KR950006398B1 - 블레이드팁 표면에 단일입자층을 부착하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

블레이드팁 표면에 단일입자층을 부착하기 위한 방법

제1도는 본 발명에 따른 연마층을 구비한 전형의 개스터어빈 블레이드의 외부 부분도.

제2도는 종래 기술의 연마층을 도시한 측면도.

제3도는 본 발명에 따라 만든 연마층의 측면도.

제4∼7도는 본 발명에 따라 연마입자를 터어빈 블레이드 표면에 놓는 방법을 도시한 개략도.

제8도는 제6도의 사시도.

제9도는 매트릭스 재료로 도포된 연마입자의 측면도.

제10도는 평평한 면으로 가공된 연마층의 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 연마층 11 : 블레이드팁 표면

14 : 블레이드 18,22 : 입자

24,26 : 매트릭스 재료 26 : 조인트

42 : 판 46 : 용기

48 : 접착제 49 : 바닥

본 발명은 계류중이며 이트 에트알에게 공동으로 양도된 출원으로써 1984년 6월 25일에 출원된 미합중국 출원번호 제624,446호에 기재된 초합금용 연마 표면 피복공정에 관한 것을 참조한 것이다.

본 발명은 기질상에 입자재료를 부착시키기 위한 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 터어빈 엔진 부품의 팁 표면에 입자들이 서로 이격되어 떨어져 있는 연마입자를 내포하고 있는 단일입자층을 부착하기 위한 방법에 관한 것이다.

개스터어빈 엔진 및 터어보머쉰인은 일반적으로 원형 케이스내에 있는 일련의 회전 블레이드를 구비하고 있어서 그 블레이드가 회전할때 블레이드팁은 케이스와 아주 밀접되어 움직인다. 엔진작동 효율을 최대화하기 위하여서는 블레이드팁 주위의 개스 또는 다른 작동유체의 손실을 최소화 해야 하는데, 알려진 바와같이 그렇게 최소화 하는 것은 브레이드팁이 엔진케이스 내부에 수반된 밀봉부에 대해 마찰을 하는 밀봉장치 및 블레이드에 의해 달성될 수 있다. 일반적으로, 블레이드팁은 그 밀봉부 보다는 좀더 단단하고 잘 연마되어 있다. 따라서, 엔진의 작동싸이클 중에 그 블레이드팁은 그 팁이 서로 접촉을 할때 그 밀봉부를 헤쳐나갈 것이다.

한 형태의 블레이드팁이 존슨 에트알과 공동소유인 미합중국 특허 번호 제 4,249,913호에 ";알루미나 피복 실리콘 카아바이트 연마";라는 제목이 기재되어 있는데 그 내용을 보면 평균직경 0.20∼0.76㎜인 실리콘 카아바이드 연마입자는 알루미나 같은 산화금속으로 피복되었으며 니켈 또는 코발트 베이스 매트릭스 합금의 분말금속을 사용한 기술로 통합되어 있다. 따라서 약 45체적 퍼센트 입자에 이르는 분말 금속 압분체(壓粉體)는 블레이드팁에 접착될 수 있다. 그 결과 연마 블레이드팁은 세라믹 에어시일즈(airseals)뿐만 아니라 마찰금속용으로도 아주 적합하게 되어있다. 즉 세라믹 에어시일즈 형태는 현대의 개스터어빈 엔진에 폭넓게 사용돼 왔다.

좀더 상세히 설명하자면 상기한 죤슨 에트알의 방법으로 블레이드팁의 제작을 위한 기술이 개량된, 즉 계류중이며 이른 에트알에게 공동으로 양도된 출원으로서 미합중국 출원번호 제 624,446호 기재된 "초합금용 연마표면 피복공정"에서는 더욱 양호한 방법이 설명되었는데, 특히 그 블레이드팁은 가능한한 얇어야 하며 필요한 연마특성을 갖고 있어야 하고, 연마실리콘 카아바이드량은 많은 비용문제 때문에 최소화해야 한다. 매트릭스 재료에 고루 분배되지 않은 얇은 연마층을 구비한 부품이 있는데 예를들면 알루미나, 실리카 및 실리콘으로 처리된 피복연마제는 다이아몬드와 체적입방 붕소질화물 그라인딩 공구로 결합된 금속으로 만들어진다. 그러한 공구는 종종 전기적 부착 기술로 만들어지며, 미합중국 특허번호 제 4,227,703호에서 이 기술은 터이빈 블레이드팁에 연마층을 부착시키기 위해 사용된다. 그러나 이 방법에도 부품에 따라 제약이 있으며, 금속과 세라믹 연마제를 내포하는 분무용착 방법이 공동으로 양도된 미합중국 특허출원 제 4,386,112호에 잘 알려져 있다. 그러나 연마제와 매트릭스 금속입자를 분무하기 위한 공정은 실제로 분무재료의 조작이 표면에 들러붙고 부딪친다는 점에 있어서는 비효과적이다. 특히 이러한 어려움은 상대적으로 작은 크기 즉, 전형의 터어빈 블레이트팁의 만곡형태로써 크기가 6×50㎜라는 점에서 잘 나타난다.

연마층이 초합금 터어빈 블레이트팁에 쌓여질때 그 실시방법은 초합금 기질의 원하는 특성을 야금술로 유지 및 얻는데 적합되어야만 한다. 터어빈 블레이드 합금은 고도의 정밀한 야금기술을 요하기 때문에, 연마층 제작용으로 사용된 기술에서는 제약을 받는다. 또한 연마층은 구조재료가 아니며, 그 무게는 블레이드가 고속으로 회전할때 블레이드 기질상에 응력을 부과한다. 따라서 최소두께의 연마층이 도포되는 것이 아주 바람직하다. 블레이드 0.5㎜나 다소적은 길이공차를 갖게되는데 그 이유는 기질의 제조와 연마층의 실시가 고도로 정밀하게 수행되어야만 되기 때문이다. 이러한 모든 사항을 고려해볼때 유용한 공정기술 및 재료의 종류에 엄격한 제약이 있게된다.

본 발명의 목적은 블레이드팁 표면에 입자가 서로 이격되어 있는 단일입자층을 제공하는 방법에 관한 것이고, 본 발명의 다른 목적은 터어빈 블레이드팁에 고집중 및 균일한 분배로 입자를 부착시키는 것이며, 또 다른 목적은 터어빈 블레이드팁 표면에 작동가능한 고온을 유지하는 연마층을 제공함에 있다.

본 발명에 따라 블레이드팁 표면에 이격된 입자형태의 단일입자층을 부착시키는 방법은 (a) 각 구멍의 크기가 진공상태에서 각 구멍에 놓여있는 한입자만을 유지하도록 되어 있으며, 상기 이격된 입자 형태로 배치된 다수의 구멍을 구비하는 입자 이송공구를 통해서 진공상태를 빨아들이는 단계 (b) 그 이송공구 및 입자가 블레이드 표면위에 유지되도록 위치하는 단계, (c) 구멍의 위치와 통하는 블레이드 표면의 위치에 입자가 떨어지도록 진공도를 감소기키는 단계로 구성된다. 또한 연마층은 블레이드 표면에 놓여서 입자가 표면으로 낙하할때, 그 입자는 그 표면에 부착된다. 또한 그 입자는 금속을 피복시키고 따라서, 입자는 가열되어 접착제를 휘발시키고 표면에 대한 피복입자를 소결접착 시킨다.

특히 본 발명은 개스터어빈 엔진에 사용된 회전 블레이드팁 표면에 연마층을 만드는데 유용한다. 양호한 작동특성을 얻기 위해, 블레이드팁 표면의 면적당 입자밀도는 최대화 되야 하며 동시에 상호입자의 접촉상태는 최소화 시켜야만 하고, 또한, 입자는 엔진 작동상의 응력을 견디도록 블레이드팁에 안전하게 접착되야 한다. 블레이드팁에 연마층을 형성하기 위해 금속결합 입자가 그 팁 표면에 소결접착된 후에 매트릭스 합금 재료로 입자들 사이의 공간을 채우고 그 입자들을 덮기위해 블레이드 표면에 부착된다. 따라서 매트릭스에 놓인 입자는 가열되고 매트릭스 재료의 구멍을 제거하며, 기질 및 상호확산에 의해 각 피복입자에 대해 매트릭스를 안전하게 접착하도록 가열 및 가압되야 한다. 따라서 연마층은 평평한 표면으로 가공되고난 후 매트릭스의 부위가 화학적으로 제거되어 입자가 공간으로 노출되며, 연마층을 구비한 블레이드가 엔진에 설치될때 이 노출된 입자는 엔진작동중에 밀봉부와 마찰을 일으킬 것이고 블레이드팁 주위에 있는 작동유체의 누설을 최소화 한다. 따라서 엔진작동 효율이 개선될 것이다.

특히 연마입자는 매트릭스 층 두께의 크기가 되며, 입자크기와 종횡비를 조절함으로써 동시에 모든 입자가 블레이드팁 표면에 안전하게 접착된 중에 대부분의 입자가 공간으로 노출되도록 하는 것이 필요하다. 미합중국 시이브 시리즈(Sieve series)의 번호 제 35∼40번에 해당하는 (0.42∼0.50㎜공칭개구)크기 입자는 매트릭스층의 두께가 약 0.38㎜일때 사용된다. 또한 그 입자는 블레이드팁 표면에 정연한 형태로 상호 이격되어 있다. 엔진작동중에 연마층과 밀봉부 사이에 생기는 상호 작용에 따라서 입자밀도는 C㎡당 약 35∼110개의 입자수 사이에서 변할 수 있으며 이 이격거리는 1.9 : 1 이하의 종횡비가 되는 입자를 필요로해서 입자의 약 15% 이하는 팁 표면에 입자가 접착된 후에 다른 입자와 접촉할 것이다.

본 발명에 따른 연마층은 재료사용에 있어서 경제적이며 세라믹 시일즈(Seals)와 상호 작용중에 높은 내구성을 갖고 있다.

본 발명에 상기한 목적과 다른 목적, 특성 및 장점이 첨부도면 및 양호한 실시예로 부터 더욱 명백해질 것이다.

제1도와 제3도에 도시한 본 발명의 실시예에 따른 연마층(10)은 개스터어빈 블레이드(14) 날개골 부분(12)의 팁 표면(11)에 형성되어 있는데 그 블레이드(14)는 니켈 베이스 초합금(미합중국 특허번호 제 4,209,348호에 기재된 단일크리스탈 합금)으로 양호하게 구성되어 있으며, 한편으로 연마층(10)은 니켈 베이스 초합금 매트릭스(16)와 실리콘 카아바아드 입자(18)로 피복된 알루미나로 구성되어 있다. 위와같은 명백한 이유로 다른 재료들이 본 발명에 실제 사용될 수 있다.

연마층(10)은 엔진작동중에는 상당히 큰 응력을 받게 되어서 그 연마층(10)으 자기 기능을 수행하기 위해 어떤 형태와 특성을 갖는 것은 중요한 요소가 된다. 특히, 그중에서 입자(18)는 최적 성능을 얻기 위한 방법으로 팁 표면(11)에 배치되야만 한다.

종래의 기술인 터어빈 블레이드(21)용 연마층(20)이 제2도에 도시되어 있는데, 그 연마층은 매트릭스 재료(24)내에 균일하게 연마입자(22)가 배치되어 있지 않다. 미합중국 특허번호 제 3,678,570호에 기재된 납땜형 결속 조인트(26)는 블레이드팁(32)에 연마층(20)이 있는데, 이러한 연마층(20)에서는 가끔 블레이드전연(34) 및 뒷전(36)의 입자(22)가 부족하게 되는 경향이 있고, 몇몇 입자(22)는 서로 접촉하면서 입자 사용이 비효과적이 되게 한다.

제1도와 제3도에 도시한 바와같이 본 발명에 따은 연마층(10)은 매트릭스 재료(16)로 둘러쌓인 단일 연마입자층으로 구성되는 특징이 있으며 그 단일 연마입자층을 사용을 하면 전 연마층(10)의 재료를 최소화할 수 있다. 따라서 엔진작동중 블레이드가 회전을 할때 생기는 블레이드(14)의 구심력을 감소시킬 수 있다. 그 매트릭스 재료(16)의 두께는 전입자 두께(T)보다 다 적은 두께(W)이다. 따라서, 각 입자(18)의 일부분이 공간으로 노출되어 있으며 이로인해 엔진작동중에 금속 또는 세라믹 시일즈(seals)와 함께 상호 작용을하여 마찰이 잘될 수 있다. 최적의 성능을 내기 위하여 입자(18)의 노출되지 않은 부분은 매트릭스 재료(16)로 둘러쌓여져야만 하고 그 입자(18)는 서로 가깝게 이격되어 떨어져 있어야만 한다. 또한 입자(18)뿐만 아니라 매트릭스 재료(16)는 블레이드팁 표면(11)에 안전하게 접착되야만 한다. 본 발명에 따른 입자 표면 구역(블레이드팁에 노출된 표면구역제외)의 적어도 80-90% 이상이 다른 입자(18)와 접촉되어 있지 않고 매트릭스 재료(16)로 둘러쌓여 있다. 또한 그 입자(18)들은 상호간에 보통 균일하며 조밀하게 블레이드팁 표면(11)에 이격되어 있다. 따라서, 본 발명의 실시 방법으로 팁 표면(W)에 ㎠당 약 35-110입자수의 조밀도를 얻을 수 있으나, ㎠당 50개의 입자수가 바람직하다.

제3도에 도시된 바와같이 입자(18)는 두께(길이)(T)이며 매트릭스 두께(W)는 입자두께(T) 약 50-90퍼센트에 해당된다. 미합중국 시이브 시리즈 사이즈(sieve series size) 번호(35-40)에 기재된(공칭개구 0.42-0.50㎜)의 실리콘 카아바이드 입자는 번호(20)에 기재된(공칭개구 0.83㎜)가 나오기전까지는 실시하는데 유용하였다.

제5∼8도는 입자(18)가 영구히 접착될 블레이드팁 표면(11)에 놓여지는 방법을 도시한다. 종래에는 팁 표면(11)에 실리콘 카아바이드 입자가 놓임으로써 먼저 그 입자는 상기한 죤슨 에트알이 특허낸 발명에 따라 약 0.010㎜인 부착 알루미나 증기로 피복되고, 그런 후에 증기, 즉 전극부착니켈 같은 금속층을 약 0.002∼0.050㎜ 두께로 피복되었다, 세라믹입자가 니켈 피복을 하는 절차는 상업상 이용가능하고 또한 미합중국 특허 제 3,920,410호, 제 4,291,089호, 제 4,374,173호에 기재되어 있다. 만일 그 세라믹 재료가 본래 매트릭스 재료와의 반응에 대해 저항이 생긴다면 알루미나 피복은 필요하지 않는다(알루미나 피복 및 금속 피복도 도면에 도시되지 않았음).

입자(18)가 블레이드팁 표면(11)에 놓이기 전에, 약 540℃ 이하의 온도에서 휘발될 수 있는 중합 접착제(48)가 팁 표면(11)에 놓여지고 그 접착제(48)는 입자가 블레이드팁 표면(11)에 부착된 후에 그 상태로 연마입자(18)를 유지하도록 하는데 쓰이며 그 조성에 있어서, 톨루엔 용액상태에서는 1∼20체적 퍼센트 폴리스티렌이 바람직하다.

상기한 바와같이 연마층(10)의 입자(18)는 서로 균일하게 이격된 형태로 블레이드팁(11)에 조밀하게 배치되야만 한다. 제4∼8도에 도시된 바와같은 방법으로 입자(18)를 부착하기 위하여 진공(흡입)상태에서 블레이드팁에 양호하게 서로 이격된 형태로 이루어진 입자들은 서로 통하도록 배열된 다수의 틈, 즉 구멍을 구비한 입자 이송수단을 통해서 그 입자가 빨려온다. 제8도는 입자를 부착하기 위한 양호한 방법을 도시하며 그 틈은 즉 경판(42)에 형성된 구멍(44)이다. 각 구멍(44)의 크기는 같아서 판(42)이 용기안의 입자(18)가까이 갈때는 진공상태로 인해 판(42)으로 입자(18)를 빨아 당기며 1개의 입자(18)만이 각 구멍에 묻게 된다. 도면에 도시되진 않았지만 몇몇 입자(18)는 진공에 의해 유지되는 힘 보다 오히려 정전력이나 그밖의 힘에 의해서 판(42)이나 다른 입자(18)에 친화될 수 있고 초과되는 입자는 진공상태로 붙어있는 입자를 움직이지 않도록 조심하면서 판(42)을 살며시 두드림으로써 판(42)으로 부터 분리시킬 수 있다. 구멍(44)의 크기는 입자크기에 비례해서 특별한 치수가 정해지는데 그 각 구멍의 직경은 진공상태의 힘이 판(42)에 있는 입자(18)를 충분히 빨아들이도록 커야만 된다. 동시에 그 구멍(44)은 판의 구멍사이로 입자가 들어오지 못하도록 충분히 작아야만 한다. 따라서 각 구멍(44)의 직경은 입자크기의 약 3/4정도가 된다.

입자(18)로 덮힌 판(42)의 구역은 실제 블레이드팁 표면(11)보다 다소큰데 그와같은 것은 너무 큰 블레이드팁 형상에서 상호 느슨하게 놓인 입자를 담을 수 있는 용기(46)를 만듦으로써 해결된다. 즉, 판(42)이 용기에 가깝게 되고, 진공상태가 되면 그 입자(18)는 제8도에 도시된 형태로 판(42)에 빨려오게 될 것이며, 그 용기(46)의 바닥(49)은 스크린 또는 메시(mesh)형 재료로 되어 있다.

만일 입자(18)가 제5도와 제8도에 도시된 바와같이 진공에 의해 판(42)에 안전하게 붙게 된다면 그 판(42)은 구멍(44)(및 구멍위에 놓인 입자(18))이 제8도에 도시된 바와같이 입자(18)가 양호한 이격거리로 정렬되어서 블레이드팁(11)위에 위치한다. 또한 상기한 바와같이 팁 표면(11)은 접착체(48)층으로 피복되어 만일 판(42)이 브레이드팁(11)위에 알맞게 위치하면 그 진공도는 입자(48)가 접착제로 피복된 팁 표면(제7도)으로 하강하도록 조절이 된다. 입자(18)와 팁 표면(11)사이의 거리(A)는 입자(18)가 판(42)으로 부터 느슨해질때 팁 표면(11)에 반동, 또는 팁 표면(11)에 의도된 위치에서 벗어나지 않도록 최단거리화 되야만한다.

몰론, 입자(18)가 판(42)로 부터 느슨해 졌을때 몇몇입자(18)는 판(42)에 붙어있던 이격되어 떨어진 입자의 관계상태에서 이탈될 것이며 그 결과, 블레이드팁(11)에는 몇몇의 입자 덩어리가 생기게 된다. 또한 진공상태로 평판을 빨아들일때 모든 구멍(44)은 반드시 입자(18)로 쌓여지진 않게된다. 그러나 상기한 바와같이 판(42)을 사용하면 터어빈 블레이드팁 실시를 위해 필요한 충분한 밀도(즉 ㎠당 입자수)로 팁 표면(11)에 이격되어 떨어진 입자(18)를 단일층이 되도록 한다. 또한 블레이드팁 표면(11)에 있는 상호 입자가 접촉이 되는 것은 바람직하지 않으며, 전형적으로 서로 접촉하는 경우는 몇몇 입자(15% 이하)만이 접촉을 한다.

입자(18)가 브레이드팁 표면(11)에 부착된 후에 그 블레이드(14)는 접착제(48)가 휘발되도록 가열되며, 또한 그 접착제로는 팁 표면(11)에 금속피복을 접착(소결)하는 고체상태가 생기게 한다. 니켈을 입자에 피복시키는데 열처리는 진공상태가 흡입개스압 상태로 2시간 동안 약 1080℃에서 양호하게 처리되며 이렇게 안전기압상태에서 사용을 하면 피복 및 블레이드팁 표면(11)의 산화를 방지할 수 있다.

따라서 입자(18)는 제9도에 도시된 바와같이 두께(T')에 플라즈마 아아크 분무로써 부착된 매트릭스 재료(16)층에 고루 분무되며 일반적으로, 상기한 존스 에트 알이 특허낸 니켈 베이스 초합금형이 사용된다. 양호한 매트릭스 약 25Cr, 8W, 4Ta, 6Al, 1.0Hf, 0.1Y, 0.23C, 평형 Ni등의 중량 퍼센트로 구성된다. 블레이드(14)는 팁 횡단면이 용융 매트릭스 입자가 움직이는 축을 끼고 일반적으로 수직이 되도록 플라즈마 아아크 장치에 대해서 위치해 있으며 또한 잘못 분사해서 블레이드(14)의 양측에 부착되지 않도록 블레이드 주위에 약 0.6∼1.3㎜ 양호하게는 1.1∼1.3㎜의 두께인 매트릭스 재료(16)을 알맞게 도포했다.

매트릭스 재료(16)은 분무층이 약 95퍼센트 상대밀도가 됨에도 불구하고 몇몇의 다공, 즉 구멍으로 그 특성을 나타내고, 그 구멍은 금속분무 과정의 특색을 이루며 "관측공정"인 부착과정에 의해 생산된다. 금속분무를 하는 것은 그것이 다양한 성분을 가지고 초합금을 도포 가능한 몇몇 과정중 한 과정이기 때문에 사용된다. 또한 사용될 수 있는 다른 과정은 물리적 증기부착 과정인데 그러한 과정은 머크롤리 피복 및 그밖의 방법이 적용가능하게 알려져 있는데, 노오트 에트 알의 미합중국 특허 번호 제 4,153,005호를 보면 알 수 있다.

또한 블레이드(14)은 고온 아이소스타시(isostatic) 압축절차가 있는데 이것은 일반적으로 높아진 온도의 항복 또는 크리이프 한계점에서 블레이드 위에 매트릭스 재료(16)가 변형한 것으로 이루어져 있다. 그리고 오히려 그 부분은 상기 구멍을 가까이, 매트릭스 재료(16) 및 입자(18)와 블레이드팁 표면(11) 사이에 접착력을 높이기 위해 온도를 높였을때는 아르곤 압력을 받게된다. 상기한 초합금 매트릭스 재료를 위해 약 1100℃와 약 138M㎩의 개스압력이 두시간 동안이면 충분하다. 또다른 고온압축 절차는 매트릭스 재료(16)를 결합하고 접착과 상호입자를 치밀하게 만드는데 사용될 수 있다.

또한 제9도에 도시된 바와같이 연마층(10)에 거친표면은 그라인딩과 같은 재래식 절차를 사용하여 기계가공되어 제10도에 도시된 바와같은 매끈한 표면을 만든다. 기계가공 공정후에 연마입자(18)와 매트릭스 재료(16)의 두께는 "T";가 되고 마침내 연마층(16)의 표면은 입자(18)가 공간으로 노출됨으로써 일부 매트릭스 재료(16)의 제거 및 달라붙게될 부식제 또는 다른 재료와 접촉하게 되는데 예를들면, 상기한 조슬린의 미합중국 특허번호 제 4,522,692호에 기재된 전기적 화학가공이 사용될 수 있다. 이러한 단계는 매트릭스 두께를 치수(T)의 약 50-90%인 치수 ";W";로 축소시키고 이로인해 제3도에 도시된 개략도와 같이 된다.

제4도∼제8도는 본 발명의 양호한 실시에, 즉 브레이드팁 표면(11)에 입자(18)를 부착시키기 위해 구멍난 판이 사용된 것을 도시하는데 그 입자 이송수단의 개구는 다른 방법에 의해서도 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위내에 있는 한 배치 방법을 보면 그 개구(실린더 단)가 판의 구멍과 같은 형으로 배치되도록 서로 연관되어 이격되어 떨어져 있는 관 또는 바늘구멍 같은 공중실린더가 있는데, 진공상태에서 그 실린더를 통해서 입자를 빨아 들일때는 단 한입자만이 각각의 실린더 단위에 놓여질 것이다. 따라서 그 입자는 상기한 바와같이 입자가 판으로 부터 떨어지는 똑같은 방법으로 실린더에서 떨어질 것이다.

아주 조밀한 상태로 일정하게 이격되어 있는 입자(18)의 연마층(10)을 얻는데 적절한 입자(18)의 종횡비에도 제약이 있다는 것이 알려져 있다. 그 입자가 길고 얇음(즉 높은 종횡비)에 따라서, 입자는 당연히 처음 블레이드팁 표면에 놓일때나 혹은 접착제의 휘발과 금속결합에 도달한 사이에 있을때는, 입자양측에 놓일려는 경향이 있을 것이다. 이러한 길이 상태에 놓이며는 위치를 동일하지 않게하고 과도하게 입자가 상호접촉을 하게 한다. 따라서 본 발명은 입자의 종횡비가 약 1.9 : 1이며 양호하게는 약 1.5 : 1 또는 그 이하가 될때 최상으로 실행된다. 그 종횡비는 퀀티메트(Quantimet) 표면 분석기(케임브리지 기구, 케임브리지, 영국산으로써)로 측정되는 바와같이 횡단면 치수에 대한 가장 긴 입자의 평균비로써 측정된다.

본 발명은 특히 종래 기술의 연마층과 비교해서 좀더 효과적인 연마층(매트릭스의 일부분이 화학작용으로 형이 만들어진 후)을 제공하는데 유용하다. 동일한 크기 및 형으로 이루어진 입자의 체적 퍼센트를 구비하는 연마층은 제2도에 도시된 바와같이 첫째, 본 발명의 기술을 이용해 만든것과 둘째 종래 기술의 분말금속을 이용해 만든 것이 있다. 본 발명 및 종래의 연마층 표면에 노출된 연마입자의 구역은 그라인딩 작업후에는 서로 아주 동일하게 될 것이다. 그러나 본 발명에 따라 부착된 입자는 종래의 연마층 표면 보다는 상당히 균일하게 분포될 것이다. 그리고 매트릭스가 전기적 화학 가공에 의해 본 발명의 연마층으로 부터 일부분이 제거될때 표면구역과 같은 크기가 각 입자에 노출될 것이며 그 입자는 모두 블레이드팁 표면에 고루잘 접착될 것이다. 이에 반해 매트릭스가 전기적 화학가공이 될때 종래 기술은 불균일한 입자의 분배로 인해, 제거된 매트릭스에 포함되는 대부분의 불균일한 입자는 당연히 고루 접착이 안될 것이다. 따라서, 그 주요 결과를 보인 자유표면에 남아있는 연마입자 구역이 줄어들게 되며 종래 기술의 연마층은 엔진 작동중에 마찰하는 세라믹 시일즈를 피복하는데 덜 유효하게 된다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 연마입자가 블레이드팁 표면에 고루 분배되는 위치에 놓일때 팁 표면의 하나 또는 다른 부분에 보다 크거나 또는 작은 입자를 집중하는 것이 만족되도록 실시가 된다. 따라서 이렇게 입자를 분배하는 것을 이루기 위해 판의 구멍 형태가 변경이 된다.

비록 본 발명이 양호한 실시예로 서술되고 나타났을지라도 본 발명의 범위와 위치에서 벗어남이 없이 형태나 상세한 설명은 다양한 변화가 있는 기술들에 의해 이해될 것이다.

Claims (7)

1. 상호 비접촉 관계에서 이격된 입자형태로 입자를 블레이드팁 표면에 부착하는 방법에 있어서, (a) 입자 이송수단이 용기에 인접해 있을때 상기 이격된 입자형태로 서로 떨어져 있는 다수의 개구를 구비한 입자 이송수단을 통해서 진공상태로 입자를 빨아들이며, 그 진공상태는 각각의 개구에 하나의 입자를 붙게하는 단계. (b) 각각의 입자가 블레이드팁 표면에 양호한 위치로 놓여지도록 개구에 대해 그 블레이드가 위치하는 단계. (c) 입자가 입자 이송수단으로 부터 느슨해져서 상기 이격된 입자형태를 이루기 위해 블레이드팁 표면에 낙하하도록 진공도를 조절하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 블레이드팁 표면에 단일입자층을 부착하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 입자가 이송입자수단으로 부터 블레이드팁 표면에 낮하할때 그 입자는 접착제에 의해 블레이드팁 표면에 붙게 되도록 조절하는 상기 단계전에 유기될 접착제를 블레이드 표면에 도포하는 단계로 구성하는 것을 특징으로 하는 블레이드 표면에 단일입자층을 부착하기 위한 방법.
3. 제2항에 있어서, 입자는 금속이 피복된 세라믹이고, 블레이드 표면에 접착제를 제거하고 입자를 접착하기 위해 올라간 온도로 표면에 입자를 구비한 블레이드를 가열하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 블레이드팁 표면에 단일입자층을 부착하기 위한 방법.
4. 제2항에 있어서, C㎡당 35∼110개의 입자수가 블레이드 표면에 부착되며 그 입자의 크기는 미합중국 시이브 시리즈 번호 제 20∼40번 사이에 정해진 공칭치수로 정해지는 것을 특징으로 하는 블레이드팁 표면에 단일입자층을 부착하기 위한 방법.
5. 제4항에 있어서, 입자의 종횡비가 1.9 : 1 이하인 것을 특징으로 하는 블레이드팁 표면에 단일입자층을 부착하기 위한 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 블레이드는 개스터어빈 엔진용 블레이드인 것을 특징으로 하는 블레이드팁 표면에 단일입자층을 부착하기 위한 방법.
7. 입자가 이격된 입자형태이며 비접촉관계로 상기 블레이드팁 표면에 서로 간격져 있으며, 터어빈 블레이드팁 표면에 부착하는 방법에 있어서, (a) 상기 입자 이송수단이 용기에 인접해 있을때 상기 이격된 입자형태로 서로 간격져 있는 다수의 개구를 구비한 입자 이송수단을 통해서 진공상태로 입자를 빨아들이며, 그 진공상태는 각각의 개구에 하나의 입자를 붙게하는 단계, (b) 각각의 입자가 블레이드 표면에 양호한 위치로 놓여지도록 개구에 대해 그 블레이드가 위치하는 단계, (c) 입자가 상기 이격된 입자 형태를 이루기 위해 블레이드팁 표면에 낙하하도록 진공도를 조절하는 단계, (d) 각 입자들 사이의 간격을 채우기 위해 블레이드팁 표면에 매트릭스 재료층을 부착하는 단계, (e) 매트릭스 재료의 두께가 입자의 두께보다 작도록 매트릭스 재료의 노출된 부분을 제거하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 블레이드 표면에 단일입자층을 부착하는 방법.

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