補修構造体
【課題】施工性が良く、安価な、補修構造体を提供する。
【解決手段】欠陥部位（クラック３０、３１，４０，５０）に、シート状の金属板と、該金属板の少なくとも一方の面にロウ材粉末を固着させて成るクラッド層とを有するクラッドロウ材シート１が貼付されている補修構造体Ｈを採用する。
【解決手段】欠陥部位（クラック３０、３１，４０，５０）に、シート状の金属板と、該金属板の少なくとも一方の面にロウ材粉末を固着させて成るクラッド層とを有するクラッドロウ材シート１が貼付されている補修構造体Ｈを採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補修構造体であって、特に金属部品に生じたクラックや、磨耗等の欠陥部位が補修された補修構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属部品に生じたクラックや、磨耗等の欠陥部位を補修する補修方法として、ロウ材粉末をペースト状にしたものを欠陥部位に塗付し、加熱することで焼結あるいは溶融させて補修する方法や、ロウ材の焼結シートを貼付し加熱して補修する方法、アモルファスロウ材シートを貼付し加熱して補修する方法がある。
【０００３】
また、金属部品に生じたクラック等の欠陥部位を補修する方法として、欠陥部位を取り除き、取り除いた凹部に合金粉末を充填して、その上面にロウ材層を形成させた後に焼結して補修する補修方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−４３７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ロウ材粉末をペースト状にしたものは、ロウ材粉末をバインダーで練ってペースト状にしなければならず、また、ペーストの軟度によって、欠陥部位に塗着しやすさが変化するため、補修対象物にロウ材を保持させるペーストの調整が必要になる等の施工性の問題があった。
【０００６】
また、ロウ材の焼結シートを貼付する補修方法では、補修対象物が複雑な形状を有している場合、ロウ材は加工性が乏しいことから、補修対象物に存する欠陥部位に上記焼結シートを該補修対象物の形状に合わせて変形させて貼付することが困難であるという問題がある。
【０００７】
また、アモルファスロウ材シートは、非結晶の構造を有しているため、形状に対応して曲げ等の変形は可能となるが、アモルファスロウ材シートの製造が技術的に難しいため、高価となる問題がある。
【０００８】
また、特許文献１に記載の補修方法は、欠陥部位を取り除く工程を有しており、クラックとなる以前の微細な傷や、磨耗により磨り減った部材を補修するには適用できない等の問題がある。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、施工性が良く、安価な、補修構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明では、欠陥部位を有し、上記欠陥部位に、シート状の基材と、該基材の少なくとも一方の面にロウ材組成を有する粉末を固着させて成るクラッド層とを有するクラッドシートが貼付されている補修構造体であるという構成を採用する。
このような構成を採用することで、補修構造体は、クラックや、磨耗等の欠陥部位に、ロウ付け性を有するクラッドシートで覆われることで補修される。
【００１１】
また、本発明では、上記クラッドシートは、上記欠陥部位を含む上記補修構造体の形状に対応して、変形されているという構成を採用する。
このような構成を採用することで、欠陥部位を有する補修構造体の複雑な形状に対応したクラッドシートで補修される。
【００１２】
また、本発明では、上記基材は、上記補修構造体と略同一の線膨張係数を有するという構成を採用する。
このような構成を採用することで、外部から加熱された場合、基材を有するクラッドシートが補修構造体と略同一に膨張するため、補修構造体が上記基材を有するクラッドシートから受ける膨張量の差で生じる熱応力を軽減させることができる。
【００１３】
また、本発明では、上記基材は、上記補修構造体と同一材料で形成されることを特徴とする請求項９に記載の補修構造体。
このような構成を採用することで、外部から加熱された場合、上記基材を有するクラッドシートと、補修構造体とが同一材料であることから、補修構造体が受ける膨張量の差で生じる熱応力を更に軽減させることができる。
【００１４】
また、本発明では、複数の上記欠陥部位を有し、上記クラッドシートが一括して貼付されるという構成を採用する。
このような構成を採用することで、複数の欠陥部位が一枚のクラッドシートで補修される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、欠陥部位を有し、上記欠陥部位に、シート状の基材と、該基材の少なくとも一方の面にロウ材組成を有する粉末を固着させて成るクラッド層とを有するクラッドシートが貼付されている補修構造体であるという構成を採用する。そのため、補修構造体は、クラックや、磨耗等の欠陥部位に、ロウ付け性を有するクラッドシートで覆われることで補修される。つまり、高価なアモルファスロウ材シートを用いることなく、施工性が良く、安価な、クラッドシートで欠陥部位が補修される。
したがって、本発明によれば、施工性が良く、安価な、補修構造体を形成することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態におけるクラッドロウ材シートの斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるクラッドロウ材シートの製造装置の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態における補修構造体の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態の曲面における補修方法の工程を説明する図３の線視Ｘ−Ｘ断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の鋭角先端部における補修方法の工程を説明する図３の線視Ｙ−Ｙ断面図である。
【図６】本発明の実施の形態の直角形状部における補修方法の工程を説明する図３の線視Ｚ−Ｚ断面図である。
【図７】本発明の別実施形態における補修構造体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、同一の部材には同一の参照符号が付されている。また、理解を容易にするために、これらの図面は、縮尺を適宜変更している。
【００１８】
図１は、本実施形態の補修方法に用いられるクラッドロウ材シート（クラッドシート）１を示す。
クラッドロウ材シート１は、金属板（基材）２１と、金属板２１の一方の面に後述するロウ材粉末（粉末）２を固着させて成るクラッド層２２とから構成される。
【００１９】
金属板２１は、例えば、ニッケル基合金、ステンレス、銅等の金属をシート状に加工したものから構成される。本実施形態では、金属板２１の構成は、ニッケル基合金を選択する。
【００２０】
クラッド層２２は、例えば、ロウ（ＢＮｉ−５）、ニッケル、クロム及びシリコンの粉末から成る粉体層を焼結あるいは溶融することで形成される。したがって、クラッド層２２は、ロウ付け性を有する構成となっている。
【００２１】
次に、本実施形態の補修方法に用いられるクラッドロウ材シート１について、クラッドロウ材シート１の製造工程と併せて説明する。
【００２２】
図２は、クラッドロウ材シート１の製造装置Ｄの構成図を示す。
クラッドロウ材シート１の製造装置Ｄは、ロウ材組成を有するロウ材粉末２を貯蓄するホッパ３Ａと、ホッパ３Ａに貯蓄されたロウ材粉末２を後述する圧延ローラ４Ａの周面に向けて供給するベルトフィーダ５Ａと、圧延ローラ４Ａの周面に供給されたロウ材粉末２及び金属板２１を圧延する圧延ローラ４Ａ、４Ｂと、圧延加工されたロウ材粉末２及び金属板２１を加熱処理する加熱炉６と、加熱処理の後に形成されるクラッドロウ材シート１を巻き取る回収ローラ８とを有する。
【００２３】
ロウ材粉末２は、ロウ材組成を有する粉末から構成される。本実施形態では、ロウ材粉末２は、上述のクラッド層２２を構成する粉末である、ロウ（ＢＮｉ−５）粉末、ニッケル粉末、クロム粉末及びシリコン粉末の混合粉末から構成される。
【００２４】
ホッパ３Ａは、ロウ材粉末２を貯蓄し、断面形状が下方に向かうに従って漸次縮径する中空構造を有し、ベルトフィーダ５Ａを介して圧延ローラ４Ａの周面に向けてロウ材粉末２を供給させる構成となっている。
【００２５】
ベルトフィーダ５Ａは、ホッパ３Ａの下方に設けられ、不図示の回転駆動機構と接続されて回転駆動することで、ホッパ３Ａの下部から供給されるロウ材粉末２を搬送する構成となっている。また、ベルトフィーダ５Ａは、搬送先が、圧延ローラ４Ａの上方に位置しており、ロウ材粉末２を圧延ローラ４Ａの周面上に供給する構成となっている。
なお、ベルトフィーダ５Ａは、圧延ローラ４Ａの幅と略同一の幅を有しており、圧延ローラ４Ａの幅方向に亘って均一に、ロウ材粉末２を供給可能な構成となっている。
【００２６】
圧延ローラ４Ａ、４Ｂは、一対となっており、ベルトフィーダ５Ａの下方に設けられる。また、圧延ローラ４Ａ、４Ｂは、互いの周面が所定の間隔で平行対峙するように配置される。そして、圧延ローラ４Ａ、４Ｂは、不図示の回転駆動機構により回転駆動することによって、圧延ローラ４Ａ、４Ｂの間に挿入される部材を圧延する構成となっている。
【００２７】
加熱炉６は、圧延ローラ４Ａ、４Ｂの下方に設置される。そして、加熱炉６は、加熱炉６内へプーリ９を介して挿入される圧延ローラ４Ａ、４Ｂにより圧延されたロウ材粉末２及び金属板２１を加熱処理する構成となっている。
【００２８】
回収ローラ８は、不図示の回転駆動機構により回転駆動可能に担持される。そして、回収ローラ８は、加熱炉６による焼結処理の工程を経て得たクラッドロウ材シート１を巻き取る構成となっている。
【００２９】
続いて、製造装置Ｄの動作について説明する。
製造装置Ｄは、ホッパ３Ａ内に貯蓄されたロウ材粉末２をホッパ３Ａ下部に接続されたベルトフィーダ５Ａを介して圧延ローラ４Ａの周面に向けて、圧延ローラ４Ａの幅方向に亘り連続的に供給する。
【００３０】
圧延ローラ４Ａ、４Ｂは、所定の距離で回転駆動することによって、圧延ローラ４Ａ，４Ｂ間に供給されたロウ材粉末２と、圧延ローラ４Ａ、４Ｂの間に上方から下方へ挿通されて搬送されるシート状の金属板２１とを圧延する。当該圧延によって、ロウ材粉末２は、金属板２１に固着されることとなる。
ロウ材粉末２が固着した金属板２１は、圧延ローラ４Ａ、４Ｂの下方に位置する加熱炉６にプーリ９を介して挿入される。
【００３１】
加熱炉６は、金属板２１に固着されたロウ材粉末２をロウ材粉末２の融点付近の温度まで加熱する。
そして、加熱炉６内で加熱されたロウ材粉末２が焼結または溶融して層となり、金属板２１の表面にしっかりと固着または溶着されることによって、ロウ付け性を有するクラッド層２２が形成される。
【００３２】
上記製造工程により製造された、金属板２１及びクラッド層２２から成るクラッドロウ材シート１は、回収ローラ８の回転駆動により巻き取られることによって、回収されることとなる。
なお、加熱炉６によって加熱されたクラッドロウ材シート１は、必要に応じて冷却されてから回収ローラ８によって回収されても良い。また、クラッド層２２は、ロウ材粉末２を構成する構成粉末の構成比率や、種類を適宜調整することで、クラッドロウ材シート１の用途に適した機能を備えさせることもできる。
【００３３】
このように製造されたクラッドロウ材シート１は、金属板２１の片面（一方の面）に全面に亘ってロウ付け性を有するクラッド層２２が形成される。したがって、クラッドロウ材シート１は、ロウ付け性を有する構成となっている。
また、クラッド層２２は、金属板２１にしっかりと固着されているため、クラッドロウ材シート１の曲げや、押し出し等の加工時に、クラッド層２２が金属板２１に追従しながら加工される。したがって、クラッドロウ材シート１が形状変化されても、クラッド層２２の金属板２１からの脱落や、ヒビ割れ等を生ずることはほとんどない。
つまり、クラッドロウ材シート１は、上記構成により、ロウ付け性を有し、かつ、形状変化が可能であるため施工性が良いといえる。
【００３４】
続いて、上記構成のクラッドロウ材シート１を用いた本実施形態の補修方法について説明する。
【００３５】
図３は、本実施形態における補修構造体Ｈの斜視図を示す。
補修構造体Ｈは、タービン翼（補修対象部材）１００に生じたクラック（欠陥部位）３０、３１、４０、５０をクラッドロウ材シート１で補修したものである。
【００３６】
タービン翼１００は、蒸気やガス等の流体を翼形部１１０に当てて、回転運動力を得る部材である。本実施形態では、タービン翼１００は、ニッケル基合金を母材として形成される。
タービン翼１００の用いられる苛酷な環境下において、例えば、長時間に亘って高温の熱や負荷を受けることによる疲労損傷や、飛来異物の衝突による損傷等を受けることによって、タービン翼１００にクラック３０、３１、４０、５０が発生する。
【００３７】
クラック３０、３１は、タービン翼１００の曲面であって、翼形部１１０上の中央に生じた亀裂である。また、クラック４０は、翼形部１１０の右先端部に生じた亀裂である。そして、クラック５０は、タービン翼１００を保持する保持部１２０の角である直角形状部に生じた亀裂である。
クラック３０、３１、４０、５０は、例えば、１００マイクロメートル以下の幅の亀裂である。
【００３８】
次に、上記クラック３０、３１、４０、５０の補修方法について、図４、図５及び図６に基づいて説明する。
【００３９】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、タービン翼１００の翼形部１１０上のような曲面におけるクラッドロウ材シート１を用いたクラック３０の補修方法について順次、図示している。
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、タービン翼１００の翼形部１１０の右先端部のような鋭角に尖った部分におけるクラッドロウ材シート１を用いたクラック４０の補修方法について順次、図示している。
図６（Ａ）〜（Ｃ）は、タービン翼１００の保持部１２０の直角形状部のような直角に変形した部分におけるクラッドロウ材シート１を用いたクラック５０の補修方法について順次、図示している。
【００４０】
始めに、図４に示す、曲面における補修方法について説明する。
図４（Ａ）は、クラック３０の大きさに対応して適当な大きさに裁断された、平板状のクラッドロウ材シート１を示す。
まず、該平板状のクラッドロウ材シート１をクラック３０を含むタービン翼１００の形状に対応させて変形させる。より詳しくは、クラッドロウ材シート１をクラック３０が発生した翼形部１１０の曲率と略同一の曲率の曲面を有する形状に湾曲させる。
当該湾曲によって、クラッドロウ材シート１は、クラック３０を含む翼形部１１０の形状に合わせて、タービン翼１００に密接することができる。
【００４１】
湾曲されたことによって、図４（Ｂ）に示す、突形状を金属板２１側に有するクラッドロウ材シート１が形成される。
次に、図４（Ｃ）に示すように、クラッド層２２がクラック３０に対面するように、湾曲されたクラッドロウ材シート１を翼形部１１０上にクラック３０を覆う形で載置する。
【００４２】
そして、クラッドロウ材シート１の載置後、クラッドロウ材シート１をクラッドロウ材シート１の縁部に沿って複数点、スポット的に加熱し、クラッド層２２の一部を溶解させることで、翼形部１１０に予備的にロウ付けする。
当該予備的ロウ付けによって、クラッドロウ材シート１のクラック３０からのズレや、剥離等を抑制することができる。
【００４３】
最後に、タービン翼１００の翼形部１１０に予備的にロウ付けされたクラッドロウ材シート１及びタービン翼１００を真空炉、雰囲気炉等の加熱炉内に載置し、全体をクラッド層２２の融点（例えば、約１０８０℃）まで加熱する。
当該加熱によって、クラッドロウ材シート１のクラッド層２２を全体に亘って溶解させ、クラッドロウ材シート１をクラック３０を覆うように翼形部１１０にしっかりとロウ付けする。
【００４４】
タービン翼１００は、当該ロウ付けによって、クラック３０が覆われるとともに、クラック３０にロウ材が侵入し、亀裂間を充填することで補修される。
なお、クラッドロウ材シート１の金属板２１及びタービン翼１００は、ニッケルを主成分とする合金であるから、加熱炉内での加熱時、金属板２１を有するクラッドロウ材シート１と、タービン翼１００とが同一に膨張するため、膨張量の差で生じるクラック３０からのズレや、剥離等を抑制することができる。
なお、同じ曲面上に生じたクラック３１も上記と同様の補修方法によって補修されることとなる。
【００４５】
次に、図５に示す、鋭角先端部における補修方法について説明する。なお、図４の補修方法と工程を同じくする部分の説明は省略する。
まず、図５（Ａ）に示す、平板状のクラッドロウ材シート１をクラック４０を含む翼形部１１０の鋭角先端部の形状に対応させて変形させる。
ここで、図５（Ｂ）に示すように、クラッドロウ材シート１は、翼形部１１０の先端部の角度より若干鋭角の角度に塑性変形させるのが好ましい。該変形により、クラッドロウ材シート１をクラッド層２２がクラック４０に対して覆うように載置する場合、弾性力を利用し、翼形部１１０の鋭角先端部を挟持させることができるためである。したがって、クラッドロウ材シート１のクラック４０からのズレや、剥離等をより確実に抑制することができる。
【００４６】
そして、図５（Ｃ）に示すように、鋭角に変形したクラッドロウ材シート１をクラッド層２２がクラック４０に対して覆うように載置した後、スポット的に加熱し、クラッド層２２の一部を溶解させることで、翼形部１１０の鋭角先端部に予備的にロウ付けする。
最後に、翼形部１１０の鋭角先端部に予備的にロウ付けされたクラッドロウ材シート１及びタービン翼１００を真空炉等の加熱炉内に載置し、加熱することで、クラック４０が補修される。
【００４７】
次に、図６に示す、直角形状部における補修方法について説明する。同じく、図４の補修方法と工程を同じくする部分の説明は省略する。
まず、図６（Ａ）に示す、平板状のクラッドロウ材シート１をクラック５０を含む保持部１２０の直角形状部に対応させて変形させる。当該変形は、直角形状の部材を用いて、クラッドロウ材シート１を直角に加工するのが好ましい。
当該変形によって、図６（Ｂ）に示す、直角形状を有するクラッドロウ材シート１が形成される。
【００４８】
そして、図６（Ｃ）に示す、直角に変形したクラッドロウ材シート１をクラッド層２２がクラック５０に対して覆うように載置した後、スポット的に加熱し、クラッド層２２の一部を溶解させることで、保持部１２０の直角形状部に予備的にロウ付けする。
最後に、保持部１２０の直角形状部に予備的にロウ付けされたクラッドロウ材シート１及びタービン翼１００を真空炉等の加熱炉内に載置し、加熱することで、クラック５０が補修される。
【００４９】
なお、各欠陥部位に予備的に複数のクラッドロウ材シート１が貼付されたタービン翼１００を真空炉で一括的に加熱し、ロウ付けすることで、一度の加熱工程で、複数の欠陥部位を補修することができる。
【００５０】
上記補修方法により、補修された補修構造体Ｈは、クラック３０、３１、４０、５０をクラッドロウ材シート１のロウ付けによる貼付によって塞がれる。
また、補修構造体Ｈは、高温の熱に晒されても、タービン翼１００と、クラッドロウ材シート１の金属板２１とがニッケル基合金であり、同一材料である。したがって、タービン翼１００と、クラッドロウ材シート１の金属板２１との膨張量の差で生じる熱応力を軽減させることができる。
なお、補修構造体Ｈは、磨耗によってタービン翼１００の薄くなった部位にクラッドロウ材シート１を重ねて貼付し、肉盛することで磨耗部位を補修されると共に補強されることもできる。
【００５１】
したがって、上述の本実施形態によれば、タービン翼１００の欠陥部位（クラック３０、３１，４０，５０）に、シート状の金属板２１と、金属板２１の少なくとも一方の面にロウ材粉末２を固着させて成るクラッド層２２とを有するクラッドロウ材シート１で覆って貼付し、加熱する補修方法を採用することで、クラックや、磨耗等の欠陥部位に、ロウ付け性を有するクラッドロウ材シート１で覆い、加熱によりロウ付けすることで、タービン翼１００を補修することができる。つまり、ロウ付け性を有するクラッドロウ材シート１を用いることで、別途ロウ材を用いる必要はなくなり、直接欠陥部位に貼付することで補修することができる。また、クラッドロウ材１シートは、金属板２１に固着したクラッド層２２が金属板２１に追従するため、欠陥部位の形状に合わせて変形させることができる。
したがって、本実施形態によれば、施工性が良く、安価な、欠陥部位の補修方法を実現することができる効果がある。
【００５２】
また、本実施形態では、クラッドロウ材シート１の縁部に沿って、スポット的に加熱して、クラッドロウ材シート１をタービン翼１００に保持させた後に、クラッドロウ材シート１を一括的に加熱するという補修方法を採用することで、クラッドロウ材シート１を予備的にタービン翼１００に固着させた後、全体を加熱し、ロウ付けすることができる。
したがって、クラッドロウ材シート１の欠陥部位からのズレや、剥離等を抑制することができる効果がある。
【００５３】
また、本実施形態では、複数の欠陥部位に対して、各欠陥部位毎にクラッドロウ材シート１をタービン翼１００にそれぞれ保持させた後に、複数のクラッドロウ材シート１を一括的に加熱するという補修方法を採用することで、複数の欠陥部位を一度の加熱で補修することができる。
したがって、ロウ付けの加熱工程の効率化が図れる効果がある。
【００５４】
また、本実施形態では、欠陥部位を含むタービン翼１００の形状に対応させて、クラッドロウ材シート１を変形させた後に、タービン翼１００に貼付するという補修方法を採用することで、欠陥部位を有するタービン翼１００の複雑な形状に対応したクラッドロウ材シート１で補修することができる効果がある。
【００５５】
また、本実施形態では、金属板２１と、タービン翼１００とが、同一材料で形成されるという補修方法を採用することで、欠陥部位にロウ付けする加熱時、金属板２１を有するクラッドロウ材シート１と、タービン翼１００とが同一材料であることから、膨張量の差で生じる剥離、脱落等をより確実に防止できる効果がある。
【００５６】
また、本実施形態によれば、欠陥部位を有し、欠陥部位に、シート状の金属板２１と、該金属板２１の少なくとも一方の面にロウ材粉末２を固着させて成るクラッド層２２とを有するクラッドロウ材シート１が貼付されている補修構造体Ｈであるという構成を採用することで、補修構造体Ｈは、クラックや、磨耗等の欠陥部位に、ロウ付け性を有するクラッドロウ材シート１で覆われることで補修される。つまり、高価なアモルファスロウ材シートを用いることなく、施工性が良く、安価な、クラッドロウ材シート１で欠陥部位が補修される。
したがって、本発明によれば、施工性が良く、安価な、補修構造体Ｈを形成することができる効果がある。
【００５７】
また、本実施形態では、クラッドロウ材シート１は、欠陥部位を含む補修構造体Ｈの形状に対応して、変形されているという構成を採用することで、欠陥部位を有する補修構造体Ｈの複雑な形状に対応したクラッドロウ材シート１で補修される。
【００５８】
また、本実施形態では、金属板２１は、補修構造体Ｈと同一材料で形成されるという構成を採用することで、外部から加熱された場合、金属板２１を有するクラッドロウ材シート１と、補修構造体Ｈとが同一材料であることから、補修構造体Ｈが受ける、膨張量の差で生じる熱応力を軽減させることができる。
【００５９】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００６０】
例えば、上記実施形態において、補修対象物は、タービン翼１００であると説明した。しかしながら、本発明は、補修対象物がタービン翼１００に限定されるものではなく、広く、例えば、金属部品一般にも適用可能である。
【００６１】
また、例えば、上記実施形態では、各欠陥部位毎にクラッドロウ材シート１を貼付すると説明した。しかしながら、本発明は、図７に示すような、複数の欠陥部位（クラック３０、３１、４０）にクラッドロウ材シート１が一括して貼付されるという構成であっても適用可能である。
このような構成を採用することで、複数の欠陥部位（クラック３０、３１、４０）が一枚のクラッドロウ材シート１で補修される。したがって、各欠損部位の形状に合わせてクラッドロウ材シート１を裁断するという工程を省略することができるため、補修工程の短縮化を図れる効果がある。
【００６２】
また、上記実施形態では、金属板２１と、タービン翼１００とが同一材料で形成されると説明した。しかしながら、本発明は、金属板２１と、タービン翼１００とが略同一の線膨張係数を有する構成であっても適用可能である。
このような補修方法を採用することで、欠陥部位にロウ付けする加熱時、金属板２１を有するクラッドロウ材シート１と、タービン翼１００とが略同一に膨張するため、膨張量の差で生じる剥離、脱落等を防止できる。
また、このような補修方法で補修された補修構造体Ｈは、外部から加熱された場合、金属板２１を有するクラッドロウ材シート１が補修構造体Ｈと略同一に膨張するため、補修構造体Ｈが金属板２１を有するクラッドロウ材シート１から受ける膨張量の差で生じる熱応力を軽減させることができる。
【００６３】
また、上記実施形態では、クラッドロウ材シート１の縁部に沿って、スポット的に加熱して、クラッドロウ材シート１をタービン翼１００に予備的に固着させると説明した。しかしながら、本発明は、必ずしも、スポット的に加熱して、クラッドロウ材シート１をタービン翼１００に予備的に固着させる工程を経る必要はない。本発明は、別途、固定部材を用いてクラッドロウ材シート１をタービン翼１００に固定させる構成であっても良い。
【００６４】
また、上記実施形態において、製造装置Ｄは、ロウ材シート１のクラッド層２２を金属板２１の片面の全面に亘って形成させると説明した。しかしながら、本発明の製造装置Ｄは、金属板２１の両面の全面に亘ってクラッド層２２を形成させることも可能である。この場合、製造装置Ｄは、図２に示すホッパ３Ｂと、ベルトフィーダ５Ｂとを稼動させ、圧延ローラ４Ｂの周面にロウ材粉末２を供給することで、金属板２１の両面にクラッド層２２を形成させることができる。
【００６５】
また、上記実施形態において、ロウ材粉末２は、ロウ（ＢＮｉ−５）、ニッケル、クロム及びシリコンの混合粉末から構成されると説明した。しかしながら本発明におけるロウ材粉末２は、必ずしも上記構成に限定されない。ロウ材粉末２は、例えば、ＪＩＳ規格のＢＮｉ−２であれば、ニッケル（Ｎｉ）粉末とニッケル−クロム（Ｎｉ−Ｃｒ）合金粉末とニッケル−ボロン（Ｎｉ−Ｂ）合金粉末と鉄−クロム（Ｆｅ−Ｃｒ）合金粉末と鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）合金粉末と鉄−シリコン（Ｆｅ−Ｓｉ）合金粉末とを混合し、全体の総和の成分比がニッケル（Ｎｉ）を母材成分とし、クロム（Ｃｒ）が６ｗｔ％以上かつ８ｗｔ％以下、ボロン（Ｂ）が２．７５ｗｔ％以上かつ３．５ｗｔ％以下、鉄（Ｆｅ）が２．５ｗｔ％以上かつ３．５ｗｔ％以下、シリコン（Ｓｉ）が４ｗｔ％以上かつ５ｗｔ％以下となるように調合したものであっても良い。
【符号の説明】
【００６６】
１…クラッドロウ材シート（クラッドシート）、２…ロウ材粉末（粉末）、２１…金属板（基材）、２２…クラッド層、３０，３１，４０，５０…クラック（欠陥部位）、１００…タービン翼（補修対象部材）、Ｈ…補修構造体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補修構造体であって、特に金属部品に生じたクラックや、磨耗等の欠陥部位が補修された補修構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属部品に生じたクラックや、磨耗等の欠陥部位を補修する補修方法として、ロウ材粉末をペースト状にしたものを欠陥部位に塗付し、加熱することで焼結あるいは溶融させて補修する方法や、ロウ材の焼結シートを貼付し加熱して補修する方法、アモルファスロウ材シートを貼付し加熱して補修する方法がある。
【０００３】
また、金属部品に生じたクラック等の欠陥部位を補修する方法として、欠陥部位を取り除き、取り除いた凹部に合金粉末を充填して、その上面にロウ材層を形成させた後に焼結して補修する補修方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−４３７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ロウ材粉末をペースト状にしたものは、ロウ材粉末をバインダーで練ってペースト状にしなければならず、また、ペーストの軟度によって、欠陥部位に塗着しやすさが変化するため、補修対象物にロウ材を保持させるペーストの調整が必要になる等の施工性の問題があった。
【０００６】
また、ロウ材の焼結シートを貼付する補修方法では、補修対象物が複雑な形状を有している場合、ロウ材は加工性が乏しいことから、補修対象物に存する欠陥部位に上記焼結シートを該補修対象物の形状に合わせて変形させて貼付することが困難であるという問題がある。
【０００７】
また、アモルファスロウ材シートは、非結晶の構造を有しているため、形状に対応して曲げ等の変形は可能となるが、アモルファスロウ材シートの製造が技術的に難しいため、高価となる問題がある。
【０００８】
また、特許文献１に記載の補修方法は、欠陥部位を取り除く工程を有しており、クラックとなる以前の微細な傷や、磨耗により磨り減った部材を補修するには適用できない等の問題がある。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、施工性が良く、安価な、補修構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明では、欠陥部位を有し、上記欠陥部位に、シート状の基材と、該基材の少なくとも一方の面にロウ材組成を有する粉末を固着させて成るクラッド層とを有するクラッドシートが貼付されている補修構造体であるという構成を採用する。
このような構成を採用することで、補修構造体は、クラックや、磨耗等の欠陥部位に、ロウ付け性を有するクラッドシートで覆われることで補修される。
【００１１】
また、本発明では、上記クラッドシートは、上記欠陥部位を含む上記補修構造体の形状に対応して、変形されているという構成を採用する。
このような構成を採用することで、欠陥部位を有する補修構造体の複雑な形状に対応したクラッドシートで補修される。
【００１２】
また、本発明では、上記基材は、上記補修構造体と略同一の線膨張係数を有するという構成を採用する。
このような構成を採用することで、外部から加熱された場合、基材を有するクラッドシートが補修構造体と略同一に膨張するため、補修構造体が上記基材を有するクラッドシートから受ける膨張量の差で生じる熱応力を軽減させることができる。
【００１３】
また、本発明では、上記基材は、上記補修構造体と同一材料で形成されることを特徴とする請求項９に記載の補修構造体。
このような構成を採用することで、外部から加熱された場合、上記基材を有するクラッドシートと、補修構造体とが同一材料であることから、補修構造体が受ける膨張量の差で生じる熱応力を更に軽減させることができる。
【００１４】
また、本発明では、複数の上記欠陥部位を有し、上記クラッドシートが一括して貼付されるという構成を採用する。
このような構成を採用することで、複数の欠陥部位が一枚のクラッドシートで補修される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、欠陥部位を有し、上記欠陥部位に、シート状の基材と、該基材の少なくとも一方の面にロウ材組成を有する粉末を固着させて成るクラッド層とを有するクラッドシートが貼付されている補修構造体であるという構成を採用する。そのため、補修構造体は、クラックや、磨耗等の欠陥部位に、ロウ付け性を有するクラッドシートで覆われることで補修される。つまり、高価なアモルファスロウ材シートを用いることなく、施工性が良く、安価な、クラッドシートで欠陥部位が補修される。
したがって、本発明によれば、施工性が良く、安価な、補修構造体を形成することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態におけるクラッドロウ材シートの斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるクラッドロウ材シートの製造装置の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態における補修構造体の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態の曲面における補修方法の工程を説明する図３の線視Ｘ−Ｘ断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の鋭角先端部における補修方法の工程を説明する図３の線視Ｙ−Ｙ断面図である。
【図６】本発明の実施の形態の直角形状部における補修方法の工程を説明する図３の線視Ｚ−Ｚ断面図である。
【図７】本発明の別実施形態における補修構造体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、同一の部材には同一の参照符号が付されている。また、理解を容易にするために、これらの図面は、縮尺を適宜変更している。
【００１８】
図１は、本実施形態の補修方法に用いられるクラッドロウ材シート（クラッドシート）１を示す。
クラッドロウ材シート１は、金属板（基材）２１と、金属板２１の一方の面に後述するロウ材粉末（粉末）２を固着させて成るクラッド層２２とから構成される。
【００１９】
金属板２１は、例えば、ニッケル基合金、ステンレス、銅等の金属をシート状に加工したものから構成される。本実施形態では、金属板２１の構成は、ニッケル基合金を選択する。
【００２０】
クラッド層２２は、例えば、ロウ（ＢＮｉ−５）、ニッケル、クロム及びシリコンの粉末から成る粉体層を焼結あるいは溶融することで形成される。したがって、クラッド層２２は、ロウ付け性を有する構成となっている。
【００２１】
次に、本実施形態の補修方法に用いられるクラッドロウ材シート１について、クラッドロウ材シート１の製造工程と併せて説明する。
【００２２】
図２は、クラッドロウ材シート１の製造装置Ｄの構成図を示す。
クラッドロウ材シート１の製造装置Ｄは、ロウ材組成を有するロウ材粉末２を貯蓄するホッパ３Ａと、ホッパ３Ａに貯蓄されたロウ材粉末２を後述する圧延ローラ４Ａの周面に向けて供給するベルトフィーダ５Ａと、圧延ローラ４Ａの周面に供給されたロウ材粉末２及び金属板２１を圧延する圧延ローラ４Ａ、４Ｂと、圧延加工されたロウ材粉末２及び金属板２１を加熱処理する加熱炉６と、加熱処理の後に形成されるクラッドロウ材シート１を巻き取る回収ローラ８とを有する。
【００２３】
ロウ材粉末２は、ロウ材組成を有する粉末から構成される。本実施形態では、ロウ材粉末２は、上述のクラッド層２２を構成する粉末である、ロウ（ＢＮｉ−５）粉末、ニッケル粉末、クロム粉末及びシリコン粉末の混合粉末から構成される。
【００２４】
ホッパ３Ａは、ロウ材粉末２を貯蓄し、断面形状が下方に向かうに従って漸次縮径する中空構造を有し、ベルトフィーダ５Ａを介して圧延ローラ４Ａの周面に向けてロウ材粉末２を供給させる構成となっている。
【００２５】
ベルトフィーダ５Ａは、ホッパ３Ａの下方に設けられ、不図示の回転駆動機構と接続されて回転駆動することで、ホッパ３Ａの下部から供給されるロウ材粉末２を搬送する構成となっている。また、ベルトフィーダ５Ａは、搬送先が、圧延ローラ４Ａの上方に位置しており、ロウ材粉末２を圧延ローラ４Ａの周面上に供給する構成となっている。
なお、ベルトフィーダ５Ａは、圧延ローラ４Ａの幅と略同一の幅を有しており、圧延ローラ４Ａの幅方向に亘って均一に、ロウ材粉末２を供給可能な構成となっている。
【００２６】
圧延ローラ４Ａ、４Ｂは、一対となっており、ベルトフィーダ５Ａの下方に設けられる。また、圧延ローラ４Ａ、４Ｂは、互いの周面が所定の間隔で平行対峙するように配置される。そして、圧延ローラ４Ａ、４Ｂは、不図示の回転駆動機構により回転駆動することによって、圧延ローラ４Ａ、４Ｂの間に挿入される部材を圧延する構成となっている。
【００２７】
加熱炉６は、圧延ローラ４Ａ、４Ｂの下方に設置される。そして、加熱炉６は、加熱炉６内へプーリ９を介して挿入される圧延ローラ４Ａ、４Ｂにより圧延されたロウ材粉末２及び金属板２１を加熱処理する構成となっている。
【００２８】
回収ローラ８は、不図示の回転駆動機構により回転駆動可能に担持される。そして、回収ローラ８は、加熱炉６による焼結処理の工程を経て得たクラッドロウ材シート１を巻き取る構成となっている。
【００２９】
続いて、製造装置Ｄの動作について説明する。
製造装置Ｄは、ホッパ３Ａ内に貯蓄されたロウ材粉末２をホッパ３Ａ下部に接続されたベルトフィーダ５Ａを介して圧延ローラ４Ａの周面に向けて、圧延ローラ４Ａの幅方向に亘り連続的に供給する。
【００３０】
圧延ローラ４Ａ、４Ｂは、所定の距離で回転駆動することによって、圧延ローラ４Ａ，４Ｂ間に供給されたロウ材粉末２と、圧延ローラ４Ａ、４Ｂの間に上方から下方へ挿通されて搬送されるシート状の金属板２１とを圧延する。当該圧延によって、ロウ材粉末２は、金属板２１に固着されることとなる。
ロウ材粉末２が固着した金属板２１は、圧延ローラ４Ａ、４Ｂの下方に位置する加熱炉６にプーリ９を介して挿入される。
【００３１】
加熱炉６は、金属板２１に固着されたロウ材粉末２をロウ材粉末２の融点付近の温度まで加熱する。
そして、加熱炉６内で加熱されたロウ材粉末２が焼結または溶融して層となり、金属板２１の表面にしっかりと固着または溶着されることによって、ロウ付け性を有するクラッド層２２が形成される。
【００３２】
上記製造工程により製造された、金属板２１及びクラッド層２２から成るクラッドロウ材シート１は、回収ローラ８の回転駆動により巻き取られることによって、回収されることとなる。
なお、加熱炉６によって加熱されたクラッドロウ材シート１は、必要に応じて冷却されてから回収ローラ８によって回収されても良い。また、クラッド層２２は、ロウ材粉末２を構成する構成粉末の構成比率や、種類を適宜調整することで、クラッドロウ材シート１の用途に適した機能を備えさせることもできる。
【００３３】
このように製造されたクラッドロウ材シート１は、金属板２１の片面（一方の面）に全面に亘ってロウ付け性を有するクラッド層２２が形成される。したがって、クラッドロウ材シート１は、ロウ付け性を有する構成となっている。
また、クラッド層２２は、金属板２１にしっかりと固着されているため、クラッドロウ材シート１の曲げや、押し出し等の加工時に、クラッド層２２が金属板２１に追従しながら加工される。したがって、クラッドロウ材シート１が形状変化されても、クラッド層２２の金属板２１からの脱落や、ヒビ割れ等を生ずることはほとんどない。
つまり、クラッドロウ材シート１は、上記構成により、ロウ付け性を有し、かつ、形状変化が可能であるため施工性が良いといえる。
【００３４】
続いて、上記構成のクラッドロウ材シート１を用いた本実施形態の補修方法について説明する。
【００３５】
図３は、本実施形態における補修構造体Ｈの斜視図を示す。
補修構造体Ｈは、タービン翼（補修対象部材）１００に生じたクラック（欠陥部位）３０、３１、４０、５０をクラッドロウ材シート１で補修したものである。
【００３６】
タービン翼１００は、蒸気やガス等の流体を翼形部１１０に当てて、回転運動力を得る部材である。本実施形態では、タービン翼１００は、ニッケル基合金を母材として形成される。
タービン翼１００の用いられる苛酷な環境下において、例えば、長時間に亘って高温の熱や負荷を受けることによる疲労損傷や、飛来異物の衝突による損傷等を受けることによって、タービン翼１００にクラック３０、３１、４０、５０が発生する。
【００３７】
クラック３０、３１は、タービン翼１００の曲面であって、翼形部１１０上の中央に生じた亀裂である。また、クラック４０は、翼形部１１０の右先端部に生じた亀裂である。そして、クラック５０は、タービン翼１００を保持する保持部１２０の角である直角形状部に生じた亀裂である。
クラック３０、３１、４０、５０は、例えば、１００マイクロメートル以下の幅の亀裂である。
【００３８】
次に、上記クラック３０、３１、４０、５０の補修方法について、図４、図５及び図６に基づいて説明する。
【００３９】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、タービン翼１００の翼形部１１０上のような曲面におけるクラッドロウ材シート１を用いたクラック３０の補修方法について順次、図示している。
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、タービン翼１００の翼形部１１０の右先端部のような鋭角に尖った部分におけるクラッドロウ材シート１を用いたクラック４０の補修方法について順次、図示している。
図６（Ａ）〜（Ｃ）は、タービン翼１００の保持部１２０の直角形状部のような直角に変形した部分におけるクラッドロウ材シート１を用いたクラック５０の補修方法について順次、図示している。
【００４０】
始めに、図４に示す、曲面における補修方法について説明する。
図４（Ａ）は、クラック３０の大きさに対応して適当な大きさに裁断された、平板状のクラッドロウ材シート１を示す。
まず、該平板状のクラッドロウ材シート１をクラック３０を含むタービン翼１００の形状に対応させて変形させる。より詳しくは、クラッドロウ材シート１をクラック３０が発生した翼形部１１０の曲率と略同一の曲率の曲面を有する形状に湾曲させる。
当該湾曲によって、クラッドロウ材シート１は、クラック３０を含む翼形部１１０の形状に合わせて、タービン翼１００に密接することができる。
【００４１】
湾曲されたことによって、図４（Ｂ）に示す、突形状を金属板２１側に有するクラッドロウ材シート１が形成される。
次に、図４（Ｃ）に示すように、クラッド層２２がクラック３０に対面するように、湾曲されたクラッドロウ材シート１を翼形部１１０上にクラック３０を覆う形で載置する。
【００４２】
そして、クラッドロウ材シート１の載置後、クラッドロウ材シート１をクラッドロウ材シート１の縁部に沿って複数点、スポット的に加熱し、クラッド層２２の一部を溶解させることで、翼形部１１０に予備的にロウ付けする。
当該予備的ロウ付けによって、クラッドロウ材シート１のクラック３０からのズレや、剥離等を抑制することができる。
【００４３】
最後に、タービン翼１００の翼形部１１０に予備的にロウ付けされたクラッドロウ材シート１及びタービン翼１００を真空炉、雰囲気炉等の加熱炉内に載置し、全体をクラッド層２２の融点（例えば、約１０８０℃）まで加熱する。
当該加熱によって、クラッドロウ材シート１のクラッド層２２を全体に亘って溶解させ、クラッドロウ材シート１をクラック３０を覆うように翼形部１１０にしっかりとロウ付けする。
【００４４】
タービン翼１００は、当該ロウ付けによって、クラック３０が覆われるとともに、クラック３０にロウ材が侵入し、亀裂間を充填することで補修される。
なお、クラッドロウ材シート１の金属板２１及びタービン翼１００は、ニッケルを主成分とする合金であるから、加熱炉内での加熱時、金属板２１を有するクラッドロウ材シート１と、タービン翼１００とが同一に膨張するため、膨張量の差で生じるクラック３０からのズレや、剥離等を抑制することができる。
なお、同じ曲面上に生じたクラック３１も上記と同様の補修方法によって補修されることとなる。
【００４５】
次に、図５に示す、鋭角先端部における補修方法について説明する。なお、図４の補修方法と工程を同じくする部分の説明は省略する。
まず、図５（Ａ）に示す、平板状のクラッドロウ材シート１をクラック４０を含む翼形部１１０の鋭角先端部の形状に対応させて変形させる。
ここで、図５（Ｂ）に示すように、クラッドロウ材シート１は、翼形部１１０の先端部の角度より若干鋭角の角度に塑性変形させるのが好ましい。該変形により、クラッドロウ材シート１をクラッド層２２がクラック４０に対して覆うように載置する場合、弾性力を利用し、翼形部１１０の鋭角先端部を挟持させることができるためである。したがって、クラッドロウ材シート１のクラック４０からのズレや、剥離等をより確実に抑制することができる。
【００４６】
そして、図５（Ｃ）に示すように、鋭角に変形したクラッドロウ材シート１をクラッド層２２がクラック４０に対して覆うように載置した後、スポット的に加熱し、クラッド層２２の一部を溶解させることで、翼形部１１０の鋭角先端部に予備的にロウ付けする。
最後に、翼形部１１０の鋭角先端部に予備的にロウ付けされたクラッドロウ材シート１及びタービン翼１００を真空炉等の加熱炉内に載置し、加熱することで、クラック４０が補修される。
【００４７】
次に、図６に示す、直角形状部における補修方法について説明する。同じく、図４の補修方法と工程を同じくする部分の説明は省略する。
まず、図６（Ａ）に示す、平板状のクラッドロウ材シート１をクラック５０を含む保持部１２０の直角形状部に対応させて変形させる。当該変形は、直角形状の部材を用いて、クラッドロウ材シート１を直角に加工するのが好ましい。
当該変形によって、図６（Ｂ）に示す、直角形状を有するクラッドロウ材シート１が形成される。
【００４８】
そして、図６（Ｃ）に示す、直角に変形したクラッドロウ材シート１をクラッド層２２がクラック５０に対して覆うように載置した後、スポット的に加熱し、クラッド層２２の一部を溶解させることで、保持部１２０の直角形状部に予備的にロウ付けする。
最後に、保持部１２０の直角形状部に予備的にロウ付けされたクラッドロウ材シート１及びタービン翼１００を真空炉等の加熱炉内に載置し、加熱することで、クラック５０が補修される。
【００４９】
なお、各欠陥部位に予備的に複数のクラッドロウ材シート１が貼付されたタービン翼１００を真空炉で一括的に加熱し、ロウ付けすることで、一度の加熱工程で、複数の欠陥部位を補修することができる。
【００５０】
上記補修方法により、補修された補修構造体Ｈは、クラック３０、３１、４０、５０をクラッドロウ材シート１のロウ付けによる貼付によって塞がれる。
また、補修構造体Ｈは、高温の熱に晒されても、タービン翼１００と、クラッドロウ材シート１の金属板２１とがニッケル基合金であり、同一材料である。したがって、タービン翼１００と、クラッドロウ材シート１の金属板２１との膨張量の差で生じる熱応力を軽減させることができる。
なお、補修構造体Ｈは、磨耗によってタービン翼１００の薄くなった部位にクラッドロウ材シート１を重ねて貼付し、肉盛することで磨耗部位を補修されると共に補強されることもできる。
【００５１】
したがって、上述の本実施形態によれば、タービン翼１００の欠陥部位（クラック３０、３１，４０，５０）に、シート状の金属板２１と、金属板２１の少なくとも一方の面にロウ材粉末２を固着させて成るクラッド層２２とを有するクラッドロウ材シート１で覆って貼付し、加熱する補修方法を採用することで、クラックや、磨耗等の欠陥部位に、ロウ付け性を有するクラッドロウ材シート１で覆い、加熱によりロウ付けすることで、タービン翼１００を補修することができる。つまり、ロウ付け性を有するクラッドロウ材シート１を用いることで、別途ロウ材を用いる必要はなくなり、直接欠陥部位に貼付することで補修することができる。また、クラッドロウ材１シートは、金属板２１に固着したクラッド層２２が金属板２１に追従するため、欠陥部位の形状に合わせて変形させることができる。
したがって、本実施形態によれば、施工性が良く、安価な、欠陥部位の補修方法を実現することができる効果がある。
【００５２】
また、本実施形態では、クラッドロウ材シート１の縁部に沿って、スポット的に加熱して、クラッドロウ材シート１をタービン翼１００に保持させた後に、クラッドロウ材シート１を一括的に加熱するという補修方法を採用することで、クラッドロウ材シート１を予備的にタービン翼１００に固着させた後、全体を加熱し、ロウ付けすることができる。
したがって、クラッドロウ材シート１の欠陥部位からのズレや、剥離等を抑制することができる効果がある。
【００５３】
また、本実施形態では、複数の欠陥部位に対して、各欠陥部位毎にクラッドロウ材シート１をタービン翼１００にそれぞれ保持させた後に、複数のクラッドロウ材シート１を一括的に加熱するという補修方法を採用することで、複数の欠陥部位を一度の加熱で補修することができる。
したがって、ロウ付けの加熱工程の効率化が図れる効果がある。
【００５４】
また、本実施形態では、欠陥部位を含むタービン翼１００の形状に対応させて、クラッドロウ材シート１を変形させた後に、タービン翼１００に貼付するという補修方法を採用することで、欠陥部位を有するタービン翼１００の複雑な形状に対応したクラッドロウ材シート１で補修することができる効果がある。
【００５５】
また、本実施形態では、金属板２１と、タービン翼１００とが、同一材料で形成されるという補修方法を採用することで、欠陥部位にロウ付けする加熱時、金属板２１を有するクラッドロウ材シート１と、タービン翼１００とが同一材料であることから、膨張量の差で生じる剥離、脱落等をより確実に防止できる効果がある。
【００５６】
また、本実施形態によれば、欠陥部位を有し、欠陥部位に、シート状の金属板２１と、該金属板２１の少なくとも一方の面にロウ材粉末２を固着させて成るクラッド層２２とを有するクラッドロウ材シート１が貼付されている補修構造体Ｈであるという構成を採用することで、補修構造体Ｈは、クラックや、磨耗等の欠陥部位に、ロウ付け性を有するクラッドロウ材シート１で覆われることで補修される。つまり、高価なアモルファスロウ材シートを用いることなく、施工性が良く、安価な、クラッドロウ材シート１で欠陥部位が補修される。
したがって、本発明によれば、施工性が良く、安価な、補修構造体Ｈを形成することができる効果がある。
【００５７】
また、本実施形態では、クラッドロウ材シート１は、欠陥部位を含む補修構造体Ｈの形状に対応して、変形されているという構成を採用することで、欠陥部位を有する補修構造体Ｈの複雑な形状に対応したクラッドロウ材シート１で補修される。
【００５８】
また、本実施形態では、金属板２１は、補修構造体Ｈと同一材料で形成されるという構成を採用することで、外部から加熱された場合、金属板２１を有するクラッドロウ材シート１と、補修構造体Ｈとが同一材料であることから、補修構造体Ｈが受ける、膨張量の差で生じる熱応力を軽減させることができる。
【００５９】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００６０】
例えば、上記実施形態において、補修対象物は、タービン翼１００であると説明した。しかしながら、本発明は、補修対象物がタービン翼１００に限定されるものではなく、広く、例えば、金属部品一般にも適用可能である。
【００６１】
また、例えば、上記実施形態では、各欠陥部位毎にクラッドロウ材シート１を貼付すると説明した。しかしながら、本発明は、図７に示すような、複数の欠陥部位（クラック３０、３１、４０）にクラッドロウ材シート１が一括して貼付されるという構成であっても適用可能である。
このような構成を採用することで、複数の欠陥部位（クラック３０、３１、４０）が一枚のクラッドロウ材シート１で補修される。したがって、各欠損部位の形状に合わせてクラッドロウ材シート１を裁断するという工程を省略することができるため、補修工程の短縮化を図れる効果がある。
【００６２】
また、上記実施形態では、金属板２１と、タービン翼１００とが同一材料で形成されると説明した。しかしながら、本発明は、金属板２１と、タービン翼１００とが略同一の線膨張係数を有する構成であっても適用可能である。
このような補修方法を採用することで、欠陥部位にロウ付けする加熱時、金属板２１を有するクラッドロウ材シート１と、タービン翼１００とが略同一に膨張するため、膨張量の差で生じる剥離、脱落等を防止できる。
また、このような補修方法で補修された補修構造体Ｈは、外部から加熱された場合、金属板２１を有するクラッドロウ材シート１が補修構造体Ｈと略同一に膨張するため、補修構造体Ｈが金属板２１を有するクラッドロウ材シート１から受ける膨張量の差で生じる熱応力を軽減させることができる。
【００６３】
また、上記実施形態では、クラッドロウ材シート１の縁部に沿って、スポット的に加熱して、クラッドロウ材シート１をタービン翼１００に予備的に固着させると説明した。しかしながら、本発明は、必ずしも、スポット的に加熱して、クラッドロウ材シート１をタービン翼１００に予備的に固着させる工程を経る必要はない。本発明は、別途、固定部材を用いてクラッドロウ材シート１をタービン翼１００に固定させる構成であっても良い。
【００６４】
また、上記実施形態において、製造装置Ｄは、ロウ材シート１のクラッド層２２を金属板２１の片面の全面に亘って形成させると説明した。しかしながら、本発明の製造装置Ｄは、金属板２１の両面の全面に亘ってクラッド層２２を形成させることも可能である。この場合、製造装置Ｄは、図２に示すホッパ３Ｂと、ベルトフィーダ５Ｂとを稼動させ、圧延ローラ４Ｂの周面にロウ材粉末２を供給することで、金属板２１の両面にクラッド層２２を形成させることができる。
【００６５】
また、上記実施形態において、ロウ材粉末２は、ロウ（ＢＮｉ−５）、ニッケル、クロム及びシリコンの混合粉末から構成されると説明した。しかしながら本発明におけるロウ材粉末２は、必ずしも上記構成に限定されない。ロウ材粉末２は、例えば、ＪＩＳ規格のＢＮｉ−２であれば、ニッケル（Ｎｉ）粉末とニッケル−クロム（Ｎｉ−Ｃｒ）合金粉末とニッケル−ボロン（Ｎｉ−Ｂ）合金粉末と鉄−クロム（Ｆｅ−Ｃｒ）合金粉末と鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）合金粉末と鉄−シリコン（Ｆｅ−Ｓｉ）合金粉末とを混合し、全体の総和の成分比がニッケル（Ｎｉ）を母材成分とし、クロム（Ｃｒ）が６ｗｔ％以上かつ８ｗｔ％以下、ボロン（Ｂ）が２．７５ｗｔ％以上かつ３．５ｗｔ％以下、鉄（Ｆｅ）が２．５ｗｔ％以上かつ３．５ｗｔ％以下、シリコン（Ｓｉ）が４ｗｔ％以上かつ５ｗｔ％以下となるように調合したものであっても良い。
【符号の説明】
【００６６】
１…クラッドロウ材シート（クラッドシート）、２…ロウ材粉末（粉末）、２１…金属板（基材）、２２…クラッド層、３０，３１，４０，５０…クラック（欠陥部位）、１００…タービン翼（補修対象部材）、Ｈ…補修構造体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
欠陥部位を有し、前記欠陥部位に、シート状の基材と、該基材の少なくとも一方の面にロウ材組成を有する粉末を固着させて成るクラッド層とを有するクラッドシートが貼付されていることを特徴とする補修構造体。
【請求項２】
前記クラッドシートは、前記欠陥部位を含む前記補修構造体の形状に対応して、変形されていることを特徴とする請求項１に記載の補修構造体。
【請求項３】
前記基材は、前記補修構造体と略同一の線膨張係数を有することを特徴とする請求項１または２に記載の補修構造体。
【請求項４】
前記基材は、前記補修構造体と同一材料で形成されることを特徴とする請求項３に記載の補修構造体。
【請求項５】
複数の前記欠陥部位を有し、前記クラッドシートが一括して貼付されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の補修構造体。
【請求項１】
欠陥部位を有し、前記欠陥部位に、シート状の基材と、該基材の少なくとも一方の面にロウ材組成を有する粉末を固着させて成るクラッド層とを有するクラッドシートが貼付されていることを特徴とする補修構造体。
【請求項２】
前記クラッドシートは、前記欠陥部位を含む前記補修構造体の形状に対応して、変形されていることを特徴とする請求項１に記載の補修構造体。
【請求項３】
前記基材は、前記補修構造体と略同一の線膨張係数を有することを特徴とする請求項１または２に記載の補修構造体。
【請求項４】
前記基材は、前記補修構造体と同一材料で形成されることを特徴とする請求項３に記載の補修構造体。
【請求項５】
複数の前記欠陥部位を有し、前記クラッドシートが一括して貼付されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の補修構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２３６２３４（Ｐ２０１２−２３６２３４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８６８０５（Ｐ２０１２−１８６８０５）
【出願日】平成２４年８月２７日（２０１２．８．２７）
【分割の表示】特願２００７−３２７６６８（Ｐ２００７−３２７６６８）の分割
【原出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月２７日（２０１２．８．２７）
【分割の表示】特願２００７−３２７６６８（Ｐ２００７−３２７６６８）の分割
【原出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
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