[发明专利]覆膜以及覆膜的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种覆膜以及覆膜的形成方法，特别地，涉及一种在从低温到高温的温度范围内耐磨损特性优良的覆膜以及覆膜的形成方法。

背景技术

目前，广泛使用在金属表面形成其它金属材料或陶瓷等的覆膜，以使其具有耐磨损性的方法。通常，多以在从室温到200℃左右的温度环境下的使用为目的而使用上述方法，在大部分情况下，与油润滑一起使用。但是，在如飞机发动机部件这样在使用环境为从室温到1000℃左右这一较宽的温度范围内的使用用途中，无法使用油润滑。因此，必须利用材料本身所具有的强度或润滑性能而发挥耐磨损特性。

图12—1中作为一个例子示出在飞机用燃气涡轮发动机上形成耐磨损覆膜的例子。图12—2是放大示出图12—1的燃气涡轮发动机中的低压涡轮801的低压涡轮翼802的图。图12—3是进一步放大示出图12—2中的低压涡轮翼802的一部分803的图，表示在低压涡轮翼802的称为联锁(interlock)部分804，即涡轮翼相互抵接的部分上焊接有耐磨损材料的状态。实际中，是通过对焊接形成的部分进行磨削而将形状整形为平面后使用的。

另一方面，公开了通过焊接以外的方法，形成耐磨损性覆膜的技术。例如，公开了下述技术，通过使粉末成型体和被处理材料之间发生脉冲状放电，而形成基于电极材料的覆膜(参照专利文献1、专利文献2)。在上述专利文献1、专利文献2中，作为用于解决上述现有覆膜的问题、即中温区域内的耐磨损问题的方法，公开了将氧化物混入电极中的方法。

专利文献1：国际公开第2004/029329号手册

专利文献2：国际公开第2005/068670号手册

专利文献3：国际公开第2004/011696号手册

发明内容

但是，通过发明人的研究逐渐发现，目前使用的耐磨损材料虽然在低温区域(小于或等于300℃左右)及高温区域(大于或等于700℃左右)内充分发挥耐磨损性能，但在中温区域(从300℃左右到700℃左右)内，耐磨损性能不充分。

图13是表示进行滑动试验时的温度与试验片的磨损量间关系的特性图。滑动试验中，首先制作试验片(上试验片813a及下试验片813b)，该试验片如图14所示，是通过TIG焊接将作为现有耐磨损材料的钴(Co)合金金属811焊接到试验片主体812上而形成的。然后，将该上试验片813a和下试验片813b配置为使覆膜811相对，一边施加载荷使表面压力为3MPa～7MPa，一边以0.5mm的幅度、40Hz的频率滑动1×10⁶个循环，在图14的X方向上往复滑动。此外，在将钴(Co)合金金属焊接到试验片主体812上之后进行磨削，使钴(Co)合金金属811的表面平整。

在图13的特性图中，横轴表示进行滑动试验的气氛的温度，在从室温到大约900℃这一范围的温度下进行试验。另外，特性图的纵轴为滑动试验后(1×10⁶个循环滑动之后)的上下试验片813a、813b的磨损量的总和。此外，该滑动试验是以无润滑方式进行的，不供给润滑油。

根据图13的特性图可知，对于钴(Co)合金金属，目前，即使将其用作耐磨损材料，在中温区域内的磨损量也较多。这里使用的材料是含有Cr(铬)、Mo(钼)、Si(硅)的钴(Co)基合金材料。

以上是通过焊接进行加工的材料的试验结果，但根据发明人的试验可知，即使是利用专利文献1或专利文献3等中公开的通过使用脉冲状放电的技术而形成的覆膜，也大致同样地在中温区域内磨损量很大。

在专利文献1中已经公开，可以认为这些现象的原因如下所述。即，在高温区域内，因为材料中的铬(Cr)或钼(Mo)暴露在高温环境下而氧化，生成表现出润滑性的氧化铬或氧化钼，所以表现出润滑性，磨损量减少。另外，在低温区域内，因为材料处于低温所以具有强度，由于该强度，磨损量较少。但是，在中温区域内，没有上述氧化物形成的润滑性，且因为处于一定程度的高温，所以材料的强度减弱，从而耐磨损性降低，磨损量增多。

另一方面，在专利文献2中公开了下述方法，其为了使中温区域内的耐磨损性能提高，而在电极中混入氧化物。在此情况下，虽然中温区域的耐磨损性能提高，但通过在电极中加入氧化物，导致产生覆膜的强度降低、低温区域内的耐磨损性能降低的问题。

本发明是鉴于上述情况提出的，其目的在于得到一种在保持耐磨损性能的同时，容易得到较高的覆膜强度的覆膜以及覆膜的形成方法。