(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル基合金からなる部品を補修する方法であって、
少なくとも第１のろう付けペーストを部品中の空隙に塗布し、第１及び第２の合金並びに有機バインダーからなる粉体を含むろう付けペーストパッチを形成する段階であって、第１の合金が第２の合金よりも高い融解温度を有し、第１及び第２の合金の粉体が、３０：７０〜７０：３０の重量比でろう付けパッチ中に存在し、第１の合金が、重量基準で、１５．０〜１７．０％のモリブデン、１４．５〜１６．５％のクロム、４．０〜７．０％の鉄、３．０〜４．５％のタングステン、２．５％以下のコバルト、残部のニッケルと不可避不純物からなるニッケル基合金であるか、或いは重量基準で、９〜１１％のコバルト、７〜９％のクロム、９〜１１％のタングステン、２．５〜３．５％のタンタル、５〜６％のアルミニウム、０．５〜１．５％のチタン、０．６〜０．８％のモリブデン、１．３〜１．７％のハフニウム、０．００３〜０．０８％のジルコニウム、０．０１〜０．０２％のホウ素、０．１３〜０．１７％の炭素、残部のニッケルと不可避不純物からなるγ′強化ニッケル基合金のいずれかであり、第２の合金が、重量基準で、１９〜２１％のクロム、２．５〜３．５％のタンタル、２．５〜３．５％のホウ素、０．００３〜０．００５％のイットリウム、残部のニッケルと不可避不純物からなるニッケル合金である段階と、
ろう付けペーストを加熱してバインダーを燃焼させて第２の合金の少なくとも粉体を融解させ、第２の合金により形成されたマトリクス中に分散させた第１の合金の粒子を含有する空隙内にろう付けを形成する段階と
を含む方法。
【請求項２】
前記空隙が部品の壁セクション中の厚み方向の亀裂であり、最大２．５ｍｍの厚みを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１の合金粉体が、重量基準で、１５．０〜１７．０％のモリブデン、１４．５〜１６．５％のクロム、４．０〜７．０％の鉄、３．０〜４．５％のタングステン、２．５％以下のコバルト、残部のニッケルと不可避不純物からなることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１及び第２の合金の粉体が、４０：６０〜５０：５０の重量比でろう付けパッチ中に存在することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
第１の合金粉体が、重量基準で、９〜１１％のコバルト、７〜９％のクロム、９〜１１％のタングステン、２．５〜３．５％のタンタル、５〜６％のアルミニウム、０．５〜１．５％のチタン、０．６〜０．８％のモリブデン、１．３〜１．７％のハフニウム、０．００３〜０．０８％のジルコニウム、０．０１〜０．０２％のホウ素、０．１３〜０．１７％の炭素、残部のニッケルと不可避不純物からなることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第１及び第２の合金の粉体が、４０：６０〜６０：４０の重量比でろう付けパッチ中に存在することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第１及び第２の合金の粉体が、共に混合され且つバインダーと組み合わされ、ろう付けペーストパッチを形成するための空隙に塗布される第１のろう付けペーストを形成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記空隙が最大１ｍｍの幅を有することを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第１の合金の粉体を処理して第１のろう付けペーストを形成し、第２の合金の粉体を処理して第２のろう付けペーストを形成し、第１のろう付けペーストを空隙に塗布し、第２のろう付けペーストを第１のろう付けペーストを覆って塗布してろう付けペーストパッチを形成し、空隙が１ｍｍを超える幅を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全体的に、高温で作動する部品を補修するためのろう付けプロセス及び材料に関する。より詳細には、本発明は、ガスタービンエンジンのインピンジメントプレートなどの比較的薄い部品における厚み方向亀裂を含む、ガスタービンの高温ガス通路部品における亀裂及び他の欠陥を充填するプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンの高温ガス通路部品は通常、タービン動作温度及び動作条件に対して望ましい機械的及び環境特性を備えたニッケル、コバルト、又は鉄基超合金から形成される。特定の実施例は、ノズル組立体が貫通してガスタービンエンジンの燃焼器に延びる燃焼ライナキャップ組立体の後端を保護するインピンジメントプレートである。インピンジメントプレートは、エフュージョン冷却孔を備え、キャップ組立体の輻射シールドとして機能するようインピンジメントプレートの能力を向上させることができる。通常、インピンジメントプレートは薄肉であり、非限定的な１つの実施例は、約０．０９２インチ（約２．３ｍｍ）厚みであり、その結果、燃焼器付近の熱的に過酷な環境において貫通亀裂が生じる可能性がある。ろう付け及び溶接技術を含む、様々な方法を用いてこれらの亀裂を充填することができる。
【０００３】
当該技術分野で知られるように、ろう付け補修技術は、補修される部品のベース金属の融点よりも低い温度で実施される。超合金部品に対して実施されるろう付けは通常、本願出願人の米国特許第６１８７４５０号（Ｂｕｄｉｎｇｅｒ他）、同第６５３０９７１号（Ｃｏｈｅｎ他）及び同第７２７９２２９号（Ｂｕｄｉｎｇｅｒ他）により明らかにされるように、ペースト、パテ、スラリー、及びテープなどの柔軟な形態のろう付け材料の使用を伴う。また、焼結プリフォームを用いたろう付け技術は、本願出願人の米国特許第７３３５４２７号（Ｓａｔｈｉａｎ）で教示されるようなバケット表面に耐摩耗性材料を施工する目的で、及び本願出願人の米国公開特許出願第２００７／０１５４３３８号（Ｓａｔｈｉａｎ）で教示されるような表面肉盛り及び表面硬化の目的で提案されている。ろう付けペースト、パテ、スラリー、及びテープは一般に、バインダー中に金属粒子を含有し、該バインダーは、金属粒子を互いに且つろう付け表面に接着し、ろう付け中に焼き尽くされる。金属粒子は通常、２種以上の合金の混合物であり、その１つが、ろう付け材料の残りの金属成分よりも低い融点を得るために融点降下材（例えば、ホウ素又はシリコン）を含有する。ろう付け中、より低い融解粒子は、融解してより高い融解粒子間の空隙を埋める液体を形成し、凝固時には、高融解粒子を互いに且つ基材に結合する。このようなろう付け材料に付随する問題は、ろう付け材料の最適な量を一貫して使用すること、ろう付け材料を正確に位置付けること、並びにろう付けされる区域に対してろう付け材料を正確な形状及び大きさにすることに関する問題を含む。他の欠点は、低密度であること、並びにバインダー燃焼中に生成される孔及び空隙が過剰であり、結果として得られるろう付けの機械的特性が不十分なものになることである。
【０００４】
エフュージョン冷却孔を備えたインピンジメントプレートの補修については、追加の欠点は、比較的薄い壁セクションにおける小さな貫通亀裂、並びに大きな貫通孔の充填が困難であることを含み、後者の場合、ろう付け材料は、ろう付け前及びろう付け中に材料がろう付け区域から流出しないように十分な粘性を有する必要があるが、これに加えて、種々の幅の亀裂に完全に浸潤させることができなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７３３５４２７号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、ガスタービンエンジンの燃焼器のインピンジメントプレートのような高温部品の比較的薄肉セクションにおける亀裂を充填し閉鎖するのに好適な方法及び１以上のろう付けペーストを提供する。
【０００７】
本方法は一般に、１種以上のろう付けペーストを亀裂に塗布し、第１及び第２の合金並びに有機バインダーからなる粉体を含むろう付けペーストパッチを形成する段階を含む。第１の合金は第２の合金よりも高い融解温度を有し、第１及び第２の合金の粉体は、約３０：７０〜約７０：３０の重量比でろう付けペーストパッチ中に存在する。第１の合金は、重量基準で、１５．０〜１７．０％のモリブデン、１４．５〜１６．５％のクロム、４．０〜７．０％の鉄、３．０〜４．５％のタングステン、２．５％以下のコバルト、残部のニッケルと不可避不純物からなるニッケル基合金であるか、或いは重量基準で、９〜１１％のコバルト、７〜９％のクロム、９〜１１％のタングステン、２．５〜３．５％のタンタル、５〜６％のアルミニウム、０．５〜１．５％のチタン、０．６〜０．８％のモリブデン、１．３〜１．７％のハフニウム、０．００３〜０．０８％のジルコニウム、０．０１〜０．０２％のホウ素、０．１３〜０．１７％の炭素、３〜１．７％のハフニウム、０．００３〜０．０８％のジルコニウム、０．０１〜０．０２％のホウ素、０．１３〜０．１７％の炭素、残部のニッケルと不可避不純物からなるγ′強化ニッケル基合金のいずれかである。第２の合金が、重量基準で、１９〜２１％のクロム、２．５〜３．５％のタンタル、２．５〜３．５％のホウ素、０．００３〜０．００５％のイットリウム、残部のニッケルと不可避不純物からなるニッケル合金である。次に、ろう付けペーストを加熱してバインダーを燃焼させて第２の合金の少なくとも粉体を融解させ、第２の合金により形成されたマトリクス中に分散させた第１の合金の粒子を含有する空隙内にろう付けを形成する。
【０００８】
本発明の好ましい態様によれば、ろう付けペーストが、種々の幅の亀裂を完全に充填するのにろう付け温度において十分な流体になる結果として、ろう付けペーストは、幅狭及び幅ヒロの貫通亀裂、並びに隣接貫通孔の両方を補修できる高密度ろう付けを形成することができる。
【０００９】
本発明の他の態様及び利点は、以下の詳細な説明からより理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ガスタービンエンジンの燃焼器ライナキャップ組立体用のインピンジメントプレートの表面領域における貫通亀裂を示すスキャン画像。
【図２】本発明をもたらす研究中に評価したろう付けペースト試料の配置の概略図。
【図３】図２で識別された試料の加熱中に利用されるろう付けサイクル温度分布を表すグラフ。
【図４】図３のろう付けサイクルの次に、図２の試料により形成されるろう付けの外観を示すスキャン画像。
【図５】図４の試料の一部の断面を示すスキャン画像。
【図６】図４の試料の一部の断面を示すスキャン画像。
【図７Ａ】本発明をもたらす第２の研究中のインピンジメントプレートの狭い貫通亀裂上へのろう付けペースト試料の配置を示すスキャン画像。
【図７Ｂ】第２の研究中のインピンジメントプレートの広い貫通亀裂上へのろう付けペースト試料の配置を示すスキャン画像。
【図８Ａ】図７Ａに類似する狭い貫通亀裂の補修中に形成されるろう付けを示すスキャン画像。
【図８Ｂ】図７Ａに類似する狭い貫通亀裂の補修中に形成されるろう付けを示すスキャン画像。
【図９Ａ】図７Ｂの幅広貫通亀裂の補修中に形成されるろう付けを示すスキャン画像。
【図９Ｂ】図７Ｂの幅広貫通亀裂の補修中に形成されるろう付けを示すスキャン画像。
【図１０】第２の研究中に補修されるインピンジメントプレートにおける幅狭の貫通亀裂の断面を示すスキャン画像。
【図１１】第２の研究中に補修されるインピンジメントプレートにおける幅広の貫通亀裂の断面を示すスキャン画像。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、ガスタービンエンジンの燃焼ライナキャップ組立体用の輻射シールドとして機能するよう適合された形式のインピンジメントプレートの表面領域を示している。インピンジメントプレートは、ガスタービンエンジンの燃焼器により放出される熱輻射からキャップ組立体をシールドするインピンジメントプレートの能力を向上させる、多数のエフュージョン冷却孔を有するように形成されるものとして図示されている。インピンジメントプレートは、ガスタービン燃焼器の過酷な熱環境に耐えることができる材料から形成される。このような材料の注目すべき実施例は、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｘ、すなわち、組成式が重量％でＮｉ−０．１Ｃ−２２Ｃｒ−９Ｍｏ−０．５Ｗ−１Ｃｏ−１９Ｆｅとして文献で報告されているニッケル基超合金である。
【００１２】
図１に示す形式のインピンジメントプレートは通常、例えば、最大で約０．１インチ（約２．５ｍｍ）程度の薄さがあり、特定の実施例では、約０．０９２インチ（約２．３ｍｍ）であるが、より小さい又はより大きい厚みも予期できる。ガスタービンエンジンの過酷な熱環境内では、図１に示す形式のインピンジメントプレートは、貫通亀裂を生じ易く、その１つを図１で見ることができる。この亀裂は、応力亀裂の結果として形成されることになるタイプを表し、他のプロセスによって形成される貫通亀裂も良く知られている。図１に描かれた亀裂は、比較的狭く、一般的には幅が約１ｍｍ程度である。亀裂の長さ内には孔も存在し、亀裂よりも少なくとも１０倍広い。最後に、亀裂は、多数のエフュージョン冷却孔を含むインピンジメントプレートの領域内に存在し、その一部は亀裂と交差する。結果として、貫通亀裂並びにその隣接する貫通孔の補修には、亀裂を完全に充填するのにろう付け温度にて十分に流体であり、更に孔を充填して完全に閉鎖することになるろう付けペーストを使用することが必要とされる。
【００１３】
幅狭及び幅広の亀裂の両方を閉鎖できることに加えて、ろう付けペーストの好ましい特性には、ろう付けされる合金との化学的及び冶金的適合性、疲労強度、亀裂傾向が少ないこと、耐酸化性、及び機械加工性が含まれる。本発明の好ましいろう付けペーストは、特性がろう付けされる合金のものと類似した１種以上の「高融点」合金成分と、高融点合金成分の融解温度を下回り、好ましくはろう付けプロセス中に部品の所望の微細構造を維持するのに十分低い融解温度を有する１種以上の「低融点」合金成分とを含有する。
【００１４】
本発明をもたらす研究において、ろう付けペースト試料は、幅狭及び幅広の厚み方向亀裂、並びに図１に示す形式の貫通孔の両方を補修できるろう付けペースト候補を評価するために３つの異なる合金からなる混合物から作った。３つの評価合金のうちの２つは、ろう付けペーストの高融点成分として選択し、第３の評価合金は低融点成分として選択した。高融点成分は、Ｍａｒ−Ｍ２４７及び合金Ｃ−２７６であった。Ｍａｒ−Ｍ２４７は、重量基準で、９〜１１％のコバルト、７〜９％のクロム、９〜１１％のタングステン、２．５〜３．５％のタンタル、５〜６％のアルミニウム、０．５〜１．５％のチタン、０．６〜０．８％のモリブデン、１．３〜１．７％のハフニウム、０．００３〜０．０８％のジルコニウム、０．０１〜０．０２％のホウ素、０．１３〜０．１７％の炭素、３〜１．７％のハフニウム、０．００３〜０．０８％のジルコニウム、０．０１〜０．０２％のホウ素、０．１３〜０．１７％の炭素、残部のニッケルと不可避不純物からなる報告成分を有するγ′強化ニッケル基超合金である。本研究において使用されるＭａｒ−Ｍ２４７成分は、重量基準で、１０％のタングステン、１０％のコバルト、８％のクロム、５％のアルミニウム、３％のタンタル、１％のハフニウム、１％のチタン、０．７％のモリブデン、０．２％の炭素、残部のニッケルと不可避不純物からなる組成式を有していた。合金Ｃ−２７６は、重量基準で、１５．０〜１７．０％のモリブデン、１４．５〜１６．５％のクロム、４．０〜７．０％の鉄、３．０〜４．５％のタングステン、２．５％以下のコバルト、残部のニッケルと不可避不純物からなる報告成分を有するニッケル基合金である。本研究において使用される合金Ｃ−２７６材料は、ＮＩ−５４４としてＰｒａｘａｉｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙから商業的に入手可能な粉末であり、重量基準で、約１６％のクロム、１６．５％のモリブデン、４％のタングステン、５．５％の鉄、１％のコバルト、残部のニッケルと不可避不純物からなる組成式を有していた。Ｍａｒ−Ｍ２４７は、優れた機械強度を示すことで知られており、合金Ｃ−２７６は、亀裂伝播に優れた耐性を示すことで知られている。
【００１５】
ろう付けペースト試料の低融解成分は、Ａｍｄｒｙ（アムドライ）  ＤＦ−６Ａであり、重量基準で、１９〜２１％のクロム、２．５〜３．５％のタンタル、２．５〜３．５％のホウ素、０．００３〜０．００５％のイットリウム、残部のニッケルと不可避不純物からなる報告成分を有するニッケル基合金である。本研究において使用されるＤＦ−６Ａ成分は、重量基準で、約１９．７％のクロム、３．１％のタンタル、３．１％のホウ素、及び０．００１％のイットリウム、残部のニッケルと不可避不純物からなる組成式を有していた。
【００１６】
最初の研究では、低融解成分としてＤＦ−６Ａ、高融解成分としてＭａｒ−Ｍ２４７又は合金Ｃ−２７６のいずれかからなる種々の組み合わせを含有する８つのろう付けペーストを調製した。これらの合金成分は、−１００＋３２５メッシュの粒子サイズを有する粉体形態で提供される。高融解から低融解成分の重量比は、約３０：７０〜約６０：４０まで様々であった。低融解及び高融解成分は、有機バインダーと組み合わせて、重力を受けて流動に抗する十分な粘性を有するペーストを形成した。有機バインダーは、Ｖｉｔｔａ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＶｉｔｔａ  Ｐｉｎｋの名称で入手可能なポリマージェルであった。各ペースト試料は、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｘから形成されるプレート状に堆積された。ペーストの組成及びこれらの配置は、図２に概略的に示される。
【００１７】
次に、プレート及びペースト組成は、真空炉中でろう付けサイクルを受けた。ろう付けサイクルは図３に示される。部分的変形を防ぐために、８４０°Ｆ（約４５０℃）及び１９００°Ｆ（約１０４０℃）保持が実施され、完全ろう付け液相線を確保するために、２１５５°Ｆ（約１１８０℃）保持が実施された。変形なしの完全ろう付け液相線を確保する目的で、１９７５°Ｆ（約１０８０℃）保持、２０５０°Ｆ（約１１２０℃）保持、及び２１５０°Ｆ（約１１７５℃）保持が実施された。ろう付けサイクルの結果として、ＤＦ-６Ａ粉体粒子が融解され、高融解成分（Ｍａｒ−Ｍ２４７又は合金Ｃ−２７６）の粒子が、ＤＦ−６Ａにより形成されるマトリクス状に分散されたろう付けを形成する。
【００１８】
ろう付けサイクル後、結果として得られる各ろう付けは、目視検査され、光学顕微鏡により空隙百分率についての評価を行った。Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｘプレート上に現れるろう付けが図４に示され、８つのろう付け全ての断面が図５及び６に示されている。高融解成分の最大含量は、ろう付けの高温機能全体を促進させるので、ペースト組成は、Ｍａｒ−Ｍ２４７又は合金Ｃ−２７６のいずれかを含有するペースト組成の２つのセットの各々について、最大含量の高融解成分及び１０％以下の空隙率を有することに基づいて選択した。６０／４０Ｍａｒ−Ｍ２４７／ＤＦ−６Ａ試料に明確な空隙度に起因して、５０／５０Ｍａｒ−Ｍ２４７／ＤＦ−６Ａ試料は、最初に、Ｍａｒ−Ｍ２４７が高融解成分として使用されるときにより最適なペースト組成として選択された。同様に、５０／５０合金Ｃ−２７６／ＤＦ−６Ａ試料は、高融解成分として合金Ｃ−２７６を用いてペースト組成を更に試験するための４０／６０合金Ｃ−２７６／ＤＦ−６Ａ試料の初期選択を促進した。
【００１９】
次いで、ろう付けペースト組成で形成されたろう付けは、５０／５０Ｍａｒ−Ｍ２４７／ＤＦ−６Ａ及び４０／６０合金Ｃ−２７６／ＤＦ−６Ａ組成を用いたＨａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｘのロールシート試料（厚みが０．０６０〜０．０６６インチ（約１．５〜約１．７ｍｍ））に対しＡＳＴＭ  Ｅ４６６に従って実施される高サイクル疲労試験で評価された。試験条件は、約１６〜約５２ｋｓｉ（約１１０〜約３６０ＭＰａ）の範囲の応力レベル、及び約１３００°Ｆ（約７００℃）の試験温度で完全に反転され（Ｒ＝−１：Ａ＝無限）、典型的なプレート疲労モードをシミュレートする。インピンジメントプレートに存在するエフュージョン冷却孔をシミュレートするために、一部のＨＣＦ試料を孔開けし、試料の平面に対し約３０度の軸線を有する約０．０３０インチ（約０．７６ｍｍ）の孔を有するようにした。比較のために、ろう付けなしで且つ穿孔有りと無しの試料を試験した。試験結果は、５０／５０Ｍａｒ−Ｍ２４７／ＤＦ−６Ａ及び４０／６０合金Ｃ−２７６／ＤＦ−６Ａ試料は、少なくともベースライン試料程度に良好なＨＣＦ寿命を示し、一部の例では、ベースライン試料よりも遙かに良好であることを明らかにした。
【００２０】
第２の一連の研究は、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｘから形成されたインピンジメントプレートに対して実施した。インピンジメントプレートは、供用から取り除かれ、これらの表面は、プレートのほぼ０．０９２インチ（約２．３ｍｍ）厚みを貫通して延びた亀裂を位置特定し特徴付けるために着色剤で処理した。次に、酸素を除去するために、原子状水素による洗浄（ＡＨＣ）又はマイクログリットブラストのいずれかによってプレートを清浄にした。ＡＨＣ及びマイクログリットブラストは共に、比較的低温で酸素及び他の汚染物質を除去するために良く知られた技術である。ＡＨＣでは、原子状水素照射を用いて、酸化物をより多くの揮発性酸化物に転化させる。この研究では、ＡＨＣ技術は、約２１５０°Ｆ（約１１８０℃）の温度で実施し、原子状水素照射は、各々が約１〜２ミリ秒の持続時間を有する６つの離散パルスとして伝送した。
【００２１】
図７Ａは、Ｍａｒ−Ｍ２４７：ＤＦ−６Ａの重量比が３０：７０を有するように、最初の研究に従って調製されたＭａｒ−Ｍ２４７／ＤＦ−６Ａろう付けペーストを表している。ろう付けペーストをインピンジメントプレート内の幅狭の厚み方向亀裂に塗布した。ペーストは一般に、液体分散媒中に懸濁された微細な酸化物粒子を含有する液体ろう付けブロック（「停止」）組成により囲まれたパッチの形態で図示されている。図７Ｂは、同様に停止部により囲まれた第２のインピンジメントプレートにおいて比較的幅広の厚み方向亀裂に塗布されたＭａｒ−Ｍ２４７／ＤＦ−６Ａペーストを示している。図７Ａの亀裂は、幅が約１ｍｍを超えない程であったが、図７Ｂの亀裂は、幅が１ｍｍよりも大きいものであった。図７Ｂのより大きな亀裂を充填する目的において、２つの異なるペースト組成を用いて２段階でペーストを塗布した。第１のペーストは、約８５重量％のＭａｒ−Ｍ２４７と残部のバインダーを含有し、亀裂を充填するよう塗布し、その後、約８５重量％のＤＦ-６Ａ粉体と残部のバインダーを含有する第２のペーストを塗布して第１のペーストを封入するようにし、約１：１の重量比のＭａｒ−Ｍ２４７及びＤＦ-６Ａろう付けペーストを含有するろう付けパッチをもたらす。次に、インピンジメントプレートが真空炉中に置かれ、図３に示すのと同じろう付けサイクルを受ける。
【００２２】
ろう付けサイクル後、結果として得られるろう付けを目視検査し、光学顕微鏡により評価した。幅狭の亀裂を補修するのに使用されるろう付けの１つの上面及び下面が図８Ａ及び図８Ｂにそれぞれ示されており、図７Ｂの幅広亀裂を補修したろう付けの１つの上面及び下面が、図９Ａ及び９Ｂにそれぞれ示される。本研究において補修された幅狭の亀裂の１つ及び幅広の亀裂の１つの断面が、図１０及び１１にそれぞれ示される。図１０及び１１の両方の図は、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｘから形成された薄肉のインピンジメントプレート内の厚み方向亀裂を補修するためにＭａｒ−Ｍ２４７／ＤＦ−６Ａペースト組成の可能性を明らかにしている。これらの図から明らかなように、ＤＦ−６Ａ粉体粒子は、ろう付けサイクル中に融解し、超低空隙度（１０％未満）により特徴付けられるろう付けを形成して、高融解Ｍａｒ−Ｍ２４７粉体粒子の分散を含んでいた。
【００２３】
次いで、前の研究において原子状水素による洗浄で清浄化したインピンジメントプレートは、ＡＨＣ技術の有効性を査定するために更に評価した。水素イオンの単パルス及び複数パルスで処理したインピンジメントプレートを比較すると、一般に、ろう付けされることになる表面から酸化物を除去するには単パルスでは不十分であり、補修部品のベース金属へのろう付けの結合が不十分なものになる可能性があることが明らかになった。
【００２４】
上述の研究から、インピンジメントプレートを調製しろう付けする特に好ましい非限定的なプロセスは、以下の段階を必要とすると思われる。補修されることになる亀裂を囲むあらゆる欠陥全体を冷間加工して直線状にした後、亀裂を識別するために好適な染料でインピンジメントプレートを処理する。次に、プレートに蒸気浴、水浴、蒸気圧、その他などの清浄化を行った後にマイクログリットブラストをし、次いで、６パルス印加により約２１５０°Ｆ（約１１７５℃）で原子状水素清浄化をし、各持続時間は約１〜２ミリ秒である。好ましくはＤＦ−６ＡとＭａｒ−Ｍ２４７又は合金Ｃ−２７６のいずれかとの混合物として、或いは、大きな亀裂補修の別個のペーストの場合には、一方がＤＦ−６Ａを含み、他方がＭａｒ−Ｍ２４７又は合金Ｃ−２７６のいずれかを含むものとしてろう付けペーストを調整する。上記で報告される結果に照らして、ろう付けペーストがＭａｒ−Ｍ２４７及びＤＦ−６Ａ合金粉体である場合、Ｍａｒ−Ｍ２４７粉体は、約−１００＋３２５メッシュの粒子サイズを有することができ、ろう付けペースト内の合金粉体混合物の３０〜７０重量％、より好ましくは約４０〜６０重量％未満、例えば、約５０重量％を構成することができ、合金粉体混合物の残りは、同様に約−１００＋３２５メッシュの粒子サイズを有することができるＤＦ−６Ａ粉体である。ろう付けペーストが合金Ｃ−２７６及びＤＦ−６Ａ合金粉体の混合物である場合、合金Ｃ−２７６粉体は、約−１００＋３２５メッシュの粒子サイズを有することができ、ろう付けペースト内の合金粉体混合物の３０〜７０重量％、より好ましくは約４０〜５０重量％未満、例えば、約４５重量％を構成することができ、合金粉体混合物の残りは、同様に約−１００＋３２５メッシュの粒子サイズを有することができるＤＦ−６Ａ粉体である。１ｍｍを超える幅を有する大きな亀裂補修の場合には、別個のろう付け合金ペーストは、ＤＦ−６Ａ及びＭａｒ−Ｍ２４７又は合金Ｃ−２７６のいずれかの合金粉体から調製することができる。各ペーストは、前述のＶｉｔｔａ  Ｐｉｎｋバインダーなどの好適な有機バインダーの約１５重量％を含有することができるが、より少ない及びより多いバインダー含量が予期され、用いることができる。Ｍａｒ−Ｍ２４７、合金Ｃ−２７６、及びＤＦ−６Ａの好適な組成は、これらの合金として上記で報告された組成と考えられるが、これらの範囲外の僅かな修正又は変形も予期できる。
【００２５】
次いで、１種以上のろう付けペーストを塗布し、必要に応じて、ろう付けサイクル中に液化ろう付け材料の流れを制限する停止部で覆う。ろう付けペーストは、ＤＦ−６Ａと、Ｍａｒ−Ｍ２４７又は合金Ｃ−２７６のいずれかとの合金粉体の混合物を含有する場合、ペーストを部品の亀裂及び直近の表面区域のみに選択的に塗布することができる。より大きな亀裂補修の場合、Ｍａｒ−Ｍ２４７又は合金Ｃ−２７６ろう付けペーストは、好ましくは最初に塗布されて亀裂を充填し、次いで、ＤＦ−６Ａろう付けペーストで封入し、Ｍａｒ−Ｍ２４７又は合金Ｃ−２７６ろう付けペーストの３０〜７０重量％、より好ましくは約４０〜約６０重量％（例えば、Ｍａｒ−Ｍ２４７又は合金Ｃ−２７６ろう付けペーストの約５０重量％）を含有し、残部がＤＦ−６Ａろう付けペーストであるろう付けペーストパッチをもたらす。ろう付けサイクルは、好ましくは、図３に図示されるが、他のろう付けサイクルを適合させ使用できることは予期できる。ろう付け後、ろう付けにより補修される表面は仕上げ加工を受け、周囲の表面にろう付けをブレンドして輪郭付ける。冷却孔を有するインピンジメントプレートの場合、ろう付けプロセスにより閉鎖されるあらゆる孔は、例えば、放電加工（ＥＤＭ）、又は水ジェットもしくはレーザにより再度穿孔するのが好ましい。
【００２６】
種々の特定の実施形態について本発明を説明してきたが、当業者であれば他の形態を適合させることができる点は理解される。例えば、補修部品がガスタービンエンジンの燃焼器用のインピンジメントプレートである実施例に関して説明したが、ろう付けペースト及びプロセスは、他の部品、特に、ニッケル基合金から形成され、比較的薄壁のセクションにおいて１以上の厚み方向亀裂を有する特定の部品にも適用可能であると考えられる。従って、本発明の範囲は、添付の請求項によってのみ限定されるものとする。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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