(57)【要約】【課題】ミクロ組織及び／又は機械的特性に悪影響を及ぼさないタービン部品及びタービン部品の製造プロセスを提供すること。【解決手段】コーティング、タービン部品、及びタービン部品の製造方法が開示される。コーティングは、セラミック粒子によって形成されたセラミック相と、セラミック相よりも大きな延性を有する延性マトリクスとを含む。セラミック相は、セラミック粒子と実質的に同じミクロ組織を含む。タービン部品は、コーティングを有する表面を含む。本方法は、タービン部品の表面にコーティングを施工するステップを含む。【選択図】      図１
2013147746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック粒子によって形成されるセラミック相と、
前記セラミック相よりも大きな延性を有する延性マトリクスと
を含むコーティングであって、前記セラミック相が、前記セラミック粒子と実質的に同じミクロ組織を含む、コーティング。
【請求項２】
前記セラミック粒子が、炭化タングステン、炭化クロム、ジルコニア、酸化ハフニウム、アルミナ、ムライト、サイアロン及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１記載のコーティング。
【請求項３】
前記セラミック粒子が炭化タングステンを含み、前記セラミック相が、炭化タングステンを実質的に含まない、請求項１記載のコーティング。
【請求項４】
前記セラミック相が、脱炭セラミックスを実質的に含まない、請求項１記載のコーティング。
【請求項５】
前記セラミック相が、酸化セラミックスを実質的に含まない、請求項１記載のコーティング。
【請求項６】
前記延性マトリクスが、ステンレス鋼を含む、請求項１記載のコーティング。
【請求項７】
前記延性マトリクスが、ＭＣｒＡｌＹ合金を含む、請求項１記載のコーティング。
【請求項８】
前記延性マトリクスが、ニッケル基合金及びコバルト基合金の一方又は両方を含む、請求項１記載のコーティング。
【請求項９】
前記延性マトリクスが、約２０．０〜約２３．０重量％のクロム、約５．０重量％以下の鉄、約８．０〜約１０．０重量％のモリブデン、約３．２〜約４．２重量％のニオブ、約１．０重量％以下のコバルト、約０．５重量％以下のマンガン、約０．４重量％以下のアルミニウム、約０．４重量％以下のチタン、約０．５重量％以下のケイ素、約０．１重量％以下の炭素、約０．０１５重量％以下の硫黄、約０．０１５重量％以下のリン、不可避不純物、及び残部のニッケル（例えば、最大約５８．０％）の組成を含む、請求項１記載のコーティング。
【請求項１０】
前記延性マトリクスが、約０．０６重量％以下の炭素、約０．３５重量％以下のマンガン、約０．３５重量％以下のケイ素、約０．０２０重量％以下のリン、約０．０１５重量％以下の硫黄、約１４．５〜約１７．５重量％のクロム、約１．００重量％以下のコバルト、約０．４０重量％以下のアルミニウム、約１．５０〜約２．００重量％のチタン、約０．００６重量％以下のホウ素、約０．３０重量％以下の銅、約３９．０〜約４４．０重量％のニッケル及びコバルト、約２．５０〜約３．３０重量％のニオブ及びタンタル、不可避不純物、及び残部の鉄の組成を含む、請求項１記載のコーティング。
【請求項１１】
前記延性マトリクスが、約５０．０〜約５５．０重量％のニッケル、約１７．０〜約２１．０重量％のクロム、約２．８〜約３．３重量％のモリブデン、約４．７５〜約５．５重量％のニオブ、約１．０重量％以下のコバルト、約０．３５重量％以下のマンガン、約０．６５〜約１．１５重量％のアルミニウム、約０．３重量％以下のチタン、約０．３５重量％以下のケイ素、約０．０８重量％以下の炭素、約０．０１５重量％以下の硫黄、約０．０１５重量％以下のリン、約０．００６重量％以下のホウ素、不可避不純物、及び残部の鉄の組成を含む、請求項１記載のコーティング。
【請求項１２】
前記延性マトリクスが、約５５〜約５９重量％のニッケル、約１９〜約２２．５重量％のクロム、約７〜約９．５重量％のモリブデン、約０．３５重量％以下のアルミニウム、約１〜約１．７重量％のチタン、約２．７５〜約４重量％のニオブ、不可避不純物、及び残部の鉄の組成を含む、請求項１記載のコーティング。
【請求項１３】
前記延性マトリクスが、約２０．５〜約２３．０重量％のクロム、約８．００〜約１０．０重量％のモリブデン、最大約１．００のマンガン、約０．０５〜約０．１５重量％の炭素、約１．００重量％以下のケイ素、約１７．０〜約２０．０重量％の鉄、不可避不純物、及び残部のニッケルの組成を含む、請求項１記載のコーティング。
【請求項１４】
前記延性マトリクスが、約０．０５〜約０．０９重量％の炭素、約１４．０〜約１５．２５重量％のクロム、約１４．２５〜約１５．７５重量％のコバルト、約３．９〜約４．５重量％のモリブデン、約３．０〜約３．７重量％のチタン、約４．０〜約４．６重量％のアルミニウム、不可避不純物、及び残部のニッケルの組成を含む、請求項１記載のコーティング。
【請求項１５】
前記延性マトリクスが、約７．５重量％以下のコバルト、約７．０重量％以下のクロム、約６．５重量％以下のタンタル、約６．２重量％以下のアルミニウム、約５．０重量％以下のタングステン、約３．０重量％以下のレニウム、約１．５重量％以下のモリブデン、約０．１５重量％以下のハフニウム、約０．０５重量％以下の炭素、約０．００４重量％以下のホウ素、約０．０１重量％以下のイットリウム、及び残部のニッケルの組成を含む、請求項１記載のコーティング。
【請求項１６】
前記延性マトリクスが、約２６〜約３０．０重量％、約４．０〜約６．０重量％のニッケル、約０．５重量％以下、約１８．０〜約２１．０重量％のタングステン及びモリブデン、約０．７５〜約１．２５重量％のバナジウム、約０．００５〜約０．１重量％のホウ素、約０．７〜約１．０重量％の炭素、約３．０重量％以下の鉄、約１．０重量％以下のマンガン、約１．０重量％以下のケイ素、不可避不純物、及び残部のコバルトの組成を含む、請求項１記載のコーティング。
【請求項１７】
前記コーティングが、コールドスプレーコーティングである、請求項１記載のコーティング。
【請求項１８】
前記コーティングが、ブレード先端、ブレードの前縁、ブレードの後縁、ブレードの正圧側面、ブレードの負圧側面、バケット又はこれらの組合せからなる群から選択されるタービン部品の表面上に配設される、請求項１記載のコーティング。
【請求項１９】
コーティングを有する表面を備えたタービン部品であって、該コーティングが、
セラミック粒子によって形成されたセラミック相と、
前記セラミック相よりも大きな延性を有する延性マトリクスと
を含んでおり、前記セラミック相が、前記セラミック粒子と実質的に同じミクロ組織を含む、タービン部品。
【請求項２０】
タービン部品の製造方法であって、該方法が、前記タービン部品の表面にコーティングを施工するステップを含み、前記コーティングが、
セラミック粒子によって形成されたセラミック相と、
前記セラミック相よりも大きな延性を有する延性マトリクスと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造物品及び方法に関する。より具体的には、本発明は、コーティング、タービン部品、及びタービン部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンにおけるような多くのシステムは、熱的、機械的、及び化学的に過酷な環境に曝される。例えば、ガスタービンの圧縮機部分において、大気中の空気は、大気圧の１０〜２５倍まで加圧され、プロセス中に約８００°Ｆから約１２５０°Ｆまで断熱加熱される。この加熱され加圧された空気は、燃焼器に配向されて、ここで燃料と混合される。燃料が点火され、この燃焼プロセスによってガスは、約３０００°Ｆを超える超高温にまで加熱される。これらの高温ガスはタービンを通過し、ここで回転タービンディスクに固定された翼形部がエネルギーを抽出して、タービンのファン及び圧縮機並びに排出システムを駆動し、ここでガスが発電を行う発電機のロータを回転させるのに十分なエネルギーを提供する。緊密なシール及び高温ガスの精密に配向された流れによって作動効率がもたらされる。タービンにおけるこのような緊密なシール並びに精密に配向される流れを達成するには、製造上困難であり、高価なものとなる可能性がある。
【０００３】
タービンの作動効率を向上させるため、燃焼温度が引き上げられ、引き続き上昇し続けている。これらの温度上昇に耐えるために、固定構造体にろう付けされた高合金ハニカムセクションが使用されてきた。高合金ハニカムは、材料コストが高価となる可能性があり、また、固定構造体へのろう付けにより高価となる可能性がある。
【０００４】
同様に、アブレイダブル摩耗コーティングとして機能を果たすような他の多孔性、発泡性、及び／又はハニカム部品は高価であり、作動上の限界を有する可能性がある。例えば、このような材料は、材料の施工及び／又は材料の加工処理中に酸化又は相変化を生じる可能性がある。このような材料の溶接又はろう付けは、部品のミクロ組織及び／又は機械的特性に悪影響を及ぼす可能性がある。例えば、溶接又はろう付けは、機械的特性の欠陥を生じる熱影響域を形成する可能性がある。
【０００５】
上述の欠点の１以上を生じないコーティング、タービン部品、及びタービン部品の製造プロセスが、当該技術分野で望ましいことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７８３６５９３号明細書
【発明の概要】
【０００７】
例示的な実施形態では、コーティングは、セラミック粒子によって形成されたセラミック相と、セラミック相よりも大きな延性を有する延性マトリクスとを含む。セラミック相は、セラミック粒子と実質的に同じミクロ組織を含む。
【０００８】
別の例示的な実施形態では、タービン部品は、コーティングを有する表面を含む。コーティングは、セラミック粒子によって形成されたセラミック相と、セラミック相よりも大きな延性を有する延性マトリクスとを含む。セラミック相は、セラミック粒子と実質的に同じミクロ組織を含む。
【０００９】
別の例示的な実施形態では、タービン部品の製造方法は、タービン部品の表面にコーティングを施工するステップを含む。コーティングは、セラミック粒子によって形成されたセラミック相と、セラミック相よりも大きな延性を有する延性マトリクスとを含む。
【００１０】
本発明の他の特徴及び利点は、例証として本発明の原理を示す添付図面を参照しながら、以下の好ましい実施形態のより詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示による、シュラウドとブレードとの間に配設される１つの層を有する例示的なシール構成を示す図。
【図２】本開示による、シュラウドとブレードとの間に配設される複数の層を有する例示的なシール構成を示す図。
【図３】本開示による、金属多孔性構造を施工する例示的なプロセスのフロー図。
【図４】本開示の例示的なプロセスに従って施工された金属多孔性構造を有する例示的な物品を形成する装置の概略図。
【図５】本開示の例示的なプロセスに従って施工された金属多孔性構造を有する例示的な物品を形成する装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
可能な限り、同じ要素を示すために図面全体を通じて同じ参照符号が使用される。
【００１３】
本開示による例示的なコーティング、タービン部品、及びタービン部品の製造プロセスが提供される。本開示の実施形態は、より広い範囲の温度にわたる部品の作動を可能にし、回転部品と静止部品との間のより緊密な公差を許容し、耐摩耗性を向上させ、脱炭粒子の形成を低減又は排除し、脆性相の形成を低減又は排除し、接着を向上させ、部品の酸化を低減又は排除し、部品の動作寿命を延ばし、少量の熱を用いた又は熱を加えないコーティング形成を可能にし、或いはこれらの組合せを可能にする。
【００１４】
図１及び２は、ブレード先端１０３のようなコーティング部分１０２を有する、タービンブレードのような例示的な物品１００を示している。コーティング部分１０２は、図１に示すような物品１００の基材１０１上に直接配設され、或いは、図２に示すような基材１０１上の１以上の中間層２０２上に配設される。
【００１５】
物品１００は、静止部品又は回転部品のようなあらゆる好適な金属部品である。好適な部品は、限定ではないが、圧縮機部品、タービン部品、タービンブレード、及びタービンバケットを含む。一実施形態では、タービン部品は、高温セクション部品である。一実施形態では、タービン部品は、低温セクション部品である。コーティング部分１０２は、物品１００のあらゆる好適な部分又は表面である。一実施形態では、コーティング部分１０２は、ブレード先端１０３、ブレードの前縁、ブレードの後縁、ブレードの正圧側面、ブレードの負圧側面、バケット又はこれらの組合せなど、物品１００の一部である。
【００１６】
コーティング部分１０２は、セラミック粒子によって形成されたセラミック相と、金属材料により形成された延性マトリクスとを有するコーティング１０５であり、又はコーティング１０５を含む。本明細書で使用される用語「金属」は、金属、合金、複合金属、金属間材料又はこれらの組合せを包含することを意図している。延性マトリクスは、セラミック相よりも大きな延性を有する。一実施形態によれば、コーティング１０５の施工は、セラミック粒子及び／又は延性マトリクスを形成する金属材料に対する相変化が僅かであるか又は全く生じさせない。コーティング１０５は、コーティング部分１０２と他の表面１０７との間の定常状態条件でより緊密なクリアランスを可能とし、タービンシール、フィレット、圧縮機シール、ラビリンスシール、ブラシシール、可撓性シール、減衰機構、冷却機構、バケット内部、ピストン、熱交換器、シュラウド、ステータ部品、ロータ部品又はこれらの組合せ上など、他の表面上に施工することができる。
【００１７】
セラミック相及び延性マトリクスの組合せにより摩耗保護がもたらされる。セラミック相は、セラミック粒子により形成される。好適なセラミック粒子は、限定ではないが、炭化タングステン、炭化クロム、ジルコニア、酸化ハフニウム、アルミナ、ムライト、サイアロン及びこれらの組合せを含む。
【００１８】
延性マトリクスは、セラミック相よりも大きな延性を備えた材料を含む。一実施形態では、延性マトリクスは、ステンレス鋼（例えば、約１０．５重量％を超えるクロムを有する合金鋼組成のもの）を含む。一実施形態では、延性マトリクスは、ＭＣｒＡｌＹ合金（ここで、Ｍはニッケル、コバルト、鉄、及びその合金、並びにこれらの組合せ）を含む。一実施形態では、延性マトリクスは、ニッケル基合金及び／又はコバルト基合金を含む。
【００１９】
一実施形態では、延性マトリクスは、約２０．０〜約２３．０重量％のクロム、約５．０重量％以下の鉄、約８．０〜約１０．０重量％のモリブデン、約３．２〜約４．２重量％のニオブ、約１．０重量％以下のコバルト、約０．５重量％以下のマンガン、約０．４重量％以下のアルミニウム、約０．４重量％以下のチタン、約０．５重量％以下のケイ素、約０．１重量％以下の炭素、約０．０１５重量％以下の硫黄、約０．０１５重量％以下のリン、不可避不純物、及び残部のニッケル（例えば、最大約５８．０％）を有する組成を含む。
【００２０】
一実施形態では、延性マトリクスは、約０．０６重量％以下の炭素、約０．３５重量％以下のマンガン、約０．３５重量％以下のケイ素、約０．０２０重量％以下のリン、約０．０１５重量％以下の硫黄、約１４．５〜約１７．５重量％のクロム、約１．００重量％以下のコバルト、約０．４０重量％以下のアルミニウム、約１．５０〜約２．００重量％のチタン、約０．００６重量％以下のホウ素、約０．３０重量％以下の銅、約３９．０〜約４４．０重量％のニッケル及びコバルト、約２．５０〜約３．３０重量％のニオブ及びタンタル、不可避不純物、及び残部の鉄を有する組成を含む。
【００２１】
一実施形態では、延性マトリクスは、約５０．０〜約５５．０重量％のニッケル、約１７．０〜約２１．０重量％のクロム、約２．８〜約３．３重量％のモリブデン、約４．７５〜約５．５重量％のニオブ、約１．０重量％以下のコバルト、約０．３５重量％以下のマンガン、約０．６５〜約１．１５重量％のアルミニウム、約０．３重量％以下のチタン、約０．３５重量％以下のケイ素、約０．０８重量％以下の炭素、約０．０１５重量％以下の硫黄、約０．０１５重量％以下のリン、約０．００６重量％以下のホウ素、不可避不純物、及び残部の鉄を有する組成を含む。
【００２２】
一実施形態では、延性マトリクスは、約５５〜約５９重量％のニッケル、約１９〜約２２．５重量％のクロム、約７〜約９．５重量％のモリブデン、約０．３５重量％以下のアルミニウム、約１〜約１．７重量％のチタン、約２．７５〜約４重量％のニオブ、不可避不純物、及び残部の鉄を有する組成を含む。
【００２３】
一実施形態では、延性マトリクスは、約２０．５〜約２３．０重量％のクロム、約８．００〜約１０．０重量％のモリブデン、最大約１．００のマンガン、約０．０５〜約０．１５重量％の炭素、約１．００重量％以下のケイ素、約１７．０〜約２０．０重量％の鉄、不可避不純物、及び残部のニッケルを有する組成を含む。
【００２４】
一実施形態では、延性マトリクスは、約０．０５〜約０．０９重量％の炭素、約１４．０〜約１５．２５重量％のクロム、約１４．２５〜約１５．７５重量％のコバルト、約３．９〜約４．５重量％のモリブデン、約３．０〜約３．７重量％のチタン、約４．０〜約４．６重量％のアルミニウム、不可避不純物、及び残部のニッケルを有する組成を含む。
【００２５】
一実施形態では、延性マトリクスは、約７．５重量％以下のコバルト、約７．０重量％以下のクロム、約６．５重量％以下のタンタル、約６．２重量％以下のアルミニウム、約５．０重量％以下のタングステン、約３．０重量％以下のレニウム、約１．５重量％以下のモリブデン、約０．１５重量％以下のハフニウム、約０．０５重量％以下の炭素、約０．００４重量％以下のホウ素、約０．０１重量％以下のイットリウム、及び残部のニッケルを有する組成を含む。
【００２６】
一実施形態では、延性マトリクスは、約２６〜約３０．０重量％、約４．０〜約６．０重量％のニッケル、約０．５重量％以下、約１８．０〜約２１．０重量％のタングステン及びモリブデン、約０．７５〜約１．２５重量％のバナジウム、約０．００５〜約０．１重量％のホウ素、約０．７〜約１．０重量％の炭素、約３．０重量％以下の鉄、約１．０重量％以下のマンガン、約１．０重量％以下のケイ素、不可避不純物、及び残部のコバルトを有する組成を含む。
【００２７】
一実施形態では、物品１００のコーティング部分１０２上のコーティング１０５は、コールドスプレーによって施工される。プラズマ溶射又は高速酸素燃料溶射法のような技法と比べて、コールドスプレーによるコーティング１０５の施工は、スプレー中の酸化の低減又は排除、疲労抵抗（例えば、プロセス中に圧縮応力を加えることによる）の増大、接着性の向上又はこれらの組合せをもたらす。図３を参照すると、コーティング１０５の施工の例示的なプロセス３００において、物品１００は、例えば、物品１００の表面を清浄化することにより前処理される（ステップ３０２）。次いで、コーティング部分１０２は、コールドスプレーによって物品１００に施工される（ステップ３０４）。コールドスプレー（ステップ３０４）は、固体／粉体原料４０２を使用し（図４及び５を参照）、大部分は溶接又はろう付けなどのプロセスよりも少ない熱で固体状態で処理が行われ、結果として、物品１００の基材１０１のミクロ組織及び／又は特性の熱による変化が僅かであるか又は全くないことになる。
【００２８】
一実施形態では、固体原料４０２は、セラミック粒子と延性マトリクスの材料とを含む。別の実施形態では、固体原料４０２は、セラミック粒子又は延性マトリクスの材料を含む。固体原料４０２は、微細な粒径を有し、例えば、約１０５μｍ未満、約５０μｍ未満、約２５μｍ未満、約１５μｍ未満、約１０〜約１０５μｍ、約１０〜約２５μｍ、約１０〜約１５μｍ、又はあらゆる好適な組合せもしくはその部分的組合せを有する。一実施形態では、固体原料４０２は、複数の粒径の組合せを有する。例えば、一実施形態では、固体原料４０２におけるセラミック粒子の第１の部分は第１の粒径であり、固体原料４０２におけるセラミック粒子の第２の部分は第２の粒径である。これに加えて、又は代替として、一実施形態では、固体原料４０２は、複数の粒径の組合せの延性マトリクスの材料を含む。例えば、一実施形態では、固体原料４０２における延性マトリクスの材料の第１の部分は第１の粒径であり、固体原料４０２における延性マトリクスの材料の第２の部分は、第１の粒径とは異なる第２の粒径である。複数の粒径の組合せにより、固有のミクロ組織、コールドスプレー（ステップ３０４）中の調整可能性の向上が可能になり、及び／又は耐摩耗性が向上する。例えば、大きな粒体は、小さな粒体よりも衝突に対して良好に保護する傾向がある。しかしながら、より大きな粒体は、小さな粒体よりもコーティング１０５からより容易に剥離する可能性がある。大きな粒体と小さな粒体を組合せることで、衝突保護と剥離に対する耐性のバランスがもたらされる。
【００２９】
コールドスプレー（ステップ３０４）は、固体原料４０２への有意な入熱が無い状態で固体原料４０２粒体を衝突させることによりコーティング１０５を形成する。コールドスプレー（ステップ３０４）は、固体原料４０２の相及びミクロ組織を実質的に保持し、物品１００の基材１０１に提供される熱が僅かであるか、又は全くない。一実施形態では、コールドスプレー（ステップ３０４）は、コーティング１０５が所望の厚みの範囲内であるか、又は所望の厚みの範囲、例えば、約１〜約２０００ミル、約１〜約１００ミル、約５〜約２０ミル、約１０〜約３０ミル、約１０〜約２０ミル、約１０〜約５０ミル、約１０〜約１５ミル、又はあらゆる好適な組合せもしくはその部分的組合せを僅かに上回るまで継続される。
【００３０】
一実施形態では、コールドスプレー（ステップ３０４）は、例えば、図４に示すような収束拡大ノズル４０８において以下の式に基づいて、固体原料４０２を少なくとも所定の速度又は速度範囲まで加速するステップを含む。
【００３１】
【数１】
2013147746.tif 000003
式１において、「Ａ」はノズル出口４０５の面積であり、「Ａ*」はノズルスロート４０７の面積である。「γ」は使用されるプロセスガス４０９の比Ｃp／Ｃv（Ｃpは一定圧での比熱容量であり、Ｃvは一定容積での比熱容量である）である。ガス流パラメータは、Ａ／Ａ*の比に依存する。ノズル４０８がチョーク状態で作動している場合、出口ガス速度マッハ数（Ｍ）は、式１により識別可能である。「γ」がより高い値を有するガスは、より高いマッハ数をもたらす。パラメータは、収束部分４０６の前に配置されたセンサ４１０によって測定／監視される。固体原料４０２が所定の速度又は速度範囲で物品１００に衝突すると、固体原料４０２が物品１００に接合し、コーティング部分１０２を形成する。
【００３２】
ノズル４０８は、物品１００から所定の距離、例えば、約１０〜約１５０ｍｍ、約１０〜約５０ｍｍ、約５０〜約１００ｍｍ、約１０〜約３０ｍｍ、約３０〜約７０ｍｍ、約７０〜約１００ｍｍ、又はあらゆる好適な組合せもしくはその部分的組合せに配置される。
【００３３】
一実施形態では、コールドスプレー（ステップ３０４）は、例えば、同じ材料又は異なる材料を含み且つ別個のノズル４０８により供給される別個の原料５０２（図５を参照）と共に固体原料４０２を衝突させるステップを含む。一実施形態では、セラミック粒子は固体原料４０２内にあり、延性マトリクスの材料は別個の原料５０２内にある。同様に、一実施形態では、延性マトリクスの材料は固体原料４０２内にあり、セラミック粒子は別個の原料５０２内にある。固体原料４０２と、異なる組成を有する別個の原料５０２とを備えた実施形態では、コーティング１０５の組成は、コールドスプレー（ステップ３０４）の動作パラメータを調整することにより調整可能である。
【００３４】
図５を参照すると、一実施形態では、コールドスプレー（ステップ３０４）は、例えば、式１に基づいて、固体原料４０２及び／又は別個の原料５０２を少なくとも所定の速度又は速度範囲まで加速するステップを含む。一実施形態では、図５に対応するコールドスプレー（ステップ３０４）は、特定の材料（セラミック粒子及び／又は延性マトリクスの材料）のスプレーに適合するよう複合Ａ／Ａ*比で設計されたノズル４０８を含む。別の実施形態では、コールドスプレー（ステップ３０４）は、異なるノズル４０８で異なるガスを使用し、及び／又は他のパラメータの相対調整を含む。一実施形態では、金属相を有する原料とセラミック相を有する原料とに関連する不適合性に対処するために、複数のノズル４０８を用いる。
【００３５】
図３に示すように、一実施形態では、プロセス３００は、例えば、研削、機械加工、ショットピーニング、又は他の処理によりコーティング部分１０２及び／又は物品１００を仕上げ処理するステップ（ステップ３０８）を含む。
【００３６】
図２を参照すると、一実施形態では、コーティング部分１０２は、中間層２０２の１以上の上に配設される。一実施形態では、中間層２０２の少なくとも１つはボンドコートである。ボンドコートは、例えば、コールドスプレーによって基材１０１上に施工され、或いは基材１０１上に１以上の追加のボンドコートが施工される。一実施形態では、ボンドコートは、例えば、Ｔｉ6Ａｌ4Ｖ、Ｎｉ−Ａｌ、ニッケル基合金、コバルト基合金、ステンレス鋼、鉄合金、炭素鋼、アルミニウム、チタン、又は他の好適な材料などの延性材料である。ボンドコートは、例えば、約２〜約１５ミル、約２〜約５ミル、約５〜約１０ミル、約１０〜約１５ミル、約２〜約３．０ミル、約１ミル超、約２ミル超、又はあらゆる好適な組合せもしくはその部分的組合せなどの所定の厚みで施工される。
【００３７】
別の実施形態では、コーティング１０５は、高速酸素燃料溶射法、高速空気燃料溶射法、及び／又は空気プラズマ溶射法によって施工される。これらの実施形態では、コーティング１０５内のセラミック粒子は、スプレープロセスによる硬質の相特性を低減する。空気プラズマ溶射法において硬質相特性の低減が最も小さい。高速酸素燃料溶射法における硬質相特性の低減がより大きく、高速空気燃料溶射法が最大である。硬質相特性の低減を補償するために、一実施形態では、コーティング１０５に施工されるセラミック粒子の量が調節される。例えば、一実施形態では、コーティング１０５におけるセラミック相の密度は、硬質相特性のより大きな低減を有するセラミック粒子と一致してより大きくなる。
【００３８】
例示的な実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更を行うことができ且つ本発明の要素を均等物で置き換えることができる点は、当業者であれば理解されるであろう。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は物的事項を本発明の教示に適合するように多くの修正を行うことができる。従って、本発明は、本発明を実施するために企図される最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、また本発明は、提出した請求項の技術的範囲内に属する全ての実施形態を包含することになるものとする。
【符号の説明】
【００３９】
１００  物品
１０１  基材
１０２  コーティング部分
１０３  ブレード先端
１０５  コーティング
１０７  他の表面
【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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