JP2000263247A - 方向制御結晶合金部品の補修方法 - Google Patents

方向制御結晶合金部品の補修方法

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JP2000263247A
JP2000263247A JP11064112A JP6411299A JP2000263247A JP 2000263247 A JP2000263247 A JP 2000263247A JP 11064112 A JP11064112 A JP 11064112A JP 6411299 A JP6411299 A JP 6411299A JP 2000263247 A JP2000263247 A JP 2000263247A
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repairing
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direction control
child
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JP11064112A
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English (en)
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Hideaki Kobari
英亮 小針
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IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P6/00Restoring or reconditioning objects
    • B23P6/002Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
    • B23P6/007Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors using only additive methods, e.g. build-up welding

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 方向制御結晶合金部品の補修方法において、
補修歩留まりが良く、補修部分の結晶性も変えることな
く復元すること。 【解決手段】 方向制御結晶合金で形成された部品1の
摩耗部分1aを補修する方法であって、前記部品の摩耗
前の寸法に応じて該部品と同じ方向制御結晶合金で形成
された子部品3を、液相拡散接合により前記摩耗部分に
接合し部品を摩耗前の寸法に回復させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一方向凝固結晶や
単結晶の合金、すなわち方向制御結晶合金で形成された
タービン翼等の摩耗部分を補修する方向制御結晶合金部
品の補修方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ガスタービンに使用される高温セ
クション部品(タービン翼等)は、高温で高強度が得ら
れる一方向凝固結晶や単結晶、すなわち方向制御結晶の
合金で形成されることが多くなっている。これらの方向
制御結晶合金で形成された部品は、その使用環境におい
て摩耗した場合、オーバーホール等において元の寸法に
回復させるための補修を行う必要がある。従来の上記部
品における補修方法は、図2に示すように、例えばター
ビン翼1では、摩耗した翼先端部1aに元の寸法に応じ
た寸法dだけ溶接により肉盛り2を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記補
修方法では、母材側が方向制御結晶合金(一方向凝固結
晶合金や単結晶合金)であるため、肉盛り溶接によると
溶接性が悪く、母材側が割れやすくなる等、技術・技能
を駆使しても歩留まりが悪くなってしまうという不都合
があった。また、肉盛り溶接した補修部分の組織は、母
材の結晶性、すなわち方向制御結晶合金の結晶性とは異
なるため、機械的性質等が変わってしまう不都合があ
る。
【0004】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、補修歩留まりが良く、補修部分の結晶性も変える
ことなく復元することができる方向制御結晶合金部品の
補修方法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】本発明は、前記課題を解
決するため、以下の構成を採用した。すなわち、請求項
1記載の方向制御結晶合金部品の補修方法では、方向制
御結晶合金で形成された部品の摩耗部分を補修する方法
であって、前記部品の摩耗前の寸法に応じて該部品と同
じ方向制御結晶合金で形成された子部品を、液相拡散接
合により前記摩耗部分に接合し部品を摩耗前の寸法に回
復させる技術が採用される。
【0006】この方向制御結晶合金部品の補修方法で
は、部品の摩耗前の寸法に応じて該部品と同じ方向制御
結晶合金で形成された子部品を、液相拡散接合により摩
耗部分に接合し部品を摩耗前の寸法に回復させるので、
肉盛り溶接に比べて母材の割れ等が生じにくく、さらに
母材と同じ結晶性の子部品で補修されることから、補修
部分の結晶性が母材と同じになって同程度の機械的性質
が得られる。
【0007】請求項2記載の方向制御結晶合金部品の補
修方法では、請求項1記載の方向制御結晶合金部品の補
修方法において、前記子部品の形状を予め決めて形成
し、前記接合前に前記摩耗部分を前記子部品の形状に応
じて削って整形する技術が採用される。
【0008】この方向制御結晶合金部品の補修方法で
は、子部品の形状を予め決めて形成し、接合前に摩耗部
分を子部品の形状に応じて削って整形するので、母材側
を整形することにより、摩耗の度合いに応じて何種類も
形状の異なる子部品を用意する必要がない。
【0009】請求項3記載の方向制御結晶合金部品の補
修方法では、請求項1または2記載の方向制御結晶合金
部品の補修方法において、前記部品は、タービン翼であ
る技術が採用される。
【0010】この方向制御結晶合金部品の補修方法で
は、部品がタービン翼であるので、該タービン翼の摩耗
しやすい翼先端部においても機械的性質を維持した補修
を行うことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る方向制御結晶
合金部品の補修方法の一実施形態を、図1を参照しなが
ら説明する。この図において、符号1はタービン翼、3
は子部品、4はインサート材である。
【0012】本実施形態の方向制御結晶合金部品の補修
方法は、図1に示すように、Ni合金やCo合金の方向
制御結晶合金(一方向凝固結晶合金や単結晶合金)で形
成されたタービン翼(部品)1の翼先端部(摩耗部分)
1aを補修する方法である。まず、図1の(c)に示す
ような子部品3を、タービン翼1を形成する方向制御結
晶合金と同じ材質で形成するとともに、タービン翼1が
新製部品のときの寸法に応じた形状にして用意してお
く。この子部品3は、想定される摩耗部分の摩耗量より
も幅広に予め形成されており、その幅はd1と統一的に
決めておく。なお、本実施形態では、タービン翼1の摩
耗量は、4〜5mm程度と想定し、子部品3の幅d
1は、この値よりも大きく設定される。
【0013】そして、図1の(a)に示すように、摩耗
前の寸法、すなわち、タービン翼1が新製部品のときの
寸法から幅d2だけ翼先端部1aが摩耗した場合、図1
の(b)に示すように、子部品3を溶接した際に元の寸
法になるように、翼先端部1aを子部品3の幅d1およ
び接合面に合わせて削り、整形する。さらに、削られた
翼先端部1a上にシート状または粉末状のインサート材
4を配する。なお、該インサート材4は、母材、すなわ
ちタービン翼1を形成する方向制御結晶合金の融点より
も低い融点を有する材料である。例えば、Ni合金系の
インサート材が用いられる。
【0014】この後、子部材3を、液相拡散接合によっ
て翼先端部1aに接合する。すなわち、インサート材4
を接合面の間に挟んだ状態で、子部材3と翼先端部1a
との接合面に圧力を加えながら、インサート材4の融点
以上で母材(タービン翼1を形成する方向制御結晶合
金)の融点よりも低い温度(接合温度)に加熱して一定
時間保持(等温保持)する。これによって、摩耗部分の
翼先端部1aに結晶性が同じ子部品3が接合され、ター
ビン翼1は摩耗前の寸法に復元される。
【0015】本実施形態では、タービン翼1の摩耗前の
寸法に応じてタービン翼1と同じ方向制御結晶合金で形
成された子部品3を、液相拡散接合により摩耗部分であ
る翼先端部1aに接合しタービン翼1を摩耗前の寸法に
回復させるので、肉盛り溶接に比べて母材に熱的なダメ
ージを与えにくく母材の割れ等が生じにくい。さらに、
タービン翼1と同じ結晶性の子部品3で補修されること
から、補修部分の結晶性が母材と同じになって同程度の
機械的性質が得られる。
【0016】また、子部品3の形状を予め決めて形成
し、接合前に摩耗した翼先端部1aを子部品3の形状に
応じて削っておくので、摩耗の度合いに応じて何種類も
形状の異なる子部品3を用意する必要がない。
【0017】なお、本発明は、次のような実施形態をも
含むものである。すなわち、上記実施形態では、方向制
御結晶合金部品としてタービン翼を補修したが、方向制
御結晶合金で形成されたものであれば、他の部品を補修
することに適用しても構わない。特に、補修後も機械的
性質が同等であることから、高温セクションに用いられ
る部品の補修に好適である。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。 (1)請求項1記載の方向制御結晶合金部品の補修方法
によれば、部品の摩耗前の寸法に応じて該部品と同じ方
向制御結晶合金で形成された子部品を、液相拡散接合に
より摩耗部分に接合し部品を摩耗前の寸法に回復させる
ので、肉盛り溶接に比べて母材の割れ等が生じにくく、
補修の歩留まりを向上させることができる。さらに、母
材と同じ結晶性の子部品で補修されることから、補修部
分の結晶性を変えることなく復元でき、補修前と同程度
の機械的性質が得られ、部品使用の延命化を図ることが
できる。
【0019】(2)請求項2記載の方向制御結晶合金部
品の補修方法によれば、子部品の形状を予め決めて形成
し、接合前に摩耗部分を子部品の形状に応じて削って整
形するので、摩耗の度合いに応じて何種類も形状の異な
る子部品を用意する必要がなく、一定の形状の子部品を
一種類用意するだけでよい。すなわち、補修において子
部品にかかるコストを低減することができる。
【0020】(3)請求項3記載の方向制御結晶合金部
品の補修方法によれば、部品がタービン翼であるので、
該タービン翼の摩耗しやすい翼先端部においても機械的
性質を維持した補修を行うことができ、高温燃焼ガス中
での耐熱性および強度を低下させずに再び使用に供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る方向制御結晶合金部品の補修方
法の一実施形態を工程順に示す概略側面図である。
【図2】 本発明に係る方向制御結晶合金部品の補修方
法の従来例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
1 タービン翼(方向制御結晶合金部品) 1a 翼先端部(摩耗部分) 3 子部品 4 インサート材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 方向制御結晶合金で形成された部品
    (1)の摩耗部分(1a)を補修する方法であって、 前記部品の摩耗前の寸法に応じて該部品と同じ方向制御
    結晶合金で形成された子部品(3)を、液相拡散接合に
    より前記摩耗部分に接合し部品を摩耗前の寸法に回復さ
    せることを特徴とする方向制御結晶合金部品の補修方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方向制御結晶合金部品の
    補修方法において、 前記子部品(3)の形状を予め決めて形成し、 前記接合前に前記摩耗部分(1a)を前記子部品の形状
    に応じて削って整形することを特徴とする方向制御結晶
    合金部品の補修方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の方向制御結晶合
    金部品の補修方法において、 前記部品は、タービン翼(1)であることを特徴とする
    方向制御結晶合金部品の補修方法。
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