JPH01159376A - 耐熱部材内部のアルミニウム被覆方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐熱部材にアルミニウム（Ａｆｌ）を被覆する
方法およびその装置に係り、特に狭隘な内部通路を有す
る耐熱部材内部のアルミニウム被覆方法およびその装置
に関する。

〔従来の技術〕

ガスタービンあるいはジェットエンジンなどにおいて、
高温に加熱され、且つ腐食性のガスに接する主要部品は
高温域での機械的性質に優れるとともに耐酸化性も要求
され、一般にはニッケル（Ｎｉ）基あるいはコバルト（
ＣＯ）基の合金が使用されてきた。このような合金は一
般に耐熱合金と総称されており、主に高温強度の向上が
開発の主題となっている。高温における高強度化の合金
組成は多くの場合に耐高温腐食性が低下し、高温主要部
の寿命は機械的な破壊よりも、高温腐食による影響が大
きい。例えば、前記したガスタービンあるいはジェット
エンジンは燃料中の硫黄（Ｓ）、塩素（ＣＱ）、バナジ
ウム（■）、ナトリウム（Ｎａ）および鉛（ｐｂ）など
のイオンおよび吸入空気中のＮａｃＱ’（海塩粒子）な
どの腐食性、酸化性の燃焼ガス雰囲気に曝され、この雰
囲気中では前記合金は侵されてしまう。耐熱合金の耐食
性および耐酸化性を改善するためには、安定な酸化物を
生成するクロム（Ｃｒ）、アルミニウム（ＡＱ）などの
元素の添加が有効であるといわれているが、機械的性質
の低下などを生じてもろくなるために、Ｎｉ基あるいは
ＣＯ基耐熱合金に添加できるＣｒ、ＡＱの量にはおのず
から制限がある。そのため、現状では耐熱合金の表面に
耐熱性および耐酸化性を付与する各種の表面処理を施す
ことが不可欠となっている。Ｎｉ基あるいはＣｏ基耐熱
合金に対する耐食性被覆としては、ＡＱ、Ｃｒ、ＭＣｒ
ＡＱＹ　　（ＭはＮｉ、ＣｏおよびＦｅなどで主成分）
合金および各種セラミックスなどがあり、その方法ある
いは被覆物質によってパック法（拡散浸透法）、ＣＶＤ
法（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）　、　ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　ＶａｐｏｒＤ
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　）および溶射法などで行われてい
る。

このうち最も広く行われている方法にパック法によるＡ
Ｑ被被覆ある。これは被処理材を被覆剤（ＡＱまたはＡ
Ｉ２化合物）とキャリアあるいは活性剤（通常ハロゲン
化アンモニウムあるいはハロゲン化アルカリ金属）と、
ＡＱ２０ｓのような不活性充填剤とを含有するパック粉
末中に埋没して非酸化性雰囲気中で７５０〜１２５０℃
に加熱保持することにより、ＡＩ２を被処理材に拡散浸
透させてＮ１−ＡＱあるいはＣｒ　−Ａ　Ｑなどの金属
間化合物を形成させる。この化合物が高温域で保護膜Ａ
Ｑ２０ｓを生成して耐食性を高めている。この被覆層の
厚さは熱処理の保持時間および処理温度で制御できる。

また、ハロゲン化物はＡｐ源から被処理材へのＡｆｌの
移行を容易にするキャリアあるいは活性剤として作用し
ている。このようなパック法を開示している代表的なも
のとして特開昭５５−８２７８４号公報、特開昭５８−
１７７４５６号公報がある。

一方、ガスタービンあるいはジェットエンジンの熱効率
は、圧縮機による圧力の比を上げタービン入口ガス温度
を上げると向上することから、高効率化を図るため高温
主要部のブレードおよびノズルの使用温度が高温化する
傾向にある。この際グレードおよびノズルの使用温度を
下げるために内部を空胴にして冷却空気を通す構造にな
っている。このような内部通路についても先に述べた耐
食性の観点から被覆を施すことが望まれている。

この内部通路は狭隘で複雑形状を呈しているため適用で
きる被覆方法に制限がある。

上記従来技術では、例えばパック法により被覆しようと
する場合には内部通路内をパック剤で充填する必要があ
る。すなわち、パック剤と被処理材である内部通路が接
していることが望ましい。

したがって、内部通路が単純形状であれば適用も可能で
あるが、狭隘で複雑形状になりつつある現状の構造への
適用は国是である。また、パック法はパック剤中から被
覆原料が供給されることから目的の被ｍｉの厚さを得よ
うとした際には、それに応じた量のパック剤を必要とす
る。しかし、内部通路は形状の点から充填できるパック
剤の量は制限されるので、被覆層の厚さも限定され、任
意の被覆層を得ることができない。さらに、処理後はパ
ック剤を完全に除去することが冷却空気の流通上必要不
可欠であり、固化したパック剤の除去にも問題がある。

一方、ＰＶＤ法、例えばスパッタ法では被覆材の基とな
るターゲットからスパッタされた粒子の運動は一直線で
あるため、内部通路の狭隘部へ浸入する距離に限度があ
り、つき回り性が悪いために適用できない。

溶射法もＰＶＤ法と同様に被覆材の粒子は直線運動のみ
であり、適用できない。

このようなことから、被覆物質をガスの状態で供給する
気相から被覆する方法が検討されており、特公昭５６−
１８６７１号公報、特公昭５９−１９９８８号公報にそ
の例が示されている。この方法はガス相被覆法（Ｇａｓ
　Ｐｈａｓｅ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、　Ｇ　Ｐ　Ｄ法
）とよばれ、チューブで互いに連通接続された下部室と
上部室からなる包囲体があり、この下部室内に被覆材１
例えばＡＱをＮａＡ　Ｑ　Ｆｚの粉末と触媒の混合粉の
バック粉を充填し、被覆される中空物品を前記チューブ
と連通ずるように配設した状態で、この包囲体を適当な
加熱装置内に配置してパック粉を気化するとともにキャ
リアガスで前記中空物品内に輸送して被覆を行うもので
ある。この方法では、被覆材をガスで供給するので狭隘
な内部通路にも被覆することができる。しかし、被覆処
理が常圧で行われているために均一性に劣る可能性があ
る。すなわち、キャリアガスによる輸送圧力で行ってい
るために、ガス流速の制御をキャリア流量のみで行って
おり、その流速範囲に制限があることから、場所により
流れの悪くなるところが生じて被膜の厚さに差を”生じ
る可能性がある。

一方、ＣＶＤ法によるＡＱの被覆であるが、−般的にＡ
ＱＣＱａ等のハロゲン化物と水素ガスとの還元によりＡ
ｒを析出させるようにすると、熱力学的な反応の自由エ
ネルギーによって１２００℃程度を必要とし、耐熱合金
の機械的性質の低下などを生じているために熱履歴上好
ましくない。

そこで、ＡＱのＣＶＤの低温化を可能にする方法として
ＡＱの低次塩化物ＡＱＣＱを生成してＣＶＤを行う方法
がオーストリア国特許第１８２０２４号公報に示されて
いる。この方法によれば、ワイヤーなどの表面にＡＱを
７００〜１０５０℃の低温域で被覆できる。

また、上述のＣＶＤ法を電気材料用配線材料のＡＱ薄膜
形成方法として、１５０〜５００℃の低温範囲内ででき
ることを示した特公昭５９−４８９５２号公報もある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記のいずれの方法においてもタービン翼の内
部通路が狭隘なため十分な量の混合ガスが流入せず、ま
た、内部通路の出口近傍における急激な流速の変化、圧
力の変動および反応生成ガスの逆拡散等が生じるため、
内部流路の内面にＡＱ被被覆均一性に優れた状態に、且
つＮｉ基およびＣｏ基耐熱合金の特性を損うことのない
熱履歴範囲で可能にならしめるＡＱ＠ｉ方法とその方法
を実施できる装置は示されておらず、適切な逃逸法の開
発が望まれている。

本発明の目的は、耐熱部材の耐熱性を損わないで、狭隘
で複雑な形状の内部通路の表面にアルミニウムを被覆す
るもので、各部の被覆の厚さが均一性に優れた耐熱部材
内部のアルミニウム被覆方法およびその装置を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、内部通路を有する耐熱部材を反応炉内に配
設して減圧し、前記耐熱部材を加熱した状態で前記内部
通路の一方から混合ガスを供給し、他方から排出ガスを
排出させて化学気相蒸着を行う耐熱部材のアルミニウム
被覆方法において、前記耐熱部材の内部通路の一方にガ
ス供給槽を接続して前記内部通路へハロゲン化アルミニ
ウムとキャリアガスとからなる混合ガスを供給し、前記
内部通路の他方にガス流速制御槽を接続して、該ガス流
速制御槽から前記反応炉内へ前記排出ガスを排出する速
度を制御して化学気相蒸着を行うことを特徴とする耐熱
部材内部のアルミニウム被覆方法を提供することにより
、また、内部通路を有する耐熱部材を配設する反応炉と
、該反応炉内を減圧する排気装置と、供給されたガスを
変成するガス変成室と、前記耐熱部材を加熱する加熱源
とからなる耐熱部材内部のアルミニウム被覆装置におい
て、該被覆装置が、前記耐熱部材に気密状態に密着され
て前記内部通路の一方へ処理ガスを供給する供給源と、
前記耐熱部材に気密状態に密着されて前記内部通路の他
方から排出される排出ガスを前記容器内へ流速を制御し
て排出させるガス流速制御槽とを具備することを特徴と
する耐熱部材内部のアルミニウム被覆装置を提供するこ
とにより達成される。

〔作用〕

減圧容器内に配設した耐熱部材の内部通路の一方にガス
供給槽を密着状態に接続してその内部通路内へハロゲン
化アルミニウムとキャリアガスとからなる混合ガスを供
給することにより混合ガスを内部通路内へ直接供給でき
るので、内部通路内でアルミニウムの被覆を形成し化学
気相蒸着が行われ、反応生成ガスと反応に関与しなかっ
た未反応ガスとキャリアガスとからなる排出ガスが内部
通路の他方から排出される。

さらに、前記内部通路の他方にガス流速制御槽を接続し
て前記混合ガスが前記内部通路内を流れて化学気相蒸着
が行われ、反応生成ガス、未反応ガス、キャリアガスか
らなる排出ガスとなって前記減圧容器内に排出される際
の流速を制御することにより、内部通路の出口近傍の排
出ガスの流速を大きく変化させることがなく、且つ減圧
容器内に充満している反応生成ガスが内部通路内あるい
はその近傍へ逆拡散するのを防ぎ、そのため内部通路内
での反応ガス濃度が低下することがなく、したがってそ
の部分の被覆形成が阻害されない。

〔実施例〕

化学気相蒸着（Ｃ：ＶＤ）法においては、一般的に被処
理品を多数個反応炉内に配設し、各被処理品に対して均
一な被膜を形成するために反応ガスの均一な分散供給方
法および炉内に拡散した反応ガス（未反応）および反応
生成ガス（副成ガス）を滞留なく反応炉外に排出するよ
うに考慮されている。しかし、このような方法は本発明
では望ましくない。なぜならば、被処理部はタービン翼
の内部通路であり、炉内に拡散した反応ガスを内部通路
に導いて被覆することは導入した反応ガス量から析出す
る析出量の比率の面から効果的ではない。一方、反応炉
内に拡散した反応ガス濃度は反応炉内の体積に応じて各
位置で濃度が低下している。このような低濃度状態の反
応ガスを被処理品のタービン翼内部通路に供給しても被
覆の形成速度は遅い。このようなことから本発明では反
応ガスを被処理品の内部通路（通常一方から冷却空気が
入り、他方から排出される通路構造で、複数の通路にな
っている場合もある）に直接供給する。

この結果、反応ガスは反応炉内に拡散せずに内部通路内
で被覆を形成して化学気相蒸着反応が終了し、排出ガス
、すなわち未反応ガス、反応生成ガス（副成ガス）、キ
ャリアガスが内部通路の他方から排出される。この結果
、反応ガスから単位面積に析出する被覆の効率は高まり
、被覆形成速度も速くなる。

一方、被覆の均一性についてみると、被処理品の温度分
布、処理圧力、反応ガス濃度および反応ガス流速などの
影響を受ける。温度は適切な加熱源とその制御系により
行われる。ガス濃度も適切な組成に制御されて供給され
るが、圧力、ガス流速によって変化する。ガス流速はガ
ス流量、圧力、温度および内部通路の形状によって異な
る。このように均一性は種々の因子によって影響を受け
るが、一定温度で一定濃度の反応ガスおよび処理圧力で
処理された際、流速の制御が重要になる。タービン翼の
内部通路の場合、内部通路に直接供給された反応ガスは
供給条件と内部通路の形状によってガス流速は定まって
くる。しかし、内部通路の出口近傍では１反応炉内への
自由放出の場合は形状の差、圧力の差が生じる。すなわ
ち、内部通路内は狭く１反応炉内は広い空間のため両者
間で圧力の差を生じており、反応炉内は内部通路よりも
低い値である。この結果、一定流量の反応ガスの流速は
内部通路近傍で遅くなる。一般的なＣＶＤにおいて、被
膜の均一性を改善する方法として下流側でガス流速を速
くすることが行われている。

したがって、前述のように内部通路の出口近傍すなわち
下流側で流速が遅くなることは好ましくない。そこで、
本発明では内部通路の出口部に内部通路と同様な流速が
得られるガス流速制御槽を設ける。すなわち、内部通路
の出口部が内部通路の途中であるように内部通路出口に
気密状態に密着させたガス流速制御槽に移行させる。こ
のような機能を持たせるために、ガス流速制御槽は、そ
の接続部において内部通路と同一形状であることが望ま
しい。すなわち、形状の変化により、流速は変化するた
め、影響のないように配慮する必要がある。したがって
、このガス流速制御槽はガス留となる中空部からなって
いる。また、ガス流速制御槽から排出ガスを排出するた
めの排出口は、内部通路のガス流速を大きく変化させな
い大きさがよく、流れの均一性を考慮して複数個分散さ
せて設けるのもよい。

このガス流速制御槽の他の異なった機能としては、反応
生成ガスである副成ガス、例えば塩化水素（ＨＣＱ）の
内部通路内あるいはその近傍への逆拡散を防止できる。

すなわちこれらの副成ガスは反応ガスが終了して生成さ
れ、反応炉内に充満している。内部通路の出口近傍では
未反応ガス、副成ガスに接しており、これらのガスのう
ち副成ガスが逆拡散してくると反応ガス濃度が低下し、
被膜が形成されないか、形成されてもその形成速度が遅
くなるという悪影響がある。したがって、この副成ガス
の逆拡散を制御することも被覆の均一性に影響する。そ
こで、本発明のガス流速制御槽を設けることにより、被
処理品のタービン翼内部通路まで影響のない距離を設け
ることで目的を達成できる効果もある。このようにして
内部通路内へのガス供給および反応炉内への排出ガスの
排出を制御する本発明により均一性の優れた被覆を行う
ことができる。

一方、アルミニウムのＣＶＤであるが、本発明では減圧
雰囲気中において、３価のハロゲン化アルミニウムと金
属アルミニウムとの不均化反応によって低次の１価のハ
ロゲン化アルミニウムを生成させて、１価のハロゲン化
アルミニウムあるいは３価のハロゲン化アルミニウムと
１価のハロゲン化アルミニウムから内部通路内にアルミ
ニウムを析出させる。すなわち、金属アルミニウムを加
熱保持し、その表面に３価のハロゲン化物１例えばＡ　
Ｑ　ＣＱ　ａを導入してＡ　Ｑ　ＣＱ　ａ　＋　２　Ａ
　Ｑ→２ＡＱＣＱの反応でＡＱＣＱを生成する。このＡ
ＱＣＱおよび未反応のＡ　Ｑ　Ｃｎ　ａを被処理品の内
部通路へガス供給槽によって直接供給する。この反応ガ
スにより、低温側ではＡＱＣＱからＡＱが析出し、高温
になるとＡＱＣＱｓからもＡＱが析出するようになる。

ここでＡ　Ｑ　ＣＱ　ａとＡＱの反応によって生成する
ＡＱＣＱの加熱温度、圧力、Ａ　Ｑ　ＣＱ　ａ流量によ
って制御できる。また３価のハロゲン化アルミニウムは
ＡＱＢｒａおよびＡＱＩ３であってもよい。さらに３価
のハロゲン化アルミニウムはキャリアガスによって輸送
され、キャリアガスとして水素ガス、希ガスなどを用い
る。

本発明の実施例の詳細について第１図〜第４図により説
明する。

第１実施例 第１図は本発明を実施する一装置の例を示している。同
図において、反応炉１は、耐熱性に優れた合金あるいは
セラミックス製が望ましく、反応炉１の中に内部通路を
有する耐熱部材２すなわちタービン翼を配設し、このタ
ービン翼２と反応炉１は反応炉の外側の加熱源３により
処理温度に加熱保持され、反応炉内は真空排気装置６に
より処理圧に減圧される。ＣＶＤ用のガスとしては、被
覆原料の金属ハロゲン化物５をキャリアガス４によりガ
ス変成室７に輸送し、ここで、活性状態に保持されてい
る反応金属８と金属ハロゲン化物５とが反応して、金属
ハロゲン化物５が低次のハロゲン化物に変成される。タ
ービン翼２には、その内部通路の一端に密着してガス供
給槽９が接続されており、低次ハロゲン化物とキャリア
ガスからなる混合ガスが内部通路に均一に供給され、内
部通路の他端にはガス供給槽９が密着して接続されて、
その排出口１１から反応生成ガス、未反応ガス、キャリ
アガスからなる排出ガスが排出され、その際の排出ガス
の流速を制御する機能をもつ。

第２図は前記ガス流速制御槽１０の他の例を示し、複数
の内部通路をもつタービン翼２に複数のガス流速制御槽
１０ａ、１０ｂを配設し、各々のガス流速制御槽１０か
らガス排出口１１ａ、Ｉｌｂよりガスが排出される例を
示す。

第３Ａ図〜第３Ｃ図は前記第２図のガス流速制御槽１０
ａの詳細を示している。このガス流速制御槽１０ａはタ
ービン翼２の内部通路の出口形状に合わせた形状になっ
ており、タービンＲ２の翼部の一部を嵌め合わせて密着
させて固定する翼結合部１３が設けられている。また、
内部通路から排出される排出ガスをガス留１２で流速を
調整した後、複数個設けられたガス排出口１１ａより反
応炉１内に排出される排出ガスの流速を制御する機能を
果す。

ガス供給槽９は、第４Ａ図、第４Ｂ図に示すように内部
通路へ均一にガスを供給するための機能を果すものであ
り、内部通路が複数ある場合は、ガス供給槽９をそれぞ
れの内部通路に設けるか。

あるいはガス供給槽９のガス留１４ａ、１４ｂにガス分
配部１５ａ、１５ｂ　（オリフィス）を設けて各内部通
路の流量に合わせて全体に均一に供給されるように工夫
することによってもできる。

第１図に示した被覆装置によって被覆処理を行うには、
反応炉１内にタービン翼２の内部通路の一方にガス供給
槽９を密着させ、このガス供給槽９とガス変成室７を連
通ずるように接続するとともにタービンＳ７に、２の他
方の内部通路にガス流速制御槽１０を配設する。ガス変
成室７内には反応金属８、すなわち金属アルミニウムを
収納しである。

このように配設された反応炉１内を真空排気装置６によ
り１０−２Ｔｏｒｒ以下に減圧する。減圧された反応炉
１内にキャリアガス４として水素ガス、あるいはアルゴ
ンガスなどの不活性ガスを導入しながら、加熱源３によ
りタービン翼２およびガス変成室７を変成温度（例えば
１２００°Ｃ）に昇温する。この際、ガス変成室の加熱
源は分割されたが、熱源３あるいはさらに内部に補助加
熱源を配置して行ってもよい。タービン翼２およびガス
変成室７が目的の処理温度に加熱保持された後、金属ハ
ロゲン化物５から三塩化アルミニウム（Ａ　Ｑ　ＣＱ　
３）を昇華させるとともにキャリアガス４を流入しなが
らガス変成室７に導入して被覆処理を開始する。

この際、処理圧力はキャリアガス流量、三塩化アルミニ
ウム流量、および真空排気量の制御などにより１〜１０
０Ｔｏｒｒに制御される。ガス変成室７に導入された三
塩化アルミニウムの一部は高温に加熱保持されて溶融し
た金属アルミニウムと不均化反応（Ａ　Ｑ　ＣＱ３＋２
Ａ　Ｑ→３Ａ　Ｑ　ＣＲ）　ヲ生シて低次の一塩化アル
ミニウム（Ａ　Ｑ　ＣＱ　）が生成される。このように
して混合ガス（キャリアガスの水素ガス、三塩化アルミ
ニウムおよび一塩化アルミニウム）がガス供給槽９に導
入され、ここで、内部通路へ均一に分散されて供給され
る。内部通路内において加熱温度によって一塩化アルミ
ニウムからのアルミニウムの析出、三塩化アルミニウム
からのアルミニウムの析出あるいはこれらの混在した状
態からアルミニウムが析出して被覆され、その“結果１
反応生成ガスとして三塩化アルミニウムおよび塩化水素
（ＨｃＱ）が生成し、未反応ガスとともに排出されるこ
とになる。これらの排出ガスはガス流速制御槽１０を経
て反応炉１内に排出されることによって、内部通路出口
近傍における急激な流速の変化、圧力の変動および反応
生成ガスの逆拡散などが防止され、内部通路の末端まで
均一性に優れた被覆がされる。排出された排出ガスは真
空排気装置６によって外部に排気される。

このようにして、被覆処理温度に加熱保持して被膜を形
成した後、混合ガスの供給を停止するとともに、加熱源
での加熱保持を停止し冷却して処理を終了する。

なお、被覆処理中の処理温度が約８５０℃以下ではＮ　
ｉａＡ　Ｑ　３が、約９００〜１ｏ５０°ＣではＮ１Ａ
Ｑが、約１０５０℃以上ではＮ　ｉ　３Ａ　Ｑ　　が形
成されるが、被膜の均一性の点から９００〜１０５０℃
が望ましく、その結果、形成された被膜はＮ１ＡＱ層で
あり、脆弱で耐食性のよくないＮ１ｚＡＱ３を再び拡散
処理によってＮ１ＡＱに変える必要がないという特徴も
ある。

以上の処理装置を用いた処理方法により、被処理品のタ
ービン翼内部通路にアルミニウムを被覆することができ
る。

第２実施例 さらに第１図および第２図、第３Ａ図〜第３Ｃ図、第４
Ａ図、第４Ｂ図に示した方法により、タービン翼２の内
部通路にアルミニウムの被覆を行った実施例について述
べる。

被処理品は４０ｘ９０ｘ１６０の大きさのＮｉ基超超合
金製ガスタービン翼用いた。内部通路は２分割さ九てお
り、一方の通路の断面は大きく変化せず上部へ抜けてお
り、他方は出口部で翼端面全体から吹出するようになっ
ている。そこで第２図のようなガス供給槽９とガス流速
制御槽１０ａ。

１０ｂを設け、ガス流速制御槽１０ａは第３Ａ図〜第３
Ｃ図のような構造として、タービン翼２のガス吹出し部
に配設した。ガス供給槽９は２分割された内部通路へ均
一に処理ガスが供給されるようにガス留とオリフィスを
設けた構造で、これらの材質は５ＵＳ３０４製である。

ガス変成室７の黒鉛製るつぼ内に２００ｇの４ナインの
純アルミニウムを装入し、ガス変成室７とガス供給槽９
とはφ１５、長さ２００ｎｗｎのＡＱｚＯｓチューブで
連通させた。反応炉１は内径φ２６、高さ１０００ｍの
耐熱合金製で、反応炉１内の真空排気装置６にはロータ
リーポンプを用いた。キャリアガスは。

７ナインの純水素ガスを用い、金属ハロゲン化物は３ナ
インの三塩化アルミニウムを用いた。加熱源３は上、中
、下に３分割されて独立制御できる電気炉である。

処理は反応炉１内を１０−２Ｔｏｒｒ以下に排気した後
、純水素ガスをＩ　Ｓ　Ｌ　Ｍ　（Ｓｔａｎｄａｒｄ　
ＬｉｔｅｒｐｅｒＭｉｎｕｔｅ　：　！ｆ！、量流量）
供給しながら、タービン翼およびガス変成室を１０００
℃に加熱した。加熱保持後、三塩化アルミニウムを１５
０°Ｃに加熱してブを切換えてガス変成室７内に心入し
た。この際、処理圧力は反応炉内において４０　Ｔｏｒ
ｒで保持した。

このようにして１時間の被覆処理を行った。比較として
ガス供給槽およびガス流速制御槽を設けないで処理した
従来法についても示しである。

処理後、翼を切断して各部の被覆層の膜厚を測定した。

第５図は被覆層の膜厚を示したものである。

本発明法では各部の膜厚は３０〜４０μｍの範回内であ
りその比率は８０％程度で均一性に優れている。また得
られた被膜の微少部Ｘ線回折によりＮ１ＡＩｌｌの回折
線のみであり、Ｎ１ＡＱのみが形成されていた。一方、
従来法による比較例では、内部通路の内部で被膜が十分
形成されておらず、被膜が形成されていない部分も見ら
れた。また内部通路の入口近傍では被覆されて被膜は形
成されているが、膜厚は１５μｍと薄い。このように、
本発明によればタービン翼の内部通路に均一性に優れ、
且つ効率の高いアルミニウム被覆処理が可能であること
が確認された。

なお、上記のごとき効果はＮｉ基合金に限られるもので
なく、Ｎｉを多量に含む合金、例えばＣｏ基合金（約１
０％以上のＮｉ含有）、Ｆｅ−Ｎｉ合金（Ｎｉを約２０
％以上含有）でも同様に得られる。

〔発明の効果〕

本発明の構成によれば、減圧した反応炉内に配設された
耐熱部材の内部通路の一方にガス供給槽を気密状態に密
着させてハロゲン化アルミニウムとキャリアガスの混合
ガスを供給するとともに、他方にガス流速制御槽を気密
状態に密着させて前記反応炉内へ排出される排出ガスの
流速を制御して化学気相蒸着を行うことにより、耐熱部
材の内部通路の出口近傍において急激な流速変化、圧力
変動が生じず、さらに内部通路内へ反応生成ガスが逆拡
散するのが防止できるので、内部通路内面に均一なアル
ミニウム被覆を形成することができる。

また、ガス供給槽を経由して耐熱部材の内部通路内への
み混合ガスを供給することができるのでアルミニウム被
膜形成の効率が高まり、迅速な被膜処理ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する被膜装置の一例を示す
説明図であり、第２図はタービン翼にガス供給槽と２個
のガス流速制御槽とを取付けた状態を示す説明図であり
、第３Ａ図は第１図および第２図に示したガス流速制御
槽の構造を示す縦断面図であり、第３Ｂ図は第３Ａ図の
Ｂ−Ｂ矢視図であり、第３Ｃ図は第３Ａ図のＣ−Ｃ矢視
断面図であり、第４Ａ図は同一形状の複数の内部通路を
有するタービン翼にガス供給槽を密着させた状態を示す
断面図であり、第４Ｂ図は形状の異なる複数の内部通路
を有するタービン翼にガス供給槽を密着させた状態を示
す断面図であり、第５図は本発明によるＡＱ被被膜膜厚
分布を示す説明図である。 １・・・反応炉、２・・・耐熱部材、３・・・加熱源、
４・・・キャリアガス、６・・・真空排気装置、７・・
・ガス変成室。 ９．９ａ、９ｂ−ガス供給槽、１０，１０ａ。 １０ｂ・・・ガス流速制御槽、１１・・・ガス排出口、
１２・・・ガス流速制御槽内ガス留、１４ａ、１４ｂ・
・・ガス供給槽内ガス留、１５ａ、１５ｂ・・・ガス分
配部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部通路を有する耐熱部材を反応炉内に配設して減
   圧し、前記耐熱部材を加熱した状態で前記内部通路の一
   方から混合ガスを供給し、他方から排出ガスを排出させ
   て化学気相蒸着を行う耐熱部材内部のアルミニウム被覆
   方法において、前記耐熱部材の内部通路の一方にガス供
   給槽を接続して前記内部通路へハロゲン化アルミニウム
   とキャリアガスとからなる混合ガスを供給し、前記内部
   通路の他方にガス流速制御槽を接続して、該ガス流速制
   御槽から前記反応炉内へ前記排出ガスを排出する速度を
   制御して化学気相蒸着を行うことを特徴とする耐熱部材
   内部のアルミニウム被覆方法。 ２、前記ハロゲン化アルミニウムが、キャリアガスによ
   り３価のハロゲン化アルミニウムがガス変成室に導入さ
   れて溶融金属アルミニウムと一部反応して生成した１価
   のハロゲン化アルミニウムと、未反応の３価ハロゲン化
   アルミニウムとからなることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の耐熱部材内部のアルミニウム被覆方法
   。 ３、前記反応炉内の被覆処理圧力が１〜１００Ｔｏｒｒ
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   耐熱部材内部のアルミニウム被覆方法。 ４、前記耐熱部材の加熱温度が９００〜１０５０℃であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の耐熱
   部材内部のアルミニウム被覆方法。 ５、前記耐熱部材の内部通路表面にニッケルとアルミニ
   ウムとの金属間化合物からなる被覆層が形成されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の耐熱部材内
   部のアルミニウム被覆方法。 ６、前記金属間化合物がＮｉＡｌ相であることを特徴と
   する特許請求の範囲第５項に記載の耐熱部材内部のアル
   ミニウム被覆方法。 ７、内部通路を有する耐熱部材を配設する反応炉と、該
   反応炉内を減圧する真空排気装置と、供給されたガスを
   変成するガス変成室と、前記耐熱部材を加熱する加熱源
   とからなる耐熱部材内部のアルミニウム被覆装置におい
   て、該被覆装置が、前記耐熱部材に気密状態に密着され
   て前記内部通路の一方へ処理ガスを供給するガス供給槽
   と、前記耐熱部材に気密状態に密着されて前記内部通路
   の他方から排出される排出ガスを前記反応炉内へ流速を
   制御して排出させるガス流速制御槽とを具備することを
   特徴とする耐熱部材内部のアルミニウム被覆装置。 ８、前記ガス流速制御槽が、前記耐熱部材の内部通路の
   他方から排出ガスが排出されてガス留となる中空部と、
   該中空部内のガス流速が前記内部通路内と同等又はそれ
   以上になる形状を有するガス排出口とからなることを特
   徴とする特許請求の範囲第７項に記載の耐熱部材内部の
   アルミニウム被覆装置。 ９、前記ガス流速制御槽の複数個が耐熱部材に配設され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第７項又は第８項に
   記載の耐熱部材内部のアルミニウム被覆装置。 １０、前記ガス流速制御槽に複数個のガス排出口が設け
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第７項ない
   し第９項のいずれかの１項に記載の耐熱部材内部のアル
   ミニウム被覆装置。 １１、前記ガス供給槽が、導入された混合ガスのガス留
   になる中空部と、前記耐熱部材の内部通路の一方へ処理
   ガスを分配供給するガス分配部とからなることを特徴と
   する特許請求の範囲第７項に記載の耐熱部材内部のアル
   ミニウム被覆装置。