JPS63297737A - ターボファンエンジンの高力アルミニウム合金製空気整流用静翼板のエロージョンの防止方法 - Google Patents
ターボファンエンジンの高力アルミニウム合金製空気整流用静翼板のエロージョンの防止方法Info
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- JPS63297737A JPS63297737A JP13143287A JP13143287A JPS63297737A JP S63297737 A JPS63297737 A JP S63297737A JP 13143287 A JP13143287 A JP 13143287A JP 13143287 A JP13143287 A JP 13143287A JP S63297737 A JPS63297737 A JP S63297737A
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Landscapes
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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
本発明は航空機のターボファンエンジンの空気整流用静
翼板（ＯＵＴＬＥＴ ＧＵＩＤＢ ＷＡＮＥ）が運転中
に蒙るエロージョンによる損傷を防止するための表面処
理方法に関するもので、航空機用ジェットエンジンの製
造および整備の分野で利用されるものである。
翼板（ＯＵＴＬＥＴ ＧＵＩＤＢ ＷＡＮＥ）が運転中
に蒙るエロージョンによる損傷を防止するための表面処
理方法に関するもので、航空機用ジェットエンジンの製
造および整備の分野で利用されるものである。
従来の技術
大型ジェット航空機に使用されている高バイパス比ター
ボファンエンジンに於いて、フロントファンの後方で空
気流を整流する静翼板は高力アルミニウム合金（＝ジュ
ラルミン）製であるが、その表面処理は膜厚！θμｍ程
度の陽極酸化皮膜を施した上にポリウレタン塗装を施す
ことが行われている。しかるに当該エンジンを運転中に
空気中に浮遊している砂塵を吸引すると、これが音速に
近い高速度で静翼板に衝突することにより、激しいエロ
ージョンを受けて損傷し、累積運転時間７０００時間後
には当該静翼板は使用不能に陥ることが知られている。
ボファンエンジンに於いて、フロントファンの後方で空
気流を整流する静翼板は高力アルミニウム合金（＝ジュ
ラルミン）製であるが、その表面処理は膜厚！θμｍ程
度の陽極酸化皮膜を施した上にポリウレタン塗装を施す
ことが行われている。しかるに当該エンジンを運転中に
空気中に浮遊している砂塵を吸引すると、これが音速に
近い高速度で静翼板に衝突することにより、激しいエロ
ージョンを受けて損傷し、累積運転時間７０００時間後
には当該静翼板は使用不能に陥ることが知られている。
この原因は砂塵が高速度で衝突するとポリウレタン塗装
等の有機皮膜が損傷され、続いて薄くて脆い陽極酸化皮
膜が破壊され剥落して素地のアルミニウム合金が露出す
ると、ここに腐蝕が集中して素材を侵食して静翼板を使
用不能な状態に至らしめるものと考えられる。
等の有機皮膜が損傷され、続いて薄くて脆い陽極酸化皮
膜が破壊され剥落して素地のアルミニウム合金が露出す
ると、ここに腐蝕が集中して素材を侵食して静翼板を使
用不能な状態に至らしめるものと考えられる。
本発明が解決しようとする問題点
本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、航空機運航
中の静翼板をエロージョンから完全に保護する表面処理
方法を提供することを目的としている。静翼板は７００
５ Ｔ−６等の高力アルミニウム合金で製造されている
が、エロージョン防止のための表面被覆は素材の疲労強
度を低ドさせないで、耐エロージヨン効果の大きいもの
でなければならない。このような表面処理方法を確立す
ることが本発明が解決しようとする問題点である。
中の静翼板をエロージョンから完全に保護する表面処理
方法を提供することを目的としている。静翼板は７００
５ Ｔ−６等の高力アルミニウム合金で製造されている
が、エロージョン防止のための表面被覆は素材の疲労強
度を低ドさせないで、耐エロージヨン効果の大きいもの
でなければならない。このような表面処理方法を確立す
ることが本発明が解決しようとする問題点である。
発明の概要
本発明者は上記の問題点を解決するため種々検討を行っ
た。高速度で衝突する砂塵等に対し最も耐磨耗性のある
被覆はクロムめっきであるが、クロムめっきは素材の疲
労強度を著しく（７０％程）低下させるので不適当であ
り、硬質陽極皮膜も同様の理由から使用できない。ニッ
ケルめっきは適当な硬度と靭性があり、エロージョン防
止の目的に適するが、ワット浴から電析したニッケルめ
っきは１２００〜２０００ｋｇｆ／ａｍ”の引張応力が
あり、実験の結果素材の疲労強度を大きく低下させるこ
とが分かった。また低応力と言われているスルファミン
浴から電析させたニッケルめっきも、４００〜６００ｋ
ｇ［／ｃｔａ”の引張応力があり、実験の結果７００５
Ｔ−６高力アルミニウム合金素材の疲労強度を１５〜
２０％も低下させることが判明した。本発明者はこの問
題を解決するためスルファミン浴に芳容族系スルホン酸
化合物、特にｔ、ａ、ａナフタリントリスルフォン酸ナ
トリウム（以下ＮＴＳと略称する）を添加しためっき浴
から電析させたニッケルめっきが引張応力を全く持たず
に１００〜３６０ ｋｇｆ／ａｍ”の圧縮応力を持ち、
ビッカース硬度４００〜５５０を示し、めっき膜厚５０
〜２００μｍの被覆は高力アルミニウム合金素材の疲労
強度を低下させず、かつ高速度で衝突する砂塵等に対し
て充分な耐磨耗性を示し、素材をエロージョンから保護
することを見出して本発明を完成させた。以下更に詳し
く本発明を説明する。
た。高速度で衝突する砂塵等に対し最も耐磨耗性のある
被覆はクロムめっきであるが、クロムめっきは素材の疲
労強度を著しく（７０％程）低下させるので不適当であ
り、硬質陽極皮膜も同様の理由から使用できない。ニッ
ケルめっきは適当な硬度と靭性があり、エロージョン防
止の目的に適するが、ワット浴から電析したニッケルめ
っきは１２００〜２０００ｋｇｆ／ａｍ”の引張応力が
あり、実験の結果素材の疲労強度を大きく低下させるこ
とが分かった。また低応力と言われているスルファミン
浴から電析させたニッケルめっきも、４００〜６００ｋ
ｇ［／ｃｔａ”の引張応力があり、実験の結果７００５
Ｔ−６高力アルミニウム合金素材の疲労強度を１５〜
２０％も低下させることが判明した。本発明者はこの問
題を解決するためスルファミン浴に芳容族系スルホン酸
化合物、特にｔ、ａ、ａナフタリントリスルフォン酸ナ
トリウム（以下ＮＴＳと略称する）を添加しためっき浴
から電析させたニッケルめっきが引張応力を全く持たず
に１００〜３６０ ｋｇｆ／ａｍ”の圧縮応力を持ち、
ビッカース硬度４００〜５５０を示し、めっき膜厚５０
〜２００μｍの被覆は高力アルミニウム合金素材の疲労
強度を低下させず、かつ高速度で衝突する砂塵等に対し
て充分な耐磨耗性を示し、素材をエロージョンから保護
することを見出して本発明を完成させた。以下更に詳し
く本発明を説明する。
発明の構成
本発明は航空機のターボファンエンジンの高力アルミニ
ウム合金製空気整流用静翼板に内部応力（引張応力と圧
縮応力とより成る）が１００〜３６０ｋｇｆ／ｃｗ＋１
の圧縮応力であるニッケルめっきを膜厚５０〜２００μ
ｍにめっき被覆することを構成要件とする。高力アルミ
ニウム合金上のニッケルめっきの面処理方法は公知の亜
鉛酸塩による亜鉛置換後シアン化銅浴による銅ストライ
クを行う方法が用いられる。ニッケルめっきはスルファ
ミンニッケルめっき浴が用いられるが、ニッケルめつき
１析皮膜は通常４００〜６００ ｋｇｆ／ａｍ”の引張
応力を持つため、素材の疲労強度を低下させる危険があ
るので、電析ニッケル皮膜の内部応力を圧縮応力に転漢
せしｋｇｆ／ｃｍ’の圧縮応力を持つようになる。ＮＴ
Ｓはスルファミンニッケルめっき浴の応力減少剤として
公知のものであるが通常の添加量は１〜２ｇ／ｌで引張
応力を１００〜Ｏに減少させて使用されるが、本発明で
は圧縮応力となるまで比較的多量に添加する。
ウム合金製空気整流用静翼板に内部応力（引張応力と圧
縮応力とより成る）が１００〜３６０ｋｇｆ／ｃｗ＋１
の圧縮応力であるニッケルめっきを膜厚５０〜２００μ
ｍにめっき被覆することを構成要件とする。高力アルミ
ニウム合金上のニッケルめっきの面処理方法は公知の亜
鉛酸塩による亜鉛置換後シアン化銅浴による銅ストライ
クを行う方法が用いられる。ニッケルめっきはスルファ
ミンニッケルめっき浴が用いられるが、ニッケルめつき
１析皮膜は通常４００〜６００ ｋｇｆ／ａｍ”の引張
応力を持つため、素材の疲労強度を低下させる危険があ
るので、電析ニッケル皮膜の内部応力を圧縮応力に転漢
せしｋｇｆ／ｃｍ’の圧縮応力を持つようになる。ＮＴ
Ｓはスルファミンニッケルめっき浴の応力減少剤として
公知のものであるが通常の添加量は１〜２ｇ／ｌで引張
応力を１００〜Ｏに減少させて使用されるが、本発明で
は圧縮応力となるまで比較的多量に添加する。
本発明では添加剤をＮＴＳを含めた芳香族系スルホン酸
化合物、例サッカリン等に限定するものではなく、他の
応力減少剤の使用を妨げない。本発明者の研究によると
ニッケルめっき皮膜の内部応力は１００〜３６０ ｋｇ
ｒ／ａｓ″の圧縮応力であることが必要であり、この範
囲以外では本発明の目的に合致する被覆は得られない。
化合物、例サッカリン等に限定するものではなく、他の
応力減少剤の使用を妨げない。本発明者の研究によると
ニッケルめっき皮膜の内部応力は１００〜３６０ ｋｇ
ｒ／ａｓ″の圧縮応力であることが必要であり、この範
囲以外では本発明の目的に合致する被覆は得られない。
この範囲以外では本発明の目的に合致する被覆は得られ
ない。この範囲の応力を持つニッケルめっき皮膜は素材
の疲労強度を低下させず、またエロージョンに耐えるに
充分な硬度即ちビッカース硬度１１ｖ ４００〜５５０
を示す。またエロージョンを防止するに充分なニッケル
めっきの膜厚は実験の結果５０〜２００μｍである。即
し実用上充分に耐エロージヨン効果を発揮するにはすく
なくとも５０μｍの膜厚が必要であるが、２００μｍ以
上の膜厚では静翼板の重量を過度に増大させるので好ま
しくない。
ない。この範囲の応力を持つニッケルめっき皮膜は素材
の疲労強度を低下させず、またエロージョンに耐えるに
充分な硬度即ちビッカース硬度１１ｖ ４００〜５５０
を示す。またエロージョンを防止するに充分なニッケル
めっきの膜厚は実験の結果５０〜２００μｍである。即
し実用上充分に耐エロージヨン効果を発揮するにはすく
なくとも５０μｍの膜厚が必要であるが、２００μｍ以
上の膜厚では静翼板の重量を過度に増大させるので好ま
しくない。
実施例 ■
ボーイング７４７搭載の高バイパス比ターボファンエン
ジン０Ｆ−６の空気整流用静翼板（高力アルミニウム合
金７００５ Ｔ−６）に以下に示す浴組成のスルファミ
ンニッケルめっき浴から、以下に示すめっき条件でめっ
きを行い膜厚１００μｍのニッケル被覆を得た。
ジン０Ｆ−６の空気整流用静翼板（高力アルミニウム合
金７００５ Ｔ−６）に以下に示す浴組成のスルファミ
ンニッケルめっき浴から、以下に示すめっき条件でめっ
きを行い膜厚１００μｍのニッケル被覆を得た。
めっき浴組成
Ｎ１（ＮＨｙＳＯ３）−，４ｆｌｔＯ４２０ｇ／ｌｔ１
３Ｂ０３３０ｇ／ｌ ＮｉＣ１，，６１１，０１３８／Ｉ ＮＴ３ ６ｇ／ｌｐＨ４，６
〜５．２ めっき条件 浴温度 ５３〜５５℃ 陰極電流密度 ３ Ａ／ｄａ” めっき時間 ３．５時間 上記のめっき浴をスパイラルコントラクトメーター（内
部応力測定機）によりめっきの内部応力を測定したとこ
ろ３００ｋｇｆ／ｃｍ″の圧縮応力を示した。
３Ｂ０３３０ｇ／ｌ ＮｉＣ１，，６１１，０１３８／Ｉ ＮＴ３ ６ｇ／ｌｐＨ４，６
〜５．２ めっき条件 浴温度 ５３〜５５℃ 陰極電流密度 ３ Ａ／ｄａ” めっき時間 ３．５時間 上記のめっき浴をスパイラルコントラクトメーター（内
部応力測定機）によりめっきの内部応力を測定したとこ
ろ３００ｋｇｆ／ｃｍ″の圧縮応力を示した。
上記のめっき浴組成及びめっき条件（こより、静翼板４
０枚にニッケルめっきを施し、めっきをしない静翼板４
０枚と共に（８０枚の静翼板を持つ）ＣＰ−６エンジン
に装着して実機テストを行ったところ、運航累積時間７
０００時間後、めっきを施さな０静翼板は激しいエロー
ジョンのため損傷を受は使用不能の状態となったが、一
方、本発明によりニッケルめっきを施した静翼板はまっ
たく損傷を認めず、エンジン運転中砂塵等の高速度衝突
によるエロージョンによる損傷を完全に防止し得ること
が証明された。
０枚にニッケルめっきを施し、めっきをしない静翼板４
０枚と共に（８０枚の静翼板を持つ）ＣＰ−６エンジン
に装着して実機テストを行ったところ、運航累積時間７
０００時間後、めっきを施さな０静翼板は激しいエロー
ジョンのため損傷を受は使用不能の状態となったが、一
方、本発明によりニッケルめっきを施した静翼板はまっ
たく損傷を認めず、エンジン運転中砂塵等の高速度衝突
によるエロージョンによる損傷を完全に防止し得ること
が証明された。
実施例 ２
ボーイング７４７機のターボファンエンジンＣＦ−６の
空気整流用静翼板と同じ材質の高力アルミニウム合金７
００５７−６で疲労強度試験用試験片を製作して実験に
用いた。試験片Ａはめっきを施さず、試験片Ｂは通常の
スルファミンニッケル浴から引張応力５００ｋｇｆ／ｃ
ｍ″のニッケルめっきの１００μｍ被覆を施し、試験片
Ｃには実施例１と同様に本発明に従って圧縮応力３００
ｋｇｆ／ａｓ”を持つニッケルめっきの膜厚１００μｍ
の被覆を施した。この三種の試験片を用い疲労試験を行
った。Ｎ（振動数）を変えて得た結果をグラフ化して添
付図面に示した。
空気整流用静翼板と同じ材質の高力アルミニウム合金７
００５７−６で疲労強度試験用試験片を製作して実験に
用いた。試験片Ａはめっきを施さず、試験片Ｂは通常の
スルファミンニッケル浴から引張応力５００ｋｇｆ／ｃ
ｍ″のニッケルめっきの１００μｍ被覆を施し、試験片
Ｃには実施例１と同様に本発明に従って圧縮応力３００
ｋｇｆ／ａｓ”を持つニッケルめっきの膜厚１００μｍ
の被覆を施した。この三種の試験片を用い疲労試験を行
った。Ｎ（振動数）を変えて得た結果をグラフ化して添
付図面に示した。
Ｎ＝ １０’サイクル（振動数）に於ける疲労強度Ｓ（
時間強度）は各々次の如くであった（各データは５回の
試験の平均値である。）： 試験片Ａ １５．５ ｋｇｆ／ａｍ”試験片
８ １２．５ ｋｇｆ／ａｍ”試験片ＣＩ５．
７ ｋｇｆ／ｃｍ’ 以上の実験結果から、通常のスルファミンニッケルめっ
きは素材の疲労強度を２０％程度低下させるが、本発明
の構成要件を満足するニッケルめっきは高力アルミニウ
ム合金素材の疲労強度を低下させないことが証明された
。以上の実験例及び実施例で明らかなように、本発明は
ターボファンエンジンの空気整流用静翼板の運転中に蒙
るエロージョンによる損傷を完全に防止する方法を提供
するもので工業上有意義な発明である。
時間強度）は各々次の如くであった（各データは５回の
試験の平均値である。）： 試験片Ａ １５．５ ｋｇｆ／ａｍ”試験片
８ １２．５ ｋｇｆ／ａｍ”試験片ＣＩ５．
７ ｋｇｆ／ｃｍ’ 以上の実験結果から、通常のスルファミンニッケルめっ
きは素材の疲労強度を２０％程度低下させるが、本発明
の構成要件を満足するニッケルめっきは高力アルミニウ
ム合金素材の疲労強度を低下させないことが証明された
。以上の実験例及び実施例で明らかなように、本発明は
ターボファンエンジンの空気整流用静翼板の運転中に蒙
るエロージョンによる損傷を完全に防止する方法を提供
するもので工業上有意義な発明である。
図は、実施例２に記した疲労強度試験の結果をＮ（振動
数）とＳ（時間強度）との関係でグラフ化したものであ
る。
数）とＳ（時間強度）との関係でグラフ化したものであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）圧縮応力をもつニッケルめっきで被覆することを特
徴とするターボファンエンジンの空気整流用静翼板のエ
ロージョン防止方法。 ２）ニッケルめっきの内部応力が１００〜３６０ｋｇｆ
／ｃｍ＾２の圧縮応力である特許請求の範囲第１項記載
の方法。 ３）ニッケルめっきの膜厚が５０〜２００μｍである特
許請求の範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13143287A JPS63297737A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | ターボファンエンジンの高力アルミニウム合金製空気整流用静翼板のエロージョンの防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13143287A JPS63297737A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | ターボファンエンジンの高力アルミニウム合金製空気整流用静翼板のエロージョンの防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63297737A true JPS63297737A (ja) | 1988-12-05 |
| JPH0579817B2 JPH0579817B2 (ja) | 1993-11-04 |
Family
ID=15057822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13143287A Granted JPS63297737A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | ターボファンエンジンの高力アルミニウム合金製空気整流用静翼板のエロージョンの防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63297737A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011111433A1 (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 三菱重工業株式会社 | 軸シール装置及び軸シール装置を備える回転機械 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5273204A (en) * | 1975-12-15 | 1977-06-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Fabrication of turbine blade |
| JPS5348103A (en) * | 1976-10-13 | 1978-05-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Manufacturing method for total-flow turbine blade |
| JPS61127872A (ja) * | 1984-11-19 | 1986-06-16 | アブコウ・コ−ポレイシヨン | 改良耐浸蝕性コ−テイング |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP13143287A patent/JPS63297737A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5273204A (en) * | 1975-12-15 | 1977-06-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Fabrication of turbine blade |
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| WO2011111433A1 (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 三菱重工業株式会社 | 軸シール装置及び軸シール装置を備える回転機械 |
| JP2011185219A (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 軸シール装置及び軸シール装置を備える回転機械 |
| CN102667067A (zh) * | 2010-03-10 | 2012-09-12 | 三菱重工业株式会社 | 轴封装置及具备轴封装置的旋转机械 |
| KR101389146B1 (ko) * | 2010-03-10 | 2014-04-24 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 축 시일 장치 및 축 시일 장치를 구비하는 회전 기계 |
| US9404375B2 (en) | 2010-03-10 | 2016-08-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Shaft seal device and rotary machine including shaft seal device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0579817B2 (ja) | 1993-11-04 |
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