WO2005068670A1

WO2005068670A1 - エンジン部品、高温部品、表面処理方法、ガスタービンエンジン、かじり防止構造、及びかじり防止構造の製造方法

Info

Publication number: WO2005068670A1
Application number: PCT/JP2005/000393
Authority: WO
Inventors: Hiroyuki Ochiai; Mitsutoshi Watanabe; Takashi Furukawa; Yoshiyuki Saitou; Akihiro Goto; Masao Akiyoshi
Original assignee: Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd.; Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2005-07-28
Also published as: TW200535322A

Abstract

　Ｔｉ（チタン）系の材料を主成分とする粉末から成形した成形体、若しく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、部品本体における相手エンジン部品との擦動側又は摺動側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、前記部品本体における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって、前記部品本体における擦動側又は摺動側に耐摩耗性のある保護コートが形成されたこと。

Description

明細書

エンジン部品、高温部品、表面処理方法、ガスタービンエンジン、力じり防止構造、及びかじり防止構造の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、エンジン部品、高温部品、表面処理方法、ガスタービンエンジン、力じり防止構造、及びかじり防止構造の製造方法に関する。

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動翼は、隣接する相手タービン動翼と擦動関係になっており、前記タービン動翼の動翼本体における前記相手タービン動翼との擦動側には、耐摩耗性のある保護コートが形成されている。そして、前記保護コートは、 Co-Cr (コバルト 'クロム)合金の粉末を溶射材料として用い、前記動翼本体における擦動側に溶射によって形成されるものである。これにより、前記動翼本体における擦動側の摩耗を抑えることができる。

[0003] また、前記ガスタービンエンジンには、例えば、擦動関係にある圧縮動翼のダブテールと圧縮機ディスクの嵌合溝との間の力じりを防止する力じり防止構造が用いられている。即ち、前記ダブテールにおける前記圧縮ディスクの前記嵌合溝との擦動側には、ポーラスな保護コートが形成されている。そして、前記保護コートは、 Ni-Cu-I n合金、 Cu— Ni合金、 Cu— A1— F_e合金等の軟質合金を溶射材料として用い、前記軟質合金を溶射することによって形成されるものである。更に、前記保護コートにおける微孔部分には、 MoS2を主成分とする固体潤滑材が刷毛塗り等によって充填されている。これにより、前記固体潤滑材による潤滑作用を発揮させて、前記ダブテールと前記圧縮機ディスクの前記嵌合溝の圧着を抑制して、前記ダブテールと前記圧縮機ディスクの前記嵌合溝との間の力じりを防止することができる。

発明の開示

[0004] ところで、前記タービン動翼の前記保護コート、前記かじり防止構造の前記保護コ一トは溶射によって形成されているため、前記タービン動翼の製造、前記かじり防止構造の製造においては、ブラスト処理，マスキングテープの貼り付け処理等の前記保護コートを形成に伴う前処理、マスキングテープの除去処理等の前記保護コートの形成に伴う後処理がそれぞれ必要である。そのため、前記タービン動翼の製造に要する工程数が増えて、前記タービン動翼の製造作業が煩雑ィ匕すると共に、前記かじり防止構造の製造に要する工程数が増えて、前記力じり防止構造の製造作業が煩雑化するという問題がある。

[0005] そこで、前述の問題を解決するため、本発明の第 1の特徴は、ガスタービンェンジンに用いられるエンジン部品であって、部品本体と；前記部品本体における相手工ンジン部品との擦動側又は摺動側に形成され、耐摩耗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、 Ti (チタン)系の材料を主成分とする粉末から成形した成形体、若しく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ぉ、て、前記部品本体における擦動側又は摺動側と前記電極との間にノルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記部品本体における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させること〖こよって形成されたことである。

[0006] また、本発明の第 2の特徴は、高温環境下で機械的強度を有する高温部品であつて、部品本体と;前記部品本体における相手高温部品との擦動側又は摺動側に形成され、耐摩耗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、 Ti (チタン )系の材料を主成分とする粉末から成形した成形体、若しく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、前記部品本体における擦動側又は摺動側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、前記部品本体における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって形成されたことである。

[0007] また、本発明の第 3の特徴は、ガスタービンエンジンに用いられるエンジン部品の部品本体における相手エンジン部品との擦動側又は摺動側に耐摩耗性を確保するための表面処理方法であって、 Ti (チタン)系の材料を主成分とする粉末から成形した成形体、若しく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ぉ、て、前記部品本体における擦動側又は摺動側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、前記部品本体における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって、前記部品本体における擦動側又は摺動側に耐摩耗性のある保護コートを形成することである。

[0008] 更に、本発明の第 4の特徴は、高温環境下で機械的強度を有する高温部品の部品本体における相手エンジン部品との擦動側又は摺動側に耐摩耗性を確保するための表面処理方法であって、 Ti (チタン)系の材料を主成分とする粉末から成形した成形体、若しく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ぉ、て、前記部品本体における擦動側又は摺動側と前記電極との間にノルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記部品本体における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって、前記部品本体における擦動側又は摺動側に耐摩耗性のある保護コートを形成することである。

[0009] また、本発明の第 5の特徴は、擦動関係又は摺動関係にある一対の金属部品間の力じりを防止する力じり防止構造であって、前記一対の金属部品のうちの少なくとも一方の金属部品における擦動側又は擦動側に形成されたポーラスな保護コートと；前記保護コートにおける微孔部分に充填された潤滑材と;を具備しており、前記保護コートは、金属の粉末から成形した成形体、若しく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、前記一方の金属部品における擦動側又は摺動側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より、前記一方の金属部品における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって形成されたことである

図面の簡単な説明

[0010] [図 1]図 1は、実施形態に係わるガスタービンエンジンの模式的な図である。

[図 2]図 2は、第 1の実施形態に係わるタービン動翼の斜視図である。

[図 3]図 3 (a) (b)は、第 1の実施形態に係わる保護コートが形成される過程を説明する模式図であって、図 3 (c)は、第 1の実施形態に係わる保護コートの構成を説明する模式図である。 [図 4]図 4は、放電エネルギーによって金属の母材にコートを形成した場合における、融合部の厚さとコートの密着強度との関係を示す図である。

[図 5]図 5は、放電エネルギーによって金属の母材にコートを形成した場合における、融合部の厚さと母材の変形との関係を示す図である。

[図 6]図 6は、実施形態に係わる放電加工機の模式的な正面図である。

[図 7]図 7は、第 1の実施形態に係わる保護コートの摩耗試験結果を示すグラフ図である。

[図 8]図 8は、第 2の実施形態に係わるタービン動翼の斜視図である。

[図 9]図 9 (a) (b)は、第 2の実施形態に係わる保護コートが形成される過程を説明する模式図である。

[図 10]図 10は、第 2の実施形態に係わる保護コートの摩耗試験結果を示すグラフ図である。

[図 11]図 11は、第 3の実施形態に係わる力じり防止構造の模式的な図である。

[図 12]図 12は、放電加工機によって第 3の実施形態に係わる保護コートを形成する過程を説明する図である。

[図 13]図 13 (a)は、第 3の実施形態に係わる保護コートが形成された状態を示す図であって、図 13 (b)は、第 3の実施形態に係わる保護コートの微孔部分に高温潤滑材を充填された状態を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0011] 本発明をより詳細に説明するために、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。

[0012] (第 1の実施形態）

図 1、図 2、図 3を参照して、第 1の実施形態に係わるタービン動翼 1について説明する。

[0013] 図 1及び図 2に示すように、本発明の実施形態に係わるタービン動翼 1は、ジェットエンジン等のガスタービンエンジン 3に用いられるエンジン部品の一つであって、ガスタービンエンジンの軸心を中心として回転可能である。

[0014] 図 1及び図 2に示すように、タービン動翼 1は、部品本体としての動翼本体 5を具備しており、この動翼本体 5は、 Cr (クロム）を含む Ni (ニッケル)合金又は Co (コバルト）合金により構成されている。また、動翼本体 5は、翼 7と、この翼 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に一体に形成されかつタービンデイスクの嵌合溝（図示省略）に嵌合可能なダブテール 11と、翼 7の先端側に一体に形成されたシュラウド 13とを備えている。ここで、プラットホーム 9は、燃焼ガスの流路の一部を区画するインナ一流路面 9pを有してあって、同様に、シュラウド 13は、前記燃焼ガスの流路の一部を区画するアウター流路面 13pを有している。なお、シュラウド 1 3は、前記エンジン部品の一つであるハ-カム静止部品（図示省略）との接触を許容するシールフィン 15を有している。

[0015] 更に、タービン動翼 1のシユラウド 13は、相手エンジン部品としての相手タービン動翼 1 'のシユラウド 13と擦動関係になっており、シュラウド 13における相手タービン動翼 1 'との擦動側 13sには、耐摩耗性のある保護コート 17が形成されている。そして、保護コート 17は、図 3 (a) (b)に示すような電極 19を用い、油のような電気絶縁性のある液 L中において、シュラウド 13における擦動側 13sと電極 19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、シュラウド 13における擦動側 13sに電極 19の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって形成されものである。なお、保護コート 17の厚さは、 0. 01mm以上であって 0. 02mm以下である。

[0016] ここで、電極 19は、 Ti (チタン)系の材料を主成分とする粉末からプレスによる圧縮によって成形した成形体、若しくは加熱処理した前記成形体により構成されるものであって、シュラウド 13における擦動側 13sに近似した形状を呈している。なお、 Ti系の材料には、 TiC (チタンカーバイド）の他に、 Ti (チタン）、 TiH2 (水素化チタン)等のように、放電によって炭化して TiCになる材料を含むものである。

[0017] また、「溶着させる」とは、拡散と併せて溶着させること、堆積と併せて溶着させること、堆積及び拡散と併せて溶着させることを含む意である。

[0018] なお、電極 19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。 [0019] 更に、図 3 (c)に示すように、保護コート 17は、ガスタービンエンジン 3の稼動により 600°C以上の酸ィ匕雰囲気 A中にー且置かれると、シュラウド 13における擦動側 13s に TiC (チタン力ーバイド)からなる硬質層 21を残存しつつ、この硬質層 21の表側に、硬質層 21中の TiCとシユラウド 13中の Crからそれぞれ酸化して Ti02 (酸化チタン）と Cr203 (酸ィ匕クロム）を含む極めて薄、潤滑層 23が生成されるように構成されて!ヽる。

[0020] また、保護コート 17と動翼本体 5の境界には、組成比が厚さ方向へ傾斜的に変化する融合部 (融合層） B1が生成されている。そして、保護コート 17を形成する際に適正な放電条件を選択することによって、融合部 B1は、厚さが 3 μ m以上かつ 20 m 以下になるように構成されている。なお、前記適正な放電条件は、ピーク電流が 30A 以下で、パルス幅が 200 s以下であって、好ましくは、ピーク電流が 20A以下で、パルス幅が 20 μ s以下である。

[0021] ここで、融合部 B1の厚さが 3 m以上かつ 20 m以下になるようにしたのは、図 4 及び図 5に示す試験結果に基づくものである。

[0022] 即ち、放電条件を変えて、放電エネルギーによって金属の母材にコートを形成した場合に、前記母材と前記コ一の境界に生成された融合部の厚さと、前記コートの密着強度との関係が図 5に示すようになり、前記融合部の厚さが 3 m以上になると、前記コートの密着強度が高くなるという、新規な第 1の知見を得ることができた。また、前記融合部の厚さと前記母材の変形との関係が図 6に示すようになり、前記融合部の厚さが 20 m以下であると、前記母材の変形を抑えることできるという、新規な第 2の知見を得ることができた。よって、新規な第 1及び第 2の知見から、動翼本体 5の母材の変形を抑えつつ、保護コート 17の密着強度を高めることができるように、融合部 B1 の厚さが 3 μ m以上かつ 20 μ m以下になるようにした。

[0023] なお、図 4及び図 5における横軸は、前記融合部の厚さを対数表示してあって、図 4 における縦軸は、前記コートの密着強度を無次元化して表示してあって、図 5における縦軸は、前記母材の変形を無次元化して表示してある。

[0024] 次に、図 6を参照して、後述の表面処理方法等の実施に用いられる放電加工機 25 について説明する。 [0025] 放電力卩工機 25は、 X軸方向及び Y軸方向へ延びたベッド 27を具備しており、このベッド 27には、 Z軸方向へ延びたコラム 29が設けられている。また、ベッド 27には、テーブル 31が設けられてあつて、このテーブル 31は、 X軸サーボモータ 33の駆動によって軸方向へ移動可能であって、 Y軸サーボモータ 35の駆動によって Y軸方向へ移動可能である。

[0026] テーブル 31には、電気絶縁性のある液 Lを貯留する加工槽 37が設けられており、この加工槽 37内には、支持プレート 39が設けられている。この支持プレート 39には、タービン動翼 1等をセット可能な治具 41が設けられている。なお、治具 41は、電源 4 3に支持プレート 39等を介して電気的に接続されている。

[0027] コラム 29には、加工ヘッド 45が設けられており、この加工ヘッド 45は、 Z軸サーボモータ 47の駆動によって Z軸方向へ移動可能である。そして、カロェヘッド 45には、電極 19等を保持するホルダ 49が設けられている。なお、ホルダ 49は、電源 43に電気的に接続されている。

[0028] 続いて、図 3 (a) (b)及び図 6を参照して、タービン動翼 1のシユラウド 13における擦動側 13sに耐摩耗性を確保するための第 1の実施形態に係わる表面処理方法について説明する。

[0029] シュラウド 13における擦動側 13sが上を向くように、動翼本体 5を治具 41にセットする。次に、 X軸サーボモータ 33及び Y軸サーボモータ 35の駆動によってテーブル 31 を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、図 3 (a)に示すように、シュラウド 13 における擦動側 13sと電極 19が対向するように動翼本体 5の位置決めを行う。なお、テーブル 31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ちある。

[0030] そして、電気絶縁性のある液 L中にぉ、て、前記適正な放電条件の下で、シュラウド 13における擦動側 13sと電極 19との間にノルス状の放電を発生さる。これによつて、図 3 (b)に示すように、放電エネルギーにより、シュラウド 13における擦動側 13sに電極 19の材料等を溶着させて、シュラウド 13における擦動側 13sに耐摩耗性のある保護コート 17を形成する。なお、ノルス状の放電を発生させる際に、 Z軸サーボモータ 47の駆動によって電極 19をカ卩ェヘッド 45と一体的に Z軸方向へ僅かな移動量だけ往復させる。

[0031] 次に、本発明の第 1の実施形態の作用について説明する。

[0032] ガスタービンエンジン 3の稼動により保護コート 17が 600°C以上の酸化雰囲気 A中にー且置かれると、シュラウド 13における擦動側 13sに硬質層 21を残存しつつ、硬質層 21の表側に潤滑層 23が生成されるため、換言すれば、硬質層 21を下地として潤滑層 23が生成されるため、潤滑層 23の潤滑作用と硬質層 21の保護作用が発揮されて、保護コート 17の耐摩耗性を十分に高めることができる。なお、保護コート 17 力 S600°C以上の酸ィ匕雰囲気 A中に置かれると、別のタービン動翼 1 'のシユラウド 13 との擦動によって保護コート 17の表面は平滑になり、保護コート 17の局部的な面圧が下がって、保護コート 17の耐摩耗性をより一層高めることができる。

[0033] また、潤滑層 23は Ti02と Cr203を含んでいるため、 500°C以上の酸化雰囲気中の他に、 300°C力 600°Cの酸ィ匕雰囲気中においても、保護コート 17は十分な潤滑作用を発揮することができる。これにより、例えば 300°Cから 950°Cの広い温度範囲で変化する酸化雰囲気中に保護コート 17が置かれても、図 7に示す保護コートの耐摩耗試験の結果により裏付けられるように、保護コート 17は十分な耐摩耗性を継続して維持することができる。なお、潤滑層 23に含まれる Ti02と Cr203の重量混合比を 5 : 95になるようにすることにより、保護コート 17は極めて十分な耐摩耗性を継続して維持することができる。

[0034] ここで、前記保護コートの耐摩耗試験は、所定の試験条件（常温の時の荷重： 5MP a、 480°C以上の時の荷重： 7MPa、サイクル数： 106、振幅： ±0. 5mm)の下で行われる高サイクル疲労試験であって、図 7中の発明品とは、保護コート 17が形成された試験品であって、図 7中の比較品とは、 Co— Cr合金を溶接することによって基準の耐摩耗コ一が形成された試験品である。

[0035] 更に、保護コート 17は放電エネルギーにより形成されるため、保護コート 17の範囲を放電が生じる範囲に限定することができ、タービン動翼 1の製造において、保護コート 17を形成に伴う前処理、及び保護コート 17の形成に伴う後処理をそれぞれ省略することができる。

[0036] また、融合部 B1は、厚さが 3 m以上かつ 20 m以下になるよう構成されているため、換言すれば、保護コート 17を形成する際に適正な放電条件を選択しているため、動翼本体 5の母材の変形を抑えつつ、保護コート 17の密着強度を高めることができる。

[0037] 以上の如き、第 1の実施形態によれば、潤滑層 23の潤滑作用と硬質層 21の保護作用が発揮されて、保護コート 17の耐摩耗性を十分に高めることができるため、相手タービン動翼 1，との擦動によるシュラウド 13における擦動側 13sの摩耗を十分に抑制して、タービン動翼 1の寿命を長くすることができる。特に、例えば 300°Cから 950 °Cの広い温度範囲で変化する酸ィ匕雰囲気中に保護コート 17が置かれても、保護コート 17は十分な耐摩耗性を継続して維持することができるため、タービン動翼 1の寿命をより長くすることができる。

[0038] また、タービン動翼 1の製造において、保護コート 17を形成に伴う前処理、及び保護コート 17の形成に伴う後処理をそれぞ; ½、略することができるため、タービン動翼 1の製造に要する工程数を削減して、タービン動翼の製造作業の能率を向上させることができる。

[0039] 更に、動翼本体 5の母材の変形を抑えつつ、保護コート 17の密着強度を高めることができるため、ガスタービンエンジン 3の振動によるフレツティング（叩き）にも十分に耐えることができ、タービン動翼 1の品質が安定する。

[0040] なお、本発明は、第 1の実施形態の説明に限るものではなぐ例えば、次のように実施形態を変更しても差し支えな、。

[0041] 即ち、電気絶縁性のある液 L中の代わりに、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てもよい。また、タービン動翼以外のエンジン部品の部品本体における相手エンジン部品との擦動側又は摺動側に、保護コートと同様の構成の保護コートが放電エネルギーによって形成されるようにしてもよい。更に、過給機に用いられるインペラ等、エンジン部品以外の高温部品の部品本体における相手高温部品との擦動側又は摺動側に、保護コートと同様の構成の保護コートが放電エネルギーによって形成されるようにしてもょヽ。

[0042] (第 2の実施形態）

図 1、図 4、図 8、図 9を参照して、第 2の実施形態に係わるタービン動翼 51について説明する。

図 1及び図 8に示すように、第 2の実施形態に係わるタービン動翼 51は、ガスタービンエンジン 3に用いられるエンジン部品の一つであって、部品本体としての動翼本体 53を具備している。また、動翼本体 53は、第 1の実施形態に係わるタービン動翼 1の動翼本体 5と同様に、翼 7と、プラットホーム 9と、ダブテール 11と、シュラウド 13とを備えている。

[0043] 更に、タービン動翼 51のシユラウド 13は、相手エンジン部品としての相手タービン動翼 51 'のシユラウド 13と擦動関係になっており、シュラウド 13における相手タービン動翼 51 'との擦動側 13sには、耐摩耗性のある保護コート 55が形成されている。そして、保護コート 55は、図 9 (a) (b)に示すような電極 57を用い、油のような電気絶縁性のある液 L中において、シュラウド 13における擦動側 13sと電極 57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、シュラウド 13における擦動側 13s に電極 57の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって形成されものである。なお、保護コート 55の厚さは、 0. 05mmから 0. 5mmである。

[0044] ここで、電極 57は、主成分とした Co— Cr (コバルト ·クロム）合金の粉末に Cr203 (酸化クロム）の粉末， Ti02 (酸化チタン）の粉末， BaZr03 (ジルコン酸バリウム）の粉末のうちの少なくともいずれかの粉末を副成分として含ませた混合粉末を圧縮によって成形した成形体、若しくは加熱処理した前記成形体により構成されるものである。また、電極 57は、シュラウド 13における擦動側 13sに近似した形状を呈している。また、「溶着させる」とは、拡散と併せて溶着させること、堆積と併せて溶着させること、堆積及び拡散と併せて溶着させることを含む意である。

[0045] なお、電極 57は、圧縮によって成形する代わりに、泥漿、 MIM、溶射等によって成形しても差し支えない。

[0046] 特に、副成分として Cr203の粉末及び Ti02の粉末を含ませる場合にあっては、 Ti 02と Cr203の比（重量％)は、 5 : 95にすることが好ましぐ Cr203粉末及び BaZr03 の粉末を含ませる場合にあっては、 Cr203と BaZr03の比は（重量％)は、 1 : 2にすることが好ましい。

[0047] 更に、電極 61の前記固体潤滑材の割合 (重量％)は、 3%から 7%にすることが望ましい。これは、前記固体潤滑材の割合が 3%よりも小さいと、保護コート 55は十分な潤滑作用を有しない一方、前記固体潤滑材の割合が 7%よりも大ききと、保護コート 5 5の引張強度が低下するからである。

[0048] また、シュラウド 13における相手タービン動翼 51 'との擦動側 13sには、保護コート 55の代わりに、別の保護コート 59が形成されるようにしてもよい。そして、別の保護コート 59は、図 9 (a) (b)に示すような電極 61用い、油のような電気絶縁性のある液 L中において、シュラウド 13における擦動側 13sと電極 61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、シュラウド 13における擦動側 13sに電極 57の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって形成されものである。なお、保護コート 59の厚さは、 0. 05mmから 0. 5mmである。

[0049] ここで、電極 61は、 Co— Cr (コバルト 'クロム）合金の粉末と Ti (チタン）系の材料の粉末を混合した混合粉末をプレスによる圧縮によって成形した成形体、若しくは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、 Ti系の材料には、 TiC (チタンカーバイド）の他に、 Ti、 TiH2 (水素化チタン)等のように、放電によって炭化して T iCになる材料を含むものである。

[0050] また、「溶着させる」とは、拡散と併せて溶着させること、堆積と併せて溶着させること、堆積及び拡散と併せて溶着させることを含む意である。

[0051] なお、電極 61は、圧縮によって成形する代わりに、泥漿、 MIM、溶射等によって成形しても差し支えない。また、電極 61は、シュラウド 13における擦動側 13sに近似した形状を呈している。

[0052] 更に、保護コート 59は、ガスタービンエンジン 3の稼動により 600°C以上の酸化雰囲気中にー且置かれると、 Co— Cr合金と TiCを含む層から、 Cr203と Ti02を含む層に変化するように構成されて、る。

[0053] また、保護コート 51, 59と動翼本体 53の境界には、組成比が厚さ方向へ傾斜的に変化する融合部 (融合層） B2, B3が生成されている。そして、保護コート 51, 59を形成する際に適正な放電条件を選択することによって、融合部 B2, B3は、厚さが 3 m 以上かつ 20 m以下になるように構成されている。なお、前記適正な放電条件は、ピーク電流が 30A以下で、パルス幅が 200 μ s以下であって、好ましくは、ピーク電流力 S20A以下で、パルス幅が 20 μ s以下である。

[0054] ここで、融合部 Β2, Β3の厚さが 3 μ m以上かつ 20 μ m以下になるようにしたのは、第 1の実施形態における融合部 B1と同様に、図 4及び図 5に示す試験結果に基づくものである。

[0055] 続いて、図 6及び図 9 (a) (b)を参照して、タービン動翼 51のシユラウド 13における擦動側 13sに耐摩耗性を確保するための第 2の実施形態に係わる表面処理方法について説明する。

[0056] シュラウド 13における擦動側 13sが上を向くように、動翼本体 53を治具 41にセットする。次に、 X軸サーボモータ 33及び Y軸サーボモータ 35の駆動によってテーブル 31を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、図 9 (a)に示すように、シュラウド 13における擦動側 13sと電極 57又は電極 61が対向するように動翼本体 53の位置決めを行う。なお、テーブル 31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。

[0057] そして、電気絶縁性のある液 L中にぉ、て、前記適正な放電条件の下で、シュラウド 13における擦動側 13sと電極 57又は電極 61との間にパルス状の放電を発生さる。これによつて、図 9 (b)に示すように、放電エネルギーにより、シュラウド 13における擦動側 13sに電極 57又は電極 61の材料等を溶着させて、シュラウド 13における擦動側 13sに耐摩耗性のある保護コート 55又は保護コート 59を形成することができる。なお、ノルス状の放電を発生させる際に、 Z軸サーボモータ 47の駆動によって電極 57 又は電極 61をカ卩ェヘッド 45と一体的に Z軸方向へ僅かな移動量だけ往復させる。

[0058] 次に、第 2の実施形態の作用について説明する。

[0059] (I)保護コート 55を具備したタービン動翼 51の特有の作用

保護コート 55が 300°Cから 600°Cの酸化雰囲気中に置かれても、保護コート 55の主成分としての Co— Cr合金は、高温潤滑材である Cr203に変化することはなヽが、保護コート 55は副成分としての高温潤滑材（Cr203, Ti02, BaZr03のうち少なくともいずれか)を含んでいるため、保護コート 55は十分な潤滑作用を有することができる。特に、保護コート 55が Cr203と BaZr03を含んでいる場合、又は Cr203と Ti02 を含んでいる場合には、 300°Cから 600°Cの酸化雰囲気中において、保護コート 55 はより十分な潤滑作用を有することができる。

[0060] また、ガスタービンエンジンの稼動により保護コート 55が 600°C以上の酸化雰囲気中にー且置かれると、保護コート 55の主成分としての Co— Cr合金は、高温潤滑材である Cr203に変化し、保護コート 55の副成分としての高温潤滑材 (Ti02, BaZr03 のうち少なくともいずれか)と併せて、保護コート 55はより十分な潤滑作用を有することがでさる。

[0061] 従って、例えば 300°Cから 950°Cの広い温度範囲で変化する酸ィ匕雰囲気中に保護コート 55が置かれても、図 10に示す保護コートの耐摩耗試験の結果により裏付けられるように、保護コート 55は十分な耐摩耗性を継続して維持することができる。

[0062] ここで、前記保護コートの耐摩耗試験は、所定の試験条件（常温の時の荷重： 5MP a、 480°C以上の時の荷重： 7MPa、サイクル数： 106、振幅： ±0. 5mm)の下で行われる高サイクル疲労試験であって、図 10中の発明品とは、保護コート 55が形成された試験品あって、図 10中の比較品とは、 Co— Cr合金を溶接することによって基準の保護コートが形成された試験品である。

[0063] (II)保護コート 59を具備したタービン動翼 51の特有の作用

ガスタービンエンジン 3の稼動により保護コート 59が 600°C以上の酸化雰囲気中にー且置かれると、保護コート 59は Co— Cr合金と TiCを含む層から、 Cr203と Ti02を含む層に変化するため、保護コート 59は、 600°C以上の酸化雰囲気中の他に、 300 °Cから 600°Cの酸ィ匕雰囲気中においても、保護コート 59は十分な潤滑作用を有することができる。従って、例えば 300°Cから 950°Cの広い温度範囲で変化する酸ィ匕雰囲気中に保護コート 59が置かれても、保護コート 59は十分な耐摩耗性を継続して維持することができる。

[0064] (III)共通の作用

保護コート 55, 59は、溶射によることなぐ放電エネルギーよりシュラウド 13における擦動側 13sに電極 57, 61の材料等を溶着させることによって形成されるため、保護コート 55, 59の範囲を放電する範囲に限定することができ、タービン動翼 51の製造において、保護コート 55, 59を形成に伴う前処理、及び保護コート 55, 59の形成に伴う後処理をそれぞれ省略することができる。 [0065] また、融合部 B2, B3は、厚さが 3 μ m以上かつ 20 μ m以下になるよう構成されて!ヽるため、換言すれば、保護コート 55, 59を形成する際に適正な放電条件を選択しているため、動翼本体 53の母材の変形を抑えつつ、保護コート 55, 59の密着強度を高めることができる。

[0066] 以上の如き、第 2の実施形態によれば、例えば 300°Cから 950°Cの広い温度範囲で変化する酸化雰囲気中に保護コート 55, 59が置かれても、保護コート 55, 59は十分な耐摩耗性を継続して維持できるため、シュラウド 13における擦動側 13sの摩耗を継続して十分に抑制して、タービン動翼 51の寿命を長くすることができる。特に、保護コート 55, 59がポーラスな組織になるように予め放電条件を選択することにより、保護コート 55, 59全体の酸化が促進され、保護コート 55, 59の耐摩耗性を更に高めて、タービン動翼 51の寿命を更に長くすることができる。

[0067] また、タービン動翼 51の製造において、保護コート 55, 59を形成に伴う前処理、及び保護コート 55, 59の形成に伴う後処理をそれぞれ省略できるため、タービン動翼 1 の製造に要する工程数を削減して、タービ動翼 51の製造作業の能率を向上させることがでさる。

[0068] 更に、動翼本体 53の母材の変形を抑えつつ、保護コート 55, 59の密着強度を高めることができるため、ガスタービンエンジン 3の振動によるフレツティングにも十分に耐えることができ、タービン動翼 51の品質が安定する。

[0069] なお、本発明は、第 2の実施形態の説明に限るものではなぐ例えば、次のように実施形態を変更しても差し支えな、。

[0070] 即ち、電気絶縁性のある液 L中の代わりに、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てもよい。また、タービン動翼 51以外のエンジン部品の部品本体における相手エンジン部品との擦動側又は摺動側に、保護コート 55, 59と同様の構成の保護コートが放電エネルギーによって形成されるようにしてもよい。更に、過給機に用いられるインペラ等、エンジン部品以外の高温部品の部品本体における相手高温部品との擦動側又は摺動側に、保護コート 55, 59と同様の構成の保護コートが放電エネルギーによって形成されるようにしてもよい。

[0071] (第 3の実施形態）図 1、図 11、図 12、及び図 13を参照して、第 3の実施形態に係わる力じり防止構造 71について説明する。

[0072] 図 1及び図 11に示すように、第 3の実施形態に係わる力じり防止構造 71は、ガスタ一ビンエンジン 3おける圧縮機 73に用いられてあつて、擦動関係にある圧縮機動翼 7 5のダブテール 77と圧縮機ディスク 79の嵌合溝 81との間の力じりを防止するものである。

[0073] ダブテール 77における圧縮機ディスク 79の嵌合溝 81との擦動側（一対の擦動側） 77sには、ポーラスな保護コート 83が形成されており、保護コート 83の厚さは、 0. 05 一 0. 15mmである。そして、保護コート 83は、電極 85を用い、油等の電気絶縁性のある液中において、ダブテール 77における擦動側と電極 85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より、ダブテール 77における擦動側に電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって形成されるものである。

[0074] ここで、電極 85は、 Co合金（25%Cr— 10%Ni— 7%W—残 Co)の粉末からプレスによる圧縮によって成形した成形体、若しくは加熱処理した前記成形体により構成されるものである。また、電極 85は、ダブテール 77における擦動側 77sに近似した形状を呈している。なお、 Co合金の粉末の代わりに、 Cu— Ni— In合金の粉末、 Cu— Ni合金の粉末、 Cu— A1— Fe合金の粉末、又は Ni合金の粉末のうちいずれかを用いてもよい。また、「溶着させる」とは、拡散と併せて溶着させること、堆積と併せて溶着させること、堆積及び拡散と併せて溶着させることを含む意である。

[0075] なお、電極 85は、圧縮によって成形する代わりに、泥漿铸込み、 MIM、溶射等によって成形しても差し支えな、。

[0076] また、保護コート 83と圧縮機動翼 75の境界には、組成比が厚さ方向へ傾斜的に変化する融合部 (融合層） B4が生成されている。そして、保護コート 83を形成する際に適正な放電条件を選択することによって、融合部 B4は、厚さが 3 m以上かつ 20 m以下になるように構成されている。なお、前記適正な放電条件は、ピーク電流が 30 A以下で、パルス幅が 200 s以下であって、好ましくは、ピーク電流が 20A以下で、パルス幅が 20 μ s以下である。

[0077] ここで、融合部 Β4の厚さが 3 μ m以上かつ 20 μ m以下になるようにしたのは、第 1の実施形態における融合部 Blと同様に、図 4及び図 5に示す試験結果に基づくものである。

[0078] 更に、保護コート 83における微孔部分 87には、 MoS2又は Cr203を主成分とした固体潤滑材 89が充填されて、る。

[0079] 続いて、図 12及び図 13を参照して、力じり防止構造 71を製造するための力じり防止構造の製造方法について説明する。ここで、力じり防止構造の製造方法は、（I)コーティング工程と (II)充填工程とを具備しており、この製造方法の実施にあっては、前述の放電力卩工機 25を用いる。

[0080] (I) コーティング工程

ダブテール 77における一方の擦動側 77sが上を向くように、圧縮機動翼 75を治具 41によってクランプする。次に、 X軸サーボモータ 33及び Y軸サーボモータ 35の駆動によってテーブル 31を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、図 16に示すように、ダブテール 77における一方の擦動側 77sと電極 85が対向するように圧縮機動翼 75の位置決めを行う。なお、テーブル 31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。

[0081] そして、電気絶縁性のある液 S中にお、て、前記適正な放電条件の下で、ダブテール 77における擦動側 77sと電極 85との間にパルス状の放電を発生さる。これによつて、図 13 (a)に示すように、放電エネルギーにより、ダブテール 77における一方の擦動側 77sに電極 85の材料等を溶着させて、ダブテール 77における一方の擦動側 77 sにポーラスな保護コート 83を形成することができる。なお、パルス状の放電を発生させる際に、 Z軸サーボモータ 47の駆動によって電極 85をカ卩ェヘッド 45と一体的に Z 軸方向へ僅かな移動量だけ往復させる。

[0082] 更に、治具 41をー且アンクランプしてから、ダブテール 77における他方の擦動側 7 7sが上を向くように、圧縮機動翼 75を治具 41によってクランプする。そして、上述と同様の動作を繰り返すことにより、ダブテール 77における他方の擦動側 77sにポーラスな保護コート 83を形成する。

[0083] (II) 充填工程

前記 (I)コーティング工程が終了した後に、治具 41をアンクランプして、圧縮機動翼 75を加工槽 37から取り出す。そして、保護コート 83における微孔部分 87に刷毛塗り

、浸漬、擦り付け等によって固体潤滑材 89を充填する。

[0084] 以上により、力じり防止構造 71の製造が終了する。

[0085] 次に、第 3の実施形態の作用について説明する。

[0086] 固体潤滑材 89による潤滑作用によってダブテール 77と圧縮機ディスク 79の嵌合溝 81との圧着を抑制して、ダブテール 77と圧縮機ディスク 79の嵌合溝 81との間の力じりを防止することができる (かじり防止構造 71の一般的な作用）。

[0087] 力じり防止構造 71の一般的な作用の他に、保護コート 83は放電エネルギーよりダブテール 77における擦動側 77sに電極 85の材料等を溶着させることによって形成されるため、保護コート 83の範囲を放電が生じる範囲に限定することができ、力じり防止構造 71の製造において、保護コート 83を形成に伴う前処理、及び保護コート 83の形成に伴う後処理を省略することができる。

[0088] 更に、融合部 B4は、厚さが 3 μ m以上かつ 20 μ m以下になるよう構成されて、るため、換言すれば、保護コート 83を形成する際に適正な放電条件を選択しているため、圧縮機動翼 75の母材の変形を抑えつつ、保護コート 83の密着強度を高めることができる。

[0089] また、通電パルス幅等の放電条件、電極 85の硬さを適宜に選択することにより、保護コート 83における微孔部分 87の割合 (気孔率)を高くすることができる。

[0090] 更に、電極 85の成形に Crを含む Co合金の粉末を用いた場合には、かじり防止構造 71を 500°C以上の高温環境において使用しても、保護コート 83は十分な材料強度を保つと共に、かじり防止構造 71を 600°C— 1000°Cの高温環境で使用すると、保護コート 83中の Crが酸ィ匕して Cr203を生成し、保護コート 83が自己潤滑性を発揮することになる。また、電極 85の成形に Ni合金の粉末を用いた場合には、力じり防止構造 71を 500°C— 1000°Cの高温環境にお!、て使用しても、保護コート 83は十分な材料強度を保つことができる。更に、電極 85の成形に Cu— Ni— In合金の粉末、 Cu Ni合金の粉末、 Cu— A1 Fe合金の粉末のいずれか用いた場合には、保護コート 8 3の軟質特性によって力じり防止の作用を高めることができる。

[0091] 一方、固体潤滑材 89が Cr203主成分とした場合には、力じり防止構造 71を 500 °C一 1000°Cの高温環境において使用しても、固体潤滑材 89による潤滑作用を十分に発揮させることができる。

[0092] 以上の如き、第 5の実施形態によれば、力じり防止構造 71の製造において、保護コート 83を形成に伴う前処理、及び保護コート 83の形成に伴う後処理を省略することができるため、力じり防止構造 71の製造に要する工程数を削減して、かじり防止構造

71の製造作業の能率の向上を図ることができる。

[0093] また、保護コート 83における微孔部分 87の割合を高くすることができるため、保護コート 83における微孔部分 87に固体潤滑材 89を十分に充填させて、かじり防止構造 71によって力じりを安定かつ十分に防止することができる。

[0094] 更に、圧縮機動翼 75の母材の変形を抑えつつ、保護コート 83の密着強度を高めることができるため、力じり防止構造 71の品質が安定する。

[0095] なお、本発明は、第 3の実施形態の説明に限るものではなぐ例えば、次のように実施形態を変更しても差し支えな、。

[0096] 即ち、電気絶縁性のある液 L中の代わりに、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てもよい。また、パンチとダイのように、摺動関係又は擦動関係のある一対の金属部品の力じりを防止するために、かじり防止構造 71と同様の構成のかじり防止構造を用いてもょ、。

[0097] 以上のように、本発明をい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。また、 2004 年 1月 14に日本国特許庁に出願された特願 2004— 007284号の内容、 2004年 1 月 30に日本国特許庁に出願された特願 2004— 024882号の内容、及び 2004年 1 月 30に日本国特許庁に出願された特願 2004— 024885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] ガスタービンエンジンに用いられるエンジン部品であって、部品本体と；

前記部品本体における相手エンジン部品との擦動側又は摺動側に形成され、耐摩耗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、

Ti (チタン)系の材料を主成分とする粉末から成形した成形体、若しく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ぉヽて、前記部品本体における擦動側又は摺動側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、前記部品本体における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって形成されたことを特徴とするエンジン部品。

[2] 前記保護コートは、前記ガスタービンエンジンの稼動により 600°C以上の酸ィ匕雰囲気中にー且置かれると、前記部品本体における擦動側又は摺動側に TiC (チタン力ーバイド)力もなる硬質層を残存しつつ、この硬質層の表側に、前記硬質層中の TiC カゝら酸ィ匕し Ti02 (酸ィ匕チタン)を含む潤滑層が生成されるように構成されたことを特徴とする請求項 1に記載のエンジン部品。

[3] 前記部品本体は、 Cr (クロム）を含む Ni (ニッケル)合金又は Co (コバルト)合金により構成され、前記保護コートは、前記ガスタービンエンジンの稼動により 600°C以上の酸ィ匕雰囲気中にー且置かれると、前記部品本体における擦動側又は摺動側に Ti C (チタンカーバイド)力なる硬質層を残存しつつ、この硬質層の表側に、前記硬質層中の TiCと前記部品本体中の Crからそれぞれ酸化して Ti02 (酸化チタン）と Cr20 3 (酸化クロム)を含む潤滑層が生成されるように構成されたことを特徴とする請求項 1 に記載のエンジン部品。

[4] 前記保護コートと前記部品本体の境界に、組成比が厚さ方向へ傾斜的に変化する融合部が生成され、前記融合部は、厚さが 3 m以上かつ 20 m以下になるように構成されたことを特徴とする請求項 1から請求項 3のうちのいずれかの請求項に記載のエンジン部品。

[5] 高温環境下で機械的強度を有する高温部品であって、部品本体と；

前記部品本体における相手高温部品との擦動側又は摺動側に形成され、耐摩耗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、

Ti (チタン)系の材料を主成分とする粉末から成形した成形体、若しく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ぉヽて、前記部品本体における擦動側又は摺動側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、前記部品本体における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって形成されたことを特徴とする高温部品。

[6] 前記保護コートは、 600°C以上の酸ィ匕雰囲気中にー且置かれると、前記部品本体における擦動側又は摺動側に TiC (チタンカーバイド)からなる硬質層を残存しつつ、この硬質層の表側に、前記硬質層中の TiCカゝら酸ィ匕し Ti02 (酸ィ匕チタン)を含む潤滑層が生成されるように構成されたことを特徴とする請求項 5に記載の高温部品。

[7] 前記部品本体は、 Cr (クロム）を含む Ni (ニッケル)合金又は Co (コバルト)合金により構成され、前記保護コートは、 600°C以上の酸ィ匕雰囲気中にー且置かれると、前記部品本体における擦動側又は摺動側に TiC (チタンカーバイド)からなる硬質層を残存しつつ、この硬質層の表側に、前記硬質層中の TiCと前記部品本体中の Crからそれぞれ酸化して Ti02 (酸化チタン）と Cr203 (酸化クロム）を含む潤滑層が生成されるように構成されたことを特徴とする請求項 5に記載の高温部品。

[8] 前記保護コートと前記部品本体の境界に、組成比が厚さ方向へ傾斜的に変化する融合部が生成され、前記融合部は、厚さが 3 m以上かつ 20 m以下になるように構成されたことを特徴とする請求項 5から請求項 7のうちのいずれかの請求項に記載の高温部品。

[9] ガスタービンエンジンに用いられるエンジン部品の部品本体における相手エンジン部品との擦動側又は摺動側に耐摩耗性を確保するための表面処理方法であって、

Ti (チタン)系の材料を主成分とする粉末から成形した成形体、若しく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ぉヽて、前記部品本体における擦動側又は摺動側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、前記部品本体における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって、前記部品本体における擦動側又は摺動側に耐摩耗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。

[10] パルス状の放電を発生させる際の放電条件は、ピーク電流が 30A以下であって、パルス幅が 200 μ s以下であることを特徴とする請求項 9に記載の表面処理方法。

[11] 前記エンジン部品は、ガスタービンエンジンに用いられるタービン動翼であることを特徴とする請求項 9又は請求項 10に記載の表面処理方法。

[12] 高温環境下で機械的強度を有する高温部品の部品本体における相手エンジン部品との擦動側又は摺動側に耐摩耗性を確保するための表面処理方法であって、

[13] パルス状の放電を発生させる際の放電条件は、ピーク電流が 30A以下であって、パルス幅が 200 μ s以下であることを特徴とする請求項 12に記載の表面処理方法。

[14] 前記高温部品は、ガスタービンエンジンに用いられるタービン動翼であることを特徴とする請求項 12又は請求項 13に記載の表面処理方法。

[15] ガスタービンエンジンに用いられるエンジン部品であって、

部品本体と；

前記保護コートは、

主成分とした Co— Cr (コノレト ·クロム)合金の粉末に Cr203 (酸ィ匕クロム）の粉末， Ti02 (酸化チタン）の粉末， BaZr03 (ジルコン酸バリウム）の粉末のうちの少なくとも Vヽずれかの粉末を副成分として含ませた混合粉末から成形した成形体、若しくはカロ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、前記部品本体における擦動側又は摺動側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、前記部品本体における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって形成されたことを特徴とするエンジン部品。

[16] ガスタービンエンジンに用いられるエンジン部品であって、

部品本体と；

前記部品本体における擦動側における相手エンジン部品との擦動側又は摺動側に形成され、耐摩耗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、

Co-Cr (コバルト ·クロム)合金の粉末と Ti (チタン)系の材料の粉末を混合した混合粉末から成形した成形体、若しく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、前記部品本体における擦動側又は摺動側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、前記部品本体における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって形成され、

前記ガスタービンエンジンの稼動により 600°C以上の酸化雰囲気中にー且置かれると、 Co— Cr合金と TiC (チタンカーバイド）を含む層から、 Cr203 (酸化クロム）と TiO 2 (酸化チタン)を含む層に変化するように構成されたことを特徴とするエンジン部品。

[17] 前記保護コートと前記部品本体の境界に、組成比が厚さ方向へ傾斜的に変化する融合部が生成され、前記融合部は、厚さが 3 m以上かつ 20 m以下になるように構成されたことを特徴とする請求項 15又は請求項 16に記載のエンジン部品。

[18] 高温環境下で機械的強度を有する高温部品であって、

部品本体と；

前記部品本体における相手高温部品との擦動側又は摺動側に形成され、耐摩耗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、

主成分とした Co— Cr合金（コノレト ·クロム）の粉末に Cr203 (酸ィ匕クロム）の粉末， T102 (酸化チタン）の粉末， BaZr03 (ジルコン酸バリウム）の粉末のうちの少なくとも Vヽずれかの粉末を副成分として含ませた混合粉末から成形した成形体、若しくはカロ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、前記部品本体における擦動側又は摺動側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、前記部品本体における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって形成されたことを特徴とする高温部品。

[19] 高温環境下で機械的強度を有する高温部品であって、

部品本体と；

前記保護コートは、

Co— Cr (コバルト ·クロム)合金の粉末と Ti (チタン)系の材料の粉末を混合した混合粉末から成形した成形体、若しく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、前記部品本体における擦動側又は摺動側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、前記部品本体における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって形成され、

600°C以上の酸ィ匕雰囲気中にー且置かれると、 Co— Cr合金と TiC (チタンカーノィド）を含む層から、 Cr203 (酸ィ匕クロム）と Ti02 (酸化チタン)を含む層に変化するように構成されたことを特徴とする高温部品。

[20] 前記保護コートと前記部品本体の境界に、組成比が厚さ方向へ傾斜的に変化する融合部が生成され、前記融合部は、厚さが 3 m以上かつ 20 m以下になるように構成されたことを特徴とする請求項 18又は請求項 19に記載の高温部品。

[21] ガスタービンエンジンに用いられるエンジン部品の部品本体における相手エンジン部品との擦動側又は摺動側に耐摩耗性を確保するための表面処理方法であって、主成分とした Co— Cr (コノレト ·クロム)合金の粉末に Cr203 (酸ィ匕クロム）の粉末， T102 (酸化チタン）の粉末， BaZr03 (ジルコン酸バリウム）の粉末のうち少なくともいずれかの粉末を副成分として含ませた混合粉末から成形した成形体、若しく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、前記部品本体における擦動側又は摺動側と前記体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、前記部品本体における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって、前記部品本体における擦動側又は摺動側に摩耗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。

[22] パルス状の放電を発生させる際の放電条件は、ピーク電流が 30A以下であって、パルス幅が 200 μ s以下であることを特徴とする請求項 21に記載の表面処理方法。

[23] 前記エンジン部品は、ガスタービンエンジンに用いられるタービン動翼又は圧縮機動翼であることを特徴とする請求項 21又は請求項 22に記載の表面処理方法。

[24] ガスタービンエンジンに用いられるエンジン部品の部品本体における相手エンジン部品との擦動側又は摺動側に耐摩耗性を確保するための表面処理方法であって、

Co— Cr (コバルト ·クロム)合金の粉末と Ti (チタン)系の材料の粉末を混合した混合粉末から成形した成形体、若しく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、前記部品本体における擦動側又は摺動側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、前記部品本体における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって、前記部品本体における擦動側又は摺動側に耐摩耗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。

[25] パルス状の放電を発生させる際の放電条件は、ピーク電流が 30A以下であって、パルス幅が 200 μ s以下であることを特徴とする請求項 24に記載の表面処理方法。

[26] 前記エンジン部品は、ガスタービンエンジンに用いられるタービン動翼であることを特徴とする請求項 24又は請求項 25に記載の表面処理方法。

[27] 高温環境下で機械的強度を有する高温部品の部品本体における相手高温部品との擦動側又は摺動側に耐摩耗性を確保するための表面処理方法であって、主成分とした Co— Cr (コノレト ·クロム)合金の粉末に Cr203 (酸ィ匕クロム）の粉末， T102 (酸化チタン）の粉末， BaZr03 (ジルコン酸バリウム）の粉末のうち少なくともいずれかの粉末を副成分として含ませた混合粉末から成形した成形体、若しく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、前記部品本体における擦動側又は摺動側と前記体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、前記部品本体における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって、前記部品本体における擦動側又は摺動側に摩耗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。

[28] パルス状の放電を発生させる際の放電条件は、ピーク電流が 30A以下であって、パルス幅が 200 μ s以下であることを特徴とする請求項 27に記載の表面処理方法。

[29] 前記高温部品部品は、ガスタービンエンジンに用いられる一ビン動翼又は圧縮機動翼であることを特徴とする請求項 27又は 28に記載の表面処理方法。

[30] 高温環境下で機械的強度を有する高温部品の部品本体における相手高温部品との擦動側又は摺動側に耐摩耗性を確保するための表面処理方法であって、

[31] パルス状の放電を発生させる際の放電条件は、ピーク電流が 30A以下であって、パルス幅が 200 μ s以下であることを特徴とする請求項 30に記載の表面処理方法。

[32] 前記エンジン部品は、ガスタービンエンジンに用いられるタービン動翼であることを特徴とする請求項 30又は 31に記載の表面処理方法。

[33] 請求項 1から請求項 5、請求項 11のうちのいずれかの請求項に記載のエンジ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。

[34] 擦動関係又は摺動関係にある一対の金属部品間のかじりを防止するかじり防止構造であって、

前記一対の金属部品のうちの少なくとも一方の金属部品における擦動側又は擦動側に形成されたポーラスな保護コートと；

前記保護コートにおける微孔部分に充填された潤滑材と;を具備しており、前記保護コートは、金属の粉末から成形した成形体、若しく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、前記一方の金属部品における擦動側又は摺動側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より、前記一方の金属部品における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって形成されたことを特徴とする力じり防止構造。

[35] 前記保護コートと前記一方の金属部品の境界に、組成比が厚さ方向へ傾斜的に変化する融合部が生成され、前記融合部は、厚さが 3 μ m以上かつ 20 m以下になるように構成されたことを特徴とする請求項 34に記載の力じり防止構造。

[36] ガスタービンエンジンに用いられ、擦動関係又は摺動関係にある一対のエンジン部品間の力じりを防止する力じり防止構造にあって、

前記一対のエンジン部品のうち少なくとも一方のエンジン部品における擦動側又は擦動側に形成されポーラスな保護コートと；

前記保護コートにおける微孔部分に充填された潤滑材と;を具備しており、前記保護コートは、金属の粉末から成形した成形体、若しく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、前記一方のエンジン部品における擦動側又は摺動側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より、前記一方のエンジン部品における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって形成されたことを特徴とするかじり防止構造。

[37] 前記保護コートと前記一方のエンジン部品の境界に、組成比が厚さ方向へ傾斜的に変化する融合部が生成され、前記融合部は、厚さが 3 m以上かつ 20 m以下になるように構成されたことを特徴とする請求項 34に記載の力じり防止構造。

[38] 前記金属の粉末は、 Cu - Ni - In合金の粉末、 Cu - Ni合金の粉末、 Cu - A1 - Fe合金の粉末、 Ni合金の粉末、又は Co合金の粉末のうちいずれかあることを特徴とする請求項 36又は請求項 37に記載の力じり防止構造。

[39] 前記潤滑材は、 MoS2又は Cr203を主成分とした固体潤滑材であることを特徴とする請求項 36から請求項 38のうちのいずれかの請求項に記載の力じり防止構造。

[40] 擦動関係又は摺動関係にある一対の金属部品間のかじりを防止するかじり防止構造を製造するための力じり防止構造の製造方法であって、

金属の粉末から成形した成形体、若しく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、前記一対の金属部品のうちの少なくとも一方の金属部品における擦動側又は摺動側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より、前記一方の金属部品における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによつて、前記一方の金属部品における擦動側又は摺動側にポーラスな保護コートを形成するコーティング工程と；

前記コーティング工程が終了した後に、前記保護コートにおける微孔部分に潤滑材を充填する充填工程と；

を具備してなることを特徴とする力じり防止構造の製造方法。

[41] パルス状の放電を発生させる際の放電条件は、ピーク電流が 30A以下であって、パルス幅が 200 μ s以下であることを特徴とする請求項 30に記載の力じり防止構造の製造方法。

[42] 前記金属の粉末は、 Cu - Ni - In合金の粉末、 Cu - Ni合金の粉末、 Cu - A1 - Fe合金の粉末、 Ni合金の粉末、又は Co合金の粉末のいずれかであることを特徴とする請求項 40又は請求項 41に記載の力じり防止構造の製造方法。

[43] 前記潤滑材は、 MoS2又は Cr203を主成分とした固体潤滑材であることを特徴とする請求項 40から請求項 42のうちのいずれかの請求項に記載の力じり防止構造の製造方法。

[44] ガスタービンエンジンに用いられかつ擦動関係又は摺動関係のある一対のェンジン部品間の力じりを防止する力じり防止構造を製造するための力じり防止構造の製造方法において、

金属の粉末から成形した成形体、若しく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、前記一対のエンジン部品のうちの少なくとも一方のエンジン部品における擦動側又は摺動側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より、前記一方のエンジン部品における擦動側又は摺動側に前記電極の材料又は該材料の反応物質を溶着させることによって、前記一方のエンジン部品における擦動側又は摺動側にポーラスな保護コートを形成するコーティング工程と；

[45] パルス状の放電を発生させる際の放電条件は、ピーク電流が 30A以下であって、パルス幅が 200 μ s以下であることを特徴とする請求項 44に記載の力じり防止構造の製造方法。

[46] 前記金属の粉末は、 Cu - Ni - In合金の粉末、 Cu - Ni合金の粉末、 Cu - A1 - Fe合金の粉末、 Ni合金の粉末、又は Co合金の粉末のいずれかであることを特徴とする請求項 44又は請求項 45に記載の力じり防止構造の製造方法。

[47] 前記潤滑材は、 MoS2又は Cr203を主成分とした固体潤滑材であることを特徴とする請求項 44から請求項 46のうちのいずれかの請求項に記載の力じり防止構造の製造方法。

[48] 請求項 40ら請求項 47のうちのいずれかの請求項に記載の力じり防止構造の製造方法によって製造されたことを特徴とする力じり防止構造。