流体机械用部件的制造方法及流体机械用部件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制造流体与表面接触的流体机械用部件的流体机械用部件的制造方法及流体机械用部件。
[0002]本申请主张基于2013年9月30日于日本申请的日本专利申请2013-204623号的优先权，并将其内容援用于此。
【背景技术】
[0003]例如，在蒸气涡轮的叶片、离心压缩机(离心栗)中的叶轮等流体机械用部件上会接触气体、液体的工作流体，但由于接触阻力增大，或者工作流体中的微小粒子附着于部件上，因此存在装置的运行效率降低的问题。
[0004]鉴于这种问题，例如，通过对流体机械用部件的基材表面实施研磨加工而降低部件的表面粗糙度，或者通过表面平滑皮膜来防止微小的粒子附着于部件上。在专利文献1中记载有在基材的表面设置表面粗糙度的最大高度Ry不超过1.ο μπι的陶瓷层、碳层的表面平滑皮膜。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利公开2007-162613号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]然而，为了降低部件的表面粗糙度而实施研磨加工，从而无法避免成本增加，且导致制造部件时所需时间也变长。另外，在形成如专利文献1中记载的表面平滑皮膜时，在形成皮膜之前的阶段，需要对基材表面实施抛光，并将表面粗糙度的最大高度Ry精加工成
0.1?1.0 μπι。因此，同样存在成本增加、制造时间变长的问题。
[0010]本发明提供一种可以抑制成本且提高流体机械的运行效率的流体机械用部件的制造方法及流体机械用部件。
[0011 ] 用于解决课题的方法
[0012]本发明的第一方式所涉及的流体机械用部件的制造方法包括:涂布工序，对基材的表面涂布玻璃系材料；平滑化工序，在所述涂布工序之后，使所述玻璃系材料加热熔融的同时，去除该玻璃系材料的一部分；及凝固工序，在所述平滑化工序之后，使加热熔融的所述玻璃系材料凝固。
[0013]在这种流体机械用部件的制造方法中，通过涂布工序对基材涂布玻璃系材料之后，通过平滑化工序去除玻璃系材料的一部分。由此，涂布玻璃系材料之后的基材表面变得平滑。从而，假设即使基材表面的表面粗糙度增大，也不需要对执行涂布工序之前的基材表面通过研磨等而降低表面粗糙度的工序，并且能够实现流体机械用部件表面的平滑化。其结果，能够降低流体与流体机械用部件之间的接触阻力，并能够减少对流体机械用部件的附着物的量。
[0014]并且，本发明的第二方式所涉及的流体机械用部件的制造方法还可以包括粗加工工序，该粗加工工序在上述第一方式的所述涂布工序之前，对所述基材的表面实施粗加工。
[0015]通过实施这种粗加工工序，将基材表面的表面粗糙度降低至一定程度，并在抑制表面粗糙度的最大高度Ry的状态下执行涂布工序。由于成为基材表面的最大高度Ry的位置成为所涂布的玻璃系材料的最低厚度尺寸，因此，通过在降低基材表面的表面粗糙度的状态下涂布玻璃系材料，能够减小玻璃系材料的厚度尺寸。由此，能够减少涂布工序所需时间及玻璃系材料的材料费，因此能够降低成本。
[0016]另外，本发明的第三方式所涉及的流体机械用部件的制造方法还可以包括镀镍工序，该镀镍工序在上述第一或第二方式的所述涂布工序之前，对所述基材的表面实施镀镍加工处理。
[0017]通过这种镀镍工序能够将镀镍的层形成于基材表面，并能够防止在执行涂布工序之如基材表面氧化。从而，能够提尚通过涂布工序而涂布的玻璃系材料对基材的粘附性。
[0018]并且，本发明的第四方式所涉及的流体机械用部件的制造方法还可以包括氮化工序，该氮化工序在上述第一或第二方式的所述涂布工序之前，对所述基材的表面实施氮化处理而使该表面固化。
[0019]通过这种氮化工序而在基材表面形成致密的氮化物层，因此能够提高通过涂布工序而涂布的玻璃系材料对基材的粘附性。
[0020]另外，在本发明的第五方式所涉及的流体机械用部件的制造方法中，从上述第一至第四中的任一方式的所述平滑化工序中，可以通过使所述基材旋转而去除所述玻璃系材料的一部分。
[0021]如此，通过使基材旋转，能够使熔融的玻璃系材料通过离心力飞散而将其去除，并能够容易获得表面平滑的玻璃系材料层。
[0022]并且，本发明的第六方式所涉及的流体机械用部件具备:基材，流体在所述表面侧流通；及表面平滑的玻璃涂层，涂布于所述基材的表面，并位于由玻璃系材料构成的该基材的表面的相反侧。
[0023]在这种流体机械用部件中，即使基材中的与玻璃系材料接触的面的表面粗糙度较大，玻璃涂层的表面也平滑。因此，即使基材表面的表面粗糙度并不小，也能够通过玻璃涂层而降低流体与流体机械用部件的接触阻力，并能够减少对流体机械用部件的附着物的量。
[0024]另外，本发明的第七方式所涉及的流体机械用部件还可以在上述第六方式的所述基材与所述玻璃涂层之间具备镀镍层。
[0025]通过这种镀镍层能够提高基材与玻璃涂层之间的粘附性。
[0026]另外，本发明的第八方式所涉及的流体机械用部件还可以在上述第六方式的所述基材与所述玻璃涂层之间具备氮化物层。
[0027]通过这种氮化物层能够提高基材与玻璃涂层之间的粘附性。
[0028]发明效果
[0029]根据上述流体机械用部件的制造方法及流体机械用部件，将玻璃系材料涂布于基材而使表面平滑，从而可以抑制基材的成本且提高流体机械的运行效率。
【附图说明】
[0030]图1是表示通过本发明的第一实施方式所涉及的制造方法制造的流体机械用部件的剖视图。
[0031]图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的制造方法的顺序的流程图。
[0032]图3是将通过本发明的第一实施方式所涉及的制造方法制造的流体机械用部件放大表示的剖视图，图3(a)表示平滑化工序执行前的状态，图3(b)表示平滑化工序执行后的状态。
[0033]图4是表示通过本发明的第二实施方式所涉及的制造方法制造的流体机械用部件的剖视图。
[0034]图5是表示本发明的第二实施方式所涉及的制造方法的顺序的流程图。
【具体实施方式】
[0035]〔第一实施方式〕
[0036]以下，对本发明的第一实施方式所涉及的流体机械用部件1(以下简称为部件1)的制造方法进行说明。
[0037]首先，对通过本实施方式的制造方法制造的部件1进行说明。部件1使用于蒸气涡轮、压缩机及栗等，这些设备中的气体、液体的工作流体W与表面接触。
[0038]如图1所示，部件1具备由钢材(例如不锈钢、碳钢)等金属材料构成的基材2、层叠于基材2上的镀镍层3、层叠于镀镍层3上的玻璃涂层4。
[0039]基材2中层叠有镀镍层3的一侧的表面的表面粗糙度的最大高度Ry为20?50 μ mD
[0040]镀镍层3例如为镀N1-B、镀N1-P的皮膜层。
[0041]玻璃涂层4为由玻璃系材料构成的层。该玻璃系材料只要是可以使用于例如珐琅加工中的通常的玻璃材料即可。具体而言，玻璃涂层4混合以Si02(二氧化硅)及B203 (氧化硼)为主要成分的玻璃熔块、A1203等补强材料、用于降低融点的碱性材料(催熔剂:Li20 (氧化锂)、Na20 (氧化钠)、K20 (氧化钾)、MgO (氧化镁)、CaO (氧化f丐)、BaO (氧化钡)等)、成色药物(非必须)及水而成。
[0042]接着，参考图2对制造部件1的制造方法的顺序进彳丁说明。
[0043]部件1的制造方法包括:粗加工工序S1，对基材2的表面实施粗加工；预处理工序S2，具有对经粗加工的基材2的表面进行预处理的脱脂工序S21、水洗工序S22及酸洗工序S23 ;及镀镍工序S3，对预处理后的基材2的表面实施镀镍加工处理。
[0044]另外，部件1的制造方法包括:涂布工序S4，对镀镍加工处理后的基材2的表面涂布玻璃系材料；平滑化工序S5，去除所涂布的玻璃系材料的一部分；及凝固工序S6，使所涂布的玻璃系材料凝固。
[0045]首先，执行粗加工工序SI。S卩，通过立铣刀等对基材2的表面进行切削加工，降低基材2的表面的表面粗糙度。通过粗加工工序S1将基材2的表面的表面粗糙度的最大高度Ry设为20?50 μ m。
[0046]接着，对粗加工后的基材2的表面执行作为预处理工序S2的去除油份的脱脂工序S210然后，依次执行用水清洗的水洗工序S22、通过盐酸或硫酸等酸溶液清洗而将基材2的表面进行活性化的酸洗工序S23、水洗工序S22。
[0047]然后，执行镀镍工序S3。S卩，对如上所述进行了预处理的基材2的表面形成镀镍层
3。在镀镍工序S3中应用电镀、无电解镀镍等。
[0048]无电解镀镍是通过将被镀部件的表面浸渍于镀液而不需要通电便将镀镍皮膜形成于被镀部件的表面的方法。通过该无电解镀镍，可以在叶轮的流路内面等具有复杂形状的部位均匀地形成皮膜。
[0049]作为无电解镀镍，可以例示镀N1-B、镀N1-P等。从后述平滑化工序S5中的对玻璃系材料的温度的耐热性的观点考虑，优选适用镀N1-B。
[0050]接着，执行涂布工序S4。S卩，对形成有镀镍层3的基材2的表面涂布玻璃系材料。该玻璃系材料能够使用将如上所述的通常的玻璃材料设为水溶性浆料或熔融玻璃的玻璃系材料。水溶性浆料的粘度为10 2?1 (Pa.s〕、熔融玻璃的粘度为1?10 2〔Pa.s〕。[0051 ] 并且，作为涂布玻璃系材料的方法可以利用如下浸涂法，即，在储存水溶性浆料或熔融玻璃的容器内浸渍基材2之后，将基材2提起。
[0052]或者，作为涂布玻