JP2002235174A - 被覆蒸気活性を制御できる被覆容器を含む蒸気被覆システム - Google Patents
被覆蒸気活性を制御できる被覆容器を含む蒸気被覆システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 蒸気被覆システム（２０）はその内部に配置
された加工品を被覆するよう操作できる。蒸気被覆シス
テム（２０）は壁（２８）を有する蒸気被覆容器（２
２）を備える。容器壁（２８）には少なくとも１個の入
口ポート（３４）及び少なくとも１個の出口ポート（３
６）が貫通し、すべての出口ポート（３６）の合計出口
ポート面積がすべての入口ポート（３４）の合計入口ポ
ート面積より小さい。システムはさらに、入口ポート
（３４）と連通したスイープガスの供給源（３８）と、
蒸気被覆容器（２２）内に被覆蒸気を供給するように配
置された被覆蒸気の供給源（４４）とを備える。 【効果】 この蒸気被覆システムは、蒸気被覆容器に流
れるスイープガスの流れを制御することにより、アルミ
ニウム含有供給源蒸気の活性を自在に変えることができ
る。
された加工品を被覆するよう操作できる。蒸気被覆シス
テム（２０）は壁（２８）を有する蒸気被覆容器（２
２）を備える。容器壁（２８）には少なくとも１個の入
口ポート（３４）及び少なくとも１個の出口ポート（３
６）が貫通し、すべての出口ポート（３６）の合計出口
ポート面積がすべての入口ポート（３４）の合計入口ポ
ート面積より小さい。システムはさらに、入口ポート
（３４）と連通したスイープガスの供給源（３８）と、
蒸気被覆容器（２２）内に被覆蒸気を供給するように配
置された被覆蒸気の供給源（４４）とを備える。 【効果】 この蒸気被覆システムは、蒸気被覆容器に流
れるスイープガスの流れを制御することにより、アルミ
ニウム含有供給源蒸気の活性を自在に変えることができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加工品を蒸気被覆
するシステムに関し、特にかかる被覆システムにおける
金属被覆蒸気の化学活性を制御するシステムに関する。
するシステムに関し、特にかかる被覆システムにおける
金属被覆蒸気の化学活性を制御するシステムに関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】ガスタービンエンジンの運転環境
は熱的にも化学的にも苛酷である。鉄、ニッケル及びコ
バルト基超合金の開発と、超合金を酸化、高温腐食など
から保護できる耐酸化性、耐環境性皮膜の使用によっ
て、耐高温性能は著しく進歩している。
は熱的にも化学的にも苛酷である。鉄、ニッケル及びコ
バルト基超合金の開発と、超合金を酸化、高温腐食など
から保護できる耐酸化性、耐環境性皮膜の使用によっ
て、耐高温性能は著しく進歩している。
【０００３】ガスタービンエンジンの超合金部品には拡
散アルミナイド皮膜がよく用いられている。これらの皮
膜は一般に、化学蒸着（ＣＶＤ）、スラリー被覆により
堆積したアルミニウムを拡散させるような方法により、
或いはパックセメンテーション、アバブパック（above-
pack）又は気相堆積のような拡散法により形成する。
散アルミナイド皮膜がよく用いられている。これらの皮
膜は一般に、化学蒸着（ＣＶＤ）、スラリー被覆により
堆積したアルミニウムを拡散させるような方法により、
或いはパックセメンテーション、アバブパック（above-
pack）又は気相堆積のような拡散法により形成する。
【０００４】拡散法では、一般に、部品の表面をアルミ
ニウム含有ガス組成物と反応させる。特に重要な例で
は、気相堆積プロセス用のアルミニウム含有供給源材料
をアルミニウム合金粒子又はアルミニウムハロゲン化物
とする。供給源材料がアルミニウムハロゲン化物であれ
ば、別の活性剤は不要である。供給源材料をアルミナイ
ド化すべき表面と非接触状態におく。気相アルミナイジ
ング（ＶＰＡ）は、アルミニウムハロゲン化物が部品の
表面と反応して拡散アルミナイド皮膜を形成する温度で
行う。
ニウム含有ガス組成物と反応させる。特に重要な例で
は、気相堆積プロセス用のアルミニウム含有供給源材料
をアルミニウム合金粒子又はアルミニウムハロゲン化物
とする。供給源材料がアルミニウムハロゲン化物であれ
ば、別の活性剤は不要である。供給源材料をアルミナイ
ド化すべき表面と非接触状態におく。気相アルミナイジ
ング（ＶＰＡ）は、アルミニウムハロゲン化物が部品の
表面と反応して拡散アルミナイド皮膜を形成する温度で
行う。
【０００５】ＶＰＡプロセスは実施可能であり、汎用さ
れているが、最終厚さを制御し、またアルミニウム含量
を皮膜内の位置の関数として制御するのが難しい。一つ
の解決策が係属中の米国特許出願第０９／４１７４６８
号（１９９９年１０月１３日出願）に記載されている。
しかし、被覆を工業的なセッティングで行う装置が得ら
れていない。したがって、かかる能力のある装置を含む
蒸気被覆システムが必要とされている。本発明はかかる
ニーズに答え、しかも関連した利点をもたらす。
れているが、最終厚さを制御し、またアルミニウム含量
を皮膜内の位置の関数として制御するのが難しい。一つ
の解決策が係属中の米国特許出願第０９／４１７４６８
号（１９９９年１０月１３日出願）に記載されている。
しかし、被覆を工業的なセッティングで行う装置が得ら
れていない。したがって、かかる能力のある装置を含む
蒸気被覆システムが必要とされている。本発明はかかる
ニーズに答え、しかも関連した利点をもたらす。
【０００６】
【発明の概要】本発明は、加工品を蒸気被覆するのに用
いる蒸気被覆システムを提供する。この蒸気被覆システ
ムは、被覆蒸気の供給源の活性を適切に制御して、皮膜
の厚さを制御するとともに、皮膜の組成を皮膜の厚さ内
での位置の関数として制御することを可能にする。この
アプローチは、既存の蒸気被覆システム及び方法を改変
することにより達成できる。
いる蒸気被覆システムを提供する。この蒸気被覆システ
ムは、被覆蒸気の供給源の活性を適切に制御して、皮膜
の厚さを制御するとともに、皮膜の組成を皮膜の厚さ内
での位置の関数として制御することを可能にする。この
アプローチは、既存の蒸気被覆システム及び方法を改変
することにより達成できる。
【０００７】内部に配置された加工品を被覆するよう作
動可能な蒸気被覆システムは、好ましくはグラファイト
製の容器壁を有する蒸気被覆容器を備える。この容器壁
には少なくとも１個の入口ポート及び少なくとも１個の
出口ポートが貫通し、すべての出口ポートの合計出口ポ
ート面積がすべての入口ポートの合計入口ポート面積よ
り小さい。スイープガス、好ましくはアルゴン又は水素
の供給源が前記入口ポートと連通しており、また被覆蒸
気の供給源が蒸気被覆容器内に被覆蒸気を供給するよう
に配置されている。被覆蒸気の供給源が、堆積すべき金
属のハロゲン化物を含有するのが好ましい。堆積すべき
金属は、アルミニウム又はクロムが好ましく、特にアル
ミニウムが好ましいが、本発明の方法ではハフニウムや
ジルコニウムなどの他の金属も堆積することができる。
被覆蒸気の供給源は蒸気被覆容器の外側にあっても、内
部にあってもよい。
動可能な蒸気被覆システムは、好ましくはグラファイト
製の容器壁を有する蒸気被覆容器を備える。この容器壁
には少なくとも１個の入口ポート及び少なくとも１個の
出口ポートが貫通し、すべての出口ポートの合計出口ポ
ート面積がすべての入口ポートの合計入口ポート面積よ
り小さい。スイープガス、好ましくはアルゴン又は水素
の供給源が前記入口ポートと連通しており、また被覆蒸
気の供給源が蒸気被覆容器内に被覆蒸気を供給するよう
に配置されている。被覆蒸気の供給源が、堆積すべき金
属のハロゲン化物を含有するのが好ましい。堆積すべき
金属は、アルミニウム又はクロムが好ましく、特にアル
ミニウムが好ましいが、本発明の方法ではハフニウムや
ジルコニウムなどの他の金属も堆積することができる。
被覆蒸気の供給源は蒸気被覆容器の外側にあっても、内
部にあってもよい。
【０００８】合計出口ポート面積対合計入口ポート面積
の比は１．０未満、好ましくは約０．５未満、特に好ま
しくは約０．３５未満である。スイープガスの供給源は
スイープガスの流量可変供給源であるのが望ましい。
の比は１．０未満、好ましくは約０．５未満、特に好ま
しくは約０．３５未満である。スイープガスの供給源は
スイープガスの流量可変供給源であるのが望ましい。
【０００９】蒸気被覆システムを用いて加工品の外面だ
けを被覆するのが好ましく、この場合、入口ポート及び
出口ポートは加工品の内部と接触整合関係にない。
けを被覆するのが好ましく、この場合、入口ポート及び
出口ポートは加工品の内部と接触整合関係にない。
【００１０】一実施形態では、蒸気被覆容器が下部ハウ
ジングと蓋とを有し、蓋が下部ハウジングにはまって密
封容器を形成する。入口ポート及び出口ポートは蓋に設
けられる。特に好ましいことが確認されたこの実施形態
の好ましい設定では、容器の容積が約７０００立方イン
チ〜約８０００立方インチで、合計出口ポート面積が約
０．１平方インチで、合計入口ポート面積が約０．３平
方インチである。
ジングと蓋とを有し、蓋が下部ハウジングにはまって密
封容器を形成する。入口ポート及び出口ポートは蓋に設
けられる。特に好ましいことが確認されたこの実施形態
の好ましい設定では、容器の容積が約７０００立方イン
チ〜約８０００立方インチで、合計出口ポート面積が約
０．１平方インチで、合計入口ポート面積が約０．３平
方インチである。
【００１１】蒸気被覆システムは、蒸気被覆容器に流れ
るスイープガスの流れを制御することにより、アルミニ
ウム含有供給源蒸気の活性を自在に変えることができ
る。本発明の他の特徴及び利点は、本発明の原理を具体
的に説明する添付の図面と関連した以下の好ましい実施
形態についての詳細な説明から明らかになるであろう。
しかし、本発明の範囲はこの好ましい実施形態に限定さ
れない。
るスイープガスの流れを制御することにより、アルミニ
ウム含有供給源蒸気の活性を自在に変えることができ
る。本発明の他の特徴及び利点は、本発明の原理を具体
的に説明する添付の図面と関連した以下の好ましい実施
形態についての詳細な説明から明らかになるであろう。
しかし、本発明の範囲はこの好ましい実施形態に限定さ
れない。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第一の好ましい
実施形態による蒸気被覆システム２０を示す。蒸気被覆
システム２０は下部ハウジング２４及び蓋２６を有する
蒸気被覆容器２２を含み、蓋２６が下部ハウジング２４
にはまって密封容器を形成する。下部ハウジング２４及
び蓋２６はともに壁２８を画定する。蒸気被覆容器２２
は、ここに先行技術として援用する米国特許第６０３９
８１０号に開示された構成のものである。壁２８、具体
的には下部ハウジング２４及び蓋２６は、米国特許第６
０３９８１０号に記載されているようにグラファイトか
ら形成するのが好ましい。
実施形態による蒸気被覆システム２０を示す。蒸気被覆
システム２０は下部ハウジング２４及び蓋２６を有する
蒸気被覆容器２２を含み、蓋２６が下部ハウジング２４
にはまって密封容器を形成する。下部ハウジング２４及
び蓋２６はともに壁２８を画定する。蒸気被覆容器２２
は、ここに先行技術として援用する米国特許第６０３９
８１０号に開示された構成のものである。壁２８、具体
的には下部ハウジング２４及び蓋２６は、米国特許第６
０３９８１０号に記載されているようにグラファイトか
ら形成するのが好ましい。
【００１３】蒸気被覆容器２２を加熱するため、典型的
にはこれを炉に入れる。炉は、ここでは電気抵抗加熱コ
イル３０により線図表示されている。被覆すべき加工品
３２（ここではタービンブレードとして示されている）
を下部ハウジング２４に入れ、蓋２６を下部ハウジング
２４に密封する。
にはこれを炉に入れる。炉は、ここでは電気抵抗加熱コ
イル３０により線図表示されている。被覆すべき加工品
３２（ここではタービンブレードとして示されている）
を下部ハウジング２４に入れ、蓋２６を下部ハウジング
２４に密封する。
【００１４】壁２８には少なくとも１個の入口ポート３
４が貫通している（ここでは１つの入口ポート３４を図
示）。すべての入口ポート３４が一緒に、入口ポート３
４に流れるガス流に直交する方向に測定した合計入口ポ
ート面積Ａｉを有する。壁２８には少なくとも１個の出
口ポート３６が貫通している（ここでは２つの出口ポー
ト３６を図示）。すべての出口ポート３６が一緒に、出
口ポート３６に流れるガス流に直交する方向に測定した
合計出口ポート面積Ａｏを有する。合計出口ポート面積
Ａｏは合計入口ポート面積Ａｉより小さい。すなわち、
合計出口ポート面積Ａｏ対合計入口ポート面積Ａｉの比
Ａｏ／Ａｉが１．０未満でなければならない。比Ａｏ／
Ａｉが約０．５未満であるのが好ましい。比Ａｏ／Ａｉ
が約０．３５未満であるのが特に好ましい。比Ａｏ／Ａ
ｉを１未満に維持することにより、スイープガスの流れ
を制御することができ、これにより容器２２内でのアル
ミニウム供給源蒸気の滞留時間を正確に制御できる。比
Ａｏ／Ａｉが約０．５未満であるとより適切な制御が可
能となり、比Ａｏ／Ａｉが約０．３５未満であるとさら
に適切な制御が可能となる。出口ポートの面積Ａｏを規
定するくびれ（狭窄）は、図示のように蒸気被覆容器２
２の蓋２６に設けても、他のどこに設けてもよい。
４が貫通している（ここでは１つの入口ポート３４を図
示）。すべての入口ポート３４が一緒に、入口ポート３
４に流れるガス流に直交する方向に測定した合計入口ポ
ート面積Ａｉを有する。壁２８には少なくとも１個の出
口ポート３６が貫通している（ここでは２つの出口ポー
ト３６を図示）。すべての出口ポート３６が一緒に、出
口ポート３６に流れるガス流に直交する方向に測定した
合計出口ポート面積Ａｏを有する。合計出口ポート面積
Ａｏは合計入口ポート面積Ａｉより小さい。すなわち、
合計出口ポート面積Ａｏ対合計入口ポート面積Ａｉの比
Ａｏ／Ａｉが１．０未満でなければならない。比Ａｏ／
Ａｉが約０．５未満であるのが好ましい。比Ａｏ／Ａｉ
が約０．３５未満であるのが特に好ましい。比Ａｏ／Ａ
ｉを１未満に維持することにより、スイープガスの流れ
を制御することができ、これにより容器２２内でのアル
ミニウム供給源蒸気の滞留時間を正確に制御できる。比
Ａｏ／Ａｉが約０．５未満であるとより適切な制御が可
能となり、比Ａｏ／Ａｉが約０．３５未満であるとさら
に適切な制御が可能となる。出口ポートの面積Ａｏを規
定するくびれ（狭窄）は、図示のように蒸気被覆容器２
２の蓋２６に設けても、他のどこに設けてもよい。
【００１５】蒸気被覆システム２０はさらに、少なくと
も１個の入口ポート３４と気体連通したスイープガスの
供給源３８を含む。スイープガスは、アルゴンのような
不活性ガス又は水素のような還元性ガスであるのが好ま
しい。スイープガスの供給源３８は、圧縮機、ガスボン
ベなどどのような適用可能な型式でもよいガス源４０を
含む。スイープガスの供給源３８はさらに可変コントロ
ーラ、図示例では可変流量弁４２を含み、これによりガ
ス源４０からのスイープガスの流量を変えることができ
る。
も１個の入口ポート３４と気体連通したスイープガスの
供給源３８を含む。スイープガスは、アルゴンのような
不活性ガス又は水素のような還元性ガスであるのが好ま
しい。スイープガスの供給源３８は、圧縮機、ガスボン
ベなどどのような適用可能な型式でもよいガス源４０を
含む。スイープガスの供給源３８はさらに可変コントロ
ーラ、図示例では可変流量弁４２を含み、これによりガ
ス源４０からのスイープガスの流量を変えることができ
る。
【００１６】図１の実施形態の典型的な好ましい例で
は、蒸気被覆容器２２の容積が約７０００立方インチ〜
約８０００立方インチであり、合計出口ポート面積が約
０．１平方インチであり、合計入口ポート面積が約０．
３平方インチである。スイープガスの流量は約３０立方
フィート／時であるが、所望に応じてこの流量を変えて
蒸気被覆容器２２内の被覆蒸気の活性を変える。
は、蒸気被覆容器２２の容積が約７０００立方インチ〜
約８０００立方インチであり、合計出口ポート面積が約
０．１平方インチであり、合計入口ポート面積が約０．
３平方インチである。スイープガスの流量は約３０立方
フィート／時であるが、所望に応じてこの流量を変えて
蒸気被覆容器２２内の被覆蒸気の活性を変える。
【００１７】被覆蒸気の供給源４４が蒸気被覆容器２２
内に被覆蒸気を供給するように配置されている。被覆蒸
気の供給源は、被覆温度以下で気化する金属ハロゲン化
物、例えば金属フッ化物、金属塩化物、金属臭化物又は
金属ヨウ化物を含有するのが好ましい。被覆蒸気の供給
源４４としては、アルミニウム含有ハロゲン化物蒸気の
供給源又はクロム含有ハロゲン化物蒸気の供給源が好ま
しいが、他の金属ハロゲン化物蒸気の供給源、例えばハ
フニウムハロゲン化物又はジルコニウムハロゲン化物の
供給源も使用できる。蒸気源の混合物を用いて、例えば
アルミニウム含有ハロゲン化物及びクロム含有ハロゲン
化物を堆積してもよい。かかる供給源は当業界において
他の用途において知られている。例えば、アルミニウ
ム、クロム、ハフニウム及び／又はジルコニウム塩化
物、ハフニウムフッ化物などがある。もっとも重要な皮
膜はアルミニウム皮膜であり、被覆蒸気の供給源４４
は、アルミニウムハロゲン化物蒸気などのアルミニウム
含有蒸気の供給源である。以下この場合について説明す
るが、以下の説明は他の被覆蒸気供給源にも適当な改変
で適用できる。
内に被覆蒸気を供給するように配置されている。被覆蒸
気の供給源は、被覆温度以下で気化する金属ハロゲン化
物、例えば金属フッ化物、金属塩化物、金属臭化物又は
金属ヨウ化物を含有するのが好ましい。被覆蒸気の供給
源４４としては、アルミニウム含有ハロゲン化物蒸気の
供給源又はクロム含有ハロゲン化物蒸気の供給源が好ま
しいが、他の金属ハロゲン化物蒸気の供給源、例えばハ
フニウムハロゲン化物又はジルコニウムハロゲン化物の
供給源も使用できる。蒸気源の混合物を用いて、例えば
アルミニウム含有ハロゲン化物及びクロム含有ハロゲン
化物を堆積してもよい。かかる供給源は当業界において
他の用途において知られている。例えば、アルミニウ
ム、クロム、ハフニウム及び／又はジルコニウム塩化
物、ハフニウムフッ化物などがある。もっとも重要な皮
膜はアルミニウム皮膜であり、被覆蒸気の供給源４４
は、アルミニウムハロゲン化物蒸気などのアルミニウム
含有蒸気の供給源である。以下この場合について説明す
るが、以下の説明は他の被覆蒸気供給源にも適当な改変
で適用できる。
【００１８】図１は、アルミナイジング蒸気の供給源４
４が蒸気被覆容器２２内にある例を示す。アルミナイジ
ング蒸気の供給源４４は、好ましくはアルミニウムハロ
ゲン化物、例えば三塩化アルミニウムを含有し、そして
所望に応じて元素状アルミニウムも含有する。これらの
供給源材料は両方とも室温で固体である。図１の実施形
態では、供給源材料が蒸気被覆容器２２の内側に、下部
ハウジング２４内に配置されたバスケット４６内に入っ
ている。加工品３２（典型的な製造作業では複数個の加
工品）は蒸気被覆容器２２の床にある。したがって、入
口ポート３４及び出口ポート３６は蓋２６に設けるのが
好都合である。
４が蒸気被覆容器２２内にある例を示す。アルミナイジ
ング蒸気の供給源４４は、好ましくはアルミニウムハロ
ゲン化物、例えば三塩化アルミニウムを含有し、そして
所望に応じて元素状アルミニウムも含有する。これらの
供給源材料は両方とも室温で固体である。図１の実施形
態では、供給源材料が蒸気被覆容器２２の内側に、下部
ハウジング２４内に配置されたバスケット４６内に入っ
ている。加工品３２（典型的な製造作業では複数個の加
工品）は蒸気被覆容器２２の床にある。したがって、入
口ポート３４及び出口ポート３６は蓋２６に設けるのが
好都合である。
【００１９】所望に応じて、出口ポート３６から流出す
るガスをガス清浄化装置４８、例えばガススクラッバー
に通す。
るガスをガス清浄化装置４８、例えばガススクラッバー
に通す。
【００２０】スイープガスの流量を増加するか減少する
と、これに対応して蒸気被覆容器２２内でのアルミナイ
ジング蒸気の滞留時間が減少又は増加することにより、
アルミナジング蒸気の活性が減少又は増加する。設定さ
れた時間内に堆積される皮膜の厚さは、スイープガスの
流量の低下を介してアルミナイジング蒸気の活性及び滞
留時間を増加することにより、増加することができる。
時間の関数として皮膜に堆積されるアルミニウムの量も
変えることができ、したがって皮膜の厚さを通してのア
ルミニウムの分布は時間及び皮膜の厚さ内の位置の関数
として変えることができる。
と、これに対応して蒸気被覆容器２２内でのアルミナイ
ジング蒸気の滞留時間が減少又は増加することにより、
アルミナジング蒸気の活性が減少又は増加する。設定さ
れた時間内に堆積される皮膜の厚さは、スイープガスの
流量の低下を介してアルミナイジング蒸気の活性及び滞
留時間を増加することにより、増加することができる。
時間の関数として皮膜に堆積されるアルミニウムの量も
変えることができ、したがって皮膜の厚さを通してのア
ルミニウムの分布は時間及び皮膜の厚さ内の位置の関数
として変えることができる。
【００２１】図２は本発明の第二の実施形態による蒸気
被覆システム２０を示す。本例は実施可能であるが、図
１の実施形態と比べると好適さに劣る。図２の蒸気被覆
システム２０は、以下に説明する点以外は図１のシステ
ムと同様であり、第１の実施形態に用いた符号とその説
明が図２の実施形態にも通用する。
被覆システム２０を示す。本例は実施可能であるが、図
１の実施形態と比べると好適さに劣る。図２の蒸気被覆
システム２０は、以下に説明する点以外は図１のシステ
ムと同様であり、第１の実施形態に用いた符号とその説
明が図２の実施形態にも通用する。
【００２２】図２の実施形態は、アルミナイジング蒸気
の供給源４４が蒸気被覆容器２２の外側に位置する点で
図１の実施形態と異なる。本例で用いるアルミナイジン
グ蒸気の供給源４４を加熱してアルミニウムハロゲン化
物を気化させ、そのガスを、例えば加熱コイル３１を用
いて、蒸気被覆容器２２に到着するまでまた蒸気被覆容
器２２内にある間、加熱状態に維持する。スイープガス
の供給源３８からのスイープガスは、蒸気被覆容器２２
に入る前にアルミナイジング蒸気の供給源４４を通過
し、アルミナイジング蒸気を蒸気被覆容器２２に搬送す
る。図２の実施形態は、アルミナイジング蒸気の供給源
４４及び蒸気被覆容器２２両方を一つの大きな炉に入
れ、蒸気流れ配管を両者間に配設することによって、実
施するのが好都合である。
の供給源４４が蒸気被覆容器２２の外側に位置する点で
図１の実施形態と異なる。本例で用いるアルミナイジン
グ蒸気の供給源４４を加熱してアルミニウムハロゲン化
物を気化させ、そのガスを、例えば加熱コイル３１を用
いて、蒸気被覆容器２２に到着するまでまた蒸気被覆容
器２２内にある間、加熱状態に維持する。スイープガス
の供給源３８からのスイープガスは、蒸気被覆容器２２
に入る前にアルミナイジング蒸気の供給源４４を通過
し、アルミナイジング蒸気を蒸気被覆容器２２に搬送す
る。図２の実施形態は、アルミナイジング蒸気の供給源
４４及び蒸気被覆容器２２両方を一つの大きな炉に入
れ、蒸気流れ配管を両者間に配設することによって、実
施するのが好都合である。
【００２３】図３は、本発明を実施するのに好ましいア
プローチを示す。６０で蒸気被覆システム、好ましくは
図１又は図２に示すようなシステムを用意する。６２で
加工品を用意する。加工品、好ましくはタービンブレー
ドやタービンベーンのようなガスタービンエンジンの部
品を別に製造するが、その製造自体は本発明を構成しな
い。加工品を鉄基、ニッケル基又はコバルト基超合金か
ら作成するのが好ましい。６４で加工品を蒸気被覆容器
２２に装填する。つぎに６６で、加工品を被覆する。被
覆工程６６では通常２つの工程を同時に行う。一つの工
程は６８で、容器、加工品及びアルミナイジング蒸気供
給源４４を被覆温度に加熱する。被覆温度は約１８００
°Ｆ以上、好ましくは約１８００°Ｆ〜約２０００°
Ｆ、特に好ましくは約１８７５°Ｆ〜約１９７５°Ｆで
ある。容器、加工品及びアルミナイジング蒸気供給源４
４が被覆温度にある間に、７０でスイープガスを蒸気被
覆容器２２に流す。これにより前述した態様にてアルミ
ナイジング蒸気の活性を制御する。所望に応じて、７２
で被覆中にスイープガスの流量を調節し、被覆速度を変
えるとともに、アルミニウムの濃度を皮膜の表面からの
深さの関数として変えることができる。
プローチを示す。６０で蒸気被覆システム、好ましくは
図１又は図２に示すようなシステムを用意する。６２で
加工品を用意する。加工品、好ましくはタービンブレー
ドやタービンベーンのようなガスタービンエンジンの部
品を別に製造するが、その製造自体は本発明を構成しな
い。加工品を鉄基、ニッケル基又はコバルト基超合金か
ら作成するのが好ましい。６４で加工品を蒸気被覆容器
２２に装填する。つぎに６６で、加工品を被覆する。被
覆工程６６では通常２つの工程を同時に行う。一つの工
程は６８で、容器、加工品及びアルミナイジング蒸気供
給源４４を被覆温度に加熱する。被覆温度は約１８００
°Ｆ以上、好ましくは約１８００°Ｆ〜約２０００°
Ｆ、特に好ましくは約１８７５°Ｆ〜約１９７５°Ｆで
ある。容器、加工品及びアルミナイジング蒸気供給源４
４が被覆温度にある間に、７０でスイープガスを蒸気被
覆容器２２に流す。これにより前述した態様にてアルミ
ナイジング蒸気の活性を制御する。所望に応じて、７２
で被覆中にスイープガスの流量を調節し、被覆速度を変
えるとともに、アルミニウムの濃度を皮膜の表面からの
深さの関数として変えることができる。
【００２４】図１に示す装置と図３に示す手順を用い
て、本発明を実施した。グラファイト製の円筒形蒸気被
覆容器２２は内径３２インチ、内高９．８インチとし
た。入口ポートは蓋の中心で直径５／８インチとした。
直径１／４インチの出口ポートを２つ設け、蓋の直径上
に中心の両側に中心から９インチに配置した。スイープ
ガスの流量は約３０立方フィート／時とした。種々の試
験で、厚さ約０．００１〜約０．００４インチのアルミ
ナイド皮膜を温度約１９７５°Ｆにて約４〜７時間で堆
積した。
て、本発明を実施した。グラファイト製の円筒形蒸気被
覆容器２２は内径３２インチ、内高９．８インチとし
た。入口ポートは蓋の中心で直径５／８インチとした。
直径１／４インチの出口ポートを２つ設け、蓋の直径上
に中心の両側に中心から９インチに配置した。スイープ
ガスの流量は約３０立方フィート／時とした。種々の試
験で、厚さ約０．００１〜約０．００４インチのアルミ
ナイド皮膜を温度約１９７５°Ｆにて約４〜７時間で堆
積した。
【００２５】以上、例示の目的で本発明の特定の実施形
態を説明したが、本発明の要旨から逸脱しない範囲内
で、種々の変更、改変が可能である。したがって、本発
明は特許請求の範囲によって以外には限定されない。
態を説明したが、本発明の要旨から逸脱しない範囲内
で、種々の変更、改変が可能である。したがって、本発
明は特許請求の範囲によって以外には限定されない。
【図１】蒸気被覆システムの第一実施形態を示す線図で
ある。
ある。
【図２】蒸気被覆システムの第二実施形態を示す線図で
ある。
ある。
【図３】加工品を被覆する好ましいアプローチのブロッ
クフロー図である。
クフロー図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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、ノース・レグリー・コート、 8168番 Ｆターム(参考） 4K030 AA02 BA02 BA22 EA03 EA11 FA10 JA05 JA20 KA41 KA46
Claims (20)
- 【請求項１】 壁（２８）を有する蒸気被覆容器（２
２）を備え、この容器壁（２８）には少なくとも１個の
入口ポート（３４）及び少なくとも１個の出口ポート
（３６）が貫通し、すべての出口ポート（３６）の合計
出口ポート面積がすべての入口ポート（３４）の合計入
口ポート面積より小さく、さらに前記入口ポート（３
４）と連通したスイープガスの供給源（３８）と、 蒸気被覆容器（２２）内に被覆蒸気を供給するように配
置された被覆蒸気の供給源（４４）とを備える、内部に
配置された加工品を被覆できる蒸気被覆システム（２
０）。 - 【請求項２】 容器壁（２８）がグラファイトから形成
されている、請求項１記載の蒸気被覆システム（２
０）。 - 【請求項３】 スイープガスの供給源（３８）がアルゴ
ン及び水素からなる群から選択されるガスの供給源を含
む、請求項１記載の蒸気被覆システム（２０）。 - 【請求項４】 被覆蒸気の供給源（４４）が蒸気被覆容
器（２２）の外側にある、請求項１記載の蒸気被覆シス
テム（２０）。 - 【請求項５】 被覆蒸気の供給源（４４）が蒸気被覆容
器（２２）の内部にある、請求項１記載の蒸気被覆シス
テム（２０）。 - 【請求項６】 合計出口ポート面積対合計入口ポート面
積の比が約０．５未満である、請求項１記載の蒸気被覆
システム（２０）。 - 【請求項７】 合計出口ポート面積対合計入口ポート面
積の比が約０．３５未満である、請求項１記載の蒸気被
覆システム（２０）。 - 【請求項８】 スイープガスの供給源（３８）がスイー
プガスの可変流量供給源である、請求項１記載の蒸気被
覆システム（２０）。 - 【請求項９】 被覆蒸気の供給源（４４）がアルミナイ
ジング蒸気の供給源である、請求項１記載の蒸気被覆シ
ステム（２０）。 - 【請求項１０】 被覆蒸気の供給源（４４）がクロマイ
ジング蒸気の供給源である、請求項１記載の蒸気被覆シ
ステム（２０）。 - 【請求項１１】 壁（２８）を有する蒸気被覆容器（２
２）を備え、この容器壁（２８）には少なくとも１個の
入口ポート（３４）及び少なくとも１個の出口ポート
（３６）が貫通し、すべての出口ポート（３６）の合計
出口ポート面積がすべての入口ポート（３４）の合計入
口ポート面積より小さく、さらに前記入口ポート（３
４）と連通したスイープガスの供給源（３８）と、 蒸気被覆容器（２２）内に金属ハロゲン化物被覆蒸気を
供給するように配置された被覆蒸気の供給源（４４）と
を備える、内部に配置された加工品を被覆する蒸気被覆
システム（２０）。 - 【請求項１２】 被覆蒸気の供給源（４４）がアルミニ
ウムハロゲン化物蒸気供給源、クロムハロゲン化物蒸気
供給源、ハフニウムハロゲン化物蒸気供給源及びジルコ
ニウムハロゲン化物蒸気供給源よるなる群から選択され
る、請求項１１記載の蒸気被覆システム（２０）。 - 【請求項１３】 下部ハウジング（２４）及び蓋（２
６）を有する蒸気被覆容器（２２）を備え、蓋（２６）
が下部ハウジング（２４）にはまって密封容器（２２）
を形成し、蓋（２６）には少なくとも１個の入口ポート
（３４）及び少なくとも１個の出口ポート（３６）が設
けられ、すべての出口ポート（３６）の合計出口ポート
面積がすべての入口ポート（３４）の合計入口ポート面
積より小さく、さらに前記入口ポート（３４）と連通し
たスイープガスの供給源（３８）と、 蒸気被覆容器（２２）内にアルミニウムハロゲン化物蒸
気を供給するように配置されたアルミナイジング蒸気の
供給源（４４）とを備える、蒸気被覆システム（２
０）。 - 【請求項１４】 下部ハウジング（２４）及び蓋（２
６）がグラファイトから形成されている、請求項１３記
載の蒸気被覆システム（２０）。 - 【請求項１５】 スイープガスの供給源（３８）がアル
ゴン及び水素からなる群から選択されるガスの供給源を
含む、請求項１３記載の蒸気被覆システム（２０）。 - 【請求項１６】 アルミナイジング蒸気の供給源（４
４）が蒸気被覆容器（２２）の外側にある、請求項１３
記載の蒸気被覆システム（２０）。 - 【請求項１７】 アルミナイジング蒸気の供給源（４
４）が蒸気被覆容器（２２）の内部にある、請求項１３
記載の蒸気被覆システム（２０）。 - 【請求項１８】 合計出口ポート面積対合計入口ポート
面積の比が約０．５未満である、請求項１３記載の蒸気
被覆システム（２０）。 - 【請求項１９】 合計出口ポート面積対合計入口ポート
面積の比が約０．３５未満である、請求項１３記載の蒸
気被覆システム（２０）。 - 【請求項２０】 スイープガスの供給源（３８）がスイ
ープガスの可変流量供給源である、請求項１３記載の蒸
気被覆システム（２０）。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US68742300A | 2000-10-13 | 2000-10-13 | |
| US09/687423 | 2000-10-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002235174A true JP2002235174A (ja) | 2002-08-23 |
| JP2002235174A5 JP2002235174A5 (ja) | 2005-06-16 |
Family
ID=24760397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001314627A Pending JP2002235174A (ja) | 2000-10-13 | 2001-10-12 | 被覆蒸気活性を制御できる被覆容器を含む蒸気被覆システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1197583A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002235174A (ja) |
| BR (1) | BR0104528A (ja) |
| SG (1) | SG97203A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013115218A1 (ja) * | 2012-02-03 | 2013-08-08 | 日新化成株式会社 | 金属構造体、錠剤を打錠する杵又は臼、錠剤、及び金属構造体の製造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070026205A1 (en) | 2005-08-01 | 2007-02-01 | Vapor Technologies Inc. | Article having patterned decorative coating |
| FR2900416B1 (fr) * | 2006-04-28 | 2008-10-24 | Snecma Sa | Dispositif et procede de traitement thermochimique de diffusion de chrome dans un substrat |
| DE102008053540A1 (de) * | 2008-10-28 | 2010-04-29 | Mtu Aero Engines Gmbh | Hochtemperaturkorrosionsschutzschicht und Verfahren zur Herstellung |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10242123A (ja) * | 1997-02-25 | 1998-09-11 | Kokusai Electric Co Ltd | 減圧処理装置 |
| JP3749776B2 (ja) * | 1997-02-28 | 2006-03-01 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
| US6120605A (en) * | 1998-02-05 | 2000-09-19 | Asm Japan K.K. | Semiconductor processing system |
| US6039810A (en) * | 1998-11-13 | 2000-03-21 | General Electric Company | High temperature vapor coating container |
-
2001
- 2001-10-09 SG SG200106238A patent/SG97203A1/en unknown
- 2001-10-11 EP EP01308667A patent/EP1197583A1/en not_active Withdrawn
- 2001-10-12 JP JP2001314627A patent/JP2002235174A/ja active Pending
- 2001-10-15 BR BR0104528-8A patent/BR0104528A/pt not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013115218A1 (ja) * | 2012-02-03 | 2013-08-08 | 日新化成株式会社 | 金属構造体、錠剤を打錠する杵又は臼、錠剤、及び金属構造体の製造方法 |
| JP2013159814A (ja) * | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Nisshin Kasei Kk | 金属構造体、錠剤を打錠する杵又は臼、錠剤、及び金属構造体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR0104528A (pt) | 2002-05-21 |
| EP1197583A1 (en) | 2002-04-17 |
| SG97203A1 (en) | 2003-07-18 |
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