放電錶面處理方法及修理方法

2023-05-13 04:12:41 1

專利名稱：放電錶面處理方法及修理方法
技術領域：
本發明涉及利用放電能量在寬度極窄的金屬板的端面形成加厚層或保護 膜的放電錶面處理方法以及對被修理部件中的寬度極窄的金屬板的磨損了的 端面進行修理的修理方法。
背景技術：
對於利用放電能量在金屬部件的表面上形成加厚層或保護膜的表面處理 方法開發出各種技術，近年來，利用放電能量的放電錶面處理方法的開發比較 盛行。
在專利文獻1及專利文獻2記載的放電錶面處理方法中，將由金屬粉末等 成形的成形體用作電極，在具有絕緣性的液體中或氣體中，在電極的前端面與 金屬部件的表面之間產生脈衝狀放電。由此利用該放電能量，能夠在金屬部件 的表面上熔敷電極的材料或該材料的反應物質，形成加厚層或保護膜。
專利文獻l: WO2006/095799。
專利文獻2: WO2004/113587。
然而，如構成燃氣渦輪發動機中的密封部件的蜂窩狀單元的金屬板的端面 那樣，在要對寬度極窄的端面實施加工的場合，存在如下問題。
即，若在電極的前端面與金屬板的端面之間產生脈衝狀放電，則在金屬板 的前端面形成熔融池，但是若金屬板的前端面的寬度比熔融池的直徑還窄，則 不能在金屬板的前端面形成加厚層或保護膜。
而且，即使金屬板的前端面的寬度比熔融池的直徑還寬，在金屬板的端面 不熔敷而進行飛濺的電極的材料等也變多，電極的成品率變差。

發明內容
本發明的目的是提供能夠解決上述問題的放電錶面處理方法及使用該放 電錶面處理方法的修理方法。
本發明的第一特徵的要點是， 一種利用放電能量進行寬度極窄的金屬板的端面的表面處理的放電錶面處理方法，具備將由金屬粉末、金屬化合物粉末、 陶瓷粉末中的至少一種成形的成形體用作電極，在具有絕緣性的液體中或氣體 中，在上述電極的前端面與上述金屬板的端面之間產生脈衝狀放電，利用該放 電能量，使上述電極消耗，在上述電極的前端面上形成與上述金屬板的端面形 狀一致的凹處的凹處形成工序；在保持規定的放電間隙的狀態下，在使上述電 極向與上述金屬板的側面正交的方向相對地移動的同時，在具有絕緣性的液體 中或氣體中，在上述電極的上述凹處的內側面與上述金屬板的端面的側面之間 產生脈沖狀放電，利用該放電能量，使上述電極的材料或該材料的反應物質熔 敷在上述金屬板的端面的側面上，形成輔助保護膜的輔助保護膜形成工序；以 及，在具有絕緣性的液體中或氣體中，在上述電極的上述凹處的裡面與上述金 屬板的端面之間產生脈衝狀放電，利用該放電能量，使上述電極的材料或該材 料的反應物質熔敷在上述金屬板的端面的前端面上，形成加厚層的最終塗敷工 序。
本發明的第二特徵的要點是， 一種對被修理部件中的寬度極窄的金屬板的 磨損了的端面進行修理的修理方法，具備將由金屬粉末、金屬化合物粉末、 陶瓷粉末中的至少 一種成形的成形體用作電極，在具有絕緣性的液體中或氣體 中，在上述電極的前端面與上述金屬板的端面之間產生脈衝狀放電，利用該放 電能量，使上迷電極消耗，在上述電極的前端面上形成與上述金屬板的端面形 狀一致的凹處的凹處形成工序；在保持規定的放電間隙的狀態下，在使上述電 極向與上述金屬板的端面的側面正交的方向相對地移動的同時，在具有絕緣性 的液體中或氣體中，在上述電極的上述凹處的內側面與上述金屬板的端面的側 面之間產生脈衝狀放電，利用該放電能量，使上述電極的材料或該材料的反應 物質熔敷在上述金屬板的端面的側面上，形成輔助保護膜的輔助保護膜形成工 序；以及，在具有絕緣性的液體中或氣體中，在上述電極的上述凹處的裡面與 上述金屬板的端面的前端部之間產生脈衝狀放電，利用該放電能量，使上述電 極的材料或該材料的反應物質熔敷在上述金屬板的端面的前端面上，形成加厚 層的最終塗敷工序。


圖l是說明涉及本發明實施方式的修理方法的圖。圖2是說明涉及本發明實施方式的修理方法的圖。
圖3是表示作為^皮^修理部件的密封部件的周邊的圖。
圖4是密封部件的立體圖。
圖5是密封部件的蜂窩狀單元的放大圖。
圖6是表示直接用於本發明實施方式的修理方法的實施中的放電加工機 的圖。
具體實施例方式
參照圖l至圖6，對作為被修理部件的密封部件、用於本發明實施方式的 修理方法的實施中的放電加工機、以及本發明實施方式的修理方法依次進行說 明。
如圖3所示，作為被修理部件的密封部件1是用於噴氣式發動才幾等燃氣渦 輪發動機的部件，具備安裝在燃氣渦輪發動機的發動機罩3上的圓弧狀的固 定板5;以及一體地設在該固定板5上且允許與渦輪動葉片7的接觸的蜂窩狀 單元9。而且，如圖4及圖5所示，蜂窩狀單元9由多個寬度窄的金屬板11 構成，各金屬板ll分別具有向發動機罩3的周向C平行的多個平行部lla; 相對發動機罩3的周向C向一方側(在圖5中為右傾斜上側)傾斜的多個第 一傾斜部lib;以及相對發動機罩3的周向C向另一方側(在圖5中為左傾斜 上側)傾斜的多個第二傾斜部llc。另外，在蜂窩狀單元9中的多個寬度窄的 金屬板11之中，設定在圖5中施加剖面線的部分磨損。
如圖6所示，用於本發明實施方式的修理方法的實施中的放電加工機13 具備向X軸方向及Y軸方向延長的機座15，在該機座15上設有向Z軸方向 延長的立柱17。而且，在機座15上設有工作檯19,該工作檯19通過X軸伺 服馬達21的驅動向X軸方向可移動，通過Y軸伺服馬達23的驅動向Y軸方 向可移動。
在工作檯19上設有儲存具有絕緣性液體L的加工槽25，在該加工槽25 內設有支撐板27。在該支撐板27上設有可固定密封部件1的夾具29，該夾具 29藉助於支撐板27等與電源31電連接。
在立柱17上設有加工頭部33，該加工頭部33通過Z軸伺力l馬達35的驅 動向Z軸方向可移動。而且，在加工頭部33上設有保持電極37的架39,該架39與電源31電連接。在這裡，電極37使用了將Co-Cr (鈷、4各)合金粉 末通過壓縮而成形的成形體(包括加熱處理後的成形體)。另外，電才及37也可 以代替由壓縮進行成形，而通過泥漿、MIM、噴鍍等成形。
以上述密封部件1及放電加工機13的結構為前提，對本發明的實施方式 的》,理方法進4亍i兌明。
本發明實施方式的修理方法是對蜂窩狀單元9中的寬度極窄的金屬板11 (主要是金屬板11的第一傾斜部llb和第二傾斜部llc)的磨損了的端面進行 修理的方法，具備凹處形成工序、輔助保護膜形成工序、最終塗敷工序、反覆 工序及精加工工序。各工序的具體內容如下。另外，在本發明的實施方式中， 設定金屬板ll的傾斜部llb(llc)的端面在圖1 (a)中由前端面llbu(llcu) 和前端側面llbl (llcl)、 llbr (llcr)構成。而且，在圖11 (a)中，金屬板 11的傾斜部lib ( llc)的前端面llbu (llcu)磨損，其寬度設為0.05mm以 下。
在將密封部件1固定在夾具29上的狀態下，通過驅動X軸伺J良馬達21 及/或Y軸伺力l馬達23使工作檯19向X軸方向及/或Y軸方向移動，從而將 蜂窩狀單元9定位在規定位置上。並且，在具有絕緣性的液體L中，在電極 37的前端面與金屬板11的第一傾斜部11b的端面之間產生脈衝狀放電。由此， 如圖1 (a)所示，利用該放電能量，使電極37消耗，能夠在電極37的前端 面形成與金屬板的第 一傾斜部的端面側部分的形狀近似的凹處41 。
在凹處形成工序結束後，在保持了規定的放電間隙的狀態下，在通過X
斜部lib的一側面正交且接近的方向Gl (參照圖5 )相對地進行移動的同時， 在具有絕緣性的液體L中，在電極37的凹處41的內側面與金屬板ll的第一 傾斜部lib的一側面中的端面近旁(前端側面llbl)之間發生脈衝狀放電。由 此，如圖1 (b)所示，利用該放電能量，使電極37的材料或該材料的反應物 質熔敷在金屬4反11的第一傾斜部lib的前端側面llbl上，形成第一輔助保護 膜43。接著，在保持規定的放電間隙的狀態下，在通過X軸伺服馬達21及Y軸伺服馬達23的驅動控制使電極37向與金屬板11的第一傾斜部lib的另一側面正交且接近的方向G1，(參照圖5)相對地移動的同時，在具有絕緣性的液體L中，在電極37的凹處41的內側面與金屬板11的第一傾斜部lib的另一側面中的端面近旁之間產生脈衝狀放電。由此，如圖2(a)所示，利用該》文電能量，使電極37的材料等熔敷在金屬板11的第一傾斜部lib的另一側面中的端面近旁(前端側面llbr)上，能夠形成第二輔助保護膜45。
在輔助保護膜形成工序結束後，在保持規定的放電間隙的狀態下，在通過Z軸伺服馬達35的驅動控制使電極37向Z軸方向移動的同時，在具有絕緣性的液體L中，在電極37的凹處41的裡面與金屬板11的第一傾斜部lib的前端面llbu之間產生脈衝狀放電。由此，如圖2 (b)所示，利用該;改電能量，使電極37等熔敷在金屬板11的第一傾斜部lib的前端面llbu上，形成加厚層47。
另夕卜，在金屬板ll的第一傾斜部llb的前端面11bu上形成加厚層47時，使電極37等也熔it在金屬糹反ll的平行部lla的前端面上而形成加厚層(省略圖示)。
在最終塗敷工序結束後，通過反覆進行與從上述凹處形成工序到最終塗敷工序同樣的工序，在金屬板ll的第二傾斜部llc的前端面11cu形成加厚層55。
即，在具有絕緣性的液體L中，在電極37的前端面與金屬板11的第二傾斜部llc的端面之間產生脈衝狀放電，如圖1 (a)所示，利用該放電能量，在電極37的前端面形成與金屬板11的第二傾斜部llc的端面側部分的形狀近似的凹處49。接著，在保持規定的放電間隙的狀態下，在使電極37向與金屬板11的第二傾斜部llc的側面正交的方向G2、 G2，(參照圖5 )相對地移動的同時，在具有絕緣性的液體L中，在電極37的凹處49內的內側面與金屬板ll的第二傾斜部llc的側面中的端面近旁(前端側面llcl及llcr)之間產生脈衝狀放電，如圖1 (b)及圖2 (a)所示，利用該放電能量，使電極37的材料等熔敷在金屬板ll的第二傾斜部llc的前端側面llcl、 llcr上，形成第二輔助保護膜51、 53。然後，在使電極37向Z軸方向移動的同時，在具有絕緣性的液體L中，在電極37的凹處49的裡面與金屬板11的第二傾斜部llc的前端面llcu之間產生脈沖狀放電，如圖2(b)所示，利用該放電能量，使電極37等熔敷在金屬板11的第二傾斜部llc的前端面llcu上，/人而形成加厚層55。
另外，在金屬板11的第二傾斜部llc的前端面llcu上形成加厚層55時，使電極37等也熔敷在金屬板11的平行部lla的前端面上而形成加厚層。
在反覆工序結束後，從夾具29取下密封部件1，並固定在磨床(省略圖示)的規定位置上。然後，通過適當操作磨床，進行精加工以使將金屬板11的寬度和加厚層47 (55 )的厚度加起來的長度成為規定的長度。
通過以上工序，結束寬度極窄的金屬板ll的磨損了的端面的修理。
以下，對本發明實施方式的作用及效果進行i兌明。
由於在保持規定的放電間隙的狀態下，在使電極37向與金屬板11的傾斜部lib (llc)的側面正交的方向相對地移動的同時，利用放電能量使電極37的材料等熔敷在金屬板11的傾斜部lib (llc)的兩側面中的端面近旁(前端側面llbl ( llcl)、 llbr ( llcr))上，形成輔助保護膜43、 45(51、 53)，因此能夠將金屬板11的傾斜部lib ( llc)的前端側面的塗敷寬度(用於塗敷的寬度)擴大相當於輔助保護模43、 45 (51、 53)厚度的量。另外，在本發明的實施方式中，金屬板11的傾斜部lib ( llc)的前端側面的塗敷寬度為0.10mm以上。
因此，根據本發明的實施方式，即使金屬板11的傾斜部lib (llc)的前端側面的寬度比通過放電產生的熔敷池的直徑還窄，也能夠在金屬板11的傾斜部lib (llc)的前端面llbu (llcu)上可靠地形成加厚層47 (55 )，並且能夠減少在金屬板11的傾斜部llb( 11c)的端面不熔敷而飛濺的電極37的材料，能夠提高電極37的成品率。
另外，本發明不局限於上述實施方式的說明，例如，可以如下進行各種變更。
即，可以僅在金屬^反的前端的側面的一面形成輔助保護膜。而且，還可以代替具有絕緣性的液體L中，而在具有絕緣性的氣體中產生脈衝狀放電也沒
9關係。另外，也可以將上述凹處形成工序、輔助保護膜形成工序及最終塗敷工序用於利用放電能量在寬度極窄的金屬板的端面形成加厚層或保護膜的放電錶面處理方法中。
產業上的可利用性如下。
根據本發明，由於能夠將金屬板的前端面的塗敷寬度擴大相當於輔助保護膜厚度的量，因此即〗吏金屬板的前端面的寬度比熔融池的直徑還窄，也能夠在金屬板的前端面上可靠地形成加厚層或保護膜，並且能夠減少在金屬板的端面不熔敷而飛賊的電極的材料，能夠提高電極的成品率。
權利要求
1.一种放電錶面處理方法，利用放電能量進行寬度極窄的金屬板的端面的表面處理，其特徵在於，具備凹處形成工序，將由金屬粉末、金屬化合物粉末、陶瓷粉末中的至少一種成形的成形體用作電極，在具有絕緣性的液體中或氣體中，在上述電極的前端面與上述金屬板的端面之間產生脈衝狀放電，利用該放電能量，使上述電極消耗，在上述電極的前端面上形成與上述金屬板的端面形狀一致的凹處；輔助保護膜形成工序，在保持規定的放電間隙的狀態下，在使上述電極向與上述金屬板的側面正交的方向相對地移動的同時，在具有絕緣性的液體中或氣體中，在上述電極的上述凹處的內側面與上述金屬板的端面的側面之間產生脈衝狀放電，利用該放電能量，使上述電極的材料或該材料的反應物質熔敷在上述金屬板的端面的側面上，形成輔助保護膜；以及，最終塗敷工序，在具有絕緣性的液體中或氣體中，在上述電極的上述凹處的裡面與上述金屬板的端面的前端面之間產生脈衝狀放電，利用該放電能量，使上述電極的材料或該材料的反應物質熔敷在上述金屬板的端面的前端面上，形成加厚層。
2. 根據權利要求1所述的放電錶面處理方法，其特徵在於， 上述輔助保護膜形成工序在保持規定的放電間隙的狀態下，在使上述電極向與上述金屬板的 一側面正交的方向相對地移動的同時，在具有絕緣性的液體 中或氣體中，在上述電極的上述凹處的內側面與上述金屬板的端面的一側面之 間產生脈沖狀放電，利用該》丈電能量，使上述電極的材料或該材料的反應物質 熔敷在上述金屬板的端面的一側面上，形成第一輔助保護膜，在保持規定的放 電間隙的狀態下，在^f吏上述電^f及向與上述金屬板的端面的另 一側面正交的方向 相對地移動的同時，在具有絕緣性的液體中或氣體中，在上述電極的上述凹處 的內側面與上述金屬板的端面的另 一側面之間產生脈衝狀放電，利用該放電能 量，使上述電極的材料或該材料的反應物質熔敷在上述金屬板的端面的另 一側 面上，形成第二輔助保護膜。
3. —種修理方法，對被修理部件中的寬度極窄的金屬板的磨損了的端面 進行修理，其特徵在於，具備凹處形成工序，將由金屬粉末、金屬化合物粉末、陶瓷粉末中的至 少一種成形的成形體用作電極，在具有絕緣性的液體中或氣體中，在上述電極 的前端面與上述金屬板的端面之間產生脈衝狀放電，利用該放電能量，使上述 電極消耗，在上述電極的前端面上形成與上述金屬板的端面形狀一致的凹處；輔助保護膜形成工序，在保持規定的放電間隙的狀態下，在使上述電極向 與上述金屬+反的端面的側面正交的方向相對:l也移動的同時，在具有絕^^性的液 體中或氣體中，在上述電極的上述凹處的內側面與上述金屬板的端面的側面之 間產生脈沖狀放電，利用該放電能量，使上述電極的材料或該材料的反應物質 熔敷在上述金屬板的端面的側面上，形成輔助保護膜；以及，最終塗敷工序，在具有絕緣性的液體中或氣體中，在上述電極的上述凹處 的裡面與上述金屬板的端面的前端面之間產生脈衝狀放電，利用該放電能量， 使上述電極的材料或該材料的反應物質熔敷在上述金屬板的端面的前端面上， 形成加厚層。
4. 根據權利要求3所述的修理方法，其特徵在於， 上述輔助保護膜形成工序在保持規定的放電間隙的狀態下，在使上述電極向與上述金屬板的一側面正交的方向相對地移動的同時，在具有絕緣性的液體 中或氣體中，在上述電極的上述凹處的內側面與上述金屬板的端面的一側面之 間產生脈衝狀放電，利用該放電能量，使上述電極的材料或該材料的反應物質 熔敷在上述金屬板的端面的一側面上，形成第一輔助保護膜，在保持規定的放 電間隙的狀態下，在使上述電極向與上述金屬板的另 一側面正交的方向相對地 移動的同時，在具有絕緣性的液體中或氣體中，在上述電極的上述凹處的內側 面與上述金屬板的端面的另一側面之間產生脈衝狀放電，利用該放電能量，使 上述電極的材料或該材料的反應物質熔敷在上述金屬板的端面的另一側面上， 形成第二輔助保護膜。
5. 根據權利要求3所述的修理方法，其特徵在於， 具備進行精加工以使將上述金屬板的寬度和上述加厚層的寬度加起來的厚度成為規定厚度的精加工工序。
6. 根據權利要求3所述的修理方法，其特徵在於， 上述被修理部件中的寬度極窄的上述金屬板是用於燃氣渦輪發動機的密封部件的蜂窩狀單元中的寬度極窄的金屬板。
全文摘要
一种放電錶面處理方法及修理方法，其中，在電極(37)的末端面與金屬板(11)的端面之間產生脈衝狀放電，使電極(37)消耗，在電極(37)的前端面形成與金屬板(11)的端面形狀一致的凹處(41)，在使電極(37)向與金屬板(11)的側面正交的方向相對地移動的同時，在電極(37)的凹處(41)的內側面與金屬板(11)的端面的側面(11bl(11cl)、11br(11cr))之間產生脈衝狀放電，在金屬板(11)的端面的側面(11bl(11cl)、11br(11cr))形成輔助保護膜(43、45)，在電極(37)的凹處(41)的裡面與金屬板(11)的端面的前端面(11bu(11cu))之間產生脈衝狀放電，在金屬板(11)的端面形成加厚層(47)。
文檔編號C23C26/00GK101657566SQ200880010790
公開日2010年2月24日 申請日期2008年3月26日 優先權日2007年3月30日
發明者下田幸浩, 椎野正元, 正木彰樹, 渡邊光敏, 落合宏行 申請人:株式會社Ihi