JP2001152803A - シュラウドコンタクト面のコーティング方法およびシュラウド付き動翼 - Google Patents
シュラウドコンタクト面のコーティング方法およびシュラウド付き動翼Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シュラウドコンタクト面のコーティング皮膜
が剥離しにくいこと。 【解決手段】 タービン動翼１のシュラウドコンタクト
面３に対してＨＶＯＦによりトリバロイコーティング皮
膜を形成し、拡散熱処理を施す。
が剥離しにくいこと。 【解決手段】 タービン動翼１のシュラウドコンタクト
面３に対してＨＶＯＦによりトリバロイコーティング皮
膜を形成し、拡散熱処理を施す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、シュラウドコン
タクト面のコーティング皮膜が剥離しにくいシュラウド
コンタクト面のコーティング方法およびシュラウド付き
動翼に関する。
タクト面のコーティング皮膜が剥離しにくいシュラウド
コンタクト面のコーティング方法およびシュラウド付き
動翼に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、シュラウド付き動翼を示す一部
斜視図である。この動翼１の先端には、流体の漏れを防
止すると共に動翼１のねじれを拘束するＺ型シュラウド
２が形成されており、さらに、隣接する動翼１のシュラ
ウド２との間にコンタクト面３を有している。また、動
翼１には、偏流や静翼ノズルパッシング、フラッタなど
に起因した各種の振動が発生するため、前記シュラウド
２のコンタクト面３には、耐磨耗処理が施されるのが通
常である。従来では、ＡＰＳ溶射（大気圧プラズマ溶
射）によりトリバロイ（Ｔ−８００：コバルト基耐磨耗
材）コーティングを施していた。
斜視図である。この動翼１の先端には、流体の漏れを防
止すると共に動翼１のねじれを拘束するＺ型シュラウド
２が形成されており、さらに、隣接する動翼１のシュラ
ウド２との間にコンタクト面３を有している。また、動
翼１には、偏流や静翼ノズルパッシング、フラッタなど
に起因した各種の振動が発生するため、前記シュラウド
２のコンタクト面３には、耐磨耗処理が施されるのが通
常である。従来では、ＡＰＳ溶射（大気圧プラズマ溶
射）によりトリバロイ（Ｔ−８００：コバルト基耐磨耗
材）コーティングを施していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ａ
ＰＳ溶射では、シュラウド２のコンタクト面３における
母材との密着性が低く、剥離しやすいという問題点があ
った。これは、溶射を行うにあたっては、グリッドブラ
スト処理などによる前処理を施すことで溶射表面を粗面
状態にし、さらに洗浄処理を施すなどして皮膜との密着
性を確保するようにするが、これでは不十分で、皮膜の
気孔や粒子界面の酸化物が作用して母材との密着性を悪
くしているものと考えられる。
ＰＳ溶射では、シュラウド２のコンタクト面３における
母材との密着性が低く、剥離しやすいという問題点があ
った。これは、溶射を行うにあたっては、グリッドブラ
スト処理などによる前処理を施すことで溶射表面を粗面
状態にし、さらに洗浄処理を施すなどして皮膜との密着
性を確保するようにするが、これでは不十分で、皮膜の
気孔や粒子界面の酸化物が作用して母材との密着性を悪
くしているものと考えられる。
【０００４】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あって、シュラウドコンタクト面のコーティング皮膜が
剥離しにくいシュラウドコンタクト面のコーティング方
法およびシュラウド付き動翼を提供することを目的とす
る。
あって、シュラウドコンタクト面のコーティング皮膜が
剥離しにくいシュラウドコンタクト面のコーティング方
法およびシュラウド付き動翼を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１にかかるシュラウドコンタクト面のコー
ティング方法は、タービン動翼の先端に設けたシュラウ
ドのコンタクト面に、高速フレーム溶射により耐磨耗性
を高める皮膜を形成するものである。高速フレーム溶射
によってコバルト基耐磨耗材を高速で溶射することによ
り、溶融した金属粒子がコンタクト面に衝突し、緻密な
皮膜を形成する。また、溶射温度がＡＰＳ溶射に比べて
低いことにより、溶射中における粒子の酸化が阻害され
る。これにより、気泡が少なく粒界の酸化物が少ない皮
膜が形成され、拡散熱処理をすることによりコンタクト
面の母材に対する密着性が向上する。
めに、請求項１にかかるシュラウドコンタクト面のコー
ティング方法は、タービン動翼の先端に設けたシュラウ
ドのコンタクト面に、高速フレーム溶射により耐磨耗性
を高める皮膜を形成するものである。高速フレーム溶射
によってコバルト基耐磨耗材を高速で溶射することによ
り、溶融した金属粒子がコンタクト面に衝突し、緻密な
皮膜を形成する。また、溶射温度がＡＰＳ溶射に比べて
低いことにより、溶射中における粒子の酸化が阻害され
る。これにより、気泡が少なく粒界の酸化物が少ない皮
膜が形成され、拡散熱処理をすることによりコンタクト
面の母材に対する密着性が向上する。
【０００６】また、請求項２にかかるシュラウドコンタ
クト面のコーティング方法は、タービン動翼の先端に設
けたシュラウドのコンタクト面に、減圧プラズマ溶射あ
るいは雰囲気プラズマ溶射により耐磨耗性を高める皮膜
を形成するものである。減圧下あるいは不活性ガス雰囲
気下で溶射を行うことにより、粒子の酸化を防止できる
と共に皮膜を緻密化することができる。このため、コン
タクト面の母材に対する皮膜の密着性が向上する。
クト面のコーティング方法は、タービン動翼の先端に設
けたシュラウドのコンタクト面に、減圧プラズマ溶射あ
るいは雰囲気プラズマ溶射により耐磨耗性を高める皮膜
を形成するものである。減圧下あるいは不活性ガス雰囲
気下で溶射を行うことにより、粒子の酸化を防止できる
と共に皮膜を緻密化することができる。このため、コン
タクト面の母材に対する皮膜の密着性が向上する。
【０００７】また、請求項３にかかるシュラウドコンタ
クト面のコーティング方法は、上記シュラウドコンタク
ト面のコーティング方法において、さらに、前記皮膜を
形成した後、熱拡散処理を施したものである。皮膜の不
均一性、密着性などを改善するため、熱拡散処理を施
す。この熱拡散処理は、動翼の熱処理と一括して行うよ
うにしても良い。熱拡散処理により、コンタクト面の母
材との密着性がさらに向上する。
クト面のコーティング方法は、上記シュラウドコンタク
ト面のコーティング方法において、さらに、前記皮膜を
形成した後、熱拡散処理を施したものである。皮膜の不
均一性、密着性などを改善するため、熱拡散処理を施
す。この熱拡散処理は、動翼の熱処理と一括して行うよ
うにしても良い。熱拡散処理により、コンタクト面の母
材との密着性がさらに向上する。
【０００８】また、請求項４にかかるシュラウド付き動
翼は、タービン動翼の先端にシュラウドが設けられ、隣
接する動翼のシュラウドとの間にコンタクト面を有する
シュラウド付き動翼において、耐磨耗材を高速フレーム
溶射することで前記コンタクト面に密着性を高める皮膜
を形成したものである。
翼は、タービン動翼の先端にシュラウドが設けられ、隣
接する動翼のシュラウドとの間にコンタクト面を有する
シュラウド付き動翼において、耐磨耗材を高速フレーム
溶射することで前記コンタクト面に密着性を高める皮膜
を形成したものである。
【０００９】また、請求項５にかかるシュラウド付き動
翼は、タービン動翼の先端にシュラウドが設けられ、隣
接する動翼のシュラウドとの間にコンタクト面を有する
シュラウド付き動翼において、耐磨耗材を減圧プラズマ
溶射あるいは雰囲気プラズマ溶射することで前記コンタ
クト面に耐磨耗性を高める皮膜を形成したものである。
翼は、タービン動翼の先端にシュラウドが設けられ、隣
接する動翼のシュラウドとの間にコンタクト面を有する
シュラウド付き動翼において、耐磨耗材を減圧プラズマ
溶射あるいは雰囲気プラズマ溶射することで前記コンタ
クト面に耐磨耗性を高める皮膜を形成したものである。
【００１０】上記高速フレーム溶射、減圧プラズマ溶射
あるいは雰囲気プラズマ溶射により形成した皮膜は、緻
密で粒界に存在する酸化物が少ないため、コーティング
面の母材との密着性がよく、剥離し難い。
あるいは雰囲気プラズマ溶射により形成した皮膜は、緻
密で粒界に存在する酸化物が少ないため、コーティング
面の母材との密着性がよく、剥離し難い。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるシュラウ
ドコンタクト面のコーティング方法およびシュラウド付
き動翼につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、
この実施の形態によりこの発明が限定されるものではな
い。
ドコンタクト面のコーティング方法およびシュラウド付
き動翼につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、
この実施の形態によりこの発明が限定されるものではな
い。
【００１２】（実施の形態１）図１を参照して説明する
と、実施の形態１のコーティング方法では、シュラウド
２のコンタクト面３に対して、高速ガス炎溶射（ＨＶＯ
Ｆ：High Velocity Oxy-Fuel）によりトリバロイコーテ
ィングを施す。溶射するトリバロイ（Ｔ−８００）の化
学組成を次表に示す。
と、実施の形態１のコーティング方法では、シュラウド
２のコンタクト面３に対して、高速ガス炎溶射（ＨＶＯ
Ｆ：High Velocity Oxy-Fuel）によりトリバロイコーテ
ィングを施す。溶射するトリバロイ（Ｔ−８００）の化
学組成を次表に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】上記トリバロイは粉末状態で溶射ガンに供
給され、フレーム温度約２０００℃で一気に加熱溶融さ
れコンタクト面３に対して射出される。ＨＶＯＦのフレ
ーム速度は３００〜５００ｍ／ｓ以上であり、これによ
り溶射材料がコンタクト面３に衝突し、緻密な皮膜を成
膜する。ＨＶＯＦによるコーティング皮膜は、気孔が少
ないこと、溶射温度が低いことにより酸化され難いため
皮膜の粒界に酸化物が少ないことなどから、拡散熱処理
によってコンタクト面３の母材との密着性が優れたもの
になる。具体的なコーティング皮膜の膜厚は、０．２ｍ
ｍ程度である。また、ＨＶＯＦの他に、ＨＶＡＦ（High
Velocity Air Fuel）を用いるようにして、緻密で酸化
物の少ない皮膜を得ることができる。このためコンタク
ト面３の母材との密着性が向上する。
給され、フレーム温度約２０００℃で一気に加熱溶融さ
れコンタクト面３に対して射出される。ＨＶＯＦのフレ
ーム速度は３００〜５００ｍ／ｓ以上であり、これによ
り溶射材料がコンタクト面３に衝突し、緻密な皮膜を成
膜する。ＨＶＯＦによるコーティング皮膜は、気孔が少
ないこと、溶射温度が低いことにより酸化され難いため
皮膜の粒界に酸化物が少ないことなどから、拡散熱処理
によってコンタクト面３の母材との密着性が優れたもの
になる。具体的なコーティング皮膜の膜厚は、０．２ｍ
ｍ程度である。また、ＨＶＯＦの他に、ＨＶＡＦ（High
Velocity Air Fuel）を用いるようにして、緻密で酸化
物の少ない皮膜を得ることができる。このためコンタク
ト面３の母材との密着性が向上する。
【００１５】続いて、コンタクト面３にコーティングを
施した後は、膜質改善のため真空炉にて拡散熱処理を施
す。その熱処理工程の具体例は、つぎの通りである。 母材ＩＮ７３８ＬＣ：１１２１℃×２．５時間→窒素冷却 ＋８４３℃×２４．５時間→窒素冷却 母材 Ｕ−５２０ ：１１２１℃×２．５時間→窒素冷却 ＋８４３℃×２４．５時間→窒素冷却 ＋７６０℃×１６．５時間→窒素冷却
施した後は、膜質改善のため真空炉にて拡散熱処理を施
す。その熱処理工程の具体例は、つぎの通りである。 母材ＩＮ７３８ＬＣ：１１２１℃×２．５時間→窒素冷却 ＋８４３℃×２４．５時間→窒素冷却 母材 Ｕ−５２０ ：１１２１℃×２．５時間→窒素冷却 ＋８４３℃×２４．５時間→窒素冷却 ＋７６０℃×１６．５時間→窒素冷却
【００１６】この拡散熱処理は、動翼１自体に対する熱
処理と一括して行うことができる。なお、以上のよう
に、ＨＶＯＦを用いて溶射を行い、拡散熱処理を施すこ
とにより、コンタクト面３の母材に対して剥離し難いコ
ーティング皮膜を得ることができる。
処理と一括して行うことができる。なお、以上のよう
に、ＨＶＯＦを用いて溶射を行い、拡散熱処理を施すこ
とにより、コンタクト面３の母材に対して剥離し難いコ
ーティング皮膜を得ることができる。
【００１７】（実施の形態２）また、ＨＶＯＦに代え
て、減圧プラズマ溶射（ＬＰＰＳ：Low Pressure Plasm
a Spraying）を用いて成膜するようにしてもよい。プラ
ズマの作動ガスには、アルゴン、アルゴンと窒素の混合
ガスなどを用いる。減圧雰囲気中で溶射した皮膜には酸
化物の形成がないため、緻密になり、母材との密着性に
優れたものとなる。さらに、拡散熱処理により膜質改善
することにより、密着性がさらに向上する。なお、減圧
プラズマ溶射の他に雰囲気プラズマ溶射を用いることも
できる。
て、減圧プラズマ溶射（ＬＰＰＳ：Low Pressure Plasm
a Spraying）を用いて成膜するようにしてもよい。プラ
ズマの作動ガスには、アルゴン、アルゴンと窒素の混合
ガスなどを用いる。減圧雰囲気中で溶射した皮膜には酸
化物の形成がないため、緻密になり、母材との密着性に
優れたものとなる。さらに、拡散熱処理により膜質改善
することにより、密着性がさらに向上する。なお、減圧
プラズマ溶射の他に雰囲気プラズマ溶射を用いることも
できる。
【００１８】なお、上記コーティング皮膜は、高温ガス
に曝露され摩擦部分を有するタービン部材にも適用する
ことができる。たとえばシールピンなどのコーティング
皮膜形成に有用である。
に曝露され摩擦部分を有するタービン部材にも適用する
ことができる。たとえばシールピンなどのコーティング
皮膜形成に有用である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明にかかる
シュラウドコンタクト面のコーティング方法は、タービ
ン動翼の先端に設けたシュラウドのコンタクト面に、高
速フレーム溶射（請求項１）、または減圧プラズマ溶射
あるいは雰囲気プラズマ溶射（請求項２）により耐磨耗
性を高める皮膜を形成するようにしたので、気孔が少な
く粒界の酸化物が少ない皮膜が形成され、コンタクト面
の母材との密着性が向上する。さらに、密着性向上のた
めには、皮膜を形成した後、これに熱拡散処理を施すの
が好ましい（請求項３）。
シュラウドコンタクト面のコーティング方法は、タービ
ン動翼の先端に設けたシュラウドのコンタクト面に、高
速フレーム溶射（請求項１）、または減圧プラズマ溶射
あるいは雰囲気プラズマ溶射（請求項２）により耐磨耗
性を高める皮膜を形成するようにしたので、気孔が少な
く粒界の酸化物が少ない皮膜が形成され、コンタクト面
の母材との密着性が向上する。さらに、密着性向上のた
めには、皮膜を形成した後、これに熱拡散処理を施すの
が好ましい（請求項３）。
【００２０】また、この発明にかかるシュラウド付き動
翼は、タービン動翼の先端にシュラウドが設けられ、隣
接する動翼のシュラウドとの間にコンタクト面を有する
シュラウド付き動翼において、耐磨耗材を高速フレーム
溶射（請求項４）または減圧プラズマ溶射あるいは雰囲
気プラズマ溶射（請求項５）することで前記コンタクト
面に密着性を高める皮膜を形成したものである。かかる
方法により形成した皮膜は、緻密で粒界に存在する酸化
物が少ないため、コンタクト面の母材との密着性がよ
く、剥離し難い。
翼は、タービン動翼の先端にシュラウドが設けられ、隣
接する動翼のシュラウドとの間にコンタクト面を有する
シュラウド付き動翼において、耐磨耗材を高速フレーム
溶射（請求項４）または減圧プラズマ溶射あるいは雰囲
気プラズマ溶射（請求項５）することで前記コンタクト
面に密着性を高める皮膜を形成したものである。かかる
方法により形成した皮膜は、緻密で粒界に存在する酸化
物が少ないため、コンタクト面の母材との密着性がよ
く、剥離し難い。
【図１】シュラウド付き動翼を示す一部斜視図である。
１ 動翼 ２ シュラウド ３ コンタクト面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳥越 泰治 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Ｆターム(参考） 3G002 DA01 DA08
Claims (5)
- 【請求項１】 タービン動翼の先端に設けたシュラウド
のコンタクト面に、高速フレーム溶射により耐磨耗性を
高める皮膜を形成することを特徴とするシュラウドコン
タクト面のコーティング方法。 - 【請求項２】 タービン動翼の先端に設けたシュラウド
のコンタクト面に、減圧プラズマ溶射あるいは雰囲気プ
ラズマ溶射により耐磨耗性を高める皮膜を形成すること
を特徴とするシュラウドコンタクト面のコーティング方
法。 - 【請求項３】 さらに、前記皮膜を形成した後、熱拡散
処理を施したことを特徴とするシュラウドコンタクト面
のコーティング方法。 - 【請求項４】 タービン動翼の先端にシュラウドが設け
られ、隣接する動翼のシュラウドとの間にコンタクト面
を有するシュラウド付き動翼において、 耐磨耗材を高速フレーム溶射することで前記コンタクト
面に密着性を高める皮膜を形成したことを特徴とするシ
ュラウド付き動翼。 - 【請求項５】 タービン動翼の先端にシュラウドが設け
られ、隣接する動翼のシュラウドとの間にコンタクト面
を有するシュラウド付き動翼において、 耐磨耗材を減圧プラズマ溶射あるいは雰囲気プラズマ溶
射することで前記コンタクト面に耐磨耗性を高める皮膜
を形成したことを特徴とするシュラウド付き動翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34129899A JP4410357B2 (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | シュラウドコンタクト面のコーティング方法およびシュラウド付き動翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34129899A JP4410357B2 (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | シュラウドコンタクト面のコーティング方法およびシュラウド付き動翼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001152803A true JP2001152803A (ja) | 2001-06-05 |
| JP4410357B2 JP4410357B2 (ja) | 2010-02-03 |
Family
ID=18344975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34129899A Expired - Fee Related JP4410357B2 (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | シュラウドコンタクト面のコーティング方法およびシュラウド付き動翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4410357B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-11-30 JP JP34129899A patent/JP4410357B2/ja not_active Expired - Fee Related
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