JPS6179801A - セラミツクロ−タのバランス修正方法 - Google Patents
セラミツクロ−タのバランス修正方法Info
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- JPS6179801A JPS6179801A JP19938984A JP19938984A JPS6179801A JP S6179801 A JPS6179801 A JP S6179801A JP 19938984 A JP19938984 A JP 19938984A JP 19938984 A JP19938984 A JP 19938984A JP S6179801 A JPS6179801 A JP S6179801A
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- rotor
- balance
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- silicon nitride
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
- F01D5/284—Selection of ceramic materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
し産業上の利用分野］
本発明はセラミックロータのバランス修正方法、例えば
ターボチャージャ用タービンロータの動的つりおいをと
る場合に用いて好適なバランス修正方法に関する。
ターボチャージャ用タービンロータの動的つりおいをと
る場合に用いて好適なバランス修正方法に関する。
〔従来の技イ２ト１〕
一般に高速回転体は慣性モーメントの不つりあいから生
じる破壊を防ぐために、回転体の一部を加工して動的つ
りあいをとるのが普通である。動的つりおいをとるにあ
たって１回転体が金属製のものであるときは易すく加工
することができるが、窒化珪素の焼結体となると、硬さ
が、ビッカース硬さで１５００ｋｇ／ｍｒｒｒ’あるの
で、ダイヤモンド砥石を用いても速く加工することがで
きない。
じる破壊を防ぐために、回転体の一部を加工して動的つ
りあいをとるのが普通である。動的つりおいをとるにあ
たって１回転体が金属製のものであるときは易すく加工
することができるが、窒化珪素の焼結体となると、硬さ
が、ビッカース硬さで１５００ｋｇ／ｍｒｒｒ’あるの
で、ダイヤモンド砥石を用いても速く加工することがで
きない。
そこで従来のセラミックロータのバランス修正方法をみ
ると、カーボランダム社では焼結体に突起物を設け、そ
の突起物を加工してバランス修正を行ったり、あるいは
、実開昭５８−６７９０２号に示す如くセラミック製ロ
ータに金属を接合させ、その金属を加工してバランス修
正を行っている。
ると、カーボランダム社では焼結体に突起物を設け、そ
の突起物を加工してバランス修正を行ったり、あるいは
、実開昭５８−６７９０２号に示す如くセラミック製ロ
ータに金属を接合させ、その金属を加工してバランス修
正を行っている。
［発明が解決しようとする問題点］
セラミックスの焼結体は非常に硬いので、カーボランダ
ム社のバランス修正方法ではダイヤモンド砥石を用いた
研削加工でも速く加工することは困難である。また、実
開昭５８−６７８０２号に開示するバランス修正方法は
加工が容易であっても、セラミックスの特徴である軽い
という長所が金属接合で相殺され、しかも高温における
金属の耐熱性にも問題がある。
ム社のバランス修正方法ではダイヤモンド砥石を用いた
研削加工でも速く加工することは困難である。また、実
開昭５８−６７８０２号に開示するバランス修正方法は
加工が容易であっても、セラミックスの特徴である軽い
という長所が金属接合で相殺され、しかも高温における
金属の耐熱性にも問題がある。
本発明は、上記問題点を解消するためになされたもので
あり、その目的はバランス修正が容易で、かつセラミッ
クスの特徴を生かしたセラミックロータのバランス修正
方法を提供することにある。
あり、その目的はバランス修正が容易で、かつセラミッ
クスの特徴を生かしたセラミックロータのバランス修正
方法を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
未発明にかかるセラミックロータのバランス修正方法は
、上記目的を達成するため、窒化珪素製セラミックロー
タを仮焼結した後にバランス修正を行い、その後木焼成
することを特徴とするものである。
、上記目的を達成するため、窒化珪素製セラミックロー
タを仮焼結した後にバランス修正を行い、その後木焼成
することを特徴とするものである。
仮焼結は窒化珪素が加工困難な緻密な焼結体とならず、
しかもバランス修正に酎え得る強度に焼結することが望
ましい、この状態を満足する仮焼結温度範囲は約１３０
０〜１４００℃である。
しかもバランス修正に酎え得る強度に焼結することが望
ましい、この状態を満足する仮焼結温度範囲は約１３０
０〜１４００℃である。
［実施例］
以下、本発明の一実施例として窒化珪素製ターボチャー
ジャ用タービンロータに適用した場合について説明する
。
ジャ用タービンロータに適用した場合について説明する
。
ターボチャージャー用タービンロータは高熱にさらされ
、しかも約２５万ｒｐｍという高速で回転するので、高
温強度が高く耐熱性に優れた材料でバランス良く形成し
、動的つりあいをとる必要がある。このようなロータの
材料として窒化珪素が優れており、その素地は窒化珪素
粉末に酸化イツトリウム、酸化アルミニウム等の焼結助
剤、更に成形に必要な有機バインダーを入れて作られる
。
、しかも約２５万ｒｐｍという高速で回転するので、高
温強度が高く耐熱性に優れた材料でバランス良く形成し
、動的つりあいをとる必要がある。このようなロータの
材料として窒化珪素が優れており、その素地は窒化珪素
粉末に酸化イツトリウム、酸化アルミニウム等の焼結助
剤、更に成形に必要な有機バインダーを入れて作られる
。
この素地を射出成形で第１図に示すロータの形状に成形
し、焼結に有害な有機バインダーを脱脂する。ロータは
軸付きのボス部ｌとブレード２から成ちている。その後
ロータを窒素ガス雰囲気中で約１３００〜１４００℃で
仮焼結する。１３００℃はロータの仮焼結体がバランス
測定時の回転に耐える強度をもつ焼結温度であり、上限
の１４００℃は、窒化珪素成形体が１Ｂ５０℃以上でｗ
ｋ′！Ｅな焼結体となるのでそれ以下としたものである
。この温度範囲を定めるにあたって１発明者は第１図に
示す窒化珪素のロータを段階的に温度をとげて仮焼結し
、そのときのＡ部およびＢ部を加工除去することにより
みいだした。その結果は第２図および第３図に示す一ラ
フの通りである。第２図のグラフは、Ａ部を＃１２０の
電着ダイヤモンド砥石で加工したときの単位時間当りの
除去量を仮焼結温度毎に示したものである。このグラフ
からすると、１３００〜１４００℃の温度範囲では除去
量が約１．５ ｇ／＊ｉ ｎあるのに対し、１４５０℃
以上になると、ダイヤモンド砥石でもほとんど加工でき
ない状態になっている。第３図はＢ部を上記同様の条件
で加工したときの除去量を示したグラフで、１３００〜
１４００℃の温度範囲では除去量が約１ｇ／■ｉｎある
のに対し、１４５０℃以上になると、はとんど加工除去
ができない状態になっている。また、除去試験で仮焼結
の温度が１３００℃を下回ると、仮焼結体の強度が著し
く低下し、バランス測定の回転中にブレードの付は根に
亀裂が生じることも判った。これらの実験結果からして
仮焼結の下限は１３００℃、上限は１４００℃であるこ
とが望ましいことが判った。また、この仮焼結の温度範
囲は成形体を本焼成したときにほとんど収縮変形を起さ
ないので、バランス修正のために加工するには都合の良
い温度範囲である。しかし、この仮焼結の温度範囲は、
この実施例に適用あるものであり、窒化珪素粉末に混合
する焼成助剤や成形体の肉厚によって仮焼結の温度範囲
が異なることは当然である。
し、焼結に有害な有機バインダーを脱脂する。ロータは
軸付きのボス部ｌとブレード２から成ちている。その後
ロータを窒素ガス雰囲気中で約１３００〜１４００℃で
仮焼結する。１３００℃はロータの仮焼結体がバランス
測定時の回転に耐える強度をもつ焼結温度であり、上限
の１４００℃は、窒化珪素成形体が１Ｂ５０℃以上でｗ
ｋ′！Ｅな焼結体となるのでそれ以下としたものである
。この温度範囲を定めるにあたって１発明者は第１図に
示す窒化珪素のロータを段階的に温度をとげて仮焼結し
、そのときのＡ部およびＢ部を加工除去することにより
みいだした。その結果は第２図および第３図に示す一ラ
フの通りである。第２図のグラフは、Ａ部を＃１２０の
電着ダイヤモンド砥石で加工したときの単位時間当りの
除去量を仮焼結温度毎に示したものである。このグラフ
からすると、１３００〜１４００℃の温度範囲では除去
量が約１．５ ｇ／＊ｉ ｎあるのに対し、１４５０℃
以上になると、ダイヤモンド砥石でもほとんど加工でき
ない状態になっている。第３図はＢ部を上記同様の条件
で加工したときの除去量を示したグラフで、１３００〜
１４００℃の温度範囲では除去量が約１ｇ／■ｉｎある
のに対し、１４５０℃以上になると、はとんど加工除去
ができない状態になっている。また、除去試験で仮焼結
の温度が１３００℃を下回ると、仮焼結体の強度が著し
く低下し、バランス測定の回転中にブレードの付は根に
亀裂が生じることも判った。これらの実験結果からして
仮焼結の下限は１３００℃、上限は１４００℃であるこ
とが望ましいことが判った。また、この仮焼結の温度範
囲は成形体を本焼成したときにほとんど収縮変形を起さ
ないので、バランス修正のために加工するには都合の良
い温度範囲である。しかし、この仮焼結の温度範囲は、
この実施例に適用あるものであり、窒化珪素粉末に混合
する焼成助剤や成形体の肉厚によって仮焼結の温度範囲
が異なることは当然である。
１３００〜１４００℃で仮焼結したロータを動的試験機
を用いて、不つりあいを修正し、同じく窒素ガス雰囲気
中で、約１７００℃で本焼成する０本焼成後においても
当然ロータの動的つりあい試験をすることになるが、た
とえ不つりあいがあっても仮焼結時に修正加工をしてい
るのでつりあいに必要な除去量はほんのわずかでしかな
い。
を用いて、不つりあいを修正し、同じく窒素ガス雰囲気
中で、約１７００℃で本焼成する０本焼成後においても
当然ロータの動的つりあい試験をすることになるが、た
とえ不つりあいがあっても仮焼結時に修正加工をしてい
るのでつりあいに必要な除去量はほんのわずかでしかな
い。
［効 果］
以上説明したように、本発明によれば、仮焼結時にバラ
ンス修正を行うので、従来行われていた本焼成後のバラ
ンス修正と比べて加工が容易であり、約５〜１０倍の速
度で修正することができ、しかも加工工具の摩耗令損傷
が軽微である効果を有する。また、本発明によれば、バ
ランス修正用の金属を接着するのと比べて、セラミック
特有の効果をそのまま生かすことができる。
ンス修正を行うので、従来行われていた本焼成後のバラ
ンス修正と比べて加工が容易であり、約５〜１０倍の速
度で修正することができ、しかも加工工具の摩耗令損傷
が軽微である効果を有する。また、本発明によれば、バ
ランス修正用の金属を接着するのと比べて、セラミック
特有の効果をそのまま生かすことができる。
第１図は本発明方法が適用されるターポチャージャー用
タービンロータの断面図、第２図は第１図のＡ部の除去
能率と仮焼結温度との関係図、第３図は第１図のＢ部の
除去能率と仮焼結温度との関係図である。 １・・・軸付きボース、２・・・ ブレード。 出−人 アイシン精機株式会社 代理人 弁理士 加 藤 朝 道 第１図 饋嚇塵・キ 月 τ 促ギ＆！怜月
タービンロータの断面図、第２図は第１図のＡ部の除去
能率と仮焼結温度との関係図、第３図は第１図のＢ部の
除去能率と仮焼結温度との関係図である。 １・・・軸付きボース、２・・・ ブレード。 出−人 アイシン精機株式会社 代理人 弁理士 加 藤 朝 道 第１図 饋嚇塵・キ 月 τ 促ギ＆！怜月
Claims (1)
- 窒化珪素製セラミックロータを仮焼結した後にバラン
ス修正を行い、その後本焼成することを特徴とするセラ
ミックロータのバランス修正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19938984A JPS6179801A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | セラミツクロ−タのバランス修正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19938984A JPS6179801A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | セラミツクロ−タのバランス修正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6179801A true JPS6179801A (ja) | 1986-04-23 |
Family
ID=16406957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19938984A Pending JPS6179801A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | セラミツクロ−タのバランス修正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6179801A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03253717A (ja) * | 1990-03-05 | 1991-11-12 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 舶用機関の排気装置 |
-
1984
- 1984-09-26 JP JP19938984A patent/JPS6179801A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03253717A (ja) * | 1990-03-05 | 1991-11-12 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 舶用機関の排気装置 |
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