| 【発明の名称】 |
流通路形成方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】榎本 清志
【氏名】藤原 力
【氏名】恩田 孝
【氏名】千田 誠
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| 【要約】 |
【課題】流体を流通させる流通路を短時間で母材に形成できる流通路形成方法を提供する。
【解決手段】母材１１の表面に凹状の溝１１ａを機械加工し、水溶性の中子１２を上記溝１１ａに充填した後、母材１１の表面にろう材をＨＰ／ＨＶＯＦにより溶射してろう材層１３を形成し、次に、ハステロイ合金の粉末をＨＰ／ＨＶＯＦにより溶射して外層１４を形成し、続いて、母材１１を加熱処理して上記外層１４を焼結して緻密化させると共に上記ろう材層１３により母材１１と外層１４とをろう付したら、母材１１を水に浸漬して前記中子１２を溶解させて除去することにより、冷却液の流通方向と直交する方向の断面形状が略ロ型をなす流通路１１ｂを母材１１に形成するようにした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 母材に凹状の溝を形成し、当該溝に水溶性の中子を充填した後、当該母材に外層を高圧・高速フレームによる溶射で形成したら、上記中子を水に溶解させて除去することにより、当該母材に流体の流通路を形成することを特徴とする流通路形成方法。
【請求項２】 請求項１に記載の流通路形成方法であって、前記中子の充填を行った後、前記母材にろう材を溶射してから前記外層の形成を行い、加熱処理してから前記中子の除去を行うようにしたことを特徴とする流通路形成方法。
【請求項３】 請求項２に記載の流通路形成方法であって、前記ろう材の溶射を高圧・高速フレームで行うことを特徴とする流通路形成方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、母材に流体の流通路を形成する方法に関し、特に、ロケットエンジンやジェットエンジンなどに冷却液などの流通路を形成する際に適用すると有効である。
【０００２】
【従来の技術】ロケットエンジンやジェットエンジンなどは、燃焼室を冷却するために、液体水素などの冷却液を流通させる流通路が形成されている。このような流通路は、図４に示すように、銅合金などからなる母材１の表面に凹状の溝１ａを機械加工（図４（ａ））し、当該溝１ａにワックス２を充填（図４（ｂ））した後、当該母材１の表面をめっき処理して当該表面に銅の外層３を形成（図４（ｃ））したら、当該母材１を加熱して上記ワックス２を溶融させて除去する（図４（ｄ））ことにより、冷却液の流通方向と直交する方向の断面形状が略ロ型となるように形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述したようにして母材１に流通路１ｂを形成する方法では、比較的肉厚の大きい（約２ｍｍ）外層３をめっき処理により形成しているため、当該外層３の形成に多大な時間がかかってしまい、製作効率が非常に悪かった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決するための、本発明による流通路形成方法は、母材に凹状の溝を形成し、当該溝に水溶性の中子を充填した後、当該母材に外層を高圧・高速フレームによる溶射で形成したら、上記中子を水に溶解させて除去することにより、当該母材に流体の流通路を形成することを特徴とする。
【０００５】上述した流通路形成方法においては、前記中子の充填を行った後、前記母材にろう材を溶射してから前記外層の形成を行い、加熱処理してから前記中子の除去を行うようにしたことを特徴とする。
【０００６】上述した流通路形成方法においては、前記ろう材の溶射を高圧・高速フレームで行うことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明による流通路成形方法の各実施の形態を各図面を用いて以下に説明する。
【０００８】［第一番目の実施の形態］本実施の形態は、純ニッケルからなる母材にハステロイ合金からなる外層を設けて流通路を形成する場合であり、ロケットエンジンに適用すると有効である。その手順を図１を用いて説明する。
【０００９】純ニッケルからなる母材１１の表面に凹状の溝１１ａを機械加工（図１（ａ））し、アルミナと燐酸三カリとを混合した水溶性の中子１２を上記溝１１ａに充填（図１（ｂ））した後、当該母材１１の表面にＮｉろう材（ＢＮｉ−１）を高速・高圧フレーム（High Pressure/High Velocity of Flame :以下、ＨＰ／ＨＶＯＦと記す）により溶射してろう材層１３を形成（図１（ｃ））し、次に、ハステロイ（Hastelloy ）合金の粉末をＨＰ／ＨＶＯＦにより溶射して外層１４（約２ｍｍ）を形成（図１（ｄ））し、続いて、当該母材１１を加熱処理（１１００℃×５ｈ）して上記外層１４を焼結して緻密化させると共に上記ろう材層１３により母材１１と外層１４とをろう付したら、母材１１を水に浸漬して前記中子１２を溶解させて除去（図１（ｅ））することにより、冷却液の流通方向と直交する方向の断面形状が略ロ型をなす流通路１１ｂを母材１１に形成する。
【００１０】上記ＨＰ／ＨＶＯＦによる溶射は、粉末の溶射材料を高速・高圧の燃焼ガスで溶融させながら母材に噴き付けるため、溶射材料の粒子速度が非常に速く（約９９０〜１１７０ｍ／ｓ）、溶射被膜を厚く（約５〜６ｍｍ）形成することができる。
【００１１】したがって、このような流通路形成方法によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）ＨＰ／ＨＶＯＦによる溶射で外層１４を形成するので、当該外層１４を短時間で厚肉にすることができる。
（２）中子１２が水溶性であるので、除去を簡単に行うことができる。
（３）ろう材層１３により母材１１と外層１４とをろう付するので、母材１１と外層１４との結合力を高めることができる。
（４）加熱処理により外層１４を焼結して緻密化させるので、外層１４の強度を高める（１５〜２０ｋｇ／ｃｍ2 →６０ｋｇ／ｃｍ2 ）ことができる。
【００１２】［第二番目の実施の形態］本実施の形態は、銅からなる母材にハステロイ合金からなる外層を設けて流通路を形成する場合であり、ロケットエンジンに適用すると有効である。その手順を図２を用いて説明する。なお、前述した実施の形態と同様な部分については、前述した実施の形態と同様な符号を用いることにより、その説明を省略する。
【００１３】銅からなる母材２１の表面に凹状の溝２１ａを機械加工（図２（ａ））し、アルミナと燐酸三カリとを混合した水溶性の中子１２を上記溝２１ａに充填（図２（ｂ））した後、当該母材２１の表面にＡｇろう材（ＢＡｇ−８）をＨＰ／ＨＶＯＦにより溶射してろう材層２３を形成（図２（ｃ））し、次に、ハステロイ合金の粉末をＨＰ／ＨＶＯＦにより溶射して外層１４（約２ｍｍ）を形成（図２（ｄ））し、続いて、当該母材２１を加熱処理（１１００℃×５ｈ）して上記外層１４を焼結して緻密化させると共に上記ろう材層２３により母材２１と外層１４とをろう付したら、母材２１を水に浸漬して前記中子１２を溶解させて除去（図２（ｅ））することにより、冷却液の流通方向と直交する方向の断面形状が略ロ型をなす流通路２１ｂを母材２１に形成する。
【００１４】したがって、本実施の形態では、前述した実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００１５】［第三番目の実施の形態］本実施の形態は、ハステロイ合金からなる母材にハステロイ合金からなる外層を設けて流通路を形成する場合であり、ジェットエンジンに適用すると有効である。その手順を図３を用いて説明する。なお、前述した実施の形態と同様な部分については、前述した実施の形態と同様な符号を用いることにより、その説明を省略する。
【００１６】ハステロイ合金からなる母材３１の表面に凹状の溝３１ａを機械加工（図３（ａ））し、アルミナと燐酸三カリとを混合した水溶性の中子１２を上記溝３１ａに充填（図３（ｂ））した後、当該母材３１の表面にＮｉろう材（ＢＮｉ−１）をＨＰ／ＨＶＯＦにより溶射してろう材層１３を形成（図３（ｃ））し、次に、ハステロイ合金の粉末をＨＰ／ＨＶＯＦにより溶射して外層１４（約２ｍｍ）を形成（図３（ｄ））し、続いて、当該母材３１を加熱処理（１１００℃×５ｈ）して上記外層１４を焼結して緻密化させると共に上記ろう材層１３により母材３１と外層１４とをろう付したら、母材３１を水に浸漬して前記中子１２を溶解させて除去（図３（ｅ））することにより、冷却液の流通方向と直交する方向の断面形状が略ロ型をなす流通路３１ｂを母材３１に形成する。
【００１７】したがって、本実施の形態では、前述した実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００１８】なお、前述した各実施の形態では、ろう材層１３，２３をＨＰ／ＨＶＯＦによる溶射で形成するようにしたが、一般的な他の溶射方法でろう材層を形成するようにしてもよい。しかしながら、ろう材層をＨＰ／ＨＶＯＦによる溶射で形成するようにすれば、ろう材層を厚肉に形成することができるので、母材と外層との結合力を大きく向上させることができるようになる。
【００１９】
【発明の効果】本発明の流通路形成方法によれば、母材に流通路を短時間で形成することができるので、製作効率を大幅に向上させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成８年（１９９６）７月２日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】光石 俊郎 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１０−１８９１１ |
| 【公開日】 |
平成１０年（１９９８）１月２０日 |
| 【出願番号】 |
特願平８−１７１９５３ |
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