KR20190026524A - Hole processing method of component - Google Patents

Hole processing method of component Download PDF

Info

Publication number
KR20190026524A
KR20190026524A KR1020170113556A KR20170113556A KR20190026524A KR 20190026524 A KR20190026524 A KR 20190026524A KR 1020170113556 A KR1020170113556 A KR 1020170113556A KR 20170113556 A KR20170113556 A KR 20170113556A KR 20190026524 A KR20190026524 A KR 20190026524A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
component
forming
electrode rod
hole
Prior art date
Application number
KR1020170113556A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102329914B1 (en
Inventor
안종기
Original Assignee
한화에어로스페이스 주식회사
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한화에어로스페이스 주식회사 filed Critical 한화에어로스페이스 주식회사
Priority to KR1020170113556A priority Critical patent/KR102329914B1/en
Priority to PCT/KR2018/002316 priority patent/WO2019050110A1/en
Publication of KR20190026524A publication Critical patent/KR20190026524A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102329914B1 publication Critical patent/KR102329914B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/006—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/04—Electrodes specially adapted therefor or their manufacture
    • B23H1/06—Electrode material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/10—Working turbine blades or nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/14—Making holes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
    • C23C4/11—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/129—Flame spraying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/134—Plasma spraying

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Provided is a hole processing method of a component, comprising: a step of arranging an electrode bar so as to be spaced from a surface to be processed of a component; a step of forming a groove by applying voltage between the surface to be processed and the electrode bar; a step of forming a penetrating hole at the component by feeding the electrode bar into the groove; a step of cutting the electrode bar such that the electrode bar may remain at the component in a state in which the electrode bar is inserted in the penetrating hole; a step of forming a heat shield membrane upon the surface to be processed of the component; and a step of removing the remnant remaining at the component of the electrode bar from the component.

Description

부품의 홀 가공 방법{Hole processing method of component}[0001] Hole processing method of component [0002]

본 발명의 실시예들은 부품의 홀 가공 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가스터빈용 블레이드와 같이 고온에 노출되는 부품에 홀 가공 및 기능성 코팅을 순차적으로 수행할 시, 홀 막힘, 불균일 코팅 등이 발생하는 것을 방지할 수 있는 부품의 홀 가공 방법에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a method of hole machining a component, and more particularly, to a hole machining method and a functional coating method for sequentially performing hole machining and functional coating on a component exposed to a high temperature such as a blade for a gas turbine, And to a hole machining method of a component that can prevent the occurrence of such a problem.

일반적으로, 가스터빈 엔진의 효율 및 성능을 높이기 위해 최근 가스터빈 엔진은 1500 내지 1700℃에서 작동되도록 설계되고 있으며, 열효율을 더욱 높이기 위해 터빈 입구온도를 연평균 20℃씩 꾸준히 상승시켜 설계하는 추세이다.Generally, in order to increase the efficiency and performance of a gas turbine engine, recent gas turbine engines are designed to operate at 1500-1700 ° C. In order to further increase the thermal efficiency, the turbine inlet temperature is steadily increasing at an annual average of 20 ° C.

따라서 이러한 높은 입구온도로부터 터빈 블레이드와 같은 터빈용 고온부품을 보호하기 위해 다양한 냉각 기법들이 연구 및 개발되고 있는데, 예컨대, 터빈 블레이드 표면에 냉각홀을 형성하여 이 냉각홀을 통해 냉각유체를 분사하는 방법이 흔히 이용되고 있다. Accordingly, various cooling techniques have been researched and developed to protect high temperature components for turbines such as turbine blades from such high inlet temperatures. For example, a method of forming a cooling hole on the surface of a turbine blade and spraying the cooling fluid through the cooling hole Is often used.

또한, 가스터빈이 작동하는 수천 내지 수만 시간 동안 가혹한 고온 환경에 노출되는 부품들의 기계적 성질과 표면특성을 유지할 수 있도록, 터빈용 부품의 재료로는 내열성이 우수한 초내열 합금을 사용하는 한편, 부품 표면에 내산화 코팅, 열차폐 코팅 등의 기능성 코팅 처리를 하게 된다. 이로써 터빈용 부품의 안정성 및 수명 향상을 도모할 수 있다. Further, in order to maintain mechanical properties and surface characteristics of components exposed to harsh high-temperature environments for thousands to tens of thousands of hours in which a gas turbine operates, a super-heat-resistant alloy excellent in heat resistance is used as a material for turbine parts, Such as oxidation coating, thermal barrier coating, and the like. This makes it possible to improve the stability and life of the turbine parts.

일반적으로 냉각 및 열차폐 효과를 향상시키기 위해 터빈용 부품에 냉각홀을 형성한 후 열차폐 코팅 작업을 수행하게 되는데, 이때 열차폐 코팅 재료가 냉각홀 내부에 집적되어 냉각홀이 자칫 막힐 우려가 있다. 따라서 종래에는 냉각홀 내부에 경화성 수지를 주입하거나, 냉각홀 및 그 주변을 테이핑하는 방법을 이용하여 냉각홀 내부로 열차폐 코팅 재료가 유입되는 것을 방지해 왔다.Generally, in order to improve the cooling and heat-shielding effect, a cooling hole is formed in a turbine component, and then a thermal coating process is performed. At this time, the thermal barrier coating material is integrated in the cooling hole, . Therefore, conventionally, the thermal barrier coating material has been prevented from being introduced into the cooling holes by injecting the curable resin into the cooling holes or by taping the cooling holes and the periphery thereof.

그러나, 냉각홀 내부에 경화성 수지를 주입하는 경우, 상기 경화성 수지가 냉각홀의 크기보다 3배 가량 넓게 냉각홀을 덮게 되므로, 추후 경화성 수지의 제거 시 냉각홀을 둘러싸는 부분의 코팅이 벗겨지거나, 냉각홀의 형상이 변형될 수 있다. 또한, 냉각홀 및 그 주변을 테이핑하는 경우, 냉각홀 외에 냉각홀 주변의 일정 영역까지 코팅되지 않아 열차폐 효과가 떨어지는 문제가 발생한다. However, when the curable resin is injected into the cooling holes, the cured resin covers the cooling holes three times as large as the size of the cooling holes. Therefore, when the curable resin is removed later, The shape of the hole can be deformed. Further, in the case of taping the cooling hole and the periphery thereof, there is a problem that the heat shielding effect is lowered because the coating is not coated to a certain region around the cooling hole in addition to the cooling hole.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 가스터빈용 블레이드 등의 부품에 홀 가공 및 기능성 코팅을 순차적으로 수행할 시, 홀 막힘, 불균일 코팅 등이 발생하는 것을 방지할 수 있는 부품의 홀 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to prevent the occurrence of hole clogging, nonuniform coating, and the like when hole processing and functional coating are sequentially performed on components such as blades for gas turbines And to provide a method for machining a hole of a component that can be machined. However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.

본 발명의 일 측면에 따르면, 부품의 가공면으로부터 이격되도록 전극봉을 배치하는 단계, 상기 가공면과 상기 전극봉 사이에 전압을 인가하여 홈을 형성하는 단계, 상기 홈 내부로 상기 전극봉을 이송하면서 상기 부품에 관통홀을 형성하는 단계, 상기 전극봉이 상기 관통홀에 삽입된 상태로 상기 부품에 잔류하도록 상기 전극봉을 절단하는 단계, 상기 부품의 상기 가공면 상에 열차폐막을 형성하는 단계; 및 상기 전극봉의 상기 부품에 잔류하는 잔여 부분을 상기 부품으로부터 제거하는 단계를 포함하는, 부품의 홀 가공 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electrode assembly, comprising the steps of disposing an electrode rod so as to be spaced apart from a machining surface of a part, forming a groove by applying a voltage between the machined surface and the electrode rod, Forming a through hole in the through hole, cutting the electrode bar so that the electrode remains in the component while the electrode is inserted into the through hole, forming a heat shielding film on the processed surface of the component; And removing the remaining portion remaining on the part of the electrode rod from the part.

상기 부품은 도전성 물질을 포함할 수 있다.The part may comprise a conductive material.

상기 전극봉은 구리, 흑연, 텅스텐, 은 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.The electrode may include copper, graphite, tungsten, silver, or an alloy thereof.

상기 관통홀은 0.3 내지 1mm의 직경을 가질 수 있다.The through-hole may have a diameter of 0.3 to 1 mm.

상기 전극봉을 배치하는 단계는, 상기 전극봉을 음극, 상기 부품을 양극으로 하는 방전회로를 구성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of disposing the electrode may include a step of forming a discharge circuit having the electrode as a cathode and the component as an anode.

상기 관통홀을 형성하는 단계는, 상기 전극봉의 이송속도를 제어하면서 수행하는 단계일 수 있다.The step of forming the through holes may be performed while controlling the feeding speed of the electrode.

상기 열차폐막을 형성하는 단계는, 금속막을 형성하는 단계 및 상기 금속막 상에 지르코니아를 포함하는 세라믹막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of forming the heat shielding layer may include a step of forming a metal film and a step of forming a ceramic film containing zirconia on the metal film.

상기 전극봉을 절단하는 단계는, 상기 전극봉의 상기 잔여 부분으로부터 분리된 분리 부분을 상기 가공면 상에서 이송하여 추가 관통홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of cutting the electrode may include the step of transferring the separated portion separated from the remaining portion of the electrode to the processing surface to form additional through-holes.

상기 추가 관통홀을 형성하는 단계는, 상기 가공면과 상기 전극봉의 상기 분리 부분 사이에 전압을 인가하여 추가 홈을 형성하는 단계, 상기 추가 홈 내부로 상기 전극봉의 상기 분리 부분을 이송하면서 상기 부품에 추가 관통홀을 형성하는 단계 및 상기 전극봉의 상기 분리 부분이 상기 관통홀에 삽입된 상태로 상기 부품에 잔류하도록, 상기 전극봉의 상기 분리 부분을 절단하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the step of forming the additional through hole includes the steps of forming an additional groove by applying a voltage between the machined surface and the separated portion of the electrode while moving the separated portion of the electrode into the additional groove, And cutting the separated portion of the electrode rod so that the separated portion of the electrode rod remains on the part while being inserted into the through hole.

상기 전극봉을 절단하는 단계는, 상기 전극봉을 절단하여 상기 전극봉을 상기 가공면으로부터 돌출시키는 단계일 수 있다.The step of cutting the electrode may include cutting the electrode to project the electrode from the processing surface.

상기 잔여 부분을 상기 부품으로부터 제거하는 단계는, 상기 전극봉의 상기 가공면으로부터 돌출된 부분을 뽑는 단계일 수 있다.The step of removing the remaining part from the part may be a step of pulling out a part protruding from the working surface of the electrode rod.

전술한 바와 같은 부품은 가스터빈용 블레이드를 포함할 수 있다. The components as described above may include blades for gas turbines.

상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 터빈 블레이드와 같은 가스터빈용 부품의 홀 가공 시 냉각홀 막힘, 냉각홀 변형 등을 방지할 수 있다. According to an embodiment of the present invention as described above, it is possible to prevent clogging of cooling holes, deformation of cooling holes, and the like during hole machining of parts for gas turbines such as turbine blades.

또한, 가스터빈용 부품의 표면에 열차폐, 내산화, 내부식 등을 목적으로 하는 기능성 코팅을 균일하게 수행할 수 있다. In addition, a functional coating for the purpose of heat shielding, oxidation resistance, corrosion resistance and the like can be uniformly performed on the surface of a component for a gas turbine.

물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 가스터빈용 블레이드의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부품의 홀 가공 방법을 이용하여 가스터빈용 블레이드에 홀을 가공하는 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 부품의 홀 가공 방법의 공정들을 순차적으로 도시한 단면도들이다. 1 is a perspective view schematically showing an example of a blade for a gas turbine.
2 is a perspective view schematically showing a process of machining a hole in a blade for a gas turbine using a method of machining a part according to an embodiment of the present invention.
Figs. 3 to 11 are sectional views sequentially showing the steps of a method for machining a component according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and particular embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. used in this specification may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 명세서에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분"위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.It will be understood that when a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" or "on" another portion, do.

본 명세서에서 사용되는 x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.The x-axis, y-axis, and z-axis used in this specification are not limited to three axes on the orthogonal coordinate system, and can be interpreted in a broad sense including the three axes. For example, the x-axis, y-axis, and z-axis may be orthogonal to each other, but may refer to different directions that are not orthogonal to each other.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명함에 있어 실질적으로 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Referring to the drawings, substantially identical or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and a duplicate description thereof will be omitted do. In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. In the drawings, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated for convenience of explanation.

도 1은 가스터빈용 블레이드의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부품의 홀 가공 방법을 이용하여 가스터빈용 블레이드에 홀을 가공하는 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a blade for a gas turbine, and FIG. 2 schematically shows a process of machining a hole in a blade for a gas turbine using a method of machining a part according to an embodiment of the present invention. FIG.

먼저 도 1을 참조하면, 가스터빈용 블레이드(100)는 유선형의 날개부(20) 및 날개부(20)를 지지하는 지지부(10)를 구비한다. Referring first to FIG. 1, a blade 100 for a gas turbine includes a streamlined wing 20 and a support 10 for supporting a wing 20.

날개부(20)의 일단부의 바닥부(20b)는 지지부(10)에 연결되고, 날개부(20)는 지지부(10)로부터 멀어지는 방향으로 연장된다. 이때 날개부(20)는 가스터빈의 고온의 연소 가스와 접촉함으로써 회전력을 발생시키는 부분이다. 또한, 도 1 등에 도시되지는 않았으나, 날개부(20)의 내부에는 뱀이 구불구불하게 지나가는 것과 유사한 형상으로 굴곡된 사행유로들(미도시)이 형성될 수 있다. 이로써 상기 사행유로들을 통해 압축 공기를 통과시켜 가스터빈용 블레이드(100)를 전체적으로 균일하게 냉각할 수 있다. The bottom portion 20b of one end of the wing portion 20 is connected to the support portion 10 and the wing portion 20 extends in a direction away from the support portion 10. [ At this time, the wing portion 20 is a portion that generates a rotational force by coming into contact with the hot combustion gas of the gas turbine. Also, although not shown in FIG. 1 or the like, serpentine flow paths (not shown) bent in a shape similar to that of a serpent passing through the wing portion 20 may be formed. As a result, the compressed air can be passed through the meandering flow paths to uniformly cool the blade 100 for the gas turbine as a whole.

날개부(20)는 유선형의 단면을 가지며, 공기의 흐름의 상류 측에 위치하며 고온의 공기와 가장 먼저 접촉하는 전연부(20f)와, 공기의 흐름의 하류 측에 위치하는 후연부(20r)와, 전연부(20f) 및 후연부(20r)를 연결하며 유선형의 만곡된 표면을 형성하는 중간 표면(20m)을 구비한다.The wing portion 20 has a streamlined cross section and has a front edge portion 20f located on the upstream side of the air flow and first contacting with the hot air and a rear edge portion 20r located on the downstream side of the air flow, And an intermediate surface 20m connecting the front edge 20f and the rear edge 20r and forming a streamlined curved surface.

날개부(20)는 후연부(20r)를 관통하도록 형성되는 후면 통공들(24)을 구비한다. 후면 통공들(24)은 날개부(20)의 후연부(20r)에 접하는 최외곽 사행유로를 외부로 연결한다. 이로써 날개부(20) 내부에서 유동하는 압축 공기의 일부분이 후면 통공들(24)을 통해 외부로 배출되어 날개부(20)의 후연부(20r)를 냉각하게 된다.The wing portion 20 has rear through holes 24 formed to penetrate the rearward portion 20r. The rear through holes 24 connect the outermost meandering flow path in contact with the rear edge 20r of the wing portion 20 to the outside. As a result, a portion of the compressed air flowing in the wing portion 20 is discharged to the outside through the rear through holes 24 to cool the rear portion 20r of the wing portion 20.

날개부(20)의 전연부(20f)와 후연부(20r)를 연결하는 중간 표면(20m)에는 중간 통공들(22a, 22b, 22c)이 형성된다. 중간 통공들(22a, 22b, 22c)은 중간 표면(20m)을 관통하도록 형성되어 날개부(20) 내부에 형성된 사행유로들을 외부로 연결한다. 이로써 날개부(20) 내부에서 유동하는 압축 공기의 일부분이 중간 통공들(22a, 22b, 22c)을 통해 외부로 배출되어 중간 표면(20m) 상에 막을 형성함으로써 중간 표면(20m)을 냉각하는 막냉각(film-cooling)이 이루어진다.Intermediate holes 22a, 22b and 22c are formed in an intermediate surface 20m connecting the front edge 20f and the rear edge 20r of the wing 20. The intermediate holes 22a, 22b, and 22c are formed to penetrate the intermediate surface 20m and connect the meandering flow channels formed inside the wing portion 20 to the outside. A portion of the compressed air flowing inside the wing portion 20 is discharged to the outside through the intermediate holes 22a, 22b and 22c to form a film on the intermediate surface 20m, Film-cooling is performed.

실시예들은 도면에 도시된 전면 통공들(21)과, 상부 통공들(23)과, 후면 통공들(24)과, 중간 통공들(22a, 22b, 22c)의 배치 위치 및 개수에 의해 한정되는 것은 아니며 다양한 배치 구조와 개수로 변형될 수 있다.Embodiments are defined by the location and number of the front holes 21, top holes 23, back holes 24 and intermediate holes 22a, 22b, 22c shown in the figures And may be modified into various configurations and numbers.

다음으로 도 2를 참조하면, 도 1에 도시된 가스터빈용 블레이드(100)에 홀(22)을 가공하기 위해 방전가공 장치를 이용할 수 있다. 도 2에는 도 1에 도시된 중간 통공들(22a, 22b, 22c) 중 일부 홀(22)을 가공하는 것으로 도시되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 도 1에 도시된 전면 통공들(21), 상부 통공들(23), 후면 통공들(24)을 가공하는 것도 얼마든지 가능하다.Referring next to Fig. 2, an electric discharge machining apparatus can be used to process the hole 22 in the blade 100 for the gas turbine shown in Fig. 2, it is shown that the holes 22 of the intermediate holes 22a, 22b, 22c shown in FIG. 1 are machined. However, the present invention is not limited thereto. It is also possible to process the through holes 23 and the rear through holes 24 as much as possible.

본 실시예의 방전가공 장치는 스테이지(90), 스핀들(210), 구동부(230), 방전회로(300), 제어부(400)를 구비할 수 있다.The electric discharge machining apparatus of this embodiment may include a stage 90, a spindle 210, a drive unit 230, a discharge circuit 300, and a control unit 400.

스테이지(90)는 그 위에 방전가공의 대상이 되는 공작물인 가스터빈용 블레이드(100)가 놓이게 된다. 이때 스테이지(90)는 다수의 홀(22)들을 효율적으로 가공할 수 있도록 X방향에 수직하는 방향인 Y방향 및 Z방향의 양 방향으로 이동할 수 있다. The stage 90 is provided with a blade 100 for a gas turbine, which is a work subject to discharge processing. At this time, the stage 90 can move in both the Y and Z directions perpendicular to the X direction so that the plurality of holes 22 can be processed efficiently.

스테이지(90) 상에 안착된 가스터빈용 블레이드(100)는 초내열합금으로 형성될 수 있다. 상기 초내열합금은 예컨대 니켈기 초내열 합금일 수 있으며, 가스터빈용 블레이드(100)의 가공면(MS)에 다수의 홀(22)들을 형성한 이후, 고온에서 작동되는 가스터빈 부품의 안정성 및 수명향상을 위해 내산화, 열차폐 등의 특수한 표면처리를 하게 된다. The blade 100 for a gas turbine mounted on the stage 90 may be formed of a super heat resistant alloy. The super refractory alloy can be, for example, a nickel-base superalloy, and after forming a plurality of holes 22 in the machined surface MS of the blade 100 for a gas turbine, In order to improve the lifetime, special surface treatments such as oxidation resistance and heat loss are performed.

스테이지(90) 상부에는 스핀들(210)이 배치된다. 스핀들(210)에는 방전가공의 공구(tool)에 해당하는 전극봉(200)이 장착된다. 구체적으로, 전극봉(200)은 스핀들(210) 중심에 형성된 홀(미도시)에 전극봉(200)이 삽입되는 형태로 스핀들(210)에 고정될 수 있다. A spindle 210 is disposed above the stage 90. An electrode rod 200 corresponding to a tool for electric discharge machining is mounted on the spindle 210. Specifically, the electrode rod 200 may be fixed to the spindle 210 in a manner that the electrode rod 200 is inserted into a hole (not shown) formed at the center of the spindle 210.

스핀들(210)은 구동부(230)로부터 구동력을 전달받아 회전운동을 하게 된다. 이때 구동부(230)는 예컨대 모터를 구비할 수 있으며, 구동부(230)가 스핀들(210)을 회전시킴에 따라 스핀들(210)에 장착된 전극봉(200)은 회전운동하면서 X방향으로 왕복운동을 할 수 있다. The spindle 210 receives the driving force from the driving unit 230 and rotates. At this time, the driving unit 230 may include, for example, a motor. As the driving unit 230 rotates the spindle 210, the electrode rod 200 mounted on the spindle 210 rotates and reciprocates in the X direction .

일 실시예로, 스핀들(210)에는 방전액 공급관(220)이 연결될 수 있는데, 이 방전액 공급관(220)을 통해 고압의 방전액(OIL)이 유입되어 전극봉(200)의 선단과 가공면(MS) 사이의 간극(G)으로 공급될 수 있다. 이때 전극봉(200)은 중심에 고압의 방전액(OIL)이 유동할 수 있는 중공부(미도시)를 구비하여, 상기 중공부를 통해 전극봉(200)과 가공면(MS) 사이의 간극(G)으로 방전액(OIL)을 신속히 공급할 수 있다. 이로써 가공 중 발생되는 부스러기(debris)의 배출이 용이해짐에 따라, 간극(G)의 크기를 일정하게 유지하여 가공품질을 향상시키고, 전극 소모 또한 줄일 수 있다.The spool 210 may be connected to a discharge liquid supply pipe 220 through which the high-pressure discharge liquid OIL flows into the discharge liquid supply pipe 220, MS). ≪ / RTI > At this time, the electrode rod 200 has a hollow portion (not shown) through which a high-pressure discharge fluid OIL can flow, and a gap G between the electrode rod 200 and the work surface MS is formed through the hollow portion. (OIL) can be supplied quickly. This facilitates the discharge of debris generated during machining, so that the size of the gap G can be kept constant to improve machining quality and reduce electrode consumption.

물론 방전액의 공급 방식이 중공의 전극봉(200)을 이용하는 것으로 한정되는 것은 아니며, 예컨대 별도의 분사 기구를 마련하여 간극(G)에 직접 방전액을 분사하는 방식이 이용될 수도 있고, 방전액이 저장된 수조 안에 공작물인 가스터빈용 블레이드(100)를 침지시키는 방식이 이용될 수도 있다. Of course, the method of supplying the discharge liquid is not limited to the use of the hollow electrode electrode 200. For example, a method of directly spraying the discharge liquid on the gap G by providing a separate injection mechanism may be used, A method of immersing the workpiece blade 100 for a gas turbine in a stored water tank may be used.

방전회로(300)는 전극봉(200)의 선단과 가스터빈용 블레이드(100)의 가공면(MS) 사이, 즉 간극(G)에 방전전압을 인가한다. 이를 위해 방전회로(300)는 전극봉(200) 및 가스터빈용 블레이드(100)에 각각 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 방전회로(300)의 음극은 전극봉(200)이 장착된 스핀들(210)에 연결될 수 있고, 방전회로(300)의 양극은 가스터빈용 블레이드(100)에 연결될 수 있다.The discharge circuit 300 applies a discharge voltage between the tip of the electrode rod 200 and the machined surface MS of the blade 100 for the gas turbine, To this end, the discharge circuit 300 is electrically connected to the electrode rod 200 and the blade 100 for the gas turbine, respectively. Specifically, the cathode of the discharge circuit 300 may be connected to the spindle 210 on which the electrode rod 200 is mounted, and the anode of the discharge circuit 300 may be connected to the blade 100 for the gas turbine.

전술한 바와 같이 방전가공의 가공품질을 향상시키기 위해서는, 간극(G)의 크기를 일정하게 유지하는 것이 중요하다. 따라서 전극봉(200)의 소모량에 따라 방전전압, 전극봉(200)의 이송속도 등을 적절히 조절하여야 하는데, 이를 위해 별도의 제어부(400)가 구비될 수 있다.As described above, in order to improve the machining quality of the electric discharge machining, it is important to keep the size of the gap G constant. Therefore, the discharging voltage, the feeding speed of the electrode rod 200, and the like are appropriately adjusted according to the consumption amount of the electrode rod 200. For this purpose, a separate controller 400 may be provided.

제어부(400)는 방전회로(300)에 연결되어 전극봉(200)에 따라 방전전압의 크기, 최대전류, 펄스의 온/오프 시간 등을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 구동부(230)에 연결되어 전극봉(200)의 이송속도 등을 제어할 수 있다. 도 2에 도시되지는 않았으나, 제어부(400)는 방전액 공급관(220)에도 연결되어 방전액(OIL)의 공급량 등을 제어할 수도 있다.The control unit 400 may be connected to the discharge circuit 300 to control the magnitude of the discharge voltage, the maximum current, the on / off time of the pulse, etc. according to the electrode rod 200. The control unit 400 may be connected to the driving unit 230 to control the feeding speed of the electrode rod 200 and the like. Although not shown in FIG. 2, the controller 400 may also be connected to the discharge liquid supply pipe 220 to control the supply amount of the discharge fluid OIL.

제어부(400)는 전극봉(200)의 소모량, 간극(G)의 크기 등을 측정하기 위한 감지부(미도시)를 구비할 수 있고, 상기 감지부의 측정치를 토대로 방전회로(300)의 방전전압, 전극봉(200)의 이송속도 등을 좀 더 정밀하게 제어할 수 있다. The control unit 400 may include a sensing unit (not shown) for measuring the amount of consumption of the electrode rod 200 and the size of the gap G and the like. The discharge voltage of the discharging circuit 300, The feeding speed of the electrode rod 200 can be more precisely controlled.

도 3 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 부품의 홀 가공 방법의 공정들을 순차적으로 도시한 단면도들이다. Figs. 3 to 11 are sectional views sequentially showing the steps of a method for machining a component according to an embodiment of the present invention.

먼저 도 3에 도시된 바와 같이, 전극봉(200)을 가스터빈용 블레이드(100)의 가공면(MS)으로부터 이격되도록 배치하는 단계를 거친다. 이로써 전극봉(200)과 가스터빈용 블레이드(100)의 가공면(MS) 사이에는 간극(G)이 형성되고, 이 간극(G)에 따라 방전전압의 크기가 변화한다. First, as shown in Fig. 3, the electrode rod 200 is placed so as to be spaced from the machined surface MS of the blade 100 for the gas turbine. A gap G is formed between the electrode rod 200 and the machined surface MS of the blade 100 for the gas turbine and the magnitude of the discharge voltage changes according to the gap G. [

전극봉(200)은 방전을 일으키기 위한 전극으로 기능하므로, 구리, 흑연 텅스텐, 은 또는 이들의 합금을 포함하는 도전성 물질로 형성될 수 있고, 가스터빈용 블레이드(100)가 초내열합금 등으로 형성됨은 전술한 바와 같다.Since the electrode rod 200 functions as an electrode for generating a discharge, the electrode rod 200 may be formed of a conductive material containing copper, graphite tungsten, silver or an alloy thereof, and the blade 100 for a gas turbine is formed of a super- As described above.

이후 도 4에 도시된 바와 같이, 전극봉(200)과 가스터빈용 블레이드(100) 사이의 간극(G)에 방전전압을 인가하여 방전을 발생시키는 단계를 거친다. 이때 전극봉(200)은 방전회로의 음극(-)이 되고 가스터빈용 블레이드(100)는 방전회로의 양극(+)이 되어, 양 전극 사이에 방전전압이 인가된다. Then, as shown in FIG. 4, a discharge voltage is applied to the gap G between the electrode rod 200 and the blade 100 for the gas turbine to generate a discharge. At this time, the electrode rod 200 becomes the negative electrode (-) of the discharge circuit, the blade 100 for the gas turbine becomes the positive electrode (+) of the discharge circuit, and the discharge voltage is applied between both electrodes.

구체적으로, 가스터빈용 블레이드(100)의 제1위치(P1)의 직상부에 전극봉(200)이 배치되며, 가스터빈용 블레이드(100)와 전극봉(200) 사이의 간극(G)에서 방전이 일어나면서 가스터빈용 블레이드(100)의 일부가 용융되어 증발하게 된다. 이로써 가스터빈용 블레이드(100)의 제1위치(P1)에는 가공면(MS)이 움푹 패여 제1홈(G1)이 형성된다. Specifically, an electrode rod 200 is disposed directly above the first position P1 of the blade 100 for a gas turbine, and a discharge is generated in the gap G between the blade 100 for the gas turbine and the electrode rod 200 A part of the blade 100 for the gas turbine melts and evaporates. Thus, in the first position P1 of the blade 100 for the gas turbine, the machined surface MS is recessed to form the first groove G1.

이후 도 5에 도시된 바와 같이, 이전 단계에서 형성된 제1홈(G1) 내부로 전극봉(200)을 이송하는 단계를 거친다. 이와 같이 전극봉(200)이 제1홈(G1) 내부로 이송됨에 따라 가스터빈용 블레이드(100)의 제1위치(P1)에는 가스터빈용 블레이드(100)의 두께를 관통하는 제1관통홀(TH1)이 형성된다. Then, as shown in FIG. 5, the electrode rod 200 is transferred into the first groove G1 formed in the previous step. As the electrode rod 200 is transferred into the first groove G1 as described above, a first through hole (not shown) penetrating the thickness of the blade 100 for the gas turbine is formed at the first position P1 of the blade 100 for the gas turbine TH1) is formed.

이 과정에서 전극봉(200)과 가스터빈용 블레이드(100)의 소재 사이의 간극(G)을 일정하게 유지시키기 위해, 별도의 제어부를 이용하여 전극봉(200)의 이송방향, 이송속도 등을 제어할 수 있다. 이때 상기 제어부는 도 2에 도시된 제어부(400)일 수 있다.In this process, in order to maintain a constant gap G between the electrode rod 200 and the blade 100 for a gas turbine, a control unit is used to control the feed direction, feeding speed, etc. of the electrode rod 200 . At this time, the controller may be the controller 400 shown in FIG.

구체적으로, 상기 제어부에 최저 기준 전압과 최대 기준 전압을 입력한 후, 간극(G)에 인가된 간극 전압이 최저 기준 전압의 입력치와 상기 최대 간극 전압의 입력치 사이의 값을 갖도록 전극봉(200)을 상하로 이동시킨다. 즉, 방전가공에 의해 가스터빈용 블레이드(100)의 소재가 충분히 제거되어 상기 간극 전압이 입력한 최대 기준 전압 값을 넘게 되면, 전극봉(200)을 하강시킨다. 반대로 전극봉(200)과 가스터빈용 블레이드(100)와의 거리가 좁아져 상기 간극 전압이 입력한 최저 기준 전압 값보다 떨어질 경우 쇼트(short circuit)를 방지하기 위해 전극봉(200)을 상승시킨다. Specifically, after the lowest reference voltage and the maximum reference voltage are input to the control unit, the gap voltage applied to the gap G is set to a value between the input value of the lowest reference voltage and the input value of the maximum gap voltage ) Is moved up and down. That is, when the workpiece of the blade 100 for a gas turbine is sufficiently removed by electric discharge machining and the gap voltage exceeds the input maximum reference voltage value, the electrode rod 200 is lowered. On the contrary, when the distance between the electrode rod 200 and the blade 100 for the gas turbine becomes narrower, the electrode rod 200 is raised to prevent a short circuit when the gap voltage is lower than the lowest reference voltage value inputted.

이와 같이 형성된 제1관통홀(TH1)은 0.3 내지 1mm의 직경을 갖는 미세홀일 수 있으며, 방전가공을 이용하는 경우 이러한 미세홀을 빠르고 정밀하게 가공할 수 있다. The first through hole TH1 formed as described above can be a fine hole having a diameter of 0.3 to 1 mm, and when the electric discharge machining is used, such a fine hole can be processed quickly and precisely.

이후 도 6에 도시된 바와 같이, 전극봉(200)이 제1관통홀(TH1)에 삽입된 상태에서 전극봉(200)을 절단하는 단계를 거친다. 이때 전극봉(200)은 가공면(MS) 상부의 소정의 위치에서 절단될 수 있다. 이로써 전극봉(200)의 일부는 제1관통홀(TH1)에 삽입되되 가공면(MS)으로부터 돌출된 상태로 가스터빈용 블레이드(100)에 잔류하게 된다. Then, as shown in FIG. 6, the electrode rod 200 is cut in the state that the electrode rod 200 is inserted into the first through hole TH1. At this time, the electrode rod 200 may be cut at a predetermined position above the processing surface MS. As a result, a part of the electrode rod 200 is inserted into the first through hole TH1 and remains in the blade 100 for the gas turbine while protruding from the machined surface MS.

이후 도 7에 도시된 바와 같이, 가스터빈용 블레이드(100)의 제1위치(P1) 부근의 제2위치(P2)로 전극봉(200)을 이송하는 단계를 거친다. 이 단계에서의 전극봉(200)은 이전 단계에서 제1관통홀(TH1)에 잔류하는 전극봉(200)의 잔여 부분으로부터 분리된 부분을 의미한다. Then, as shown in Fig. 7, the electrode rod 200 is transferred to the second position P2 near the first position P1 of the blade 100 for the gas turbine. The electrode rod 200 in this step means a portion separated from the remaining portion of the electrode rod 200 remaining in the first through hole TH1 in the previous step.

이와 같이 전극봉(200)이 가스터빈용 블레이드(100)의 제2위치(P2)로 이송되면, 이후 도 3 내지 도 5에 도시된 공정들을 반복하게 된다. 즉, 가스터빈용 블레이드(100)의 제2위치(P2)에서 전극봉(200)을 가스터빈용 블레이드(100)의 직상부에 배치하고, 가스터빈용 블레이드(100)와 전극봉(200) 사이의 간극에서 방전을 일으켜 제2홈(G2)을 형성한다. 이와 같이 형성된 제2홈(G2) 내부로 전극봉(200)을 이송하여 가스터빈용 블레이드(100)의 두께를 관통하는 제2관통홀(TH2)을 추가로 형성하게 된다. When the electrode rod 200 is thus transferred to the second position P2 of the blade 100 for the gas turbine, the processes shown in Figs. 3 to 5 are repeated. That is, in the second position P2 of the blade 100 for the gas turbine, the electrode rod 200 is disposed directly above the blade 100 for the gas turbine, and the electrode 100 is disposed between the blade 100 for the gas turbine and the electrode rod 200 And a discharge is generated in the gap to form the second groove G2. The electrode rod 200 is transferred into the second groove G2 thus formed to further form the second through hole TH2 penetrating the thickness of the blade 100 for the gas turbine.

이후 도 8에 도시된 바와 같이, 전극봉(200)이 제2관통홀(TH2)에 삽입된 상태에서 전극봉(200)을 절단하는 단계를 거친다. 이때 전극봉(200)은 도 6에 도시된 전극봉(200)의 잔여 부분과 동일 또는 유사하게 가공면(MS) 상부의 소정의 위치에서 절단될 수 있다. 이로써 전극봉(200)의 일부는 제2관통홀(TH2)에 삽입되되 가공면(MS)으로부터 돌출된 상태로 가스터빈용 블레이드(100)에 잔류하게 된다. Then, as shown in FIG. 8, the electrode rod 200 is cut into the second through-hole TH2. At this time, the electrode rod 200 can be cut at a predetermined position above the processing surface MS, same or similar to the remaining portion of the electrode rod 200 shown in FIG. As a result, a portion of the electrode rod 200 is inserted into the second through hole TH2 and remains in the blade 100 for the gas turbine while protruding from the machined surface MS.

이후 도 9에 도시된 바와 같이, 전극봉(200)의 잔여 부분들이 제1관통홀(TH1) 및 제2관통홀(TH2)에 삽입된 상태에서, 가스터빈용 블레이드(100)의 가공면(MS) 상에 열차폐막(150)을 형성하는 단계를 거친다. 9, after the remainder of the electrode rod 200 is inserted into the first through hole TH1 and the second through hole TH2, the machined surface MS of the blade 100 for the gas turbine The heat shielding film 150 is formed on the heat shielding film 150.

일 실시예로, 열차폐막(150)은 금속막과 지르코니아를 포함하는 세라믹막의 이중막 구조를 가질 수 있다. 즉, 가스터빈용 블레이드(100) 상에 금속 합금막을 형성하는 본드 코팅(bond-coating)을 한 후, 그 위에 지르코니아(ZrO2)막을 형성하는 탑 코팅(top-coating)을 하여 열차폐막(150)을 형성할 수 있다. In one embodiment, the heat shielding film 150 may have a bilayer structure of a ceramic film including a metal film and zirconia. That is, after a bond-coating for forming a metal alloy film on the blade 100 for a gas turbine is performed, top coating is performed to form a zirconia (ZrO 2 ) film thereon to form a heat shielding film 150 ) Can be formed.

상기와 같은 이중막 구조의 열차폐막(150)의 경우, 탑 코팅막(top-coating layer)인 세라믹막에서 대부분의 온도 감소 효과를 얻게 된다. 그러나, 가스터빈용 블레이드(100) 상에 세라믹막을 바로 적용하게 되면 접착 강도가 낮아서 쉽게 떨어질 수 있고, 가스터빈용 블레이드(100)와 세라믹 간의 열팽창계수의 차이에 의해 열피로를 받는 경우 상기 세라믹막이 쉽게 파괴될 수 있으므로, 가스터빈용 블레이드(100)와 상기 세라믹막 사이에 본드 코팅막(bond-coating layer)인 금속막을 개재시키게 된다.In the case of the heat shielding film 150 having the above-described double-layer structure, most of the temperature reduction effect is obtained in the ceramic film which is the top-coating layer. However, when the ceramic film is directly applied on the blade 100 for a gas turbine, the bonding strength is low and can be easily dropped. When thermal fatigue is caused by a difference in thermal expansion coefficient between the blade 100 for a gas turbine and a ceramic, So that a metal film which is a bond-coating layer is interposed between the blade 100 for a gas turbine and the ceramic film.

본드 코팅막(bond-coating layer)인 금속막은 0.1 내지 0.2 mm의 두께를 갖도록 진공 플라즈마 용사법 또는 고속화염 용사법을 이용하여 용사 코팅할 수 있고, 상기 금속막 상에 열전도율이 작고 기공이 많은 세라믹막을 0.1 내지 0.4mm의 두께를 갖도록 플라즈마 용사법을 이용하여 용사 코팅할 수 있다.The metal film, which is a bond-coating layer, can be spray-coated using a vacuum plasma spraying method or a high-speed flame spraying method so as to have a thickness of 0.1 to 0.2 mm, and a ceramic film having a small thermal conductivity and high porosity, Spray coating may be performed using a plasma spraying method so as to have a thickness of 0.4 mm.

상술한 바와 같이 가스터빈용 블레이드(100) 등의 부품 표면에 열차폐막(150)을 형성함으로써, 부품의 열부하가 경감되고 산화 저항성이 향상됨은 물론이고, 기계적 성질의 열화를 방지하고 내마모성을 확보할 수 있다. 아울러 열차폐막(150)의 두께를 적절히 조절하여 공차 관리를 하는 것도 가능하다.By forming the heat shielding film 150 on the surface of the component such as the blade 100 for a gas turbine as described above, the thermal load of the component is reduced and the oxidation resistance is improved. In addition to the deterioration of the mechanical properties and the wear resistance, . It is also possible to control the tolerance by appropriately adjusting the thickness of the heat shielding film 150.

이후 도 10에 도시된 바와 같이, 가스터빈용 블레이드(100)의 제1위치(P1) 및 제2위치(P2)에 각각 형성된 제1관통홀(TH1) 및 제2관통홀(TH2)에 삽입된 전극봉(200)의 잔여 부분들을 제거하는 단계를 거친다. Then, as shown in FIG. 10, the first through-hole TH1 and the second through-hole TH2 formed in the first position P1 and the second position P2 of the blade 100 for the gas turbine, respectively, The remaining portions of the electrode rod 200 are removed.

일 실시예로, 스패너 등의 집게형 도구를 이용하여 상기 잔여 부분들 중 열차폐막(150)으로부터 돌출된 부분을 뽑을 수 있다. 이때 작업자가 상기 집게형 도구를 이용하여 수동으로 뽑을 수도 있고, 기계 장치를 이용하여 자동으로 뽑을 수도 있다. 만일 기계 장치를 이용하여 전극봉(200)의 잔여 부분을 자동으로 뽑는 경우, 도 2에 도시된 방전가공 장치에 상기 집게형 도구와 유사한 공구를 설치하여 방전가공 및 열차폐 코팅 작업을 한꺼번에 수행할 수도 있다. In one embodiment, a projecting portion of the remaining portion of the heat shielding film 150 may be pulled out using a clamping tool such as a spanner. At this time, the operator can manually pull out using the above-mentioned clamping-type tool or automatically pull out using a mechanical device. In the case where the remaining part of the electrode rod 200 is automatically pulled out by using a mechanical device, a tool similar to the above-mentioned clamping tool may be installed in the electric discharge machining apparatus shown in FIG. 2 to perform the electric discharge machining and the thermal spray coating work at the same time have.

이후 도 11에 도시된 바와 같이, 가스터빈용 블레이드(100) 표면에 열차폐막(150)이 형성된 고온용 부품을 얻게 된다. 상기 고온용 부품의 경우, 관통홀들(TH1, TH2)에 전극봉(200)을 삽입한 상태에서 열차폐 코팅을 수행하게 되므로, 열차폐 코팅 과정 시 냉각홀로 기능하는 관통홀들(TH1, TH2)이 막히거나 변형되는 것을 방지하는 한편, 관통홀들(TH1, TH2)의 가장자리까지 균일하고 치밀하게 코팅할 수 있다. Thereafter, as shown in FIG. 11, a high temperature part having the heat shielding film 150 formed on the surface of the blade 100 for the gas turbine is obtained. In the case of the high temperature component, since the thermal spray coating is performed in a state where the electrode rod 200 is inserted into the through holes TH1 and TH2, the through holes TH1 and TH2, which function as cooling holes in the thermal spray coating process, It is possible to uniformly and densely coat the edges of the through holes TH1 and TH2.

이상에서는 홀 가공의 대상이 가스터빈용 블레이드인 경우를 중심으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 열차폐 코팅을 수행하는 고온용 부품이면 어떠한 것이라도 본 발명의 실시예들이 적용되는 홀 가공의 대상이 될 수 있다. In the above description, the object of the hole machining has been mainly described in the case of a blade for a gas turbine. However, the present invention is not limited thereto, and any of the high temperature parts for performing the thermal spray coating may be a hole machining It can be a target.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10: 지지부
20: 날개부
21: 전면 통공들
22a, 22b, 22c: 중간 통공들
23: 상부 통공들
24: 후면 통공들
90: 스테이지
100: 가스터빈용 블레이드
150: 열차폐막
200: 전극봉
210: 스핀들
220: 방전액 공급관
230: 구동부
300: 방전회로
400: 제어부
G: 간극
MS: 가공면
G1, G2: 제1홈, 제2홈
TH1, TH2: 제1관통홀, 제2관통홀10: Support
20: wing portion
21: Front holes
22a, 22b, 22c: intermediate holes
23: Upper holes
24: rear through holes
90: stage
100: Blades for gas turbines
150: Train closing
200: Electrode
210: spindle
220: Total liquid supply pipe
230:
300: discharge circuit
400:
G: Clearance
MS: machined surface
G1, G2: first groove, second groove
TH1, TH2: first through hole, second through hole

Claims (12)

부품의 가공면으로부터 이격되도록 전극봉을 배치하는 단계;
상기 가공면과 상기 전극봉 사이에 전압을 인가하여 홈을 형성하는 단계;
상기 홈 내부로 상기 전극봉을 이송하면서 상기 부품에 관통홀을 형성하는 단계;
상기 전극봉이 상기 관통홀에 삽입된 상태로 상기 부품에 잔류하도록 상기 전극봉을 절단하는 단계;
상기 부품의 상기 가공면 상에 열차폐막을 형성하는 단계; 및
상기 전극봉의 상기 부품에 잔류하는 잔여 부분을 상기 부품으로부터 제거하는 단계;를 포함하는, 부품의 홀 가공 방법.Disposing an electrode rod so as to be spaced apart from a machining surface of the component;
Forming a groove by applying a voltage between the machined surface and the electrode;
Forming a through hole in the component while transferring the electrode rod into the groove;
Cutting the electrode so that the electrode remains in the component while being inserted into the through hole;
Forming a heat shielding film on the machined surface of the component; And
And removing the remaining portion remaining on the part of the electrode rod from the part. 제 1 항에 있어서,
상기 부품은 도전성 물질을 포함하는, 부품의 홀 가공 방법.The method according to claim 1,
Wherein the component comprises a conductive material. 제 1 항에 있어서,
상기 전극봉은 구리, 흑연, 텅스텐, 은 또는 이들의 합금을 포함하는, 부품의 홀 가공 방법.The method according to claim 1,
Wherein said electrode comprises copper, graphite, tungsten, silver or an alloy thereof. 제 1 항에 있어서,
상기 관통홀은 0.3 내지 1mm의 직경을 갖는, 부품의 홀 가공 방법. The method according to claim 1,
And the through-hole has a diameter of 0.3 to 1 mm. 제 1 항에 있어서,
상기 전극봉을 배치하는 단계는,
상기 전극봉을 음극, 상기 부품을 양극으로 하는 방전회로를 구성하는 단계를 포함하는, 부품의 홀 가공 방법. The method according to claim 1,
Wherein the step of disposing the electrode comprises:
And forming a discharge circuit having the electrode as a cathode and the component as an anode. 제 1 항에 있어서,
상기 관통홀을 형성하는 단계는,
상기 전극봉의 이송속도를 제어하면서 수행하는 단계인, 부품의 홀 가공 방법. The method according to claim 1,
The step of forming the through-
While controlling the feed speed of the electrode rod. 제 1 항에 있어서,
상기 열차폐막을 형성하는 단계는,
금속막을 형성하는 단계; 및
상기 금속막 상에 지르코니아를 포함하는 세라믹막을 형성하는 단계를 포함하는, 부품의 홀 가공 방법.The method according to claim 1,
The step of forming the heat shielding film may include:
Forming a metal film; And
And forming a ceramic film containing zirconia on the metal film. 제 1 항에 있어서,
상기 전극봉을 절단하는 단계는,
상기 전극봉의 상기 잔여 부분으로부터 분리된 분리 부분을 상기 가공면 상에서 이송하여 추가 관통홀을 형성하는 단계; 를 포함하는, 부품의 홀 가공 방법.The method according to claim 1,
The step of cutting the electrode includes:
Transferring the separated portion separated from the remaining portion of the electrode to the processing surface to form additional through-holes; Of the component. 제 8 항에 있어서,
상기 추가 관통홀을 형성하는 단계는,
상기 가공면과 상기 전극봉의 상기 분리 부분 사이에 전압을 인가하여 추가 홈을 형성하는 단계;
상기 추가 홈 내부로 상기 전극봉의 상기 분리 부분을 이송하면서 상기 부품에 추가 관통홀을 형성하는 단계; 및
상기 전극봉의 상기 분리 부분이 상기 관통홀에 삽입된 상태로 상기 부품에 잔류하도록, 상기 전극봉의 상기 분리 부분을 절단하는 단계;를 포함하는, 부품의 홀 가공 방법. 9. The method of claim 8,
The step of forming the additional through-
Applying a voltage between the machined surface and the separated portion of the electrode to form additional grooves;
Forming additional through holes in the component while transferring the separated portion of the electrode rod into the additional groove; And
Cutting the separated portion of the electrode rod so that the separated portion of the electrode remains in the component while being inserted into the through hole. 제 1 항에 있어서,
상기 전극봉을 절단하는 단계는,
상기 전극봉을 절단하여 상기 전극봉을 상기 가공면으로부터 돌출시키는 단계인, 부품의 홀 가공 방법.The method according to claim 1,
The step of cutting the electrode includes:
And cutting the electrode rod to protrude the electrode from the machining surface. 제 10 항에 있어서,
상기 잔여 부분을 상기 부품으로부터 제거하는 단계는,
상기 전극봉의 상기 가공면으로부터 돌출된 부분을 뽑는 단계인, 부품의 홀 가공 방법.11. The method of claim 10,
Wherein removing the remaining portion from the component comprises:
And a step of pulling out a portion protruding from the machined surface of the electrode rod. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부품은 가스터빈용 블레이드를 포함하는, 부품의 홀 가공 방법. 12. The method according to any one of claims 1 to 11,
Wherein the component comprises a blade for a gas turbine.
KR1020170113556A 2017-09-05 2017-09-05 Hole processing method of component KR102329914B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170113556A KR102329914B1 (en) 2017-09-05 2017-09-05 Hole processing method of component
PCT/KR2018/002316 WO2019050110A1 (en) 2017-09-05 2018-02-26 Component hole machining method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170113556A KR102329914B1 (en) 2017-09-05 2017-09-05 Hole processing method of component

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190026524A true KR20190026524A (en) 2019-03-13
KR102329914B1 KR102329914B1 (en) 2021-11-23

Family

ID=65634287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170113556A KR102329914B1 (en) 2017-09-05 2017-09-05 Hole processing method of component

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102329914B1 (en)
WO (1) WO2019050110A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109940232B (en) * 2019-04-25 2019-12-10 中山市煜达精密模具有限公司 ox horn insert processing device
CN112222551A (en) * 2020-10-20 2021-01-15 成都和鸿科技有限公司 Gas film hole positioning tool and machining method thereof, and gas film hole machining and detecting method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003306760A (en) * 2002-04-17 2003-10-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Masking pin and method of coating high temperature member
KR100564160B1 (en) * 2005-01-21 2006-03-27 임창영 Method for automatically measuring eletrode attrition rate of electric discharge machine drill apparatus
JP4417530B2 (en) * 1999-11-26 2010-02-17 株式会社放電精密加工研究所 Electrical discharge machining method for metal member having ceramic coating layer
EP2423346A1 (en) * 2010-08-30 2012-02-29 United Technologies Corporation Minimizing Blockage of Holes in Turbine Engine Components

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3389034B2 (en) * 1997-01-13 2003-03-24 三菱重工業株式会社 Processing method of workpiece with insulating ceramic film
EP1837112A1 (en) * 2006-03-24 2007-09-26 Siemens Aktiengesellschaft Electrode arrangement for electric discharge machining an electrically non conductive material
KR20140125645A (en) * 2013-04-19 2014-10-29 부산대학교 산학협력단 Apparatus and Method for Processing Minute Hole
US10307846B2 (en) * 2015-09-15 2019-06-04 General Electric Company Electrical discharge machining system having independent electrodes, related control system and method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4417530B2 (en) * 1999-11-26 2010-02-17 株式会社放電精密加工研究所 Electrical discharge machining method for metal member having ceramic coating layer
JP2003306760A (en) * 2002-04-17 2003-10-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Masking pin and method of coating high temperature member
KR100564160B1 (en) * 2005-01-21 2006-03-27 임창영 Method for automatically measuring eletrode attrition rate of electric discharge machine drill apparatus
EP2423346A1 (en) * 2010-08-30 2012-02-29 United Technologies Corporation Minimizing Blockage of Holes in Turbine Engine Components

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019050110A1 (en) 2019-03-14
KR102329914B1 (en) 2021-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8710392B2 (en) Electric discharge machining hole drilling
JP2012136776A (en) Cooling channel system for high-temperature component covered by coating, and related process
KR20190026524A (en) Hole processing method of component
EP2671660A2 (en) Electrode and electrochemical machining process for forming non-circular holes
EP2695692A2 (en) Electric discharge machining process and article for electric discharge machining
US9687926B2 (en) Trailing edge machining of a workpiece
EP3077145B1 (en) Method for manufacturing a braze joint gap and method for brazing or soldering
US7291799B2 (en) Electrode dressing template
CN104651772B (en) Method for varying an orifice and system for varying a flow rate through a component
US11000909B2 (en) Electrical discharge machining electrode
Gao et al. Influence of electrical discharge machining on thermal barrier coating in a two-step drilling of nickel-based superalloy
EP2266743B1 (en) An electrical discharge assembly and method for repairing diffusion cooling passages
JP2013515860A (en) Method and assembly for electrolytic deposition of coatings
US8764515B2 (en) Component machining method and assembly
JP6747946B2 (en) Electric discharge machining method and electric discharge machine
US11524350B1 (en) Backwall strike braze repair
EP2345499A1 (en) Electrical discharge machining after coating with auxiliary electrode in the component during coating
US9039887B2 (en) Component finishing method and assembly
Naeem et al. 2D and 3D Flexible Laser System for Precision Cutting, Welding and Drilling Applications

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant