專利名稱：Ni基合金制部件的修補方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種Ni基合金制部件的修補方法，具體地說是涉及一種燃氣輪機、噴氣式發(fā)動機等的高溫部件尤其是用于動葉或靜葉的Ni基合金制部件的修補方法。
背景技術：
眾所周知在動葉或靜葉中一般都使用鍛造合金。但是，在該類合金中尤其多使用Ni基合金。Ni基合金由于成型性的自由度良好，所以可以容易地進行部件的制造和部分修補。
圖4是表示燃氣輪機的動葉1的簡圖，圖5是表示圖4中部分損壞部的放大剖視圖。如圖5所示，在母材2上依次形成內涂層3和ZrO2類等的由陶瓷構成的外涂層4。將所述外涂層4的一部分剝離，該剝離部分稱為TBC(絕熱涂層)剝離部5。另外，在圖5中，圖號6表示在所述剝離部5的對應位置上形成的內涂層4的表面部的變質部，圖號7表示在剝離部5周圍的外涂層4上形成的損壞部。
另外，為修補TBC剝離部，例如可以考慮使用低壓等離子噴鍍法。但是該噴鍍法須要清洗(反極性電弧)或800℃以上的預熱，從這一點來看若考慮部分修補，就有可能在所述外涂層4中產生損壞而根本不能實施。
所以，以往對TBC剝離部的修補，是通過機械或化學方法全面除去外涂層4和內涂層3后，再重新通過低壓等離子噴鍍法實施內涂層，進而通過大氣壓等離子噴鍍法等實施外涂層。
但是，在這樣以往的修補方法中，即使外涂層4出現部分損壞，也必須對整個動葉進行重新涂層，從而造成成本過高的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明鑒于這些問題，其目的在于提供一種在除去具有損壞的外涂層的損壞部和相對于該損壞部的內涂層的變質部后，在大氣中以噴鍍粒子速度300m/s以上、母材溫度300℃以下，在內涂層的除去部上通過噴鍍形成另外的內涂層，由此能夠對涂層進行部分修補并且能夠降低成本的Ni基合金制部件的修補方法。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種在除去具有損壞的外涂層的損壞部和相對于該損壞部的內涂層的變質部后，在減壓下以噴鍍粒子速度低于300m/s、母材溫度600℃以下，在內涂層的除去部上通過噴鍍形成另外的內涂層，進而通過在外涂層的損壞部上形成另外的外涂層，從而能夠對涂層進行部分修補并且能夠降低成本的Ni基合金制部件的修補方法。
為到達所述目的，本發(fā)明的Ni基合金制部件的修補方法，是在Ni基合金制母材上形成內涂層和外涂層的Ni基合金制部件中，在所述外涂層上具有損壞時的修補方法，其特征在于，包括除去具有損壞的外涂層的損壞部和相對于該損壞部的內涂層的變質部的工序；在大氣中以噴鍍粒子速度300m/s以上、母材溫度300℃以下，在內涂層的除去部上通過噴鍍形成另外內涂層的工序；以及在外涂層的損壞部位上形成另外外涂層的工序。
本發(fā)明的Ni基合金制部件的修補方法，是在Ni基合金制母材上形成內涂層和外涂層的Ni基合金制部件中，在所述外涂層上具有損壞時的修補方法，其特征在于，包括除去具有損壞的外涂層的損壞部和相對于該損壞部的內涂層的變質部的工序；在減壓下以噴鍍粒子速度低于300m/s、母材溫度600℃以下，在內涂層的除去部上進行噴鍍的工序；以及在外涂層的損壞部位上形成另外外涂層的工序。
圖2A～D為分別依次表示本發(fā)明實施例2中Ni基合金制部件修補方法的工序說明圖。
圖3A～D為分別依次表示本發(fā)明實施例3中Ni基合金制部件修補方法的工序說明圖。
圖4是表示具有損壞部位的燃氣發(fā)動機動葉的說明圖。
圖5是表示以往Ni基合金制部件修補方法的工序說明圖。
在本發(fā)明的第一種修補方法中，之所以把噴鍍粒子速度設為300m/s以上，是由于噴鍍粒子速度若低于300m/s，在內涂層的除去部位上形成的另外內涂層上容易附有氧化膜。另外，之所以把基材溫度設為300℃以下，是由于若超過300℃母材被加熱并且受到損壞。
在本發(fā)明的第二種修補方法中，之所以把噴鍍粒子速度設為低于300m/s，是由于噴鍍粒子速度若高于300m/s，在低壓下的噴鍍中，由于噴鍍構架的能量密度變高而導致母材溫度顯著升高。另外，之所以把基材溫度設為600℃以下，是由于若超過600℃就須要急劇的熱循環(huán)而導致在外涂層上產生損壞。
在本發(fā)明的第一、第二種方法中，作為形成于內涂層的損壞部上的另外內涂層，相對于以往的材料Co基類(Co-32％Ni-21％Cr-8％Al-0.5％Y)，例如可以舉出Ni基類。另外，作為形成于外涂層的除去部上的另外外涂層，相對于以往的材料ZrO2·8Y2O3，例如可以舉出ZrO2·DY2O3、ZrO2-Yb2O3。
在第一、第二發(fā)明中，作為在內涂層的除去部中形成另外內涂層的方法，例如可以考慮通過噴鍍槍進行噴鍍。另外，作為在外涂層的損壞部中形成另外外涂層的方法，也可以通過噴鍍槍直接進行噴鍍，或者也可以使用電子束蒸鍍法(EB·PVD法)。若根據EB·PVD法可以進一步提高外涂層的耐久性。
根據本發(fā)明，在除去具有損壞的外涂層的損壞部和相對于該損壞部的內涂層的變質部后，在大氣中以噴鍍粒子速度300m/s以上、母材溫度300℃以下，在內涂層的除去部上通過噴鍍形成另外內涂層，并且進一步通過在外涂層的損壞部中形成另外的外涂層，就能夠對涂層進行部分修補并且還可以降低成本。
另外，根據本發(fā)明，在除去具有損壞的外涂層的損壞部和相對于該損壞部的內涂層的變質部后，在減壓下以噴鍍粒子速度低于300m/s、母材溫度600℃以下，在內涂層的除去部上通過噴鍍形成另外的內涂層，進而通過在外涂層的損壞部上形成另外的外涂層，從而能夠對涂層進行部分修補并且能夠降低成本。
以下，對本發(fā)明各實施例中Ni基合金制部件的修補方法進行說明。另外，在以下實施例中所述的各部件的材料、數值等只表示其中一個例子，并不限定本發(fā)明的權利要求。
實施例1參照

圖1A～D。
如圖1A所示，在母材11上形成表面具有變質部12a的Co類材料例如由Co-32％Ni-21％Cr-8％Al-0.5％Y構成的下涂層12。另外，如圖1A所示，在所述內涂層12上形成在剝離部(除去部)13a及該剝離部13a的周圍具有損壞部13b的外涂層13。所述外涂層13是由ZrO2·8Y2O3構成。由該種狀態(tài)，首先將位于剝離部13a的下部的所述內涂層12及外涂層13的損壞部13b摻和研磨并且選擇性地除去，然后在內涂層12和外涂層13上形成開口部(除去部)14(參照圖1B)。另外，在圖1B中，圖號12’表示內涂層12的除去部分，圖號13’表示外涂層13的除去部分。
然后，將相對于所述開口部14的部分開口的屏蔽材15配置于外涂層13的正上方，同時將噴鍍槍16配置于所述開口部14的正上方。接著在大氣中以噴鍍粒子速度500m/s、母材溫度150℃，在所述開口部14上進行噴鍍，并且在內涂層12的除去部分12’上形成Co基類合金層例如CoNiCrAlY層17，從而對內涂層12修補完畢(參照圖1C)。進而利用所述噴鍍槍16，在所述開口部14上進行噴鍍并且在外涂層13的除去部分13’上形成由ZrO2-Yb2O3構成的外涂層18，從而對外涂層13修補完畢(參照圖1D)。
在所述實施例1中，選擇性地除去位于外涂層13的剝離部13a的下部的內涂層12和損壞層13b并且在內涂層12和外涂層13上形成開口部14后，從正上方用噴鍍槍16，在大氣中以噴鍍粒子速度500m/s、母材溫度150℃以下在開口部14上進行噴鍍，然后依次對內涂層12的除去部分12’、外涂層13的除去部分13’進行修補。所以，如以往所示，由于不須要對整個動葉重新涂層，所以可以降低成本。
另外，在實施例1中，由于在從開口部14露出的內涂層12的除去部分中形成Ni基類合金層17，所以與以往的內涂層12相比可以提高耐久性。進而由于在外涂層13的剝離部13a上形成由ZrO2-Yb2O3構成的外涂層18，所以與以往的外涂層13相比可以提高耐久性。
實施例2參照圖2A～D。但是與圖1A～D相同的部件附有同樣的圖號，所以省略其說明。
如圖2A所示，在母材11上形成具有變質部12a的內涂層12。這里內涂層12是由Ni類材料例如NiCoCrAlY構成。另外，如圖2A所示在內涂層12上形成在剝離部(除去部)13a和該剝離部13a的周圍具有損壞部13b的外涂層13。所述外涂層13由ZrO2·8Y2O3構成。由該種狀態(tài)，首先將位于剝離部13a的下部的所述內涂層12及外涂層13的損壞部13b摻和研磨并且選擇性地除去，然后在內涂層12和外涂層13上形成開口部(除去部)14(參照圖2B)。
然后，將相對于所述開口部14的部分開口的屏蔽材15配置于外涂層13的正上方，同時將噴鍍槍16配置于所述開口部14的正上方。接著在減壓下以噴鍍粒子速度200m/s、母材溫度150℃在所述開口部14上進行噴鍍，并且在內涂層12的除去部分12’上形成Ni基類合金層例如NiCoCrAlY層21，從而對內涂層12修補完畢(參照圖2C)。進而利用所述噴鍍槍16，在所述開口部14上進行噴鍍并且在外涂層13的除去部分13’上形成由ZrO2-Yb2O3構成的外涂層22，從而對外涂層13修補完畢(參照圖2D)。
根據實施例2，選擇性地除去位于外涂層13的剝離部13a的下部的內涂層12和損壞層13b并且在內涂層12和外涂層13上形成開口部14后，從正上方用噴鍍槍16，在減壓下以噴鍍粒子速度500m/s、母材溫度150℃以下在開口部14上進行噴鍍，然后依次對內涂層12的除去部分12’、外涂層13的除去部分13’進行修補。所以，如以往所示，由于不須要對整個動葉重新涂層，所以可以降低成本。
另外，在實施例2中，由于在從開口部14露出的內涂層12的除去部分中形成Ni基類合金層21，所以與以往的內涂層12相比可以提高耐久性。進而由于在外涂層13的剝離部13a上形成由ZrO2-Yb2O3構成的外涂層22，所以與以往的外涂層13相比可以提高耐久性。
實施例3參照圖3A～D。但是與圖1A～D相同的部件附有同樣的圖號，所以省略其說明。
與實施例1相同，如圖3A所示，在母材11上形成具有變質部12a的內涂層12，在所述內涂層12上形成在剝離部(除去部)13a和該剝離部13a的周圍具有損壞部13b的外涂層13。所述外涂層13由ZrO2·8Y2O3構成。由該種狀態(tài)，與實施例1相同，將對應于剝離部13a的所述內涂層12及內涂層12的損壞部13b摻和研磨并且選擇性地除去，然后在內涂層12和外涂層13上形成開口部(除去部)14(參照圖3B)。
然后，將相對于所述開口部14的部分開口的屏蔽材15配置于外涂層13的正上方，同時將噴鍍槍16配置于所述開口部14的正上方。接著在大氣中以噴鍍粒子速度500m/s、母材溫度150℃在所述開口部14上進行噴鍍，并且在內涂層12的除去部分12’上形成Co基類合金層即CoNiCrAlY層17，從而對內涂層12修補完畢(參照圖3C)。進而將所述屏蔽材15及噴鍍槍16除去后，在外涂層13的除去部分13’上通過EB-PVD法形成由ZrO2-Yb2O3構成的外涂層23，從而修補完畢(參照圖3D)。
根據實施例3，與實施例1相同，由于不須要如以往所示對整個動葉重新涂層，所以可以降低成本，同時除可以提高內涂層12和外涂層23的耐久性外，由于通過EB-PVD法形成外涂層23，所以也可以進一步提高外涂層23的耐久性。
權利要求
1.一種Ni基合金制部件的修補方法，是在Ni基合金制母材上形成內涂層和外涂層的Ni基合金制部件中，在所述外涂層上具有損壞時的修補方法，其特征在于，包括除去具有損壞的外涂層的損壞部和相對于該損壞部的內涂層的變質部的工序；在大氣中以噴鍍粒子速度為300m/s以上、母材溫度為300℃以下，在內涂層的除去部上通過噴鍍形成另外內涂層的工序；以及在外涂層的損壞部位上形成另外外涂層的工序。
2.根據權利要求1所述的Ni基合金制部件的修補方法，其特征在于，作為另外的內涂層是使用由耐氧化優(yōu)良的材料構成的層。
3.根據權利要求1所述的Ni基合金制部件的修補方法，其特征在于，作為另外的外涂層是使用由耐氧化優(yōu)良的材料構成的層。
4.根據權利要求1所述的Ni基合金制部件的修補方法，其特征在于，在內涂層的除去部位上進行噴鍍后，通過電子束物理蒸鍍法在外涂層的除去部位上形成外涂層。
5.根據權利要求1所述的Ni基合金制部件的修補方法，其特征在于，在內涂層的除去部位上進行噴鍍后，通過電子束物理蒸鍍法在外涂層的除去部位上形成另外外涂層。
6.一種Ni合金制部件的修補方法，是在Ni基合金制母材上形成內涂層和外涂層的Ni基合金制部件中，在所述外涂層上具有損壞時的修補方法，其特征在于，包括除去具有損壞的外涂層的損壞部和相對于該損壞部的內涂層的變質部的工序；在減壓下以噴鍍粒子速度低于300m/s、母材溫度600℃以下，在內涂層的除去部上進行噴鍍的工序；以及在外涂層的損壞部位上形成另外外涂層的工序。
7.根據權利要求6所述的Ni基合金制部件的修補方法，其特征在于，作為另外的內涂層是使用由耐氧化優(yōu)良的材料構成的層。
8.根據權利要求6所述的Ni基合金制部件的修補方法，其特征在于，作為另外的外涂層是使用由耐氧化優(yōu)良的材料構成的層。
9.根據權利要求6所述的Ni基合金制部件的修補方法，其特征在于，在內涂層的除去部位上進行噴鍍后，通過電子束物理蒸鍍法在外涂層的除去部位上形成另外外涂層。
全文摘要
一種Ni基合金制部件的修補方法，是在Ni基合金制母材(11)上形成內涂層(12)和外涂層(13)的Ni基合金制部件中，在所述外涂層(13)上具有損壞時的修補方法，其特征在于，包括除去具有損壞的外涂層(13)的損壞部(13a)和相對于該損壞部(13a)的內涂層(12)的變質部(12a)的工序；在大氣中以噴鍍粒子速度為300m/s以上、母材溫度為300℃以下或者在減壓下以噴鍍粒子速度低于300m/s、母材溫度為低于600℃，在內涂層(12)的開口部上通過噴鍍形成另外內涂層(17)的工序；以及在外涂層(13)的剝離部(13a)上形成另外外涂層(18)的工序。
文檔編號C23C4/02GK1463299SQ02802064
公開日2003年12月24日 申請日期2002年6月13日 優(yōu)先權日2001年6月13日
發(fā)明者鳥越泰治, 岡田郁生, 高橋孝二, 大原稔, 山口健吾, 青木素直 申請人:三菱重工業(yè)株式會社