JPH07109162B2 - Wear resistance and grindability for rotary labyrinth seal members Laser engraving Ceramic or metal carbide surface - Google Patents

Wear resistance and grindability for rotary labyrinth seal members Laser engraving Ceramic or metal carbide surface

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JPH07109162B2
JPH07109162B2 JP63167853A JP16785388A JPH07109162B2 JP H07109162 B2 JPH07109162 B2 JP H07109162B2 JP 63167853 A JP63167853 A JP 63167853A JP 16785388 A JP16785388 A JP 16785388A JP H07109162 B2 JPH07109162 B2 JP H07109162B2
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laser
seal
metal carbide
turbine
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ジョン・エリック・ジャクソン
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガスタービンエンジンにおける回転シールの
ような、静止部材と回転部材との間のガスシールに関す
るものであり、特にはガスタービンエンジンに対する、
ナイフエッジのようなブレードチップにおけるラビリン
ス型ガスシールに関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to gas seals between stationary and rotating members, such as rotary seals in gas turbine engines, and more particularly to gas turbine engines.
A labyrinth type gas seal in a blade tip such as a knife edge.

発明の背景 ガスタービンエンジンにおいては様々の回転シールが使
用されている。そのような回転シールは一般に、回転部
材と、狭いギャップを横切ってそれと協動する別の静止
部材とを含む型式のものである。そうしたシールは、幾
つかの場合、シールの各側の室内の圧力差を維持するた
め静止部材と回転シャフト乃至ドラムとの間で使用され
る。例えば、一つの型式のガスタービンエンジンにおい
ては、複数列の回転子ブレードが作動媒体ガス用の流路
を横切って回転軸から半径方向外方に伸延している。そ
れに隣り合って、複数列の固定子ベーンが固定子ケース
或いはシュラウドから該流路を横切って半径方向内方に
伸延している。幾つかの型式においては、固定子ベーン
は固定子ケースから内方に片持ち梁方式で支持されてい
る。ベーンは、作動ガスを隣り合う回転子ブレードに向
けて或いはそこから離れる方向に差し向けるべく位置づ
けられている。固定子はブレードの各列におけるブレー
ドのチップを周回する封止表面を有しそして片持ち梁方
式固定子ベーン型式においては回転子には各固定子ベー
ンにおける固定子ベーンのチップを周回する封止表面が
設けられる。
Background of the Invention Various rotary seals are used in gas turbine engines. Such rotary seals are generally of the type that include a rotating member and another stationary member that cooperates with it across a narrow gap. Such seals are in some cases used between the stationary member and the rotating shaft or drum to maintain a pressure differential within the chamber on each side of the seal. For example, in one type of gas turbine engine, multiple rows of rotor blades extend radially outward from the axis of rotation across the flow path for working medium gas. Adjacent to it, multiple rows of stator vanes extend radially inward from the stator case or shroud across the flow path. In some versions, the stator vanes are cantilevered inward from the stator case. The vanes are positioned to direct the working gas toward or away from adjacent rotor blades. The stator has a sealing surface that orbits the blade tips in each row of blades and in the cantilever stator vane type the rotor encloses the stator vane tips in each stator vane. A surface is provided.

各列におけるブレード或いはベーンのチップと対応する
封止表面との間の間隙が増大するにつれて、相当量の作
動媒体ガスがブレード及び/或いはベーンのチップ周囲
に逃散し、空気力学的効率を低減する。更に、間隙が増
大するにつれ、追加量の作動媒体ガスがブレード或いは
回転子の下流端から上流端へとチップ周辺を軸線方向に
漏出する。
As the gap between the blade or vane tip and the corresponding sealing surface in each row increases, a significant amount of working medium gas escapes around the blade and / or vane tip, reducing aerodynamic efficiency. . In addition, as the gap increases, an additional amount of working medium gas leaks axially around the tip from the downstream end of the blade or rotor to the upstream end.

従って、上記間隙を最小限にすることが所望される。し
かし、始動時、熱膨張、高速回転等の最中に起こる様々
の寸法変化に対処することもまた必要である。一般に、
これら条件下で、特にエンジン始動中部品の幾らかの磨
損が起こる。
Therefore, it is desirable to minimize the gap. However, it is also necessary to deal with various dimensional changes that occur during startup, thermal expansion, high speed rotation, and the like. In general,
Under these conditions, some wear of the components occurs, especially during engine startup.

従来技術 一層好ましい状態は、チップ乃至ナイフエッジが摩耗を
持続せずに相当する封止表面に溝を切り込むことである
ことが知られている。米国特許第4,238,170及び4,239,4
52号はブレードのチップを取り囲む内周溝を備えた固定
子乃至シュラウドの封止表面を提供するが、この構成は
整合の困難さを呈すると同時に固定子乃至シュラウドに
対するブレードの熱誘起軸方向変位を吸収出来ない。
PRIOR ART It is known that a more favorable situation is that the tip or knife edge cuts into the corresponding sealing surface without sustained wear. U.S. Pat.Nos. 4,238,170 and 4,239,4
No. 52 provides a stator or shroud sealing surface with an inner circumferential groove surrounding the blade tip, but this configuration presents alignment difficulties while at the same time thermally induced axial displacement of the blade relative to the stator or shroud. Cannot be absorbed.

様々の回転シール構成例が文献に開示されており、ここ
では回転部材が、充填ハニカム、多孔質金属、脆性セラ
ミック等のようなもっと軟質の例えば被研磨性の協動部
材中に通路を創成する即ち切り込み或いは研削乃至研磨
により形成する。これら構成の幾つかにおいて、協動部
材の不十分な封止作用或いは把持作用が生じる可能性が
あることが見出された。他のこうした構成において、被
研磨性部材の局所的ホットスポット或いは焼けが生じる
危険がある。被研磨性部材を使用するシールの例は、米
国特許第3,068,016;3,481,715;3,519,282;3,817,719;3,
843,278;3,918,925;3,964,877;3,975,165;4,377,371及
び4,540,336号に開示される。被研磨性シールは、熱的
な急変や衝撃負荷が存在するときフレーク状の剥離を生
じる即ち磨損するようになっており、ブレードチップを
シールに衝突せしめる。米国特許第4,377,371号は研磨
性シールとして使用されるある種の材料がシール表面に
おけるクラックの存在により急速に進行する大規模スポ
ーリングを受け易いことを指摘し、そしてシール表面に
微細な微小亀裂のネットワークを創成するためにレーザ
ビームの使用によるシール表面のグレージングを開示し
ている。AIAA/SAE/ASME第16回共同推進会議AIAA−80−1
193においてI.E.Sumner等により提出された論文「ガス
タービンエンジンに対する改善された耐久性のプラズマ
溶射セラミックコーティング」において、分割されたレ
ーザ走査コーティングは乏しい性能しか示さないことが
報告されている。
Various example rotary seal configurations have been disclosed in the literature where the rotating member creates a passage in a softer, e.g. abradable cooperating member such as a filled honeycomb, porous metal, brittle ceramic, etc. That is, it is formed by cutting, grinding or polishing. It has been found that in some of these configurations an inadequate sealing or gripping action of the cooperating member may occur. In other such configurations, there is a risk of local hot spots or burns on the abradable member. Examples of seals using abradable members are U.S. Pat.No. 3,068,016; 3,481,715; 3,519,282; 3,817,719; 3,
843,278; 3,918,925; 3,964,877; 3,975,165; 4,377,371 and 4,540,336. The abradable seal is designed to cause flake-like delamination or abrasion in the presence of sudden thermal changes and impact loads, causing the blade tip to strike the seal. U.S. Pat.No. 4,377,371 points out that certain materials used as abrasive seals are susceptible to large-scale spalling that progresses rapidly due to the presence of cracks at the seal surface, and the formation of fine microcracks on the seal surface. Disclosed is the glazing of the seal surface by using a laser beam to create the network. AIAA / SAE / ASME 16th Joint Promotion Conference AIAA-80-1
In 193, a paper entitled "Improved Durability Plasma Sprayed Ceramic Coatings for Gas Turbine Engines" submitted by IE Sumner et al., Reports that segmented laser scanning coatings show poor performance.

英国特許第853314及び1008526号は回転子或いは固定子
シュラウドとのシールを与えるために先端にリブを形成
したタービン或いはコンプレッサブレードを開示し、リ
ブ或いは協動するシール表面は摩耗すると取り替え自在
とされている。米国特許4,148,494号はニッケル乃至ニ
ッケル含有合金の電着マトリックスに先端から突出する
研削性粒子例えばボラゾン(Borazon)を埋入して成る
研削性チップを具備するガスタービンブレード或いはベ
ーンを開示する。この特許に記載される型式の研削性チ
ップは製造困難でありそして極めて高価につく。米国特
許第3,339,933号は結着アルミナで被覆されたブレード
歯を開示し、これは協動するハニカム部材中に突入して
シールを形成する。米国特許第3,537,713号は、モリブ
デン或いはアルミ化ニッケルのような硬質保護材料で被
覆された内方突出歯を有する回転スリーブを開示し、こ
れは静止した協動部材上の耐摩擦性材料を変位せしめて
交互する突起と溝とを形成する。
British Patent Nos. 853314 and 1008526 disclose turbine or compressor blades having ribs at the tips to provide a seal with the rotor or stator shroud, the ribs or cooperating seal surfaces being replaceable when worn. There is. U.S. Pat. No. 4,148,494 discloses a gas turbine blade or vane having abrasive tips comprised of tip-projecting abrasive particles such as Borazon embedded in a nickel or nickel-containing alloy electrodeposited matrix. Abrasive tips of the type described in this patent are difficult to manufacture and are extremely expensive. U.S. Pat. No. 3,339,933 discloses blade teeth coated with bonded alumina, which plunge into a cooperating honeycomb member to form a seal. U.S. Pat.No. 3,537,713 discloses a rotating sleeve having inwardly projecting teeth coated with a hard protective material such as molybdenum or nickel aluminide, which displaces the friction resistant material on a stationary cooperating member. To form alternating protrusions and grooves.

発明が解決しようとする課題 これら先行技術はいずれも、ラビリンスシールを形成す
るに際して封止表面に切り込むのに適した切削能を不足
しており且つ耐摩耗性及び耐食性を欠き、高性能シール
を生成し得なかった。。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention All of these prior arts lack a cutting ability suitable for cutting into a sealing surface when forming a labyrinth seal, lack wear resistance and corrosion resistance, and produce a high-performance seal. I couldn't. .

発明の目的 本発明の目的は、タービン或いはコンプレッサ等の回転
シールにおいて封止表面に切り込むための優れた切削能
を有する耐摩耗性コーティングで被覆された歯、リブ或
いはナイフエッジを提供する安価な技術を確立すること
である。
OBJECT OF THE INVENTION It is an object of the invention to provide an inexpensive technique for providing teeth, ribs or knife edges coated with a wear resistant coating having excellent cutting ability for cutting into sealing surfaces in rotary seals such as turbines or compressors. Is to establish.

発明の概要 本発明に従えば、封止用表面と協動するように設計され
た、タービンブレード、コンプレッサブレード、ファン
ブレード、インペラ、固定子ベーン、ディフューザ、シ
ュラウド、スポイラー、スペーサ等のチップにレーザに
より形成された凹部を有する耐摩耗性セラミック乃至金
属炭化物コーティングが形成されて、封止用表面に切り
込むことの出来るレーザ彫刻された耐摩耗性切削用表面
を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with the present invention, lasers are provided on chips such as turbine blades, compressor blades, fan blades, impellers, stator vanes, diffusers, shrouds, spoilers, spacers, etc. designed to cooperate with sealing surfaces. A wear resistant ceramic or metal carbide coating having a recess formed therein is formed to provide a laser engraved wear resistant cutting surface that can be cut into the sealing surface.

ここで「レーザ彫刻」とは、レーザエネルギーにより表
面に多数の凹み模様を刻印する技術を云う。
Here, "laser engraving" refers to a technique of engraving a large number of concave patterns on the surface by laser energy.

ここで「セラミック乃至金属炭化物コーティング」と
は、セラミック一般、硬質金属、金属炭化物、超硬合
金、セラミック、金属炭化物等と高融点金属との混合物
その他の耐摩耗性材料の被覆体を総称する。
Here, the "ceramic or metal carbide coating" is a general term for coatings of general ceramics, hard metals, metal carbides, cemented carbides, ceramics, mixtures of refractory metals and the like, and other wear resistant materials.

本発明の一つの特定具体例においては、チップには、本
発明のレーザ彫刻された耐摩耗性切削用表面で被覆され
そしてラビリンスシールを提供するよう封止用表面中に
切り込むよう設計された一つ以上のナイフエッジ、歯或
いはリブが形成される。本発明により創成されるレーザ
彫刻表面は耐摩耗性及び耐食性でありそして最小限の熱
発生でもって協動する封止用表面に切込むことが出来、
以って被被覆部材或いは協動封止用部材の物理的性質の
劣化及び熱による反りの恐れを最小限とすることが出来
る。
In one particular embodiment of the invention, the tip is coated with the laser engraved wear resistant cutting surface of the invention and designed to cut into the sealing surface to provide a labyrinth seal. One or more knife edges, teeth or ribs are formed. The laser engraved surface created by the present invention is wear and corrosion resistant and can be cut into cooperating sealing surfaces with minimal heat generation,
As a result, the deterioration of the physical properties of the covered member or the cooperating sealing member and the risk of warpage due to heat can be minimized.

レーザ彫刻表面の切削能力は、切削エッジの集合体とし
て働く隆起したランド帯域に由るものと信ぜられる、更
に、ランド帯域間の凹みは、切削中細かい切削破片を受
取りそしてタービンが降温しそしてチップが封止用表面
から引っ込むときそれを放出することにより切削能を向
上すると信ぜられる。
The cutting ability of the laser engraved surface is believed to be due to the raised land zones acting as a collection of cutting edges, and the recesses between the land zones receive fine cutting debris during cutting and the turbine cools down and chips Is believed to improve cutting performance by releasing it as it retracts from the sealing surface.

レーザの作動態様に依存して、ランド帯域は、元のコー
ティング材料の一部でありうるし、或いは凹み内で溶融
せしめられ、周囲に投げ上げられ或いは周囲に押しやら
れそして凹みの縁片に沿って最配置或いは堆積された
(以下この状況を再付着と云う)材料により元の表面上
方に累積される材料から構成されることもある。再付着
材料は、代表的に、コーティング本体とは異なったミク
ロ組織と性質を有する。顕微鏡写真から、本発明におけ
るセラミック或いは金属炭化物コーティング表面にもた
らされた組織的な及び/或いは形態的変化、例えばレー
ザ処理後のコーティング表面の外観変化を見ることが出
来る。
Depending on the mode of operation of the laser, the land zone may be part of the original coating material, or it may be melted in the depression and thrown around or pushed into the periphery and along the edge of the depression. It may also consist of material that is deposited above the original surface by the most relocated or deposited material (hereinafter this situation is referred to as redeposition). The redeposited material typically has a different microstructure and properties than the coating body. From the micrographs, it is possible to see the structural and / or morphological changes brought to the ceramic or metal carbide coating surface according to the invention, eg the appearance change of the coating surface after laser treatment.

先行技術には、ラビリンスシールの形成において協動す
る部材と接触しそしてそこに切り込むよう設計された部
材の接触表面にセラミック或いは金属炭化物コーティン
グを先ず結合しそして後レーザ彫刻により複数のレーザ
形成凹みとその結果として生じる凹み周辺の再付着材料
を形成して接触表面上に一様な切削表面を提供すること
を含む本発明概念を開示するものは見出せない。
In the prior art, a ceramic or metal carbide coating was first bonded to the contact surface of a member designed to contact and cut into a member cooperating in the formation of a labyrinth seal, and subsequently laser-engraved to form a plurality of laser-formed recesses. Nothing is found to disclose the inventive concept which involves forming a redeposited material around the resulting recess to provide a uniform cutting surface on the contact surface.

発明の具体的説明 第1図は、先端にナイフエッジ11を有するタービンブレ
ード10を例示する。タービンブレード10は回転子12上に
取り付けられそして封止用表面としての固定子13に向け
伸延する。第1図に示されるような新しい或いは改造さ
れた未運転エンジンに対する冷温条件においては、ナイ
フエッジ11は固定子13と丁度接するかしないかの所にあ
り、他方第2図に示されるようにタービンが設計速度に
まで加速されるにつれナイフエッジは固定子13と接触し
そしてそこに切り込んでいく。設計速度において、第3
図に示すように、ナイフエッジは固定子に切り込まれた
溝14から幾分後退する。第4図は、1回以上運転された
冷い状態のエンジンにおける封止用表面13に対するナイ
フエッジ11の関係を例示する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIG. 1 illustrates a turbine blade 10 having a knife edge 11 at the tip. Turbine blades 10 are mounted on a rotor 12 and extend towards a stator 13 as a sealing surface. In cold conditions for a new or modified unrun engine as shown in FIG. 1, the knife edge 11 may or may not be in direct contact with the stator 13, while as shown in FIG. The knife edge contacts and cuts into the stator 13 as is accelerated to the design speed. 3rd in design speed
As shown, the knife edge retracts somewhat from the groove 14 cut in the stator. FIG. 4 illustrates the relationship of the knife edge 11 to the sealing surface 13 in a cold engine that has been operated one or more times.

第5図は、チップ21を有するタービンブレード20を例示
し、ここでもタービンブレード20は回転子12上に取り付
けられそして封止用表面としての固定子13に向け伸延す
る。第5図に示されるような新しい或いは改造されたそ
して未運転エンジンに対する冷温条件においては、チッ
プ21は固定子13と丁度接するかしないかの所にあり、他
方第6図に示されるようにタービンが設計速度にまで加
速されるにつれチップは固定子13と接触しそしてそこに
切り込んでいく。設計速度において、第7図に示すよう
に、チップは固定子に切り込まれた溝22から幾分後退す
る。第8図は、1回以上運転された冷い状態のエンジン
における封止用表面13に対するチップ21の関係を例示す
る。
FIG. 5 illustrates a turbine blade 20 having a tip 21, which is again mounted on the rotor 12 and extends towards the stator 13 as a sealing surface. In cold conditions for a new or modified and unrun engine as shown in FIG. 5, the tip 21 may or may not be in direct contact with the stator 13 while the turbine as shown in FIG. As it accelerates to design speed, the tip contacts and cuts into the stator 13. At design speed, the tip retracts somewhat from the groove 22 cut in the stator, as shown in FIG. FIG. 8 illustrates the relationship of the tip 21 to the sealing surface 13 in a cold engine that has been operated one or more times.

ナイフエッジ11及びチップ21の表面には、セラミック或
いは金属炭化物コーティング15及び23がそれぞれ形成さ
れる。コーティングは後述の態様で被覆されそしてレー
ザ彫刻されて後述するようなレーザ形成凹み模様を創成
する。任意の適当なセラミックコーティング或いは金属
炭化物コーティングがナイフエッジ11或いはチップ21に
被覆されうる。例えば、炭化タングステン及び炭化タン
グステンとコバルト、ニッケル、クロム、鉄等及びこれ
ら金属の混合物との合金及び或いは混合物が使用されう
る。加えて、炭化チタン、タングステン−チタン炭化物
及び炭化クロムもまた有用である。上記のような炭化物
は、単独で或いはコバルト、クロム、タングステン、ニ
ッケル、鉄或いは他の適当な金属と混合して若しくは合
金化して使用されうる。セラミックコーティングとして
は、アルミナ、アルミナとチタニアとの混合物、クロミ
ア、クロミアとアルミナとの混合物、マグネシアと混合
されたジルコニア等が挙げられる。例示としては、本件
出願人により製造されそして販売される次のコーティン
グ組成物がコーティング15及び23を設けるのに使用され
うる好適例である: LC1B 65重量%炭化クロム(92重量%クロム、8重量%炭素)
と35重量%ニクロム(80重量%ニッケル及び20重量%ク
ロム)を含有するコーティング LCO−17 10重量%アルミナと90重量%コバルト合金(54重量%C
o,25重量%Cr,10重量%Ta,7.5重量%Al,0.8重量%Y,0.7
重量%Si及び2重量%C含有)を含有するコーティング LW1N−40 82重量%W、14重量%Co及び4重量%Cを含有するコー
ティング UCAR 24−K 窒化チタンのコーティング LZ−4B 8重量%マグネシア及び92重量%ジルコニアを含有する
マグネシア安定化ジルコニアを含有する混合物 LTB−8 LCO−22のコーティング上にLCO−35コーティングを被覆
し更にLZ−4Bコーティングを被覆 セラミック或いは金属炭化物コーティングは爆発銃プロ
セス或いはプラズマコーティングプロセスのような熱溶
射(サーマルスプレイ)法によりナイフエッジ11及びチ
ップ21の金属表面に被覆される。爆発銃プロセスは周知
でありそして米国特許第2,714,563、4,173,685及び4,51
9,840号に詳しく記載されている。この方法では、酸
素、アセチレン及び窒素が被覆物質装填物、例えばセラ
ミック、金属炭化物或いは金属粉末とともに銃の銃身に
給送される。気体混合物は着火されそしてその結果発生
する爆発波が粉末を約2400ft(731.5m)/秒まで加速し
同時にそれをその融点近傍或いはそれ以上に加熱する。
一定圧力条件下での酸素−アセチレン混合物の最大自由
燃焼温度は、約45%アセチレンにて起こりそして約3140
℃である。しかしながら、燃焼が実質上一定容積におい
て起こる爆発のような条件下では温度は恐らく4200℃を
越えるので大半の材料をこのプロセスにより溶解するこ
とが出来る。
Ceramic or metal carbide coatings 15 and 23 are formed on the surfaces of knife edge 11 and tip 21, respectively. The coating is coated and laser engraved in the manner described below to create a laser-formed depression as described below. Any suitable ceramic or metal carbide coating may be applied to knife edge 11 or tip 21. For example, tungsten carbide and alloys and / or mixtures of tungsten carbide with cobalt, nickel, chromium, iron and the like and mixtures of these metals can be used. In addition, titanium carbide, tungsten-titanium carbide and chromium carbide are also useful. Carbides such as those mentioned above may be used alone or mixed or alloyed with cobalt, chromium, tungsten, nickel, iron or other suitable metals. Examples of the ceramic coating include alumina, a mixture of alumina and titania, chromia, a mixture of chromia and alumina, zirconia mixed with magnesia, and the like. By way of example, the following coating composition manufactured and sold by the Applicant is a preferred example that may be used to provide the coatings 15 and 23: LC1B 65 wt% chromium carbide (92 wt% chromium, 8 wt% %carbon)
And coating containing 35% by weight nichrome (80% by weight nickel and 20% by weight chromium) LCO-17 10% by weight alumina and 90% by weight cobalt alloy (54% by weight C
o, 25 wt% Cr, 10 wt% Ta, 7.5 wt% Al, 0.8 wt% Y, 0.7
Coating containing Lwt1N-40 82 wt% W, 14 wt% Co and 4 wt% C UCAR 24-K titanium nitride coating LZ-4B 8 wt% magnesia And a mixture containing magnesia-stabilized zirconia containing 92 wt% zirconia LTB-8 LCO-22 coated on top of LCO-35 coating and further coated on LZ-4B ceramic or metal carbide coating is a detonation gun process or The metal surface of the knife edge 11 and the tip 21 is coated by a thermal spray method such as a plasma coating process. Explosive gun processes are well known and are described in U.S. Patent Nos. 2,714,563, 4,173,685 and 4,51.
It is described in detail in No. 9,840. In this method, oxygen, acetylene, and nitrogen are delivered to the barrel of the gun along with a coating material charge, such as ceramic, metal carbide or metal powder. The gas mixture is ignited and the resulting blast wave accelerates the powder to about 2400 ft (731.5 m) / sec while simultaneously heating it near or above its melting point.
The maximum free combustion temperature of the oxygen-acetylene mixture under constant pressure conditions occurs at about 45% acetylene and about 3140.
℃. However, under conditions such as explosion where combustion takes place in a substantially constant volume, the temperature is probably above 4200 ° C, so most materials can be melted by this process.

銃身は基材に照準されそして融点における或いはその近
傍の或いはそれを越える温度における粉末が基材に付着
される。各爆発毎に銃身は窒素で掃気される。このサイ
クルが1秒間に約4〜8回繰返され各噴射粉末は約25mm
直径で数ミクロン厚の円形状コーティングの付着をもた
らす。コーティング全体は、多くの重なり合う円形コー
ティングにより生成され、各円形コーティングは個々の
粉末粒子に対応する多くの重なり合った薄いレンズ状粒
子或いは縦長の平板状粒子から構成される。重なり合う
円は厳密に制御されて比較的平滑なコーティングを生成
する。
The barrel is aimed at the substrate and powder at a temperature at, near, or above the melting point is deposited on the substrate. The barrel is flushed with nitrogen after each explosion. This cycle is repeated about 4 to 8 times per second and each spray powder is about 25 mm.
This results in the deposition of circular coatings that are a few microns thick in diameter. The entire coating is produced by a number of overlapping circular coatings, each circular coating consisting of a number of overlapping thin lenticular or elongated tabular grains corresponding to individual powder particles. The overlapping circles are tightly controlled to produce a relatively smooth coating.

ナイフエッジを被覆するためのプラズマ技術は従来から
実施されており、米国特許第3,016,447、3,914,573、3,
958,097、4,173,685及び4,519,840号等に記載されてい
る。プラズマコーティング技術においては、銅アノード
とタングステンカソードとを具備するプラズマトーチが
通常使用される。アルゴン或いは窒素或いはこれらと水
素乃至ヘリウムとの混合物のような気体がカソードの周
囲をそして絞りノズルとして作用するアノードを通して
噴射せしめられる。通常高周波放電により点弧される直
流アークが電極間に維持される。使用されるアーク電流
及び電圧は、アノード/カソード設計、気体流量及び気
体組成により変わる。使用電圧は、トーチの型式並びに
作動パラメータに依存して約5〜80kWの範囲で変動す
る。
Plasma techniques for coating knife edges are traditionally practiced in U.S. Pat.Nos. 3,016,447, 3,914,573, 3,
958,097, 4,173,685 and 4,519,840. In plasma coating technology, plasma torches comprising a copper anode and a tungsten cathode are commonly used. A gas such as argon or nitrogen or a mixture of these with hydrogen or helium is injected around the cathode and through the anode which acts as a throttling nozzle. A direct current arc, normally ignited by a high frequency discharge, is maintained between the electrodes. The arc current and voltage used will depend on the anode / cathode design, gas flow rate and gas composition. The working voltage varies in the range of about 5-80 kW depending on the torch type and operating parameters.

気体プラズマがアークにより発生し、これは自由電子、
イオン化原子、並びに僅かの中性原子及び窒素或いは水
素が使用されているときには未解離2原子分子を含有す
る。最も従来型式のトーチを使用してのプラズマガス速
度は亜音速であるが臨界出口角度を備える収斂或いは未
広ノズルを使用しすると超音速の発生が可能である。プ
ラズマの温度は50,000゜F(27,760℃)を越えよう。セ
ラミックコーティング粉末或いは金属炭化物コーティン
グ粉末がプラズマ流れ中に導入される。コーティング粉
末はプラズマ中で溶融しそして基材に衝突せしめられ
る。プラズマコーティング法は爆発銃法(D−銃法)よ
りはるかに高い温度を使用しそして連続方式である。他
方、爆発銃法は間欠的でありそして非連続方式である。
A gas plasma is generated by the arc, which is a free electron,
It contains ionized atoms and few neutral atoms and undissociated diatomic molecules when nitrogen or hydrogen is used. Plasma gas velocities using most conventional torches are subsonic, but supersonic velocities are possible using convergent or unwidened nozzles with critical exit angles. Plasma temperature should exceed 50,000 ° F (27,760 ° C). Ceramic coating powder or metal carbide coating powder is introduced into the plasma stream. The coating powder melts in the plasma and impinges on the substrate. The plasma coating method uses much higher temperatures than the explosive gun method (D-gun method) and is a continuous method. On the other hand, the explosive gun method is intermittent and discontinuous.

プラズマ法或いはD−銃法何れかにより被覆されるコー
ティングの厚さは、0.5〜100ミル(0.013〜2.54mm)、
好ましくは2〜15ミル(0.051〜0.381mm)の範囲をとり
得る。
The coating thickness applied by either the plasma method or the D-gun method is 0.5-100 mils (0.013-2.54 mm),
It can preferably range from 2 to 15 mils (0.051 to 0.381 mm).

ナイフエッジ或いはその他の切削表面へのコーティング
の付着に続いて、ナイフエッジ等の表面上に結合された
生成セラミック乃至金属炭化物コーティングは、その後
のレーザ彫刻模様の適用の為の一層均一な表面を与える
為にダイアモンド砥石車で研削されうる。被覆表面の寸
法制御以外には、ここで記載する部品に対しては研削段
階は通常必要とされない。
Following deposition of the coating on the knife edge or other cutting surface, the resulting ceramic or metal carbide coating bonded onto the knife edge or other surface provides a more uniform surface for subsequent laser engraving application. Therefore, it can be ground with a diamond wheel. Other than dimensional control of the coated surface, no grinding step is usually required for the parts described herein.

セラミック或いは金属炭化物コーティングは、コーティ
ング表面上に適当な模様と深さのレーザ形成凹みとラン
ド帯域を生成する為にYAGのような固体型或いはCO2のよ
うな気体型のパルスレーザを使用してレーザ彫刻され
る。レーザ形成凹みの深さは、凹みの底からそれを取り
巻くランドの上端まで測定するものとして、数ミクロン
以下から120〜140ミクロン(3.05〜3.56mm)以上までに
も及ぶ範囲、例えば2〜200ミクロン(0.051〜5.08m
m)、好ましくは20〜100ミクロン(0.508〜2.54mm)の
範囲で変化されうる。平均直径は、1.0〜12ミル(0.025
4〜0.305mm)、好ましくは2.5〜10ミル(0.064〜0.254m
m)の範囲をとりうる。各凹みの平均直径及び深さは、
レーザパルスのエネルギー量とパルス長さにより制御さ
れる。レーザ形成凹み間の間隔は、レーザ燃焼速度並び
にレーザ表面と被覆表面との間での相対運動量により制
御される。単位直線インチ(2.54cm)当りのレーザ形成
凹みの数は代表的に、80〜800、好ましくは100〜400に
及ぶ。
Ceramic or metal carbide coatings use pulsed lasers in solid form such as YAG or gas form such as CO 2 to create laser-formed depressions and land zones of appropriate pattern and depth on the coating surface. Laser engraved. The depth of the laser-formed recess is measured from the bottom of the recess to the top of the land surrounding it, ranging from a few microns or less to 120-140 microns (3.05-3.56 mm) or more, eg 2-200 microns. (0.051-5.08m
m), preferably in the range of 20 to 100 microns (0.508 to 2.54 mm). Average diameter is 1.0-12 mils (0.025
4 to 0.305mm), preferably 2.5 to 10 mils (0.064 to 0.254m)
m) range. The average diameter and depth of each depression is
It is controlled by the energy amount of the laser pulse and the pulse length. The spacing between the laser-formed depressions is controlled by the laser burning rate and the relative momentum between the laser surface and the coated surface. The number of laser-formed depressions per linear inch (2.54 cm) typically ranges from 80 to 800, preferably 100 to 400.

広く様々のレーザ機械がセラミック或いは金属炭化物コ
ーティングに凹みを形成するのに利用しうる。一般に、
極めて広範囲のジュール熱/パルス、パルス時間及び作
動周波数を提供しうるレーザが入手しうる。従って、こ
こで記載する表面形態を創出するに適当なレーザ及び作
動条件を選択するのに問題はない。
A wide variety of laser machines can be used to form indentations in ceramic or metal carbide coatings. In general,
Lasers are available that can provide a very wide range of Joule heat / pulses, pulse times and operating frequencies. Therefore, there is no problem in selecting the appropriate laser and operating conditions to create the surface morphology described herein.

レーザ彫刻後のセラミック或いは金属炭化物コーティン
グの表面は、一群のランド帯域と、コーティングがレー
ザパルスにより衝突されるとき、(a)僅かの材料の蒸
発及び幾つかの場合(b)追加材料の溶融、移動及び再
配置(再付着)により形成される微小くぼみ或いはセル
の形態の凹みを含む。再付着材料が存在する場合、それ
は元のコーティングとはかなり異なっていることが見出
された。一般に、それは、元の材料より高密度で且つ多
孔性が少なく、そして異なった原子構造、例えばコーテ
ィングそのままでは別々の相として出現するが、レーザ
処理による改質後は単一相を形成するアルミナ−チタニ
ア混合物を有しうる。ランド帯域は、元のコーティング
材料であれ各凹みの周辺の隆起として形成された再付着
材料であれ、微小切削エッジを構成し、これらが固定子
表面に結着された研磨性材料或いはハニカム構造体中に
切り込むのに好適の研削性能を有する。再付着材料の厚
さは、元のコーティングの表面から測定したとして、全
凹み深さの10〜40%、好ましくは20〜30%の範囲をとり
うる。凹みは表面積の10〜90%、好ましくは50〜90%を
占める。対応する好ましいランド面積は10〜50%であ
る。
The surface of the ceramic or metal carbide coating after laser engraving shows a group of land zones and (a) slight evaporation of material and in some cases (b) melting of additional material when the coating is impinged by a laser pulse. It includes indentations in the form of micro depressions or cells formed by movement and repositioning (reattachment). It was found that the redeposited material, if present, was significantly different than the original coating. In general, it is denser and less porous than the original material, and has a different atomic structure, such as alumina that appears as separate phases in the intact coating, but forms a single phase after modification by laser treatment. It may have a titania mixture. The land zone, whether the original coating material or a redeposited material formed as a ridge around each depression, constitutes a micro-cutting edge, which is an abrasive material or honeycomb structure bound to the stator surface. It has suitable grinding performance for cutting in. The thickness of the redeposited material may range from 10 to 40%, preferably 20 to 30% of the total recess depth as measured from the surface of the original coating. The depressions occupy 10 to 90% of the surface area, preferably 50 to 90%. The corresponding preferred land area is 10-50%.

凹みはセラミック或いは金属炭化物コーティングにおい
て無秩序なパターンで形成される。凹み間の平均中心間
距離は実質上一定である。
The depressions are formed in a random pattern in the ceramic or metal carbide coating. The average center-to-center distance between the depressions is substantially constant.

以下、実施例を例示する。次の表示及び略号は次の内容
を表わす: D−銃コーティング方法 セラミック或いは金属炭化物粉末を窒素、酸素及びアセ
チレンと共に銃身に装填し、これを爆発させて約6000゜
F(3316℃)の温度を発生せしめ、セラミック或いは金
属炭化物粉末を溶融しそしてそれを基材に向け噴射す
る、セラミック或いは金属炭化物コーティングを基材に
被覆する爆発銃方法 プラズマコーティング方法 セラミック或いは金属炭化物粉末を不活性ガス特にはア
ルゴンを横切って電気アークを確立することにより形成
されたイオン化気体のプラズマ中に注入することにより
セラミック或いは金属炭化物コーティングを基材に連続
的に被覆する技術。セラミック或いは金属炭化物粉末は
50000゜F(27760℃)も達する動作温度となるプラズマ
に連続的に給送される。粉末はプラズマ中で加熱されそ
して膨張ガスと共に加速されそして基材に差し向けられ
る。ここで、粉末は冷却され、凝結しそして基材に結着
する。
Examples will be described below. The following notations and abbreviations indicate the following: D-Gun coating method Ceramic or metal carbide powder is loaded into the barrel with nitrogen, oxygen and acetylene and exploded to about 6000 °.
Explosive gun method of coating a ceramic or metal carbide coating on a substrate by generating a temperature of F (3316 ° C), melting the ceramic or metal carbide powder and spraying it toward the substrate Plasma coating method Ceramic or metal carbide A technique for continuously coating a substrate with a ceramic or metal carbide coating by injecting a powder into a plasma of an ionized gas formed by establishing an electric arc across an inert gas, particularly argon. Ceramic or metal carbide powder
Continuously delivered to plasma with operating temperature as high as 50000 ° F (27760 ° C). The powder is heated in a plasma and accelerated with an expanding gas and directed to a substrate. Here, the powder cools, congeals and binds to the substrate.

スクリーンサイズ 単位直線インチ(2.54cm)当たりの凹みの平均数 LW1N−40 82重量%W、14重量%Co及び4重量%Cを含有するコー
ティング 実施例 回転ラビリンスシールの回転部材を構成する8個のナイ
フエッジシール試片を、ナイフエッジを60メッシュAl2O
3を用いてグリットブラスチングすることにより被覆の
ための準備処理をした。Al2O3グリットは、5インチ(1
2.7cm)の投射距離においてナイフエッジに照準を合わ
せた1/4インチ(6.35mm)内径のAl2O3ノズルを使用する
加圧投射装置を通して15psi(14.5kg/cm2)の圧力下で
2.1Ib(953g)/分の流量で合計約32秒間投射された。
ナイフエッジのグリットブラスト処理後の表面は105Ra
の粗さを有した。ナイフエッジ試片を、28%アセチレ
ン、28%酸素及び44%窒素のガス組成、11ft3(0.31
m3)/分のガス流量及び54g/分の粉末供給量でもって作
動する爆発銃の使用によりLW1N−40で被覆して0.005〜
0.008インチ(0.13〜0.20mm)の被覆厚さを与えた。
Screen size Average number of indentations per unit linear inch (2.54 cm) LW1N-40 Coating containing 82 wt% W, 14 wt% Co and 4 wt% C Example 8 Rotating members of a rotary labyrinth seal Knife edge seal specimen, knife edge 60 mesh Al 2 O
Prepared for coating by grit blasting with 3 . Al 2 O 3 grit is 5 inches (1
(2.7 cm) at a projection distance of 15 psi (14.5 kg / cm 2 ) through a pressure projector using a 1/4 inch (6.35 mm) inner diameter Al 2 O 3 nozzle aimed at the knife edge.
A total of about 32 seconds was projected at a flow rate of 2.1 Ib (953 g) / minute.
The surface of the knife edge after grit blasting is 105 Ra
It had a roughness of. Knife edge coupon, gas composition of 28% acetylene, 28% oxygen and 44% nitrogen, 11ft 3 (0.31
0.005 ~ LW1N-40 coated by using an explosive gun operating with a gas flow rate of m 3 ) / min and a powder feed rate of 54 g / min
A coating thickness of 0.008 inches (0.13 to 0.20 mm) was provided.

被覆済みナイフエッジシール試片のうちの6個をレーザ
ビームがナイフエッジ表面に直角となるようにして両面
をレーザ彫刻することにより処理した。レーザ条件は、
0.010〜0.006インチ(0.25〜0.15mm)範囲のレーザ形成
凹み直径(これは100〜140のスクリーンサイズに相当す
る)を与えるようなものとした。加えて、レーザ彫刻は
50〜70ミクロンの凹み深さを与えるよう設定された条件
下で実施された。レーザは59Wの電力、145μ秒のパルス
期間及び1000Hzの周波数で作動された。パルス当たりの
エネルギー量は約0.059ジュールであった。形成された
凹みは50μmの深さを有し、単位インチ(2.54cm)当た
り平均130個凹み数のスクリーンサイズを有した。従っ
て、凹みの平均直径は0.0077インチ(0.20mm)(1/13
0)であった。従って、この場合、凹みは表面積の約79
%を占めそしてランド面積は残りの21%を占めることに
なる。
Six of the coated knife edge seal coupons were treated by laser engraving both sides with the laser beam perpendicular to the knife edge surface. The laser conditions are
It was intended to provide a laser-formed recess diameter in the range of 0.010-0.006 inch (0.25-0.15 mm), which corresponds to a screen size of 100-140. In addition, laser engraving
It was performed under conditions set to give a recess depth of 50-70 microns. The laser was operated at a power of 59 W, a pulse duration of 145 μs and a frequency of 1000 Hz. The amount of energy per pulse was about 0.059 Joule. The indentations formed had a depth of 50 μm and had an average screen size of 130 indentations per inch (2.54 cm). Therefore, the average diameter of the depressions is 0.0077 inches (0.20 mm) (1/13
It was 0). Therefore, in this case, the depression is about 79
Land area will account for the remaining 21%.

彫刻後、実際の凹み深さ及び直径を確認し、再付着材料
の存在及び不存在を調べそして彫刻の全体的状態を検査
するために、金属組織学的手法によりまた走査型電子顕
微鏡(SEM)を用いてマクロ及びミクロ組織解析を行な
った。元のコーティング表面から凹みの底までの平均凹
み深さは45.6μmであり、再付着材料の上面から凹みの
底までの平均凹み深さは73.6μmであることが判明し
た。再付着材料の平均厚さは23.8μmとして測定され
た。深さ及び厚さ測定に当たり、ザイス(Zeiss)金属
顕微鏡を使用した。
After engraving, also by scanning electron microscopy (SEM) by metallographic techniques to confirm the actual depth and diameter of the recesses, to check for the presence and absence of redeposited material and to inspect the overall condition of the engraving. Was used for macro and micro structural analysis. The average pit depth from the original coating surface to the bottom of the pit was found to be 45.6 μm and the average pit depth from the top surface of the redeposited material to the bottom of the pit was 73.6 μm. The average thickness of the redeposited material was measured as 23.8 μm. A Zeiss metallurgical microscope was used for depth and thickness measurements.

顕微鏡観察において、第9図に示すようにインジウムレ
プリカによる120倍拡大下でレーザ形成凹みの実質上一
様な分布と各凹みに沿っての再付着材料の存在が観察さ
れた。加えて、個々の凹み列間に元のコーティングが見
られた。第10図に示した560倍に拡大した個々の凹み形
態の観察の結果、レーザ彫刻凹み周囲に沿っての再付着
材料の存在とその周囲での元のコーティングの存在が見
られた。
Under microscope observation, a substantially uniform distribution of laser-formed depressions and the presence of redeposited material along each depression was observed under 120 × magnification with an indium replica, as shown in FIG. In addition, the original coating was seen between the individual indentation rows. Observation of the individual indentation morphology at 560 times magnification shown in Figure 10 showed the presence of redeposited material along the perimeter of the laser engraved indentation and the presence of the original coating around it.

6つのレーザ彫刻ナイフエッジ試片を周囲温度条件にて
試験した。この試験において、ナイフエッジは950ft(2
89.6m)/秒のエッジ速度で回転せしめられそして0.002
インチ(0.01mm)/秒の速度で弧状封止用表面中に突入
せしめられた。それにより、封止用表面には、30秒試験
では0.06インチ(0.15mm)の溝が形成されそして15秒試
験では0.030インチ(0.08mm)の溝が形成された。
Six laser engraving knife edge coupons were tested at ambient temperature conditions. In this test, the knife edge is 950 ft (2
Rotated at an edge speed of 89.6m) / sec and 0.002
It was plunged into the arcuate sealing surface at a rate of inch (0.01 mm) / sec. This resulted in a 0.06 inch (0.15 mm) groove in the 30 second test and a 0.030 inch (0.08 mm) groove in the 15 second test on the sealing surface.

発明の効果 セラミック等の高耐食性及び耐摩耗性の被覆表面にレー
ザにより多数の凹みを形成することにより優れた研削作
用を発現させ、従来より優れたシール形成技術を確立す
るのに成功した。これは、最小限の熱発生でもって協動
する封止用表面に切り込むことが出来、以って被被覆部
材或いは協動封止用部材の物理的性質の劣化及び熱によ
る反りの恐れを最小限とする。ランド帯域間の凹みは、
切削中細かい切削破片を受取りそしてタービンが降温し
そしてチップが封止用表面から引っ込むときそれを放出
することにより切削能を向上する。こうして高品質回転
シールの作成に成功した。
EFFECTS OF THE INVENTION By forming a large number of recesses by laser on a coating surface having high corrosion resistance and wear resistance such as ceramics, an excellent grinding action is exhibited, and it has succeeded in establishing a seal forming technology superior to conventional ones. This can be cut into the cooperating sealing surface with minimal heat generation, thus minimizing the risk of physical deterioration of the covered or cooperating sealing member and warpage due to heat. It is limited. The recess between the land zones is
Improves cutting performance by receiving fine cutting debris during cutting and releasing it as the turbine cools and the tip retracts from the sealing surface. In this way, we succeeded in creating a high quality rotary seal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、新しいエンジンの低温状態に対するナイフエ
ッジを有するタービンブレードと封止用表面との相対位
置を示す部分断面図である。 第2図は、エンジンが設計速度に向け加速されるに際し
てのナイフエッジを有するタービンブレードと封止用表
面との相対位置を示す部分断面図である。 第3図は、エンジンが設計速度で運転されているときの
ナイフエッジを有するタービンブレードと封止用表面と
の相対位置を示す部分断面図である。 第4図は、エンジンが低温状態になったときのナイフエ
ッジを有するタービンブレードと封止用表面との相対位
置を示す部分断面図である。 第5、6、7、及び8図は、チップを有するタービンブ
レードと封止用表面との相対位置を第1〜4うに対応し
た状態で順次示す部分断面図である。 第9図は、本発明に従って生成されたレーザ形成表面の
粒子構造を示す120倍拡大の顕微鏡写真である。 第10図は、第9図の個々の凹みの粒子構造を示す560倍
拡大の顕微鏡写真である。 10、20:タービンブレード 11:ナイフエッジ 12:回転子 13:封止用表面(固定子) 14、22:溝 15、23:コーティング 21:チップ
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the relative position of a turbine blade having a knife edge and a sealing surface for a cold state of a new engine. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the relative position of a turbine blade having a knife edge and a sealing surface as the engine is accelerated toward a design speed. FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the relative position of a turbine blade having a knife edge and a sealing surface when the engine is operating at a design speed. FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the relative position of the turbine blade having the knife edge and the sealing surface when the engine becomes cold. FIGS. 5, 6, 7, and 8 are partial cross-sectional views sequentially showing the relative positions of the turbine blade having the tip and the sealing surface in a state corresponding to the first to fourth aspects. FIG. 9 is a 120 × magnification photomicrograph showing the grain structure of a laser-formed surface produced in accordance with the present invention. FIG. 10 is a 560 × photomicrograph showing the grain structure of the individual depressions in FIG. 10, 20: Turbine blade 11: Knife edge 12: Rotor 13: Sealing surface (stator) 14, 22: Groove 15, 23: Coating 21: Tip

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−252689(JP,A) 特開 昭59−224221(JP,A) 特開 昭55−58342(JP,A) 特公 昭49−13810(JP,B1) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-62-252689 (JP, A) JP-A-59-224221 (JP, A) JP-A-55-58342 (JP, A) JP-B-49- 13810 (JP, B1)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1部材と第2部材とを含み、第1部材は
第2部材と協動するチップを有する少なくとも一つのシ
ール歯を含み、チップにはそれに結合したセラミック又
は金属炭化物からなるコーティングが設けられ、以って
第1部材と第2部材との間でガス流れを阻止するように
した回転ガスシールにおいて、セラミック又は金属炭化
物からなるコーティングが複数のレーザ形成凹みを有
し、そして第2部材に切り込むことの出来る耐摩耗性切
削用表面を提供することを特徴とする回転ガスシール。
1. A first member and a second member, the first member including at least one sealing tooth having a tip cooperating with the second member, the tip comprising a ceramic or metal carbide bonded thereto. In a rotating gas seal provided with a coating, thereby blocking gas flow between the first member and the second member, the coating made of ceramic or metal carbide has a plurality of laser-formed recesses, and A rotating gas seal, characterized in that it provides a wear resistant cutting surface that can be cut into the second member.
【請求項2】封止用表面と協動してシールを形成するべ
く適応されたチップ表面を具備し、チップ表面にはセラ
ミック又は金属炭化物からなる被覆が設けられたタービ
ン又はコンプレッサブレードにおいて、セラミック又は
金属炭化物からなるコーティングが複数のレーザ形成凹
みを有し、そして第2部材に切り込むことの出来る耐摩
耗性切削用表面を提供することを特徴とするタービン又
はコンプレッサブレード。
2. A turbine or compressor blade comprising a tip surface adapted to cooperate with a sealing surface to form a seal, the tip surface being provided with a coating of ceramic or metal carbide. Or a turbine or compressor blade, wherein the coating of metal carbide has a plurality of laser-formed recesses and provides a wear resistant cutting surface that can be cut into the second member.
【請求項3】チップに第2部材に対して該チップの移動
方向に突出する少なくとも1つのナイフエッジが形成さ
れ、ナイフエッジの表面がそこに結合されたセラミック
又は金属炭化物からなる被覆及び該被覆の表面に形成さ
れた複数のレーザー形成凹みを有する特許請求の範囲第
1又は2項記載のシール又はタービン若しくはコンプレ
ッサブレード。
3. A coating formed on the tip with at least one knife edge projecting in the direction of movement of the tip with respect to a second member, the surface of the knife edge comprising a ceramic or metal carbide bonded thereto and the coating. A seal or turbine or compressor blade according to claim 1 or 2 having a plurality of laser-formed recesses formed in the surface of the seal.
【請求項4】レーザ形成凹みの形成前のコーティング厚
さが0.5〜100ミル(0.0127〜2.54mm)である特許請求の
範囲第1〜3項のいずれか一項記載のシール又はタービ
ン若しくはコンプレッサブレード。
4. A seal or turbine or compressor blade according to any one of claims 1 to 3, wherein the coating thickness prior to forming the laser-formed depression is 0.5-100 mils (0.0127-2.54 mm). .
【請求項5】凹みが隣り合う凹み間で実質上一様な間隔
を有する無秩序パターンをなして形成される特許請求の
範囲第1〜4項のいずれか一項記載のシール又はタービ
ン若しくはコンプレッサブレード。
5. A seal or turbine or compressor blade according to any one of claims 1 to 4, wherein the depressions are formed in a chaotic pattern with substantially uniform spacing between adjacent depressions. .
【請求項6】レーザ形成凹みのスクリーンが1cm当たり3
1〜315凹み数(線インチ当たり80〜800凹み数)の範囲
にある特許請求の範囲第1〜5項のいずれか一項記載の
シール又はタービン若しくはコンプレッサブレード。
6. The screen of the laser-formed recess is 3 per cm.
A seal or turbine or compressor blade according to any one of claims 1 to 5 in the range of 1 to 315 indentations (80 to 800 indentations per linear inch).
【請求項7】レーザ形成凹みが表面の50〜90%を占めそ
して凹み間のランド帯域が表面の残りの50〜10%を占め
る特許請求の範囲第1〜6項のいずれか一項記載のシー
ル又はタービン若しくはコンプレッサブレード。
7. A laser-formed recess as claimed in 50-90% of the surface and a land zone between the recesses as the remaining 50-10% of the surface, as claimed in any one of claims 1-6. Seals or turbine or compressor blades.
JP63167853A 1988-07-07 1988-07-07 Wear resistance and grindability for rotary labyrinth seal members Laser engraving Ceramic or metal carbide surface Expired - Lifetime JPH07109162B2 (en)

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