以下、添付図面に示す実施の形態に基づい� ��この発明を詳細に説明する。
<第1実施形態>
 図1~図3は、第1実施形態による補修方法の手 順を示す図である。第1実施形態は、図1(a)に� ��すように、き裂2が発生した基材1を補修す� �方法に関するものである。基材1としては、� ��えばガスタービンの静翼が掲げられ、ガス� ��ービンの定期点検時に本実施の形態による� ��修方法を実施する。ただし、基材1は、これ に限らず、き裂2等の損傷が生じた部材を広� �包含する。
 図1(b)に示すように、基材1のき裂2を含む部� ��を削って除去部3を形成する。また、この切 削により、基材1に形成されていた酸化層が� �去される。除去部3は、後述するロウ材保持� ��4を配置できる形状とされる。
 第1実施形態ではき裂2を全て消失するよう� �基材1を削るが、き裂2の先端部が一部残存す るように削ってもよい。

 次に、図2(a)に示すように、除去部3に、ロ� �材保持体4を配置する。ロウ材保持体4の配置 は、単にロウ材保持体4を除去部3の底辺に置� ��てもよいし、点溶接などを用いてロウ材保� ��体4を除去部3に固定してもよい。
 ロウ材保持体4は、金属多孔体から構成され る。この金属多孔体は、気孔同士が連なった 三次元網目状構造を有している。ロウ材保持 体4は、その表面に存在する気孔が外部に連� �している。金属多孔体としては、気孔同士� �仕切られた閉気孔構造のものが存在する。� �かし、閉気孔構造の金属多孔体では、溶融� �たロウ材を十分に含浸させることが困難で� �る。そこで、本実施の形態では、気孔同士� �連なった三次元網目状構造の金属多孔体を� �ウ材保持体4として用いる。除去部3の底面は 酸化層が除去されているので、基材1とロウ� �保持体4とは、金属同士が接触する。

 金属多孔体は、例えば金属粉末を焼結す� ��ことにより作製することができる。焼結金� ��による金属多孔体は、空孔径を1μm程度に微 細にできるという特徴を有するものの、気孔 率が最大で50%程度と低い。本実施形態は、所 定量の溶融したロウ材を内部に保持するため に、気孔率が高いことが好ましい。したがっ て、本実施形態は、発泡金属を用いるのが好 ましい。発泡金属は、径が10~1000μm程度の空� �を最大で97%程度の気孔率で形成することが� �きる。空孔径、気孔率を調整することによ� �、発泡金属の機械的強度を調整することが� �きる。本実施形態では、補修完了後、ロウ� �保持体4が基材1の一部を構成するので、ロウ 材の保持に加えてこの点をも考慮して、空孔 径、気孔率を選定する必要がある。

 ロウ材保持体4は、基材1と同等材から構成� �る。ガスタービンの静翼には、溶接施工性� �熱疲労特性の観点から、Co基耐熱合金が用い られていたが、高温化、大型化されたガスタ ービンの静翼に、Ni基耐熱合金が開発、使用� ��れるようになっている。本実施形態に基材1 としてCo基耐熱性合金を用いた場合には、ロ� ��材保持体4を基材1と同等のCo基耐熱合金から 構成することが好ましい。また、本実施形態 に基材1としてNi基耐熱合金を用いた場合には 、ロウ材保持体4を基材1と同等のNi基耐熱合� �から構成することが好ましい。
 ロウ材保持体4は、別途用意された母材から 切り出しにより得ることが効率的である。除 去部3のサイズは、不特定だからである。

 本出願人は、高温化、大型化されたガス� ��ービンの静翼に好ましいNi基耐熱合金を、� �許文献4にて提案している。このNi基耐熱合� �(商品名:MGA2400)は、重量%で、0.05~0.25%のC、18~2 5%のCr、15~25%のCo、W+1/2Moの値が5~10%である量の 3.5%までのMoおよび5~10%までのWの一種又は二種 、1.0~5.0%のTi、1.0~4.0%のAl、0.5~4.5%のTa、0.2~3.0%� ��Nb、0.005~0.10%のZrと0.001~0.01%のBを含有し、残� ��がNiおよび不可避的不純物元素からなり、(A l+Ti)量をx軸、(W+1/2Mo)量をy軸とする座標にお� �て、点A(Al+Ti:3%、W+1/2Mo:10%)、点B(Al+Ti:5%、W+1/2M o:7.5%)、点C(Al+Ti:5%、W+1/2Mo:5%)、点D(Al+Ti:7%、W+1/ 2Mo:5%)、点E(Al+Ti:7%、W+1/2Mo:10%)の各点を順次結� ��線で囲まれた範囲内の組成を有する。した� ��って、基材1がガスタービンの静翼の場合に は、基材1及びロウ材保持体4をともに、当該� ��囲の組成の合金とすればよい。つまり、上� ��した「同等」とは、化学組成が完全に一致� ��ている場合に限定されるものではない。

特開平8-127833号公報

 次に、図2(b)に示すように、ロウ材保持体 4及び基材1の一部を粉末状のロウ材5で覆う。 このロウ材5は、基材1及びロウ材保持体4より も低融点の合金で構成される。例えば、ロウ 材保持体4及び基材1を構成する合金に、融点� ��下元素であるB、Siを所定量添加することに� ��り、ロウ材5を得ることができる。ロウ材5� �、粉末単体として取扱うのが容易でないの� �、液体との混合物であるペーストの形態と� �ることが好ましい。

 ロウ材5でロウ材保持体4及び基材1の一部を� ��った後に、基材1を図示しない加熱炉内に移 動し、ロウ付け処理が行われる。加熱炉とし ては、真空加熱炉又は雰囲気を不活性ガスに できる不活性ガス炉を用いる。基材1等の酸� �を防止するためである。
 ロウ材保持体4及び基材1の一部を覆うロウ� �5は、融点以上に加熱されると溶融する(図3(a ))。溶融したロウ材5はロウ材保持体4に形成� �れた空孔内に進入して含浸される。この際� �ロウ材保持体4の空孔とロウ材5との間には、 毛細管現象が生じているものと解される。ロ ウ材5がロウ材保持体4に含浸されているため� ��、基材1が傾斜していたとしても、ロウ材5� �、ロウ材保持体4から外部に流出する虞がほ� ��んどない。真空加熱炉を用いると、ロウ材5 のロウ材保持体4への含浸が容易になる。

 図3(a)には、ロウ材保持体4に含浸されない� �剰のロウ材5が示されているが、ロウ材保持� ��4内部に含浸されているロウ材5と繋がって� �ることもあり、基材1が傾斜していたとして� ��、余剰のロウ材5は、ロウ材保持体4から離� �にくい。また、当初のロウ材5の量を適切に� ��定することにより、余剰のロウ材5の量を低 減もしくはなくすこともできる。
 ロウ付け処理の過程で、ロウ材5はロウ材保 持体4に含浸される他、その一部はロウ材保� �体4の底面と基材1との間、ロウ材保持体4の� �面と基材1との間に進入する。このロウ材5は 、ロウ材保持体4の空孔内を通って、又はロ� �材保持体4の側面を伝って、当該部位に進入� ��る。このロウ材5は、基材1とロウ材保持体4� ��の接合に寄与する。

 所定時間だけ加熱保持したならば、加熱炉� ��の加熱を停止して炉内の温度を常温まで降� ��させる。温度降下の過程で、ロウ材5とロウ 材保持体4との間、及びロウ材5と基材1との間 で元素の拡散が生じ、ロウ材保持体4は基材1� ��強固に接合される。また、金属多孔体で構� ��されるロウ材保持体4は、その空孔がロウ材 5で充填されるため、機械的強度が高くなる� �
 ロウ材5が凝固した後、図3(b)に示すように� �基材1から突出するロウ材保持体4及び余剰の ロウ材5を除去する。ロウ材5が含浸され、か� ��基材1と接合されたロウ材保持体4は、その� �ま基材1に残しておき、基材1の補修部6を構� �させる。

 以上説明したように、本実施形態によれば� ��溶融したロウ材5がロウ材保持体4内部に含� �されるため、基材1が傾斜して配設されてい� ��も、ロウ材5が周囲に流出することがない。
 また、本実施形態によれば、ロウ材保持体4 を基材1と同等の材料で構成しているので、� �ウ材保持体4は溶融したロウ材5を保持する機 能を有する他に、ロウ付け後に基材1の一部� �構成する補修部6として機能する。
 また、本実施形態によれば、基材1を削って 除去部3を形成した場合、この除去部3に応じ� ��サイズのロウ材保持体4を母材から切り出し て用意できるので、作業効率がよい。
 なお、以上の例では、ロウ付け処理の過程� ��、粉末状のロウ材5を加熱、溶融してロウ材 保持体4に含浸させたが、予めロウ材保持体4� ��ロウ材5を含浸させておくともできる。この 場合、溶融したロウ材5にロウ材保持体4を浸� ��させることによって、ロウ材5をロウ材保持 体4に含浸させることができる。

<第2実施形態>
 次に、図4を参照して、本発明による第2実� �形態を説明する。
 図4(a)に示すように、傾斜した基材10にき裂1 1が発生しているものとする。
 き裂11の開口部を塞ぐように、ロウ材保持� �12を基材10上に配置する。このとき、ロウ材� ��持体12が下降するのを防ぐために、点溶接� �どにより、ロウ材保持体12を基材10に固定す� ��ことが好ましい。ロウ材保持体12を配置し� �後に、ロウ材保持体12及び基材10の一部を、� ��末状のロウ材13で覆う。ロウ材保持体12、ロ ウ材13は、第1実施形態のロウ材保持体4、ロ� �材5と同様のものでよい。

 ロウ材13でロウ材保持体12及び基材10の一部� ��覆った後に、第1実施形態と同様にして、ロ ウ付け処理を行う。ロウ材13は加熱処理によ� ��溶融され、かつロウ材保持体12の空孔内に� �浸される。溶融したロウ材13は、ロウ材保持 体12と基材10との間にも充填され、かつその� �部はロウ材保持体12内部の空孔を通ってき裂 11内部に進入、充填される(図4(b))。
 この過程で、ロウ材13がロウ材保持体12に含 浸されているために、基材10が傾斜していて� ��、ロウ材13は、ロウ材保持体12から外部に流 出する虞がほとんどないのは、第1実施形態� �同様である。

 ロウ材13が凝固した後に、ロウ材保持体12を 除去する。このようにして、き裂11がロウ材1 3で充填され、補修が完了する。
 また、本発明は、本実施形態のように、ロ� ��材保持体12を基材10の一部として利用しない 形態をも包含する。

<第3実施形態>
 次に、図5及び図6を参照して、本発明によ� �第3実施形態を説明する。
 図5(a)に示すように、基材30の中央部に凹部3 1が形成されている。凹部31の表面(断面)は、� ��弧面(曲面)をなしている。第3実施形態は、� ��の凹部31表面に肉盛りを施す。なお、図5及� ��図6には、き裂の記載を省略している。
 図5(b)に示すように、凹部31の表面にロウ材� ��持体32を配置する。第3実施形態は、このロ� ��材保持体32として可撓性を有する金属多孔� �を使用する。凹部31表面の形状が既知であれ ば、その形状に合ったロウ材保持体32を用意� ��ることができる。しかし、き裂の発生状態� ��応じて凹部31を削って形成する場合には、� �成される凹部31の形状が一定しない。そこで 、可撓性を有する金属多孔体からロウ材保持 体32を構成することにより、凹部31の表面に� �間なくロウ材保持体32を配置することができ る。

 可撓性を有する金属多孔体として、金属ウ� ��ル、金属不織布及び金網が代表例として掲� ��られる。これらはいずれも連続した空孔を� ��えた金属多孔体に該当し、本発明のロウ材� ��持体32として機能できる。金属不織布及び� �網は、薄いものを積層してロウ材保持体32と して機能させることができる。
 ロウ材保持体32を設置した後に、図6(a)に示� ��ように、ロウ材保持体32を覆うようにロウ� �33を載せる。このロウ材33は、第1実施形態と 同様に粉末をペースト状にしたものであり、 ロウ材保持体32の表面に沿って載せる。

 ロウ材33をロウ材保持体32に載せた後に、 第1実施形態と同様に、ロウ材33は加熱処理に より溶融され、かつロウ材保持体32の空孔内� ��含浸される。溶融したロウ材33は、ロウ材� �持体32と基材30との間にも侵入し、充填され� ��。この過程で、ロウ材保持体32と基材30との 間にも侵入し、充填された以外のロウ材33は� ��ロウ材保持体32に含浸されているために、� �部31の幅方向中央部に集まることがない。し たがって、ロウ材保持体32と基材30との境界� �面に亘って、溶融したロウ材33を充填させる ことができる。このロウ材33は、基材30とロ� �材保持体32との接合に寄与する。

 所定時間だけ加熱保持したならば、加熱� ��内の加熱を停止して炉内の温度を常温まで� ��下させる。温度降下の過程で、ロウ材33と� �ウ材保持体32との間で元素の拡散が生じ、ロ ウ材保持体32は基材30に強固に接合される。� �た、金属多孔体で構成されるロウ材保持体32 は、その空孔がロウ材33で充填された肉盛り� ��34となり、機械的強度が高くなる。本実施� �態では、この肉盛り層34をそのまま残存させ 、基材30の一部を構成する。ただし、この肉� ��り層34を任意の形状に加工できることは言� �までもない。

 以上説明したように、第3実施形態は曲面を 補修するものであるが、金属多孔体によりロ ウ材保持体32を構成してロウ材33をロウ材保� �体32に含浸させることができる。したがって 、ロウ材保持体32と基材30の間の必要な箇所� �全面にロウ材33を充填させることができる。
 また、第3実施形態では、ロウ材保持体32と� ��て可撓性を有する金属多孔体を用いている� ��め、補修部位が曲面であっても、ロウ材保� ��体32を隙間なく補修部位に設置することが� �きる。

<第4実施形態>
 次に、図7及び図8を参照して、本発明によ� �第4実施形態を説明する。
 第4実施形態は、図7(a)に示すように、直方� �状の本体41の上面に、長手方向に延びる突起 42が形成された基材40の補修を行うものであ� �。
 基材40を長時間使用した結果、図7(b)に示す� ��うに、突起42の上面が摩耗した場合、摩耗� �た部分を補修する必要がある。本実施形態� �は、例えば摩耗した部分に肉盛りを施して� �修するのではなく、突起42を取り替える。そ のために、図7(c)に示すように、本体41の突起 42が形成されていた箇所を削って溝43を形成� �る。この溝43は、突起42と同等の幅及び長さ� ��有するロウ材保持体44(図8(a))が挿入可能な� �及び長さを有している。

 溝43を形成した後に、図8(a)に示すように、� ��ウ材保持体44を基材40の溝43に挿入する。ロ� ��材保持体44は、第1実施形態のロウ材保持体4 と同様に、発泡金属から構成することが好ま しい。ただし、多孔質の焼結金属を用いるこ とを否定するものではない。
 ロウ材保持体44を溝43に挿入した後に、図8(b )に示すように、ロウ材保持体44の側面に接す るようにロウ材45を本体41の上に載せる。こ� �ロウ材45は、第1実施形態と同様に粉末をペ� �スト状にしたものである。

 ロウ材45を本体41に載せた後に、第1実施� �態と同様に、ロウ材45は加熱処理により溶融 され、かつロウ材保持体44の空孔内に含浸さ� ��る(図8(c))。溶融したロウ材45の一部は、溝43 内のロウ材保持体44と本体41との隙間に進入� �充填される。この過程で、ロウ材保持体44と 本体41との間にも侵入し、充填された以外の� ��ウ材45は、ロウ材保持体44に含浸されるため に、本体41の側面に流出する虞がない。この� ��うにして、ロウ材保持体44と本体41との境界 全面に亘って、溶融したロウ材45を充填させ� ��ことができる。このロウ材45は、本体41とロ ウ材保持体44との接合に寄与する。

 所定時間だけ加熱保持したならば、加熱� ��内の加熱を停止して炉内の温度を常温まで� ��下させる。温度降下の過程で、ロウ材45と� �ウ材保持体44、ロウ材45と本体41の間で元素� �拡散が生じ、ロウ材保持体44は基材40に強固� ��接合される。また、金属多孔体で構成され� ��ロウ材保持体44は、その空孔がロウ材45で充 填された突起42となり、機械的強度が高くな� ��。

<第5実施形態>
 次に、図9を参照して、本発明による第5実� �形態を説明する。
 第5実施形態は、図9(a)に示す翼形状の基材50 の一部を異なる形状に改造、補修する場合に 適用することができる。
 図9(a)に示す基材50の破線より後端側を切断� ��去する。なお、基材50の厚さが薄い側を後� �とし、厚さが厚い側を前端とする。
 切断除去した後端側には、図9(b)に示すよう に、後端が膨らんだ交換部材51が配置される� ��交換部材51は、ロウ材保持体52を用いて基材 50に接合される。ロウ材保持体52は、第1実施� ��態で示したのと同様の金属多孔体からなる� ��ただし、このロウ材保持体52は、金属多孔� �の空孔内にロウ材が予め含浸されている。� �ウ材を予め含浸するためには、溶融したロ� �材中に金属多孔体を浸漬し、引き上げた後� �、ロウ材を凝固して作製することができる� �つまり、このロウ材保持体52は、予めロウ材 を保持している。

 図9(c)に示すように、基材50と交換部材51� �ロウ材保持体52を挟み込む。この状態で加熱 処理する。ロウ材保持体52に保持されたロウ� ��は、加熱処理により溶融される。溶融され� ��ロウ材は、基材50とロウ材保持体52との間、 交換部材51とロウ材保持体52との間に進入、� �填される。この過程で、基材50とロウ材保持 体52との間、交換部材51とロウ材保持体52との 間に進入、充填された以外のロウ材は、ロウ 材保持体52に含浸されているために、外部に� ��出する虞がない。ロウ材は、基材50とロウ� �保持体52との接合、交換部材51とロウ材保持� ��52との接合に寄与する。

 所定時間だけ加熱保持したならば、加熱� ��内の加熱を停止して炉内の温度を常温まで� ��下させる。温度降下の過程で、ロウ材保持� ��52を介して基材50と交換部材51とが強固に接� ��される。これにより、後端が膨らんだ新し� ��形状の基材50を得ることができる。

<第6実施形態>
 次に、図10を参照して、本発明による第6実� ��形態を説明する。
 第6実施形態も、図10(a)に示す翼形状の基材6 0の一部を異なる形状に改造、補修する場合� �適用するものである。
 図10(a)に示す基材60の破線より上側を切断除 去する。
 切断除去した部分には、図10(b)に示すよう� �、切断除去した部分と外形が略同一の交換� �材62が配置される。交換部材62は、交換部材6 2の外周と略相似形状の溝63が所定深さまで形 成されている。この溝63には、ロウ材64が充� �されている。交換部材62は、ロウ材保持体と しての機能を備えるもので、第1実施形態で� �したのと同様の金属多孔体から構成される� �

 図10(b)に示すように溝63にロウ材64が充填� ��れた交換部材62を基材60上面に載せた状態で 加熱処理する。溝63に充填されたロウ材64は� �加熱処理により溶融される。溶融されたロ� �材64は、交換部材62に形成された空孔に進入� ��、交換部材62内に含浸される。交換部材62に 含浸されたロウ材64の一部は、交換部材62と� �材60の間に進入、充填される。この過程で、 交換部材62と基材60の間に進入、充填された� �外のロウ材64は、交換部材62に含浸されてい� ��ために、外部に流出する虞がない。ロウ材6 4は、交換部材62と基材60との接合に寄与する� ��

 所定時間だけ加熱保持したならば、加熱� ��内の加熱を停止して炉内の温度を常温まで� ��下させる。温度降下の過程で、ロウ材64を� �して交換部材62は基材60に強固に接合される� ��また、金属多孔体で構成される交換部材62� �、その空孔がロウ材64で充填されるため、機 械的強度が高くなり、基材60の一部として機� ��する。