JP2002521568A - 基材に断熱被膜が施された構成部品及び基材から断熱被膜を除去する方法 - Google Patents

基材に断熱被膜が施された構成部品及び基材から断熱被膜を除去する方法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、残留している断熱被膜を除去するため、その構成部品を任意に水浴に浸すこともでき、しかも基材やその上のボンドコートに対する検出可能な損傷なしに、断熱被膜が除去されることを目的としている。 【構成】 このため、ガスタービンエンジン構成部品の断熱被膜は、基材から除去するために断熱被膜の迅速な剥離を生じるさせるに十分な時間、雰囲気（大気）圧かつ高温度で、高濃度のアルカリあるいはアルカリ土類水酸化物を有する無機水酸化物溶液に浸漬される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は断熱保護被膜の除去、特に雰囲気圧での高温の水酸化物媒介（ｈｙｄ
ｒｏｘｉｄｅ ｍｅｄｉｕｍ）による断熱被膜の迅速な化学的除去に関する。
【０００２】
【従来の技術】
科学技術の進歩により、ガスタービン機関がより高温で作動することが必要と
なってきた。この要求作動温度の上昇により、例えば超合金タービンブレードや
ベーンといった金属ガスタービンエンジン部品（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）の作動温
度における更なる進歩が必要となってきた。これらの必要性を満たすため、アル
ミナあるいはジルコニア基（ｚｉｒｃｏｎｉａ ｂａｓｅｄ）のセラミックから
成る断熱被膜を、超合金基材（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を保護する断熱層に設けて
きた。保護セラミック被膜を施すために、まず、例えば拡散アルミニド（ａｌｕ
ｍｉｎｉｄｅ）および／またはＭＣｒＡｌＹ被膜（Ｍはニッケルおよび／または
コバルト）のような金属ボンドコート（ｂｏｎｄｃｏａｔ）で超合金基材を被覆
する。それからアルミナあるいは安定ジルコニアの断熱層でこのボンドコートを
被覆する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
断熱被膜を生成するとき、および／またはタービンエンジン部品を刷新すると
き、セラミック断熱層を必然的に除去することになる。従来、高圧高温で、グリ
ットブラスト、ハフニウム（Ｈｆ）クリーニング、ウォータージェットあるいは
、苛性オートクレーブ化学的除去によって断熱被膜を除去してきた。これらの操
作は、強いエネルギーを必要とし、長い加工時間を必要とし、労働集約的であり
、下にあるボンドコートを損傷し、構成部品の肉厚を減少させ、そして、マルチ
通路（ｍｕｌｔｉ−ｐａｓｓａｇｅ）・冷却構成部品における表面フィルム冷却
孔のサイズを増大させることになってしまう。
【０００４】 本発明の目的は、例えばガスタービンエンジン部品のような下方にある金属基
材やボンドコートへの損傷なしに、断熱被膜を迅速に除去する方法を提供するこ
とである。
【０００５】 本発明の他の目的は、雰囲気圧かつ高温の下で水酸化物媒介を用いて、下方に
ある金属基材やボンドコートへの損傷なしに、断熱被膜を迅速に除去する方法を
提供することである。
【０００６】 本発明の他の目的は、本発明に従った使用済み断熱被膜除去および新しい断熱
被膜再施工の後にくる酸化に対して、改善された耐性を示す断熱被膜が施された
構成部品を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、雰囲気圧かつ高温度で、基材から断熱被膜の剥離を生じ
させるのに十分な時間、断熱被膜が施された基材と、アルカリまたはアルカリ土
類の水酸化物を含む無機水酸化物液状浴液と、を接触させることからなる。
【０００８】 また、超合金基材とボンドコートとボンドコート上に施される断熱被膜とから
なる断熱被膜が施された構成部品であって、基材とボンドコートとのうち少なく
とも一つは、アルカリとアルカリ土類とからなるグループから選ばれる元素を含
む断熱被膜が施されたことを特徴とする。
【０００９】 更に、前記被覆面上のアルカリとアルカリ土類とからなるグループから選ばれ
る元素を有する超合金基材とその上の被覆とからなることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、雰囲気圧で上記の従来技術と比較して非常に短時間で、基材やボン
ドコートへの損傷なしに、セラミックの断熱被膜を多種多様な形状の基材から除
去する化学的方法を提供するものである。
【００１１】 本発明例示の実施例において、構成部品の断熱被膜は、雰囲気（大気）圧でか
つ高温度で、中間酸化物層（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｏｘｉｄｅ ｌａｙｅ
ｒ）の優先的腐食および基材からの除去によって断熱被膜が基材から剥離するに
充分な時間、高濃度のアルカリあるいはアルカリ土類の水酸化物が含まれる無機
水酸化物浴液（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｂａｔｈ）に浸され
る。その水酸化物溶液は、少なくとも約５０重量％（望ましくは少なくとも８０
重量％）のアルカリあるいはアルカリ土類の水酸化物と、残分本質水（ｂａｌａ
ｎｃｅ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｗａｔｅｒ）とを含む無機水酸化物液体浴液
から成ることができる。
【００１２】 限定のためではなく例示のためであるが、その無機水酸化物浴液は、華氏６５
０度で大気圧へ開かれている容器に配置される９０重量％のＫＯＨと１０重量％
の水とから成ることができる。構成部品の断熱被膜を水酸化物浴液に浸し、それ
から任意に水浴液（ｗａｔｅｒ ｂａｔｈ）に浸し、基材やその上のボンドコー
トへの損傷なしで、断熱被膜を除去することができる。
【００１３】 特定の実施例において、高温の構成部品は設定時間経過後に苛性浴液（ｃａｕ
ｓｔｉｃ ｂａｔｈ）から取り除かれ、水浴液に浸される。水浴液はその高温の
構成部品によって加熱され、残留断熱被膜が基材から容易に除去されるよう撹拌
される。
【００１４】 本発明によって、本発明に従った使用済み断熱被膜の除去と新しい断熱被膜で
の再施工後にくる酸化に対して改善された耐性を示す断熱被膜が施された構成部
品が提供される。上述の苛性浴液による使用済み断熱被膜の除去によって、再び
被覆される構成部品の耐酸化性を増加させるに効果的な量で、新しい断熱被膜が
取り除かれた構成部品に施される場合、苛性浴液のアルカリあるいはアルカリ土
類元素は、剥離された構成部品の面の上におよび／または面の中に、検出可能な
量が残留し、ボンドコートや（そのボンドコートがなければ）基材に組み入れら
れる（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）。
【００１５】 上述のおよび他の目的や利点は、以下の詳細な説明と関連する以下の図により
、直ちにより明瞭になる。
【００１６】
【実施例】
本発明は、雰囲気圧で非常に短時間で、基材やその上のボンドコートへの損傷
なしに、多種多様な形状の超合金等の基材からセラミック断熱被膜を除去する化
学的方法に関する。
【００１７】 断熱被膜は一般的に、中間酸化物層１２の上に配置される外側セラミック断熱
被膜または層１０を含み、その中間酸化物層は、例えばアルミナ層、クロミア（
ｃｈｒｏｍｉａ）層等からなる（図３Ａ）。中間酸化物層１２は、内側ボンドコ
ート層１４の上に形成または堆積される。そのボンドコート層１４は、例えばＭ
ＣｒＡｌＹ合金被膜（Ｍはニッケルおよび／またはコバルト、Ｃｒはクロム、Ａ
ｌはアルミニウム、Ｙはイットリウム）および／または拡散アルミニド層といっ
た金属の層からなることができる。その拡散アルミニド層は、プラチナや貴金属
並びに反応性金属（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｍｅｔａｌ）のような元素的添加物（ｅ
ｌｅｍｅｎｔａｌ ａｄｄｉｔｉｏｎｓ）の含有物で変性させることができる。
反応性金属には、Ｓｉ、Ｈｆ、Ｙ、および／またはＺｒ並びにアルカリ並びにＫ
およびＭｇのようなアルカリ土類金属が含まれる。
【００１８】 中間層は、酸化性雰囲気の加熱によるボンドコート酸化によって形成されるこ
とができ、酸化物の薄層として、その上に層を熱的に拡大させる。あるいは、中
間層は、化学蒸着によってセラミック物質の薄層として、ボンドコート上に堆積
されることができる。
【００１９】 ＭＣｒＡｌＹ層は、プラズマ・スプレー、火炎溶射、電子ビーム・物理的蒸着
法、スパッターリングおよび他の周知の手法で、基材Ｓの上に堆積されることが
できる。拡散アルミニド層は、化学蒸着法（ＣＶＤ）、パック拡散浸透法（ｐａ
ｃｋ ｃｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）、アバブザパック法（ａｂｏｖｅ―ｔｈｅ―ｐ
ａｃｋ）、スラリーその他の周知の堆積手法によって、基材上に形成されること
ができる。ボンドコート層は、一般的に約１ミルから約１０ミルの厚さに及ぶ。
例示ためであって限定づけるためではないが、例えばＭＣｒＡｌＹについては約
５ミルから約８ミル、拡散アルミニドについては約１ミルから約３ミルとなる。
もし基材に、合金を形成しているアルミナが含まれる場合、ボンドコートを省略
できる。またはボンドコートなしの層としてアルミナを基材に施すことができる
。
【００２０】 外側断熱層は、セラミック物質、例えばジルコニアやアルミナやその他断熱層
として用いられる周知のものを含む。そのセラミック断熱物質は、それ以外のセ
ラミック物質、例えばイットリア、セリア、スカンジア、マグネシアおよび類似
の物質を含むように変性させることができる。断熱層は、外側の自由表面から、
次の内側層（例えば中間層またはボンドコート）や基材に近い内側表面へ、組成
を変えるという段階的な層（ｇｒａｄｅｄ ｌａｙｅｒ）であってもよい。断熱
層は、一般的に、適切な高い基材コーティング温度において、エア・プラズマ・
スプレーまたは電子ビーム物理的蒸着法（ＥＢ ＰＶＤ）によって、被覆または
堆積される。ＥＢ ＰＶＤで被覆されるときに、断熱層は、ボンドコートおよび
基材面に対して略垂直に延長する円柱グレインのミクロ構造を示している（図３
Ａ）。断熱層の厚さは、例示のためだけであるが、一般的に約２ミルから約２０
ミルまで及ぶ。
【００２１】 基材Ｓは、例えばタービンブレードやベーンやノズル導翼のようなガスタービ
ンエンジン部品に一般に用いられる、鋳造あるいは鍛造した形のニッケル、コバ
ルトまたは鉄基超合金を含むことができる。本発明が適用できる一般的な超合金
や他の基材の実施例には、限定されないが、単結晶および方向性凝固超合金（ｄ
ｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ ｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ）
が含まれる。その凝固超合金は、例示のためだけであるが、例えばＣＭＳＸ―４
、ＰＷＡ―１４８４、Ｒｅｎｅ’Ｎ５、Ｒｅｎｅ’１４２、ＰＷＡ―１４８０、
およびＣＭ−１８６ＬＣや（Ｒｅｎｅ’８０、ＧＴＤ―１１１およびＩＮ―７３
８といった）その他の高温多結晶性合金のようなものとなる。基材は、多種多様
な形状、例えば複雑なタービンブレードやベーンの形状、単純な平坦や曲線の形
状、その他無数の形状であることができる。
【００２２】 ここで議論・論述されている断熱被膜は周知のものであって、例えば米国特許
４ ４０５ ６５９、４ ６７６ ９９４、５ ０１５ ５０２、５ ５１４
４８２および５ ７１６ ７２０のような特許に記載されている。
【００２３】 本発明の実施例に従うと、エンジンや例えば超合金タービンブレード・ベーン
等の断熱被膜が施された構成部品の断熱被膜１０は、化学的除去方法によって、
雰囲気圧で、上述の先行技術の手法と比較して非常に短時間で、構成部品基材や
その上のボンドコート１４に対する重大な化学腐食やその他の損傷なしに、構成
部品（基材）から除去されるという、一新または修繕作業が施される。
【００２４】 本発明例示の実施例において、構成部品の使用済み断熱被膜１０は、基材およ
びボンドコートから除去するため、断熱被膜１０の剥離を生じさせるのに十分な
時間、雰囲気（大気）圧で例えば華氏２７５度以上の高温度で、ＫＯＨ、ＮａＯ
Ｈ、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｍｇ（ＯＨ）２といった高濃度のアルカリまたはアルカリ
土類の水酸化物が含まれる無機水酸化液状浴液に浸漬される。
【００２５】 典型的な水酸化物液状溶液は、少なくとも約５０重量％（好ましくは少なくと
も８０重量％）のアルカリあるいはアルカリ土類の水酸化物と残分本質水とを含
む無機水酸化物溶液または液体から構成される。例示のためであって限定づける
ためではないが、無機水酸化物浴液は、好ましくは、華氏６５０度で大気圧に解
放される容器に配置される９０重量％のＫＯＨと１０重量％の水とからなること
ができる。蒸発によって消滅した水の補充として、必要に応じて水が浴液に添加
される。構成部品上の断熱被膜１０は、短時間（例えば約１５秒から数分）、浴
液に浸漬されることができ、基材やその上のボンドコートへの損傷なしに、ボン
ドコートと断熱被膜との間に位置する中間酸化物層１２の優先的化学腐食／溶解
（ｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｔｔａｃｋ／ｄｉｓｓｏｌ
ｕｔｉｏｎ）を経て、断熱被膜が分離される。そして、水浴液に浸漬されること
ができ、基材やボンドコートから離れない軽微な断熱被膜が取り除かれる。特に
、熱い構成部品は、設定時間経過後に熱い苛性溶液から除去され、その熱い構成
部品によって加熱される水浴液に浸漬される。そして、基材から離れない断熱被
膜の残留物の除去を容易にするように、沸騰・攪拌される。
【００２６】 本発明は、内側はカオウール（Ｋａｏｗｏｏｌ）断熱ブランケット、外側はア
ルミ箔包装で包まれる空気中の実験室作業台に配置されるビーカー（容量１リッ
トル）を用いることで実証された。サーモカップルをビーカーと断熱層との間に
挿入し、苛性浴液の温度を観測する。観察ガラス（ｗａｔｃｈ ｇｌａｓｓ）を
ビーカーの上に配置し、断熱被膜除去過程を見ることができるようにする。金属
水酸化物フレーク、特に水和されたＫＯＨフレーク（重量で９０％ＫＯＨ、１０
％水）でビーカーを充填し、電気抵抗で加熱し、華氏６５０の度で溶解浴液を作
り出す。後述する断熱被膜サンプルは、断熱被膜が粉々になり始めるまで、溶解
したＫＯＨ浴液に浸され、アルミナやボンドコートと断熱被膜との間に位置する
他の酸化物層１２の優先的化学腐食または溶解によって部品が剥され、断熱被膜
のほぼ全部が除去される。この時点で、高温部品は溶解したＫＯＨ浴液から取り
除かれ、室温の水浴液に浸され、すすがれる（ｒｉｎｓｅ）。高温の構成部品を
水と接触（ｃｏｎｔａｃｔ）させると、局在的沸騰が生じ、以前には浴液に浸さ
れても離れずに残留している軽微な量の断熱被膜の除去を促進させる。
【００２７】 化学的除去処置は、多数の基材合金について行われた。特に第１テストは、Ｃ
ＭＳＸ―４、ＰＷＡ―１４８４およびＲｅｎｅ’Ｎ５基材サンプルを用いて、基
材上の空気中で、上記溶解したＫＯＨ浴液（重量で９０％ＫＯＨ、１０％水）の
効果を左右する被覆なしで、遂行された。基合金（ｂａｓｅ ａｌｌｏｙ）サン
プルは、溶解したＫＯＨ浴液に９分間浸され、上記の通りに室温の水ですすがれ
た。図１Ａおよび１Ｂは、溶解したＫＯＨ浴液への液浸前と液浸後の、５００Ｘ
でのＣＭＳＸ−４ニッケル基超合金サンプルの顕微鏡写真である。図２Ａおよび
２Ｂは、溶解したＫＯＨ浴液への液浸前と液浸後の、５００ＸでのＲｅｎｅ Ｎ
５ニッケル基超合金サンプルの顕微鏡写真である。これらの図は、処置をしても
有害な基金属（ｂａｓｅ ｍｅｔａｌ）腐食がなかったことを示している。同じ
結果は、被覆なしのＰＷＡ―１４８４基金属サンプルでも得られた。
【００２８】 また、ＣＭＳＸ−４基材合金（堅いタービンブレード）サンプルについて、化
学的除去処置が行われた。このＣＭＳＸ−４基材合金サンプルは、厚さ約０．０
０５インチのイットリア安定化ジルコニア断熱被膜と、米国特許５ ７１６ ７
２０に記載されＭＤＣ―１５０Ｌと表される厚さ約０．００２のインチのプラチ
ナ変性拡散アルミニドのボンドコートと、で被覆されている。一つのサンプルは
、空気中の上記溶解したＫＯＨ浴液（重量で９０％ＫＯＨ、１０％水）に、約２
分間浸され、それから、水浴液ですすがれた。他のサンプルは、空気中の上記溶
解したＫＯＨ浴液に１５分間浸され、さらに、溶解したＫＯＨ浴液のボンドコー
ト腐食についての効果を調べられた。図３Ａおよび３Ｂは、溶解浴液への液浸前
および液浸後の、断熱被膜で被覆されたＣＭＳＸ−４ニッケル基超合金サンプル
の５００倍での顕微鏡写真である。基金属腐食またはボンドコート腐食なしで断
熱被膜１０が除去されたことが、これらの図から明白となる。
【００２９】 また、Ｒｅｎｅ’１４２基材合金（空洞のタービンブレード）サンプルについ
て、化学的除去処置が行われた。そのサンプルは、合計約０．００１インチ（１
ミル）の厚みであるＭＤＣ２１０と呼ばれるＣＶＤ低活性（ｌｏｗ ａｃｔｉｖ
ｉｔｙ）拡散アルミニドで被覆されている。その低活性拡散被膜は、添加物（ａ
ｄｄｉｔｉｖｅ）ＮｉＡｌ外層２２と基材Ｓに隣接する耐熱性元素が豊かな内側
拡散層２４とを含む。サンプルは、空気中の上記溶解したＫＯＨ浴液（重量で９
０％ＫＯＨ、１０％水）に、約９分間浸され、それから水浴液ですすがれた。図
４Ａおよび４Ｂは、溶解したＫＯＨ浴液への液浸前と液浸後における、ＣＶＤ低
活性アルミニド被覆されたＲｅｎｅ’１４２サンプルの５００倍での顕微鏡写真
である。これらの図は、処理をしても単純なアルミニド拡散被膜の有害な腐食が
なかったことを示す。
【００３０】 また本発明は、本発明に従った使用済み断熱被膜の除去と新しい断熱被膜での
再施工とに続く酸化に対して、改善された耐性を示す断熱被膜が施された構成部
品に関する。特に、上記苛性浴液での使用済み断熱被膜の除去によって、苛性浴
液のアルカリまたはアルカリ土類元素は、（ボンドコート上の、あるいはボンド
コートがなければ超合金基材上の）剥離された構成部品の面上に検出可能な量が
残留することが発見された。また、高温度で、ボンドコート（または超合金基材
）およびこのように再び断熱被膜が施された構成部品の耐酸化性を増やすに効果
的な量で、剥離された構成部品に新しい断熱被膜が施されるとき、その苛性浴液
のアルカリまたはアルカリ土類元素は、ボンドコート（または超合金基材）へ組
み入れられることが発見された。もしボンドコートがある場合、ボンドコートは
、アルミニド、ＭＣｒＡｌＹまたは他のボンドコートからなることができる。
【００３１】 例示のためであるが、二つの分離したサンプルセットは、アルカリまたはアル
カリ土類元素の苛性浴液が、取り除かれた構成部品の面に残留することを実証す
る上記化学的除去処置に関する。特に、サンプルセットの一方には、多数の面フ
ィルム冷却孔を有する曲がりくねった内部通路によって稼働中に空冷されるよう
にエンジン製造業者により設計された、Ｒｅｎｅ’Ｎ５超合金でできているＣＦ
６−８０Ｃ２第１ステージ・タービンブレードが含まれる。他方のサンプルセッ
トには、Ｒｅｎｅ’Ｎ５超合金からなる１インチ径ボタンが含まれる。
【００３２】 二つの異なるＣＶＤ低活性白金拡散アルミニド被覆は、この実証に用いられた
。すなわち、上記のタービンブレード・サンプルは、米国特許５ ７８８ ８２
３として発行された出願番号０８／６８５３７９に記載されているように、ＫＯ
Ｈ電気メッキ水溶液にて、プラチナ電気メッキ（Ｐｔ ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔ
ｅｄ）をされ、米国特許５ ５６８ ６１４に記載されているようにＣＶＤ低活
性でアルミニウム処理めっき（ａｌｕｍｉｎｉｚｅｄ）をされ、厚さ０．００２
５インチのプラチナ変性拡散アルミニド被覆を生じさせ、米国特許５ ７１６
７２０に記載されているように断熱被膜が施され、アルミニド・ボンドコート上
に厚さ０．００５インチのイットリア安定化ジルコニア断熱被膜を生じさせる。
中間アルミナ層１２は、酸化性雰囲気にさらされている高温によって形成される
。
【００３３】 上記ボタンサンプルは、米国特許３ ６７７ ７８９に記載されているように
リン酸塩電気メッキ浴を用いてプラチナ電気メッキをされ、米国特許５ ６５８
６１４に記載されているようにＣＶＤアルミニウム処理され、厚さ０．００２
５インチのプラチナ変性拡散アルミニド被覆を形成する。ＴＢＣ被覆は、アルミ
ニド被覆に施されなかった。
【００３４】 タービンブレードサンプル上の被覆は、水酸化カリウム・プラチナメッキ過程
からすでにカリウムを含んでいた。したがって、上記の断熱被膜を除去する化学
的除去処置によるカリウムピックアップ（ｐｉｃｋ−ｕｐ）を示すには適切なサ
ンプルでなかった。
【００３５】 ひとつの被覆タービンブレード・サンプルおよびひとつの被覆ボタン・サンプ
ルは、空気中での華氏６５０度で、上記溶解したＫＯＨ苛性浴液（９０重量％Ｋ
ＯＨ、１０重量％水）に、約７分間浸され、それから水浴液ですすがれた。それ
から、剥離されたタービンブレード・サンプルは、上記の通りに新しいイットリ
ア安定化ジルコニア断熱被膜（ＴＢＣ）で再び被覆された。
【００３６】 上記の苛性浴液化学的除去処理なしの被覆されたタービンブレード・サンプル
（すなわち、最初のＴＢＣ被膜を有する）と、上記の苛性浴液化学的除去処理を
して新しいイットリア安定化ジルコニアＴＢＣ被膜で再び被覆されたサンプルと
を、各周期がそれぞれ５０分加熱し１０分空冷という１時間周期で、華氏２０７
５度で酸化テストをした。上記の苛性浴液化学的除去処理をして新しいＴＢＣ被
膜により再び被覆されたタービンブレード・サンプルは、上記非ＫＯＨの処理し
てＴＢＣ被膜を施されたブレードと比較すると、酸化試験の継続期間において、
４倍以上の改善を示した。
【００３７】 上記の苛性浴液化学的除去処理に続いて、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）のエネ
ルギー分散型Ｘ線スペクトロメータ（ＥＤＳ）を用いて、カリウムピックアップ
がないか、Ｒｅｎｅ’Ｎ５ボタン・サンプルの面を調べた。図５は、サンプルの
ＥＤＳスペクトル結果であり、高温のＫＯＨ処理浴液から、プラチナ変性拡散ア
ルミニド上のおよび／またその中の、検出可能なカリウム・ピックアップを示し
ている。米国特許５ ７８８ ８２３として発行された出願番号０８／６８５３
７９の教示からみて、プラチナ変性拡散アルミニドボンドコートすなわちこのよ
うなＴＢＣ被覆されたブレードの耐酸化性が改善されることは、本発明に従った
高温でのＫＯＨ化学的除去処理の間の、および高温でのＴＢＣ被覆施工後の、ア
ルミニド被覆のカリウムの組み入れから予想される。
【００３８】 雰囲気圧でかつ非常に短時間で、基材やその上のボンドコートへの検出可能な
有害な損傷なしに、超合金や多種多様な形状の基材からセラミック断熱被膜を除
去することについては、本発明が有利である。一般に数分より短い処理サイクル
時間で、かつ低い設備資本費用で足りるので、この処理は経済的である。本発明
は、強いエネルギーやこれらの処理について労力なしに、従来の断熱被膜の除去
処理、例えばウォータージェットやショットピーニングやＨｆクリーニングや、
かなり短いサイクル時間（例えば本発明では数分であるのに対して、苛性オート
クレーブでは８時間）の苛性オートクレーブ処理に代えることができる。さらに
、本発明は、本発明に従って使用済み断熱被膜を除去し新しい断熱被膜で再び被
覆したことに続く酸化に対して、改善された耐性を示す断熱被膜が施された構成
部品を提供する。
【００３９】 本発明が信頼できる実施例に関して詳細に記述されたとはいえ、請求項に記載
したように、本発明の精神と範囲から逸脱することなく修正・変更等をなしうる
ことを、当業者は認めるであろう。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、例えばガスタービンエンジン部品のような下方にある金属基材やボ
ンドコートへの損傷なしに、断熱被膜を迅速に除去する。また、本発明は、雰囲
気圧かつ高温の下で水酸化物媒介を用いて、下方にある金属基材やボンドコート
への損傷なしに、断熱被膜を迅速に除去する。更に、本発明は、本発明に従った
使用済み断熱被膜除去および新しい断熱被膜再施工の後にくる酸化に対して、改
善された耐性を示す断熱被膜が施された構成部品を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 本発明に従った苛性無機水酸化物浴液への液浸前と液浸後の、ＣＭＳＸ−４ニ
ッケル基超合金サンプルの５００倍での顕微鏡写真である。
【図１Ｂ】 本発明に従った苛性無機水酸化物浴液への液浸前と液浸後の、ＣＭＳＸ−４ニ
ッケル基超合金サンプルの５００倍での顕微鏡写真である。
【図２Ａ】 本発明に従った苛性無機水酸化物浴液への液浸前と液浸後の、Ｒｅｎｅ’Ｎ５
ニッケル基超合金サンプルの５００倍での顕微鏡写真である。
【図２Ｂ】 本発明に従った苛性無機水酸化物浴液への液浸前と液浸後の、Ｒｅｎｅ’Ｎ５
ニッケル基超合金サンプルの５００倍での顕微鏡写真である。
【図３Ａ】 本発明に従った苛性無機水酸化物浴液への液浸前と液浸後の、断熱被膜を有す
るＣＭＳＸ−４ニッケル基超合金サンプルの５００倍での顕微鏡写真である。
【図３Ｂ】 本発明に従った苛性無機水酸化物浴液への液浸前と液浸後の、断熱被膜を有す
るＣＭＳＸ−４ニッケル基超合金サンプルの５００倍での顕微鏡写真である。
【図４Ａ】 本発明に従った苛性無機水酸化物浴液への液浸前と液浸後の、ＣＶＤ低活性拡
散アルミニドで被覆したＲｅｎｅ１４２のニッケル基超合金サンプルの５００倍
での顕微鏡写真である。
【図４Ｂ】 本発明に従った苛性無機水酸化物浴液への液浸前と液浸後の、ＣＶＤ低活性拡
散アルミニドで被覆したＲｅｎｅ１４２のニッケル基超合金サンプルの５００倍
での顕微鏡写真である。
【図５】 溶解した苛性ＫＯＨ浴液への液浸の後における、Ｒｅｎｅ’Ｎ５ボタン（ｂｕ
ｔｔｏｎ）サンプル面のプラチナ変性（ｐｌａｔｉｎｕｍ ｍｏｄｉｆｉｅｄ）
拡散アルミニド面のＸ線スペクトルである。
【符号の説明】
１０ 外側セラミック断熱被膜または層 １２ 中間酸化物層 １４ 内側ボンドコート層 Ｓ 基材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 4/10 Ｃ２３Ｃ 4/10 Ｆ０１Ｄ 5/28 Ｆ０１Ｄ 5/28 Ｆ０２Ｃ 7/00 Ｆ０２Ｃ 7/00 Ｄ (72)発明者 マーフィー ケネス エス． アメリカ合衆国 49441 ミシガン州 マ スケゴン アップルウッド レーン 3839 番地 (72)発明者 ワーンズ ブルース エム． アメリカ合衆国 49445 ミシガン州 マ スケゴン ウエスト タイラー ロード 1305番地 Ｆターム(参考） 3B201 AA46 BB01 BB82 BB87 BB92 CC01 3G002 EA05 EA06 EA08 4K031 AA02 AB03 AB08 BA04 CB22 CB27 CB37 CB42 CB43 DA04 4K053 PA07 QA07 RA21 RA23 TA06 YA02 YA03 【要約の続き】

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 雰囲気圧かつ高温度で、基材から断熱被膜の剥離を生じさせ
    るのに十分な時間、断熱被膜が施された基材と、アルカリまたはアルカリ土類の
    水酸化物を含む無機水酸化物液状浴液と、を接触させることからなる、基材から
    断熱被膜を除去する方法。
  2. 【請求項２】 前記浴液は、優先的に、断熱被膜と基材との間の中間層を腐
    食することを特徴とする請求項１の基材から断熱被膜を除去する方法。
  3. 【請求項３】 前記中間層は、基材上の断熱被膜とボンドコートとの間にあ
    る中間酸化物層を含むことを特徴とする請求項２の基材から断熱被膜を除去する
    方法。
  4. 【請求項４】 前記中間層は、アルミナまたはクロミア（ｃｈｒｏｍｉａ）
    を含むことを特徴とする請求項３の基材から断熱被膜を除去する方法。
  5. 【請求項５】 前記水酸化物浴液は、少なくとも５０重量％のアルカリまた
    はアルカリ土類の水酸化物と残分本質水とからなることを特徴とする請求項１の
    基材から断熱被膜を除去する方法。
  6. 【請求項６】 前記水酸化物浴液は、約９０重量％のアルカリまたはアルカ
    リ土類の水酸化物と残分本質水とからなることを特徴とする請求項５の基材から
    断熱被膜を除去する方法。
  7. 【請求項７】 前記浴液の温度は、少なくとも華氏約２７５度であることを
    特徴とする請求項１の基材から断熱被膜を除去する方法。
  8. 【請求項８】 前記断熱被膜は１５秒以上の間、浴液に接触されることを特
    徴とする請求項１の基材から断熱被膜を除去する方法。
  9. 【請求項９】 前記水酸化物浴液の処理後の温度より低い温度で、基材と水
    浴液とを接触させるステップを更に含むことを特徴とする請求項１の基材から断
    熱被膜を除去する方法。
  10. 【請求項１０】 断熱被膜が施された基材は、浴液を中に有し雰囲気圧に対
    して開かれている容器に浸漬されることを特徴とする請求項１の基材から断熱被
    膜を除去する方法。
  11. 【請求項１１】 浴液のアルカリとアルカリ土類元素との少なくとも一つは
    、断熱被膜が除去された後に、基材面またはその上のボンドコート上に残留する
    ことを特徴とする請求項１の基材から断熱被膜を除去する方法。
  12. 【請求項１２】 前記アルカリとアルカリ土類元素との少なくとも一つが基
    材またはボンドコートに組み入れられるように、断熱被膜の除去の後、新しい断
    熱被膜で基材を被覆するステップを更に含むことを特徴とする請求項１１の基材
    から断熱被膜を除去する方法。
  13. 【請求項１３】 超合金基材とボンドコートとボンドコート上に施される断
    熱被膜とからなる断熱被膜が施された構成部品であって、基材とボンドコートと
    のうち少なくとも一つは、アルカリとアルカリ土類とからなるグループから選ば
    れる元素を含む断熱被膜が施されたことを特徴とする基材に断熱被膜が施された
    構成部品。
  14. 【請求項１４】 前記アルカリまたはアルカリ土類元素を含む苛性水溶液と
    の接触によって使用済み断熱被膜が除去された後、断熱被膜が、基材上またはボ
    ンドコート上に施されることを特徴とする請求項１３の基材に断熱被膜が施され
    た構成部品。
  15. 【請求項１５】 前記被覆面上のアルカリとアルカリ土類とからなるグルー
    プから選ばれる元素を有する超合金基材とその上の被覆とからなることを特徴と
    する基材に断熱被膜が施された構成部品。
  16. 【請求項１６】 断熱被膜を受け止めるため、被覆が、アルミニドとＭＣｒ
    ＡｌＹボンドコートとからなるグループから選ばれることを特徴とする請求項１
    ４の基材に断熱被膜が施された構成部品。
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