(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方向性凝固されたか又は単結晶の構成部分（６、７、１０）のロウ付け方法において、
ロウ付け材料（８、１６）及び方向性凝固されたか又は単結晶の構成部分（６、７、１０）を加熱領域（５、１５）を通って移動させること、該領域（５、１５）内で加熱装置（５）によりもたらされた温度がロウ合金（８、１６）の液相線温度より大でありかつ構成部分（６、７、１０）の局所的な初期溶融温度より小であること、構成部分（６、１０）とロウ付け材料（８、１６）の間に温度勾配がもたらされること、ロウ合金が構成部分の母材及び１つ以上の融点を下げる元素からなること、ならびに前記ロウ付け材料は方向性凝固されることを特徴とする、
方向性凝固されたか又は単結晶の構成部分（６、７、１０）のロウ付け方法。
【請求項２】
ロウ付け材料（８、９）によって２構成部分を結合する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ロウ付け材料（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）を構成部分（１０）上に施与する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
構成部分（１０）が羽根である、請求項３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１記載の上位概念による方向性凝固されたか又は単結晶の構成部分のロウ付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶接及びロウ付けは、輪郭の回復及び、鋳造法で通常製造されるガスタービン構成部分の結合のための常法である。しかしながら、より高い効率、ひいてはガスタービンのより高いタービン入口温度によって、より高い温度でより良好な材料性質を示す構成部分が必要であった。このことは、改善された材料によってか或いは方向性凝固されたか又は単結晶の構成部分によって達成することができる。この材料又は構成部分は、溶接が困難であり、従ってロウを用いてこのような構成部分を修復することが試みられてきた。０．１ｍｍより小さい隙間幅を有する微細な隙間のロウ付け(Duennspaltloeten)によって、施与された材料中で部分的に母材の性質は、達成することができた。０．１ｍｍより大きな隙間幅の場合、方向性及び単結晶により凝固された構成部分の場合には、しかしながら、施与されたロウ付け材料の僅かな機械的強度が得られることができたにすぎなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で定義された種類の方向性凝固されたか又は単結晶の構成部分のロウ付け方法によって方向性凝固されたか又は単結晶の構成部分上にロウ付け材料を施与するか又はこのような構成部分を結合することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記課題は、請求項１記載の特徴部によって解決される。
【０００５】
本発明の核心は、即ち、ロウ付け材料及び方向性凝固されたか又は単結晶の構成部分を加熱領域を通って移動させること、該領域内で加熱装置によりもたらされた温度がロウ合金の液相線温度より大でありかつ構成部分の局所的な初期溶融温度(oertliche Voraufschmelz-Temperatur)（incipient melting temperature）より小であり、即ち構成部分の部分的な溶融開始には至らないことならびに、構成部分とロウ付け材料の間に温度勾配がもたらされることである。
【０００６】
本発明の利点は、特に、ロウ付け材料の物理的かつ化学的性質が方向性及び単結晶により凝固された母材に近似している点にある。さらに上記ロウ付け材料は、これまでのロウ付け材料に比してより一層著しく低い多孔度を示す。その上、方向性凝固されたロウ付け材料の施与の可能性によって、方向性及び単結晶により凝固された構成部分のライフコストが高められる。
【０００７】
ロウ付けによって母材の強度が達成される。さらに上記のロウ付け方法によって高い負荷のかかる部分（例えばタービン羽根、羽根プラットホーム(Schaufelplattformen)等）の修復は、実施することができる。
【０００８】
本発明のさらに有利な発展は、サブクレームに記載されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例は、図で概略的に示されている。
【００１０】
本発明の理解に必要な本質的な要素のみが図示されている。
【００１１】
図１には、本質的に密閉室２、断熱のための断熱板３（Baffle）、プレート４及び少なくとも１つの加熱装置５からなるロウ付け装置１が示されている。この場合には加熱装置５として誘導加熱装置が使用されているが、しかし別の加熱装置を使用することもできる。プレート４上に方向性凝固された構成部分６が載置される。該構成部分６上に本質的に相応するロウ合金８の固い層が載置され、かつ該ロウ合金８上に再度、方向性凝固された構成部分７が載置される。
【００１２】
ロウ合金は、例えば修復すべき部分の母材及び１つ以上の融点を下げる元素の添加物からなる。融点を下げる元素として、例えばホウ素、ケイ素等又はこれら元素の組合せは、使用することができる。
【００１３】
上記の３つの構成部分は、断熱版３の開口部を通って下から室２中に入れられ、その結果、下の方向性凝固された構成部分６の少なくとも上部分が室２中に突出する。
【００１４】
誘導加熱装置５によって熱エネルギーが構成部分６、７及び８中にもたらされる。該加熱装置によって明確に定義された領域１５が生じ、この領域を通過して構成部分及びロウ付け材料は、矢印１４の方向に移動することができる。該領域１内では加熱装置５によって得られる温度は、ロウ合金８の液相線温度より大でありかつ方向性凝固された構成部分６の局所的な初期溶融温度(oertliche Voraufschmelz-Temperatur)より小である程度に選択される。プレート４の方向に、構成部分６、８及びロウ付け材料７によって温度勾配が生じる。構成部分６とロウ付け材料８との間の境界層で該ロウ付け材料に向けられた構成部分６の表面は、溶解されたロウ付け材料のための造核剤として利用される。溶解されたロウ付け材料が領域１５の外部に移動する場合には、温度は、液相線温度より下に低下する。構成部分６の粒子の配向は、ロウ合金の凝固の際にロウ合金に転写される。プレート４の方向での温度勾配によってロウ付け材料内部では方向性凝固が生じる。
【００１５】
プレート４は、例えば冷水の供給によって能動的に冷却することができる。このことによってプレート４の方向に、温度勾配は、大きくなる。従って加熱領域１５は、より大きく選択されることも可能であり、このことによって加熱領域の大きさによる影響は、回避される。
【００１６】
図２によれば凝固されたロウ合金９は、本質的に構成部分６、７の母材と同様の方向性凝固された構造を示している。その上、ロウ接合部の強さは、構成部分６、７の強さに匹敵する。
【００１７】
図２は、本質的に羽根元１１、羽根ボディ(Schaufelblatt)１２及びプラットホーム(Plattform)１３からなる方向性凝固されたか又は単結晶の羽根１０を示しており、この羽根にはプラットホーム上の箇所１６ａ、羽根ボディ上の箇所１６ｂ及び羽根先上の箇所１６ｃの種々の箇所でロウ合金が施与されている。このことは、本質的に上記と同じ方法で行なわれる。
【００１８】
図３及び４には本発明により凝固されたロウ合金を通した種々の拡大された顕微鏡写真が示されている。部分的に方向性凝固された粒子が、ロウ合金中に明らかに確認することができる。
【００１９】
自明のことながら、本発明は、図示及び記載された実施例に制限されない。方向性凝固された構成部分の代わりに単結晶の構成部分は、使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ロウ付け装置の部分的な縦断面図を示す図である。
【図２】上記ロウ付け装置の別の部分的な縦断面図を示す図である。
【図３】ロウで修復された羽根の縦断面図を示す図である。
【図４】部分的に方向性凝固されたロウ合金の顕微鏡写真、倍率５０倍、を示す図である。
【図５】図４のさらに拡大した部分図、倍率１００倍、を示す図である。
【符号の説明】
１  ロウ付け装置、
２  室、
３  断熱板、
４  プレート、
５  加熱装置、加熱領域、
６，７  方向性凝固されたか又は単結晶の構成部分、
８  ロウ付け材料、ロウ合金、
９  ロウ付け材料、
１０  方向性凝固されたか又は単結晶の構成部分、羽根、
１１  羽根元、
１２  羽根ボディ、
１３  プラットホーム、
１４  矢印、移動方向、
１５  加熱領域、
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ  ロウ合金
【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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