JPH1080827A - アルミニウム合金部品の補修方法 - Google Patents
アルミニウム合金部品の補修方法Info
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- JPH1080827A JPH1080827A JP23824696A JP23824696A JPH1080827A JP H1080827 A JPH1080827 A JP H1080827A JP 23824696 A JP23824696 A JP 23824696A JP 23824696 A JP23824696 A JP 23824696A JP H1080827 A JPH1080827 A JP H1080827A
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Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 修理終了時の寸法精度の向上と、局所的な歪
みの発生の減少と、溶接時の溶融による変形の防止と、
欠陥部の消滅とを図る。 【解決手段】 アルミニウム合金部品の欠陥部をアルミ
ニウムをベースとする鑞材で塞ぎ、真空雰囲気中でアル
ミニウム合金部品を加熱し鑞材を溶解して欠陥部の内部
に浸透させた後、アルミニウム合金部品を高温静水圧プ
レス処理して鑞材を欠陥部の内奥部に送り込み、鑞材と
アルミニウム合金部品の組織とを拡散接合により一体と
する。
みの発生の減少と、溶接時の溶融による変形の防止と、
欠陥部の消滅とを図る。 【解決手段】 アルミニウム合金部品の欠陥部をアルミ
ニウムをベースとする鑞材で塞ぎ、真空雰囲気中でアル
ミニウム合金部品を加熱し鑞材を溶解して欠陥部の内部
に浸透させた後、アルミニウム合金部品を高温静水圧プ
レス処理して鑞材を欠陥部の内奥部に送り込み、鑞材と
アルミニウム合金部品の組織とを拡散接合により一体と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
部品の補修方法に関する。
部品の補修方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンに付属して設けられた補機
やケーシング類等において、外部応力、異物の衝突、熱
履歴、金属疲労などに基づく損傷が生じた場合には、適
宜技術により補修が施される。前記補機やケーシング類
等においては、アルミニウムをベースにした合金が使用
され、例えばケーシング１にクラック等の欠陥部Ｃが生
じた場合には、欠陥部Ｃを含む周囲の部分を広範囲に亙
って削り取り、肉盛り溶接する等の補修が行われてい
る。
やケーシング類等において、外部応力、異物の衝突、熱
履歴、金属疲労などに基づく損傷が生じた場合には、適
宜技術により補修が施される。前記補機やケーシング類
等においては、アルミニウムをベースにした合金が使用
され、例えばケーシング１にクラック等の欠陥部Ｃが生
じた場合には、欠陥部Ｃを含む周囲の部分を広範囲に亙
って削り取り、肉盛り溶接する等の補修が行われてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、アルミニウム
の溶接は、溶融温度が低く熱伝導性が高いというその材
料の特徴がありながら表面を融点の高いアルミニウム酸
化物で覆われているため、溶接入熱を大きくせざるを得
ず、熱影響範囲が拡大して寸法精度を確保することが困
難な場合が多い。また、欠陥部の周囲を削り取るため、
欠陥部が大きい場合には、母材組織が減少した分だけ強
度が低下したり変形が生じたりする等、回復が技術的に
困難なものとなり易い。
の溶接は、溶融温度が低く熱伝導性が高いというその材
料の特徴がありながら表面を融点の高いアルミニウム酸
化物で覆われているため、溶接入熱を大きくせざるを得
ず、熱影響範囲が拡大して寸法精度を確保することが困
難な場合が多い。また、欠陥部の周囲を削り取るため、
欠陥部が大きい場合には、母材組織が減少した分だけ強
度が低下したり変形が生じたりする等、回復が技術的に
困難なものとなり易い。
【０００４】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、以下の目的を達成しようとするものである。 補修終了時の寸法精度の向上を図る。 局所的な歪みの発生の減少を図る。 溶接時の溶融による変形の防止を図る。 欠陥部の消滅を図る。 アルミニウム合金部品の補修コストの削減を図る。
ので、以下の目的を達成しようとするものである。 補修終了時の寸法精度の向上を図る。 局所的な歪みの発生の減少を図る。 溶接時の溶融による変形の防止を図る。 欠陥部の消滅を図る。 アルミニウム合金部品の補修コストの削減を図る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】アルミニウム合金部品の
欠陥部をアルミニウムをベースとする鑞材で塞ぐ工程
と、アルミニウム合金部品を真空雰囲気中において欠陥
部の脱気をおこなう工程と、真空雰囲気中でアルミニウ
ム合金部品を加熱し鑞材を溶解して欠陥部の内部に浸透
させる工程と、アルミニウム合金部品を高温静水圧プレ
ス処理することにより鑞材を欠陥部の内奥部に送り込む
工程と、鑞材とアルミニウム合金部品の組織とを拡散接
合により一体とする工程とを有する技術が適用される。
高温静水圧プレス処理時における圧力気体として、アル
ゴンガス等の不活性ガスが使用され、４００℃〜５００
℃の温度で拡散接合処理される。アルミニウム合金部品
は、珪素：４．０〜８．０重量％、マグネシウム：０．
２〜０．６重量％、銅：０〜１．５重量％、残部がアル
ミニウムである化学成分の合金が適用される。鑞材にあ
っては、アルミニウムをベースとする合金とされ、ゲル
マニウム、銅、珪素、マグネシウムのうちの少なくても
一つの元素を含むものとされ、望ましくは、ゲルマニウ
ム：０〜５０重量％、珪素：５〜２０重量％、マグネシ
ウム：０．５〜１．５重量％、銅：０．５〜１．５重量
％の化学成分を有するものが適用される。
欠陥部をアルミニウムをベースとする鑞材で塞ぐ工程
と、アルミニウム合金部品を真空雰囲気中において欠陥
部の脱気をおこなう工程と、真空雰囲気中でアルミニウ
ム合金部品を加熱し鑞材を溶解して欠陥部の内部に浸透
させる工程と、アルミニウム合金部品を高温静水圧プレ
ス処理することにより鑞材を欠陥部の内奥部に送り込む
工程と、鑞材とアルミニウム合金部品の組織とを拡散接
合により一体とする工程とを有する技術が適用される。
高温静水圧プレス処理時における圧力気体として、アル
ゴンガス等の不活性ガスが使用され、４００℃〜５００
℃の温度で拡散接合処理される。アルミニウム合金部品
は、珪素：４．０〜８．０重量％、マグネシウム：０．
２〜０．６重量％、銅：０〜１．５重量％、残部がアル
ミニウムである化学成分の合金が適用される。鑞材にあ
っては、アルミニウムをベースとする合金とされ、ゲル
マニウム、銅、珪素、マグネシウムのうちの少なくても
一つの元素を含むものとされ、望ましくは、ゲルマニウ
ム：０〜５０重量％、珪素：５〜２０重量％、マグネシ
ウム：０．５〜１．５重量％、銅：０．５〜１．５重量
％の化学成分を有するものが適用される。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るアルミニウム
合金部品の補修方法の一実施形態を、図面に基づいて説
明する。図１ないし図３において、符号１はアルミニウ
ム合金部品（ケーシング）、２は鑞材、Ｃは欠陥部（ク
ラック）である。
合金部品の補修方法の一実施形態を、図面に基づいて説
明する。図１ないし図３において、符号１はアルミニウ
ム合金部品（ケーシング）、２は鑞材、Ｃは欠陥部（ク
ラック）である。
【０００７】アルミニウム合金部品１は、前述した図４
に示すケーシングであり、珪素：４．０〜８．０重量
％、マグネシウム：０．２〜０．６重量％、銅：０〜
１．３重量％、残部がアルミニウムである合金が適用さ
れ、例えば、表１に示す組織の合金から、珪素：５．０
重量％、マグネシウム：０．５重量％、銅：１．３重量
％、残部がアルミニウムからなる組成を持つものが適用
される。また、ケーシング１には、図４に示すようなク
ラックＣが生じており、クラックＣの大きさは、ケーシ
ング１の表面で長さ２０ｍｍ〜３０ｍｍ、幅０．１ｍｍ
〜１０ｍｍ程度であるとする。
に示すケーシングであり、珪素：４．０〜８．０重量
％、マグネシウム：０．２〜０．６重量％、銅：０〜
１．３重量％、残部がアルミニウムである合金が適用さ
れ、例えば、表１に示す組織の合金から、珪素：５．０
重量％、マグネシウム：０．５重量％、銅：１．３重量
％、残部がアルミニウムからなる組成を持つものが適用
される。また、ケーシング１には、図４に示すようなク
ラックＣが生じており、クラックＣの大きさは、ケーシ
ング１の表面で長さ２０ｍｍ〜３０ｍｍ、幅０．１ｍｍ
〜１０ｍｍ程度であるとする。
【表１】
【０００８】鑞材２は、粉末状、板状、あるいはペース
ト状とされ、ケーシング１よりも融点の低い合金とされ
る。その組成は、例えばゲルマニウムが３５〜４５重量
％、珪素が１０〜１５重量％、マグネシウムが０．６〜
０．７重量％、銅が０．６〜０．７重量％、残部がアル
ミニウムとされ、表２に示す組織の合金から、特にゲル
マニウムが３５重量％、珪素が１２重量％、マグネシウ
ムが０．７重量％、銅が０．７重量％、残部がアルミニ
ウムの組成を持つものが適用される。かかる組成の鑞材
２は、その融点が例えば５１０℃となる。
ト状とされ、ケーシング１よりも融点の低い合金とされ
る。その組成は、例えばゲルマニウムが３５〜４５重量
％、珪素が１０〜１５重量％、マグネシウムが０．６〜
０．７重量％、銅が０．６〜０．７重量％、残部がアル
ミニウムとされ、表２に示す組織の合金から、特にゲル
マニウムが３５重量％、珪素が１２重量％、マグネシウ
ムが０．７重量％、銅が０．７重量％、残部がアルミニ
ウムの組成を持つものが適用される。かかる組成の鑞材
２は、その融点が例えば５１０℃となる。
【表２】
【０００９】以下、本発明に係るアルミニウム合金部品
の補修方法の実施状況について工程順に説明する。
の補修方法の実施状況について工程順に説明する。
【００１０】〔欠陥部の閉塞処理〕図１に示すように、
ケーシング１の表面にクラックＣが生じている際、クラ
ックＣを切削することなくクラックＣを塞ぐように鑞材
２を配する。鑞材２は、ペースト状とするとともに、ク
ラックＣに挿入状態とすることが望ましい。
ケーシング１の表面にクラックＣが生じている際、クラ
ックＣを切削することなくクラックＣを塞ぐように鑞材
２を配する。鑞材２は、ペースト状とするとともに、ク
ラックＣに挿入状態とすることが望ましい。
【００１１】〔真空処理〕ケーシング１を例えば真空炉
の内部に挿入し、クラックＣおよび鑞材２が上方位置と
なるように設定した状態で１０-2torr程度の真空雰囲気
としてクラックＣの内部空気を除去する。
の内部に挿入し、クラックＣおよび鑞材２が上方位置と
なるように設定した状態で１０-2torr程度の真空雰囲気
としてクラックＣの内部空気を除去する。
【００１２】〔高温処理〕ケーシング１を鑞材２の融点
以上の温度、例えば５１０℃以上とする。鑞材２はが溶
融状態になると、重力あるいは毛細管現象に基づいて、
図２に示すように、クラックＣの内部まで浸透する。鑞
材２がクラックＣの内部に浸透した場合にあっても、ク
ラックＣの内部には鑞材２が充填されない残留空間Ｄが
存在する場合が考えられる。
以上の温度、例えば５１０℃以上とする。鑞材２はが溶
融状態になると、重力あるいは毛細管現象に基づいて、
図２に示すように、クラックＣの内部まで浸透する。鑞
材２がクラックＣの内部に浸透した場合にあっても、ク
ラックＣの内部には鑞材２が充填されない残留空間Ｄが
存在する場合が考えられる。
【００１３】〔高温静水圧プレス処理〕次いで、炉内に
アルゴンガス等の不活性ガスを充填し、ガス圧を高めか
つ炉内温度を上げることにより高温静水圧プレス処理を
行う。この際に、ガス圧によってクラックＣに残存して
いた空間は押しつぶされ、縮小および消滅が行われる。
アルゴンガス等の不活性ガスを充填し、ガス圧を高めか
つ炉内温度を上げることにより高温静水圧プレス処理を
行う。この際に、ガス圧によってクラックＣに残存して
いた空間は押しつぶされ、縮小および消滅が行われる。
【００１４】〔拡散処理〕さらに、拡散接合適温、例え
ば５００℃の温度状態で数時間例えば４時間炉内に保持
することにより、拡散処理が行われる。その結果、鑞材
２のアルミニウム等の構成原子はケーシング１の母材中
に拡散し、同様にケーシング１中のアルミニウム等の構
成原子は鑞材２の内部に拡散して、ケーシング１と鑞材
２とが拡散接合されて一体となり、図３に示すように、
周囲と同一の組織の修復部Ｅが形成される。なお、この
処理は、高温静水圧プレス時に一括して行うこともでき
る。
ば５００℃の温度状態で数時間例えば４時間炉内に保持
することにより、拡散処理が行われる。その結果、鑞材
２のアルミニウム等の構成原子はケーシング１の母材中
に拡散し、同様にケーシング１中のアルミニウム等の構
成原子は鑞材２の内部に拡散して、ケーシング１と鑞材
２とが拡散接合されて一体となり、図３に示すように、
周囲と同一の組織の修復部Ｅが形成される。なお、この
処理は、高温静水圧プレス時に一括して行うこともでき
る。
【００１５】
【発明の効果】本発明のアルミニウム合金部品の補修方
法によれば、以下の効果を奏する。 （１）アルミニウム合金部品の全体を同一温度状態、同
一圧力状態として補修を行うため、局所的な歪みの発生
の減少を図ることができる。 （２）アルミニウム合金部品と鑞材を炉内処理によって
拡散結合するため、溶接時の溶融による変形の防止を図
ることができる。 （３）上記により修理終了時の寸法精度の向上を図るこ
とができる。 （４）アルミニウム合金部品のクラックを拡散結合する
ため、組織組成が均一になる。
法によれば、以下の効果を奏する。 （１）アルミニウム合金部品の全体を同一温度状態、同
一圧力状態として補修を行うため、局所的な歪みの発生
の減少を図ることができる。 （２）アルミニウム合金部品と鑞材を炉内処理によって
拡散結合するため、溶接時の溶融による変形の防止を図
ることができる。 （３）上記により修理終了時の寸法精度の向上を図るこ
とができる。 （４）アルミニウム合金部品のクラックを拡散結合する
ため、組織組成が均一になる。
【図１】 本発明に係るアルミニウム合金部品の補修方
法の一実施形態を示す正断面図である。
法の一実施形態を示す正断面図である。
【図２】 図１のアルミニウム合金部品を熱処理した状
態を示す正断面図である。
態を示す正断面図である。
【図３】 図２のアルミニウム合金部品を高温静水圧プ
レス処理した状態を示す正断面図である。
レス処理した状態を示す正断面図である。
１…アルミニウム合金部品（ケーシング） ２…鑞材 Ｃ…欠陥部（クラック） Ｄ…残留空間 Ｅ…修復部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 21/02 Ｃ２２Ｃ 21/02
Claims (7)
- 【請求項１】 アルミニウム合金部品（１）を真空雰囲
気中において欠陥部（Ｃ）の脱気をおこなう工程と、真
空雰囲気中でアルミニウム合金部品を加熱し鑞材（２）
を溶解して欠陥部の内部に浸透させる工程と、アルミニ
ウム合金部品を高温静水圧プレス処理することにより鑞
材を欠陥部の内奥部に送り込む工程とを有することを特
徴とするアルミニウム合金部品の補修方法。 - 【請求項２】 鑞材（２）とアルミニウム合金部品
（１）の組織とを拡散接合により一体とする工程とを有
することを特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金
部品の補修方法。 - 【請求項３】 アルミニウム合金部品（１）を真空雰囲
気中において欠陥部（Ｃ）の脱気をおこなう工程と、真
空雰囲気中でアルミニウム合金部品を加熱し鑞材（２）
を溶解して欠陥部の内部に浸透させる工程と、アルミニ
ウム合金部品を高温静水圧プレス処理することにより鑞
材を欠陥部の内奥部に送り込む工程と、鑞材とアルミニ
ウム合金部品の組織とを拡散接合により一体とする工程
とが同一容器内で行われることを特徴とする請求項１ま
たは２記載のアルミニウム合金部品の補修方法。 - 【請求項４】 高温静水圧プレス処理において圧力気体
として不活性ガスが使用され、４００℃以上の温度状態
で拡散接合処理が行われることを特徴とする請求項１か
ら３のいずれか記載のアルミニウム合金部品の補修方
法。 - 【請求項５】 アルミニウム合金部品（１）は、珪素：
４．０〜８．０重量％、マグネシウム：０．２〜０．６
重量％、銅：０〜１．５重量％、残部がアルミニウムで
ある化学成分の合金であることを特徴とする請求項１か
ら４のいずれか記載のアルミニウム合金部品の補修方
法。 - 【請求項６】 鑞材（２）がアルミニウムをベースとす
る合金とされ、ゲルマニウム、銅、珪素、マグネシウム
のうちの少なくても一つの元素を含むものとされること
を特徴とする請求項１から５のいずれか記載のアルミニ
ウム合金部品の補修方法。 - 【請求項７】 鑞材（２）は、ゲルマニウム：０〜５０
重量％、珪素：５〜２０重量％、マグネシウム：０．５
〜１．５重量％、銅：０．５〜１．５重量％、残部がア
ルミニウムである化学成分の合金であることを特徴とす
る請求項６記載のアルミニウム合金部品の補修方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23824696A JPH1080827A (ja) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | アルミニウム合金部品の補修方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23824696A JPH1080827A (ja) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | アルミニウム合金部品の補修方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1080827A true JPH1080827A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17027326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23824696A Pending JPH1080827A (ja) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | アルミニウム合金部品の補修方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1080827A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6234199B1 (en) | 1998-12-12 | 2001-05-22 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Hydraulic pressure control unit |
| FR2912674A1 (fr) * | 2007-02-20 | 2008-08-22 | Snecma Services Sa | Procede de rechargement d'une piece en alliage d'aluminium |
| JP2009101422A (ja) * | 2009-01-15 | 2009-05-14 | Showa Denko Kk | 摩擦撹拌接合終端の処理方法 |
| JP2011093041A (ja) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Kobe Steel Ltd | 局部冷却方法 |
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