TW200535322A - Engine part, high-temperature part, surface treatment method, gas-turbine engine, galling preventive structure, and method for producing galling preventive structure - Google Patents

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200535322 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種引擎零件、高溫零件、表面處理方 法、燃氣渦輪引擎、擦傷防止構造及擦傷防止構造之製造 方法。 【先前技術】 g 使用於噴射引擎等燃氣渦輪引擎之渦輪動翼與鄰接的 對方渦輪動翼成爲擦動關係，在上述渦輪動翼本體與上述 對方渦輪動翼之擦動側形成有具耐磨損性之保護層。然 後’上述保護層使用C 〇 - C r (鈷、鉻）合金的粉末作爲溶 射材料。藉此，可抑制上述動翼本體的擦動側之磨損。 又’在上述燃氣渦輪引擎例如使用防止呈擦動關係的 壓縮動翼之燕尾槽與壓縮機圓盤的嵌合溝之間的擦傷之擦 傷防止構造。亦即，上述燕尾槽之上述壓縮機圓盤的嵌合 Φ 溝之擦動側形成有多孔的保護層。然後，上述保護層使用 Ni-Cu-In合金，Cu-Ni合金，Cu-Al-Fe合金等的軟質合金 _ 作爲溶射材料，藉由溶射上述軟質合金而形成。再者，在 •上述保護層之微孔部份藉由刷毛塗布等充塡以Mo S2做爲 主成份的固體潤滑材。藉此，發揮上述固體潤滑材之潤滑 作用’抑制上述燕尾槽與上述壓縮機圓盤的上述嵌合溝之 壓接’可防止上述燕尾槽及上述壓縮機圓盤與上述嵌合溝 之間的擦傷。 200535322 (2) 【發明內容】 〔發明所欲解決之課題〕 然而，由於藉由溶射形成上述 層、上述擦傷防止構造的上述保護層 翼的製造、上述擦傷防止構造的 (blast)處理、皺紋膠帶（Masking 形成上述保護層之前處理；及皺紋膠 | 上述保護層之後處理。因此，使上述 要的步驟數增加，使上述渦輪動翼之 增加上述擦傷防止構造之製造所需的 述擦傷防止構造的製造作業煩雜化之 〔用以解決課題之方案〕 在此，爲了解決上述問題，本發 在燃氣渦輪引擎之引擎零件，係具備 φ 於上述零件本體之對方引擎零件的擦 磨損性的保護層，上述保護層係使用 '料作爲主成份的粉末成形之成形體， 、之上述成形體構成的電極，在具有電 氣體中，在上述零件本體之擦動側或 間產生脈衝狀的放電，藉由該放電能 之擦動側或滑動側溶接上述電極的材 質而形成。 又，本發明之第2特徵係在高潘 渦輪動翼的上述保護 ，因此在上述渦輪動 製造中，需要鼓風 Tape )之黏貼處理等 帶之除去處理等形成 渦輪動翼的製造所需 製造作業煩雜化，且 製程數，導致所謂上 問題。 明之第1特徵係使用 有：零件本體；形成 動側或滑動側且具耐 由以T i (欽）系的材 或是藉由已加熱處理 氣絕緣性的液體中或 滑動側與上述電極之 量，在上述零件本體 料或該材料的反應物 環境下具有機械強度 -6 - 200535322 (3) 之引擎零件，係具備有：零件本體；形成於上述零件本體 與對方高溫零件的擦動側或滑動側且具耐磨損性的保言蒦 層，上述保護層係從使用由以Ti (鈦）系的材料作爲主成 份的粉末成形之成形體，或是藉由已加熱處理之上述成开多 體構成的電極，在具有電氣絕緣性的液體中或氣體中，在 上述零件本體之擦動側或滑動側與上述電極之間產生脈衝: 狀的放電，藉由該放電能量，在上述零件本體之擦動側或 g 滑動側溶接上述電極的材料或該材料的反應物質而形成。 而且，本發明之第3特徵係使用在燃氣渦輪引擎之零 件本體的對方引擎零件的擦動側或滑動側用來確保耐磨損 性之表面處理方法，係藉由使用由以Ti (鈦）系的材料作 爲主成份的粉末成形之成形體，或藉由已加熱處理之上述 成形體構成的電極，在具有電氣絕緣性的液體中或氣體 中，在上述零件本體之擦動側或滑動側與上述電極之間產 生脈衝狀的放電，藉由該放電能量，在上述零件本體之擦 φ 動側或滑動側溶接上述電極的材料或該材料的反應物質， 在上述零件本體之擦動側或滑動側形成具有耐磨損性的保 護層。 ‘再者’本發明之第3特徵係在高溫環境下於具有機械 強度的高溫零件之零件本體的對方引擎零件的擦動側或滑 動側用來確保耐磨損性之表面處理方法，係藉由使用由以 Ti (鈦）系的材料作爲主成份的粉末成形之成形體，或藉 由已加熱處理之上述成形體構成的電極，在具有電氣絕緣 性的液體中或氣體中，在上述零件本體之擦動側或滑動側 200535322 (4) 與上述電極之間產生脈衝狀的放電，藉由該放電能量，在 上述零件本體之擦動側或滑動側溶接上述電極的材料或該 材料的反應物質，在上述零件本體之擦動側或滑動側形成 具有耐磨損性的保護層。 .又，本發明之第5特徵係使用於燃氣渦輪引擎，用來 _ 防止呈擦動關係或滑動關係的一對金屬零件間的擦傷之擦 傷防止構造，係具備有：形成於上述一對的金屬零件中至 φ 少一方的金屬零件之擦動側或滑動側之多孔的保護層；及 充塡在上述保護層之微孔部分的潤滑材，上述保護層係使 用由金屬的粉末成形的成形體，或是藉由已加熱處理之上 述成形體構成的電極，在具有電氣絕緣性的液體中或氣體 中，在上述一方的引擎零件之擦動側或滑動側與上述電極 之間產生脈衝狀的放電，藉由該放電能量，在上述零件本 體之擦動側或滑動側溶接上述電極的材料或該材料的反應 物質而形成。 【實施方式】 " 參照第1圖、第2圖、第3圖係說明第1實施形態之 、渦輪動翼1。 如第1圖及第2圖所示，本發明之第1實施形態的渦 輪動翼1是使用於噴射引擎等燃氣渦輪引擎3的引擎零件 之一，可旋轉燃氣渦輪引擎之軸心做中心。 如第1圖及第2圖所示，渦輪動翼1具備作爲零件本 體之動翼本體5，該動翼本體5藉由包含cr (鉻）的Ni -8 - 200535322 (5) (鎳）合金或Co (鈷）合金所構成。又，動翼本體5具 備有：翼7 ;與該翼7的基端側一體形成的平台9 ;與該 平台9 一體形成且可與渦輪圓盤之嵌合溝（省略圖示）嵌 合的燕尾槽1 i ;以及與翼7的前端側一體形成的護罩 i 3。在此，平台9具有用來區劃燃燒氣體的流路之一部份 的內流路面9P，同樣的’護罩13具有用來區劃上述燃燒 氣體的流路之一部份的外流路面1 3 P °此外’護照1 3具有 允許Μ上述引擎零件的一*個即蜂巢靜止零件（省略圖不） 接觸的密封片1 5。 再者，渦輪動翼1的護罩1 3成爲作爲對方引擎零件 之對方渦輪動翼1 ’之護罩1 3爲擦動關係’在遵罩1 3與封 方渦輪動翼1，之擦動側1 3 s形成具有耐磨損性之保護層 17。然後，保護層1 7使用第3圖（a )及（b )所示的電 極1 9，在如油之具有電氣絕緣性的液體L中，在護罩1 3 之擦動側1 3 s與電極1 9之間產生脈衝狀的放電，藉由該 φ 放電能量，在護罩1 3之擦動側1 3 s藉由溶接電極1 9的材 料或該材料的反應物質而形成。此外，保護層1 7的厚度 爲0.01mm以上，〇.〇2mm以下。 -在此’電極19藉由冲壓壓縮成形以Ti (鈦）系的材 米斗胃主成份的粉末之成形體，或藉由已加熱處理之上述成 形體而構成者，呈現近似於護罩1 3之擦動側1 3 s的形 狀°此外’ Ti系的材料除了 Tic (碳化鈦）之外，另有如

Tl (纟太）、TiH2 (氫化鈦）等藉由放電碳化，含有成爲 T i C的材料。 200535322 (6) 又，所謂「溶接」包含一倂擴散且溶接，一倂沉積且 溶接，一倂沉積、擴散且溶接之意。 此外，亦可取代壓縮成形以泥漿、MIM ( Metal Injection Molding)、溶射等成形電極19。 再者，如第3圖（c )所示，保護層1 7藉由燃氣渦輪 引擎3的運轉暫時放置於600 °C以上的氧化環境A中時， 在護罩13之擦動側13s殘存由TiC (碳化鈦）構成的硬質 g 層2 1，且在該硬質層2 1的表側生成分別從硬質層2 1中的 TiC與護罩13中的Cr氧化而含有Ti〇2 (氧化鈦）、 Cr203 (氧化鉻）之極薄的潤滑層23。 又，於保護層1 7與上述動翼本體5的邊界生成組成 比朝厚度方向傾斜變化的融合部（融合層）B 1。然後，在 形成保護層1 7之際藉由選擇適當的放電條件，融合部B 1 構成厚度3 // m以上且20 // m以下。此外，上述適當的放 電條件之峰値電流爲30A以下，脈衝寬度爲200 // s以 φ 下，更以峰値電流爲20A以下，脈衝寬度爲20 // s以下最 佳。 _ 在此，依據第4圖及第5圖所示的試驗結果將融合部 B1之厚度設爲3//m以上且20//m以下。 亦即，改變放電條件，藉由放電能量在金屬的母材形 成層時，上述母材與上述層的邊界生成的融合部之厚度與 上述層的密接強度之關係成爲第5圖所示，當上述融合部 的厚度成爲3 // m以上時，可獲得上述層的密接強度變高 之新穎的第1優點。又，上述融合部的厚度與上述母材之 -10- 200535322 (7) 變形的關係成爲第6圖所示，當上述上述融合部的厚度爲 2 // m以下時，可獲得抑制上述母材的變形之新穎的第2 優點。藉此，根據第1優點及第2優點，可抑制動翼本體 5的母材之變形且提高保護層1 7的密接強度，融合部b ! , 的厚度成爲爲以上且20//m以下。 此外，第4圖及第5圖的橫軸係對數表示上述融合部 的厚度，第4圖的縱軸表示無次元化上述層的密接強度， 0 第5圖之縱軸表示無次元化上述母材的變形。 然後，參照第6圖，說明使用在後述的表面處理方法 等之實施的放電加工機2 5。 放電加工機25具備朝向X軸向及γ軸向之底座27， 該底座27設置有延伸至Z軸方向之柱29。又，底座27 設置有載置台31，該載置台31藉由X軸伺服馬達33的 驅動可移動至軸方向，藉由Y軸伺服馬達3 5的驅動可移 動至Y軸方向。

0 載置台3 1設置有用來儲留具有電氣絕緣性的液體L 之加工槽3 7，在該加工槽3 7內設置有支持板3 9。該支持 • 板3 9設計有可設置渦輪動翼1等之模型4 1。此外，模型 、 41在電源43經由支持板39電性連接。 在支柱2 9設置有加工頭4 5，該加工頭4 5藉由Z軸 伺服馬達4 7的驅動可移動至Z軸方向。然後，在加工頭 45設置有用來保持電極1 9等的保持具49。此外，保持具 49與電源43電氣連接。 然後，參照第3圖（a )及（b )及第6圖，說明用來 -11 - 200535322 (8) 確保渦輪動翼1的護蓋1 3之擦動側1 3 s的耐磨損性之第1 實施形態的表面處理方法。 如護罩13之擦動側1 3 s向上，在模具41設置動翼本 體5。然後，藉由X軸伺服馬達3 3及Y軸伺服馬達3 5的 . 驅動將載置台3 1移動至X軸方向及Y軸方向，如第3圖 (a )所示，以護罩1 3之擦動側1 3 s與電極1 9相對向的 方式，進行動翼本體5的位置定位。此外’僅將載置台3 1 | 移動到X軸方向與Y軸方向中任一方向亦可。 然後，在具有電氣絕緣性的液體L中’在上述適當的 放電條件下，在護罩1 3之擦動側1 3 s與電極1 9之間產生 脈衝狀的放電。藉此，如第3 ( b )圖所示，藉由放電能量 在護罩1 3之擦動側1 3 s溶接電極1 9的材料等’在護罩1 3 之擦動側1 3 s形成具有耐磨損性的保護層1 7 °此外’在產 生脈衝狀的放電之際，藉由驅動Z軸伺服馬達47 ’來回 移動電極1 9使之加工頭4 5 —體朝向Z軸方向僅來回些微 φ 的移動量。 繼而，說明本發明之第1實施形態的作用。 • 當保護層1 7藉由燃氣渦輪引擎3的運轉暫時放置於 . 600 °C以上的氧化環境A中時，在護罩13之擦動側13s殘 存硬質層2 1，且在該硬質層2 1的表側生成潤滑層2 3 ’故 換言之，由於以硬質層2 1作爲底層而生成潤滑層2 3 ’故 發揮潤滑層2 3的潤滑作用與硬質層2 1的保護作用，可充 分提高保護層1 7的耐磨損性。此外’當保護層1 7暫時放 置於600 °C以上的氧化環境A中時，藉由與其他的滑輪動 -12- 200535322 (9) 翼丨，的護罩1 3之擦動’使保護層1 7的表面平滑’使保護 層1 7的局部面壓下降，更可提高保護層1 7的耐磨損性。 又，由於潤滑層23包含Ti02與Cr〇3，故除了 500C 以上的氧化環境中之外’即使在3 0 0 °C至6 0 〇 °C的氧化環 境中，保護層1 7亦可發揮充分的潤滑作用。藉此’例如 在3 0 0 °C至9 5 0 °C之較廣的溫度範圍內變化的氧化環境中 放置保護層1 7，證實藉由第7圖所示的保護層之耐磨損性 _ 試驗的結果，保護層1 7可繼續且維持充分的耐磨損性。 此外，藉由使包含於潤滑層23的Ti02與CrCh之重量混 合比成爲5 : 95，保護層1 7可繼續且維持極充分的耐磨損 性。 在此，上述保護層的耐磨損試驗在特定的試驗條件下 進行（常溫時的荷重：5MPa、48 0 °C以上時的荷重： 7 M p a、循環數：1 〇 6、振幅：± 〇 · 5 m m )之高循環疲勞試 驗，第7圖中的發明品爲形成有保護層1 7的試驗品’第7 φ 圖中的比較品爲藉由溶接C 〇 - C r合金形成有基準的耐磨損 層之試驗品。 •再者，由於保護層1 7藉由放電能量形成’故可將保 . 護層17的範圍限定在產生放電的範圍，在渦輪動翼1的 製造中，可省略伴隨形成保護層1 7的前處理及伴隨形成 保護層1 7的後處理。 又，融合部B 1由於構成厚度3 // m以上且20 // m以 下，故換言之’由於在形成保護層1 7之際選擇適當的放 電條件，故可抑制動翼本體5的母材之變形’且提高保護 -13- 200535322 (10) 層1 7的密接強度。 如上，根據第1實施形態，發揮潤滑層23的潤滑作 用與硬質層2 1的保護作用，由於可充分提高保護1 7的耐 磨損性，故可充分抑制因爲與對方渦輪動翼1 ’之擦動，而 引起護罩1 3之擦動側1 3 s的磨損，可加長渦輪動翼1之 壽命。特別是例如即使在3 0 0 °C至9 5 0 °C的較寬之溫度範 圍內變化的氧化環境中放置保護層1 7，保護層1 7亦可繼 g 續且維持極充分的耐磨損性，因此可更加長渦輪動翼1之 壽命。 又，在渦輪動翼1之製造中，由於分別可省略伴隨形 成保護層1 7的前處理、及伴隨形成保護層1 7的後處理， 故削減渦輪動翼1所需要的步驟數，提升渦輪動翼的製造 作業之能率 再者，由於可抑制動翼本體5的母材之變形，且可提 高保護層1 7的密接強度，因此可充分承受因爲燃氣渦輪 φ 引擎3的振動之敲打，使渦輪動翼1的品質穩定。 此外，本發明不限定於第1實施形態之說明，例如亦 β 可如下變更實施形態。 -亦即，取代在具有電氣絕緣性的液體L中，在具有電 氣絕緣性的氣體中產生脈衝狀的放電亦可。又，在與渦輪 動翼以外的引擎零件之零件本體的相對引擎零件之擦動側 或滑動側，藉由放電能量形成有與保護層相同的構成之保 護層。再者，在與增壓機所使用的渦輪等引擎零件以外的 高溫零件之零件本體的相對高溫零件之擦動側或滑動側， -14 - 200535322 (11) 藉由放電能量形成有與保護層相同的構成之保護層。 (第2實施形態） 參照第1圖、第4圖、第8圖、及第9圖，說明第2 實施形態之渦輪動翼5 1。 如第1圖及第8圖所示，說明本發明之第2實施形態 的渦輪動翼5 1是使用於燃氣渦輪引擎3的引擎零件之 _ 一，具備作爲零件本體的動翼本體53。又，動翼本體53 與第1實施形態之渦輪動翼1的動翼本體5相同，具備 有：翼7、平台9、燕尾槽11、及護罩13。 再者，渦輪動翼5 1的護罩1 3與作爲對方引擎零件之 對方渦輪動翼5 1 ’之護罩1 3成爲擦動關係，在護罩13與 對方渦輪動翼5 1 ’之擦動側1 3 s，形成具有耐磨損性之保 護層5 5。然後，保護層5 5使用第9圖（a )及（b )所示 的電極5 7，在如油之具有電氣絕緣性的液體L中，在護 φ 罩1 3之擦動側1 3 s與電極5 7之間產生脈衝狀的放電，藉 由該放電能量，在護罩1 3之擦動側1 3 s藉由溶接電極5 7 ^ 的材料或該材料的反應物質而形成。此外，保護層5 5的 ，厚度爲 0.05mm 至 0.5mm。 在此，電極5 7係藉由壓縮成形在作爲主成份的C 〇 - C r (鈷-鉻）合金的粉末中，包含作爲副成份的Cr203 (氧化 鉻）之粉末、Ti02 (氧化鈦）之粉末、BaZr03 (锆酸鋇） 之粉末中至少一種的粉末之混合粉末所成形的成形體，或 是藉由已加熱處理之上述成形體所構成者。又，電極57 -15- 200535322 (12) 呈現近似於護罩1 3之擦動側1 3 s的形狀。又’所謂「溶 接」包含與擴散一倂溶接，與沉積一倂溶接，與沉積及擴 散一倂溶接之意。 此外，電極5 7取代藉由壓縮成形，而藉由泥槳、 MIM、溶射等成形亦可。 特別是，在包含作爲副成份的Cr2〇3之粉末、Ti〇2之 粉末時，Ti02與Cr203之比（重量％ )以設爲5 : 95較 g 佳，在包含作爲副成份的Cr203之粉末及BaZrCh之粉末 時，Cr203與BaZr03之比（重量％ )以設爲1 : 2較佳。 再者，電極6 1的上述固體潤滑材之比例（重量％ )期 望設爲3 %至7%。這是因爲當上述固體潤滑材之比例設爲 小於3%時，保護層55不具有充分的潤滑作用，且當上述 固體潤滑材之比例設爲大於7%時，保護層5 5之引拉強度 降低之緣故。 又，取代在護罩1 3與對方渦輪動翼5 1 ’之擦動側1 3 s 0 形成保護層5 5，而形成其他保護層5 9亦可。然後，其他 保護層5 9使用第9圖（a )及（b )所示的電極61，在如 ’ 油般具有電氣絕緣性的液體L中，在護罩1 3之擦動側1 3 s , 與電極61之間產生脈衝狀的放電，藉由該放電能量，在 護罩1 3之擦動側1 3 s藉由溶接電極6 1的材料或該材料的 反應物質而形成。此外，保護層5 9的厚度爲〇 . 〇 5 m m至 0.5 mm 〇 在此，電極61藉由沖壓壓縮而成形混合Co-Cr (钻_ 鉻）合金的粉末與T i (鈦）系的材料的粉末之混合粉末的 -16- 200535322 (13) 成形體，或是藉由已加熱處理之上述成形體所構成。此 外，Ti系的材料除了 Tic (碳化鈦）之外，亦包含如 Ti、TiH2 (氫化鈦）等藉由放電而碳化成爲Tic之材料。 又，所謂「溶接」包含與擴散一倂溶接，與沉積一倂 ，溶接，與沉積及擴散一倂溶接之意。 此外，電極6 1取代藉由壓縮成形，而藉由泥漿、 MIM、溶射等成形亦可。又，電極61呈現近似於護罩13 _ 之擦動側1 3 s的形狀。 再者，保護層59藉由燃氣渦輪引擎3的運轉暫時放 置在 600 °C以上的氧化環境中時，從包含Co-Cr合金與 TiC之層變化爲Cr203與Ti02之層的方式構成。 又，在保護層5 1、5 9與動翼本體5 3的邊界生成組成 比朝向厚度方向傾斜而變化的融合部（融合層）B2、B3。 然後，藉由在形成保護層5 1、5 9之際選擇適當的放電條 件，融合部B2、B3之厚度構成3//m以上且20#m以 φ 下。此外，上述適當的放電條件係峰値電流爲3 0 A以下， 脈衝寬度爲200 // s以下，更以峰値電流爲20A以下，脈 ’衝寬度爲20 μ s以下較爲理想。 .在此，融合部Β2、Β3之厚度成爲3//m以上且20 V m以下，與第！實施形態之融合部B1相同，依據第4 圖及第5圖所示的試驗結果。 然後，參照第6圖及第9 ( a )及（b )圖，說明與使 渦輪動翼5 1的護罩1 3之擦動側1 3 s確保耐磨性之第2實 施形態有關的表面處理方法。 -17- 200535322 (14) 使護罩1 3之擦動側1 3 s向上，將動翼本體5 3設置於 模具41。然後’藉由X軸伺服馬達3 3及γ軸伺服馬達 3 5的驅動’將載置台3 1移動到X軸方向及γ軸方向，如 第9 ( a )圖所示，於護罩1 3之擦動側1 3 s與電極5 7或電 極61相對向的方式，進行動翼本體5 3的位置定位。此 外，亦有僅將載置台3 1移動到X軸方向與γ軸方向中任 一方的方向上而足夠之情況。 p 然後，在具有電氣絕緣性的液體L中，在上述適當的 放電條件下，於護罩1 3的擦動側1 3 s與電極5 7或電極6 1 之間產生脈衝狀的放電。藉此，如第9 ( b )圖所示，藉由 放電能量，在護罩1 3之擦動側1 3 s溶接電極5 7或電極6 1 之材料等，可在護罩1 3之擦動側1 3 s形成具有耐磨損性 的保護層5 5或保護層5 9。此外，在產生脈衝狀的放電之 際，藉由Z軸伺服馬達47的驅動，來回移動電極5 7或電 極6 1使之與加工頭45 —體朝向Z軸方向僅移動些微的移 ^ 動量。 然後，說明第2實施形態的作用。 I )具備保護層5 5的渦輪動翼5 1之特有的作用 即使保護層55放置在3 00 °C至600 °C的環境中，作爲 保護層5 5的主成分之C 〇 - C r合金不會變化爲高溫濕潤材 即C r 2 Ο 3，保護層5 5由於包含作爲副成份的高溫濕潤材 (Cr2〇3、Ti02、BaZr03中至少任一方），故保護層55可 具有充分的潤滑作用。特別是在保護層5 5含有C r 2 0 3、 -18- 200535322 (15)

BaZr03 時，或是包含（c：r203、Ti02 時，在 300°C 至 600 °C的氧化環境中，保護層5 5更可具有充分的潤滑作用。 又’藉由燃氣渦輪引擎的運轉，暫時將保護層5 5放 置在6 0 0 °C以上的氧化環境中時，作爲保護層5 5的主成分 之Co-Cr合金不會變化爲高溫濕潤材即cr203，與作爲保 護層55的副成分之高溫濕潤材即（Ti〇2、BaZr03中至少 任一方）一倂，保護層5 5可具有更充分的潤滑作用。 g 因而，例如即使在3 0 0 °C至9 5 0 °C的較廣溫度範圍內 變化的氧化環境中放置保護層5 5，證實第1 0圖所示的保 護層之耐磨損試驗的結果，保護層5 5可繼續維持足夠的 耐磨損性。 在此，上述保護層的耐磨損試驗在特定的試驗條件 (常溫時的荷重：5MPa、480 °C以上時的荷重：7Mpa、循 環數：106、振幅：±0.5mm) 下進行之高循環疲勞試 驗，第1 0圖中的發明品爲形成有保護層5 5的試驗品，第 φ 10圖中的比較品爲藉由溶接Co-Cr合金而形成有基準的保 護層之試驗品。 (II )具備保護層5 9的渦輪動翼5 1的特有之作用 藉由燃氣渦輪引擎3的運轉，暫時將保護層5 9放置 在600 °C以上的氧化環境中時，保護層59從包含Co-Cr*合 金與TiC之層變化爲包含Cr203與Ti02之層，故保護層 59除了 60(TC以上的氧化環境中之外，即使在300 °C至 6 0 0 °C的氧化環境中，從保護層5 9可具有足夠的潤滑作 -19- 200535322 (16) 用。因而，例如在3 0 0 °C至9 5 0 °C的較廣溫度範圍內變化 的氧化環境中放置保護層5 9，保護層5 9可繼續維持足夠 的耐磨損性。 , (III)共同的作用 保護層5 5、5 9不需藉由溶射’藉由放電能量可在護 罩1 3之擦動側1 3 s溶接電極5 7、6 1之材料等而形成’故 可限定在保護層5 5、5 9的範圍放電的範圍’在渦輪動翼 1 5 1的製造中，可省略伴隨形成保護層5 5、5 9之前處理’ 以及伴隨保護層55、59之形成的後處理。 又，融合部B2、B3由於構成厚度爲3//m以上且20 // m以下，換言之，由於在形成保護層5 5、5 9之際，選 擇適當的放電條件，因此可抑制動翼本體5 3的母材之變 形，且提高保護層5 5、5 9之密接強度。 如以上所述，根據第2實施形態，例如即使在300 °C φ 至9 5 0 °C的較廣溫度範圍內變化的氧化環境中放置保護層 5 5、5 9，保護層5 5、5 9可繼續維持足夠的耐磨損性，故 • 可繼續充分抑制護罩1 3之擦動側1 3 s的磨損，可加長渦 - 輪動翼51的壽命。特別是藉由以保護層5 5、5 9成爲多孔 組織之方式，預先選擇放電條件，促進保護層5 5、5 9全 體之氧化，更提高保護層55、59的耐磨損性，可更加長 渦輪動翼5 1的壽命。 又，在渦輪動翼5 1的製造中，由於分別省略形成保 護層5 5、5 9的前處理以及保護層5 5、5 9的形成之後處 -20- 200535322 (17) 理，因此削減渦輪動翼1的製造所需的步驟數，可 輪動翼5 1的製造作業之能率。 再者，由於可抑制渦輪動翼 5 3的母材之變形 提高保護層5 5、5 9的密接強度，故可充分承受因 渦輪引擎3的振動之敲打，使渦輪動翼5 1的品質穫 此外，本發明不限定於第2實施形態的說明， 下所述變更實施形態亦可。 g 亦即，取代具有電氣絕緣性之液體L，在具有 緣性的氣體中，亦可產生脈衝狀的放電。又，在與 翼5 1以外的引擎零件之零件本體的對方零件之擦 滑動側藉由放電能量形成與保護層5 5、5 9相同的 保護層亦可。再者，與使用在增壓機的渦輪等、引 以外的高溫零件之零件本體的對方高溫零件之擦動 動側，藉由放電能量形成與保護層5 5、5 9相同的 保護層亦可。 (第3實施形態） ‘ 參照第1圖、第11圖、第12圖及第13圖， 第3實施形態有關的擦傷防止構造7 1。 如第1圖及第1 1圖所示，與第3實施形態有 傷防止構造7 1，係使用在燃氣渦輪引擎3的壓縮ί 防止呈現擦動關係的壓縮機動翼7 5的燕尾槽7 7與 圓盤79的嵌合溝8 1之間的擦傷。 在與燕尾槽77的壓縮機圓盤79之嵌合溝81 提升渦 ，且可 爲燃氣 定。 例如以 電氣絕 渦輪動 動側或 構成之 擎零件 側或滑 構成之 說明與 關之擦 I 73 ’ 壓縮機 的擦動 -21 - 200535322 (18) 側（一對之擦動側）77s形成有多孔的保護層83， 83的厚度爲0.05至0.15mm。繼而，保護層83使 8 5，在具有油等的電氣絕緣性之液體中，在燕M胃 擦動側與電極8 5之間產生脈衝狀的放電，藉@胃 量，在燕尾槽7 7之擦動側溶接電極的材料或該材 應物質而形成。 在此，電極 85藉由沖壓壓縮 Co合金（ g 10%Ni-7%W-殘 Co)的粉末而成形的成形體，或是 加熱處理之上述成形體所構成。又，電極8 5呈現 尾槽77之擦動側77s的形狀。此外’取代c〇合 末，使用Cu-Ni-In合金的粉末、、Cu-Ni合金的粉 Al-Fe合金的粉末、或Ni合金的粉末中任一種亦可 所謂「溶接」係包含與擴散一倂溶接，與沉積一倂 與沉積及擴散一倂溶接之意。 此外，電極85取代壓縮成形，而藉由泥漿、 | 溶射等成形亦可。 又，於保護層83與上述壓縮機動翼75的邊界 ’ 成比朝厚度方向傾斜變化的融合部（B4 )。然後， 形成保護層83之際選擇適當的放電條件’使融合部 成厚度3//m以上且20//m以下。此外，上述適當 條件之峰値電流爲3 〇 A以下’脈衝寬度爲2 0 0 // s 更以峰値電流爲20A以下’脈衝寬度爲20 // s以下;i 在此，融合部B4的厚度成爲3 # m以上且20 下，係與第1實施形態之融合部B1相同，依據第 保護層 用電極 77之 放電能 料的反 2 5 % C r - 藉由已 近似燕 金的粉 末Cu- 。又， 溶接， MIM、 生成組 藉由在 ;B4構 的放電 以下， 唆佳。 // m以 4圖及 -22- 200535322 C19)

弟5圖所不的試驗結果Q 再者’在保護層8 3的微孔部分8 7充塡有以 Cr203作爲主成份的固體潤滑材89。 然後’參照第12圖及第1 3圖’說明用來製另 止構造7 1的擦傷防止構造之製造方法。在此，g 構造之製造方法具備（I )塗佈製程與（Π )充塡義 該製造方法的實施中，使用上述的放電加工機2 5。 (I )塗佈製程 使燕尾槽77之擦動側77s向上，藉由模具41 縮機動翼75。然後，藉由X軸伺服馬達33及γ _ 達3 5的驅動移動到X軸方向及γ軸方向，如第 示，以使燕尾槽7 7之一方的擦動側7 7 s與電極8 5 的方式，進行壓縮機動翼75的位置定位。此外， 置台3 1移動到X軸方向及γ軸方向上任一方向就/ 然後’在具有電氣絕緣性的液體S中，在上述 放電條件下，於燕尾槽77之擦動側77s與電極85 • 生脈衝狀的放電。藉此，如第1 3 ( a )圖所示，藉 . 能量，在燕尾槽77的一方之擦動側77s溶接電極 料等，在燕尾槽77之一方的擦動側77s形成多孔 層8 3。此外，在產生脈衝狀的放電之際，藉由Z 馬達4 7的驅動來回移動電極8 5，使之與加工噴頭 僅朝向Z軸方向移動些微的移動量。 再者，在暫時放鬆模具4 1之後，以使燕尾槽

MoS2 或 ί擦傷防 Η寡防止 !程，在 夾緊壓 3伺服馬 1 6圖所 相對向 僅將載 足夠。 ;適當的 之間產 由放電 8 5的材 t的保護 軸伺服 45 —體 77的另 -23- 200535322 (20) 一方之擦動側7 7 s向上的方式，藉由模具4 1夾緊壓縮機 動翼7 5。然後，藉由反覆與上述同樣的動作，在燕尾槽 77的另一方之擦動側77s形成多孔的保護層83。 (II)充塡步驟 在結束上述（I )塗佈製程之後，放鬆模具4 1，從加 工槽37取出壓縮機動翼75。然後，在保護層83的微孔部 分87進行刷毛塗佈、浸漬、擦上等，充塡固體潤滑材 89 ° 藉由以上，結束擦傷防止構造7 1的製造。 然後，說明第3實施形態的作用。 藉由固體潤滑材8 9之潤滑作用，抑制燕尾槽7 7與壓 縮機圓盤79的嵌合溝81之壓接，可防止在燕尾槽77與 壓縮機圓盤7 9的嵌合溝8 1之間的擦傷（擦傷防止構造7 1 的一般性作用）。 除了擦傷防止構造7 1的一般性作用之外，保護層8 3 藉由放電能源在燕尾槽77的擦動側77s溶接電極85的材 料等而形成，故可將保護層83的範圍限定在產生放電的 範圍，在擦傷防止構造7 1的製造中，可省略伴隨形成保 護層83的前處理、及伴隨形成保護層83的後處理。 再者，融合部B4由於厚度構成3 // m以上且20 // m 以下，換言之，由於在形成保護層8 3之際選擇適當的放 電，故可抑制壓縮機動翼75的母材之變形且提高保護層 8 3的密接強度。 -24- 200535322 (21) 又，藉由適當選擇通電脈衝寬度等放電條件、電極8 5 的硬度，可提高保護層8 3的微孔部份8 7之比率（氣孔 率）。 再者，在成形電極85時使用包含Cr之Co合金的粉 末時，即使在5 00 °C以上的高溫環境中使用擦傷防止構造 71，保護層83亦可保持足夠的材料強度之同時，在600 °C 至1 000 °C的高溫環境下使用擦傷防止構造71時，保護層 0 83中的Cr氧化，生成Cr203，保護層83發揮自身潤滑 性。又，在成形電極8 5時使用Ni合金的粉末時，即使在 5 00 °C至1〇〇〇 °C的高溫環境中使用擦傷防止構造71時，保 護層83可保持足夠的材料強度。再者，在成形電極85時 使用Cu-Ni-In合金的粉末、Cu-Ni合金的粉末、Cu-Al-Fe 合金的粉末時，藉由保護層83的軟質特性可提高擦傷防 止的作用。 另外，以固體潤滑材89爲Cr203主成分時，即使在 0 500°c至l〇〇〇°C的高溫環境中使用擦傷防止構造71時’亦 可充分發揮固體潤滑材89之潤滑作用。 •如以上所述，根據第5實施形態，在擦傷防止構造7 1 • 的製造中，由於可省略伴隨形成保護層8 3的前處理、及 伴隨形成保護層8 3的後處理’因此削減擦傷防止構造7 1 的製造所需的製程數’可謀求擦傷防止構造7 1的製造作 業之能率。 又，可提高保護層8 3的微孔部分8 7之比率，故可將 固體潤滑材89充分充塡至保護層83的微孔部分87 ’藉由 -25- 200535322 (22) 擦傷防止構造7 1可穩定且充分的防止擦傷。 再者’由於可抑制壓縮機動翼7 5的母材之變形，且 可提高保護層8 3的密接強度，故可使擦傷防止構造7 1的 品質安定。 . 此外’本發明係不限定於第3實施形態之說明，例如 . 即使如下變更實施形態亦可。 亦即’取代具有電氣絕緣性的液體L，在具有電氣絕 φ 緣性的氣體中產生脈衝狀放電亦可。又，如冲頭與鍛模， 由於可防止具有滑動關係或擦動關係之一對金屬構件的擦 傷’亦可使用與擦傷防止構造7 1相同的構成之擦傷防止 構造。 如以上所述，雖然藉由幾個最佳實施形態說明本發 明’惟包含於本發明的權利範圍係不限定於此等實施形態 者。又，在2004年1月14日對日本國專利廳提出申請的 曰本特願20004-007284號的內容，在2004年1月30曰 % 對曰本國專利廳提出申請的日本特願2 0 0 0 4 - 0 2 4 8 8 2號的 內容，以及在2004年1月30日對日本國專利廳提出申請 的日本特願20004-0248 85號的內容，被參照引用在本申 ' 請案的內容。 【圖式簡單說明】 第1圖係實施形態之燃氣渦輪引擎的模式圖。 第2圖係第1實施形態之渦輪動翼的斜視圖。 第3圖（a )及（b )係說明形成第1實施形態之保護 -26- 200535322 (23) 層的過程之模式圖’第3圖（c )係說明第1實施形態之 保護層的構成之模式圖。 第4圖係藉由放電能量在金屬的母材形成層時之融合 部的厚度與層的密接強度之關係圖。 第5圖係藉由放電能量在金屬的母材形成層時之融合 部的厚度與母材的變形之關係圖。 第6圖係實施形態之放電加工機的模式正面圖。 第7圖係第1實施形態的保護層之磨損試驗結果的圖 表。 第8圖係第2實施形態的渦輪動翼之斜視圖。 第9圖（a )及（b )係說明形成有第2實施形態的保 護層之過程的說明圖。 第1 〇圖係第2實施形態的保護層之磨損試驗結果的 圖表。 第1 1圖係第3實施形態的擦傷防止構造之模式圖。 第1 2圖係藉由放電加工機說明形成第3實施形態的 保護層之過程的說明圖。 第1 3圖（a )係形成有第3實施形態的保護層之狀態 圖，第1 3圖（b )係第3實施形態的保護層之微孔部分充 塡高溫潤滑材之狀態圖。 【主要兀件符號說明】 1、1 •渦輪動翼 3 :燃氣渦輪引擎 - 27- 200535322 (24)

5、5 3 :動翼本體 7 :翼 9 :平台 9 p :內流路面 1 1、7 7 :燕尾槽 1 3 :護罩 1 3 p :外流路面 1 3 s、7 7 s :擦動側 1 5 :密封片 1 7、5 5、5 9 :保護層 19 、 57 、 61 、 85 :電極 21 :硬質層 2 3 :潤滑層 2 5 :放電加工機 27 :底座 29 :柱 31 :載置台 3 3 : X軸伺服馬達 3 5 : Y軸伺服馬達 3 7 :加工槽 3 9 :支持板 41 :模具 4 3 :電源 4 5 :加工頭 -28- 200535322 (25) 47 : Z軸伺服馬達 49 :保持具 5 1 ’ ：對方渦輪動翼 7 1 :擦傷防止構造 7 3 :壓縮機 7 5 :壓縮機動翼 7 9 :壓縮機圓盤 I 8 1 :嵌合溝 8 3 :多孔的保護層 8 7 :微孔部分 89 :固體潤滑材 A :氧化環境

Bl、B2、B3、B4:融合部 L、S :液 -29-

Claims (1)

1. 200535322 (1) 十、申請專利範圍 1 · 一種引擎零件，係使用在燃氣渦輪引擎者，其特徵 在於具備有： 零件本體； 形成於上述零件本體之對方引擎零件的擦動側或滑動 側且具耐磨損性的保護層， 上述保護層係使用由以Ti (鈦）系的材料作爲主成份 g 的粉末成形之成形體，或是藉由已加熱處理之上述成形體 構成的電極，在具有電氣絕緣性的液體中或氣體中，在上 述零件本體之擦動側或滑動側與上述電極之間產生脈衝狀 的放電，藉由該放電能量，在上述零件本體之擦動側或滑 動側溶接上述電極的材料或該材料的反應物質而形成。 2.如申請專利範圍第1項之引擎零件，其中，上述保 護層藉由上述燃氣渦輪引擎的運轉暫時放置在6 0 0 °C以上 的氧化環境中時，在上述零件本體之擦動側或滑動側殘存 φ 由Tic (碳化鈦）構成的硬質層，在該硬質層的表側以生 成從上述硬質層中的Tic氧化並包含Ti〇2 (氧化鈦）之 | 潤滑層的方式構成。 • 3 ·如申請專利範圍第1項之引擎零件，其中，上述零 件本體由包含Cr的Ni (鎳）合金或Co (鈷）合金構成， 上述保護層藉由上述燃氣渦輪引擎的運轉暫時放置在600 °C以上的氧化環境中時，在上述零件本體之擦動側或滑動 側殘存由TiC (碳化鈦）構成的硬質層’在該硬質層的表 側以生成從上述硬質層中的TiC氧化並包含Ti02 (氧化 -30- 200535322 (2) 鈦）之潤滑層的方式構成。 4 ·如申請專利範圍第1至3項中任一項之引擎零件， 其中’於上述保護層與上述零件本體的邊界生成組成比朝 厚度方向傾斜變化的融合部，上述融合部構成厚度3 // m 以上且20/zm以下。 5 · —種引擎零件，係在高溫環境下具有機械強度者， 其特徵在於具備有： _ 零件本體； 形成於上述零件本體與對方高溫零件的擦動側或滑動 側且具耐磨損性的保護層， 上述保護層係從使用由以Ti (鈦）系的材料作爲主成 份的粉末成形之成形體，或是藉由已加熱處理之上述成形 體構成的電極，在具有電氣絕緣性的液體中或氣體中，在 上述零件本體之擦動側或滑動側與上述電極之間產生脈衝 狀的放電，藉由該放電能量，在上述零件本體之擦動側或 φ 滑動側溶接上述電極的材料或該材料的反應物質而形成。 6 ·如申請專利範圍第5項之高溫零件，其中，上述保 '護層暫時放置在600 °C以上的氧化環境中時，在上述零件 * 本體之擦動側或滑動側殘存由TiC (碳化鈦）構成的硬質 層，在該硬質層的表側以生成從上述硬質層中的TiC氧化 並包含Ti〇2 (氧化鈦）之潤滑層的方式構成。 7 ·如申請專利範圍第5項之高溫零件，其中，上述零 件本體由包含Cr的Ni (鎳）合金或Co (鈷）合金構成， 上述保護層藉由暫時放置在600 °C以上的氧化環境中時， -31 - 200535322 (3) 在上述零件本體之擦動側或滑動側殘存由TiC (碳化鈦） 構成的硬質層，在該硬質層的表側以生成從上述硬質層中 的TiC氧化並包含Ti〇2 (氧化鈦）之潤滑層的方式構成。 8 .如申請專利範圍第5至7項中任一項之引擎零件， 其中，於上述保護層與上述零件本體的邊界生成組成比朝 厚度方向傾斜變化的融合部，上述融合部構成厚度3 // m 以上且20//m以下。 H 9 · 一種表面處理方法，係使用在燃氣渦輪引擎之零件 本體的對方引擎零件的擦動側或滑動側用來確保耐磨損性 者，其特徵在於： 藉由使用由以Ti (鈦）系的材料作爲主成份的粉末成 形之成形體，或藉由已加熱處理之上述成形體構成的電 極，在具有電氣絕緣性的液體中或氣體中，在上述零件本 體之擦動側或滑動側與上述電極之間產生脈衝狀的放電， 藉由該放電能量’在上述零件本體之擦動側或滑動側溶接 φ 上述電極的材料或該材料的反應物質，在上述零件本體之 擦動側或滑動側形成具有耐磨損性的保護層。 1 〇.如申請專利範圍第9項之表面處理方法，其中， 產生脈衝狀的放電之際的放電條件係峰値電流爲3 0 A以 下，脈衝寬度爲2 0 0 // s以下。 1 1 .如申請專利範圍第9或1 0項之表面處理方法，其 中，上述引擎零件係使用在燃氣渦輪引擎之渦輪動翼。 1 2 · —種表面處理方法，係在高溫環境下於具有機械 強度的高溫零件之零件本體的對方引擎零件的擦動側或滑 -32- 200535322 (4) 動側用來確保耐磨損性者，其特徵在於： 錯由使用由以Ti (欽）系的材料作爲主成份的粉末成 形之成形體，或藉由已加熱處理之上述成形體構成的電 極，在具有電氣絕緣性的液體中或氣體中，在上述零件本 體之擦動側或滑動側與上述電極之間產生脈衝狀的放電， 藉由該放電能量，在上述零件本體之擦動側或滑動側溶接 上述電極的材料或該材料的反應物質，在上述零件本體之 擦動側或滑動側形成具有耐磨損性的保護層。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之表面處理方法，其中， 產生脈衝狀的放電之際的放電條件係峰値電流爲3 0 A以 下’脈衝見度爲200// s以下。 1 4 .如申請專利範圍第1 2或1 3項之表面處理方法， 其中，上述高溫零件係使用在燃氣渦輪引擎之渦輪動翼。 15.—種引擎零件，係使用在燃氣渦輪引擎者，其特 徵在於具備有'· 零件本體； 形成於上述零件本體之對方引擎零件的擦動側或滑動 側且具耐磨損性的保護層， 上述保護層係使用從在做爲主成份的Co-Cr (鈷-鉻） 合金的粉末包含Cr203 (氧化鉻）之粉末、Ti02 (氧化 鈦）之粉末、BaZr〇3 (锆酸鋇）之粉末中至少一種的粉末 作爲副成份的混合粉末所成形之成形體，或是藉由已加熱 處理之上述成形體構成的電極，在具有電氣絕緣性的液體 中或氣體中，在上述零件本體之擦動側或滑動側與上述電 -33- 200535322 (5) 極之間產生脈衝狀的放電，藉由該放電能量，在上述零件 本體之擦動側或滑動側溶接上述電極的材料或該材料的反 應物質而形成。 1 6 · —種引擎零件，係使用在燃氣渦輪引擎者，其特 徵在於具備有： 零件本體； 形成於上述零件本體之對方引擎零件的擦動側或滑動 側且具耐磨損性的保護層， 上述保護層係使用從混合Co-Cr (鈷-鉻）合金的粉末 與T i (鈦）系之材料的粉末之混合粉末所成形之成形體， 或是藉由已加熱處理之上述成形體構成的電極，在具有電 氣絕緣性的液體中或氣體中，在上述零件本體之擦動側或 滑動側與上述電極之間產生脈衝狀的放電，藉由該放電能 量，在上述零件本體之擦動側或滑動側溶接上述電極的材 料或該材料的反應物質而形成， 藉由上述燃氣渦輪引擎之運轉，暫時放置在600°C以 上的氧化環境中時，從包含Co-Cr合金與TiC (碳化鈦） 之層變化爲包含Cr203 (氧化鉻）與Ti02 (氧化鈦）之層 而構成。 1 7 ·如申請專利範圍第1 5或1 6項之引擎零件，其 中，於上述保護層與上述零件本體的邊界生成組成比朝厚 度方向傾斜變化的融合部，上述融合部構成厚度3 # m以 上且20//m以下。 1 8 · —種高溫零件，係在高溫環境下具有機械強度 -34- 200535322 (6) 者’其特徵在於具備有： 零件本體； 形成於上述零件本體之對方引擎零件的擦動側或滑動 側且具耐磨損性的保護層， 上述保護層係使用從在做爲主成份的C 〇 - C r (鈷·鉻） 合金的粉末包含 Cr203 (氧化鉻）之粉末、Ti02 (氧化 鈦）之粉末、BaZr03 (銷酸鋇）之粉末中至少一種的粉末 作爲副成份的混合粉末所成形之成形體，或是藉由已加熱 處理之上述成形體構成的電極，在具有電氣絕緣性的液體 中或氣體中，在上述零件本體之擦動側或滑動側與上述電 極之間產生脈衝狀的放電，藉由該放電能量，在上述零件 本體之擦動側或滑動側溶接上述電極的材料或該材料的反 應物質而形成。 1 9 · 一種高溫零件，係在高溫環境下具有機械強度 者，其特徵在於具備有： 零件本體； 形成於上述零件本體之對方引擎零件的擦動側或滑動 側且具耐磨損性的保護層， 上述保護層係使用從混合Co-Cr (鈷-鉻）合金的粉末 與Ti (鈦）系之材料的粉末之混合粉末所成形之成形體， 或是藉由已加熱處理之上述成形體構成的電極，在具有電 氣絕緣性的液體中或氣體中，在上述零件本體之擦動側或 滑動側與上述電極之間產生脈衝狀的放電，藉由該放電能 量，在上述零件本體之擦動側或滑動側溶接上述電極的材 -35- 200535322 (7) 料或該材料的反應物質而形成， 藉由上述燃氣渦輪引擎之運轉，暫時放置在600 °C以 上的氧化環境中時，從包含Co-Cr合金與TiC (碳化鈦） 之層變化爲包含Cr203 (氧化鉻）與Ti02 (氧化鈦）之層 . 而構成。 _ 20·如申請專利範圍第18或19項之高溫零件，其 中’於上述保護層與上述零件本體的邊界生成組成比朝厚 φ 度方向傾斜變化的融合部，上述融合部構成厚度3 μ m以 上且20//m以下。 2 1 · —種表面處理方法，係使用在燃氣渦輪引擎之零 件本體的對方引擎零件的擦動側或滑動側用來確保耐磨損 性者，其特徵在於： 使用從在做爲主成份的Co-Cr (鈷-鉻）合金的粉末包 含Cr203 (氧化鉻）之粉末、Ti02 (氧化鈦）之粉末、 BaZr03 (鉻酸鋇）之粉末中至少一種的粉末作爲副成份的 • 混合粉末所成形之成形體，或是藉由已加熱處理之上述成 形體構成的電極，在具有電氣絕緣性的液體中或氣體中， • 在上述零件本體之擦動側或滑動側與上述電極之間產生脈 • 衝狀的放電，藉由該放電能量在上述零件本體之擦動側或 滑動側溶接上述電極的材料或該材料的反應物質，在上述 零件本體之擦動側或滑動側形成具有耐磨損性的保護層。 2 2 ·如申請專利範圍第2 1項之表面處理方法，其中， 產生脈衝狀的放電之際的放電條件係峰値電流爲3 0 A以 下，脈衝寬度爲200 // s以下。 -36- 200535322 (8) 23 ·如申請專利範圍第21或22項之表面處理方法， 其中，上述引擎零件係使用在燃氣渦輪引擎之渦輪動翼或 壓縮機動翼。 24. —種表面處理方法，係使用在燃氣渦輪引擎之零 - 件本體的對方引擎零件的擦動側或滑動側用來確保耐磨損 _ 性者，其特徵在於： 使用從混合Co-Cr (鈷-鉻）合金的粉末與Ti (鈦） φ 系之材料的粉末之混合粉末所成形之成形體，或是藉由已 加熱處理之上述成形體構成的電極，在具有電氣絕緣性的 液體中或氣體中，在上述零件本體之擦動側或滑動側與上 述電極之間產生脈衝狀的放電，藉由該放電能量，在上述 零件本體之擦動側或滑動側溶接上述電極的材料或該材料 的反應物質，在上述零件本體之擦動側或滑動側形成具有 耐磨損性的保護層。 25. 如申請專利範圍第24項之表面處理方法，其中， φ 產生脈衝狀的放電之際的放電條件係峰値電流爲3 0 A以 下，脈衝寬度爲200 // s以下。 2 6 ·如申請專利範圍第2 4或2 5項之表面處理方法， ' 其中，上述引擎零件係使用在燃氣渦輪引擎之渦輪動翼。 2 7 · —種表面處理方法，係在高溫環境下於具有機械 強度的高溫零件之零件本體的對方引擎零件的擦動側或滑 動側用來確保耐磨損性者，其特徵在於： 使用從在做爲主成份的C 〇 - C r (銘-絡）合金的粉末包 含Cr203 (氧化絡）之粉末、Ti〇2(氧化鈦）之粉末、 -37- 200535322 (9) BaZrCh (锆酸鋇）之粉末中至少一種的粉末作爲副成份的 混合粉末所成形之成形體，或是藉由已加熱處理之上述成 形體構成的電極，在具有電氣絕緣性的液體中或氣體中， 在上述零件本體之擦動側或滑動側與上述電極之間產生脈 衝狀的放電’藉由該放電能量在上述零件本體之擦動側或 滑動側溶接上述電極的材料或該材料的反應物質，在上述 零件本體之擦動側或滑動側形成具有耐磨損性的保護層。 g 2 8 ·如申請專利範圍第2 7項之表面處理方法，其中， 產生脈衝狀的放電之際的放電條件係峰値電流爲3 0 A以 下，脈衝寬度爲200//S以下。 2 9 ·如申請專利範圍第2 7或2 8項之表面處理方法， 其中，上述高溫零件係使用在燃氣渦輪引擎之渦輪動翼或 壓縮機動翼。 3 〇 · —種表面處理方法，係在高溫環境下於具有機械 強度的高溫零件之零件本體的對方引擎零件的擦動側或滑 φ 動側用來確保耐磨損性者，其特徵在於： 使用從混合Co-Cr (鈷-鉻）合金的粉末與Ti (鈦） '系之材料的粉末之混合粉末所成形之成形體，或是藉由已 •加熱處理之上述成形體構成的電極，在具有電氣絕緣性的 液體中或氣體中，在上述零件本體之擦動側或滑動側與上 述電極之間產生脈衝狀的放電，藉由該放電能量，在上述 零件本體之擦動側或滑動側溶接上述電極的材料或該材料 的反應物質，在上述零件本體之擦動側或滑動側形成具有 耐磨損性的保護層。 -38- 200535322 (10) 3 1 .如申請專利範圍第3 0項之表面處理方法，其中， 產生脈衝狀的放電之際的放電條件係峰値電流爲3 Ο Α以 下，脈衝寬度爲2 0 0 // s以下。 3 2 .如申請專利範圍第3 0或3 1項之表面處理方法， 其中，上述引擎零件係使用在燃氣渦輪引擎之渦輪動翼。 3 3 . —種燃氣渦輪引擎，其特徵在於具備申請專利範 圍第1項至第5項、及第1 1項中任一項的引擎零件。 B 3 4 . —種擦傷防止構造，係用來防止呈擦動關係或滑 動關係的一對金屬零件間的擦傷者，其特徵在於具備有·· 形成於上述一對的金屬零件中至少一方的金屬零件之 擦動側或滑動側之多孔的保護層；及 充塡在上述保護層之微孔部分的潤滑材， 上述保護層係使用由金屬的粉末成形的成形體，或是 _@已加熱處理之上述成形體構成的電極，在具有電氣絕 @ 1'生的液體中或氣體中，在上述一方的金屬零件之擦動側 • ^滑動側與上述電極之間產生脈衝狀的放電，藉由該放電 @胃’在上述零件本體之擦動側或滑動側溶接上述電極的 才才料或該材料的反應物質而形成。 3 5 ·如申請專利範圍第3 4項之擦傷防止構造，其中， & i述保護層與上述零件本體的邊界生成組成比朝厚度方 向ί頃斜變化的融合部，上述融合部構成厚度3 V m以上且 2 〇 V m以下。 3 6·—種擦傷防止構造，係使用於燃氣渦輪引擎，用 $ $止呈擦動關係或滑動關係的一對金屬零件間的擦傷 -39- 200535322 (11) 者’其特徵在於具備有： 形成於上述一對的金屬零件中至少一方的金 擦動側或滑動側之多孔的保護層；及 充塡在上述保護層之微孔部分的潤滑材， • 上述保護層係使用由金屬的粉末成形的成形 _ 藉由已加熱處理之上述成形體構成的電極，在具 緣性的液體中或氣體中，在上述一方的引擎零件 Φ 或滑動側與上述電極之間產生脈衝狀的放電，藉 能量，在上述零件本體之擦動側或滑動側溶接上 材料或該材料的反應物質而形成。 3 7 ·如申請專利範圍第3 6項之擦傷防止構造 於上述保護層與上述零件本體的邊界生成組成比 向傾斜變化的融合部，上述融合部構成厚度3 // 2 0 // m以下。 3 8 ·如申請專利範圍第3 6或3 7項之擦傷防 φ 其中，上述金屬的粉末係具有Cu-Ni-In合金的| Ni合金的粉末、Cu-Al-Fe合金的粉末、Ni合金 或是Co合金的粉末中任一種。 • 3 9 ·如申請專利範圍第3 6或3 7項之擦傷防 其中，上述潤滑材爲以M0S2或Cr2〇3作爲主成 潤滑材。 4 0.—種擦傷防止構造的製造方法，係用來 動關係或滑動關係的一對金屬零件間的擦傷者， 於具備有以下步驟： 屬零件之 體，或是 有電氣絕 之擦動側 由該放電 述電極的 ，其中， 朝厚度方 ϋ以上且 止構造， > 末、Cu- 的粉末、 止構造， 份的固體 访止呈擦 其特徵在 -40- 200535322 (12) 藉由使用由金屬的粉末成形的成形體，或是藉由已加 熱處理之上述成形體構成的電極，在具有電氣絕緣性的液 體中或氣體中’在上述一*對金屬零件中至少一方的金屬零 件之擦動側或滑動側與上述電極之間產生脈衝狀的放電， 藉由該放電能量，在上述一方的金屬零件之擦動側或滑動 側之擦動側或滑動側溶接上述電極的材料或該材料的反應 物質’於上述一方的金屬零件之擦動側或滑動側形成多孔 | 的保護層之塗步步驟；以及 在結束上述塗布步驟之後，在上述保護層之微孔部分 充塡潤滑材之充塡步驟。 4 1 ·如申請專利範圍第40項之擦傷防止構造的製造方 法’其中’產生脈衝狀的放電之際的放電條件係峰値電流 爲3 0A以下，脈衝寬度爲200 # s以下。 42·如申請專利範圍第40或41項之擦傷防止構造的 製造方法，其中，上述金屬的粉末係具有Cu-Ni_In合金的 0 粉末、Cu-Ni合金的粉末、Cu-Al-Fe合金的粉末、Ni合金 的粉末、或是Co合金的粉末中任一種。 ' 43·如申請專利範圍第4〇或41項之擦傷防止構造， .其中’上述潤滑材爲以Mo S2或Cr203作爲主成份的固體 潤滑材。 44 · 一種擦傷防止構造的製造方法，係使用於燃氣渦 輪引擎’且製造用來防止呈擦動關係或滑動關係的一對金 屬零件間的擦傷之擦傷防止構造，其特徵在於具備有以下 步驟： -41 - 200535322 (13) 藉由使用由金屬的粉末成形的成形體，或是藉由已加 熱處理之上述成形體構成的電極’在具有電氣絕緣性的液 體中或氣體中，在上述一對引擎零件中至少一方的引擎零 件之擦動側或滑動側與上述電極之間產生脈衝狀的放電， 藉由該放電能量，在上述一方的引擎零件之擦動側或滑動 側之擦動側或滑動側溶接上述電極的材料或該材料的反應 物質，於上述一方的引擎零件之擦動側或滑動側形成多孔 _ 的保護層之塗步步驟；以及 在結束上述塗布步驟之後，在上述保護層之微孔部分 充塡潤滑材之充塡步驟。 45. 如申請專利範圍第44項之擦傷防止構造的製造方 法，其中，產生脈衝狀的放電之際的放電條件係峰値電流 爲30A以下，脈衝寬度爲200//S以下。 46. 如申請專利範圍第44或45項之擦傷防止構造的 製造方法，其中，上述金屬的粉末係具有Cu-Ni-In合金的 φ 粉末、Cu-Ni合金的粉末、Cu_Al-Fe合金的粉末、Ni合金 的粉末、或是Co合金的粉末中任一種。 ' 4 7 .如申請專利範圍第4 4或4 5項之擦傷防止構造， ，其中，上述潤滑材爲以M〇S2或Cr203作爲主成份的固體 潤滑材。 4 8 · —種擦傷防止構造，係藉由申請專利範圍4 0項至 第4 7項中任一項的一種擦傷防止構造的製造方法所製造 者。 -42-