JPWO2004111304A1 - 機械部品の修理方法、復元機械部品の製造方法、機械部品の製造方法、ガスタービンエンジン、放電加工機、タービン部品の修理方法、及び復元タービン部品の製造方法 - Google Patents
機械部品の修理方法、復元機械部品の製造方法、機械部品の製造方法、ガスタービンエンジン、放電加工機、タービン部品の修理方法、及び復元タービン部品の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
[図2]実施形態に係わるガスタービンエンジンの模式図である。
[図3]第1の実施形態に係わる放電加工機を示す図である。
[図4]図4(a)、図4(b)、図4(c)は、第1の実施形態に係わる機械部品の修理方法及び第2の実施形態に係わる復元機械部品の製造方法を説明する図である。
[図5]図5(a)、図5(b)、図5(c)は、第1の実施形態に係わる機械部品の修理方法及び第2の実施形態に係わる復元機械部品の製造方法を説明する図である。
[図6]翼の除去部と成形電極との関係を説明する図である。
[図7]第1の実施形態の変形例に係わるタービン動翼を示す図である。
[図8]第3の実施形態に係わるタービン動翼を示す図である。
[図9]図9(a)、図9(b)、図9(c)は、第3の実施形態に係わる機械部品の製造方法を説明する図である。
[図10]図10(a)、図10(b)、図10(c)は、第3の実施形態に係わる機械部品の製造方法を説明する図である。
[図11]翼の先端部と成形電極との関係を説明する図である。
[図12]第3の実施形態の変形例に係わるタービン動翼を示す図である。
[図13]第4の実施形態に係わるタービン動翼を示す斜視図である。
[図14]第4の実施形態に係わる放電加工機を示す図である。
[図15]第4の実施形態に係わる交換ユニットの模式的な平面図である。
[図16]図16(a)、図16(b)、図16(c)は、第4の実施形態に係わる機械部品の修理方法及び第5の実施形態に係わる復元機械部品の製造方法を説明する図である。
[図17]図17(a)、図17(b)は、第4の実施形態に係わる機械部品の修理方法及び第5の実施形態に係わる復元機械部品の製造方法を説明する図である。
まず、図1及び図2を参照して、第1の実施形態に係わる機械部品の修理方法の対象であるタービン動翼1について簡単に説明する。
前記被修理部としての翼5の先端部が上を向くように、前記機械部品としてのタービン動翼1を治具27にセットする。次に、X軸サーボモータ19及びY軸サーボモータ21の駆動によってテーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、翼5の先端部と硬質電極41が対向するようにタービン動翼1の位置決めを行う。なお、テーブル17をX軸方向とY軸方向のうちのいずれかの方向に移動させるだけで足りる場合もある。
前記(1−1)除去工程が終了した後に、X軸サーボモータ19及びY軸サーボモータ21の駆動によってテーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、翼5の除去部5eと成形電極35が対向するようにタービン動翼1の位置決めを行う。なお、テーブル17をX軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
前記(1−2)薄膜工程が終了した後に、X軸サーボモータ19及びY軸サーボモータ21の駆動によってテーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、薄膜45と硬質電極41が対向するようにタービン動翼1の位置決めを行う。なお、テーブル17をX軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
前記(1−3)薄膜変化工程が終了した後に、X軸サーボモータ19及びY軸サーボモータ21の駆動によってテーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、薄膜45と成形電極35が対向するようにタービン動翼1の位置決めを行う。なお、テーブル17をX軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
前記(1−4)肉盛工程が終了した後に、X軸サーボモータ19及びY軸サーボモータ21の駆動によってテーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、肉盛47と硬質電極41が対向するようにタービン動翼1の位置決めを行う。なお、テーブル17をX軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
前記(1−5)仕上げ工程が終了した後に、第1ホルダ39から成形電極35を取り外して、硬質成形電極37を第1ホルダ39に保持させる。次に、X軸サーボモータ19及びY軸サーボモータ21の駆動によってテーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、肉盛47と硬質成形電極37が対向するようにタービン動翼1の位置決めを行う。なお、テーブル17をX軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
図7、図2を参照して、第1の実施形態の変形例について説明する。
図2、図3、図4(a)、図4(b)、図4(c)、図5(a)、図5(b)、図5(c)を参照して、第2の実施形態に係わる復元機械部品の製造方法について説明する。
前記被処理部としての翼5の先端部が上を向くように、前記原機械部品としてのタービン動翼1Aを治具27にセットする。次に、テーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、翼5の先端部と硬質電極41が対向するように原タービン動翼1Aの位置決めを行う。そして、電気絶縁性のある液S中において、翼5の先端部と硬質電極41との間にパルス状の放電を発生させる。これによって、図4(a)に示すように、放電エネルギーにより、翼5の先端部に生じたクラック等の欠陥Dを除去することができる。なお、翼5の欠陥Dが除去された部位は、除去部5eという。
前記(2−1)除去工程が終了した後に、テーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、翼5の除去部5eが成形電極35に向するように原タービン動翼1Aの位置決めを行う。そして、電気絶縁性のある液S中において、翼5の除去部5eと成形電極35との間にパルス状の放電を発生させる。これによって、図3Bに示すように、その放電エネルギーにより、成形電極35の材料或いは該材料の反応物質を翼5の除去部5eに堆積、拡散、及び/又は溶着させて、ポーラスな薄膜45を形成することができる。
前記(2−2)薄膜工程が終了した後に、テーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、薄膜45と硬質電極41が対向するように原タービン動翼1Aの位置決めを行う。そして、電気絶縁性のある液S中において、ポーラスな薄膜45と硬質電極41との間にパルス状の放電を発生させる。これによって、図4(c)に示すように、放電エネルギーにより、薄膜45を溶融して、薄膜45をポーラス状態から高密度状態に変化させることができる。
前記(2−3)薄膜変化工程が終了した後に、テーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、薄膜45と成形電極35が対向するように原タービン動翼1Aの位置決めを行う。そして、電気絶縁性のある液S中において、薄膜45と成形電極35との間にパルス状の放電を発生させる。これによって、図5(a)に示すように、放電エネルギーにより、成形電極35の材料或いは該材料の反応物質を高密度の薄膜45に堆積、拡散、及び/又は溶着させて、ポーラスな肉盛47を形成することができる。
前記(2−4)肉盛工程が終了した後に、テーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、肉盛47と硬質電極41が対向するように原タービン動翼1Aの位置決めを行う。そして、電気絶縁性のある液S中において、肉盛47と硬質電極41との間にパルス状の放電を発生させる。これによって、図5(b)に示すように、放電エネルギーにより、ポーラスな肉盛47の表側を溶融して、肉盛47の表側に高密度の薄膜47aを形成しつつ、肉盛47の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行うことができる。
前記(2−5)仕上げ工程が終了した後に、第1ホルダ39から成形電極35を取り外して、硬質成形電極37を第1ホルダ39に保持させる。次に、テーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、肉盛47と硬質成形電極37が対向するように原タービン動翼1Aの位置決めを行う。そして、電気絶縁性のある液S中において、肉盛47と硬質成形電極37との間にパルス状の放電を発生させる。これによって、図5(c)に示すように、放電エネルギーにより、硬質成形電極37の材料或いは該材料の反応物質を高密度の薄膜47aに堆積、拡散、及び/又は溶着させて、アブレイシブ性のある硬質薄膜49を形成することができ、復元タービン動翼1Bの製造が終了する。
まず、図1及び図8を参照して、第3の実施形態に係わるタービン動翼59について説明する。
図9(a)に示すように、鍛造又は鋳造によって動翼本体61の大部分から成形する。そして、研削加工等の機械加工によって例えばダブテール67の外形部分等、動翼本体61の残りの部分を形成する。更に、動翼本体61における翼63の先端部以外の部分に、例えばアルミナイズコート等の耐酸化コートを形成することもある。
翼63の先端部が上を向くように、前記部品本体としての動翼本体61を治具27にセットする。次に、X軸サーボモータ19及びY軸サーボモータ21の駆動によってテーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、翼63の先端部と成形電極35が対向するように動翼本体61の位置決めを行う。なお、テーブル17をX軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
前記(3−2)薄膜工程が終了した後に、X軸サーボモータ19及びY軸サーボモータ21の駆動によってテーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、薄膜69と硬質電極41が対向するように動翼本体61の位置決めを行う。なお、テーブル17をX軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
前記(3−3)薄膜変化工程が終了した後に、X軸サーボモータ19及びY軸サーボモータ21の駆動によってテーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、薄膜69と成形電極35が対向するように動翼本体61の位置決めを行う。なお、テーブル17をX軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
前記(3−4)肉盛工程が終了した後に、X軸サーボモータ19及びY軸サーボモータ21の駆動によってテーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、肉盛71と硬質電極41が対向するように動翼本体61の位置決めを行う。なお、テーブル17をX軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
前記(3−5)仕上げ工程が終了した後に、第1ホルダ39から成形電極35を取り外して、硬質成形電極37を第1ホルダ39に保持させる。次に、X軸サーボモータ19及びY軸サーボモータ21の駆動によってテーブル17をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、肉盛71と硬質成形電極37が対向するように動翼本体61の位置決めを行う。なお、テーブル17をX軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
図12、図2を参照して、第3の実施形態の変形例について説明する。
まず、図13及び図2を参照して、第4の実施形態に係わる機械部品の修理方法の対象であるタービン動翼89について簡単に説明する。
図16(a)に示すように、タービン動翼89における一方の擦動面97fが上方向を向くように、前記機械部品としてのタービン動翼89を治具121にセットする。
前記(4−1)除去工程が終了した後に、X軸サーボモータ109及びY軸サーボモータ115の駆動によってテーブル113をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、シュラウド97の除去部97eと成形電極131が対向するようにタービン動翼89の位置決めを行う。なお、テーブル113をX軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。また、タービン動翼89の位置決めを行う代わりに、交換ユニット139によって第1ホルダ133を第2ホルダ137と交換して加工ヘッド127に装着するようにしても差し支えない。
前記(4−2)肉盛工程が終了した後に、X軸サーボモータ109及びY軸サーボモータ115の駆動によってテーブル113をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、肉盛153と硬質電極135が対向するようにタービン動翼89の位置決めを行う。なお、テーブル113をX軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。また、タービン動翼89の位置決めを行う代わりに、交換ユニット139によって第2ホルダ137を第1ホルダ133と交換して加工ヘッド127に装着するようにしても差し支えない。
前記(4−3)仕上げ工程が終了した後に、治具121からタービン動翼89を一旦取外して、シュラウド97における他方の擦動面97fが上方向を向くように、タービン動翼89を治具121にセットする。そして、前記(4−2)除去工程から前記(4−3)仕上げ工程まで、前述と同様に繰り返すことにより、図17(b)に示すように、シュラウド97における一対の擦動面97fの修理が終了する。
図2、図13から図15、図16(a)、図16(b)、図16(c)、図17(a)、図17(b)、図17Cを参照して第5の実施形態に係わる復元機械部品の製造方法について説明する。
図16(a)に示すように、原タービン動翼89Aにおける一方の擦動面97fが上方向を向くように、前記原機械部品としての原タービン動翼89Aを治具121にセットする。次に、テーブル113をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、一方の擦動面97fと硬質電極135が対向するように原タービン動翼89Aの位置決めを行う。そして、電気絶縁性のある液S中において、一方の擦動面97fと硬質電極135との間にパルス状の放電を発生させる。これによって、図16(b)に示すように、放電エネルギーにより、一方の擦動面97fに生じたクラック等の欠陥Dを除去することができる。なお、シュラウド97における欠陥Dが除去された部位は、除去部97eという。
前記(5−1)除去工程が終了した後に、テーブル113をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、シュラウド97の除去部97eと成形電極131が対向するように原タービン動翼89Aの位置決めを行う。そして、電気絶縁性のある液S中において、シュラウド97の除去部97eと成形電極131との間にパルス状の放電を発生させる。これによって、図16(c)に示すように、その放電エネルギーにより、成形電極131の材料或いは該材料の反応物質をシュラウド97の除去部97eに堆積、拡散、及び/又は溶着させて、ポーラスな肉盛153を形成することができる。
前記(5−2)肉盛工程が終了した後に、テーブル113をX軸方向及びY軸方向へ移動させることにより、肉盛153と硬質電極135が対向するように原タービン動翼89Aの位置決めを行う。そして、電気絶縁性のある液S中において、肉盛153と硬質電極135との間にパルス状の放電を発生させる。これによって、図17(a)に示すように、放電エネルギーにより、ポーラスな肉盛153の表側を溶融して、肉盛153の表側に高密度の薄膜153aを形成しつつ、肉盛153の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行うことができる。
前記(5−3)仕上げ工程が終了した後に、治具121から原タービン動翼89Aを一旦取外して、シュラウド97における他方の擦動面97fが上方向を向くように、原タービン動翼89Aを治具121にセットする。そして、前記(5−2)除去工程から前記(5−3)仕上げ工程まで、前述と同様に繰り返すことにより、図17(b)に示すように、復元機械部品しての復元タービン動翼89Bの製造が終了する。
Claims (63)
- 導電性のある機械部品の被修理部を修理するための機械部品の修理方法であって、
前記機械部品の前記被修理部に生じた欠陥を除去する除去工程と;
前記除去工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成される成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記機械部品における前記欠陥が除去された除去部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記機械部品の前記除去部に前記成形電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、ポーラスな肉盛を形成する肉盛工程と;
を具備したことを特徴とする機械部品の修理方法。 - 前記肉盛工程が終了した後に、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行う仕上げ工程と;
を具備したことを特徴とする請求項1に記載の機械部品の修理方法。 - 前記仕上げ工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記肉盛と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側を溶融して、前記肉盛の表側に高密度の薄膜を形成しつつ、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行うことを特徴とする請求項2に記載の機械部品の修理方法。
- 前記仕上げ工程が終了した後に、前記肉盛の表側にピーニング処理を施すピーニング工程と;
を具備したことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の機械部品の修理方法。 - 前記仕上げ工程が終了した後に、金属の粉末とセラミックスの粉末との混合粉末、或いは導電性のあるセラミックスの粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成される硬質成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記肉盛と前記硬質成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側に前記硬質成形電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、アブレイシブ性のある硬質薄膜を形成する硬質薄膜工程と;
を具備したことを特徴とする請求項2から請求項4のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の修理方法。 - 前記仕上げ工程が終了した後に、Siの固形物、Siの粉末から成形した圧縮粉末、或いは加熱処理した前記圧縮粉末からなるSi電極を用い、アルカン炭化水素を含む電気絶縁性のある液中において、前記肉盛と前記Si電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側に前記Si電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、アブレイシブ性のある硬質薄膜を形成する硬質薄膜工程と;
を具備したことを特徴とする請求項2から請求項4のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の修理方法。 - 前記除去工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記硬質電極と前記機械部品の前記被修理部との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記機械部品の前記被修理部に生じた前記欠陥を除去することを特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の修理方法。
- 前記除去工程が終了した後に、前記成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記機械部品の前記除去部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記機械部品の前記除去部に前記成形電極の材料を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、ポーラスな薄膜を形成する薄膜工程と;
前記薄膜工程が終了した後であって前記肉盛工程を開始する前に、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記薄膜と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記薄膜を溶融して、前記薄膜をポーラス状態から高密度状態に変化させる薄膜変化工程と;
を具備したことを特徴とする請求項1から請求項7のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の修理方法。 - 前記硬質電極は、グラファイト、タングステン合金、又は銅合金の固形物により構成されることを特徴とする請求項3、請求項7、請求項8のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の修理方法。
- 前記機械部品の前記除去部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させると、前記成形電極の一部分であって放電方向からみたときに前記機械部品の前記除去部からはみ出した部分が消耗するように、前記成形電極の先端部の形状は前記機械部品の前記除去部の形状よりも僅かに大きいものであることを特徴とする請求項1から請求項9のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の修理方法。
- 前記機械部品はガスタービンエンジンのエンジン部品であることを特徴とする請求項1から請求項10のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の修理方法。
- 導電性のある原機械部品から復元機械部品を製造するための復元機械部品の製造方法であって、
前記原機械部品の被処理部に生じた欠陥を除去する除去工程と;
前記除去工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成される成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記原機械部品における前記欠陥が除去された除去部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記原機械部品の前記除去部に前記成形電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、ポーラスな肉盛を形成する肉盛工程と;
を具備したことを特徴とする復元機械部品の製造方法。 - 前記肉盛工程が終了した後に、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行う仕上げ工程と;
を具備したことを特徴とする請求項12に記載の復元機械部品の製造方法。 - 前記仕上げ工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記肉盛と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側を溶融して、前記肉盛の表側に高密度の薄膜を形成しつつ、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行うことを特徴とする請求項13に記載の復元機械部品の製造方法。
- 前記仕上げ工程が終了した後に、前記肉盛の表側にピーニング処理を施すピーニング工程と;
を具備したことを特徴とする請求項13又は請求項14に記載の復元機械部品の製造方法。 - 前記仕上げ工程が終了した後に、金属の粉末とセラミックスの粉末との混合粉末、或いは導電性のあるセラミックスの粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成される硬質成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記肉盛と前記硬質成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側に前記硬質成形電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、アブレイシブ性のある硬質薄膜を形成する硬質薄膜工程と;
を具備したことを特徴とする請求項13から請求項15のうちのいずれかの請求項に記載の復元機械部品の製造方法。 - 前記仕上げ工程が終了した後に、Siの固形物、Siの粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成されるSi電極を用い、アルカン炭化水素を含む電気絶縁性のある液中において、前記肉盛と前記Si電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側に前記Si電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、アブレイシブ性のある硬質薄膜を形成する硬質薄膜工程と;
を具備したことを特徴とする請求項13から請求項15のうちのいずれかの請求項に記載の復元機械部品の製造方法。 - 前記除去工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記硬質電極と前記原機械部品の前記被処理部との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記原機械部品の前記被処理部に生じた前記欠陥を除去することを特徴とする請求項12から請求項17のうちのいずれかの請求項に記載の復元機械部品の製造方法。
- 前記除去工程が終了した後に、前記成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記原機械部品の前記除去部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記原機械部品の前記除去部に前記成形電極の材料を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、ポーラスな薄膜を形成する薄膜工程と;
前記薄膜工程が終了した後であって前記肉盛工程を開始する前に、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記薄膜と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記薄膜を溶融して、ポーラス状から高密度状態に変化させる薄膜変化工程と;
を具備したことを特徴とする請求項12から請求項18のうちのいずれかの請求項に記載の復元機械部品の製造方法。 - 前記原機械部品の前記被処理部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させると、前記成形電極の一部分であって放電方向からみたときに前記原機械部品の前記被処理部からはみ出した部分が消耗するように、前記成形電極の断面形状は前記原機械部品の前記被処理部の外形状よりも僅かに大きいものであることを特徴とする請求項12から請求項19のうちのいずれかの請求項に記載の復元機械部品の製造方法。
- 前記原機械部品はガスタービンエンジンの原エンジン部品であることを特徴とする請求項12から請求項20のうちのいずれかの請求項に記載の復元機械部品の製造方法。
- 導電性のある部品本体と、この部品本体の被処理部に形成されたポーラスな肉盛とを備えた機械部品を製造するための機械部品の製造方法であって、
前記部品本体から成形する本体工程と;
前記本体工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成される成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記部品本体の前記被処理部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記部品本体の前記被処理部に前記成形電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、前記肉盛を形成する肉盛工程と;
を具備したことを特徴とする機械部品の製造方法。 - 前記肉盛工程が終了した後に、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行う仕上げ工程と;
を具備したことを特徴とする請求項22に記載の機械部品の製造方法。 - 前記仕上げ工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記肉盛と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側を溶融して、前記肉盛の表側に高密度の薄膜を形成しつつ、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行うことを特徴とする請求項23に記載の機械部品の製造方法。
- 前記仕上げ工程が終了した後に、前記肉盛の表側にピーニング処理を施すピーニング工程と;
を具備したことを特徴とする請求項23又は請求項24に記載の機械部品の製造方法。 - 前記部品工程にあっては、鍛造又は鋳造によって前記部品本体の大部分から成形し、機械加工によって前記部品本体の残りの部分から成形する工程であることを特徴とする請求項22から請求項25のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の製造方法。
- 前記仕上げ工程が終了した後に、金属の粉末とセラミックスの粉末との混合粉末、或いは導電性のあるセラミックスの粉末から成形した成形体、成いは加熱処理した前記成形体により構成される硬質成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記肉盛と前記硬質成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側に前記硬質成形電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、アブレイシブ性のある硬質薄膜を形成する硬質薄膜工程と;
を具備したことを特徴とする請求項23から請求項26のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の製造方法。 - 前記仕上げ工程が終了した後に、Siの固形物、Siの粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成されるSi電極を用い、アルカン炭化水素を含む電気絶縁性のある液中において、前記肉盛と前記Si電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側に前記Si電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、アブレイシブ性のある硬質薄膜を形成するアブレイシブ薄膜形成工程と;
を具備したことを特徴とする請求項23から請求項26のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の製造方法。 - 前記本体成形工程が終了した後であって前記肉盛工程を開始する前に、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記部品本体の前記被処理部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記部品本体の前記被処理部に前記成形電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、ポーラスな薄膜を形成する薄膜工程と;
前記薄膜工程が終了した後であって前記肉盛工程が開始する前に、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記薄膜と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記薄膜を溶融して、ポーラス状態から高密度状態に変化させる薄膜変化工程と;
を具備したことを特徴とする請求項22から請求項28のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の製造方法。 - 前記部品本体の前記被処理部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させると、前記成形電極の一部分であって放電方向からみたときに前記部品本体の前記被処理部からはみ出した部分が消耗するように、前記成形電極の先端部の形状は前記部品本体の前記被処理部の形状よりも僅かに大きいものであることを特徴とする請求項22から請求項29のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の製造方法。
- 前記機械部品はガスタービンエンジンのエンジン部品であることを特徴とする請求項22から請求項30のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の製造方法。
- 請求項22から請求項30のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の製造方法により製造されたことを特徴とする機械部品。
- 請求項31に記載の機械部品の製造方法により製造されたことを特徴とする機械部品。
- 請求項34に記載の機械部品を具備したことを特徴とするガスタービンエンジン。
- 導電性のある機械部品の被修理部を修理するための機械部品の修理方法であって、
耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記機械部品の前記被修理部と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記機械部品の前記被修理部に生じた欠陥を除去する欠陥除去工程;
前記欠陥除去工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末を混合した混合粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成される成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記機械部品における前記欠陥が除去された除去部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記機械部品の前記除去部に前記成形電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、肉盛を形成する肉盛形成工程と;
を具備したことを特徴とする機械部品の修理方法。 - 前記肉盛層工程が終了した後に、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記肉盛と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側を溶融して、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行う仕上げ工程と;
を具備したことを特徴とする請求項35に記載の機械部品の修理方法。 - 前記硬質電極は、グラファイト、タングステン合金、又は銅合金からなるものであることを特徴とする請求項35又は請求項36に記載の機械部品の修理方法。
- 前記機械部品はガスタービンエンジンのエンジン部品であることを特徴とする請求項35から請求項37のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の修理方法。
- 原機械部品から復元機械部品を製造するための復元機械部品の製造方法であって、
耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記原機械部品の前記被処理部と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記原機械部品の前記被処理部に生じた欠陥を除去する除去工程と;
前記除去工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成される成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記原機械部品における前記欠陥が除去された除去部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記原機械部品の前記除去部に前記成形電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、肉盛を形成する肉盛工程と;
を具備したことを特徴とする復元機械部品の製造方法。 - 前記肉盛工程が終了した後に、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記肉盛と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側を溶融して、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行う仕上げ工程と;
を具備したことを特徴とする請求項39に記載の復元機械部品の製造方法。 - 前記硬質電極は、グラファイト、タングステン合金、又は銅合金からなることを特徴とする請求項39又は請求項40に記載の復元機械部品の製造方法。
- 前記原機械部品はガスタービンの原タービン部品であることを特徴とする請求項39から請求項41のうちのいずれかの請求項に記載の復元機械部品の製造方法。
- 請求項12から請求項20、請求項39から請求項41のうちのいずれかの請求項に記載の原機械部品の製造方法により製造されたことを特徴とする機械部品。
- 請求項21又は請求項42に記載の原機械部品の製造方法により製造されたことを特徴とする原機械部品。
- 請求項44に記載の原機械部品を具備したことを特徴とするガスタービンエンジン。
- 請求項35に記載の機械部品の修理方法の実施に直接使用する放電加工機において、
テーブルと、
前記テーブルに設けられ、前記機械部品をセット可能な治具と;
前記テーブルの上方に設けられ、前記テーブルに対して相対的に上下方向及び水平方向へ移動可能な加工ヘッドと;
前記加工ヘッドと一体的に移動可能であって、前記成形電極を保持する第1ホルダと;
前記加工ヘッドと一体的に移動可能であって、前記硬質電極を保持する第2電極ホルダと;
電気絶縁性のある液中または気中において前記機械部品の被修理部と前記硬質電極との間、前記機械部品における前記欠陥除去部と前記成形電極との間にそれぞれパルス状の放電を発生させる電源と;
を具備したことを特徴とする放電加工機。 - 請求項35に記載の機械部品の修理方法の実施に直接使用する放電加工機において、
テーブルと;
前記テーブルに設けられ、前記機械部品をセット可能な治具と;
前記テーブルの上方に設けられ、前記テーブルに対して相対的に上下方向及び水平方向へ移動可能な加工ヘッドと;
前記加工ヘッドに対して着脱可能であって、前記成形電極を保持する第1ホルダと;
前記加工ヘッドに対して着脱可能であって、前記硬質電極を保持する第2ホルダと;
前記加工ヘッドに対して前記第1ホルダと前記第2ホルダの交換を行う交換ユニットと;
電気絶縁性のある液中または気中において前記機械部品の被修理部と前記硬質電極との間、前記機械部品における前記欠陥除去部と前記成形電極との間にそれぞれパルス状の放電を発生させる電源と;
を具備したことを特徴とする放電加工機。 - ガスタービンエンジンに用いられるタービン部品における擦動面の修理を行うためのタービン部品の修理方法であって、
前記タービン部品における前記擦動面に生じた欠陥を除去する除去工程と;
前記除去工程が終了した後に、クロムを含むコバルト合金の粉末、クロムを含むコバルト合金の粉末とセラミックスの粉末と合金の粉末との混合粉末、Tiの粉末、又はTiCの粉末のうちのいずれかの1種の粉末又は2種以上の粉末から成形してなる成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成される成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記タービン部品における前記欠陥が除去された除去部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記タービン部品における前記除去部に前記成形電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、高温環境下で耐摩耗性のある肉盛を形成する肉盛工程と;
を具備したことを特徴とするタービン部品の修理方法。 - 前記肉盛工程が終了した後に、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行う仕上げ工程と;
を具備したことを特徴とする請求項48に記載のタービン部品の修理方法。 - 前記仕上げ工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記肉盛と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側を溶融して高密度の薄膜を形成しつつ、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行うことを特徴とする請求項49に記載のタービン部品の修理方法。
- 前記寸法仕上げ工程が終了した後に、前記肉盛の表側にピーニング処理を施すピーニング工程と;
を具備したことを特徴とする請求項49又は請求項50に記載のタービン部品の修理方法。 - 前記除去工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記タービン部品における前記擦動面と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記タービン部品における前記擦動面に生じた欠陥を除去することを特徴とする請求項48から請求項51のうちのいずれかの請求項に記載のタービン部品の修理方法。
- 前記硬質電極は、グラファイト、タングステン合金、又は銅合金であることを特徴とする請求項50又は請求項52に記載のタービン部品の修理方法。
- 前記タービン部品における前記擦動面は、タービン動翼のシュラウドにおける擦動面であることを特徴とする請求項48から請求項53のうちのいずれかの請求項に記載のタービン部品の修理方法。
- 原タービン部品から復元タービン部品を製造するための復元タービン部品の製造方法であって、
前記原タービン部品における擦動面に生じた欠陥を除去する除去工程と;
前記除去工程が終了した後に、クロムを含むコバルト合金の粉末、クロムを含むコバルト合金の粉末とセラミックスの粉末との混合粉末、Tiの粉末、又はTiCの粉末のうちのいずれかの1種の粉末又は2種以上の粉末から成形してなる成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成される成形電極を用い、前記原タービン部品における前記欠陥が除去された除去部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記原タービン部品における前記除去部に前記成形電極の材料成いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、高温環境下で耐摩耗性のある肉盛を形成する肉盛工程と;
を具備したことを特徴とする復元タービン部品の製造方法。 - 前記肉盛工程が終了した後に、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行う仕上げ工程と;
を具備したことを特徴とする請求項55に記載の復元タービン部品の製造方法。 - 前記仕上げ工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記肉盛と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側を溶融して高密度の薄膜を形成しつつ、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行うことを特徴とする請求項56に記載の復元タービン部品の製造方法。
- 前記仕上げ工程が終了した後に、前記肉盛層の表側にピーニング処理を施すピーニング工程と;
を具備したことを特徴とする請求項56又は請求項57に記載の復元タービン部品の製造方法。 - 前記除去工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記原タービン部品における前記擦動面と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記原タービン部品における前記擦動面に生じた欠陥を除去することを特徴とする請求項55から請求項58のうちのいずれかの請求項に記載の復元タービン部品の製造方法。
- 前記硬質電極は、グラファイト、タングステン合金、又は銅合金からなることを特徴とする請求項57又は請求項59に記載の復元タービン部品の製造方法。
- 前記原タービン部品における前記擦動面は、原タービン動翼のシュラウドにおける擦動面であることを特徴とする請求項55から請求項60のうちのいずれかの請求項に記載の復元タービン部品の製造方法。
- 請求項55から請求項61のうちのいずれかの請求項に記載の復元タービン部品の製造方法により製造されたことを特徴とする復元タービン部品。
- 請求項62に記載の復元タービン部品を具備したことを特徴とするガスタービンエンジン。
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