KR20070019549A - 코팅 제거 방법 - Google Patents

코팅 제거 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20070019549A
KR20070019549A KR1020060071192A KR20060071192A KR20070019549A KR 20070019549 A KR20070019549 A KR 20070019549A KR 1020060071192 A KR1020060071192 A KR 1020060071192A KR 20060071192 A KR20060071192 A KR 20060071192A KR 20070019549 A KR20070019549 A KR 20070019549A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resistant coating
grinding wheel
gas turbine
turbine engine
thermal spray
Prior art date
Application number
KR1020060071192A
Other languages
English (en)
Inventor
폴 엘. 후드
카일 고든 가디너
브레인 케예스
키스 로키어
에드워드 마치토
토마스 로버트 나도
온지 다니엘 더블유. 세인트
버나드 디. 벨리에트
Original Assignee
유나이티드 테크놀로지스 코포레이션
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유나이티드 테크놀로지스 코포레이션 filed Critical 유나이티드 테크놀로지스 코포레이션
Priority to KR1020060071192A priority Critical patent/KR20070019549A/ko
Publication of KR20070019549A publication Critical patent/KR20070019549A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/0084—Other grinding machines or devices the grinding wheel support being angularly adjustable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
    • B24B5/04—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding cylindrical surfaces externally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

가스 터빈 엔진 부품 상의 열 용사 내마모성 코팅의 적어도 일부를 제거하는 방법은 초연마성 연삭 휘일로 열 용사 내마모성 코팅을 연삭하는 단계를 포함한다.
가스 터빈, 엔진 부품, 열 용사, 내마모성, 초연마성, 연삭 휘일

Description

코팅 제거 방법 {A METHOD OF REMOVING A COATING}
도1a는 회전 부재가 최종 두께를 갖도록 열 용사 내마모성 코팅이 회전 부품에 도포된 가스 터빈 엔진의 브러시 밀봉 구성요소의 회전 부재의 개략 측면도.
도1b는 열 용사 내마모성 코팅이 마모되어 회전 부재의 두께가 더 이상 최종 두께가 아닌 도1a의 회전 부재의 개략 측면도.
도2는 도1b의 회전 부재가 장착된 수직 회전식 테이블을 포함하는 기계 위에 초연마성 연삭 휘일이 구현된 본 발명의 제1 실시예의 사시도.
도3은 수평 회전식 테이블을 포함하는 기계 위에 초연마성 연삭 휘일이 구현된 본 발명의 제2 실시예의 사시도.
도4는 초연마성 연삭 휘일로 열 용사 내마모성 코팅을 제거하는 단계를 포함하는 방법인 가스 터빈 작업편을 수리하는 방법의 플로우 차트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 회전 부재
12: 열 용사 내마모성 코팅
14: 금속 합금 본체
16: 접촉 표면
20, 30: 연삭 기계
22, 32: CBN 연삭 휘일
24, 34: 스핀들
26, 36: 회전식 테이블
본 발명은 가스 터빈 엔진 부품으로부터 열 용사 내마모성 코팅을 제거하는 방법과, 이를 위한 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 초연마성 연삭 휘일로 가스 터빈 엔진 부품으로부터 열 용사 내마모성 코팅을 제거하는 방법에 관한 것이다.
브러시 밀봉 구성요소, 블레이드 외부 공기 밀봉부, 블레이드 및 베인 등의 금속 합금으로 형성된 가스 터빈 엔진 부품은 사용 중에 손상될 수 있다. 예컨대, 조작 중에, 가스 터빈 엔진 부품은 고압의 외부 입자에 노출되거나 또는 회전 구성요소의 경우 고온의 부식성 환경에서 원심력에 노출될 수 있다. 손상으로부터 금속 합금을 보호하기 위해, 가스 터빈 엔진 부품은 고속 산소-연료(high velocity oxy-fuel; HVOF) 코팅 등의 열 용사 내마모성 코팅("코팅")으로 코팅될 수 있다. 부품이 제조될 때, 부품의 금속 합금 구성요소는 요구되는 것보다 작은 치수로 형성될 수 있고, 그 다음 최종 부품에 요구되는 (또는 "최종") 치수를 부여하는 두께로 코팅이 금속 합금에 도포될 수 있다.
시간에 따라, 코팅은 마모 (또는 "부식")될 수 있고, 이는 부품의 치수와 성 능에 영향을 줄 수 있다. 치수의 변화는 브러시 밀봉부 등의 정밀한 치수를 요구하는 부품에 대한 주요 관심사이며, 여기서 밀봉부가 밀착 끼워 맞춤되고 밀봉부를 통한 공기 흐름을 억제하도록 브리슬(bristle)은 강성의 회전 부재와 접촉되는 것이 바람직하다. 브러시 밀봉부의 회전 부재 상의 코팅이 마모되면, 누출 경로가 형성되어, 브러시 밀봉부의 유효성을 악화시킬 수 있다.
코팅의 부식을 보정하거나 또는 기재 금속 합금 구성요소를 수리하도록 가스 터빈 엔진이 수리될 때, 코팅의 적어도 일부가 전형적으로 제거된다. 본 발명은 가스 터빈 엔진 부품으로부터 열 용사 내마모성 코팅을 제거하는 방법이다.
본 발명은 초연마성 연삭 휘일로 가스 터빈 엔진 부품 상의 열 용사 내마모성 코팅의 적어도 일부를 제거하는 방법이다. 또한, 본 발명은 가스 터빈 엔진 부품 상의 열 용사 내마모성 코팅의 적어도 일부를 제거하는 장치이며, 장치는 초연마성 연삭 휘일을 포함한다.
본 발명은 가스 터빈 엔진 부품의 열 용사 내마모성 코팅의 적어도 일부를 제거하는 방법과, 열 용사 내마모성 코팅을 포함하는 가스 터빈 엔진 부품을 수리하는 방법 모두이다. 가스 터빈 엔진 부품은 회전 또는 비회전 부품일 수 있고, 예시적인 실시예에서, 열 용사 내마모성 코팅은 HVOF 공정에 의해 생성된다. 본 발명의 방법은 초연마성 연삭 휘일로 코팅을 연삭하는 것을 특징으로 한다. 실시예에서, 초연마성 연삭 휘일은 약 3,000 rpm(revolutions per minute; 분당 회전 수)의 속도로 회전할 수 있고, 약 8,000 내지 약 10,000 sfpm(surface feet per minute; 분당 표면 피트)의 코팅 제거 속도로 병진 운동한다.
초연마성 연삭 휘일은 절삭 표면을 형성하도록 코어에 부착된 초연마성 재료의 밴드를 갖는 금속 코어를 포함하는 연삭 휘일이다. 대조적으로, 종래의 연마성 연삭 휘일은 전형적으로 전체적으로 연마성 결합 재료로 형성된다. 본 발명에서, 임의의 적절한 결합 시스템은 금속 코어에 초연마성 재료를 결합하는데 사용될 수 있고, 임의의 적절한 코어 재료가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 스틸, 알루미늄 또는 임의의 다른 적절한 재료의 코어를 갖는 수지 결합 입방정계 질화 붕소(cubic boron nitride; CBN) 휘일이 사용된다. 다른 실시예에서, 스틸 또는 유리화(vitrified) 연마재로 형성된 코어를 갖는 유리화 결합 CBN 연삭 휘일이 사용된다. 또 다른 실시예에서, 전기 도금 CBN 연삭 휘일이 사용되며, 여기서 CBN은 코어 상에 전기 도금된다. 또 다른 실시예에서, 다이아몬드 도금 금속 연삭 휘일이 사용된다. 다른 실시예도 가능하다. 본 분야의 당업자는 각각의 결합 시스템 유형과 연관되어 다공성이 변경되는 것을 알 수 있으며, 결합 시스템이 연삭 휘일의 특정 적용예를 기초로 하여 선택될 수 있다는 것을 알 수 있다.
초연마성 연마 재료와 종래의 연마 재료 모두가 경질이더라도, 초연마성 재료는 종래의 연마성 재료보다 훨씬 경질이다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, "초연마성" 재료는 천연 및 합성 다이아몬드 재료, CBN, 및 다이아몬드와 CBN의 혼합물 모두를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. "전통적인/종래의 연마성" 재료는 산화 알루미늄, 산화 실리콘, 산화 철, 산화 몰리브덴, 산화 바나듐, 탄화 텅스텐 및 탄화 실리콘을 포함한다.
배경기술 부분에서 언급된 바와 같이, 용사 내마모성 코팅의 마모를 보정하거나 또는 기재 금속 합금 구성요소(예컨대, 기본 재료)을 수리하기 위해, 가스 터빈 엔진 부품이 수리될 때, 열 코팅의 적어도 일부는 전형적으로 연삭 방법으로 제거된다. 연삭은 재료 층의 제거, 작업편의 형상화 또는 마무리 등의 목적을 위해 연삭 휘일, 벨트, 실린더 또는 돌 내에 매립된 작은 연마성 입자가 작업편으로부터 재료로 제거하는 공정이다. 본 발명은 초연마성 연삭 휘일로 가스 터빈 엔진 부품으로부터 열 용사 내마모성 코팅을 제거하는 개선된 방법을 제공한다.
가스 터빈 엔진 부품 (또는 "작업편")으로부터 열 용사 내마모성 코팅을 제거하는 종래의 방법에서, 종래의 연마성 재료를 포함하는 연삭 휘일이 사용된다. 종래의 연마성 연삭 휘일이 유효하더라도, 회전 속도의 한계로 인해 종래의 연마성 연삭 휘일에 의한 연삭 공정은 시간 소모적일 수 있다. 또한, 종래의 연마성 연삭 휘일은 연삭 휘일의 빈번한 "드레싱(dressing)" 등의 빈번한 유지보수를 요구한다. 연삭 휘일이 "드레싱"될 때, 연마성 표면이 회전함에 따라 드레싱 휘일 또는 스틱이 연마성 표면에 적용되어 연마성 결정들 사이의 결합 재료를 선택적으로 마모시켜서, 새로운 날카로운 연마성 결정을 노출시키고 연삭 휘일 상의 프로파일 외형을 재형성한다. 휘일을 "드레싱"하도록 연삭 휘일 조작자가 연삭 공정을 정지시켜야 하므로 어떤 드레싱 공정은 비효율적이다. 또한, 연마성 입자가 시간에 따라 마모되어 휘일 치수의 변화로 인해 작업편을 정확하게 연삭하는 휘일의 유효성과 휘일의 능력에 영향을 줄 수 있기 때문에 종래의 연마성 연삭 휘일은 빈번하게 교체될 필요가 있다.
본 발명에서, 초연마성 재료를 포함하는 연삭 휘일은 가스 터빈 엔진 부품 상의 열 용사 내마모성 코팅의 적어도 일부를 제거하는데 사용된다. 본 발명의 실시예에서, CBN 연삭 휘일은 가스 터빈 엔진 부품 상의 HVOF 코팅을 제거하는데 사용될 수 있다. 본 발명 이전에, CBN이 HVOF 코팅 등의 열 용사 내마모성 코팅을 연삭하는데 충분한 경도를 나타내는지에 대한 의문이 남아있었다. CBN의 경도에 대한 이러한 걱정은 CBN 연삭 휘일의 적용을 제한한다. 본 발명의 발명자들은 CBN이 가스 터빈 엔진 부품으로부터 HVOF 코팅을 제거하기에 충분히 경질이고 CBN 연삭 휘일이 HVOF 코팅을 제거하기 위한 유효하고 효과적인 수단이라는 것을 발견하였다. 이러한 발견을 기초로 하여, 본 발명자들은 CBN 연삭 휘일을 포함할 수 있는 본 발명이 HVOF 코팅과 유사한 특성을 나타내는 열 용사 내마모성 코팅에 적용될 수 있다고 믿는다.
또한, 본 발명은 다이아몬드 입자의 밴드를 갖는 금속 연삭 휘일 등의 CBN 휘일 외의 초연마성 연삭 휘일에 의해 작업편으로부터 코팅을 제거하는 방법이 일반적으로 초연마성 재료의 경도 특성으로 인해 종래의 연마성 연삭 휘일을 포함하는 방법보다 더 효과적이라는 것을 인지한다. 초연마성 재료는 전형적으로 종래의 연마성 재료보다 경질이며, 여기서 경도는 로크웰 또는 비커스 경도 테스트 등의 본 분야에 공지된 경도 특성에 대해 측정된다. 증가된 경도 특성으로 인해, 초연마성 연삭 휘일은 일반적으로 종래의 연마성 연삭 휘일보다 장기간 날카롭게 유지된다.
경질의 초연마성 재료로 인한 효율은 적어도 4배이다. 먼저, 초연마성 경도 특성이 휘일 마모를 늦춰서 장기간 사용에 걸쳐 날카로운 연삭 휘일이 되기 때문에 연삭 휘일이 신규 연삭 휘일로 변경되고 교체되는 횟수가 감소된다. 달리 언급되지 않으면, 경질의 초연마성 재료가 종래의 연마성 재료에 비해 천천히 마모되기 때문에 초연마성 연삭 휘일의 휘일 수명은 종래의 연마성 연삭 휘일에 비해 길다. 둘째, 초연마성 재료가 종래의 연마성 재료보다 장기간 날카롭게 유지되기 때문에 초연마성 연삭 휘일은 일반적으로 종래의 연마성 연삭 휘일에 비해 자주 드레싱될 필요가 없다. 그 결과, 초연마성 연삭 재료를 드레싱하는데 시간이 덜 소비된다.
효율의 제3 태양은 초연마성 연삭 휘일이 종래의 연마성 연삭 휘일에 비해 정확하게 작업편을 연삭할 수 있는 초연마성 경도 특성으로 인해 초연마성 연삭 휘일이 큰 치수 안정성(즉, 장기간 형상 유지)을 나타낸다는 것이다. 마지막으로, 초연마성 연삭 휘일은 경도 및 날카로움 특성으로 인해 종래의 연마성 재료에 비해 빠른 제거 속도를 허용한다. 본 발명의 실시예에서, 초연마성 연삭 휘일은 약 8,000 내지 약 10,000 sfpm의 주연 속도를 사용하여 작업편으로부터 코팅을 제거할 수 있으며, 종래의 연삭 휘일에 비해 각각의 연삭 휘일 증가로 20회 이상 재료가 제거될 수 있다. 빠른 제거 속도는 초연마성 연삭 휘일의 고속 연삭 능력에서 기인한 것이다. 본 발명에서, 초연마성 연삭 휘일은 임의의 적절할 속도로 회전할 수 있고, 실시예에서, 적어도 30,000 rpm의 속도로 회전할 수 있다. 실시예에서, 9.125 인치 직경의 연삭 휘일은 약 3,800 rpm 또는 약 9,078 sfpm의 속도로 회전할 수 있다. 대조적으로, 12 인치 직경의 종래의 연마성 연삭 휘일은 적어도 약 1400 rpm 또는 약 4398 sfpm로 회전한다.
CBN 연삭 휘일이 본 발명에 사용된다면, CBN이 열을 전도하기 때문에 작업편의 표면 온도는 낮아질 수 있다. 낮은 작업편 표면 온도는 대부분이 어떤 초합금 재료에서와 같이 열을 전도하지 않는 종래의 연마성 재료에 비해 기재 금속 합금에 대한 손상을 감소시킨다.
본 발명의 실시예에서, 가스 터빈 엔진 부품으로부터 코팅을 제거하는 방법은 미속(creep feed) 연삭 공정을 포함할 수 있다. 미속 연삭에서, 재료는 종래의 연삭에서보다 적은 경로에서 작업편의 표면으로부터 제거될 수 있다. 기계 테이블 (또는 회전식 테이블)은 연삭 휘일 회전 방향으로 작업편을 공급한다. 테이블 속도가 낮더라도(즉, "미속 공급"), 연삭 휘일로부터 절삭된 깊이가 커서, 높은 재료 제거 속도를 야기한다.
도1a는 회전 부재가 최종 (또는 "요구되는") 두께(T)를 갖도록 열 용사 내마모성 코팅(12)이 금속 합금 본체(14)에 도포된 가스 터빈 엔진 내의 브러시 밀봉부의 회전 부재(10)의 개략 측면도이다. 열 용사 내마모성 코팅(12)은 HVOF 코팅 또는 본 분야에 공지된 임의의 적절한 열 용사 내마모성 코팅일 수 있다. 금속 합금 본체(14)는 임의의 적절한 금속 합금으로 형성될 수 있다. 조작 중에, 브러시 밀봉부의 (도1a에 도시되지 않은) 브리슬은 공기 밀봉부를 형성하도록 표면(16)에 접촉한다. 브리슬과 접촉 표면(16) 사이에 간극이 존재하면, 공기를 위한 경로가 형성되어, 브러시 밀봉부의 유효성을 악화시킬 수 있다.
도1b는 열 용사 내마모성 코팅(12)이 코팅(12')에 대해 마모되어 회전 부재 의 두께(T')가 더 이상 최종 두께(T)와 동일하지 않은 도1a의 회전 부재(10)의 개략 측면도이다. 점선은 회전 부재(10)의 요구되는 두께를 도시하고 열 용사 내마모성 코팅(12')의 마모를 도시한다. 구체적으로, [최종 두께(T)와 회전 부재(10)의 마모된 두께(T') 사이의 차이와 동일한] 열 용사 내마모성 코팅(12)의 두께(THD)가 마모된다. 도1b에 열 용사 내마모성 코팅(12')의 마모가 균일한 것으로 도시되더라도, 실제로는, 열 용사 내마모성 코팅(12')의 마모된 표면(16')이 불균일할 수 있고, 여기서 열 용사 내마모성 코팅(12')은 다른 어떤 부분[두께는 두께(THD)와 동일한 일반적인 방향을 따라 측정됨]보다 두껍다.
회전 부재(10)의 두께가 요구되는 두께(T)에서 마모된 두께(T')로 감소되도록 열 용사 내마모성 코팅(12')이 마모된다면, 회전 부재(10)의 접촉 표면(16')에 대한 브러시 밀봉부의 브리슬의 접촉 표면에 영향을 줄 수 있다. 전술된 바와 같이, 브러시 밀봉부의 유효성을 악화시킬 수 있고, 회전 부재(10)가 다시 한번 요구되는 두께(T)에 있도록 열 용사 내마모성 코팅(12')을 수리하는 것이 바람직할 수 있다. 마모된 표면(16') 등을 수리하는 어떤 기존의 방법에서, 열 용사 내마모성 코팅 재료를 재도포하기 전에 기재 금속 합금 본체(14) (또는 다른 기본 재료)가 노출되도록 기존의 열 용사 내마모성 코팅(12') 중 모두 또는 사실상 모두를 제거하는 것이 필요할 수 있다. 열 용사 내마모성 코팅(12')을 제거하는 현재의 방법에서, 종래의 연마성 연삭 휘일은 연삭 휘일을 회전시키는 기계 상에 장착되고, 연삭 휘일은 열 용사 내마모성 코팅에 접촉하도록 위치 결정되어 열 용사 내마모성 코팅(12')을 제거한다. 그러나, 본 발명의 방법에서, 초연마성 연삭 휘일은 회전 부재(10)로부터 열 용사 내마모성 코팅(12')을 제거하는데 사용된다.
본 발명에 따른 초연마성 연삭 휘일은 종래의 연마성 연삭 휘일과 함께 현재 사용되는 종래의 기계 상에 장착된다. 물론, 초연마성 연삭 휘일은 종래의 연마성 연삭 휘일을 대체한다. 종래의 기계에 대해 변형이 요구될 수 있다. 본 분야의 당업자는 고속의 스핀들 rpm, 적절한 냉각제 이송 및 필터링, 및 (필요하거나 또는 요구되는 경우) 기계 봉입을 달성하도록 이러한 변형이 필요할 수 있다는 것을 알 것이다.
도2는 CBN 연삭 휘일(22)을 포함하는 연삭 기계(20)의 예시적인 실시예의 부분 사시도이다. 기계(20)는 본 분야에 공지된 연삭 기계의 일반적인 도면이고, 도시의 명확함을 위해 기계(20)의 상세 사항은 생략되었다. 기계(20)는 미국 오하이오주 메이슨(Mason) 소재의 마키노(Makino)에 의해 상업적으로 입수 가능한 마키노 기계 모델 MC98 및 MC86 등의 임의의 적절한 연삭 기계일 수 있다. 기계(20)는 CBN 연삭 휘일(22)이 장착되고 회전식 테이블(26)이 수직으로 장착되는 스핀들(24)을 포함한다. 스핀들(24)과 회전식 테이블(26) 모두는 고정 축을 중심으로 회전하도록 구성된다.
스핀들(24)은 조작 중에 고속으로 회전하도록 구성되어, CBN 연삭 휘일(22)도 고속으로 회전한다. 실시예에서, 스핀들(24)은 약 3,000 rpm으로 회전할 수 있다. CBN 연삭 휘일(22)의 연마 면은 CBN 연삭 휘일(22)이 고정 축을 중심으로 회전하기 때문에 각각의 회전 중에 동일한 경로를 따른다.
회전 부재(10)로부터 열 용사 내마모성 코팅(12')의 일부 또는 모두를 제거하기 위해, 도2의 회전 부재(10)는 회전식 테이블(26) 상에 장착된다. 기계(20)의 조작 중에, CBN 연삭 휘일(22)은 회전 부재(10)에 접촉하도록 위치 결정된다. 회전 부재(10)로부터 열 용사 내마모성 코팅(12)의 일부 또는 모두를 제거하기 위해, 스핀들(24) 및 이에 따른 CBN 연삭 휘일(22)은 회전 부재(10)의 마모된 표면(16')에 접촉하면서 고속으로 회전한다. 스핀들(24)이 고속으로 회전하더라도, 회전식 테이블(26)은 스핀들(24)보다 저속으로 회전하여, CBN 연삭 휘일(22)에 접촉하는 회전 부재(10)의 마모된 표면(16')을 "미속 공급"한다. 즉, 회전식 테이블(26)은 회전 부재(10)의 마모된 표면(16')이 CBN 연삭 휘일(22)에 점차 노출되도록 기계(20)의 조작 중에 점차 회전된다. 초연마성 연삭 휘일(22)과 저속의 부품(예컨대, 작업편) 회전의 조합은 공지된 연삭 기계에 비해 깊은 절삭[즉, CBN 연삭 휘일(22)의 단일 경로 내의 더 많은 열 용사 내마모성 코팅(12)의 제거]을 야기한다. 작업편이 회전 부재(10)와 같이 원형이 아니라면, 기계(20)도 임의의 적절한 작업편 지지 부재를 포함할 수 있다.
실시예에서, 기계(20)는 약 8,000 내지 약 10,000 sfpm의 주연 속도로 회전 부재(10)의 (도1에 도시된) 열 용사 내마모성 코팅(12)을 제거할 수 있다. 대부분의 연삭 기계에서, 조작자가 회전 부재(10)(또는 다른 작업편)의 위치와 CBN 연삭 휘일(22)의 속도를 정밀하게 제어할 수 있어, 조작자가 열 용사 내마모성 코팅(12)을 정확하게 제거할 수 있다.
도3은 회전 스핀들(34) 상에 장착된 CBN 연삭 휘일(32)과 수평 장착된 회전 식 테이블(36)을 포함하는 회전식 연삭 기계(30)의 제2의 예시적인 실시예이다. 회전식 테이블(36)은 (도3에 도시되지 않은) 작업편을 수용하도록 구성된다. 회전식 연삭 기계(30)는 회전식 테이블(36)이 도2의 회전식 테이블(26)에서와 같이 수직으로 장착되기보다는 수평으로 장착된다는 점에서 도2의 회전식 연삭 기계(20)와는 상이하다. 또한, 회전식 스핀들(34)은 CBN 연삭 휘일(32)이 다양한 각도로 회전식 테이블(36) 상에 위치되는 (도3에 도시되지 않은) 작업편에 접촉하도록 조절될 수 있다. 도3에서, 스핀들(34)은 회전식 테이블(36)의 상부 표면에 대해 45도의 각도를 갖는다.
도4는 부품으로부터 열 용사 내마모성 코팅을 제거하도록 초연마성 연삭 휘일을 사용하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 가스 터빈 엔진 부품을 수리하는 방법을 도시하는 플로우 차트(40)이다. 전술된 바와 같이, 가스 터빈 엔진 부품의 열 용사 내마모성 코팅은 시간에 따라 마모된다면 수리될 필요가 있을 수 있다. 코팅을 수리하기 위해, 코팅의 모두 또는 일부가 제거될 필요가 있을 수 있다. 열 용사 내마모성 코팅이 마모되지 않더라도, 가스 터빈 엔진 부품은 코팅 중 모두 또는 사실상 모두가 제거될 필요가 있는 수리를 여전히 요구할 수 있다. 예컨대, 열 용사 내마모성 코팅 아래에 있는 금속 합금 본체 (또는 다른 재료로 형성된 본체)가 손상된다면, 기재 본체를 수리하기 전에 열 용사 내마모성 코팅이 제거될 필요가 있을 것이다.
본 발명의 방법의 단계(42)에서, 기존의 열 용사 내마모성 코팅 중 모두 또는 일부가 초연마성 연삭 휘일로 부품으로부터 제거될 수 있다. 예컨대, 부품은 각각 회전식 연삭 기계(20 또는 30)의 회전식 테이블(26 또는 36) 상에 장착될 수 있고, CBN 연삭 휘일(22 또는 32) 각각은 기존의 열 용사 내마모성 코팅을 제거할 수 있다. 단계(42)는 가스 터빈 엔진 부품을 수리하는 모든 방법에서 필수적이지는 않을 수 있다.
선택적인 단계(42) 다음은 부품의 새로운 열 용사 내마모성 코팅의 축적 두께가 결정되는 단계(44)다. 축적 두께는 일반적으로 부품에 최종 두께 (또는 치수)를 부여하도록 요구되는 열 용사 내마모성 코팅 층의 두께와 동일하다. "두께"라는 용어는 일반적으로 치수를 지시하는데 사용된다. 최종 치수는 가스 터빈 엔진에 사용하기 위한 조건으로 부품을 위치시키는데 요구되는 치수이다. 예컨대, 도1 및 도2에 도시된 회전 부재(10)에 의하면, 축적 두께는 최종 두께(T)와 마모된 두께(T') 사이의 차이이거나 또는 새로운 열 용사 내마모성 코팅이 도포되기 전에 기존의 열 용사 내마모성 코팅(12')이 제거된다면 축적 두께는 최종 두께(T)와 금속 합금 본체(14)의 두께[두께는 일반적으로 두께(T)와 동일한 방향으로 측정됨] 사이의 차이이다.
단계(46)에서, 열 용사 내마모성 코팅 재료는 단계(44)에서 결정되었던 축적 두께보다 크거나 같은 두께로 부품의 외부 표면에 도포된다. 내마모성 재료로 코팅될 필요가 없는 부품의 부분은 본 분야에서 공지된 방법을 사용하여 단계(46) 전에 마스킹될 수 있다. 내마모성 코팅은 본 분야에 공지된 임의의 적절한 중첩 코팅 공정을 사용하여 도포된다. 본 발명의 방법의 일 예시적인 실시예에서, 공급 원료 재료는 고에너지 열원 내로 축방향으로 공급되며, 여기서 재료는 용융/연화되 고 부품의 표면에 대해 고속으로 가속된다. 충돌시, 개별 입자가 급속히 고화되어, 코팅을 형성한다. HVOF 공정에서, 산소 및 연료(예컨대, 수소)의 연소는 가스 및 분말에 대해 열을 제공하고, 기존의 건 배럴 상의 고온 가스 흐름의 자유 팽창은 고속 가스를 생성한다.
단계(46)에서의 열 용사 내마모성 코팅은 축적 두께보다 큰 두께로 도포될 수 있다. 그 결과, 부품은 요구되는 것보다 큰 두께를 가질 수 있다. 요구되는 두께를 초과하는 두께는 "초과 두께"로 표시된다. 단계(48)에서, 초과 두께는 초연마성 연삭 휘일로 부품으로부터 제거될 수 있다. 다시 한번, 초연마성 연삭 재료는 각각 도2 및 도3에 도시된 기계(20 또는 30) 또는 임의의 다른 적절한 기계와 연계하여 사용될 수 있다. 초연마성 연삭 휘일이 부품으로부터 열 용사 내마모성 코팅 재료를 정확하게 제거하는데 사용될 수 있기 때문에, 코팅 재료의 초과 두께는 부품으로부터 정밀하게 제거될 수 있다. 또한, 예컨대 열 용사 내마모성 코팅이 다른 어떤 영역에서보다 두꺼우면 초연마성 연삭 휘일은 부품 형상을 재형성하는데 사용될 수 있다.
본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었더라도, 본 분야의 CBN 연삭 휘일 작업자는 CBN 연삭 휘일의 장점이 임의의 적절한 초연마성 재료를 포함하는 연삭 휘일에 적용될 수 있다는 것을 알 것이다. 유사하게, 브러시 밀봉부의 회전 부재(10)는 본 발명을 설명하는데 사용되는 예시적인 작업편이다. 본 발명은 터빈 디스크 및 허브 등의 열 용사 내마모성 코팅을 포함하는 가스 터빈 엔진의 임의의 부품으로부터 열 용사 내마모성 코팅을 제거하는데 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 가스 터빈 엔진 부품 상의 열 용사 내마모성 코팅의 적어도 일부를 제거하기 위한 장치를 포함한다. 장치는 적어도 3000 rpm의 속도로 초연마성 연삭 휘일을 회전시킬 수 있는 회전 장치와 초연마성 연삭 휘일을 포함한다.
본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었더라도, 본 분야의 당업자는 본 발명의 기술사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 상세 사항이 변경될 수 있다는 것을 알 것이다.
상기 구성에 따르면, 초연마성 연삭 휘일로 가스 터빈 엔진 부품 상의 열 용사 내마모성 코팅의 적어도 일부를 제거하는 방법이 제공된다. 또한, 가스 터빈 엔진 부품 상의 열 용사 내마모성 코팅의 적어도 일부를 제거하는 장치가 제공된다.

Claims (26)

  1. 가스 터빈 엔진 부품 상의 열 용사 내마모성 코팅의 적어도 일부를 제거하는 방법이며,
    초연마성 연삭 휘일로 가스 터빈 엔진 부품 상의 열 용사 내마모성 코팅을 연삭하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 열 용사 내마모성 코팅은 약 8,000 내지 약 10,000 sfpm의 주연 속도로 초연마성 연삭 휘일에 의해 가스 터빈 엔진 부품으로부터 제거되는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 방법은 초연마성 연삭 휘일로 가스 터빈 엔진 부품 상의 열 용사 내마모성 코팅을 미속 연삭하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 가스 터빈 엔진 부품은 브러시 밀봉부, 블레이드 외부 공기 밀봉부, 블레이드 또는 베인의 구성요소인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 초연마성 연삭 휘일은 적어도 약 3,000 rpm의 속도로 회전하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 초연마성 연삭 휘일은 입방정계 질화 붕소와 다이아몬드 중 적어도 하나를 포함하는 초연마성 재료를 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 열 용사 내마모성 코팅은 고속 산소-연료 코팅인 방법.
  8. 가스 터빈 엔진 부품을 수리하는 방법이며,
    회전하는 초연마성 연삭 휘일로 가스 터빈 엔진 부품으로부터 기존의 열 용사 내마모성 코팅의 적어도 일부를 제거하는 단계와,
    가스 터빈 엔진 부품에 새로운 열 용사 내마모성 코팅을 도포하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 기존의 열 용사 내마모성 코팅은 고속 산소-연료 코팅인 방법.
  10. 제8항에 있어서, 초연마성 연삭 휘일은 약 8,000 내지 약 10,000 sfpm의 주연 속도로 열 용사 내마모성 코팅을 제거하는 방법.
  11. 제8항에 있어서, 초연마성 연삭 휘일은 적어도 약 3,000 rpm의 속도로 회전하는 방법.
  12. 제8항에 있어서, 초연마성 연삭 휘일은 입방정계 질화 붕소와 다이아몬드 중 적어도 하나를 포함하는 초연마성 재료를 포함하는 방법.
  13. 제8항에 있어서, 가스 터빈 엔진 부품으로부터 열 용사 내마모성 코팅을 제거하는 단계는 초연마성 연삭 휘일에 가스 터빈 엔진 부품을 미속으로 공급하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 가스 터빈 엔진을 수리하는 방법이며,
    가스 터빈 엔진 부품의 요구되는 수리 후 치수를 얻도록 요구되는 열 용사 내마모성 코팅 재료의 축적 두께를 결정하는 단계와,
    열 용사 내마모성 코팅 재료를 가스 터빈 엔진 부품에 도포 두께로 도포하는 단계와,
    요구되는 수리 후 치수를 달성하도록 가스 터빈 엔진 부품 상의 열 용사 내마모성 코팅 재료의 임의의 초과 두께를 제거하는 단계를 포함하며,
    초과 두께는 열 용사 내마모성 코팅 재료의 도포 두께와 축적 두께 사이의 차이이며, 열 용사 내마모성 코팅 재료의 초과 두께는 초연마성 연삭 휘일로 제거되는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 가스 터빈 엔진 부품은 브러시 밀봉부, 블레이드 외부 공기 밀봉부, 블레이드 또는 베인의 구성요소인 방법.
  16. 제14항에 있어서, 초연마성 연삭 휘일은 적어도 약 3,000 rpm의 속도로 회전하는 방법.
  17. 제14항에 있어서, 초연마성 연삭 휘일은 입방정계 질화 붕소와 다이아몬드 중 적어도 하나를 포함하는 초연마성 재료를 포함하는 방법.
  18. 제14항에 있어서, 열 용사 내마모성 코팅은 고속 산소-연료 코팅인 방법.
  19. 제14항에 있어서, 열 용사 내마모성 코팅의 초과 두께를 제거하는 단계는 미속 연삭 공정을 포함하는 방법.
  20. 가스 터빈 엔진 부품 상의 열 용사 내마모성 코팅의 적어도 일부를 제거하는 장치이며,
    초연마성 연삭 휘일과,
    적어도 3,000 rpm의 속도로 초연마성 연삭 휘일을 회전시킬 수 있는 회전 장치를 포함하는 장치.
  21. 제20항에 있어서, 가스 터빈 엔진 부품을 지지하고 가스 터빈 엔진 부품을 초연마성 연삭 휘일과 접촉하도록 미속으로 공급하도록 된 지지 장치를 더 포함하 는 장치.
  22. 제21항에 있어서, 지지 장치는 회전식 테이블인 장치.
  23. 제21항에 있어서, 회전 장치는 초연마성 연삭 휘일이 장착되는 스핀들인 장치.
  24. 제20항에 있어서, 초연마성 연삭 휘일은 입방정계 질화 붕소와 다이아몬드 중 적어도 하나를 포함하는 초연마성 재료를 포함하는 장치.
  25. 제20항에 있어서, 열 용사 내마모성 코팅은 고속 산소-연료 코팅인 장치.
  26. 제20항에 있어서, 초연마성 연삭 휘일은 약 8,000 내지 약 10,000 sfpm의 주연 속도로 열 용사 내마모성 코팅을 제거하도록 된 장치.
KR1020060071192A 2005-08-12 2006-07-28 코팅 제거 방법 KR20070019549A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060071192A KR20070019549A (ko) 2005-08-12 2006-07-28 코팅 제거 방법

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/202,774 2005-08-12
KR1020060071192A KR20070019549A (ko) 2005-08-12 2006-07-28 코팅 제거 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070019549A true KR20070019549A (ko) 2007-02-15

Family

ID=43652535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060071192A KR20070019549A (ko) 2005-08-12 2006-07-28 코팅 제거 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070019549A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7264538B2 (en) Method of removing a coating
CA1119896A (en) Method of restoring the shrouds of turbine blades
JP2003148103A (ja) タービンおよびその製造方法
CN100416044C (zh) 修理金属件、尤其是燃气涡轮马达的涡轮叶片的工艺
US20070248750A1 (en) Cold spray method for producing gas turbine blade tip
US20090162207A1 (en) Method For The Manufacture Of An Erosion Protection Layer And A Component With Said Erosion Protection Layer
US20090017736A1 (en) Single-use edging wheel for finishing glass
US20060207094A1 (en) Cold spray process for seal applications
JP2000003890A (ja) ウエ―ハの面取り方法
JP2015024494A (ja) 工作物に複雑な形状を仕上げる研磨工具および方法
JPS646321B2 (ko)
CN105177392A (zh) 燃气涡轮机部件和用于制造燃气涡轮机部件的方法
RU2266187C1 (ru) Способ точечной обработки материалов на основе никеля посредством суперабразивов и инструмент для точечной обработки материалов посредством суперабразивов
JP2004154932A (ja) 機械加工に使用するための工具
CN110293482A (zh) 一种圆弧形金刚石砂轮的修锐方法
US3984213A (en) Slow grinding technique
US20060205321A1 (en) Super-abrasive machining tool and method of use
JPH10118940A (ja) 研削砥石及び研削液供給方法
KR20070019549A (ko) 코팅 제거 방법
Tawakoli et al. Dressing of grinding wheels
CN113755781A (zh) 一种飞机高压涡轮间隙阀圆柱轴密封面修理方法
CN109877713B (zh) 涂层刀具后处理方法及经过该后处理方法后的微量润滑加工方法
US20230038909A1 (en) Machine tool for grinding discs
Ichida Wheel life and cutting-edge wear in mirror-grinding using a coarse-grained CBN wheel treated by microdressing
JPH0760648A (ja) 精密研削切断砥石

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination