JPH11229108A - 溶射コーティングを施すための方法及びこの方法で形成されたガスタービンエンジンのブレード - Google Patents

溶射コーティングを施すための方法及びこの方法で形成されたガスタービンエンジンのブレード

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JPH11229108A
JPH11229108A JP10336421A JP33642198A JPH11229108A JP H11229108 A JPH11229108 A JP H11229108A JP 10336421 A JP10336421 A JP 10336421A JP 33642198 A JP33642198 A JP 33642198A JP H11229108 A JPH11229108 A JP H11229108A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスタービンエンジン内の基体に溶射コーテ
ィングを施す方法を改善する。 【解決手段】 基体に溶射コーティングを施す方法は、
ロータブレード１０を軸を中心に回転可能となっている
固定具１２内に配置し、ブレード１０の先端部に対して
コーティング媒体を噴射する装置１４内で軟化したコー
ティング媒体粒子を含むスプレーを形成し、このスプレ
ーにブレード１０を通過させることを含む。処理パラメ
ータを含む種々の処理に関する詳細を変更することによ
って、溶射コーティングを制御可能に施すことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基体上に制御可能
に溶射コーティングを施す技術に関し、特に、ガスター
ビンエンジンのロータブレードの先端部に複数のコーテ
ィング層を施す技術に関する。
【０００２】本発明は、本出願人が共有し、係属中の同
日出願である、フレーリング等による米国出願第０８／
９９４，９２６号、名称「溶射コーティングの組成」、
ツァショースキー及びディアスによる米国出願第０８／
９９４，６８０号、名称「回転機械のエアフォイルを配
置するためのツーリングアセンブリ」、ツァショースキ
ーとディアスによる米国出願第０８／９９４，６７６
号、名称「エアフォイル表面を保護するためのシールド
及び方法」、及びツァショースキーとディアスによる米
国出願第０８／９９４，６６２号、名称「流れ案内アセ
ンブリの先端部にコーティングを施すための方法」に関
連する。
【０００３】
【従来の技術】大型のガスタービンエンジンは、航空機
の推進力及び地上での発電に広く使用されている。この
ような大型のガスタービンエンジンは、軸流タイプであ
り、圧縮セクション、燃焼セクション、及びタービンセ
クションを含む。また、圧縮セクションの前には、通常
ファンセクションが含まれる。作動媒体ガスのための環
状流路は、エンジンのこれらのセクションを通じて延び
る。それぞれのファンセクション、圧縮セクション、及
びタービンセクションは、シャフトに固定された複数の
ディスクを有し、これらのディスクからは、複数のエア
フォイル形状のブレードが径方向に突出している。中空
のケースがこれらの種々のエンジンセクションを取り囲
む。複数の固定ベーンが各ディスクの間に配置されてお
り、これらのベーンは、ディスクを取り囲むケースアセ
ンブリから内向きに突出している。
【０００４】ファンセクション、圧縮セクション、及び
タービンセクションの作動時には、作動媒体ガスは、軸
方向に流れるに従って可動ブレードと固定ベーンとの間
を交互に導かれる。ファンセクション及び圧縮セクショ
ンでは、空気が圧縮され、この圧縮空気は、燃料と混合
され、高圧で高温のガスを提供するために燃焼セクショ
ンで燃焼される。作動媒体ガスは、続いてタービンセク
ションを通って流れ、ここでブレードを有するタービン
ディスクの回転によってエネルギが抽出される。このエ
ネルギの一部は、圧縮セクション及びファンセクション
を作動するために使用される。
【０００５】エンジン効率は、ガス流と可動及び固定エ
アフォイルとの間の相互作用が最大となるようにガス流
の漏れを最小にすることができるかどうかによって、か
なりの程度決まってくる。効率低下の主な要因は、圧縮
機ブレードの先端部の周囲におけるブレード先端部とエ
ンジンケースとの間のガスの漏れである。従って、漏れ
を減少させることによって効率性を改善する手段は、ま
すます重要となっている。かなりせまい許容範囲内でか
み合うように、ブレード先端部とエンジンケースとを製
造することによって、はめ合い部分の許容差を小さくす
ることはできるが、この製造工程は、大変な費用及び時
間がかかる。更に、ブレード先端部とエンジンケースと
を合わせて形成したアセンブリが、作動時と同様の高温
環境及び回転力にさらされた場合に、ブレード先端部と
エンジンケース部材との膨張係数が異なることによって
間隙が増加または減少してしまうおそれがある。間隙が
大きく減少すると、ブレードとハウジングとが接触し、
これらの部材間の摩擦によって生じる熱で温度が大きく
上昇し、一方または両方の部材が損傷されるおそれがあ
る。一方、間隙が増加すると、圧縮機のブレードとハウ
ジングとの間をガスが漏れ出てしまうことにより効率が
低下してしまう。
【０００６】効率を高めるための一つの試みとしては、
圧縮機ハウジングの内部面に適切な材料によるアブレイ
ダブルコーティングを施すことである。このコーティン
グが摩耗すると、ブレード先端部とハウジングとの間に
溝が形成される。ブレード先端部とハウジングとの間の
漏れは、この溝内の空気流に制限される。ブレード先端
部がその内部で移動可能となるせまいはめ合い溝を形成
することができるように、圧縮機ハウジングの内径に圧
縮機ブレードの摩擦接触によって摩耗可能なアブレイダ
ブルコーティングを施すために種々の技術が使用されて
きた。これにより、コーティングされたアセンブリが高
温でかつ応力の高い環境に置かれた場合に、ブレード及
びケースは、ブレード先端部とハウジングとの間で大き
なガスの漏れを生じさせることなく膨張または縮小する
ことができる。
【０００７】しかし、ブレード先端部が、圧縮機ハウジ
ングの内部面に施されたコーティングと接触した時に劣
化しないことが重要である。アブレイダブルシールと擦
れるブレード先端部の耐久性を向上させるために、ブレ
ード先端部の面に種々の方法によって研磨層を施すこと
もある。例えば、粉末や金技術、プラズマ溶射技術、及
び電気めっき技術を含むブレード先端部に研磨層を設け
るための種々の技術を提案するルッツ等に付与された米
国特許第４，８０２，８２８号、金属母材の融解及び凝
固を制御することで研磨材を構成するセラミック粒子を
金属母材へ適用する方法を教示するシェーファー等に付
与された米国特許第４，７３５，６５６号、及び超合金
のガスタービンブレードの先端部に研磨層を施すための
焼結処理を教示するシェーファー等に付与された米国特
許第４，８５１，１８８号を参照されたい。
【０００８】プラズマ溶射の装置や技術は、基体に保護
コーティングを施す技術としては周知である。このよう
な装置は、シーベン等に付与された米国特許第３，１４
５，２８７号、名称「プラズマフレーム発生装置及び溶
射ガン」に開示されている。この特許の教示によると、
プラズマを形成するガスは、電気アークの周囲にシース
（ｓｈｅａｔｈ）を形成する。ガスのシースは、アーク
を収縮させてアークがノズル内を下に向かって途中まで
延びるようにする。ガスは、プラズマ状態に電解され、
アーク及びノズルから熱いプラズマ流として放出され
る。熱いプラズマ流内には、粉末が注入され、コーティ
ングされる基体の表面にこれらの粉末が噴射される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】コウチャに付与された
米国特許第３，８５１，１４０号、名称「プラズマ溶射
ガン及び基体にコーティングを施すための方法」と、ミ
ューヘルベルガー等に付与された米国特許第３，９１
４，５７３号、名称「マッハ１からマッハ３の速度のプ
ラズマ流への放出による熱によって軟化した粒子のコー
ティング」とは、最新のコーティング技術を開示してい
る。
【００１０】上記技術にも拘わらず、出願人の支持の下
で働く科学者や技術者は、ガスタービンエンジン内の基
体に溶射コーティングを施す処理を改善しようとしてい
る。特に、プラズマ溶射装置を使用した溶射コーティン
グの噴射時間を短縮し、溶射コーティングに影響を与え
る流れのパラメータにおける変動を許容することができ
る処理を生み出すそうとしている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によると、ガスタ
ービンエンジンのロータブレードに溶射コーティングを
制御可能に施すための方法は、軸を中心として回転可能
となっている保持固定具内にロータブレードを配置し、
コーティング媒体を噴射する装置内で軟化したコーティ
ング媒体粒子を含むスプレーを形成することを含む。ま
た、回転軸の周りでロータブレードの先端部を回転させ
て、ブレードが軟化したコーティング材料粒子のスプレ
ーを通過するようにし、ブレード先端部がスプレーを通
過する度にコーティング層が各ロータブレードに順次堆
積されるようにすることによって、処理パラメータにお
ける変動が複数のブレード上に分散されるようにロータ
ブレードの先端部にコーティングを施すことが含まれ
る。本発明によると、この処理は、軟化したコーティン
グ媒体粒子を含むスプレーを形成することを含み、この
スプレーは、少なくともブレードの周方向の幅と同じ寸
法である周方向の幅を有する。
【００１２】本発明によると、この処理は、コーティン
グ時にロータブレード先端部及び固定具を高温まで加熱
することを含む。
【００１３】本発明に係る一実施例では、この処理は、
ブレード先端部上の隣接点が、作動しているエンジンに
おけるブレード先端部の回転面と実質的に平行な回転面
にほぼ一致するように、回転軸を中心に回転可能となっ
ている保持固定具内にブレードを周方向に配置すること
を含む。
【００１４】本発明に係る特定の実施例では、溶射ガン
等の溶射コーティングを形成して噴射するための装置
を、第一の位置及び第二の位置との間で固定具の回転面
に実質的に平行に移動させる工程が含まれる。この工程
により、ブレード先端部が溶射ガンの前を通過する度に
溶射コーティングの薄層が先端部に施され、このような
層が積み重なって複数層となり、鉛直方向の微視亀裂を
含むスプラット構造が形成される。
【００１５】本発明の主要な特徴は、ブレード用の回転
保持固定具とコーティング媒体を形成して噴射するため
の装置との間の相対的な運動である。他の特徴は、ブレ
ード先端部のコーティングを受ける点が、固定具の回転
軸の周りで円を描くように、ブレードを保持固定具内に
配置するとともに回転させることである。一実施例で
は、この保持固定具は、先端部の隣接点が、作動してい
るエンジンにおけるブレード先端部の回転面と実質的に
平行な回転面にほぼ一致するように回転される。また、
他の特徴は、溶射コーティングを形成して噴射する装置
を第一の位置と第二の位置との間で移動させる工程であ
る。一実施例では、溶射コーティング装置は、固定具の
回転面に対して実質的に平行な方向に移動する。更に他
の特徴は、溶射コーティング装置及びプラズマガス流の
前にブレードを通過させることによって、ブレードを最
適な温度まで熱することである。また、更に他の特徴
は、軟化したコーティング媒体粒子のスプレーにブレー
ドを通過させることによってコーティング媒体を施すこ
とである。他の特徴は、各コーティング層を独立した供
給源によって施した後に、溶射ガンから遠ざけることに
よってブレードを冷却することを含む。また、他の特徴
は、ブレードがガンから回転によって離れるに従って、
独立した冷却空気供給源をブレード先端部に向けること
でブレードを冷却することである。本発明の更に他の特
徴は、ブレードがプラズマガス流に再び入る前に独立し
た熱供給源によってブレードを加熱することである。ま
た、更に他の特徴は、複数のコーティング層を施すため
に制御処理パラメータを使用することである。これらの
パラメータには、コーティングを提供する装置（例えば
溶射ガン）に対する保持固定具の相対的な速度、溶射ガ
ンからブレード先端部までの距離、コーティング粉末の
供給速度、プラズマガス流の流れ、及び溶射ガンの出力
が含まれる。
【００１６】本発明の主な利点は、ロータブレード先端
部に施されるコーティングの質が高いことであり、これ
は、先端部に対して噴射される粒子の流れに影響を与え
る処理の流れパラメータに変動があった場合にそれが複
数のロータブレードにわたって分散される処理を使用し
ているためである。これにより、本発明のコーティング
処理は、１つのブレードのみが変動の影響を受ける処理
に比べて処理の変動による影響を受けにくい。他の利点
は、制御パラメータを使用することによって、再現性及
び信頼性のある工程を得ることができる点である。この
処理は、基体表面にコーティングを繰り返し施すために
使用することができる。
【００１７】更に他の利点は、所定時間で多数のブレー
ドの表面に容易にかつ迅速にコーティングを施すことが
できる点である。これは、保持固定具の大きさ及び複数
のブレードを取り扱うことができる処理による。複数の
ブレードを収容する保持固定具を使用することにより、
固定に要する時間を短縮することができる。本発明の一
実施例のもう一つの利点は、他の基体加熱装置を用いな
いで、基体にコーティングを施すことのできる点であ
る。コーティングの溶射時には、プラズマガス及び溶融
コーティング粉末によって必要な熱の最適な量が基体に
伝達される。ロータブレードは、このコーティング処理
において過熱されない。これにより、基体のミクロ構造
または特性を変更することなくロータブレードにコーテ
ィングを施すことができる。
【００１８】本発明に係る上記の及び他の目的、特徴、
及び利点は、発明の実施例を示した以下の発明の実施の
形態及び添付図面によってより明らかとなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図２は、コーティング媒体粒子を
形成して噴射するための装置と保持固定具とを示してい
る。圧縮機ブレード１０等の複数の回転ブレードは、円
筒形の保持固定具１２内に配置されている。保持固定具
１２は、回転軸Ａｒを有する。保持固定具１２は、かな
りの数のブレード１０を収容することができ、最大で段
の全ブレードを収容することができる。固定具１２の直
径は、約１８〜３６インチ（４５７〜９１４ミリ）の範
囲であり、エンジン流路の寸法にほぼ一致するように約
２０〜２８インチ（５０８〜７１１ミリ）であることが
望ましい。固定具１２は、寸法が大きいので、段の全て
のブレードを収容することができる。回転軸Ａｒからブ
レード１０までの半径がブレード１０の作動半径と同じ
半径となるようにその先端部を配置する固定具１２を選
択することによって、先端部の位置がエンジン内の半径
とほぼ一致するようにすることができる。
【００２０】各ロータブレード１０は、根部とプラット
フォームとを有する。エアフォイルは、プラットフォー
ムから延び、先端部が終端となる。各エアフォイルは、
前縁と後縁とを有する。負圧面と正圧面とは、これらの
縁の間を延びる。ブレード１０は、ブレード１０の先端
部上の点が保持固定具１２の回転軸の周りで円を描くよ
うに配置される。ブレード１０の先端部は、固定具１２
から外向きに面している。
【００２１】溶射コーティング装置１４として示されて
いるブレード１０の先端部に粒子を噴射するための装置
は、固定具１２に近接する。溶射コーティング装置１４
は、溶射ガン１６を含み、この溶射ガンは、層を施すた
めに円筒形の固定具１２の外径に配置されている。この
溶射ガン１６は、固定具１２とは異なる方向に移動可能
である。溶射コーティング装置１４は、溶融酸化ジルコ
ニウム粒子など溶融粒子を含む熱せられたプラズマを形
成する。これらの溶融粒子は、固定具１２内に配置され
たブレード１０に向かって熱せられたプラズマガス流内
に放出される。一つの実施例では、ブレード１０の先端
部上の隣接点が、作動中のエンジン内でブレード１０の
先端部が描く回転面に実質的に平行な回転面にほぼ一致
するように固定具１２内に配置される。ブレード１０が
回転するに従って、ガン１６が固定具１２の回転面に実
質的に平行な方向に上下移動し、ブレード１０に順次コ
ーティングを施す。
【００２２】施される研磨性コーティングの厚みは、基
体の適用によって異なる。圧縮機及びブラシシールに適
用される場合には、研磨層は、５〜４０ｍｉｌ（０．１
３〜１．０２ミリ）の範囲の厚みを有してもよい。
【００２３】図３は、図２の３−３線に沿った拡大図で
あり、粒子を形成してこれを噴射するための装置１４か
ら噴射されるプラズマ溶射スプレーと固定具１２内に配
置されたブレード１０の先端部との関係を示している。
溶射スプレーの周方向の幅は、ブレード１０の周方向の
幅と同じ幅からブレード１０の周方向の幅の１０倍の幅
までの範囲とすることができる。これにより、ブレード
１０のエアフォイルの負圧面及び正圧面に均一に溶射コ
ーティングを施すことができる。スプレーしぶき（ｏｖ
ｅｒｓｐｒａｙ）の現象は、周知であり、固定されたブ
レード１０の先端部に対して真っすぐにコーティングを
溶射する処理でも生じる。しかし、本発明の処理によっ
て生じるスプレーしぶきによって、従来の処理に比べて
均一により多くのエアフォイル表面積にコーティングが
施される。エアフォイル表面に施されるスプレーしぶき
によって、溶射コーティングがブレード１０上により強
く付着する。スプレーしぶきによって、先端部自体とと
もにブレード１０の前縁及び後縁やこれらの隣接する負
圧面及び正圧面の領域にコーティングを施すことによ
り、前縁や後縁でコーティングが欠けることのない、よ
り耐久性のあるブレード１０の先端部を得ることができ
る。
【００２４】本発明の処理工程は、（ボンドコートの表
面に対して実質的に垂直な）鉛直方向の微視亀裂を生ず
るように制御され、ガン１６の種類や固定具１２の寸法
等の変動の影響を受ける。鉛直方向の微視亀裂は、上部
コーティング層を貫き、ボンドコート層まで延びること
がある。鉛直方向の微視亀裂は、基体表面には達しな
い。処理工程は、特定のパラメータを選択することも含
む。これらのパラメータには、予め選択した速度での固
定具１２の回転、基体に対するガン１６の角度設定、予
め選択した移動速度でのガン１６の移動、予め選択した
温度への基体の加熱、予め選択した速度でのコーティン
グ粉末の注入、予め選択した流量の搬送ガス及びプラズ
マガスの放出が含まれる。これらのパラメータは、全て
コーティングの構造に影響を与えるので、圧縮機ブレー
ド１０または他の基体に均一なコーティングを提供する
ように調整することが必要となる。一般に、ガン１６か
ら基体までの距離が近いことと、溶射ガン１６の出力が
比較的高いことの条件が組合わさることによって、所望
の鉛直セグメンテーション即ちコーティング構造の微視
亀裂を得ることができるということが分かっている。こ
こで挙げたパラメータは、プラズマテクニック社(Plasm
a Technics,Inc.)より購入され、現在ニューヨーク、ウ
ェストベリーに施設を所有するサルツァメトコ社(Sulze
r Metco)によって供給されているＦ−４モデルエアプラ
ズマ溶射ガンと、基体の形状によって異なる種々の直径
の円筒形固定具１２と、を使用する場合に合わせて調整
したものである。理解されるように、これらのパラメー
タは、異なる溶射ガン１６または固定具１２が使用され
た場合に変動し得る。従って、ここで挙げたパラメータ
は、異なる作動条件のために他の適切なパラメータを選
択する基準として使用することができる。
【００２５】図１のフローチャートのように溶射コーテ
ィングを制御しながら施す処理は、まず、ブレード１０
の先端部がきれいでかつ露出した状態であり、エアフォ
イルと根部との表面が一般にマスキングによって保護さ
れているブレード１０を用意することから始まり、いく
つかの関連する工程を含む。ブレード１０の先端部に研
磨層を施す前に従来の洗浄及び前処理を行うことが必要
である。本発明の実施において、例えば図示したような
ブレード１０の先端部の表面には、続いて施されるコー
ティング材料の付着を高めるために洗浄及び粗面処理が
行われる。このような洗浄は、粉末状または液体状の研
磨粒子を使用する蒸気または空気ブラストタイプの処理
等の機械的な研磨を含むことができる。
【００２６】表面を洗浄する前に、ツァショースキーと
ディアスによる米国出願第０８／９９４，６７６号、名
称「エアフォイル表面を保護するためのシールド及び方
法」で開示されているように、ブレード１０には、適切
にマスクが施される。
【００２７】上記処理は、ブレード１０の先端部に向か
って軟化したボンドコート媒体粒子を含むスプレーを噴
射することを含む。コーティング媒体を噴射する工程
は、溶射コーティング装置１４内で軟化したボンドコー
ト媒体粒子を含むスプレーを形成することを含む。この
工程には、ボンドコート粉末と搬送ガスとを高温のプラ
ズマガス流内へ放出することが含まれる。プラズマガス
流内では、粉末粒子は溶解するとともに基体に向かって
加速される。通常、十分な軟度及び量のボンドコートを
提供することができるように粉末供給速度を調整する必
要がある。ボンドコートの粉末供給速度は、３０〜５５
グラム／分の範囲である。搬送ガス（アルゴンガス）の
流れは、粉末を加圧下に保つとともに粉末の供給を容易
にするために使用される。この搬送ガス流の流量は、４
〜８標準立法フィート／時（１．９〜３．８標準リット
ル／分）の範囲である。標準的な条件とは、ここでは、
おおよそ室内温度（７７°Ｆ）で約１気圧（７６０ｍｍ
Ｈｇ）（１０１ｋＰａ）であると定義される。
【００２８】プラズマガス流を形成するガスは、一次ガ
ス（アルゴンガス）と二次ガス（水素ガス）とを含む。
二次ガスとしてヘリウムガスを使用することもできる。
ガン１６の一次ガス流量は、７５〜１１５標準立法フィ
ート／時（３５〜５４標準リットル／分）の範囲であ
り、二次ガス流量は、１０〜２５標準立法フィート／時
（４．７〜１２標準リットル／分）の範囲である。溶射
ガン１６の出力は、通常３０〜５０キロワットの範囲で
ある。
【００２９】上記処理は、続いて、軟化したボンドコー
ト媒体を含むスプレーを、ブレード１０の先端部から約
４〜６インチ（１０２〜１５２ミリ）離間した距離で第
一の位置から第二の位置まで移動させる工程を含む。一
実施例では、溶射ガン１６は、保持固定具１２の回転面
に対して実質的に平行な方向に移動される。ボンドコー
ト溶射中の溶射ガン１６の移動速度は、６〜１２インチ
／分（１５２〜３０５ミリ／分）の範囲である。
【００３０】更に、上記処理は、固定具１２をその回転
軸を中心に回転させることによって、軟化したボンドコ
ート粒子を含むスプレーにブレードを通過させることを
含む。この工程は、溶射ガン１６及び熱いプラズマガス
流の前にブレード１０を通過させることでブレード１０
を２００〜４５０°Ｆの温度まで熱することを含む。軟
化したボンドコート媒体粒子を含むスプレーにブレード
１０を通過させる工程は、ブレード１０及び堆積したコ
ーティング層を溶射ガン１６から回転によって遠ざける
ことによって冷却することも含む。ブレード１０の冷却
は、冷却空気流または冷却ジェットをブレード１０また
は固定具１２に向けることによって更に行うことができ
る。ブレード１０がコーティング媒体粒子を含むスプレ
ーに入る前にブレード１０を加熱するための独立した熱
供給源を設けることもできる。この独立した熱供給源に
よって、熱を供給するように溶射ガン１６を調節するこ
となくブレード１０温度を制御することができる。ボン
ドコートの溶射時には、円筒形の固定具１２は、２０〜
７５回転／分の範囲の速度で回転する。この回転速度
は、基体の直径によって異なる。ブレード１０の表面速
度（ｓｕｒｆａｃｅｓｐｅｅｄ）は、通常１２５〜３０
０平方フィート／分の範囲である。
【００３１】コーティング処理は、続いて軟化したトッ
プコート媒体粒子を含むスプレーを形成する工程を含
む。この工程は、トップコート粉末及び搬送ガスを高温
のプラズマガス流内に放出することを含む。通常は、注
入される混合物の量が基体を覆うのに十分であり、かつ
溶解及び亀裂の形成を減少させる量よりも少なくなるよ
うに、粉末供給速度を調整する必要がある。トップコー
トの粉末供給速度は、１５〜４０グラム／分の範囲であ
る。搬送ガス（アルゴンガス）の流れは、粉末を加圧下
に保つとともに粉末の供給を容易にするために使用され
る。この搬送ガス流の流量は、４〜８標準立法フィート
／時（１．９〜３．８標準リットル／分）の範囲であ
る。上記したように標準的な条件とは、ここでは、おお
よそ室内温度（７７°Ｆ）で約１気圧（７６０ｍｍＨ
ｇ）（１０１ｋＰａ）であると定義される。
【００３２】軟化したトップコート媒体粒子を含むスプ
レーを形成する工程は、回転する固定具１２に向かうプ
ラズマ流の方向と逆方向の速度成分を粉末に与えるよう
にトップコート粉末を斜めに注入することを含む。保持
固定具１２の回転軸に垂直な面に対する溶射の角度は、
６５〜８５°の範囲である。この注入の角度によって、
プラズマプルーム（ｐｌａｚｍａ ｐｌｕｍｅ）に向か
って粉末が戻るようにトップコート粉末が注入され、こ
れにより、プラズマガス流内における粉末の滞留時間が
延長される。プラズマガス流内での滞留時間が延長され
ることにより、粉末粒子がより融解しやすくなる。
【００３３】ガン１６内の一次ガス（アルゴンガス）の
流れは、５０〜９０標準立法フィート／時（２４〜４３
標準リットル／分）の範囲である。同様に、ガン１６内
の二次ガス（水素ガス）の流れは、１０〜３０標準立法
フィート／時（４．７〜１４標準リットル／分）の範囲
である。溶射ガン１６の出力は、通常３０〜５０キロワ
ットの範囲である。
【００３４】上記処理は、更に、ブレード１０の先端部
から約３〜４インチ（７６〜１０２ミリ）離間した位置
において軟化したトップコート媒体のスプレーを第一の
位置から第二の位置まで保持固定具１２の回転基準平面
に対して実質的に垂直に移動させる工程を含む。溶射時
において、各部材にわたって溶射ガン１６が移動する速
度は、２〜１０インチ／分（５０．８〜２５４ミリ／
分）の範囲である。ガン１６から基体までの距離は、基
体表面の温度レベルを適切に保つために変更することが
できる。十分な鉛直方向の微視亀裂を形成するには、ガ
ン１６と基体との間の距離が短いことが必要となる。
【００３５】この工程は、更に、固定具１２をその回転
軸を中心に回転させることによって、軟化したトップコ
ート粒子を含むスプレーにブレードを通過させることを
含む。この工程は、溶射ガン１６の前にブレード１０を
通過させることでブレード１０を熱することを含む。ト
ップコートの溶射温度とは、トップコートの溶射時に測
定される基体の温度である。この溶射温度は、３００〜
８５０°Ｆの範囲で変動させることができる。実際の溶
射温度は、所定温度の約±５〜１０％の比較的一定のレ
ベルに保たれることが望ましい。この所定温度は、コー
ティングが施されるエンジン要素の寸法及びトップコー
トが溶射される基体によって異なる。
【００３６】軟化した粒子を含むスプレーにブレード１
０を通過させる工程は、ブレード１０を冷却する工程を
含む。更に、堆積温度を制御するために外部冷却を行う
こともできる。
【００３７】上記処理によって、運転状態においてブレ
ード１０が回転する場合に描く回転面に対して実質的に
平行な回転面で、ブレード１０の先端部にボンドコート
及びトップコートの層が順次堆積される。現象として
は、完全に解明されてはいないが、エンジンの作動時に
おけるコーティング層の回転面に対して実質的に平行
に、一層ずつコーティングを施すと、径方向に比較的均
一な微視亀裂が提供され、この点で有利であると考えら
れている。径方向に比較的均一な微視亀裂により、作動
状態におけるコーティング構造の応力が比較的均一とな
る。
【００３８】ボンドコート媒体は、耐酸化性のコーティ
ングを提供する。ボンドコート材料は、通常ニッケル−
アルミニウム合金である。しかし、ボンドコート媒体
は、ＭｃｒＡｌＹまたはその他の耐酸化性材料から構成
されてもよい。
【００３９】使用されるトップコート媒体は、実質的に
１１〜１４重量％のイットリアによって構成され、残部
は主にジルコニアである。このトップコートの組成にイ
ットリアが多く含まれていることにより、トップコート
セラミック材料の温度の安定性が高まるとともに腐食耐
性が向上する。トップコート材料の安定性が向上するこ
とによって、この材料がはく離するおそれが低下する。
従って、基体材料は、周囲の環境条件における硫化物や
塩から保護された状態に保たれる。
【００４０】更に、高い割合でイットリアを含むトップ
コート材料は、低い割合のイットリアを含む材料に比べ
てより低い熱伝導率を有する材料を提供することができ
る。１１〜１４重量％のイットリアの熱伝導率は、約
１．１５ワット／メートル−ケルビンである。これに対
して、７〜９重量％のイットリアを含むコーティングの
熱伝導率は、１．４ワット／メートル−ケルビンであ
る。コーティングの低い熱伝導率は、作動中のエンジン
においてブレード１０の先端部がエンジンケースの内面
と接触した場合に有利となる。このような接触によっ
て、接触面に急激に摩擦熱が加えられる。この熱は、除
去する必要がある。１１〜１４重量％のイットリアを含
むブレード１０の先端部におけるコーティングの熱伝導
率が比較的低いために、ブレード１０の先端部からの熱
伝達は、対流及び放射によって行われる。熱は、伝導に
よって除去されない。従って、低い重量％のイットリア
を含む組成でコーティングされた基体に比較すると、熱
伝導率が低いコーティングでは、ボンドコートまで熱が
伝達されず、即ち基体まで熱が伝達されないので、基体
温度が低くなる。よって、金属基体の特性は、圧縮機ブ
レード１０の先端部の場合と同様に、熱によって影響を
受けず、コーティングが良好な状態に保たれる。
【００４１】本発明の主な利点は、ロータブレード１０
の先端部に施されるコーティングの質が高いことであ
る。これは、先端部に対して噴射される粒子の流れに影
響を与える処理の流れパラメータに変動が生じた場合
に、それが複数のロータブレード１０にわたって分散さ
れる方法を使用しているためである。固定具１２が回転
するので、複数のブレード１０が軟化したコーティング
媒体を含むスプレーを通り抜ける。スプレーの強さ、温
度、組成、及びスプレーへの粉末供給の変動等の流れパ
ラメータに関する変動は、変動が生じた期間にスプレー
を通る複数のブレード１０にわたって分散される。これ
により、１つのロータ先端部のみがコーティングの変動
を全て受けないようにすることができる。本発明のコー
ティング処理によって、より均一なコーティングを施す
ことができ、固定された固定具を用いた処理で全ての変
動がたった１つのブレード１０に対して施される場合に
比べて処理における変動の影響が少なくなる。更に、コ
ーティングは、軸を中心としたロータブレード１０の先
端部部分の位置におおよそ平行な層として施される。回
転軸Ａｒからブレード１０までの半径が運転時の半径と
同じ半径となるように先端部を配置する固定具１２を選
択することによって、先端部の位置がエンジン内の半径
とほぼ一致するようにすることができる。これにより、
コーティングは、固定具１２の回転軸に実質的に平行に
施され、コーティング層は、エンジンの作動中における
この層の回転面におおよそ沿ったものとなる。このよう
なコーティングの向きがコーティングの性能を高めると
考えられている。
【００４２】他の利点は、制御パラメータを使用するこ
とによって再現可能でかつ信頼性のある処理が得られる
ことである。この処理は、基体表面上にホンドコートを
またはボンドコート上にトップコートを施すために繰り
返し使用することができる。
【００４３】また他の利点は、所定時間内に多数のブレ
ード１０の表面にコーティングを容易にかつ迅速に施す
ことができる点である。これは、保持固定具１２の大き
さと、複数のブレード１０を取り扱うことができる方法
とによる。複数のブレード１０を収容する保持固定具１
２を使用することによって、固定に要する時間は短縮さ
れる。特定の実施例では、段の全ブレードにコーティン
グを施すことができる。
【００４４】本発明の更に他の利点は、他の基体加熱手
段を用いないで基体にコーティングを施すことができる
点である。コーティングの溶射中には、プラズマガスと
溶融コーティング粉末を通じて要求される熱の最適な量
が基体に伝達される。コーティング処理中に、ロータブ
レード１０が過熱されることはない。これにより、基体
のミクロ構造または特性を変更することなくロータブレ
ード１０にコーティングを施すことができる。
【００４５】続く実施例は、上記で説明した好適実施形
態に従う。以下の全ての実施例では、プラズマテクニッ
ク社より購入され、現在ニューヨーク、ウェストベリー
に施設を所有するサルツァメトコ社によって供給されて
いるＦ−４モデルエアプラズマ溶射ガンが使用されてい
る。
【００４６】
【実施例】実施例１ 本発明のこの実施例では、複数の小型のニッケル製ロー
タブレードが、直径２４インチ（６１０ミリ）の保持固
定具内に配置される。
【００４７】ボンドコートの溶射では、溶射ガンの出力
は、約３５キロワットまで高められる。ボンドコートの
粉末供給速度は、４５グラム／分である。一次ガス（ア
ルゴン）の流量は、９５標準立法フィート／時（４５標
準リットル／分）であり、二次ガス（水素）の流量は、
１８標準立法フィート／時（８．５標準リットル／分）
である。溶射ガンは、ブレード先端部の表面から５．５
インチ（１４０ミリ）離間するように配置されている。
保持固定具の回転速度は、４０回転／分であり、溶射ガ
ンの移動速度は、９インチ／分（２２９ミリ／分）であ
る。
【００４８】トップコートの溶射では、溶射ガンの出力
は、約４４キロワットまで高められる。トップコートの
粉末供給速度は、２２グラム／分である。一次ガス（ア
ルゴン）の流量は、６７標準立法フィート／時（３２標
準リットル／分）であり、二次ガス（水素）の流量は、
２４立法フィート／時（１１標準リットル／分）であ
る。溶射ガンは、ブレード先端部の表面から３．２５イ
ンチ（８３ミリ）離間するように配置されている。保持
固定具の回転速度は、３０回転／分であり、溶射ガンの
移動速度は、６インチ／分（１５２ミリ／分）である。
トップコートの溶射時のブレード温度は、６００±２５
゜Ｆである。
【００４９】ボンドコートの組成は、９５重量％ニッケ
ル、及び５重量％アルミニウムである。この組成によっ
て、ブレード先端部に付着性のボンドコートが施され
る。
【００５０】トップコートの組成は、１２重量％イット
リアであり、残部は実質的にジルコニアである。コーテ
ィングの処理とその組成によって、ブレード先端部に鉛
直方向の微視亀裂を含む所望のスプラット構造が形成さ
れる。これらの微視亀裂は、トップコート層を貫き、ボ
ンドコート層に達する。
【００５１】実施例２ 本発明のこの実施例では、実施例１で使用したブレード
の二倍の大きさのチタン製ロータブレードが、直径２４
インチ（６１０ミリ）の保持固定具内に配置される。ボ
ンドコートの溶射では、溶射ガンの出力は、約３４キロ
ワットまで高められる。ボンドコートの粉末供給速度
は、４５グラム／分である。一次ガス（アルゴン）の流
量は、９５標準立法フィート／時（４５標準リットル／
分）であり、二次ガス（水素）の流量は、１８標準立法
フィート／時（８．５標準リットル／分）である。溶射
ガンは、ブレード先端部の表面から５．５インチ（１４
０ミリ）離間するように配置されている。保持固定具の
回転速度は、４０回転／分であり、溶射ガンの移動速度
は、９インチ／分（２２９ミリ／分）である。
【００５２】トップコートの溶射では、溶射ガンの出力
は、約４４キロワットまで高められる。トップコートの
粉末供給速度は、２２グラム／分である。一次ガス（ア
ルゴン）の流量は、６７標準立法フィート／時（３２標
準リットル／分）であり、二次ガス（水素）の流量は、
２４立法フィート／時（１１標準リットル／分）であ
る。溶射ガンは、ブレード先端部の表面から３．２５イ
ンチ（８３ミリ）離間するように配置されている。保持
固定具の回転速度は、３０回転／分であり、溶射ガンの
移動速度は、６インチ／分（１５２ミリ／分）である。
トップコートの溶射時のブレード温度は、４２５±２５
゜Ｆである。
【００５３】ボンドコートの組成は、９５重量％ニッケ
ル、及び５重量％アルミニウムである。この組成によっ
て、ブレード先端部に付着性のボンドコートが施され
る。
【００５４】トップコートの組成は、１２重量％イット
リアであり、残部は実質的にジルコニアである。コーテ
ィングの処理とその組成によって、ブレード先端部に鉛
直方向の微視亀裂を含む所望のスプラット構造が形成さ
れる。これらの微視亀裂は、トップコート層を貫き、ボ
ンドコート層に達する。
【００５５】実施例３ 本発明のこの実施例では、実施例１で使用されたブレー
ドの三倍の大きさの大型チタン製ロータブレードが、直
径３４インチ（８６４ミリ）の保持固定具内に配置され
る。
【００５６】ボンドコートの溶射では、溶射ガンの出力
は、約３５キロワットまで高められる。ボンドコートの
粉末供給速度は、４５グラム／分である。一次ガス（ア
ルゴン）の流量は、９５標準立法フィート／時（４５標
準リットル／分）であり、二次ガス（水素）の流量は、
１８標準立法フィート／時（８．５標準リットル／分）
である。溶射ガンは、ブレード先端部の表面から５．５
インチ（１４０ミリ）離間するように配置されている。
保持固定具の回転速度は、３２回転／分であり、溶射ガ
ンの移動速度は、９インチ／分（２２９ミリ／分）であ
る。
【００５７】トップコートの溶射では、溶射ガンの出力
は、約４４キロワットまで高められる。トップコートの
粉末供給速度は、２２グラム／分である。一次ガス（ア
ルゴン）の流量は、６７標準立法フィート／時（３２標
準リットル／分）であり、二次ガス（水素）流量は、２
４立法フィート／時（１１標準リットル／分）である。
溶射ガンは、ブレード先端部の表面から３．２５インチ
（８３ミリ）離間するように配置されている。保持固定
具の回転速度は、２２回転／分であり、溶射ガンの移動
速度は、２インチ／分（５１ミリ／分）である。トップ
コートの溶射時のブレード温度は、３２５±２５゜Ｆで
ある。
【００５８】ボンドコートの組成は、９５重量％ニッケ
ル、及び５重量％アルミニウムである。この組成によっ
て、ブレード先端部に付着性のボンドコートが施され
る。
【００５９】トップコートの組成は、１２重量％イット
リアであり、残部は実質的にジルコニアである。コーテ
ィングの処理とその組成によって、ブレード先端部に鉛
直方向の微視亀裂を含む所望のスプラット構造が形成さ
れる。これらの微視亀裂は、トップコート層を貫き、ボ
ンドコート層に達する。
【００６０】本発明をその詳細な実施形態に即して開示
及び説明してきたが、当業者によって理解されるよう
に、本発明の請求項の発明の趣旨及び範囲から逸脱せず
にその形態及び詳細を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る処理を示すフローチャートであ
る。
【図２】本発明で使用される固定具とこの固定具内に配
置されたロータブレード列の先端部に粒子を噴射するた
めの装置との関係を示した部分概略説明図である。
【図３】プラズマスプレーとロータブレード列の先端部
との関係を示した図２の３−３線に沿った拡大図であ
る。
【符号の説明】
１０…ブレード １２…保持固定具 １４…溶射コーティング装置 １６…溶射ガン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルファンソ ダイズ アメリカ合衆国，コネチカット，ヴァーノ ン，ウェルウッド サークル 46 (72)発明者 メルヴィン フレリング アメリカ合衆国，コネチカット，ウエスト ハートフォード，オールド メドウ ロ ード 40 (72)発明者 ジョン エフ．ラリー アメリカ合衆国，コネチカット，アムスト ン，キネイ ロード 185

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスタービンエンジンのロータブレード
    先端部に溶射コーティングを施すための方法であって、
    このロータブレードは、先端部と、エアフォイルと、根
    部と、を有し、該エアフォイルは、前縁と、後縁と、こ
    れらの前縁、後縁の間に延びる負圧面と正圧面と、を有
    し、 ａ）回転可能な保持固定具内にきれいでかつ露出した状
    態の先端部を有する前記ブレードを周方向に配置する配
    置ステップを含み、 ｂ）軟化したコーティング媒体粒子を含むスプレーを噴
    射するコーティング噴射ステップを含み、このステップ
    は、前記ブレードの周方向の幅と少なくとも同じ周方向
    の幅を有するスプレーを形成するステップを含み、 ｃ）回転軸を中心に前記保持固定具を回転させること
    で、前記軟化したコーティング材料の粒子を含むスプレ
    ーに前記ブレードを通過させるコーティング通過ステッ
    プを含み、 コーティング媒体の層が前記ブレード先端部に順次施さ
    れることで、コーティング処理における変動が複数のブ
    レードにわたるように分散され、これにより、運転状態
    において均一でかつ安定したコーティングが得られるこ
    とを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記スプレーを形成するステップにおい
    て、前記スプレーの周方向の幅は、前記ブレードの周方
    向の幅と同じ幅から該ブレードの周方向の幅の１０倍の
    幅までの範囲であることを特徴とする請求項１記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 前記コーティング噴射ステップは、前記
    軟化したコーティング媒体粒子を含むスプレーをブレー
    ド先端部に向けて方向づけるステップを含むことを特徴
    とする請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記方法をガスタービンエンジンのロー
    タブレード先端部にボンドコートを施すために使用し、
    この方法は、軟化したボンドコート媒体粒子を含むスプ
    レーを形成するステップを含むことを特徴とする請求項
    １記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記方法をガスタービンエンジンのロー
    タブレード先端部にトップコートを施すために使用し、
    この方法は、軟化したトープコート媒体粒子のスプレー
    を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１記
    載の方法。
  6. 【請求項６】 ガスタービンエンジンのロータブレード
    先端部に溶射コーティングを施すための方法であって、
    このロータブレードは、先端部と、エアフォイルと、根
    部と、を有し、該エアフォイルは、前縁と、後縁と、こ
    れらの前縁、後縁の間に延びる負圧面と正圧面と、を有
    し、 ａ）前記ブレード先端部上の点が保持固定具の回転軸を
    中心として円を描くように、回転可能な該固定具内にき
    れいでかつ露出した状態の先端部を有する前記ブレード
    を周方向に配置する配置ステップを含み、 ｂ）軟化したボンドコート媒体粒子を含むスプレーを前
    記ブレード先端部に溶射するボンドコート噴射ステップ
    を含み、この噴射ステップは、 前記軟化したボンドコート媒体粒子を含むスプレーを形
    成するステップを含み、このステップは、プラズマガス
    流内にボンドコート粉末と搬送ガスとを放出することを
    含み、 前記軟化したボンドコート媒体を含むスプレーを、前記
    ブレード先端部から４〜６インチ（１０２〜１５２ミ
    リ）離間した位置から該ブレードに対して方向づけるス
    テップを含み、 ｃ）２０〜７５回転／分の速度で前記固定具を回転軸を
    中心に回転させることによって、前記ブレードを前記軟
    化したボンドコート媒体粒子を含むスプレーに通過させ
    るボンドコート通過ステップを含み、この通過ステップ
    は、前記ブレードを冷却することを含み、 ｄ）軟化したトップコート媒体粒子を含むスプレーを前
    記ブレード先端部に溶射するトップコート噴射ステップ
    を含み、この噴射ステップは、 軟化したトップコート媒体粒子を含むスプレーを形成す
    るステップを含み、このステップは、プラズマガス流内
    にトップコート粉末と搬送ガスとを放出することを含
    み、 前記軟化したトップコート媒体を含むスプレーを、前記
    ブレード先端部から３〜４インチ（７６〜１０２ミリ）
    離間した位置から該ブレードに対して方向づけるステッ
    プを含み、 ｅ）回転軸を中心に前記固定具を回転させることによっ
    て、前記軟化したトップコート媒体粒子を含むスプレー
    に前記ブレードを通過させるトップコート通過ステップ
    を含み、この通過ステップは、前記ブレードを冷却する
    ことを含み、 これにより、前記ブレード先端部上の隣接点が作動中の
    エンジンにおける前記ブレード先端部の回転面に実質的
    に平行な回転面にほぼ一致するように、ボンドコート及
    びトップコートの層が順次施されるとともに、コーティ
    ング処理におけるパラメータの変動が複数の前記ブレー
    ドにわたって分散され、作動状態において均一でかつ安
    定したコーティングが得られることを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】 前記スプレーを形成するステップにおい
    て、前記スプレーの周方向の幅は、ブレードの周方向の
    幅よりも１〜１０倍であることを特徴とする請求項６記
    載の方法。
  8. 【請求項８】 前記軟化したコーティング媒体粒子を含
    むスプレーを方向づけるステップは、前記軟化したコー
    ティング媒体粒子を含むスプレーを第一の位置と第二の
    位置との間で移動させることを含むことを特徴とする請
    求項６記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記軟化したコーティング媒体粒子を形
    成するステップは、プラズマ溶射ガンを出力３０〜４０
    キロワットまで加熱することを含むことを特徴とする請
    求項６記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記軟化したボンドコート媒体を形成
    するステップは、７５〜１１５標準立法フィート／時
    （３５〜５４標準リットル／分）の流量の一次プラズマ
    ガスと、１０〜２５標準立法フィート／時（４．７〜１
    ２標準リットル／分）の流量の二次プラズマガスと、を
    加熱することによってプラズマガス流を発生させ、３０
    〜５５グラム／分の粉末供給速度のボンドコート粉末を
    運ぶ搬送ガスを前記プラズマガス流内に放出することを
    含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記軟化したボンドコート媒体を含む
    スプレーを移動させるステップは、６〜１２インチ／分
    （ミリ／分）の速度で行われることを特徴とする請求項
    ８記載の方法。
  12. 【請求項１２】前記ボンドコート通過ステップは、前記
    ブレード先端部を、２００〜４５０°Ｆの温度まで加熱
    することを含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記軟化したトップコート媒体を形成
    するステップは、５０〜９０標準立法フィート／時（２
    ４〜４３標準リットル／分）の流量の一次プラズマガス
    と、１０〜３０標準立法フィート／時（４．７〜１４標
    準リットル／分）の流量の二次プラズマガスと、を加熱
    することによってプラズマガス流を発生させ、１５〜４
    ０グラム／分の粉末供給速度のトップコート粉末を運ぶ
    搬送ガスを前記プラズマガス流内に放出することを特徴
    とする請求項６記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記軟化したトップコート媒体を形成
    するステップは、前記トップコート粉末を前記プラズマ
    ガス流内に注入するステップを含み、このステップは、
    更に、前記注入の角度を、前記保持固定具に向かって流
    れる前記プラズマガス流の流れの方向とは反対方向の速
    度成分を前記粉末に与えるような角度で、かつ前記保持
    固定具の回転軸に直交する平面に対して６５〜８５°の
    範囲である角度に設定することを含み、これにより、前
    記プラズマガス流内における前記トップコート粉末の滞
    留時間を延長することを特徴とする請求項１３記載の方
    法。
  15. 【請求項１５】 前記軟化したトップコート媒体を含む
    スプレーを移動させるステップは、２〜１０インチ／分
    （５０．８〜２５４ミリ／分）の速度で行われることを
    特徴とする請求項８記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記トップコート通過ステップは、前
    記ブレード先端部を、３００〜８５０°Ｆの温度まで加
    熱することを含むことを特徴とする請求項６記載の方
    法。
  17. 【請求項１７】 請求項１の方法で形成されることを特
    徴とするガスタービンエンジンのブレード。
  18. 【請求項１８】 ガスタービンエンジンの圧縮機ブレー
    ド先端部に溶射コーティングを制御可能に施すための方
    法であって、この圧縮機ブレードは、先端部と、エアフ
    ォイルと、根部と、を有し、該エアフォイルは、前縁
    と、後縁と、これらの前縁、後縁の間で延びる負圧面と
    正圧面と、を有し、この方法は、保持固定具と溶射ガン
    との間の相対的な移動を利用し、これにより、鉛直方向
    の微視亀裂が形成され、この方法は、 （Ｉ）ブレード先端部にボンドコートを施すステップを
    含み、このステップは、 ａ）回転可能な保持固定具内に前記ブレードを配置する
    ステップを含み、このステップでは、前記先端部は、き
    れいでかつ露出した状態であり、前記エアフォイルは、
    間に間隙を有するようにその一部が該エアフォイルから
    離間されているマスクを有し、前記ブレードは、前記固
    定具の回転軸に直交する方向に配置され、 ｂ）軟化したボンドコート媒体粒子を含むスプレーを噴
    射するステップを含み、この噴射ステップは、 軟化したボンドコート媒体粒子を含むスプレーを形成す
    るステップを含み、この形成ステップは、 前記ブレード先端部から４〜６インチ（１０２〜１５２
    ミリ）離間した位置に溶射ガンを配置するステップと、 前記溶射ガンを、３０〜５０キロワットの範囲で出力す
    るステップと、 ７５〜１１５標準立法フィート／時（３５〜５４標準リ
    ットル／分）の流量の一次ガスと、１０〜２５標準立法
    フィート／時（４．７〜１２標準リットル／分）の流量
    の二次ガスと、を加熱することによってプラズマガス流
    を発生させ、３０〜５５グラム／分の粉末供給速度でボ
    ンドコート粉末を前記プラズマガス流内に放出するステ
    ップと、 前記ボンドコート粉末を前記溶射ガンの前記プラズマガ
    ス流内で軟化させるステップと、を含み、 前記軟化したボンドコートを含むスプレーを方向づける
    ステップを含み、この方向づけるステップは、前記固定
    具の回転軸に対して実質的に平行な方向に、６〜１２イ
    ンチ／分（ミリ／分）の速度で溶射ガンを動かすことに
    よって前記軟化したボンドコートを含むスプレーを移動
    させるステップを含み、 ｃ）作動中のエンジンにおいて前記ブレードが描く回転
    面と実質的に同じ回転面でかつ２０〜７５回転／分の速
    度で前記固定具を回転軸の周りに回転させることによっ
    て、前記ブレードを前記軟化したボンドコート媒体粒子
    を含むスプレーに通過させるステップを含み、この通過
    ステップは、 前記溶射ガンの前に前記ブレードを通過させることで、
    前記ブレードの先端部を２００〜４５０°Ｆの温度まで
    順次加熱するステップと、 前記ブレード先端部にボンドコートを溶射するステップ
    と、 前記溶射ガンから遠ざかるように前記ブレードを回転さ
    せるとともに冷却ジェットを使用して前記ブレードを冷
    却するステップと、を含み、 ｄ）前記マスクと前記ブレードのエアフォイル部分との
    間の間隙を前記ボンドコートでシールするステップと、 ｅ）前記溶射ガンの前に前記ブレードを連続的に順次通
    過させるステップと、 ｆ）前記ボンドコートの複数の層を前記ブレード先端部
    に施すステップと、を含み、 （ＩＩ）前記ブレード先端部にトップコートを施すステ
    ップを含み、このステップは、 ａ）軟化したトップコート媒体粒子を含むスプレーを噴
    射するステップを含み、この噴射ステップは、前記軟化
    したトップコート媒体粒子を含むスプレーを形成するス
    テップを含み、この形成ステップは、 ブレード先端部から３〜４インチ（７６〜１０２ミリ）
    の位置に溶射ガンを再配置するステップと、 前記溶射ガンを、３０〜５０キロワットの範囲で出力す
    るステップと、 前記溶射ガンのプラズマ内にトップコート粉末を注入す
    るステップと、を含み、このステップは、更に、前記注
    入の角度を、前記保持固定具に向かって流れる前記プラ
    ズマガス流の流れの方向とは反対方向の速度成分を前記
    粉末に与えるような角度で、かつ前記保持固定具の回転
    軸に直交する平面に対して６５〜８５°の範囲である角
    度に設定することを含み、これにより、前記プラズマガ
    ス流内における前記トップコート粉末の滞留時間が延長
    され、 ５０〜９０標準立法フィート／時（２４〜４３標準リッ
    トル／分）の流量の一次ガスと、１０〜３０標準立法フ
    ィート／時（４．７〜１４標準リットル／分）の流量の
    二次ガスと、を加熱することによってプラズマガス流を
    発生させ、１５〜４０グラム／分の粉末供給速度でトッ
    プコート粉末を前記プラズマガス流内に放出するステッ
    プと、 前記トップコート粉末を前記溶射ガンの前記プラズマガ
    ス流内で軟化させるステップと、を含み、 前記軟化したトップコート媒体を含むスプレーを方向づ
    けるステップを含み、この方向づけるステップは、前記
    固定具の回転面に対して実質的に平行な方向に、２〜１
    ０インチ／分（５０．８〜２５４ミリ／分）の速度で溶
    射ガンを移動させるステップを含み、 ｂ）作動中のエンジンにおいて前記ブレードが描く回転
    面と実質的に同じ回転面でかつ２０〜７５回転／分の速
    度で前記保持固定具を回転させることによって、前記ブ
    レードを前記軟化したトップコート粒子を含むスプレー
    に通過させるステップを含み、この通過ステップは、 前記溶射ガンの前に前記ブレードを通過させることで、
    前記ブレードの先端部を３００〜８５０°Ｆの温度まで
    順次加熱するステップと、 前記ブレード先端部にトップコートを溶射するステップ
    と、 前記溶射ガンから遠ざかるように前記ブレードを回転さ
    せることによって、前記ブレードを冷却するステップ
    と、を含み、 ｃ）前記トップコートの複数の層を前記ブレード先端部
    に順次施すステップを含み、 （ＩＩＩ） 前記ブレードを前記保持固定具から取り除
    くステップを含み、 これにより、前記ブレード先端部上の隣接点が作動中の
    エンジンにおける前記ブレード先端部の回転面に実質的
    に平行な回転面にほぼ一致するように、ボンドコート及
    びトップコートの層が順次施されるとともに、コーティ
    ング処理におけるパラメータの変動が前記固定具内に配
    置された複数の前記ブレードにわたって分散され、作動
    状態において均一でかつ安定したコーティングが得られ
    ることを特徴とする方法。
  19. 【請求項１９】 前記トップコート媒体は、１１〜１４
    重量％のイットリアを含むとともにその残部は実質的に
    ジルコニアであり、腐食耐性が向上されることを特徴と
    する請求項１８記載の方法。
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