JPH0364232B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、製品に被覆を施す方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

本発明は、非平行面形の製品や孔面や反応容器
等の被覆において特殊な効力を有する。

被覆特に、金属性被覆やセラミツク性被覆を施
す既知の方法においては、種々な形のエネルギー
例えばプラズマやレーザーによるスプレーが用い
られている。これらの方法においては、製品上に
スプレーされている粒子が溶融され、これが製品
上に蒸着，パツクあるいは電気沈積によつて沈積
される。

ところがこれらの方法は、材料の浪費が大であ
り、また、これらの方法の何れにおいても均質な
最終製品を保証し得ない。さらに、予定表面上に
わたつて一定の被覆厚を保つことは殆ど不可能で
ある。さらにまた、製品が、チタンのような反応
性材料からなる場合には、これらの方法は用いら
れ得ない。

また、成形された被覆シートを製品上に置き、
これを高温均等圧縮して製品に圧着する方法も知
られている。（GB−Ａ−2063747参照）。しかし、
この方法においては、製品が極めて単純な形でな
い限り上記シートを製品に適合する形に作ること
は困難である。高温均等圧縮を用いて被覆を直接
施与する他の方法がGB−Ａ−2024256及びGB−
Ａ−2066113に示されているが、これも同様の欠
点を有する。

〔発明の目的〕

本発明は、剛性的な構成部品の表面に被覆を施
して予定の形を有する複合製品を作る方法を提供
するものである。

〔発明の概要〕

本発明による方法は、次記の操作から成る。す
なわち、 (a) 一部が予定形に作られた表面を有する保持体
を作り、 (b) 上記保持体の上記表面上に被覆を施し、上記
保持体と被覆との組合わせ体は実質的に剛性で
あり、上記被覆は、保持体と反対の側に上記部
品の表面の補形を成す表面を有し、 (c) 相補形をなす上記部品の表面と上記被覆の表
面とが相接するように上記部品と保持体とを組
合わせ、 (d) このように組合わされた部品および保持体を
充分な熱，圧力で高温均等圧縮して上記部品と
被覆との相接する相互補形面を結合して複合製
品を作る ことを特徴としている。

保持体には、少なくとも二つの被覆が製品上へ
の所望順序と反対の順に施され得る。

本発明の方法は、保持体に間隔を距てた部分の
形に被覆を施し、上記間隔内に阻いて上記保持体
を製品上に高温均等圧縮し、その後、被覆を覆う
保持体の部分を取除くことを含む。

保持体と被覆との間に充填材（結合防止剤）を
与えることが出来る。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面に従い、本発明の実施例につい
て説明する。

第１〜１ｃ図に於て、一例としての製品１０
は、タービン翼であり、これに被覆が施される。

被覆は通常金属性であり、例えば次記の何れか
から成り得る。すなわち、表面硬化合金，熱遮断
材料，所望の電気的性質を有する材料および化学
的環境に対する抵抗を有する材料等の何れかから
成り得る。

保持体１２は鋼，鉄または他の安価な材料から
作ることができ、被覆されるべき製品１０の表面
の形に相当する形の面１３を有する。

第１ａ図に示すように、保持体１２の上記面１
３には所望の被覆１４が施され、この施与は、プ
ラズマ散布やパツク沈積や電気沈積あるいはまず
表面１３に粘着性の接着剤を施した後にこの粘着
性表面上に被覆剤を乾燥粉末状でふりかける等の
適当な既知の方法の何れかにより行われ得る。上
記最後の方法は英国特許1334683号中に詳細に述
べられている。

保持体１２は第１ｂ図に示すように、被覆１４
を間に置いて製品１０に対して置かれる。このよ
うに組立てられたものは金属製の袋（図示なし）
中に置かれ、ついで上記袋中が真空にされ、この
後上記袋が組合わせ体上につぶされて組合わせ体
がともにクランプされる。ついで、上記袋が炉
（図示なし）中に置かれた後、上記炉が加圧およ
び加熱され、これによつて上記組合わせ体の高温
均等圧縮が行われ、上記組合わせ体が均質な構造
にされる。

このような操作の完了後、上記袋は、保持体１
２とともに上記組合わせ体の周りから適当な手段
により取脱される。そして、第１ｃ図に示すよう
に均質な被覆１４を有する製品１０が残される。

製品１０を完全に被覆することが必要とされる
場合には、二つの保持体１２が作られ、これら
各々に被覆が施される。ついでこれら二つの保持
体１２は製品１０の各側に対して置かれ、それら
の端部が溶接されて袋の形に作られる。袋内を真
空になし得る小さな開口が残され、その後、高温
均等圧縮操作が前述の如く行われる。

他方としては、例えば電子ビーム法を用いて上
記溶接操作を真空中で行うことが出来、この場合
には、別の真空操作が不要とされる。

第２図においては、製品１６は孔１８を有し、
この孔１８の表面２０上に被覆を施すことが望ま
れる。適当な直径の保持心金２２（第２ａ図）が
作られ、これに適当な方法により所望の被覆２４
が施される。被覆２４の厚さは、被覆された心金
２２と孔１８との間に圧縮嵌合（押し嵌め）が行
なわれるように定められる（第２ｂ図）。ついで、
このようにして組立てられたものが金属製袋（図
示なし）中に置かれ、上記袋中を真空にし、炉中
に置く。そして、組立て物全体が高温均等圧縮さ
れる。その後、上記袋が心金２２と同様に機械加
工または他の適当な方法により除去されて、被覆
された孔面２０を有する製品１６が残される（第
２ｃ図）。

第３図においては、保持体２８は単一の板であ
り、高温均等圧縮後の保持体の除去は、保持体２
８と被覆３０との間に充填材２６たとえば、粉末
状のイトリア（酸化イトリウム）を挿入すること
により容易にされる。周知のように、充填材２６
は、保持体２８と被覆３０との間に拡散結合が生
じることを防止し、両者の間に比較的弱い連結を
与える。

第４図においては、製品４０に交互に置かれた
異なる材料の条３６および３８の形の被覆を施す
ことが必要とされる。

これは、保持体を所望材料の一つである材料３
６から作ることにより達せられる。この保持体
は、第４ａ図に示すように板形に作られる。他の
材料３８の条は保持体３７上に置かれ、ついでこ
の様な組立体が条３８を間に置いて製品４０に対
して置かれる。高温均等圧縮のためのすべての操
作は、前述のように行われ、その後、第４ｂ図の
条３８上にある保持体３６の部分が削り取られ、
これによつて第４図に示した平滑な表面４２が残
される。

第５図において、ガスタービンエンジン（図示
なし）の燃焼室の壁１１０の外側がシート体１１
２の形のスキン（外皮）により被覆されるものを
表している。上記壁１１０は、平らな形すなわち
バーレル形に曲げられる前の形で図示されてい
る。

上記シート体１１２は、保持板１１４上に耐熱
材料の粒子を沈積した後、該保持板１１４上に作
られる。上記粒子の沈積は、保持板１１４に粒子
をプラズマ散布することにより行われ得る。しか
し、シート体１１２の材料の性質および保持板１
１４の材料の性質とが適当であれば、これらの一
方を他方上に置には、例えば、電気化学的あるい
は圧延等の既知の方法により行われ得る。

シート体１１２を保持板１１４に取付けた後、
シート体１１２の露出面中に通常の切削またはエ
ツチングにより溝１１６が作られ、ついで、これ
らの溝１１６中にリーチされ得る（除去され得
る）材料１１８例えばセラミツク，鋼あるいは鉄
が満たされる。

つぎに、上記シート体１１２と保持板１１４と
の複合体は、シート体１１２の露出面が燃焼室壁
１１０の表面に衝接する形に上記壁１１０上に置
かれ、さらに、このように組立てられたものの全
体が金属製の袋（図示なし）中に封入され、上記
袋中が真空化された後に炉（図示なし）中に置か
れる。そして、炉内が抜気され、不活性ガスで満
たされて加熱される。この場合、炉中の温度およ
び圧力は、高温均等圧縮を行わせるに充分な程に
高められ、壁１１０とシート体１１２とが均質な
製品に結合される。

また、第６図において、製品を冷却した後、保
持板１１４を適当な手段より除去される。例え
ば、高温均等圧縮操作の前に保持板１１４とシー
ト体１１２との間に充填材（結合防止剤）が施さ
れた場合には、上記両者間の均質結合が防かれ
る。保持板１１４とシート体１１２との接合部分
に孔１２０をあけ、これにガス供給管１２２を挿
入する。ついでアルゴンの如きガスがポンプによ
り上記管１２２を通して送られ、接合線中に通さ
れる。これによつて、シート体１１２と保持板１
１４とが引き離される。

さらに、充填材１１８が除去され、壁１１０が
曲げられて衝合わせ溶接となる。これによつてき
れいな通路を有する円筒形体が形成される。した
がつて、通路中の半径方向孔をあけることが可能
にされ、これによりガスタービンエンジン中での
燃焼室の作動の間に発散冷却を行うことができる
ようになる。

さて、第７図においては、タービンブレート１
２６は、スキン（外皮）１３０中に被覆された翼
部１２８を有しており、上記スキン１３０は、第
５図および第６図に前述したようにして翼部１２
８に取付けられる。

翼部１２８に取付ける前には、スキン１３０に
溝１３２が作られ、これらの溝には前述のような
可除去材料（図示なし）が満たされる。これらの
可除去材料は、スキン１３１の取付けの後除去さ
れ、表面に不連続性を有せずにスキン１３０によ
り覆われた翼部１２８が残され、スキン１３０
は、翼部１２８とともにガスタービンエンジン中
でのブレード１２６の作動の間に冷却流体を送る
ためのきれいな通路が形成される。

上述二例の何れにおいてもスキンは、心部（コ
ア）の材料と同じ成分を有する材料のシートから
作られ得るが、他法としては、完成製品の外面に
例えば酸化または腐蝕に対する大きな抵抗を与え
るために心部と異なる成分を有する材料からスキ
ンを作ることも出来る。

〔発明の効果〕

製品に移す被覆を保持体に施すことにより得ら
れる重要な利益は、保持体は安価な比較的反応性
でない金属から作ることができ、従つて、保持体
に被覆を施すに際して如何なる方法も採用するこ
とができる。さらに、被覆が移される製品の材料
が嫌う方法（製品の材料が侵される怖れのある方
法）、たとえば化学的鍍金溶液中へ浸漬する方法
さえも用いられ得ることができる。

さらに他の利益は、少なくとも直線形の孔に対
しては、も早スプレー法を用い必要がなくなるこ
とである。スプレー法は、常に困難な作業を強い
られ、特に孔の場合には、被覆されるべき表面が
閉封されていることによつて均等な厚さを得るこ
とが特に困難なのである。

したがつて、本発明の方法によれば、単一の製
品に多数あるいは単一の保持体上に適当の逆の順
序に積層することによつて多数の被が可能にされ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第１図ａ，ｂ，ｃは本発明の第一
実施例による方法を示す図、第２図および第２図
ａ，ｂ，ｃは本発明の第二実施例を示す図、第３
図はさらに他の実施例を示す図、第４図および第
４図ａ，ｂ，ｃはさらに他の実施例を示す図、第
５図および第６図は冷却通路を有する製品を作る
方法を示す図、第７図は上記の如き冷却通路を有
するタービンブレードを示す図である。 １０……製品、１２……保持体、１４……被
覆、１６……製品、２２……保持心金、２４……
被覆、２６……充填材、２８……保持体、３０…
…被覆、３６，３８……条、４０……製品、１１
０……ガスタービンエンジンの燃焼室の壁、１１
２……スキン、１１４……保持板、１１８……充
填材、１２６……タービンブレード、１２８……
タービンブレードの翼部、１３０……スキン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 実質的に剛性の構成部品の表面に被覆１４を
   施して予定の形を有する複合製品１０を作る方法
   に於て； (a) 一部が、予定形に作られた表面を有する保持
   体１２を作り、 (b) 上記保持体の表面上に被覆１４を施し、上記
   保持体と被覆との組合わせ体は実質的に剛性で
   あり、上記被覆は、保持体と反対の側に上記部
   品の表面の補形を成す表面を有し、 (c) 相補形をなす上記部品の表面と上記被覆の表
   面とが相接するように上記部品と上記保持体と
   を組合わせ、 (d) このように組合わされた部品および保持体を
   充分な熱，圧力で高温均等圧縮して上記部品と
   被覆との相接する相互補形面を結合して複合製
   品を作る ことから成る方法。 ２ 作られた複合製品から保持体１２を少なくと
   も部分的に除去するようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 上記部品１０の表面および上記保持体１２の
   補形面が非平面であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項または第２項に記載の方法。 ４ 保持体に二つ以上の被覆を製品上への所望順
   序と反対の順に施すようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項，第２項または第３項に記
   載の方法。 ５ 保持体３６に間隔を距てた部分３８の形に被
   覆を施し、上記間隔内において上記保持体を製品
   上に高温均等圧縮し、その後、上記被覆を覆う保
   持体３６の部分を取除くようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項，第２項または第３項
   に記載の方法。 ６ 保持体２８と被覆３０との間に充填材２６を
   置くようにしたことを特徴とする第１項，第２
   項，第３項，第４項または第５項の何れかに記載
   の方法。 ７ 被覆１１２の上記表面中に溝１１６を作り、
   上記部品と保持体とを組合わせる前に上記溝に可
   除去材料１１８を満たし、上記部品と上記保持体
   とを高温均等圧縮した後、上記可除去材料を除去
   し、製品中に通路を残すようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項，第２項または第３項
   に記載の方法。 ８ 上記被覆が、固められた粒子から成ることを
   特徴とする特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９ 上記粒子が金属性であることを特徴とする特
   許請求の範囲第８項記載の方法。 １０ 上記被覆が熱遮断材から成ることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項，第２項，第３項，第
   ４項，第５項，第６項，第７項，第８項または第
   ９項の何れかに記載の方法。 １１ 上記被覆が耐摩耗外皮から成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項，第２項，第３項，
   第４項，第５項，第６項，第７項，第８項，第９
   項または第１０項に記載の方法。