WO2004113587A1

WO2004113587A1 - 金属部品、タービン部品、ガスタービンエンジン、表面処理方法、及び蒸気タービンエンジン

Info

Publication number: WO2004113587A1
Application number: PCT/JP2004/008130
Authority: WO
Inventors: Hiroyuki Ochiai; Mitsutoshi Watanabe; Mikiya Arai; Akihiro Goto; Masao Akiyoshi
Original assignee: Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd.; Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2004-12-29
Also published as: TWI270427B; JP4505415B2; TW200510100A; JPWO2004113587A1; US20110027099A1; US20070104585A1; WO2004113587A9

Abstract

アルミニウムの粉末、アルミニウム合金の粉末等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電極を用い、部品本体の被処理部と前記電極との間にパルス状の放電を発生させることにより、その放電エネルギーによって前記部品本体の前記被処理部に前記電極の電極材料を付着させて、更に、前記部品本体の前記被処理部及び付着した電極材料を高温に保つことにより、前記付着した電極材料を前記部品本体の母材に拡散させて、前記部品本体の前記被処理部に耐酸化性のある保護コートを形成すること。

Description

明細書

金属部品、タービン部品、ガスタービンエンジン、表面処理方法、及び蒸気タービンエンジン技術分野

[0001] 本発明は、金属部品、タービン部品、ガスタービンエンジン、表面処理方法、金属部品、及び蒸気タービンエンジンに関する。

背景技術

[0002] ジェットエンジン等のガスタービンエンジンに用いられるタービン翼は、部品本体としての翼本体を具備している。そして、通常、前記翼本体における翼の翼面等、前記翼本体の被処理部に対して、耐酸化性を確保するような表面処理が施されている。

[0003] 即ち、水素炉を用いてアルミナィズ処理を前記翼本体の前記被処理部に対して施すことにより、前記翼本体の前記被処理部にアルミニウムを付着させる。更に、前記水素炉或いは別の熱処理炉によって前記翼本体及び付着したアルミニウムを高温に保つことにより、アルミニウムを前記翼本体の母材に拡散させる。これによつて、前記翼本体の前記被処理部に耐酸化性のある保護コートを形成して、前記タービン翼を最終的に製造することができる。

発明の開示

[0004] ところで、前記翼本体の前記被処理部にアルミニウムを付着させる前に、前記翼本体の前記被処理部に対してブラスト処理をしたり、前記翼本体における前記被処理部以外の部分に対してマスキング処理をしたりする必要がある。また、前記翼本体の前記被処理部にアルミニウムを付着させた後に、マスクの除去処理をする必要がある。そのため、前記タービン翼の製造に要する工程数が増えて、前記タービン翼の製造時間が長くなつて、前記タービン翼の生産性の向上を図ることが容易でないという問題がある。

[0005] なお、タービン部品以外の金属部品の被処理部に対して、耐酸化性を確保するような表面処理を施す場合にも、前述の問題は同様に生じるものである。

[0006] 本発明の第 1の特徴は、部品本体と；前記部品本体の被処理部に形成され、耐酸化性のある保護コートと；を具備しており、前記保護コートは、アルミニウムの粉末、ァルミニゥム合金の粉末、クロムの粉末、或いはクロム合金の粉末のうちのいずれか 1 種の粉末又は 2種以上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電極との間にパルス状の放電を発生させることにより、その放電エネルギーによって前記部品本体の前記被処理部に前記電極の電極材料を付着させて、更に、前記部品本体の前記被処理部及び付着した電極材料を高温に保つことにより、前記付着した電極材料を前記部品本体の母材に拡散させることによって、前記部品本体の前記被処理部に形成されるものである。

[0007] また、本発明の第 2の特徴は、部品本体と；前記部品本体の被処理部に形成され、 SiCにより構成され、耐酸化性のある保護コートと；を具備しており、

前記保護コートは、 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、前記部品本体の前記被処理部と前記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、前記電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質を前記部品本体における前記被処理部に堆積、拡散、及び/又は溶着させることによって形成されるものである。

図面の簡単な説明

[0008] [図 1]本発明の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 2]図 2 (a)は、図 2 (b)における IIA—IIAの断面図であって、図 2 (b)は、第 1の実施形態に係わるタービン翼の側面図である。

[図 3]実施形態に係わる放電加工機の側面図である。

[図 4]図 4 (a)及び図 4 (b)は、第 1の実施形態に係わる表面処理方法を説明する図である。

[図 5]図 5 (a)及び図 5 (b)は、第 1の実施形態に係わる表面処理方法を説明する図である。

[図 6]第 2の実施形態に係わる蒸気エンジンの模式図である。

[図 7]第 2の実施形態に係わるタービン翼の側面図である。 [図 8]図 8 (a)は、図 8 (b)を上からみた図であって、図 8 (b)は、第 2の実施形態に係わる表面処理方法を説明する図である。

[図 9]図 9 (a)は、図 9 (b)を上からみた図であって、図 9 (b)は、第 2の実施形態に係わる表面処理方法を説明する図である。

[図 10]第 5の実施形態の変形例に係わるタービン翼の側面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0009] 以下、本発明をより詳細に説明するために、本発明の各実施形態につき、適宜に図面を参照して説明する。なお、図面中において、「FF」は、前方向を指してあって、「FR」は、後方向を指している。また、説明中において、適宜に、「前後方向」のことを X軸方向といい、「左右方向」のことを Y軸方向といい、「上下方向」のことを Z軸方向という。

(第 1の実施形態）

以下、第 1の実施形態について図 1、図 2 (a)、図 2 (b)、図 3、図 4 (a)、図 4 (b)、図 5 (a)、及び図 5 (b)を参照して説明する。

[0010] 図 1に示すように、第 1の実施形態に係わるタービン翼 1は、ジェットエンジン等のガスタービンエンジン 3に用いられるタービン部品の一つであって、ガスタービンェンジンの 3の軸心 3cを中心として回転可能である。

[0011] 図 2 (a)及び図 2 (b)に示すように、タービン翼 1は、部品本体としての翼本体 5を具備しており、この翼本体 5は、翼 7と、翼 7の基端側に一体に形成されたプラットホーム 9と、このプラットホーム 9に形成されたダブテール 11とからなっている。ここで、プラットホーム 9は、燃焼ガスの流路面 9fを有してあって、ダブテール 11は、タービンデイスク（図示省略）のダブテール溝（図示省略）に嵌合可能である。なお、翼 7の前縁 7aから腹面 7bに亘つた部位、背面 7c、先端面 7t、及びプラットホーム 9の流路面 9fが、翼本体 5の被処理部になっている。

[0012] そして、第 1の実施形態に係わる新規な表面処理方法に基づいて、翼 7の前縁 7a 力腹面 7bに亘つた部位、背面 7c、先端面 7t、及びプラットホーム 9の流路面 9fに対して、耐酸化性を確保するような表面処理が施されている。換言すれば、翼 7の前縁 7aから腹面 7bに亘つた部位、背面 7c、先端面 7t、及びプラットホーム 9の流路面 9 fには、耐酸化性のある新規な構成の保護コート 13が形成されてあつて、保護コート 1 3の表側には、ピーユング処理が施されている。

[0013] 第 1の実施形態に係わる新規な表面処理方法について説明する前に、図 3を参照して、翼本体 5の被処理部等、タービン部品における部品本体の被処理部に対して表面処理を施すために使用される放電力卩ェ機 15について説明する。

[0014] 図 3に示すように、放電加工機 15は、 X軸方向及び Y軸方向へ延びたベッド 17を具備している。また、ベッド 17には、テーブル 19が設けられており、このテーブル 19 は、 X軸サーボモータ（図示省略）の駆動によって X軸方向へ移動可能であって、 Y 軸サーボモータ（図示省略）の駆動によって Y軸方向へ移動可能である。

[0015] テーブル 19には、油等、アルカン炭化水素を含む電気絶縁性のある液 Sを貯留する加工槽 21が設けられており、この加工槽 21内には、支持プレート 23が設けられている。この支持プレート 23には、翼本体 5等、前記部品本体をセット可能な治具 25が設けられており、この治具 25は、電源 27に電気的に接続されている。なお、治具 25 に対する前記部品本体の姿勢を変更することは可能であり、図 3は、翼 7の先端面 7t が上を向くように翼本体 5をセットした状態を示している。

[0016] ベッド 17の上方には、加工ヘッド 29がコラム（図示省略）を介して設けられており、この加工ヘッド 29は、 Z軸サーボモータ（図示省略）の駆動によって Z軸方向へ移動可能である。また、加工ヘッド 29には、後述の電極 31. 33. 35等を保持する保持部材 37が設けられており、保持部材 37は、電源 27に電気的に接続されている。

[0017] 次に、第 1の実施形態に係わる表面処理方法について説明する。

[0018] 第 1の実施形態の表面処理方法は、次のように、付着工程と、拡散工程と、ピーニング工程とを具備している。

[0019] (I)付着工程

まず、保持部材 37に電極 31を保持せしめると共に、翼 7の腹面 7bが上を向くように、翼本体 5を治具 25にセットする。次に、前記 X軸サーボモータ及び前記 Y軸サーボモータの駆動によってテーブル 19を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、翼 7の前縁 7aから腹面 7bに亘つた部位と電極 31が対向するように、翼本体 5の位置決めを行う。なお、テーブル 19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。

[0020] そして、図 4 (a)に示すように、電気絶縁性のある液 S中におレ、て、翼本体 5の前縁

7aから腹面 7bに亘つた部位と電極 31との間、及びプラットホーム 9の流路面 9fの腹側部分（図 4 (a)中においてプラットホーム 9は省略されている）と電極 31との間にパノレス状の放電を発生させる。これにより、その放電エネルギーによって翼 7の前縁 7a 力、ら腹面 7bに亘つた部位、及びプラットホーム 9の流路面 9fの腹側部分に電極 31の電極材料 Mを付着させることができる。

[0021] ここで、電極 31は、アルミニウムの粉末或いはアルミニウム合金の粉末からプレスによる圧縮によって成形した成形体、或いは真空炉等によって加熱処理した前記成形体により構成されるものである。なお、電極 31は、圧縮によって成形する代わりに、泥漿、 MIM (Metal Injection Molding)、溶射等によって成形しても差し支えなレ、。また、電極 31の先端は、翼 7の前縁 7aから腹面 7bに亘つた部位に近似した形状を呈している。

[0022] 電極 31の電極材料 Mを付着させた後に、保持部材 37から電極 31を外して、保持部材 37に電極 33を保持せしめると共に、翼 7の背面 7cが上を向くように、翼本体 5を治具 25にセットする。次に、前記 X軸サーボモータ及び前記 Y軸サーボモータの駆動によってテーブル 19を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、翼 7の背面 7cと電極 33が対向するように、翼本体 5の位置決めを行う。なお、テーブル 19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。

[0023] そして、電気絶縁性のある液 Sにおいて、翼 7の背面 7cと電極 33との間、及びプラットホーム 9の流路面 9fの背側部分（図 4 (b)中においてプラットホーム 9は省略されている）と電極 33との間にパルス状の放電を発生させる。これにより、その放電エネルギ一によつて翼 7の背面 7c、及びプラットホーム 9の流路面 9fの背側部分に電極 3 3の電極材料 Mを付着させることができる。

[0024] ここで、電極 33は、電極 31と同様に、アルミニウムの粉末或いはアルミニウム合金の粉末からプレスによる圧縮によつて成形した成形体、或レ、は真空炉等によつてカロ熱処理した前記成形体により構成されるものである。なお、電極 33は、圧縮によって成形する代わりに、泥漿、 MIM (Metal Injection Molding)、溶射等によって成形しても差し支えない。また、電極 33の先端は、翼 7の背面 7cに近似した形状を呈している。

[0025] 電極 33の電極材料 Mを付着させた後に、保持部材 37から電極 33を外して、保持部材 37に電極 35を保持させると共に、翼 7の先端面 7tが上を向くように、翼本体 5を治具 25にセットする。次に、前記 X軸サーボモータ及び前記 Y軸サーボモータの駆動によってテーブル 19を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、翼 7の先端面 7tと電極 35が対向するように、翼本体 5の位置決めを行う。なお、テーブル 19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。

[0026] そして、図 5 (a)に示すように、翼 7の先端面 7tと電極 35との間にパルス状の放電を発生させる。これにより、その放電エネルギーによって翼 7の先端面 7tに電極 35の電極材料 Mを付着させることができる。

[0027] ここで、電極 35は、電極 31と同様に、アルミニウムの粉末或いはアルミニウム合金の粉末からプレスによる圧縮によつて成形した成形体、或レヽは真空炉等によつてカロ熱処理した前記成形体により構成されるものである。なお、電極 35は、圧縮によって成形する代わりに、泥漿、 MIM (Metal Injection Molding)、溶射等によって成形しても差し支えない。また、電極 35の先端は、翼 7の先端面 7tの形状に近似した形状を呈している。

[0028] なお、パルス状の放電を発生させる際に、前記 Z軸サーボモータの駆動によって電極 31. 33. 35を加工ヘッド 29と一体的に Z軸方向へ僅かな移動量だけ往復させる。また、電気絶縁性のある液 S中において、パルス状の放電を発生させる代わりに、電気絶縁性のある気中において、パルス状の放電を発生させるようにしても差し支えなレ、。

[0029] (Π)拡散工程

前記 (I)付着工程が終了した後に、図 5 (b)に示すように、治具 25から翼本体 5を取り外して、熱処理炉 39の所定位置にセットする。そして、熱処理炉 39によって翼本体 5及び付着した電極材料 Mを 950°C力、ら 1100°Cの高温に保つ。これにより、付着した電極材料 Mを翼本体 5の母材に拡散させて、ニッケノレアルミの金属間化合物からなる保護コート 13を形成することができる。 [0030] (III)ピーニング工程

前記 (ii)拡散工程が終了した後に、治具 25から翼本体 5を取り外して、ピーニング装置（図示省略）の所定位置にセットする。そして、前記ピーユング装置によって保護コート 13の表側にピーユング処理を施す。なお、ピーユング処理の具体的な態様は、ショットを用いたショットピーユング処理（例えば、特開 2001— 170866号公報、特開 2001—260027号公報、特開 2000— 225567号公報等参照）、レーザ光を用いたレ一ザピーユング処理（例えば、特開 2002— 236112号公報、特開 2002— 239759号公報等参照）がある。

[0031] これで、タービン翼 1の製造が終了する。

[0032] 次に、第 1の実施形態の形態の作用について説明する。

[0033] まず、放電エネルギーによって翼 7の前縁 7aから腹面 7b、背面 7c、先端面 7t、及びプラットホーム 9の流路面 9fに電極材料 Mを付着することができるため、電極材料 Mの付着範囲を放電が生じる範囲に限定することができ、マスキング処理、及びマスキング処理に付随する処理を省略することができる。なお、マスキング処理に付随する処理とは、ブラスト処理、マスクの除去処理等のことである。

[0034] また、同じ理由により、付着した電極材料 Mの一部は翼本体 5の母材に対して既に初期の拡散を伴うことになる。

[0035] 更に、保護コート 13の表側にはピーニング処理が施されているため、保護コート 13 の表側に残留圧縮応力を与えることができる。

[0036] 従って、第 1の実施形態によれば、電極材料 Mの付着範囲を放電が生じる範囲に限定することができため、タービン翼 3の製造に要する工程数を削減することができる。また、付着した電極材料 Mの一部は翼本体 5の母材に対して既に初期の拡散を伴うため、前記 (Π)拡散工程において、付着した電極材料 Mを翼本体 5の母材に早期に拡散させることができる。よって、タービン翼 1の製造時間を短くして、タービン翼 1の生産性の向上を容易に図ることができる。

[0037] また、保護コート 13の表側に残留圧縮応力を与えることができるため、保護コート 1 3の疲労強度を高めることができ、タービン翼 1の寿命を伸ばすことができる。

[0038] なお、本発明は、第 1の実施形態の形態の説明に限るものではなぐ例えば、次のように種々の態様で実施可能である。

[0039] 即ち、アルミニウムの粉末或いはアルミニウム合金の粉末を圧縮成形した成形体等からなる電極 31. 33. 35を用いる代わりに、クロムの粉末或いはクロム合金の粉末からプレスによる圧縮によって成形した成形体、或いは真空炉等によって加熱処理した前記成形体により構成される別の電極を用いて、耐酸化性のある別の保護コートを形成するようにしてもよレ、。なお、この場合には、前記別の保護コートは、異物等の衝突によって腐食されにくい特性、換言すれば、耐エロージョン性が特に向上する。

[0040] また、本発明は、タービン翼 1等のタービン部品に限らず、種々の金属部品に適用すること力 Sできる。

[0041] (第 2の実施形態）

第 2の実施形態について図 1、図 3、図 6、図 7、図 8 (a)、図 8 (b)、図 9 (a)、及び図 9 (b)を参照して説明する。

[0042] 図 1及び図 6に示すように、第 2の実施形態に係わるタービン翼 41は、ガスタービンエンジン 3又は蒸気タービンエンジン 43に用いられる翼部品の一つであって、ガスタ一ビンエンジン 3の軸心 3c又は蒸気タービンエンジン 43の軸心 43cを中心として回転可能である。

[0043] 図 7に示すように、第 2の実形態に係わるタービン翼 41は、部品本体としての翼本体 45を具備しており、この翼本体 45は、第 1の実施形態に係わるタービン翼 1における翼本体 5と同様に、翼 7と、プラットホーム 9と、ダブテール 11とからなっている。なお、翼 7の前縁 7aから腹面 7bに亘つた部位、翼 7の背面 7c、及びプラットホーム 9の流路面 9fが、翼本体 45の被処理部になっている。

[0044] そして、第 2の実施形態に係わる新規な表面処理方法に基づいて、翼 7の前縁 7a 力腹面 7bに亘つた部位、翼 7の背面 7c、及びプラットホーム 9の流路面 9fに対して、耐酸化性を確保するような表面処理が施されている。換言すれば、翼 7の前縁 7aから腹面 7bに亘つた部位、翼 7の背面 7c、プラットホーム 9の流路面 9fには、新規な構成からなる耐酸化性のある硬質の保護コート 47が放電エネルギーによって形成されており、保護コート 47の表側には、ピーユング処理が施されている。なお、保護コート 47は、 SiCにより構成されている。 [0045] 即ち、保護コート 47の大部分は、図 3に示す実施形態に係わる放電加工機 15並びに図 8 (a)及び図 8 (b)に示す電極 49を用い、アルカン炭化水素を含む電気絶縁性のある液 S中において、翼 7の前縁 7aから腹面 7bに亘つた部位と電極 49との間、プラットホーム 9の流路面 9fの腹側部分と電極 49との間にノ^レス状の放電をそれぞれ発生させ、その放電エネルギーにより、電極 49の電極材料或いは該電極材料の反応物質を、翼 7の前縁 7aから腹面 7bに亘つた部位とプラットホーム 9の流路面 9fの腹側部分に堆積、拡散、及び Z又は溶着させることによって形成されるものである。

[0046] ここで、電極 49は、 Siの固形物、 Siの粉末からプレスによる圧縮によって成形した成形体、或いは真空炉等によって加熱処理した前記成形体により構成されるものである。なお、電極 49は、圧縮によって成形する代わりに、泥漿、 MIM (Metal Injection Molding)、溶射等によって成形しても差し支えなレ、。更に、電極 49の先端部は、翼 7の前縁 7aから腹面 7bに亘つた部位の形状に近似した形状を呈してある。

[0047] また、「堆積、拡散、及び/又は溶着」とは、「堆積」、「拡散」、「溶着」、「堆積と拡散の 2つの混合現象」、「堆積と溶着の 2つの混合現象」、「拡散と溶着の 2つの混合現象」、「堆積と拡散と溶着の 3つの混合現象」のいずれも含む意である。

[0048] そして、保護コート 47の残りの部分は、図 3に示す実施形態に係わる放電加工機 1 5並びに図 9 (a)及び図 9 (b)に示す電極 51を用レ、、アルカン炭化水素を含む電気絶縁性のある液 S中において、翼 7の背面 7cと電極 49との間、プラットホーム 9の流路面 9fの背側部分と電極 49との間にパルス状の放電をそれぞれ発生させ、その放電工ネルギ一により、電極 51の電極材料或いは該電極材料の反応物質を、翼 7の背面 7cとプラットホーム 9の流路面 9fの背側部分に堆積、拡散、及び/又は溶着させることによって形成されるものである。

[0049] ここで、電極 51は、 Siの固形物、 Siの粉末からプレスによる圧縮によって成形した成形体、或いは真空炉等によって加熱処理した前記成形体により構成されるものである。なお、電極 51、圧縮によって成形する代わりに、泥漿、 MIM (Metal Injection Molding)、溶射等によって成形しても差し支えなレ、。更に、電極 51の先端部は、翼 7の背面 7cに近似した形状を呈してある。

[0050] また、保護コート 47を形成した後で、保護コート 47の表側には、ピーユング処理が施されている。なお、ピーニング処理の具体的な態様は、ショットを用いたショットピーニング処理、レーザ光を用いたレーザピーニング処理がある。

[0051] 次に、第 2の実施形態の作用について説明する。

[0052] まず、保護コート 47は放電エネルギーにより形成されるため、保護コート 47の範囲を放電が生じる範囲に限定することができ、マスキング処理、及びマスキング処理に付随する処理を省略することができる。

[0053] また、同じ理由により、放電エネルギーにより形成された保護コート 47と翼本体 45 の母材との境界部分 Bは、組成比が傾斜する構造になっており、保護コート 47と翼本体 45の母材を強固に結合させることができる。

[0054] 更に、保護コート 47の表側にはピーユング処理が施されているため、保護コート 47 の表側に残留圧縮応力を与えることができる。

[0055] 以上の如き、第 2の実施形態によれば、保護コート 47の範囲を放電が生じる範囲に限定することができ、マスキング処理、及びマスキング処理に付随する処理を省略できるため、タービン翼 41の製造に要する工程数を削減することができる。よって、タービン翼 41の製造時間を短くして、タービン翼 41の生産性の向上を容易に図ることができる。

[0056] また、保護コート 47と翼本体 45の母材を強固に結合させることができるため、保護コート 47が翼本体 45の母材から剥離し難くなつて、タービン翼 41の品質が安定する

[0057] 更に、保護コート 47の表側に残留圧縮応力を与えることができるため、保護コート 4 7の疲労強度を高めることができ、タービン翼 41の寿命を伸ばすことができる。

[0058] なお、本発明は、前述の第 2の実施形態の説明に限るものではなぐタービン翼 41 以外の翼部品における部品本体の被処理部、或いは翼部品以外の金属部品における部品本体の被処理部に対して、第 2の実施形態に係わる新規な表面処理方法に基づいてな表面処理を施す等、適宜の変更が可能である。

[0059] (変形例）

次に、第 2の実施形態の変形例について図 1、図 6、及び図 10を参照して説明する [0060] 図 1及び図 6に示すように、第 2の実施形態の変形例に係わるタービン翼 53は、タ一ビン翼 41と同様に、ガスタービンエンジン 3又は蒸気タービンエンジン 43に用いられる翼部品の一つであって、ガスタービンエンジン 3の軸心 3c又は蒸気タービンェンジン 43の軸心 41cを中心として回転可能である。

[0061] また、図 10に示すように、第 2の実施形態の変形例に係わるタービン翼 53は、部品本体としての翼本体 55を具備しており、この翼本体 55は、翼 7と、プラットホーム 9と、ダブテール 11と、翼 7の先端に形成されたシユラウド 57とからなっている。ここで、シユラウド 57は、燃焼ガスの流路面 57fを有している。なお、翼 7の前縁 7aから腹面 7b に亘つた部位、翼 7の背面 7c、プラットホーム 9の流路面 9f、及びシュラウド 57の流路面 57fが、翼本体 57の被処理部になっている。

[0062] そして、第 2の実施形態に係わる新規な表面処理方法に基づいて、翼 7の前縁 7a 力腹面 7bに亘つた部位、翼 7の背面 7c、プラットホーム 9の流路面 9f、及びシュラウド 57の流路面 57fには、耐エロージョン性のある硬質の保護コート 59が形成されている。

[0063] なお、第 2の実施形態の変更例においても、前述の第 2の実施形態の作用及び効果と同様の効果を奏する。

[0064] 以上のように、本発明をレ、くつかの好ましい実施形態により説明したが、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

[0065] また、 2004年 2月 5曰 ίこ曰本国特許庁【こ出願された特願 20004—029970号の内容、 2003年 6月 10曰に曰本国特許庁に出願された特願 20003— 165403号の内容は、参照により本願の内容に引用されたものとする。

Claims

請求の範囲

[1] 部品本体と；

前記部品本体の被処理部に形成され、耐酸化性のある保護コートと；を具備しており、

前記保護コートは、

アルミニウムの粉末、アルミニウム合金の粉末、クロムの粉末、或いはクロム合金の粉末のうちのいずれか 1種の粉末又は 2種以上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電極との間にパルス状の放電を発生させることにより、その放電エネルギーによって前記部品本体の前記被処理部に前記電極の電極材料を付着させて、更に、前記部品本体の前記被処理部及び付着した電極材料を高温に保つことにより、前記付着した電極材料を前記部品本体の母材に拡散させることによって形成されたことを特徴とする金属部品。

[2] ガスタービンエンジンに用いられるタービン部品であって、

部品本体と；

前記保護コートは、

アルミニウムの粉末、アルミニウム合金の粉末、クロムの粉末、或いはクロム合金の粉末のうちいずれか 1種の粉末又は 2種以上の混合粉末から成形した成形体、或レ、は加熱処理した前記成形体により構成される電極を用い、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電極との間にパルス状の放電を発生させることにより、その放電エネルギーによって前記部品本体の前記被処理部に前記電極の電極材料を付着させて、更に、前記部品本体の前記被処理部及び付着した電極材料を高温に保つことにより、前記付着した電極材料を前記部品本体の母材に拡散させることによって形成されたことを特徴とするタービン部品。

[3] 前記保護コートの表側にピーニング処理が施されていることを特徴とする請求項 2 に記載のタービン部品。

[4] 請求項 2又は請求項 3に記載の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。

[5] 金属部品の構成要素である部品本体の被処理部に対して、耐酸化性を確保するような表面処理をするたの表面処理方法であって、

アルミニウムの粉末、アルミニウム合金の粉末、クロムの粉末、或いはクロム合金の粉末のうちのいずれ力 4種の粉末又は 2種以上の混合粉末力成形した成形体、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電極との間にパルス状の放電を発生させることにより、その放電エネルギーによって前記部品本体の前記被処理部に前記電極の電極材料を付着させる付着工程と；

前記付着工程が終了した後に、前記部品本体の前記被処理部及び付着した電極材料を高温に保つことにより、前記付着した電極材料を前記部品本体の母材に拡散させて、前記金属部品の前記被処理部に耐酸化性のある保護コートを形成する拡散工程と；

を具備したことを特徴とする表面処理方法。

[6] 前記金属部品は、ガスタービンエンジンに用いられるタービン部品であることを特徴とする請求項 5に記載の表面処理方法。

[7] 前記タービン部品は、タービン翼であることを特徴とする請求項 6に記載の表面処理方法。

[8] 部品本体と；

前記部品本体の被処理部に形成され、 SiCにより構成され、耐酸化性のある保護コートと；を具備しており、

前記保護コートは、

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、前記部品本体の前記被処理部と前記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、前記電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質を前記部品本体における前記被処理部に堆積、拡散、及び Z又は溶着させることによつて形成されたことを特徴とする金属部品。

[9] 前記耐酸化コートの表側にピーニング処理が施されていることを特徴とする請求項

1又は請求項 7に記載の金属部品。

[10] ガスタービンエンジン又は蒸気タービンエンジンに用いられる翼部品であって、部品本体と；

前記部品本体の被処理部に形成され、 SiCにより構成され、耐酸化性のある硬質の保護コートと；を具備しており、

前記保護コートは、 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、前記部品本体の前記被処理部と前記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、前記電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質を前記部品本体における前記被処理部に堆積、拡散、及び Z又は溶着させることによって形成されたことを特徴とする翼部品。

[11] 前記保護コートの表側にピーニング処理が施されていることを特徴とする請求項 10 に記載の翼部品。

[12] 請求項 10又は請求項 11に記載の翼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。

[13] 請求項 10又は請求項 11に記載の翼部品を具備したことを特徴とする蒸気タービンエンジン。

[14] 金属部品の構成要素である部品本体の被処理部に対して、耐酸化性を確保するような表面処理をするたの表面処理方法であって、

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、前記部品本体の前記被処理部と前記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、前記電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質を前記部品本体の前記被処理部に堆積、拡散、及び/又は溶着させることによって、前記部品本体の前記被処理部に耐酸化性のある保護コートを形成することを特徴とする表面処理方法。前記保護コートを形成した後に、前記保護コートの表側にピーユング処理を施すことを特徴とする請求項 14に記載の表面処理方法。

前記金属部品は、ガスタービンエンジンに又は蒸気タービンエンジン用いられる翼部品であることを特徴とする請求項 14又は請求項 15に記載の表面処理方法。