(57)【要約】【課題】コンタクト面の耐久性を向上させ、翼の信頼性をより高くすることができるタービン動翼等を提供することにある。【解決手段】タービン動翼であって、翼本体と、翼本体の先端に備えられたチップシュラウドと、を備え、チップシュラウドは、隣接するチップシュラウドと対面するコンタクトブロックを有し、コンタクトブロックは、母材と、母材の表面に積層された耐酸化被膜と、耐酸化被膜の表面に積層されたコンタクト膜と、を有する。【選択図】図６
2020148125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
翼本体と、
前記翼本体の先端に備えられたチップシュラウドと、を備え、
前記チップシュラウドは、隣接するチップシュラウドと対面するコンタクトブロックを有し、
前記コンタクトブロックは、母材と、
前記母材の表面に積層された耐酸化被膜と、
前記耐酸化被膜の表面に積層されたコンタクト膜と、を有するタービン動翼。
【請求項２】
前記耐酸化被膜は、ＭＣｒＡｌＹ合金である請求項１に記載のタービン動翼。
【請求項３】
前記耐酸化被膜は、ＣｏＮｉＣｒＡｌＹ合金である請求項２に記載のタービン動翼。
【請求項４】
前記コンタクト膜は、厚みが０．０２ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であり、
前記耐酸化被膜は、厚みが０．０２ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のタービン動翼。
【請求項５】
前記コンタクト膜と前記耐酸化被膜とは、（前記耐酸化被膜の厚み／前記コンタクト膜の厚み）は、０．７以上１．３以下である請求項１から請求項４のいずれかのいずれか一項に記載のタービン動翼。
【請求項６】
前記耐酸化被膜は、前記コンタクトブロックの隣接するチップシュラウドと対面する面のうち、対面するコンタクトブロックと非接触となる可能性がある領域に少なくとも積層される請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のタービン動翼。
【請求項７】
前記コンタクト膜は、前記コンタクトブロックのみに積層されている請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のタービン動翼。
【請求項８】
前記翼本体は、翼面の表面に遮熱コーティング膜が積層される請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のタービン動翼。
【請求項９】
タービン動翼のチップシュラウドのコンタクトブロックの表面にコンタクト面を形成するコンタクト面製造方法であって、
前記母材の表面に耐酸化被膜を形成するステップと、
前記耐酸化被膜の表面にコンタクト膜を形成するステップと、を含むコンタクト面製造方法。
【請求項１０】
前記コンタクト膜を形成するステップの後に、前記タービン動翼の翼面に耐酸化被膜を形成するステップと、
前記翼面に前記耐酸化被膜を形成するステップの後に、チップろう付け、安定化とともに熱拡散処理を行うステップと、を含む請求項９に記載のコンタクト面製造方法。
【請求項１１】
前記コンタクト膜を形成するステップの前に、前記タービン動翼の翼面に耐酸化被膜を形成するステップを含む請求項９に記載のコンタクト面製造方法。
【請求項１２】
前記タービン動翼は、使用済みのタービン動翼であり、
前記耐酸化皮膜を形成する前に、コンタクトブロックの表面に形成された使用済みのコンタクト面を除去するステップを有する請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載のコンタクト面製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、タービン動翼及びコンタクト面製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ターボ機械の一種である発電用のガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンにより構成されている。そして、空気取入口から取り込まれた空気が圧縮機によって圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となり、燃焼器にて、この圧縮空気に対して燃料を供給して燃焼させることで高温・高圧の燃焼ガス（作動流体）を得て、この燃焼ガスによりタービンを駆動し、このタービンに連結された発電機を駆動する。
【０００３】
このようなガスタービンのタービンにて、前方段の１段動翼や２段動翼は、翼高さ方向（回転軸における径方向）の長さが短いが、後方段の３段動翼や４段動翼（最終段動翼）では、性能面からこの翼高さ方向の長さが長いもの（長大翼）となっている。そして、翼高さ方向の長さが長いタービン動翼は、振動が発生しやすいことから、先端部にチップシュラウドを装着し、隣接する動翼のチップシュラウド同士を接触させることで、円環形状をなすシュラウドを形成している。動翼のシュラウドの接触部であるコンタクト部は、表面にコーティング皮膜を形成している（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５５０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
タービン動翼は、チップシュラウドのコンタクト面に損傷が生じると、補修や交換等のメンテナンスが必要になる。また、コンタクト面の母材が損傷すると、メンテナンスできない場合がある。そのため、コンタクト面の耐久性をより高くすることが求められている。
【０００６】
本発明の少なくとも一実施形態は、上述した課題を解決するものであり、コンタクト面の耐久性を向上させ、翼の信頼性をより高くすることができるタービン動翼及びコンタクト面の形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するためのタービン動翼は、翼本体と、前記翼本体の先端に備えられたチップシュラウドと、を備え、前記チップシュラウドは、隣接するチップシュラウドと対面するコンタクトブロックを有し、前記コンタクトブロックは、母材と、前記母材の表面に積層された耐酸化被膜と、前記耐酸化被膜の表面に積層されたコンタクト膜と、を有する。
【０００８】
前記耐酸化被膜は、ＭＣｒＡｌＹ合金であることが好ましい。
【０００９】
前記耐酸化被膜は、ＣｏＮｉＣｒＡｌＹ合金であることがさらに好ましい。
【００１０】
前記コンタクト膜は、厚みが０．０２ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であり、前記耐酸化被膜は、厚みが０．０２ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１１】
前記コンタクト膜と前記耐酸化被膜とは、（前記耐酸化被膜の厚み／前記コンタクト膜の厚み）は、０．７以上１．３以下であることが好ましい。
【００１２】
前記耐酸化被膜は、前記コンタクトブロックの隣接するチップシュラウドと対面する面のうち、対面するコンタクトブロックと非接触となる可能性がある領域に少なくとも積層されることが好ましい。
【００１３】
前記コンタクト膜は、前記コンタクトブロックのみに積層されていることが好ましい。
【００１４】
前記翼本体は、翼面の表面に遮熱コーティング膜が積層されることが好ましい。
【００１５】
上述した目的を達成するためのコンタクト面製造方法は、タービン動翼のチップシュラウドのコンタクトブロックの表面にコンタクト面を形成するコンタクト面製造方法であって、前記母材の表面に耐酸化被膜を形成する耐酸化被膜形成ステップと、前記耐酸化被膜の表面にコンタクト膜を形成するコンタクト膜形成ステップと、を含む。
【００１６】
前記コンタクト膜形成ステップの後に、前記タービン動翼の翼面に耐酸化被膜を形成する翼面耐酸化被膜形成ステップと、前記翼面耐酸化被膜形成ステップの後に、チップろう付け、安定化とともに熱拡散処理を行うステップと、を含むことが好ましい。
【００１７】
前記コンタクト膜形成ステップの前に、前記タービン動翼の翼面に耐酸化被膜を形成する翼面アンダーコート形成ステップを含むことが好ましい。
【００１８】
前記タービン動翼は、使用済みのタービン動翼であり、前記耐酸化皮膜を形成する前に、コンタクトブロックの表面に形成された使用済みのコンタクト面を除去するステップを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、チップシュラウドのコンタクト面の耐久性を向上させ、母材の損傷の恐れを低減でき、タービン翼の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本実施形態のタービン動翼が適用されたガスタービンを表す概略図である。
【図２】図２は、本実施形態のタービン動翼の組立状態を表す概略図である。
【図３】図３は、タービン動翼のチップシュラウドの概略構成を示す模式図である。
【図４】図４は、チップシュラウドの接触部分の周辺部を拡大して示す模式図である。
【図５】図５は、背側のコンタクト部の概略構成を示す正面図である。
【図６】図６は、背側のコンタクト部の概略構成を示す断面図である。
【図７】図７は、コンタクト面製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、コンタクト面製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、コンタクト面製造方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るタービン動翼及びコンタクト面製造方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００２２】
図１は、本実施形態のタービン動翼が適用されたガスタービンを表す概略である。図２は、本実施形態のタービン動翼の組立状態を表す概略図である。本実施形態のガスタービンは、図１に示すように、圧縮機１１と燃焼器１２とタービン１３により構成されている。このガスタービンには、図示しない発電機が連結されており、発電可能となっている。
【００２３】
圧縮機１１は、空気を取り込む空気取入口２１を有し、圧縮機車室２２内に複数の静翼２３と動翼２４が前後方向（後述するロータ３２の軸方向）に交互に配設されてなり、その外側に抽気室２５が設けられている。燃焼器１２は、圧縮機１１で圧縮された圧縮空気に対して燃料を供給し、点火することで燃焼可能となっている。タービン１３は、タービン車室２６内に複数の静翼２７と動翼２８が前後方向（後述するロータ３２の軸方向）に交互に配設されている。このタービン車室２６の下流側には、排気車室２９を介して排気室３０が配設されており、排気室３０は、タービン１３に接続する排気ディフューザ３１を有している。
【００２４】
また、圧縮機１１、燃焼器１２、タービン１３、排気室３０の中心部を貫通するようにロータ（回転軸）３２が位置している。ロータ３２は、圧縮機１１側の端部が軸受部３３により回転自在に支持される一方、排気室３０側の端部が軸受部３４により回転自在に支持されている。
【００２５】
そして、このガスタービンは、圧縮機１１の圧縮機車室２２が脚部３５に支持され、タービン１３のタービン車室２６が脚部３６により支持され、排気室３０が脚部３７により支持されている。
【００２６】
従って、圧縮機１１の空気取入口２１から取り込まれた空気が、複数の静翼２３と動翼２４を通過して圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となる。燃焼器１２にて、この圧縮空気に対して所定の燃料が供給され、燃焼する。そして、この燃焼器１２で生成された作動流体である高温・高圧の燃焼ガス（作動流体）が、タービン１３を構成する複数の静翼２７と動翼２８を通過することでロータ３２を駆動回転し、このロータ３２に連結された発電機を駆動する。一方、排気ガス（燃焼ガス）のエネルギは、排気室３０の排気ディフューザ３１により圧力に変換され減速されてから大気に放出される。
【００２７】
上述した本実施形態のタービン１３において、後段側の動翼（タービン動翼）２８は、チップシュラウドを備えている。後段側の動翼としては、３段目の動翼が例示される。図２に示すように、動翼２８は、ディスク（ロータ３２）に固定される翼根部４１と、基端部がこの翼根部４１に接合される翼本体４２と、この翼本体４２の先端部に連結されるチップシュラウド４３、チップシュラウド４３の外面に形成されるシールフィン（シールフィン）４４と、を有する。翼本体４２は、負圧面４２ａと正圧面４２ｂとを備える。負圧面４２ａは、断面の排ガスが流れる側の面が凸となる背側面である。正圧面４２ｂは、断面の排ガスが流れる側の面が凹となる腹側面である。翼本体４２は、所定角度だけねじられている。動翼２８は、翼根部４１がディスクの外周部に周方向に沿って複数嵌合することで、各チップシュラウド４３同士が接触して接続される。タービン１３は、複数の動翼２８のチップシュラウド４３同士を接触させることで、外周側に円環形状をなすシュラウドを構成する。
【００２８】
次に、図３に加え、図４から図６を用いて、チップシュラウド４３の詳細な構造について説明する。図４は、チップシュラウドの接触部分の周辺部を拡大して示す模式図である。図５は、背側のコンタクト部の概略構成を示す正面図である。図６は、背側のコンタクト部の概略構成を示す断面図である。
【００２９】
チップシュラウド４３は、シュラウドの周方向に沿って延びる長い板形状であり、軸方向に正圧面（腹側翼面）から負圧面（背側翼面）に向けて径方向外側方向に傾いている（特許文献１の図９参照）。チップシュラウド４３は、翼本体４２の負圧面４２ａ側に延在する背側チップシュラウド４６と、翼本体４２の正圧面４２ｂ側に延在する腹側チップシュラウド４８と、を有する。タービン動翼２８は、背側チップシュラウド４６と腹側チップシュラウド４８の径方向外側の上面には、径方向外側に延伸するフィン４４が配置されている。フィン４４は、チップシュラウド４３の周方向中央部に配置され、タービン翼２８の周方向に延在している。フィン４４は、チップシュラウド４３との接続部にフィレット１２０が形成されている。つまり、フィン４４は、径方向内側のチップシュラウド３２側の端部に、チップシュラウド４３に向かうにしたがって板幅は広くなるフィレット１２０の領域が形成されている。
【００３０】
背側チップシュラウド４６は、背側コンタクトブロック５０と、フィン４４から軸方向下流側に延在する背側カバー板５１と、からなる。また、背側カバー板５１は、フィン４４より軸方向下流側の背側であって、前縁側の背側コンタクトブロック５０側に形成される下流側背側カバー板５２と、後縁側の腹側コンタクトブロック６０側に形成される下流側腹側カバー板６６と、を有する。フィン４４と、コンタクトブロック５０と背側カバー板５１とは、一体で成形されている。背側カバー板５１は、翼本体４２に対して径方向に交差する方向に延在する板であり、背側カバー板５１の軸方向上流側の端面の下面で翼本体４２と結合している。また、背側カバー板５１の軸方向上流側の端面の上面であって、前縁側で背側コンタクトブロック５０に連結し、その他の背側カバー板５１は、フィン４４に連結している。
【００３１】
背側コンタクトブロック５０は、背側チップシュラウド４６の前縁端部に設けられている。背側コンタクトブロック５０は、周方向に向く背側コンタクト面（第１面）１１０を有する。背側コンタクトブロック５０は、図７に示すように背側コンタクト面１１０に直交する方向に厚みがある構造であり、背側コンタクト面１１０とは反対側の端部が、下流側背側カバー板５２と連結している。背側コンタクトブロック５０は、表面にコーティング１０１が形成されている。背側コンタクトブロック５０は、背側コンタクト面１１０の周方向反対側端であって、軸方向上流側でフィン４４に接合し、軸方向下流側は傾斜面１１６を介して背側チップシュラウド４６の下流側背側カバー板５２に接合する。
【００３２】
背側コンタクト面１１０は、図４に示すように、後述する隣接するタービン翼のチップシュラウド４３の腹側コンタクトブロック６０の腹側コンタクト面１４０と周方向で対向する面である。下流側背側カバー板５２は、翼本体４２の背側翼面又は背側コンタクト面１１０からチップシュラウド４３の径方向内側の内周面４６ｂに沿って軸方向下流側の離間する方向に延在する。下流側背側カバー板６６は、接続部６８を介して後述する腹側コンタクトブロック６０の軸方向下流側の端部と接続している。接続部６８は、翼本体４２の腹側翼面側に向かって突出する凸の湾曲面である。
【００３３】
腹側チップシュラウド４８は、腹側コンタクトブロック６０と、フィン４４から軸方向上流側に延在する腹側カバー板６１と、からなる。また、腹側カバー板６１は、フィン４４より軸方向上流側の腹側であって、前縁側の腹側コンタクトブロック５０側に形成される上流側腹側カバー板５６と、後縁側の腹側コンタクトブロック６０側に形成される上流側腹側カバー板６２と、を有する。フィン４４と、腹側コンタクトブロック６０と、腹側カバー板６１とは、一体で成形されている。
【００３４】
腹側コンタクトブロック６０は、腹側チップシュラウド４８の後縁端部に設けられている。腹側コンタクトブロック６０は、周方向に向く腹側コンタクト面（コンタクト面）１４０を有する。腹側コンタクト面１４０は、隣接するタービン動翼２８のチップシュラウド４３の背側コンタクトブロック５０（背側コンタクト面１１０）と周方向で対向する面である。つまり、腹側コンタクト面１４０は、隣接するタービン動翼２８の背側コンタクト面１１０と対向して配置されている。上流側腹側カバー板６２は、翼本体４２が立設する径方向に交差する方向に延在する板であり、翼本体４２の背側翼面縁又は背側コンタクト面１１０からチップシュラウド４３の内周面４８ｂに沿って軸方向上流側の離間する方向に延在する。上流側背側カバー板５６は、接続部５８を介して背側コンタクトブロック５０の軸方向上流側の端部と接続されている。接続部５８は、翼本体４２の背側翼面側に向かって突出する凸の湾曲面である。
【００３５】
次に、背側コンタクトブロック５０の背側コンタクト面（コンタクト面）１１０、腹側コンタクトブロック６０の腹側コンタクト面（コンタクト面）１４０の構造を説明する。図３及び図４に示すように、背側コンタクト面１１０は、隣接するタービン動翼２８の腹側コンタクト面１４０と対面している。以下、背側コンタクト面１１０の構造を説明するが、腹側コンタクト面１４０も同様の構造である。
【００３６】
腹側コンタクトブロック６０の腹側コンタクト面１４０は、母材１００にコーティング１０２が形成されている。ここで、タービン動翼２８は、ガスタービンにおいて高温下に曝される。このため、タービン翼を構成する母材１００は、耐熱性に優れた合金、例えばＮｉ基合金等の材料を用いて形成される。Ｎｉ基合金としては、例えばＣｒ：１２．０％以上１４．３％以下、Ｃｏ：８．５％以上１１．０％以下、Ｍｏ：１．０％以上３．５％以下、Ｗ：３．５％以上６．２％以下、Ｔａ：３．０％以上５．５％以下、Ａｌ：３．５％以上４．５％以下、Ｔｉ：２．０％以上３．２％以下、Ｃ：０．０４％以上０．１２％以下、Ｂ：０．００５％以上０．０５％以下、を含有し、残部がＮｉおよび不可避不純物からなる組成のＮｉ基合金等が挙げられる。また、上記組成のＮｉ基合金に、Ｚｒ：０．００１ｐｐｍ以上５ｐｐｍ以下を含有してもよい。また、上記組成のＮｉ基合金に、Ｍｇおよび／またはＣａ：１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下を含有してもよく、さらにＰｔ：０．０２％以上０．５％以下、Ｒｈ：０．０２％以上０．５％以下、Ｒｅ：０．０２％以上０．５％以下のうちの１種または２種以上を含有してもよく、これら双方を含有してもよい。
【００３７】
母材１００は、上記材料を用いて鋳造や鍛造などによって形成される。鋳造によって母材を形成する場合、例えば普通鋳造材（Conventional  Casting：ＣＣ）、一方向凝固材（Directional  Solidification：ＤＳ）、単結晶材（Single  Crystal：ＳＣ）等の母材を形成することができる。以下、母材１００として普通鋳造材が用いられる場合を例に挙げて説明するが、これに限定するものではなく、母材が一方向凝固材又は単結晶材であってもよい。
【００３８】
コーティング１０１は、母材１００の表面に形成され、コンタクト面１１０となる。コーティング１０１は、母材１００の表面に積層されたアンダーコート膜（耐酸化皮膜）１０２と、アンダーコート膜１０２の表面に積層されたコンタクト膜（耐摩耗皮膜）１０４と、を有する。コーティング１０１は、コンタクト面１１０の全面に形成されている。
【００３９】
アンダーコート膜１０２は、母材１００よりも耐酸化性の高い材料で形成された皮膜である。アンダーコート膜１０２の材料としては、例えば、ＭＣｒＡｌＹ等の合金材料を用いることができる。また、アンダーコート膜１０２の材料としては、ＣｏＮｉＣｒＡｌＹ合金を用いることがより好ましい。
【００４０】
コンタクト膜１０４は、アンダーコート膜１０２よりも耐摩耗性が高い材料で形成された皮膜である。コンタクト膜１０４の材料としては、例えばトリバロイ（登録商標）等のコバルト基耐磨耗材を用いることができる。
【００４１】
タービン動翼２８は、コンタクト面１１０となる面に、コーティング１０１を、アンダーコート膜（耐酸化皮膜）１０２と、アンダーコート膜１０２の上に積層したコンタクト膜１０４を積層することで、耐酸化皮膜の上に耐摩耗皮膜を積層したコーティングとすることができる。これにより、コンタクト膜１０４が損傷した場合も、耐酸化皮膜が母材を守るコンタクトブロックを形成することができる。例えば、コンタクト膜が無くなり、対面するコンタクト面と接触しなくなり、雰囲気中に露出した場合も耐酸化皮膜が母材を保護することができる。これにより、耐久性の高いコンタクト面を形成することができる。タービン動翼２８の翼面にＴＢＣ膜を設けることで、より高温の環境下で使用することができる。
【００４２】
コンタクト膜１０４は、厚みが０．０２ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であり、アンダーコート膜１０２は、厚みが０．０２ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であることが好ましい。アンダーコート膜１０２とコンタクト膜１０４の厚みを上記範囲とすることで、摩耗によりコンタクト膜１０４が無くなることを抑制でき、母材１００の表面をアンダーコート膜１０２で酸化減肉から保護することができる。また、母材１００の厚みを１とした場合、例えば、アンダーコート膜１０２の厚みは０．１とし、コンタクト膜１０４の厚みは０．１とすることが好ましい。つまり、アンダーコート膜１０２の厚みとコンタクト膜１０４の厚みとは、同程度とすることが好ましい。また、それぞれの膜は、３０％程度の製造誤差がある。このため、（アンダーコート膜の厚み／コンタクト膜の厚み）は、０．７以上１．３以下とすることが好ましい。
【００４３】
また、コンタクト膜１０４は、本実施形態のようにコンタクトブロックのみに積層されてもよい。これにより、コンタクト膜１０４を形成する領域を少なくでき、効率よく形成することが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態のタービン動翼２８は、翼本体４２の翼面、つまり、負圧面（背側面）４２ａと、腹圧面（腹側面）４２ｂの母材の表面にアンダーコート膜と、遮熱コーティング（ＴＢＣ：Thermal  Barrier  Coating）膜が積層される。アンダーコート膜は、コーティング１０１と同様の耐酸化皮膜である。ＴＢＣ膜は、例えば、アンダーコート膜の表面に設けられる酸化物セラミックスからなるセラミックス膜である。アンダーコート膜は、ＴＢＣ膜のボンドコート膜となる。セラミックス膜は、ＺｒＯ２系の材料、特にＹ２Ｏ3で部分安定化又は完全安定化したＺｒＯ２であるＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）を含んでもよい。ＴＢＣ膜は、遮熱性を有し、母材を保護する。
【００４５】
また、本実施形態のタービン動翼２８は、背側コンタクト面１１０、腹側コンタクト面１４０の全面にコーティング１０１を設けたがこれに限定されない。耐酸化皮膜１０２は、コンタクト面の全面に設けなくてもよく、対面するコンタクト面と非接触となる可能性がある領域に設ければよい。つまり、耐酸化皮膜１０２は、対面するコンタクト面と接触する領域の一部に設けていない構造としてもよい。また、コンタクト膜１０４は、対面するコンタクト面と非接触となる可能性がある領域には設けなくてもよい。また、２層が積層された本実施形態のコーティング１０１は、上述したようにコンタクト面のみに設けてもよいが、チップシュラウドの他の部分、例えばフィン等に設けてもよい。また、２層が積層された本実施形態のコーティング１０１は、例えば、フィンよりも内径側に設けてもよいし、フィンよりも内径側、かつ軸方向において周方向端部の内側に設けてもよい。また、周方向端部のうち、ガス流れ方向の上流側の一部、下流側の一部に設けてもよい。
【００４６】
図７は、コンタクト面製造方法の一例を示すフローチャートである。タービン動翼は、母材１００で形成されたコンタクトブロック５０、６０のコンタクト面に対応する領域にコーティング１０１を形成することで、コンタクト面を形成する。コンタクト面は、作業者が処理を行い製造しても、自動で作成する装置で製造してもよい。以下は、作業者は作業を行う場合として説明する。
【００４７】
作業者は、翼の機械加工を行う（ステップＳ１２）。母材で形成される構造物を作製する。このようなタービン翼の一例として、例えばシュラウド付き動翼等が挙げられる。シュラウド付き動翼は、所定方向、例えばタービンのロータの回転方向に複数並んで配置されており、コンタクト面が形成されるコンタクトブロックを有している。翼は、鋳造や鍛造などによって形成され、機械加工がおこなわれる。鋳造によって母材を形成する場合、例えば普通鋳造材（Conventional  Casting：ＣＣ）、一方向凝固材（Directional  Solidification：ＤＳ）、単結晶材（Single  Crystal：ＳＣ）等の母材を形成することができる。以下、母材として普通鋳造材が用いられる場合を例に挙げて説明するが、これに限定するものではなく、母材が一方向凝固材又は単結晶材であってもよい。また、翼は、三次元積層で作製してもよい。
【００４８】
次に、作業者は、母材の表面処理を行う（ステップＳ１４）。具体的には、母材のコンタクトブロックのコンタクト面となる部分を洗浄し、ブラスト処理を行う。また、作業者は、加工対象以外の領域をマスキングする。
【００４９】
次に、作業者は、コンタクトブロックのコンタクト面となる部分にコンタクト部分のアンダーコート膜を形成する（ステップＳ１６）。母材のコンタクト面となる表面に耐酸化皮膜となるアンダーコート膜を形成する。耐酸化皮膜の材料としては、上述したように、母材よりも耐酸化性の高いＭＣｒＡｌＹ等の合金材料を用いることができる。例えば母材の表面を加熱した後、上記合金材料等を母材の表面に溶射することでアンダーコート膜を形成する。アンダーコート膜は、例えば大気圧プラズマ溶射、高速フレーム溶射、減圧プラズマ溶射、雰囲気プラズマ溶射等の手法により、母材の表面に形成することができる。
【００５０】
次に、作業者は、コンタクト面を形成する（ステップＳ１８）。具体的には、アンダー―コート膜の表面にコンタクト膜を形成して、コンタクト面を形成する。コンタクト膜としては、例えばトリバロイ（登録商標）等のコバルト基耐磨耗材を用いることができる。コンタクト膜は、例えば大気圧プラズマ溶射、高速フレーム溶射、減圧プラズマ溶射、雰囲気プラズマ溶射等の手法により、アンダーコート膜の表面に形成することができる。
【００５１】
次に、作業者は、チップろう付け・安定化処理を行う（ステップＳ２０）。具体的には、作業者は、母材にろう付け処理を行い、徐冷した後に安定化処理として溶体化処理を行う。ろう付け処理は、母材にろう材を配置した状態で加熱することにより、ろう材を母材に溶融させて接合する処理である。ろう材としては、例えばアムドライ（登録商標）ＤＦ−６Ａ等の材料が用いられる。この場合、ろう材の液相線温度は、例えば１１５５℃程度である。ろう付け処理に用いられるろう材の量については、実験等を行うことで予め調整しておく。ろう付け処理では、ろう材を溶融させることが可能な温度、例えば１１７５℃以上、１２１５℃以下の温度で加熱処理を行うことができる。  
【００５２】
安定化処理（溶体化処理）は、母材を加熱することにより、母材において金属間化合物であるγ´相を固溶及び成長させる処理である。溶体化処理では、例えばろう付け処理における加熱温度よりも低い温度、例えば１１００℃以上、１１４０℃以下の温度で加熱処理を行うことができる。また、加熱処理により、母材、アンダーコート膜、コンタクト膜の間の密着性が向上する。
【００５３】
次に、作業者は、表面処理、マスキング処理を実行する（ステップＳ２２）。具体的には、タービン動翼の翼面の表面処理を行い、翼面以外の領域を覆うマスキング処理を行う。
【００５４】
次に、作業者は、翼面のアンダーコート膜を形成する（ステップＳ２４）。具体的には、母材の翼面に耐酸化皮膜となるアンダーコート膜を形成する。耐酸化皮膜の材料としては、上述したように、母材よりも耐酸化性の高いＭＣｒＡｌＹ等の合金材料を用いることができる。例えば母材の表面を加熱した後、上記合金材料等を母材の表面に溶射することでアンダーコート膜を形成する。
【００５５】
次に、作業者は、翼面のトップコート膜を形成する（ステップＳ２６）。トップコート膜として、遮熱コーティング（ＴＢＣ）膜を形成する。遮熱コーティング膜は、溶射により形成する。
【００５６】
次に、作業者は、拡散熱処理を実行する（ステップＳ２８）。具体的には、時効処理を行い、溶体化処理を行った母材を加熱することにより、母材において、溶体化処理で成長したγ´相をさらに成長させると共に、当該溶体化処理で生じたγ´相よりも小径のγ´相を析出させる。この小径のγ´相は、母材の強度を増加させる。したがって、時効処理は、小径のγ´相を析出させ、母材の強度を高めることにより、最終的に母材の強度及び延性を調整する。時効処理では、例えば８３０℃以上、８７０℃以下の温度とすることができる。時効処理を所定時間行った後、加熱炉のヒータを停止させ、加熱炉内に冷却用の気体を供給することにより母材の温度を例えば３０℃／ｍｉｎ程度の温度低下速度で急激に低下させる（急冷）。
【００５７】
次に、作業者は、検査、仕上げ処理を実行する（ステップＳ３０）。作業者は、例えば、外観検査等を行い、コンタクト面の手入れを行う。
【００５８】
図７に示すように、コンタクト面となる面に、コーティングとして、アンダーコート膜（耐酸化皮膜）を形成した後、アンダーコート膜の上にコンタクト膜を形成することで、耐酸化皮膜の上にコンタクト膜（耐摩耗皮膜）を形成することができる。これにより、コンタクト膜が損傷した場合も、耐酸化皮膜が母材を守るコンタクトブロックを形成することができる。例えば、コンタクト膜が無くなり、対面するコンタクト面と接触しなくなり、雰囲気中に露出した場合も耐酸化皮膜が母材を保護することができる。これにより、耐久性の高いコンタクト面を形成することができる。
【００５９】
次に、コンタクト面製造方法の他の例について、説明する。図８は、コンタクト面製造方法の一例を示すフローチャートである。図８の工程で、図７のコンタクト面製造方法と同様の工程については、詳細な説明を省略する。
【００６０】
作業者は、翼の機械加工を行う（ステップＳ１２）。次に、作業者は、母材の表面処理を行う（ステップＳ１４）。次に、作業者は、コンタクトブロックのコンタクト面となる部分にコンタクト部分のアンダーコート膜を形成する（ステップＳ１６）。
【００６１】
次に、作業者は、コンタクト面を形成する（ステップＳ１８）。次に、作業者は、表面処理、マスキング処理を実行する（ステップＳ４２）。具体的には、タービン動翼の翼面の表面処理を行い、翼面以外の領域を覆うマスキング処理を行う。次に、作業者は、翼面のアンダーコート膜を形成する（ステップＳ４４）。
【００６２】
次に、作業者は、チップろう付け・安定化処理、拡散熱処理を行う（ステップＳ４６）。具体的には、上述した図７のステップＳ２０の処理と、ステップＳ２８の処理を連続して実行する。
【００６３】
次に、作業者は、翼面のトップコート膜を形成する（ステップＳ２６）。次に、作業者は、検査、仕上げ処理を実行する（ステップＳ３０）。
【００６４】
図８に示すように、チップろう付け・安定化処理の前に、コンタクト面と、翼面のアンダーコート膜（耐酸化皮膜）を形成し、チップろう付け・安定化処理とともに拡散熱処理を行うことで、熱処理工程を連続して行うことができる。これにより、作業を効率化しつつ、コンタクト面にアンダーコート膜を形成することができる。
【００６５】
次に、コンタクト面製造方法の他の例について、説明する。図９は、コンタクト面製造方法の一例を示すフローチャートである。図９の工程で、図８のコンタクト面製造方法と同様の工程については、詳細な説明を省略する。
【００６６】
作業者は、翼の機械加工を行う（ステップＳ１２）。次に、作業者は、母材の表面処理を行う（ステップＳ１４）。具体的には、母材のコンタクトブロックのコンタクト面となる部分と翼面を洗浄し、ブラスト処理を行う。また、作業者は、加工対象以外の領域（コンタクト面となる部分と、）をマスキングする。
【００６７】
次に、作業者は、コンタクトブロックのコンタクト面となる部分であるコンタクト部分のアンダーコート膜を形成する（ステップＳ１６）。次に、作業者は、翼面のアンダーコート膜を形成する（ステップＳ５２）。コンタクト部分と翼面のアンダーコート膜は、同じ加工装置で連続して形成することができる。
【００６８】
次に、作業者は、コンタクト面を形成する（ステップＳ１８）。次に、作業者は、チップろう付け・安定化処理、拡散熱処理を行う（ステップＳ４６）。次に、作業者は、翼面のトップコート膜を形成する（ステップＳ２６）。次に、作業者は、検査、仕上げ処理を実行する（ステップＳ３０）。
【００６９】
図９に示すように、コンタクト面と翼面のアンダーコート膜を連続して形成することで、１つの工程で、アンダーコート膜を形成することができる。これにより、翼面の表面加工とマスキングの工程を省略することができる。また、図８の処理と同様に、チップろう付け・安定化処理の前に、コンタクト面と、翼面のアンダーコート膜（耐酸化皮膜）を形成し、チップろう付け・安定化処理とともに拡散熱処理を行うことで、熱処理工程を連続して行うことができる。これにより、作業を効率化しつつ、コンタクト面にアンダーコート膜を形成することができる。
【００７０】
上記のコンタクト面製造方法は、新しく製造するタービン動翼のコンタクト面の製造に用いることができるがこれに限定されない。上記のコンタクト面製造方法は、使用したタービン動翼に対する補修でコーティングを形成する場合にも適用することができる。タービン動翼のコンタクト面を補修する場合、ステップＳ１２の機械加工が、使用済みのタービン動翼のコンタクトブロックの表面に形成された使用済みのコンタクト面を除去する固定となる。これにより、上記工程で、使用済みのコンタクト面を除去し、新たなコンタクト面を製造するコンタクト面製造方法となる。
【符号の説明】
【００７１】
１１  圧縮機
１２  燃焼器
１３  タービン
２７  静翼
２８  動翼（タービン動翼）
３２  ロータ（回転軸）
４１  翼根部
４２  翼本体
４２ａ  負圧面（背側面）
４２ｂ  腹圧面（腹側面）
４３  チップシュラウド
４４  シールフィン（フィン）
４６  背側チップシュラウド
４７  背側端部領域
４９  腹側端部領域
４８  腹側チップシュラウド
５０、６０  コンタクトブロック
５１  背側カバー板
５２  下流側背側カバー板
５６  上流側背側カバー板
５４  腹側カバー端面
６４  背側カバー端面
５８、６８  接続部
６１  腹側カバー板
６２  上流側腹側カバー板
６６  下流側腹側カバー板
１００  母材
１０１  コーティング
１０２  アンダーコート膜（耐酸化皮膜）
１０４  コンタクト膜（耐摩耗皮膜）
１１０  コンタクト面
１４０  コンタクト面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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