JPH0788564B2 - 超合金基体上への白金−ケイ素−添加拡散アルミニド被膜の形成法 - Google Patents
超合金基体上への白金−ケイ素−添加拡散アルミニド被膜の形成法Info
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- JPH0788564B2 JPH0788564B2 JP3352963A JP35296391A JPH0788564B2 JP H0788564 B2 JPH0788564 B2 JP H0788564B2 JP 3352963 A JP3352963 A JP 3352963A JP 35296391 A JP35296391 A JP 35296391A JP H0788564 B2 JPH0788564 B2 JP H0788564B2
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はニッケルおよびコバルト
系(nickel and cobalt base)の超合金用の耐蝕／耐酸化
性の白金−ケイ素−添加(enriched)拡散アルミニド（Al
uminide)被膜、およびかかる超合金上の該被膜の形成法
に関する。
系(nickel and cobalt base)の超合金用の耐蝕／耐酸化
性の白金−ケイ素−添加(enriched)拡散アルミニド（Al
uminide)被膜、およびかかる超合金上の該被膜の形成法
に関する。
【０００２】ガスタービン工業において、ガスタービン
エンジンのタービン部分で作動する、例えばブレードお
よび羽根のようなニッケル系およびコバルト系超合金部
材用の改良された耐蝕／耐酸化性保護被膜に対する要望
が絶えずある。しばしば低い高温耐蝕性を有する高強度
の超合金の使用、低級燃料の使用の要請、オーバーホー
ル間の期間を長くする長寿命部材への要請、および最近
派生したまたは新しいガスタヒーンエンジンに存在する
または提案された高い作動温度が、この絶えざる要請を
強調している。
エンジンのタービン部分で作動する、例えばブレードお
よび羽根のようなニッケル系およびコバルト系超合金部
材用の改良された耐蝕／耐酸化性保護被膜に対する要望
が絶えずある。しばしば低い高温耐蝕性を有する高強度
の超合金の使用、低級燃料の使用の要請、オーバーホー
ル間の期間を長くする長寿命部材への要請、および最近
派生したまたは新しいガスタヒーンエンジンに存在する
または提案された高い作動温度が、この絶えざる要請を
強調している。
【０００３】拡散アルミニド被膜がガスタービンエンジ
ンのタービン部分中の超合金部材を保護するのに使用さ
れている。典型的な例において、アルミニド被膜はアル
ミニウム系粉末を超合金基体に電気泳動法で塗布し、そ
して加熱して、アルミニウムを該基体内に拡散させるこ
とにより形成される。かかる被膜は、耐高温耐蝕／耐酸
化性を増大させるために、クロムまたはマンガンを含ん
でもよい。
ンのタービン部分中の超合金部材を保護するのに使用さ
れている。典型的な例において、アルミニド被膜はアル
ミニウム系粉末を超合金基体に電気泳動法で塗布し、そ
して加熱して、アルミニウムを該基体内に拡散させるこ
とにより形成される。かかる被膜は、耐高温耐蝕／耐酸
化性を増大させるために、クロムまたはマンガンを含ん
でもよい。
【０００４】この目的で、単純な拡散アルミニド被膜の
高温耐触／耐酸化性を、貴金属、特に白金を添加するこ
とにより改良することが知られている。なお、「アルミ
ニド」とはアルミニウム含有化合物を意味する。かかる
白金添加拡散アルミニド被膜は現在、まず白金の薄膜を
注意深く清浄化した超合金基体上に電気メッキし、該電
気メッキ金白金被膜上に活性化アルミニウム含有被膜を
塗布し、そして被覆された基体を、該超合金基体上に白
金添加拡散アルミニド被膜が形成するのに十分な温度お
よび時間だけ加熱することにより、超合金部材に商業的
に適用されている。任意に、白金をアルミニウムの適用
前または適用後に基体内に拡散させてもよい。白金はＰ
ｔＡｌ2のアルミニドを形成し、そして被膜の外側表面
領域に向かって濃度が高い状態を保つ。
高温耐触／耐酸化性を、貴金属、特に白金を添加するこ
とにより改良することが知られている。なお、「アルミ
ニド」とはアルミニウム含有化合物を意味する。かかる
白金添加拡散アルミニド被膜は現在、まず白金の薄膜を
注意深く清浄化した超合金基体上に電気メッキし、該電
気メッキ金白金被膜上に活性化アルミニウム含有被膜を
塗布し、そして被覆された基体を、該超合金基体上に白
金添加拡散アルミニド被膜が形成するのに十分な温度お
よび時間だけ加熱することにより、超合金部材に商業的
に適用されている。任意に、白金をアルミニウムの適用
前または適用後に基体内に拡散させてもよい。白金はＰ
ｔＡｌ2のアルミニドを形成し、そして被膜の外側表面
領域に向かって濃度が高い状態を保つ。
【０００５】基本的な白金添加拡散アルミニド被膜の変
更形(modified version)が開発された。ニッケル系合金
に対する一変形には、ＮｉＡｌ（Ｐｔ）およびＰｔＡｌ
2 の二相微構造体がある。別の変形では、溶融塩法を用
いて白金層を付着させ、次いで高活性−低温アルミニウ
ム被膜処理に付す。この後者の被膜は厚いＰｔ2 Ａｌ3
とＰｔＡｌの構造帯域を含む。
更形(modified version)が開発された。ニッケル系合金
に対する一変形には、ＮｉＡｌ（Ｐｔ）およびＰｔＡｌ
2 の二相微構造体がある。別の変形では、溶融塩法を用
いて白金層を付着させ、次いで高活性−低温アルミニウ
ム被膜処理に付す。この後者の被膜は厚いＰｔ2 Ａｌ3
とＰｔＡｌの構造帯域を含む。
【０００６】白金添加拡散アルミニド被膜をニッケル系
およびコバルト系の超合金に対して試験を行ったが、未
変性の単純な拡散アルミニド被膜よりも、同じ基体に対
して高温耐蝕／耐酸化性が良いことが見出された。しか
しながら、白金添加拡散アルミニド被膜は、未変性の単
純拡散アルミニド被膜と比べて、膜の延性の低下および
望ましくない延性−脆性転移温度（ＤＢＴＴ）の増大を
示した。
およびコバルト系の超合金に対して試験を行ったが、未
変性の単純な拡散アルミニド被膜よりも、同じ基体に対
して高温耐蝕／耐酸化性が良いことが見出された。しか
しながら、白金添加拡散アルミニド被膜は、未変性の単
純拡散アルミニド被膜と比べて、膜の延性の低下および
望ましくない延性−脆性転移温度（ＤＢＴＴ）の増大を
示した。
【０００７】拡散アルミニド被膜の高温耐蝕／耐酸化性
を、該被膜をケイ素と合金化することにより改良するこ
とが提案された。特に、高純度ケイ素スラリーのスプレ
ーを塗布し、次いでパックアルミニウム被膜処理を行う
と、ニッケル系超合金の高温耐蝕／耐酸化性が改良され
ることが報告された。しかしながら、拡散アルミニド被
膜へのケイ素の添加は、該被膜の延性を低下させること
も報告された。
を、該被膜をケイ素と合金化することにより改良するこ
とが提案された。特に、高純度ケイ素スラリーのスプレ
ーを塗布し、次いでパックアルミニウム被膜処理を行う
と、ニッケル系超合金の高温耐蝕／耐酸化性が改良され
ることが報告された。しかしながら、拡散アルミニド被
膜へのケイ素の添加は、該被膜の延性を低下させること
も報告された。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ニッ
ケル系およびコバルト系の超合金基体に高温耐蝕／耐酸
化性の白金−ケイ素−添加拡散アルミニド被膜を、被膜
塗布の全体的コストが低減するように、適用する方法を
提供することである。本発明の別の目的は、白金添加拡
散アルミニド被膜の高温での延性を、該被膜に白金およ
びケイ素の両方を含有させることにより、高温耐蝕／耐
酸化性を危うくすることなく増大させることである。
ケル系およびコバルト系の超合金基体に高温耐蝕／耐酸
化性の白金−ケイ素−添加拡散アルミニド被膜を、被膜
塗布の全体的コストが低減するように、適用する方法を
提供することである。本発明の別の目的は、白金添加拡
散アルミニド被膜の高温での延性を、該被膜に白金およ
びケイ素の両方を含有させることにより、高温耐蝕／耐
酸化性を危うくすることなく増大させることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ニッケル系ま
たはコバルト系の超合金基体上に改良された延性を有す
る、高温耐蝕／耐酸化性の白金−ケイ素−添加拡散アル
ミニド被膜を形成する方法に関し、下記（ａ）〜（ｄ）
の工程を特徴とする。
たはコバルト系の超合金基体上に改良された延性を有す
る、高温耐蝕／耐酸化性の白金−ケイ素−添加拡散アル
ミニド被膜を形成する方法に関し、下記（ａ）〜（ｄ）
の工程を特徴とする。
【００１０】（ａ）約３ないし約５０重量パーセントの
ケイ素および残部が本質的に白金からなる白金−ケイ素
粉末を該基体上に電気泳動法で付着させ、（ｂ）付着し
た白金−ケイ素粉末を、該粉末が過渡的液相となるに十
分な温度に加熱して、白金およびケイ素の該基体内への
拡散を開始させ、（ｃ）アルミニウム含有混合物または
アルミニウム予備合金化粉末を白金およびケイ素添加基
体上に電気泳動法で付着させ、そして（ｄ）付着したア
ルミニウム含有粉末を、ＭＣｒＡｌＹ被せ金被膜に一般
に匹敵する高温耐蝕／耐酸化性を示し、そして同じ基体
材料上に従来法で塗布したケイ素を含有しない白金添加
拡散アルミニド被膜の延性と比較して、５３８℃ないし
７６０℃（１０００°Ｆないし１４００°Ｆ）のような
高温にて被膜延性が驚異的に且つ予想外に改良されてい
る白金およびケイ素添加拡散アルミニド被膜を形成する
のに十分な温度および時間加熱する。
ケイ素および残部が本質的に白金からなる白金−ケイ素
粉末を該基体上に電気泳動法で付着させ、（ｂ）付着し
た白金−ケイ素粉末を、該粉末が過渡的液相となるに十
分な温度に加熱して、白金およびケイ素の該基体内への
拡散を開始させ、（ｃ）アルミニウム含有混合物または
アルミニウム予備合金化粉末を白金およびケイ素添加基
体上に電気泳動法で付着させ、そして（ｄ）付着したア
ルミニウム含有粉末を、ＭＣｒＡｌＹ被せ金被膜に一般
に匹敵する高温耐蝕／耐酸化性を示し、そして同じ基体
材料上に従来法で塗布したケイ素を含有しない白金添加
拡散アルミニド被膜の延性と比較して、５３８℃ないし
７６０℃（１０００°Ｆないし１４００°Ｆ）のような
高温にて被膜延性が驚異的に且つ予想外に改良されてい
る白金およびケイ素添加拡散アルミニド被膜を形成する
のに十分な温度および時間加熱する。
【００１１】本発明はまた、白金およびケイ素添加拡散
アルミニド被膜が上に形成され、そして同じ基体材料上
の従来法により塗布された白金添加拡散アルミニド被膜
（ケイ素を含まない）よりも高温で大きい被膜延性を示
す。高温耐蝕および耐酸化性物品に関する。本発明およ
び本発明がいかになし遂げられるかを、添付図面を参照
して以下に詳しく記載する。
アルミニド被膜が上に形成され、そして同じ基体材料上
の従来法により塗布された白金添加拡散アルミニド被膜
（ケイ素を含まない）よりも高温で大きい被膜延性を示
す。高温耐蝕および耐酸化性物品に関する。本発明およ
び本発明がいかになし遂げられるかを、添付図面を参照
して以下に詳しく記載する。
【００１２】本発明の被膜法は、例えばガスタービンエ
ンジンのタービン部分用のブレードおよび羽根の製造に
用いられる種類のような、ニッケル−およびコバルト系
超合金の被膜に特に適する。図１は例えば、本願明細書
に記載された拡散白金−ケイ素添加拡散アルミニド被膜
層１４が設けられたニッケル−またはコバルト系超合金
体部分１２から形成されたタービンブレード１０を示
す。例示のため、図１では被膜層１４の厚さは誇張され
ているが、実際の厚さは３０ないし１００ミクロメート
ル（１インチの数千分の１）程度である。プレード１０
の留め部１６上に一本発明の耐蝕／耐酸化性被膜層を設
けることは通常必要でない。
ンジンのタービン部分用のブレードおよび羽根の製造に
用いられる種類のような、ニッケル−およびコバルト系
超合金の被膜に特に適する。図１は例えば、本願明細書
に記載された拡散白金−ケイ素添加拡散アルミニド被膜
層１４が設けられたニッケル−またはコバルト系超合金
体部分１２から形成されたタービンブレード１０を示
す。例示のため、図１では被膜層１４の厚さは誇張され
ているが、実際の厚さは３０ないし１００ミクロメート
ル（１インチの数千分の１）程度である。プレード１０
の留め部１６上に一本発明の耐蝕／耐酸化性被膜層を設
けることは通常必要でない。
【００１３】本発明の方法は、各電気泳動付着工程の後
に拡散用熱処理を用いる連続的二段階電気泳動付着法に
より、ニッケル−またはコバルト系超合金基体上に、白
金およびケイ素を含む変性された拡散アルミニド被膜を
生成することを包含する。限定はされないが、本発明の
方法は、ガスタービンエンジンのタービン部分に使用す
るブレードおよび羽根のような部材に、増大した被膜延
性を有する高温耐蝕／耐酸化性白金およびケイ素添加拡
散アルミニド被膜を塗装するのに特に有用である。
に拡散用熱処理を用いる連続的二段階電気泳動付着法に
より、ニッケル−またはコバルト系超合金基体上に、白
金およびケイ素を含む変性された拡散アルミニド被膜を
生成することを包含する。限定はされないが、本発明の
方法は、ガスタービンエンジンのタービン部分に使用す
るブレードおよび羽根のような部材に、増大した被膜延
性を有する高温耐蝕／耐酸化性白金およびケイ素添加拡
散アルミニド被膜を塗装するのに特に有用である。
【００１４】本発明の好ましい態様において、白金およ
びケイ素は予備合金化して合金粉末の形体で、ニッケル
系はコバルト系超合金基体（例えば、当業界で知られて
いる、ＩＮ７３８，ＩＮ７９２，Ｍａｒ−Ｍ２４６，Ｍ
ａｒ−Ｍ２４７のようなニッケル系超合金、およびＭａ
ｒ−Ｍ５０９のようなコバルト系超合金）の表面に、最
初の電気泳動法付着工程により塗布される。なお、「予
備合金化」とは、２種以上の金属元素を共に溶融させて
合金とし更なる処理にその合金を供することを意味す
る。合金粉末は、微粉砕白金粉末を約１ミクロメートル
の粒径のケイ素粉末と混合し、混合粉末をペレットに圧
縮し、そして該パレットをアルゴン雰囲気または他の適
当な保護雰囲気中で段階式加熱処理で焼結することによ
り調製される。一回のかかる熱処理はペレットを（１）
７６０℃（１４００゜Ｆ）で３０分間、（２）８１６℃
（１５００゜Ｆ）で１０分間、（３）８３０℃（１５２
５゜Ｆ）で３０分間、（４）９８２℃（１８００゜Ｆ）
で１５分間、そして次に（５）１０３８℃（１９００゜
Ｆ）で３０分間均熱（焼結）することを含む。焼結ペレ
ットは鋼製シリンダー内で乳棒で微粉砕し、そして次に
微粉砕材料を流体ベヒクル（イソプロパノール６０重量
％およびニトロメタン４０重量％）内で不活性アルゴン
雰囲気下で１２ないし３０時間ボールミル粉砕して、典
型的には１ないし１０ミクロメートル粒径範囲の白金−
ケイ素合金粉末を生成することにより、サイズが０．０
４３ｍｍ（−３２５メッシュサイズ）に減少する。かか
る合金粉末はまた、当業界で知られた他の適当な方法、
例えばガス噴霧化により製造してもよい。
びケイ素は予備合金化して合金粉末の形体で、ニッケル
系はコバルト系超合金基体（例えば、当業界で知られて
いる、ＩＮ７３８，ＩＮ７９２，Ｍａｒ−Ｍ２４６，Ｍ
ａｒ−Ｍ２４７のようなニッケル系超合金、およびＭａ
ｒ−Ｍ５０９のようなコバルト系超合金）の表面に、最
初の電気泳動法付着工程により塗布される。なお、「予
備合金化」とは、２種以上の金属元素を共に溶融させて
合金とし更なる処理にその合金を供することを意味す
る。合金粉末は、微粉砕白金粉末を約１ミクロメートル
の粒径のケイ素粉末と混合し、混合粉末をペレットに圧
縮し、そして該パレットをアルゴン雰囲気または他の適
当な保護雰囲気中で段階式加熱処理で焼結することによ
り調製される。一回のかかる熱処理はペレットを（１）
７６０℃（１４００゜Ｆ）で３０分間、（２）８１６℃
（１５００゜Ｆ）で１０分間、（３）８３０℃（１５２
５゜Ｆ）で３０分間、（４）９８２℃（１８００゜Ｆ）
で１５分間、そして次に（５）１０３８℃（１９００゜
Ｆ）で３０分間均熱（焼結）することを含む。焼結ペレ
ットは鋼製シリンダー内で乳棒で微粉砕し、そして次に
微粉砕材料を流体ベヒクル（イソプロパノール６０重量
％およびニトロメタン４０重量％）内で不活性アルゴン
雰囲気下で１２ないし３０時間ボールミル粉砕して、典
型的には１ないし１０ミクロメートル粒径範囲の白金−
ケイ素合金粉末を生成することにより、サイズが０．０
４３ｍｍ（−３２５メッシュサイズ）に減少する。かか
る合金粉末はまた、当業界で知られた他の適当な方法、
例えばガス噴霧化により製造してもよい。
【００１５】ケイ素は合金粉末中に（融点降下剤とし
て）、ケイ素が約３ないし約５０重量パーセントの量
で、残部を本質的に白金として含まれる。ケイ素含有が
約３重量パーセント未満であると、次の拡散熱処理にお
いて適当量の過渡的液相を与えるのに不十分であり、一
方ケイ素含量が約５０重量パーセントを越えると、不均
一な基体被膜により特徴づけられる過剰の過渡的液相を
生じる。好ましくは白金−ケイ素粉末は約５ないし２０
重量パーセントのケイ素と本質的に白金の残部からな
る。特に好ましい合金粉末組成物は、約１０重量パーセ
ントのケイ素と本質的に白金の残部を含む。更に、以下
に説明するように、本発明の拡散アルミニド被膜中に白
金と組合されたケイ素が存在することは、ケイ素を含ま
ない従来適用された白金添加拡散アルミニド被膜と比較
して、被膜の延性を予想外に改良することが見出され
た。
て）、ケイ素が約３ないし約５０重量パーセントの量
で、残部を本質的に白金として含まれる。ケイ素含有が
約３重量パーセント未満であると、次の拡散熱処理にお
いて適当量の過渡的液相を与えるのに不十分であり、一
方ケイ素含量が約５０重量パーセントを越えると、不均
一な基体被膜により特徴づけられる過剰の過渡的液相を
生じる。好ましくは白金−ケイ素粉末は約５ないし２０
重量パーセントのケイ素と本質的に白金の残部からな
る。特に好ましい合金粉末組成物は、約１０重量パーセ
ントのケイ素と本質的に白金の残部を含む。更に、以下
に説明するように、本発明の拡散アルミニド被膜中に白
金と組合されたケイ素が存在することは、ケイ素を含ま
ない従来適用された白金添加拡散アルミニド被膜と比較
して、被膜の延性を予想外に改良することが見出され
た。
【００１６】白金−ケイ素合金粉末（１０重量％のＳｉ
−９０重量％のＰｔ）はニッケル系またはコバルト系超
合金基体上に、まず該基体を脱脂し、そして次に２２０
または２４０粒度の酸化アルミニウム粒子を用いて該基
体を乾式ホーニング（清浄）した後、電気泳動的に付着
される。電気泳動的付着工程は下記の電気泳動浴中で実
施される。
−９０重量％のＰｔ）はニッケル系またはコバルト系超
合金基体上に、まず該基体を脱脂し、そして次に２２０
または２４０粒度の酸化アルミニウム粒子を用いて該基
体を乾式ホーニング（清浄）した後、電気泳動的に付着
される。電気泳動的付着工程は下記の電気泳動浴中で実
施される。
【００１７】電気泳動浴組成 （ａ）溶媒：６０±５重量％のイソプロパノール ４０±５重量％のニトロメタン （ｂ）合金粉末：２０〜２５ｇの合金粉末／１ｌの溶媒 （ｃ）ゼイン：２．０〜３．０ｇのゼイン／１ｌの溶媒 （ｄ）硝酸コバルト６水和物（ＣＮＨ）：０．１０〜
０．２０ｇのＣＮＨ／１ｌの溶媒浴からニッケル系また
はコバルト系超合金基体上に電気泳動付着を行うため
に、超合金基体を電気泳動浴中に浸漬し、そしてカソー
ド（陰極）として直流電気回路に連結する。金属ストリ
ップ（例えば銅、ステンレス鋼、ニッケルまたは他の伝
導性材料）をアノード（陽極）として使用し、試料（カ
ソード）に隣接して該浴中に浸漬する。該浴を室温にし
て、基体（カソード）とアノードとの間に約１〜２mA/c
m2の電流密度を１〜３分間印加する。この間、白金−ケ
イ素粉末被膜が基体上に均一な厚さの合金粉末として付
着する。付着した被膜の重さは典型的には約１０〜２０
mg/cm2（基体表面積）であるが、被膜重量が約８〜３０
mg/cm2が適当である。
０．２０ｇのＣＮＨ／１ｌの溶媒浴からニッケル系また
はコバルト系超合金基体上に電気泳動付着を行うため
に、超合金基体を電気泳動浴中に浸漬し、そしてカソー
ド（陰極）として直流電気回路に連結する。金属ストリ
ップ（例えば銅、ステンレス鋼、ニッケルまたは他の伝
導性材料）をアノード（陽極）として使用し、試料（カ
ソード）に隣接して該浴中に浸漬する。該浴を室温にし
て、基体（カソード）とアノードとの間に約１〜２mA/c
m2の電流密度を１〜３分間印加する。この間、白金−ケ
イ素粉末被膜が基体上に均一な厚さの合金粉末として付
着する。付着した被膜の重さは典型的には約１０〜２０
mg/cm2（基体表面積）であるが、被膜重量が約８〜３０
mg/cm2が適当である。
【００１８】被膜された基体は次に電気泳動浴から取出
し、そして空気乾燥して残留溶媒を蒸発させる。乾燥し
た被膜基体を次に水素、アルゴン、真空またはその他の
適当な保護性雰囲気炉中で、ニッケル系超合金基体につ
いては約１０９３℃（２０００°Ｆ）の温度で約８ない
し約３０分間、またはコバルト系超合金基体については
約１０３８℃（１９００°Ｆ）で約３０ないし６０分
間、拡散熱処理に付す。拡散熱処理の後、被覆基体を室
温に冷却する。拡散熱処理の温度および時間は、付着し
た白金−ケイ素合金粉末被膜が融解しそして基体表面を
むらなく均一に覆う過渡的液相が形成されるように選ば
れ、白金およびケイ素が基体内に拡散するのを可能にす
る。典型的には、基体上の白金−ケイ素添加拡散帯域は
厚さが約２５．４ないし５７．２ミクロメートル（１な
いし１．５ミル）であり、そして白金およびケイ素を主
に拡散帯域内の固溶体中に含む。
し、そして空気乾燥して残留溶媒を蒸発させる。乾燥し
た被膜基体を次に水素、アルゴン、真空またはその他の
適当な保護性雰囲気炉中で、ニッケル系超合金基体につ
いては約１０９３℃（２０００°Ｆ）の温度で約８ない
し約３０分間、またはコバルト系超合金基体については
約１０３８℃（１９００°Ｆ）で約３０ないし６０分
間、拡散熱処理に付す。拡散熱処理の後、被覆基体を室
温に冷却する。拡散熱処理の温度および時間は、付着し
た白金−ケイ素合金粉末被膜が融解しそして基体表面を
むらなく均一に覆う過渡的液相が形成されるように選ば
れ、白金およびケイ素が基体内に拡散するのを可能にす
る。典型的には、基体上の白金−ケイ素添加拡散帯域は
厚さが約２５．４ないし５７．２ミクロメートル（１な
いし１．５ミル）であり、そして白金およびケイ素を主
に拡散帯域内の固溶体中に含む。
【００１９】前述したように、白金−ケイ素合金粉末の
組成（好ましくはＰｔ９０重量％、Ｓｉ１０重量％）
は、最初の拡散熱処理の間、白金およびケイ素が基体中
に拡散するに最適な過渡的液相を与えるように選ばれ
る。最初の拡散熱処理の後、白金−ケイ素添加超合金基
体を、２２０または２４０粒度の酸化アルミニウム粒状
材料を用いて軽く乾燥ホーニングを行って清浄化する。
組成（好ましくはＰｔ９０重量％、Ｓｉ１０重量％）
は、最初の拡散熱処理の間、白金およびケイ素が基体中
に拡散するに最適な過渡的液相を与えるように選ばれ
る。最初の拡散熱処理の後、白金−ケイ素添加超合金基
体を、２２０または２４０粒度の酸化アルミニウム粒状
材料を用いて軽く乾燥ホーニングを行って清浄化する。
【００２０】清浄後、白金−ケイ素添加超合金基体を２
回目の電気泳動付着工程により付着したアルミニウム含
有粉末で被覆する。好ましくはアルミニウム含有粉末ア
ルミニウム含量は約４０ないし約７５重量パーセントで
あり、該粉末の残部はクロムおよび任意にマンガンであ
る。好ましくは、ニッケル系超合金基体については、例
えば（１）アルミニウム５５重量％およびクロム４５重
量％または（２）アルミニウム５０重量％、クロム３５
重量％およびマンガン１５重量％を含む予備合金化粉末
を基体上に電気泳動付着する。コバルト系超合金基体に
ついては、例えば（１）アルミニウム６５重量％および
クロム３５重量％または（２）アルミニウム７０重量％
およびクロム３０重量％を含む予備合金粉末を基体上に
好ましくは電気泳動法で付着する。
回目の電気泳動付着工程により付着したアルミニウム含
有粉末で被覆する。好ましくはアルミニウム含有粉末ア
ルミニウム含量は約４０ないし約７５重量パーセントで
あり、該粉末の残部はクロムおよび任意にマンガンであ
る。好ましくは、ニッケル系超合金基体については、例
えば（１）アルミニウム５５重量％およびクロム４５重
量％または（２）アルミニウム５０重量％、クロム３５
重量％およびマンガン１５重量％を含む予備合金化粉末
を基体上に電気泳動付着する。コバルト系超合金基体に
ついては、例えば（１）アルミニウム６５重量％および
クロム３５重量％または（２）アルミニウム７０重量％
およびクロム３０重量％を含む予備合金粉末を基体上に
好ましくは電気泳動法で付着する。
【００２１】電気泳動付着工程は、前に記載した白金−
ケイ素合金粉末の付着条件と同じ条件で、電気泳動浴中
の白金−ケイ素合金粉末をアルミニウム含有粉末と置き
換えて実施する。溶媒１ｌ当たり同じ量（例えばアルミ
ニウム含有合金粉末２０〜２５ｇ）を用いてアルミニウ
ム含有合金粉末を基体上に電気泳動付着させる。アルミ
ニウム含有被膜の組成および基体の組成に関係なく、ア
ルミニウム含有粉末被膜は約１５ないし約４０mg/cm2の
範囲の被膜重量で電気泳動的に付着する。
ケイ素合金粉末の付着条件と同じ条件で、電気泳動浴中
の白金−ケイ素合金粉末をアルミニウム含有粉末と置き
換えて実施する。溶媒１ｌ当たり同じ量（例えばアルミ
ニウム含有合金粉末２０〜２５ｇ）を用いてアルミニウ
ム含有合金粉末を基体上に電気泳動付着させる。アルミ
ニウム含有被膜の組成および基体の組成に関係なく、ア
ルミニウム含有粉末被膜は約１５ないし約４０mg/cm2の
範囲の被膜重量で電気泳動的に付着する。
【００２２】アルミニウム含有粉末被膜が電気泳動的に
付着した後、被覆された基体を空気乾燥して残留溶媒を
蒸発させる。その後、乾燥したアルミニウム含有粉末被
覆基体を水素、アルゴン、真空またはその他の適当な雰
囲気の炉内で２回目（第２）の拡散熱処理に付して、基
体上に白金およびケイ素添加拡散アルミニド被膜を形成
する。ニッケル系超合金基体については、第２の拡散熱
処理は約１０７９℃ないし１１４９℃（１９７５°Ｆな
いし２１００°Ｆ）にて約２ないし４時間行う。コバル
ト系超合金基体では、第２の拡散熱処理は約１０３８℃
（１９００°Ｆ）で約２ないし５時間行う。
付着した後、被覆された基体を空気乾燥して残留溶媒を
蒸発させる。その後、乾燥したアルミニウム含有粉末被
覆基体を水素、アルゴン、真空またはその他の適当な雰
囲気の炉内で２回目（第２）の拡散熱処理に付して、基
体上に白金およびケイ素添加拡散アルミニド被膜を形成
する。ニッケル系超合金基体については、第２の拡散熱
処理は約１０７９℃ないし１１４９℃（１９７５°Ｆな
いし２１００°Ｆ）にて約２ないし４時間行う。コバル
ト系超合金基体では、第２の拡散熱処理は約１０３８℃
（１９００°Ｆ）で約２ないし５時間行う。
【００２３】第２の拡散熱処理により形成された拡散ア
ルミニド被膜は典型的には厚さが約５０．８ないし８
８．９ミクロメートル（２ないし３．５ミル）であり、
そして典型的には図２に示されたような二相の白金に富
んだ外側帯域を示す。
ルミニド被膜は典型的には厚さが約５０．８ないし８
８．９ミクロメートル（２ないし３．５ミル）であり、
そして典型的には図２に示されたような二相の白金に富
んだ外側帯域を示す。
【００２４】図２は、Ｐｔ−Ｓｉ添加拡散アルミニド被
膜２０が本発明の方法により形成された〔例えば、Ｐｔ
９０重量％、Ｓｉ１０重量％を付着／１０９３℃（２０
００°Ｆ）にて３０分間拡散／Ａｌ５５重量％：Ｃｒ４
５重量％を付着／１０９３℃（２０００°Ｆ）にて２時
間拡散〕Ｍａｒ−Ｍ２４７基体１８の顕微鏡写真を含
む。番号２２および２４は、それぞれ写真用の試料の金
属組織学的調製に使用したニッケル板層およびベークラ
イト（Bakelite) 層を示す。本発明により製造された拡
散アルミニド被膜の白金含量は、被覆基体の外側表面付
近で典型的には約１５ないし約３５重量％の範囲である
（即ち従来適用されたＰｔ添加拡散アルミニド被膜とほ
ぼ同じである）。本発明の被膜のケイ素含量は被覆基体
の外側表面付近で典型的には約０．５ないし約１０重量
％の範囲である。
膜２０が本発明の方法により形成された〔例えば、Ｐｔ
９０重量％、Ｓｉ１０重量％を付着／１０９３℃（２０
００°Ｆ）にて３０分間拡散／Ａｌ５５重量％：Ｃｒ４
５重量％を付着／１０９３℃（２０００°Ｆ）にて２時
間拡散〕Ｍａｒ−Ｍ２４７基体１８の顕微鏡写真を含
む。番号２２および２４は、それぞれ写真用の試料の金
属組織学的調製に使用したニッケル板層およびベークラ
イト（Bakelite) 層を示す。本発明により製造された拡
散アルミニド被膜の白金含量は、被覆基体の外側表面付
近で典型的には約１５ないし約３５重量％の範囲である
（即ち従来適用されたＰｔ添加拡散アルミニド被膜とほ
ぼ同じである）。本発明の被膜のケイ素含量は被覆基体
の外側表面付近で典型的には約０．５ないし約１０重量
％の範囲である。
【００２５】図３は、本発明の方法により形成された白
金−ケイ素添加拡散アルミニド被膜３０を有するＭａｒ
−Ｍ５０９コバルト系基体２８の顕微鏡写真である。番
号３２および３４はそれぞれ、図２に関して記載したニ
ッケルおよびベークライト金属組織学的層を示す。
金−ケイ素添加拡散アルミニド被膜３０を有するＭａｒ
−Ｍ５０９コバルト系基体２８の顕微鏡写真である。番
号３２および３４はそれぞれ、図２に関して記載したニ
ッケルおよびベークライト金属組織学的層を示す。
【００２６】高温耐蝕および耐酸化性拡散アルミニド被
膜の付与における本発明の有効性を例示するために、
３．１５mm（１／８インチ）径ピンの形体のＭａｒ−Ｍ
２４７ニッケル系超合金の１６個の材料を前記の方法で
被覆して、白金およびケイ素添加拡散アルミニド被膜を
その上に形成した。４個の試料からなる４つのグループ
のそれぞれを本発明の４つの変更形体を表わすために調
製し、高温耐蝕および耐酸化性についてテストした。４
つのグループの試料は次のようにして製造した。
膜の付与における本発明の有効性を例示するために、
３．１５mm（１／８インチ）径ピンの形体のＭａｒ−Ｍ
２４７ニッケル系超合金の１６個の材料を前記の方法で
被覆して、白金およびケイ素添加拡散アルミニド被膜を
その上に形成した。４個の試料からなる４つのグループ
のそれぞれを本発明の４つの変更形体を表わすために調
製し、高温耐蝕および耐酸化性についてテストした。４
つのグループの試料は次のようにして製造した。
【００２７】グループＡ−Ｐｔ９０重量％、Ｓｉ１０重
量％を付着（２８〜２９mg/cm2）／１０９３℃（２００
０°Ｆ）にて３０分間拡散／Ａｌ５５重量％、Ｃｒ４５
重量％を付着／１０９３℃（２０００°Ｆ）にて２時間
拡散／被膜の厚さ８６．４ミクロメートル（３．４ミ
ル）。
量％を付着（２８〜２９mg/cm2）／１０９３℃（２００
０°Ｆ）にて３０分間拡散／Ａｌ５５重量％、Ｃｒ４５
重量％を付着／１０９３℃（２０００°Ｆ）にて２時間
拡散／被膜の厚さ８６．４ミクロメートル（３．４ミ
ル）。
【００２８】グループＢ−Ｐｔ９０重量％、Ｓｉ１０重
量％を付着（８．５〜１５．５mg/cm2）／１０９３℃
（２０００°Ｆ）にて３０分間拡散／Ａｌ５５重量％、
Ｃｒ４５重量％を付着／１０９３℃（２０００°Ｆ）に
て２２時間拡散／被膜の厚さ＝７３．７ミクロメートル
（２．９ミル）。
量％を付着（８．５〜１５．５mg/cm2）／１０９３℃
（２０００°Ｆ）にて３０分間拡散／Ａｌ５５重量％、
Ｃｒ４５重量％を付着／１０９３℃（２０００°Ｆ）に
て２２時間拡散／被膜の厚さ＝７３．７ミクロメートル
（２．９ミル）。
【００２９】グループＣS −Ｐｔ９０重量％、Ｓｉ１０
重量％を付着（１８〜２１mg/cm2）／１０９３℃（２０
００°Ｆ）にて８分間拡散／Ａｌ５５重量％、Ｃｒ４５
重量％を付着／１０９３℃（２０００°Ｆ）にて２時間
拡散／被膜の厚さ７１．１ミクロメートル（２．８ミ
ル）。
重量％を付着（１８〜２１mg/cm2）／１０９３℃（２０
００°Ｆ）にて８分間拡散／Ａｌ５５重量％、Ｃｒ４５
重量％を付着／１０９３℃（２０００°Ｆ）にて２時間
拡散／被膜の厚さ７１．１ミクロメートル（２．８ミ
ル）。
【００３０】グループＤ−Ｐｔ９０重量％、Ｓｉ１０重
量％を付着（１４〜１８mg/cm2）／１０９３℃（２００
０°Ｆ）にて３０分間拡散／Ａｌ５０重量％、Ｃｒ３５
重量％Ｍｎ１５重量％を付着／１０９３℃（２０００°
Ｆ）にて２時間拡散／被膜の厚さ＝６１．０ミクロメー
トル（２．４ミル）。
量％を付着（１４〜１８mg/cm2）／１０９３℃（２００
０°Ｆ）にて３０分間拡散／Ａｌ５０重量％、Ｃｒ３５
重量％Ｍｎ１５重量％を付着／１０９３℃（２０００°
Ｆ）にて２時間拡散／被膜の厚さ＝６１．０ミクロメー
トル（２．４ミル）。
【００３１】４つのグループの被覆試料の全部は、公知
のタイプＩ腐食テスト（高温、熱間腐食条件）を繰り返
すために設計された低速、空中バーナーリグテストで高
い高温（熱間）耐蝕性を示した。該テストは、イオウを
１重量％ドープしたNo.2ジーゼル燃料を用いて８９９℃
（１６５０°Ｆ）で行った。ＡＳＴＭ級合成海塩水（１
０ｐｐｍ）を燃焼帯域に取り入れて、特別強い腐食環境
を作った。このテストで、本発明により製造された４つ
のグループの試料の全部は、未変性のアルミニド被膜Ｍ
ａｒ−Ｍ２４７試料〔被膜厚４５．７ミクロメートル
（１．８ミル）〕と比較して、被膜厚２５．４ミクロメ
ートル当たりの時間（１ミル当たりの時間）を基準にし
て、試料の被膜寿命が少なくとも４ないし６倍であるこ
とが示された。更にこのテストは、本発明の被覆試料の
被膜寿命は、同じ基体材料（Ｍａｒ−Ｍ２４７）につい
てテストした一層高価なＣｏＣｒＡｌＹ（Ｃｒ２６重量
％、Ａｌ９重量％）オーバーレイ被膜〔被膜厚７３．７
ミクロメートル（２．９ミル）〕の被膜寿命に匹敵する
ことを示唆した。例えば、本発明に従って形成された被
膜の該テスト１０００時間後の典型的腐食浸入深さは、
同じ基体材料上のベンダー（Vendor) 製のＣｏＣｒＡｌ
Ｙオーバーレイ被膜〔被膜厚７３．７ミクロメートル
（２．９ミル)〕 についての浸入深さに匹敵した。
のタイプＩ腐食テスト（高温、熱間腐食条件）を繰り返
すために設計された低速、空中バーナーリグテストで高
い高温（熱間）耐蝕性を示した。該テストは、イオウを
１重量％ドープしたNo.2ジーゼル燃料を用いて８９９℃
（１６５０°Ｆ）で行った。ＡＳＴＭ級合成海塩水（１
０ｐｐｍ）を燃焼帯域に取り入れて、特別強い腐食環境
を作った。このテストで、本発明により製造された４つ
のグループの試料の全部は、未変性のアルミニド被膜Ｍ
ａｒ−Ｍ２４７試料〔被膜厚４５．７ミクロメートル
（１．８ミル）〕と比較して、被膜厚２５．４ミクロメ
ートル当たりの時間（１ミル当たりの時間）を基準にし
て、試料の被膜寿命が少なくとも４ないし６倍であるこ
とが示された。更にこのテストは、本発明の被覆試料の
被膜寿命は、同じ基体材料（Ｍａｒ−Ｍ２４７）につい
てテストした一層高価なＣｏＣｒＡｌＹ（Ｃｒ２６重量
％、Ａｌ９重量％）オーバーレイ被膜〔被膜厚７３．７
ミクロメートル（２．９ミル）〕の被膜寿命に匹敵する
ことを示唆した。例えば、本発明に従って形成された被
膜の該テスト１０００時間後の典型的腐食浸入深さは、
同じ基体材料上のベンダー（Vendor) 製のＣｏＣｒＡｌ
Ｙオーバーレイ被膜〔被膜厚７３．７ミクロメートル
（２．９ミル)〕 についての浸入深さに匹敵した。
【００３２】また、本発明の４つのグループの試料の被
膜寿命は、従来適用された（Ｐｔ電気メッキ／アルミニ
ウム被膜）白金添加拡散アルミニド被膜〔被膜厚７６．
２ミクロメートル（３．０ミル）〕の寿命と匹敵した。
膜寿命は、従来適用された（Ｐｔ電気メッキ／アルミニ
ウム被膜）白金添加拡散アルミニド被膜〔被膜厚７６．
２ミクロメートル（３．０ミル）〕の寿命と匹敵した。
【００３３】本発明の別の試料〔例えば、Ｐｔ９０重量
％、Ｓｉ１０重量％を付着（２４〜２９mg/cm2）／１０
９３℃（２０００°Ｆ）にて３０分間拡散／Ａｌ５５重
量％、Ｃｒ４５重量％を付着／１０９３℃（２０００°
Ｆ）にて２時間拡散／被膜厚＝６８．６ミクロメートル
（２．７ミル）〕について、９８２℃、１０９３℃およ
び１１７０℃（１８００°Ｆ、２０００°Ｆ、２１５０
°Ｆ）にて空気中で１０００時間まで静的酸化テストを
行った。これらの材料は従来の白金添加拡散アルミニド
被膜試料〔被膜厚６８．６ミクロメートル（２．７ミ
ル）を同じ基体材料（Ｍａｒ−Ｍ２４７）に対してテス
トした場合とほぼ同等の耐酸化性を示し、そして同じ基
体材料に対してテストした前述のＣｏＣｒＡｌＹオーバ
ーレイ被膜試料〔被膜厚７８．７ミクロメートル（３．
１ミル）とほぼ同等の耐酸化性を示した。本発明の被膜
は酸化テストでＣｏＣｒＡｒＹオーバーレイ被膜よりも
優れた拡散安定性を示した。
％、Ｓｉ１０重量％を付着（２４〜２９mg/cm2）／１０
９３℃（２０００°Ｆ）にて３０分間拡散／Ａｌ５５重
量％、Ｃｒ４５重量％を付着／１０９３℃（２０００°
Ｆ）にて２時間拡散／被膜厚＝６８．６ミクロメートル
（２．７ミル）〕について、９８２℃、１０９３℃およ
び１１７０℃（１８００°Ｆ、２０００°Ｆ、２１５０
°Ｆ）にて空気中で１０００時間まで静的酸化テストを
行った。これらの材料は従来の白金添加拡散アルミニド
被膜試料〔被膜厚６８．６ミクロメートル（２．７ミ
ル）を同じ基体材料（Ｍａｒ−Ｍ２４７）に対してテス
トした場合とほぼ同等の耐酸化性を示し、そして同じ基
体材料に対してテストした前述のＣｏＣｒＡｌＹオーバ
ーレイ被膜試料〔被膜厚７８．７ミクロメートル（３．
１ミル）とほぼ同等の耐酸化性を示した。本発明の被膜
は酸化テストでＣｏＣｒＡｒＹオーバーレイ被膜よりも
優れた拡散安定性を示した。
【００３４】被膜延性も行った。これらのテストは、被
膜の歪み−最初の亀裂を音響的に監視する標準引張、試
験材で行った。被膜亀裂を証明するために、蛍光浸透剤
検査を用いた。被膜亀裂を生じる伸び率（％）が大きけ
れば大きいほど、その温度での被膜延性は大きい。以下
の表Ｉに示すテストデータについて、１ないし２パーセ
ントの伸び率値は被膜が基体と同じ割合で多少変形し始
めたことを示す。これが生じる温度を延性−脆性転移温
度（ＤＢＴＴ）と呼ぶ。
膜の歪み−最初の亀裂を音響的に監視する標準引張、試
験材で行った。被膜亀裂を証明するために、蛍光浸透剤
検査を用いた。被膜亀裂を生じる伸び率（％）が大きけ
れば大きいほど、その温度での被膜延性は大きい。以下
の表Ｉに示すテストデータについて、１ないし２パーセ
ントの伸び率値は被膜が基体と同じ割合で多少変形し始
めたことを示す。これが生じる温度を延性−脆性転移温
度（ＤＢＴＴ）と呼ぶ。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１中、試料 No.１および No.２について
の初めの２行は、未変性の拡散アルミニド被膜の試料に
ケイ素を添加した結果として、予想通り延性が減少した
ことを示す。これらの行はまた、試料 No.１と比べて試
料 No.２は幾分ＤＢＴＴが高いことを示し、試料 No.２
（ケイ素変性アルミニド）は幾分高い温度でのみ延性と
なることを示す。同様の延性（表１の３行目）がＭａｒ
−Ｍ２４７上のケイ素−アルミニド被膜に観察された。
の初めの２行は、未変性の拡散アルミニド被膜の試料に
ケイ素を添加した結果として、予想通り延性が減少した
ことを示す。これらの行はまた、試料 No.１と比べて試
料 No.２は幾分ＤＢＴＴが高いことを示し、試料 No.２
（ケイ素変性アルミニド）は幾分高い温度でのみ延性と
なることを示す。同様の延性（表１の３行目）がＭａｒ
−Ｍ２４７上のケイ素−アルミニド被膜に観察された。
【００３７】単純な拡散アルミニド被膜に白金を添加す
ることから得られる延性の減少は、６４９℃（１２００
°Ｆ）および７６０℃（１４００°Ｆ）で行われたデー
タで特に明らかである。試料 No.４（Ｐｃ−アルミニ
ド）は、試料 No.１の延性と比べて延性が減少している
ことを示す。
ることから得られる延性の減少は、６４９℃（１２００
°Ｆ）および７６０℃（１４００°Ｆ）で行われたデー
タで特に明らかである。試料 No.４（Ｐｃ−アルミニ
ド）は、試料 No.１の延性と比べて延性が減少している
ことを示す。
【００３８】試料 No.５（本発明に従って製造）は、試
料 No.２, No.３および No.４に比べて被膜延性が予想
外に著しく改良されていることを示す。０．２パーセン
ト程度の被膜延性の改良は被膜の応力支持能力の向上お
よび熱サイクル能力の向上の形に反映されるので、試料
No２, No３および No.４に比べて試料 No.５が示す被
膜延性の改良は、使用される被膜の性能の改良について
実用的意義が著しい。更に試料 No.５の被膜延性の改良
は、前に実証した優れた高温耐蝕／耐酸化性と組合され
て達成される。白金およびケイ素を個々におよび一緒に
単純拡散アルミニド被膜に添加することによる被膜延性
の相対的変化を以下に更に例示する。
料 No.２, No.３および No.４に比べて被膜延性が予想
外に著しく改良されていることを示す。０．２パーセン
ト程度の被膜延性の改良は被膜の応力支持能力の向上お
よび熱サイクル能力の向上の形に反映されるので、試料
No２, No３および No.４に比べて試料 No.５が示す被
膜延性の改良は、使用される被膜の性能の改良について
実用的意義が著しい。更に試料 No.５の被膜延性の改良
は、前に実証した優れた高温耐蝕／耐酸化性と組合され
て達成される。白金およびケイ素を個々におよび一緒に
単純拡散アルミニド被膜に添加することによる被膜延性
の相対的変化を以下に更に例示する。
【００３９】
【表２】
【００４０】
【発明の効果】このように本発明の方法は被膜内に白金
およびケイ素の両者を存在させた結果、ＣｏＣｒＡｌＹ
オーバーレイ被膜および従来適用された白金−またはケ
イ素−添加拡散アルミニド被膜に匹敵する優れた高温耐
蝕／耐酸化性を示すばかりでなく、従来の白金−または
ケイ素−添加拡散アルミニド被膜と比較して高温被膜延
性について予想外且つ驚異的な改良をも示す白金−およ
びケイ素−添加拡散アルミニド被膜超合金基体を提供す
る。更に本発明の方法は、ＣｏＣｒＡｌＹオーバーレイ
被膜を塗布するのに使用された工程および方法よりも低
コストの方法および装置を用いて、これらの有利な結果
を達成する。
およびケイ素の両者を存在させた結果、ＣｏＣｒＡｌＹ
オーバーレイ被膜および従来適用された白金−またはケ
イ素−添加拡散アルミニド被膜に匹敵する優れた高温耐
蝕／耐酸化性を示すばかりでなく、従来の白金−または
ケイ素−添加拡散アルミニド被膜と比較して高温被膜延
性について予想外且つ驚異的な改良をも示す白金−およ
びケイ素−添加拡散アルミニド被膜超合金基体を提供す
る。更に本発明の方法は、ＣｏＣｒＡｌＹオーバーレイ
被膜を塗布するのに使用された工程および方法よりも低
コストの方法および装置を用いて、これらの有利な結果
を達成する。
【００４１】更に、これらの有利な結果は、超合金上に
白金添加拡散アルミニド被膜を形成する方法において今
まで使用されていた電気メッキにより基体上に白金を付
着する工程を必要とせずに達成される。
白金添加拡散アルミニド被膜を形成する方法において今
まで使用されていた電気メッキにより基体上に白金を付
着する工程を必要とせずに達成される。
【００４２】電気メッキ工程により白金のみ付着させる
代わりに、電気泳動付着工程を用いて超合金基体上に初
めに白金およびケイ素の合金粉末を付着させることは、
以下のような多くの利点を与える：（１）電気泳動付着
工程に少しの基体表面調製しか必要とされない（２）電
気泳動付着の時間が短い、（３）電気泳動付着工程に強
酸、腐食性蒸気および浴加熱が存在しないか必要でな
い、（４）電気泳動浴の金属イオンおよび有機物質の混
入に対する感受性が小さい（５）電気泳動浴工程により
簡単でより安価なアノード材料が使用できる、（６）電
気泳動工程を用いて、一層均一な自己−レベリング性付
着物が達成可能である、（７）電気泳動浴に残ったＰｔ
−Ｓｉ合金粉末を、使用後の溶媒を除去し、該粉末を洗
浄し、そして該浴に新しい溶媒を補充することにより、
再使用できる、（８）Ｐｔ−Ｓｉ合金粉末およびアルミ
ニウム含有粉末の基体上への付着が、同じ型の設備上で
別のメッキ設備を必要とすることなく行われる、（９）
簡単で安価なゴム製マスクを電気泳動浴に使用できる、
および（１０）電気泳動浴のｐＨ調製が必要でない。
代わりに、電気泳動付着工程を用いて超合金基体上に初
めに白金およびケイ素の合金粉末を付着させることは、
以下のような多くの利点を与える：（１）電気泳動付着
工程に少しの基体表面調製しか必要とされない（２）電
気泳動付着の時間が短い、（３）電気泳動付着工程に強
酸、腐食性蒸気および浴加熱が存在しないか必要でな
い、（４）電気泳動浴の金属イオンおよび有機物質の混
入に対する感受性が小さい（５）電気泳動浴工程により
簡単でより安価なアノード材料が使用できる、（６）電
気泳動工程を用いて、一層均一な自己−レベリング性付
着物が達成可能である、（７）電気泳動浴に残ったＰｔ
−Ｓｉ合金粉末を、使用後の溶媒を除去し、該粉末を洗
浄し、そして該浴に新しい溶媒を補充することにより、
再使用できる、（８）Ｐｔ−Ｓｉ合金粉末およびアルミ
ニウム含有粉末の基体上への付着が、同じ型の設備上で
別のメッキ設備を必要とすることなく行われる、（９）
簡単で安価なゴム製マスクを電気泳動浴に使用できる、
および（１０）電気泳動浴のｐＨ調製が必要でない。
【００４３】電気泳動付着工程のこれらのおよびその他
の利点は、本発明による超合金基体上への白金−ケイ素
添加拡散アルミニド被膜の形成に著しいコスト節減とな
る。本発明をいくつかの特定例について記載したが、こ
れらの修正および変更が特許請求の範囲に規定した本発
明の範囲内で可能である。
の利点は、本発明による超合金基体上への白金−ケイ素
添加拡散アルミニド被膜の形成に著しいコスト節減とな
る。本発明をいくつかの特定例について記載したが、こ
れらの修正および変更が特許請求の範囲に規定した本発
明の範囲内で可能である。
【図１】本発明による白金−ケイ素−添加拡散アルミニ
ド被膜を有する典型的なタービンブレードの（部分的に
破断しかつ部分的に断面とした）概略図である。
ド被膜を有する典型的なタービンブレードの（部分的に
破断しかつ部分的に断面とした）概略図である。
【図２】本発明によるニッケル系（Ｍａｒ−Ｍ２４７）
超合金基体に形成された白金−ケイ素−アルミニド被覆
の薄膜の５００倍顕微鏡写真である。
超合金基体に形成された白金−ケイ素−アルミニド被覆
の薄膜の５００倍顕微鏡写真である。
【図３】コバルト系（Ｍａｒ−Ｍ５０９）超合金基体に
形成された白金−ケイ素−アルミニド被覆の薄膜の５０
０倍顕微鏡写真である。
形成された白金−ケイ素−アルミニド被覆の薄膜の５０
０倍顕微鏡写真である。
１０ ブレード １２ 超合金基体 １４ 被膜層 １６ 留め部 １８ 基体 ２０ アルミニド被膜 ２２ ニッケル金属組織学的層 ２４ ベークライト金属組織学的層 ２８ コバルト系基体 ３０ 白金−ケイ素−添加拡散アルミニド被膜 ３２ ニッケル金属組織学的層 ３４ ベークライト金属組織学的層
Claims (5)
- 【請求項１】 ニッケル系またはコバルト系超合金基
体（１２）上に、高温耐触および耐酸化性を有する白金
含有拡散アルミニド被膜（１４）を形成する方法におい
て、下記（ａ）〜（ｄ）の工程を含むことを特徴とする
形成法。 （ａ）約３ないし約５０重量パーセントのケイ素および
残部が本質的に白金からなる白金−ケイ素粉末を該基体
（１２）上に電気泳動法で付着させ、 （ｂ）付着した白金−ケイ素粉末を、該粉末が過渡的液
相に融解し、そして白金およびケイ素が該基体（１２）
中に拡散を開始するに十分な温度に加熱し、 （ｃ）アルミニウム並びにクロム又はクロム及びマンガ
ンを含むアルミニウム含有粉末を、白金およびケイ素添
加基体上に電気泳動法で付着させ、そして （ｄ）付着したアルミニウム含有粉末を、基体（１２）
上に改良された延性を有し、高温にて、同じ基体材料上
に形成された、ケイ素を含まない白金添加アルミニド被
膜の被膜延性よりも大きい被膜延性を有する、白金−お
よびケイ素添加拡散アルミニド被膜（１４）を形成する
に十分な温度と時間だけ加熱する。 - 【請求項２】 白金−ケイ素粉末および／またはアル
ミニウム含有粉末が予備合金化粉末である請求項１記載
の方法。 - 【請求項３】 白金−ケイ素粉末が約５ないし２０重
量パーセントのケイ素および本質的に白金の残部からな
る請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 アルミニウム含有粉末のアルミニウム
含有量が約４０ないし約７５重量パーセントであり、該
粉末の残部がクロム又はクロム及びマンガンである請求
項１記載の方法。 - 【請求項５】 高温耐触および耐酸化性を有し、白金
−およびケイ素添加拡散アルミニド被膜（１４）が上に
形成されたニッケルまたはコバルト系超合金基体（１
２）を含む物品（１０）であって、該被膜（１４）が高
温で、同じ基体材料上に形成された、ケイ素を含まない
白金添加拡散アルミニド被膜の被膜延性よりも大きい被
膜延性を有する、上記の高温耐触および耐酸化性を有
し、白金−およびケイ素添加拡散アルミニド被膜（１
４）が形成されたニッケルまたはコバルト系超合金基体
（１２）を含む物品（１０）。
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|---|---|---|---|---|
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| US5650235A (en) * | 1994-02-28 | 1997-07-22 | Sermatech International, Inc. | Platinum enriched, silicon-modified corrosion resistant aluminide coating |
| FR2726581B1 (fr) * | 1994-11-08 | 1996-12-06 | Commissariat Energie Atomique | Suspension pour le depot de materiaux luminescents par electrophorese, notamment pour la realisation d'ecrans plats |
| US5716720A (en) * | 1995-03-21 | 1998-02-10 | Howmet Corporation | Thermal barrier coating system with intermediate phase bondcoat |
| US5702288A (en) * | 1995-08-30 | 1997-12-30 | United Technologies Corporation | Method of removing excess overlay coating from within cooling holes of aluminide coated gas turbine engine components |
| US6210791B1 (en) | 1995-11-30 | 2001-04-03 | General Electric Company | Article with a diffuse reflective barrier coating and a low-emissity coating thereon, and its preparation |
| US6066405A (en) * | 1995-12-22 | 2000-05-23 | General Electric Company | Nickel-base superalloy having an optimized platinum-aluminide coating |
| EP0821076B1 (en) * | 1996-07-23 | 2001-11-28 | ROLLS-ROYCE plc | A method of aluminising a superalloy |
| US5989733A (en) | 1996-07-23 | 1999-11-23 | Howmet Research Corporation | Active element modified platinum aluminide diffusion coating and CVD coating method |
| US5837385A (en) * | 1997-03-31 | 1998-11-17 | General Electric Company | Environmental coating for nickel aluminide components and a method therefor |
| US5958204A (en) * | 1997-09-26 | 1999-09-28 | Allison Enaine Company, Inc. | Enhancement of coating uniformity by alumina doping |
| US5976337A (en) * | 1997-10-27 | 1999-11-02 | Allison Engine Company | Method for electrophoretic deposition of brazing material |
| US6071622A (en) * | 1998-10-30 | 2000-06-06 | Beesabathina; Durga Prasad | Stabilized two-phase-glass diffusion barrier |
| CA2365550C (en) | 1999-03-10 | 2005-07-05 | Rolls-Royce Corporation | Silicone resin bonded dry film lubricants |
| US6406561B1 (en) * | 1999-07-16 | 2002-06-18 | Rolls-Royce Corporation | One-step noble metal-aluminide coatings |
| US6589668B1 (en) | 2000-06-21 | 2003-07-08 | Howmet Research Corporation | Graded platinum diffusion aluminide coating |
| US6605161B2 (en) | 2001-06-05 | 2003-08-12 | Aeromet Technologies, Inc. | Inoculants for intermetallic layer |
| GB2378452A (en) * | 2001-08-09 | 2003-02-12 | Rolls Royce Plc | A metallic article having a protective coating and a method therefor |
| US6586052B2 (en) | 2001-09-21 | 2003-07-01 | Rolls-Royce Corporation | Method for coating internal surfaces |
| US7157151B2 (en) | 2002-09-11 | 2007-01-02 | Rolls-Royce Corporation | Corrosion-resistant layered coatings |
| CN100412229C (zh) * | 2005-10-11 | 2008-08-20 | 清华大学 | 一种电泳共沉积制备抗高温氧化混合涂层的方法 |
| US7989020B2 (en) * | 2007-02-08 | 2011-08-02 | Honeywell International Inc. | Method of forming bond coating for a thermal barrier coating |
| US8273231B2 (en) * | 2007-12-21 | 2012-09-25 | Rolls-Royce Corporation | Methods of depositing coatings with γ-Ni + γ′-Ni3A1 phase constitution |
| US8501273B2 (en) * | 2008-10-02 | 2013-08-06 | Rolls-Royce Corporation | Mixture and technique for coating an internal surface of an article |
| US9624583B2 (en) * | 2009-04-01 | 2017-04-18 | Rolls-Royce Corporation | Slurry-based coating techniques for smoothing surface imperfections |
| US8367160B2 (en) * | 2010-11-05 | 2013-02-05 | United Technologies Corporation | Coating method for reactive metal |
| EP2970031B1 (en) | 2013-03-15 | 2020-09-23 | Rolls-Royce Corporation | Slurry-based coating restoration |
| US9840918B2 (en) * | 2013-04-26 | 2017-12-12 | Howmet Corporation | Internal airfoil component electroplating |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3494748A (en) * | 1966-12-16 | 1970-02-10 | Xerox Corp | Oxidation resistant coating and article |
| US3819338A (en) * | 1968-09-14 | 1974-06-25 | Deutsche Edelstahlwerke Ag | Protective diffusion layer on nickel and/or cobalt-based alloys |
| BE759275A (fr) * | 1969-12-05 | 1971-04-30 | Deutsche Edelstahlwerke Ag | Procede d'application de couches protectrices diffusees sur despieces en alliage a base de cobalt |
| US3748110A (en) * | 1971-10-27 | 1973-07-24 | Gen Motors Corp | Ductile corrosion resistant coating for nickel base alloy articles |
| US4084025A (en) * | 1974-08-02 | 1978-04-11 | General Electric Company | Process of applying protective aluminum coatings for non-super-strength nickel-chromium alloys |
| US3955935A (en) * | 1974-11-27 | 1976-05-11 | General Motors Corporation | Ductile corrosion resistant chromium-aluminum coating on superalloy substrate and method of forming |
| EP0025263B1 (en) * | 1979-07-25 | 1983-09-21 | The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government of the United Kingdom of Great Britain and | Nickel and/or cobalt base alloys for gas turbine engine components |
| US4439470A (en) * | 1980-11-17 | 1984-03-27 | George Kelly Sievers | Method for forming ternary alloys using precious metals and interdispersed phase |
| US4774149A (en) * | 1987-03-17 | 1988-09-27 | General Electric Company | Oxidation-and hot corrosion-resistant nickel-base alloy coatings and claddings for industrial and marine gas turbine hot section components and resulting composite articles |
-
1990
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