WO2004029329A1

WO2004029329A1 - 高温部材の擦動面のコーティング方法および高温部材と放電表面処理用電極

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Publication number: WO2004029329A1
Application number: PCT/JP2003/012088
Authority: WO
Inventors: Hiroyuki Ochiai; Mitsutoshi Watanabe; Mikiya Arai; Shigeru Saburi; Eiji Nakayama; Akihiro Goto; Masao Akiyoshi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2005-03-24
Also published as: EP1544321A4; CA2484285C; US20060035068A1; CN100360712C; TWI240757B; CA2484285A1; EP1544321B1; RU2004131833A; TW200406496A; KR20050055625A; EP1544321A1; RU2320775C2; US9187831B2; JP4307444B2; KR101063575B1; CN1650047A; JPWO2004029329A1

Abstract

高温部の擦動面に高温硬質材（４）と高温で潤滑性を有する材料（６）の一方又は両方を放電表面処理する。高温硬質材（４）は、ｃＢＮ、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＢ２、ＷＣ、Ｃｒ３Ｃ２、ＳｉＣ、ＺｒＣ、ＶＣ、Ｂ４Ｃ、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、のいずれかまたはこれらの混合物である。高温で潤滑性を有する高温で潤滑性を有する材料（６）は、クロム及び／又はＣｒ２Ｏ３（酸化クロム）及び／又はｈＢＮ（ヘキサ・ボロン・ナイトライド）を含有する。また、高温硬質材と、ＣｒまたはｈＢＮのうち少なくともいずれか一方を含む高温で潤滑性を有する高温潤滑材とを圧縮成型することによって形成される電極を放電表面処理用電極として使用する。

Description

明細 ^j 高温部材の擦動面のコーティング方法および高温部材

と放電表面処理用電極発明の背景

発明の技術分野

本発明は高温部材の擦動面のコーティング方法および高温部材と放電表面処理用電極に関する。関連技術の説明

図 1は、高温部材の例としてシュラウド付タービン翼をシユラウド側から見た模式図であり、図 2はシユラウド部の別の斜視図である。

シュラウド付タービン翼は、翼部 1、ダブテール部 2及びシュラウド部 3からなる。翼部 1は、翼形断面を有し、燃焼ガスにより回転動力を発生する部分である。ダブテール部 2は、翼部 1の末端部に位置し、図示しないタービンディスクに固定され、回転動力をタービンディスクに伝達する部分である。シュラウド部 3は、翼部先端に取付けられ、振動を抑制する、また先端でのガス漏れを低減する機能を有する。

この図のように、 1枚又は複数枚の翼部 1と一体に形成され、互いに密着して組み立てられる。密着面（当接面）が半径方向から見て単なる直線の場合と、この例のように中間に段付きを有する場合とがある。以下、中間に段付きを有する場合を「Zノッチ付き」と称する。

Zノツチ付きシュラウド部は、図 1に二点鎖線で示すように隣接するシュラウド部同士が Zノッチ 3 aの側面 A、 Bで互いに当接し、全体の位置を保持するようになつている。そのため、 Zノッチ付きシュラウド部は、互いに連結することなく、高い位置保持能力を有する特徴がある。

しかし、夕一ピン翼は、運転中高速回転'し、周期的な変形及び振動を受けるばかりでなく、タービン翼を通過する高温の燃焼ガスに曝される。そのため、シュラウド部の側面 A、 Bは、高温において高い面圧を受けながら擦動し摩耗が激しい問題点がある。なお擦動面 A、 Bは、決まった面でなく、一方を Aそれに当接する面を Bとしている。

従来、この問題点を解決するために、夕一ビン翼の Zノッチの隣と擦り合う面 (側面 A、 B、以下「擦動面 A、 B」と呼ぶ）には、硬い耐熱，耐摩耗金属を肉盛溶接または溶射していた（例えば、 [特許文献 1 ] ) 。

【特許文献 1】

特開 2 0 0 1— 1 5 2 8 0 3号公報

しかし、肉盛溶接または溶射は、成層速度は高いものの、層の健全性 ·密着性、寸法精度、作業性が悪く、自動化が困難である問題点がある。また、前処理，後処理が不可欠でありコストが高い問題点があった。

一方、タービン高温部には、図 3、図 4に例示するような、嵌め合い部 5が多数使用される。また圧縮機の静翼セグメントにおいても、図 5に例示するような、擦動面が多数存在する。圧縮機の後段においては、運転中は高温になる。

このような夕一ビン高温部の嵌め合い部および圧縮機の擦動面は、運転時に擦れ合うので摩耗しやすく、高温耐摩耗材料をコーティングする必要がある。そのため、従来からその面に溶接または溶射で硬い材料を付けている。すなわち、溶接または溶射前に研磨またはブラストで部品の表面層を活性化し、次いでステラィト系の合金を溶接または溶射などで肉盛し、溶接または溶射後に余肉の除去と寸法確保のために研削加工を行っている。しかし、嵌め合い部は、狭い溝状であり、溶接、あるいは溶射し難く、従来の材料では摩耗しやすい問題点があった。一方、液中放電によって金属材料の表面をコーティングして、耐食性、耐磨耗性を与える技術は既に特許出願され公知となっている。その技術の骨子はつぎのとおりである。第一に、 W C (タングステンカーバイド）と C oの粉末を混合して圧縮成形した電極で液中放電を行うことにより電極材料をワークに堆積させる _c この後、別の電極（例えば、銅電極やグラフアイト電極など）によって、ワークに堆積した電極材料に対して再溶融放電加工を行い、より高い硬度と高い密着力を得る方法である。以下、この従来技術について説明する。まず、第 2の従来技術について説明する（例えば、特許文献 2参照）。 W C— C oの混合圧粉体電極を用いて、ワーク（母材 S 5 0 C ) に液中で放電加工を行い W C— C oを堆積させる（ 1次加工）。ついで銅電極のようなそれほど消耗しない電極によって再溶融加工（2次加工）を行う。 1次加工の堆積のままでは、硬度（ビッカース硬度）が H v = 1 4 1 0程度であり、また空洞も多い組織を有する被覆層であるが、 2次加工の再溶融加工によって空洞が無くなり、硬度も H v = 1 7 5 0と向上した組織を有する被覆層が得られている。この第 2の従来技術の方法によれば、鋼材に対しては硬くしかも密着度のよい被覆層が得られる。しかしながら、超硬合金のような焼結材料の表面には強固な密着力を有する被覆層を形成することは困難である。

つぎに、出願人による第 3の従来技術によれば、 T i等の硬質炭化物を形成する材料を電極として、ワークである金属材料との間に放電を発生させると、再溶融の過程なしに強固な硬質膜をワークである金属表面に形成できることを明らかにした (例えば、特許文献 3参照）。これは、放電により消耗した電極材料と加ェ液中の成分である Cが反応して T i C (炭化チタン）が生成することによるものである。また、さらに、 T i H ₂ (水素化チタン）など、金属の水素化物の圧粉体電極によって、ワークである金属材料との間に放電を発生させると、 T i等の材料を使用する場合よりも速くそして密着性のよい硬質膜を形成することができることがわかった。さらに、 T i H ₂等の水素化物に他の金属やセラミックスを混合した圧粉体電極により、ワークである金属材料との間に放電を発生させると硬度、耐磨耗性等様々な性質をもった硬質被膜を素早く形成することができることがわかっている。

また、第 4の従来技術によれば、予備焼結により強度の高い表面処理電極が製造できることがわかっている（例えば、特許文献 4参照）。この第 4の従来技術の一例として、 W C粉末と C ο粉末を混合した粉末からなる放電表面処理用電極を製造する場合について説明する。 W C粉末と C o粉末を混合し圧縮成形してなる圧粉体は、 W C粉末と C o粉末を混合して圧縮成形しただけでもよいが、ヮックスを混入した後に圧縮成形すれば圧粉体の成形性が向上するためより望ましい ₍ しかし、ワックスは絶縁性物質であるため、電極中に大量に残ると、電極の電気抵抗が大きくなるため放電性が悪化する。そこで、ワックスを除去することが必要になる。ワックスは圧粉体電極を真空炉に入れて加熱することで除去できる。この時、加熱温度が低すぎるとワックスが除去できず温度が高すぎるとヮックスがすすになってしまい、電極の純度を劣化させるので、ワックスが溶融する温度以上でかつワックスが分解してすすになる温度以下に加熱温度を保つ必要がある。つぎに、真空炉中の圧粉体を、高周波コイルなどにより加熱し、機械加工に耐えうる強度を与え、かつ硬化しすぎない程度に、例えば白墨程度の硬度となるまで焼成するが、炭化物間の接触部においては相互に結合を進行させるが本焼結にまで至らない弱い結合となるように比較的低い焼結温度で焼成している。このような電極で放電表面処理を行なうと、緻密で均質な被膜を形成できることが知られている。

つぎに、第 5の従来技術によれば、電極材料として配合する材料を調整することで、被膜に様々な機能をもたせることができることも一部わかってきている（例えば、特許文献 5参照）。この第 5の従来技術には、電極に潤滑性を示す材料を混合することで被膜に潤滑性を付与できることが開示されている。

また、第 6の従来技術には、ワークを陰極とし、 Wまたは WC、ステライト系合金、 T i B₂ (ホウ化チタン）、 C r ₃C₂ (炭化クロム）などのいずれかを棒状の電極にして放電加工を行い、ワークの表面に Wまたは WC、ステライト系合金、 T i B₂、 C r ₃C₂などの固着層を形成し、その後、この固着層の表面に、 Wまたは WC、 C r ₃C₂、 C o、 C r、 Aし Yなどを溶射し、さらに、その後、この表面にプラズマ加工を施して耐磨耗性を得る方法が開示されている（例えば、特許文献 6参照）。

つぎに、第 7の従来技術には、電極の消耗などを抑えるために C r ₃C₂などで形成した放電加工用電極が開示されている（例えば、特許文献 7参照）。また、第 8の従来技術は、電極材料として、 WC， T a C, T i C, c BN (立方晶窒化ホウ素），ダイヤモンドなどの材料を用いて、大気中での放電により溶融した電極材料をワークに付着して、被膜を形成する方法を開示している（例えば、特許文献 8参照）。さらに、第 9の従来技術は、放電表面処理技術に関し、放電表面処理用の電極に BNなどの潤滑性材料を加えることで被膜に潤滑作用を持たせるというものである（例えば、特許文献 9参照）。

【特許文献 2】

特開平 5— 1486 1 5号公報（第 3〜 5頁）

【特許文献 3】

特開平 9— 1 929 37号公報（第 9頁）

【特許文献 4】

国際公開第 9 9ノ 58744号パンフレット（第 1 8〜 20頁）

【特許文献 5】

国際公開第 00Z2 9 1 57号パンフレット（第 6〜7頁）

【特許文献 6】

特開平 8— 8 1 7 56号公報（第 2〜 3頁）

【特許文献 7】

特開平 3— 66 520号公報（第 2頁）

【特許文献 8】

特開平 8— 53 77 7号公報（第 3頁） - 【特許文献 9】

特開 200 1— 27 946 5号公報（第 4〜 5頁）しかしながら、上述した第 2〜第 9の従来技術に開示されている放電表面処理では、潤滑材料などを添加することで機能性被膜を形成するというものも一部には存在するが、ほとんどは常温での耐磨耗に主眼をおいているために、 T i Cなどの硬質材料の被膜を被加工物表面に形成するものである。

一方、近年の高温環境下での耐磨耗性能、または、潤滑性能を持った被膜に対する要求が強くなつている。図 6は、航空機用ガス夕一ビンエンジンのタービンブレードの概略図を示している。この航空機用ガスタービンエンジンでは、図に示されるように複数のタービンブレード 20 1が接触して固定されており、軸の回りを回転するように構成されている。航空機用ガス夕一ビンエンジンの作動中にタービンブレード 20 1が回転した際に、図に示したタービンブレード 20 1 同士の接触部分 Aが高温環境下で激しく擦られたりたたかれたりする。このようなタ一ビンブレードが使用されるような高温環境下（7 0 0 °C以上）においては、上述した従来技術で用いていた耐磨耗被膜は硬度が落ちまたは酸化されてしまうために耐磨耗効果がほとんどないという問題点があった。また、第 4および第 8 の従来技術による潤滑性を付与した被膜も、常温での使用によることを前提としており、常温での潤滑性と、航空機用のガスタービンエンジンに使用されるような 7 0 0 を超えるような高温環境下での潤滑性とでは、現象やメカニズムがまつたく異なるものであり、これらの従来技術では、高温環境における潤滑性については考慮されていないという問題点があった。

発明の要約本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の第 1の目的は、高温において高い面圧を受けながら擦動しても摩耗が少なく、かつ層の密着性、寸法精度、作業性を高め、自動化が可能となる高温部材の擦動面のコ一ティング方法および高温部材を提供することにある。

また、本発明の第 2の目的は、高温環境下においても耐磨耗性および潤滑性を有する被膜を、放電表面処理方法によって被加工物上に形成することができる放電表面処理用電極を提供することにある。上記第 1の目的を達成するため、本発明によれば、高温環境下で他の部材と接触する擦動面に、高温硬質材（4 ) 、または高温で潤滑性を有する材料（6 ) 、または高温硬質材（4 ) と高温で潤滑性を有する材料（6 ) の混合物の圧粉体の放電処理用電極を使用して、前記擦動面との間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギーより前記放電表面処理用電極の構成材料またはこの構成材料の反応物質の皮膜を前記擦動面に形成することを特徴とする高温部材の擦動面のコ一ティング方法が提供される。 .

また、高温環境下で他の部材と接触する擦動面 Aに高温硬質材（4 ) 、または高温で潤滑性を有する材料（6 ) 、または高温硬質材（4 ) と高温で潤滑性を有する材料（6) の混合物を放電表面処理（電気絶縁性の加工液中または気中で、放電表面処理用電極と被加工物との間にパルス状の放電を発生させ、その放電工ネルギ一より前記放電表面処理用電極の構成材料またはこの構成材料の反応物質が、前記被加工物の表面に皮膜を形成する放電表面処理方法）し、それに当接する擦動面 Bに高温で潤滑性を有する材料（6) を溶接、溶射または放電表面処理する、ことを特徴とする擦動部のコーティング方法が提供される。

また、高温環境下で他の部材と接触する擦動面 Aに、高温硬質材（4) 、高温で潤滑性を有する材料（6) 、または高温硬質材（4) と高温で潤滑性を有する材料（6) の混合物を、擦動面 Aに当接する擦動面 Bに、コーティングなし、高温硬質材（4) 、高温で潤滑性を有する材料（6) 、または高温硬質材（4) と高温で潤滑性を有する材料（6) の混合物を、放電表面処理する、ことを特徴とする擦動部のコーティング方法が提供される。

また、高温環境下で他の部材と接触する擦動面に、高温で潤滑性を有する材料 (6) 、をポーラスに放電表面処理し、その気孔に固体潤滑材（7) を充填することを特徴とする、擦動面のコーティング方法が提供される。

同時に、固体潤滑材（7) の材質と、固体潤滑材（7) を充填する方法が提供される。

さらに、前記高温で潤滑性を有する材料（6) を放電表面処理した後で、加熱処理してポーラスな組織を緻密にかつ強度を高くすることを特徴とする高温部材の擦動面のコ一ティング方法が提供される。

前記高温硬質材（4) は、 c BN、 T i C、 T i N、 T i A l N、 T i B₂、 WC、 C r ₃C₂、 S i C、 Z r C、 VC、 B₄C、 S i ₃N₄、 Z r〇₂、 A 1₂ 〇₃、のいずれかまたはこれらの混合物である。

また前記高温で潤滑性を有する材料（6) は、クロム、及び Z又は酸化クロム (C r ₂〇₃) 、及び Z又は h BNを含有する。

さらに前記高温で潤滑性を有する材料（6) は、クロムを 1 0 %以上含有し、ニッケルを 20 %以上含有しない。

また、本発明によれば、高温環境下で他の部材と接触する擦動面に、高温硬質材（4) 、または高温で潤滑性を有する材料（6) 、または高温硬質材（4) と高温で潤滑性を有する材料（6)の混合物の圧粉体の放電処理用電極を使用して、前記擦動面との間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギーより前記放電表面処理用電極の構成材料またはこの構成材料の反応物質の皮膜を形成したことを特徴とする高温部材が提供される。

また、高温環境下で他の部材と接触する片方の擦動面に高温硬質材（4) 、高温で潤滑性を有する材料（6) 、または高温硬質材（4) と高温で潤滑性を有する材料（6) の混合物を放電表面処理し、片方の擦動面に高温で潤滑性を有する材料（6) を溶接、または溶射または放電表面処理した、ことを特徴とする高温部材が提供される。

また、高温環境下で他の部材と接触する片方の擦動面に、高温硬質材（4) 、高温で潤滑性を有する材料（6) 、または高温硬質材（4) と高温で潤滑性を有する材料（6)の混合物を、片方の擦動面に、コーティングなし、高温硬質材（4)、高温で潤滑性を有する材料（6) 、または高温硬質材（4) と高温で潤滑性を有する材料（6) の混合物を放電表面処理した、ことを特徴とする高温部材が提供される。

また、高温部材の擦動面に、高温で潤滑性を有する材料（6) 、をポーラスに放電表面処理し、その気孔に固体潤滑材（7) を充填することを特徴とする、高温部材が提供される。

固体潤滑材（7) は、酸化クロム（C r ₂〇₃) , 又は酸化クロム（C r ₂〇₃) と珪素（S i〇₂) の混合物である。

さらに、前記高温で潤滑性を有する材料（6) を放電表面処理した後で、加熱処理してポーラスな組織を緻密にかつ強度を高くすることを特徴とする高温部材が提供される。

高温の環境下で使われるガスタービン部品において、高温耐摩耗性の優れた擦動面をもつ夕一ビン動翼、タービン静翼セグメント、圧縮機静翼セグメント、燃焼器、アフターパーナ一の静止部品が提供される。

上記本発明の方法及び高温部材によれば、擦動面 A、 Bに高温硬質材（4) を放電表面処理することにより、擦動面 A、 Bの高温硬度を高めることができる。また、擦動面 A、 Bに高温で潤滑性を有する材料（6) を放電表面処理することにより、擦動面 A、 Bの高温での潤滑性を高めることができる。さらに、この両方を放電表面処理することにより、高温硬度と高温潤滑性を同時に高めることができる。

また、高温で潤滑性を有する材料（6) をポーラスに放電表面処理し、その気孔に固体潤滑材（7) を充填することにより、 700°C以下の低温から 7 00°C 以上の高温まで安定した潤滑性を得ることができる。高温になってはじめて酸化され潤滑性を出すのではなく、含まれる材料自体が潤滑性を持っているので、 7 0 以下でも潤滑性があり、摩耗し難い。

また、前記高温で潤滑性を有する材料（6) を放電表面処理した後で、加熱処理してポーラスな組織を緻密に硬くすることができ、厚いコーティングにおいても、コーティング内強度を高めることができる。また、放電表面処理では、ァモルファス金属組織化の傾向が見られるが、加熱処理により結晶化し組織が安定化し、運転時の寸法の変化を防ぐことができる。

また、放電表面処理は溶接と同等の膜の密着性を有し、溶接又は溶射に比べて寸法精度及び品質が安定し、及び作業性が高くコストが大幅に低いので、製造コストを大幅に低減できる。

さらに、放電表面処理は嵌め合い部のような、狭い溝状部分にも電極形状を変えるだけで容易に適用でき、強固な耐熱 ·耐摩耗膜を容易に成膜することができる。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記高温硬質材（4) は、 c BN、 T i C、 T i N、 T i A l N、 T i B₂、 WC、 C r ₃C₂、 S i C、 Z r C、 VC、 B₄C、 S i ₃N₄、 Z r 0₂、 A 1₂〇₃のいずれかまたはこれらの混合物である。これらの高温硬質材は後述するように常温で非常に高いビッカース硬さを有しており、かつ高温でも高い硬さを保持するため、高温部材の擦動面 A、 Bの高温硬度を大幅に高めることができる。

前記高温で潤滑性を有する材料（6) は、クロム、及びノ又は酸化クロム（C r ₂0₃) 、及び/又は hBNを含有する。前記高温で潤滑性を有する材料（6) は、クロムを 10 %以上含有し、ニッケルを 20 %以上含有しない、のがよい。

クロムは、高温で酸化し酸化物を生成し潤滑性を発揮する。従って、高温部材の擦動面 A、 Bに、クロムを含有する被膜を生成ことにより高温での潤滑性を高め、耐摩耗性を従来と同等、或いはそれ以上に高めることができる。ニッケルを多く含むと、クロムの高温での酸化を阻害する。

図 7、図 8に示すようにクロムが 1 0 %以下では酸化クロムが少なく摩擦係数が大きい。ニッケルが 2 0 %以上では、酸化クロムができずらく摩擦係数が大きい。また酸化クロムと h B Nは、それ自体で潤滑性をもつので、低温でも潤滑性を示す。

ポーラスなコーティング層の気孔に充填する固体潤滑材（7 ) は、酸化クロム、または酸化クロムと珪素の粉末を混合した材料が好ましい。高温になってはじめて酸化され潤滑性を出すのではなく、含まれる材料自体が潤滑性を持っているので、 7 0 0 °C以下でも潤滑性があり、摩耗し難い。

加熱処理してポーラスな組織を緻密に硬くするためには、 1 0 0 0 °Cで 1 0分以上加熱するのがよい。これにより 1 0 O M P a程度の引張り強度を得ることが出来、ポーラスな層内の剥離を防ぐことが出来る。また、上記第 2の目的を達成するため、この発明にかかる放電表面処理用電極は、加工油中で、放電表面処理用電極と被加工物との間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギーより、前記放電処理用電極の構成材料またはこの構成材料の反応物質が、前記被加工物の表面に皮膜を形成する放電表面処理方法に使用される放電表面処理用電極において、

高温で高い硬度を有する高温硬質材の微粉末と、高温で酸化し潤滑性を持つようになる高温潤滑材の微粉末の混合物の圧粉体によって形成されることを特徴とする。

この発明によれば、高温で高い強度を有する高温硬質材と、高温で潤滑性を有する高温潤滑材の混合物によって形成される放電表面処理用電極を用いて放電表面処理方法によって形成された被加工物の表面には、 7 0 0 °C以上の高温環境下でも磨耗され難い被膜が形成される。

また、電気絶縁性加工液中または気中で、放電表面処理用電極と被加工物との間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギーより、前記放電表面処理用電極の構成材料またはこの構成材料の反応物質が、前記被加工物の表面に皮膜を形成する放電表面処理方法に使用される放電表面処理用電極において、高温で酸化し潤滑性を持つようになる高温潤滑材によって形成されることを特徴とする放電表面処理用電極が提供される。

この発明によれば、高温で潤滑性を有する高温潤滑材によって形成される放電表面処理用電極を用いて放電表面処理方法によって形成された被加工物の表面には、 7 0 0 °C以上の高温環境下で潤滑性を発揮し摩耗され難い被膜が形成される。また固体潤滑材自体を含む放電表面処理用電極を用いて放電表面処理方法によつて形成された被加工物の表面には、 7 0 0 °C以下の低温環境下でも潤滑性を発揮し摩耗され難い被膜が形成される。

また、高温で潤滑性を有する高温潤滑材によって形成される放電表面処理用電極を用いて放電表面処理方法によって形成された被加工物のポーラスな被膜に、固体潤滑材を充填させることにより、 7 0 0 °C以下の低温環境下でも潤滑性を発揮し摩耗され難い被膜が形成される。

本発明のその他の目的及び有利な特徴は、添付図面を参照した以下の説明から明らかになろう。図面の簡単な説明

図 1は、シュラウド付夕一ビン翼をシユラウド側から見た模式図である。

図 2は、シュラウド部の斜視図である。

図 3は、タービン高温部の嵌め合い部の模式図である。

図 4は、タービンノズルの嵌め合い部の模式図である。

図 5は、圧縮機静翼の嵌め合い部の模式図である。

図 6は、航空機のガスターピンエンジンの一部を示す図である。

図 7は、 C rの含有量による、高温での摩擦係数の変化を示す図である。

図 8は、 N iの含有量による、高温での摩擦の増加を示す図である。

図 9は、本発明による放電表面処理の模式図である。

図 1 0は、 N i系と C o系の摩耗量を比較した図である。

図 1 1は、高温におけるピッカース硬度を比較したものである。図 1 2は、高温酸化量の比較図である。

図 1 3は、高温における酸化クロムの X線強度の比較図である。

図 1 4 Aと図 1 4 Bは、 X線回折結果である。

図 1 5は、 C r ₂〇₃の高温での低摩擦係数を示す図である。

図 1 6は、ポーラスな組織に固体潤滑材を充填する模式図である。

図 1 7は、この発明による放電表面処理用電極の作製手順を示すフローチヤトである。

図 1 8は、放電表面処理用電極を作製する成型器の断面を示す図である。

図 1 9は、放電表面処理を行う装置の構成を示す模式図である。

好ましい実施例の説明以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

本発明の高温部材の擦動面のコーティング方法は、高温部材の擦動面 A、 Bの一方又は両方に高温硬質材（4 ) と高温で潤滑性を有する材料（6 ) の一方又は両方を放電表面処理するが、高温部材の擦動面 A、 Bの両方に高温硬質材（4 ) と高温で潤滑性を有する料（6 )の両方を放電表面処理するのが最も好ましい。図 9は、本発明による放電表面処理の模式図である。放電表面処理技術に関しては、例えば特開平 7— 1 9 7 2 7 5号の「液中放電による金属材料の表面処理方法」に開示されている。酸化防止対策と通電 ·絶電サーポの感度を向上すれば、気中でも行うことも可能である。

図 9において、 8は放電電極、 9は加工液、 1 0は加工槽、 1 1は取り付け具、 1 2は電源である。図 9において、取り付け具 1 1に高温部材を固定し、高温部材の擦動面 A (又は B ) に近接して放電電極 8を対峙させる。加工液 9は少なくとも擦動面 A (又は B ) と放電電極 8の一部を沈める高さまで満たされている。この状態で電源 1 2により、放電電極 8と擦動面 A (又は B ) との間で放電させ、高温部材の擦動面 A (又は B ) にのみコーティングするようになっている。なお、図 3の嵌め合い部のように狭い溝状部分の場合でも、この溝に適合するように放電電極 8の形状を設定するだけで、同様に擦動面 A (又は B) にのみコ一ティングすることができる。

放電表面処理では、加工液中、またはアルゴンガス又は窒素などの気中に浸した高温部材と放電電極 8とに電圧を印加することによって対峙した面でパルス状の放電を発生させ、この放電によって放電電極 8の表面を剥離して溶融し、溶融した材料をシユラウド部 3の擦動面 A (又は B) に溶着させるが、油中で行うのが最も好ましい。

放電表面処理は、放電パルス数、あるいは放電処理時間に比例して被膜厚さが決定されるので、それらの条件を変更することによりコーティングの厚さを数^ mで制御できるため、タービン動翼のような精密部品に最適なコーティング方法である。また、放電が発生する個所にのみ成膜されるので、コーティングしたい箇所に局部的に成膜でき、マスキング等の前処理が不要である。また、余肉除去及ぴ寸法確保などの後処理も不要である。放電 1パルス当たりの入熱が極めて小さいので、夕一ビン動翼の熱変形もほとんど生じない。

本発明の方法では、放電電極 8として、高温硬質材 4及び/又は高温で潤滑性を有する材料 6の粉末とを混合し圧縮成形したものを用いる。高温硬質材 4は、 c BN、 T i C、 T i N、 T i A l N、 T i B₂、 WC、 C r ₃C₂、 S i C、 Z r C、 VC、 B₄C、 S i ₃N₄、 Z r 0₂、 A 1₂ O ₃のいずれかまたはこれらの混合物であるのがよい。部品の使用温度が 900 以下では T i Cが、それ以上 1， 000で以下では c BNが、それ以上では A 1₂0₃、 Z r 0₂が好ましい。放電表面処理の電極に高温硬質材（4) を用いることにより、それらの材料が被膜となって非常に硬いファインセラミックス（例えば、 c BNの場合、ピツカース硬さは 4500) を擦動面に低コストでコ一ティングすることができる。また、高温で潤滑性を有する材料（6) は、クロム、又は酸化クロム、又は h BN、あるいはそれらを含有するコバルトを主成分とする合金を指す。このクロムを含有する材料は、クロムを 10 %以上含有し、ニッケルを 20%以上含有しない、のがよい。放電表面処理用の電極に高温で潤滑性を有する材料（6 ) を用いることにより、それらの材料が被膜となって高温での潤滑性を低コストで高めることができる。従って、従来の肉盛溶接または溶射工程に比較すると大幅に加工コストが下がる。

以下、高温で潤滑性を有する材料（6 ) にクロムを含有する材料を用いることにより、高温での潤滑性を高めることができる点を詳述する。

図 1 0はクロムを含む N i系合金と C o系合金の摩耗量を比較した図である。この図からコバルト系合金では 7 0 0〜 9 0 0 °Cの高温域で摩耗量が低下する。ただしニッケル系合金では高温域で急激に摩耗量が増大することがわかる。図 1 1は、高温におけるビッカース硬度を比較したものである。この図から N i系のインコネル 7 1 3 L Cは高温でも相対的に硬度が高いことがわかる。しかし、 N i系のインコネル 7 1 3 L Cは硬いにもかかわらず後述するように、高温では摩耗が激しいことがわかっている。

図 1 2は高温酸化量の比較図である。インコネル材には C rが含まれているが、高温においてあまり酸化せず C r ₂〇₃ができないため低摩耗にならない。これに対して、 C o系合金では、 C rが酸化して C r ₂〇₃ができるため、低摩耗となると考えられる。

図 1 3は、高温における酸化クロムの量を示す X線強度の比較図である。金属表面に生成した酸化クロム量において、 C o系は酸化物が 7 0 0 °Cの温度から急増加する。コバルトはクロムの酸化を妨げない。これに対して、 N i系は温度が上がっても酸化クロム量は変化せず低い値である。このことから、酸化物の有無により図 8に示したように摩耗量に大きな差が生じることがわかる。

図 1 4 Aと図 1 4 Bは、 9 0 0 °Cに加熱後の材料の X線回折結果である。この図において図 1 4 Aは N i系のィンコネル 7 1 3 L C、図 1 4 Bは C o系合金（X - 4 0 ) である。この比較からも、 N i系合金では明らかに C r ₂〇₃ができないことがわかる。

また、図 1 5は、 C r ₂ 0 ₃の高温での摩擦係数を示す図である。この図から、 C r ₂〇₃は高温で低摩擦であり、特に 3 0 0 °C前後から摩擦係数が低下し、 7 0 0 °C前後で極めて小さくなることがわかる。以上の C r ₂〇₃の特性から、クロムを含有する高温で潤滑性を有する材料 6 を用いることにより、高温での潤滑性を高めることができることがわかる。また、同様に C r ₂ O ₃または h B Nを含有する高温で潤滑性を有する材料 6を用いることによつても、高温での潤滑性を高めることができる。

高温部材の擦動面 Aおよび/または Bに、高温で潤滑性を有する材料 6をポーラスに放電表面処理し、その気孔に固体潤滑材 7を揮発液などに混ぜてはけ塗りなどで充填することにより、 600°C以下でも潤滑性高めることができる。

また、加熱処理することでコーティング内の組織の拡散結合が進み、組織の緻密化と強度向上が実現される。

高温部材の擦動面 Aおよびまたは Bに、高温で潤滑性を有する材料（6) をポ一ラスに放電表面処理し、その気孔に固体潤滑材（7) を揮発液などに混ぜて刷け塗り、または軟質のラバーに混ぜて擦りつけて充填することにより、 700 °C 以下でも潤滑性高めることができる。ポーラスな組織の空隙率は 1 0 %以上が好ましい。前記固体潤滑材（7) の例としては、酸化クロム（C r ₂0₃) 又は酸化クロム（C r ₂〇₃) と珪素の混合物が使われる。

一例としては、その気孔に固体潤滑材 C r ₂0₃を充填すると、温度に拘わらず、潤滑性があり摩耗しなくなる。 S iを混ぜた C r ₂0₃の固体潤滑材を充填すると、 480ででは、摩耗が極めて少なくなる。 S iが酸化し S i 0₂ができ、液状のガラスと固体潤滑材 C r ₂〇₃が相乗効果を出すようである。

表 1は固体潤滑材の効果を示す試験結果であり、図 1 6は、ポーラスな組織に固体潤滑材を充填する模式図である。

【表 1】

中温での摩耗の差の試験結果の例試験条件：

大気中 480°C (一旦 760°Cに加熱後）

面圧： 7 M P a

振幅： 1 · 0 (±0. 5)

サイクル数： Ί 0⁶

ポーラスな組織は、引張り強度が小さく、剥がれの恐れがある。それを解決するには、高温に加熱し粒子間の拡散を促進して結合強度を増す。

表 2は引張り強度の試験結果である。

【表 2】

引張強度

一例として、放電表面処理の層を 1, 000°C以上に 10分以上加熱処理することでコーティング内の組織の拡散結合が進み、組織の緻密化と強度向上が実現される。

【実施例】

以下、本発明の実施例を説明する。

本発明における高温部材としてタービン翼を例として説明する。

表 3はタービン翼の母材（インコネル 7 1 3 LC) 、溶接による擦動面への肉盛材1\ 放電表面処理による擦動面へのコーティング材であるステライト系潤滑材の主成分表である。母材は、 C rと C oの含有量が少ないが、肉盛材 Tとステライト系潤滑材にはこれらの含有量が高いものを使用している。肉盛材 Tとステライト系潤滑材は、高温で潤滑性を有する材料 6に相当する,

【表 3】

表 4は、高温硬質材である c BNおよび各種炭化物の常温でのピツカ一ス硬さを示している。

これに対して、表 3の母材、肉盛材 T及びステライト系潤滑材は、 3 00〜4 00程度の低いピッカース硬度であり、しかも 600°C以上で急激に硬度が低下し、 70 0〜800°Cの高温では硬度が常温の 1Z2程度まで低下することが知られている。

【表 4】

ビカース硬さ（常温）

表 5は、本発明の効果を確認するための擦動面の摩耗を試験するための試験条件であり、実際のジエツトエンジンの運転条件に近い条件に設定されている。【表 5】

試験条件

曰 |¾=

/皿/ス面圧サイクル数振動数振幅

815°C 7MPa 1 X10⁷ 95Hz 0.35mm 表 6は試験結果の比較であり、試験材料と摩耗の程度を示している,

【表 6】

コーテティング材

この表において、処理番号 1は、母材同士の場合であり、摩耗が過大で適用できない。処理番号 2は従来例（肉盛溶接）であり、摩耗は少ないがコストが高い。この処理番号 1と 2は周知例である。ただし、 480 では、大きく摩耗する。処理番号 3はコストを下げるために、硬質なセラミックス系材料を電極に用いて放電表面処理（表 6上では E DC (E l e c t r i c a l D i s c h a r g e C o a t i n g) と記す。）を適用し、高温での耐酸化性のよい硬い C r ₃ C₂ (クロムカーバイド）を両面に成膜した例である。従来の常識では、両面を硬くするほど摩耗が少なくなると考えられていたが、この結果から単に硬くするだけでは摩耗が過大となり適用できないことがわかった。

処理番号 4は本発明の一例であり、 C rの含有量が多い高温で潤滑性を有するステライト系材料を、 3と同様に放電表面処理で両面に適用した例である。この場合、摩耗量が大幅に低下し適用可能であることがわかる。

さらに、上部試験片及び下部試験片に、ステライト系潤滑材をポ一ラスに放電表面処理し、その気孔に酸化クロム（C r ₂〇₃ ) 又は酸化クロム（C r ₂〇₃ ) と珪素の混合物である固体潤滑材を、軟質のラパーに混ぜて擦りつけて充填することにより、 7 0 0 °C以下でも潤滑性高めることができる。ここでポ一ラスな組織の空隙率は 1 0 %以上が好ましい。

一例としては、その気孔に固体潤滑材 C r ₂ 0 ₃を充填すると、温度に拘わらず、潤滑性があり摩耗しなくなる。 S iを混ぜた C r ₂ 0 ₃の固体潤滑材を充填すると、 4 8 0 °Cでは、摩耗が極めて少なくなる。 S iが酸化し S i〇₂ができ、液状のガラスと固体潤滑材 C r ₂〇₃が相乗効果を出すようである。

一方、ポーラスな組織は、引張り強度が小さく、剥がれの恐れがある。それを解決するには、高温に加熱し粒子間の拡散を促進して結合強度を増す。

一例として、放電表面処理の層を 1 , 0 0 o t:以上に 1 0分以上加熱処理することでコーティング内の組織の拡散結合が進み、組織の緻密化と強度向上が実現される。

処理番号 5は本発明の別の例であり、一方に非常に硬い C r ₃ C ₂ (クロム力ーバイド）を放電表面処理し、他方は高温で潤滑性を有する肉盛材 Tを肉盛溶接したものである。この結果、摩耗量が処理番号 2と同等以下となっており、片方の溶接を省くことでコストダウンができることがわかった。

処理番号 6— 1は本発明の別例であり、 c B Nの硬質材のみを、 3と同様に放電表面処理で両面に適用した例である。潤滑性がなくても極めて硬い c B Nの場合、摩擦係数が大きく擦動時に振動が大きいことが観察されているが、摩耗量が大幅に低下し適用可能であることがわかる。

処理番号 6 — 2は本発明の別例であり、 T i Cの硬質材のみを、 3と同様に放電表面処理で両面に適用した例である。潤滑材がないにも拘わらず、摩擦係数が小さくしかも極めて硬いので、摩耗量が大幅に低下し適用可能であることがわかる。従来は、 T i Cは、 7 00°C以上では酸化し高温では使用出来ないとされていたが、 N i合金の母材への T i Cのコーティングでは、高温摩耗試験の結果、 1， 000°Cでも摩耗が小さく、高温耐摩耗性が優れていることがわかった。ただし、 480°Cでは、摩耗が少し大きい。

表 7に T i Cの高温磨耗量を示す。

【表 7】

繊吉果

試驟 SJ に附る摩耗（H圧 =7MPa、振幅 =±0· 5mm、周;'繊 =40Hz、サイクリ 1 ¾=10⁶ )

基材： Re 77 (二ッケ単位： Atm

* 1 ：コーティングが摩耗して無くなっている。処理番号 7、 8は本発明の別例であり、高温での耐酸化性のよい硬い C r ₃C ₂及び c BNの硬質材と、 C rを含む高温で潤滑性を有する材料の混合物を、 3 と同様に放電表面処理で両面に適用した例である。処理番号 7の C r ₃C₂は硬く、高温潤滑性材も含んでいるにも拘わらず、摩耗している。処理番号 8の c B Nは極めて硬く、高温潤滑性材も含んでいるので、摩耗量が大幅に低下し適用可能であることがわかる。

このように、高温環境下では、常温で使用される通常の潤滑材の使用が不可能であるため、強度のある材料だけを電極に含ませるだけでは磨耗性についての対策は不十分であり、放電表面処理放電表面処理用電極の成分に高温環境下で強度のある材料に、潤滑性を発揮できる材料を含めてはじめて磨耗性に対する効果が現れることがわかる。

なお、上述した試験例では、 C r ₃C₂ + C r +C o、および c BN + C r + C oの粉末を配合した放電表面処理放電表面処理用電極の例を示したが、他にも高温強度を有する材料と高温で潤滑性を示す材料とを組合せたも'のであれば、どのようなものであってもよい。

また、高温で潤滑性を示す材料として、上述した試験例では、 C rを放電表面処理放電表面処理用電極に入れているが、代わりに hBNなどの固体潤滑剤を混入してもよいのはもちろんである。 h BNなどを直接電極に混入した場合には、通常の潤滑剤が使用できる温度以上で、 C rが高温で酸化する温度以下の範囲の温度における潤滑に有効である。また、 C rと hBNを同時に放電表面処理放電表面処理用電極の材料として混入することで、比較的低温から、 700°Cを超える高温までの広い範囲に渡って、潤滑性を有する被膜を形成することができる。さらに、高温硬質材としていくつか例を挙げたが、この中でも C r ₃C₂は、他の材料を用いる場合と比較して、形成した被膜の表面の面粗さを著しく改善する働きを有するので、 C r ₃C₂を高温硬質材として使用することが望ましい。放電表面処理放電表面処理で形成される被膜は、加工液中でのパルス放電によつて形成されるため、表面が凸凹する傾向が強いが、 C r ₃C₂を使用することによって、その表面粗さを抑え、表面を滑らかにすることが可能となる。

上述したように本発明の方法及び高温部材によれば、擦動面に高温硬質材（4) を放電表面処理することにより、擦動面の硬度を高めることができる。また、擦動面に高温で潤滑性を有する材料（6) を放電表面処理することにより、擦動面の高温で潤滑性を高めることができる。さらに、この両方を放電表面処理することにより、硬度と高温潤滑性を同時に高めることができる。

また、放電表面処理は溶接と同等の膜の密着性を有し、溶接又は溶射に比べて寸法精度及び品質が安定し、及び作業性が高いので、製造コストを大幅に低減できる。

さらに、放電による被膜生成のため、嵌め合い部のような、狭い溝状部分にも電極形状を変えるだけで容易に適用できる。

また、高温硬質材（4) に、 c BN、 T i C、 T i N、 T i A l N、 T i B₂、 WC、 C r ₃ C ₂、 S i C、 Z r C、 VC、 B₄C、 S i ₃N₄、 Z r〇₂、 A 1₂ 〇₃、のいずれかまたはこれらの混合物を用いることにより、高温部材の擦動面の高温硬度を大幅に高めることができる。

さらに、高温で潤滑性を有するクロム及び Z又は酸化クロム及び/又は h BN を含有するものを用いることにより、、高温で潤滑性を発揮し、耐摩耗性を従来と同等以上に高めることができる。

上述したように、本発明の高温部材の擦動面のコ一ティング方法および高温部材は、高温において高い面圧を受けながら擦動しても摩耗が少なく、かつ膜の密着性、寸法精度、作業性を高め、放電による処理は NCで制御されるため自動化が可能となる、等の優れた効果を有する。次に、この発明にかかる放電表面処理用電極の好適な実施の形態を詳細に説明する。

この,発明では、放電表面処理方法によって被加工物の表面に形成された被膜が、高温環境下でも高い強度および潤滑性を有する電極材料を用いることを特徴とする。具体的には、 c BN、 T i C、 T i N、 T i A l N、 T i B₂、 WC、 C r ₃ C ₂、 S i C (炭化珪素）、 Z r C、 VC、 B₄C、 S i ₃N₄、 Z r〇₂ (酸化ジルコニウム）、 A 1₂0₃ (酸化アルミニウム）などから選択される高温環境下で高強度を有する高温硬質材と、高温環境下で酸化し潤滑性能を有する高温潤滑材とを混合することによつて電極材料を形成する。

上述したように、この発明では、高温環境下で潤滑性を有する材料として、特に C rを用いることが望ましい。これは、 C rが酸化した C r ₂〇₃は、高温環境下で潤滑性を有するという性質によるものである。ただし、 C rが酸化して潤滑性をもつ C r ₂ O ₃になるためには条件があり、 N iが C rの周囲に多く存在する環境では、 C rは C r ₂0₃とはならず、そのため、高温環境下で潤滑性を発現しない。また、 C rが酸化して C r ₂〇₃になるには、 7 0 0 °C程度以上の温度が必要であり、それより低い温度では、被膜に含まれる C rは酸化しないので、潤滑性を示す効果は期待できない。したがって、 C rを電極に混入することで潤滑性を期待できるのは、そのような高温で使用される部分（場合）に対してである。図 1 0、 1 1、 1 2、 1 3に、その裏付けのデータを示す。逆に、 70 0 以上の高温環境においては、通常の液体の潤滑剤は蒸発してしまい、また、通常の化学的に合成された潤滑剤は熱によって分解してしまうために、使用することができないので、 C r ₂0₃による潤滑効果は極めて意味のあるものとなる。つぎに、この発明にかかる放電表面処理用電極について、高温硬質材として C B Nを、高温潤滑材として C rを用いた塲合を例に挙げて説明する。

図 1 7は、この発明にかかる放電表面処理用電極の作製方法を示すフローチヤートである。まず、 c B Nとステライト粉末とを重量比 1対 4の比率となるように秤量したものを混合し（ステップ S 1 ) 、所定の形状を有する金型（ダイ）に入れた後に圧縮成型して圧紛体を得る（ステップ S 2 ) 。なお、ステライトは、 C oと C rを主成分とし、これらの他に数種類の成分を含む合金である。 c B N の粒径は、 2— 4 z m、ステライトは、 1— 3 mのものを使用した。

図 1 8は、圧縮成型する際に使用される成型器の断面形状を示す図である。下パンチ 1 0 4を金型（ダイ） 1 0 5に形成されている孔の下部から揷入し、これらの下パンチ 1 0 4と金型（ダイ） 1 0 5で形成される空間に混合した c B N粉末 1 0 1とステライト粉末 1 0 2との混合物を充填する。その後、上パンチ 1 0 3を金型（ダイ） 1 0 5に形成されている孔の上部から挿入する。このように c B N粉末とステライト粉末との混合物が充填された成型器の上パンチ 1 0 3と下パンチ 1 0 4の両側から圧力がかかるように加圧器等で圧縮成型することによつて、放電表面処理用電極が作製される。なお、必要に応じて、圧縮成型された圧紛体を加熱処理する（ステップ S 3 ) ことも可能である。加熱処理することで、圧縮成型された電極の強度を増加させることができる。

上述したステップ S 1で、 c B N粉末とステライト粉末とを混合する際に、ヮックスを混入してもよい。このように、ワックスを粉末に混合した後に圧縮成形すると、圧粉体の成形性が向上するからである。ただし、ワックスは絶縁性物質であるため、電極中に大量に残留してしまうと、電極の電気抵抗が大きくなつてしまうために放電性が悪化するので、ワックスを除去することが必要になる。ヮックスを除去する方法として、ワックスを含む圧縮成型された圧粉体電極を真空炉に入れて加熱する方法がある。これにより、圧紛体中のワックスが除去される。なお、この真空炉で加熱する方法は上述したステップ S 3の工程に相当し、上述したように、加熱することで電極の強度が増加する。

図 1 9は、この発明にかかる放電表面処理方法を実行する装置の概略を示すブロック図である。放電表面処理装置は、放電表面処理用電極 2 1、加工槽 2 4、加工液 2 5、抵抗 2 6、電源 2 7、スイッチング素子 2 8および制御回路 2 9を有する。加工槽 2 4には、絶縁性の油または水を主体とした加工液 2 5が入れられ、表面に被膜を形成しょうとする被加工物 2 2が置かれる。放電表面処理用電極 2 1は、上述した図 1 4の工程で作製された電極であり、被加工物 2 2の上部に対向して配置される。放電表面処理用電極 2 1と被加工物 2 2とは、抵抗 2 6、電源 2 7およびスイッチング素子 2 8を介して接続されている。スイッチング素子 2 8は、放電表面処理用電極 2 1と被加工物 2 2に印加する電圧および電流のスイッチングを行う素子であり、このスイッチング素子 2 8には、スイッチング素子 2 8のオンとオフを制御する制御回路 2 9が接続されている。なお、図示していないが、被加工物 2 2の表面上に形成される被膜の位置を制御するために、放電表面処理用電極 2 1と加工槽 2 4に駆動機構が設けられている。

このような放電表面処理装置の放電表面処理用電極 2 1と被加工物 2 2との間にパルス状の放電を発生させると、その熱エネルギによって放電表面処理用電極 2 1を構成する材料が加工部分の加工液中に浮遊する。この浮遊した電極構成材料、または電極構成材料が熱エネルギによって反応した物質が、被加工物 2 2の表面に付着し、被膜 2 3が形成される。このようにして、被加工物 2 2の表面に被膜 2 3が形成される。

なお、本発明をいくつかの好ましい実施例により説明したが、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施例に限定されないことが理解されよう。反対に、本発明の権利範囲は、添付の請求の範囲に含まれるすべての改良、修正及び均等物を含むものである。

Claims

請求の範囲

1. 高温環境下で他の部材と接触する擦動面に、高温硬質材（4) 、または高温で潤滑性を有する材料（6) 、または高温硬質材（4) と高温で潤滑性を有する材料（6) の混合物の圧粉体の放電処理用電極を使用して、前記擦動面との間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギーより前記放電表面処理用電極の構成材料またはこの構成材料の反応物質の皮膜を前記擦動面に形成することを特徴とする高温部材の擦動面のコーティング方法。

2. 高温環境下で他の部材と接触する擦動面 Aに高温硬質材（4) 、または高温で潤滑性を有する材料（6) 、または高温硬質材（4) と高温で潤滑性を有する材料（6) の混合物を放電表面処理（電気絶縁性の加工液中または気中で、放電表面処理用電極と被加工物との間にパルス状の放電を発生させ、その放電工ネルギ一より前記放電表面処理用電極の構成材料またはこの構成材料の反応物質が、前記被加工物の表面に皮膜を形成する放電表面処理方法）し、それに当接する擦動面 Bに高温で潤滑性を有する材料（6) を溶接、溶射または放電表面処理する、ことを特徴とする擦動部のコーティング方法。

3. 高温環境下で他の部材と接触する擦動面 Aに、高温硬質材（4) 、高温で潤滑性を有する材料（6) 、または高温硬質材（4) と高温で潤滑性を有する材料（6) の混合物を、擦動面 Aに当接する擦動面 Bに、コーティングなし、高温硬質材（4) 、高温で潤滑性を有する材料（6) 、または高温硬質材（4) と高温で潤滑性を有する材料（6) の混合物を、放電表面処理する、ことを特徴とする擦動部のコーティング方法。

4. 高温環境下で他の部材と接触する擦動面に、高温で潤滑性を有する材料（6) 、をポーラスに放電表面処理し、その気孔に固体潤滑材（7) を充填することを特徴とする、擦動面のコ一ティング方法。

5. 4項に記載の固体潤滑材（7) の充填方法は、固体潤滑材を揮発性溶液に混ぜて刷け塗り、または、軟質のラパーに混ぜて擦りつけて充填することを特徴とする擦動面のコーティング方法。

6. 前記固体潤滑材（7) は、酸化クロム（C r。0₃) 又は酸化クロム (C r ₂〇₃) と珪素の混合物である、ことを特徴とする請求項 4に記載の高温部材の擦動面のコーティング方法。

7. 前記高温で潤滑性を有する材料（6) を放電表面処理した後で、加熱処理することを特徴とする請求項 1、 2、 3または 4に記載のコーティング方法。

8. 前記高温硬質材（4) は、 c BN、 T i C、 T i N、 T i A 1 N、 T i B₂、 WC、 C r ₃C₂、 S i C、 Z r C、 VC、 B₄C、 S i ₃N₄、 Z r〇₂、 A 1 ₂0₃、のいずれかまたはこれらの混合物である、ことを特徴とする請求項

1、 2または 3に記載のコーティング方法。

9. 前記高温で潤滑性を有する材料（6) は、クロム、及び又は酸化クロム（C r ₂〇₃) 、及び Z又は hBNを含有する、ことを特徴とする請求項 1、

2、 3、 4または 7に記載のコーティング方法。

1 0. 前記高温で潤滑性を有する材料（6) は、クロムを 10 %以上含有し、ニッケルを 20 %以上含有しない、ことを特徵とする請求項 1乃 4または 7 に記載のコ一ティング方法。

1 1. 高温環境下で他の部材と接触する擦動面に、高温硬質材（4) 、または高温で潤滑を有する材料（6) 、または高温硬質材（4) と高温で潤滑性を有する材料（6) の混合物の圧粉体の放電処理用電極を使用して、前記擦動面との間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギーより前記放電表面処理用電極の構成材料またはこの構成材料の反応物質の皮膜を形成したことを特徴とする高温部材。

1 2. 高温環境下で他の部材と接触する片方の擦動面に高温硬質材（4) 、高温で潤滑性を有する材料（6) 、または高温硬質材（4) と高温で潤滑性を有する材料（6) の混合物を放電表面処理し、片方の擦動面に高温で潤滑性を有する材料（6) を溶接、または溶射または放電表面処理した、ことを特徴とする高温部材。

1 3. 高温環境下で他の部材と接触する片方の擦動面に、高温硬質材（4)、高温で潤滑性を有する材料（6) 、または高温硬質材（4) と高温で潤滑性を有する材料（6)の混合物を、片方の擦動面に、コ一ティングなし、高温硬質材（4)、高温で潤滑性を有する材料（6) 、または高温硬質材（4) と高温で潤滑性を有する材料（6) の混合物を放電表面処理した、ことを特徴とする高温部材。

14. 高温環境下で他の部材と接触する擦動面に、高温で潤滑性を有する材料（6) をポ一ラスに放電表面処理され、その気孔に固体潤滑材（7) が充填されている、ことを特徴とする高温部材。

1 5. 14項に記載の固体潤滑材（7) は、酸化クロム（C r ₂0₃) ，又は酸化クロム（C r ₂0₃) と珪素（S i 0₂) の混合物である、ことを特徴とする請求項 14に記載の高温部材。

16. 前記高温で潤滑性を有する材料（6) が放電表面処理された後で、加熱処理されて引張り強度が 4 OMP a以上である、ことを特徴とする請求項 1 1、 12、 1 3または 14に記載の高温部材。

1 7. 前記高温硬質材（4) は、 c BN、 T i C、 T i N、 T i A 1 N、 T i B ₂、 WC、 C r ₃ C ₂、 S i C、 Z r C、 VC、 B₄C、 S i ₃N₄、 Z r O ₂、 A 1₂0₃のいずれかまたはこれらの混合物である、ことを特徴とする請求項 1 1, 1 2または 1 3に記載の高温部材。

1 8. 前記高温で潤滑性を有する材料（6) は、クロム、及び/又は酸化クロム（C r ₂0₃) 、及び Z又は hBNを含有する、ことを特徴とする請求項 1 1、 12、 1 3、又は 14に記載の高温部材。

19. 前記高温で潤滑性を有する材料（6) は、クロムを 10 %以上含有し、ニッケルを 20 %以上含有しない、ことを特徴とする請求項 1 1、 12、 1 3、 14または 16に記載の高温部材。

20. 請求項 1 1乃至 1 9に記載の高温部材が、タービン動翼、静翼セグメント、圧縮機静翼セグメント、またはガスタービンの燃焼器、タービンまたはアフターバーナーの静止部品であることを特徴とする、ガスタービン部品または軸流コンプレッサー部品。

2 1. 加工油中で、放電表面処理用電極と被加工物との間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギーより、前記放電処理用電極の構成材料またはこの構成材料の反応物質が、前記被加工物の表面に皮膜を形成する放電表面処理方法に使用される放電表面処理用電極において、

高温で高い硬度を有する高温硬質材の微粉末と、高温で酸化し潤滑性を持つようになる高温潤滑材の微粉末の混合物の圧粉体によって形成されることを特徴とする放電表面処理用電極。

22. 電気絶縁性力!]ェ液中または気中で、放電表面処理用電極と被加工物との間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギーより、前記放電表面処理用電極の構成材料またはこの構成材料の反応物質が、前記被加工物の表面に皮膜を形成する放電表面処理方法に使用される放電表面処理用電極において、高温で酸化し潤滑性を持つようになる高温潤滑材によって形成されることを特徴とする放電表面処理用電極。

23. 前記高温硬質材は、 c BN， T i C， T i N, T i A 1 N, T i B ₂， WC, C r 3 C ₂, S i C, Z r C, VC, B₄C, S i ₃N₄, Z r 0₂, A .1₂0₃のうち少なくとも 1つ以上を含むことを特徴とする請求項 2 1に記載の放電表面処理用電極。

24. 高温で酸化し潤滑性を持つようになる前記高温潤滑材は、クロムを含むことを特徴とする請求項 2 1および 22に記載の放電表面処理用電極。