JPH10110203A - 金属材の肉盛り用シート及び金属材の肉盛り方法 - Google Patents
金属材の肉盛り用シート及び金属材の肉盛り方法Info
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- JPH10110203A JPH10110203A JP26328996A JP26328996A JPH10110203A JP H10110203 A JPH10110203 A JP H10110203A JP 26328996 A JP26328996 A JP 26328996A JP 26328996 A JP26328996 A JP 26328996A JP H10110203 A JPH10110203 A JP H10110203A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 肉盛り部分の肉厚精度を向上させ、肉盛り部
分の強度を向上させ、肉盛り材の機能性を向上し、肉盛
り方法の作業性を向上し、コストの削減を図る。 【解決手段】 異なった組成を持つ複数の層を有し、肉
盛り用金属成分を有する合金粉末層と、該合金粉末層に
一体に形成される鑞材粉末層とからなる。
分の強度を向上させ、肉盛り材の機能性を向上し、肉盛
り方法の作業性を向上し、コストの削減を図る。 【解決手段】 異なった組成を持つ複数の層を有し、肉
盛り用金属成分を有する合金粉末層と、該合金粉末層に
一体に形成される鑞材粉末層とからなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属材の肉盛り用
シート及び金属材の肉盛り方法に係り、特に航空機用ジ
ェットエンジン等に用いられるアルミニウム、ニッケ
ル、コバルト、チタン等の金属をベースとする合金表面
に肉盛りを好適に行う技術に関する。
シート及び金属材の肉盛り方法に係り、特に航空機用ジ
ェットエンジン等に用いられるアルミニウム、ニッケ
ル、コバルト、チタン等の金属をベースとする合金表面
に肉盛りを好適に行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属に生じたクラック等の損傷を修理す
る場合や、航空機等に使用されるタービンエンジンのタ
ービンブレードの先端に耐摩耗性を付与する場合には、
金属表面に肉盛りする方法が適用される。
る場合や、航空機等に使用されるタービンエンジンのタ
ービンブレードの先端に耐摩耗性を付与する場合には、
金属表面に肉盛りする方法が適用される。
【０００３】特表平６−５０１９８１公報には、粉末充
填工程と固相焼結工程と鑞材塗布工程と液相焼結工程と
を併用して肉盛りする技術が紹介されている。
填工程と固相焼結工程と鑞材塗布工程と液相焼結工程と
を併用して肉盛りする技術が紹介されている。
【０００４】また、特公平８−２６３６７号公報には、
タービンブレードの上に鑞片を介在させてアブレーシブ
・チップを乗せ、溶解させることにより肉盛りを施す関
連技術が紹介されている。
タービンブレードの上に鑞片を介在させてアブレーシブ
・チップを乗せ、溶解させることにより肉盛りを施す関
連技術が紹介されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の方法で
は、粉末を被肉盛り部に積載して加熱処理しているた
め、均一な肉厚の肉盛りが困難であり、加熱処理後に表
面加工等の処理が必要となっていた。また、後者の方法
であると、タービンブレードの断面に合わせたさやの中
に金属粉末を入れて焼結し、輪切りにした後、さやを酸
により溶解し、プレート状の焼結体をタービンブレード
の上に乗せるようにしているため、工数の増加、コスト
上昇、通用範囲の制限を招く等の難点がある。
は、粉末を被肉盛り部に積載して加熱処理しているた
め、均一な肉厚の肉盛りが困難であり、加熱処理後に表
面加工等の処理が必要となっていた。また、後者の方法
であると、タービンブレードの断面に合わせたさやの中
に金属粉末を入れて焼結し、輪切りにした後、さやを酸
により溶解し、プレート状の焼結体をタービンブレード
の上に乗せるようにしているため、工数の増加、コスト
上昇、通用範囲の制限を招く等の難点がある。
【０００６】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、以下の目的を達成しようとするものである。 肉盛り部分の肉厚精度を向上させること。 肉盛り部分の強度を向上させること。 肉盛り材の機能性を向上すること。 肉盛り方法の作業性を向上すること。 コストの削減を図ること。
ので、以下の目的を達成しようとするものである。 肉盛り部分の肉厚精度を向上させること。 肉盛り部分の強度を向上させること。 肉盛り材の機能性を向上すること。 肉盛り方法の作業性を向上すること。 コストの削減を図ること。
【０００７】
【課題を解決するための手段】異なった組成を持つ複数
の層を有し、肉盛り用金属成分を有する合金粉末層と、
該合金粉末層に一体に形成される鑞材粉末層とから肉盛
り用シートが形成される。合金粉末層が、被肉盛り部の
金属と同系統の金属をベースとする合金からなるものと
される。合金粉末層と鑞材粉末層との間に、成分調整層
を介在させる。成分調整層が耐摩耗性粉末を含有し、耐
摩耗性粉末が例えばアルミナ等のセラミック粉末とされ
る。金属表面に肉盛り処理を行う場合には、合金粉末層
と鑞材粉末層とを有する肉盛り用シートを被肉盛り部の
形状に合わせて切断しておき、鑞材粉末層を被肉盛り部
の表面に接触状態として、肉盛り用シートを被肉盛り部
の金属表面に装着し加熱処理することにより肉盛りを行
う。加熱処理が、固相焼結温度と、液相焼結温度の状態
を含む温度状態によって処理される。肉盛り用シートは
各層を積層し半硬化した後、例えば高温静水圧プレス処
理等によって焼結して形成される。肉盛り用シートと被
肉盛り部の金属とが、例えばニッケルをベースとする合
金を含有するものが選択される。
の層を有し、肉盛り用金属成分を有する合金粉末層と、
該合金粉末層に一体に形成される鑞材粉末層とから肉盛
り用シートが形成される。合金粉末層が、被肉盛り部の
金属と同系統の金属をベースとする合金からなるものと
される。合金粉末層と鑞材粉末層との間に、成分調整層
を介在させる。成分調整層が耐摩耗性粉末を含有し、耐
摩耗性粉末が例えばアルミナ等のセラミック粉末とされ
る。金属表面に肉盛り処理を行う場合には、合金粉末層
と鑞材粉末層とを有する肉盛り用シートを被肉盛り部の
形状に合わせて切断しておき、鑞材粉末層を被肉盛り部
の表面に接触状態として、肉盛り用シートを被肉盛り部
の金属表面に装着し加熱処理することにより肉盛りを行
う。加熱処理が、固相焼結温度と、液相焼結温度の状態
を含む温度状態によって処理される。肉盛り用シートは
各層を積層し半硬化した後、例えば高温静水圧プレス処
理等によって焼結して形成される。肉盛り用シートと被
肉盛り部の金属とが、例えばニッケルをベースとする合
金を含有するものが選択される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る金属材の肉盛
り用シート及び金属材の肉盛り方法の第１実施形態を、
図面に基づいて説明する。図１ないし図４において、符
号１は肉盛り用シート、２は合金粉末層（肉盛り金属
層）、３は鑞材粉末層（鑞材層）、４は成分調整層、５
は被肉盛り部（タービンブレード）である。
り用シート及び金属材の肉盛り方法の第１実施形態を、
図面に基づいて説明する。図１ないし図４において、符
号１は肉盛り用シート、２は合金粉末層（肉盛り金属
層）、３は鑞材粉末層（鑞材層）、４は成分調整層、５
は被肉盛り部（タービンブレード）である。
【０００９】前記肉盛り用シート１は、合金粉末層２と
成分調整層４と鑞材粉末層３とを積層構造としたもので
あり、合金粉末層２とタービンブレード５とはニッケル
ベースの合金とされている。ニッケルベースの合金粉末
としては、例えばタングステン：１０重量％、コバル
ト：１０重量％、クロム：９重量％、アルミニウム：
５．５重量％、タンタル：１．５重量％、チタン：１．
５重量％、ハフニウム１．０重量％、硼素：０．０２重
量％、モリブデン：２．５重量％、炭素：０．１５重量
％、ジルコニウム：０．０５重量％、残部がニッケルの
組織を有し、粒径が４０〜８０μｍであるものが適用さ
れる。
成分調整層４と鑞材粉末層３とを積層構造としたもので
あり、合金粉末層２とタービンブレード５とはニッケル
ベースの合金とされている。ニッケルベースの合金粉末
としては、例えばタングステン：１０重量％、コバル
ト：１０重量％、クロム：９重量％、アルミニウム：
５．５重量％、タンタル：１．５重量％、チタン：１．
５重量％、ハフニウム１．０重量％、硼素：０．０２重
量％、モリブデン：２．５重量％、炭素：０．１５重量
％、ジルコニウム：０．０５重量％、残部がニッケルの
組織を有し、粒径が４０〜８０μｍであるものが適用さ
れる。
【００１０】鑞材粉末層３は、例えば珪素：８重量％、
クロム：１９重量％、ニッケル：１７重量％、硼素：
０．８重量％、残部がコバルトの組成を有するものが適
用される。
クロム：１９重量％、ニッケル：１７重量％、硼素：
０．８重量％、残部がコバルトの組成を有するものが適
用される。
【００１１】成分調整層４は、合金粉末層２と鑞材粉末
層３との間に介在状態に配され、例えばアルミナ等のセ
ラミック粉末が耐摩耗性粉末４ａとして含有するように
設定されている。その組成は、合金粉末層２の成分に平
均粒径１３０μｍのＡｌ2Ｏ3粒を４〜２８重量％含有さ
せたものである。この耐摩耗性粉末４ａとしてのＡｌ 2
Ｏ3粒は、１．８〜４重量％程度がチタンによりコーテ
ィングしたものであることが好ましい。
層３との間に介在状態に配され、例えばアルミナ等のセ
ラミック粉末が耐摩耗性粉末４ａとして含有するように
設定されている。その組成は、合金粉末層２の成分に平
均粒径１３０μｍのＡｌ2Ｏ3粒を４〜２８重量％含有さ
せたものである。この耐摩耗性粉末４ａとしてのＡｌ 2
Ｏ3粒は、１．８〜４重量％程度がチタンによりコーテ
ィングしたものであることが好ましい。
【００１２】タービンブレード５は、前述したようにニ
ッケルをベースとした合金からなるものであるが、例え
ばインコネル７９２にハフニウムを添加したものであっ
てもよい。
ッケルをベースとした合金からなるものであるが、例え
ばインコネル７９２にハフニウムを添加したものであっ
てもよい。
【００１３】このような肉盛り用シート１をタービンブ
レード５に装着し、加熱処理することで、図４に示すよ
うに、タービンブレード５の先端に耐摩耗性粉末４ａを
含む成分調整層４を形成することができる。
レード５に装着し、加熱処理することで、図４に示すよ
うに、タービンブレード５の先端に耐摩耗性粉末４ａを
含む成分調整層４を形成することができる。
【００１４】〔肉盛り用シートの形成〕前述の組成を持
つ成分調整層４の材料（合金粉末）を、例えば鋼製の平
容器の上に充填し、その上に合金粉末層２の材料（合金
粉末）を充填して、合金粉末層２と成分調整層４とを合
わせた厚さが、例えば１．５ｍｍとなるように調整す
る。その後、真空炉中に挿入して１０-4torr程度の真空
雰囲気とし、１０５０℃程度の温度状態を２時間保持す
ることにより半硬化処理を行う。
つ成分調整層４の材料（合金粉末）を、例えば鋼製の平
容器の上に充填し、その上に合金粉末層２の材料（合金
粉末）を充填して、合金粉末層２と成分調整層４とを合
わせた厚さが、例えば１．５ｍｍとなるように調整す
る。その後、真空炉中に挿入して１０-4torr程度の真空
雰囲気とし、１０５０℃程度の温度状態を２時間保持す
ることにより半硬化処理を行う。
【００１５】前述の組成を持つ鑞材粉末層３にあって
も、材料の合金粉末を例えば鋼製の平容器の上に充填し
て固め、例えば０．０８ｍｍの厚さとする。その後、真
空炉中に挿入して、１０-4torr程度の真空雰囲気とし、
１０３２℃程度の温度状態を２時間保持することにより
半硬化処理を行う。
も、材料の合金粉末を例えば鋼製の平容器の上に充填し
て固め、例えば０．０８ｍｍの厚さとする。その後、真
空炉中に挿入して、１０-4torr程度の真空雰囲気とし、
１０３２℃程度の温度状態を２時間保持することにより
半硬化処理を行う。
【００１６】半硬化処理された合金粉末層２及び鑞材粉
末層３等にあっては、鑞材粉末層３と成分調整層４とを
相互に接触させた状態としたまま鋼製の蓋等により密封
し、例えば１７００気圧，１０００℃の条件下で３時間
程度、高温静水圧プレス処理を行うことにより、図２
（ａ）に示すような肉盛り用シート１を成形する。
末層３等にあっては、鑞材粉末層３と成分調整層４とを
相互に接触させた状態としたまま鋼製の蓋等により密封
し、例えば１７００気圧，１０００℃の条件下で３時間
程度、高温静水圧プレス処理を行うことにより、図２
（ａ）に示すような肉盛り用シート１を成形する。
【００１７】〔肉盛り用シートの切断〕肉盛り用シート
１を、図２の鎖線Ａで示すように切断して、図２の実線
に示す肉盛り用シート片１Ｂを形成する。ここで、肉盛
り用シート片１Ｂの形状は、図４に示すタービンブレー
ド５の先端横断面形状と等しく設定される。
１を、図２の鎖線Ａで示すように切断して、図２の実線
に示す肉盛り用シート片１Ｂを形成する。ここで、肉盛
り用シート片１Ｂの形状は、図４に示すタービンブレー
ド５の先端横断面形状と等しく設定される。
【００１８】〔肉盛り用シート片による肉盛り〕肉盛り
用シート片１Ｂをタービンブレード５の先端部分に装着
し、例えば真空炉中に挿入して、１０-5torr以下の真空
雰囲気，１〜２ｋｇ／ｃｍ2 の圧力，１１００℃の条件
下で４時間程度保持することにより固相焼結を行った
後、引き続き１２００℃の温度状態を２時間保持して液
相焼結を行い、その後、７６０℃に１６時間保持して拡
散接合を行う加熱処理を行ってから、自然冷却等で冷却
することにより、所望の特性を有するタービンブレード
５が得られることになる。
用シート片１Ｂをタービンブレード５の先端部分に装着
し、例えば真空炉中に挿入して、１０-5torr以下の真空
雰囲気，１〜２ｋｇ／ｃｍ2 の圧力，１１００℃の条件
下で４時間程度保持することにより固相焼結を行った
後、引き続き１２００℃の温度状態を２時間保持して液
相焼結を行い、その後、７６０℃に１６時間保持して拡
散接合を行う加熱処理を行ってから、自然冷却等で冷却
することにより、所望の特性を有するタービンブレード
５が得られることになる。
【００１９】以下、本発明に係る金属材の肉盛り用シー
ト及び金属材の肉盛り方法の第２実施形態を図５に基づ
いて説明する。図５において、符号６は被肉盛り部（ケ
ーシング）である。
ト及び金属材の肉盛り方法の第２実施形態を図５に基づ
いて説明する。図５において、符号６は被肉盛り部（ケ
ーシング）である。
【００２０】該第２実施形態における肉盛り用シート１
は、合金粉末層２と鑞材粉末層３とのみを積層構造とし
たものであり、合金粉末層２とケーシング６とはニッケ
ルベースの合金とされている。この実施形態にあって
も、ニッケルベースの合金粉末として、前述の第１実施
形態の組成を持つものが適用される。鑞材粉末層３にあ
っても、前述の第１実施形態の組成を持つものが適用さ
れる。
は、合金粉末層２と鑞材粉末層３とのみを積層構造とし
たものであり、合金粉末層２とケーシング６とはニッケ
ルベースの合金とされている。この実施形態にあって
も、ニッケルベースの合金粉末として、前述の第１実施
形態の組成を持つものが適用される。鑞材粉末層３にあ
っても、前述の第１実施形態の組成を持つものが適用さ
れる。
【００２１】なお、ケーシング６は、ニッケルをベース
とした合金として、例えばインコネル７１８ とされ、
図５（ａ）に示すように、発生したクラック等の欠陥部
を予め切削し除去した状態とされる。
とした合金として、例えばインコネル７１８ とされ、
図５（ａ）に示すように、発生したクラック等の欠陥部
を予め切削し除去した状態とされる。
【００２２】このような肉盛り用シート１を、図５
（ｂ）に示すように、ケーシング６に装着し、加熱処理
することにより、ケーシング６の欠陥部に肉盛りを行う
ことができる。
（ｂ）に示すように、ケーシング６に装着し、加熱処理
することにより、ケーシング６の欠陥部に肉盛りを行う
ことができる。
【００２３】〔肉盛り用シートの形成〕第２実施形態に
おける肉盛り用シート１は、第１実施形態のものと比較
して、成分調整層４の部分が省略されており、ケーシン
グ６の切削部分の形状に合わせて使用される。
おける肉盛り用シート１は、第１実施形態のものと比較
して、成分調整層４の部分が省略されており、ケーシン
グ６の切削部分の形状に合わせて使用される。
【００２４】以下、第１実施形態の場合と同様に、固相
焼結、液相焼結、拡散接合の加熱処理を行い、冷却後、
図５（ｃ）に示すように、研磨等の表面処理を行うこと
により所望の補修が終了する。
焼結、液相焼結、拡散接合の加熱処理を行い、冷却後、
図５（ｃ）に示すように、研磨等の表面処理を行うこと
により所望の補修が終了する。
【００２５】
【発明の効果】本発明の金属材の肉盛り用シート及び金
属材の肉盛り方法によれば、以下の効果を奏する。 （１）肉盛り用シートを形成した後に、被肉盛り部に装
着して肉盛り処理を行うため、肉盛り部分の肉厚精度を
向上させることができる。 （２）鑞材と構成材とを組み合わせた状態の肉盛り用シ
ートを利用することにより、組織の配分比を正確に設定
し、肉盛り部分の強度を向上させることができる。 （３）耐摩耗性粉末を含有した成分調整層等、用途に応
じた層が形成可能なため、肉盛り材の機能性を向上する
ことができる。 （４）肉盛りシートを切断する際に、複数層を被肉盛り
部の形状に合わせることが容易になり、作業性を向上す
ることができる。 （５）上記により、コストの削減を図ることができる。
属材の肉盛り方法によれば、以下の効果を奏する。 （１）肉盛り用シートを形成した後に、被肉盛り部に装
着して肉盛り処理を行うため、肉盛り部分の肉厚精度を
向上させることができる。 （２）鑞材と構成材とを組み合わせた状態の肉盛り用シ
ートを利用することにより、組織の配分比を正確に設定
し、肉盛り部分の強度を向上させることができる。 （３）耐摩耗性粉末を含有した成分調整層等、用途に応
じた層が形成可能なため、肉盛り材の機能性を向上する
ことができる。 （４）肉盛りシートを切断する際に、複数層を被肉盛り
部の形状に合わせることが容易になり、作業性を向上す
ることができる。 （５）上記により、コストの削減を図ることができる。
【図１】 本発明に係る金属材の肉盛り用シートの第１
実施形態を示す正断面図である。
実施形態を示す正断面図である。
【図２】 図１の肉盛り用シートの切断状況を示す斜視
図である。
図である。
【図３】 本発明に係る金属材の肉盛り方法の第１実施
形態を示すタービンブレードの斜視図である。
形態を示すタービンブレードの斜視図である。
【図４】 図３のタービンブレードの先端部を拡大した
断面図である。
断面図である。
【図５】 本発明に係る金属材の肉盛り方法の第２実施
形態を工程順に示す正断面図である。
形態を工程順に示す正断面図である。
１…肉盛り用シート，１Ｂ…肉盛り用シート片，２…合
金粉末層（肉盛り金属層），３…鑞材粉末層（鑞材
層），４…成分調整層，４ａ…耐摩耗性粉末，５…被肉
盛り部（タービンブレード），６…被肉盛り部（ケーシ
ング）
金粉末層（肉盛り金属層），３…鑞材粉末層（鑞材
層），４…成分調整層，４ａ…耐摩耗性粉末，５…被肉
盛り部（タービンブレード），６…被肉盛り部（ケーシ
ング）
Claims (8)
- 【請求項１】 異なった組成を持つ複数の層を有し、肉
盛り用金属成分を有する合金粉末層（２）と、該合金粉
末層に一体に形成される鑞材粉末層（３）とからなるこ
とを特徴とする金属材の肉盛り用シート。 - 【請求項２】 合金粉末層（２）が、被肉盛り部（５，
６）の金属と同系統の金属をベースとする合金からなる
ものとされることを特徴とする請求項１記載の金属材の
肉盛り用シート。 - 【請求項３】 合金粉末層（２）と鑞材粉末層（３）と
の間に、成分調整層（４）を介在させることを特徴とす
る請求項１または２記載の金属材の肉盛り用シート。 - 【請求項４】 成分調整層（４）が、耐摩耗性粉末（４
ａ）を含有することを特徴とする請求項１、２または３
記載の金属材の肉盛り用シート。 - 【請求項５】 耐摩耗性粉末（４ａ）がセラミック粉末
とされることを特徴とする請求項４記載の金属材の肉盛
り用シート。 - 【請求項６】 合金粉末層（２，４）と鑞材粉末層
（３）とを有する肉盛り用シート（１）を被肉盛り部
（５，６）の形状に合わせて切断する工程と、肉盛り用
シートを被肉盛り部の金属表面に装着し加熱処理する工
程とを有することを特徴とする金属材の肉盛り方法。 - 【請求項７】 肉盛り用シート（１）における鑞材粉末
層（３）を被肉盛り部（５，６）の表面に接触状態に装
着することを特徴とする請求項６記載の金属材の肉盛り
方法。 - 【請求項８】 加熱処理が、固相焼結温度と、液相焼結
温度の状態を含む温度状態によって処理されることを特
徴とする請求項６または７記載の金属材の肉盛り方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26328996A JPH10110203A (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 金属材の肉盛り用シート及び金属材の肉盛り方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26328996A JPH10110203A (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 金属材の肉盛り用シート及び金属材の肉盛り方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10110203A true JPH10110203A (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=17387410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26328996A Pending JPH10110203A (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 金属材の肉盛り用シート及び金属材の肉盛り方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10110203A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000225475A (ja) * | 1998-11-02 | 2000-08-15 | General Electric Co <Ge> | タ―ビンブレ―ドに耐磨耗性物質を施す方法、および耐磨耗性物質を有するタ―ビンブレ―ド |
| JP2005205449A (ja) * | 2004-01-22 | 2005-08-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | クラッド材の製造方法 |
| JP2018154915A (ja) * | 2016-12-12 | 2018-10-04 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 不均質組成物、不均質組成物を含む物品、および物品の形成方法 |
-
1996
- 1996-10-03 JP JP26328996A patent/JPH10110203A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000225475A (ja) * | 1998-11-02 | 2000-08-15 | General Electric Co <Ge> | タ―ビンブレ―ドに耐磨耗性物質を施す方法、および耐磨耗性物質を有するタ―ビンブレ―ド |
| JP2005205449A (ja) * | 2004-01-22 | 2005-08-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | クラッド材の製造方法 |
| JP2018154915A (ja) * | 2016-12-12 | 2018-10-04 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 不均質組成物、不均質組成物を含む物品、および物品の形成方法 |
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