专利名称：保护膜形成方法、保护膜形成用材料及研磨性保护膜形成用薄板的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如具备燃烧引擎(燃气轮机、喷气式引擎等)、蒸汽轮机的转动叶片、定子叶片或套筒等部件形成研磨性保护膜、耐氧化性保护膜等的保护膜形成方法、保护膜形成用材料、研磨性保护膜形成用薄板、以及由该保护膜形成方法形成研磨性保护膜的燃气轮机转动叶片、及使用该转动叶片的燃气轮机。
背景技术：
燃气轮机中，在其转动叶片前端部和与该前端部相对的套管之间，按所定的尺寸间隙设计成运转时两者不接触。该间隙过大，燃烧气体从转动叶片的压力面侧向负压面侧泄漏，使驱动轮机所能够使用的燃烧气体减少，燃气轮机的运转效率降低。因此，为尽可能地抑制燃烧气体泄漏提高燃气轮机的性能的目的，上述间隙被设定小到极限。
然而，上述极限过小，在燃气轮机的运转开始阶段，由于转动叶片的热膨胀、轮机转子的偏心、燃气轮机整体产生的振动等原因，转动叶片的前端与套管产生滑动(所谓初期滑动)。另外，燃气轮机长时间运转，暴露在高温气体中的套管会产生缓慢的热变形，也会使转动叶片的前端与套管产生滑动(所谓二次滑动)。
一般的套管，在内周面具有出于隔热或防止氧化的目的而形成的保护膜。例如，设有用于隔热目的的TBC(Thermal Barrier Coating热阻挡涂层)，有时设有由MCrAlY组成的耐氧化性保护膜。这里，M是铁、镍、钴之中的1项或2项以上。这种保护膜多为高硬度，因此，转动叶片的前端与套管内周面产生滑动时转动叶片会受到大的损伤。
特开平4-218698号及特表平9-504340号公报，以及美国专利第5702574号说明书中，公布了具有由防止氧化材料MCrAlY组成的向基体中分散研磨粒子的研磨性保护膜的转动叶片。该转动叶片，作为研磨粒子，使用例如立方晶氮化硼(CBN)。立方晶氮化硼是高硬度材料，故转动叶片和套管内周面产生滑动，则该立方晶氮化硼组成的研磨粒子会研磨套管内周面。因此，要维持转动叶片和套管之间适当的间隙。
首先暂时将研磨粒子粘合到转动叶片本体上，然后在该研磨粒子周围用电沉积电镀法形成基体而得到该研磨性保护膜，基体随电镀层的成长而形成。由于电镀层的成长需要长时间，故该方法效率低。而且，用电沉积电镀法形成基体，一般价格高。此外，电沉积电镀法需大规模设备，而且，从环境保护的观点来看新设电沉积电镀设备也困难。
在特开平10-30403号公报上，公布了由熔融喷镀法形成基体的研磨性保护膜形成方法。所谓熔融喷镀法，是通过喷射熔融金属使金属层成长的方法，与电沉积电镀法比较具有高效率的特征。但是，熔融喷镀法在暂时将研磨粒子固定到转动叶片本体上时要运用电沉积电镀法，所以依然存在上述的问题，另外，正确控制基体厚度困难，而且需要大规模喷镀设备。用熔融喷镀法将立方晶氮化硼等研磨粒子分散到金属基体上时，研磨粒子埋没在熔融金属中，故必须使研磨粒子的突出，但该突出困难，研磨粒子难以研磨套管内周面。且金属基体熔融敷着在套管内周面而引起转动叶片破损。
然而，虽然有在套管内周面设有上述的TBC或MCrAlY组成的耐氧化性保护膜，但这些保护膜一般是由APS法(Atmospheric PlasmaSpray大气等离子喷涂)、HVOF法(High Velocity Oxygen Fuel高速氧燃料)、LPPS法(Low Pressure Plasma Spray低压等离子喷涂)、D-GUN法(Detonation Gun爆炸枪)等熔融喷镀法形成的。
发明内容
本发明的目的是提供简便地形成研磨性保护膜的保护膜形成方法、保护膜形成材料、研磨性保护膜形成用薄板、由该保护膜形成方法形成研磨性保护膜的燃气轮机转动叶片，以及使用该转动叶片的燃气轮机。
为达到该目的，在本发明的保护膜形成方法中，包括下述工序(1)～(3)。
(1)在保护膜形成对象物表面或里面层叠以焊料为主成分的焊料层和以覆盖料为主成分的覆盖料层的层叠工序；(2)加热层叠的焊料层和覆盖料层使焊料成分向覆盖料中一边熔融·渗透一边扩散覆盖料层和焊料层的熔融工序；(3)使熔融的焊料凝固粘合到保护膜形成对象物上的粘合工序。
在本发明的保护膜形成方法中，通过所谓焊料接合而形成保护膜。该方法与电镀法或熔融喷镀法比较成本低，而且不需要大规模设备，对施工场所的制约也少。
在本发明的保护膜形成方法中，层叠工序中的层叠的焊料和覆盖料的膜厚比最好为30/70以上70/30以下。选择这样的体积比，在熔融工序中在覆盖料上能确实熔融焊料。
下述发明的保护膜形成方法，焊料中恰好含有硼，该硼在熔融工序向覆盖料中扩散，使覆盖料的凝固点下降，所以即使是用比较低的温度加热，也能将覆盖料熔融，且熔融一次后，硼减少熔点上升，故实际使用中难以产生再熔融等问题。
下述发明的保护膜形成方法，最好选择焊料是使其熔点比保护膜形成对象物的热处理温度低。这样，能在对保护膜形成对象物进行热处理的同时实现熔融工序。
另外，下述发明的保护膜形成方法，使用的覆盖料层，最好是覆盖料粒子向粘合剂中分散。由于粘合剂的作用使覆盖料层叠容易。另外，该粘合剂在熔融工序几乎完全挥发，因而能够抑制由于粘合剂残存在保护膜中而引起的保护膜质量低下。而且，如果该粘合剂中使用了挥发性材料，则由于在熔融工序容易挥发，使保护膜中残存的粘合剂量少，从而能够提高保护膜的质量。而且，上述粘合剂最好在低温度能挥发，且最好选定上述粘合剂干燥后覆盖料具有一定程度的强度(刚性)。
下述发明的保护膜形成方法，粘合剂和覆盖料粒子的质量比最好为15/85以上2/1以下。这样，覆盖料层容易形成，而且能够抑制在熔融工序焊料滴液现象。
下述发明的保护膜形成方法，作为覆盖料层例子，最好以MCrAlY粒子和立方晶氮化硼粒子为主成分。由该覆盖料层得到研磨性保护膜。该研磨性保护膜中，立方晶氮化硼作为研磨粒子起作用，MCrAlY成为基体粘合研磨粒子。而且，MCrAlY基体抑制研磨粒子或转动叶片的氧化。
另外，下述发明的保护膜形成方法，从研磨性保护膜的研磨能力提高，研磨粒子能够确实粘合的观点来说，MCrAlY粒子和立方晶氮化硼粒子的体积比最好为1/2以上2/1以下。
另外，下述发明的保护膜形成方法，如果该研磨性保护膜在燃气轮机的转动叶片前端形成，故研磨相对的套筒内周面，粘合能够防止转动叶片的损伤。
另外，下述发明的保护膜形成方法，该保护膜形成方法最好包含从粘合的覆盖料层表面去除MCrAlY一部分露出立方晶氮化硼粒子的露出工序。
下述发明的保护膜形成方法，露出工序最好是喷丸处理。另外，下述发明的保护膜形成方法的喷丸处理中所使用的喷丸料，最好比上述MCrAlY粒子硬，比上述研磨粒子软。因此，能够高效地从形成的研磨性保护膜去除MCrAlY，能够充分实现研磨粒子的突出。
另外，下述发明的保护膜形成方法，在该喷丸处理中，使用的上述喷丸料粒径，最好比上述研磨粒子粒径小比上述研磨粒子相互间的间隔也小。但要注意一点，粒径过小，会成为研磨粒子保持部破坏脱落的原因。因此，能够充分实现研磨粒子的突出，抑制研磨粒子最小限脱落。从最初就能够充分发挥研磨性能。
而且，作为最好的覆盖料层其它例子，如下述发明保护膜形成方法，以MCrAlY粒子为主成分。由该覆盖料层得到的具有耐氧化性及耐晶间腐蚀的保护膜，如下述发明保护膜形成方法，能够非常适合使用于流通高温气体的燃气轮机突出，具体说就是转动叶片、定子叶片及套筒。
下述发明的保护膜形成用覆盖料，其特征在于，包含立方晶氮化硼、Al2O3、SiC其它的研磨粒子、至少有耐氧化性的金属材料和粘合剂。该保护膜形成用覆盖料由于包含研磨粒子、金属材料和粘合剂，故在保护膜形成时的热处理过程中，粘合剂挥发产生的空间吸收焊料。因此，向周围的焊料流动非常少，能够使形成在保护膜对象物上的形成的保护膜质量高(膜厚均匀性)。因此，保护膜形成后的膜厚调整为最小限，能够减少保护膜形成的时间。
另外，本发明的保护膜形成对象物有燃气轮机转动叶片或套管，由于这种对象在喷射高温燃烧气体的氛围中使用，所以氧化腐蚀的作用而使其寿命缩短。本发明的保护膜形成用覆盖料包含的金属材料具有耐氧化性，故在这样的氛围中也难以氧化。因此，长时间使用也能确实保持研磨粒子稳定发挥研磨性能，并且还具有能够减少母材氧化腐蚀的效果，使燃气轮机能够更稳定运转。
下述发明的保护膜形成用覆盖料，其特征在于，在上述保护膜形成用覆盖料中，上述粘合剂质量与上述研磨粒子及上述金属材料质量之比为15/85以上2/1以下。因此，容易形成覆盖料层，而且能够抑制熔融工序中焊料的焊料流动。
下述发明的保护膜形成用覆盖料，其特征在于，上述保护膜形成用覆盖料中的上述金属材料为MCrAlY。这样，在形成保护膜的金属材料中，由于使用具有耐氧化性的MCrAlY，即使是在高温氧化环境中使用的燃气轮机转动叶片等上形成保护膜的场合，也能够长期保持研磨粒子维持研磨性能，且保护母材不被氧化，使燃气轮机能够稳定运转。
下述发明的保护膜形成用覆盖料，其特征在于，在上述保护膜形成用覆盖料中，上述MCrAlY粒子和上述研磨粒子的体积比为1/2以上2/1以下。作为研磨粒子使用的立方晶氮化硼、Al2O3或SiC等的比例大则MCrAlY含量下降，不仅耐氧化性降低，而且施工时具有容易产生焊料截断的倾向。另外，焊料接合中研磨粒子保持不充分，粒子产生上浮。另一方面，MCrAlY比例过大，研磨性保护膜的研磨能力不足。从这个观点来看，在上述质量比范围，能够防止焊料截断的的发生，提高其施工性。另外，充分保持研磨粒子的金属层耐氧化性高，能长时间保持粒子稳定，抑制研磨粒子的脱落，以使燃气轮机能够高可靠性运转。
下述发明的研磨性保护膜形成用薄板，其特征在于，由焊料和上述任一种保护膜形成用覆盖料层叠构成。该研磨性保护膜形成用薄板，由于保护膜形成用覆盖料含有粘合剂，故在保护膜形成时的热处理过程中，该粘合剂挥发后的空间吸入焊料。因此，保护膜形成时极少可能形成滴液现象，使在保护膜形成对象物形成的保护膜质量高。另外，保护膜形成后的修正也是最小限，能够减少保护膜形成时间。而且，将该研磨性保护膜形成用薄板粘到保护膜形成对象物上，只对保护膜形成对象物进行热处理就能够形成研磨性保护膜，故与电镀法或熔融喷镀法比较，能够非常容易形成研磨性保护膜。另外，将具有耐氧化性或耐晶间腐蚀性的金属材料作为保护膜形成用覆盖料使用，即使是在高温氧化环境中使用的燃气轮机转动叶片或套管等形成保护膜的场合，也能够抑制研磨粒子脱落维持稳定地研磨性能。因此，燃气轮机能够稳定运转。
另外，该研磨性保护膜形成用薄板粘到保护膜形成对象物上就完成了热处理前的处理，故作业非常容易。而且，由于是薄板，可以按照保护膜形成对象物的形状进行适合的截断，因此能够容易对应具有各种各样形状的保护膜形成对象物。
下述发明的研磨性保护膜形成用薄板，其特征在于，在上述保护膜形成用薄板中，上述焊料与上述保护膜形成用覆盖料的膜厚比为30/70以上70/30以下。选择这样的体积比，熔融工序不仅能确实熔融保护膜形成用覆盖料，而且能够使形成的保护膜坚固。
下述发明的研磨性保护膜形成用薄板，其特征在于，在上述研磨性保护膜形成用薄板中，上述焊料中含有硼。这样，由于焊料中含有硼，故在熔融工序该硼向保护膜形成用覆盖料中扩散，使保护膜形成用覆盖料的凝固点下降，故即使是用比较低的温度加热，也能够熔融保护膜形成用覆盖料。另外，硼扩散后，保护膜形成用覆盖料的熔点上升从而提高焊料的耐热性。因此，像燃气轮机转动叶片或套管那样，即使是在高温气体中使用的场合焊料也能够不再熔融地使用。
下述发明的研磨性保护膜形成用薄板，其特征在于，在上述研磨性保护膜形成用薄板中，上述焊料从其熔点比保护膜形成对象物热处理温度低的材料中选择。因此，能够与保护膜形成对象物热处理同时进行熔融工序。
下述发明的研磨性保护膜形成用薄板，其特征在于，在上述研磨性保护膜形成用薄板中，在上述焊料上形成粘接层。因此，只要准备该研磨性保护膜形成用薄板，将该研磨性保护膜形成用薄板粘到保护膜形成对象物上就完成了热处理前的处理，不需要粘合剂，而且不需要等待粘合剂干燥。因此，更减少了保护膜形成的时间。
下述发明的燃气轮机转动叶片，其特征在于，用上述任一种保护膜形成方法在前端部形成保护膜。因此，与电镀法或熔融喷镀法比较，能够非常容易形成研磨性保护膜。因此，与上述保护膜形成法比较保护膜形成所需要的时间大幅缩短，而且制造成本也降低。
下述发明的燃气轮机转动叶片，其特征在于，将上述任一种研磨性保护膜形成用薄板粘到前端部。因此，然后只要对转动叶片进行必要的热处理就能形成研磨性保护膜，与电镀法或熔融喷镀法比较，能够非常容易形成研磨性保护膜。因此，与上述保护膜形成法比较保护膜形成所需要的时间大幅缩短，而且制造成本降低。
下述发明的燃气轮机，其特征在于，包括压缩空气以制作燃烧用空气的压缩机、使该压缩机制作的燃烧空气与燃料反应生成高温燃烧气体的燃烧器、有上述转动叶片并从上述燃烧器出来的燃烧气体喷射到该转动叶片而进行驱动的轮机。
因此，只要具备热处理设备，就能容易形成研磨性保护膜，所以与电镀法或熔融喷镀法比较，形成保护膜的设备简单。因此，即使在燃气轮机运转现场附近没有电镀设备等场合，只要具备热处理使用的加热炉就能容易形成研磨性保护膜，就能够在该场所在转动叶片等上再次形成研磨性保护膜。因此，在研磨性保护膜损伤的场合也能够容易地修补转动叶片。
图1是表示本发明一个实施例的保护膜形成方法的流程图；图2是说明图1的保护膜形成方法中各个步骤的模式图；图3是表示根据图1的形成方法的研磨性保护膜形成的转动叶片立体图；图4是图3所示的转动叶片局部放大剖面图；图5是表示具备由本发明的保护膜形成方法在前端部形成研磨性保护膜燃气轮机转动叶片的燃气轮机说明图。
具体实施例方式
下面，参照本发明的附图进行详细说明。但本发明不限于该实施例的形态。并且，下述实施例形态的构成元件中，包含业内人士能够容易设想或实质上同一元件。
图1是表示本发明一个实施例的保护膜形成方法的流程图。该保护膜形成方法使用比较简单的装置(例如高真空加热炉)，适用于在燃气轮机转动叶片前端部形成研磨性保护膜的场合。该保护膜形成方法首先准备焊料薄板(步骤S1)。图2(a)是符号1所总括表示的该焊料薄板局部放大剖面图。该焊料薄板1由图中上侧的焊料层3，作为粘接层的中间粘着层5，和下侧的起模纸7组成。不用说，焊料层3是由焊料组成。而设置粘着料层5和下侧的起模纸7，是为了能够非常容易揭下起模纸7而使焊料薄板1很好地粘到保护膜形成对象物上。这里，焊料层3的厚度通常为0.05mm～1.00mm。而且，焊料层3最好不是单一薄板，而是由2～3张层叠使用。另外，作为粘接层的中间粘着料层5和下侧的起模纸7必须对应设置，若不使用这些，也可采用粘合剂粘接等方式，使薄板1很好地粘到保护膜形成对象物上。
焊料最好是质量含约2.75～3.50％的硼(B)，主成分为镍(Ni)。这种焊料中，通常质量含有约6～8％的铬(Cr)，质量约4～5％的硅(Si)，和质量约2.5～3.5％的铁(Fe)。焊料薄板1最好是经过长时间也不变硬。焊料薄板1的具体例子，如BNi-2(JIS标准)。
粘着料层5和起模纸7预先层叠于焊料层3的这种焊料薄板1市场有销售，焊料中质量含有83％的镍，质量7％的铬，质量3％的硼，质量4％的硅，和质量3％的铁。
其次，在焊料薄板1上，形成有如图2(b)所示的覆盖料层9(步骤S2)。另外，覆盖料层9与薄板1分别成形·截断，虽然以后能将它们用粘合剂等粘接，但为防止在许多工序中的截断等破裂，以软的BNi-2层为覆盖层，能够提高薄板的整体截断性。
覆盖料层9是将覆盖料粒子和粘合剂11的混合物涂敷在焊料层3的表面而形成的。首先，使覆盖料粒子和粘合剂11的混合物流到焊料层3上。然后，将上述混合物用刮板延展成薄板状而将多余的上述混合物刮掉，考虑到该混合物干燥时的收缩量而涂敷成所定的厚度。覆盖料层9涂敷后的干燥(步骤S3)通常为1天时间自然干燥。干燥会引起粘合剂11一定程度的挥发。挥发会使覆盖料层9的厚度减少。
涂敷后覆盖料层9的所定厚度最好为0.10～1.00mm，覆盖料层9干燥后，使覆盖料层9的厚度大体上在焊料薄板1的膜厚之内。因此，最好能根据粘合剂11的混合比例和覆盖料层9的成分比例，适当变化涂敷上述混合物后的覆盖料层9的厚度。
这里，该实施例中，采用了具有耐氧化性及耐晶问腐蚀性的金属材料MCrAlY粒子13作为覆盖料粒子，立方晶氮化硼粒子15作为研磨粒子。以下，只说覆盖料粒子时，则指上述两种粒子。将该覆盖料粒子和研磨粒子与粘合剂混合，形成覆盖料层9作为保护膜形成用覆盖料。
MCrAlY是以铁(Fe)、镍(Ni)或钴(Co)、铬(Cr)、铝(Al)、钇(Y)为主成分的合金，具有耐氧化性及耐晶间腐蚀性。这里，考虑到保护膜形成后Ni焊料会稀释MCrAlY，为提高耐晶间腐蚀性及耐氧化性，最好提高Cr和Al的含量。然而，必须注意到，这些量，特别是Al过多焊料接合性恶化。另外，为提高耐氧化性、耐晶间腐蚀性及焊料接合性，除Cr、Al外，还可以添加Ta、Re、Hf、Si等。
另外，在上述MCrAlY粒子表面，O和N等影响焊料接合性的不纯物必须无限接近于零。而且，为提高填充率，最好将MCrAlY的粒径在10～100μm范围随机使用。但是，粒径过小则表面积增大，O或N等不纯物的量会增加，这一点必须引起注意。
另一方面，立方晶氮化硼粒子15可以使用通用电气(ジェネラルェレクトリック)公司、德比亚斯(デビァス)公司、昭和电工株式会社、住友电工株式会社等在市场销售的产品。立方晶氮化硼分为单晶体、多晶体，且有高纯度品，可以分开使用，但立方晶氮化硼被TiN等覆盖则焊料接合性得到提高是众所周知的。这样，立方晶氮化硼被覆盖，则能够改善立方晶氮化硼与焊料的润湿性，从而能够充分地将立方晶氮化硼粒子15埋入焊料中。这样，能够抑制立方晶氮化硼粒子15的脱落，稳定地切削套筒的TBC层，防止转动叶片前端部与套筒熔融敷着，能够高可靠性地运转。
另外，可以使用Co和Ni覆盖立方晶氮化硼，或者用TiN或Ti化合物覆盖立方晶氮化硼。最好根据形成覆盖料层9的MCrAlY粒子种类，进行适当的选择。
进而，作为立方晶氮化硼粒子15的替代，可以使用例如Al2O3和SiC等作为研磨粒子。为改善与焊料的润湿性，使用Al2O3或SiC等的场合，最好也使用实施覆盖的Al2O3或SiC。而且，从改善Al2O3或TiN的成膜性及改善MCrAlY的润湿性观点来说，例如使用Al2O3作为研磨粒子时，使用Co、Cr、Ni等作为它们的覆盖料。而使用SiC作为研磨粒子时，为抑制焊料接合中SiC与Cr的反应，使用AlN、TiN、Al2O3等作为覆盖料。
MCrAlY粒子13的体积VM与立方晶氮化硼粒子15的体积VC的体积比VM/VC最好为30/70以上70/30以下。立方晶氮化硼粒子15的比例大，则焊料薄板1中的空隙率增加，粘合剂的量增多，其结果容易产生焊料截断或变形等倾向。而且，立方晶氮化硼粒子15的比例超过70％时，即体积比VM/VC小于30/70则立方晶氮化硼粒子15的密度过大，造成从保护膜的放电加工困难。进而，由于耐氧化性降低，立方晶氮化硼粒子15的保持力也下降，立方晶氮化硼粒子15有发生脱落的可能。从这个观点来看，体积比VM/VC最好为1/2以上，进而从成本的观点来看，最好立方晶氮化硼粒子1 5的比例在60％以下，即体积比VM/VC为40/60以上。另一方面，体积比VM/VC超过70/30时，研磨性保护膜的研磨能力不足。从这个观点来看，上述体积比VM/VC最好为1/2以下，尤其最好为60/40以下。因此，最好的体积比VM/VC范围是40/60以上60/40以下。再者，实际施工时，已知各种材料的比重(密度)，通过质量管理制作薄板1。
这里，立方晶氮化硼粒子15高温硬度高，切削性好，但在高温氧化环境会短时间消失，故有必要混合使用长时间稳定性好的SiC和Al2O3等。而且，作为替代立方晶氮化硼粒子15，或者与立方晶氮化硼粒子15共同使用的Al2O3和TiN等，同样能够适用这样的体积比。
粘合剂11有种种类型可以使用，最好使用在特别低温度能挥发的产品。挥发性粘合剂11，能在如后所述的干燥工序或熔融工序中挥发，故在研磨性保护膜中几乎没有残留。因此，不会给研磨性保护膜的质量受不好的影响。进而，挥发性粘合剂11挥发后形成空间。在如后所述的熔融工序中，由于毛细管现象而将金属焊料吸入该空隙，故在如后所述的熔融工序中极少出现滴液现象。因此，能抑制由滴液现象引起的转动叶片质量降低，且几乎不需要滴液现象的处理(主要是涂敷填料)，能够改善施工强度。
这里，挥发性粘合剂11最好使用适合的有机粘合剂，其中纤维粘合剂因其焊料接合性良好而更好。另外，如果使用添加可塑剂的粘合剂，可使如后所述的研磨性保护膜形成用薄板1a产生柔软性，容易截断等，能够改善其施工性。
挥发性粘合剂11的质量mB与覆盖料粒子13、15的质量mC的质量比mB/mC最好为15/85以上2/1以下。质量比mB/mC为不足上述范围下限水平时，可使覆盖料粒子13、15与粘合剂11的混合物涂敷困难。从这个观点来看，上述质量比mB/mC最好为20/80(1/4)，甚至最好为1/2以上。另一方面，质量比mB/mC超过上述范围上限水平时，对保护膜形成对象物物进行热处理时焊料容易产生滴液现象。从这个观点来看，质量比mB/mC最好为60/40以下，尤其最好为40/60以下。因此，最好的挥发性粘合剂11与覆盖料粒子13、15的质量比mB/mC范围是20/80以上40/60以下。
此外，焊料与覆盖料的膜厚比最好为30/70以上70/30以下。该膜厚比为不足上述范围下限水平时，熔融工序中不能渗透进覆盖料而容易产生焊料截断。从这个观点来看，膜厚比尤其最好为60/40以上。焊料薄板1成形后，为使截断作业容易，且多余的粘合剂能够挥发，须进行常温干燥。可能的话，最好能在温度·湿度受控的恒温室干燥一整天以上。
然后，层叠覆盖料层9而成的焊料薄板1(以下称为研磨性保护膜形成用薄板1a)按所定的形状·尺寸进行截断(步骤S4)。虽然截断的手段没有特别的限制，但由于研磨性保护膜形成用薄板1a脆性高，最好使用型板及超声波刀具。而且，将按所定的形状·尺寸进行裁断后的研磨性保护膜形成用薄板1a从起模纸7剥离，贴在保护膜形成对象物物的转动叶片前端(步骤S5)。
为将该研磨性保护膜形成用薄板1a截断成叶片形状，残留大部分的截断端。由于该研磨性保护膜形成用薄板1a中含有非常高价值的立方晶氮化硼，故有必要回收该立方晶氮化硼。但该立方晶氮化硼表面具有用于提高焊料接合性的涂料，故重要的是不损伤该涂料而进行回收。因此，回收时，将研磨性保护膜形成用薄板1a截断端浸泡在沸腾的10％浓度的NaOH溶液中1～5小时使粘合剂溶解，然后用净水超声波洗净后进行过滤，净水洗净后进行分级，干燥，则能够将立方晶氮化硼回收。其中，净水超声波洗净，例如约10～30分钟进行3次，而干燥，例如在120℃进行1小时。
而且，在贴研磨性保护膜形成用薄板1a前最好对立起的转动叶片前端进行喷丸处理，用三氯乙烯、丙酮等溶剂进行洗净等前处理。前处理使形成保护膜的转动叶片前端变粗糙，且能够去除保护膜形成部分的油脂类，从而使保护膜和转动叶片前端的粘合良好。
这里，在转动叶片前端设有孔，以便从内部冷却回路喷出冷却空气或冷却蒸汽等冷却介质。因此，若研磨性保护膜形成用薄板1a贴在转动叶片前端而堵塞该孔，则燃气轮机在运转中不能喷出冷却介质，从而造成转动叶片的冷却不充分。所以，在贴研磨性保护膜形成用薄板1a时应避开上述喷出冷却介质的孔部位。但孔尺寸小且多时，回避该孔是困难的。另外，由于热处理前研磨性保护膜形成用薄板1a容易截断，故在贴该薄板前确保通向该薄板的孔是困难的。因此，在保护膜形成后用放电加工等开孔成为可能。且不管在立方晶氮化硼粒子突出前后都能用放电加工开孔。
然后，将研磨性保护膜形成用薄板1a与转动叶片本体共同加热(步骤S6)。加热通常采用真空加热炉。加热条件在考虑转动叶片本体材质和焊料种类等之后决定。例如转动叶片本体材质为转动叶片母材(Ni基超合金等)，作为研磨性保护膜形成用薄板1a上用的薄板1，采用前述的BNi-2的情况下，则首先需要用真空加热炉进行10小时以上从室温到600℃的升温。这样，花费时间的加热，由于研磨性保护膜形成用薄板1a中的粘合剂11在低温度容易挥发，故容易热延伸的粘合剂11成分不会在高温度残留。因此，热延伸不会产生皱褶，能够提高所形成的研磨性保护膜的质量。且这时的真空度最好是比10-5乇(torr)还高的真空度。然后，经历2小时升温到1000℃，在此状态保持必要的时间。这样，粘合剂11不仅几乎全部从覆盖料层9中挥发，而且在粘合剂11挥发后的覆盖料层9中产生空间。
该焊料熔点约为1000℃，故加热到1000℃以上焊料会熔融。这种加热而成液态的焊料，由于毛细管现象而向覆盖料层9的空间渗透，被吸收进该空间。另外，焊料成分的硼向覆盖料层9中的MCrAlY粒子13扩散。硼使MCrAlY的凝固点下降，故MCrAlY成半熔融状态，容易向周围的焊料扩散。
然后，导入氩气或氮气将真空加热炉内冷却到500℃以下(步骤S7)。这样母材的Ni合金得到必要的强度，且如图2(c)所示，MCrAlY的基体19中立方晶氮化硼粒子15分散形成凝固层21。保持控制1000℃以上的温度会使硼在一定程度上消失，故基体19的熔点上升到在使用上没有问题的温度。而该热过程成为转动叶片的强度所必需的热处理(稳定化处理)。即通过选择熔点比转动叶片热处理温度低的焊料，使在熔融工序中覆盖料的熔融和转动叶片所进行的热处理同时结束。
一般来说，立方晶氮化硼比焊料比重轻，预先将两者混合，则在液态焊料中立方晶氮化硼粒子15会浮在表面，在凝固层21立方晶氮化硼粒子15会呈现分散不均匀。且熔融的焊料容易产生滴液现象。本发明的合适实施例中，在转动叶片前端17顺序层叠焊料层3与覆盖料层9，如前所述的毛细管现象使两者混合。这样，立方晶氮化硼粒子15保持在覆盖料层9的MCrAlY中而不上浮，立方晶氮化硼粒子15分散均匀，且能抑制焊料滴液现象。
然后，进行凝固层21的喷丸处理(步骤S8)。喷丸处理是将喷丸粒子吹向基体19的表面。该喷丸处理能去除如图2(d)所示的基体19靠近表面的部分。而立方晶氮化硼粒子15在本发明的喷丸处理中几乎不会被去除，故该立方晶氮化硼粒子15从基体19突出出来(所谓突出)。这样就完成了研磨性保护膜23。图2(d)中明确地画出了研磨性保护膜23与转动叶片前端17的界限，但实际上由于转动叶片在加热时的扩散，两者的界限是模糊的。
喷丸处理最好使用比立方晶氮化硼粒子15硬度低，且比基体19硬度高的喷丸粒子，以便于先于立方晶氮化硼粒子15去除基体19靠近表面的部分。即设基体19的威氏硬度为H1，立方晶氮化硼粒子15的威氏硬度为H2，喷丸处理用喷丸粒子的威氏硬度为H3，则H1、H2、H3最好满足如下述式(I)所示的关系。
H1＜H3＜H2 (I)当使用立方晶氮化硼粒子15和在基体19上使用MCrAlY的情况下，作为这种喷丸粒子，可以使用例如Al2O3粒子。
另外，喷丸粒子的直径太大则立方晶氮化硼粒子15的突出不充分。另一方面，喷丸粒子的直径过小则保持立方晶氮化硼粒子15根基的突出过于超前，造成立方晶氮化硼粒子15从覆盖料层9脱落。因此，使用的喷丸粒子尺寸最好为比立方晶氮化硼粒子15相互间间隔小，且保持立方晶氮化硼粒子15根基不被攻击程度尺寸的喷丸粒子。例如使用平均粒径为50μm的Al2O3粒子作为微喷丸使用，则最好根据立方晶氮化硼粒子15的粒径与间隔，选择使用适宜的喷丸粒子直径。例如，立方晶氮化硼粒子15相互间间隔大表面粗糙时，最好使用更大的喷丸粒子。另外，研磨性保护膜中，研磨性粒子使用Al2O3或SiC时，最好使用ZrO2或玻璃珠作为喷丸粒子。
图3是表示根据图1的形成方法研磨性保护膜23形成的转动叶片25立体图。转动叶片25具有本体27和从其端部延伸的突条部29，转动叶片前端的该突条部29上面被研磨性保护膜23所覆盖。图中未示出，在燃气轮机中套筒内周面位于与研磨性保护膜23相对的位置。转动叶片25和套筒滑动时，研磨性保护膜23与套筒内周面产生研磨。也存在没有突条部29的转动叶片，这时，就在该转动叶片的前端必须形成研磨性保护膜。
立方晶氮化硼粒子15的平均粒子直径最好为约50～200μm。如果平均粒子直径不足50μm，则研磨性保护膜23的研磨能力可能不充分。从这个观点来看，平均粒子直径尤其是最好为80μm以上。另一方面，平均粒子直径超过200μm，则不仅研磨性保护膜23的膜厚过大，而且研磨性保护膜23的耐氧化性不充分。从这个观点来看，对于燃气轮机转动叶片，平均粒子直径尤其是最好为170μm以下。因此，最好的平均粒子直径范围是80～170μm。
图4是图3所示的转动叶片一部分的放大截面图。如前所述，立方晶氮化硼粒子15从基体19突出。该图中两个箭头间p所示的是立方晶氮化硼粒子15的突出尺寸。设立方晶氮化硼粒子15的平均粒子直径为D，当从基体19突出的所有立方晶氮化硼粒子15的突出尺寸p的平均值(即平均突出尺寸)为P时，则相对于平均粒子直径D平均突出尺寸P的比例最好为25％以上70％以下。该比例不足25％，则研磨性保护膜23的研磨能力不充分。从这个观点来看，比例最好为30％以上。反之，该比例超过70％，则立方晶氮化硼粒子15容易从基体19脱落。从这个观点来看，比例最好为60％以下。因此，最好的比例范围是30～60％。
基体19的厚度(图4中两个箭头间T所示的部分)，最好为50μm以上。基体19的厚度不足50μm，则不仅研磨性保护膜23中保持立方晶氮化硼粒子15不充分，而且立方晶氮化硼粒子15的分布杂乱不能配置，因而降低研磨性保护膜23的长时间高温耐久性。
本发明中使用的是层叠覆盖料层9而成的焊料薄板1的研磨性保护膜形成用薄板1a。而且，将它按所定的形状截断粘到保护膜形成对象物上，然后将保护膜形成对象物进行热处理，在保护膜形成对象物形成研磨性保护膜23(参照图3)。然后，喷丸处理研磨性保护膜23使立方晶氮化硼粒子15突出，从研磨性保护膜23使研磨粒子突出。这样，制造研磨性保护膜形成用薄板1a后，只是按所定的形状截断粘到保护膜形成对象物上，然后如果将保护膜形成对象物进行必要的热处理就能够形成研磨性保护膜。而且，研磨粒子突出也由于使用喷丸处理，能够简便地使研磨粒子突出。因此，与以往的电镀法或熔融喷镀法比较，能够非常容易形成研磨性保护膜。
例如，在某燃气轮机转动叶片前端部形成研磨性保护膜的场合，使用本发明的保护膜形成方法，与以往的电镀法或熔融喷镀法比较，施工费用能够抑制1/3～1/4。而且，施工所需要的时间也能够缩短到1/3以下。这样因为能够得到大幅降低施工费用和缩短施工周期的结果，在大量转动叶片上形成的研磨性保护膜的场合非常有用。而且，不需要电镀法那样的大规模设备，能够减少设备投资所需要的费用。还有，不会产生电镀法那样的电镀废液，能够减少环境负荷。
另外，如果具备真空加热炉等加热设备，仅供给研磨性保护膜形成用薄板1a就能够形成研磨性保护膜，所以不一定热处理与上述薄板制作在同一场所进行。因此，施工的自由度高，例如，在附近不存在施工设施的场所设置的燃气轮机设备，只要具备加热设备，定期供给研磨性保护膜形成用薄板1a，就能在该场所进行再涂敷等。
上述说明中，以使用立方晶氮化硼和MCrAlY作为覆盖料为例，也可以只使用MCrAlY作为覆盖料。这种情况，得到的保护膜是耐氧化性保护膜。这种耐氧化性保护膜很适合燃气轮机转动叶片、定子叶片或套筒。
图5是表示具备由本发明的保护膜形成方法在前端部形成研磨性保护膜燃气轮机转动叶片的燃气轮机说明图。从空气入口50吸入的空气，经过压缩机51压缩成为高温·高压的压缩空气后送入燃烧器52。在燃烧器52中，在该压缩空气中使供给的燃料，如天然气等气体燃料，或轻油和轻重油等液体燃料燃烧，生成高温·高压的燃烧气体，该高温.高压的燃烧气体经过燃烧器尾筒53的导引，喷射到气轮机54。
在气轮机54中，具有由本发明的保护膜形成方法在其前端部形成研磨性保护膜23的转动叶片25(参照图3)。该转动叶片25的前端部形成有本发明的保护膜。燃气轮机100开始运转后，由于转动叶片的热延伸等产生所谓初期滑动，有转动叶片25的前端与套筒55的内壁接触的情况。另外，运转开始后经过一定时间，套筒55产生变形，转动叶片25的前端与套筒55的内壁接触，有引起所谓二次滑动的情况。不管那种情况，在转动叶片25的前端部上被焊料接合的本发明的保护膜形成方法所形成的坚固的研磨粒子，所以能够削掉在套筒55的内壁形成的TBC等保护膜(图中省略)。这样，能够防止转动叶片25的熔融敷着，使燃气轮机100稳定运转。而且，最好对于初期滑动立方晶氮化硼起作用，对于二次滑动具有高温长时间稳定性的SiC或Al2O3起作用。因此，最好将它们混合使用以确保燃气轮机的长期可靠性。
另外，本发明的转动叶片25，在前端部用焊料接合形成有保护膜，所以立方晶氮化硼其它研磨粒子成鲨齿状分布。因此，即使表层的研磨粒子脱落，下面的研磨粒子还会出现，直到研磨性保护膜23(参照图3)消失以前都能够稳定地将套筒55的内壁形成的TBC等保护膜削掉。所以，能够比以往的电镀法或熔融喷镀法形成保护膜的转动叶片更高可靠性运转。
上述说明可知，在本发明的保护膜形成方法中，包括下述(1)～(3)的工序(1)在保护膜形成对象物表面或里面层叠以焊料为主成分的焊料层和以覆盖料为主成分的覆盖料层的层叠工序；(2)加热层叠的焊料层和覆盖料层使焊料成分向覆盖料中熔融·渗透扩散以覆盖料层和焊料层的熔融工序；(3)使熔融的焊料凝固粘合到保护膜形成对象物上的粘合工序。
通过所谓焊料接合而形成保护膜。该方法具有比电镀法或熔融喷镀法成本低，而且不需要大规模设备，对施工场所的制约少等效果。
另外，在本发明的保护膜形成方法中，设定层叠工序层叠的焊料和覆盖料的膜厚比为30/70以上70/30以下，故熔融工序不仅能确实熔融覆盖料，而且能够使形成的保护膜坚固，提高其特性。
另外，在本发明的保护膜形成方法中，焊料中含有硼，故在熔融工序该硼向覆盖料中扩散，使覆盖料的凝固点下降，所以即使是加热到比较低的温度，也能够低成本地将覆盖料确实熔融。
另外，在本发明的保护膜形成方法中，选择焊料使焊料的熔点比保护膜形成对象物的热处理温度低，故能在对保护膜形成对象物进行热处理的同时实现熔融工序。这样，能够提高保护膜形成的工作效率。
另外，在本发明的保护膜形成方法中，使用覆盖料粒子向粘合剂中分散的覆盖料层，则由于粘合剂的作用不仅使覆盖料层叠容易，而且该粘合剂在熔融工序几乎完全挥发，因而能够抑制由于粘合剂残存在保护膜中而引起的保护膜质量低下。
另外，在本发明的保护膜形成方法中，粘合剂和覆盖料粒子的质量比为15/85以上2/1以下，则使覆盖料层容易形成，而且能够抑制在熔融工序焊料滴液现象，提高操作性。
另外，在本发明的保护膜形成方法中，MCrAlY粒子和立方晶氮化硼粒子为主成分。由该覆盖料层得到的研磨性保护膜，立方晶氮化硼作为研磨粒子起作用，MCrAlY成为基体粘合研磨粒子。而且，MCrAlY基体能够抑制研磨粒子的氧化。
另外，在本发明的保护膜形成方法中，MCrAlY粒子和立方晶氮化硼粒子的体积比为1/2以上2/1以下。因此，研磨性保护膜的研磨能力提高，而且，研磨粒子能够确实粘合。
另外，在本发明的保护膜形成方法中，上述研磨性保护膜在燃气轮机的转动叶片前端形成，故研磨与研磨性保护膜的立方晶氮化硼相对的套筒内周面，能够防止转动叶片的损伤。
另外，在本发明的保护膜形成方法中，包含从粘合的覆盖料层表面去除MCrAlY一部分露出立方晶氮化硼粒子的露出工序。另外，本发明的保护膜形成方法在露出立方晶氮化硼粒子的露出工序中进行喷丸处理。因此，能够恰当地进行立方晶氮化硼粒子突出。
另外，在本发明的保护膜形成方法中，在上述喷丸处理中，使用的喷丸料，比上述MCrAlY粒子硬，比上述研磨粒子软。因此，能够高效地从形成的研磨性保护膜去除MCrAlY，能够充分实现研磨粒子的突出。
另外，在本发明的保护膜形成方法中，在上述喷丸处理中，使用的喷丸料粒径，比研磨粒子粒径小比研磨粒子相互间的间隔也小。因此，能够充分实现研磨粒子的突出，最小限抑制研磨粒子的脱落。从最初就能够充分发挥研磨性能。
而且，作为最好的覆盖料层其它例子，如下面的本发明保护膜形成方法，以MCrAlY粒子为主成分。由该覆盖料层得到的耐氧化性保护膜，如下面的本发明保护膜形成方法那样，能够非常适合使用于流通高温气体的燃气轮机各个部件，具体说就是转动叶片、定子叶片及套筒。
另外，在本发明的保护膜形成用覆盖料中，包含研磨粒子、至少有耐氧化性的金属材料和粘合剂，在保护膜形成时的热处理过程中，粘合剂挥发产生的空间吸收焊料。因此，焊料滴液现象非常少，保护膜形成对象物上形成保护膜后质量高。另外，上述金属材料具有耐氧化性，故在燃气轮机转动叶片使用的高温燃烧气体氛围也难以氧化。因此，长时间使用也能确实保持研磨粒子稳定发挥研磨性能，此外还能够减少母材的氧化腐蚀，使燃气轮机能够更稳定运转。
另外，关于本发明的保护膜形成用覆盖料，在上述保护膜形成用覆盖料中，粘合剂质量与研磨粒子及金属材料质量之比为15/85以上2/1以下。因此，容易形成覆盖料层，而且能够抑制熔融工序中的滴液现象。
另外，在本发明的保护膜形成用覆盖料中，上述保护膜形成用覆盖料包含的金属材料为MCrAlY。这样，使用具有耐氧化性和耐晶间腐蚀性的MCrAlY，即使是在高温氧化环境中使用的燃气轮机转动叶片上等形成保护膜的场合，也能够长期保持研磨粒子维持研磨性能。因此，使燃气轮机能够稳定运转。
另外，关于本发明的保护膜形成用覆盖料，在上述保护膜形成用覆盖料中，MCrAlY粒子和研磨粒子的体积比为1/2以上2/1以下。这样，能够防止焊料截断，提高其施工性。另外，研磨粒子能够充分粘合，抑制研磨粒子的脱落，以使燃气轮机能够高可靠性运转。
另外，关于本发明的研磨性保护膜形成用薄板是由焊料和上述任一种保护膜形成用覆盖料层叠构成。因此，该研磨性保护膜形成用薄板粘到保护膜形成对象物上后，仅对保护膜形成对象物进行热处理就能够形成研磨性保护膜，故与电镀法或熔融喷镀法比较，能够非常容易形成研磨性保护膜。另外，该研磨性保护膜形成用薄板粘到保护膜形成对象物上就完成了热处理前的处理，故作业非常容易。而且，由于是薄板，可以按照保护膜形成对象物的形状进行适合的截断，因此能够容易对应具有各种各样形状的保护膜形成对象物。
另外，关于本发明的研磨性保护膜形成用薄板，在上述保护膜形成用薄板中，焊料与保护膜形成用覆盖料的膜厚比为30/70以上70/30以下。因此，熔融工序不仅能确实熔融保护膜形成用覆盖料，而且能够使形成的保护膜坚固。
另外，关于本发明的研磨性保护膜形成用薄板，在上述保护膜形成用薄板中，焊料中含有硼。这样，由于焊料中含有硼，故在熔融工序该硼向保护膜形成用覆盖料中扩散，使保护膜形成用覆盖料的凝固点下降。因此，即使是加热到比较低的温度，也能够熔融保护膜形成用覆盖料。另外，硼扩散后，保护膜形成用覆盖料的熔点上升从而提高焊料的耐热性。因此，像燃气轮机转动叶片或套管那样，即使是在高温气体中使用的场合焊料也能够不被熔融地使用。
另外，关于本发明的研磨性保护膜形成用薄板，在上述保护膜形成用薄板中，焊料从其熔点比保护膜形成对象物热处理温度低的材料中选择。因此，能够与保护膜形成对象物热处理同时进行熔融工序。
另外，关于本发明的研磨性保护膜形成用薄板，在上述保护膜形成用薄板中，还在焊料上形成粘接层。因此，只要准备该研磨性保护膜形成用薄板，将该研磨性保护膜形成用薄板粘到保护膜形成对象物上就完成了热处理前的处理，不需要粘合剂，而且不需要等待粘合剂干燥。因此，更减少了保护膜形成的时间。
另外，在本发明的燃气轮机转动叶片上，用上述任一种保护膜形成方法在前端部形成研磨性保护膜。因此，与电镀法或熔融喷镀法比较，能够非常容易形成研磨性保护膜，故与上述保护膜形成法比较保护膜形成所需要的时间大幅缩短，而且制造成本降低。
另外，在本发明的燃气轮机转动叶片上，将上述任一种研磨性保护膜形成用薄板粘到前端部。因此，然后只要对转动叶片进行必要的热处理就能形成研磨性保护膜，与电镀法或熔融喷镀法比较，能够非常容易形成研磨性保护膜。因此，与上述保护膜形成法比较保护膜形成所需要的时间大幅缩短，而且制造成本降低。
另外，在本发明的燃气轮机中，在利用燃烧器喷射出的燃烧气体驱动气轮机中具备有上述转动叶片。因此，只要具备热处理设备，就能容易在转动叶片形成研磨性保护膜，故即使在燃气轮机运转现场附近没有电镀设备等场合，若具备热处理使用的加热炉就能容易形成研磨性保护膜。因此，在该场所能够使转动叶片等再次形成研磨性保护膜，故能够容易地修补转动叶片。
产业上利用的可能性如上所述，在本发明的保护膜形成方法、保护膜形成用材料、研磨性保护膜形成用薄板、以及由该保护膜形成方法所形成的研磨性保护膜等的燃气轮机的转动叶片及使用该转动叶片的燃气轮机，在形成燃烧发动机(燃气轮机、喷气式发动机等)、蒸汽轮机中的转动叶片、定子叶片或套筒等部件设有研磨性保护膜、耐氧化性保护膜等情况下是有用的，适用于这些保护膜简便形成。
权利要求
1.一种保护膜形成方法，其特征在于，包括在保护膜形成对象物表面层叠以焊料为主成分的焊料层和以覆盖料为主成分的覆盖料层的层叠工序，加热层叠的所述焊料层和覆盖料层使焊料成分向覆盖料中扩散至少使所述覆盖料一部分熔融的熔融工序，使熔融的所述覆盖料凝固粘合到所述保护膜形成对象物上的粘合工序。
2.如权利要求1所述的保护膜形成方法，其特征在于，利用所述层叠工序层叠的焊料和覆盖料的膜厚比为30/70以上70/30以下。
3.如权利要求1或2所述的保护膜形成方法，其特征在于，向所述覆盖料中扩散的焊料的成分是硼。
4.如权利要求1～3中任一项所述的保护膜形成方法，其特征在于，所述焊料是从其熔点比保护膜形成对象物的热处理温度低的材料中选择。
5.如权利要求1～4中任一项所述的保护膜形成方法，其特征在于，所述覆盖料层为覆盖料粒子向粘合剂中分散。
6.如权利要求5所述的保护膜形成方法，其特征在于，所述粘合剂和所述覆盖料粒子的质量比为15/85以上2/1以下。
7.如权利要求1～6中任一项所述的保护膜形成方法，其特征在于，所述覆盖料层以MCrAlY粒子、立方晶氮化硼、Al2O3、TiN其它的研磨粒子为主成分。
8.如权利要求7所述的保护膜形成方法，其特征在于，所述MCrAlY粒子和所述研磨粒子的体积比为1/2以上2/1以下。
9.如权利要求7或8所述的保护膜形成方法，其特征在于，所述保护膜形成对象物是燃气轮机转动叶片前端。
10.如权利要求7～9中任一项所述的保护膜形成方法，其特征在于，在所述粘合工序后，还包含从粘合的所述覆盖料层表面去除MCrAlY一部分而露出研磨粒子的露出工序。
11.如权利要求10所述的保护膜形成方法，其特征在于，所述露出工序通过喷丸处理进行。
12.如权利要求11所述的保护膜形成方法，其特征在于，在所述喷丸处理中，使用的喷丸料，比所述MCrAlY粒子硬，比所述研磨粒子软。
13.如权利要求12所述的保护膜形成方法，其特征在于，所述喷丸料粒径，比所述研磨粒子粒径小比所述研磨粒子相互间的间隔也小。
14.如权利要求1～6中任一项所述的保护膜形成方法，其特征在于，所述覆盖料层以MCrAlY粒子为主成分。
15.如权利要求14所述的保护膜形成方法，其特征在于，所述保护膜形成对象物为燃气轮机转动叶片、定子叶片及套筒。
16.一种保护膜形成用覆盖料，其特征在于，包括立方晶氮化硼、Al2O3、TiN其它的研磨粒子、至少有耐氧化性的金属材料、和粘合剂。
17.如权利要求16所述的保护膜形成用覆盖料，其特征在于，所述粘合剂质量与所述研磨粒子和所述金属材料的质量之比为15/85以上2/1以下。
18.如权利要求15～17中任一项所述的保护膜形成用覆盖料，其特征在于，所述金属材料是MCrAlY。
19.如权利要求18所述的保护膜形成用覆盖料，其特征在于，所述MCrAlY粒子和所述研磨粒子的体积比为1/2以上2/1以下。
20.一种如研磨性保护膜形成用薄板，其特征在于，由焊料和权利要求15～19任项所述的保护膜形成用覆盖料层叠构成。
21.如权利要求20所述的研磨性保护膜形成用薄板，其特征在于，所述焊料与所述保护膜形成用覆盖料的膜厚比为30/70以上70/30以下。
22.如权利要求20或21所述的研磨性保护膜形成用薄板，其特征在于，所述焊料中含有硼。
23.如权利要求20～22中任一项所述的研磨性保护膜形成用薄板，其特征在于，所述焊料从其熔点比保护膜形成对象物的热处理温度低的材料中选择。
24.如权利要求23所述的研磨性保护膜形成用薄板，其特征在于，还在所述焊料上形成粘接层。
25.一种燃气轮机转动叶片，其特征在于，利用权利要求7～13任一项所述的保护膜形成方法在前端部形成保护膜。
26.一种燃气轮机转动叶片，其特征在于，将权利要求20～24任一项所述的保护膜形成用薄板粘到前端部。
27.一种燃气轮机，其特征在于，包括压缩机，压缩空气以制作燃烧用空气；燃烧器，使利用所述压缩机制作的燃烧用空气与燃料反应生成高温燃烧气体；轮机，包括权利要求25所述的转动叶片，通过从所述燃烧器出来的燃烧气体喷射到所述转动叶片进行驱动。
全文摘要
本发明涉及一种保护膜形成方法，该方法的步骤包括首先，准备焊料薄板(步骤S1)。焊料薄板由焊料层、粘着料层、起模纸组成。焊料层由焊料组成。然后，在焊料层层叠覆盖料层(步骤S2)。覆盖料层由覆盖料粒子和粘合剂的混合物组成。作为覆盖料粒子，使用MCrAlY粒子和研磨粒子(立方晶氮化硼粒子等)。然后，干燥覆盖料层(步骤S3)、截断焊料薄板(步骤S4)、贴到转动叶片(步骤S5)。然后，加热转动叶片(步骤S6)、熔融焊料。焊料在MCrAlY粒子周围作为液相润湿、而且通过热处理保持过程而扩散。然后，冷却(步骤S7)形成凝固层。对该凝固层进行喷丸处理(步骤S8)使立方晶氮化硼粒子突出，完成研磨性保护膜。
文档编号F01D5/20GK1463302SQ02801999
公开日2003年12月24日 申请日期2002年5月31日 优先权日2001年5月31日
发明者大原稔, 妻鹿雅彦 申请人:三菱重工业株式会社