(57)【要約】【課題】  ガスタービンエンジン部品の耐摩耗性溶射コーティングの少なくとも一部を短時間で精度よく除去する。【解決手段】  ＣＢＮホイール２２を装備した研削装置２０は、ＣＢＮホイール２２が取り付けられたスピンドル２４と、垂直面に沿って取り付けられた回転盤２６とを含む。スピンドル２４と回転盤２６の双方は固定された軸の周りを回転するように配置されている。回転部材１０から耐摩耗性溶射コーティングを部分的に、もしくはすべて除去するようにスピンドル２４およびＣＢＮホイール２２が回転部材１０の磨耗した表面１６´に接触しながら高速で回転し、これを研削する。【選択図】図２
2007051640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン部品における耐摩耗性溶射コーティングの少なくとも一部を除去する方法であって、ガスタービンエンジン部品の耐摩耗性溶射コーティングを超砥粒研削ホイールによって研削することを特徴とする耐摩耗性溶射コーティングの除去方法。
【請求項２】
前記耐摩耗性溶射コーティングが、超砥粒研削ホイールにより分速約８，０００〜約１０，０００フィートの削り速度でガスタービンエンジン部品から除去されることを特徴とする請求項１に記載の除去方法。
【請求項３】
前記除去方法が、ガスタービンエンジン部品の耐摩耗性溶射コーティングを超砥粒研削ホイールによってクリープ研削することを特徴とする請求項１に記載の除去方法。
【請求項４】
前記ガスタービンエンジン部品が、ブラシシール部品、ブレード外側エアシール、ブレード、もしくはベーンであることを特徴とする請求項１に記載の除去方法。
【請求項５】
前記超砥粒研削ホイールが、少なくとも約３，０００ｒｐｍの速度で回転することを特徴とする請求項１に記載の除去方法。
【請求項６】
前記超砥粒研削ホイールが、立方晶窒化ホウ素もしくはダイヤモンドのうち少なくとも一つを備える超砥粒材を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の除去方法。
【請求項７】
前記耐摩耗性溶射コーティングが、高速フレーム溶射コーティングであることを特徴とする請求項１に記載の除去方法。
【請求項８】
ガスタービンエンジン部品から既存の耐摩耗性溶射コーティングの少なくとも一部を回転超砥粒研削ホイールにより除去し、
前記ガスタービンエンジン部品に新たに耐摩耗性溶射コーティングを適用することを特徴とするガスタービンエンジン部品の修復方法。
【請求項９】
前記既存の耐摩耗性溶射コーティングが、高速フレーム溶射コーティングであることを特徴とする請求項８に記載の修復方法。
【請求項１０】
前記超砥粒研削ホイールが、前記耐摩耗性溶射コーティングを分速約８，０００〜約１０，０００フィートの削り速度で除去することを特徴とする請求項８に記載の修復方法。
【請求項１１】
前記超砥粒研削ホイールが、少なくとも約３，０００ｒｐｍの速度で回転することを特徴とする請求項８に記載の修復方法。
【請求項１２】
前記超砥粒研削ホイールが、立方晶窒化ホウ素もしくはダイヤモンドのうち少なくとも一つを備える超砥粒材を含んでなることを特徴とする請求項８に記載の修復方法。
【請求項１３】
前記ガスタービンエンジン部品からの耐摩耗性溶射コーティングの除去が、前記ガスタービンエンジン部品を前記超砥粒研削ホイールによりクリープ研削することを特徴とする請求項８に記載の修復方法。
【請求項１４】
ガスタービンエンジン部品の所望の修復後の寸法を達成するために必要な耐摩耗性溶射コーティング材料の被覆厚さを判定し、
前記耐摩耗性溶射コーティング材料をガスタービンエンジン部品にある適用厚さでもって適用し、
ガスタービンエンジン部品における耐摩耗性溶射コーティング材料の余剰厚さ（前記耐磨耗性溶射コーティング材料の前記適用厚さと前記被覆厚さとの差）を所望の修復後の寸法を得るために超砥粒研削ホイールにより除去することを特徴とするガスタービンエンジン部品の修復方法。
【請求項１５】
前記ガスタービンエンジン部品が、ブラシシール部品、ブレード外側エアシール、ブレード、もしくはベーンであることを特徴とする請求項１４に記載の修復方法。
【請求項１６】
前記超砥粒研削ホイールが、少なくとも約３，０００ｒｐｍの速度で回転することを特徴とする請求項１４に記載の修復方法。
【請求項１７】
前記超砥粒研削ホイールが、立方晶窒化ホウ素もしくはダイヤモンドのうち少なくとも一つを備える超砥粒材を含んでなることを特徴とする請求項１４に記載の修復方法。
【請求項１８】
前記耐摩耗性溶射コーティングが、高速フレーム溶射コーティングであることを特徴とする請求項１４に記載の修復方法。
【請求項１９】
前記耐摩耗性溶射コーティングの余剰厚さの除去が、クリープ研削工程を含むことを特徴とする請求項１４に記載の修復方法。
【請求項２０】
ガスタービンエンジン部品における耐摩耗性溶射コーティングの少なくとも一部を除去する装置であって、
超砥粒研削ホイールと、
前記超砥粒研削ホイールを少なくとも３，０００ｒｐｍの速度で回転可能な回転装置と、
を備えてなる除去装置。
【請求項２１】
前記ガスタービンエンジン部品を支持し前記超砥粒研削ホイールに接触させてクリープ研削させるように配置された支持装置をさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載の除去装置。
【請求項２２】
前記支持装置が、回転盤であることを特徴とする請求項２１に記載の除去装置。
【請求項２３】
前記回転装置が、前記超砥粒研削ホイールが取り付けられたスピンドルであることを特徴とする請求項２１の除去装置。
【請求項２４】
前記超砥粒研削ホイールが、立方晶窒化ホウ素もしくはダイヤモンドのうち少なくとも一つを備える超砥粒材を含んでなることを特徴とする請求項２０に記載の除去装置。
【請求項２５】
前記耐摩耗性溶射コーティングが高速フレーム溶射コーティングであることを特徴とする請求項２０に記載の除去装置。
【請求項２６】
前記超砥粒研削ホイールが前記耐摩耗性溶射コーティングを分速約８，０００〜約１０，０００フィートの削り速度で除去するように配置されることを特徴とする請求項２０に記載の除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガスタービンエンジン部品から耐磨耗性溶射コーティングを除去する方法およびその装置に関する。特に本発明は超砥粒研削ホイールによりガスタービンエンジン部品から耐摩耗性溶射コーティングを除去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシシールコンポーネント、ブレード外側エアシール、ブレード、およびベーンといった、合金でつくられるガスタービンエンジン部品は使用中に損傷を受けうる。例えば運転中、ガスタービンエンジン部品は、高温腐食性環境下で高圧力や、異物、もしくは回転コンポーネントの場合、遠心力にさらされうる。合金をダメージから保護するため、ガスタービンエンジン部品は高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）コーティングといった、耐摩耗性溶射コーティング（「コーティング」と略称する）により被覆される。部品が製造される際、部品の合金コンポーネントは所望の寸法よりも小さく成形され、その後最終部品が所望の（もしくは「仕上げ後の」）寸法となる厚さにコーティングが合金に適用される。
【０００３】
時間が経過するに従い、コーティングが磨耗（もしくは「腐食」）して部品の寸法もしくは性能に影響を及ぼしうる。例えばブラシシールのように、シールがぴったりと合わさってシールを通る気流を阻止するようにブリスル（ｂｒｉｓｔｌｅ）が剛性回転部材と接触した状態を保つことが望ましい精密な寸法を要する部品にとって、寸法の変化は懸念となる。ブラシシールの回転部材のコーティングが磨耗した場合、ブラシシールの効果を損なう漏れ通路が形成されうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガスタービン部品が補修される際、コーティングの腐食を補修するか、その下にある合金コンポーネントを補修するかはいずれにせよ、少なくともコーティングの一部は一般的に除去される。本発明はガスタービンエンジン部品から耐摩耗性溶射コーティングを除去する方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明はガスタービンエンジン部品の耐摩耗性溶射コーティングの少なくとも一部を超砥粒研削ホイールにより除去する方法である。また本発明はガスタービンエンジン部品の耐摩耗性溶射コーティングの少なくとも一部を除去する装置であり、これは超砥粒研削ホイールを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明はガスタービンエンジン部品の耐摩耗性溶射コーティングの少なくとも一部の除去方法および耐摩耗性溶射コーティングを含むガスタービンエンジン部品の修復方法の両方を特徴とする。ガスタービンエンジン部品は回転部品も回転しない部品もあり、実施例では耐摩耗性溶射コーティングは高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）処理によって製造される。本発明の方法は超砥粒研削ホイールによるコーティングの研削を特徴とする。実施例では、超砥粒研削ホイールは分速約３，０００回転（ｒｐｍ）の割合で回転し、これは表面速度として、１分あたり約８，０００〜約１０，０００フィート（ｓｆｐｍ）のコーティング除去速度に換算される。
【０００７】
超砥粒研削ホイールは金属コアを含むとともにこのコア部に超砥粒研削材の帯が結合して研削面をつくる砥石である。対照的に従来技術の研削砥石は概ね全体にわたって砥粒と結合剤で形成されている。本発明では、超砥粒研削剤を金属コアに固着させるように適切な固着システムが用いられ、また適切なコア材料が用いられうる。一実施例ではスチール、アルミニウム、もしくはその他の適当な金属のコア部を有する樹脂結合立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）ホイールが用いられる。別の実施例では、スチールからつくられたコアやビトリファイド研削材を有するビトリファイドボンドＣＢＮホイールが用いられる。また別の実施例では、電気メッキされたＣＢＮホイールが用いられ、ここでＣＢＮはコア上に電気メッキされる。さらに別の実施例では、ダイヤモンドメッキした（ｄｉａｍｏｎｄ−ｐｌａｔｅｄ）金属研削ホイールが用いられる。またその他の実施例が用いられうる。各々の結合システムの種類に関連して気孔率に違いがあり、またこの結合システムは研削ホイールの特定の用途によって選択されることが当業者にとって理解できよう。
【０００８】
超砥粒研削材および従来の研削材はともに硬質ではあるが、超砥粒研削材は従来の研削材に比べはるかに高硬度である。本明細書で用いるように「超砥粒」研削材は、天然もしくは人造のダイヤモンド材の両方、ＣＢＮ、あるいはダイヤモンドとＣＢＮの混合物をこれらに限定せず含む。「従来のもしくは通常の研削」材は酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化鉄、酸化モリブデン、酸化バナジウム、タングステンカーバイド、および炭化ケイ素を含んでなる。
【０００９】
背景技術の欄で述べたように、ガスタービン部品が修復される際、耐摩耗性溶射コーティングの摩損を補修するか、その下の合金コンポーネント（すなわち「基材」）を修復するかはいずれにせよ、少なくともコーティングの一部は通常研削手段により除去される。研削とは、それが材料の層の除去、ワークの成形もしくは仕上げ、あるいは別の目的であるにせよ、研削ホイール、ベルト、シリンダ、もしくは砥石に埋め込まれた微小砥粒によりワークから材料を除去する工程である。本発明は超砥粒研削ホイールによりガスタービンエンジン部品から耐摩耗性溶射コーティングを除去する改良された方法を提供する。
【００１０】
ガスタービンエンジン部品（つまり「ワーク」）から耐摩耗性溶射コーティングを除去する通常の方法では、従来の研削材を組み込んだ研削ホイールが用いられる。従来の砥粒の研削ホイールは有効ではあるが、この従来の砥粒研削ホイールを用いた研削工程はその回転速度に限界があるため時間がかかる。また従来の砥粒研削ホイールは頻繁な「ドレッシング」といった、頻繁なメンテナンスを要する。研削ホイールを「ドレッシング」する際、砥粒結晶の間の結合剤を選択的に摩滅させるようにドレッシングホイールもしくはスティックドレッサを、研削面を回転させながら接触させ、これによりさらに新しく鋭い砥粒結晶を露出させて研削ホイールの側面形態を回復させる。ホイールを「ドレッシング」すべく研削ホイールの作業者が研削の工程を中断しなければならないために効率の悪いドレッシング処理もある。さらに従来の砥粒研削ホイールは時間が経過するにつれ砥粒が摩滅するため頻繁に交換される必要があり、これによりホイールの寸法が変化するためにホイールがワークを精密に研削する能力のみならずホイールの効果にも影響を及ぼしうる。
【００１１】
本発明では、超砥粒材を組み込んだ研削ホイールがガスタービンエンジン部品の耐摩耗性溶射コーティングの少なくとも一部を除去するために用いられる。本発明の実施例では、ＣＢＮホイールがガスタービンエンジン部品の高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）コーティングを除去するように用いられる。本発明の以前は、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）が高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）コーティングのような耐磨耗性溶射コーティングを研削するのに適切な硬度を示すかどうかが疑問として残っていた。このような立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）の硬度についての懸念がＣＢＮホイールの適用を制限した。本発明者はガスタービンエンジン部品から高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）コーティングを除去するのに立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）が十分な硬度をもち、ＣＢＮホイールが高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）コーティングを除去するのに効果的で有効な手段であることを見出した。この発見に基づき、本発明者はＣＢＮホイールを組み入れた本発明が、高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）コーティングと同様の特性を示す耐摩耗性溶射コーティングに適用可能であると考える。
【００１２】
また本発明はＣＢＮホイール以外にも、ダイヤモンド粒子のバンドをもつ金属研削ホイールといった超砥粒研削ホイールによりワークからコーティングを除去する方法も、その超砥粒材の硬度特性により従来の砥粒研削ホイールを用いる方法に比べて一般的に有効であると認識している。超砥粒材は概ね従来の砥粒材よりも硬度が高く、ここでの硬度はロックウェルもしくはビッカーズ硬さ試験といった周知の技術の硬さ特性の点から評価される。この向上した硬さ特性により、超砥粒研削ホイールは従来の砥粒研削ホイールに比べて概ね長時間さらに鋭さが持続する。
【００１３】
より硬質な超砥粒材によってもたらされる効率は少なくとも四点ある。第一に、超砥粒の硬さ特性によりホイールの磨耗がより穏やかに進み、これによってさらに長い使用期間切れ味の鋭い研削ホイールがもたらされるため、研削ホイールが変化して新しい研削ホイールと交換される回数は減少する。別な言い方をすれば、より硬質な超砥粒材は従来の砥粒材に比べて穏やかに磨耗するため超砥粒研削ホイールのホイール寿命は従来の砥粒研削ホイールと比較して長くなる。第二に、超砥粒は従来の砥粒と比べて長期間鋭さが持続するため超砥粒研削ホイールは概ね従来の砥粒研削ホイールほど頻繁にドレッシングする必要がない。結果として、超砥粒研削ホイールのドレッシングに費やされる時間は減少する。
【００１４】
効率の第三の側面は、超砥粒の硬さ特性により超砥粒研削ホイールがさらに高い寸法安定性（すなわち、より長期間形状を維持する）を示し、これにより従来の砥粒研削ホイールと比較してこの超砥粒研削ホイールによるさらに精度の高いワークの研削が可能となる。最後に、超砥粒研削ホイールの硬さと切れ味との特性により、この超砥粒研削ホイールは従来の砥粒と比較して高速な除去率を可能にする。本発明の実施例では、超砥粒研削ホイールは周速として１分あたり約８，０００〜約１０，０００フィート（ｓｆｐｍ）の削り速度でワークからコーティングを除去し、従来の研削ホイールと比べて各々の研削ホイールの研削量（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ）にして２０倍まで部材を除去しうる。超砥粒研削ホイールの高速研削能力が高速除去率に貢献する。本発明では、超砥粒研削ホイールは適切な割合で回転し、本実施例では少なくとも分速３，０００回転（ｒｐｍ）の割合で回転する。本実施例では、直径９．１２５ｉｎｃｈの研削ホイールが分速約３，８００回転（ｒｐｍ）、すなわち表面速度として１分あたり約９，０７８フィート（ｓｆｐｍ）の割合で回転する。これと比較して、直径１２ｉｎｃｈの従来の砥粒研削ホイールが分速約１，４００回転（ｒｐｍ）、すなわち表面速度として１分あたり約４，３９８フィート（ｓｆｐｍ）の割合で回転する。
【００１５】
本発明にＣＢＮホイールが使用される場合、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）は熱を伝導するためワークの表面温度は低下されうる。ワークの表面温度がより低くなることにより、大半が超砥粒のようには熱を伝導しない従来の砥粒と比較して、その下にある合金へのダメージが軽減される。
【００１６】
本発明の実施例では、ガスタービンエンジン部品からコーティングを除去する方法がクリープ研削工程を含みうる。クリープ研削では、コーティング材料がワークの表面から従来の研削よりも少ない経路数（ｐａｓｓ）で除去される。機械盤（すなわち回転盤）は研削ホイールの回転方向にワークを送る。機械盤速度が低速な間（すなわち「クリープ送り」中）は、研削ホイールの切削の深さが大きく、材料の高い除去率をもたらす。
【００１７】
図１Ａはガスタービンエンジンにおけるブラシシールの回転部材１０の概略的な側面図であり、回転部材が仕上げの（すなわち「所望の」）厚さＴをもつように耐磨耗性溶射コーティング１２が合金本体１４に被覆されている。耐摩耗性溶射コーティング１２は高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）コーティング、もしくは公知の適当な耐摩耗性溶射コーティングでもよい。合金本体１４は適当な合金により形成されうる。運転中、ブラシシールのブリスル（図１Ａに示さず）は表面１６に接触してエアシールを形成する。ブリスルと接触表面１６との間に隙間があると、空気の流路がつくられてブラシシールの効果に欠陥を生じさせうる。
【００１８】
図１Ｂは図１Ａの回転部材１０の概略的な側面図であり、耐摩耗性溶射コーティング１２がコーティング１２´まで磨耗して、回転部材の厚さＴ´が既に仕上げの厚さＴと実質的に同じではなくなっている。破線は回転部材１０の所望の厚さＴを示し、耐摩耗性溶射コーティング１２´の磨耗を表している。特に、厚さＴHD（回転部材１０の仕上げの厚さＴと磨耗した厚さＴ´との差に等しい）だけ耐摩耗性溶射コーティング１２は磨耗している。図１Ｂでは耐摩耗性溶射コーティング１２´の磨耗が均一であるように示されているが、実際には、耐摩耗性溶射コーティング１２´の磨耗した表面１６´は均一ではなく、他の部分に比べて耐摩耗性溶射コーティング１２´が厚い部分もある（厚さＴHDのように厚さは概ね同じ方向に沿って計測される）。
【００１９】
耐摩耗性溶射コーティング１２´が磨耗して回転部材１０の厚さが所望の厚さＴから磨耗した厚さＴ´へと減少した場合、ブラシシールにおけるブリスル接触面の、回転部材１０の表面１６´に対する接触に影響を及ぼしうる。先にも述べたように、これはブラシシールの効果に欠陥を生じさせうるので、回転部材１０が再び所望の厚さＴをとるように耐磨耗性溶射コーティング１２´を修復することが望ましい。この磨耗した表面１６´を修復するいくつかの既存の方法では、耐摩耗性溶射コーティング部材を再適用する前に既存のコーティングの下にある合金本体１４（もしくは他の基材）を露出させるように実質的に既存のすべての耐摩耗性溶射コーティング１２´を除去する必要がある。耐摩耗性溶射コーティング１２´除去の現行の方法では、従来の砥粒研削ホイールがこれを回転させる装置に取り付けられ、研削ホイールが耐摩耗性溶射コーティングに接触するように位置決めされて、耐摩耗性溶射コーティング１２´を除去する。しかしながら、本発明の方法では、回転部材１０から耐摩耗性溶射コーティングを除去するために超砥粒研削ホイールが用いられる。
【００２０】
本発明の超砥粒研削ホイールは従来の砥粒研削ホイールとともに現在使用されている通常の装置に取り付けられる。もちろん超砥粒研削ホイールが従来の砥粒研削ホイールと交換される。従来装置には修正が必要とされうる。より高速なスピンドルの回転速度（ｒｐｍ）や、適切な冷媒の供給やろ過、および機械の囲い（必要であればもしくは望ましくは）等を達成するように修正が必要であることは当業者にとって理解できよう。
【００２１】
図２はＣＢＮホイール２２を組み込んだ研削装置２０の実施例の部分的な斜視図を示す。装置２０は従来技術の研削装置の一般的な描画であり、装置２０の多くの詳細は図を明確にするために省略されている。装置２０はマキノ装置モデルＭＣ９８やＭＣ８６といった適当な研削装置であり、オハイオ州メーソンのマキノ社で製造され市販されている。装置２０は、ＣＢＮホイール２２が取り付けられたスピンドル２４と、垂直面に沿って取り付けられた回転盤２６とを含む。スピンドル２４と回転盤２６の双方は固定された軸の周りを回転するように配置されている。
【００２２】
スピンドル２４は運転中高速で回転するように構成され、ＣＢＮホイール２２もまた高速で回転する。実施例では、スピンドル２４は分速約３，０００回転（ｒｐｍ）で回転する。ＣＢＮホイール２２は固定された軸の周りを回転するためＣＢＮホイール２２の砥粒面は各回転中、同じ経路をたどる。
【００２３】
回転部材１０から耐摩耗性溶射コーティング１２´を部分的に、もしくはすべて除去するため、図２の回転部材１０が回転盤２６に取り付けられている。装置２０の運転中、ＣＢＮホイール２２は回転部材１０に接触するように位置づけされる。回転部材１０から耐摩耗性溶射コーティング１２を部分的に、もしくはすべて除去するため、スピンドル２４、これによりＣＢＮホイール２２が回転部材１０の磨耗した表面１６´に接触しながら高速で回転する。スピンドル２４が高速で回転する一方、回転部材１０の磨耗した表面１６´がＣＢＮホイール２２と接触して「クリープ研削」されるように回転盤２６はスピンドル２４に比べて低速で回転する。これはすなわち装置２０の運転中、回転部材１０の磨耗した表面１６´がＣＢＮホイール２２に徐々にさらされるように回転盤２６は徐々に回転する。超砥粒研削ホイール２２および低速部（すなわちワーク）の回転の組み合わせにより結果として周知の研削装置に比べてより深い研削（すなわちＣＢＮホイール２２の一回通過あたりにより多くの耐摩耗性溶射コーティング１２の除去）を可能にする。ワークが円形状の回転部材１０でない場合、装置２０はまた適切なワーク支持部材を内蔵しうる。
【００２４】
実施例では、装置２０は回転部材１０の耐摩耗性溶射コーティング１２（図１に示す）を１分あたり約８，０００〜約１０，０００フィート（ｓｆｐｍ）の削り速度で除去する。ほとんどの研削装置では、作業者は回転部材１０（もしくは他のワーク）の位置とＣＢＮホイール２２の速度を精密に制御することが可能で、これにより作業者が耐摩耗性溶射コーティング１２を精度よく除去することを可能にする。
【００２５】
図３は回転スピンドル３４に取り付けられたＣＢＮホイール３２と水平方向に取り付けられた回転盤３６とを含む回転研削装置３０の第２の実施例である。回転盤３６がワーク（図３に示さず）を受けるように構成されている。回転研削装置３０は、図２の回転盤２６のように垂直面に沿って取り付けられているのではなく、回転盤３６が水平方向に取り付けられているという点で図２の回転研削装置２０と異なる。さらに、回転スピンドル３４はＣＢＮホイール３２が回転盤３６に据え置かれたワーク（図３に示さず）に様々な角度で接触できるように調節される。図３では、スピンドル３４が回転盤３６の上部面に対して４５度の角度となっている。
【００２６】
図４は本発明のガスタービンエンジン部品の修復方法を図式化したフローチャート４０であり、この方法は部品から耐摩耗性溶射コーティングを除去する超砥粒研削ホイールの使用を特徴とする。先にも述べたように、ガスタービンエンジン部品の耐摩耗性溶射コーティングは時間の経過により摩損した場合には修復される必要がある。コーティングを修復するためにすべて、もしくは部分的にコーティングを除去する必要がある。たとえ耐摩耗性溶射コーティングが磨耗していない場合でも、やはりガスタービンエンジン部品は実質的にすべてのコーティング除去を要する修復が必要である。例えば耐摩耗性溶射コーティングの下にある合金本体（もしくは別の材料からなる本体）がダメージを受けた場合、大抵は下の本体を修復する前に耐摩耗性溶射コーティングを除去する必要がある。
【００２７】
本発明における方法のステップ４２では、既存の耐摩耗性溶射コーティングのすべてもしくは一部が超砥粒研削ホイールによりワークから除去される。例えば、ワークが回転研削装置２０もしくは３０の各々の回転盤２６もしくは３６に取り付けられ、各々のＣＢＮホイール２２もしくは３２により既存の耐磨耗性溶射コーティングが除去される。ステップ４２はガスタービンエンジン部品修復のすべての方法には必要としないこともある。
【００２８】
選択的なステップ４２に引き続いてステップ４４では、部品における新たな耐摩耗性溶射コーティングの被覆する厚さが決定される。被覆厚さは概ね部品に仕上げ厚さ（もしくは寸法）を与えるのに必要な耐摩耗性溶射コーティングの厚さに等しい。用語「厚さ」は概ね寸法を示すために用いられる。仕上げ寸法とはガスタービンエンジンで使用する状況に部品を配置するために必要な寸法である。例えば、図１および図２に示す回転部材１０においては、被覆厚さとは仕上げ厚さＴと磨耗した厚さＴ´との差であり、新たに耐摩耗性溶射コーティングを被覆する前に既存の耐摩耗性溶射コーティング１２´を除去する場合には、被覆厚さは仕上げ厚さＴと合金本体１４の厚さとの差である（厚さは概ね厚さＴと同じ方向で測定される）。
【００２９】
ステップ４６では、耐摩耗性溶射コーティング材料が部品の外表面にステップ４４で決定された被覆厚さよりも厚く、もしくはこれと等しい厚さに被覆される。耐摩耗性材料でコーティングされる必要のない部品部分はステップ４６の前に公知の方法によりマスキングされる。耐摩耗性コーティングは公知の適切なオーバーレイコーティング工程を用いて被覆される。本発明における方法の一実施例では、供給材料が高エネルギー熱源に軸方向に注入され、ここで材料が溶解／軟化されて部品の表面に向かって高速に加速される。衝突の際、個々の粒子が急速に凝固してコーティングを形成する。高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）工程では、酸素と燃料（すなわち水素）との燃焼によって気体や粉末に熱が供給され、既設のガンの筒を出る際の高温ガス流の自由膨張により高速のガス速度が生み出される。
【００３０】
ステップ４６において耐摩耗性溶射コーティングは被覆厚さよりも大きい厚さに被覆されることもある。結果として、部品は所望の厚さよりも大きい厚さとなりうる。この所望の厚さの余分な厚さは「余剰厚さ」と呼ばれる。ステップ４８では、この余剰厚さが超砥粒研削ホイールにより部品から除去される。再び超砥粒研削ホイールが図２および図３に示す各々の装置２０もしくは３０、あるいは他の適切な装置とともに用いられる。超砥粒研削ホイールが部品から耐摩耗性溶射コーティングを精密に除去するように用いられるため、コーティング材料の余剰厚さは部品から精密に除去される。例えば耐摩耗性溶射コーティングがある部位において他の部位よりも厚い場合にも、部品の形状を再構築するように超砥粒研削ホイールが使用される。
【００３１】
ＣＢＮホイールの実施例を参照として本発明について述べてきたが、ＣＢＮホイールの特長はあらゆる適切な超砥粒材を組み込んだ研削ホイールについても当てはまることが当業者にとって理解できよう。同様に、ブラシシールの回転部材１０は本発明を記述するために用いた実施例のワークである。本発明はタービンディスクやハブといった耐摩耗性溶射コーティングを備えたガスタービンエンジンのあらゆる部位から耐摩耗性溶射コーティングを除去するように用いられる。
【００３２】
また本発明はガスタービンエンジン部品の耐摩耗性溶射コーティングの少なくとも一部を除去する装置を含む。この装置は超砥粒研削ホイールと、この超砥粒研削ホイールを少なくとも分速３，０００回転の割合で回転できる回転装置とを含んでなる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１Ａ】耐磨耗性溶射コーティングが仕上げ厚さに適用されたガスタービンエンジンのブラシシールコンポーネント回転部材の概略側面図。
【図１Ｂ】既に耐摩耗性溶射コーティングが磨耗して仕上げ厚さをもたない図１Ａの回転部材の概略側面図。
【図２】図１Ｂの回転部材が取り付けられた垂直面の回転盤を含む装置に超砥粒研削ホイールが装着された本発明の第１の実施例の斜視図。
【図３】水平面の回転盤を含む装置に超砥粒研削ホイールが装着された本発明の第２の実施例の斜視図。
【図４】超砥粒研削ホイールによる耐摩耗性溶射コーティング除去を含むガスタービン加工部品の修復方法のフローチャート。
【符号の説明】
【００３４】
１０…回転部材
１６´…耐摩耗性溶射コーティングの磨耗表面
２０…研削装置
２２…ＣＢＮホイール
２４…スピンドル
２６…回転盤
【図１Ａ】
2007051640.tif 000003
【図１Ｂ】
2007051640.tif 000004
【図２】
2007051640.tif 000005
【図３】
2007051640.tif 000006
【図４】
2007051640.tif 000007