(57)【要約】【課題】エーロフォイルなどの物品を修復する方法が提供される。【解決手段】物品の寸法を修復する方法は、寸法修復の必要な部分を有する物品２０を用意し、異なる材料から作成された第一の層２４と第二の層２６とを有するプリフォーム２２を用意し、プリフォーム２２を物品２０に接続することを含む。プリフォーム２２の第一の層２４は、ニッケル基合金を含む。プリフォーム２２の第二の層２６は、ニッケル基合金と第二の合金とを含む。この第二の合金は、過渡液相合金である。プリフォーム２２の第一の層２４は、厚みが約０．００５インチと約０．０１５インチの間である。プリフォーム２２の第二の層２６は、厚みが約０．０２０インチと約０．０３０インチの間である。接続工程は、物品２０とプリフォーム２２に熱をかけることを含み、プリフォーム２２は、溶融して物品２０の形状に適合する。【選択図】図３
2005214197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
寸法修復の必要な部分を有する物品を用意し、
異なる材料から作成された第一の層と第二の層とを有するプリフォームを用意し、
プリフォームを物品に接続する、
工程を含むことを特徴とする、物品の寸法を修復する方法。
【請求項２】
プリフォームの第一の層は、ニッケル基合金を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
プリフォームの第二の層は、ニッケル基合金と第二の合金とを含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記第二の合金は、過渡液相合金であることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
プリフォームの第一の層は、厚みが約０．００５インチと約０．０１５インチの間であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
プリフォームの第二の層は、厚みが約０．０２０インチと約０．０３０インチの間であることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
接続工程は、物品とプリフォームに熱をかけることを含み、プリフォームは、溶融して物品の形状に適合することを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項８】
物品は、エーロフォイルであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
エーロフォイルは、タービンベーンであることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
寸法修復の必要な部分を有する物品を用意し、
異なる材料から作成された第一の層と第二の層とを有するプリフォームを用意し、
寸法修復の必要な物品の部分に隣接してプリフォームを配置し、
物品とプリフォームに熱をかける、
工程を含むことを特徴とする、所望の流れ領域を修復するために物品を修繕する方法。
【請求項１１】
物品とプリフォームは、１５分間またはそれより短い時間、華氏約２１２５度と華氏約２１５５度との間の加熱を受けることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
その後、物品とプリフォームは、６．５時間またはそれより短い時間、華氏約２１２５度と華氏約２１５５度との間の加熱を受けることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
その後、物品とプリフォームは、約２時間、華氏約１９００度と華氏約１９５０度との間の加熱を受けることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
プリフォームの第一の層は、ニッケル基合金を含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
プリフォームの第二の層は、ニッケル基合金と第二の合金とを含むことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記第二の合金は、過渡液相合金であることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
寸法修復の必要な部分を有するエーロフォイルを用意し、
異なる材料から作成された第一の層と第二の層とを有するプリフォームを用意し、
エーロフォイルにプリフォームを取り付けるようにエーロフォイルを準備し、
エーロフォイルの凸側に隣接してプリフォームを配置し、
プリフォームが軟化してエーロフォイルに適合するようにエーロフォイルとプリフォームに熱をかける、
工程を含むことを特徴とする、エーロフォイルの寸法を修復する方法。
【請求項１８】
準備工程は、タービンベーン上のどのような保護被覆も除去する工程を含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
準備工程は、タービンベーンを清浄化する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
エーロフォイルとプリフォームに熱をかける工程は、炉または加熱室内でエーロフォイルとプリフォームを加熱する工程を含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
エーロフォイルは、エーロフォイルの凸側を上に向けて炉または加熱室内に配置されることを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
プリフォームの第一の層は、ニッケル基合金を含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２３】
プリフォームの第二の層は、ニッケル基合金と第二の合金とを含むことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記第二の合金は、過渡液相合金であることを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
所定の材料で作成された物品を用意し、
物品に類似した材料の第一の層と、第一の層とは異なる第二の層とを有するプリフォームを用意し、
プリフォームを物品に接続する、
工程を含むことを特徴とする、物品の寸法を修復する方法。
【請求項２６】
前記第一の層の材料は、物品と同じであることを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記第一の層は、ニッケル基合金であることを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
プリフォームの第二の層は、ニッケル基合金と第二の合金とであることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記第二の合金は、過渡液相合金であることを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
物品に類似した材料の第一の層と、
第一の層とは異なる材料の第二の層と、
を含む、物品の寸法を修復するためのプリフォームであって、寸法を修復するように物品に接続されることを特徴とするプリフォーム。
【請求項３１】
前記第一の層の材料は、物品と同じであることを特徴とする請求項３０記載のプリフォーム。
【請求項３２】
前記第一の層は、ニッケル基合金であることを特徴とする請求項３１記載のプリフォーム。
【請求項３３】
プリフォームの第二の層は、ニッケル基合金と第二の合金とであることを特徴とする請求項３２記載のプリフォーム。
【請求項３４】
前記第二の合金は、過渡液相合金であることを特徴とする請求項３３記載のプリフォーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にエーロフォイルなどの物品を修復する方法に関し、より詳細には、二層プリフォームを用いてエーロフォイルを修復する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、圧縮機セクションと、燃焼セクションと、タービンセクションとを含む。タービンセクション内に、回転可能なブレードと、固定ベーンとの交互の列が配置される。高温燃焼ガスがタービンセクションを通り過ぎる間に、ブレードは、回転駆動されて、シャフトを回転させ、それによって、圧縮機セクションおよび他の補助システムを駆動するためのシャフト仕事を与える。ガス温度が高いほど、タービンセクション内で抽出され得る仕事が大きくなり、総合効率が高くなる。タービンセクションの作動温度の可能性を増加させるために、コバルトおよびニッケル基超合金材料が、タービンエーロフォイルブレードおよびベーンを製造するのに使用される。このような材料は、高温における機械的強度を維持する。
【０００３】
固定ベーンは、回転ブレード列間に配置されており、回転タービンブレードの一つの列から次の列へのガス流を安定させかつ導くとともに、隣接ベーン間の空間によって、ノズル領域を画成する。そのようなガス流安定化は、タービンセクション内で抽出される仕事量を最適化する。一般に、ノズル流れ領域には、体積ガス流と相関関係のある一連の分類番号が割り当てられる。これによって、複雑な寸法形状のベーン間の流れ特性の比較が可能となる。従ってノズル領域は、分類の大きさによって便宜的に定義される。
【０００４】
使用中、ベーン上に衝突する通過するガス流内の研磨材および腐食剤によって引き起こされる酸化および金属腐食に起因して、ベーンの一つまたは複数の表面の劣化が生じる。さらに、高温でのガスの高負荷によって、ベーンのひずみが助長され、それによって、ノズル流れ領域が拡大され、その結果タービン効率に損失が生じる。定期的なエンジンオーバーホール時に、ベーンは、物理的な損傷がないか検査され、（一般にノズル分類への影響を決定することで）流れ領域の変化程度を決定するように評価される。そのようなベーンをエンジンに戻すことができる前には、どのような腐食材料も交換される必要があり、ベーンは、元の分類に戻される必要がある（「再分類された」と呼ぶ）。さらに、被覆除去または補修に起因して金属喪失または形状変化を受けるどのようなベーンも、再分類される必要がある。
【０００５】
再分類するにはいくつかの方法がある。一つの方法は、ベーン後縁に高温打撃（ｈｏｔ  ｓｔｒｉｋｉｎｇ）を与えるかまたは別の方法でそれを曲げて、隣接ベーン間の隙間を狭めることを含む。しかしながら、そのような曲げ加工は、ベーン内に割れを生じさせ得る応力を持ち込む。このような曲げ加工はまた、ベーンに過剰なひずみを生じさせ、内部の冷却管の適切な適合およびシールを妨げ得る。曲げ加工中にベーンを保持する固定装置も、ベーンプラットホームを歪ませるかあるいは、ベーンペデスタルを破壊することがある。たとえ曲げ応力が低減できたとしても、特定の高温合金の高温形成または曲げ加工は、疲労強度などの材料特性への影響を回避するようには実施されない。曲げ工程は、ベーン表面に金属を付加しないので、強度への寄与はない。従って、補修ベーンは、新しいベーンほどには長い耐用寿命を持たない。
【０００６】
タービンベーンを再分類する別の方法は、クレテラ（Ｃｒｅｔｅｌｌａ）らに付与された米国特許第４，０２８，７８７号に記載されているものなどといった溶接／プラズマ溶射の組合せ方法による、劣化したベーン表面への合金付加を含む。この方法は、強化のために摩耗表面への溶接ビードの付加を必要としており、次いで、多数のプラズマ溶射された合金層が付加されて、適切な合金厚みが達成される。この処置は、非常に労働集約的であり、小さな表面に多数の溶接ビードを付加し、ベーンを清浄化し、次いで、多数のプラズマ溶射層を付加する溶接士を必要とする。さらに、ベーンは、溶接作業中に含まれる熱応力に起因して損傷を受け得る。
【０００７】
溶接／プラズマ溶射方法に伴う別の問題は、特定の劣化領域を含む。劣化は、ガス流速が最高になるノズルの最も狭い寸法部分でより深刻になることが予想され得る。プラズマ溶射の進行中に、合金は、非常に薄い層で表面に付加され、広い平坦なパターンを形成する。プラズマ溶射の終了後、過剰の材料は、ベーンの腐食されていない領域から除去する必要がある。特定の領域で劣化が深刻な場合は、多数の合金層が、付加される必要があり、その大部分は、腐食されていない領域から除去する必要がある。このような処置は、時間がかかり、含まれる合金材料を浪費するものである。
【０００８】
ガスタービンベーンを修繕するさらに別の方法は、ドラギ（Ｄｒａｇｈｉ）らに付与された米国特許第４，７２６，１０１号に示されている。この方法では、摩耗領域での合金のビルドアップが、均一な厚みのテープを複数層でベーンに制御可能に施すことによって達成される。テープは、基体合金と適合性のある合金粉末と結合剤の混合物を含み、混合物は、均一な厚みのシートに形成されており、接着剤裏材を有する。テープを複数層で所望の厚みで施した後、ベーンは、結合剤と接着剤が分解するとともにテープ中の合金が基体合金と拡散接合する温度に、加熱される。
【０００９】
保護被覆により被覆されているガスタービンベーンを修繕するさらに別の方法は、スモリンスキ（Ｓｍｏｌｉｎｓｋｉ）らに付与された米国特許第５，１４２，７７８号に示されている。この方法では、保護被覆が、ベーン表面から最初に除去される。その後、材料が、ベーン表面の腐食材料の補修または交換が必要な領域に付加され、表面に結合される。次いで、レーザビームが、表面の歪みが生じた領域に向けられ、それによって、歪みが生じた領域の表面の局所領域が、溶融され、凝固し、周囲温度まで冷却されて、再鋳造層が形成される。どのような過剰の材料も表面から除去され、保護被覆が再び施される。
【００１０】
ガスタービンベーンを修繕する別の方法は、ロウ（Ｒｏｗｅ）らに付与された米国特許第５，５２２，１３４号に開示されている。ロウ（Ｒｏｗｅ）らの修復方法は、予備焼結されたコバルトまたはニッケル基の材料プレートを切断する工程と、プレートがその全体に亘って適切な厚みを有するようにプレートを機械加工する工程とを含む。その後、どのような保護被覆も材料から除去され、さらに、材料が付加されることになるエーロフォイルは、脱脂され、清浄化される。次いで、プレートが、補修または修繕が必要とされるエーロフォイル領域に亘って配置され、プレートは、抵抗仮付け溶接によってエーロフォイルに溶接される。
【特許文献１】米国特許第４，０２８，７８７号明細書
【特許文献２】米国特許第４，７２６，１０１号明細書
【特許文献３】米国特許第５，１４２，７７８号明細書
【特許文献４】米国特許第５，５２２，１３４号明細書
【特許文献５】米国特許第４，０７３，６３９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
現在の工業上の実施では、エーロフォイルの寸法の修復のために単一層のプリフォームが使用されており、この単一層は、二つの相互に混合または混和された構成要素、すなわち、基合金と低融点相合金とを含む。エーロフォイルとプリフォームは、ろう付け溶融および拡散熱サイクルを受ける。低溶融相合金中の特定の合金成分に起因して、単一層プリフォームは、好ましいものより耐酸化性が低くなり、従って、タービンエンジンまたはエーロフォイルの除去が早まる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様に従うと、物品の寸法を修復する方法は、寸法修復の必要な部分を有する物品を用意し、異なる材料から作成された第一の層と第二の層とを有するプリフォームを用意し、プリフォームを物品に接続する工程を含む。
【００１３】
本発明のさらなる態様によれば、所望の流れ領域を修復するためにエーロフォイルを修繕する方法は、寸法修復の必要な部分を有する物品を用意し、異なる材料から作成された第一の層と第二の層とを有するプリフォームを用意する工程を含む。この方法は、寸法修復の必要な物品の部分に隣接してプリフォームを配置し、隣接するプリフォームと共に物品に熱をかける工程をさらに含む。
【００１４】
本発明のさらなる別の態様によれば、エーロフォイルの寸法を修復する方法は、寸法修復の必要な部分を有するエーロフォイルを用意し、異なる材料から作成された第一の層と第二の層とを有するプリフォームを用意する工程を含む。この方法は、エーロフォイルにプリフォームを取り付けるようにエーロフォイルを準備し、エーロフォイルの凸側にプリフォームを配置し、プリフォームが軟化してエーロフォイルに適合するようにエーロフォイルとプリフォームに熱をかける工程をさらに含む。
【００１５】
本発明のさらなる代替の態様によれば、物品の寸法を修復する方法は、所定の材料で作成された物品を用意する工程を含む。この方法は、物品に類似した材料の第一の層と、第一の層とは異なる第二の層とを有するプリフォームを用意し、プリフォームを物品に接続する工程をさらに含む。
【００１６】
本発明の別の態様に従うと、物品の寸法を修復するためのプリフォームは、物品に類似した材料の第一の層と、第一の層とは異なる材料の第二の層とを含み、プリフォームは、寸法を修復するように物品に接続される。
【００１７】
本発明の他の態様および利点は、以下の詳細な説明を考慮すると明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１〜図３に示されるように、エーロフォイル２０（例えば、ガスタービンベーン）などの物品を修復または修繕する方法は、エーロフォイル２０の所望の流れ領域を修復するために、事前切断、事前機械加工された二層プリフォーム２２の使用を含む。プリフォーム２２は好ましくは、予備焼結材料から形成され、プリフォーム２２は、上層２４と下層２６とを含む。上層２４は、エーロフォイル２０の機械的性質に類似した機械的性質を有する材料で構成される必要があり、それによって、エーロフォイル２０は、修復されると、修復前にそうであったように機能する。上層２４は、エーロフォイル２０の機械的性質に類似した機械的性質を有する必要があるとはいえ、合金組成は、同一である必要はない。しかしながら、好ましくは上層２４は、エーロフォイル２０と同じ材料から構成される。
【００１９】
下層２６は、上層２４とは異なる組成を有する。下層２６は好ましくは、エーロフォイル２０、および、過渡液相（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｈａｓｅ）（ＴＬＰ）合金などの他の合金の機械的性質に類似した機械的性質を有する材料で作成される。ＴＬＰは、高いホウ素含有量を有する低融点構成要素である。ホウ素は、下層２６全体の融点を低下させる融点降下剤である。上層２４は、下層２６と比較すると、優れた耐酸化性を有する。この耐酸化性は、エンジン作動中に、エーロフォイル２０が、酸化につながる高温環境に存在するので、有利である。
【００２０】
エーロフォイル２０は、従来この種の物品に使用される任意のニッケルまたはコバルト基合金で製造され得る。このようなニッケル基合金としては、限定される訳ではないが、ＰＷＡ  ６５５、ＰＷＡ  １４８４、ＰＷＡ  １４２２、ＰＷＡ  １４４７、ＰＷＡ  １４５５、ＰＷＡ  １４８０、Ｒｅｎｅ  Ｎ−５、Ｒｅｎｅ  Ｎ−６、Ｒｅｎｅ  ７７、Ｒｅｎｅ  ８０、Ｒｅｎｅ  １２５、ＣＳＭＸ−４、およびＣＭＳＸ−１０ニッケル基合金が挙げられる。使用され得るコバルト基合金としては、限定される訳ではないが、他のコバルト基合金の中でも、Ｍａｒ−Ｍ−５０９、ステライト（Ｓｔｅｌｌｉｔｅ）  ３１、およびＷＩ  ５２が挙げられる。一例として、エーロフォイル２０は、１２．５％  Ｃｒ、６．１％  Ａｌ、４．２％  Ｍｏ、２％  Ｎｂ、０．８％  Ｔｉ、０．１２％  Ｃ、０．１％  Ｚｒ、０．０１２％  Ｂ、および残部Ｎｉ（ここで、％は重量％である）の公称組成を有するニッケル基合金とすることができた。
【００２１】
先に述べたように、プリフォーム２２の上層２４は、エーロフォイル２０と同じニッケルまたはコバルト基合金、あるいは、限定される訳ではないがクリープ強さおよび耐食性などの機械的性質を含む、エーロフォイル２０の機械的性質に非常に類似した機械的性質を有するニッケルまたはコバルト基合金を含み得る。可能ならば、プリフォーム２２の上層２４に使用される合金の機械的性質は、エーロフォイル２０の機械的性質と全く同じである必要がある（換言すれば、可能ならば、同じ合金が使用される必要がある）。そうでなければ、上層２４に使用される合金は、エーロフォイル２０の機械的性質にできる限り近い機械的性質を有する必要がある。上の段落に記載した例では、上層２４は好ましくは、１２．５％  Ｃｒ、６．１％  Ａｌ、４．２％  Ｍｏ、２％  Ｎｂ、０．８％  Ｔｉ、０．１２％  Ｃ、０．１％  Ｚｒ、０．０１２％  Ｂ、および残部Ｎｉの公称組成を有する。
【００２２】
また、プリフォーム２２の下層２６は、少なくとも一つの他の合金と共に、エーロフォイル２０の機械的性質に類似した機械的性質を有する合金を含み得る。米国特許第４，０７３，６３９号は、下層のための可能性のある材料の一つを記載している。可能ならば、下層は、エーロフォイル２０と同じ合金を使用する必要があり、他の合金は、ＴＬＰ合金とする必要がある。上の段落に記載した例では、下層２６は好ましくは、１２．５％  Ｃｒ、６．１％  Ａｌ、４．２％  Ｍｏ、２％  Ｎｂ、０．８％  Ｔｉ、０．１２％  Ｃ、０．１％  Ｚｒ、０．０１２％  Ｂ、および残部Ｎｉの公称組成を有する第一の合金と、９．０％  Ｃｒ、８．０％  Ｃｏ、４．０％  Ｗ、３．０％  Ｂ、２．０％  Ａｌ、１．０％  Ｈｆ、および残部Ｎｉの公称組成を有する第二の合金（ここで、％は重量％である）との混合物を有する。
【００２３】
本願に記載した本発明の実施態様では、予備焼結された材料は、収縮が少なくかつ実質的に均一な微細構造を有する高密度材料となるので、予備焼結された材料が好ましい。プリフォーム２２を作成する方法は、以下に説明する。
【００２４】
プリフォーム２２の上層２４の材料は、エーロフォイル２０を形成する粉末形態の合金、または、エーロフォイル２０に類似した機械的性質を有する合金と、適切な量の結合剤とを混和することで、形成される。結合剤は、粉末ろう結合剤、固形ろう結合剤、液体プラスチック結合剤、ゲル型結合剤、または当業技術内で知られる任意の他の結合剤とすることができる。当業技術内で使用される液体プラスチック結合剤の具体例としては、限定される訳ではないが、ニクロブラズ・セメント（Ｎｉｃｒｏｂｒａｚ  Ｃｅｍｅｎｔ）  ３１０、５１０、３２０、５２０、および６５０が挙げられ、ゲル型結合剤の具体例としては、限定される訳ではないが、ニクロブラズ・セメント（Ｎｉｃｒｏｂｒａｚ  Ｃｅｍｅｎｔ）  Ｓが挙げられる。プリフォーム２２の製造の後続の工程で、結合剤が除去される。
【００２５】
プリフォーム２２の下層２６の材料は、エーロフォイル２０を形成する粉末形態の合金、または、エーロフォイル２０に類似した機械的性質を有する合金（「第一の合金」）と、粉末形態の別の合金（「第二の合金」）と、適切な量の結合剤とを混和することで、形成される。任意の適切な重量百分率の第一の合金および第二の合金が使用され得た。例えば、材料は、約４９〜７１％の第一の合金と、２９〜５１％の第二の合金とを有することができた。好ましくは材料は、約６０％の第一の合金と、約４０％の第二の合金とを有する。使用される結合剤の量は好ましくは、下層２６に対する全粉末重量％の約３％と約５％の間である。例えば、４％結合剤を有する下層２６のための１００グラムの粉末を調製するには、５７．６グラムの第一の合金と、３８．４グラムの第二の合金と、４グラムの結合剤とが組み合わされる。その製造中に一旦結合剤が除去されると、下層２６は、約６０％の第一の合金と、約４０％の第二の合金とを含む。
【００２６】
その後、混和された粉末形態の下層２６の材料は、従来の技術を用いてダイセット（ｄｉｅ  ｓｅｔ）内で、約０．０２７インチから約０．０３７インチなどといった適切な厚みにプレスされ、この下層２６のプレス粉末上に、混和された粉末形態の上層２４の材料が振りかけられ、その後この組合せ物は、ダイセット内でプレスされる。その後、上層２４および下層２６は、結合剤除去（ｄｅｂｉｎｄ）され、焼結される。結合剤除去では、層２４、２６を摂氏約９３０度に加熱し、この温度に約１時間アルゴン雰囲気中で保持することによって、層２４、２６から結合剤が除去される。焼結は、層２４、２６を摂氏約１１１０度に約１時間加熱することから成る。焼結過程では、取り扱うのに十分な硬さを有するプリフォーム２２が製造される。一旦プリフォーム２２が焼結されると、材料のどのような取り扱いも、プリフォーム２２の清浄度を維持する必要がある（例えば、プリフォーム２２を手袋で取り扱う必要がある）。
【００２７】
焼結後、プリフォーム２２は好ましくは、その全体に亘って均一な厚みを有する。上層２４は好ましくは、均一な厚みを有しており、プリフォームの厚みの約２０〜３３％の間、好ましくは約３０％を占める。下層２６も好ましくは、均一な厚みを有しており、プリフォームの厚みの残り約６７〜８０％、好ましくは約７０％を占める。一例として、プリフォーム２２は、その全体に亘って約０．０２５インチから約０．０４５インチの、好ましくは約０．０３５インチの、均一な厚みを有することができた。上層２４は、約０．００５インチから約０．０１５インチの、より好ましくは約０．０１０インチの、均一な厚みを有することができ、下層２６は、約０．０２０インチから約０．０３０インチの、より好ましくは約０．０２５インチの、均一な厚みを有することができた。
【００２８】
一般に、エーロフォイル２０は、腐食、硫化、酸化に起因して摩耗し得るか、あるいは、他の事象に起因して損傷を受け得る。エーロフォイル２０を使用し続けるために、エーロフォイル２０は、修復する必要がある。さらに、エーロフォイル２０を修復するには、上述したような上層２４と下層２６とを有するプリフォーム２２であって、修復または修繕の必要なエーロフォイル２０の凸部３０全体を被覆するのに適した大きさを有するプリフォーム２２を最初に作成する必要がある。その後、タービンベーン３２上の任意の保護被覆が、従来の方法および調合物を用いるなどして、タービンベーン３２から化学的に剥離される必要がある。タービンベーン３２から保護被覆を剥離するのに使用される調合物は、タービンベーン３２上の被覆の種類に依存する。どのような保護被覆も剥離した後に、タービンベーン３２は、その上のどのような酸化物も除去して気体状のフッ化物に変換するフッ化物イオン清浄化などの清浄化を受ける必要があり得る。一旦タービンベーン３２が剥離され、清浄化されると、エーロフォイル２０は、修復される用意が整えられる。
【００２９】
一旦タービンベーン３２が剥離され、清浄化されると、その後、プリフォーム２２は、上層２４がエーロフォイル２０と反対の方向を向き、下層２６がエーロフォイル２０に面するように、エーロフォイル２０の凸部３０に隣接して配置され、仮付け溶接される。プリフォーム２２は好ましくは、補修の必要な領域全体を被覆するように、エーロフォイル２０に対して（長さ方向および幅方向に）中心に置かれる。
【００３０】
その後、隣接するプリフォーム２２と共にエーロフォイル２０は、図４に示されるように好ましくはエーロフォイルの凹側がかご３３上に載せられて、炉または加熱室３１内へ配置される。炉または加熱室３１内にある間に、プリフォーム２２が、重力に起因してエーロフォイル２０の凸部３０に適合するように、プリフォーム２２は、プリフォーム２２を軟化させる熱処理を受ける。エーロフォイル２０とプリフォーム２２は、最初に溶融サイクルに、二番目に拡散サイクルにかけられる。溶融サイクルは一般に、エーロフォイル２０とプリフォーム２２を約１５分間またはそれより短い時間、華氏約２１２５度と華氏約２１５５度の間の温度に、好ましくは華氏約２１４０度に加熱することを含む。その後、拡散サイクルは、エーロフォイル２０とプリフォーム２２を最大６．５時間、華氏約２１２５度と華氏約２１５５度の間の温度に、好ましくは華氏約２１４０度に加熱し、その後、エーロフォイル２０とプリフォーム２２を約２時間、華氏約１９００度と華氏約１９５０度の間の温度に、好ましくは華氏約１９２５度に加熱する工程を含む。エーロフォイル２０とプリフォーム２２が炉または加熱室から取り出されるとき、プリフォーム２２は、既に溶融してエーロフォイル２０に適合している。図５は、溶融および拡散サイクル後で、エーロフォイル２０を炉または加熱室３１から取り出す直前の、エーロフォイル２０の凸部３０上で溶融および融解したプリフォーム２２の例示である。
【００３１】
図５〜図７は、本発明の一つの具体例として、エーロフォイルの凸部に溶融および適合したプリフォーム２２を有する、ガスタービンベーン３２を例示する。図５〜図７に示され得るように、プリフォーム２２の下層２６は、タービンベーン３２の凸部３０に適合し、上層２４は、プリフォーム２２の下層２６と凸部３０とに適合する。プリフォーム２２が仮付けされたエーロフォイル２０またはタービンベーン３２が一旦炉または加熱室３１から取り出されると、エーロフォイル２０は、研磨される必要があり、保護層が、タービンベーン３２に施される必要がある。
【００３２】
本発明の方法は、エーロフォイル、およびより詳細にはガスタービンベーンを補修する文脈で説明したが、本発明の方法が、任意のエーロフォイルまたはハイドロフォイルの表面を補修、修復、または修繕するのに使用され得ることは、理解されるであろう。
【００３３】
本発明に対する多くの変更は、上述した説明を考慮すると当業者には明らかであろう。従って、この説明は、例示としてのみ解釈される必要があり、当業者に本発明を作成しかつ使用することを可能にする目的で、また本発明を実施する最良の形態を教示するように、提示されている。添付の特許請求の範囲内に含まれる全ての変更に対する独占権が、留保されている。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のプリフォームの一実施態様の平面図である。
【図２】図１の２−２線に概略沿ってとった断面図である。
【図３】エーロフォイル上に仮付けされた本発明のプリフォームの一実施態様の、図２の断面図に類似した断面図である。
【図４】炉内のかご上に載せられたエーロフォイル上に仮付けされた本発明のプリフォームの一実施態様の、図２の断面図に類似した断面図である。
【図５】炉内のかご上に載せられたエーロフォイルの凸部上で溶融および融解した本発明のプリフォームの一実施態様の、図２の断面図に類似した断面図である。
【図６】エーロフォイルの凸部上で溶融および融解した本発明のプリフォームの一実施態様を有する、タービンベーンの平面図である。
【図７】図６の７−７線に概略沿ってとった断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
２０…エーロフォイル
２２…プリフォーム
２４…上層
２６…下層
３０…凸部
３１…炉または加熱室
３２…タービンベーン
３３…かご
【図１】
2005214197.tif 000003
【図２】
2005214197.tif 000004
【図３】
2005214197.tif 000005
【図４】
2005214197.tif 000006
【図５】
2005214197.tif 000007
【図６】
2005214197.tif 000008
【図７】
2005214197.tif 000009