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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022103682
(43)【公開日】2022-07-08
(54)【発明の名称】遮熱コーティングの施工方法及び耐熱部材
(51)【国際特許分類】
C23C 4/129 20160101AFI20220701BHJP
【ＦＩ】
C23C4/129
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020218460
(22)【出願日】2020-12-28
(71)【出願人】
【識別番号】514275772
【氏名又は名称】三菱重工航空エンジン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】岡嶋 芳史
(72)【発明者】
【氏名】川澄 草介
(72)【発明者】
【氏名】鳥越 泰治
(72)【発明者】
【氏名】関川 貴洋
(72)【発明者】
【氏名】水谷 孝治
(72)【発明者】
【氏名】木内 新
【テーマコード（参考）】
4K031
【Ｆターム（参考）】
4K031AA02
4K031AB03
4K031CB42
4K031DA01
4K031EA02
4K031EA07
(57)【要約】
【課題】遮熱コーティングを形成する際の作業効率を向上させる。
【解決手段】本開示の少なくとも一実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法は、溶射ブース内に配置された対象物の耐熱合金基材上に該溶射ブース内に配置された溶射ガンによって、ボンドコート層を高速フレーム溶射によって形成する工程と、該溶射ブース内に配置された対象物のボンドコート層上に該溶射ブース内に配置された溶射ガンによって、セラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することでトップコート層を形成する工程と、を備える。
【選択図】図４Ａ
【解決手段】本開示の少なくとも一実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法は、溶射ブース内に配置された対象物の耐熱合金基材上に該溶射ブース内に配置された溶射ガンによって、ボンドコート層を高速フレーム溶射によって形成する工程と、該溶射ブース内に配置された対象物のボンドコート層上に該溶射ブース内に配置された溶射ガンによって、セラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することでトップコート層を形成する工程と、を備える。
【選択図】図４Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶射ブース内に配置された対象物の耐熱合金基材上に該溶射ブース内に配置された溶射ガンによって、ボンドコート層を高速フレーム溶射によって形成する工程と、
該溶射ブース内に配置された前記対象物の前記ボンドコート層上に該溶射ブース内に配置された溶射ガンによって、セラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することでトップコート層を形成する工程と、
を備える
遮熱コーティングの施工方法。
該溶射ブース内に配置された前記対象物の前記ボンドコート層上に該溶射ブース内に配置された溶射ガンによって、セラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することでトップコート層を形成する工程と、
を備える
遮熱コーティングの施工方法。
【請求項2】
ボンドコート層を高速フレーム溶射によって形成する工程では、第１移動装置で第１溶射ガンを移動させながら前記ボンドコート層を高速フレーム溶射によって形成し、
トップコート層をセラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することで形成する工程では、前記第１移動装置とは異なる第２移動装置で前記第１溶射ガンとは異なる第２溶射ガンを移動させながら前記トップコート層を形成する
請求項１に記載の遮熱コーティングの施工方法。
トップコート層をセラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することで形成する工程では、前記第１移動装置とは異なる第２移動装置で前記第１溶射ガンとは異なる第２溶射ガンを移動させながら前記トップコート層を形成する
請求項１に記載の遮熱コーティングの施工方法。
【請求項3】
ボンドコート層を高速フレーム溶射によって形成する工程では、移動装置で第１溶射ガンを移動させながら前記ボンドコート層を高速フレーム溶射によって形成し、
トップコート層をセラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することで形成する工程では、該移動装置で前記第１溶射ガンとは異なる第２溶射ガンを移動させながら前記トップコート層を形成する
請求項１に記載の遮熱コーティングの施工方法。
トップコート層をセラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することで形成する工程では、該移動装置で前記第１溶射ガンとは異なる第２溶射ガンを移動させながら前記トップコート層を形成する
請求項１に記載の遮熱コーティングの施工方法。
【請求項4】
ボンドコート層を高速フレーム溶射によって形成する工程では、移動装置で溶射ガンを移動させながら前記ボンドコート層を高速フレーム溶射によって形成し、
トップコート層をセラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することで形成する工程では、該移動装置で該溶射ガンを移動させながら前記トップコート層を形成する
請求項１に記載の遮熱コーティングの施工方法。
トップコート層をセラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することで形成する工程では、該移動装置で該溶射ガンを移動させながら前記トップコート層を形成する
請求項１に記載の遮熱コーティングの施工方法。
【請求項5】
ボンドコート層を高速フレーム溶射によって形成する工程と、トップコート層をセラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することで形成する工程とでは、前記溶射ガンで溶射する溶射材の供給部を変更する
請求項４に記載の遮熱コーティングの施工方法。
請求項４に記載の遮熱コーティングの施工方法。
【請求項6】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の遮熱コーティングの施工方法によって形成された前記ボンドコート層と前記トップコート層とを有する耐熱部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、遮熱コーティングの施工方法及び耐熱部材に関する。
【背景技術】
【0002】
航空機エンジンにおける燃焼器パネルやタービン翼、産業用ガスタービンにおけるタービン翼や分割環等のように、高温の燃焼ガスに曝される耐熱部材には、遮熱コーティング（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｃｏａｔｉｎｇ，ＴＢＣ）を設けることが知られている。このような遮熱コーティングでは、耐熱合金基材上に形成されるボンドコート層と、ボンドコート層上に形成される遮熱層としてのトップコート層とを含んでいる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１１－１１７０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えばボンドコート層では、耐熱合金基材との密着力が大きいことが望まれている。そのため、ボンドコート層の原料粉末を超音速度で耐熱合金基材に衝突させることで比較的大きい密着力が得られる高速フレーム溶射によってボンドコート層を形成したいというニーズがある。
また、トップコート層は、ボンドコート層とは求められる性質や材料が異なるため、ボンドコート層を形成する溶射方法とは異なる溶射方法でセラミック層を形成したいというニーズがある。
このように、ボンドコート層とトップコート層とで異なる溶射方法によってそれぞれを形成する場合、装置構成の違いや、使用するガス等のような必要とされる周辺装置やユーティリティの違いにより、同一の溶射ブースで溶射を行うことが困難である。そのため、溶射の対象物を異なる溶射ブースに移動させる手間や、対象物を移動させた後の溶射開始までの対象物のセッティング等の段取り作業が必要である。
また、トップコート層は、ボンドコート層とは求められる性質や材料が異なるため、ボンドコート層を形成する溶射方法とは異なる溶射方法でセラミック層を形成したいというニーズがある。
このように、ボンドコート層とトップコート層とで異なる溶射方法によってそれぞれを形成する場合、装置構成の違いや、使用するガス等のような必要とされる周辺装置やユーティリティの違いにより、同一の溶射ブースで溶射を行うことが困難である。そのため、溶射の対象物を異なる溶射ブースに移動させる手間や、対象物を移動させた後の溶射開始までの対象物のセッティング等の段取り作業が必要である。
【0005】
本開示の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて、遮熱コーティングを形成する際の作業効率向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法は、
溶射ブース内に配置された対象物の耐熱合金基材上に該溶射ブース内に配置された溶射ガンによって、ボンドコート層を高速フレーム溶射によって形成する工程と、
該溶射ブース内に配置された前記対象物の前記ボンドコート層上に該溶射ブース内に配置された溶射ガンによって、セラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することでトップコート層を形成する工程と、
を備える。
溶射ブース内に配置された対象物の耐熱合金基材上に該溶射ブース内に配置された溶射ガンによって、ボンドコート層を高速フレーム溶射によって形成する工程と、
該溶射ブース内に配置された前記対象物の前記ボンドコート層上に該溶射ブース内に配置された溶射ガンによって、セラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することでトップコート層を形成する工程と、
を備える。
【0007】
（２）本開示の少なくとも一実施形態に係る耐熱部材は、上記（１）の方法による遮熱コーティングの施工方法によって形成された前記ボンドコート層と前記トップコート層とを有する。
【発明の効果】
【0008】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、遮熱コーティングを形成する際の作業効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法によって施工された遮熱コーティングを備える耐熱部材の断面の模式図である。
【図2】耐熱部材の一例としての航空機エンジン向けの燃焼器パネルの外観を表す図である。
【図3】幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法の手順を示すフローチャートである。
【図4A】一実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法に係る装置の概略を説明するための図である。
【図4B】他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法に係る装置の概略を説明するための図である。
【図4C】さらに他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法に係る装置の概略を説明するための図である。
【図5A】内部供給式の溶射ガンの構造を説明するための模式的な図である。
【図5B】外部供給式の溶射ガンの構造を説明するための模式的な図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【0011】
（遮熱コーティング３について）
図１は、幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法によって施工された遮熱コーティング３を備える耐熱部材１の断面の模式図である。
図２は、耐熱部材１の一例としての航空機エンジン向けの燃焼器パネル１Ａの外観を表す図である。
航空機エンジン向けの燃焼器パネル１Ａやタービン翼、産業用ガスタービン向けのタービン翼や分割環等の耐熱部材１には、耐熱部材１の遮熱のための遮熱コーティング（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｃｏａｔｉｎｇ ： ＴＢＣ）３が形成されている。
幾つかの実施形態に係る耐熱部材１の耐熱合金基材（母材）５上には、金属結合層（ボンドコート層）７と、遮熱層としてのトップコート層９が順に形成される。即ち、幾つかの実施形態では、遮熱コーティング３は、ボンドコート層７と、トップコート層９を含んでいる。
図１は、幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法によって施工された遮熱コーティング３を備える耐熱部材１の断面の模式図である。
図２は、耐熱部材１の一例としての航空機エンジン向けの燃焼器パネル１Ａの外観を表す図である。
航空機エンジン向けの燃焼器パネル１Ａやタービン翼、産業用ガスタービン向けのタービン翼や分割環等の耐熱部材１には、耐熱部材１の遮熱のための遮熱コーティング（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｃｏａｔｉｎｇ ： ＴＢＣ）３が形成されている。
幾つかの実施形態に係る耐熱部材１の耐熱合金基材（母材）５上には、金属結合層（ボンドコート層）７と、遮熱層としてのトップコート層９が順に形成される。即ち、幾つかの実施形態では、遮熱コーティング３は、ボンドコート層７と、トップコート層９を含んでいる。
【0012】
幾つかの実施形態に係るボンドコート層７は、ＭＣｒＡｌＹ合金（Ｍは、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の金属元素またはこれらのうち２種類以上の組合せを示す）などで構成される。
【0013】
幾つかの実施形態に係るトップコート層９は、ＺｒＯ２系の材料、例えば、Ｙ２Ｏ３で部分安定化または完全安定化したＺｒＯ２であるＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）で構成されているとよい。また、幾つかの実施形態に係るトップコート層９は、ＤｙＳＺ（ジスプロシア安定化ジルコニア）、ＥｒＳＺ（エルビア安定化ジルコニア）、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７、又は、Ｇｄ２Ｈｆ２Ｏ７の何れかで構成されていてもよい。
これにより、遮熱性に優れた遮熱コーティング３が得られる。
これにより、遮熱性に優れた遮熱コーティング３が得られる。
【0014】
幾つかの実施形態に係るトップコート層９では、トップコート層９の厚さ方向に延在する縦割れＣｖが面方向、すなわち図１における図示左右方向及び紙面奥行き方向に分散している。また、幾つかの実施形態に係るトップコート層９では、面方向に延在する横割れＣｈが分散している。
幾つかの実施形態に係る遮熱コーティング３では、トップコート層９における複数の縦割れＣｖを有する構造により、耐熱合金基材５との線膨張係数の違いによる熱応力の発生を緩和できるので、熱サイクル耐久性に優れる。
幾つかの実施形態に係る遮熱コーティング３では、トップコート層９における複数の縦割れＣｖを有する構造により、耐熱合金基材５との線膨張係数の違いによる熱応力の発生を緩和できるので、熱サイクル耐久性に優れる。
【0015】
（フローチャート）
図３は、幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法の手順を示すフローチャートである。幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法は、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０と、トップコート層９を形成する工程Ｓ２０とを含んでいる。
図３は、幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法の手順を示すフローチャートである。幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法は、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０と、トップコート層９を形成する工程Ｓ２０とを含んでいる。
【0016】
幾つかの実施形態において、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０は、後述する溶射ブース２０内に配置された対象物（耐熱部材１）の耐熱合金基材５上に該溶射ブース２０内に配置された後述する溶射ガン３０によって、ボンドコート層７を高速フレーム溶射によって形成する工程である。
すなわち、幾つかの実施形態において、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０では、溶射材としてのＭＣｒＡｌＹ合金等の粉末を高速フレーム溶射によって耐熱合金基材５の表面に溶射する。
すなわち、幾つかの実施形態において、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０では、溶射材としてのＭＣｒＡｌＹ合金等の粉末を高速フレーム溶射によって耐熱合金基材５の表面に溶射する。
【0017】
幾つかの実施形態において、トップコート層９を形成する工程Ｓ２０は、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０を実施した溶射ブース２０内に配置された上記対象物（耐熱部材１）のボンドコート層７上に該溶射ブース２０内に配置された溶射ガン３０によって、セラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することでトップコート層９を形成する工程である。
すなわち、幾つかの実施形態において、トップコート層９を形成する工程Ｓ２０で実施する溶射は、懸濁液による高速フレーム溶射（Ｓ－ＨＶＯＦ）である。幾つかの実施形態において、トップコート層９を形成する工程Ｓ２０では、溶射材としてのセラミックス粉末を溶媒に分散した懸濁液を高速フレーム溶射によってボンドコート層７の表面に溶射する。懸濁液による高速フレーム溶射では、懸濁液として供給された溶射材ＴＭは、燃焼炎ジェット流ＣＦによって溶射対象物の表面に吹き付けられる（後述する図５Ａ、図５Ｂ参照）。
すなわち、幾つかの実施形態において、トップコート層９を形成する工程Ｓ２０で実施する溶射は、懸濁液による高速フレーム溶射（Ｓ－ＨＶＯＦ）である。幾つかの実施形態において、トップコート層９を形成する工程Ｓ２０では、溶射材としてのセラミックス粉末を溶媒に分散した懸濁液を高速フレーム溶射によってボンドコート層７の表面に溶射する。懸濁液による高速フレーム溶射では、懸濁液として供給された溶射材ＴＭは、燃焼炎ジェット流ＣＦによって溶射対象物の表面に吹き付けられる（後述する図５Ａ、図５Ｂ参照）。
【0018】
高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）と懸濁液による高速フレーム溶射（Ｓ－ＨＶＯＦ）とでは、溶射に用いる原料（溶射材）の供給形態が粉体のままであるか溶媒に分散させた懸濁液であるかの違いがあるが、共に高速フレーム溶射装置を用いた溶射方法である。そのため、高速フレーム溶射と懸濁液による高速フレーム溶射とでは、溶射ガン３０等の装置構成の違いがあるものの、使用するガス等のような必要とされる周辺装置やユーティリティの違いはほとんどない。そのため、高速フレーム溶射を行うため溶射ガン３０と懸濁液による高速フレーム溶射を行うための溶射ガン３０とを同一の溶射ブース２０内に配置して、それぞれ溶射を行うことができる。
したがって、幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法によれば、ボンドコート層７の形成後に対象物としての耐熱部材１を他の溶射ブースに移動させなくてもよいので、耐熱部材１を異なる溶射ブースに移動させる手間が不要となり、懸濁液による高速フレーム溶射による溶射開始までの耐熱部材１のセッティング等の段取り作業が大幅に削減できるので、遮熱コーティング３を形成する際の作業効率が向上し、製造コストを削減できる。
したがって、幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法によれば、ボンドコート層７の形成後に対象物としての耐熱部材１を他の溶射ブースに移動させなくてもよいので、耐熱部材１を異なる溶射ブースに移動させる手間が不要となり、懸濁液による高速フレーム溶射による溶射開始までの耐熱部材１のセッティング等の段取り作業が大幅に削減できるので、遮熱コーティング３を形成する際の作業効率が向上し、製造コストを削減できる。
【0019】
なお、従来、トップコート層９は、熱サイクル耐久性を確保するため、トップコート層９の厚さ方向に延在する縦割れと称される亀裂（縦割れＣｖ）を層内に含むようにするため、電子ビーム物理蒸着（ＥＢ－ＰＶＤ）によって形成されることが多かった。しかし、電子ビーム物理蒸着を行うための装置は、装置のイニシャルコストが溶射装置等と比べて１０倍以上高価である。また、電子ビーム物理蒸着による層の形成のためのランニングコストは、溶射等による層の形成のためのランニングコストの１０倍程度と高価である。さらに、電子ビーム物理蒸着による層の形成速度は、溶射等による層の形成速度の数分の１程度と低い。
発明者らが鋭意検討した結果、セラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することでトップコート層を形成するようにすれば、電子ビーム物理蒸着によってボンドコート層７上にトップコート層を形成した場合と同等の遮熱性や熱サイクル耐久性等の性能を確保できることが判明した。
幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法によれば、電子ビーム物理蒸着によってボンドコート層７上にトップコート層９を形成した場合と比べて、低いランニングコストで、且つ、より短時間でトップコート層を形成できる。また、幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法によれば、トップコート層９を形成するための設備の導入コストも大幅に抑制できる。
発明者らが鋭意検討した結果、セラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することでトップコート層を形成するようにすれば、電子ビーム物理蒸着によってボンドコート層７上にトップコート層を形成した場合と同等の遮熱性や熱サイクル耐久性等の性能を確保できることが判明した。
幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法によれば、電子ビーム物理蒸着によってボンドコート層７上にトップコート層９を形成した場合と比べて、低いランニングコストで、且つ、より短時間でトップコート層を形成できる。また、幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法によれば、トップコート層９を形成するための設備の導入コストも大幅に抑制できる。
【0020】
また、幾つかの実施形態に係る耐熱部材１は、幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法によって形成されたボンドコート層７とトップコート層９とを有する。
これにより、耐熱部材１の製造コストを抑制できる。
これにより、耐熱部材１の製造コストを抑制できる。
【0021】
図４Ａは、一実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法に係る装置の概略を説明するための図である。
図４Ｂは、他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法に係る装置の概略を説明するための図である。
図４Ｃは、さらに他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法に係る装置の概略を説明するための図である。
図５Ａは、内部供給式の溶射ガン３０Ｉの構造を説明するための模式的な図である。
図５Ｂは、外部供給式の溶射ガン３０Ｅの構造を説明するための模式的な図である。
図４Ｂは、他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法に係る装置の概略を説明するための図である。
図４Ｃは、さらに他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法に係る装置の概略を説明するための図である。
図５Ａは、内部供給式の溶射ガン３０Ｉの構造を説明するための模式的な図である。
図５Ｂは、外部供給式の溶射ガン３０Ｅの構造を説明するための模式的な図である。
【0022】
図４Ａ乃至図４Ｃに示すように、幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法では、溶射ガン３０と、溶射ガン３０の移動装置５０と、集塵フード７０とを用いて遮熱コーティング３を施工する。なお、幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法では、図４Ａ乃至図４Ｃに示したこれらの装置以外にも、図示はしていないが、溶射制御盤、移動装置５０の駆動を制御する制御装置や、溶射材の供給装置なども装置構成中に含まれる。
遮熱コーティング３の施工に際し、遮熱コーティング３の施工の対象物である耐熱部材１を固定する必要がある場合には、固定治具９１を用いてもよく、耐熱部材１を連続的に回転させる必要がある場合には、不図示の回転駆動装置を用いてもよい。
遮熱コーティング３の施工に際し、遮熱コーティング３の施工の対象物である耐熱部材１を固定する必要がある場合には、固定治具９１を用いてもよく、耐熱部材１を連続的に回転させる必要がある場合には、不図示の回転駆動装置を用いてもよい。
【0023】
幾つかの実施形態に係る移動装置５０は、例えば産業用ロボットであるが、例えばＮＣ装置のように複数の方向に移動可能なスライド軸を有する走査装置であってもよい。
【0024】
図４Ａ乃至図４Ｃに示すように、幾つかの実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法では、例えば、溶射ガン３０、移動装置５０、及び集塵フード７０は、１つの溶射ブース２０の内部に配置される。溶射ブース２０は、遮音のためや粉塵の周囲への飛散防止のために周囲とは仕切られた空間を形成するものである。例えば溶射ブース２０は、作業室内に配置された箱状のものであってもよく、作業室の一部を壁等で区切った一区画であってもよく、建屋内に設けた専用の部屋であってもよい。
遮熱コーティング３の施工の対象物である耐熱部材１は、この溶射ブース２０内で遮熱コーティング３、すなわち、ボンドコート層７とトップコート層９とが形成される。
遮熱コーティング３の施工の対象物である耐熱部材１は、この溶射ブース２０内で遮熱コーティング３、すなわち、ボンドコート層７とトップコート層９とが形成される。
【0025】
図４Ａに示すように、一実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法において、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０では、移動装置５０で第１溶射ガン３０Ａを移動させながらボンドコート層７を高速フレーム溶射によって形成してもよい。そして、トップコート層９を形成する工程では、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０で使用した移動装置５０で第１溶射ガン３０Ａとは異なる第２溶射ガン３０Ｂを移動させながらトップコート層を形成してもよい。
すなわち、図４Ａに示す一実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法では、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０とトップコート層９を形成する工程とで、使用する溶射ガン３０（移動装置５０に取り付ける溶射ガン３０）を交換する。これにより、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０とトップコート層９を形成する工程とを同一の溶射ブース２０内で実施できる。
すなわち、図４Ａに示す一実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法では、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０とトップコート層９を形成する工程とで、使用する溶射ガン３０（移動装置５０に取り付ける溶射ガン３０）を交換する。これにより、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０とトップコート層９を形成する工程とを同一の溶射ブース２０内で実施できる。
【0026】
例えば、図５Ａに示すような、溶射材ＴＭを溶射ガン３０の内部に供給するように構成された内部供給式の溶射ガン３０Ｉを用いる場合には、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０とトップコート層９を形成する工程とで、使用する溶射ガン３０を交換すればよい。
【0027】
図４Ａに示す一実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法によれば、ボンドコート層７を形成後、トップコート層９の形成を開始する前に移動装置５０に装着する溶射ガン３０を第１溶射ガン３０Ａから第２溶射ガン３０Ｂに変更すれば、移動装置５０は変更しなくてもよいので、ボンドコート層７を形成後にトップコート層９の形成を開始するまでの段取り作業を簡素化できる。
【0028】
図４Ｂに示すように、他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法において、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０では、移動装置５０で溶射ガン３０を移動させながらボンドコート層７を高速フレーム溶射によって形成してもよい。そして、トップコート層９を形成する工程Ｓ２０では、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０で使用した移動装置５０によって、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０で使用した溶射ガン３０を移動させながらトップコート層９を形成してもよい。
すなわち、図４Ｂに示す他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法では、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０とトップコート層９を形成する工程Ｓ２０とで、使用する溶射ガン３０（移動装置５０に取り付ける溶射ガン３０）を交換せず、同一の溶射ガン３０でボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０とトップコート層９を形成する工程Ｓ２０とを実施する。
すなわち、図４Ｂに示す他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法では、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０とトップコート層９を形成する工程Ｓ２０とで、使用する溶射ガン３０（移動装置５０に取り付ける溶射ガン３０）を交換せず、同一の溶射ガン３０でボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０とトップコート層９を形成する工程Ｓ２０とを実施する。
【0029】
図４Ｂに示す他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法よれば、ボンドコート層７を形成後、トップコート層９の形成を開始する前に、後述するように、例えばボンドコート層７の溶射材ＴＭを供給するための供給部３５をトップコート層９の溶射材ＴＭを供給するための供給部３５に変更すれば、移動装置５０及び溶射ガン３０は変更しなくてもよい。これにより、ボンドコート層７を形成後にトップコート層９の形成を開始するまでの段取り作業を簡素化できる。
【0030】
なお、ボンドコート層７とトップコート層９とでは溶射材が異なる他、溶射材の供給形態が、粉末のままであるか、懸濁液であるのかの違いがある。そのため、図４Ｂに示す他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法では、溶射ガン３０として、例えば、図５Ｂに示すような、溶射材ＴＭを溶射ガン３０の外部で供給するように構成された外部供給式の溶射ガン３０Ｅを用いるとよい。そして、外部供給式の溶射ガン３０Ｅの外部に取り付けられた、溶射材ＴＭを燃焼炎ジェット流ＣＦに供給するための供給部３５を、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０とトップコート層９を形成する工程とで交換するとよい。すなわち、図４Ｂに示す他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法では、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０と、トップコート層９を形成する工程Ｓ２０とでは、溶射ガン３０で溶射する溶射材ＴＭの供給部３５を変更するとよい。
【0031】
具体的には、図４Ｂに示す他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法では、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０を実施する場合、外部供給式の溶射ガン３０Ｅにボンドコート層７の溶射材ＴＭを供給するための第１供給部３５Ａを取り付けるとよい。また、トップコート層９を形成する工程Ｓ２０を実施する場合、外部供給式の溶射ガン３０Ｅにトップコート層９の溶射材ＴＭを供給するための第２供給部３５Ｂを取り付けるとよい。
これにより、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０とトップコート層９を形成する工程とを同一の溶射ブース２０内で実施できる。
なお、第１供給部３５Ａ及び第２供給部３５Ｂは、それぞれ溶射材ＴＭを第１供給部３５Ａ及び第２供給部３５Ｂに供給するための不図示の供給装置に接続されている。
これにより、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０とトップコート層９を形成する工程とを同一の溶射ブース２０内で実施できる。
なお、第１供給部３５Ａ及び第２供給部３５Ｂは、それぞれ溶射材ＴＭを第１供給部３５Ａ及び第２供給部３５Ｂに供給するための不図示の供給装置に接続されている。
【0032】
図４Ｂに示す他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法によれば、ボンドコート層７を形成後、トップコート層９の形成を開始する前に、第１供給部３５Ａを第２供給部３５Ｂに変更すれば、移動装置５０及び溶射ガン３０は変更しなくてもよいので、ボンドコート層７を形成後にトップコート層９の形成を開始するまでの段取り作業を簡素化できる。
【0033】
図４Ｃに示すように、さらに他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法において、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０では、第１移動装置５０Ａで第１溶射ガン３０Ａを移動させながらボンドコート層７を高速フレーム溶射によって形成してもよい。そして、トップコート層９を形成する工程Ｓ２０では、第１移動装置５０Ａとは異なる第２移動装置５０Ｂで第１溶射ガン３０Ａとは異なる第２溶射ガン３０Ｂを移動させながらトップコート層９を形成してもよい。
図４Ｃに示すさらに他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法では、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０とトップコート層９を形成する工程とで、使用する溶射ガン３０及び移動装置５０を交代する。これにより、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０とトップコート層９を形成する工程とを同一の溶射ブース２０内で実施できる。
図４Ｃに示すさらに他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法では、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０とトップコート層９を形成する工程とで、使用する溶射ガン３０及び移動装置５０を交代する。これにより、ボンドコート層７を形成する工程Ｓ１０とトップコート層９を形成する工程とを同一の溶射ブース２０内で実施できる。
【0034】
図４Ｃに示すさらに他の実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法によれば、ボンドコート層７を形成するための装置として、第１移動装置５０Ａと第１溶射ガン３０Ａとを用い、トップコート層９を形成するための装置として、第２移動装置５０Ｂと第２溶射ガン３０Ｂとを用いることで、ボンドコート層７を形成後、トップコート層９の形成を開始するまでの段取り作業において、溶射ガン３０の交換作業や供給部３５の交換作業等を省略できる。
【0035】
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【0036】
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法は、溶射ブース２０内に配置された対象物（耐熱部材１）の耐熱合金基材５上に該溶射ブース２０内に配置された溶射ガン３０によって、ボンドコート層７を高速フレーム溶射によって形成する工程（Ｓ１０）を備える。本開示の少なくとも一実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法は、該溶射ブース２０内に配置された上記対象物（耐熱部材１）のボンドコート層７上に該溶射ブース２０内に配置された溶射ガン３０によって、セラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することでトップコート層９を形成する工程（Ｓ２０）を備える。
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法は、溶射ブース２０内に配置された対象物（耐熱部材１）の耐熱合金基材５上に該溶射ブース２０内に配置された溶射ガン３０によって、ボンドコート層７を高速フレーム溶射によって形成する工程（Ｓ１０）を備える。本開示の少なくとも一実施形態に係る遮熱コーティングの施工方法は、該溶射ブース２０内に配置された上記対象物（耐熱部材１）のボンドコート層７上に該溶射ブース２０内に配置された溶射ガン３０によって、セラミックス粉末を含む懸濁液を高速フレーム溶射によって溶射することでトップコート層９を形成する工程（Ｓ２０）を備える。
【0037】
上記（１）の方法によれば、ボンドコート層７の形成後に対象物（耐熱部材１）を他の溶射ブースに移動させなくてもよいので、溶射の対象物（耐熱部材１）を異なる溶射ブースに移動させる手間が不要となり、懸濁液による高速フレーム溶射による溶射開始までの対象物（耐熱部材１）のセッティング等の段取り作業が大幅に削減できるので、遮熱コーティング３を形成する際の作業効率が向上し、製造コストを削減できる。
また、上記（１）の方法によれば、電子ビーム物理蒸着によってボンドコート層７上にトップコート層９を形成した場合と比べて、低いランニングコストで、且つ、より短時間でトップコート層９を形成できる。また、上記（１）の方法によれば、トップコート層９を形成するための設備の導入コストも大幅に抑制できる。
また、上記（１）の方法によれば、電子ビーム物理蒸着によってボンドコート層７上にトップコート層９を形成した場合と比べて、低いランニングコストで、且つ、より短時間でトップコート層９を形成できる。また、上記（１）の方法によれば、トップコート層９を形成するための設備の導入コストも大幅に抑制できる。
【0038】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、ボンドコート層７を高速フレーム溶射によって形成する工程（Ｓ１０）では、第１移動装置５０Ａで第１溶射ガン３０Ａを移動させながらボンドコート層７を高速フレーム溶射によって形成してもよい。そして、トップコート層９を形成する工程（Ｓ２０）では、第１移動装置５０Ａとは異なる第２移動装置５０Ｂで第１溶射ガン３０Ａとは異なる第２溶射ガン３０Ｂを移動させながらトップコート層９を形成してもよい。
【0039】
上記（２）の方法によれば、ボンドコート層７を形成するための装置として、第１移動装置５０Ａと第１溶射ガン３０Ａとを用い、トップコート層９を形成するための装置として、第２移動装置５０Ｂと第２溶射ガン３０Ｂとを用いることで、ボンドコート層７を形成後、トップコート層９の形成を開始するまでの段取り作業において、溶射ガン３０の交換作業や供給部３５の交換作業等を省略できる。
【0040】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、ボンドコート層７を高速フレーム溶射によって形成する工程（Ｓ１０）では、移動装置５０で第１溶射ガン３０Ａを移動させながらボンドコート層７を高速フレーム溶射によって形成してもよい。そして、トップコート層９を形成する工程（Ｓ２０）では、該移動装置５０で第１溶射ガン３０Ａとは異なる第２溶射ガン３０Ｂを移動させながらトップコート層９を形成してもよい。
【0041】
上記（３）の方法によれば、ボンドコート層７を形成後、トップコート層９の形成を開始する前に移動装置５０に装着する溶射ガン３０を第１溶射ガン３０Ａから第２溶射ガン３０Ｂに変更すれば、移動装置５０は変更しなくてもよいので、ボンドコート層７を形成後にトップコート層９の形成を開始するまでの段取り作業を簡素化できる。
【0042】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、ボンドコート層７を高速フレーム溶射によって形成する工程（Ｓ１０）では、移動装置５０で溶射ガン３０を移動させながらボンドコート層７を高速フレーム溶射によって形成してもよい。そして、トップコート層９を形成する工程（Ｓ２０）では、該移動装置５０で該溶射ガン３０を移動させながらトップコート層９を形成してもよい。
【0043】
上記（４）の方法によれば、ボンドコート層７を形成後、トップコート層９の形成を開始する前に、例えばボンドコート層７の溶射材ＴＭを供給するための供給部３５をトップコート層９の溶射材ＴＭを供給するための供給部３５に変更すれば、移動装置５０及び溶射ガン３０は変更しなくてもよいので、ボンドコート層７を形成後にトップコート層９の形成を開始するまでの段取り作業を簡素化できる。
【0044】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の方法において、ボンドコート層７を高速フレーム溶射によって形成する工程（Ｓ１０）と、トップコート層９を形成する工程（Ｓ２０）とでは、溶射ガン３０で溶射する溶射材ＴＭの供給部３５を変更するとよい。
【0045】
上記（５）の方法によれば、ボンドコート層７を形成後、トップコート層９の形成を開始する前に、ボンドコート層７形成用の溶射材ＴＭの供給部（第１供給部３５Ａ）をトップコート層９形成用の溶射材ＴＭの供給部（第２供給部３５Ｂ）に変更すれば、移動装置５０及び溶射ガン３０は変更しなくてもよいので、ボンドコート層７を形成後にトップコート層９の形成を開始するまでの段取り作業を簡素化できる。
【0046】
（６）本開示の少なくとも一実施形態に係る耐熱部材１は、上記（１）乃至（５）の何れかの方法による遮熱コーティングの施工方法によって形成されたボンドコート層７とトップコート層９とを有する。
【0047】
上記（６）の構成によれば、耐熱部材１の製造コストを抑制できる。
【符号の説明】
【0048】
１ 耐熱部材
３ 遮熱コーティング（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｃｏａｔｉｎｇ ： ＴＢＣ）
５ 耐熱合金基材（母材）
７ 金属結合層（ボンドコート層）
９ トップコート層
２０ 溶射ブース
３０ 溶射ガン
３５ 供給部
５０ 移動装置
３ 遮熱コーティング（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｃｏａｔｉｎｇ ： ＴＢＣ）
５ 耐熱合金基材（母材）
７ 金属結合層（ボンドコート層）
９ トップコート層
２０ 溶射ブース
３０ 溶射ガン
３５ 供給部
５０ 移動装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】