JP2003147546A - Method of forming coating layer - Google Patents
Method of forming coating layerInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱金属部材の表
面に耐食耐酸化性被覆層を形成する方法に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a corrosion resistant and oxidation resistant coating layer on the surface of a heat resistant metal member.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ガスタービンやジェットエンジン
に使用される化石燃料は、硫黄等の有害成分の濃度が高
くなりつつある。これは、元来、有限の資源である化石
燃料の消費が進んだ結果、硫黄等の含有量が高く品質の
低い燃料を使用せざるを得なくなって来たためである。2. Description of the Related Art In recent years, fossil fuels used in gas turbines and jet engines have a high concentration of harmful components such as sulfur. This is because the consumption of fossil fuel, which is a finite resource, has been inevitably increased, and as a result, fuel with a high content of sulfur and the like and low quality has been forced to be used.
【０００３】また、ガスタービンやジェットエンジン等
では、高効率化のために入口ガス温度が高くなる傾向が
ある。この結果、ガスタービンやジェットエンジン等の
ブレードやノズル等は、前記硫黄等の含有量が高く品質
の低い燃料から発生する高温の腐食性燃焼ガスに接触し
て高温腐食を起こしやすくなって来ており、高温環境下
で用いられる耐熱金属部材の耐食耐酸化性の向上が望ま
れる。Further, in gas turbines, jet engines, etc., the inlet gas temperature tends to be high in order to improve efficiency. As a result, blades, nozzles, etc. of gas turbines, jet engines, etc. are likely to come into contact with hot corrosive combustion gas generated from low-quality fuel with a high content of sulfur, etc. to cause high-temperature corrosion. Therefore, it is desired to improve the corrosion resistance and the oxidation resistance of the heat resistant metal member used in a high temperature environment.
【０００４】従来、１５００℃以上の高温環境下で構造
材料として使用できる耐熱金属部材として、モリブデン
またはタングステンと珪素との金属間化合物、ニオブ、
タンタルまたはイリジウムとアルミニウムとの金属間化
合物等が検討されている。前記金属間化合物は、融点が
高く、高温環境下での機械的強度、耐食性、耐酸化性等
に優れている反面、極めて靱性に乏しく、単独で構造材
料とすることができないとの問題がある。Conventionally, as a heat-resistant metal member that can be used as a structural material in a high temperature environment of 1500 ° C. or higher, an intermetallic compound of molybdenum or tungsten and silicon, niobium,
Intermetallic compounds of tantalum or iridium and aluminum have been studied. The intermetallic compound has a high melting point and is excellent in mechanical strength, corrosion resistance, oxidation resistance and the like in a high temperature environment, but on the other hand, it is extremely poor in toughness and cannot be used alone as a structural material. .
【０００５】一方、融点の高い耐熱金属自体を高温環境
下で構造材料として使用することが提案されている。モ
リブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、イリジウ
ム等の耐熱金属は、融点が２５００〜３４００℃と極め
て高い上、高温環境下でも靱性に富んでいる。しかし、
前記耐熱金属はいずれも高温環境下で酸化されやすいと
の問題がある。On the other hand, it has been proposed to use a refractory metal itself having a high melting point as a structural material in a high temperature environment. Refractory metals such as molybdenum, tungsten, niobium, tantalum, and iridium have extremely high melting points of 2500 to 3400 ° C., and have high toughness even in a high temperature environment. But,
Each of the above refractory metals has a problem that they are easily oxidized in a high temperature environment.
【０００６】そこで、前記耐熱金属の表面を、高温環境
下での耐食性、耐酸化性に優れた金属間化合物で被覆す
ることが試みられている。前記前記耐熱金属の表面を前
記金属間化合物で被覆する方法として、パックセメンテ
ーション法、化学蒸着法、スラリーセメンテーション
法、浸漬法等の拡散現象を利用する方法があり、例え
ば、パックセメンテーション法によりニオブからなる耐
熱金属部材の表面にモリブデン−珪素系金属間化合物を
被覆したものが報告されている（Ｔ．Ａ．Ｋｉｒｃｈｅ
ｒ，Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．Ｅｎｇ．，Ａ１５５（１９９
２），６７）。Therefore, it has been attempted to coat the surface of the above refractory metal with an intermetallic compound having excellent corrosion resistance and oxidation resistance in a high temperature environment. As a method of coating the surface of the refractory metal with the intermetallic compound, there are methods utilizing diffusion phenomena such as pack cementation method, chemical vapor deposition method, slurry cementation method, and dipping method. For example, pack cementation method. Have reported that the surface of a heat-resistant metal member made of niobium is coated with a molybdenum-silicon based intermetallic compound (TA Kirche.
r, Mater. Sci. Eng. , A155 (199
2), 67).
【０００７】しかしながら、前記拡散現象を利用する方
法では、拡散による原子の移動速度が極めて遅いため、
高温で長時間の処理を施しても、厚さが数μｍ〜数十μ
ｍ程度の薄い被覆層しか得られず、かかる薄い被覆層で
は高温腐食環境下で前記耐熱金属部材を十分に保護する
ことが難しいという不都合がある。また、前記拡散現象
を利用する方法では、被覆される耐熱金属部材の表面ば
かりでなく、該耐熱金属部材全体を長時間に亘って加熱
しなければならないため、該耐熱金属の微細組織が変化
して該耐熱金属自体の物性が劣化するという不都合もあ
る。However, in the method utilizing the diffusion phenomenon, the moving speed of atoms due to diffusion is extremely slow,
Even if it is treated at high temperature for a long time, the thickness is several μm to several tens of μ.
Only a thin coating layer having a thickness of about m can be obtained, and such a thin coating layer has a disadvantage that it is difficult to sufficiently protect the heat-resistant metal member in a high temperature corrosive environment. Further, in the method utilizing the diffusion phenomenon, not only the surface of the heat-resistant metal member to be coated but also the entire heat-resistant metal member must be heated for a long time, so that the microstructure of the heat-resistant metal changes. As a result, the physical properties of the refractory metal itself deteriorate.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる不都
合を解消して、耐熱金属部材の表面に、該耐熱金属自体
の物性を劣化させることなく、高温腐食環境下で該耐熱
金属部材を保護するために十分な厚さを備える耐食耐酸
化性被覆層を形成する方法を提供することを目的とす
る。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention eliminates such inconvenience and protects the heat-resistant metal member on the surface of the heat-resistant metal member in a high temperature corrosive environment without deteriorating the physical properties of the heat-resistant metal itself. An object of the present invention is to provide a method of forming a corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer having a sufficient thickness for
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の被覆層の形成方法は、耐熱金属部材表面
に、１種以上の金属からなる被覆層形成材料を配置し、
少なくとも該被覆層形成材料を局所的に加熱することに
より、該被覆層形成材料同士または該耐熱金属部材と該
被覆層形成材料とからなる金属間化合物を生成せしめ、
該金属間化合物からなる耐食耐酸化性被覆層を形成する
ことを特徴とする。In order to achieve such an object, a method for forming a coating layer of the present invention is to arrange a coating layer forming material composed of one or more metals on the surface of a heat-resistant metal member,
By locally heating at least the coating layer forming material, an intermetallic compound composed of the coating layer forming materials or the heat-resistant metal member and the coating layer forming material is generated,
A corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer made of the intermetallic compound is formed.
【００１０】前記耐熱金属部材としては、ニオブ、ニオ
ブ合金、モリブデン、モリブデン合金、ニッケル、ニッ
ケル合金、鉄、鉄合金、コバルト、コバルト合金等を挙
げることができる。また、前記被覆層形成材料として
は、アルミニウム、モリブデン、珪素、ニッケル等の金
属からなるものを挙げることができる。Examples of the refractory metal member include niobium, niobium alloy, molybdenum, molybdenum alloy, nickel, nickel alloy, iron, iron alloy, cobalt, cobalt alloy and the like. The coating layer forming material may be made of a metal such as aluminum, molybdenum, silicon or nickel.
【００１１】本発明の方法では、まず、前記耐熱金属部
材の表面に前記被覆層形成材料を配置し、少なくとも該
被覆層形成材料を局所的に加熱する。この結果、前記被
覆層形成材料が溶融され、異なる金属からなる複数の被
覆層形成材料を用いた場合には、該被覆層形成材料同士
の金属間化合物が生成される。また、前記被覆層形成材
料を１種類だけ用いた場合には、さらに前記耐熱金属部
材を局所的に加熱することにより該耐熱金属部材が溶融
され、該耐熱金属部材と該被覆層形成材料とからなる金
属間化合物が生成される。そして、溶融された金属が凝
固することにより、前記耐熱金属部材表面に、前記金属
間化合物からなる耐食耐酸化性被覆層が、高温腐食環境
下で該耐熱金属部材を保護するために十分な厚さに形成
される。In the method of the present invention, first, the coating layer forming material is placed on the surface of the heat resistant metal member, and at least the coating layer forming material is locally heated. As a result, when the coating layer forming materials are melted and a plurality of coating layer forming materials made of different metals are used, an intermetallic compound of the coating layer forming materials is generated. Further, when only one kind of the coating layer forming material is used, the heat resistant metal member is melted by locally heating the heat resistant metal member, and the heat resistant metal member and the coating layer forming material are separated from each other. The intermetallic compound is formed. Then, as the molten metal is solidified, a corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer made of the intermetallic compound on the surface of the heat-resistant metal member has a sufficient thickness to protect the heat-resistant metal member under a high-temperature corrosive environment. Is formed.
【００１２】また、前記耐熱金属部材は、局所的に加熱
されるに過ぎないので、該耐熱金属自体の劣化を避ける
ことができる。前記被覆層は、前記耐熱金属部材と被覆
層形成材料とを局所的に加熱する操作を連続して行うこ
とにより、該耐熱金属部材の表面の所定の範囲に形成す
ることができる。Further, since the refractory metal member is only locally heated, deterioration of the refractory metal itself can be avoided. The coating layer can be formed in a predetermined range on the surface of the heat-resistant metal member by continuously performing an operation of locally heating the heat-resistant metal member and the coating layer forming material.
【００１３】前記被覆層形成材料は、棒状、線状、リボ
ン状、粉末状から選択される少なくとも１種の形態で用
いることができる。前記被覆層形成材料は、前記加熱さ
れる部分に連続的に供給することにより、所望の厚さ耐
食耐酸化性被覆層を形成することができる。The coating layer forming material can be used in at least one form selected from rod-shaped, linear, ribbon-shaped and powder-shaped. By continuously supplying the coating layer forming material to the heated portion, a corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer having a desired thickness can be formed.
【００１４】前記耐熱金属部材と被覆層形成材料との加
熱は、アーク放電、レーザ照射等により行うことができ
るが、より局所的に加熱するためにアーク放電により行
うことが好ましい。The heating of the heat resistant metal member and the coating layer forming material can be carried out by arc discharge, laser irradiation or the like, but arc heating is preferable for more localized heating.
【００１５】本発明の方法では、前記耐熱金属部材の表
面に耐食耐酸化性被覆層を形成するために、各耐熱金属
部材に適した被覆層形成材料を選択することが好まし
い。このとき、前記耐食耐酸化性被覆層を形成する金属
間化合物が、前記耐熱金属部材の基体金属を成分として
含む場合には、前記加熱により前記耐熱金属部材を溶融
することにより、該基体金属と同一の金属からなる前記
被覆層形成材料の使用を省略することができる。In the method of the present invention, in order to form the corrosion resistant and oxidation resistant coating layer on the surface of the heat resistant metal member, it is preferable to select a coating layer forming material suitable for each heat resistant metal member. At this time, when the intermetallic compound forming the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer contains the base metal of the heat-resistant metal member as a component, the heat-resistant metal member is melted by the heating to form the base metal. The use of the coating layer forming material made of the same metal can be omitted.
【００１６】そこで、前記耐熱金属部材がニオブまたは
ニオブ合金からなるときには、前記被覆層形成材料はア
ルミニウム、モリブデン、珪素から選択される少なくと
も１種の金属からなることが好ましい。また、このと
き、前記被覆層形成材料はさらにニオブを含んでもよ
い。Therefore, when the refractory metal member is made of niobium or a niobium alloy, the coating layer forming material is preferably made of at least one metal selected from aluminum, molybdenum and silicon. At this time, the coating layer forming material may further contain niobium.
【００１７】また、前記耐熱金属部材がモリブデンまた
はモリブデン合金からなるときには、前記被覆層形成材
料はアルミニウムまたは珪素の少なくとも１種の金属か
らなることが好ましい。また、このとき、前記被覆層形
成材料はさらにモリブデンを含んでもよい。When the refractory metal member is made of molybdenum or a molybdenum alloy, the coating layer forming material is preferably made of at least one metal of aluminum or silicon. At this time, the coating layer forming material may further contain molybdenum.
【００１８】また、前記耐熱金属部材がニッケルまたは
ニッケル合金からなるときには、前記被覆層形成材料は
アルミニウムからなることが好ましい。また、このと
き、前記被覆層形成材料はさらにニッケルを含んでもよ
い。When the refractory metal member is made of nickel or a nickel alloy, the coating layer forming material is preferably made of aluminum. At this time, the coating layer forming material may further contain nickel.
【００１９】さらに、前記耐熱金属部材が鉄、鉄合金、
コバルトまたはコバルト合金から選択される１種の金属
からなるときには、前記被覆層形成材料はアルミニウム
とニッケルとからなることが好ましい。Further, the heat-resistant metal member is iron, iron alloy,
When it is made of one kind of metal selected from cobalt or cobalt alloy, the coating layer forming material is preferably made of aluminum and nickel.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】次に、添付の図面を参照しながら
本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図
１は本実施形態の方法を示す説明的断面図であり、図２
は本実施形態の一態様により得られた耐食耐酸化性被覆
層の構成を示す説明的断面図、図３は図２示の耐食耐酸
化性被覆層の組成を示すグラフ、図４は図２示の耐食耐
酸化性被覆層のヴィッカース硬度を示すグラフである。
また、図５は本実施形態の他の態様により得られた耐食
耐酸化性被覆層の構成を示す説明的断面図、図６は図５
示の耐食耐酸化性被覆層の組成を示すグラフ、図７は図
５示の耐食耐酸化性被覆層のヴィッカース硬度を示すグ
ラフである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory sectional view showing the method of the present embodiment.
2 is an explanatory cross-sectional view showing the structure of the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer obtained according to one aspect of the present embodiment, FIG. 3 is a graph showing the composition of the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer shown in FIG. 2, and FIG. It is a graph which shows the Vickers hardness of the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer shown.
5 is an explanatory cross-sectional view showing the structure of the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer obtained by another aspect of this embodiment, and FIG.
5 is a graph showing the composition of the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer shown in FIG. 7, and FIG. 7 is a graph showing the Vickers hardness of the corrosion-resistant and oxidation resistant coating layer shown in FIG.
【００２１】本実施形態の方法は、まず、図１（ａ）示
のように、耐熱金属部材１の表面に、複数の被覆層形成
材料２ａ，２ｂを配置を配置する。被覆層形成材料２
ａ，２ｂは、互いに異なる金属からなり、互いに溶融し
て金属間化合物を生成することができる。被覆層形成材
料２ａ，２ｂは、例えば、棒状、線状、リボン状、粉末
状等の形態で用いられる。In the method of this embodiment, first, as shown in FIG. 1A, a plurality of coating layer forming materials 2a and 2b are arranged on the surface of the heat-resistant metal member 1. Coating layer forming material 2
a and 2b are made of different metals and can be fused with each other to form an intermetallic compound. The coating layer forming materials 2a and 2b are used in the form of, for example, a rod, a wire, a ribbon, or a powder.
【００２２】次に、電源装置３を介して耐熱金属部材１
に接続された炭素電極４と、耐熱金属部材１との間でア
ーク放電Ｄを生じさせることにより、被覆層形成材料２
ａ，２ｂを局所的に加熱する。このようにすることによ
り、被覆層形成材料２ａ，２ｂを溶融させ、被覆層形成
材料２ａ，２ｂを構成する金属からなる金属間化合物を
生成させる。また、前記金属化合物の溶融熱により、前
記耐熱金属部材１の表面を局所的に溶融させる。そし
て、前記のように溶融された金属を凝固させることによ
り、前記耐熱金属部材１上に前記金属間化合物からなる
耐食耐酸化性被覆層５を形成させる。Next, the heat-resistant metal member 1 is inserted through the power supply device 3.
By causing an arc discharge D between the carbon electrode 4 connected to the and the heat resistant metal member 1, the coating layer forming material 2
Locally heat a and 2b. By doing so, the coating layer forming materials 2a and 2b are melted, and the intermetallic compound made of the metal forming the coating layer forming materials 2a and 2b is generated. Further, the surface of the heat-resistant metal member 1 is locally melted by the heat of fusion of the metal compound. Then, by solidifying the molten metal as described above, the corrosion resistant and oxidation resistant coating layer 5 made of the intermetallic compound is formed on the heat resistant metal member 1.
【００２３】図１（ａ）示の方法では、被覆層形成材料
２として２種類の金属からなる被覆層形成材料２ａ，２
ｂを用いているが、被覆層形成材料２にはさらに多種類
の金属を用いるようにしてもよい。In the method shown in FIG. 1 (a), as the coating layer forming material 2, the coating layer forming materials 2a and 2 made of two kinds of metals are used.
Although b is used, more kinds of metals may be used as the coating layer forming material 2.
【００２４】また、本実施形態の方法では、耐食耐酸化
性被覆層５を形成する金属間化合物が、耐熱金属部材１
の基体金属を成分として含む場合には、前記加熱により
耐熱金属部材１を溶融することにより、基体金属と同一
の金属からなる被覆層形成材料の使用を省略することが
できる。Further, in the method of this embodiment, the intermetallic compound forming the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 is made of the heat-resistant metal member 1.
When the base metal of (1) is contained as a component, the heat-resistant metal member 1 is melted by the heating, so that the use of the coating layer forming material made of the same metal as the base metal can be omitted.
【００２５】そこで、この場合には、図１（ｂ）示のよ
うに、耐熱金属部材１の表面に、１種類の被覆層形成材
料２を配置し、電源装置３を介して耐熱金属部材１に接
続された炭素電極４と、耐熱金属部材１との間でアーク
放電Ｄを生じさせることにより、被覆層形成材料２を局
所的に加熱して溶融させる。次に、炭素電極４と、耐熱
金属部材１との間でアーク放電Ｄを生じさせることによ
り、耐熱金属部材１を局所的に加熱して溶融させ、耐熱
金属部材１の基体金属と、被覆層形成材料２を構成する
金属とからなる金属間化合物を生成させる。そして、前
記のように溶融された金属を凝固させることにより、前
記耐熱金属部材１上に前記金属間化合物からなる耐食耐
酸化性被覆層５を形成させる。Therefore, in this case, as shown in FIG. 1B, one kind of coating layer forming material 2 is arranged on the surface of the heat-resistant metal member 1, and the heat-resistant metal member 1 is connected via the power supply device 3. The coating layer forming material 2 is locally heated and melted by causing an arc discharge D between the carbon electrode 4 connected to and the heat resistant metal member 1. Next, by causing an arc discharge D between the carbon electrode 4 and the refractory metal member 1, the refractory metal member 1 is locally heated and melted, and the base metal of the refractory metal member 1 and the coating layer. An intermetallic compound composed of the metal forming the forming material 2 is generated. Then, by solidifying the molten metal as described above, the corrosion resistant and oxidation resistant coating layer 5 made of the intermetallic compound is formed on the heat resistant metal member 1.
【００２６】図１（ａ），（ｂ）に示す方法では、前記
局所的加熱を耐熱金属部材１上で連続して行うことによ
り、耐熱金属部材１の表面の所定の範囲に耐食耐酸化性
被覆層５を形成することができる。In the method shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the localized heating is continuously performed on the heat-resistant metal member 1 so that corrosion resistance and oxidation resistance can be obtained in a predetermined range on the surface of the heat-resistant metal member 1. The coating layer 5 can be formed.
【００２７】本実施形態の方法において、耐熱金属部材
１としては、ニオブ、ニオブ合金、モリブデン、モリブ
デン合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄、鉄合金、コバ
ルト、コバルト合金等を用いることができ、被覆層形成
材料２としては、アルミニウム、モリブデン、珪素、ニ
ッケル等の金属からなるものを用いることができるが、
耐熱金属部材１の表面に耐食耐酸化性被覆層５を形成す
るためには、各耐熱金属部材１に適した被覆層形成材料
２を選択することが好ましい。In the method of the present embodiment, the refractory metal member 1 can be made of niobium, niobium alloy, molybdenum, molybdenum alloy, nickel, nickel alloy, iron, iron alloy, cobalt, cobalt alloy, etc. The forming material 2 may be made of a metal such as aluminum, molybdenum, silicon or nickel.
In order to form the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 on the surface of the heat-resistant metal member 1, it is preferable to select the coating layer forming material 2 suitable for each heat-resistant metal member 1.
【００２８】そこで、耐熱金属部材１がニオブまたはニ
オブ合金からなるときには、被覆層形成材料２はアルミ
ニウム、モリブデン、珪素から選択される少なくとも１
種の金属からなることが好ましく、さらにニオブを含ん
でもよい。ニオブまたはニオブ合金からなる耐熱金属部
材１に、被覆層形成材料２としてアルミニウム、または
アルミニウムとニオブとを用いるときには、前記金属間
化合物としてニオブアルミナイドが生成される。また、
ニオブまたはニオブ合金からなる耐熱金属部材１に、被
覆層形成材料２として、モリブデンと珪素とを用いると
きには、前記金属間化合物としてニオブシリサイドとモ
リブデンシリサイドとが生成される。また、ニオブまた
はニオブ合金からなる耐熱金属部材１に、被覆層形成材
料２として、アルミニウムと珪素とを、またはアルミニ
ウムと珪素とニオブとを用いるときには、前記金属間化
合物としてニオブアルミノシリサイドが生成される。Therefore, when the refractory metal member 1 is made of niobium or a niobium alloy, the coating layer forming material 2 is at least one selected from aluminum, molybdenum and silicon.
It is preferably composed of one kind of metal, and may further contain niobium. When aluminum or aluminum and niobium are used as the coating layer forming material 2 on the heat-resistant metal member 1 made of niobium or a niobium alloy, niobium aluminide is generated as the intermetallic compound. Also,
When molybdenum and silicon are used as the coating layer forming material 2 on the refractory metal member 1 made of niobium or a niobium alloy, niobium silicide and molybdenum silicide are generated as the intermetallic compounds. When aluminum and silicon or aluminum, silicon and niobium are used as the coating layer forming material 2 on the refractory metal member 1 made of niobium or a niobium alloy, niobium aluminosilicide is generated as the intermetallic compound. .
【００２９】また、耐熱金属部材１がモリブデンまたは
モリブデン合金からなるときには、被覆層形成材料２は
アルミニウムまたは珪素の少なくとも１種の金属からな
ることが好ましく、さらにモリブデンを含んでもよい。
モリブデンまたはモリブデン合金からなる耐熱金属部材
１に、被覆層形成材料２として、珪素または珪素とモリ
ブデンとを用いるときには、前記金属間化合物としてモ
リブデンシリサイドが生成される。また、モリブデンま
たはモリブデン合金からなる耐熱金属部材１に、被覆層
形成材料２として、アルミニウムと珪素とを、またはア
ルミニウムと珪素とモリブデンとを用いるときには、前
記金属間化合物としてモリブデンアルミノシリサイドが
生成される。When the heat-resistant metal member 1 is made of molybdenum or a molybdenum alloy, the coating layer forming material 2 is preferably made of at least one metal of aluminum or silicon, and may further contain molybdenum.
When silicon or silicon and molybdenum are used as the coating layer forming material 2 on the refractory metal member 1 made of molybdenum or a molybdenum alloy, molybdenum silicide is generated as the intermetallic compound. When aluminum and silicon or aluminum, silicon and molybdenum are used as the coating layer forming material 2 on the refractory metal member 1 made of molybdenum or a molybdenum alloy, molybdenum aluminosilicide is generated as the intermetallic compound. .
【００３０】また、耐熱金属部材１がニッケルまたはニ
ッケル合金からなるときには、被覆層形成材料２はアル
ミニウムからなることが好ましく、さらにニッケルを含
んでもよい。ニッケルまたはニッケル合金からなる耐熱
金属部材１に、被覆層形成材料２として、アルミニウ
ム、またはアルミニウムとニッケルとを用いるときに
は、前記金属間化合物としてニッケルアルミナイドとト
リニッケルアルミナイドとが生成される。When the refractory metal member 1 is made of nickel or a nickel alloy, the coating layer forming material 2 is preferably made of aluminum, and may further contain nickel. When aluminum or aluminum and nickel are used as the coating layer forming material 2 in the heat resistant metal member 1 made of nickel or nickel alloy, nickel aluminide and trinickel aluminide are generated as the intermetallic compounds.
【００３１】さらに、耐熱金属部材１が鉄、鉄合金、コ
バルトまたはコバルト合金から選択される１種の金属か
らなるときには、被覆層形成材料２はアルミニウムとニ
ッケルとからなることが好ましい。鉄、鉄合金、コバル
トまたはコバルト合金から選択される１種の金属からな
る耐熱金属部材１に、被覆層形成材料２としてアルミニ
ウムとニッケルとを用いるときには、前記金属間化合物
としてニッケルアルミナイドが生成される。Further, when the refractory metal member 1 is made of one kind of metal selected from iron, iron alloy, cobalt or cobalt alloy, the coating layer forming material 2 is preferably made of aluminum and nickel. When aluminum and nickel are used as the coating layer forming material 2 in the refractory metal member 1 made of one kind of metal selected from iron, iron alloy, cobalt or cobalt alloy, nickel aluminide is generated as the intermetallic compound. .
【００３２】ニオブまたはニオブ合金からなる耐熱金属
部材１の表面に、前記金属間化合物としてニオブアルミ
ナイドを生成させる場合、或いはモリブデンまたはモリ
ブデン合金からなる耐熱金属部材１の表面に、前記金属
間化合物としてモリブデンシリサイドを生成させる場合
には、耐熱金属部材１の基体金属と、耐食耐酸化性被覆
層５を形成する前記金属間化合物との両者に共通の金属
が含まれている。このような場合には、耐熱金属部材１
の基体金属相と、耐食耐酸化性被覆層５を形成する前記
金属間化合物相とが、両者の接触界面で熱力学的に平衡
状態を保ち、安定して共存できる関係にある。従って、
このような場合には安定な耐食耐酸化性被覆層５が形成
される。When niobium aluminide is produced as the intermetallic compound on the surface of the refractory metal member 1 made of niobium or a niobium alloy, or on the surface of the refractory metal member 1 made of molybdenum or a molybdenum alloy, molybdenum is used as the intermetallic compound. When generating silicide, a metal common to both the base metal of the refractory metal member 1 and the intermetallic compound forming the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 is contained. In such a case, the heat-resistant metal member 1
The base metal phase and the intermetallic compound phase forming the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 have a thermodynamic equilibrium state at the contact interface between the two and can stably coexist. Therefore,
In such a case, the stable corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 is formed.
【００３３】また、ニオブまたはニオブ合金からなる耐
熱金属部材１の表面に、前記金属間化合物としてニオブ
シリサイドとモリブデンシリサイドとを生成させる場合
には、耐熱金属部材１の基体金属相と、一方の前記金属
間化合物であるモリブデンシリサイドとが、ニオブシリ
サイドにより媒介されることにより、両者の接触界面で
安定して共存できる関係にある。この場合、耐熱金属部
材１の基体金属相と、ニオブシリサイドの金属間化合物
相とはニオブを共有し、ニオブシリサイドの金属間化合
物相と、モリブデンシリサイドの金属間化合物相とは珪
素を共有している。この結果、耐熱金属部材１の基体金
属相と、モリブデンシリサイドの金属間化合物相とは、
ニオブシリサイドの金属間化合物相を中間層として共有
することとなり、３つの相が共存することができる。従
って、このような場合にも安定な耐食耐酸化性被覆層５
が形成される。When niobium silicide and molybdenum silicide are produced as the intermetallic compounds on the surface of the refractory metal member 1 made of niobium or a niobium alloy, the base metal phase of the refractory metal member 1 and one of the above The intermetallic compound, molybdenum silicide, is mediated by niobium silicide so that it can coexist stably at the contact interface between the two. In this case, the base metal phase of the refractory metal member 1 and the intermetallic compound phase of niobium silicide share niobium, and the intermetallic compound phase of niobium silicide and the intermetallic compound phase of molybdenum silicide share silicon. There is. As a result, the base metal phase of the refractory metal member 1 and the intermetallic compound phase of molybdenum silicide are
The intermetallic compound phase of niobium silicide is shared as an intermediate layer, and three phases can coexist. Therefore, even in such a case, the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 is stable.
Is formed.
【００３４】前記中間層を共有する他の例として、ニッ
ケルまたはニッケル合金からなる耐熱金属部材１の表面
に、前記金属間化合物としてニッケルアルミナイドとト
リニッケルアルミナイドとを生成させる場合を挙げるこ
とができる。この場合、耐熱金属部材１の基体金属相
と、ニッケルアルミナイドの金属間化合物相とは、トリ
ニッケルアルミナイドの金属間化合物相を中間層として
共有することにより、３つの相が共存することができ
る。Another example of sharing the intermediate layer is a case where nickel aluminide and trinickel aluminide are formed as the intermetallic compound on the surface of the refractory metal member 1 made of nickel or a nickel alloy. In this case, the base metal phase of the refractory metal member 1 and the nickel aluminide intermetallic compound phase share the trinickel aluminide intermetallic compound phase as an intermediate layer, so that the three phases can coexist.
【００３５】また、鉄、鉄合金、コバルトまたはコバル
ト合金から選択される１種の金属からなる耐熱金属部材
１の表面に、前記金属間化合物としてニッケルアルミナ
イドを生成させる場合には、耐熱金属部材１の基体金属
相と、ニッケルアルミナイドの金属間化合物相とが共存
共役関係にある。ここで、前記共存共役関係とは、複数
の相が安定して共存する状態を指す。従って、このよう
な場合にも安定な耐食耐酸化性被覆層５が形成される。When nickel aluminide is formed as the intermetallic compound on the surface of the heat resistant metal member 1 made of one kind of metal selected from iron, iron alloy, cobalt or cobalt alloy, the heat resistant metal member 1 is used. The base metal phase and the nickel aluminide intermetallic compound phase have a coexisting conjugate relationship. Here, the coexistence conjugate relationship refers to a state in which a plurality of phases coexist stably. Therefore, even in such a case, the stable corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 is formed.
【００３６】尚、本実施形態の方法は、耐熱金属部材１
として、前記各金属の他、タングステン、イリジウム等
の金属を用いることもできる。但し、本実施形態の方法
により生成される金属間化合物は融点が非常に高いの
で、アルミニウムのような該金属間化合物よりも融点が
低い金属部材の表面に該金属間化合物を生成させると、
該金属部材の溶解される量が大となり、耐食耐酸化性被
覆層５を形成することができない。The method of the present embodiment uses the heat-resistant metal member 1
In addition to the above metals, a metal such as tungsten or iridium can also be used. However, since the intermetallic compound produced by the method of the present embodiment has a very high melting point, when the intermetallic compound is produced on the surface of a metal member having a lower melting point than the intermetallic compound such as aluminum,
The amount of the metal member dissolved becomes large, and the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 cannot be formed.
【００３７】次に、本発明の実施例を示す。Next, examples of the present invention will be shown.
【００３８】[0038]
【実施例１】本実施例では、耐熱金属部材１として直径
１５ｍｍ、厚さ５ｍｍのニッケル基超合金（商品名、イ
ンコネル＃６００）基材を用い、図１（ａ）示のよう
に、耐熱金属部材１の表面に被覆層形成材料２としての
リボン状ニッケルとリボン状アルミニウムとを等モル比
で配置した。そして、タングステン電極４と耐熱金属部
材１との間にアーク放電Ｄを生じさせることにより、前
記ニッケル基超合金基材とリボン状ニッケルとリボン状
アルミニウムとを局所的に加熱した。Example 1 In this example, a nickel-base superalloy (trade name, Inconel # 600) base material having a diameter of 15 mm and a thickness of 5 mm was used as the heat-resistant metal member 1, and heat-resistant as shown in FIG. Ribbon-shaped nickel and ribbon-shaped aluminum as the coating layer forming material 2 were arranged on the surface of the metal member 1 at an equimolar ratio. Then, an arc discharge D was generated between the tungsten electrode 4 and the refractory metal member 1 to locally heat the nickel-base superalloy substrate, the ribbon-shaped nickel, and the ribbon-shaped aluminum.
【００３９】前記加熱によれば、まずリボン状ニッケル
とリボン状アルミニウムとが溶融され、次いで生成した
ニッケルアルミナイドの溶融熱により前記ニッケル基超
合金基材が溶融された。そして、前記のようにして溶融
した金属の凝固時に、前記ニッケルアルミナイドを基材
表面に接合させることにより、耐食耐酸化性被覆層５を
形成した。前記加熱は２秒間行い、前記ニッケル基超合
金基材の表面全域が耐食耐酸化性被覆層５で被覆される
ようにした。According to the heating, first, the ribbon-shaped nickel and the ribbon-shaped aluminum were melted, and then the nickel-based superalloy substrate was melted by the heat of fusion of the nickel aluminide produced. Then, when the metal melted as described above is solidified, the nickel aluminide is bonded to the surface of the base material to form the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5. The heating was performed for 2 seconds so that the entire surface of the nickel-base superalloy substrate was covered with the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5.
【００４０】この結果、図２に示すように、前記ニオブ
基材からなる耐熱金属部材１の表面に、厚さ約１．５ｍ
ｍの耐食耐酸化性被覆層５が形成された。前記耐食耐酸
化性被覆層５は、ニッケルとアルミニウムとの金属間化
合物であるニッケルアルミナイド（ＮｉＡｌ3）からな
る表面層６ａと、ニッケルとアルミニウムとの金属間化
合物であるニッケルアルミナイドとトリニッケルアルミ
ナイド（Ｎｉ3Ａｌ）とが共存する中間層６ｂとからな
り、表面層６ａは中間層６ｂを媒介として耐熱金属部材
１の表面に強固に接合されている。As a result, as shown in FIG. 2, a thickness of about 1.5 m is formed on the surface of the heat-resistant metal member 1 made of the niobium base material.
m of the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 was formed. The corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 includes a surface layer 6a made of nickel aluminide (NiAl 3 ) which is an intermetallic compound of nickel and aluminum, and nickel aluminide and trinickel aluminide (which are intermetallic compounds of nickel and aluminum). Ni 3 Al) coexisting with the intermediate layer 6b, and the surface layer 6a is firmly bonded to the surface of the heat-resistant metal member 1 through the intermediate layer 6b.
【００４１】次に、耐食耐酸化性被覆層５で被覆された
耐熱金属部材１の化学組成をＸ線微小部分析装置により
測定した。結果を、耐食耐酸化性被覆層５で被覆された
耐熱金属部材１の表面からの深さと、原子濃度との関係
として、図３に示す。Next, the chemical composition of the heat-resistant metal member 1 coated with the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 was measured by an X-ray microanalyzer. The results are shown in FIG. 3 as a relationship between the depth from the surface of the heat resistant metal member 1 coated with the corrosion resistant and oxidation resistant coating layer 5 and the atomic concentration.
【００４２】図３から、耐食耐酸化性被覆層５で被覆さ
れた耐熱金属部材１の表面から深さ約１ｍｍまでは、ニ
ッケル濃度約６０％、アルミニウム濃度約４０％であ
り、これは表面層６ａがニッケルに富んだニッケルアル
ミナイドからなることを示している。前記組成は、等モ
ル比のリボン状ニッケルとリボン状アルミニウムとが溶
融されて生成したニッケルアルミナイドにより前記ニッ
ケル基超合金基材が溶融された結果と考えられ、化学量
論組成ではないが、ニッケルアルミナイドの固溶限界内
の値である。また、前記表面から深さ約１〜１．５ｍｍ
の領域では、ニッケル濃度が６０〜７０％の間、アルミ
ニウム濃度が１０〜３０％の間で激しく変動しており、
これは中間層６ｂにニッケルアルミナイドとトリニッケ
ルアルミナイドとが共存していることを示している。ま
た、前記表面から約１．５ｍｍより深い領域では、アル
ミニウム濃度が実質的に０になる一方、ニッケル濃度が
前記ニッケル基超合金基材中の濃度である約７０％とな
っており、ニッケル基材自体の物性が変化していないこ
とを示している。From FIG. 3, from the surface of the heat-resistant metal member 1 coated with the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 to a depth of about 1 mm, the nickel concentration is about 60% and the aluminum concentration is about 40%, which is the surface layer. 6a is composed of nickel-rich nickel aluminide. The composition is considered to be a result of melting the nickel-based superalloy substrate by nickel aluminide produced by melting the ribbon-shaped nickel and the ribbon-shaped aluminum of equimolar ratio, and is not a stoichiometric composition, but nickel It is a value within the solid solution limit of aluminide. Also, a depth of about 1 to 1.5 mm from the surface
In the region of, the nickel concentration fluctuates drastically between 60 and 70%, and the aluminum concentration fluctuates between 10 and 30%,
This indicates that nickel aluminide and trinickel aluminide coexist in the intermediate layer 6b. Further, in a region deeper than about 1.5 mm from the surface, the aluminum concentration becomes substantially 0, while the nickel concentration becomes about 70% which is the concentration in the nickel-base superalloy base material. This indicates that the physical properties of the material itself have not changed.
【００４３】次に、耐食耐酸化性被覆層５で被覆された
耐熱金属部材１のヴィッカース硬さを測定した。結果
を、耐食耐酸化性被覆層５で被覆された耐熱金属部材１
の表面からの深さと、ヴィッカース硬さとの関係とし
て、図４に示す。Next, the Vickers hardness of the heat-resistant metal member 1 coated with the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 was measured. The results are shown as a heat resistant metal member 1 coated with a corrosion resistant and oxidation resistant coating layer 5.
FIG. 4 shows the relationship between the depth from the surface of and the Vickers hardness.
【００４４】図４から、前記表面層６ａと中間層６ｂと
に対応する、前記表面から深さ約１．５ｍｍまでの領域
では、ヴィッカース硬さが増大しているのに対して、前
記耐熱金属部材（ニッケル基超合金基材）１に対応する
深さ１．５ｍｍ以上の領域ではヴィッカース硬さが低
く、前記ニッケル基超合金基材が本来の靱性を保持して
いることが明らかである。From FIG. 4, in a region corresponding to the surface layer 6a and the intermediate layer 6b and having a depth of about 1.5 mm from the surface, the Vickers hardness is increased, while the heat resistant metal is In the region corresponding to the member (nickel-based superalloy substrate) 1 having a depth of 1.5 mm or more, the Vickers hardness is low, and it is clear that the nickel-based superalloy substrate retains its original toughness.
【００４５】また、前記ニッケルアルミナイドの融点は
１６３８℃、トリニッケルアルミナイドの融点は１３９
５℃であって、高温腐食環境下では耐食耐酸化性被覆層
５により耐熱金属部材１が保護されることが期待され
る。The melting point of the nickel aluminide is 1638 ° C., and the melting point of trinickel aluminide is 139.
It is expected that the heat resistant metal member 1 is protected by the corrosion resistant and oxidation resistant coating layer 5 in a high temperature corrosive environment at 5 ° C.
【００４６】従って、本実施例の方法によれば、耐熱金
属部材１の表面に、ニッケル基超合金基材自体の物性を
劣化させることなく、高温腐食環境下で該ニッケル基超
合金基材を保護するために十分な厚さを備える耐食耐酸
化性被覆層５を形成することができることが明らかであ
る。Therefore, according to the method of this embodiment, the nickel-base superalloy base material is formed on the surface of the heat-resistant metal member 1 in a high temperature corrosive environment without deteriorating the physical properties of the nickel-base superalloy base material itself. It is clear that it is possible to form a corrosion- and oxidation-resistant coating 5 with a sufficient thickness for protection.
【００４７】[0047]
【実施例２】本実施例では、耐熱金属部材１として直径
１５ｍｍ、厚さ５ｍｍのニオブ基材を用い、図１（ｂ）
示のように、耐熱金属部材１の表面に被覆層形成材料２
としてのリボン状アルミニウムを配置した。そして、タ
ングステン電極４と耐熱金属部材１との間にアーク放電
Ｄを生じさせることにより、前記ニオブ基材とリボン状
アルミニウムとを局所的に加熱した。Example 2 In this example, a niobium base material having a diameter of 15 mm and a thickness of 5 mm was used as the heat-resistant metal member 1, and FIG.
As shown, the coating layer forming material 2 is formed on the surface of the heat resistant metal member 1.
Ribbon-shaped aluminum was placed. Then, an arc discharge D was generated between the tungsten electrode 4 and the heat-resistant metal member 1 to locally heat the niobium base material and the ribbon-shaped aluminum.
【００４８】前記加熱は、まずリボン状アルミニウムを
加熱して溶融せしめ、次いでニオブ基材を加熱して溶融
せしめることにより、基材表面に溶融した金属の液体プ
ールを形成した。そして、前記液体プールでニオブトリ
アルミナイドを生成せしめ、凝固時に基材表面に接合さ
せることにより、耐食耐酸化性被覆層５を形成した。前
記加熱は５秒間行い、前記ニオブ基材の表面全域が耐食
耐酸化性被覆層５で被覆されるようにした。In the heating, first, the ribbon-shaped aluminum was heated and melted, and then the niobium base material was heated and melted to form a liquid pool of the melted metal on the surface of the base material. Then, niobium trialuminide was generated in the liquid pool and bonded to the surface of the base material during solidification to form the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5. The heating was performed for 5 seconds so that the entire surface of the niobium base material was covered with the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5.
【００４９】この結果、図５に示すように、前記ニオブ
基材からなる耐熱金属部材１の表面に、厚さ約１．５ｍ
ｍの耐食耐酸化性被覆層５が形成された。前記耐食耐酸
化性被覆層５は、ニオブとアルミニウムとの金属間化合
物であるニオブトリアルミナイド（ＮｂＡｌ3）からな
る表面層７ａと、ニオブとアルミニウムとの金属間化合
物であるニオブトリアルミナイドとダイニオブアルミナ
イド（Ｎｂ2Ａｌ）とが共存する中間層７ｂとからな
り、表面層７ａ、中間層７ｂは、いずれも耐熱金属部材
１と共通の金属であるニオブを含んでいるために、耐熱
金属部材１の表面に強固に接合されている。As a result, as shown in FIG. 5, the surface of the heat-resistant metal member 1 made of the niobium base material had a thickness of about 1.5 m.
m of the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 was formed. The corrosion oxidation-resistant coating layer 5, niobium and the surface layer 7a of niobium tri aluminide (NbAl 3) is an intermetallic compound of aluminum, niobium tri aluminide and an intermetallic compound of niobium and aluminum Dainiobu The heat-resistant metal member 1 is composed of an intermediate layer 7b in which aluminide (Nb 2 Al) coexists, and both the surface layer 7a and the intermediate layer 7b contain niobium which is a metal common to the heat-resistant metal member 1. It is firmly bonded to the surface of.
【００５０】尚、中間層７ｂは、表面層７ａと耐熱金属
部材１とを媒介して、表面層７ａを耐熱金属部材１に接
合する働きも兼ねている。The intermediate layer 7b also has a function of joining the surface layer 7a to the heat-resistant metal member 1 via the surface layer 7a and the heat-resistant metal member 1.
【００５１】次に、耐食耐酸化性被覆層５で被覆された
耐熱金属部材１の化学組成をＸ線微小部分析装置により
測定した。結果を、耐食耐酸化性被覆層５で被覆された
耐熱金属部材１の表面からの深さと、原子濃度との関係
として、図６に示す。Next, the chemical composition of the heat-resistant metal member 1 coated with the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 was measured by an X-ray microanalyzer. The results are shown in FIG. 6 as a relationship between the depth from the surface of the heat resistant metal member 1 coated with the corrosion resistant and oxidation resistant coating layer 5 and the atomic concentration.
【００５２】図６から、耐食耐酸化性被覆層５で被覆さ
れた耐熱金属部材１の表面から深さ約１ｍｍまでは、ニ
オブ濃度２５％、アルミニウム濃度７５％であり、これ
は表面層７ａが化学量論組成のニオブトリアルミナイド
からなることを示している。また、前記表面から深さ約
１〜１．５ｍｍの領域では、ニオブ濃度が２５〜５０％
の間、アルミニウム濃度が５０〜７５％の間で激しく変
動しており、これは中間層７ｂにニオブトリアルミナイ
ドとダイニオブアルミナイドとが共存していることを示
している。また、前記表面から深さ約１．７ｍｍ以上の
領域では、アルミニウム濃度が実質的に０になる一方、
ニオブ濃度が実質的に１００％となっており、ニオブ基
材自体の物性が変化していないことを示している。From FIG. 6, from the surface of the heat-resistant metal member 1 coated with the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 to a depth of about 1 mm, the niobium concentration is 25% and the aluminum concentration is 75%. It is shown to consist of a stoichiometric composition of niobium trialuminide. Further, in a region having a depth of about 1 to 1.5 mm from the surface, the niobium concentration is 25 to 50%.
During this period, the aluminum concentration fluctuates drastically between 50 and 75%, which indicates that niobium trialuminide and dyneobium aluminide coexist in the intermediate layer 7b. Further, in a region where the depth is about 1.7 mm or more from the surface, the aluminum concentration becomes substantially 0,
The niobium concentration is substantially 100%, indicating that the physical properties of the niobium base material itself have not changed.
【００５３】次に、耐食耐酸化性被覆層５で被覆された
耐熱金属部材１のヴィッカース硬さを測定した。結果
を、耐食耐酸化性被覆層５で被覆された耐熱金属部材１
の表面からの深さと、ヴィッカース硬さとの関係とし
て、図７に示す。Next, the Vickers hardness of the heat-resistant metal member 1 coated with the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer 5 was measured. The results are shown as a heat resistant metal member 1 coated with a corrosion resistant and oxidation resistant coating layer 5.
FIG. 7 shows the relationship between the depth from the surface of and the Vickers hardness.
【００５４】図７から、前記表面層７ａと中間層７ｂと
に対応する、前記表面から深さ約１．７ｍｍまでの領域
では、深くなるほどヴィッカース硬さが増大しているの
に対して、前記耐熱金属部材（ニオブ基材）１に対応す
る深さ１．７ｍｍ以上の領域ではヴィッカース硬さがは
るかに低く、前記ニオブ基材が本来の靱性を保持してい
ることが明らかである。From FIG. 7, in a region corresponding to the surface layer 7a and the intermediate layer 7b and having a depth of about 1.7 mm from the surface, the Vickers hardness increases as the depth increases. In a region corresponding to the heat-resistant metal member (niobium base material) 1 and having a depth of 1.7 mm or more, the Vickers hardness is much lower, and it is clear that the niobium base material retains its original toughness.
【００５５】また、前記ニオブトリアルミナイドの融点
は１６８０℃、ダイニオブアルミナイドの融点は１９４
０℃であって、高温腐食環境下では耐食耐酸化性被覆層
５により耐熱金属部材１が保護されることが期待され
る。The melting point of the niobium trialuminide is 1680 ° C. and the melting point of dyneobium aluminide is 194.
At 0 ° C., it is expected that the corrosion resistant and oxidation resistant coating layer 5 protects the heat resistant metal member 1 in a high temperature corrosive environment.
【００５６】従って、本実施例の方法によれば、耐熱金
属部材１の表面に、ニオブ基材自体の物性を劣化させる
ことなく、高温腐食環境下で該ニオブ基材を保護するた
めに十分な厚さを備える耐食耐酸化性被覆層５を形成す
ることができることが明らかである。Therefore, according to the method of this embodiment, the surface of the heat-resistant metal member 1 is sufficient to protect the niobium base material in a high temperature corrosive environment without deteriorating the physical properties of the niobium base material itself. It is clear that a corrosion resistant and oxidation resistant coating layer 5 with a thickness can be formed.
【図１】本発明の方法を示す説明的断面図。FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing the method of the present invention.
【図２】本発明の一実施例により得られた耐食耐酸化性
被覆層の構成を示す説明的断面図。FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing the structure of a corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer obtained according to an example of the present invention.
【図３】図２示の耐食耐酸化性被覆層の組成を示すグラ
フ。FIG. 3 is a graph showing the composition of the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer shown in FIG.
【図４】図２示の耐食耐酸化性被覆層のヴィッカース硬
度を示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing the Vickers hardness of the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer shown in FIG.
【図５】本発明の他の実施例により得られた耐食耐酸化
性被覆層の構成を示す説明的断面図。FIG. 5 is an explanatory sectional view showing the structure of a corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer obtained according to another embodiment of the present invention.
【図６】図５示の耐食耐酸化性被覆層の組成を示すグラ
フ。6 is a graph showing the composition of the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer shown in FIG.
【図７】図５示の耐食耐酸化性被覆層のヴィッカース硬
度を示すグラフ。7 is a graph showing the Vickers hardness of the corrosion-resistant and oxidation-resistant coating layer shown in FIG.
１…耐熱金属部材、 ２ａ，２ｂ…被覆層形成材料、
５…耐食耐酸化性被覆層。1 ... Heat-resistant metal member, 2a, 2b ... Coating layer forming material,
5 ... Corrosion resistant and oxidation resistant coating layer.
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ２２Ｃ 27/04 １０２ Ｃ２２Ｃ 27/04 １０２ 38/00 ３０２ 38/00 ３０２Ｚ (72)発明者 松浦 清隆 北海道恵庭市恵み野東２丁目２番４号 (72)発明者 工藤 昌行 北海道札幌市北区新琴似11条14丁目10番５ 号 Ｆターム(参考） 4K044 AA06 AB01 AB02 AB04 BA02 BA10 BA19 BB01 BB03 BC02 BC11 CA42 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C22C 27/04 102 C22C 27/04 102 38/00 302 38/00 302Z (72) Inventor Kiyotaka Matsuura Hokkaido Eniwa 2-2-1-4 Emino, Ichi, Ichi (72) Inventor Masayuki Kudo F-Term (Reference) 4K044 AA06 AB01 AB02 AB04 BA02 BA10 BA19 BB01 BB03 BC02 BC11 CA42
Claims (7)
１種以上の被覆層形成材料を配置し、少なくとも該被覆
層形成材料を局所的に加熱することにより、該被覆層形
成材料同士または該耐熱金属部材と該被覆層形成材料と
からなる金属間化合物を生成せしめ、該金属間化合物か
らなる耐食耐酸化性被覆層を形成することを特徴とする
被覆層の形成方法。1. A heat-resistant metal member is provided with one or more kinds of coating layer forming materials made of different metals, and at least the coating layer forming materials are locally heated, whereby the coating layer forming materials are mixed with each other or with each other. A method for forming a coating layer, which comprises forming an intermetallic compound comprising a heat resistant metal member and the coating layer forming material to form a corrosion resistant and oxidation resistant coating layer comprising the intermetallic compound.
ン状、粉末状から選択される少なくとも１種の形態で用
いることを特徴とする請求項１記載の被覆層の形成方
法。2. The method for forming a coating layer according to claim 1, wherein the coating layer forming material is used in at least one form selected from a rod shape, a linear shape, a ribbon shape, and a powder shape.
特徴とする請求項１または請求項２記載の被覆層の形成
方法。3. The method for forming a coating layer according to claim 1, wherein the heating is performed by arc discharge.
金からなり、前記被覆層形成材料はアルミニウム、モリ
ブデン、珪素から選択される少なくとも１種の金属から
なり、さらにニオブを含んでもよいことを特徴とする請
求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の被覆層の形成
方法。4. The refractory metal member is made of niobium or a niobium alloy, the coating layer forming material is made of at least one metal selected from aluminum, molybdenum and silicon, and may further contain niobium. The method for forming a coating layer according to any one of claims 1 to 3.
ブデン合金からなり、前記被覆層形成材料はアルミニウ
ムまたは珪素の少なくとも１種の金属からなり、さらに
モリブデンを含んでもよいことを特徴とする請求項１乃
至請求項３のいずれか１項記載の被覆層の形成方法。5. The heat resistant metal member is made of molybdenum or a molybdenum alloy, the coating layer forming material is made of at least one metal of aluminum or silicon, and may further contain molybdenum. The method for forming a coating layer according to claim 3.
ル合金からなり、前記被覆層形成材料はアルミニウムか
らなり、さらにニッケルを含んでもよいことを特徴とす
る請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の被覆層の
形成方法。6. The heat-resistant metal member is made of nickel or a nickel alloy, the coating layer forming material is made of aluminum, and may further contain nickel. A method for forming a coating layer as described.
またはコバルト合金から選択される１種の金属からな
り、前記被覆層形成材料はアルミニウムとニッケルとか
らなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれ
か１項記載の被覆層の形成方法。7. The heat-resistant metal member is made of one kind of metal selected from iron, iron alloys, cobalt or cobalt alloys, and the coating layer forming material is made of aluminum and nickel. A method for forming a coating layer according to claim 3.
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