WO2004111304A1 - 機械部品の修理方法、復元機械部品の製造方法、機械部品の製造方法、ガスタービンエンジン、放電加工機、タービン部品の修理方法、及び復元タービン部品の製造方法 - Google Patents

機械部品の修理方法、復元機械部品の製造方法、機械部品の製造方法、ガスタービンエンジン、放電加工機、タービン部品の修理方法、及び復元タービン部品の製造方法 Download PDF

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Hiroyuki Ochiai
Mitsutoshi Watanabe
Tatsuto Urabe
Kazuo Souno
Akihiro Goto
Masao Akiyoshi
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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    • Y10T29/49318—Repairing or disassembling

Definitions

  • the present invention relates to a method for repairing a mechanical part, a method for manufacturing a restored mechanical part, a method for manufacturing a mechanical part, a gas turbine engine, an electric discharge machine, a method for repairing a turbine part, and a method for manufacturing a restored turbine part. .
  • a first feature of the present invention is a method of repairing a mechanical part for repairing a repaired portion of a conductive mechanical part, the method comprising: Suffered A removing step of removing a defect generated in the repaired part; after the removing step is completed, a metal powder, or a mixed powder force of a metal powder and a ceramic powder, a molded body, or a heat-treated molded body.
  • a molded electrode composed of a molded body a pulse-like discharge is generated between the removed portion of the mechanical component from which the defect has been removed and the molded electrode in a liquid or air having electrical insulation properties. Then, the material of the molded electrode or a reactant of the material is deposited on the removed portion of the mechanical component by the discharge energy.
  • a second feature of the present invention is a method of manufacturing a restored machine component for manufacturing a restored machine component from a conductive original machine component, wherein the method is performed on a processed portion of the original machine component. And a molded body formed from metal powder, or a mixed powder of metal powder and ceramic powder, or a heat-treated molded body after the completion of the removing step.
  • a shaped electrode Using a shaped electrode, a pulse-like discharge is generated between the removed portion of the raw machine component from which the defect has been removed and the shaped electrode in an electrically insulating liquid or air, and the discharge energy is generated.
  • a third feature of the present invention is a mechanical component for producing a mechanical component having a conductive component main body and a porous overlay formed on a processed portion of the component main body.
  • a molded electrode composed of the heat-treated molded body put it in a liquid or in the air having an electrically insulating property, and apply a pulse-shaped pulse between the processing target portion of the component body and the molded electrode.
  • the material of the molded electrode or a reactant of the material is deposited, diffused, and / or welded on the processed portion of the component body by the discharge energy to form the overlay. And a build-up process to be performed.
  • FIG. 1 is a view showing a turbine rotor blade according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view of a gas turbine engine according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a view showing an electric discharge machine according to the first embodiment.
  • FIGS. 4 (a), 4 (b) and 4 (c) show a method of repairing a mechanical part according to the first embodiment and a method of manufacturing a restored mechanical part according to the second embodiment.
  • FIG. 4
  • FIGS. 5 (a), 5 (b), and 5 (c) show a method for repairing a mechanical part according to the first embodiment and a method for manufacturing a restored mechanical part according to the second embodiment.
  • FIG. 5 shows a method for repairing a mechanical part according to the first embodiment and a method for manufacturing a restored mechanical part according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a view for explaining the relationship between a blade removal portion and a formed electrode.
  • FIG. 7 is a view showing a turbine rotor blade according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a view showing a turbine rotor blade according to a third embodiment.
  • FIGS. 9 (a), 9 (b), and 9 (c) are diagrams illustrating a method for manufacturing a mechanical component according to the third embodiment.
  • FIG. 10 (a), FIG. 10 (b), and FIG. 10 (c) are diagrams illustrating a method for manufacturing a mechanical component according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the tip of a blade and a forming electrode.
  • FIG. 12 is a view showing a turbine rotor blade according to a modification of the third embodiment.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a turbine bucket according to a fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a view showing an electric discharge machine according to a fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a schematic plan view of an exchange unit according to a fourth embodiment.
  • FIGS. 16 (a), 16 (b), and 16 (c) show a method for repairing a mechanical part according to the fourth embodiment and a method for manufacturing a restored mechanical part according to the fifth embodiment.
  • FIG. 16 shows a method for repairing a mechanical part according to the fourth embodiment and a method for manufacturing a restored mechanical part according to the fifth embodiment.
  • FIG. 17 (a) and FIG. 17 (b) show a method of repairing a mechanical part according to the fourth embodiment
  • FIG. 21 is a diagram for explaining a method of manufacturing a restored mechanical component according to the fifth embodiment.
  • FF indicates a forward direction
  • FR indicates a backward direction
  • the “left-right direction” is appropriately referred to as the X-axis direction
  • the “front-rear direction” is referred to as the Y-axis direction
  • the “up-down direction” is appropriately referred to as the Z-axis direction.
  • the “discharge direction” refers to the front and back direction toward the paper in FIGS. 6 and 11. Say.
  • FIGS. 1 and 2 a brief description will be given of a turbine rotor blade 1 which is a target of a method for repairing mechanical parts according to the first embodiment.
  • the turbine blade 1 is one of conductive mechanical parts, and is used again for a gas turbine engine 3 such as a jet engine by performing repair.
  • the turbine rotor blade 1 includes a blade 5, a platform 7 formed at a base end of the blade 5, and a dovetail 9 formed on the platform 7.
  • the dovetail 9 can be fitted into a dovetail groove (not shown) of a turbine disk (not shown) which is a component of the gas turbine engine 3.
  • the tip of the blade 5 is a portion to be repaired of the turbine rotor blade 1.
  • the electric discharge machine 11 is a machine used for carrying out a method for repairing a mechanical component according to the first embodiment, and should extend in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the bed 13 is provided with a column 15 extending in the Z-axis direction.
  • the bed 13 is provided with a table 17, which can be moved in the X-axis direction by driving the X-axis servomotor 19, and can be moved in the Y-axis direction by driving the Y-axis servomotor 21. Can be moved to
  • the table 17 is provided with a processing tank 23 for storing an electrically insulating liquid S containing an alkane hydrocarbon such as oil, and a support plate 25 is provided in the processing tank 23. ing.
  • the support plate 25 is provided with a jig 27 capable of setting a mechanical component such as the turbine blade 1 or a component body of a mechanical component to be described later.
  • the jig 27 is electrically connected to the power supply 29.
  • the column 13 is provided with a processing head 31.
  • the processing head 31 is movable in the Z-axis direction by driving a Z-axis servo motor 33.
  • the caroe head 31 is provided with a first holder 39 for exchangeably holding the forming electrode 35 or the hard forming electrode 37.
  • a hard wear-resistant hard material is provided near the first holder 39 in the processing head 31.
  • Hold electrode 41 A second holder 43 is provided. The first holder 39 and the second holder 43 are electrically connected to the power supply 29.
  • the molded electrode 35 is constituted by a molded body formed by compression from a powder of an oxidation-resistant metal by pressing, or the above-mentioned molded body which has been subjected to a heat treatment in a vacuum furnace or the like.
  • the molding electrode 35 may be molded by slurry injection, MIM (Metal Injection Molding), thermal spraying, or the like.
  • the oxidation-resistant metal constituting the molded electrode 35 includes nickel alloys such as NiCr and CoNiCrAlY, and cobalt alloys.
  • the molded electrode 35 may be formed of a compact obtained by compression molding a mixed powder of the oxidation-resistant metal powder and the ceramic powder.
  • the hard molded electrode 37 is formed of a molded body formed by compressing a mixed powder of an oxidation-resistant metal powder and a ceramic powder by pressing with a press, or the above-mentioned molded body that has been heat-treated in a vacuum furnace or the like. is there. It is to be noted that the hard molded electrode 37 may be molded by slurry injection, MIM (Metal Injection Molding), thermal spraying or the like instead of molding by compression.
  • MIM Metal Injection Molding
  • the oxidation-resistant metal constituting the hard molded electrode 37 is the same as the oxidation-resistant metal constituting the molded electrode 35, and the ceramics constituting the hard molded electrode 37 include cBN, TiC, TiN, TiAIN ⁇ TiB2, WC, SiC, Si3N4, Cr3C2, A1203, Zr ⁇ 2—Y, ZrC, VC, B4C Any one material or a mixture of two or more materials.
  • the hard molded electrode 37 may be a molded body obtained by compression-molding a conductive ceramic powder, or may be constituted by a heat-treated molded body.
  • conductive ceramic powder can be produced by, for example, applying a conductive film to the surface of the ceramic powder.
  • the hard electrode 41 is made of a solid of graphite, a tungsten alloy, or a copper alloy.
  • the method for repairing mechanical parts includes the steps of: A method for repairing an end portion, which includes the following steps: 1) a removing step, (1-2) a thin film step, (1-3) a thin film changing step, and (1-4) a thin film.
  • the method includes a filling process, a (1-5) finishing process, and a (1-6) hard thin film process.
  • the turbine blade 1 as the mechanical part is set on the jig 27 so that the tip of the blade 5 as the part to be repaired faces upward.
  • the table 17 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction by driving the X-axis servomotor 19 and the Y-axis servomotor 21 so that the turbine rotor blades face the tip of the blade 5 and the hard electrode 41. Perform the positioning of 1. In some cases, it is sufficient to simply move the table 17 in one of the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • a pulse-like discharge is generated between the tip of the blade 5 and the hard electrode 41.
  • defects D such as cracks generated at the tip of the blade 5 can be removed by the discharge energy.
  • the hard electrode 41 is reciprocated in the Z-axis direction by a small amount by the driving of the Z-axis servo motor 33 integrally with the calorie head 31.
  • the portion of the wing 5 from which the defect D has been removed is referred to as a removed portion 5e.
  • the table 17 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction by driving the X-axis servomotor 19 and the Y-axis servomotor 21 to thereby remove the blade 5 e.
  • the turbine blade 1 is positioned so that the and the forming electrode 35 face each other. In some cases, it is sufficient to move the table 17 in the X-axis direction.
  • the discharge energy causes the material of the shaped electrode 35 or a reactant of the material to be deposited, diffused, and Z- or welded on the removal portion 5e of the blade 5.
  • the porous thin film 45 can be formed.
  • the forming electrode 35 is reciprocated in the Z-axis direction by a small amount by the driving of the Z-axis servomotor 33 integrally with the cassette head 31.
  • deposition, diffusion, and / or welding means “deposition”, “diffusion”, “welding”, “deposition and spreading”. It is meant to include any of the following: “two mixing phenomena of dispersion”, “two mixing phenomena of deposition and welding”, “two mixing phenomena of diffusion and welding”, and “three mixing phenomena of deposition, diffusion and welding”.
  • the table 17 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction by driving the X-axis servo motor 19 and the Y-axis servo motor 21 so that the thin film 45 and the hard electrode 41 are moved.
  • the turbine rotor blades 1 are positioned so that they face each other. In some cases, it is sufficient to move the table 17 in the X-axis direction.
  • a pulse-like discharge is generated between the porous thin film 45 and the hard electrode 41.
  • the thin film 45 can be melted by the discharge energy to change the thin film 45 from the porous state to the high-density state.
  • the hard electrode 41 is reciprocated in the Z-axis direction by a small amount by the driving of the Z-axis servomotor 33 integrally with the pump head 31.
  • the table 17 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction by driving the X-axis servo motor 19 and the Y-axis servo motor 21 to thereby form the thin film 45 and the forming electrode.
  • the turbine rotor blade 1 is positioned so that 35 faces each other. In some cases, simply moving the table 17 in the X-axis direction may be sufficient.
  • a pulse-like discharge is generated between the thin film 45 and the forming electrode 35 in the liquid S having electrical insulation.
  • the material of the molded electrode 35 or the reactant of the material is deposited, diffused, and / or welded on the high-density thin film 45 by the discharge energy to form a porous material.
  • a good build 47 can be formed.
  • the Z-axis servo motor 33 drives the forming electrode 35 to reciprocate in the Z-axis direction by a small amount in the Z-axis direction integrally with the machining head 31.
  • the shape of the tip of the shaped electrode 35 is slightly larger than the shape of the removed portion 5e of the wing 5 so that the portion protruding from the portion 5e is consumed.
  • the protrusion amount t of the molded electrode 35 is 0.02 It is desirable that it is not less than mm and not more than 0.3 mm.
  • the table 17 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction by driving the X-axis servomotor 19 and the Y-axis servomotor 21, so that the cladding 47 is hardened.
  • the turbine blade 1 is positioned so that the electrodes 41 face each other. In some cases, it is sufficient to move the table 17 in the X-axis direction.
  • a pulse-like discharge is generated between the build-up 47 and the hard electrode 41.
  • the discharge energy melts the front side of the porous build-up 47, forming a high-density thin film 47a on the front side of the build-up 47. Can be finished to a predetermined thickness.
  • the hard electrode 41 is reciprocated in the Z-axis direction by a small amount by the driving of the Z-axis servomotor 33 integrally with the calorie head 31.
  • the molded electrode 35 is removed from the first holder 39, and the hard molded electrode 37 is held by the first holder 39.
  • the turbine blade is moved so that the overlay 47 and the hard forming electrode 37 face each other. Perform position 1 above. In some cases, it is sufficient to move the table 17 in the X-axis direction.
  • a panelless discharge is generated between the build-up 47 and the hard molded electrode 37 in the liquid S having electrical insulation.
  • the material of the hard molded electrode 37 or a reactant of the material is deposited, diffused, Z- or welded on the high-density thin film 47a by the discharge energy,
  • the hard thin film 49 having abrasive properties can be formed, and the repair of the tip of the wing 5 is completed.
  • abrasiveness refers to the property of easily cutting the mating part.
  • the (1-2) thin film step and the (1-3) thin film changing step are omitted, or 1-6) Hard thin film It is also possible to omit the process.
  • a solid material of Si instead of the hard molded electrode 37, as shown in FIG. 5 (c), a solid material of Si, a molded product molded by compressing with a Si powder force press, or a heat treatment was performed by a vacuum furnace or the like.
  • the Si electrode 51 composed of the molded body may be used. Then, in this case, a pulse-like discharge is generated in the electrically insulating liquid containing the alkane hydrocarbon.
  • the Si electrode 51 may be formed by slurry injection, MIM (Metal Injection Molding), thermal spraying, or the like instead of being formed by compression.
  • a peening step of performing a peening process on the front side of the hard thin film 49 may be performed.
  • the range of the build-up 47 can be limited to a range in which discharge is generated, and no extra thickness is generated when forming the build-up 47.
  • the build-up 47 is formed by discharge energy, and the discharge energy locally acts on an extremely small portion in the removal portion 5e of the blade 5, so that the build-up 47 The temperature rise at the tip can be sufficiently suppressed.
  • the thin film 45, the overlay 47, and the hard thin film 49 are formed by discharge energy, a boundary portion between the thin film 45 and the base material of the blade 5 and a boundary portion between the overlay 47 and the thin film 45 are formed.
  • the boundary between the hard thin film 49 and the overlay 47 has a structure in which the composition ratio is inclined, and the hard thin film 49 and the overlay 47 are firmly attached to the base material of the blade 5 via the thin film 45. Can be combined.
  • a thin film 45 is formed on the removed portion 5e of the blade 5 by the discharge energy, and the thin film 45 is melted to change from a porous state to a high-density state. Since the high-density thin film 47a is formed on the front side of the overlay 47 by melting the front side of the overlay 47, the air permeability of the front and back sides of the overlay 47 is lost, and the repaired turbine blades Oxidation resistance of 1 can be increased.
  • the range of the build-up 47 it is possible to limit the range of the build-up 47 to the range in which electric discharge occurs, and there is no extra thickness when the build-up 47 is formed. Therefore, troublesome work after forming the overlay 47 can be reduced, and the time required for repairing the tip of the wing 5 can be shortened. In particular, since the process proceeds from the above (1-1) removal process to the above (1-6) hard thin film process by the same discharge power generator 11, the time required for the repair can be further shortened. .
  • the hard thin film 49 and the build-up 47 can be firmly bonded to the base material of the blade 5 via the thin film 45, the hard thin film 49 and the build-up 47 are not easily separated from the base material of the blade 5. In other words, the quality of the repaired turbine blade 1 can be stabilized.
  • the quality of the repaired turbine blade 1 can be improved.
  • the peening step is performed after the completion of the (1-6) hard thin film step, the fatigue strength of the overlay 47 can be increased, and thus the quality of the repaired turbine blade 1 can be improved. Can be further improved.
  • the repaired turbine blade 1 when used for the gas turbine engine 3, even if a difference in thermal expansion between the base material of the blade 5 and the hard thin film 49 occurs, the hard thin film is formed by the porous overlay 47. 49 is suppressed, and even if the hard thin film 49 cracks, the crack of the hard thin film 49 can be prevented from spreading to the base material of the wing 5.
  • the turbine blade 53 according to the modified example is one of conductive mechanical parts, similar to the turbine blade 1, and is used again in the gas turbine engine 3 after repair. is there.
  • the turbine blade 53 includes a blade 5, a platform 7, a dovetail 9, and a shroud 55 formed at the tip of the blade 5.
  • the shroud 55 includes a pair of tip seals 57.
  • the tip of the pair of tip seals 57 in the shroud 55 is the portion to be repaired of the turbine blade 53.
  • the pair of tip seals 57 in the shroud 55 can also be repaired based on the method for repairing mechanical parts according to the first embodiment. It has the same function and effect as the function and effect of the embodiment.
  • the method for manufacturing a restored machine component according to the second embodiment includes a restored turbine rotor blade 1A as an original machine component shown in Fig. 4 (a) to a restored turbine component as a restored machine component shown in Fig. 5 (c).
  • This is an invention for manufacturing the rotor blade 1B, in other words, an invention in which the method for repairing mechanical parts according to the first embodiment is viewed from another viewpoint.
  • the restoration turbine blade 1B is used for the gas turbine engine 3 shown in Fig. 2 and is rotatable around the axis of the gas turbine engine 3.
  • the tip of the blade 5 is a portion to be processed of the original turbine rotor blade 1A.
  • the turbine blade 1A as the machine component is set in the jig 27 so that the tip of the blade 5 as the processing target faces upward.
  • the original turbine rotor blade 1A is positioned so that the tip of the blade 5 and the hard electrode 41 face each other.
  • a pulse-like discharge is generated between the tip of the blade 5 and the hard electrode 41.
  • FIG. 4 (a) it is possible to remove a defect D such as a crack generated at the tip of the blade 5 by the discharge energy.
  • the portion of the wing 5 from which the defect D has been removed is referred to as a removed portion 5e.
  • the table 17 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction, so that the removal portion 5e of the blade 5 faces the forming electrode 35 so that the original turbine blade 1A Perform positioning. Then, in the electrically insulating liquid S, a pulse-like discharge is generated between the removed portion 5e of the blade 5 and the forming electrode 35. As a result, as shown in FIG. 3B, the discharge energy causes the material of the shaped electrode 35 or a reactant of the material to be deposited, diffused, and / or welded to the removed portion 5e of the blade 5 to form a porous material. A thin film 45 can be formed.
  • the table 17 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction, so that the original turbine rotor blade 1A is positioned so that the thin film 45 and the hard electrode 41 face each other. . Then, a pulse-like discharge is generated between the porous thin film 45 and the hard electrode 41 in the liquid S having electrical insulation. As a result, as shown in FIG. 4 (c), the thin film 45 can be melted by the discharger energy and the thin film 45 can be changed from the porous state to the high-density state.
  • the table 17 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction to position the turbine blade 1A so that the thin film 45 and the forming electrode 35 face each other. . Then, a pulse-like discharge is generated between the thin film 45 and the forming electrode 35 in the liquid S having electrical insulation. As a result, as shown in FIG.
  • the material of the molded electrode 35 or a reactant of the material can be deposited, diffused, and / or welded on the high-density thin film 45 to form the porous overlay 47.
  • the shape of the tip of the shaped electrode 35 is slightly larger than the shape of the removed portion 5e of the wing 5 so that the portion protruding from the portion 5e is consumed. It is desirable that the protruding amount t of the molded electrode 35 is not less than 0.02 mm and not more than 0.3 mm.
  • the table 17 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction, so that the position of the original turbine blade 1A is determined so that the build-up 47 and the hard electrode 41 face each other. I do. Then, a pulse-like discharge is generated between the build-up 47 and the hard electrode 41 in the electrically insulating liquid S. As a result, as shown in FIG. 5 (b), the front side of the porous build-up 47 is melted by the discharge energy to form a high-density thin film 47a on the front side of the build-up 47. In addition, dimensional finishing can be performed so that the thickness of the overlay 47 becomes a predetermined thickness.
  • the molded electrode 35 is removed from the first holder 39, and the hard molded electrode 37 is held by the first holder 39.
  • the original single-bin rotor blade 1A is positioned so that the overlay 47 and the hard molded electrode 37 face each other.
  • a pulse-like discharge is generated between the build-up 47 and the hard molded electrode 37.
  • the material of the hard molded electrode 37 or a reactant of the material is deposited, diffused, and Z- or welded on the high-density thin film 47a by the discharge energy, so that the abrasive property is improved.
  • a hard thin film 49 having a thickness can be formed, and the production of the restored turbine rotor blade 1B is completed.
  • the method for manufacturing a restored mechanical component according to the above-described second embodiment can be modified in the same manner as the method for repairing a mechanical component according to the first embodiment.
  • the range of the build-up 47 is a range in which discharge occurs. It can be limited to the surroundings, so that no excess is generated when forming the overlay 47.
  • the build-up 47 is formed by the discharge energy, and the discharge energy acts locally on an extremely small portion, the temperature rise at the tip portion of the blade 5 when forming the build-up 47 is sufficient. Can be suppressed.
  • the boundary between the thin film 45 and the base material of the blade 5 and the interface between the overlay 47 and the thin film 45 are formed.
  • the boundary between the hard thin film 49 and the overlay 47 has a structure in which the composition ratio is inclined, and the hard thin film 49 and the overlay 47 are firmly attached to the base material of the blade 5 via the thin film 45. Can be combined.
  • the thin film 45 is changed from the porous state to the high-density state by the discharge energy, and the high-density thin film 47a is formed on the front side of the build-up 47 by the discharge energy. Eliminates the air permeability on the back side and enhances the oxidation resistance of the restored turbine blade 1B.
  • the second embodiment it is possible to limit the range of the build-up 47 to the range in which electric discharge occurs, and it is possible to prevent the formation of the build-up 47 from having excess thickness. Therefore, troublesome work after forming the overlay 47 can be reduced, and the time required for manufacturing the restored turbine rotor blade 1B can be shortened. In particular, since the same electric discharge machine 11 proceeds from all the above (2-1) removing steps to the above (2-6) hard thin film step, the time required for the production can be further shortened.
  • the hard thin film 49 and the build-up 47 can be firmly bonded to the base material of the wing 5 via the thin film 45, the hard thin film 49 and the build-up 47 are less likely to be separated from the base material of the wing 5. As a result, the quality of the restored turbine blade 1B can be stabilized. [0083] Further, since the oxidation resistance and the restoration turbine blade IB can be improved, the quality of the restoration turbine blade 1B can be improved. In particular, when the peening step is performed after the completion of the (2-6) hard thin film step, the fatigue strength of the overlay 47 can be increased, so that the quality of the restored turbine blade 1B can be further improved. Can be improved.
  • the restored turbine rotor blade 1B when used in the gas turbine engine 3, even if a difference in thermal expansion between the base material of the blade 5 and the hard thin film 49 occurs, the hard thin film 49 is formed by the porous overlay 47. Cracking is suppressed, and even if the hard thin film 49 cracks, it is possible to prevent the hard thin film 49 from spreading to the base material of the wing 5.
  • the turbine blade 59 according to the third embodiment is used for the gas turbine engine 3, and is rotatable around the axis 3c of the gas turbine engine 3.
  • the turbine bucket 59 includes a bucket body 61 as a conductive component body.
  • the bucket body 61 includes a blade 63 and a platform 65 formed at the base end of the blade 63.
  • the dovetail 67 formed on this platform 65.
  • the dovetail 67 can be fitted into a dovetail groove (not shown) of a turbine disk (not shown) which is a component of the gas turbine engine 3.
  • a porous overlay 71 is formed via a thin film 69, and the overlay 71 is formed with a hard thin film 73 having abrasive properties.
  • the tip of the blade 63 is a portion to be processed of the bucket main body 61.
  • the method for manufacturing a mechanical component according to the third embodiment is a method for manufacturing a turbine rotor blade 59 as the mechanical component, and includes the following (3-1) main body forming step, (3-2) a thin film process, (3-3) a thin film changing process, (3-4) a cladding process, (3-5) a finishing process, and (3-6) a hard thin film process. ing. Further, in the method of manufacturing a machine component according to the third embodiment, the above-described electric discharge machine, formed electrode, hard formed electrode, and hard electrode Is used.
  • the blade body 61 is formed from most of the blade body 61 by forging or forging. Then, the remaining portion of the bucket main body 61 such as the outer portion of the dovetail 67 is formed by machining such as grinding. Further, an oxidation-resistant coat such as an aluminized coat may be formed on a portion other than the tip of the blade 63 in the bucket main body 61.
  • the blade main body 61 as the component main body is set in the jig 27 so that the tip of the blade 63 faces upward.
  • the moving blade is moved so that the tip of the blade 63 and the forming electrode 35 face each other.
  • Position the main body 61 In some cases, it is sufficient to move the table 17 in the X-axis direction.
  • the table 17 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction by driving the X-axis servomotor 19 and the Y-axis servomotor 21, whereby the thin film 69 and the hard electrode 41 are moved.
  • the rotor main body 61 is positioned so that they face each other. In some cases, it is sufficient to move the table 17 in the X-axis direction.
  • the table 17 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction by driving the X-axis servo motor 19 and the Y-axis servo motor 21 to thereby form the thin film 69 and the forming electrode.
  • the blade main body 61 is positioned so that 35 faces each other. In some cases, simply moving the table 17 in the X-axis direction may be sufficient.
  • a pulse-like discharge is generated between the thin film 69 and the forming electrode 35 in the liquid S having electrical insulation.
  • the material of the molded electrode 35 or a reactant of the material is deposited, diffused, and / or welded on the high-density thin film 69 by the discharge energy to form a porous material.
  • An overlay 71 can be formed.
  • the molding electrode 35 is reciprocated in the Z-axis direction by a small amount by the driving of the Z-axis servomotor 33 integrally with the calorie head 31.
  • the shape of the tip of the shaped electrode 35 is slightly larger than the shape of the tip of the wing 5 so that the portion protruding from the tip is consumed. It is desirable that the protruding amount t of the molded electrode 35 is not less than 0.02 mm and not more than 0.3 mm.
  • the table 17 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction by driving the X-axis servo motor 19 and the Y-axis servo motor 21 so that the build-up 71 and the hard
  • the blade main body 61 is positioned so that the electrodes 41 face each other. In some cases, it is sufficient to move the table 17 in the X-axis direction.
  • a pulse-like discharge is generated between the overlay 71 and the hard electrode 41 in the liquid S having electrical insulation.
  • the discharge energy melts the front side of the porous build-up 71, forming a high-density thin film 71a on the front side of the build-up 71.
  • the hard electrode 41 is reciprocated in the Z-axis direction by a small amount by the driving of the Z-axis servomotor 33 integrally with the machining head 31.
  • the (3-1) thin film step and the (3-2) thin film changing step are omitted, or 3-6)
  • the hard thin film step can be omitted.
  • a solid material of Si instead of the hard molded electrode 37, as shown in Fig. 10 (c), a solid material of Si, a molded product molded by compressing with a Si powder force press, or a heat treatment was performed by a vacuum furnace or the like.
  • the Si electrode 51 composed of the molded body may be used. Then, in this case, a pulse-like discharge is generated in the electrically insulating liquid containing the alkane hydrocarbon.
  • the Si electrode 51 may be formed by slurry injection, MIM (Metal Injection Molding), thermal spraying, or the like instead of being formed by compression.
  • a grinding machine may be used to finish the dimensions so that the thickness of the overlay 71 becomes a predetermined thickness.
  • the range of the build-up 71 can be limited to a range in which the discharge is generated, and no extra thickness is generated when the build-up 71 is formed.
  • the overlay 71 is formed by discharge energy, and the discharge energy locally acts on an extremely small portion at the tip of the blade 63, the blade 63 in forming the overlay 71 is formed. , The temperature rise at the tip can be sufficiently suppressed.
  • the thin film 69, the overlay 71, and the hard thin film 73 are formed by discharge energy, a boundary portion between the thin film 69 and the base material of the blade 63 and a boundary portion between the overlay 71 and the thin film 69 are formed.
  • the boundary between the hard thin film 73 and the overlay 71 has a structure in which the composition ratio is inclined, and the hard thin film 73 and the overlay 71 are firmly bonded to the base material of the blade 63 via the thin film 69. It can be done.
  • the thin film 69 is changed from the porous state to the high-density state by the discharge energy and the high-density thin film 71a is formed on the front side of the build-up 71 by the discharge energy, In addition, it is possible to improve the oxidation resistance of the turbine blade 59 by eliminating the air permeability on the back side.
  • the third embodiment it is possible to limit the range of the build-up 71 to the range in which electric discharge occurs, and there is no extra thickness when the build-up 71 is formed.
  • After forming the overlay 71 troublesome work can be reduced, and the time required for manufacturing the turbine bucket 59 can be shortened.
  • the time required for the production can be further shortened.
  • the hard thin film 73 and the overlay 71 are firmly bonded to the base material of the wing 63 via the thin film 69. Therefore, the hard thin film 73 and the overlay 71 are less likely to be separated from the base material of the blade 63, and the quality of the turbine rotor blade 59 can be stabilized.
  • the ventilation resistance of the front and back sides of the overlay 71 can be eliminated and the oxidation resistance of the turbine blade 59 can be increased, the quality of the turbine blade 59 can be improved.
  • the piezing process is added after the completion of the above-mentioned (3-6) hard thin film process, since the fatigue strength of the overlay 71 can be increased, the quality of the turbine rotor blade 59 is further improved. That can be S.
  • the hard thin film 73 is formed by the porous overlay 71. Cracking is suppressed, and even if the hard thin film 73 cracks, it is possible to prevent the hard thin film 73 from spreading to the base material of the blade 63.
  • the turbine blade 75 according to the modified example is used for the gas turbine engine 3 as shown in Fig. 2 similarly to the turbine blade 59, and has a shaft center 3c of the gas turbine engine 3 as a center. It is rotatable.
  • the turbine rotor blade 75 includes a rotor blade body 77 as a conductive component body, and the rotor blade body 77 includes a blade 63, a platform 65, a dovetail nozzle 67, and a blade 63.
  • the shroud 79 includes a pair of tip seals 81.
  • a porous overlay 85 is formed at the tip of each tip seal 81 via a high-density thin film 83, and a hard thin film 87 having abrasive properties is formed on the overlay 85. .
  • the distal end force of the pair of tip seals 81 in the shroud 79 is a portion to be repaired of the turbine blade 53.
  • the turbine blade 75 according to the modification can also be manufactured by the method of manufacturing a mechanical component according to the third embodiment.
  • the operation and effects of the third embodiment described above are also achieved. It has the same function and effect as the effect.
  • the turbine rotor blade 89 according to the fourth embodiment is one of conductive mechanical parts, and is used again for the gas turbine engine 3 by performing repair.
  • the turbine rotor blade 89 includes a blade 91, a platform 93 formed at the base end of the blade 91, a dovetail 95 formed at the platform 93, and a shroud formed at the tip of the blade 91. 97 and.
  • the dovetail 95 can be fitted into a dovetail groove (not shown) of a turbine disk (not shown), which is a component of the gas turbine engine 3, and the shroud 97 has a pair of rubbing surfaces 97f. ing.
  • the sliding surface 97f of the turbine rotor blade 89 has a shroud where cracks and other defects D (see Fig. 15A) are likely to occur due to the friction with the sliding surface 97f of the adjacent turbine rotor blade 89 '.
  • a pair of rubbing surfaces 97f in 97 is a portion to be repaired.
  • An electric discharge machine 99 according to the fourth embodiment is a machine used for carrying out a method of repairing mechanical parts and the like according to the fourth embodiment, and should extend in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the bed 101 is provided with a column 103 extending in the Z-axis direction.
  • the bed 101 is provided with a pair of X-axis guides 105 extending in the X-axis direction.
  • the pair of X-axis guides 105 has a slider 107 driven in the X-axis direction by an X-axis servomotor 109. It is provided movably.
  • the slider 107 is provided with a pair of Y-axis guides 111 that extend in the Y-axis direction.
  • the table 113 is provided on the pair of Y-axis guides 111 by driving the Y-axis servo motor 115. It is provided movably. When the slider 107 moves in the X-axis direction by driving the X-axis servo motor 109, the table 113 also moves in the X-axis direction.
  • the table 113 is provided with a processing tank 117 for storing an electrically insulating liquid S such as oil, and a support plate 119 is provided in the processing tank 117.
  • This support plate 119 includes mechanical parts such as turbine blades 89 or parts in mechanical parts described later.
  • a jig 121 capable of setting the main body is provided. Note that the jig 121 is electrically connected to the power supply 123.
  • the column 103 is provided with a pair of Z-axis guides 125 extending in the Z-axis direction.
  • the pair of Z-axis guides 125 has a machining head 127 driven by a Z-axis servomotor 129 in the Z-axis direction. It is provided movably to.
  • the processing head 127 is provided with a first holder 133 for holding the forming electrode 131, and a second holder for holding the wear-resistant hard electrode 135 is provided near the first holder 133 in the processing head 127.
  • a holder 137 is provided. The first holder 133 and the second holder 137 are electrically connected to the power supply 123.
  • the molded electrode 131 is formed of a chromium-containing cobalt alloy powder, a mixed powder of a chromium-containing cobalt alloy powder, a ceramic powder, and an alloy powder, a Ti powder, or a TiC powder. It is constituted by a compact formed by compressing any one kind of powder or two or more kinds of powders by a press, or the above-mentioned compact which is heat-treated by a vacuum furnace or the like.
  • the molding electrode 131 may be molded by slurry injection, MIM (Metal Injection Molding), thermal spraying or the like instead of molding by compression.
  • the ceramics forming the molded electrode 131 include cBN, TiC, TiAIN, A1N, TiB2, WC, Cr3C2, SiC, ZrC, VC, B4C, VN, Si3N4, Zr02_Y, A1203, and Si ⁇ 2. Etc. are included. In addition, it is desirable that the cobalt alloy containing chromium constituting the molded electrode 131 contains Cr at 10% or more and does not contain Ni at 20% or more.
  • the hard electrode 135 is made of a solid material of graphite, a tungsten alloy, or a copper alloy.
  • a bed 141 is provided with a column 141, on which an arm 143 is rotated about a vertical axis 147 by driving an exchange servomotor 145. It is provided as possible.
  • a first hand 149 for holding the first holder 133 is provided at one end of the arm 143, and a second hand 151 for holding the second holder 137 is provided at the other end of the arm 143. ing. Although illustration is omitted in the processing head 127, A gripping mechanism for gripping one of the first holder 133 and the second holder 137 is provided.
  • the arm 143 is rotated about the vertical axis 147 by driving the exchange servomotor 145, and the empty first hand 149 is brought close to the cassette head 127.
  • the first hand 133 holds the first holder 133 mounted on the kagami head 127, and the mounted state by the processing head 127 is released.
  • the arm 143 is rotated about the vertical axis 147 by the drive of the exchange servomotor 145 to separate the first hand 149 from the processing head 127 and to hold the second hand 151 holding the second holder 137. Move it close to the Kaneko head 127.
  • the second holder 137 is gripped by the processing head 127, and the gripping state of the second hand 151 is released. Accordingly, the force S for mounting the second holder 137 on the processing head 127 by replacing the second holder 137 with the first holder 133 can be obtained.
  • the first holder 133 can be replaced with the second holder 137 and mounted on the processing head 127.
  • the machining head 127 is moved in the Z-axis direction by driving the Z-axis servomotor 129 so that the first holder 133 or the second holder 137 does not interfere with the machining head 127. Move it.
  • the method for repairing mechanical parts according to the fourth embodiment is a method for repairing a pair of sliding surfaces 97f in the turbine rotor blade 89, and includes the following (4-1) removal step. And (4-2) a build-up step, (4-3) a finishing step, and (4-4) a repetition step.
  • the turbine blade 89 as the mechanical component is set on the jig 121 such that one of the rubbing surfaces 97f of the turbine blade 89 faces upward.
  • the table 113 by moving the table 113 in the X-axis direction and the Y-axis direction by driving the X-axis servo motor 109 and the Y-axis servo motor 115, one of the rubbing surfaces 97f and the hard electrode 135 face each other. Position of the turbine rotor blade 89 so as to perform In some cases, it is sufficient to simply move the table 113 in one of the X-axis direction and the Y-axis direction. Also, instead of performing the positioning of the one-blade rotor blade 89, the second honoreda 137 may be replaced with the first holder 133 by the replacement unit 139 and mounted on the head 127.
  • a pulse-like discharge is generated between the one rubbing surface 97f and the hard electrode 135.
  • defects D such as cracks generated on one of the rubbing surfaces 97f can be removed by the discharge energy.
  • the hard electrode 135 is reciprocated in the Z-axis direction by a small amount by the driving of the Z-axis servomotor 129 integrally with the machining head 127. Further, a portion of the shroud 97 from which the defect D is removed is referred to as a removed portion 97e.
  • the table 113 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction by driving the X-axis servomotor 109 and the Y-axis servomotor 115, thereby removing the shroud 97 from the removal unit 97e.
  • the position of the turbine rotor blade 89 is determined so that the shaped electrodes 131 face each other. In some cases, it is sufficient to move the table 113 in the X-axis direction.
  • the exchange unit 139 may replace the first holder 133 with the second holder 137 and attach the first holder 133 to the processing head 127.
  • a pulse-like discharge is generated between the removed portion 97e of the shroud 97 and the forming electrode 131.
  • the discharge energy causes the material of the molded electrode 131 or a reactant of the material to be deposited, diffused, and / or deposited on the removed portion 97e of the shroud 97.
  • the forming electrode 131 is reciprocated in the Z-axis direction by a small amount by the driving of the Z-axis servo motor 129 integrally with the processing head 127.
  • the table 113 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction by driving the X-axis servo motor 109 and the Y-axis servo motor 115, thereby forming the build-up 153 and the hard electrode.
  • the turbine blade 89 is positioned so that 135 faces each other. In some cases, it is sufficient to move the table 113 in the X-axis direction.
  • the replacement unit 139 may replace the second holder 137 with the first honoreda 133 and attach it to the processing head 127.
  • a pulse-like discharge is generated between the overlay 153 and the hard electrode 135 in the liquid S having electrical insulation.
  • the discharge energy melts the front side of the porous overlay 153, forming a high-density thin film 153a on the front side of the overlay 153, and The dimension finishing can be performed so that the thickness of the asperity 153 becomes a predetermined thickness.
  • the hard electrode 135 is reciprocated in the Z-axis direction by a small amount by the driving of the Z-axis servomotor 129 integrally with the machining head 127.
  • a grinder is used to remove the defect D of the pair of sliding surfaces 97f in the shroud 97 or to make the thickness of the overlay 153 have a predetermined thickness. Dimensional finishing is acceptable.
  • a peening step of subjecting the front side of the overlay 153 to a peening process may be performed.
  • the range of the build-up 153 can be limited to a range in which the discharge is generated, and no extra thickness is generated when forming the build-up 153.
  • the boundary between the overlay 153 and the base material of the shroud 97 has a gradient in the composition ratio. The structure allows the build-up 153 to be firmly bonded to the base material of the shroud 97.
  • a residual compressive stress can be applied to the front side of the overlay 153, and the fatigue strength of the overlay 153 is increased. be able to.
  • the overlay 153 is formed by discharge energy, and the discharge energy locally acts on an extremely small portion in the removal portion 97e of the shroud 97, the shroud 153 when forming the overlay 153 is formed.
  • the temperature rise near the friction surface 97f of the 97 can be sufficiently suppressed.
  • the fourth embodiment it is possible to limit the range of the build-up 153 to the range in which electric discharge occurs, and it is possible to prevent a surplus when forming the build-up 153. Therefore, troublesome work after forming the overlay 153 can be reduced, and the time required for repairing the pair of sliding surfaces 97f of the shroud 97 can be shortened. In particular, since the same electric discharge machine 99 progresses from all the above (4-1) removal steps to the above (4-4) repetition steps, the time required for the repair can be further shortened.
  • the build-up 153 and the base material of the shroud 97 can be firmly bonded, the build-up 153 does not easily separate from the base material of the shroud 97, and the product of the repaired turbine rotor blade 89 is manufactured. Quality can be stabilized.
  • the fatigue strength of the overlay 153 can be increased, and thus the quality of the repaired turbine blade 89 can be reduced. Can be improved.
  • FIGS. 2 and 13 are also applied to the fifth embodiment with reference to FIGS. 15, 016 (a), 016 (b), FIG. 16 (c), FIG. 17 (a), FIG. 17 (b), and FIG. 17C.
  • a description will be given of a method of manufacturing a related restoration mechanical part.
  • the manufacturing method of the restored machine component according to the fifth embodiment is similar to that of the original machine shown in FIG. 16 (a).
  • the present invention relates to an invention for manufacturing a restored turbine rotor blade 89B as a restored mechanical part shown in FIG. 17 (b) from the original turbine rotor blade 89A as a product, in other words, the present invention relates to the fourth embodiment.
  • This invention captures the perspective of repairing mechanical parts from a different perspective.
  • the method of manufacturing a restored mechanical part according to the fifth embodiment similarly to the invention of the method of repairing a mechanical part according to the fourth embodiment, (5-1) a removing step and (5- 2) a build-up step, (5-3) a finishing step, and (5-4) a repeating step.
  • the above-described discharge power curing machine 99, forming electrode 131, and hard electrode 135 are used.
  • the restoration turbine blade 89B is used for the gas turbine engine 3 shown in Fig. 2, and is rotatable around the axis of the gas turbine engine 3. Further, a pair of rubbing surfaces 97f of the shroud 97 is a part to be processed of the original turbine rotor blade 89A.
  • the original turbine blade 89A as a component of the original machine is set on the jig 121 such that one friction surface 97f of the original turbine blade 89A faces upward.
  • the original turbine rotor blade 89A is positioned so that one of the rubbing surfaces 97f faces the hard electrode 135.
  • a pulse-like discharge is generated between the one rubbing surface 97f and the hard electrode 135.
  • defects D such as cracks generated on one of the rubbing surfaces 97f can be removed by the discharge energy.
  • the portion of the shroud 97 from which the defect D has been removed is referred to as a removed portion 97e.
  • the table 113 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction, so that the original portion is moved so that the removal portion 97e of the shroud 97 and the forming electrode 131 face each other.
  • a pulse-like discharge is generated between the removed portion 97e of the shroud 97 and the forming electrode 131.
  • the discharge energy causes the material of the molded electrode 131 or a reactant of the material to be deposited, diffused, and / or deposited on the removed portion 97e of the shroud 97.
  • a porous overlay 153 can be formed.
  • the original turbine blade 89A is once removed from the jig 121, and the original turbine blade 89A is moved so that the other rubbing surface 97f of the shroud 97 faces upward. Set it on the jig 121. Then, by repeating the above (5-2) removing step to the (5-3) finishing step in the same manner as described above, as shown in FIG. 17 (b), the restored turbine blade 89B as a restored mechanical part is formed. Production is completed.
  • the method of manufacturing a restored mechanical component according to the fifth embodiment can be modified in the same manner as the method of repairing a mechanical component according to the fourth embodiment.
  • the range of the build-up 153 can be limited to a range in which the discharge is generated, so that the formation of the build-up 153 does not cause excess thickness.
  • the boundary between the cladding 153 and the base material of the shroud 97 has a structure in which the composition ratio is inclined, so that the cladding 153 can be firmly bonded to the base material of the shroud 97.
  • the overlay 153 is formed by the discharge energy, and the discharge energy locally acts on an extremely small portion in the removal portion 97e of the shroud 97. Therefore, the shroud 153 when forming the overlay 153 is formed.
  • the temperature rise near 97f Can be.
  • the fifth embodiment it is possible to limit the range of the build-up 153 to the range in which electric discharge occurs, and it is possible to prevent the formation of the build-up 153 from having excess thickness. Therefore, troublesome work after forming the overlay 153 can be reduced, and the time required for manufacturing the restored turbine rotor blade 89B can be shortened. In particular, since all of the above-mentioned (5-1) removal steps and the above-mentioned (5-4) repetition steps are performed by the same discharge power purifier 99, the time required for the production can be further shortened.
  • the build-up 153 can be firmly bonded to the base material of the shroud 97, the build-up 153 does not easily separate from the base material of the shroud 97, and the quality of the restored turbine blade 89B is reduced. Can be specified.
  • the fatigue strength of the overlay 153 can be increased, so that the quality of the restored turbine rotor blade 89B can be improved.

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Abstract

　機械部品の被修理部に生じた欠陥を除去し、金属の粉末等から成形した成形体等からなる成形電極を用い、前記機械部品における前記欠陥が除去された除去部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記機械部品の前記除去部に前記成形電極の材料等を堆積等させて、ポーラスな肉盛を形成し、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行う。

Description

明 細 書
機械部品の修理方法、復元機械部品の製造方法、機械部品の製造方法 、ガスタービンエンジン、放電加工機、タービン部品の修理方法、及び復元ター ビン部品の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、機械部品の修理方法、復元機械部品の製造方法、機械部品の製造方 法、ガスタービンエンジン、放電加工機、タービン部品の修理方法、及び復元タービ ン部品の製造方法に関する。
背景技術
[0002] 通常、ガスタービンエンジンに用いられるタービン動翼等、機械部品については、 その寿命に達するまで種々の修理が行われる。そして、前記タービン動翼の被修理 部にクラック等の欠陥が生じた場合には、次のように行われる。
[0003] 即ち、研削加工によって前記タービン動翼の前記被修理部に生じた前記欠陥を除 去する。そして、前記タービン動翼における前記欠陥が除去された除去部に、肉盛 溶接によって肉盛を形成する。これによつて、前記機械部品としての前記タービン動 翼を修理することができ、換言すれば、修理の対象になった原機械部品としての原タ 一ビン動翼から復元機械部品としての復元タービン動翼を製造することができる。 発明の開示
[0004] ところで、肉盛溶接によって前記肉盛範囲を前記機械部品の前記除去部に限定す ることは容易でなぐ前記肉盛の形成によって余肉が生じることが避けられない。その ため、前記肉盛の形成後において前記余肉の除去する必要があって、前記機械部 品の前記被修理部の修理に要する時間、換言すれば、前記復元機械部品の製造に 要する時間が長くなるという問題がある。
[0005] なお、肉盛の工程が含まれている新製の機械部品を製造においても、前述の問題 は同様に生じる。
[0006] 前述の問題を解決するために、本発明の第 1の特徴は、導電性のある機械部品の 被修理部を修理するための機械部品の修理方法であって、前記機械部品の前記被 修理部に生じた欠陥を除去する除去工程と；前記除去工程が終了した後に、金属の 粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合粉末力 成形した成形体、或 いは加熱処理した前記成形体により構成される成形電極を用い、電気絶縁性のある 液中又は気中において、前記機械部品における前記欠陥が除去された除去部と前 記成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前 記機械部品の前記除去部に前記成形電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積
、拡散、及び Z又は溶着させて、ポーラスな肉盛を形成する肉盛工程と；を具備した ことである。
[0007] また、本発明の第 2の特徴は、導電性のある原機械部品から復元機械部品を製造 するための復元機械部品の製造方法であって、前記原機械部品の被処理部に生じ た欠陥を除去する除去工程と；前記除去工程が終了した後に、金属の粉末、或いは 金属の粉末とセラミックスの粉末との混合粉末から成形した成形体、或いは加熱処理 した前記成形体により構成される成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中 において、前記原機械部品における前記欠陥が除去された除去部と前記成形電極 との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記原機械部 品の前記除去部に前記成形電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及 び/又は溶着させて、ポーラスな肉盛を形成する肉盛工程と；を具備したことである。
[0008] 更に、本発明の第 3の特徴は、導電性のある部品本体と、この部品本体の被処理 部に形成されたポーラスな肉盛とを備えた機械部品を製造するための機械部品の製 造方法であって、前記部品本体から成形する本体工程と；前記本体工程が終了した 後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合粉末力 成形し た成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成される成形電極を用い、電気 絶縁性のある液中又は気中におレ、て、前記部品本体の前記被処理部と前記成形電 極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記部品本 体の前記被処理部に前記成形電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、 及び/又は溶着させて、前記肉盛を形成する肉盛工程と；を具備したことである。 図面の簡単な説明
[0009] [図 1]第 1の実施形態に係わるタービン動翼を示す図である。 [図 2]実施形態に係わるガスタービンエンジンの模式図である。
[図 3]第 1の実施形態に係わる放電加工機を示す図である。
[図 4]図 4 (a)、図 4 (b)、図 4 (c)は、第 1の実施形態に係わる機械部品の修理方法及 び第 2の実施形態に係わる復元機械部品の製造方法を説明する図である。
[図 5]図 5 (a)、図 5 (b)、図 5 (c)は、第 1の実施形態に係わる機械部品の修理方法及 び第 2の実施形態に係わる復元機械部品の製造方法を説明する図である。
[図 6]翼の除去部と成形電極との関係を説明する図である。
[図 7]第 1の実施形態の変形例に係わるタービン動翼を示す図である。
[図 8]第 3の実施形態に係わるタービン動翼を示す図である。
[図 9]図 9 (a)、図 9 (b)、図 9 (c)は、第 3の実施形態に係わる機械部品の製造方法を 説明する図である。
[図 10]図 10 (a)、図 10 (b)、図 10 (c)は、第 3の実施形態に係わる機械部品の製造 方法を説明する図である。
[図 11]翼の先端部と成形電極との関係を説明する図である。
[図 12]第 3の実施形態の変形例に係わるタービン動翼を示す図である。
[図 13]第 4の実施形態に係わるタービン動翼を示す斜視図である。
[図 14]第 4の実施形態に係わる放電加工機を示す図である。
[図 15]第 4の実施形態に係わる交換ユニットの模式的な平面図である。
[図 16]図 16 (a)、図 16 (b)、図 16 (c)は、第 4の実施形態に係わる機械部品の修理 方法及び第 5の実施形態に係わる復元機械部品の製造方法を説明する図である。
[図 17]図 17 (a)、図 17 (b)は、第 4の実施形態に係わる機械部品の修理方法及び第
5の実施形態に係わる復元機械部品の製造方法を説明する図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明をより詳細に説明するために、本発明の各実施形態につき、適宜に 図面を参照して説明する。なお、図面中において、「FF」は、前方向を指してあって、 「FR」は、後方向を指している。また、説明中において、適宜に、「左右方向」のことを X軸方向といい、「前後方向」のことを Y軸方向といい、「上下方向」のことを Z軸方向と いう。更に、「放電方向」とは、図 6及び図 11において紙面に向かって表裏方向のこと をいう。
[0011] (第 1の実施形態）
まず、図 1及び図 2を参照して、第 1の実施形態に係わる機械部品の修理方法の対 象であるタービン動翼 1について簡単に説明する。
[0012] タービン動翼 1は、導電性のある機械部品の 1つであって、修理を施すことによって ジェットエンジン等のガスタービンエンジン 3に再び用いられるものである。
[0013] また、タービン動翼 1は、翼 5と、翼 5の基端に形成されたプラットホーム 7と、このプ ラットホーム 7に形成されたダブテール 9とを備えている。ここで、ダブテール 9は、ガ スタービンエンジン 3の構成要素であるタービンディスク（図示省略）のダブテール溝 (図示省略）に嵌合可能である。
[0014] なお、翼 5の先端部が、タービン動翼 1の被修理部になっている。
[0015] 次に、図 3を参照して、第 1の実施形態に係わる機械部品の修理方法に使用する 放電加工機 11につレ、て説明する。
[0016] 第 1の実施形態に係わる放電加工機 11は、第 1の実施形態に係わる機械部品の 修理方法等の実施に使用される機械であって、 X軸方向及び Y軸方向へ延びたべッ ド 13を具備しており、このベッド 13には、 Z軸方向へ延びたコラム 15が設けられてい る。また、ベッド 13には、テーブル 17が設けられてあつて、このテーブル 17は、 X軸 サーボモータ 19の駆動によって X軸方向へ移動可能であって、 Y軸サーボモータ 21 の駆動によって Y軸方向へ移動可能である。
[0017] テーブル 17には、油等、アルカン炭化水素を含む電気絶縁性のある液 Sを貯留す る加工槽 23が設けられており、この加工槽 23内には、支持プレート 25が設けられて いる。この支持プレート 25には、タービン動翼 1等の機械部品又は後述の機械部品 における部品本体をセット可能な治具 27が設けられている。なお、治具 27は、電源 2 9に電気的に接続されている。
[0018] コラム 13には、加工ヘッド 31が設けられており、この加工ヘッド 31は、 Z軸サーボモ ータ 33の駆動によって Z軸方向へ移動可能である。また、カロェヘッド 31には、成形 電極 35又は硬質成形電極 37を交換可能に保持する第 1ホルダ 39が設けられており 、加工ヘッド 31における第 1ホルダ 39の近傍には、耐消耗性のある硬質電極 41を保 持する第 2ホルダ 43が設けられている。なお、第 1ホルダ 39及び第 2ホルダ 43は、電 源 29に電気的に接続されている。
[0019] ここで、成形電極 35は、耐酸化金属の粉末からプレスによる圧縮によって成形した 成形体、或いは真空炉等によって加熱処理した前記成形体により構成されるもので ある。なお、成形電極 35は、圧縮によって成形する代わりに、泥漿铸込み、 MIM ( Metal Injection Molding)、溶射等によって成形しても差し支えない。
[0020] また、成形電極 35を構成する前記耐酸化金属には、 NiCr, CoNiCrAlY等のニッ ケル合金、コバルト合金が含まれる。なお、成形電極 35は、前記耐酸化金属の粉末 とセラミックスの粉末との混合粉末を圧縮成形した成形体により構成されるものであつ ても差し支えない。
[0021] 硬質成形電極 37は、耐酸化金属の粉末とセラミックスの粉末との混合粉末からプレ スによる圧縮によって成形した成形体、或いは真空炉等によって加熱処理した前記 成形体により構成されるものである。なお、硬質成形電極 37は、圧縮によって成形す る代わりに、泥漿铸込み、 MIM (Metal Injection Molding)、溶射等によって成形し ても差し支えない。
[0022] また、硬質成形電極 37を構成する前記耐酸化金属は、成形電極 35を構成する前 記耐酸化金属と同じであって、硬質成形電極 37を構成する前記セラミックスには、 c BN、 TiC、 TiN、 TiAINゝ TiB2、 WC、 SiC、 Si3N4、 Cr3C2、 A1203、 Zr〇2— Y、 Zr C、 VC、 B4Cのうちいずれ力 1種の材料又は 2種以上の混合材料である。
[0023] なお、硬質成形電極 37は、導電性のあるセラミックスの粉末を圧縮成形した成形体 、或いは加熱処理した前記成形体により構成されるものであっても差し支えない。ま た、導電性のあるセラミックスの粉末は、セラミックスの粉末の表面に導電性の皮膜を 付けること等によって製造できる。
[0024] 一方、硬質電極 41は、グラフアイト、タングステン合金、又は銅合金の固形物により 構成されるものである。
[0025] 次に、図 3、図 4 (a)、図 4 (b)、図 4 (c)、図 5 (a)、図 5 (b)、図 5 (c)、図 6を参照して
、第 1の実施形態に係わる機械部品の修理方法について説明する。
[0026] 第 1の実施形態に係わる機械部品の修理方法は、前記被修理部としての翼 5の先 端部を修理するための方法であって、以下に示すようなひ- 1)除去工程と、（1-2)薄膜 工程と、（1-3)薄膜変化工程と、（1-4)肉盛工程と、（1-5)仕上げ工程と、（1-6)硬質薄膜 工程とを具備している。
[0027] (1-1) 除去工程
前記被修理部としての翼 5の先端部が上を向くように、前記機械部品としてのター ビン動翼 1を治具 27にセットする。次に、 X軸サーボモータ 19及び Y軸サーボモータ 21の駆動によってテーブル 17を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、翼 5 の先端部と硬質電極 41が対向するようにタービン動翼 1の位置決めを行う。なお、テ 一ブル 17を X軸方向と Y軸方向のうちのいずれかの方向に移動させるだけで足りる 場合もある。
[0028] そして、電気絶縁性のある液 S中において、翼 5の先端部と硬質電極 41との間にパ ルス状の放電を発生させる。これによつて、図 4 (a)に示すように、放電エネルギーに より、翼 5の先端部に生じたクラック等の欠陥 Dを除去することができる。なお、パルス 状の放電を発生させる際に、 Z軸サーボモータ 33の駆動によって硬質電極 41をカロ ェヘッド 31と一体的に Z軸方向へ僅かな移動量だけ往復させる。また、翼 5における 欠陥 Dが除去された部位は、除去部 5eという。
[0029] (1-2) 薄膜工程
前記 (1-1)除去工程が終了した後に、 X軸サーボモータ 19及び Y軸サーボモータ 2 1の駆動によってテーブル 17を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、翼 5 の除去部 5eと成形電極 35が対向するようにタービン動翼 1の位置決めを行う。なお、 テーブル 17を X軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
[0030] そして、電気絶縁性のある液 S中において、翼 5の除去部 5eと成形電極 35との間 にパルス状の放電を発生させる。これによつて、図 4 (b)に示すように、その放電エネ ルギ一により、成形電極 35の材料或いは該材料の反応物質を翼 5の除去部 5eに堆 積、拡散、及び Z又は溶着させて、ポーラスな薄膜 45を形成することができる。なお 、パルス状の放電を発生させる際に、 Z軸サーボモータ 33の駆動によって成形電極 35をカ卩ェヘッド 31と一体的に Z軸方向へ僅かな移動量だけ往復させる。
[0031] ここで、「堆積、拡散、及び/又は溶着」とは、「堆積」、「拡散」、「溶着」、「堆積と拡 散の 2つの混合現象」、「堆積と溶着の 2つの混合現象」、「拡散と溶着の 2つの混合 現象」、「堆積と拡散と溶着の 3つの混合現象」のいずれも含む意である。
[0032] (1-3) 薄膜変化工程
前記 (1-2)薄膜工程が終了した後に、 X軸サーボモータ 19及び Y軸サーボモータ 2 1の駆動によってテーブル 17を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、薄膜 45と硬質電極 41が対向するようにタービン動翼 1の位置決めを行う。なお、テーブル 17を X軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
[0033] そして、電気絶縁性のある液 S中において、ポーラスな薄膜 45と硬質電極 41との間 にパルス状の放電を発生させる。これによつて、図 4 (c)に示すように、放電エネルギ 一により、薄膜 45を溶融して、薄膜 45をポーラス状態から高密度状態に変化させる こと力 Sできる。なお、パルス状の放電を発生させる際に、 Z軸サーボモータ 33の駆動 によって硬質電極 41をカ卩ェヘッド 31と一体的に Z軸方向へ僅かな移動量だけ往復 させる。
[0034] (1-4) 肉盛工程
前記 (1-3)薄膜変化工程が終了した後に、 X軸サーボモータ 19及び Y軸サーボモ ータ 21の駆動によってテーブル 17を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、 薄膜 45と成形電極 35が対向するようにタービン動翼 1の位置決めを行う。なお、テー ブル 17を X軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
[0035] そして、電気絶縁性のある液 S中において、薄膜 45と成形電極 35との間にパルス 状の放電を発生させる。これによつて、図 5 (a)に示すように、放電エネルギーにより、 成形電極 35の材料或いは該材料の反応物質を高密度の薄膜 45に堆積、拡散、及 び/又は溶着させて、ポーラスな肉盛 47を形成することができる。なお、パルス状の 放電を発生させる際に、 Z軸サーボモータ 33の駆動によって成形電極 35を加工へッ ド 31と一体的に Z軸方向へ僅かな移動量だけ往復させる。
[0036] ここで、薄膜 45と成形電極 37との間にパルス状の放電を発生させると、図 6に示す ように、成形電極 35の一部分であって放電方向からみたときに翼 5の除去部 5eから はみ出した部分が消耗するように、成形電極 35の先端部の形状は翼 5の除去部 5e の形状よりも僅かに大きいものである。なお、成形電極 35のはみ出し量 tは、 0. 02 mm以上 0. 3mm以下であることが望ましい。
[0037] (1-5) 仕上げ工程
前記 (1-4)肉盛工程が終了した後に、 X軸サーボモータ 19及び Y軸サーボモータ 2 1の駆動によってテーブル 17を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、肉盛 47と硬質電極 41が対向するようにタービン動翼 1の位置決めを行う。なお、テーブル 17を X軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
[0038] そして、電気絶縁性のある液 S中において、肉盛 47と硬質電極 41との間にパルス 状の放電を発生させる。これによつて、図 5 (b)に示すように、放電エネルギーにより、 ポーラスな肉盛 47の表側を溶融して、肉盛 47の表側に高密度の薄膜 47aを形成し つつ、肉盛 47の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行うことができる。なお、 パルス状の放電を発生させる際に、 Z軸サーボモータ 33の駆動によって硬質電極 41 をカロェヘッド 31と一体的に Z軸方向へ僅かな移動量だけ往復させる。
[0039] (1-6) 硬質薄膜工程
前記（1-5)仕上げ工程が終了した後に、第 1ホルダ 39から成形電極 35を取り外し て、硬質成形電極 37を第 1ホルダ 39に保持させる。次に、 X軸サーボモータ 19及び Y軸サーボモータ 21の駆動によってテーブル 17を X軸方向及び Y軸方向へ移動さ せることにより、肉盛 47と硬質成形電極 37が対向するようにタービン動翼 1の位置決 めを行う。なお、テーブル 17を X軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
[0040] そして、電気絶縁性のある液 S中において、肉盛 47と硬質成形電極 37との間にパ ノレス状の放電を発生させる。これによつて、図 5 (c)に示すように、放電エネルギーに より、硬質成形電極 37の材料或いは該材料の反応物質を高密度の薄膜 47aに堆積 、拡散、及び Z又は溶着させて、アブレイシブ性のある硬質薄膜 49を形成することが でき、翼 5の先端部の修理が終了する。なお、アブレイシブ性とは、相手部品を容易 に削ることができる特性のことをレ、う。
[0041] なお、前述の第 1の実施形態に係わる機械部品の修理方法は、次のように実施形 態の変更することが可能である。
[0042] 即ち、第 1の実施形態に係わる機械部品の修理方法における一連の工程の中から 、前記 (1-2)薄膜工程と前記 (1-3)薄膜変化工程を省略したり、前記 (1-6)硬質薄膜ェ 程を省略したりすることも可能である。
[0043] また、電気絶縁性のある液 S中におレ、て、パルス状の放電を発生させる代わりに、 電気絶縁性のある気中におレ、て、ノ^レス状の放電を発生させるようにしても差し支え ない。
[0044] 更に、硬質成形電極 37の代わりに、図 5 (c)に示すように、 Siの固形物、 Siの粉末 力 プレスによる圧縮によって成形した成形体、或いは真空炉等によって加熱処理し た前記成形体により構成される Si電極 51を用いてもよい。そして、この場合には、ァ ルカン炭化水素を含む電気絶縁性のある液中において、パルス状の放電を発生さ せる。なお、 Si電極 51は、圧縮によって成形する代わりに、泥漿铸込み、 MIM ( Metal Injection Molding)、溶射等によって成形しても差し支えない。
[0045] また、放電力卩ェ機 11の代わりに、研削盤を用いて、翼 5の先端部の欠陥 Dを除去し たり、肉盛 47の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行ったりしても差し支え ない。
[0046] 更に、前記 (1-6)硬質薄膜工程が終了した後に、硬質薄膜 49の表側にピーニング 処理を施すピーニング工程をカ卩えても差し支えない。
[0047] 次に、第 1の実施形態の作用について説明する。
[0048] 肉盛 47は放電エネルギーにより形成されるため、肉盛 47の範囲を放電が生じる範 囲に限定することができ、肉盛 47を形成する際に余肉が生じることがない。
[0049] また、肉盛 47は放電エネルギーにより形成されてあつて、放電エネルギーは翼 5の 除去部 5eにおける極めて小さい箇所に局所的に作用するため、肉盛 47を形成する 際における翼 5の先端部の温度上昇を十分に抑えることができる。
[0050] 更に、薄膜 45、肉盛 47、及び硬質薄膜 49は、放電エネルギーにより形成されるた め、薄膜 45と翼 5の母材との境界部分、肉盛 47と薄膜 45との境界部分、及び硬質薄 膜 49と肉盛 47との境界部分は、それぞれ、組成比が傾斜する構造になっており、硬 質薄膜 49及び肉盛 47を翼 5の母材に薄膜 45を介して強固に結合させることができ る。
[0051] また、放電エネルギーにより、翼 5の除去部 5eに薄膜 45を形成し、薄膜 45を溶融し てポーラス状態から高密度状態に変化させると共に、放電エネルギーにより、ポーラ スな肉盛 47の表側を溶融して、肉盛 47の表側に高密度の薄膜 47aを形成している ため、肉盛 47の表側及び裏側の通気性をなくして、修理済みのタービン動翼 1の耐 酸化性を高めることができる。
[0052] 更に、前記 (1-6)硬質薄膜工程が終了した後にピーニング工程を加えた場合にあつ ては、肉盛 47の表側に残留圧縮応力を与えることができ、肉盛 47の疲労強度を高 めること力できる。
[0053] 以上の如き、第 1の実施形態によれば、肉盛 47の範囲を放電が生じる範囲に限定 すること力 Sでき、肉盛 47を形成する際に余肉が生じることがないため、肉盛 47を形成 した後における厄介な作業を減らすことができ、翼 5の先端部の修理に要する時間を 短くすることができる。特に、同一の放電力卩ェ機 11によって全ての前記 (1-1)除去ェ 程から前記 (1-6)硬質薄膜工程まで進行するため、前記修理に要する時間がより一 短くすることができる。
[0054] また、肉盛 47を形成する際における翼 5の先端部の温度上昇を十分に抑えること ができるため、肉盛 47を形成した後に、翼 5の先端部に熱収縮による割れが生じるこ とがなくなって、タービン動翼 1の修理不良を極力無くすことができる。
[0055] 更に、硬質薄膜 49及び肉盛 47を翼 5の母材に薄膜 45を介して強固に結合させる ことができるため、硬質薄膜 49及び肉盛 47が翼 5の母材から剥離し難くなつて、修理 済みのタービン動翼 1の品質を安定させることができる。
[0056] また、修理済みのタービン動翼 1の耐酸化性及びを高めることができるため、修理 済みのタービン動翼 1の品質を向上させることができる。特に、前記 (1-6)硬質薄膜ェ 程が終了した後にピーニング工程をカ卩えた場合にあっては、肉盛 47の疲労強度を 高めることができるため、修理済みのタービン動翼 1の品質をより向上させることがで きる。
[0057] 更に、修理済みのタービン動翼 1をガスタービンエンジン 3に用いた場合に、翼 5の 母材と硬質薄膜 49との熱膨張差が生じても、ポーラスな肉盛 47によって硬質薄膜 4 9の割れが抑制されると共に、仮に硬質薄膜 49の割れが生じても、硬質薄膜 49の割 れが翼 5の母材にまで拡大することを防ぐことができる。
[0058] (変形例） 図 7、図 2を参照して、第 1の実施形態の変形例について説明する。
[0059] 変形例に係わるタービン動翼 53は、タービン動翼 1と同様に、導電性のある機械部 品の 1つであって、修理を施すことによってガスタービンエンジン 3に再び用いられる ものである。
[0060] また、変形例に係わるタービン動翼 53は、翼 5と、プラットホーム 7と、ダブテール 9と 、翼 5の先端に形成されたシユラウド 55とからなっている。ここで、シュラウド 55は、一 対のチップシール 57を備えてレ、る。
[0061] なお、シュラウド 55における一対のチップシール 57の先端部力 タービン動翼 53 の被修理部になっている。
[0062] そして、シュラウド 55における一対のチップシール 57に対しても、第 1の実施形態 に係わる機械部品の修理方法に基づいて修理をすることができ、変形例においても 、前述の第 1の実施形態の作用及び効果と同様の作用及び効果を奏するものである
[0063] (第 2の実施形態）
図 2、図 3、図 4 (a)、図 4 (b)、図 4 (c)、図 5 (a)、図 5 (b)、図 5 (c)を参照して、第 2 の実施形態に係わる復元機械部品の製造方法について説明する。
[0064] 第 2の実施形態に係わる復元機械部品の製造方法は、図 4 (a)に示す原機械部品 としての原タービン動翼 1Aから図 5 (c)に示す復元機械部品としての復元タービン動 翼 1Bを製造するための発明であって、換言すれば、第 1の実施形態に係わる機械部 品の修理方法を別の観点から捉えた発明である。そして、第 2の実施形態に係わる 復元機械部品の製造方法にあっても、第 1の実施形態に係わる機械部品の修理方 法の発明と同様に、（2-1)除去工程と、（2-2)薄膜工程と、（2-3)薄膜変化工程と、 (2-4) 肉盛工程と、（2-5)仕上げ工程と、（2-6)硬質薄膜工程とを具備している。また、第 2の 実施形態に係わる復元機械部品の製造方法にあっては、前述の放電加工機 11、成 形電極 35、硬質成形電極 37、及び硬質電極 41を用いている。
[0065] なお、復元タービン動翼 1Bは、図 2に示すガスタービンエンジン 3に用いられるもの であって、ガスタービンエンジン 3の軸心を中心として回転可能である。また、翼 5の 先端部が、原タービン動翼 1Aの被処理部になっている。 [0066] (2-1) 除去工程
前記被処理部としての翼 5の先端部が上を向くように、前記原機械部品としてのタ 一ビン動翼 1Aを治具 27にセットする。次に、テーブル 17を X軸方向及び Y軸方向へ 移動させることにより、翼 5の先端部と硬質電極 41が対向するように原タービン動翼 1 Aの位置決めを行う。そして、電気絶縁性のある液 S中において、翼 5の先端部と硬 質電極 41との間にパルス状の放電を発生させる。これによつて、図 4 (a)に示すよう に、放電エネルギーにより、翼 5の先端部に生じたクラック等の欠陥 Dを除去すること ができる。なお、翼 5の欠陥 Dが除去された部位は、除去部 5eという。
[0067] (2-2) 薄膜工程
前記 (2-1)除去工程が終了した後に、テーブル 17を X軸方向及び Y軸方向へ移動 させることにより、翼 5の除去部 5eが成形電極 35に向するように原タービン動翼 1Aの 位置決めを行う。そして、電気絶縁性のある液 S中において、翼 5の除去部 5eと成形 電極 35との間にパルス状の放電を発生させる。これによつて、図 3Bに示すように、そ の放電エネルギーにより、成形電極 35の材料或いは該材料の反応物質を翼 5の除 去部 5eに堆積、拡散、及び/又は溶着させて、ポーラスな薄膜 45を形成することが できる。
[0068] (2-3) 薄膜変化工程
前記 (2-2)薄膜工程が終了した後に、テーブル 17を X軸方向及び Y軸方向へ移動 させることにより、薄膜 45と硬質電極 41が対向するように原タービン動翼 1Aの位置 決めを行う。そして、電気絶縁性のある液 S中において、ポーラスな薄膜 45と硬質電 極 41との間にパルス状の放電を発生させる。これによつて、図 4 (c)に示すように、放 電工ネルギ一により、薄膜 45を溶融して、薄膜 45をポーラス状態から高密度状態に 変化させることができる。
[0069] (2-4) 肉盛工程
前記 (2-3)薄膜変化工程が終了した後に、テーブル 17を X軸方向及び Y軸方向へ 移動させることにより、薄膜 45と成形電極 35が対向するように原タービン動翼 1Aの 位置決めを行う。そして、電気絶縁性のある液 S中において、薄膜 45と成形電極 35 との間にパルス状の放電を発生させる。これによつて、図 5 (a)に示すように、放電工 ネルギ一により、成形電極 35の材料或いは該材料の反応物質を高密度の薄膜 45に 堆積、拡散、及び/又は溶着させて、ポーラスな肉盛 47を形成することができる。
[0070] ここで、薄膜 45と成形電極 37との間にパルス状の放電を発生させると、図 6に示す ように、成形電極 35の一部分であって放電方向からみたときに翼 5の除去部 5eから はみ出した部分が消耗するように、成形電極 35の先端部の形状は翼 5の除去部 5e の形状よりも僅かに大きいものである。なお、成形電極 35のはみ出し量 tは、 0. 02 mm以上 0. 3mm以下であることが望ましい。
[0071] (2-5) 仕上げ工程
前記 (2-4)肉盛工程が終了した後に、テーブル 17を X軸方向及び Y軸方向へ移動 させることにより、肉盛 47と硬質電極 41が対向するように原タービン動翼 1Aの位置 決めを行う。そして、電気絶縁性のある液 S中において、肉盛 47と硬質電極 41との 間にパルス状の放電を発生させる。これによつて、図 5 (b)に示すように、放電工ネル ギ一により、ポーラスな肉盛 47の表側を溶融して、肉盛 47の表側に高密度の薄膜 4 7aを形成しつつ、肉盛 47の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行うことがで きる。
[0072] (2-6) 硬質薄膜工程
前記（2-5)仕上げ工程が終了した後に、第 1ホルダ 39から成形電極 35を取り外し て、硬質成形電極 37を第 1ホルダ 39に保持させる。次に、テーブル 17を X軸方向及 び Y軸方向へ移動させることにより、肉盛 47と硬質成形電極 37が対向するように原タ 一ビン動翼 1 Aの位置決めを行う。そして、電気絶縁性のある液 S中において、肉盛 4 7と硬質成形電極 37との間にパルス状の放電を発生させる。これによつて、図 5 ( に 示すように、放電エネルギーにより、硬質成形電極 37の材料或いは該材料の反応物 質を高密度の薄膜 47aに堆積、拡散、及び Z又は溶着させて、アブレイシブ性のあ る硬質薄膜 49を形成することができ、復元タービン動翼 1Bの製造が終了する。
[0073] なお、前述の第 2の実施形態に係わる復元機械部品の製造方法は、第 1の実施形 態に係わる機械部品の修理方法と同様に、実施形態の変更することが可能である。
[0074] 次に、第 2の実施形態の作用について説明する。
[0075] 肉盛 47は放電エネルギーにより形成されるため、肉盛 47の範囲を放電が生じる範 囲に限定することができ、肉盛 47を形成する際に余肉が生じることがない。
[0076] また、肉盛 47は放電エネルギーにより形成されてあつて、放電エネルギーは極めて 小さい箇所に局所的に作用するため、肉盛 47を形成する際における翼 5の先端部 の温度上昇を十分に抑えることができる。
[0077] 更に、薄膜 45、肉盛 47、及び硬質薄膜 49は、放電エネルギーにより形成されるた め、薄膜 45と翼 5の母材との境界部分、肉盛 47と薄膜 45との境界部分、及び硬質薄 膜 49と肉盛 47との境界部分は、それぞれ、組成比が傾斜する構造になっており、硬 質薄膜 49及び肉盛 47を翼 5の母材に薄膜 45を介して強固に結合させることができ る。
[0078] また、放電エネルギーにより薄膜 45をポーラス状態から高密度状態に変化させると 共に、放電エネルギーにより肉盛 47の表側に高密度の薄膜 47aを形成しているため 、肉盛 47の表側及び裏側の通気性をなくして、復元タービン動翼 1Bの耐酸化性を 高めること力 Sできる。
[0079] 更に、前記 (2-6)硬質薄膜工程が終了した後にピーユング工程を加えた場合にあつ ては、肉盛 47の表側に残留圧縮応力を与えることができ、肉盛 47の疲労強度を高 めること力 Sできる。
[0080] 以上の如き、第 2の実施形態によれば、肉盛 47の範囲を放電が生じる範囲に限定 すること力 Sでき、肉盛 47を形成する際に余肉が生じることがないため、肉盛 47を形成 した後における厄介な作業を減らすことができ、復元タービン動翼 1Bの製造に要す る時間を短くすることができる。特に、同一の放電加工機 11によって全ての前記 (2-1) 除去工程から前記 (2-6)硬質薄膜工程まで進行するため、前記製造に要する時間が より一短くすることができる。
[0081] また、肉盛 47を形成する際における翼 5の先端部の温度上昇を十分に抑えること ができるため、肉盛 47を形成した後に、翼 5の先端部に熱収縮による割れが生じるこ とがなくなって、復元タービン動翼 1Bの製造不良を極力無くすことができる。
[0082] 更に、硬質薄膜 49及び肉盛 47を翼 5の母材に薄膜 45を介して強固に結合させる ことができるため、硬質薄膜 49及び肉盛 47が翼 5の母材から剥離し難くなつて、復元 タービン動翼 1Bの品質を安定させることができる。 [0083] また、復元タービン動翼 IBの耐酸化性及びを高めることができるため、復元タービ ン動翼 1Bの品質を向上させることができる。特に、前記 (2-6)硬質薄膜工程が終了し た後にピーニング工程をカ卩えた場合にあっては、肉盛 47の疲労強度を高めることが できるため、復元タービン動翼 1Bの品質をより向上させることができる。
[0084] 更に、復元タービン動翼 1Bをガスタービンエンジン 3に用いた場合に、翼 5の母材 と硬質薄膜 49との熱膨張差が生じても、ポーラスな肉盛 47によって硬質薄膜 49の 割れが抑制されると共に、仮に硬質薄膜 49の割れが生じても、硬質薄膜 49の割れ が翼 5の母材にまで拡大することを防ぐことができる。
[0085] (第 3の実施形態）
まず、図 1及び図 8を参照して、第 3の実施形態に係わるタービン動翼 59について 説明する。
[0086] 第 3の実施形態に係わるタービン動翼 59は、ガスタービンエンジン 3に用いられるも のであって、ガスタービンエンジン 3の軸心 3cを中心として回転可能である。また、タ 一ビン動翼 59は、導電性のある部品本体としての動翼本体 61を具備しており、この 動翼本体 61は、翼 63と、翼 63の基端に形成されたプラットホーム 65と、このプラット ホーム 65に形成されたダブテール 67と力 なつている。ここで、ダブテール 67は、ガ スタービンエンジン 3の構成要素であるタービンディスク（図示省略）のダブテール溝 (図示省略）に嵌合可能である。そして、翼 63の先端部には、薄膜 69を介してポーラ スな肉盛 71が形成されており、肉盛 71には、アブレイシブ性のある硬質薄膜 73が形 成されている。
[0087] なお、翼 63の先端部が、動翼本体 61の被処理部になっている。
[0088] 次に、図 3、図 9 (a)、図 9 (b)、図 9 (c)、図 10 (a)、図 10 (b)、図 10 (c)を参照して、 第 3の実施形態に係わる機械部品の製造方法について説明する。
[0089] 第 3の実施形態に係わる機械部品の製造方法は、前記機械部品としてのタービン 動翼 59を製造するための方法であって、以下に示すような (3-1)本体成形工程、 (3-2)薄膜工程と、（3-3)薄膜変化工程と、（3-4)肉盛工程と、（3-5)仕上げ工程と、 (3-6)硬質薄膜工程とを具備している。また、第 3の実施形態に係わる機械部品の製 造方法にあっては、前述の放電加工機、成形電極、硬質成形電極、及び硬質電極 を用いる。
[0090] (3-1) 本体成形工程
図 9 (a)に示すように、鍛造又は铸造によって動翼本体 61の大部分から成形する。 そして、研削加工等の機械加工によって例えばダブテール 67の外形部分等、動翼 本体 61の残りの部分を形成する。更に、動翼本体 61における翼 63の先端部以外の 部分に、例えばアルミナィズコート等の耐酸化コートを形成することもある。
[0091] (3-2) 薄膜工程
翼 63の先端部が上を向くように、前記部品本体としての動翼本体 61を治具 27にセ ットする。次に、 X軸サーボモータ 19及び Y軸サーボモータ 21の駆動によってテープ ル 17を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、翼 63の先端部と成形電極 35 が対向するように動翼本体 61の位置決めを行う。なお、テーブル 17を X軸方向へ移 動させるだけで足りる場合もある。
[0092] そして、電気絶縁性のある液 S中において、翼 63の先端部と成形電極 35との間に パルス状の放電を発生させる。これによつて、図 9 (b)に示すように、その放電工ネル ギ一により、成形電極 35の材料或いは該材料の反応物質を翼 63の先端部に堆積、 拡散、及び/又は溶着させて、ポーラスな薄膜 69を形成することができる。なお、パ ルス状の放電を発生させる際に、 Z軸サーボモータ 33の駆動によって成形電極 35を 加工ヘッド 31と一体的に Z軸方向へ僅かな移動量だけ往復させる。
[0093] (3-3) 薄膜変化工程
前記 (3-2)薄膜工程が終了した後に、 X軸サーボモータ 19及び Y軸サーボモータ 2 1の駆動によってテーブル 17を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、薄膜 69と硬質電極 41が対向するように動翼本体 61の位置決めを行う。なお、テーブル 1 7を X軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
[0094] そして、電気絶縁性のある液 S中において、薄膜 69と硬質電極 41との間にパルス 状の放電を発生させる。これによつて、図 9 (c)に示すように、薄膜 69をポーラス状態 力 高密度状態に変化させることができる。なお、パルス状の放電を発生させる際に 、 Z軸サーボモータ 33の駆動によって硬質電極 41を加工ヘッド 31と一体的に Z軸方 向へ僅力、な移動量だけ往復させる。 [0095] (3-4) 肉盛工程
前記 (3-3)薄膜変化工程が終了した後に、 X軸サーボモータ 19及び Y軸サーボモ ータ 21の駆動によってテーブル 17を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、 薄膜 69と成形電極 35が対向するように動翼本体 61の位置決めを行う。なお、テー ブル 17を X軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
[0096] そして、電気絶縁性のある液 S中において、薄膜 69と成形電極 35との間にパルス 状の放電を発生させる。これによつて、図 10 (a)に示すように、放電エネルギーにより 、成形電極 35の材料或いは該材料の反応物質を高密度の薄膜 69に堆積、拡散、 及び/又は溶着させて、ポーラスな肉盛 71を形成することができる。なお、パルス状 の放電を発生させる際に、 Z軸サーボモータ 33の駆動によって成形電極 35をカロェ ヘッド 31と一体的に Z軸方向へ僅かな移動量だけ往復させる。
[0097] ここで、薄膜 69と成形電極 37との間にパルス状の放電を発生させると、図 11に示 すように、成形電極 35の一部分であって放電方向からみたときに翼 63の先端部から はみ出した部分が消耗するように、成形電極 35の先端部の形状は翼 5の先端部の 形状よりも僅かに大きいものである。なお、成形電極 35のはみ出し量 tは、 0. 02mm 以上 0. 3mm以下であることが望ましい。
[0098] (3-5) 仕上げ工程
前記 (3-4)肉盛工程が終了した後に、 X軸サーボモータ 19及び Y軸サーボモータ 2 1の駆動によってテーブル 17を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、肉盛 71と硬質電極 41が対向するように動翼本体 61の位置決めを行う。なお、テーブル 1 7を X軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
[0099] そして、電気絶縁性のある液 S中において、肉盛 71と硬質電極 41との間にパルス 状の放電を発生させる。これによつて、図 10 (b)に示すように、放電エネルギーにより 、ポーラスな肉盛 71の表側を溶融して、肉盛 71の表側に高密の薄膜 71aを形成しつ つ、肉盛 71の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行うことができる。なお、パ ルス状の放電を発生させる際に、 Z軸サーボモータ 33の駆動によって硬質電極 41を 加工ヘッド 31と一体的に Z軸方向へ僅かな移動量だけ往復させる。
[0100] (3-6) 硬質薄膜工程 前記（3-5)仕上げ工程が終了した後に、第 1ホルダ 39から成形電極 35を取り外し て、硬質成形電極 37を第 1ホルダ 39に保持させる。次に、 X軸サーボモータ 19及び Y軸サーボモータ 21の駆動によってテーブル 17を X軸方向及び Y軸方向へ移動さ せることにより、肉盛 71と硬質成形電極 37が対向するように動翼本体 61の位置決め を行う。なお、テーブル 17を X軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。
[0101] そして、電気絶縁性のある液 S中において、肉盛 71と硬質成形電極 37との間にパ ルス状の放電を発生させる。これによつて、図 10 (c)に示すように、放電エネルギー により、硬質成形電極 37の材料或いは該材料の反応物質を高密度の薄膜 71aに堆 積、拡散、及び Z又は溶着させて、アブレイシブ性のある硬質薄膜 73を形成すること ができ、タービン動翼 59の製造が終了する。
[0102] なお、前述の第 3の実施形態に係わる機械部品の製造方法は、次のように実施形 態の変更することが可能である。
[0103] 即ち、第 3の実施形態に係わる機械部品の修理方法における一連の工程の中から 、前記 (3-1)薄膜工程と前記 (3-2)薄膜変化工程を省略したり、前記 (3-6)硬質薄膜ェ 程を省略したりすることも可能である。
[0104] また、電気絶縁性のある液 S中において、パルス状の放電を発生させる代わりに、 電気絶縁性のある気中におレ、て、ノ^レス状の放電を発生させるようにしても差し支え ない。
[0105] 更に、硬質成形電極 37の代わりに、図 10 (c)に示すように、 Siの固形物、 Siの粉末 力 プレスによる圧縮によって成形した成形体、或いは真空炉等によって加熱処理し た前記成形体により構成される Si電極 51を用いてもよい。そして、この場合には、ァ ルカン炭化水素を含む電気絶縁性のある液中において、パルス状の放電を発生さ せる。なお、 Si電極 51は、圧縮によって成形する代わりに、泥漿铸込み、 MIM ( Metal Injection Molding)、溶射等によって成形しても差し支えない。
[0106] また、放電力卩ェ機 11の代わりに、研削盤を用いて、肉盛 71の厚さが所定の厚さに なるように寸法仕上げを行っても差し支えない。
[0107] 更に、前記 (3-6)硬質薄膜工程が終了した後に、硬質薄膜 73の表側にピーニング 処理を施すピーユング工程をカ卩えても差し支えない。 [0108] 次に、第 3の実施形態の作用について説明する。
[0109] 肉盛 71は放電エネルギーにより形成されるため、肉盛 71の範囲を放電が生じる範 囲に限定することができ、肉盛 71を形成する際に余肉が生じることがない。
[0110] また、肉盛 71は放電エネルギーにより形成されてあつて、放電エネルギーは翼 63 の先端部の極めて小さい箇所に局所的に作用するため、肉盛 71を形成する際にお ける翼 63の先端部の温度上昇を十分に抑えることができる。
[0111] 更に、薄膜 69、肉盛 71、及び硬質薄膜 73は、放電エネルギーにより形成されるた め、薄膜 69と翼 63の母材との境界部分、肉盛 71と薄膜 69との境界部分、及び硬質 薄膜 73と肉盛 71との境界部分は、それぞれ、組成比が傾斜する構造になっており、 硬質薄膜 73及び肉盛 71を翼 63の母材に薄膜 69を介して強固に結合させることが できる。
[0112] また、放電エネルギーにより薄膜 69をポーラス状態から高密度状態に変化させると 共に、放電エネルギーにより肉盛 71の表側に高密度の薄膜 71 aを形成しているため 、肉盛 71の表側及び裏側の通気性をなくして、タービン動翼 59の耐酸化性を高める こと力 Sできる。
[0113] 更に、前記 (3-6)硬質薄膜工程が終了した後にピーユング工程を加えた場合にあつ ては、肉盛 71の表側に残留圧縮応力を与えることができ、肉盛 71の疲労強度を高 めること力 Sできる。
[0114] 以上の如き、第 3の実施形態によれば、肉盛 71の範囲を放電が生じる範囲に限定 すること力 Sでき、肉盛 71を形成する際に余肉が生じることがないため、肉盛 71を形成 した後に厄介な作業を減らすことができ、タービン動翼 59の製造に要する時間を短く すること力 Sできる。特に、同一の放電力卩ェ機 1 1によって前記 (3-2)薄膜工程から前記 (3-6)硬質薄膜工程まで進行するため、前記製造に要する時間がより一短くすること ができる。
[0115] また、肉盛 71を形成する際における翼 63の先端部の温度上昇を十分に抑えること ができるため、肉盛 71を形成した後に、翼 63の先端部に熱収縮による割れが生じる ことがなくなって、タービン動翼 59の製造不良を極力無くすことができる。
[0116] 更に、硬質薄膜 73及び肉盛 71を翼 63の母材に薄膜 69を介して強固に結合させ ることができるため、硬質薄膜 73及び肉盛 71が翼 63の母材から剥離し難くなつて、 タービン動翼 59の品質を安定させることができる。
[0117] また、肉盛 71の表側及び裏側の通気性をなくして、タービン動翼 59の耐酸化性を 高めることができるため、タービン動翼 59の品質を向上させることができる。特に、前 記 (3-6)硬質薄膜工程が終了した後にピーユング工程を加えた場合にあっては、肉 盛 71の疲労強度を高めることができるため、タービン動翼 59の品質をより向上させる こと力 Sできる。
[0118] 更に、タービン動翼 59をガスタービンエンジン 3に用いた場合に、翼 63の母材と硬 質薄膜 73との熱膨張差が生じても、ポーラスな肉盛 71によって硬質薄膜 73の割れ が抑制されると共に、仮に硬質薄膜 73の割れが生じても、硬質薄膜 73の割れが翼 6 3の母材にまで拡大することを防ぐことができる。
[0119] (変形例）
図 12、図 2を参照して、第 3の実施形態の変形例について説明する。
[0120] 変形例に係わるタービン動翼 75は、タービン動翼 59と同様に、図 2に示すようなガ スタービンエンジン 3に用いられるものであって、ガスタービンエンジン 3の軸心 3cを 中心として回転可能である。
[0121] また、タービン動翼 75は、導電性のある部品本体としての動翼本体 77を具備して おり、この動翼本体 77は、翼 63と、プラットホーム 65と、ダブテーノレ 67と、翼 63の先 端に形成されたシユラウド 79とからなっている。ここで、シュラウド 79は、一対のチップ シール 81を備えている。そして、各チップシール 81の先端部には、高密度の薄膜 83 を介してポーラスな肉盛 85が形成されており、肉盛 85には、アブレイシブ性のある硬 質薄膜 87が形成されている。
[0122] なお、シュラウド 79における一対のチップシール 81の先端部力 タービン動翼 53 の被修理部になっている。
[0123] そして、変形例に係わるタービン動翼 75についても、第 3の実施形態に係わる機械 部品の製造方法によって製造することができ、変形例においても、前述の第 3の実施 形態の作用及び効果と同様の作用及び効果を奏するものである。
[0124] (第 4の実施形態） まず、図 13及び図 2を参照して、第 4の実施形態に係わる機械部品の修理方法の 対象であるタービン動翼 89について簡単に説明する。
[0125] 第 4の実施形態に係わるタービン動翼 89は、導電性のある機械部品の 1つであつ て、修理を施すことによってガスタービンエンジン 3に再び用いられるものである。
[0126] また、タービン動翼 89は、翼 91と、この翼 91の基端に形成されたプラットホーム 93 と、このプラットホーム 93に形成されたダブテール 95と、翼 91の先端に形成されたシ ユラウド 97とを備えている。ここで、ダブテール 95は、ガスタービンエンジン 3の構成 要素であるタービンディスク（図示省略）のダブテール溝（図示省略）に嵌合可能であ つて、シュラウド 97は、一対の擦動面 97fを有している。
[0127] なお、タービン動翼 89における擦動面 97fは、隣接するタービン動翼 89 'における 擦動面 97fとの擦動によってクラック等の欠陥 D (図 15A参照）が生じ易ぐシュラウド
97における一対の擦動面 97fが、被修理部になっている。
[0128] 次に、図 14を参照して、第 4の実施形態に係わる機械部品の修理方法に使用する 放電加工機 99について説明する。
[0129] 第 4の実施形態に係わる放電加工機 99は、第 4の実施形態に係わる機械部品の 修理方法等の実施に使用される機械であって、 X軸方向及び Y軸方向へ延びたべッ ド 101を具備しており、このベッド 101には、 Z軸方向へ延びたコラム 103が設けられ ている。
[0130] ベッド 101には、 X軸方向へ延びた一対の X軸ガイド 105が設けられており、一対の X軸ガイド 105には、スライダ 107が X軸サーボモータ 109の駆動により X軸方向へ移 動可能に設けられている。また、スライダ 107には Y軸方向へ延びた一対の Y軸ガイ ド 111力 S設けられており、一対の Y軸ガイド 111には、テーブル 113が Y軸サーボモ ータ 115の駆動により Y軸方向へ移動可能に設けられている。なお、 X軸サーボモー タ 109の駆動によってスライダ 107が X軸方向へ移動することにより、テーブル 113も X軸方向へ移動するものである。
[0131] テーブル 113には、油等、電気絶縁性のある液 Sを貯留する加工槽 117が設けら れており、この加工槽 117内には、支持プレート 119が設けられている。この支持プ レート 119には、タービン動翼 89等の機械部品又は後述の機械部品における部品 本体をセット可能な治具 121が設けられている。なお、治具 121は、電源 123に電気 的に接続されている。
[0132] コラム 103には、 Z軸方向へ延びた一対の Z軸ガイド 125が設けられており、一対の Z軸ガイド 125には、加工ヘッド 127が Z軸サーボモータ 129の駆動により Z軸方向へ 移動可能に設けられている。また、加工ヘッド 127には、成形電極 131を保持する第 1ホルダ 133が設けられており、加ェヘッド 127における第 1ホルダ 133の近傍には、 耐消耗性のある硬質電極 135を保持する第 2ホルダ 137が設けられている。なお、第 1ホルダ 133及び第 2ホルダ 137は、電源 123に電気的に接続されている。
[0133] ここで、成形電極 131は、クロムを含むコバルト合金の粉末、クロムを含むコバルト 合金の粉末とセラミックスの粉末と合金の粉末との混合粉末、 Tiの粉末、又は TiCの 粉末のうちのいずれかの 1種の粉末又は 2種以上の粉末からプレスによる圧縮によつ て成形した成形体、或いは真空炉等によって加熱処理した前記成形体により構成さ れるものである。なお、成形電極 131は、圧縮によって成形する代わりに、泥漿铸込 み、 MIM (Metal Injection Molding)、溶射等によって成形しても差し支えなレヽ。
[0134] そして、成形電極 131を構成する前記セラミックスには、 cBN, TiC, TiAIN, A1N , TiB2, WC, Cr3C2, SiC, ZrC, VC, B4C, VN, Si3N4, Zr02_Y, A1203、 S i〇2等が含まれる。なお、成形電極 131を構成するクロムを含むコバルト合金は、 Cr を 10%以上含有し、 Niを 20%以上含有しないことが望ましい。
[0135] 一方、硬質電極 135は、第 1の実施形態に係わる硬質電極 41と同様に、グラフアイ ト、タングステン合金、又は銅合金の固形物により構成されるものである。
[0136] なお、加工ヘッド 127に第 1ホルダ 133及び第 2ホルダ 137が設けられる代わりに、 図 15に示すような交換ユニット 139を用いて、加工ヘッド 127に対して第 1ホルダ 13 3と第 2ホノレダ 137の交換を行うようにしてもよレヽ。
[0137] 即ち、図 15に示すように、ベッド 101には、支柱 141が立設されており、この支柱 1 41には、アーム 143が交換サーボモータ 145の駆動により垂直軸 147を中心として 回転可能に設けられている。また、アーム 143の一端には、第 1ホルダ 133を把持す る第 1ハンド 149が設けられており、アーム 143の他端には、第 2ホルダ 137を把持す る第 2ハンド 151が設けられている。なお、加工ヘッド 127には、図示は省略するが、 第 1ホルダ 133、第 2ホルダ 137のうちのいずれかのホルダを把持する把持機構を備 えている。
[0138] 従って、交換サーボモータ 145の駆動によりアーム 143を垂直軸 147を中心として 回転させて、空の第 1ハンド 149をカ卩ェヘッド 127に近接させる。次に、第 1ハンド 14 9によってカ卩ェヘッド 127に装着された第 1ホルダ 133を把持し、加工ヘッド 127によ る装着状態を解除する。更に、交換サーボモータ 145の駆動によりアーム 143を垂 直軸 147を中心として回転させて、第 1ハンド 149を加工ヘッド 127から離隔せると共 に、第 2ホルダ 137を把持した第 2ハンド 151をカ卩ェヘッド 127に近接させる。そして 、加工ヘッド 127により第 2ホルダ 137を把持し、第 2ハンド 151の把持状態を解除す る。これによつて、第 2ホルダ 137を第 1ホルダ 133と交換して加工ヘッド 127に対し て装着すること力 Sできる。
[0139] また、前述と同様に操作することにより、第 1ホルダ 133を第 2ホルダ 137と交換して 加工ヘッド 127に対して装着することができる。
[0140] なお、アーム 143を回転させる際に、第 1ホルダ 133又は第 2ホルダ 137が加工へ ッド 127に干渉しないように、 Z軸サーボモータ 129の駆動によって加工ヘッド 127を Z軸方向へ移動させておく。
[0141] 次に、図 14、図 15、図 16 (a)ヽ図 16 (b)ヽ図 16 (c)ヽ図 17 (a)、図 17 (b)を参照し て、第 4の実施形態に係わる機械部品の修理方法について説明する。
[0142] 第 4の実施形態に係わる機械部品の修理方法は、タービン動翼 89における一対の 擦動面 97fを修理するための方法であって、以下に示すような (4-1)除去工程と、 (4-2)肉盛工程と、（4-3)仕上げ工程と、（4-4)繰り返し工程とを具備している。
[0143] (4-1) 除去工程
図 16 (a)に示すように、タービン動翼 89における一方の擦動面 97fが上方向を向く ように、前記機械部品としてのタービン動翼 89を治具 121にセットする。
[0144] 次に、 X軸サーボモータ 109及び Y軸サーボモータ 115の駆動によってテーブル 1 13を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、一方の擦動面 97fと硬質電極 1 35が対向するようにタービン動翼 89の位置決めを行う。なお、テーブル 113を X軸方 向と Y軸方向のうちのいずれかの方向に移動させるだけで足りる場合もある。また、タ 一ビン動翼 89の位置決めを行う代わりに、交換ユニット 139によって第 2ホノレダ 137 を第 1ホルダ 133と交換してカ卩ェヘッド 127に装着するようにしても差し支えない。
[0145] そして、電気絶縁性のある液 S中において、一方の擦動面 97fと硬質電極 135との 間にパルス状の放電を発生させる。これによつて、図 16 (b)に示すように、放電エネ ノレギ一により、一方の擦動面 97fに生じたクラック等の欠陥 Dを除去することができる 。なお、パルス状の放電を発生させる際に、 Z軸サーボモータ 129の駆動によって硬 質電 135を加工ヘッド 127と一体的に Z軸方向へ僅かな移動量だけ往復させる。ま た、シュラウド 97における欠陥 Dが除去された部位は、除去部 97eという。
[0146] (4-2)肉盛工程
前記 (4-1)除去工程が終了した後に、 X軸サーボモータ 109及び Y軸サーボモータ 115の駆動によってテーブル 113を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、 シュラウド 97の除去部 97eと成形電極 131が対向するようにタービン動翼 89の位置 決めを行う。なお、テーブル 113を X軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。ま た、タービン動翼 89の位置決めを行う代わりに、交換ユニット 139によって第 1ホルダ 133を第 2ホルダ 137と交換して加工ヘッド 127に装着するようにしても差し支えなレヽ
[0147] そして、電気絶縁性のある液 S中において、シュラウド 97の除去部 97eと成形電極 131との間にパルス状の放電を発生させる。これによつて、図 16 (c)に示すように、そ の放電エネルギーにより、成形電極 131の材料或いは該材料の反応物質をシュラウ ド 97の除去部 97eに堆積、拡散、及び/又は溶着させて、ポーラスな肉盛 153を形 成すること力 Sできる。なお、パルス状の放電を発生させる際に、 Z軸サーボモータ 129 の駆動によって成形電極 131を加工ヘッド 127と一体的に Z軸方向へ僅かな移動量 だけ往復させる。
[0148] (4-3) 仕上げ工程
前記 (4-2)肉盛工程が終了した後に、 X軸サーボモータ 109及び Y軸サーボモータ 115の駆動によってテーブル 113を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、 肉盛 153と硬質電極 135が対向するようにタービン動翼 89の位置決めを行う。なお、 テーブル 113を X軸方向へ移動させるだけで足りる場合もある。また、タービン動翼 8 9の位置決めを行う代わりに、交換ユニット 139によって第 2ホルダ 137を第 1ホノレダ 1 33と交換して加工ヘッド 127に装着するようにしても差し支えない。
[0149] そして、電気絶縁性のある液 S中において、肉盛 153と硬質電極 135との間にパル ス状の放電を発生させる。これによつて、図 17 (a)に示すように、放電エネルギーによ り、ポーラスな肉盛 153の表側を溶融して、肉盛 153の表側に高密度の薄膜 153aを 形成しつつ、肉盛 153の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行うことができ る。なお、パルス状の放電を発生させる際に、 Z軸サーボモータ 129の駆動によって 硬質電 135を加工ヘッド 127と一体的に Z軸方向へ僅かな移動量だけ往復させる。
[0150] (4-4) 繰り返し工程
前記 (4-3)仕上げ工程が終了した後に、治具 121からタービン動翼 89を一旦取外し て、シュラウド 97における他方の擦動面 97fが上方向を向くように、タービン動翼 89 を治具 121にセットする。そして、前記 (4-2)除去工程から前記 (4-3)仕上げ工程まで 、前述と同様に繰り返すことにより、図 17 (b)に示すように、シュラウド 97における一 対の擦動面 97fの修理が終了する。
[0151] なお、前述の第 4の実施形態に係わる機械部品の修理方法は、次のように実施形 態の変更することが可能である。
[0152] 即ち、電気絶縁性のある液 S中において、パルス状の放電を発生させる代わりに、 電気絶縁性のある気中におレ、て、ノ^レス状の放電を発生させるようにしても差し支え ない。
[0153] また、放電加工機 99の代わりに、研削盤を用いて、シュラウド 97における一対の擦 動面 97fの欠陥 Dを除去したり、肉盛 153の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上 げを行ったりしても差し支えなレ、。
[0154] 更に、前記 (4-3)仕上げ工程の後に、肉盛 153の表側にピーユング処理を施すピー ユング工程をカ卩えても差し支えない。
[0155] 次に、第 4の実施形態の作用について説明する。
[0156] 肉盛 153は放電エネルギーにより形成されるため、肉盛 153の範囲を放電が生じる 範囲に限定することができ、肉盛 153を形成する際に余肉が生じることがない。また、 同じ理由により、肉盛 153とシユラウド 97の母材との境界部分は、組成比が傾斜する 構造になっており、肉盛 153をシユラウド 97の母材に強固に結合させることができる。
[0157] 更に、前記 (4-3)仕上げ工程の後にピーニング工程をカ卩えた場合にあっては、肉盛 153の表側に残留圧縮応力を与えることができ、肉盛 153の疲労強度を高めることが できる。
[0158] また、肉盛 153は放電エネルギーにより形成されてあつて、放電エネルギーはシュ ラウド 97の除去部 97eにおける極めて小さい箇所に局所的に作用するため、肉盛 15 3を形成する際におけるシュラウド 97の擦動面 97f付近の温度上昇を十分に抑えるこ とができる。
[0159] 以上の如き、第 4の実施形態によれば、肉盛 153の範囲を放電が生じる範囲に限 定すること力 Sでき、肉盛 153を形成する際に余肉が生じることがないため、肉盛 153 を形成した後における厄介な作業を減らすことができ、シュラウド 97における一対の 擦動面 97fの修理に要する時間を短くすることができる。特に、同一の放電加工機 9 9によって全ての前記 (4-1)除去工程から前記 (4-4)繰り返し工程まで進行するため、 前記修理に要する時間がより一短くすることができる。
[0160] また、肉盛 153を形成する際におけるシュラウド 97における擦動面 97f付近の温度 上昇を十分に抑えることができるため、肉盛 153を形成した後に、シュラウド 97にお ける擦動面 97fに熱収縮による割れが生じることがなくなって、タービン動翼 89の修 理不良を極力無くすことができる。
[0161] 更に、肉盛 153とシユラウド 97の母材とを強固に結合させることができるため、肉盛 153がシユラウド 97の母材から剥離し難くなつて、修理済みのタービン動翼 89の品 質を安定させることができる。
[0162] また、前記 (4-3)仕上げ工程の後にピーユング工程をカ卩えた場合にあっては、肉盛 153の疲労強度を高めることができるため、修理済みのタービン動翼 89の品質を向 上させることができる。
[0163] (第 5の実施形態）
図 2、図 13力も図 15、 016 (a) , 016 (b) ,図 16 (c)、図 17 (a)、図 17 (b)、図 17 Cを参照して第 5の実施形態に係わる復元機械部品の製造方法について説明する。
[0164] 第 5の実施形態に係わる復元機械部品の製造方法は、図 16 (a)に示す原機械部 品としての原タービン動翼 89Aから図 17 (b)に示す復元機械部品としての復元ター ビン動翼 89Bを製造するための発明であって、換言すれば、第 4の実施形態に係わ る機械部品の修理方法を別の観点力 捉えた発明である。そして、第 5の実施形態 に係わる復元機械部品の製造方法にあっても、第 4の実施形態に係わる機械部品の 修理方法の発明と同様に、（5-1)除去工程と、（5-2)肉盛工程と、（5-3)仕上げ工程と、 (5-4)繰り返し工程とを具備している。また、第 5の実施形態に係わる復元機械部品の 製造方法にあっては、前述の放電力卩ェ機 99、成形電極 131、及び硬質電極 135を 用いている。
[0165] なお、なお、復元タービン動翼 89Bは、図 2に示すガスタービンエンジン 3に用いら れるものであって、ガスタービンエンジン 3の軸心を中心として回転可能である。また 、シュラウド 97における一対の擦動面 97fが、原タービン動翼 89Aの被処理部になつ ている。
[0166] (5-1) 除去工程
図 16 (a)に示すように、原タービン動翼 89Aにおける一方の擦動面 97fが上方向 を向くように、前記原機械部品としての原タービン動翼 89Aを治具 121にセットする。 次に、テーブル 113を X軸方向及び Y軸方向へ移動させることにより、一方の擦動面 97fと硬質電極 135が対向するように原タービン動翼 89Aの位置決めを行う。そして 、電気絶縁性のある液 S中において、一方の擦動面 97fと硬質電極 135との間にパ ルス状の放電を発生させる。これによつて、図 16 (b)に示すように、放電エネルギー により、一方の擦動面 97fに生じたクラック等の欠陥 Dを除去することができる。なお、 シュラウド 97における欠陥 Dが除去された部位は、除去部 97eという。
[0167] (5-2)肉盛工程
前記 (5-1)除去工程が終了した後に、テーブル 113を X軸方向及び Y軸方向へ移 動させることにより、シュラウド 97の除去部 97eと成形電極 131が対向するように原タ 一ビン動翼 89Aの位置決めを行う。そして、電気絶縁性のある液 S中において、シュ ラウド 97の除去部 97eと成形電極 131との間にパルス状の放電を発生させる。これに よって、図 16 (c)に示すように、その放電エネルギーにより、成形電極 131の材料或 いは該材料の反応物質をシユラウド 97の除去部 97eに堆積、拡散、及び/又は溶着 させて、ポーラスな肉盛 153を形成することができる。
[0168] (5-3) 仕上げ工程
前記 (5-2)肉盛工程が終了した後に、テーブル 113を X軸方向及び Y軸方向へ移 動させることにより、肉盛 153と硬質電極 135が対向するように原タービン動翼 89A の位置決めを行う。そして、電気絶縁性のある液 S中において、肉盛 153と硬質電極 135との間にパルス状の放電を発生させる。これによつて、図 17 (a)に示すように、放 電エネルギーにより、ポーラスな肉盛 153の表側を溶融して、肉盛 153の表側に高 密度の薄膜 153aを形成しつつ、肉盛 153の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上 げを行うこと力 Sできる。
[0169] (5-4) 繰り返し工程
前記 (5-3)仕上げ工程が終了した後に、治具 121から原タービン動翼 89Aを一旦 取外して、シュラウド 97における他方の擦動面 97fが上方向を向くように、原タービン 動翼 89Aを治具 121にセットする。そして、前記 (5-2)除去工程から前記 (5-3)仕上げ 工程まで、前述と同様に繰り返すことにより、図 17 (b)に示すように、復元機械部品し ての復元タービン動翼 89Bの製造が終了する。
[0170] なお、第 5の実施形態に係わる復元機械部品の製造方法は、第 4の実施形態に係 わる機械部品の修理方法と同様に、実施形態の変更することが可能である。
[0171] 次に、第 5の実施形態の作用について説明する。
[0172] 肉盛 153は放電エネルギーにより形成されるため、肉盛 153の範囲を放電が生じる 範囲に限定することができ、肉盛 153を形成する際に余肉が生じることがなレ、。また、 同じ理由により、肉盛 153とシユラウド 97の母材との境界部分は、組成比が傾斜する 構造になっており、肉盛 153をシユラウド 97の母材に強固に結合させることができる。
[0173] 更に、前記 (5-3)仕上げ工程の後にピーニング工程をカ卩えた場合にあっては、肉盛 153の表側に残留圧縮応力を与えることができ、肉盛 153の疲労強度を高めることが できる。
[0174] また、肉盛 153は放電エネルギーにより形成されてあつて、放電エネルギーはシュ ラウド 97の除去部 97eにおける極めて小さい箇所に局所的に作用するため、肉盛 15 3を形成する際におけるシュラウド 97の擦動面 97f付近の温度上昇を十分に抑えるこ とができる。
[0175] 以上の如き、第 5の実施形態によれば、肉盛 153の範囲を放電が生じる範囲に限 定すること力 Sでき、肉盛 153を形成する際に余肉が生じることがないため、肉盛 153 を形成した後における厄介な作業を減らすことができ、復元タービン動翼 89Bの製造 に要する時間を短くすることができる。特に、同一の放電力卩ェ機 99によって全ての前 記 (5-1)除去工程から前記 (5-4)繰り返し工程まで進行するため、前記製造に要する 時間がより一短くすることができる。
[0176] また、肉盛 153を形成する際におけるシュラウド 97における擦動面 97f付近の温度 上昇を十分に抑えることができるため、肉盛 153を形成した後に、シュラウド 97にお ける擦動面 97fに熱収縮による割れが生じることがなくなって、復元タービン動翼 89 Bの製造不良を極力無くすことができる。
[0177] 更に、肉盛 153をシユラウド 97の母材に強固に結合させることができるため、肉盛 1 53がシユラウド 97の母材から剥離し難くなつて、復元タービン動翼 89Bの品質を安 定させることができる。
[0178] また、前記 (5-3)仕上げ工程の後にピーニング工程をカ卩えた場合にあっては、肉盛 153の疲労強度を高めることができるため、復元タービン動翼 89Bの品質を向上させ ること力 Sできる。
[0179] 以上のように、本発明をレ、くつかの好ましい実施形態により説明したが、本発明に 包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。
[0180] また、 2003年 6月 11日に日本国特許庁に出願された特願 2003—167074号の内 容、 2003年 6月 11曰に曰本国特許庁に出願された特願 2003—167073号の内容 、 2003年 6月 11日に日本国特許庁に出願された特願 2003—167076号の内容は 、参照により本願の内容に引用されたものとする。

Claims

請求の範囲
[1] 導電性のある機械部品の被修理部を修理するための機械部品の修理方法であつ て、
前記機械部品の前記被修理部に生じた欠陥を除去する除去工程と；
前記除去工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉 末との混合粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成さ れる成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記機械部品に おける前記欠陥が除去された除去部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発 生させて、その放電エネルギーにより、前記機械部品の前記除去部に前記成形電極 の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、ポーラスな 肉盛を形成する肉盛工程と；
を具備したことを特徴とする機械部品の修理方法。
[2] 前記肉盛工程が終了した後に、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕 上げを行う仕上げ工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 1に記載の機械部品の修理方法。
[3] 前記仕上げ工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある 液中又は気中において、前記肉盛と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生 させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側を溶融して、前記肉盛の表側 に高密度の薄膜を形成しつつ、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上 げを行うことを特徴とする請求項 2に記載の機械部品の修理方法。
[4] 前記仕上げ工程が終了した後に、前記肉盛の表側にピーユング処理を施すピーニ ング工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 2又は請求項 3に記載の機械部品の修理方法。
[5] 前記仕上げ工程が終了した後に、金属の粉末とセラミックスの粉末との混合粉末、 或いは導電性のあるセラミックスの粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前 記成形体により構成される硬質成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中に おいて、前記肉盛と前記硬質成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その 放電エネルギーにより、前記肉盛の表側に前記硬質成形電極の材料或いは該材料 の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、アブレイシブ性のある硬質薄膜 を形成する硬質薄膜工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 2から請求項 4のうちのいずれかの請求項に記 載の機械部品の修理方法。
[6] 前記仕上げ工程が終了した後に、 Siの固形物、 Siの粉末から成形した圧縮粉末、 或いは加熱処理した前記圧縮粉末からなる Si電極を用レ、、アルカン炭化水素を含む 電気絶縁性のある液中において、前記肉盛と前記 Si電極との間にパルス状の放電を 発生させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側に前記 Si電極の材料或い は該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、アブレイシブ性のある 硬質薄膜を形成する硬質薄膜工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 2から請求項 4のうちのいずれかの請求項に記 載の機械部品の修理方法。
[7] 前記除去工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液 中又は気中におレ、て、前記硬質電極と前記機械部品の前記被修理部との間にパル ス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記機械部品の前記被修理 部に生じた前記欠陥を除去することを特徴とする請求項 1から請求項 6のうちのいず れかの請求項に記載の機械部品の修理方法。
[8] 前記除去工程が終了した後に、前記成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又 は気中において、前記機械部品の前記除去部と前記成形電極との間にパルス状の 放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記機械部品の前記除去部に前記 成形電極の材料を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、ポーラスな薄膜を形成する 薄膜工程と；
前記薄膜工程が終了した後であって前記肉盛工程を開始する前に、耐消耗性の ある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記薄膜と前記硬 質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記薄 膜を溶融して、前記薄膜をポーラス状態から高密度状態に変化させる薄膜変化工程 と；
を具備したことを特徴とする請求項 1から請求項 7のうちのいずれかの請求項に記 載の機械部品の修理方法。
前記硬質電極は、グラフアイト、タングステン合金、又は銅合金の固形物により構成 されることを特徴とする請求項 3、請求項 7、請求項 8のうちのいずれかの請求項に記 載の機械部品の修理方法。
前記機械部品の前記除去部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させ ると、前記成形電極の一部分であって放電方向からみたときに前記機械部品の前記 除去部からはみ出した部分が消耗するように、前記成形電極の先端部の形状は前 記機械部品の前記除去部の形状よりも僅かに大きいものであることを特徴とする請求 項 1から請求項 9のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の修理方法。
前記機械部品はガスタービンエンジンのエンジン部品であることを特徴とする請求 項 1から請求項 10のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の修理方法。 導電性のある原機械部品から復元機械部品を製造するための復元機械部品の製 造方法であって、
前記原機械部品の被処理部に生じた欠陥を除去する除去工程と；
前記除去工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉 末との混合粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成さ れる成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記原機械部品 における前記欠陥が除去された除去部と前記成形電極との間にパルス状の放電を 発生させて、その放電エネルギーにより、前記原機械部品の前記除去部に前記成形 電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、ポー ラスな肉盛を形成する肉盛工程と；
を具備したことを特徴とする復元機械部品の製造方法。
前記肉盛工程が終了した後に、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕 上げを行う仕上げ工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 12に記載の復元機械部品の製造方法。
前記仕上げ工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある 液中又は気中において、前記肉盛と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生 させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側を溶融して、前記肉盛の表側 に高密度の薄膜を形成しつつ、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上 げを行うことを特徴とする請求項 13に記載の復元機械部品の製造方法。
[15] 前記仕上げ工程が終了した後に、前記肉盛の表側にピーニング処理を施すピーニ ング工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 13又は請求項 14に記載の復元機械部品の製 造方法。
[16] 前記仕上げ工程が終了した後に、金属の粉末とセラミックスの粉末との混合粉末、 或いは導電性のあるセラミックスの粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前 記成形体により構成される硬質成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中に おいて、前記肉盛と前記硬質成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その 放電エネルギーにより、前記肉盛の表側に前記硬質成形電極の材料或いは該材料 の反応物質を堆積、拡散、及び Z又は溶着させて、アブレイシブ性のある硬質薄膜 を形成する硬質薄膜工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 13から請求項 15のうちのいずれかの請求項に 記載の復元機械部品の製造方法。
[17] 前記仕上げ工程が終了した後に、 Siの固形物、 Siの粉末から成形した成形体、或 いは加熱処理した前記成形体により構成される Si電極を用い、アルカン炭化水素を 含む電気絶縁性のある液中において、前記肉盛と前記 Si電極との間にパルス状の 放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側に前記 Si電極の材 料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、アブレイシブ性 のある硬質薄膜を形成する硬質薄膜工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 13から請求項 15のうちのいずれかの請求項に 記載の復元機械部品の製造方法。
[18] 前記除去工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液 中又は気中において、前記硬質電極と前記原機械部品の前記被処理部との間にパ ノレス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記原機械部品の前記被 処理部に生じた前記欠陥を除去することを特徴とする請求項 12から請求項 17のうち のいずれかの請求項に記載の復元機械部品の製造方法。 [19] 前記除去工程が終了した後に、前記成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又 は気中において、前記原機械部品の前記除去部と前記成形電極との間にパルス状 の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記原機械部品の前記除去部に 前記成形電極の材料を堆積、拡散、及び Z又は溶着させて、ポーラスな薄膜を形成 する薄膜工程と；
前記薄膜工程が終了した後であって前記肉盛工程を開始する前に、耐消耗性の ある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記薄膜と前記硬 質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記薄 膜を溶融して、ポーラス状から高密度状態に変化させる薄膜変化工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 12から請求項 18のうちのいずれかの請求項に 記載の復元機械部品の製造方法。
[20] 前記原機械部品の前記被処理部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生 させると、前記成形電極の一部分であって放電方向からみたときに前記原機械部品 の前記被処理部からはみ出した部分が消耗するように、前記成形電極の断面形状 は前記原機械部品の前記被処理部の外形状よりも僅かに大きいものであることを特 徴とする請求項 12から請求項 19のうちのいずれかの請求項に記載の復元機械部品 の製造方法。
[21] 前記原機械部品はガスタービンエンジンの原エンジン部品であることを特徴とする 請求項 12から請求項 20のうちのいずれかの請求項に記載の復元機械部品の製造 方法。
[22] 導電性のある部品本体と、この部品本体の被処理部に形成されたポーラスな肉盛 とを備えた機械部品を製造するための機械部品の製造方法であって、
前記部品本体から成形する本体工程と；
前記本体工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉 末との混合粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成さ れる成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記部品本体の 前記被処理部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネ ノレギ一により、前記部品本体の前記被処理部に前記成形電極の材料或いは該材料 の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、前記肉盛を形成する肉盛工程と を具備したことを特徴とする機械部品の製造方法。
[23] 前記肉盛工程が終了した後に、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕 上げを行う仕上げ工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 22に記載の機械部品の製造方法。
[24] 前記仕上げ工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある 液中又は気中において、前記肉盛と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生 させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側を溶融して、前記肉盛の表側 に高密度の薄膜を形成しつつ、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上 げを行うことを特徴とする請求項 23に記載の機械部品の製造方法。
[25] 前記仕上げ工程が終了した後に、前記肉盛の表側にピーユング処理を施すピーニ ング工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 23又は請求項 24に記載の機械部品の製造方 法。
[26] 前記部品工程にあっては、鍛造又は铸造によって前記部品本体の大部分から成 形し、機械加工によって前記部品本体の残りの部分から成形する工程であることを特 徴とする請求項 22から請求項 25のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の製 造方法。
[27] 前記仕上げ工程が終了した後に、金属の粉末とセラミックスの粉末との混合粉末、 或いは導電性のあるセラミックスの粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前 記成形体により構成される硬質成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中に おいて、前記肉盛と前記硬質成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その 放電エネルギーにより、前記肉盛の表側に前記硬質成形電極の材料或いは該材料 の反応物質を堆積、拡散、及び Z又は溶着させて、アブレイシブ性のある硬質薄膜 を形成する硬質薄膜工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 23から請求項 26のうちのいずれかの請求項に 記載の機械部品の製造方法。 [28] 前記仕上げ工程が終了した後に、 Siの固形物、 Siの粉末から成形した成形体、或 いは加熱処理した前記成形体により構成される Si電極を用い、アルカン炭化水素を 含む電気絶縁性のある液中において、前記肉盛と前記 Si電極との間にパルス状の 放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側に前記 Si電極の材 料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び Z又は溶着させて、アブレイシブ性 のある硬質薄膜を形成するアブレイシブ薄膜形成工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 23から請求項 26のうちのいずれかの請求項に 記載の機械部品の製造方法。
[29] 前記本体成形工程が終了した後であって前記肉盛工程を開始する前に、電気絶 縁性のある液中又は気中におレ、て、前記部品本体の前記被処理部と前記成形電極 との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記部品本体 の前記被処理部に前記成形電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及 び/又は溶着させて、ポーラスな薄膜を形成する薄膜工程と；
前記薄膜工程が終了した後であって前記肉盛工程が開始する前に、耐消耗性の ある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記薄膜と前記硬 質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記薄 膜を溶融して、ポーラス状態から高密度状態に変化させる薄膜変化工程と； を具備したことを特徴とする請求項 22から請求項 28のうちのいずれかの請求項に 記載の機械部品の製造方法。
[30] 前記部品本体の前記被処理部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生さ せると、前記成形電極の一部分であって放電方向からみたときに前記部品本体の前 記被処理部からはみ出した部分が消耗するように、前記成形電極の先端部の形状 は前記部品本体の前記被処理部の形状よりも僅かに大きいものであることを特徴と する請求項 22から請求項 29のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の製造 方法。
[31] 前記機械部品はガスタービンエンジンのエンジン部品であることを特徴とする請求 項 22から請求項 30のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の製造方法。
[32] 請求項 22から請求項 30のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の製造方法 により製造されたことを特徴とする機械部品。
[33] 請求項 31に記載の機械部品の製造方法により製造されたことを特徴とする機械部
P
PPo
[34] 請求項 34に記載の機械部品を具備したことを特徴とするガスタービンエンジン。
[35] 導電性のある機械部品の被修理部を修理するための機械部品の修理方法であつ て、
耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記 機械部品の前記被修理部と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、 その放電エネルギーにより、前記機械部品の前記被修理部に生じた欠陥を除去する 欠陥除去工程；
前記欠陥除去工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックス の粉末を混合した混合粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体 により構成される成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記 機械部品における前記欠陥が除去された除去部と前記成形電極との間にパルス状 の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記機械部品の前記除去部に前 記成形電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて 、肉盛を形成する肉盛形成工程と；
を具備したことを特徴とする機械部品の修理方法。
[36] 前記肉盛層工程が終了した後に、電気絶縁性のある液中又は気中において、前 記肉盛と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギー により、前記肉盛の表側を溶融して、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法 仕上げを行う仕上げ工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 35に記載の機械部品の修理方法。
[37] 前記硬質電極は、グラフアイト、タングステン合金、又は銅合金からなるものであるこ とを特徴とする請求項 35又は請求項 36に記載の機械部品の修理方法。
[38] 前記機械部品はガスタービンエンジンのエンジン部品であることを特徴とする請求 項 35から請求項 37のうちのいずれかの請求項に記載の機械部品の修理方法。
[39] 原機械部品から復元機械部品を製造するための復元機械部品の製造方法であつ て、
耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記 原機械部品の前記被処理部と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて 、その放電エネルギーにより、前記原機械部品の前記被処理部に生じた欠陥を除去 する除去工程と；
前記除去工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉 末との混合粉末から成形した成形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成さ れる成形電極を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記原機械部品 における前記欠陥が除去された除去部と前記成形電極との間にパルス状の放電を 発生させて、その放電エネルギーにより、前記原機械部品の前記除去部に前記成形 電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、肉盛 を形成する肉盛工程と；
を具備したことを特徴とする復元機械部品の製造方法。
[40] 前記肉盛工程が終了した後に、電気絶縁性のある液中又は気中において、前記 肉盛と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーに より、前記肉盛の表側を溶融して、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕 上げを行う仕上げ工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 39に記載の復元機械部品の製造方法。
[41] 前記硬質電極は、グラフアイト、タングステン合金、又は銅合金からなることを特徴と する請求項 39又は請求項 40に記載の復元機械部品の製造方法。
[42] 前記原機械部品はガスタービンの原タービン部品であることを特徴とする請求項 3
9から請求項 41のうちのいずれかの請求項に記載の復元機械部品の製造方法。
[43] 請求項 12から請求項 20、請求項 39から請求項 41のうちのいずれかの請求項に記 載の原機械部品の製造方法により製造されたことを特徴とする機械部品。
[44] 請求項 21又は請求項 42に記載の原機械部品の製造方法により製造されたことを 特徴とする原機械部品。
[45] 請求項 44に記載の原機械部品を具備したことを特徴とするガスタービンエンジン。
[46] 請求項 35に記載の機械部品の修理方法の実施に直接使用する放電加工機にお いて、
テープノレと、
前記テーブルに設けられ、前記機械部品をセット可能な治具と；
前記テーブルの上方に設けられ、前記テーブルに対して相対的に上下方向及び 水平方向へ移動可能な加工ヘッドと；
前記加工ヘッドと一体的に移動可能であって、前記成形電極を保持する第 1ホル ダと；
前記加工ヘッドと一体的に移動可能であって、前記硬質電極を保持する第 2電極 ホノレダと；
電気絶縁性のある液中または気中において前記機械部品の被修理部と前記硬質 電極との間、前記機械部品における前記欠陥除去部と前記成形電極との間にそれ ぞれパルス状の放電を発生させる電源と；
を具備したことを特徴とする放電加工機。
請求項 35に記載の機械部品の修理方法の実施に直接使用する放電加ェ機にお いて、
テープノレと；
前記テーブルに設けられ、前記機械部品をセット可能な治具と；
前記テーブルの上方に設けられ、前記テーブルに対して相対的に上下方向及び 水平方向へ移動可能な加工ヘッドと；
前記加工ヘッドに対して着脱可能であって、前記成形電極を保持する第 1ホルダと 前記加工ヘッドに対して着脱可能であって、前記硬質電極を保持する第 2ホルダと 前記加工ヘッドに対して前記第 1ホルダと前記第 2ホルダの交換を行う交換ユニット と；
電気絶縁性のある液中または気中において前記機械部品の被修理部と前記硬質 電極との間、前記機械部品における前記欠陥除去部と前記成形電極との間にそれ ぞれパルス状の放電を発生させる電源と； を具備したことを特徴とする放電加工機。
[48] ガスタービンエンジンに用いられるタービン部品における擦動面の修理を行うため のタービン部品の修理方法であって、
前記タービン部品における前記擦動面に生じた欠陥を除去する除去工程と； 前記除去工程が終了した後に、クロムを含むコノ ルト合金の粉末、クロムを含むコ バルト合金の粉末とセラミックスの粉末と合金の粉末との混合粉末、 Tiの粉末、又は TiCの粉末のうちのいずれかの 1種の粉末又は 2種以上の粉末から成形してなる成 形体、或いは加熱処理した前記成形体により構成される成形電極を用い、電気絶縁 性のある液中又は気中において、前記タービン部品における前記欠陥が除去された 除去部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギー により、前記タービン部品における前記除去部に前記成形電極の材料或いは該材 料の反応物質を堆積、拡散、及び Z又は溶着させて、高温環境下で耐摩耗性のあ る肉盛を形成する肉盛工程と；
を具備したことを特徴とするタービン部品の修理方法。
[49] 前記肉盛工程が終了した後に、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕 上げを行う仕上げ工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 48に記載のタービン部品の修理方法。
[50] 前記仕上げ工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある 液中又は気中において、前記肉盛と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生 させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側を溶融して高密度の薄膜を形 成しつつ、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行うことを特徴と する請求項 49に記載のタービン部品の修理方法。
[51] 前記寸法仕上げ工程が終了した後に、前記肉盛の表側にピーニング処理を施す ピーユング工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 49又は請求項 50に記載のタービン部品の修理 方法。
[52] 前記除去工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液 中又は気中において、前記タービン部品における前記擦動面と前記硬質電極との間 にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記タービン部品にお ける前記擦動面に生じた欠陥を除去することを特徴とする請求項 48から請求項 51の うちのいずれかの請求項に記載のタービン部品の修理方法。
[53] 前記硬質電極は、グラフアイト、タングステン合金、又は銅合金であることを特徴とす る請求項 50又は請求項 52に記載のタービン部品の修理方法。
[54] 前記タービン部品における前記擦動面は、タービン動翼のシュラウドにおける擦動 面であることを特徴とする請求項 48から請求項 53のうちのいずれかの請求項に記載 のタービン部品の修理方法。
[55] 原タービン部品から復元タービン部品を製造するための復元タービン部品の製造 方法であって、
前記原タービン部品における擦動面に生じた欠陥を除去する除去工程と； 前記除去工程が終了した後に、クロムを含むコノ ルト合金の粉末、クロムを含むコ バルト合金の粉末とセラミックスの粉末との混合粉末、 Tiの粉末、又は TiCの粉末のう ちのいずれかの 1種の粉末又は 2種以上の粉末から成形してなる成形体、或いはカロ 熱処理した前記成形体により構成される成形電極を用い、前記原タービン部品にお ける前記欠陥が除去された除去部と前記成形電極との間にパルス状の放電を発生さ せて、その放電エネルギーにより、前記原タービン部品における前記除去部に前記 成形電極の材料或いは該材料の反応物質を堆積、拡散、及び/又は溶着させて、 高温環境下で耐摩耗性のある肉盛を形成する肉盛工程と；
を具備したことを特徴とする復元タービン部品の製造方法。
[56] 前記肉盛工程が終了した後に、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕 上げを行う仕上げ工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 55に記載の復元タービン部品の製造方法。
[57] 前記仕上げ工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある 液中又は気中において、前記肉盛と前記硬質電極との間にパルス状の放電を発生 させて、その放電エネルギーにより、前記肉盛の表側を溶融して高密度の薄膜を形 成しつつ、前記肉盛の厚さが所定の厚さになるように寸法仕上げを行うことを特徴と する請求項 56に記載の復元タービン部品の製造方法。 [58] 前記仕上げ工程が終了した後に、前記肉盛層の表側にピーニング処理を施すピ 一二ング工程と；
を具備したことを特徴とする請求項 56又は請求項 57に記載の復元タービン部品の 製造方法。
[59] 前記除去工程にあっては、耐消耗性のある硬質電極を用い、電気絶縁性のある液 中又は気中において、前記原タービン部品における前記擦動面と前記硬質電極との 間にノ^レス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記原タービン部 品における前記擦動面に生じた欠陥を除去することを特徴とする請求項 55から請求 項 58のうちのいずれかの請求項に記載の復元タービン部品の製造方法。
[60] 前記硬質電極は、グラフアイト、タングステン合金、又は銅合金からなることを特徴と する請求項 57又は請求項 59に記載の復元タービン部品の製造方法。
[61] 前記原タービン部品における前記擦動面は、原タービン動翼のシュラウドにおける 擦動面であることを特徴とする請求項 55から請求項 60のうちのいずれかの請求項に 記載の復元タービン部品の製造方法。
[62] 請求項 55から請求項 61のうちのいずれかの請求項に記載の復元タービン部品の 製造方法により製造されたことを特徴とする復元タービン部品。
[63] 請求項 62に記載の復元タービン部品を具備したことを特徴とするガスタービンェン ジン。
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