JPS63162161A - 多重層にて被覆されたセラミック研摩粒子 - Google Patents
多重層にて被覆されたセラミック研摩粒子Info
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- JPS63162161A JPS63162161A JP62317310A JP31731087A JPS63162161A JP S63162161 A JPS63162161 A JP S63162161A JP 62317310 A JP62317310 A JP 62317310A JP 31731087 A JP31731087 A JP 31731087A JP S63162161 A JPS63162161 A JP S63162161A
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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】
産業上の利用分野
本発明は、セラミック粒子に係り、更に詳細には多層被
覆を有しガスタービンエンジンのブレード表面の研摩層
に特に有用な炭化ケイ素研摩粒子に係る。
覆を有しガスタービンエンジンのブレード表面の研摩層
に特に有用な炭化ケイ素研摩粒子に係る。
従来の技術
ガスタービンエンジンや他のターボ機械は一般に円筒形
をなすケース内にて回転する数列のブレードを有してい
る。ブレードが回転すると、それらの先端はケースの内
壁面に間近に近接して運動する。エンジンの運転効率を
向上させるためには、ガスや他の作動流体がブレードの
先端とケースとの間にて漏洩することができるだけ低減
されなければならない。従来より知られている如く、こ
のことはブレードの先端がケースの内面に取付けられた
シールに摩擦摺動するブレード及びシール系により達成
される。一般にブレードの先端はシールよりも硬質で研
摩性が高いよう形成されており、従ってエンジンの運転
サイクルのうちブレードの先端及びシールが互いに接触
する期間中にはブレードの先端はシールに切込む。
をなすケース内にて回転する数列のブレードを有してい
る。ブレードが回転すると、それらの先端はケースの内
壁面に間近に近接して運動する。エンジンの運転効率を
向上させるためには、ガスや他の作動流体がブレードの
先端とケースとの間にて漏洩することができるだけ低減
されなければならない。従来より知られている如く、こ
のことはブレードの先端がケースの内面に取付けられた
シールに摩擦摺動するブレード及びシール系により達成
される。一般にブレードの先端はシールよりも硬質で研
摩性が高いよう形成されており、従ってエンジンの運転
サイクルのうちブレードの先端及びシールが互いに接触
する期間中にはブレードの先端はシールに切込む。
ガスタービンエンジンの高温のセクションに特に有用な
研摩性を有するブレードの先端が本願出願人と同一の譲
受人に譲渡された米国特許第４゜２４９．９１３号及び
同第４，６１０，６９８号に記載されている。米国特許
第４．２４９．９１３号の発明によれば、平均粒径約２
００〜７５０μ（８〜３０ｎｌｌ）の炭化ケイ素研摩粒
子がアルミナの如き金属酸化物にて被覆され、粉末冶金
法によりニッケル基マトリックス合金やコバルト基マト
リックス合金中に組込まれる。約４５ｖｏ１％のセラミ
ック粒子を含有する粉末成形体が形成され、次いで該成
形体がブレードの先端に接合される。また米国特許第４
，６１０，６９８号の発明によれば、アルミナの一つの
層にて被覆され表面に金属被覆を有する炭化ケイ素研摩
粒子が先ず互いに隔置された状態にてブレードの先端面
上に配置され、次いで高温に加熱することによりブレー
ドの先端面に焼結によって結合される。次いでマトリッ
クス材料がプラズマ溶射により粒子上に適用される。こ
の米国特許によれば、粒子表面の金属被覆はマトリック
スの化学めっきにより適用される。
研摩性を有するブレードの先端が本願出願人と同一の譲
受人に譲渡された米国特許第４゜２４９．９１３号及び
同第４，６１０，６９８号に記載されている。米国特許
第４．２４９．９１３号の発明によれば、平均粒径約２
００〜７５０μ（８〜３０ｎｌｌ）の炭化ケイ素研摩粒
子がアルミナの如き金属酸化物にて被覆され、粉末冶金
法によりニッケル基マトリックス合金やコバルト基マト
リックス合金中に組込まれる。約４５ｖｏ１％のセラミ
ック粒子を含有する粉末成形体が形成され、次いで該成
形体がブレードの先端に接合される。また米国特許第４
，６１０，６９８号の発明によれば、アルミナの一つの
層にて被覆され表面に金属被覆を有する炭化ケイ素研摩
粒子が先ず互いに隔置された状態にてブレードの先端面
上に配置され、次いで高温に加熱することによりブレー
ドの先端面に焼結によって結合される。次いでマトリッ
クス材料がプラズマ溶射により粒子上に適用される。こ
の米国特許によれば、粒子表面の金属被覆はマトリック
スの化学めっきにより適用される。
これら二つの米国特許に記載された進歩発展に拘らず、
進歩したガスタービンエンジンに組込ま゛れるブレード
に使用される研摩層を形成するために更に種々の改善が
行われることが必要とされている。かかる改善が求めら
れている一つの領域は、研摩粒子とブレード先端との間
の結合強度を増大させる方法に係るものである。研摩層
が米国特許第４．６１０，６９８号に従って形成される
場合には、プラズマ溶射によりマトリックス層を適用す
る際に特に高い結合強度が必要とされる。
進歩したガスタービンエンジンに組込ま゛れるブレード
に使用される研摩層を形成するために更に種々の改善が
行われることが必要とされている。かかる改善が求めら
れている一つの領域は、研摩粒子とブレード先端との間
の結合強度を増大させる方法に係るものである。研摩層
が米国特許第４．６１０，６９８号に従って形成される
場合には、プラズマ溶射によりマトリックス層を適用す
る際に特に高い結合強度が必要とされる。
発明の概要
本発明は金属マトリックス中に分散される研摩分散材と
して有用な被覆されたセラミック粒子に係る。特に本発
明は、約８１５℃（１５００下）〜約１１００℃（２０
１０下）の使用温度にて作動する超合金製のタービンブ
レードの先端面に形成される金属マトリックス研摩層に
使用されるに特に適した被覆された炭化ケイ素のセラミ
ック粒子に係る。本発明によれば、セラミック粒子は多
層被覆を有していることを特徴としており、第一の被覆
層は少なくとも超合金の最高使用温度までの温度に於て
もセラミックに拡散したり溶解したりし難く、セラミッ
クとマトリックス材料との間の反応を阻止する。また第
一の被覆層はセラミックと超合金との間の反応も阻止す
る。第二の被覆層は超合金の最高使用温度以上の融点を
有し、少くとも最高使用温度までの温度に於ても第一の
被覆層に溶解したり拡散したりし難い。また第二の被覆
層はマトリックス材料及び超合金と両立するものであり
、第二の被覆層がマトリックスや超合金に拡散しても有
害な相は生じない。第三の被覆相もマトリックス材料及
び超合金と両立し、第二の被覆相の融点よりも低く少く
とも約１０９５℃（２０００下）以下の融点を有してい
る。また第三の被覆層は約１０９５℃以下の温度に於て
超合金中に十分に拡散することができる。第三の被覆層
が溶融されると、該層は第二の被覆層に濡れる。
して有用な被覆されたセラミック粒子に係る。特に本発
明は、約８１５℃（１５００下）〜約１１００℃（２０
１０下）の使用温度にて作動する超合金製のタービンブ
レードの先端面に形成される金属マトリックス研摩層に
使用されるに特に適した被覆された炭化ケイ素のセラミ
ック粒子に係る。本発明によれば、セラミック粒子は多
層被覆を有していることを特徴としており、第一の被覆
層は少なくとも超合金の最高使用温度までの温度に於て
もセラミックに拡散したり溶解したりし難く、セラミッ
クとマトリックス材料との間の反応を阻止する。また第
一の被覆層はセラミックと超合金との間の反応も阻止す
る。第二の被覆層は超合金の最高使用温度以上の融点を
有し、少くとも最高使用温度までの温度に於ても第一の
被覆層に溶解したり拡散したりし難い。また第二の被覆
層はマトリックス材料及び超合金と両立するものであり
、第二の被覆層がマトリックスや超合金に拡散しても有
害な相は生じない。第三の被覆相もマトリックス材料及
び超合金と両立し、第二の被覆相の融点よりも低く少く
とも約１０９５℃（２０００下）以下の融点を有してい
る。また第三の被覆層は約１０９５℃以下の温度に於て
超合金中に十分に拡散することができる。第三の被覆層
が溶融されると、該層は第二の被覆層に濡れる。
本発明に於ける好ましいセラミック粒子は炭化ケイ素粒
子であり、好ましい被覆層としては、第一の層は酸化ア
ルミニウムであり、第二の層はニッケルであり、第三の
層はニッケルーボロン合金である。従って好ましいセラ
ミック粒子は酸化物被覆層（酸化アルミニウム）及び二
重の金属被覆層にッケル層及びその周りのニッケルーボ
ロン層）にて被覆された炭化ケイ素粒子である。
子であり、好ましい被覆層としては、第一の層は酸化ア
ルミニウムであり、第二の層はニッケルであり、第三の
層はニッケルーボロン合金である。従って好ましいセラ
ミック粒子は酸化物被覆層（酸化アルミニウム）及び二
重の金属被覆層にッケル層及びその周りのニッケルーボ
ロン層）にて被覆された炭化ケイ素粒子である。
本発明の酸化物及び金属にて被覆されたセラミック粒子
を使用して超合金製のタービンブレードの先端に研摩層
を形成する方法は、セラミック粒子の一つの層を各粒子
が互いに隔置された状態にてブレードの先端面に付着さ
せ、ブレードを加熱して各粒子上のニッケルーボロン被
覆をブレードの表面中に拡散させ、これにより各粒子と
ブレードとの間に高強度の焼結ボンドを形成し、ブレー
ドの先端面及びそれに焼結された粒子上にプラズマ溶射
によりマトリックス材料を溶着し、マトリックス層を熱
間静水圧プレスして内部の空隙を消去し、セラミック粒
子がマトリックスの表面より突出するようマトリックス
の表面を処理することを含んでいる。かくして形成され
た研摩層は少なくとも約１１００℃までの温度に於て機
能することができ、非常に良好な研摩特性を有している
。
を使用して超合金製のタービンブレードの先端に研摩層
を形成する方法は、セラミック粒子の一つの層を各粒子
が互いに隔置された状態にてブレードの先端面に付着さ
せ、ブレードを加熱して各粒子上のニッケルーボロン被
覆をブレードの表面中に拡散させ、これにより各粒子と
ブレードとの間に高強度の焼結ボンドを形成し、ブレー
ドの先端面及びそれに焼結された粒子上にプラズマ溶射
によりマトリックス材料を溶着し、マトリックス層を熱
間静水圧プレスして内部の空隙を消去し、セラミック粒
子がマトリックスの表面より突出するようマトリックス
の表面を処理することを含んでいる。かくして形成され
た研摩層は少なくとも約１１００℃までの温度に於て機
能することができ、非常に良好な研摩特性を有している
。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
発明を実施するための最良の形態
セラミック製又は金属製のエアシールに摩擦摺動し、約
１１００℃の最高使用温度にて運転されるガスタービン
エンジンのブレード先端に研摩層を形成することについ
て本発明を説明する。尚本発明は他の同様の摩擦摺動す
る用途にも有用であることに留意されたい。
１１００℃の最高使用温度にて運転されるガスタービン
エンジンのブレード先端に研摩層を形成することについ
て本発明を説明する。尚本発明は他の同様の摩擦摺動す
る用途にも有用であることに留意されたい。
第１図に於て、ガスタービンブレード１４の先端面１１
に形成された研摩層１０はマトリックス１６中に被覆さ
れたセラミック粒子１８を含んでいる。ブレード１４は
本願出願人と同一の譲受人に譲渡された米国特許第４．
２０９，３４８号に記載されている如く、ニッケル基超
合金にて形成されていてよい。
に形成された研摩層１０はマトリックス１６中に被覆さ
れたセラミック粒子１８を含んでいる。ブレード１４は
本願出願人と同一の譲受人に譲渡された米国特許第４．
２０９，３４８号に記載されている如く、ニッケル基超
合金にて形成されていてよい。
研摩層１０はエンジンの運転中には高い応力に曝され、
従って研摩層１０はその機能を果すよう幾つかの形態や
特性を有していることが重要である。特に粒子１８と先
端面１１との間の結合強度は、研摩層１０の形成中やエ
ンジンの運転中にも粒子が表面１１より脱落することが
ないよう十分に高い値でなければならない。
従って研摩層１０はその機能を果すよう幾つかの形態や
特性を有していることが重要である。特に粒子１８と先
端面１１との間の結合強度は、研摩層１０の形成中やエ
ンジンの運転中にも粒子が表面１１より脱落することが
ないよう十分に高い値でなければならない。
本発明に従って形成された研摩層１０は前述の米国特許
第４，６１０．６９８号に記載された層に従ってマトリ
ックス材料１６により囲繞された互いに隔置されたセラ
ミック粒子１８の一つの層を含んでいる。マトリックス
金属１６は粒子１８の全体としての厚さＴの約５０〜９
０％であることが好ましい厚さＷを有している。従って
各粒子１８の一部はマトリックス金属１６の表面より空
間中へ突出している。最も優れた運転特性を得るために
は、粒子１８の露呈されていない部分はマトリックス金
属１６により囲繞されていなければならず、また粒子１
８は互いに間近に近接して隔置されていなければならな
い。本発明に従って形成されたブレードの先端に於ては
、各研摩粒子１８はマトリックス金属１６が適用される
前にブレードの先端１１に焼結により結合され、粒子の
表面積（マトリックス金属１６の上方に露呈された表面
積を除く）の大部分（好ましくは少なくとも約８０〜９
０％）が他の粒子１８に接触しているのではなくマトリ
ックス金属１６により囲繞されている。従って粒子１８
は全てブレードの先端面１１に固定的に結合されている
。また粒子１８は一般にブレードの先端面１１上に於て
均一に立置に隔置されている。先端面１１の１１当たり
約３０〜１３０個の粒子（１ｉｎ２当たり２００〜８４
０個の粒子）の密度が好ましく、ＩＣｌ３当たり約７５
個の粒子（１ｉｎ２当たり４８５個の粒子）の密度が特
に好ましい。
第４，６１０．６９８号に記載された層に従ってマトリ
ックス材料１６により囲繞された互いに隔置されたセラ
ミック粒子１８の一つの層を含んでいる。マトリックス
金属１６は粒子１８の全体としての厚さＴの約５０〜９
０％であることが好ましい厚さＷを有している。従って
各粒子１８の一部はマトリックス金属１６の表面より空
間中へ突出している。最も優れた運転特性を得るために
は、粒子１８の露呈されていない部分はマトリックス金
属１６により囲繞されていなければならず、また粒子１
８は互いに間近に近接して隔置されていなければならな
い。本発明に従って形成されたブレードの先端に於ては
、各研摩粒子１８はマトリックス金属１６が適用される
前にブレードの先端１１に焼結により結合され、粒子の
表面積（マトリックス金属１６の上方に露呈された表面
積を除く）の大部分（好ましくは少なくとも約８０〜９
０％）が他の粒子１８に接触しているのではなくマトリ
ックス金属１６により囲繞されている。従って粒子１８
は全てブレードの先端面１１に固定的に結合されている
。また粒子１８は一般にブレードの先端面１１上に於て
均一に立置に隔置されている。先端面１１の１１当たり
約３０〜１３０個の粒子（１ｉｎ２当たり２００〜８４
０個の粒子）の密度が好ましく、ＩＣｌ３当たり約７５
個の粒子（１ｉｎ２当たり４８５個の粒子）の密度が特
に好ましい。
粒径的２００〜７５０μの公称寸法を有するホットプレ
スされ粉砕された炭化ケイ素粒子が本発明の実施に特に
有用であることが解っているが、約２５〜１２５０μの
範囲内の他の粒径も有用であるものと考えられる。窒化
ケイ素、８１ ＡＩ ＯＮ（ケイ素−アルミニウムー酸
素−窒素）、酸化アルミニウムの如き良好な高温強度を
有する他のセラミックも使用されてよい。研摩層が使用
される温度が低い場合には、キュービック窒化ボロンの
如きセラミックやダイヤモンドも有用である。
スされ粉砕された炭化ケイ素粒子が本発明の実施に特に
有用であることが解っているが、約２５〜１２５０μの
範囲内の他の粒径も有用であるものと考えられる。窒化
ケイ素、８１ ＡＩ ＯＮ（ケイ素−アルミニウムー酸
素−窒素）、酸化アルミニウムの如き良好な高温強度を
有する他のセラミックも使用されてよい。研摩層が使用
される温度が低い場合には、キュービック窒化ボロンの
如きセラミックやダイヤモンドも有用である。
使用される温度が高温であるか低温であるかに拘らず、
セラミックは良好な研摩特性を有していなければならな
い。
セラミックは良好な研摩特性を有していなければならな
い。
各セラミック粒子１８は第２図に示されている如く復層
被覆にて被覆される。第一の被覆層３０は高温に於ても
安定であるセラミック（好ましくは金属酸化物）被覆で
あり、この被覆は粒子１８が高温度での焼結（結合）工
程中にブレードの先端面１１の合金に溶解したり拡散し
たりすることを防止する。またこの被覆は研摩層１０の
使用中にブレードの先端面１１及び金属マトリックス１
６と反応することを防止する。炭化ケイ素粒子上の酸化
物被覆層として酸化アルミニウム被覆が使用されること
が好ましい。何故ならば、かかる粒子は高温度に於てマ
トリックス基合金に容易に溶解するからである。この点
に関し前述の米国特許ｍ４，２４９．９１３号を参照さ
れたい。他の安定な酸化物被覆が使用されてもよい。セ
ラミック粒子１８がそれ自身高温度に於てブレードやマ
トリックス合金と反応し難いものである場合には、酸化
物被覆３０は省略されてもよい。酸化アルミニウムが使
用される場合には、その厚さは約５〜２５μ（０，２〜
１ｏ＋ｉｌ）でなければならない。
被覆にて被覆される。第一の被覆層３０は高温に於ても
安定であるセラミック（好ましくは金属酸化物）被覆で
あり、この被覆は粒子１８が高温度での焼結（結合）工
程中にブレードの先端面１１の合金に溶解したり拡散し
たりすることを防止する。またこの被覆は研摩層１０の
使用中にブレードの先端面１１及び金属マトリックス１
６と反応することを防止する。炭化ケイ素粒子上の酸化
物被覆層として酸化アルミニウム被覆が使用されること
が好ましい。何故ならば、かかる粒子は高温度に於てマ
トリックス基合金に容易に溶解するからである。この点
に関し前述の米国特許ｍ４，２４９．９１３号を参照さ
れたい。他の安定な酸化物被覆が使用されてもよい。セ
ラミック粒子１８がそれ自身高温度に於てブレードやマ
トリックス合金と反応し難いものである場合には、酸化
物被覆３０は省略されてもよい。酸化アルミニウムが使
用される場合には、その厚さは約５〜２５μ（０，２〜
１ｏ＋ｉｌ）でなければならない。
第２図に示されている如く、被８１３０は粒子１８が金
属マトリックス１６やブレードの先端１１に溶解したり
拡散したりすることを良好に阻止するよう、炭化ケイ素
粒子１８を実質的に被包していなければならない。
属マトリックス１６やブレードの先端１１に溶解したり
拡散したりすることを良好に阻止するよう、炭化ケイ素
粒子１８を実質的に被包していなければならない。
第二の被覆層３１及び第三の被覆層３２は二重の金属被
覆を含んでいる。第二の被覆層３１は研摩層１０の最高
使用温度よりも高い融点を有している。また第二の被覆
層３１は少なくとも最高使用温度までの温度に於ても酸
化物被覆層３０に拡散したり溶解したりし難い。更に第
二の被覆層３１はブレードの合金や金属マトリックス１
６に拡散することができ、かかる拡散が生じた場合にも
好ましからざる相は生じない。好ましい第二の被覆相３
１は厚さ約２〜８μ（０，０８〜０．３ａｌｌ）の純ニ
ッケルであり、化学蒸着、物理蒸着、電気めっき、化学
めっき等により適用される。純ニッケルは約１４５５℃
（２６５０下）の温度にて溶融する。コバルトやクロム
の如き遷移金属や、プラチナの如き高融点貴金属も、ニ
ッケル、コバルト、クロム、プラチナ等を含有する合金
と同様、第二の？＆覆層３１として使用されてよい。層
３１の融点は少なくとも約１２６０’Ｃ（２３００下）
でなければならない。第二の被覆層３１は第一の（酸化
物）被覆層３０を実質的に被包している。
覆を含んでいる。第二の被覆層３１は研摩層１０の最高
使用温度よりも高い融点を有している。また第二の被覆
層３１は少なくとも最高使用温度までの温度に於ても酸
化物被覆層３０に拡散したり溶解したりし難い。更に第
二の被覆層３１はブレードの合金や金属マトリックス１
６に拡散することができ、かかる拡散が生じた場合にも
好ましからざる相は生じない。好ましい第二の被覆相３
１は厚さ約２〜８μ（０，０８〜０．３ａｌｌ）の純ニ
ッケルであり、化学蒸着、物理蒸着、電気めっき、化学
めっき等により適用される。純ニッケルは約１４５５℃
（２６５０下）の温度にて溶融する。コバルトやクロム
の如き遷移金属や、プラチナの如き高融点貴金属も、ニ
ッケル、コバルト、クロム、プラチナ等を含有する合金
と同様、第二の？＆覆層３１として使用されてよい。層
３１の融点は少なくとも約１２６０’Ｃ（２３００下）
でなければならない。第二の被覆層３１は第一の（酸化
物）被覆層３０を実質的に被包している。
第三の被覆層３２は、粒子１８とブレードの先端面１１
との間に高強度の焼結ボンドを形成する点に於て、本発
明の被覆されたセラミック粒子の最も重要な層である。
との間に高強度の焼結ボンドを形成する点に於て、本発
明の被覆されたセラミック粒子の最も重要な層である。
この第三の被覆層３２は高温度に於ける焼結工程中にブ
レード１４の先端面１１中へ十分に拡散することができ
る。層３２は第二の被覆層３１と両立し得るものであり
、またブレード及びマトリックス合金と両立し得るもの
であり、従ってそれらの特性を低下させる相や化合物を
形成しない。また第三の被覆層３２は遷移金属、高融点
貴金属、又はそれらの合金（ボロンやケイ素の如き融点
低下元素を含有する合金）よりなる群より選択される。
レード１４の先端面１１中へ十分に拡散することができ
る。層３２は第二の被覆層３１と両立し得るものであり
、またブレード及びマトリックス合金と両立し得るもの
であり、従ってそれらの特性を低下させる相や化合物を
形成しない。また第三の被覆層３２は遷移金属、高融点
貴金属、又はそれらの合金（ボロンやケイ素の如き融点
低下元素を含有する合金）よりなる群より選択される。
融点低下元素は、第三の被覆層３２が第二の被覆層３１
の融点よりも低い少なくとも約１５０℃（３００丁）で
ある温度に於て溶融するよう十分な量にて存在している
。
の融点よりも低い少なくとも約１５０℃（３００丁）で
ある温度に於て溶融するよう十分な量にて存在している
。
第三の被覆層は約１０９５℃（２０００下）以下の融点
を有していなければならない。第三の被覆層のベース金
属（又はベース合金）は第二の被覆層の金属（又は合金
）と同一であることが好ましい。従って第二の被ｍ層は
ニッケルであり、第三の被覆層はニッケルと融点低下元
素である。第三の被覆層がニッケルーボロン合金である
場合には、その厚さは２〜８μ（０，００８〜Ｏ：３ｉ
１ｍ）でなければならず、合金は約１〜５ｖｔ％の“ボ
ロンを含有し、電気めっきにより適用され′る。約３゛
］５％のボロンが最も好ましく、かかる合金は約１０８
０℃（１９８０下）の融点を有している。第２図より解
る如く、第三の被覆層３２は第二の被覆・層３１を実質
的に被包している。
を有していなければならない。第三の被覆層のベース金
属（又はベース合金）は第二の被覆層の金属（又は合金
）と同一であることが好ましい。従って第二の被ｍ層は
ニッケルであり、第三の被覆層はニッケルと融点低下元
素である。第三の被覆層がニッケルーボロン合金である
場合には、その厚さは２〜８μ（０，００８〜Ｏ：３ｉ
１ｍ）でなければならず、合金は約１〜５ｖｔ％の“ボ
ロンを含有し、電気めっきにより適用され′る。約３゛
］５％のボロンが最も好ましく、かかる合金は約１０８
０℃（１９８０下）の融点を有している。第２図より解
る如く、第三の被覆層３２は第二の被覆・層３１を実質
的に被包している。
ニッケルーボロン／ニッケルの二重金属被覆層が特に好
ましい二重金属層の組合せである。ニッケルーボロン層
３２が研摩層１０の形成中に溶融すると、その層はニッ
ケル層３１上にビードを形成するのではなく、ニッケル
層３１の表面に濡れる。溶融状態のニッケルーボロン層
３２が凝固すると、粒子１８とブレードの先端面１１と
の間に焼結ボンドが形成される。
ましい二重金属層の組合せである。ニッケルーボロン層
３２が研摩層１０の形成中に溶融すると、その層はニッ
ケル層３１上にビードを形成するのではなく、ニッケル
層３１の表面に濡れる。溶融状態のニッケルーボロン層
３２が凝固すると、粒子１８とブレードの先端面１１と
の間に焼結ボンドが形成される。
最適の研摩特性を得るためには、被覆されたセラミック
粒子１８は互いに間近に近接して隔置された状態にてブ
レードの先端面１１上に配置される。ＩＣｌ３当たり約
７５個の密度が好ましい。粒子１８を先端面１１上に配
置するための好ましい方法が本願出願人と同一の譲受人
に譲渡された米国特許出願第８４２，５９１号に詳細に
記載されている。初期段階に於て、即ち焼結工程前に、
粒子１８をブレードの先端面１１に固定すべく、先端面
１１は接着剤樹脂の層にて被覆される。この場合本願出
願人と同一の譲受人に譲渡された米国特許出願第８８７
，５０９号に記載されている如く、樹脂中にはニッケル
薄片が存在していてよい。
粒子１８は互いに間近に近接して隔置された状態にてブ
レードの先端面１１上に配置される。ＩＣｌ３当たり約
７５個の密度が好ましい。粒子１８を先端面１１上に配
置するための好ましい方法が本願出願人と同一の譲受人
に譲渡された米国特許出願第８４２，５９１号に詳細に
記載されている。初期段階に於て、即ち焼結工程前に、
粒子１８をブレードの先端面１１に固定すべく、先端面
１１は接着剤樹脂の層にて被覆される。この場合本願出
願人と同一の譲受人に譲渡された米国特許出願第８８７
，５０９号に記載されている如く、樹脂中にはニッケル
薄片が存在していてよい。
粒子１８がブレードの先端面１１に配置されると、先端
面１１は樹脂を蒸発させ粒子１８上のＮ１−８層３２を
接触点の領域に於て先端面１１中へ拡散させるに十分な
温度に加熱される。かくして生じる拡散の結果、粒子１
８と先端面１１との間に焼結ボンド１９が形成される。
面１１は樹脂を蒸発させ粒子１８上のＮ１−８層３２を
接触点の領域に於て先端面１１中へ拡散させるに十分な
温度に加熱される。かくして生じる拡散の結果、粒子１
８と先端面１１との間に焼結ボンド１９が形成される。
好ましい焼結条件はＮ１−Ｂ層の融点の範囲内、即ち約
１０６５〜１０９５℃の温度、約８時間までの時間、非
酸化雰囲気である。焼結はＮ１−Ｂの融点（１０８０℃
）よりも僅に低い温度にて行われることが好ましい。
１０６５〜１０９５℃の温度、約８時間までの時間、非
酸化雰囲気である。焼結はＮ１−Ｂの融点（１０８０℃
）よりも僅に低い温度にて行われることが好ましい。
焼結が行われた後には、各粒子１８はＮｉ −Ｂが先端
面中へ拡散することにより先端面に固定的に結合される
。かかる結合により粒子１８はその後のマトリックス適
用工程中にも先端面１１より殆ど脱落しないことが確保
される。また研摩層１０がエンジンの運転中所要の研摩
特性を有することが確保される。
面中へ拡散することにより先端面に固定的に結合される
。かかる結合により粒子１８はその後のマトリックス適
用工程中にも先端面１１より殆ど脱落しないことが確保
される。また研摩層１０がエンジンの運転中所要の研摩
特性を有することが確保される。
金属マトリックス１６の適用は真空プラズマアーク溶射
により行われることが好ましいが、従来のプラズマ溶射
、物理蒸着、電気めっき等も使用されてよい。金属マト
リックス１６は第３図に示されている如く厚さＷまで適
用される。前述の米国特許第４，２４９，９１３号に記
載されている種類のニッケル基超合金がマトリックスと
して使用されてよく、また良好な高温特性（耐酸化性、
耐食性、高温硬さ等）をを有する他の合金も使用されて
よい。 。
により行われることが好ましいが、従来のプラズマ溶射
、物理蒸着、電気めっき等も使用されてよい。金属マト
リックス１６は第３図に示されている如く厚さＷまで適
用される。前述の米国特許第４，２４９，９１３号に記
載されている種類のニッケル基超合金がマトリックスと
して使用されてよく、また良好な高温特性（耐酸化性、
耐食性、高温硬さ等）をを有する他の合金も使用されて
よい。 。
マトリックス粉末粒子が高温且高速のプラズマ流中にて
加熱され高速度にて先端面１１上へ移動せしめられる好
ましい真空プラズマ溶射によりマトリックス１６が適用
される場合には、研摩粒子１８とブレードの先端面１１
との間のボンドの強度が高いことが特に重要である。加
熱された粉末粒子の速度は約２００〜５００ ｍ／ｓｅ
ｅ （６７０〜１６４０１’ｔ／ｓｅｅ ）の範囲に
あるものと考えられ、プラズマ流の速度は粒子の速度の
少くとも約２倍であるものと考えられる。各粒子１８上
のＮ１−８層３２が先端面１１中に拡散した場合に形成
される焼結ボンドは、被覆された粒子１８が溶射工程中
にも殆ど先端面１１より脱落することが回避されるに十
分な高強度を有する。ボンドが十分な強度を有していな
い場合には、金属マトリックス１６が適用される際に多
量の粒子が先端面１１より脱落する。Ｎｉ −８被５Ｉ
３２は先端面１１中に拡散するだけでなく、各粒子１８
上の第二の金属被覆層３１中にも拡散し、このことによ
り粒子１８とブレードの先端面１１との間のボンドが更
に強化される。
加熱され高速度にて先端面１１上へ移動せしめられる好
ましい真空プラズマ溶射によりマトリックス１６が適用
される場合には、研摩粒子１８とブレードの先端面１１
との間のボンドの強度が高いことが特に重要である。加
熱された粉末粒子の速度は約２００〜５００ ｍ／ｓｅ
ｅ （６７０〜１６４０１’ｔ／ｓｅｅ ）の範囲に
あるものと考えられ、プラズマ流の速度は粒子の速度の
少くとも約２倍であるものと考えられる。各粒子１８上
のＮ１−８層３２が先端面１１中に拡散した場合に形成
される焼結ボンドは、被覆された粒子１８が溶射工程中
にも殆ど先端面１１より脱落することが回避されるに十
分な高強度を有する。ボンドが十分な強度を有していな
い場合には、金属マトリックス１６が適用される際に多
量の粒子が先端面１１より脱落する。Ｎｉ −８被５Ｉ
３２は先端面１１中に拡散するだけでなく、各粒子１８
上の第二の金属被覆層３１中にも拡散し、このことによ
り粒子１８とブレードの先端面１１との間のボンドが更
に強化される。
本発明の被覆された粒子を使用することによる更に他の
利益、特に二ｆｆ１Ｎｉ−Ｂ／Ｎ１層を使用することに
より得られる更に他の一つの利益は真空プラズマ溶射の
予備工程中に明らかとなる。この方法によりマトリック
ス材料を適用する場合には、先ずブレードの先端面１１
が清浄化（クリーニング）されなければならない。先端
面１１が清浄化されない場合には、金属マトリックスと
先端面１１との間の結合強度が許容し難い程低くなる。
利益、特に二ｆｆ１Ｎｉ−Ｂ／Ｎ１層を使用することに
より得られる更に他の一つの利益は真空プラズマ溶射の
予備工程中に明らかとなる。この方法によりマトリック
ス材料を適用する場合には、先ずブレードの先端面１１
が清浄化（クリーニング）されなければならない。先端
面１１が清浄化されない場合には、金属マトリックスと
先端面１１との間の結合強度が許容し難い程低くなる。
逆移行アーク（ＲＴＡ）清浄化法が先端面１１を清浄化
するための好ましい方法である。ＲＴＡクリーニング中
には、先端面１１はその先端面とプラズマ溶射ガン内の
電極との間に発生される高温の電気アークによりスパッ
タクリーニングされる。
するための好ましい方法である。ＲＴＡクリーニング中
には、先端面１１はその先端面とプラズマ溶射ガン内の
電極との間に発生される高温の電気アークによりスパッ
タクリーニングされる。
アークの温度は研摩粒子上のＮ１−Ｂ層の一部を溶融さ
せるに十分な程高（、従って溶融状態のＮ１−Ｂは粒子
１８上にビードを形成したり粒子より脱落したりするの
ではなく、中間のＮｉ層に濡れる。溶融状態のＮｉ −
Ｂが粒子１８より脱落すると、ＲＴＡクリーニングが継
続されるにつれて粒子がブレードの先端面１１より脱落
する。アルミナにて被覆された炭化ケイ素粒子がＮ１−
Ｂ金属層のみにて被覆される場合には、Ｎｌ −Ｂ層は
ＲＴＡクリーニング中に溶融され、溶融した金属はアル
ミナ層上にビードを形成し、粒子はブレードル先端面よ
り容易に脱落してしまう。
せるに十分な程高（、従って溶融状態のＮ１−Ｂは粒子
１８上にビードを形成したり粒子より脱落したりするの
ではなく、中間のＮｉ層に濡れる。溶融状態のＮｉ −
Ｂが粒子１８より脱落すると、ＲＴＡクリーニングが継
続されるにつれて粒子がブレードの先端面１１より脱落
する。アルミナにて被覆された炭化ケイ素粒子がＮ１−
Ｂ金属層のみにて被覆される場合には、Ｎｌ −Ｂ層は
ＲＴＡクリーニング中に溶融され、溶融した金属はアル
ミナ層上にビードを形成し、粒子はブレードル先端面よ
り容易に脱落してしまう。
金属マトリックス１６の溶射された層は約９５％の理論
密度を有しているが、実際には成る程度の小孔を含んで
おり、かかる小孔は研摩層１０の全体の機械的性質を低
下させることがある。かかる小孔を排除すべく、ブレー
ド１４は金属マトリックス１６が適用された後に熱間静
水圧プレス（ＨＩＰ）処理に付される。このＨＩＰ処理
によってもマトリックス１６と粒子１８とブレードの先
端面１１との間のボンドの性質が向上される。
密度を有しているが、実際には成る程度の小孔を含んで
おり、かかる小孔は研摩層１０の全体の機械的性質を低
下させることがある。かかる小孔を排除すべく、ブレー
ド１４は金属マトリックス１６が適用された後に熱間静
水圧プレス（ＨＩＰ）処理に付される。このＨＩＰ処理
によってもマトリックス１６と粒子１８とブレードの先
端面１１との間のボンドの性質が向上される。
前述の米国特許第４，２４９，９１３号に記載されたニ
ッケル基超合金マトリックス材料については、約１１０
０℃のＨＩＰ温度、約１４０ Ｍ Ｐ ａのガス圧、２
時間の時間が十分である。金属マトリックス１６を一体
化し、稠密化及び結合の目的を達成するために他のホッ
トプレスパラメータが採用されてもよい。
ッケル基超合金マトリックス材料については、約１１０
０℃のＨＩＰ温度、約１４０ Ｍ Ｐ ａのガス圧、２
時間の時間が十分である。金属マトリックス１６を一体
化し、稠密化及び結合の目的を達成するために他のホッ
トプレスパラメータが採用されてもよい。
次いで研摩層１０の表面がそれを滑かで比較的平坦な平
面に形成すべく機械加工される。最後に研摩層１０の表
面が金属マトリックスの一部を腐食して除去し、これに
より各粒子１８の一部を空間中へ突出させる化学腐食液
や他の物質に接触せしめられる。例えば米国特許第４．
５２２．６９２号に記載されている如く、電気化学的加
工が採用されてよい。この工程によりマトリックスの厚
さが粒子の寸法Ｔの約５０〜９０％である寸法Ｗに低減
され、第１図に解図的に示された形態を有する研摩層１
０が形成される。
面に形成すべく機械加工される。最後に研摩層１０の表
面が金属マトリックスの一部を腐食して除去し、これに
より各粒子１８の一部を空間中へ突出させる化学腐食液
や他の物質に接触せしめられる。例えば米国特許第４．
５２２．６９２号に記載されている如く、電気化学的加
工が採用されてよい。この工程によりマトリックスの厚
さが粒子の寸法Ｔの約５０〜９０％である寸法Ｗに低減
され、第１図に解図的に示された形態を有する研摩層１
０が形成される。
本発明の重要な局面は、二重のニッケルーボロン／ニッ
ケル被覆層により、金属マトリックス１６が適用される
前に研摩粒子１８とブレードの先端面１１との間に高強
度の焼結ボンドが形成されるということである。金属マ
トリックス１６が適用されると、粒子１８もマトリック
ス１６により先端面１１に保持される。本発明の粒子に
より達成されるボンドの高強度は以下の例より明らかと
なる。公称で粒径約３００μ（１２ｍ１１）のホッドブ
レスされ粉砕された炭化ケイ素粒子が、前述の米国特許
第４．２４９．９１３号に従って１２μ（０，５ｏ＋ｉ
ｌ ）の酸化アルミニウム層にて被覆された。次いで粒
子が三つの群に分けられた。第一の群は化学めっきによ
り５μ（０，２ｍ１ｌ ） Ｎ１−８にて被覆され、第
二の群は化学めっきにより８μ（０，３ｍ１ｌ ）のＮ
１−Ｂにて被覆され、第三の群は化学めっきにより５μ
の純ニッケルにて被覆され、しかる後５μのＮｉ −Ｂ
にて被覆された。次いでニッケル基超合金製の試験標本
に対する各群の被覆された炭化ケイ素粒子の焼結特性が
評価された。
ケル被覆層により、金属マトリックス１６が適用される
前に研摩粒子１８とブレードの先端面１１との間に高強
度の焼結ボンドが形成されるということである。金属マ
トリックス１６が適用されると、粒子１８もマトリック
ス１６により先端面１１に保持される。本発明の粒子に
より達成されるボンドの高強度は以下の例より明らかと
なる。公称で粒径約３００μ（１２ｍ１１）のホッドブ
レスされ粉砕された炭化ケイ素粒子が、前述の米国特許
第４．２４９．９１３号に従って１２μ（０，５ｏ＋ｉ
ｌ ）の酸化アルミニウム層にて被覆された。次いで粒
子が三つの群に分けられた。第一の群は化学めっきによ
り５μ（０，２ｍ１ｌ ） Ｎ１−８にて被覆され、第
二の群は化学めっきにより８μ（０，３ｍ１ｌ ）のＮ
１−Ｂにて被覆され、第三の群は化学めっきにより５μ
の純ニッケルにて被覆され、しかる後５μのＮｉ −Ｂ
にて被覆された。次いでニッケル基超合金製の試験標本
に対する各群の被覆された炭化ケイ素粒子の焼結特性が
評価された。
この焼結評価試験に於ては、被覆さ・れた粒子はニッケ
ル薄片を含む低粘性のキャリア中に接着剤樹脂（ポリス
チレン）を含む薄い層にて被覆された試験標本の表面に
配置された。各粒子は１０６５℃にて３時間に亙り試験
標本の表面に焼結された。
ル薄片を含む低粘性のキャリア中に接着剤樹脂（ポリス
チレン）を含む薄い層にて被覆された試験標本の表面に
配置された。各粒子は１０６５℃にて３時間に亙り試験
標本の表面に焼結された。
次いで試験標本の表面が真空プラズマ溶射室内にて通常
のＲＴＡ処理により清浄化された。３ｋＷにて６０秒間
に亙るＲＴＡクリーニングが標準的なサイクルである。
のＲＴＡ処理により清浄化された。３ｋＷにて６０秒間
に亙るＲＴＡクリーニングが標準的なサイクルである。
下記の表１及び第４図は、Ｎ１−Ｂ／Ｎｌの二重金属層
を使用することにより、ニッケル／ボロンの単一の被覆
が使用される場合に比してかなり高い強度を有する焼結
ボンドが得られることを示している。標準的な６０秒間
に亙るＲＴＡサイクルの後に於ては、Ｎ１−Ｂ／Ｎｉに
て被覆された粒子の約９９％が試験標本の表面に結合さ
れた状態にて残存していたが、５μのＮ１−Ｂにて被覆
された粒子の場合には約６０％しか残存しておらず、８
μのＮｉ −Ｂにて被覆された粒子の場合には２０％し
か残存していなかった。
を使用することにより、ニッケル／ボロンの単一の被覆
が使用される場合に比してかなり高い強度を有する焼結
ボンドが得られることを示している。標準的な６０秒間
に亙るＲＴＡサイクルの後に於ては、Ｎ１−Ｂ／Ｎｉに
て被覆された粒子の約９９％が試験標本の表面に結合さ
れた状態にて残存していたが、５μのＮ１−Ｂにて被覆
された粒子の場合には約６０％しか残存しておらず、８
μのＮｉ −Ｂにて被覆された粒子の場合には２０％し
か残存していなかった。
また１２０秒間に亙るＲＴＡクリーニングの後に於ては
、Ｎ１−Ｂ／Ｎｌの二重被覆層が優れていることが更に
一層明らかになった。
、Ｎ１−Ｂ／Ｎｌの二重被覆層が優れていることが更に
一層明らかになった。
第二の焼結評価試験に於ては、三つの群の被覆された炭
化ケイ素粒子が再度評価された。第一の群は化学めっき
により５μ（０，２ｍｆｌ ）の純ニッケルにて被覆さ
れ、第二の群は化学めっきにより５μのＮ１−Ｂにて被
覆され、第三の群はＮｌ被覆土に５μのＮ１−Ｂにて被
覆された。次いで被覆された粒子が１０６５℃（１９５
０丁）と１０９５℃（２０００下）との間の温度にてニ
ッケル基超合金製の試験標本に焼結された。焼結後各粒
子に２５ｇの剪断荷重が与えられ、試験後に試験標本の
表面に結合された状態にて残存する粒子の割合（試験前
に表面に結合されていた粒子の数に対する残存粒子の数
）が求められた。下記の表２は最も高強度の焼結ボンド
が１０８０℃（１９７５下）にて２時間に亙り焼結され
たＮ１−Ｂ／Ｎｉの二重金属被覆層を有する粒子を使用
する場合に達成されることを示している。
化ケイ素粒子が再度評価された。第一の群は化学めっき
により５μ（０，２ｍｆｌ ）の純ニッケルにて被覆さ
れ、第二の群は化学めっきにより５μのＮ１−Ｂにて被
覆され、第三の群はＮｌ被覆土に５μのＮ１−Ｂにて被
覆された。次いで被覆された粒子が１０６５℃（１９５
０丁）と１０９５℃（２０００下）との間の温度にてニ
ッケル基超合金製の試験標本に焼結された。焼結後各粒
子に２５ｇの剪断荷重が与えられ、試験後に試験標本の
表面に結合された状態にて残存する粒子の割合（試験前
に表面に結合されていた粒子の数に対する残存粒子の数
）が求められた。下記の表２は最も高強度の焼結ボンド
が１０８０℃（１９７５下）にて２時間に亙り焼結され
たＮ１−Ｂ／Ｎｉの二重金属被覆層を有する粒子を使用
する場合に達成されることを示している。
またこの表２は、他の二つの被覆系が焼結温度の値かな
変動に非常に敏感であることを示している。即ち焼結温
度が１０９５℃である場合には、Ｎ１又はＮｉ −Ｂ被
覆系にて被覆された粒子の場合には、剪断荷重試験後に
はその約２％しか結合された状態にて残存していなかっ
た。これに対し本発明の二重被覆層を有する粒子の場合
には、その５１％が結合された状態にて残存していた。
変動に非常に敏感であることを示している。即ち焼結温
度が１０９５℃である場合には、Ｎ１又はＮｉ −Ｂ被
覆系にて被覆された粒子の場合には、剪断荷重試験後に
はその約２％しか結合された状態にて残存していなかっ
た。これに対し本発明の二重被覆層を有する粒子の場合
には、その５１％が結合された状態にて残存していた。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
表１
１０６５℃にて３時間に亙る焼結及び
逆移行アーク（ＲＴＡ）クリーニング
後に於ける粒子の残存率
被覆系 ＲＴＡ条件 残存率Ｎ ｌ −Ｂ
（５μ） ３ｋＷ／１２０ｓｅｃ ３７
％Ｎ ｉ −Ｂ （５μ） ３ｋＷ７１２０ｓｅ
ｃ １２％Ｎ ｉ −Ｂ （８μ） ８ｋ
Ｗ／１２０ｓｅｃ ４％Ｎ１・−Ｂ（８μ＞
３にシバ２０ｓｃｅ １％Ｎ１−Ｂ／Ｎｉ
３にソ／１２０ｓｅｃ １００％（５μ１５
μ） Ｎｉ −Ｂ層 Ｎｉ ３ｋＷハ２０ｓｅｃ
９９％（５μ）５μ） 表２ 焼結及び２５ｇの剪断荷重適用後 に於ける粒子の残存率 被覆系 焼結処理 １．０６５℃ １．０８０℃ １，０９５℃にて
３時間 にて２時間 にて２０分間純ニツケル １４％
９％ ２％Ｎｉ−８８８％
７５％ ２％Ｎ１−Ｂ／Ｎｉ ７７％
９１％ ５１％
（５μ） ３ｋＷ／１２０ｓｅｃ ３７
％Ｎ ｉ −Ｂ （５μ） ３ｋＷ７１２０ｓｅ
ｃ １２％Ｎ ｉ −Ｂ （８μ） ８ｋ
Ｗ／１２０ｓｅｃ ４％Ｎ１・−Ｂ（８μ＞
３にシバ２０ｓｃｅ １％Ｎ１−Ｂ／Ｎｉ
３にソ／１２０ｓｅｃ １００％（５μ１５
μ） Ｎｉ −Ｂ層 Ｎｉ ３ｋＷハ２０ｓｅｃ
９９％（５μ）５μ） 表２ 焼結及び２５ｇの剪断荷重適用後 に於ける粒子の残存率 被覆系 焼結処理 １．０６５℃ １．０８０℃ １，０９５℃にて
３時間 にて２時間 にて２０分間純ニツケル １４％
９％ ２％Ｎｉ−８８８％
７５％ ２％Ｎ１−Ｂ／Ｎｉ ７７％
９１％ ５１％
第１図は本発明に従って形成された研摩層を有する一つ
の典型的なガスタービンブレードの半径方向外方の部分
を一部断面にて示す解図である。 第２図は本発明に於て有用な被覆されたセラミック粒子
を示す断面図である。 第３図は金属マトリックスが適用された後に於ける研摩
層を示す解図である。 第４図は被覆された炭化ケイ素粒子の焼結評価試験の結
果を示すグラフである。 １０・・・研摩層、１１・・・先端面、１４・・・ブレ
ード。 １６・・・金属マトリックス、１８・・・セラミック粒
子。 ３０・・・第一の被覆層（酸化物層）、３１・・・第二
の被覆層、３２・・・第三の被覆層（Ｎｉ −Ｂ層）特
許出願人 ユナイテッド・チクノロシーズ・コーポレ
イション
の典型的なガスタービンブレードの半径方向外方の部分
を一部断面にて示す解図である。 第２図は本発明に於て有用な被覆されたセラミック粒子
を示す断面図である。 第３図は金属マトリックスが適用された後に於ける研摩
層を示す解図である。 第４図は被覆された炭化ケイ素粒子の焼結評価試験の結
果を示すグラフである。 １０・・・研摩層、１１・・・先端面、１４・・・ブレ
ード。 １６・・・金属マトリックス、１８・・・セラミック粒
子。 ３０・・・第一の被覆層（酸化物層）、３１・・・第二
の被覆層、３２・・・第三の被覆層（Ｎｉ −Ｂ層）特
許出願人 ユナイテッド・チクノロシーズ・コーポレ
イション
Claims (4)
- （１）粒径実質的に２５〜１２５０μの金属にて被覆さ
れたセラミック研摩粒子にして、表面に二重の金属被覆
を有し、該被覆は各粒子を実質的に被包する第一の金属
被覆層と該第一の被覆層を実質的に被包する第二の金属
被覆層とを含み、前記第二の金属被覆層はその融点近傍
に加熱されるとニッケル基超合金及びコバルト基超合金
中に十分に拡散することができ、前記超合金中に拡散し
ても有害な層を形成せず、前記第二の金属被覆層はそれ
が溶融状態にあるときには前記第一の金属被覆層に濡れ
ることを特徴とする金属にて被覆されたセラミック研摩
粒子。 - （２）高い使用温度に於て金属マトリックス中に分散さ
れる分散材として使用されるに有用なセラミック粒子に
して、表面に複層の被覆を有し、該被覆は前記使用温度
に於てもセラミックに拡散したり溶解し難い酸化物被覆
層と、該酸化物被覆層上の二重の金属被覆層とを有し、
前記二重の金属被覆層は第一及び第二の金属層を含み、
前記第一の金属層は前記使用温度以上の融点を有し、前
記使用温度に於ても前記酸化物被覆層に拡散したり溶解
し難く、前記第二の金属層は実質的に１１００℃以下の
融点を有し、前記第二の金属層は溶融状態にあるときに
は前記第一の金属層に濡れることを特徴とするセラミッ
ク粒子。 - （３）金属マトリックス中にセラミック粒子を含む研摩
層を物品の表面に形成する方法にして、表面に複層被覆
を有し、該被覆は実質的に１１００℃以上の温度に於て
も前記セラミック粒子に拡散したり溶解し難い第一の酸
化物被覆層と、二重の金属被覆層とを含み、前記金属被
覆層は第一及び第二の金属層を含み、前記第一の金属層
は実質的に１３１５℃以上の融点を有し実質的に１１０
０℃以上の温度に於ても前記酸化物被覆層に拡散したり
溶解したりし難く、前記第二の金属層は実質的に１１０
０℃以下の融点を有し溶融状態にあるときには前記第一
の金属層に濡れることができる複数個のセラミック粒子
の一つの層をそれらが互いに隔置された状態にて物品の
表面に配置する工程と、前記被覆された粒子を前記物品
の表面に付着させて互いに隔置された状態にて前記表面
より突出させる工程と、前記物品の表面及び前記粒子上
に金属マトリックス材料の層を溶着し前記被覆された粒
子の間の空間を充填する工程と、前記粒子が前記マトリ
ックスの表面より突出するよう前記マトリックスの表面
を処理する工程とを含む方法。 - （４）ガスタービンエンジンのブレードの先端面に設け
られた研摩層にして、金属マトリックス中に互いに隔置
されたセラミック粒子を含み、前記セラミック粒子はブ
レードの表面に焼結によって結合されており、前記マト
リックスは前記粒子の間の領域を充填しており、各粒子
は酸化物の一つの層と二重の金属被覆層とを表面に有し
、前記酸化物の層はセラミックと反応せず実質的に各粒
子を被包しており、前記二重の金属被覆層は第一及び第
二の金属層を含み、前記第一の金属層はセラミックと反
応せず実質的に各粒子を被包しており、前記第二の金属
層は前記ブレードの前記表面に拡散していることを特徴
とする研摩層。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US941902 | 1986-12-15 | ||
| US06/941,902 US4741973A (en) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | Silicon carbide abrasive particles having multilayered coating |
| US941,902 | 1986-12-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63162161A true JPS63162161A (ja) | 1988-07-05 |
| JP2630790B2 JP2630790B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=25477252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62317310A Expired - Lifetime JP2630790B2 (ja) | 1986-12-15 | 1987-12-15 | 多重層にて被覆されたセラミック研摩粒子 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4741973A (ja) |
| EP (1) | EP0272197B1 (ja) |
| JP (1) | JP2630790B2 (ja) |
| AU (1) | AU591438B2 (ja) |
| CA (1) | CA1330913C (ja) |
| DE (1) | DE3785427T2 (ja) |
| ES (1) | ES2040273T3 (ja) |
| IL (1) | IL84820A (ja) |
| NO (1) | NO175484C (ja) |
| PT (1) | PT86367B (ja) |
| SG (1) | SG68693G (ja) |
| ZA (1) | ZA879365B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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