JPS60201002A - タ−ビンロ−タ− - Google Patents
タ−ビンロ−タ−Info
- Publication number
- JPS60201002A JPS60201002A JP5623984A JP5623984A JPS60201002A JP S60201002 A JPS60201002 A JP S60201002A JP 5623984 A JP5623984 A JP 5623984A JP 5623984 A JP5623984 A JP 5623984A JP S60201002 A JPS60201002 A JP S60201002A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- hardness
- turbine rotor
- metal
- hardening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/025—Fixing blade carrying members on shafts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野〕
本発明はターボチャージャ、ガスタービン等：二於て用
いられる８１３Ｎ４．８１０ 、サイアロン等のセラミ
ック製タービンローター本体と金属軸が接合された構造
のタービンローターに関し、特に軸承部が金属である場
合の改良に関する。
いられる８１３Ｎ４．８１０ 、サイアロン等のセラミ
ック製タービンローター本体と金属軸が接合された構造
のタービンローターに関し、特に軸承部が金属である場
合の改良に関する。
（従来技術〕
金属ローターの場合には従来よシ軸としてＳＣＭ 。
ＳＮＣＭ或いはＳＡＯＭと言った強じん鋼が用いられて
おシ、ローターとの溶接の前或いは後工程で、焼入れ焼
戻しによる調質を行ない、芯部硬度を整えることによシ
軸強度を上げ、その後軸承部には焼入れ量化等で表面硬
化をして細くて強くかつ摺動にも耐える軸としていた。
おシ、ローターとの溶接の前或いは後工程で、焼入れ焼
戻しによる調質を行ない、芯部硬度を整えることによシ
軸強度を上げ、その後軸承部には焼入れ量化等で表面硬
化をして細くて強くかつ摺動にも耐える軸としていた。
一方、セラミック製ローターと金属とを接合する場合、
焼成めもしくはろう付が用いられている。
焼成めもしくはろう付が用いられている。
しかしながら接合が軸承部に近接したローター側で行な
われる場合には、接合に際しての加熱によシ従来の鋼材
では軸が鈍シ、硬度も中心部でＭｙ２５０未満となって
軸の強度も低下するといった問題があった。又、接合後
に再び硬度を上げようとすると調質の焼入工程で、一度
接合した部分が外れたシ、焼入後の急激な熱歪による内
部応力でセラミックにり２ツクが発生するといった問題
があった。軸承部の表面硬化に於てもこうした踵由によ
シ焼入れ手法はとれなかった。よってこの軸受部の硬度
を上げた金属軸の出現が待望されるところであった。
われる場合には、接合に際しての加熱によシ従来の鋼材
では軸が鈍シ、硬度も中心部でＭｙ２５０未満となって
軸の強度も低下するといった問題があった。又、接合後
に再び硬度を上げようとすると調質の焼入工程で、一度
接合した部分が外れたシ、焼入後の急激な熱歪による内
部応力でセラミックにり２ツクが発生するといった問題
があった。軸承部の表面硬化に於てもこうした踵由によ
シ焼入れ手法はとれなかった。よってこの軸受部の硬度
を上げた金属軸の出現が待望されるところであった。
（発明の構成）
本発明に於てはターボチャージャー等のタービンｐ−タ
ー軸承部（少くもローター本体側（二於て）の軸として
中心部に於ける硬度ＨＶ ２５０ 以上とする条件を満
足し、耐摩耗性上必５あるときはＨｖ５００程度をも実
現することができ、軸の破損に関する前述の問題点を解
決するものであって、その概略は金属軸として少なくも
ローター本体側の軸承部の接合後の硬度が焼入れ、焼戻
しをすることなしにＨｖ ２５０ 以上の金属材料を用
いることによって軸の破損の少ないセラミックタービン
ローターを提供するものである。
ー軸承部（少くもローター本体側（二於て）の軸として
中心部に於ける硬度ＨＶ ２５０ 以上とする条件を満
足し、耐摩耗性上必５あるときはＨｖ５００程度をも実
現することができ、軸の破損に関する前述の問題点を解
決するものであって、その概略は金属軸として少なくも
ローター本体側の軸承部の接合後の硬度が焼入れ、焼戻
しをすることなしにＨｖ ２５０ 以上の金属材料を用
いることによって軸の破損の少ないセラミックタービン
ローターを提供するものである。
上記の条件を満足する金属としては例えばステライト、
タングステンのように本質的（＝硬度のあるものや、イ
ンコネル、ナイモニツクのように析出硬化によシ硬度が
大となるもの、マルエージング鋼のよう（二時効硬化に
より硬度が大と〕よるもの等があシ、いづれでもよい。
タングステンのように本質的（＝硬度のあるものや、イ
ンコネル、ナイモニツクのように析出硬化によシ硬度が
大となるもの、マルエージング鋼のよう（二時効硬化に
より硬度が大と〕よるもの等があシ、いづれでもよい。
タングステンの場合にはそれ自身の熱膨張が小さく、Ｓ
ｉ３Ｎ４．５ｉＣｉ といった低膨張セラミックと接合
する際残留応力が小さく有利である。又、析出硬化金属
の場合に於て析出温度がろう（す温度より低い場合には
、ろう付後の冷却時に析出温度に保持するか、冷却後に
少し加熱することによって所定の硬度が得られる。又、
マルエージング鋼を用いた場合も同様な手法を用いて硬
度をあげることができる。
ｉ３Ｎ４．５ｉＣｉ といった低膨張セラミックと接合
する際残留応力が小さく有利である。又、析出硬化金属
の場合に於て析出温度がろう（す温度より低い場合には
、ろう付後の冷却時に析出温度に保持するか、冷却後に
少し加熱することによって所定の硬度が得られる。又、
マルエージング鋼を用いた場合も同様な手法を用いて硬
度をあげることができる。
（実施例）
次に本発明の実施例をそれぞれ図面を参照しつつ説明す
れば以下のとおシである。
れば以下のとおシである。
実施例１： 第１図に示すようにＳｉ、Ｎ４製のターボ
チャージャローター１の接合面に物理蒸着法によツーｒ
−Ｔ１（ｏ、１ｐ ）−ＭＯ（０，１ｔｔ Ｊ−Ｏｕ（
２ｔｔ ）をコーティングした後、ローター本体側にタ
ングステン軸２ａその他の部分に８０Ｍ材からなる軸３
を用いてローター１の内面と軸の表面及び軸の端面間を
８５０℃にてろう付４した。この軸間接合箇所は後に行
なわれる熱処理を考えて第２の軸承部から１０顛離れた
位置とした。ろう付後のタングステン軸２ａの硬度はＨ
ｖ３９０’ｕあった。次に８０Ｍ材からなる軸３ａを高
周波焼入れを施し、ＨＶ ５００にした後所定の寸法に
仕上げ、ターボチャージャーとして組み込み、１５０，
０００ ｒ、ｐ、ｍ、 ２００ ｈｒのスピンテストを
行なったところタングステン軸２ａの摩耗は０．５μ以
下で破損もなかった。
チャージャローター１の接合面に物理蒸着法によツーｒ
−Ｔ１（ｏ、１ｐ ）−ＭＯ（０，１ｔｔ Ｊ−Ｏｕ（
２ｔｔ ）をコーティングした後、ローター本体側にタ
ングステン軸２ａその他の部分に８０Ｍ材からなる軸３
を用いてローター１の内面と軸の表面及び軸の端面間を
８５０℃にてろう付４した。この軸間接合箇所は後に行
なわれる熱処理を考えて第２の軸承部から１０顛離れた
位置とした。ろう付後のタングステン軸２ａの硬度はＨ
ｖ３９０’ｕあった。次に８０Ｍ材からなる軸３ａを高
周波焼入れを施し、ＨＶ ５００にした後所定の寸法に
仕上げ、ターボチャージャーとして組み込み、１５０，
０００ ｒ、ｐ、ｍ、 ２００ ｈｒのスピンテストを
行なったところタングステン軸２ａの摩耗は０．５μ以
下で破損もなかった。
実施例２： 第２図に示すようにＳｉ３Ｎ４製のターボ
チャージャーローター１の接合面（二物理蒸着法によっ
てＴｔ（ａ、１Ａ ）−ＭＯ（０，１μ）−０ｕ（２μ
）をコーティングした後、ローター本体側に厚さ１絹の
銅の緩衝板５を挾んでインコネル軸２ｂをろう付４した
６インコネル軸２ｂの硬度はＨｖ ４ ｏ ｏであった
。更にその後焼入れ、焼戻しをした８０Ｍ材からなる軸
３と端面間を摩擦溶接接合６ａＬ、前記の６ＣＭ＄Ｊか
らなる軸３ａは表面焼入れを行なつた。そして所定の寸
法に仕上げて１５０．００Ｏｒ、ｐ、ＩＩｌ。
チャージャーローター１の接合面（二物理蒸着法によっ
てＴｔ（ａ、１Ａ ）−ＭＯ（０，１μ）−０ｕ（２μ
）をコーティングした後、ローター本体側に厚さ１絹の
銅の緩衝板５を挾んでインコネル軸２ｂをろう付４した
６インコネル軸２ｂの硬度はＨｖ ４ ｏ ｏであった
。更にその後焼入れ、焼戻しをした８０Ｍ材からなる軸
３と端面間を摩擦溶接接合６ａＬ、前記の６ＣＭ＄Ｊか
らなる軸３ａは表面焼入れを行なつた。そして所定の寸
法に仕上げて１５０．００Ｏｒ、ｐ、ＩＩｌ。
２０ Ｑ ｈｒのスピンテストを行なったところ、イン
コネル７１３Ｃの摩耗は０，５μ以下で破損も生じなか
った。
コネル７１３Ｃの摩耗は０，５μ以下で破損も生じなか
った。
実施例３： 第３図に示すようにＳｉ、Ｎ、製のターボ
チャージャーローター１の接合面に物理蒸着によってＴ
ｉ（０，Ｉ ＩＩ ）−Ｍｏ（０，Ｉ Ｉｔ ）−ａｕ
（２Ｉｔ ）をコーティングした後、厚さ０．５ＨＭの
コバールの緩衝板４を挾んで１１３ Ｎｉ −９Ｃｏ
−０，４Ｔｉ −０，０６Ａ／マルエージング鋼からな
る軸２Ｃを銀ろうにて１０００℃でろう付４し、空冷後
４５０℃で時効処理を行なった。これによシマルエージ
ング鋼からなる軸２Ｃの硬度はＨｖ ５２０となった。
チャージャーローター１の接合面に物理蒸着によってＴ
ｉ（０，Ｉ ＩＩ ）−Ｍｏ（０，Ｉ Ｉｔ ）−ａｕ
（２Ｉｔ ）をコーティングした後、厚さ０．５ＨＭの
コバールの緩衝板４を挾んで１１３ Ｎｉ −９Ｃｏ
−０，４Ｔｉ −０，０６Ａ／マルエージング鋼からな
る軸２Ｃを銀ろうにて１０００℃でろう付４し、空冷後
４５０℃で時効処理を行なった。これによシマルエージ
ング鋼からなる軸２Ｃの硬度はＨｖ ５２０となった。
次に゛焼入れ、焼戻しをした８ＮＣＭ利からなる軸３
ｂ と端面間を電子ビーム接合６ｂした後、ＳＮＣ！Ｍ
材からなる軸３ｂのみ表面焼入れを行ない、所定の寸法
に仕上げて１５０．００Ｏｒ、Ｌｍ 、 ２．口Ｑｈｒ
のスピンテストを行なったところマルエージング鋼から
なる軸の摩耗はほとんどなく、又、破損もなく良好な接
合結果を得た。
ｂ と端面間を電子ビーム接合６ｂした後、ＳＮＣ！Ｍ
材からなる軸３ｂのみ表面焼入れを行ない、所定の寸法
に仕上げて１５０．００Ｏｒ、Ｌｍ 、 ２．口Ｑｈｒ
のスピンテストを行なったところマルエージング鋼から
なる軸の摩耗はほとんどなく、又、破損もなく良好な接
合結果を得た。
上記各実施例に於ては、金属軸の軸承部についてロータ
ー本体側にのみ高硬度材料２ａ＋ ２ ｂ或は２Ｃを用
いた場合を示したが第４図に示すように軸承郡全体２も
しくは軸全体が尚該１司硬度材料で構成されてもよいこ
とは勿論である。
ー本体側にのみ高硬度材料２ａ＋ ２ ｂ或は２Ｃを用
いた場合を示したが第４図に示すように軸承郡全体２も
しくは軸全体が尚該１司硬度材料で構成されてもよいこ
とは勿論である。
又、接合手段についても各実施例はろう付の場合のみに
ついて述べたが、焼成め或はろう付と焼成めとが組合さ
れたものについても、接合に際し軸を６０Ｄ℃以上に加
熱１−る心髄が生ずるだけで同様に実施することができ
る。
ついて述べたが、焼成め或はろう付と焼成めとが組合さ
れたものについても、接合に際し軸を６０Ｄ℃以上に加
熱１−る心髄が生ずるだけで同様に実施することができ
る。
（発明の効果）
本発明は上記したように夕〜ボチャージャーの軸の強度
上問題となるΦＪ１承部の特にローター本体側の軸部を
Ｈ’ｖ ２５０以上の硬度（接合後〕が焼入れ、焼戻し
をすることなしに得られる金属飼料を用いているので、
軸の破損が極めて少なくなったセラミックローターを提
供することができる。
上問題となるΦＪ１承部の特にローター本体側の軸部を
Ｈ’ｖ ２５０以上の硬度（接合後〕が焼入れ、焼戻し
をすることなしに得られる金属飼料を用いているので、
軸の破損が極めて少なくなったセラミックローターを提
供することができる。
第１図〜第４図は本発明の；１３施例を示す一部殿断簡
略説明図である。 ｌ ： Ｓｉ３Ｎ、製のターボチャージャローター２ａ
：タングステン軸 ２ｂ：インコネル軸 ２Ｃ：マルエージング鋼からなるイ・山３ａ：ｉ３ＣＭ
４Ｊからなる中ｉｂ ３ ｂ： ＳＮＣＭ祠からなる軸 ４：ろう付 ５：緩衝板 ６ａ 摩擦溶接ｊべ合 ６１）、電子ビーム接合 代理人 弁理士 竹 内 守 第１図 第２図 ） 第３図 第４ 図
略説明図である。 ｌ ： Ｓｉ３Ｎ、製のターボチャージャローター２ａ
：タングステン軸 ２ｂ：インコネル軸 ２Ｃ：マルエージング鋼からなるイ・山３ａ：ｉ３ＣＭ
４Ｊからなる中ｉｂ ３ ｂ： ＳＮＣＭ祠からなる軸 ４：ろう付 ５：緩衝板 ６ａ 摩擦溶接ｊべ合 ６１）、電子ビーム接合 代理人 弁理士 竹 内 守 第１図 第２図 ） 第３図 第４ 図
Claims (3)
- （１） セラミック製タービンローター本体に金属軸が
接合されたタービンローターに於て、金属軸として少な
くもローター本体側の軸承部の接合後の硬度が、焼入れ
、焼戻しをすることなく、Ｈｖ２５０以上を有する金属
材料を用いたことを特徴とするタービンローター - （２） セラミック製タービンローター本体と金属軸と
の接合がろう付である特許請求の範囲第１項記載のター
ビンローター - （３） 金属材料が時効硬化型金属である特許請求の範
囲第１項記載のタービンローター （３） 金属材料が析出硬化金属である特許請求の範囲
第１項記載のタービンローター
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5623984A JPS60201002A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | タ−ビンロ−タ− |
| DE19853510940 DE3510940C2 (de) | 1984-03-26 | 1985-03-26 | Turbinenrotor mit einer mit einem Keramik-Turbinenrotor thermisch verbundenen Metallwelle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5623984A JPS60201002A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | タ−ビンロ−タ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60201002A true JPS60201002A (ja) | 1985-10-11 |
Family
ID=13021540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5623984A Pending JPS60201002A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | タ−ビンロ−タ− |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60201002A (ja) |
| DE (1) | DE3510940C2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61286274A (ja) * | 1985-06-12 | 1986-12-16 | 日本碍子株式会社 | 金属・セラミツクス結合体およびその製造法 |
| JPS6227380A (ja) * | 1985-07-26 | 1987-02-05 | いすゞ自動車株式会社 | セラミツクス構造体の軸部と金属構造体のボス部との接合方法 |
| JPS6335464A (ja) * | 1985-12-11 | 1988-02-16 | 日本碍子株式会社 | セラミック製部材と金属製部材の結合法 |
| JPS63251127A (ja) * | 1987-04-06 | 1988-10-18 | Ngk Insulators Ltd | セラミック製部材と金属製部材の結合方法 |
| JPS63260873A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-27 | 日本特殊陶業株式会社 | 金属とセラミツクスの接合体 |
| JPH01126278A (ja) * | 1987-05-13 | 1989-05-18 | Cummins Engine Co Inc | セラミツク素子と金属素子の接合方法、内燃機関用アツセンブリー形成方法並びにセラミツク及び鋳鉄素子形成方法 |
| JP2811020B2 (ja) * | 1990-04-17 | 1998-10-15 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックスと鋼の接合体及びその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5832102B2 (ja) * | 1975-12-06 | 1983-07-11 | クスミデンキ カブシキガイシヤ | ヒ−トシ−ルソウチ |
| JPS59501B2 (ja) * | 1973-12-27 | 1984-01-07 | 株式会社 三和ケミカル | グアニジノカゴウブツノシンセイゾウホウホウ |
| JPS595701B2 (ja) * | 1976-09-26 | 1984-02-06 | 宏 彦坂 | 連続布無張力処理装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2734747A1 (de) * | 1977-08-02 | 1979-02-15 | Daimler Benz Ag | Verbindung eines keramischen turbinenrades mit einer metallischen welle |
-
1984
- 1984-03-26 JP JP5623984A patent/JPS60201002A/ja active Pending
-
1985
- 1985-03-26 DE DE19853510940 patent/DE3510940C2/de not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59501B2 (ja) * | 1973-12-27 | 1984-01-07 | 株式会社 三和ケミカル | グアニジノカゴウブツノシンセイゾウホウホウ |
| JPS5832102B2 (ja) * | 1975-12-06 | 1983-07-11 | クスミデンキ カブシキガイシヤ | ヒ−トシ−ルソウチ |
| JPS595701B2 (ja) * | 1976-09-26 | 1984-02-06 | 宏 彦坂 | 連続布無張力処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3510940A1 (de) | 1985-10-03 |
| DE3510940C2 (de) | 1986-12-04 |
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