JPS61210172A - タ−ビン翼の製造方法 - Google Patents
タ−ビン翼の製造方法Info
- Publication number
- JPS61210172A JPS61210172A JP4990385A JP4990385A JPS61210172A JP S61210172 A JPS61210172 A JP S61210172A JP 4990385 A JP4990385 A JP 4990385A JP 4990385 A JP4990385 A JP 4990385A JP S61210172 A JPS61210172 A JP S61210172A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- base material
- hollow part
- turbine
- cooling air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、ガスタービンエンジンにおけるタービンの
動翼および静翼のように、冷却空気の通路を形成する中
空部が設けられたタービン翼を、耐熱性のような特性に
優れた材料で形成することを可能にしたタービン翼の製
造方法に関するものである。
動翼および静翼のように、冷却空気の通路を形成する中
空部が設けられたタービン翼を、耐熱性のような特性に
優れた材料で形成することを可能にしたタービン翼の製
造方法に関するものである。
［従来の技術］
ガスタービンエンジンの出力および熱効率を向上させる
ために、タービンに入る燃焼ガスの温度を高くすると、
タービンが高温にさらされて、その強度が低下する。そ
こで従来、タービン翼、すなわち、タービンの動翼また
は静翼を中空にして、この中空部に冷却空気の通路を形
成し、タービン翼を冷却空気により冷却して、耐熱性を
向上させることが広く行われている（たとえば、ＪＴ９
Ｄエンジンにおける空冷タービン翼の変遷、日本ガスタ
ービン学会誌（ＧＴＳＪ）８−２９号。
ために、タービンに入る燃焼ガスの温度を高くすると、
タービンが高温にさらされて、その強度が低下する。そ
こで従来、タービン翼、すなわち、タービンの動翼また
は静翼を中空にして、この中空部に冷却空気の通路を形
成し、タービン翼を冷却空気により冷却して、耐熱性を
向上させることが広く行われている（たとえば、ＪＴ９
Ｄエンジンにおける空冷タービン翼の変遷、日本ガスタ
ービン学会誌（ＧＴＳＪ）８−２９号。
１９８０年参照）。
Ｃ発明が解決しようとする問題点］
上記中空部を備えたタービン翼は、形状が複雑になるの
で、一般に精密鋳造法で製造され、その際に上記中空部
は鋳抜きで形成される。この精密鋳造によれば、中空部
を備えたタービン翼を比較的安価に製造できる利点はあ
るが、タービン翼の材料が、鋳造用の合金（たとえばｌ
ＮＣ０社製のＩｎｃ。
で、一般に精密鋳造法で製造され、その際に上記中空部
は鋳抜きで形成される。この精密鋳造によれば、中空部
を備えたタービン翼を比較的安価に製造できる利点はあ
るが、タービン翼の材料が、鋳造用の合金（たとえばｌ
ＮＣ０社製のＩｎｃ。
７！３（商品名、成分： ７３Ｎｉ −１３Ｃｒ −４
，５Ｎｏ −０，７５・ Ｔｉ−８ＡＩ −２，３Ｃ
ｂ ） ）に限定されてしまうので。
，５Ｎｏ −０，７５・ Ｔｉ−８ＡＩ −２，３Ｃ
ｂ ） ）に限定されてしまうので。
耐熱性のような特性に優れていながら、鋳造に適さない
他の材料を使用できない欠点がある。
他の材料を使用できない欠点がある。
この発明は、上記従来の欠点を解消するためになされた
もので、中空部を備えた複雑な形状のタービン翼を、鋳
造に適さないものも含めてほぼ全ての材料で形成するの
を可能にし、従来よりも耐熱性のような特性に優れたタ
ービン翼を容易に得ることを目的としている。
もので、中空部を備えた複雑な形状のタービン翼を、鋳
造に適さないものも含めてほぼ全ての材料で形成するの
を可能にし、従来よりも耐熱性のような特性に優れたタ
ービン翼を容易に得ることを目的としている。
［問題点を解決するための手段］
上記目的を達成するために、この発明は、タービン翼の
中空部の形状に合致した中子を型成形により形成してお
き、この中子の表面に耐熱性および耐食性を備えた基材
を溶射してタービン翼の素材を形成し、ついで、上記基
材を溶解しない溶剤により上記素材の中子を溶解除去し
たうえで、上記素材の表面を加工して、所定の形状のタ
ービン翼を得るようにしている。
中空部の形状に合致した中子を型成形により形成してお
き、この中子の表面に耐熱性および耐食性を備えた基材
を溶射してタービン翼の素材を形成し、ついで、上記基
材を溶解しない溶剤により上記素材の中子を溶解除去し
たうえで、上記素材の表面を加工して、所定の形状のタ
ービン翼を得るようにしている。
［作用］
鋳造に適さないものも含めてほぼ全ての材料は溶射可能
であるから、この発明によれば、たとえば、セラミック
、特殊合金、またはセラミックと金属とを組み合わせた
サーメットのような耐熱性に優れた材料でタービン翼を
形成できる。
であるから、この発明によれば、たとえば、セラミック
、特殊合金、またはセラミックと金属とを組み合わせた
サーメットのような耐熱性に優れた材料でタービン翼を
形成できる。
［実施例］
以下、この発明をガスタービンエンジンのタービン翼に
実施した例を、図面にしたがって説明する。
実施した例を、図面にしたがって説明する。
第１図において、１１は中子で、鋳造のような型成形に
より、タービン翼の中空部に合致した形状に形成されて
いる。ここで、タービン翼とは。
より、タービン翼の中空部に合致した形状に形成されて
いる。ここで、タービン翼とは。
タービンの静翼または動翼をいう、上記中子１１の材料
としては、たとえば、鉄、ｍ、セラミック（Ａ ｊ２０
．−５ ｉＯユ）などがある。
としては、たとえば、鉄、ｍ、セラミック（Ａ ｊ２０
．−５ ｉＯユ）などがある。
つぎに、第２図に示すように、上記中子１１の表面に、
耐熱性に優れるとともに、耐食性、つまり、後工程で用
いられる溶剤に侵されない性質を備えた基材１２を溶射
して、タービン翼の素材１３を形成する。この溶射は、
たとえば第６図に示すような低圧プラズマ溶射装置を用
いてなされる。
耐熱性に優れるとともに、耐食性、つまり、後工程で用
いられる溶剤に侵されない性質を備えた基材１２を溶射
して、タービン翼の素材１３を形成する。この溶射は、
たとえば第６図に示すような低圧プラズマ溶射装置を用
いてなされる。
第６図において、チャンバ１５内の回転テーブル１６上
に、中子１１をその翼スパン方向１４（第１図参照）を
上下にして載置し、チャンバ１５内を真空ポンプ１７に
より真空に引いて、０．１ｍｒａ Ｈｇ以下に保つ、こ
の状態で、外部からプラズマトーチ１８に対して基材１
２を供給するとともに、このプラズマトーチ１８に電ｓ
１９から給電し、上記回転テーブル１６をモータ２０で
回転させながら、中子１１に対してプラズマ溶射を行な
う、この低圧溶射によれば、溶射された基材の粒子が酸
化されないので３酸化による材質の劣化が防止される利
点がある。
に、中子１１をその翼スパン方向１４（第１図参照）を
上下にして載置し、チャンバ１５内を真空ポンプ１７に
より真空に引いて、０．１ｍｒａ Ｈｇ以下に保つ、こ
の状態で、外部からプラズマトーチ１８に対して基材１
２を供給するとともに、このプラズマトーチ１８に電ｓ
１９から給電し、上記回転テーブル１６をモータ２０で
回転させながら、中子１１に対してプラズマ溶射を行な
う、この低圧溶射によれば、溶射された基材の粒子が酸
化されないので３酸化による材質の劣化が防止される利
点がある。
上記基材１２は、上述のように、耐熱性と耐食性を備え
ていることが必要である。この基材１２としては、たと
えば （１）ニッケル（Ｎｉ）またはコバル） （Ｇｏ）基合
金であって、アルミニウム（ＡＩ） 、クロム（Ｃｒ）
チタニウム（Ｔｉ） 、モリブデン（に０）１タンタ
ル（Ｔａ） 、コロンビウム（Ｃｂ） 、ハフニウム（
ＨＦ）。
ていることが必要である。この基材１２としては、たと
えば （１）ニッケル（Ｎｉ）またはコバル） （Ｇｏ）基合
金であって、アルミニウム（ＡＩ） 、クロム（Ｃｒ）
チタニウム（Ｔｉ） 、モリブデン（に０）１タンタ
ル（Ｔａ） 、コロンビウム（Ｃｂ） 、ハフニウム（
ＨＦ）。
タングステン（Ｗ）、イツトリウム（Ｙ）のうち、１つ
以上を含む合金、 （２）上記（１）の合金に、酸化イツトリウム（Ｙユ０
３）、酸化アルミニウム（ＡＬｚ（ｈ ） 、または
炭化けい素（ＳｉＣ）などの醸化物を１粒または短繊維
の状態で添加した複合材料であるサーメット。
以上を含む合金、 （２）上記（１）の合金に、酸化イツトリウム（Ｙユ０
３）、酸化アルミニウム（ＡＬｚ（ｈ ） 、または
炭化けい素（ＳｉＣ）などの醸化物を１粒または短繊維
の状態で添加した複合材料であるサーメット。
（３）セラミック（ＺｒＯｘ、Ａｌ２Ｏ３，５ｉａｈ）
などがある、ただし、上記（３）のセラミックを基材と
して用いる場合には、低圧プラズマ溶射が困難なので、
大気溶射を行なう、上記（１）〜（３）の材料から、従
来の鋳造用合金よりも耐熱 、性に優れているものを選
ぶことができる。
などがある、ただし、上記（３）のセラミックを基材と
して用いる場合には、低圧プラズマ溶射が困難なので、
大気溶射を行なう、上記（１）〜（３）の材料から、従
来の鋳造用合金よりも耐熱 、性に優れているものを選
ぶことができる。
つぎに、第３図に示すように、上記素材１３を溶剤２１
の中に浸漬し、中子１１のみを溶解して除去する。溶剤
２１としては、鉄または銅の中子１１に対しては硝酸、
セラミックの中子１１に対しては熱アルカリを用いる。
の中に浸漬し、中子１１のみを溶解して除去する。溶剤
２１としては、鉄または銅の中子１１に対しては硝酸、
セラミックの中子１１に対しては熱アルカリを用いる。
ただし、中子１１をセラミックで形成した場合には、溶
剤との関係で、基材１２としてセラミックを使用できな
いので、基材１２は上記（１）または（２）の材料を用
いる。
剤との関係で、基材１２としてセラミックを使用できな
いので、基材１２は上記（１）または（２）の材料を用
いる。
こうして、基材１２に損傷を与えることなく中子１１が
溶解され、第４図に示すように、中空部２２が形成され
る。中空部２２が形成された素材１３の表面をカッタ２
３により機械加工し、第５図に示す所定の形状のタービ
ン：１Ｉ２４を得る。
溶解され、第４図に示すように、中空部２２が形成され
る。中空部２２が形成された素材１３の表面をカッタ２
３により機械加工し、第５図に示す所定の形状のタービ
ン：１Ｉ２４を得る。
なお、第４図の機械加工の前に、ＨＩＰ処理（熱間静水
圧処理）して、溶射層中の気孔のような欠陥を除去し、
Ｉ！全性を改善するようにしてもよい。
圧処理）して、溶射層中の気孔のような欠陥を除去し、
Ｉ！全性を改善するようにしてもよい。
また、タービン翼２４は、ガスタービンエンジンに組み
込まれたときには、冷却空気が流れるので、この冷却空
気に含まれた塩分により上記中空部２２の壁面が腐食す
る問題がある。この問題に対しても、この発明は有効な
解決手段を提供し得る。つまり、第２図の工程で、中子
１１の表面に基材１２を溶射するまえに、耐腐食性材料
、たとえばコバルト−クロム−アルミニウムーイツトリ
ウム合金を溶射しておく。こうすると、中子１１を溶解
除去した後は、第７図に示すように、中空部２２の壁面
に耐腐食性材料の層２５が形成される。したがって、中
空部２２の腐食を簡単な方法で有効に防止できる。
込まれたときには、冷却空気が流れるので、この冷却空
気に含まれた塩分により上記中空部２２の壁面が腐食す
る問題がある。この問題に対しても、この発明は有効な
解決手段を提供し得る。つまり、第２図の工程で、中子
１１の表面に基材１２を溶射するまえに、耐腐食性材料
、たとえばコバルト−クロム−アルミニウムーイツトリ
ウム合金を溶射しておく。こうすると、中子１１を溶解
除去した後は、第７図に示すように、中空部２２の壁面
に耐腐食性材料の層２５が形成される。したがって、中
空部２２の腐食を簡単な方法で有効に防止できる。
（発明の効果）
以上説明したように、この発明によれば、中空部を備え
た複雑な形状のタービン翼を、鋳造に適さないものも含
めてほぼ全ての材料で形成するのが可能になる。したが
って、たとえば、セラミック、特殊合金、またはセラミ
ックと金属とを組み合わせたサーメットのような材料を
選択することにより、耐熱性のような特性に優れたター
ビン翼を容易に得ることができる。
た複雑な形状のタービン翼を、鋳造に適さないものも含
めてほぼ全ての材料で形成するのが可能になる。したが
って、たとえば、セラミック、特殊合金、またはセラミ
ックと金属とを組み合わせたサーメットのような材料を
選択することにより、耐熱性のような特性に優れたター
ビン翼を容易に得ることができる。
第１図ないし第５図はこの発明の一実施例を示す製造工
程図、第６図は低圧プラズマ溶射装置を示す側面図、第
７図は他の実施例により得られるタービン翼を示す断面
図である。 １１・・・中子、１２・・・基材、１３・・・素材、２
１・・・溶剤、２２・・・中空部、２４・・・タービン
翼。 第１図 第２図 基材 第３ｍ 溶剤
程図、第６図は低圧プラズマ溶射装置を示す側面図、第
７図は他の実施例により得られるタービン翼を示す断面
図である。 １１・・・中子、１２・・・基材、１３・・・素材、２
１・・・溶剤、２２・・・中空部、２４・・・タービン
翼。 第１図 第２図 基材 第３ｍ 溶剤
Claims (1)
- （１）冷却空気の通路を形成する中空部が設けられたタ
ービン翼を製造する方法であつて、上記中空部の形状に
合致した中子を型成形により形成する工程と、上記中子
の表面に耐熱性および耐食性を備えた基材を溶射してタ
ービン翼の素材を形成する工程と、上記基材を溶解しな
い溶剤により上記素材の中子を溶解除去する工程と、上
記素材の表面を加工して所定の形状のタービン翼を得る
工程とからなることを特徴とするタービン翼の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4990385A JPS61210172A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | タ−ビン翼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4990385A JPS61210172A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | タ−ビン翼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210172A true JPS61210172A (ja) | 1986-09-18 |
Family
ID=12843973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4990385A Pending JPS61210172A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | タ−ビン翼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61210172A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06207503A (ja) * | 1992-12-25 | 1994-07-26 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ガスタービンの中空冷却翼の製造方法 |
| JP2003064428A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-05 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合部材 |
| JP2004003017A (ja) * | 2002-05-07 | 2004-01-08 | General Electric Co <Ge> | 金属基板の表面にチャネルを形成する方法及び関連する物品 |
| JP2009529113A (ja) * | 2006-03-06 | 2009-08-13 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | タービン構成要素又は圧縮機構成要素の製造方法並びにタービン構成要素又は圧縮機構成要素 |
| JP2014162666A (ja) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Fuji Corp | ＳｉＣ成形体の製造方法及びＳｉＣ成形体 |
| JP2016044093A (ja) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | 株式会社フジコー | ＳｉＣ成形体の製造方法及びＳｉＣ成形体 |
-
1985
- 1985-03-13 JP JP4990385A patent/JPS61210172A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06207503A (ja) * | 1992-12-25 | 1994-07-26 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ガスタービンの中空冷却翼の製造方法 |
| JP2003064428A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-05 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合部材 |
| JP4559670B2 (ja) * | 2001-08-27 | 2010-10-13 | 太平洋セメント株式会社 | 金属−セラミックス複合部材 |
| JP2004003017A (ja) * | 2002-05-07 | 2004-01-08 | General Electric Co <Ge> | 金属基板の表面にチャネルを形成する方法及び関連する物品 |
| JP4731101B2 (ja) * | 2002-05-07 | 2011-07-20 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 金属基板の表面にチャネルを形成する方法 |
| JP2009529113A (ja) * | 2006-03-06 | 2009-08-13 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | タービン構成要素又は圧縮機構成要素の製造方法並びにタービン構成要素又は圧縮機構成要素 |
| JP2014162666A (ja) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Fuji Corp | ＳｉＣ成形体の製造方法及びＳｉＣ成形体 |
| JP2016044093A (ja) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | 株式会社フジコー | ＳｉＣ成形体の製造方法及びＳｉＣ成形体 |
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