JP3318337B2 - 気相拡散アルミナイド被膜の形成方法 - Google Patents
気相拡散アルミナイド被膜の形成方法Info
- Publication number
- JP3318337B2 JP3318337B2 JP29059391A JP29059391A JP3318337B2 JP 3318337 B2 JP3318337 B2 JP 3318337B2 JP 29059391 A JP29059391 A JP 29059391A JP 29059391 A JP29059391 A JP 29059391A JP 3318337 B2 JP3318337 B2 JP 3318337B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- temperature
- aluminum
- activator
- active agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/06—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases
- C23C10/08—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases only one element being diffused
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、金属物品に金属被膜
を形成する方法に関するもので、特に、金属物品に気相
拡散アルミナイド被膜を形成する方法に関するものであ
る。
を形成する方法に関するもので、特に、金属物品に気相
拡散アルミナイド被膜を形成する方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】拡散アルミナイド被膜は、金属合金に耐
酸化性及び耐腐食性を与えるものとして知られている。
拡散アルミナイド被膜は、特に、ガスタービンエンジン
等の高温雰囲気において使用されるニッケル基及びコバ
ルト基超合金の特性を改善するために有用である。ガス
タービンエンジンのロータブレードやステータベーン
が、拡散アルミナイド被膜によって被覆される金属製品
の例である。
酸化性及び耐腐食性を与えるものとして知られている。
拡散アルミナイド被膜は、特に、ガスタービンエンジン
等の高温雰囲気において使用されるニッケル基及びコバ
ルト基超合金の特性を改善するために有用である。ガス
タービンエンジンのロータブレードやステータベーン
が、拡散アルミナイド被膜によって被覆される金属製品
の例である。
【０００３】拡散アルミナイド被膜（または単にアルミ
ナイド被膜とも称す）は、パック処理及び気相処理の二
つの異なる処理によって形成することが出来る。代表的
なパック処理においては、被覆される部品は閉塞体また
はレトルト内の粉末混合物に埋め込まれる。混合物は、
アルミニウム供給源とハロゲン化物活性剤及び活性剤と
ともに被膜の性質を制御する適量の不活性充填剤とを含
んでいる。コーティング処理を行うために、被覆を施す
部品及びこの部品が埋め込まれている粉末混合物は、不
活性雰囲気内で約７６０゜Ｃの温度に加熱される。この
温度において、活性剤は気化してアルミニウム供給源と
反応して高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体を形
成する。なお、コーティング産業において、気相の活性
剤を生成することを気化処理、または昇華または揮発処
理と呼ぶ。こうした言葉は、類語として使用される。活
性剤の気体は、部品と反応して、部品を形成する超合金
がニッケル基超合金であるかコバルト基超合金であるか
に応じて、部品の表面にニッケルアルミナイド(nickel
aluminide)またはコバルトアルミナイド(cobalt alumin
ide)被膜を形成する。アルミナイド被膜の厚さ及び組成
は処理時間及び処理温度、及び粉末混合物の活性や被覆
される部品の組成に応じて決定される。
ナイド被膜とも称す）は、パック処理及び気相処理の二
つの異なる処理によって形成することが出来る。代表的
なパック処理においては、被覆される部品は閉塞体また
はレトルト内の粉末混合物に埋め込まれる。混合物は、
アルミニウム供給源とハロゲン化物活性剤及び活性剤と
ともに被膜の性質を制御する適量の不活性充填剤とを含
んでいる。コーティング処理を行うために、被覆を施す
部品及びこの部品が埋め込まれている粉末混合物は、不
活性雰囲気内で約７６０゜Ｃの温度に加熱される。この
温度において、活性剤は気化してアルミニウム供給源と
反応して高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体を形
成する。なお、コーティング産業において、気相の活性
剤を生成することを気化処理、または昇華または揮発処
理と呼ぶ。こうした言葉は、類語として使用される。活
性剤の気体は、部品と反応して、部品を形成する超合金
がニッケル基超合金であるかコバルト基超合金であるか
に応じて、部品の表面にニッケルアルミナイド(nickel
aluminide)またはコバルトアルミナイド(cobalt alumin
ide)被膜を形成する。アルミナイド被膜の厚さ及び組成
は処理時間及び処理温度、及び粉末混合物の活性や被覆
される部品の組成に応じて決定される。
【０００４】パックアルミナイド処理に関する特許文献
としては、プイヤー等(Puyear et al.)に付与されたア
メリカ特許第３，０７９，２７６号、フィッツアー(Fit
zer)に付与されたアメリカ特許第２，８８６，４６９
号、スパン(Supan)に付与されたアメリカ特許第３，３
３５，０２８号、ビリル−エドワーズ(Brill-Edwards)
に付与されたアメリカ特許第３，６９３，２５５号、ス
パイヤース等(Speirs el al.)に付与されたアメリカ特
許第３，７６４，３７３号及びブーン等(Boone et al.)
に付与されたアメリカ特許第３，５４４，３４８号等が
ある。
としては、プイヤー等(Puyear et al.)に付与されたア
メリカ特許第３，０７９，２７６号、フィッツアー(Fit
zer)に付与されたアメリカ特許第２，８８６，４６９
号、スパン(Supan)に付与されたアメリカ特許第３，３
３５，０２８号、ビリル−エドワーズ(Brill-Edwards)
に付与されたアメリカ特許第３，６９３，２５５号、ス
パイヤース等(Speirs el al.)に付与されたアメリカ特
許第３，７６４，３７３号及びブーン等(Boone et al.)
に付与されたアメリカ特許第３，５４４，３４８号等が
ある。
【０００５】ガスタービンエンジンに使用されるブレー
ド及びベーンのあるものは中空に形成されており、エン
ジンの運転中に空気が内部通路を流通する構成となって
いる。こうした内部通路を形成する壁部には、部品に耐
酸化性及び耐腐食性を付与するために被膜を形成するこ
とが必要となる。ブレードやベーンの内部通路に被膜を
形成する為には、パック処理は効果的とはいえない。即
ち、パック処理を行う場合には、ブレードやベーンの内
部通路にパック用粉末混合物を充填することが困難であ
り、またコーティング処理終了後に内部の粉末混合剤を
除去することが困難である問題を生じる。しかしなが
ら、気相拡散アルミナイド処理は、こうした内部通路の
処理に特に適している。気相処理においては、被膜が形
成される部品は、レトルト内の粉末混合物の上方に釣り
下げられる。前記と同様に、粉末混合物には、アルニミ
ウム供給源とハロゲン化物活性剤及び活性剤とともに被
膜の性質を制御する適量の不活性充填剤とが含まれてい
る。レトルト内の収容物は、約１０１０゜Ｃ乃至１１２
０゜Ｃの範囲の温度で加熱される。この結果、アルミニ
ウム濃度の高いハロゲン化物の気体が生成する。このハ
ロゲン化物の気体は、不活性ガスの強制流によって運ば
れて部品の内部通路を形成する内側面及び部品の外側面
と接触する。ハロゲン化物の気体は、これらの部品の表
面と反応して、アルミナイド被膜を形成する。搬送ガス
及びアルミニウムハロゲン化物の気体のレトルトからの
流出を許容するために、レトルトには、排気装置または
他のこれに類する装置が使用される。
ド及びベーンのあるものは中空に形成されており、エン
ジンの運転中に空気が内部通路を流通する構成となって
いる。こうした内部通路を形成する壁部には、部品に耐
酸化性及び耐腐食性を付与するために被膜を形成するこ
とが必要となる。ブレードやベーンの内部通路に被膜を
形成する為には、パック処理は効果的とはいえない。即
ち、パック処理を行う場合には、ブレードやベーンの内
部通路にパック用粉末混合物を充填することが困難であ
り、またコーティング処理終了後に内部の粉末混合剤を
除去することが困難である問題を生じる。しかしなが
ら、気相拡散アルミナイド処理は、こうした内部通路の
処理に特に適している。気相処理においては、被膜が形
成される部品は、レトルト内の粉末混合物の上方に釣り
下げられる。前記と同様に、粉末混合物には、アルニミ
ウム供給源とハロゲン化物活性剤及び活性剤とともに被
膜の性質を制御する適量の不活性充填剤とが含まれてい
る。レトルト内の収容物は、約１０１０゜Ｃ乃至１１２
０゜Ｃの範囲の温度で加熱される。この結果、アルミニ
ウム濃度の高いハロゲン化物の気体が生成する。このハ
ロゲン化物の気体は、不活性ガスの強制流によって運ば
れて部品の内部通路を形成する内側面及び部品の外側面
と接触する。ハロゲン化物の気体は、これらの部品の表
面と反応して、アルミナイド被膜を形成する。搬送ガス
及びアルミニウムハロゲン化物の気体のレトルトからの
流出を許容するために、レトルトには、排気装置または
他のこれに類する装置が使用される。
【０００６】こうした気相アルミナイド処理は、例え
ば、ガウジェ(Gauje)に付与されたアメリカ特許第３，
４８６，９２７号及びベンデン等(Benden et al.)に付
与されたアメリカ特許第４，１４８，２７５号に開示さ
れている。これらの特許の開示内容は、本明細書の開示
の一部として援用する。
ば、ガウジェ(Gauje)に付与されたアメリカ特許第３，
４８６，９２７号及びベンデン等(Benden et al.)に付
与されたアメリカ特許第４，１４８，２７５号に開示さ
れている。これらの特許の開示内容は、本明細書の開示
の一部として援用する。
【０００７】上記した単純なアルミナイド組成以外の組
成を持つ拡散被膜が、ガスタービンエンジン産業におい
て周知であり、例えばオルソン等(Olson et al.)に付与
されたアメリカ特許第４，８３５，０１１号には、イッ
トリウム等の酸素活性元素を含むアルミナイド被膜が示
されている。また、オルソン等に付与されたアメリカ特
許第４，９３３，２３９号及びアメリカ特許第４，９１
９，０９２号及びグプタ(Gupta)に付与されたアメリカ
特許第４，８９７，３１５号には、ニッケル、コバル
ト、クロム、イットリウム及び付加的にケイ素、ハフニ
ウム(hafnium)及び貴金属を含有するアルミナイド被膜
が開示されている。シャンカー(Shankar)に付与された
アメリカ特許第４，５０１，７７６号には白金を含むア
ルミナイド被膜が開示されている。また、グリシク等(G
risik et al.)に付与されたアメリカ特許第４，１４
８，９３６号にはクロムによる拡散被膜が開示されてい
る。
成を持つ拡散被膜が、ガスタービンエンジン産業におい
て周知であり、例えばオルソン等(Olson et al.)に付与
されたアメリカ特許第４，８３５，０１１号には、イッ
トリウム等の酸素活性元素を含むアルミナイド被膜が示
されている。また、オルソン等に付与されたアメリカ特
許第４，９３３，２３９号及びアメリカ特許第４，９１
９，０９２号及びグプタ(Gupta)に付与されたアメリカ
特許第４，８９７，３１５号には、ニッケル、コバル
ト、クロム、イットリウム及び付加的にケイ素、ハフニ
ウム(hafnium)及び貴金属を含有するアルミナイド被膜
が開示されている。シャンカー(Shankar)に付与された
アメリカ特許第４，５０１，７７６号には白金を含むア
ルミナイド被膜が開示されている。また、グリシク等(G
risik et al.)に付与されたアメリカ特許第４，１４
８，９３６号にはクロムによる拡散被膜が開示されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来における気相拡散
コーティング処理の一つの欠点は、部品の表面に実際に
被膜が形成される温度よりも低い温度で、ハロゲン化物
活性剤が昇華してしまうことである。ここで、被膜が実
際に形成される温度は、以下にコーティング温度と称
す。この結果、粉末混合物と部品がコーティング温度に
達したときには、活性剤の多くは昇華してレトルトの排
気口を通ってレトルト外に流出しており、空費されてし
まう。このため、拡散コーティング産業においては、よ
り効率的な気相拡散被膜の形成方法が求められている。
コーティング処理の一つの欠点は、部品の表面に実際に
被膜が形成される温度よりも低い温度で、ハロゲン化物
活性剤が昇華してしまうことである。ここで、被膜が実
際に形成される温度は、以下にコーティング温度と称
す。この結果、粉末混合物と部品がコーティング温度に
達したときには、活性剤の多くは昇華してレトルトの排
気口を通ってレトルト外に流出しており、空費されてし
まう。このため、拡散コーティング産業においては、よ
り効率的な気相拡散被膜の形成方法が求められている。
【０００９】そこで、本発明の目的は、活性剤の空費を
抑制して活性剤の使用を最適化し効率的に拡散被膜を提
供することが出来る気相拡散アルミナイド被膜の形成方
法を提供することにある。
抑制して活性剤の使用を最適化し効率的に拡散被膜を提
供することが出来る気相拡散アルミナイド被膜の形成方
法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第一の構成によれば、被膜が形成される
金属物品及び被膜形成用金属供給源を、第一の閉塞室内
において第一の温度に加熱し、活性剤を、第二の閉塞室
内で前記第一の温度よりも低くかつ活性剤の気化に十分
な第二の温度に加熱して、気相の活性剤を生成し、前記
気相の活性剤を、前記第二の閉塞室から前記第一の閉塞
室に導入して、前記気相の活性剤を、前記被膜形成用金
属供給源と反応させて、高濃度の被膜形成用金属を含有
する気体を発生し、前記高濃度の被膜形成用金属を含有
する気体を、前記第一の温度において前記物品と反応さ
せて被膜を形成する工程より成り、前記気相の活性剤を
前記第一の閉塞室に導入する工程は、前記物品が前記第
一の温度に達した後に開始されることを特徴とする金属
物品に拡散金属被膜を形成する気相成長方法が提供され
る。
めに、本発明の第一の構成によれば、被膜が形成される
金属物品及び被膜形成用金属供給源を、第一の閉塞室内
において第一の温度に加熱し、活性剤を、第二の閉塞室
内で前記第一の温度よりも低くかつ活性剤の気化に十分
な第二の温度に加熱して、気相の活性剤を生成し、前記
気相の活性剤を、前記第二の閉塞室から前記第一の閉塞
室に導入して、前記気相の活性剤を、前記被膜形成用金
属供給源と反応させて、高濃度の被膜形成用金属を含有
する気体を発生し、前記高濃度の被膜形成用金属を含有
する気体を、前記第一の温度において前記物品と反応さ
せて被膜を形成する工程より成り、前記気相の活性剤を
前記第一の閉塞室に導入する工程は、前記物品が前記第
一の温度に達した後に開始されることを特徴とする金属
物品に拡散金属被膜を形成する気相成長方法が提供され
る。
【００１１】なお、前記第二の閉塞室に不活性ガスを導
入して、前記気相の活性剤を前記第一の閉塞室に強制導
入することが可能である。また、前記活性剤は、前記第
二の閉塞室に一定の時間間隔で投入することが出来る。
さらに、前記活性剤は粒状にすることが可能である。
入して、前記気相の活性剤を前記第一の閉塞室に強制導
入することが可能である。また、前記活性剤は、前記第
二の閉塞室に一定の時間間隔で投入することが出来る。
さらに、前記活性剤は粒状にすることが可能である。
【００１２】本発明の第二の構成によれば、拡散アルミ
ナイド被膜が形成される金属物品及びアルミニウム供給
源を、第一の閉塞室内において１０１０゜Ｃ乃至１１２
０゜Ｃである第一の温度に加熱し、ハロゲン化物活性剤
を、第二の閉塞室内で前記第一の温度よりも低くかつ前
記活性剤の気化に十分な第二の温度に加熱して、気相の
活性剤を生成し、前記物品が前記第一の温度に達した後
に、前記第二の閉塞室内に不活性ガスを導入して、前記
気相の活性剤を前記第二の閉塞室から前記第一の閉塞室
に強制導入して、前記気相の活性剤を１０１０゜Ｃ乃至
１１２０゜Ｃに加熱された前記アルミニウム供給源と反
応させて、高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体を
発生し、前記高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体
を前記物品と反応させて拡散アルミナイド被膜を形成す
る工程よりなることを特徴とする金属物品に拡散アルミ
ナイド被膜を形成する気相成長方法が提供される。
ナイド被膜が形成される金属物品及びアルミニウム供給
源を、第一の閉塞室内において１０１０゜Ｃ乃至１１２
０゜Ｃである第一の温度に加熱し、ハロゲン化物活性剤
を、第二の閉塞室内で前記第一の温度よりも低くかつ前
記活性剤の気化に十分な第二の温度に加熱して、気相の
活性剤を生成し、前記物品が前記第一の温度に達した後
に、前記第二の閉塞室内に不活性ガスを導入して、前記
気相の活性剤を前記第二の閉塞室から前記第一の閉塞室
に強制導入して、前記気相の活性剤を１０１０゜Ｃ乃至
１１２０゜Ｃに加熱された前記アルミニウム供給源と反
応させて、高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体を
発生し、前記高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体
を前記物品と反応させて拡散アルミナイド被膜を形成す
る工程よりなることを特徴とする金属物品に拡散アルミ
ナイド被膜を形成する気相成長方法が提供される。
【００１３】この場合、前記アルミニウム供給源は、純
粋アルミニウム及びアルミニウム合金より成る群より選
択することが出来る。また、前記ハロゲン化物活性剤
は、アンモニウム及びアルカリ土類金属のハロゲン化物
より成る群より選択することが出来る。さらに、前記ア
ルミニウム供給源はコバルトアルミニウムであり、活性
剤はフッ化水素アンモニウムとすることが好適である。
粋アルミニウム及びアルミニウム合金より成る群より選
択することが出来る。また、前記ハロゲン化物活性剤
は、アンモニウム及びアルカリ土類金属のハロゲン化物
より成る群より選択することが出来る。さらに、前記ア
ルミニウム供給源はコバルトアルミニウムであり、活性
剤はフッ化水素アンモニウムとすることが好適である。
【００１４】本発明の第三の構成によれば、金属物品、
ハロゲン化物活性剤、このハロゲン化物活性剤と反応す
ることができるアルミニウム供給源を加熱して、高アル
ミニウム濃度のハロゲン化物の気体を生成し、次に、金
属物品表面に被膜を形成する のに十分なコーティング温
度で、前記高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体
を、前記金属物品と反応させることを含む、金属物品の
表面に気相成長により拡散アルミナイド被膜を形成する
方法において、前記活性剤が最初に前記アルミニウム供
給源と反応する時点を、前記金属物品が前記コーティン
グ温度に達するまで遅らせることを特徴とする方法が提
供される。
ハロゲン化物活性剤、このハロゲン化物活性剤と反応す
ることができるアルミニウム供給源を加熱して、高アル
ミニウム濃度のハロゲン化物の気体を生成し、次に、金
属物品表面に被膜を形成する のに十分なコーティング温
度で、前記高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体
を、前記金属物品と反応させることを含む、金属物品の
表面に気相成長により拡散アルミナイド被膜を形成する
方法において、前記活性剤が最初に前記アルミニウム供
給源と反応する時点を、前記金属物品が前記コーティン
グ温度に達するまで遅らせることを特徴とする方法が提
供される。
【００１５】この場合、前記金属物品は、ニッケル基ま
たはコバルト基超合金より成る群より選択された材料に
よって形成され、前記アルミニウム供給源は、純粋アル
ミニウム、アルミニウム化合物及びアルミニウム合金よ
り成る群より選択され、前記活性剤は、アルカリ金属及
びアルカリ土類金属のハロゲン化物より成る群より選択
されるように構成することが可能である。また、前記被
覆が形成される金属物品と前記アルミニウム供給源と
を、第一の室においてコーティング温度に等しい第一の
温度に加熱する工程と、前記活性剤を第二の室において
前記活性剤を気化させるのに十分な第二の温度に加熱す
る工程とを含み、前記第二の温度は前記第一の温度より
も低く設定され、気相の活性剤が前記第二の室から第一
の室に流入するように構成することも可能である。また
さらに、前記気相の活性剤を前記第二の室から第一の室
に導入する工程は、前記金属物品と前記アルミニウム供
給源が前記第一の温度に到達し、前記活性剤が前記第二
の温度に達した後に開始することが望ましい。
たはコバルト基超合金より成る群より選択された材料に
よって形成され、前記アルミニウム供給源は、純粋アル
ミニウム、アルミニウム化合物及びアルミニウム合金よ
り成る群より選択され、前記活性剤は、アルカリ金属及
びアルカリ土類金属のハロゲン化物より成る群より選択
されるように構成することが可能である。また、前記被
覆が形成される金属物品と前記アルミニウム供給源と
を、第一の室においてコーティング温度に等しい第一の
温度に加熱する工程と、前記活性剤を第二の室において
前記活性剤を気化させるのに十分な第二の温度に加熱す
る工程とを含み、前記第二の温度は前記第一の温度より
も低く設定され、気相の活性剤が前記第二の室から第一
の室に流入するように構成することも可能である。また
さらに、前記気相の活性剤を前記第二の室から第一の室
に導入する工程は、前記金属物品と前記アルミニウム供
給源が前記第一の温度に到達し、前記活性剤が前記第二
の温度に達した後に開始することが望ましい。
【００１６】さらに、前記活性剤を供給室から前記第二
の室に供給する工程を含み、前記供給室の温度は前記活
性剤が気化する温度よりも低い温度に設定することが出
来る。また、前記活性剤は、前記供給室から前記第二の
室に一定の速度で供給するように構成することも可能で
ある。また、前記第二の室に、さらに、前記第二の室か
ら第一の室に、不活性搬送ガスを供給して前記気相の活
性剤を前記不活性搬送ガスにより前記第二の室から前記
第一の室に強制導入することも可能である。
の室に供給する工程を含み、前記供給室の温度は前記活
性剤が気化する温度よりも低い温度に設定することが出
来る。また、前記活性剤は、前記供給室から前記第二の
室に一定の速度で供給するように構成することも可能で
ある。また、前記第二の室に、さらに、前記第二の室か
ら第一の室に、不活性搬送ガスを供給して前記気相の活
性剤を前記不活性搬送ガスにより前記第二の室から前記
第一の室に強制導入することも可能である。
【００１７】本発明の第四の構成によれば、ニッケル基
またはコバルト基超合金から形成されたガスタービンエ
ンジン構成部材とアルミニウム供給源とを、第一の室に
おいて約１０６５゜Ｃ乃至１０９５゜Ｃの範囲の第一の
温度に加熱し、ハロゲン化物活性剤を第二の室において
加熱して気相の活性剤を生成し、前記構成部材が前記第
一の温度に達した後に、前記気相の活性剤を前記第二の
室から前記第一の室に導入して、前記気相の活性剤を前
記アルミニウム供給源と反応させて高アルミニウム濃度
のハロゲン化物の気体を生成し、前記高アルミニウム濃
度のハロゲン化物の気体を前記構成部材の表面と反応さ
せて拡散アルミナイド被膜を形成するようにしたことを
特徴とするガスタービンエンジン構成部材の表面に気相
成長により拡散アルミナイド被膜を形成する方法が提供
される。
またはコバルト基超合金から形成されたガスタービンエ
ンジン構成部材とアルミニウム供給源とを、第一の室に
おいて約１０６５゜Ｃ乃至１０９５゜Ｃの範囲の第一の
温度に加熱し、ハロゲン化物活性剤を第二の室において
加熱して気相の活性剤を生成し、前記構成部材が前記第
一の温度に達した後に、前記気相の活性剤を前記第二の
室から前記第一の室に導入して、前記気相の活性剤を前
記アルミニウム供給源と反応させて高アルミニウム濃度
のハロゲン化物の気体を生成し、前記高アルミニウム濃
度のハロゲン化物の気体を前記構成部材の表面と反応さ
せて拡散アルミナイド被膜を形成するようにしたことを
特徴とするガスタービンエンジン構成部材の表面に気相
成長により拡散アルミナイド被膜を形成する方法が提供
される。
【００１８】
【実施例】以下に、本発明の好適実施例を添付図面を参
照しながら説明する。本発明による以下に説明する方法
は、特に上記したアメリカ特許第４，１４８，２７５号
に開示されたような、金属部品の表面に単純なアルミナ
イド被膜を気相成長させるために使用するのに適してい
る。しかしながら、本発明の方法は、同様に、例えば前
記のアメリカ特許第４，８３５，０１１号などの、より
複雑な組成のアルミナイド被膜の形成にも有効である。
最後に、本発明の方法は、クロムによる拡散被膜等のア
ルミニウム以外の元素による被膜形成にも使用可能であ
る。以下においては、金属部品への単純なアルミナイド
被膜の形成に関して図面を参照しながら説明する。
照しながら説明する。本発明による以下に説明する方法
は、特に上記したアメリカ特許第４，１４８，２７５号
に開示されたような、金属部品の表面に単純なアルミナ
イド被膜を気相成長させるために使用するのに適してい
る。しかしながら、本発明の方法は、同様に、例えば前
記のアメリカ特許第４，８３５，０１１号などの、より
複雑な組成のアルミナイド被膜の形成にも有効である。
最後に、本発明の方法は、クロムによる拡散被膜等のア
ルミニウム以外の元素による被膜形成にも使用可能であ
る。以下においては、金属部品への単純なアルミナイド
被膜の形成に関して図面を参照しながら説明する。
【００１９】図１は、本発明を実施するための装置１０
の主要な三つの構成部材を示している。第一の構成部材
は、炉１２である。炉１２は、従来より周知の構成であ
り、側壁１４、底壁１６及び蓋体１８で構成されてい
る。蓋体１８は炉１２の内部を密封するように構成され
ている。蓋体１８は、頂板２０と底板２２で構成され、
側壁２４によって頂板と底板が連結されている。蓋体に
は、これらの頂板２０、底板２２及び側壁２４によっ
て、内部キャビティ２６が形成されている。
の主要な三つの構成部材を示している。第一の構成部材
は、炉１２である。炉１２は、従来より周知の構成であ
り、側壁１４、底壁１６及び蓋体１８で構成されてい
る。蓋体１８は炉１２の内部を密封するように構成され
ている。蓋体１８は、頂板２０と底板２２で構成され、
側壁２４によって頂板と底板が連結されている。蓋体に
は、これらの頂板２０、底板２２及び側壁２４によっ
て、内部キャビティ２６が形成されている。
【００２０】炉１２内には、本発明の第二の主要構成部
材であるレトルト２８が収容されている。被膜を形成す
る部品３０は、このレトルト２８内に収容される。レト
ルト２８は、箱型に形成されており、側壁３２、底壁３
４及び頂壁３６を有している。レトルト２８の頂壁３６
は、側壁３２に対して離脱可能に設けられる。部品３０
は、この頂壁３６より釣り下げられる。部品３０を頂壁
３６より釣り下げる手段としては、周知の釣り下げ具３
８が使用される。レトルト２８の底壁３４に沿って、固
形のアルミニウム供給源となる、アルミニウム金属材料
４０が装入されており、図では、粒状で示されている。
アルミニウム源４０は、以下に、より詳細に説明する。
材であるレトルト２８が収容されている。被膜を形成す
る部品３０は、このレトルト２８内に収容される。レト
ルト２８は、箱型に形成されており、側壁３２、底壁３
４及び頂壁３６を有している。レトルト２８の頂壁３６
は、側壁３２に対して離脱可能に設けられる。部品３０
は、この頂壁３６より釣り下げられる。部品３０を頂壁
３６より釣り下げる手段としては、周知の釣り下げ具３
８が使用される。レトルト２８の底壁３４に沿って、固
形のアルミニウム供給源となる、アルミニウム金属材料
４０が装入されており、図では、粒状で示されている。
アルミニウム源４０は、以下に、より詳細に説明する。
【００２１】本発明を実施するための装置の第三の主要
構成部材は、レトルト２８内に気相の活性剤を導入する
手段４２である。活性剤導入手段４２は、固形ハロゲン
化物活性剤化合物４４を収容した容器４６を有してい
る。活性剤化合物４４は、図では粒状で示されており、
以下に、より詳細に説明する。容器４６は、活性剤供給
手段５２によって上部室４８と下部室５０に分割されて
おり、この活性剤供給手段５２によって活性剤４４は、
上部活性剤室４８（供給室）から下部活性剤室５０に供
給される。この活性剤供給手段５２は、図示しない駆動
手段により上下方向に移動されるように構成、配置され
ている。活性剤供給手段５２が、十分に上方に変位され
ている状態において、下部室５０の開口端部５４を開放
して活性剤４４を上部室４８から下部室５０に落下させ
る。活性剤供給手段５２が下降して、下部室５０の開口
端部５４に嵌入すると、上部室４８から下部室５０への
活性剤４４の供給が停止される。
構成部材は、レトルト２８内に気相の活性剤を導入する
手段４２である。活性剤導入手段４２は、固形ハロゲン
化物活性剤化合物４４を収容した容器４６を有してい
る。活性剤化合物４４は、図では粒状で示されており、
以下に、より詳細に説明する。容器４６は、活性剤供給
手段５２によって上部室４８と下部室５０に分割されて
おり、この活性剤供給手段５２によって活性剤４４は、
上部活性剤室４８（供給室）から下部活性剤室５０に供
給される。この活性剤供給手段５２は、図示しない駆動
手段により上下方向に移動されるように構成、配置され
ている。活性剤供給手段５２が、十分に上方に変位され
ている状態において、下部室５０の開口端部５４を開放
して活性剤４４を上部室４８から下部室５０に落下させ
る。活性剤供給手段５２が下降して、下部室５０の開口
端部５４に嵌入すると、上部室４８から下部室５０への
活性剤４４の供給が停止される。
【００２２】図１に示すように、下部室５０は、隔壁５
７によって形成された昇華室５６内に挿入されている。
この昇華室５６は、連結通路５８を介してレトルト２８
内部と連通されている。連結通路５８の吐出端６０は、
レトルト２８内のアルミニウム源４０に隣接した位置に
開口されている。
７によって形成された昇華室５６内に挿入されている。
この昇華室５６は、連結通路５８を介してレトルト２８
内部と連通されている。連結通路５８の吐出端６０は、
レトルト２８内のアルミニウム源４０に隣接した位置に
開口されている。
【００２３】昇華室５６は、蓋体１８の蓋壁２０、２
２、２４により形成されるキャビティ２６内に挿入され
ている。この蓋体１８の蓋壁２０、２２、２４と昇華室
５６の昇華室壁５７は、部品３０がコーティング温度に
昇温されているときに、昇華室５６の温度が、活性剤４
４を昇華させるために十分な温度となるように構成、配
置される。上記のように、コーティング温度は、昇華し
た活性剤とアルミニウム源が反応して形成された高アル
ミニウム濃度のハロゲン化物の気体が、部品表面と反応
することによってアルミナイド被膜が形成される温度で
ある。なお、蓋壁２０、２２、２４と昇華室壁５７と
は、下部室が活性剤の昇華温度となっているときに、上
部室の温度は活性剤の昇華温度よりも相当に低い温度に
維持されるように構成、配置される。下部活性剤室５０
を形成する壁部６２には複数のオリフィス６４が形成さ
れており、このオリフィスは下部室５０内の気相の活性
剤が昇華室５６に流入することが出来る大きさに形成さ
れる。昇華室５６に流入した気相の活性剤は、連結通路
５８を通ってレトルト２８内に導入される。このときオ
リフィス６４は、固体の活性剤の昇華室５６への進入を
阻止する。
２、２４により形成されるキャビティ２６内に挿入され
ている。この蓋体１８の蓋壁２０、２２、２４と昇華室
５６の昇華室壁５７は、部品３０がコーティング温度に
昇温されているときに、昇華室５６の温度が、活性剤４
４を昇華させるために十分な温度となるように構成、配
置される。上記のように、コーティング温度は、昇華し
た活性剤とアルミニウム源が反応して形成された高アル
ミニウム濃度のハロゲン化物の気体が、部品表面と反応
することによってアルミナイド被膜が形成される温度で
ある。なお、蓋壁２０、２２、２４と昇華室壁５７と
は、下部室が活性剤の昇華温度となっているときに、上
部室の温度は活性剤の昇華温度よりも相当に低い温度に
維持されるように構成、配置される。下部活性剤室５０
を形成する壁部６２には複数のオリフィス６４が形成さ
れており、このオリフィスは下部室５０内の気相の活性
剤が昇華室５６に流入することが出来る大きさに形成さ
れる。昇華室５６に流入した気相の活性剤は、連結通路
５８を通ってレトルト２８内に導入される。このときオ
リフィス６４は、固体の活性剤の昇華室５６への進入を
阻止する。
【００２４】昇華した活性剤のレトルト２８内への流入
を容易とするために、不活性搬送ガス供給源６６を設け
て、不活性搬送ガスを活性剤導入手段４２に導入するこ
とが出来る。この不活性搬送ガス供給源６６は、下部活
性剤室５０と連通されており、昇華した活性剤は、この
供給源６６によって、レトルト２８内に流入し、そこ
で、昇華した活性剤は、コーティング処理中に、アルミ
ニウム供給源４０と接触する。
を容易とするために、不活性搬送ガス供給源６６を設け
て、不活性搬送ガスを活性剤導入手段４２に導入するこ
とが出来る。この不活性搬送ガス供給源６６は、下部活
性剤室５０と連通されており、昇華した活性剤は、この
供給源６６によって、レトルト２８内に流入し、そこ
で、昇華した活性剤は、コーティング処理中に、アルミ
ニウム供給源４０と接触する。
【００２５】図１の装置を使用して本発明を実施する場
合、被覆される部品３０は、炉１２によって約１０１０
゜Ｃ乃至１１２０゜Ｃのコーテイング温度まで加熱され
る。最適なコーティング温度は実験的に、部品の形成材
料の組成や部品の状態、付着形成する所望の被膜の組成
及び厚さ、アルミニウム供給源の組成、活性剤、被覆処
理時間等のパラメータに応じて決定される。部品がコー
ティング温度に達すると、固体の活性剤４４が上部活性
剤室４８から下部活性剤室５０に供給される。上述した
ように本発明を実施するための装置は、下部活性剤室５
０の温度が活性剤の昇華に最適な温度となるように構成
される。活性剤が下部室５０において昇華すると、こう
して形成された気相の活性剤が、供給源６６から供給さ
れる不活性搬送ガスの流れによってレトルト２８内に導
入される。本発明の重要な特徴は、部品３０がコーティ
ング温度に加熱されるまでは、上部室４８から下部室５
０への固体の活性剤の供給が行われないことである。こ
の結果、気相の活性剤は実際にコーティング処理に使用
されることができるようになるまではレトルト２８に供
給されることがなく、すなわち、部品３０がコーティン
グ温度になるまでは、活性剤はレトルト２８に流入しな
い。従って部品の昇温中に気相の活性剤が排出口７０か
ら排出されるのを未然に防止することが出来る。
合、被覆される部品３０は、炉１２によって約１０１０
゜Ｃ乃至１１２０゜Ｃのコーテイング温度まで加熱され
る。最適なコーティング温度は実験的に、部品の形成材
料の組成や部品の状態、付着形成する所望の被膜の組成
及び厚さ、アルミニウム供給源の組成、活性剤、被覆処
理時間等のパラメータに応じて決定される。部品がコー
ティング温度に達すると、固体の活性剤４４が上部活性
剤室４８から下部活性剤室５０に供給される。上述した
ように本発明を実施するための装置は、下部活性剤室５
０の温度が活性剤の昇華に最適な温度となるように構成
される。活性剤が下部室５０において昇華すると、こう
して形成された気相の活性剤が、供給源６６から供給さ
れる不活性搬送ガスの流れによってレトルト２８内に導
入される。本発明の重要な特徴は、部品３０がコーティ
ング温度に加熱されるまでは、上部室４８から下部室５
０への固体の活性剤の供給が行われないことである。こ
の結果、気相の活性剤は実際にコーティング処理に使用
されることができるようになるまではレトルト２８に供
給されることがなく、すなわち、部品３０がコーティン
グ温度になるまでは、活性剤はレトルト２８に流入しな
い。従って部品の昇温中に気相の活性剤が排出口７０か
ら排出されるのを未然に防止することが出来る。
【００２６】気相の活性剤がレトルト２８に流入する
と、この活性剤は、レトルト２８内に存在するため加熱
されているアルミニウム供給源４０に接触する。気相の
活性剤とアルミニウム供給源４０との接触によって反応
が生じ、高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体を生
成する。この高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体
は、レトルト２８内部に充満する。高アルミニウム濃度
のハロゲン化物の気体は、各部品３０の表面と接触し
て、このハロゲン化物の気体が部品表面と反応して、部
品表面に被膜を形成する。特に、部品３０がニッケル基
合金で形成されている場合、アルミニウムハロゲン化物
の気体は、部品の表面と反応してニッケルアルミナイド
を形成する。この処理は、高アルミニウム濃度のハロゲ
ン化物の気体が部品の表面と反応可能な状態となってい
る間に進行する。レトルト２８内に蓄積した気体は、レ
トルト２８から流出し、次に、それぞれ、排気口６８，
７０を通して炉の内部から排出される。
と、この活性剤は、レトルト２８内に存在するため加熱
されているアルミニウム供給源４０に接触する。気相の
活性剤とアルミニウム供給源４０との接触によって反応
が生じ、高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体を生
成する。この高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体
は、レトルト２８内部に充満する。高アルミニウム濃度
のハロゲン化物の気体は、各部品３０の表面と接触し
て、このハロゲン化物の気体が部品表面と反応して、部
品表面に被膜を形成する。特に、部品３０がニッケル基
合金で形成されている場合、アルミニウムハロゲン化物
の気体は、部品の表面と反応してニッケルアルミナイド
を形成する。この処理は、高アルミニウム濃度のハロゲ
ン化物の気体が部品の表面と反応可能な状態となってい
る間に進行する。レトルト２８内に蓄積した気体は、レ
トルト２８から流出し、次に、それぞれ、排気口６８，
７０を通して炉の内部から排出される。
【００２７】固体の活性剤４４を上部活性剤室４８から
下部活性剤室５０に投入するときに、注意が必要とな
る。活性剤の昇華は発熱反応である。従って、過剰に活
性剤が下部室５０に投入された場合、昇華室５６の温度
を大幅に上昇させ、昇華速度を大幅に増加させる可能性
がある。こうした急激な昇華速度の増加は、変換室５６
の状態を危険なものとするので、避けなければならな
い。固体の活性剤を上部室４８から下部室５０に供給す
る好適な方法は、制御供給手段５２の動作を制御して、
コーティング処理中に一定時間間隔で下部室５０の容器
開口５４を開閉するように構成することである。こうし
た移動の目的は、昇華処理を動的に行う観点から可能で
ある限り、下部室５０に供給して昇華させる固体の活性
剤の量を一定とすることである。
下部活性剤室５０に投入するときに、注意が必要とな
る。活性剤の昇華は発熱反応である。従って、過剰に活
性剤が下部室５０に投入された場合、昇華室５６の温度
を大幅に上昇させ、昇華速度を大幅に増加させる可能性
がある。こうした急激な昇華速度の増加は、変換室５６
の状態を危険なものとするので、避けなければならな
い。固体の活性剤を上部室４８から下部室５０に供給す
る好適な方法は、制御供給手段５２の動作を制御して、
コーティング処理中に一定時間間隔で下部室５０の容器
開口５４を開閉するように構成することである。こうし
た移動の目的は、昇華処理を動的に行う観点から可能で
ある限り、下部室５０に供給して昇華させる固体の活性
剤の量を一定とすることである。
【００２８】本発明を実施するための装置の好適実施例
が、図２に概略示されている。この装置は、特に中空の
ガスタービンエンジンのブレード及びベーンの内外の表
面に拡散アルミナイド被膜を形成するのに適している。
が、図２に概略示されている。この装置は、特に中空の
ガスタービンエンジンのブレード及びベーンの内外の表
面に拡散アルミナイド被膜を形成するのに適している。
【００２９】図２の装置１１０は、炉１１２を有してお
り、この炉１１２は、通常の設計により、側壁１１４
と、底壁１１６及び蓋体１１８で構成されている。蓋体
１１８は、炉１１２の内部を密閉閉塞するように構成、
配置されており、頂壁１２０、底壁１２２及び側壁１２
４をそれそれ有し、これらが協同してキャビティ１２６
が形成されている。
り、この炉１１２は、通常の設計により、側壁１１４
と、底壁１１６及び蓋体１１８で構成されている。蓋体
１１８は、炉１１２の内部を密閉閉塞するように構成、
配置されており、頂壁１２０、底壁１２２及び側壁１２
４をそれそれ有し、これらが協同してキャビティ１２６
が形成されている。
【００３０】炉１１２内には、上下のレトルト１２８，
２２８がそれぞれ配置されている。コーティングされる
部品１３０は、上側レトルト１２８内に配置される。図
示の例において、部品１３０は、周知の構造の中空のガ
スタービンエンジンのブレードまたはベーンである。以
下の説明において、部品がロータブレードである場合を
例として説明する。ブレード１３０は、内部通路１３１
を有しており、図２では、この内部通路１３１は、ブレ
ード基部に入口を有し、ブレードの前端または後端に出
口を有している。なお、図示では、簡素化のために通路
が全長に延びている構成を示しているが、この通路は、
中間部で出口に接続するように構成することも可能であ
る。
２２８がそれぞれ配置されている。コーティングされる
部品１３０は、上側レトルト１２８内に配置される。図
示の例において、部品１３０は、周知の構造の中空のガ
スタービンエンジンのブレードまたはベーンである。以
下の説明において、部品がロータブレードである場合を
例として説明する。ブレード１３０は、内部通路１３１
を有しており、図２では、この内部通路１３１は、ブレ
ード基部に入口を有し、ブレードの前端または後端に出
口を有している。なお、図示では、簡素化のために通路
が全長に延びている構成を示しているが、この通路は、
中間部で出口に接続するように構成することも可能であ
る。
【００３１】上側レトルト１２８は、側壁１３２と、底
壁１３４及び頂壁１３６によって構成されている。ま
た、下側レトルト２２８は、側壁２３２と底壁２３４で
構成されている。図２に示すように、レトルト１２８及
び２２８は、上側レトルト１２８が下側レトルト２２８
の側壁２３２に延長形成されたフランジ２３５に支持さ
れた構造となっており、上側レトルト１２８の底壁１３
４は、下側レトルト２２８の頂壁として機能している。
壁１３４及び頂壁１３６によって構成されている。ま
た、下側レトルト２２８は、側壁２３２と底壁２３４で
構成されている。図２に示すように、レトルト１２８及
び２２８は、上側レトルト１２８が下側レトルト２２８
の側壁２３２に延長形成されたフランジ２３５に支持さ
れた構造となっており、上側レトルト１２８の底壁１３
４は、下側レトルト２２８の頂壁として機能している。
【００３２】上側レトルト１２８内で各ブレード１３０
を支持する支持手段１３８は、底壁１３４を貫通して上
側レトルト１２８内に延びており、その上端部にブレー
ドを支持する。支持手段１３８は、各ブレード１３０の
通路１３１と組み合わせられて、図２において矢印によ
り示されるように、下側レトルト２２８から上側レトル
ト１２８に向かう高アルミニウム濃度のハロゲン化物の
気体の通路を形成する。特に、支持部材１３８は、中空
管状に形成されており、以下で、より詳細に説明される
ように、下側レトルト２２８で発生された高アルミニウ
ム濃度のハロゲン化物の気体をブレード１３０の内部通
路１３１に直接導入して、内部通路に面したブレードの
内壁面に被膜を形成させた後、上側レトルト１２８に流
入させる。
を支持する支持手段１３８は、底壁１３４を貫通して上
側レトルト１２８内に延びており、その上端部にブレー
ドを支持する。支持手段１３８は、各ブレード１３０の
通路１３１と組み合わせられて、図２において矢印によ
り示されるように、下側レトルト２２８から上側レトル
ト１２８に向かう高アルミニウム濃度のハロゲン化物の
気体の通路を形成する。特に、支持部材１３８は、中空
管状に形成されており、以下で、より詳細に説明される
ように、下側レトルト２２８で発生された高アルミニウ
ム濃度のハロゲン化物の気体をブレード１３０の内部通
路１３１に直接導入して、内部通路に面したブレードの
内壁面に被膜を形成させた後、上側レトルト１２８に流
入させる。
【００３３】下側レトルト２２８の底壁２３４の少し上
にはアルミニウム供給源２４０が装入されており、金属
メッシュ２４１または他のガス透過性構造上に支持され
る。同様に、上側レトルト１２８の底壁１３４の少し上
にはアルミニウム供給源１４０が金属メッシュ１４１ま
たは他のガス透過性構造によって支持されている。
にはアルミニウム供給源２４０が装入されており、金属
メッシュ２４１または他のガス透過性構造上に支持され
る。同様に、上側レトルト１２８の底壁１３４の少し上
にはアルミニウム供給源１４０が金属メッシュ１４１ま
たは他のガス透過性構造によって支持されている。
【００３４】図２の装置は、気相の活性剤を、上側レト
ルト１２８と下側レトルト２２８の内部にそれぞれ導入
する活性剤導入手段１４２を有しており、この活性剤導
入手段１４２は、粒状形態で示される固体の活性剤化合
物１４４を収容した容器１４６によって構成されてい
る。容器１４６は、活性剤供給手段１５２によって上部
室１４８と下部室１５０にそれぞれ分割されている。こ
の活性剤供給手段１５２は、上部室１４８から下部室１
５０に固体の活性剤１４４を計量投入する。図示の実施
例において、活性剤供給手段１５２は、モータ１５３に
よって回転駆動される螺旋コンベアによって構成されて
いる。
ルト１２８と下側レトルト２２８の内部にそれぞれ導入
する活性剤導入手段１４２を有しており、この活性剤導
入手段１４２は、粒状形態で示される固体の活性剤化合
物１４４を収容した容器１４６によって構成されてい
る。容器１４６は、活性剤供給手段１５２によって上部
室１４８と下部室１５０にそれぞれ分割されている。こ
の活性剤供給手段１５２は、上部室１４８から下部室１
５０に固体の活性剤１４４を計量投入する。図示の実施
例において、活性剤供給手段１５２は、モータ１５３に
よって回転駆動される螺旋コンベアによって構成されて
いる。
【００３５】図示の装置の動作を説明すれば、螺旋コン
ベア１５２は、ブレード１３０がコーティング温度に達
した後に、被覆処理中を通して、昇華のために固体の活
性剤１４４が下部室１５０に存在するため、固体の活性
剤１４４を制御された搬送速度で下部室１５０に搬送す
る。図１の実施例と同様に、本発明の重要な特徴は、固
体の活性剤１４４の上部室１４８から下部室１５０への
供給は、ブレード１３０の温度がコーティング温度に達
した後、即ち、コーティング処理に気相の活性剤が実際
に使用可能な状態となった後に開始される。その後、活
性剤１４４は、処理中全体に亘って、好ましくは、一定
の速度で供給される。
ベア１５２は、ブレード１３０がコーティング温度に達
した後に、被覆処理中を通して、昇華のために固体の活
性剤１４４が下部室１５０に存在するため、固体の活性
剤１４４を制御された搬送速度で下部室１５０に搬送す
る。図１の実施例と同様に、本発明の重要な特徴は、固
体の活性剤１４４の上部室１４８から下部室１５０への
供給は、ブレード１３０の温度がコーティング温度に達
した後、即ち、コーティング処理に気相の活性剤が実際
に使用可能な状態となった後に開始される。その後、活
性剤１４４は、処理中全体に亘って、好ましくは、一定
の速度で供給される。
【００３６】下部室１５０は、昇華室１５６内に挿入さ
れており、この昇華室１５６は、壁部１５７によって包
囲形成されている。昇華室１５６は、蓋体１１８の蓋壁
１２０、１２２、１２４により形成される内部キャビテ
ィ１２６内に挿入されている。この蓋体１１８の蓋壁１
２０、１２２、１２４と、昇華室１５６の昇華室壁１５
７とは、被覆処理中に、ブレード１３０がコーティング
温度に加熱された時に昇華室１５６内の温度が固体の活
性剤１４４を昇華させるために十分な温度以上の温度と
なるように構成、配置されている。好ましくは、昇華室
１５６の温度は活性剤１４４の昇華のための最適温度と
なるよう構成される。図示されるように、昇華室１５６
は、上側及び下側レトルト室１２８及び２２８にそれぞ
れ連通通路１５８，２５８を介して連通されており、こ
れらの連通通路１５８，２５８は、複数の吐出孔１５
９，２５９をそれぞれ有する有孔管にそれぞれ連結され
ている。有孔管はそれぞれ金属メッシュ１４１，２４１
の直下に、吐出孔１５９、２５９をそれぞれ上向きとし
て配置され、気相の活性剤をアルミニウム供給源１４
０，２４０に向けて吐出する。
れており、この昇華室１５６は、壁部１５７によって包
囲形成されている。昇華室１５６は、蓋体１１８の蓋壁
１２０、１２２、１２４により形成される内部キャビテ
ィ１２６内に挿入されている。この蓋体１１８の蓋壁１
２０、１２２、１２４と、昇華室１５６の昇華室壁１５
７とは、被覆処理中に、ブレード１３０がコーティング
温度に加熱された時に昇華室１５６内の温度が固体の活
性剤１４４を昇華させるために十分な温度以上の温度と
なるように構成、配置されている。好ましくは、昇華室
１５６の温度は活性剤１４４の昇華のための最適温度と
なるよう構成される。図示されるように、昇華室１５６
は、上側及び下側レトルト室１２８及び２２８にそれぞ
れ連通通路１５８，２５８を介して連通されており、こ
れらの連通通路１５８，２５８は、複数の吐出孔１５
９，２５９をそれぞれ有する有孔管にそれぞれ連結され
ている。有孔管はそれぞれ金属メッシュ１４１，２４１
の直下に、吐出孔１５９、２５９をそれぞれ上向きとし
て配置され、気相の活性剤をアルミニウム供給源１４
０，２４０に向けて吐出する。
【００３７】下部活性剤室１５０の壁部１６２には、複
数のオリフィス１６４が形成されており、固相の活性剤
の昇華室１５６への侵入を阻止しつつ、固体の活性剤１
４４が昇華して生成した気相の活性剤の昇華室１５６
へ、さらには連通通路１５８、２５８を通り、上側及び
下側レトルト１２８、２２８への流入をオリフィス１６
４通して許容する。また、先の実施例と同様に、気相の
活性剤の上側及び下側レトルト１２８、２２８内への流
入を許容するために、気体容器１４６には、不活性搬送
ガス供給源１６６が搬送ガス通路を介して接続されてい
る。この搬送ガスは、下部室１５０を経て昇華室１５６
に流入し、気相の活性剤とともに連通通路１５８，２５
８を経て上側及び下側レトルト１２８，２２８に、有孔
管の吐出孔１５９，２５９をそれぞれ経て吐出される。
数のオリフィス１６４が形成されており、固相の活性剤
の昇華室１５６への侵入を阻止しつつ、固体の活性剤１
４４が昇華して生成した気相の活性剤の昇華室１５６
へ、さらには連通通路１５８、２５８を通り、上側及び
下側レトルト１２８、２２８への流入をオリフィス１６
４通して許容する。また、先の実施例と同様に、気相の
活性剤の上側及び下側レトルト１２８、２２８内への流
入を許容するために、気体容器１４６には、不活性搬送
ガス供給源１６６が搬送ガス通路を介して接続されてい
る。この搬送ガスは、下部室１５０を経て昇華室１５６
に流入し、気相の活性剤とともに連通通路１５８，２５
８を経て上側及び下側レトルト１２８，２２８に、有孔
管の吐出孔１５９，２５９をそれぞれ経て吐出される。
【００３８】図２の好適実施例において、ブレード１３
０は、所望のコーティング温度で、炉１１２内において
コーティング処理される。好適なコーティング温度は１
０１０゜Ｃ乃至１１２０゜Ｃであり、より好ましくは１
０６５゜Ｃ乃至１０９５゜Ｃの温度である。ブレード１
３０が、所定のコーティング温度に達すると、螺旋コン
ベア１５２が回転を開始して制御された供給速度で固体
の活性剤１４４を上部室１４８から下部室１５０に搬入
する。このとき、前述したように下部室１５０の温度
は、活性剤の昇華に最適な温度となっているので、下部
室１５０に導入された固体の活性剤は効率的に昇華し
て、オリフィス１６４を経て昇華室１５６に流入し、供
給源１６６から供給される不活性搬送ガスとともに連通
通路１５８，２５８を経て有孔管の吐出孔１５９，２５
９からアルミニウム含有材料１４０，２４０に向けて吐
出される。気相の活性剤は、アルミニウム含有材料１４
０，２４０と反応して、高アルミニウム濃度のハロゲン
化物の気体を生成する。下側レトルト２２８で生成され
た高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体は、中空支
持手段１３８を通ってブレード１３０の内部通路１３１
に導入され、ブレード１３０の内周面に拡散アルミナイ
ド被膜を形成する。内周面と反応しない気体は、内部通
路１３１の出口から上側レトルト１２８の上部内に流出
する。また、これとほぼ同時に、上側レトルト１２８内
に生成された高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体
は、ブレード１３０の外側周面と反応して、拡散アルミ
ナイド被膜を形成する。
０は、所望のコーティング温度で、炉１１２内において
コーティング処理される。好適なコーティング温度は１
０１０゜Ｃ乃至１１２０゜Ｃであり、より好ましくは１
０６５゜Ｃ乃至１０９５゜Ｃの温度である。ブレード１
３０が、所定のコーティング温度に達すると、螺旋コン
ベア１５２が回転を開始して制御された供給速度で固体
の活性剤１４４を上部室１４８から下部室１５０に搬入
する。このとき、前述したように下部室１５０の温度
は、活性剤の昇華に最適な温度となっているので、下部
室１５０に導入された固体の活性剤は効率的に昇華し
て、オリフィス１６４を経て昇華室１５６に流入し、供
給源１６６から供給される不活性搬送ガスとともに連通
通路１５８，２５８を経て有孔管の吐出孔１５９，２５
９からアルミニウム含有材料１４０，２４０に向けて吐
出される。気相の活性剤は、アルミニウム含有材料１４
０，２４０と反応して、高アルミニウム濃度のハロゲン
化物の気体を生成する。下側レトルト２２８で生成され
た高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体は、中空支
持手段１３８を通ってブレード１３０の内部通路１３１
に導入され、ブレード１３０の内周面に拡散アルミナイ
ド被膜を形成する。内周面と反応しない気体は、内部通
路１３１の出口から上側レトルト１２８の上部内に流出
する。また、これとほぼ同時に、上側レトルト１２８内
に生成された高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体
は、ブレード１３０の外側周面と反応して、拡散アルミ
ナイド被膜を形成する。
【００３９】上側レトルト１２８内のガスは、排気口１
６８を経て上側レトルト１２８から、炉１１２内に排出
され、次いで炉に形成した排出口１７０を通って装置外
へ排出される。
６８を経て上側レトルト１２８から、炉１１２内に排出
され、次いで炉に形成した排出口１７０を通って装置外
へ排出される。
【００４０】図１及び２に示した装置は、インコネル(I
nconel)（商標名）合金６００（インターナショナル
ニッケル カンパニー、アメリカ合衆国、ニューヨーク
州）等の高温合金によって形成される。上記の合金と同
等以上に性能を有する合金も当然使用可能である。本発
明の方法の実施に用いられるアルミニウム供給源として
のアルミニウム含有材料は、公称径が３乃至９ｍｍの粒
径を持つ、アメリカ特許第４，１３２，８１６号、第
３，９５８，０４７号、第４，３３２，８４３号、第
４，８３５，０１１号等に開示されている純粋アルミニ
ウムまたはＣｏ2Ａｌ5、Ｎｉ3Ａｌ、Ｆｅ2Ａｌ5等のア
ルミニウム化合物若しくはＡｌ−１０％Ｓｉ等のアルミ
ニウム合金等より選択される。なお、上記の各アメリカ
特許の開示内容は、本明細書の開示の一部として援用す
る。これらの材料中のコバルトアルミニウム（Ｃｏ2Ａ
ｌ5）が最も好ましい。また、使用可能な固体の活性剤
は、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物
であり、これらも上記のアメリカ特許に開示されてい
る。フッ化水素アンモニウム(ammonium bifluoride)が
最も好ましい活性剤である。さらに好ましくは、活性剤
は粒状結晶のものを使用する。酸化アルミニウム等の材
料をアルミニウム供給源に混合してバッファ剤または希
釈剤として使用することも可能である。こうした技術
は、例えばアメリカ特許第３，６６７，９８５号及び前
述のアメリカ特許第４，８３５，０１１号に開示されて
いる。なお、アメリカ特許第３，６６７，９８５号の開
示内容は本明細書の開示の一部として援用する。
nconel)（商標名）合金６００（インターナショナル
ニッケル カンパニー、アメリカ合衆国、ニューヨーク
州）等の高温合金によって形成される。上記の合金と同
等以上に性能を有する合金も当然使用可能である。本発
明の方法の実施に用いられるアルミニウム供給源として
のアルミニウム含有材料は、公称径が３乃至９ｍｍの粒
径を持つ、アメリカ特許第４，１３２，８１６号、第
３，９５８，０４７号、第４，３３２，８４３号、第
４，８３５，０１１号等に開示されている純粋アルミニ
ウムまたはＣｏ2Ａｌ5、Ｎｉ3Ａｌ、Ｆｅ2Ａｌ5等のア
ルミニウム化合物若しくはＡｌ−１０％Ｓｉ等のアルミ
ニウム合金等より選択される。なお、上記の各アメリカ
特許の開示内容は、本明細書の開示の一部として援用す
る。これらの材料中のコバルトアルミニウム（Ｃｏ2Ａ
ｌ5）が最も好ましい。また、使用可能な固体の活性剤
は、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物
であり、これらも上記のアメリカ特許に開示されてい
る。フッ化水素アンモニウム(ammonium bifluoride)が
最も好ましい活性剤である。さらに好ましくは、活性剤
は粒状結晶のものを使用する。酸化アルミニウム等の材
料をアルミニウム供給源に混合してバッファ剤または希
釈剤として使用することも可能である。こうした技術
は、例えばアメリカ特許第３，６６７，９８５号及び前
述のアメリカ特許第４，８３５，０１１号に開示されて
いる。なお、アメリカ特許第３，６６７，９８５号の開
示内容は本明細書の開示の一部として援用する。
【００４１】本発明の使用、特に気相の活性剤をアルミ
ニウム供給源に接触させる方法の使用によって、活性剤
の使用を最適化し、部品の表面への拡散被膜の形成を効
果的に制御することが可能となる。これらの従来技術に
対する利点は、気相の活性剤とアルミニウム供給源とを
互いに最初に反応させる時間を、被覆される部品がコー
ティング温度に到達するまで遅らせることによって得ら
れる。
ニウム供給源に接触させる方法の使用によって、活性剤
の使用を最適化し、部品の表面への拡散被膜の形成を効
果的に制御することが可能となる。これらの従来技術に
対する利点は、気相の活性剤とアルミニウム供給源とを
互いに最初に反応させる時間を、被覆される部品がコー
ティング温度に到達するまで遅らせることによって得ら
れる。
【００４２】本発明の例として、図２に示す装置が作成
された。部品を収容するレトルトは、１５×１３×１３
ｃｍの大きさであった。約１７５ｇのＣｏ2Ａｌ5が均等
に分割して上側及び下側レトルトに装入された。それぞ
れ２乃至４時間の数サイクルのコーティング処理の間に
フッ化水素アンモニウムを毎時４．７ｇ乃至８．５ｇで
加えることにより、ニッケル基超合金で形成されたガス
タービンエンジンのロータブレードの内外面に約７５ミ
クロンの厚さの良好な拡散被膜を形成することが出来
た。この処理におけるコーティング温度は、１０６５乃
至１０９５゜Ｃであった。活性剤は、下側レトルトに
は、約１０乃至１５分おき一定の間隔で導入された。本
発明の使用により活性剤が有効に使用され、部品表面の
アルミニウムの拡散量を所望の量に制御することが出来
た。
された。部品を収容するレトルトは、１５×１３×１３
ｃｍの大きさであった。約１７５ｇのＣｏ2Ａｌ5が均等
に分割して上側及び下側レトルトに装入された。それぞ
れ２乃至４時間の数サイクルのコーティング処理の間に
フッ化水素アンモニウムを毎時４．７ｇ乃至８．５ｇで
加えることにより、ニッケル基超合金で形成されたガス
タービンエンジンのロータブレードの内外面に約７５ミ
クロンの厚さの良好な拡散被膜を形成することが出来
た。この処理におけるコーティング温度は、１０６５乃
至１０９５゜Ｃであった。活性剤は、下側レトルトに
は、約１０乃至１５分おき一定の間隔で導入された。本
発明の使用により活性剤が有効に使用され、部品表面の
アルミニウムの拡散量を所望の量に制御することが出来
た。
【００４３】この例においては、Ｃｏ2Ａｌ5及び二フッ
化アンモニウムの特定の量が用いられた。活性剤の添加
速度は、部品を配置するレトルトの大きさに大きく影響
された。原材料の消費量に影響する他の因子は、コーテ
ィング温度、アルミニウム供給源、活性剤及び部品の組
成、処理時間及び所望する被膜の厚さである。従って、
最適な条件の組み合わせは、これらの因子を考慮して、
適宜決定されるものである。
化アンモニウムの特定の量が用いられた。活性剤の添加
速度は、部品を配置するレトルトの大きさに大きく影響
された。原材料の消費量に影響する他の因子は、コーテ
ィング温度、アルミニウム供給源、活性剤及び部品の組
成、処理時間及び所望する被膜の厚さである。従って、
最適な条件の組み合わせは、これらの因子を考慮して、
適宜決定されるものである。
【００４４】本発明は、単純なアルミナイド被膜の形成
に関して上記に説明をしたが、本発明によれば、他の組
成の拡散被膜を形成することも可能である。例えば、本
発明を用いて、前記のアメリカ特許第４，８３５，０１
１号に開示されたイットリウム等の酸素活性要素を含む
アルミナイド被膜を形成することも可能である。この種
の被膜を形成するために使用される金属供給源は、アル
ミニウム、イットリウムを、さらには、ケイ素、クロ
ム、コバルト、チタン及びニッケル中より選択される一
乃至複数の元素を含有したものが用いられる。最も好ま
しい材料は、アルミニウム−イットリウム−ケイ素合金
である。また、本発明を使用して付加的な元素を含む拡
散被膜を形成することも可能である。例えば、アメリカ
特許第４，９３３，２３９号、第４，９１０，０９２号
及び第４，８９７，３１５号に示されたニッケル、コバ
ルト、クロム、アルミニウム、イットリウム及び付加的
にケイ素、ハフニウム及び貴金属を含むアルミナイジン
グオーバーレイ被膜を本発明によって形成することも可
能である。シャンカー（Ｓｈａｎｋａｒ）に付与された
アメリカ特許第４，５０１，７７６号には白金族元素の
被膜のアルミナイジング処理が開示されている。この処
理にも、本発明の方法を使用することが出来る。グリシ
ク等(Grisik et al.)に付与されたアメリカ特許第４，
１４８，９３６号にはガスタービンエンジンに使用され
る構成部材にクロムによる拡散被膜を形成する技術が開
示されている。この処理も本発明の方法によって行うこ
とが出来る。本発明は、上記した以外の材料に関して
も、使用する要素が高温での使用において表面に安定し
た酸化膜を形成することが出来るものである限り、適用
することが可能である。こうした酸化層の最も好ましい
ものはアルミニウム及び／またはクロムを含有するもの
である。
に関して上記に説明をしたが、本発明によれば、他の組
成の拡散被膜を形成することも可能である。例えば、本
発明を用いて、前記のアメリカ特許第４，８３５，０１
１号に開示されたイットリウム等の酸素活性要素を含む
アルミナイド被膜を形成することも可能である。この種
の被膜を形成するために使用される金属供給源は、アル
ミニウム、イットリウムを、さらには、ケイ素、クロ
ム、コバルト、チタン及びニッケル中より選択される一
乃至複数の元素を含有したものが用いられる。最も好ま
しい材料は、アルミニウム−イットリウム−ケイ素合金
である。また、本発明を使用して付加的な元素を含む拡
散被膜を形成することも可能である。例えば、アメリカ
特許第４，９３３，２３９号、第４，９１０，０９２号
及び第４，８９７，３１５号に示されたニッケル、コバ
ルト、クロム、アルミニウム、イットリウム及び付加的
にケイ素、ハフニウム及び貴金属を含むアルミナイジン
グオーバーレイ被膜を本発明によって形成することも可
能である。シャンカー（Ｓｈａｎｋａｒ）に付与された
アメリカ特許第４，５０１，７７６号には白金族元素の
被膜のアルミナイジング処理が開示されている。この処
理にも、本発明の方法を使用することが出来る。グリシ
ク等(Grisik et al.)に付与されたアメリカ特許第４，
１４８，９３６号にはガスタービンエンジンに使用され
る構成部材にクロムによる拡散被膜を形成する技術が開
示されている。この処理も本発明の方法によって行うこ
とが出来る。本発明は、上記した以外の材料に関して
も、使用する要素が高温での使用において表面に安定し
た酸化膜を形成することが出来るものである限り、適用
することが可能である。こうした酸化層の最も好ましい
ものはアルミニウム及び／またはクロムを含有するもの
である。
【００４５】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、活性剤
の供給を遅らせて、表面処理を行う対象物の温度がコー
ティングを行うことが出来る温度まで昇温された後に、
供給するようにして、活性剤の使用を効率的とすること
が出来る。また活性剤の供給量を制御することにより、
反応を制御して、所望の厚さの被膜を得ることが可能と
なる。
の供給を遅らせて、表面処理を行う対象物の温度がコー
ティングを行うことが出来る温度まで昇温された後に、
供給するようにして、活性剤の使用を効率的とすること
が出来る。また活性剤の供給量を制御することにより、
反応を制御して、所望の厚さの被膜を得ることが可能と
なる。
【００４６】なお、本発明は、上記の構成に限定される
ものではなく、種々の変更、変形が可能であり、上記に
示した実施例は、本発明を実施する為の一態様を示すも
のである。従って、本発明は、特許請求の範囲の記載か
ら逸脱しない一切の構成を包含するものである。
ものではなく、種々の変更、変形が可能であり、上記に
示した実施例は、本発明を実施する為の一態様を示すも
のである。従って、本発明は、特許請求の範囲の記載か
ら逸脱しない一切の構成を包含するものである。
【図１】本発明を実施するための一実施例による装置の
構成を示す断面図である。
構成を示す断面図である。
【図２】本発明を実施するための好適実施例による装置
の構成を示す断面図である。
の構成を示す断面図である。
１２ 炉 １８ 蓋体 ２８ レトルト ４０ アルミニウム含有材料 ４２ 活性剤導入手段 ４４ 活性剤 ４８ 上部室 ５０ 下部室 ５６ 昇華室 １１２ 炉 １１８ 蓋体 １２８ 上側レトルト １４０ アルミニウム含有材料 １４４ 活性剤 １４８ 上部室 １５０ 下部室 １５６ 昇華室 ２２８ 下側レトルト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウォルター イー．オルソン アメリカ合衆国，コネチカット，ヴァー ノン，ワインディング ブルック トレ イル 46 (56)参考文献 特開 平１−159376（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−190158（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−112781（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−14856（ＪＰ，Ａ) 米国特許4132816（ＵＳ，Ａ) 米国特許3958047（ＵＳ，Ａ) 米国特許4332843（ＵＳ，Ａ) 米国特許4835011（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 C23C 10/00 - 10/60
Claims (16)
- 【請求項１】 被覆が形成される金属物品及び被膜形成
用金属供給源を、第一の閉塞室内において第一の温度に
加熱し、 活性剤を、第二の閉塞室内で前記第一の温度よりも低く
かつ活性剤の気化に十分な第二の温度に加熱して、気相
の活性剤を生成し、 前記気相の活性剤を、前記第二の閉塞室から前記第一の
閉塞室に導入して、前記気相の活性剤を、前記被膜形成
用金属供給源と反応させて、高濃度の被膜形成用金属を
含有する気体を発生し、 前記高濃度の被膜形成用金属を含有する気体を、前記第
一の温度において前記物品と反応させて被膜を形成する
工程より成り、前記気相の活性剤を前記第一の閉塞室に
導入する工程は、前記物品が前記第一の温度に達した後
に開始されることを特徴とする金属物品に拡散金属被膜
を形成する気相成長方法。 - 【請求項２】 前記第二の閉塞室に不活性ガスを導入し
て、前記気相の活性剤を前記第一の閉塞室に強制導入す
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記活性剤は、前記第二の閉塞室に一定
の時間間隔で投入される請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 前記活性剤は粒状である請求項２に記載
の方法。 - 【請求項５】 拡散アルミナイド被膜が形成される金属
物品及びアルミニウム供給源を、第一の閉塞室内におい
て１０１０゜Ｃ乃至１１２０゜Ｃである第一の温度に加
熱し、 ハロゲン化物活性剤を、第二の閉塞室内で前記第一の温
度よりも低くかつ前記活性剤の気化に十分な第二の温度
に加熱して、気相の活性剤を生成し、 前記物品が前記第一の温度に達した後に、前記第二の閉
塞室内に不活性ガスを導入して、前記気相の活性剤を前
記第二の閉塞室から前記第一の閉塞室に強制導入して、
前記気相の活性剤を１０１０゜Ｃ乃至１１２０゜Ｃに加
熱された前記アルミニウム供給源と反応させて、高アル
ミニウム濃度のハロゲン化物の気体を発生し、 前記高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体を前記物
品と反応させて拡散アルミナイド被膜を形成する工程よ
りなることを特徴とする金属物品に拡散アルミナイド被
膜を形成する気相成長方法。 - 【請求項６】 前記アルミニウム供給源は、純粋アルミ
ニウム及びアルミニウム合金より成る群より選択される
請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 前記ハロゲン化物活性剤は、アンモニウ
ム及びアルカリ土類金属のハロゲン化物より成る群より
選択される請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 前記アルミニウム供給源はコバルトアル
ミニウムであり、活性剤はフッ化水素アンモニウムであ
る請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 金属物品、ハロゲン化物活性剤、このハ
ロゲン化物活性剤と反応することができるアルミニウム
供給源を加熱して、高アルミニウム濃度のハロゲン化物
の気体を生成し、次に、金属物品表面に被膜を形成する
のに十分なコーティング温度で、前記高アルミニウム濃
度のハロゲン化物の気体を、前記金属物品と反応させる
ことを含む、金属物品の表面に気相成長により拡散アル
ミナイド被膜を形成する方法において、前記活性剤が最
初に前記アルミニウム供給源と反応する時点を、前記金
属物品が前記コーティング温度に達するまで遅らせるこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項１０】 前記金属物品は、ニッケル基またはコ
バルト基超合金より成る群より選択された材料によって
形成され、前記アルミニウム供給源は、純粋アルミニウ
ム、アルミニウム化合物及びアルミニウム合金より成る
群より選択され、前記活性剤は、アルカリ金属及びアル
カリ土類金属のハロゲン化物より成る群より選択される
請求項９に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記被覆が形成される金属物品と前記
アルミニウム供給源とを、第一の室においてコーティン
グ温度に等しい第一の温度に加熱する工程と、前記活性
剤を第二の室において前記活性剤を気化させるのに十分
な第二の温度に加熱する工程とを含み、前記第二の温度
は前記第一の温度よりも低く設定され、気相の活性剤が
前記第二の室から第一の室に流入する請求項９に記載の
方法。 - 【請求項１２】 前記気相の活性剤を前記第二の室から
第一の室に導入する工程は、前記金属物品と前記アルミ
ニウム供給源が前記第一の温度に到達し、前記活性剤が
前記第二の温度に達した後に開始される請求項１１に記
載の方法。 - 【請求項１３】 前記活性剤を供給室から前記第二の室
に供給する工程を含み、前記供給室の温度は前記活性剤
が気化する温度よりも低い温度となっている請求項１１
に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記活性剤は、前記供給室から前記第
二の室に一定の速度で供給される請求項１３に記載の方
法。 - 【請求項１５】 前記第二の室に、さらに、前記第二の
室から第一の室に、不活性搬送ガスを供給して前記気相
の活性剤を前記不活性搬送ガスにより前記第二の室から
前記第一の室に強制導入する請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】 ニッケル基またはコバルト基超合金か
ら形成されたガスタービンエンジン構成部材とアルミニ
ウム供給源とを、第一の室において約１０６５゜Ｃ乃至
１０９５゜Ｃの範囲の第一の温度に加熱し、ハロゲン化
物活性剤を第二の室において加熱して気相の活性剤を生
成し、前記構成部材が前記第一の温度に達した後に、前
記気相の活性剤を前記第二の室から前記第一の室に導入
して、前記気相の活性剤を前記アルミニウム供給源と反
応させて高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体を生
成し、前記高アルミニウム濃度のハロゲン化物の気体を
前記構成部材の表面と反応させて拡散アルミナイド被膜
を形成するようにしたことを特徴とするガスタービンエ
ンジン構成部材の表面に気相成長により拡散アルミナイ
ド被膜を形成する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US594,455 | 1990-10-09 | ||
| US07/594,455 US5071678A (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Process for applying gas phase diffusion aluminide coatings |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04263073A JPH04263073A (ja) | 1992-09-18 |
| JP3318337B2 true JP3318337B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=24378942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29059391A Expired - Lifetime JP3318337B2 (ja) | 1990-10-09 | 1991-10-09 | 気相拡散アルミナイド被膜の形成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5071678A (ja) |
| EP (1) | EP0480867B1 (ja) |
| JP (1) | JP3318337B2 (ja) |
| DE (1) | DE69117129T2 (ja) |
Families Citing this family (50)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4119967C1 (ja) * | 1991-06-18 | 1992-09-17 | Mtu Muenchen Gmbh | |
| US5221354A (en) * | 1991-11-04 | 1993-06-22 | General Electric Company | Apparatus and method for gas phase coating of hollow articles |
| US5366765A (en) * | 1993-05-17 | 1994-11-22 | United Technologies Corporation | Aqueous slurry coating system for aluminide coatings |
| US6689422B1 (en) * | 1994-02-16 | 2004-02-10 | Howmet Research Corporation | CVD codeposition of A1 and one or more reactive (gettering) elements to form protective aluminide coating |
| US5650235A (en) * | 1994-02-28 | 1997-07-22 | Sermatech International, Inc. | Platinum enriched, silicon-modified corrosion resistant aluminide coating |
| EP0731187A1 (en) * | 1995-03-07 | 1996-09-11 | Turbine Components Corporation | Method of forming a protective diffusion layer on nickel, cobalt and iron based alloys |
| DE19607625C1 (de) * | 1996-02-29 | 1996-12-12 | Mtu Muenchen Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Präparation und/oder Beschichtung der Oberflächen von Hohlbauteilen |
| US5989733A (en) * | 1996-07-23 | 1999-11-23 | Howmet Research Corporation | Active element modified platinum aluminide diffusion coating and CVD coating method |
| DE19730007C1 (de) * | 1997-07-12 | 1999-03-25 | Mtu Muenchen Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Gasphasendiffusionsbeschichtung von Werkstücken aus warmfestem Material mit einem Beschichtungsmaterial |
| US5928725A (en) * | 1997-07-18 | 1999-07-27 | Chromalloy Gas Turbine Corporation | Method and apparatus for gas phase coating complex internal surfaces of hollow articles |
| US6037241A (en) * | 1998-02-19 | 2000-03-14 | First Solar, Llc | Apparatus and method for depositing a semiconductor material |
| WO2000009777A1 (en) * | 1998-08-17 | 2000-02-24 | Coltec Industries Inc. | Vapor phase co-deposition coating for superalloy applications |
| US6146696A (en) * | 1999-05-26 | 2000-11-14 | General Electric Company | Process for simultaneously aluminizing nickel-base and cobalt-base superalloys |
| US6273678B1 (en) * | 1999-08-11 | 2001-08-14 | General Electric Company | Modified diffusion aluminide coating for internal surfaces of gas turbine components |
| US6355116B1 (en) | 2000-03-24 | 2002-03-12 | General Electric Company | Method for renewing diffusion coatings on superalloy substrates |
| US6589668B1 (en) * | 2000-06-21 | 2003-07-08 | Howmet Research Corporation | Graded platinum diffusion aluminide coating |
| DE10101070C1 (de) * | 2001-01-11 | 2002-10-02 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren zum Gasphasendiffusionsbeschichten von metallischen Bauteilen |
| US6793966B2 (en) * | 2001-09-10 | 2004-09-21 | Howmet Research Corporation | Chemical vapor deposition apparatus and method |
| US6929825B2 (en) * | 2003-02-04 | 2005-08-16 | General Electric Company | Method for aluminide coating of gas turbine engine blade |
| US7026011B2 (en) * | 2003-02-04 | 2006-04-11 | General Electric Company | Aluminide coating of gas turbine engine blade |
| US20040180232A1 (en) * | 2003-03-12 | 2004-09-16 | General Electric Company | Selective region vapor phase aluminided superalloy articles |
| US6896488B2 (en) * | 2003-06-05 | 2005-05-24 | General Electric Company | Bond coat process for thermal barrier coating |
| US7390535B2 (en) | 2003-07-03 | 2008-06-24 | Aeromet Technologies, Inc. | Simple chemical vapor deposition system and methods for depositing multiple-metal aluminide coatings |
| US7163718B2 (en) * | 2003-10-15 | 2007-01-16 | General Electric Company | Method of selective region vapor phase aluminizing |
| US20080241587A1 (en) * | 2004-03-29 | 2008-10-02 | Tadahiro Ohmi | Film-Forming Apparatus And Film-Forming Method |
| US7780787B2 (en) * | 2004-08-11 | 2010-08-24 | First Solar, Inc. | Apparatus and method for depositing a material on a substrate |
| US7875119B2 (en) * | 2004-10-01 | 2011-01-25 | United Technologies Corporation | Apparatus and method for coating an article |
| US7553517B1 (en) * | 2005-09-15 | 2009-06-30 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method of applying a cerium diffusion coating to a metallic alloy |
| US7700154B2 (en) * | 2005-11-22 | 2010-04-20 | United Technologies Corporation | Selective aluminide coating process |
| US8025730B2 (en) * | 2007-07-09 | 2011-09-27 | United Technologies Corporation | Apparatus and method for coating internal surfaces of a turbine engine component |
| FR2921939B1 (fr) * | 2007-10-03 | 2009-12-04 | Snecma | Procede d'aluminisation en phase vapeur sur pieces metalliques creuses de turbomachine |
| EP2045351A1 (en) * | 2007-10-05 | 2009-04-08 | AVIO S.p.A. | Method and plant for simultaneously coating internal and external surfaces of metal elements, in particular blades for turbines |
| US8273231B2 (en) * | 2007-12-21 | 2012-09-25 | Rolls-Royce Corporation | Methods of depositing coatings with γ-Ni + γ′-Ni3A1 phase constitution |
| US20090317547A1 (en) * | 2008-06-18 | 2009-12-24 | Honeywell International Inc. | Chemical vapor deposition systems and methods for coating a substrate |
| US8501273B2 (en) * | 2008-10-02 | 2013-08-06 | Rolls-Royce Corporation | Mixture and technique for coating an internal surface of an article |
| US20100159136A1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Rolls-Royce Corporation | STATIC CHEMICAL VAPOR DEPOSITION OF y-Ni + y'-Ni3AI COATINGS |
| GB0902633D0 (en) * | 2009-02-18 | 2009-04-01 | Rolls Royce Plc | A method and an arrangement for vapour phase coating of an internal surface of at least one hollow article |
| US9624583B2 (en) * | 2009-04-01 | 2017-04-18 | Rolls-Royce Corporation | Slurry-based coating techniques for smoothing surface imperfections |
| EP2427590B1 (en) * | 2009-05-08 | 2018-07-11 | MT Coatings, LLC | Apparatus and methods for forming modified metal coatings |
| SG169243A1 (en) * | 2009-08-21 | 2011-03-30 | United Technologies Corp | Applying vapour phase aluminide coating on airfoil internal cavities using improved method |
| US10006298B2 (en) * | 2009-09-08 | 2018-06-26 | Mtu Aero Engines Gmbh | Turbine blade of a gas turbine and method for coating a turbine blade of a gas turbine |
| FR2963263B1 (fr) * | 2010-08-02 | 2012-08-17 | Snecma | Poudre composite pour l'assemblage ou le rechargement par brasage-diffusion de pieces en superalliages |
| US8425979B2 (en) * | 2011-07-25 | 2013-04-23 | United Technologies Corporation | Maskant free diffusion coating process |
| US9718255B2 (en) * | 2011-11-03 | 2017-08-01 | Barson Composites Corporation | Corrosion-resistant diffusion coatings |
| FR2992977B1 (fr) * | 2012-07-03 | 2017-03-10 | Snecma | Procede et outillage pour le depot d'un revetement metallique en phase vapeur sur des pieces en super alliages |
| WO2014144437A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Rolls-Royce Corporation | Slurry-based coating restoration |
| WO2015155745A1 (en) * | 2014-04-10 | 2015-10-15 | Ge Avio S.R.L. | Process for forming a component by means of additive manufacturing, and powder dispensing device for carrying out such a process |
| DE102018202297A1 (de) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | MTU Aero Engines AG | Vorrichtung und Verfahren zum Gasphasenbeschichten von Werkstücken |
| US11028480B2 (en) | 2018-03-19 | 2021-06-08 | Applied Materials, Inc. | Methods of protecting metallic components against corrosion using chromium-containing thin films |
| US11466364B2 (en) | 2019-09-06 | 2022-10-11 | Applied Materials, Inc. | Methods for forming protective coatings containing crystallized aluminum oxide |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1770177A (en) * | 1924-09-08 | 1930-07-08 | Edwin D Martin | Production of coated metallic objects |
| US2109485A (en) * | 1936-06-23 | 1938-03-01 | Globe Steel Tubes Co | Impregnation of metals with silicon |
| FR1126055A (fr) * | 1954-05-31 | 1956-11-14 | Siemens Planiawerke Ag | Procédé pour l'obtention de couches ou d'alliages d'aluminium |
| FR1433497A (fr) * | 1965-02-16 | 1966-04-01 | Snecma | Procédé de dépôt d'une couche protectrice sur une pièce métallique par une méthode en phase vapeur |
| US3515095A (en) * | 1967-05-03 | 1970-06-02 | Avco Corp | Coating process |
| US3979273A (en) * | 1975-05-27 | 1976-09-07 | United Technologies Corporation | Method of forming aluminide coatings on nickel-, cobalt-, and iron-base alloys |
| US4132816A (en) * | 1976-02-25 | 1979-01-02 | United Technologies Corporation | Gas phase deposition of aluminum using a complex aluminum halide of an alkali metal or an alkaline earth metal as an activator |
| US4148936A (en) * | 1976-12-23 | 1979-04-10 | General Electric Company | Method for diffusion coating an Fe-Ni base alloy with chromium |
| US4501776A (en) * | 1982-11-01 | 1985-02-26 | Turbine Components Corporation | Methods of forming a protective diffusion layer on nickel, cobalt and iron base alloys |
| GB2167773A (en) * | 1984-11-29 | 1986-06-04 | Secr Defence | Improvements in or relating to coating processes |
| JPH0819514B2 (ja) * | 1986-07-07 | 1996-02-28 | 株式会社豊田中央研究所 | 表面処理方法およびその装置 |
| US5217757A (en) * | 1986-11-03 | 1993-06-08 | United Technologies Corporation | Method for applying aluminide coatings to superalloys |
-
1990
- 1990-10-09 US US07/594,455 patent/US5071678A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-10-03 DE DE69117129T patent/DE69117129T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-03 EP EP91630077A patent/EP0480867B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-09 JP JP29059391A patent/JP3318337B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5071678A (en) | 1991-12-10 |
| EP0480867A3 (en) | 1992-04-29 |
| EP0480867B1 (en) | 1996-02-14 |
| JPH04263073A (ja) | 1992-09-18 |
| DE69117129T2 (de) | 1996-07-04 |
| DE69117129D1 (de) | 1996-03-28 |
| EP0480867A2 (en) | 1992-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3318337B2 (ja) | 気相拡散アルミナイド被膜の形成方法 | |
| US4148275A (en) | Apparatus for gas phase deposition of coatings | |
| JP4954683B2 (ja) | 同じ超合金基材の異なった表面領域に異なったアルミニド拡散コーティングを形成する方法 | |
| US5455071A (en) | Method for coating a structural component by gas diffusion | |
| US3801357A (en) | Diffusion coating | |
| US6146696A (en) | Process for simultaneously aluminizing nickel-base and cobalt-base superalloys | |
| US6180170B1 (en) | Device and method for preparing and/or coating the surfaces of hollow construction elements | |
| FR2577944A1 (fr) | Revetements de surface durs de metaux dans des lits fluidises | |
| JP4448950B2 (ja) | 高温酸化耐性コーティング用パルス気相アルミナイジング法 | |
| WO2007114427A1 (ja) | 成膜装置の排気系構造、成膜装置、および排ガスの処理方法 | |
| EP2427590B1 (en) | Apparatus and methods for forming modified metal coatings | |
| US20090134035A1 (en) | Method for forming platinum aluminide diffusion coatings | |
| JP4615677B2 (ja) | 拡散アルミニド皮膜の厚さ及びアルミニウム含量を制御する方法 | |
| WO1997032057A1 (fr) | PROCEDE DE FORMATION DE REVETEMENTS DE Ti1-xAlxN | |
| WO2006076013A2 (en) | Improved chromium diffusion coatings | |
| RU2005141760A (ru) | Простая система химического осаждения из паров и способы нанесения многометаллических алюминидных покрытий | |
| US20040194858A1 (en) | Process for forming a protective coating containing aluminium and zirconium on a metal | |
| US6120843A (en) | Method and apparatus for gas phase diffusion coating of workpieces made of heat resistant material | |
| US8425979B2 (en) | Maskant free diffusion coating process | |
| JP2008095179A (ja) | 基体の被覆用の方法および装置 | |
| JPH0673525A (ja) | 表面処理装置 | |
| EP2022869A2 (en) | Method for forming active-element aluminide diffusion coatings | |
| US20160002775A1 (en) | Multilayer liner for chemical vapor deposition furnace | |
| EP1197583A1 (en) | Vapor-coating system including coating container with control of vapor-source activity | |
| JP2610914B2 (ja) | 耐熱部材内部のアルミニウム被覆方法およびその装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090614 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090614 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100614 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110614 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110614 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120614 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120614 Year of fee payment: 10 |