JP2002194561A - 無機スラリーミックスを用いて含アルミニウムコーティングを施工する方法 - Google Patents
無機スラリーミックスを用いて含アルミニウムコーティングを施工する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービン翼形部（２２）のような物品の
内部通路を含アルミニウムコーティングで被覆する。 【解決手段】 この被覆プロセスを達成すべく、ヘクト
ライト粘土又はベントナイト粘土と水からなるキャリヤ
成分と、アルミニウム源とハライド系活性剤と酸化物系
分散剤からなる固形成分との混合物からなるコーティン
グスラリーを調製する。コーティングスラリーをガスタ
ービン翼形部（２２）の内部通路に塗工し、乾燥する。
ガスタービン翼形部（２２）と塗工したコーティングス
ラリーを加熱して、ガスタービン翼形部（２２）の内部
通路に結合した含アルミニウムコーティングを形成す
る。物品内部通路から余分なコーティング材を除去す
る。
内部通路を含アルミニウムコーティングで被覆する。 【解決手段】 この被覆プロセスを達成すべく、ヘクト
ライト粘土又はベントナイト粘土と水からなるキャリヤ
成分と、アルミニウム源とハライド系活性剤と酸化物系
分散剤からなる固形成分との混合物からなるコーティン
グスラリーを調製する。コーティングスラリーをガスタ
ービン翼形部（２２）の内部通路に塗工し、乾燥する。
ガスタービン翼形部（２２）と塗工したコーティングス
ラリーを加熱して、ガスタービン翼形部（２２）の内部
通路に結合した含アルミニウムコーティングを形成す
る。物品内部通路から余分なコーティング材を除去す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面に含アルミニ
ウムコーティングを施す方法に関し、具体的には含アル
ミニウムスラリーからガスタービン翼形部の内部表面に
含アルミニウムコーティングを形成する方法に関する。
ウムコーティングを施す方法に関し、具体的には含アル
ミニウムスラリーからガスタービン翼形部の内部表面に
含アルミニウムコーティングを形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】航空機ガスタービン（ジェット）エンジ
ンでは、空気をエンジンの前方から取り込み、シャフト
装着圧縮機で圧縮し、燃料と混合する。混合気を燃焼
し、高温排気ガスを同一シャフトに装着したタービンに
通す。燃焼ガスの流れがタービン動翼及び静翼の翼形部
に衝突することでタービンが回転し、それにともなって
シャフトが回転し、圧縮機及びファンに動力を供給す
る。さらに複雑な形式のガスタービンエンジンでは、圧
縮機と高圧タービンを１本のシャフトに装着し、ファン
と低圧タービンを別のシャフトに装着する。いずれの場
合も、高温排気ガスはエンジン後方から流出し、エンジ
ンと航空機を前方に駆動する。
ンでは、空気をエンジンの前方から取り込み、シャフト
装着圧縮機で圧縮し、燃料と混合する。混合気を燃焼
し、高温排気ガスを同一シャフトに装着したタービンに
通す。燃焼ガスの流れがタービン動翼及び静翼の翼形部
に衝突することでタービンが回転し、それにともなって
シャフトが回転し、圧縮機及びファンに動力を供給す
る。さらに複雑な形式のガスタービンエンジンでは、圧
縮機と高圧タービンを１本のシャフトに装着し、ファン
と低圧タービンを別のシャフトに装着する。いずれの場
合も、高温排気ガスはエンジン後方から流出し、エンジ
ンと航空機を前方に駆動する。
【０００３】燃焼ガス及び排気ガスが高温であるほど、
ジェットエンジンの作動効率が高い。そのため、燃焼ガ
ス及び排気ガスの温度を高めることが奨励される。燃焼
ガスの最高温度は、通常、高温燃焼ガスが衝突するター
ビン静翼及び動翼の製造に用いられた材料によって制限
される。現行のエンジンでは、タービン静翼及び動翼は
ニッケル基超合金から製造され、最高約１９００〜２１
５０°Ｆまでの温度で作動できる。
ジェットエンジンの作動効率が高い。そのため、燃焼ガ
ス及び排気ガスの温度を高めることが奨励される。燃焼
ガスの最高温度は、通常、高温燃焼ガスが衝突するター
ビン静翼及び動翼の製造に用いられた材料によって制限
される。現行のエンジンでは、タービン静翼及び動翼は
ニッケル基超合金から製造され、最高約１９００〜２１
５０°Ｆまでの温度で作動できる。
【０００４】タービン動翼及び静翼の翼形部の作動温度
限界を現在のレベルまで押し上げるのに様々なアプロー
チがとられてきた。例えば、ベース材料自体の組成及び
加工が改良され、方向性結晶粒構造及び単結晶構造の利
点を活用するために各種凝固技術が開発されている。
限界を現在のレベルまで押し上げるのに様々なアプロー
チがとられてきた。例えば、ベース材料自体の組成及び
加工が改良され、方向性結晶粒構造及び単結晶構造の利
点を活用するために各種凝固技術が開発されている。
【０００５】物理的冷却技法も使用し得る。ある技術で
は、タービン翼形部の内部に内部冷却通路を設ける。冷
却通路に強制的に通気し、翼形部外面の開口から外に出
して翼形部内部から熱を奪い、場合によっては翼形部表
面に低温空気の境界層を形成する。
は、タービン翼形部の内部に内部冷却通路を設ける。冷
却通路に強制的に通気し、翼形部外面の開口から外に出
して翼形部内部から熱を奪い、場合によっては翼形部表
面に低温空気の境界層を形成する。
【０００６】内部冷却通路の表面は拡散アルミナイドコ
ーティングで保護することができ、アルミナイドコーテ
ィングは酸化して酸化アルミニウム保護スケールとな
り、内面がそれ以上酸化するのを防ぐ。内部拡散アルミ
ナイド被膜の施工法として、化学蒸着、気相アルミナイ
ジング、アバブザパック（above-the-pack）法など多数
の方法が知られている。これらのアプローチには、他の
露出表面も被覆してしまうという欠点がある。被覆すべ
きでない表面をマスキングにより保護できることもある
が、多くの状況下でマスキングは実用的でない。
ーティングで保護することができ、アルミナイドコーテ
ィングは酸化して酸化アルミニウム保護スケールとな
り、内面がそれ以上酸化するのを防ぐ。内部拡散アルミ
ナイド被膜の施工法として、化学蒸着、気相アルミナイ
ジング、アバブザパック（above-the-pack）法など多数
の方法が知られている。これらのアプローチには、他の
露出表面も被覆してしまうという欠点がある。被覆すべ
きでない表面をマスキングにより保護できることもある
が、多くの状況下でマスキングは実用的でない。
【０００７】別の方法では、アルミニウム源とその他の
成分を含有するスラリーコーティングを内面に塗工す
る。スラリーコーティングを化学反応させてアルミニウ
ムを内面に堆積させる。スラリーコーティングには、含
アルミニウムコーティングの空間的範囲を内面など特定
の領域に限定できるという利点がある。しかし、現行の
スラリーコーティング技術には、動翼に分解副生物の形
態の不都合な汚染を残すおそれがあるという欠点があ
る。
成分を含有するスラリーコーティングを内面に塗工す
る。スラリーコーティングを化学反応させてアルミニウ
ムを内面に堆積させる。スラリーコーティングには、含
アルミニウムコーティングの空間的範囲を内面など特定
の領域に限定できるという利点がある。しかし、現行の
スラリーコーティング技術には、動翼に分解副生物の形
態の不都合な汚染を残すおそれがあるという欠点があ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、表面、特
にガスタービン翼形部などの物品の内面の特定領域に含
アルミニウムコーティングを堆積するための改良法に対
するニーズが存在する。本発明はこのニーズに応えると
ともに、種々の効果をもたらすものである。
にガスタービン翼形部などの物品の内面の特定領域に含
アルミニウムコーティングを堆積するための改良法に対
するニーズが存在する。本発明はこのニーズに応えると
ともに、種々の効果をもたらすものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、物品の表面を
含アルミニウムコーティングで被覆するためのスラリー
法に係る。本発明は、物品の内面、例えばガスタービン
動翼及び静翼の中空翼形部内の通路内面の被覆に特に適
している。本発明の方法は、従来のスラリーコーティン
グ法に比べて幾つかの利点をもつ。さらに、スラリー
は、被覆段階後の余分なコーティング材を表面から容易
に除去できるように処方される。
含アルミニウムコーティングで被覆するためのスラリー
法に係る。本発明は、物品の内面、例えばガスタービン
動翼及び静翼の中空翼形部内の通路内面の被覆に特に適
している。本発明の方法は、従来のスラリーコーティン
グ法に比べて幾つかの利点をもつ。さらに、スラリー
は、被覆段階後の余分なコーティング材を表面から容易
に除去できるように処方される。
【００１０】本コーティング方法は、被覆すべき表面を
有する物品を用意する段階と、水及び無機ゲル形成剤を
含むキャリヤ成分と、アルミニウム源と、任意成分とし
てのハライド系活性剤と、酸化物系分散剤との混合物を
含有するコーティングスラリーを調製する段階を含む。
無機ゲル形成剤は、好ましくはモンモリロナイト粘土の
ような膨潤性粘土であり、最も好ましくはヘクトライト
粘土又はベントナイト粘土である。コーティングスラリ
ーを物品表面に塗工し、次いで物品表面のコーティング
スラリーを乾燥してスラリーから水を除去する。乾燥段
階は、好ましくは物品表面のコーティングスラリーを空
気中約１８０°Ｆ〜約９５０°Ｆ、最も好ましくは約１
８０〜約２５０°Ｆの温度に約２〜約４８時間加熱する
ことによって行われる。本発明の方法では、さらに乾燥
コーティングスラリーを有する物品表面を加熱して物品
表面に固着したアルミニウムコーティングを形成する。
この加熱段階は、好ましくは、不活性又は還元性雰囲気
中約１７００°Ｆ〜約２１００°Ｆの温度に約１〜約１
６時間加熱することによって行われる。しかる後、任意
段階ではあるが望ましい段階として、余分なコーティン
グ材を物品表面から除去する。
有する物品を用意する段階と、水及び無機ゲル形成剤を
含むキャリヤ成分と、アルミニウム源と、任意成分とし
てのハライド系活性剤と、酸化物系分散剤との混合物を
含有するコーティングスラリーを調製する段階を含む。
無機ゲル形成剤は、好ましくはモンモリロナイト粘土の
ような膨潤性粘土であり、最も好ましくはヘクトライト
粘土又はベントナイト粘土である。コーティングスラリ
ーを物品表面に塗工し、次いで物品表面のコーティング
スラリーを乾燥してスラリーから水を除去する。乾燥段
階は、好ましくは物品表面のコーティングスラリーを空
気中約１８０°Ｆ〜約９５０°Ｆ、最も好ましくは約１
８０〜約２５０°Ｆの温度に約２〜約４８時間加熱する
ことによって行われる。本発明の方法では、さらに乾燥
コーティングスラリーを有する物品表面を加熱して物品
表面に固着したアルミニウムコーティングを形成する。
この加熱段階は、好ましくは、不活性又は還元性雰囲気
中約１７００°Ｆ〜約２１００°Ｆの温度に約１〜約１
６時間加熱することによって行われる。しかる後、任意
段階ではあるが望ましい段階として、余分なコーティン
グ材を物品表面から除去する。
【００１１】物品は好ましくはガスタービン動翼又は静
翼の翼形部である。一例では、翼形部は中空で内部通路
が設けられている。塗工段階は、コーティングスラリー
を物品の内部通路に注入して内部通路を満たすことによ
って行う。
翼の翼形部である。一例では、翼形部は中空で内部通路
が設けられている。塗工段階は、コーティングスラリー
を物品の内部通路に注入して内部通路を満たすことによ
って行う。
【００１２】アルミニウム源は、好ましくは、アルミニ
ウム、クロム−アルミニウム合金、コバルト−アルミニ
ウム合金、チタン−アルミニウム合金、鉄−アルミニウ
ム合金、アルミニウム−バナジウム合金、アルミニウム
−マンガン合金又はこれらの混合物である。ハライド系
活性剤は、これを使用する場合、ＡｌＦ3、ＮＨ4Ｆ、Ａ
ｌＣｌ3、ＮＨ4Ｃｌ、ＣｒＣｌ3、ＣｒＣｌ2、ＮａＣ
ｌ、ＦｅＣｌ2、ＦｅＣｌ3、ＣｒＦ2、ＣｒＦ3又はこれ
らの混合物であるのが好ましい。酸化物系分散剤は、ア
ルミナが好ましいが、イットリア、ジルコニア、クロミ
ア、ハフニア又はこれらの混合物のようなその他の酸化
物も使用し得る。
ウム、クロム−アルミニウム合金、コバルト−アルミニ
ウム合金、チタン−アルミニウム合金、鉄−アルミニウ
ム合金、アルミニウム−バナジウム合金、アルミニウム
−マンガン合金又はこれらの混合物である。ハライド系
活性剤は、これを使用する場合、ＡｌＦ3、ＮＨ4Ｆ、Ａ
ｌＣｌ3、ＮＨ4Ｃｌ、ＣｒＣｌ3、ＣｒＣｌ2、ＮａＣ
ｌ、ＦｅＣｌ2、ＦｅＣｌ3、ＣｒＦ2、ＣｒＦ3又はこれ
らの混合物であるのが好ましい。酸化物系分散剤は、ア
ルミナが好ましいが、イットリア、ジルコニア、クロミ
ア、ハフニア又はこれらの混合物のようなその他の酸化
物も使用し得る。
【００１３】好ましくは、アルミニウム源はアルミニウ
ム源とハライド系活性剤と酸化物系分散剤の合計重量を
基準にして約１〜５０重量％であり、ハライド系活性剤
はアルミニウム源とハライド系活性剤と酸化物系分散剤
の合計重量を基準にして約０．５〜１０重量％であり、
酸化物系分散剤はアルミニウム源とハライド系活性剤と
酸化物系分散剤の合計重量を基準にして約５０〜９９重
量％である。最も好ましくは、アルミニウム源は約５０
重量％のコバルトと残部のアルミニウムからなるコバル
ト−アルミニウム合金であり、アルミニウム源とハライ
ド系活性剤と酸化物系分散剤の合計重量を基準にして約
２８〜３５重量％の量で存在する。最も好ましくは、ハ
ライド系活性剤はＡｌＦ3であり、アルミニウム源とハ
ライド系活性剤と酸化物系分散剤の合計重量を基準にし
て約４〜６重量％の量で存在する。無機ゲル形成剤は、
水と無機ゲル形成剤の合計重量を基準にして約１〜６重
量％の量で存在する。アルミニウム源とハライド系活性
剤と酸化物系分散剤の合計は、キャリヤ成分とアルミニ
ウム源とハライド系活性剤と酸化物系分散剤との混合物
の約３０〜約７０重量％をなす。
ム源とハライド系活性剤と酸化物系分散剤の合計重量を
基準にして約１〜５０重量％であり、ハライド系活性剤
はアルミニウム源とハライド系活性剤と酸化物系分散剤
の合計重量を基準にして約０．５〜１０重量％であり、
酸化物系分散剤はアルミニウム源とハライド系活性剤と
酸化物系分散剤の合計重量を基準にして約５０〜９９重
量％である。最も好ましくは、アルミニウム源は約５０
重量％のコバルトと残部のアルミニウムからなるコバル
ト−アルミニウム合金であり、アルミニウム源とハライ
ド系活性剤と酸化物系分散剤の合計重量を基準にして約
２８〜３５重量％の量で存在する。最も好ましくは、ハ
ライド系活性剤はＡｌＦ3であり、アルミニウム源とハ
ライド系活性剤と酸化物系分散剤の合計重量を基準にし
て約４〜６重量％の量で存在する。無機ゲル形成剤は、
水と無機ゲル形成剤の合計重量を基準にして約１〜６重
量％の量で存在する。アルミニウム源とハライド系活性
剤と酸化物系分散剤の合計は、キャリヤ成分とアルミニ
ウム源とハライド系活性剤と酸化物系分散剤との混合物
の約３０〜約７０重量％をなす。
【００１４】本発明のその他の特徴及び利点は、本発明
の原理を例示した図面と併せて、好ましい実施形態に関
する以下の詳細な説明から明らかになろう。本発明の技
術的範囲はこうした好ましい実施形態に限定されない。
の原理を例示した図面と併せて、好ましい実施形態に関
する以下の詳細な説明から明らかになろう。本発明の技
術的範囲はこうした好ましい実施形態に限定されない。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、タービン動翼やタービン
静翼のようなガスタービンエンジンの構成物品を示した
もので、ここでは特にタービン動翼２０を示す。タービ
ン動翼２０は実施可能なあらゆる材料で形成できるが、
好ましくはニッケル基超合金である。タービン動翼２０
は翼形部２２を含んでおり、この翼形部２２に向かって
高温排気ガスの流れが導かれる。（タービン静翼は翼形
部については同様の外観を有するが、典型的には他端に
も翼形部を支持する構造を有する。）。タービン動翼２
０は翼形部２２から下方に延在したダブテール２４によ
ってタービンディスクのスロットと係合してタービンデ
ィスク（図示せず）に装着される。翼形部２２とダブテ
ール２４とがつながる領域から縦方向外側にプラットホ
ーム２６が延在している。多数の内部通路が翼形部２２
内部に延在し、翼形部２２表面の開口２８を終端とす
る。稼働中、冷却空気の流れを内部通路に通して翼形部
２２の温度を下げる。翼形部２２はダブテール２４に隣
接して根元部３０を有しており、ダブテール２４とは反
対側に翼先端３２を有していると述べることもできる。
静翼のようなガスタービンエンジンの構成物品を示した
もので、ここでは特にタービン動翼２０を示す。タービ
ン動翼２０は実施可能なあらゆる材料で形成できるが、
好ましくはニッケル基超合金である。タービン動翼２０
は翼形部２２を含んでおり、この翼形部２２に向かって
高温排気ガスの流れが導かれる。（タービン静翼は翼形
部については同様の外観を有するが、典型的には他端に
も翼形部を支持する構造を有する。）。タービン動翼２
０は翼形部２２から下方に延在したダブテール２４によ
ってタービンディスクのスロットと係合してタービンデ
ィスク（図示せず）に装着される。翼形部２２とダブテ
ール２４とがつながる領域から縦方向外側にプラットホ
ーム２６が延在している。多数の内部通路が翼形部２２
内部に延在し、翼形部２２表面の開口２８を終端とす
る。稼働中、冷却空気の流れを内部通路に通して翼形部
２２の温度を下げる。翼形部２２はダブテール２４に隣
接して根元部３０を有しており、ダブテール２４とは反
対側に翼先端３２を有していると述べることもできる。
【００１６】図２は翼形部２２の縦方向断面図で、翼形
部２２の内部を貫通した内部通路３４の一つを示す。内
部通路３４は翼形部内面３６を有し、翼形部２２の金属
部分の翼形部外面３８も図示されている。
部２２の内部を貫通した内部通路３４の一つを示す。内
部通路３４は翼形部内面３６を有し、翼形部２２の金属
部分の翼形部外面３８も図示されている。
【００１７】拡散アルミナイド保護領域４０が翼形部内
面３６に存在する。拡散アルミナイドは、翼形部内面３
６に含アルミニウムコーティングを堆積することにより
形成され、翼形部２２の本体は基材４２として働く。ア
ルミニウムを基材４２の材料と相互拡散させ、翼形部内
面３６の下にアルミニウム富化保護領域４０を形成す
る。拡散アルミナイド保護領域４０は、翼形部内面３６
近くでアルミニウム濃度が最も高く、翼形部内面３６か
ら基材４２内部への距離が増すにつれてアルミニウム濃
度が減少する組成を有する。拡散アルミナイド保護領域
４０の厚さは典型的には約０．０００５〜約０．００５
インチである。高温酸化性環境に暴露されると、翼形部
内面３６のアルミニウム富化領域は酸化され、翼形部内
面３６に密着性の高い酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）保
護スケールを形成し、それ以上の酸化損傷を阻止し、抑
制する。拡散アルミナイド保護領域４０には、任意成分
として、ハフニウム、ジルコニウム、イットリウム、ケ
イ素、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、
レニウム、ルテニウム、コバルト、クロム、白金、パラ
ジウム及びこれらの混合物のような反応性で貴なアルミ
ナイド改質元素が存在していてもよい。翼形部外面３８
に施工されるオーバーレイコーティング（後述）は、翼
形部内面３６には使用しない。
面３６に存在する。拡散アルミナイドは、翼形部内面３
６に含アルミニウムコーティングを堆積することにより
形成され、翼形部２２の本体は基材４２として働く。ア
ルミニウムを基材４２の材料と相互拡散させ、翼形部内
面３６の下にアルミニウム富化保護領域４０を形成す
る。拡散アルミナイド保護領域４０は、翼形部内面３６
近くでアルミニウム濃度が最も高く、翼形部内面３６か
ら基材４２内部への距離が増すにつれてアルミニウム濃
度が減少する組成を有する。拡散アルミナイド保護領域
４０の厚さは典型的には約０．０００５〜約０．００５
インチである。高温酸化性環境に暴露されると、翼形部
内面３６のアルミニウム富化領域は酸化され、翼形部内
面３６に密着性の高い酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）保
護スケールを形成し、それ以上の酸化損傷を阻止し、抑
制する。拡散アルミナイド保護領域４０には、任意成分
として、ハフニウム、ジルコニウム、イットリウム、ケ
イ素、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、
レニウム、ルテニウム、コバルト、クロム、白金、パラ
ジウム及びこれらの混合物のような反応性で貴なアルミ
ナイド改質元素が存在していてもよい。翼形部外面３８
に施工されるオーバーレイコーティング（後述）は、翼
形部内面３６には使用しない。
【００１８】翼形部外面３８を保護してもよく、図２に
その一例を示す。保護コーティング４４は翼形部外面３
８上にあってこれと接している。保護コーティング４４
は、翼形部外面３８上にあってこれと接する保護層４６
を有する。保護層４６は好ましくは拡散アルミナイド又
はオーバーレイ組成物からなる。拡散アルミナイドを用
いる場合、これは上述のタイプの単純な拡散アルミナイ
ドであってもよいし、白金アルミナイドのような改質拡
散アルミナイドであってもよい。かかるコーティングは
外側保護層４６の場合には当技術分野で公知である。オ
ーバーレイ保護コーティングを用いる場合、これは好ま
しくはＭＣｒＡｌＸ型のものである。「ＭＣｒＡｌＸ」
という用語は、遮熱コーティング系における耐環境性コ
ーティング又はボンドコートとして使用し得るオーバー
レイ保護層４６の様々な群に関する当技術分野での略語
である。この式及び他の式において、Ｍはニッケル、コ
バルト、鉄及びこれらの組合せを表す。これらの保護コ
ーティングのあるものでは、クロムを除いてもよい。Ｘ
はハフニウム、ジルコニウム、イットリウム、タンタ
ル、レニウム、ルテニウム、パラジウム、白金、ケイ
素、チタン、ホウ素、炭素及びこれらの組合せを表す。
具体的な組成物は当技術分野で公知である。ＭＣｒＡｌ
Ｘ組成物の具体例としては、例えばＮｉＡｌＣｒＺｒ及
びＮｉＡｌＺｒがあるが、これらに限定されない。保護
層４６の厚さは約０．０００５〜約０．０１０インチで
ある。このような保護層４６は当技術分野で公知であ
る。
その一例を示す。保護コーティング４４は翼形部外面３
８上にあってこれと接している。保護コーティング４４
は、翼形部外面３８上にあってこれと接する保護層４６
を有する。保護層４６は好ましくは拡散アルミナイド又
はオーバーレイ組成物からなる。拡散アルミナイドを用
いる場合、これは上述のタイプの単純な拡散アルミナイ
ドであってもよいし、白金アルミナイドのような改質拡
散アルミナイドであってもよい。かかるコーティングは
外側保護層４６の場合には当技術分野で公知である。オ
ーバーレイ保護コーティングを用いる場合、これは好ま
しくはＭＣｒＡｌＸ型のものである。「ＭＣｒＡｌＸ」
という用語は、遮熱コーティング系における耐環境性コ
ーティング又はボンドコートとして使用し得るオーバー
レイ保護層４６の様々な群に関する当技術分野での略語
である。この式及び他の式において、Ｍはニッケル、コ
バルト、鉄及びこれらの組合せを表す。これらの保護コ
ーティングのあるものでは、クロムを除いてもよい。Ｘ
はハフニウム、ジルコニウム、イットリウム、タンタ
ル、レニウム、ルテニウム、パラジウム、白金、ケイ
素、チタン、ホウ素、炭素及びこれらの組合せを表す。
具体的な組成物は当技術分野で公知である。ＭＣｒＡｌ
Ｘ組成物の具体例としては、例えばＮｉＡｌＣｒＺｒ及
びＮｉＡｌＺｒがあるが、これらに限定されない。保護
層４６の厚さは約０．０００５〜約０．０１０インチで
ある。このような保護層４６は当技術分野で公知であ
る。
【００１９】任意には、セラミック層４８が保護層４６
上にあってこれと接している。セラミック層４８は好ま
しくはイットリア安定化ジルコニアであり、これは約２
〜約１２重量％、好ましくは約３〜約８重量％の酸化イ
ットリウムを含有する酸化ジルコニウムである。セラミ
ック層４８の厚さは典型的には約０．００３〜約０．０
１０インチである。他の適当なセラミック材料も使用し
得る。セラミック層４８が存在しないとき、保護層４６
は「耐環境性コーティング」と呼ばれる。セラミック層
４８が存在するときは、保護層４６は「ボンドコート」
と呼ばれる。
上にあってこれと接している。セラミック層４８は好ま
しくはイットリア安定化ジルコニアであり、これは約２
〜約１２重量％、好ましくは約３〜約８重量％の酸化イ
ットリウムを含有する酸化ジルコニウムである。セラミ
ック層４８の厚さは典型的には約０．００３〜約０．０
１０インチである。他の適当なセラミック材料も使用し
得る。セラミック層４８が存在しないとき、保護層４６
は「耐環境性コーティング」と呼ばれる。セラミック層
４８が存在するときは、保護層４６は「ボンドコート」
と呼ばれる。
【００２０】図３に、本発明の方法の実施のための好ま
しい順序を示す。物品、この例ではタービン動翼２０や
タービン静翼にみられるような翼形部２２を用意する
（６０）。
しい順序を示す。物品、この例ではタービン動翼２０や
タービン静翼にみられるような翼形部２２を用意する
（６０）。
【００２１】コーティングスラリーを調製する（６
２）。コーティングスラリーはキャリヤ成分と粉末混合
物とを含む。キャリヤ成分は水と無機ゲル形成剤とを含
む。後段での水の蒸発を容易にするため、アルコールの
ような揮発性が高く完全に揮発する有機化合物を少量、
水と混合してもよい。無機ゲル形成剤は好ましくは膨潤
性粘土であり、さらに好ましくはモンモリロナイト粘
土、最も好ましくはヘクトライト粘土又はベントナイト
粘土である。ヘクトライト粘土は、初期重量の約２４倍
もの水を吸収するので、最も効率的なゲル形成剤であ
り、初期重量の最高約１６倍の水を吸収するベントナイ
ト粘土よりも好ましい。ヘクトライト粘土はＮａＭｇＬ
ｉ−ケイ酸塩粘土であり、その粒子は典型的には公称約
０．８×約０．０８×約０．００１μｍの細長い平板状
である。本発明での使用に最も好ましい粘土はＲｈｅｏ
ｘ社（米国ニュージャージー州ハイツタウン）から入手
可能なヘクトライト粘土であるＢｅｎｔｏｎｅ（登録商
標）ＡＤ粘土である。Ｂｅｎｔｏｎｅ（登録商標）ＭＡ
粘土（同じくＲｈｅｏｘ社から入手可能）も使用し得る
が、Ｂｅｎｔｏｎｅ（登録商標）ＡＤ粘土よりも若干粒
度が粗く、その結果Ｂｅｎｔｏｎｅ（登録商標）ＡＤ粘
土の方が沈降防止性に優れ、ゲル形成剤として優れてい
る。二番目に好ましい粘土であるベントナイト粘土はＮ
ａＡｌＭｇ−ケイ酸塩粘土であり、その粒子は典型的に
は公称約０．８×約０．８×約０．００１μｍの正方形
平板状である。
２）。コーティングスラリーはキャリヤ成分と粉末混合
物とを含む。キャリヤ成分は水と無機ゲル形成剤とを含
む。後段での水の蒸発を容易にするため、アルコールの
ような揮発性が高く完全に揮発する有機化合物を少量、
水と混合してもよい。無機ゲル形成剤は好ましくは膨潤
性粘土であり、さらに好ましくはモンモリロナイト粘
土、最も好ましくはヘクトライト粘土又はベントナイト
粘土である。ヘクトライト粘土は、初期重量の約２４倍
もの水を吸収するので、最も効率的なゲル形成剤であ
り、初期重量の最高約１６倍の水を吸収するベントナイ
ト粘土よりも好ましい。ヘクトライト粘土はＮａＭｇＬ
ｉ−ケイ酸塩粘土であり、その粒子は典型的には公称約
０．８×約０．０８×約０．００１μｍの細長い平板状
である。本発明での使用に最も好ましい粘土はＲｈｅｏ
ｘ社（米国ニュージャージー州ハイツタウン）から入手
可能なヘクトライト粘土であるＢｅｎｔｏｎｅ（登録商
標）ＡＤ粘土である。Ｂｅｎｔｏｎｅ（登録商標）ＭＡ
粘土（同じくＲｈｅｏｘ社から入手可能）も使用し得る
が、Ｂｅｎｔｏｎｅ（登録商標）ＡＤ粘土よりも若干粒
度が粗く、その結果Ｂｅｎｔｏｎｅ（登録商標）ＡＤ粘
土の方が沈降防止性に優れ、ゲル形成剤として優れてい
る。二番目に好ましい粘土であるベントナイト粘土はＮ
ａＡｌＭｇ−ケイ酸塩粘土であり、その粒子は典型的に
は公称約０．８×約０．８×約０．００１μｍの正方形
平板状である。
【００２２】無機ゲル形成剤は好ましくは水と無機ゲル
形成剤の合計重量の約１〜約６重量％であり、最も好ま
しくは４重量％である。無機ゲル形成剤を水と混合して
キャリヤ成分を形成する。混合は高剪断又は高速ミキ
サ、例えば通常の家庭用ブレンダを用いて行う。
形成剤の合計重量の約１〜約６重量％であり、最も好ま
しくは４重量％である。無機ゲル形成剤を水と混合して
キャリヤ成分を形成する。混合は高剪断又は高速ミキ
サ、例えば通常の家庭用ブレンダを用いて行う。
【００２３】「固形」成分には、粉末状アルミニウム源
と、粉末状酸化物系分散剤と、任意成分の粉末状ハライ
ド系活性剤とが含まれる。（無機ゲル形成剤も固体で、
キャリヤ成分に含まれているが、上記の成分を「固形」
成分という。）。アルミニウム源は、好ましくは、アル
ミニウム、クロム−アルミニウム合金、コバルト−アル
ミニウム合金、チタン−アルミニウム合金、鉄−アルミ
ニウム合金、アルミニウム−バナジウム合金、アルミニ
ウム−マンガン合金又はこれらの混合物である。約５０
重量％のコバルトと残部のアルミニウムからなるコバル
ト−アルミニウム合金が好ましい。十分量（固形成分の
約５０〜８０重量％）のアルミニウム源を使用すれば、
ハライド系活性剤を用いなくてもコーティングは達成し
得る。しかし、アルミニウム源を比較的低濃度で存在さ
せることができること、並びにハライド系活性剤は後の
洗浄段階で役立ち余分なコーティング材の除去を容易に
することから、ハライド系活性剤を使用するのが好まし
い。ハライド系活性剤は、これを使用する場合、ＡｌＦ
3、ＮＨ4Ｆ、ＡｌＣｌ3、ＮＨ4Ｃｌ、ＣｒＣｌ3、Ｃｒ
Ｃｌ2、ＮａＣｌ、ＦｅＣｌ2、ＦｅＣｌ3、ＣｒＦ2、Ｃ
ｒＦ3又はこれらの混合物であるのが好ましい。酸化物
系分散剤は好ましくは酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）で
あるが、その代わりに、イットリア、ジルコニア、クロ
ミア、ハフニアなどの他の酸化物を使用してもよい。固
形成分の好ましいメッシュサイズは約１５０メッシュ〜
約３２５メッシュである。アルミニウム源は、アルミニ
ウム源とハライド系活性剤と酸化物系分散剤の合計重量
を基準にして好ましくは約１〜５０重量％、さらに好ま
しくは約２８〜３５重量％、最も好ましくは約３０重量
％であり、ハライド系活性剤は、アルミニウム源とハラ
イド系活性剤と酸化物系分散剤の合計重量を基準にして
好ましくは約０．５〜１０重量％、さらに好ましくは約
２〜６重量％、最も好ましくは約５重量％であり、酸化
物系分散剤はアルミニウム源とハライド系活性剤と酸化
物系分散剤の合計重量を基準にして好ましくは約５０〜
９９重量％である。
と、粉末状酸化物系分散剤と、任意成分の粉末状ハライ
ド系活性剤とが含まれる。（無機ゲル形成剤も固体で、
キャリヤ成分に含まれているが、上記の成分を「固形」
成分という。）。アルミニウム源は、好ましくは、アル
ミニウム、クロム−アルミニウム合金、コバルト−アル
ミニウム合金、チタン−アルミニウム合金、鉄−アルミ
ニウム合金、アルミニウム−バナジウム合金、アルミニ
ウム−マンガン合金又はこれらの混合物である。約５０
重量％のコバルトと残部のアルミニウムからなるコバル
ト−アルミニウム合金が好ましい。十分量（固形成分の
約５０〜８０重量％）のアルミニウム源を使用すれば、
ハライド系活性剤を用いなくてもコーティングは達成し
得る。しかし、アルミニウム源を比較的低濃度で存在さ
せることができること、並びにハライド系活性剤は後の
洗浄段階で役立ち余分なコーティング材の除去を容易に
することから、ハライド系活性剤を使用するのが好まし
い。ハライド系活性剤は、これを使用する場合、ＡｌＦ
3、ＮＨ4Ｆ、ＡｌＣｌ3、ＮＨ4Ｃｌ、ＣｒＣｌ3、Ｃｒ
Ｃｌ2、ＮａＣｌ、ＦｅＣｌ2、ＦｅＣｌ3、ＣｒＦ2、Ｃ
ｒＦ3又はこれらの混合物であるのが好ましい。酸化物
系分散剤は好ましくは酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）で
あるが、その代わりに、イットリア、ジルコニア、クロ
ミア、ハフニアなどの他の酸化物を使用してもよい。固
形成分の好ましいメッシュサイズは約１５０メッシュ〜
約３２５メッシュである。アルミニウム源は、アルミニ
ウム源とハライド系活性剤と酸化物系分散剤の合計重量
を基準にして好ましくは約１〜５０重量％、さらに好ま
しくは約２８〜３５重量％、最も好ましくは約３０重量
％であり、ハライド系活性剤は、アルミニウム源とハラ
イド系活性剤と酸化物系分散剤の合計重量を基準にして
好ましくは約０．５〜１０重量％、さらに好ましくは約
２〜６重量％、最も好ましくは約５重量％であり、酸化
物系分散剤はアルミニウム源とハライド系活性剤と酸化
物系分散剤の合計重量を基準にして好ましくは約５０〜
９９重量％である。
【００２４】キャリヤ成分と固形成分とを混ぜ合わせて
コーティングスラリーを形成する。アルミニウム源とハ
ライド系活性剤と酸化物系分散剤の合計は、キャリヤ成
分とアルミニウム源とハライド系活性剤と酸化物系分散
剤との全混合物の好ましくは約３０〜約７０重量％、最
も好ましくは約４０重量％である。アルミニウム源とハ
ライド系活性剤と酸化物系分散剤をブレンダで混合し、
次いでスパチュラを用いて固形成分をキャリヤ成分に混
合する。
コーティングスラリーを形成する。アルミニウム源とハ
ライド系活性剤と酸化物系分散剤の合計は、キャリヤ成
分とアルミニウム源とハライド系活性剤と酸化物系分散
剤との全混合物の好ましくは約３０〜約７０重量％、最
も好ましくは約４０重量％である。アルミニウム源とハ
ライド系活性剤と酸化物系分散剤をブレンダで混合し、
次いでスパチュラを用いて固形成分をキャリヤ成分に混
合する。
【００２５】コーティングスラリーを目的の物品表面に
塗工する（６４）。コーティングスラリーを内部通路３
４の翼形部内面３６に塗工する好ましい実施形態では、
シリンジ及びポンプを用いて、コーティングスラリーを
内部通路３４中に注入する。
塗工する（６４）。コーティングスラリーを内部通路３
４の翼形部内面３６に塗工する好ましい実施形態では、
シリンジ及びポンプを用いて、コーティングスラリーを
内部通路３４中に注入する。
【００２６】表面に塗工されたコーティングスラリーを
乾燥する（６６）。好ましい実施形態では、乾燥段階６
６は、物品表面のコーティングスラリーを空気中約１８
０°Ｆ〜約９５０°Ｆの温度に約２〜約４８時間加熱す
ることによって達成する。乾燥によってコーティングス
ラリーの水は蒸発する。蒸発を促進すべく、アルコール
のような少量の蒸発助剤を水に添加してもよい。蒸発助
剤は完全に蒸発し、乾燥コーティングに有機残渣は残ら
ない。
乾燥する（６６）。好ましい実施形態では、乾燥段階６
６は、物品表面のコーティングスラリーを空気中約１８
０°Ｆ〜約９５０°Ｆの温度に約２〜約４８時間加熱す
ることによって達成する。乾燥によってコーティングス
ラリーの水は蒸発する。蒸発を促進すべく、アルコール
のような少量の蒸発助剤を水に添加してもよい。蒸発助
剤は完全に蒸発し、乾燥コーティングに有機残渣は残ら
ない。
【００２７】乾燥コーティングスラリーを加熱して物品
表面に含アルミニウムコーティングを堆積させる（６
８）。この加熱段階６８は、好ましくは、不活性（例え
ばアルゴン）又は還元性（例えば水素）雰囲気中約１７
００°Ｆ〜約２１００°Ｆの温度に約１〜約１６時間加
熱することによって達成される。この段階では、物品を
残留酸素及び水蒸気による酸化から保護するのが望まし
い。かかる保護を達成すべく物品をニッケル箔その他ス
テンレス鋼や工具鋼やタンタルやニッケル基超合金など
の箔で包むのが好ましい。この加熱段階では、アルミニ
ウム源及びハライド系活性剤によってアルミニウム含有
蒸気が発生する。アルミニウム含有蒸気は表面に堆積
し、含アルミニウムコーティングが残る。被覆した物品
はしかる後室温まで冷却する。
表面に含アルミニウムコーティングを堆積させる（６
８）。この加熱段階６８は、好ましくは、不活性（例え
ばアルゴン）又は還元性（例えば水素）雰囲気中約１７
００°Ｆ〜約２１００°Ｆの温度に約１〜約１６時間加
熱することによって達成される。この段階では、物品を
残留酸素及び水蒸気による酸化から保護するのが望まし
い。かかる保護を達成すべく物品をニッケル箔その他ス
テンレス鋼や工具鋼やタンタルやニッケル基超合金など
の箔で包むのが好ましい。この加熱段階では、アルミニ
ウム源及びハライド系活性剤によってアルミニウム含有
蒸気が発生する。アルミニウム含有蒸気は表面に堆積
し、含アルミニウムコーティングが残る。被覆した物品
はしかる後室温まで冷却する。
【００２８】加熱段階４８の結果、表面がアルミニウム
含有層４０で覆われた物品が得られる。アルミニウム含
有層４０は加熱段階６８の際基材４２中へと部分的に相
互拡散する。
含有層４０で覆われた物品が得られる。アルミニウム含
有層４０は加熱段階６８の際基材４２中へと部分的に相
互拡散する。
【００２９】さらに、当初の固形粉末の約５〜１０％し
か反応しないので、表面には残渣が残る。残渣には、未
反応のアルミニウム源とハライド系活性剤、酸化物系分
散剤及び残りの無機ゲル形成剤が含まれる。この余分な
コーティング材を好ましくは除去する（７０）。かかる
除去は、内部通路内であっても、高圧空気又は高圧流水
を吹き込むことによって達成される。
か反応しないので、表面には残渣が残る。残渣には、未
反応のアルミニウム源とハライド系活性剤、酸化物系分
散剤及び残りの無機ゲル形成剤が含まれる。この余分な
コーティング材を好ましくは除去する（７０）。かかる
除去は、内部通路内であっても、高圧空気又は高圧流水
を吹き込むことによって達成される。
【００３０】その他のコーティングを施工する（７
２）。タービン翼形部の場合、コーティング４４又は遮
熱コーティングのようなコーティングを翼形部外面３８
に施工してもよい。選択した外部コーティングに適用可
能などんな方法を用いてもよく、段階７２は段階６８の
後でも、前でも、同時でもよい。図２に示す結果を与え
る好ましい実施形態では、翼形部外面３８上にあってこ
れに接する保護コーティング４４を堆積する。保護コー
ティング４４には翼形部外面３８上に堆積された保護層
４６が含まれる。保護層４６は好ましくはＭＣｒＡｌＸ
型である。保護層４６は実施可能なあらゆる方法、例え
ば物理蒸着（例えばスパッタリング、陰極アーク、電子
ビーム）又は溶射方法で堆積する。保護層４６の厚さは
好ましくは約０．０００５〜約０．０１０インチ、最も
好ましくは約０．００２〜約０．００７インチである。
２）。タービン翼形部の場合、コーティング４４又は遮
熱コーティングのようなコーティングを翼形部外面３８
に施工してもよい。選択した外部コーティングに適用可
能などんな方法を用いてもよく、段階７２は段階６８の
後でも、前でも、同時でもよい。図２に示す結果を与え
る好ましい実施形態では、翼形部外面３８上にあってこ
れに接する保護コーティング４４を堆積する。保護コー
ティング４４には翼形部外面３８上に堆積された保護層
４６が含まれる。保護層４６は好ましくはＭＣｒＡｌＸ
型である。保護層４６は実施可能なあらゆる方法、例え
ば物理蒸着（例えばスパッタリング、陰極アーク、電子
ビーム）又は溶射方法で堆積する。保護層４６の厚さは
好ましくは約０．０００５〜約０．０１０インチ、最も
好ましくは約０．００２〜約０．００７インチである。
【００３１】オーバーレイ保護コーティングには、任意
には、保護層４６上にあってこれと接するセラミック層
４８が含まれ。セラミック層４８の厚さは好ましくは約
０．００３〜約０．０１０インチ、最も好ましくは約
０．００５インチである。（図２は正確な縮尺によって
描いたものではない。）。セラミック層４８は好ましく
はイットリア安定化ジルコニアであり、これは約２〜約
１２重量％、好ましくは約３〜約８重量％の酸化イット
リウムを含有する酸化ジルコニウムである。その他の実
施可能なセラミック材料を使用してもよい。セラミック
層は、物理蒸着、溶射など実施可能な方法で堆積するこ
とができる。
には、保護層４６上にあってこれと接するセラミック層
４８が含まれ。セラミック層４８の厚さは好ましくは約
０．００３〜約０．０１０インチ、最も好ましくは約
０．００５インチである。（図２は正確な縮尺によって
描いたものではない。）。セラミック層４８は好ましく
はイットリア安定化ジルコニアであり、これは約２〜約
１２重量％、好ましくは約３〜約８重量％の酸化イット
リウムを含有する酸化ジルコニウムである。その他の実
施可能なセラミック材料を使用してもよい。セラミック
層は、物理蒸着、溶射など実施可能な方法で堆積するこ
とができる。
【００３２】本発明の方法を実際に実施した。
【００３３】第一の実施例では、固形成分として、約２
０重量部のコバルト−５０重量％アルミニウム合金、約
５重量部のＡｌＦ3、残部の酸化アルミニウムからなる
混合物を調製した。水中に約４重量％のＢｅｎｔｏｎｅ
（登録商標）ＡＤ粘土を含むキャリヤ成分を調製した。
約４０重量部の固形成分と約６０重量部のキャリヤ成分
を混ぜ合わせた。コーティングスラリーを高圧タービン
動翼の翼形部の内部通路中に注入した。翼形部の処理を
上述の通り、空気中１８０°Ｆで２４時間乾燥し、水素
中１９７５°Ｆで４時間加熱することによって行った。
コーティングの厚さは約０．００１１インチであり、ア
ルミニウム含量はコーティングの頂部５μｍで測定して
約１６重量％であった。
０重量部のコバルト−５０重量％アルミニウム合金、約
５重量部のＡｌＦ3、残部の酸化アルミニウムからなる
混合物を調製した。水中に約４重量％のＢｅｎｔｏｎｅ
（登録商標）ＡＤ粘土を含むキャリヤ成分を調製した。
約４０重量部の固形成分と約６０重量部のキャリヤ成分
を混ぜ合わせた。コーティングスラリーを高圧タービン
動翼の翼形部の内部通路中に注入した。翼形部の処理を
上述の通り、空気中１８０°Ｆで２４時間乾燥し、水素
中１９７５°Ｆで４時間加熱することによって行った。
コーティングの厚さは約０．００１１インチであり、ア
ルミニウム含量はコーティングの頂部５μｍで測定して
約１６重量％であった。
【００３４】第二の実施例では、固形成分中のコバルト
−アルミニウム合金を混合物の約３０％に増し、コーテ
ィングの厚さを０．００１５インチとした以外は、第一
の実施例と同じ方法を行った。この実施例では、コーテ
ィングのアルミニウム含量が約２２重量％であった。コ
ーティングのアルミニウム含量が高いため、第二の実施
例の方が好ましい。
−アルミニウム合金を混合物の約３０％に増し、コーテ
ィングの厚さを０．００１５インチとした以外は、第一
の実施例と同じ方法を行った。この実施例では、コーテ
ィングのアルミニウム含量が約２２重量％であった。コ
ーティングのアルミニウム含量が高いため、第二の実施
例の方が好ましい。
【００３５】上述の方法及びその変更例により、全部で
約１７５個の高圧タービン動翼を製造した。
約１７５個の高圧タービン動翼を製造した。
【００３６】本発明の方法の利点が得られる原因が判然
としているわけではなく、また本発明の実施にはそうし
た原因が明らかにされることは必要とされないが、従来
のスラリーコーティング技術の問題の源はスラリーに用
いる有機ゲル形成材料にあると考えられる。有機ゲル形
成材料は、アルミニウム源とハライド系活性剤と酸化物
系分散剤をキャリヤ成分中で懸濁状態に保つために存在
する。有機成分は、乾燥及び／又は加熱中に燃焼副生物
蒸気を発生しかねず、これが物品表面に反応残渣を残す
作用をして、加熱反応段階後の反応残渣の除去を阻止又
は妨害するおそれがある。反応生成物もコーティングを
汚染しかねない。
としているわけではなく、また本発明の実施にはそうし
た原因が明らかにされることは必要とされないが、従来
のスラリーコーティング技術の問題の源はスラリーに用
いる有機ゲル形成材料にあると考えられる。有機ゲル形
成材料は、アルミニウム源とハライド系活性剤と酸化物
系分散剤をキャリヤ成分中で懸濁状態に保つために存在
する。有機成分は、乾燥及び／又は加熱中に燃焼副生物
蒸気を発生しかねず、これが物品表面に反応残渣を残す
作用をして、加熱反応段階後の反応残渣の除去を阻止又
は妨害するおそれがある。反応生成物もコーティングを
汚染しかねない。
【００３７】本発明の方法は、無機材料、好ましくはヘ
クトライト粘土又はベントナイト粘土を用いてゲル形成
機能を実現する。有機ゲル形成（又は懸濁）剤を用いる
ことは本発明の範囲に属さない。本発明では、キャリヤ
成分中の無機粘土がゲル特性を発現し、かくしてコーテ
ィングスラリーを物品表面に塗工する際に、他の固形分
が懸濁状態に保持される。ゲル形成成分から発生する有
機蒸気は存在しない。粘土を用いることには、粘土は乾
燥段階で有機材料よりも格段に容易に水を放出し、一層
完全かつ迅速な乾燥を達成するという追加の利点があ
る。水を一層完全に除去することは極めて望ましい。残
留水があると、アルミニウム源中のアルミニウムが酸化
アルミニウムへと酸化して、その焼結の原因となり、反
応後の余分なコーティング材の最終的な除去を阻止する
からである。したがって、水の存在は、翼形部の冷却穴
が酸化アルミニウムで部分的に或いは完全に塞がれるこ
とにつながり、このような望ましくない作用の発生が本
発明により抑制される。
クトライト粘土又はベントナイト粘土を用いてゲル形成
機能を実現する。有機ゲル形成（又は懸濁）剤を用いる
ことは本発明の範囲に属さない。本発明では、キャリヤ
成分中の無機粘土がゲル特性を発現し、かくしてコーテ
ィングスラリーを物品表面に塗工する際に、他の固形分
が懸濁状態に保持される。ゲル形成成分から発生する有
機蒸気は存在しない。粘土を用いることには、粘土は乾
燥段階で有機材料よりも格段に容易に水を放出し、一層
完全かつ迅速な乾燥を達成するという追加の利点があ
る。水を一層完全に除去することは極めて望ましい。残
留水があると、アルミニウム源中のアルミニウムが酸化
アルミニウムへと酸化して、その焼結の原因となり、反
応後の余分なコーティング材の最終的な除去を阻止する
からである。したがって、水の存在は、翼形部の冷却穴
が酸化アルミニウムで部分的に或いは完全に塞がれるこ
とにつながり、このような望ましくない作用の発生が本
発明により抑制される。
【００３８】以上本発明の特定の実施形態を具体的な説
明を目的として詳述したが、本発明の要旨から逸脱する
ことなく、種々の変更、増強が可能である。したがっ
て、本発明は特許請求の範囲以外にはなんら限定されな
い。
明を目的として詳述したが、本発明の要旨から逸脱する
ことなく、種々の変更、増強が可能である。したがっ
て、本発明は特許請求の範囲以外にはなんら限定されな
い。
【図１】 タービン動翼の斜視図である。
【図２】 図１のタービン動翼の２−２矢視拡大断面図
である。
である。
【図３】 内部通路をコーティングしたガスタービン翼
形部の製造方法を示すブロック流れ図である。
形部の製造方法を示すブロック流れ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョセフ・デビッド・リグニー アメリカ合衆国、オハイオ州、ミルフォー ド、ディアーヘイブン・コート、1097番 (72)発明者 ンリペンドラ・ナス・ダス アメリカ合衆国、オハイオ州、ウエスト・ チェスター、アパートメント・１、ノー ス・レガー・コート、8168番 (72)発明者 マイケル・ジェームズ・ウェイマー アメリカ合衆国、オハイオ州、ラブラン ド、マイアミ・トレイルズ・ドライブ、 6607番 (72)発明者 ジョン・ルイス・ラックマン アメリカ合衆国、オハイオ州、シンシナテ ィ、ハデポル・レーン、1751番 Ｆターム(参考） 3G002 EA05 4K044 AA06 AB10 BA11 BA12 BA13 BA20 BB11 CA24
Claims (19)
- 【請求項１】 被覆すべき表面（３６）を有する物品を
用意する段階、 水及び無機ゲル形成剤を含むキャリヤ成分と、アルミニ
ウム源と、酸化物系分散剤との混合物を含んでなるコー
ティングスラリーを調製する段階、 コーティングスラリーを物品表面（３６）に塗工する段
階、 次いで、物品表面（３６）上のコーティングスラリーを
乾燥して水を除去する段階、 次いで、乾燥コーティングスラリーを有する物品表面
（３６）を加熱して物品表面（３６）に固着したアルミ
ニウムコーティングを形成する段階を含んでなるコーテ
ィング方法。 - 【請求項２】 前記コーティングスラリーがさらにハラ
イド系活性剤を含有する、請求項１記載のコーティング
方法。 - 【請求項３】 前記アルミニウム源がアルミニウム源と
ハライド系活性剤と酸化物系分散剤の合計重量を基準に
して約１〜５０重量％であり、前記ハライド系活性剤が
アルミニウム源とハライド系活性剤と酸化物系分散剤の
合計重量を基準にして約０．５〜１０重量％であり、前
記酸化物系分散剤がアルミニウム源とハライド系活性剤
と酸化物系分散剤の合計重量を基準にして約５０〜９９
重量％である、請求項２記載のコーティング方法。 - 【請求項４】 さらに、前記加熱段階後に、物品表面
（３６）から余分なコーティング材を除去する段階を含
む、請求項１記載のコーティング方法。 - 【請求項５】 前記塗工段階が、コーティングスラリー
を物品の内部通路に注入する段階を含む、請求項１記載
のコーティング方法。 - 【請求項６】 前記乾燥段階が、物品表面（３６）上の
コーティングスラリーを空気中約１８０°Ｆ〜約９５０
°Ｆの温度に約２〜約４８時間加熱する段階を含む、請
求項１記載のコーティング方法。 - 【請求項７】 前記加熱段階が、乾燥コーティングスラ
リーを有する物品表面（３６）を不活性又は還元性雰囲
気中約１７００°Ｆ〜約２１００°Ｆの温度に約１〜約
１６時間加熱する段階を含む、請求項１記載のコーティ
ング方法。 - 【請求項８】 物品表面（３６）が物品の内部通路であ
る、請求項１記載のコーティング方法。 - 【請求項９】 前記無機ゲル形成剤が粘土である、請求
項１記載のコーティング方法。 - 【請求項１０】 前記無機ゲル形成剤がモンモリロナイ
ト粘土である、請求項１記載のコーティング方法。 - 【請求項１１】 前記無機ゲル形成剤がヘクトライト粘
土、ベントナイト粘土又はこれらの混合物である、請求
項１記載のコーティング方法。 - 【請求項１２】 前記アルミニウム源がアルミニウム、
クロム−アルミニウム合金、コバルト−アルミニウム合
金、チタン−アルミニウム合金、鉄−アルミニウム合
金、アルミニウム−バナジウム合金、アルミニウム−マ
ンガン合金及びこれらの混合物からなる群から選択され
る、請求項１記載のコーティング方法。 - 【請求項１３】 前記ハライド系活性剤がＡｌＦ3、Ｎ
Ｈ4Ｆ、ＡｌＣｌ3、ＮＨ4Ｃｌ、ＣｒＣｌ3、ＣｒＣ
ｌ2、ＮａＣｌ、ＦｅＣｌ2、ＦｅＣｌ3、ＣｒＦ2、Ｃｒ
Ｆ3及びこれらの混合物からなる群から選択される、請
求項１記載のコーティング方法。 - 【請求項１４】 前記酸化物系分散剤がアルミナ、イッ
トリア、ジルコニア、クロミア、ハフニア及びこれらの
混合物からなる群から選択される、請求項１記載のコー
ティング方法。 - 【請求項１５】 前記無機ゲル形成剤が水と無機ゲル形
成剤の合計重量を基準にして約１〜約６重量％である、
請求項１記載のコーティング方法。 - 【請求項１６】 前記アルミニウム源とハライド系活性
剤と酸化物系分散剤の合計が、キャリヤ成分とアルミニ
ウム源とハライド系活性剤と酸化物系分散剤との混合物
の約３０〜約７０重量％である、請求項１記載のコーテ
ィング方法。 - 【請求項１７】 物品がガスタービン翼形部（２２）で
ある、請求項１記載のコーティング方法。 - 【請求項１８】 前記アルミニウムコーティングの厚さ
が約０．０００５〜約０．００５インチである、請求項
１記載のコーティング方法。 - 【請求項１９】 被覆すべき内部通路を有するガスター
ビン翼形部（２２）を用意する段階、 ヘクトライト粘土、ベントナイト粘土及びこれらの混合
物から選択される粘土及び水を含むキャリヤ成分と、ア
ルミニウム源と、ハライド系活性剤と、酸化物系分散剤
との混合物を含有するコーティングスラリーを調製する
段階、 コーティングスラリーをガスタービン翼形部（２２）の
内部通路に塗工する段階、 次いで、ガスタービン翼形部（２２）の内部通路上のコ
ーティングスラリーを乾燥して水を除去する段階、 次いで、コーティングスラリーで被覆されたガスタービ
ン翼形部（２２）を加熱してガスタービン翼形部（２
２）の内部通路に固着したアルミニウムコーティングを
形成する段階、 次いで、ガスタービン翼形部（２２）の内部通路から余
分なコーティング材を除去するを含んでなるコーティン
グ方法。
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