック或いは金属炭化物粉末を窒素、酸素及びアセ
チレンと共に銃身に装填し、これを爆発させて約６００
０下の温度を発生せしめ、セラミック或いは金属炭化物
粉末を溶融しそしてそれを基材に向は噴射する、セラミ
ック或いは金属炭化物コーティングを基材に被覆する爆
発銃方法プラズマコーティング　去 セラミック或いは金属炭化物粉末を不活性ガス特にはア
ルゴンを横切って電気アークを確立することにより形成
されたイオン化気体のプラズマ中に注入することにより
セラミック或いは金属炭化物コーティングを基材に連続
的に被覆する技術。

セラミック或いは金属炭化物粉末は５００００°Ｆ似も
達する動作温度となるプラズマに連続的に給送される。

粉末はプラズマ中で加熱されそして膨張ガスと共に加速
されそして基材に差し向けられる。ここで、粉末は冷却
され、凝結しそして基材に結着する。

スフ１−ンサイズ 単位直線インチ当たりの凹みの平均数 ＬＷＩＮ−４０ ８２重量％Ｗ５１４重量％Ｃｏ及び４重量％Ｃを含有す
るコーティング 火皿１ 回転ラビリンスシールの回転部材を構成する８個のナイ
フェツジシール試片を、ナイフェツジを６０メツシユＡ
ｈ０３を用いてグリッドプラスチングすることにより被
覆のための準備処理をした。

ＡＩｚＯｓグリッドは、５インチの投射距離においてナ
イフェツジに照準を合わせた１／４インチ内径のＡ１１
ａｓノズルを使用する加圧投射装置を通して１５ｐｓ　
ｉの圧力下で２．１１ｂ／分の流量で合計約３２秒間投
射された。ナイフェツジのグリッドブラスト処理後の表
面は１０５Ｒａの粗さを有した。

ナイフェツジ試片を、２８％アセチレン、２８％酸素及
び４４％窒素のガス組成、１１　ｆｔ”　７分のガス流
量及び５４ｇ／分の粉末供給量でもって作動する爆発銃
の使用によりＬＷＩＮ−４０で被覆して０．００５〜ｏ
、ｏｏｓ”の被覆厚さを与えた。

被覆済みナイフェツジシール試片のうちの６個をレーザ
ビームがナイフェツジ表面に直角となるようにして両面
なレーザ彫刻することにより処理シタ、レーザ条件は、
０．０１０〜０．００６″範囲のレーザ形成凹み直径（
これは１００〜１４０のスクリーンサイズに相当する）
を与えるようなものとした。加えて、レーザ彫刻は５０
〜７０ミクロンの凹み深さを与えるよう設定された条件
下で実施された。レーザは５９Ｗの電力、１４５μ秒の
パルス期間及び１０００Ｈｚの周波数で作動された。パ
ルス当たりのエネルギー量は約０．０５９ジユールであ
った。形成された凹みは５０μｍの深さを有し、単位イ
ンチ当たり平均１３０個凹み数のスクリーンサイズを有
した。従って、凹みの平均直径はＯ，，００７ツイフチ
（１／１３０）であった。従って、この場合、凹みは表
面積の約７９％を占めそしてランド面積は残りの２１％
を占めることになる。

彫刻後、実際の凹み深さ及び直径を確認し、再付着材料
の存在及び不存在を調べそして彫刻の全体的状態を検査
するために、金属組織学的手法によりまた走査型電子顕
微鏡（ＳＥＭ）を用いてマクロ及びミクロ組織解析を行
なった。元のコーチインク表面から凹みの底までの平均
凹み深さは４５．６μｍであり、再付着材料の上面から
凹みの底までの平均凹み深さは７３．６μｍであること
が判明した。再付着材料の平均厚さは２３．８μｍとし
て測定された。深さ及び厚さ測定に当たり、サイズ（Ｚ
ｅｉｓｓ）金属顕微鏡を使用した。

顕微鏡観察において、インジウムレプリカによる１２０
倍拡大下でレーザ形成凹みの実質上一様な分布と各凹み
に沿っての再付着材料の存在が観察された。加えて１個
々の凹み列間に元のコーティングが見られた。５６０倍
に拡大した個々の凹み形態の観察の結果、レーザ彫刻凹
み周囲に沿っての再付着材料野存在とその周囲での元の
コーティングの存在が見られた。

６つのレーザ彫刻ナイフェツジ試片を周囲温度条件にて
試験した。この試験において、ナイフェツジは９５０ｆ
ｔ／秒のエツジ速度で回転せしめられそして０．００２
“７秒の速度で弧状封止用表面中に突入せしめられた。

それにより、封止用表面には、３０秒試験ではＯ，ＯＳ
″の溝が形成されそして１５秒試験では０．０３０”の
溝が形成された。

元旦１と凱宋 セラミック等の高耐食性及び耐摩耗性の被覆表面にレー
ザにより多数の凹みを形成することにより優れた研削作
用を発現させ、従来より優れたシール形成技術を確立す
るのに成功した。これは、最小限の熱発生でもって協動
する封止用表面に切り込むことが出来、以って被被覆部
材或いは協動封止用部材の物理的性質の劣化及び熱によ
る反りの恐れを最小限とする。ランド帯域間の凹みは、
切削中細かい切削破片を受取りそしてタービンが降温し
そしてチップが封止用表面から引っ込むときそれを放出
することにより切削能を向上する。

こうして高品質回転シールの作成に成功した。

４、　　　　の　　　ｔａ　日 第１図は、新しいエンジンの低温状態に対するナイフェ
ツジを有するタービンブレードと封止用表面との相対位
置を示す部分断面図である。

第２図は、エンジンが設計速度に向は加速されるに際し
てのナイフェツジを有するタービンブレードと封止用表
面との相対位置を示す部分断面図である。

第３図は、エンジンが設計速度で運転されているときの
ナイフェツジを有するタービンブレードと封止用表面と
の相対位置を示す部分断面図である。

第４図は、エンジンが低温状態になったときのナイフェ
ツジを有するタービンブレードと封止用表面との相対位
置を示す部分断面図である。

第５．６．７、及び８図は、チップを有するタービンブ
レードと封止用表面との相対位置を第１〜４つに対応し
た状態で順次示す部分断面図である。

１０．２０：タービンブレード １１：ナイフェツジ １２：回転子 １３：封止用表面（固定子） １４．２２：溝 １５． ２３：コーティング ：チツブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）第１部材が第２部材と協動するチップを有する少な
   くとも一つのシール歯を含み、以って第１及び２部材間
   の気体流れを阻止する回転シールにおいて、前記チップ
   に該チップに結合されたセラミック或いは金属炭化物コ
   ーティングが設けられ、そして該コーティング表面が複
   数のレーザ形成凹みを有して、前記第２表面に切り込む
   ことの出来る耐摩耗性切削用表面を提供することを特徴
   とする回転シール。 ２）チップに第２部材に対する該チップ移動方向に突出
   する少なくとも１つのナイフエッジが形成され、ナイフ
   エッジの表面がそこに結合されるコーティングと該コー
   ティング表面にレーザ形成された複数の凹みを有する特
   許請求の範囲第１項記載のシール。 ３）レーザ形成凹みの形成前のコーティング厚さが０．
   ５〜１００ミルの範囲にある特許請求の範囲第１項或い
   は第２項記載のシール。 ４）レーザ形成凹みの形成前のコーティング厚さが２〜
   １５ミルの範囲にある特許請求の範囲第１項或いは第２
   項記載のシール。 ５）レーザ形成凹みの深さが２〜２００ミクロンの範囲
   にある特許請求の範囲第１項或いは第２項記載のシール
   。 ６）凹みが隣り合う凹み間で実質上一様な間隔を有する
   無秩序パターンをなして形成される特許請求の範囲第１
   項或いは第２項記載のシール。 ７）レーザ形成凹みのスクリーンサイズが単位直線イン
   チ当たり８０〜８００凹み数の範囲にある特許請求の範
   囲第１項或いは第２項記載のシール。 ８）レーザ形成凹みが表面の５０〜９０％を占めそして
   凹み間のランド帯域が表面の残りの５０〜１０％を占め
   る特許請求の範囲第１項或いは第２項記載のシール。 ９）封止用表面と協動してシールを形成するべく適応す
   るチップ表面を具備するタービン或いはコンプレッサブ
   レードにおいて、前記チップに該チップに結合されたセ
   ラミック或いは金属炭化物コーティングが設けられ、そ
   して該コーティング表面が複数のレーザ形成凹みを有し
   て、前記第２表面に切り込むことの出来る耐摩耗性切削
   用表面を提供することを特徴とするタービン或いはコン
   プレッサブレード。 １０）チップに封止用表面に対して該チップ移動方向に
   突出する少なくとも１つのナイフエッジが形成され、ナ
   イフエッジの表面がそこに結合されるコーティングと該
   コーティング表面にレーザ形成された複数の凹みを有す
   る特許請求の範囲第９項記載のタービン或いはコンプレ
   ッサブレード。 １１）チップ表面に結合されるコーティングがセラミッ
   ク或いは金属炭化物である特許請求の範囲第９項或いは
   第１０項記載のタービン或いはコンプレッサブレード。 １２）チップ表面に結合されるコーティングがセラミッ
   クコーティングである特許請求の範囲第９項或いは第１
   ０項記載のタービン或いはコンプレッサブレード。 １３）チップ表面に結合されるコーティングが金属炭化
   物コーティングである特許請求の範囲第９項或いは第１
   ０項記載のタービン或いはコンプレッサブレード。 １４）レーザ形成凹みの形成前のコーティング厚さが０
   ．５〜１００ミルの範囲にある特許請求の範囲第９項或
   いは第１０項記載のタービン或いはコンプレッサブレー
   ド。 １５）レーザ形成凹みの形成前のコーティング厚さが２
   〜１５ミルの範囲にある特許請求の範囲第９項或いは第
   １０項記載のタービン或いはコンプレッサブレード。 １６）レーザ形成凹みの深さが２〜２００ミクロンの範
   囲にある特許請求の範囲第９項或いは第１０項記載のタ
   ービン或いはコンプレッサブレード。 １７）レーザ形成凹みの深さが２０〜１００ミクロンの
   範囲にある特許請求の範囲第９項或いは第１０項記載の
   タービン或いはコンプレッサブレード。 １８）凹みがセル間で実質上一様な間隔を有する無秩序
   パターンで形成される特許請求の範囲第９項或いは第１
   ０項記載のタービン或いはコンプレッサブレード。 １９）レーザ形成凹みのスクリーンサイズが単位直線イ
   ンチ当たり８０〜８００凹み数の範囲にある特許請求の
   範囲第９項或いは第１０項記載のタービン或いはコンプ
   レッサブレード。 ２０）レーザ形成凹みのスクリーンサイズが単位直線イ
   ンチ当たり１００〜４００凹み数の範囲にある特許請求
   の範囲第９項或いは第１０項記載のタービン或いはコン
   プレッサブレード。