JP2013216968A - ガスタービン部品のコーティング及びコーティング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二重コーティングとして、ブレード/部品の比較的高温の第1領域12に形成された拡散アルミナイド等のアルミニウム含有コーティングと、アルミニウム含有コーティングが形成された後に、ブレード/部品の高温腐食に曝される比較的低温の隣接領域14に形成されるクロム拡散コーティングとを含んでいる。クロム含有コーティングは、アルミニウム含有コーティングをマスキングし、金属クロムコーティングを前記隣接領域に堆積することによって形成され、その後で、クロムをブレード/部品合金の中に拡散させて、クロム富化拡散コーティングを形成する。
【選択図】図1
Description
この比較例は、本発明以外の方法ではガスタービンブレードに前記二重コーティングを形成することが困難であることを示すために説明するものである。
本発明の例示的な実施態様では、以下の処理ステップを使用する:
1.アルミナスラリーを用いて表面を蒸気ホーニング(vapor hone)処理して、めっきされる表面を清浄する。
2.めっきされる表面を、250〜400g/Lのクロム酸及び2.5〜4g/Lの硫酸塩触媒(硫酸)が入れられた52〜63℃のめっき浴に浸漬して活性化し、電流(3〜12ボルトで30〜54A/dm2)を30秒〜2分間流して、部品をアノード(Crめっき層の逆)にする。
3.めっきされる表面を、めっき浴に浸漬してCrめっきし、電流を4分〜30分間流して、部品をカソードにする。電流を流す時間は、所望されるCrめっき厚さを得るのに必要な時間でもよい。
4.120°Fの脱イオン水の中ですすぎを行ない、めっき浴の大部分を除去する。
5.高温の脱イオン水の中ですすぎを行ない、残存しているめっき浴を除去し、乾燥させる。
米国特許第5,264,245号に基づき、1975°FのH2/AlCl3雰囲気中で、1440分間処理した。この特許は、この目的を達成するために引用を以て本明細書に組み込まれるものとする。使用することができる他のアルミナイジングプロセスとして、パック、蒸気相、スパッタリング、物理蒸着、スラリーの後で行われる拡散熱処理、電気泳動の後で行われる拡散熱処理等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
本発明の例示的な他の実施態様では、以下の処理ステップを使用する:
図3及び図4は、本発明の他の実施例を示している。図3において、アルミナイズされた層(Ptによる改質はあっても無くてもよい)AL’が、シャンク部(18)の上部領域に施される。プラットフォーム表面(20b)からプラットフォーム(20)の下の所定距離まで又は平面までは、図示されたように、他のコーティングAL、CRがある。図4において、基部領域には、タービンブレードのタービンディスクに近いさらに低温領域に、コーティングされていない取付部(17)が設けられている。取付部(17)は、アルミナイジング中及びCrめっき中、マスキングされている。取付部(17)は、コーティングされていない基材合金を含んでいる。この取付部(17)は、ブレード設計上、他のコーティングAL、CRを含むどんなコーティングも許容することができない。
Claims (35)
- 基材にコーティングを形成する方法であって、
基材の第1領域に第1のアルミニウム含有コーティングを施すステップ、
基材に、クロムを含む金属コーティングを堆積するステップ、
クロムを基材の中に拡散させて、基材にクロム富化拡散層を形成するステップ、
を含んでいる、方法。 - アルミニウム含有コーティングを施す前に、前記第2領域に、マスキングを施すステップを含んでいる請求項1の方法。
- 金属コーティングを堆積する前に、アルミニウム含有コーティングにマスキングを施すステップを含んでいる請求項1の方法。
- 金属コーティングを堆積する前に、第1領域及び第2領域の両領域に、アルミニウム含有コーティングを施し、前記隣接領域からアルミニウム含有コーティングを除去することを含んでいる請求項1の方法。
- 金属コーティングは、液相成長手段を用いて施される請求項1の方法。
- 液相成長手段は、電気めっき浴又は電気泳動浴である請求項5の方法。
- 液相成長手段は、クロム含有粒子のスラリーである請求項5の方法。
- アルミニウム含有コーティングは、拡散アルミナイドとして施される請求項1の方法。
- ニッケル基又はコバルト基合金のタービンブレードに二重コーティングを形成する方法であって、
ブレードのエアフォイル領域にアルミニウム含有コーティングを施すステップ、
ブレードの基部領域の少なくとも一部分に、液相成長手段を用いて、クロムを含む金属コーティングを堆積するステップ、
クロムを前記合金の中に拡散させて、基部領域の前記少なくとも一部分にクロムが富化されたクロム富化層を形成するステップ、
を含んでいる、方法。 - エアフォイル領域にアルミニウム含有コーティングを施す前に、基部領域にマスキングを施すステップを含んでいる請求項9の方法。
- 金属コーティングを堆積する前に、アルミニウム含有コーティングにマスキングを施すステップを含んでいる請求項1の方法。
- 金属コーティングを堆積する前に、エアフォイル領域及び基部領域に、アルミニウム含有コーティングを施し、基部領域からアルミニウム含有コーティングを除去することを含んでいる請求項9の方法。
- 金属コーティングは、212°Fよりも低い温度で電気めっきされる請求項9の方法。
- アルミニウム含有コーティングは、基部領域のシャンク部をも被覆するように施され、基部領域は、アルミニウム含有コーティングによって被覆されたシャンク部と、クロム富化コーティングによって被覆された隣接部とを含んでいる請求項9の方法。
- 基部領域の取付部はコーティングされない状態で残される請求項9の方法。
- アルミニウム含有コーティングは、拡散アルミナイドとして施される請求項9の方法。
- 液相成長手段は、電気めっき浴又は電気泳動浴である請求項9の方法。
- 液相成長手段は、クロム含有粒子のスラリーである請求項9の方法。
- ニッケル基又はコバルト基合金のタービン部品の前駆部品であって、
前駆部品のエアフォイル領域に施されたアルミニウム含有コーティングと、
前駆部品の基部領域の少なくとも一部分に、電気めっき又は電気泳動によって施されたクロム含有金属コーティングと、
を有している、タービン部品の前駆部品。 - 金属コーティングはクロムを主体として含んでいる請求項19の前駆部品。
- アルミニウム含有コーティングは、基部領域のシャンク部をも被覆するように施され、基部領域は、アルミニウム含有コーティングによって被覆されたシャンク部と、金属コーティングによって被覆された隣接部とを含んでいる請求項19の前駆部品。
- 基部領域の取付部はコーティングされない状態で残されている請求項19の前駆部品。
- アルミニウム含有コーティングは、拡散アルミナイドを含んでいる請求項19の前駆部品。
- エアフォイル領域と基部領域との間にプラットフォーム領域を含んでおり、プラットフォームのエアフォイル領域に面する表面は、アルミニウム含有コーティングを含んでいる請求項19の前駆部品。
- プラットフォーム領域のエアフォイル領域から離れる方向に面する表面は、金属コーティングを含んでいる請求項24の前駆部品。
- プラットフォーム領域のエアフォイル領域から離れる方向に面する表面は、アルミニウム含有コーティングを含んでいる請求項24の前駆部品。
- ニッケル基又はコバルト基合金からなるタービン部品の前駆部品であって、
前駆部品のエアフォイル領域に施されたアルミニウム含有コーティングと、
前駆部品の基部領域の少なくとも一部分に施されたクロム含有スラリー粒子を含む金属コーティングと、
を有している、タービン部品の前駆部品。 - ニッケル基又はコバルト基合金からなるタービン部品であって、
ブレードのエアフォイル領域に施されたアルミニウム含有コーティングと、
基部領域の少なくとも一部分に形成されたクロム富化コーティングであって、電気めっき又は電気泳動によってクロム含有金属コーティングを堆積し、基部領域の前記少なくとも一部分で合金の中にクロムを拡散させることにより形成されたクロム富化コーティングと、
を有している、タービン部品。 - エアフォイル領域と基部領域との間にプラットフォーム領域を含んでおり、プラットフォームのエアフォイル領域に面する表面は、アルミニウム含有コーティングを含んでいる請求項28の部品。
- プラットフォーム領域のエアフォイル領域から離れる方向に面する表面は、クロム含有金属コーティングを含んでいる請求項29の部品。
- プラットフォーム領域のエアフォイル領域から離れる方向に面する表面は、アルミニウム含有コーティングを含んでいる請求項29の部品。
- アルミニウム含有コーティングは、拡散アルミナイドを含んでいる請求項31の部品。
- アルミニウム含有コーティングは、基部領域のシャンク部をも被覆するように施され、基部領域は、アルミニウム含有コーティングによって被覆されたシャンク部と、クロム富化コーティングによって被覆された隣接部とを含んでいる請求項31の部品。
- 基部領域の取付部はコーティングされていない請求項28の部品。
- ニッケル基又はコバルト基合金からなるタービン部品であって、
ブレードのエアフォイル領域に施されたアルミニウム含有コーティングと、
基部領域の少なくとも一部分に形成されたクロム富化コーティングであって、クロム含有スラリー粒子を含む金属コーティングを堆積し、基部領域の前記少なくとも一部分で合金の中にクロムを拡散させることにより形成されたクロム富化コーティングと、
を有している、タービン部品。
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