JPH08176786A - ＭＣｒＡｌＹ基コーティングに炭化物粒子を分散せしめる方法 - Google Patents
ＭＣｒＡｌＹ基コーティングに炭化物粒子を分散せしめる方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温酸化性雰囲気において一層長い使用寿命
を有する、硬さ及び耐酸化性両方に優れるＭＣｒＡｌＹ
コーティングの提供。 【構成】 ＭＣｒＡｌＹ基コーティング（Ｍ：Ｆｅ、Ｃ
ｏ，Ｎｉ、その混合物）を生成する溶射方法にして、溶
射プロセス（爆発銃、高速酸素−燃料方法）の気体状燃
料−酸化体混合物中の燃料の炭素がコーティング中のク
ロム成分の３０〜８０ジルコニウムを炭化クロムに変換
する炭化物分散ＭＣｒＡｌＹ基コーティングを生成する
方法。
を有する、硬さ及び耐酸化性両方に優れるＭＣｒＡｌＹ
コーティングの提供。 【構成】 ＭＣｒＡｌＹ基コーティング（Ｍ：Ｆｅ、Ｃ
ｏ，Ｎｉ、その混合物）を生成する溶射方法にして、溶
射プロセス（爆発銃、高速酸素−燃料方法）の気体状燃
料−酸化体混合物中の燃料の炭素がコーティング中のク
ロム成分の３０〜８０ジルコニウムを炭化クロムに変換
する炭化物分散ＭＣｒＡｌＹ基コーティングを生成する
方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基材の表面上にＭＣｒ
ＡｌＹ基粉末組成物（ここで、Ｍは鉄、コバルト及びニ
ッケルとその混合物とからなる群から選択される）を気
体燃料−酸素混合物を使用して溶射（thermal sprayin
g）する方法に関するものであり、特にはコーティング
全体を通して実質上分散せしめられる炭化物粒子を形成
するように粉末中の１種以上の元素と反応するに十分の
燃料混合物における炭素が使用されることを特徴とする
炭化物分散ＭＣｒＡｌＹ基コーティングを生成する溶射
方法に関するものである。本発明はまた、そうした溶射
により生成されたＭＣｒＡｌＹ基材料溶射層被覆基材に
も関係する。
ＡｌＹ基粉末組成物（ここで、Ｍは鉄、コバルト及びニ
ッケルとその混合物とからなる群から選択される）を気
体燃料−酸素混合物を使用して溶射（thermal sprayin
g）する方法に関するものであり、特にはコーティング
全体を通して実質上分散せしめられる炭化物粒子を形成
するように粉末中の１種以上の元素と反応するに十分の
燃料混合物における炭素が使用されることを特徴とする
炭化物分散ＭＣｒＡｌＹ基コーティングを生成する溶射
方法に関するものである。本発明はまた、そうした溶射
により生成されたＭＣｒＡｌＹ基材料溶射層被覆基材に
も関係する。
【０００２】
【従来の技術】様々の産業用途において使用されそして
様々の環境において使用のための多くの良好な耐酸化性
及び耐食性コーティングが存在している。鉄、コバルト
もしくはニッケル基スーパーアロイから成る部品が、航
空・宇宙用途のような用途においての使用のためにまた
ガスタービンエンジンにおいて使用されるブレード、ベ
ーン、シールその他の部品として使用のために開発され
てきた。これら用途においては、物品が過度の酸化や硫
化に対して充分の耐性を持つことが重要である。何故な
ら、こうした腐食は物品の有用寿命に悪影響を与え、性
能の低下や安全上の問題をもたらすからである。様々の
スーパーアロイが高度の耐食性を有するけれども、そう
した耐食性はスーパーアロイが高温環境において作動さ
れるときもしくは高温環境に曝露されるとき減少する。
様々の環境において使用のための多くの良好な耐酸化性
及び耐食性コーティングが存在している。鉄、コバルト
もしくはニッケル基スーパーアロイから成る部品が、航
空・宇宙用途のような用途においての使用のためにまた
ガスタービンエンジンにおいて使用されるブレード、ベ
ーン、シールその他の部品として使用のために開発され
てきた。これら用途においては、物品が過度の酸化や硫
化に対して充分の耐性を持つことが重要である。何故な
ら、こうした腐食は物品の有用寿命に悪影響を与え、性
能の低下や安全上の問題をもたらすからである。様々の
スーパーアロイが高度の耐食性を有するけれども、そう
した耐食性はスーパーアロイが高温環境において作動さ
れるときもしくは高温環境に曝露されるとき減少する。
【０００３】ある種の合金やスーパーアロイ製の部品の
有用寿命を増大するために、様々のコーティングが開発
されてきた。アルミナイドコーティングが、耐食性の外
側層を提供するのに当初使用されたが、しかしこうした
アルミナイド層は機械的に或いは熱的に誘起された歪み
の下に置かれるときクラックを発生することが観察され
た。
有用寿命を増大するために、様々のコーティングが開発
されてきた。アルミナイドコーティングが、耐食性の外
側層を提供するのに当初使用されたが、しかしこうした
アルミナイド層は機械的に或いは熱的に誘起された歪み
の下に置かれるときクラックを発生することが観察され
た。
【０００４】開発されたまた別のコーティング種類は、
ＭＣｒＡｌＹ上被コーティング（ここで、Ｍは鉄、コバ
ルトもしくはニッケルのような遷移金属元素を表す）で
あった。このコーティングは高温環境において合金部品
の有用寿命を延長する点でアルミナイドコーティングよ
り一層有効であることが見出された。
ＭＣｒＡｌＹ上被コーティング（ここで、Ｍは鉄、コバ
ルトもしくはニッケルのような遷移金属元素を表す）で
あった。このコーティングは高温環境において合金部品
の有用寿命を延長する点でアルミナイドコーティングよ
り一層有効であることが見出された。
【０００５】スーパーアロイ製基材上での従来型式のＭ
ＣｒＡｌＹコーティングに伴う現在の問題は、長期間の
高温曝露後の基材中へのコーティング元素のまたコーテ
ィング中への基材元素の相互拡散である。チタンのよう
なある種の基材元素はＭＣｒＡｌＹコーティングを通し
て外面酸化物スケールへと拡散しそして該酸化物スケー
ルの保護作用を低減化することが見出されていた。現在
のＭＣｒＡｌＹコーティングをこの相互拡散作用を低減
するように改善することが所望された。
ＣｒＡｌＹコーティングに伴う現在の問題は、長期間の
高温曝露後の基材中へのコーティング元素のまたコーテ
ィング中への基材元素の相互拡散である。チタンのよう
なある種の基材元素はＭＣｒＡｌＹコーティングを通し
て外面酸化物スケールへと拡散しそして該酸化物スケー
ルの保護作用を低減化することが見出されていた。現在
のＭＣｒＡｌＹコーティングをこの相互拡散作用を低減
するように改善することが所望された。
【０００６】上記の通り、ＭＣｒＡｌＹコーティングは
全般的にスーパーアロイに対して良好な耐酸化性及び耐
食性を有する好適なコーティングの１種といえるが、Ｍ
ＣｒＡｌＹコーティングに対して幾つかの改善がなされ
てきた。
全般的にスーパーアロイに対して良好な耐酸化性及び耐
食性を有する好適なコーティングの１種といえるが、Ｍ
ＣｒＡｌＹコーティングに対して幾つかの改善がなされ
てきた。
【０００７】米国特許第３，９９３，４５４号は、高温
においてニッケル及びコバルトスーパーアロイの保護に
特に適したコーティングを開示する。このコーティング
の保護性質は、コーティングの表面上での酸化／腐食を
低減する役目をなすアルミナ層の形成による。このコー
ティングは、アルミニウム、クロム、及びニッケルとコ
バルトとその混合物とからなる群から選択される金属を
含有している。コーティングは更に、少量の制御された
％のハフニウムを含有し、これはコーティング表面上の
保護アルミナ皮膜の密着性と耐久性とを大幅に改善する
役目をなす。米国特許第４，５８５，４８１号はイット
リウムとハフニウムとが珪素と一緒に使用されることを
除いては同様のコーティングを開示している。
においてニッケル及びコバルトスーパーアロイの保護に
特に適したコーティングを開示する。このコーティング
の保護性質は、コーティングの表面上での酸化／腐食を
低減する役目をなすアルミナ層の形成による。このコー
ティングは、アルミニウム、クロム、及びニッケルとコ
バルトとその混合物とからなる群から選択される金属を
含有している。コーティングは更に、少量の制御された
％のハフニウムを含有し、これはコーティング表面上の
保護アルミナ皮膜の密着性と耐久性とを大幅に改善する
役目をなす。米国特許第４，５８５，４８１号はイット
リウムとハフニウムとが珪素と一緒に使用されることを
除いては同様のコーティングを開示している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯界で
は、良好な耐酸化性及び耐食性を有する好適なコーティ
ングとしてのＭＣｒＡｌＹコーティングに対してまだな
おその改善が要望されている。本発明の課題は、高温酸
化性雰囲気において一層長い使用寿命を有ししかも硬さ
及び耐酸化性両方に優れるＭＣｒＡｌＹコーティングを
提供することである。
は、良好な耐酸化性及び耐食性を有する好適なコーティ
ングとしてのＭＣｒＡｌＹコーティングに対してまだな
おその改善が要望されている。本発明の課題は、高温酸
化性雰囲気において一層長い使用寿命を有ししかも硬さ
及び耐酸化性両方に優れるＭＣｒＡｌＹコーティングを
提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を、
コーティング全体を通して炭化物分散体を有するＭＣｒ
ＡｌＹ基コーティングを生成するための溶射プロセスを
提供し、爆発銃を使用しそしてコーティングが全体を通
して炭化物分散体を有するようなＭＣｒＡｌＹ基コーテ
ィングを生成するための方法を提供し、クロム成分が炭
化クロムの形態にあるＭＣｒＡｌＹ基コーティングを提
供することにより解決する。
コーティング全体を通して炭化物分散体を有するＭＣｒ
ＡｌＹ基コーティングを生成するための溶射プロセスを
提供し、爆発銃を使用しそしてコーティングが全体を通
して炭化物分散体を有するようなＭＣｒＡｌＹ基コーテ
ィングを生成するための方法を提供し、クロム成分が炭
化クロムの形態にあるＭＣｒＡｌＹ基コーティングを提
供することにより解決する。
【００１０】本発明は、広い概念において、ＭＣｒＡｌ
Ｙ基コーティング（ここで、Ｍは鉄、コバルト及びニッ
ケルとその混合物とからなる群から選択される）を生成
する溶射プロセスにおいて、溶射プロセスの燃料中の炭
素がコーティング中のクロム成分の３０〜８０重量％を
炭化クロムに変換する炭化物分散ＭＣｒＡｌＹ基コーテ
ィングを生成する方法を提供する。本発明はまた、ＭＣ
ｒＡｌＹ基材料（ここで、Ｍは鉄、コバルト及びニッケ
ルとその混合物とからなる群から選択される）から成る
溶射層で被覆されそしてクロム成分の３０〜８０重量％
が炭化クロムの形態にあるＭＣｒＡｌＹ基材料溶射層被
覆基材を提供する。
Ｙ基コーティング（ここで、Ｍは鉄、コバルト及びニッ
ケルとその混合物とからなる群から選択される）を生成
する溶射プロセスにおいて、溶射プロセスの燃料中の炭
素がコーティング中のクロム成分の３０〜８０重量％を
炭化クロムに変換する炭化物分散ＭＣｒＡｌＹ基コーテ
ィングを生成する方法を提供する。本発明はまた、ＭＣ
ｒＡｌＹ基材料（ここで、Ｍは鉄、コバルト及びニッケ
ルとその混合物とからなる群から選択される）から成る
溶射層で被覆されそしてクロム成分の３０〜８０重量％
が炭化クロムの形態にあるＭＣｒＡｌＹ基材料溶射層被
覆基材を提供する。
【００１１】より特定的には、本発明は、酸化体と飽和
及び不飽和炭化水素の群から選択される少なくとも１種
の燃焼性気体を含む気体状燃料−酸化体混合物を使用し
て基材の表面上にＭＣｒＡｌＹ基粉末組成物を爆発銃手
段により溶射被覆することを含む。この場合、気体状燃
料−酸化体混合物の酸素対炭素の原子比は１．０４４：
１〜１．００：１の範囲、好ましくは１．０２：１〜
１．００：１の範囲、最も好ましくはほぼ１．００：１
であり、被覆層は７０〜１００％、好ましくは９０〜１
００％のＣｒ23Ｃ6 及び／或いはＣｒ3 Ｃ2 のような炭
化物の形態にある炭素成分を有している。好ましくは、
燃料−酸化体混合分子量津からの炭素は、コーティング
中に、コーティング重量に基づいて１〜２．５重量％、
より好ましくはコーティング約２重量％の量において存
在すべきである。例えば、可燃性気体がアセチレンとプ
ロピレンとの混合物でありそして酸素対炭素の原子比が
１．０２：１〜１．００：１の範囲にあり、コーティン
グ中のクロム成分の４０〜８０重量％が炭化クロムの形
態にある。
及び不飽和炭化水素の群から選択される少なくとも１種
の燃焼性気体を含む気体状燃料−酸化体混合物を使用し
て基材の表面上にＭＣｒＡｌＹ基粉末組成物を爆発銃手
段により溶射被覆することを含む。この場合、気体状燃
料−酸化体混合物の酸素対炭素の原子比は１．０４４：
１〜１．００：１の範囲、好ましくは１．０２：１〜
１．００：１の範囲、最も好ましくはほぼ１．００：１
であり、被覆層は７０〜１００％、好ましくは９０〜１
００％のＣｒ23Ｃ6 及び／或いはＣｒ3 Ｃ2 のような炭
化物の形態にある炭素成分を有している。好ましくは、
燃料−酸化体混合分子量津からの炭素は、コーティング
中に、コーティング重量に基づいて１〜２．５重量％、
より好ましくはコーティング約２重量％の量において存
在すべきである。例えば、可燃性気体がアセチレンとプ
ロピレンとの混合物でありそして酸素対炭素の原子比が
１．０２：１〜１．００：１の範囲にあり、コーティン
グ中のクロム成分の４０〜８０重量％が炭化クロムの形
態にある。
【００１２】本発明のコーティングを生成するまた別の
方法は、所謂極超音速火炎溶射コーティングプロセスを
含めて高速酸素−燃料方法でありうる。酸化体と飽和及
び不飽和炭化水素の群から選択される少なくとも１種の
可燃性気体を含みそして酸素対燃料の容積流量比が４：
１〜１：１の範囲にある気体状燃料−酸化体混合物を使
用して基材の表面上にＭＣｒＡｌＹ基粉末組成物を高速
酸素−燃料手段により溶射し、この場合、コーティング
層が炭化クロムの形態においてコーティング中のクロム
成分の３０〜７５重量％を有するものとする。
方法は、所謂極超音速火炎溶射コーティングプロセスを
含めて高速酸素−燃料方法でありうる。酸化体と飽和及
び不飽和炭化水素の群から選択される少なくとも１種の
可燃性気体を含みそして酸素対燃料の容積流量比が４：
１〜１：１の範囲にある気体状燃料−酸化体混合物を使
用して基材の表面上にＭＣｒＡｌＹ基粉末組成物を高速
酸素−燃料手段により溶射し、この場合、コーティング
層が炭化クロムの形態においてコーティング中のクロム
成分の３０〜７５重量％を有するものとする。
【００１３】
【作用】元素クロムと炭化クロムとの両方をコーティン
グ中に分散せしめることにより、炭化クロム相は高温で
のクリープを防止するのを助成しそして元素クロム相は
また高温でコーティングに良好な耐食性を与える。コー
ティング中のクロムの存在は、それがアルミニウムの酸
素と反応してコーティングの表面にＡｌ2 Ｏ3 を形成す
る親和度を増大し、その結果Ａｌ2 Ｏ3 の形成を急速に
有効に安定化してコーティング全体を通して分散される
過剰の元素アルミニウムを残す点で、コーティングのア
ルミニウム成分に相互作用的な効果を有すると考えられ
る。気体燃料における炭素の一層高い添加により、炭素
はクロムと反応して炭化クロムを形成し、同時に元素ク
ロムがコーティング全体を通してまだなお存在しそして
分散されるような量において不十分に保持されうる。一
般に、炭素はクロムと反応してＣｒ23Ｃ6 及び／或いは
Ｃｒ3 Ｃ2 を形成し、これらはコーティングの機械的性
質における有用で且つ有益な変化を生み出すものと予想
される。
グ中に分散せしめることにより、炭化クロム相は高温で
のクリープを防止するのを助成しそして元素クロム相は
また高温でコーティングに良好な耐食性を与える。コー
ティング中のクロムの存在は、それがアルミニウムの酸
素と反応してコーティングの表面にＡｌ2 Ｏ3 を形成す
る親和度を増大し、その結果Ａｌ2 Ｏ3 の形成を急速に
有効に安定化してコーティング全体を通して分散される
過剰の元素アルミニウムを残す点で、コーティングのア
ルミニウム成分に相互作用的な効果を有すると考えられ
る。気体燃料における炭素の一層高い添加により、炭素
はクロムと反応して炭化クロムを形成し、同時に元素ク
ロムがコーティング全体を通してまだなお存在しそして
分散されるような量において不十分に保持されうる。一
般に、炭素はクロムと反応してＣｒ23Ｃ6 及び／或いは
Ｃｒ3 Ｃ2 を形成し、これらはコーティングの機械的性
質における有用で且つ有益な変化を生み出すものと予想
される。
【００１４】
【発明の具体的な説明】爆発銃（detonating gun、Ｄ
銃）を使用しての爆発手段による火炎溶射（めっき、被
覆）が本発明のコーティングを生成するのに使用されう
る。基本的に、爆発銃は、約２．５ｃｍの小さな内径を
有する流体冷却バレル（胴部）から成る。一般に、酸素
とアセチレンとの混合物が銃内部にコーティング粉末と
共に給送される。酸素−アセチレン燃料気体混合物は着
火されて、爆発波を創出し、これが銃胴部を下流に伝播
し、それに際してコーティング材料は加熱されそして銃
から外に推進されて被覆されるべき物品上に付着する。
米国特許第２，７１４，５６３号は火炎コーティングの
ための爆発波を利用する方法及び装置を開示するので、
その詳細はこれを参照されたい。幾つかの用途において
は、酸素−アセチレン燃料混合物を窒素やアルゴンのよ
うな不活性気体で稀釈することが所望される場合があ
る。気体稀釈剤は、それが爆発反応には関与しないか
ら、火炎温度を減少することが見出された。米国特許第
２，９７２，５５０号は、酸素−アセチレン燃料混合物
を稀釈して爆発銃被覆プロセスを一層多くのコーティン
グ組成物とともに使用することを可能ならしめまた得ら
れるコーティングに基づく一層広い有用な用途で使用す
ることを可能ならしめるプロセスを開示する。また別の
用途において、第２の可燃性気体がアセチレンと共に使
用され、そうした気体は例えばプロピレンである。２種
の可燃性気体の使用は米国特許第４，９０２，５３９号
に開示されている。詳細はこれらを参照されたい。
銃）を使用しての爆発手段による火炎溶射（めっき、被
覆）が本発明のコーティングを生成するのに使用されう
る。基本的に、爆発銃は、約２．５ｃｍの小さな内径を
有する流体冷却バレル（胴部）から成る。一般に、酸素
とアセチレンとの混合物が銃内部にコーティング粉末と
共に給送される。酸素−アセチレン燃料気体混合物は着
火されて、爆発波を創出し、これが銃胴部を下流に伝播
し、それに際してコーティング材料は加熱されそして銃
から外に推進されて被覆されるべき物品上に付着する。
米国特許第２，７１４，５６３号は火炎コーティングの
ための爆発波を利用する方法及び装置を開示するので、
その詳細はこれを参照されたい。幾つかの用途において
は、酸素−アセチレン燃料混合物を窒素やアルゴンのよ
うな不活性気体で稀釈することが所望される場合があ
る。気体稀釈剤は、それが爆発反応には関与しないか
ら、火炎温度を減少することが見出された。米国特許第
２，９７２，５５０号は、酸素−アセチレン燃料混合物
を稀釈して爆発銃被覆プロセスを一層多くのコーティン
グ組成物とともに使用することを可能ならしめまた得ら
れるコーティングに基づく一層広い有用な用途で使用す
ることを可能ならしめるプロセスを開示する。また別の
用途において、第２の可燃性気体がアセチレンと共に使
用され、そうした気体は例えばプロピレンである。２種
の可燃性気体の使用は米国特許第４，９０２，５３９号
に開示されている。詳細はこれらを参照されたい。
【００１５】元素クロムと炭化クロムとの両方をコーテ
ィング中に分散せしめることが望ましい。これは、炭化
クロム相は高温でのクリープを防止するのを助成しそし
て元素クロム相はまた高温でコーティングに良好な耐食
性を与えるからである。コーティング中のクロムの存在
は、それがアルミニウムの酸素と反応してコーティング
の表面にＡｌ2 Ｏ3 を形成する親和度を増大し、その結
果Ａｌ2 Ｏ3 の形成を急速に有効に安定化してコーティ
ング全体を通して分散される過剰の元素アルミニウムを
残す点で、コーティングのアルミニウム成分に相互作用
的な効果を有すると考えられる。気体燃料における炭素
の一層高い添加により、炭素はクロムと反応して炭化ク
ロムを形成し、同時に元素クロムがコーティング全体を
通してまだなお存在しそして分散されるような量におい
て保持されうる。一般に、炭素はクロムと反応してＣｒ
23Ｃ6 及び／或いはＣｒ3 Ｃ2 を形成し、そしてこれら
はコーティングの機械的性質における有用で且つ有益な
変化を生み出すものと予想される。しかしながら、酸化
性もしくは硫化性環境においては、コーティング中にあ
る程度の元素クロムを有する方が一般に得策である。従
って、コーティング中の炭化クロムとクロムの量はコー
ティングを使用する特定の用途及び環境に依存する。気
体状燃料からの炭素量が増加するほど、クロムの一層高
い割合が粉末組成物中において使用され得て、適正量の
炭化クロムと元素クロムとが維持されることを保証す
る。
ィング中に分散せしめることが望ましい。これは、炭化
クロム相は高温でのクリープを防止するのを助成しそし
て元素クロム相はまた高温でコーティングに良好な耐食
性を与えるからである。コーティング中のクロムの存在
は、それがアルミニウムの酸素と反応してコーティング
の表面にＡｌ2 Ｏ3 を形成する親和度を増大し、その結
果Ａｌ2 Ｏ3 の形成を急速に有効に安定化してコーティ
ング全体を通して分散される過剰の元素アルミニウムを
残す点で、コーティングのアルミニウム成分に相互作用
的な効果を有すると考えられる。気体燃料における炭素
の一層高い添加により、炭素はクロムと反応して炭化ク
ロムを形成し、同時に元素クロムがコーティング全体を
通してまだなお存在しそして分散されるような量におい
て保持されうる。一般に、炭素はクロムと反応してＣｒ
23Ｃ6 及び／或いはＣｒ3 Ｃ2 を形成し、そしてこれら
はコーティングの機械的性質における有用で且つ有益な
変化を生み出すものと予想される。しかしながら、酸化
性もしくは硫化性環境においては、コーティング中にあ
る程度の元素クロムを有する方が一般に得策である。従
って、コーティング中の炭化クロムとクロムの量はコー
ティングを使用する特定の用途及び環境に依存する。気
体状燃料からの炭素量が増加するほど、クロムの一層高
い割合が粉末組成物中において使用され得て、適正量の
炭化クロムと元素クロムとが維持されることを保証す
る。
【００１６】炭素との反応の高い自由形成エネルギーを
有する他の種の元素を組成物に添加することも随意であ
る。これら元素の炭化物はコーティングに強化特性を付
与するからである。これら元素の例として、チタン、タ
ンタル、タングステン、ニオブ、バナジウム及びジルコ
ニウムを挙げることができ、そしてこれらは一般に９０
重量％以上が炭化物相にあるように実質量が炭化物を形
成するように変換される。これら元素の炭化物はＣｒ23
Ｃ6 及び／或いはＣｒ3 Ｃ2 に優先して形成されるの
で、これら追加元素の添加でもって、クロムの一層多く
が元素のまま残ることになる。粉末組成物の成分の適正
な調節により、特定の用途に対してコーティングの特性
を増進することのできる、クロムと炭化クロムそして所
望なら１種以上の元素の炭化物の所望の分散体を有する
コーティングが生成されうる。かくして、コーティング
溶射のための炭素含有燃料の使用は、コーティングの機
械的またその他の性質を一層制御するべく意図的に添加
された炭化物相を有する型式のＭＣｒＡｌＹコーティン
グを生成するのに使用することができる。金属出発粉末
は気体状燃料からの炭素と共に所定量のそして所望され
る炭化物相を創出するのに使用される。所望なら、追加
成分が粉末組成物に添加されて、関心のある炭化物を優
先的に形成しそして過剰のクロムが炭化クロムに変換す
るのを減少せしめる。追加的な機械的強度をコーティン
グに付与しうるように、コーティングのクロム成分の少
なくとも３０重量％、好ましくは少なくとも４０重量％
を炭化クロムの形態とすることが所望される。クロムの
少なくとも２５重量％は、コーティングが良好な耐食性
特性を有するように元素クロム相として保持するべきで
ある。
有する他の種の元素を組成物に添加することも随意であ
る。これら元素の炭化物はコーティングに強化特性を付
与するからである。これら元素の例として、チタン、タ
ンタル、タングステン、ニオブ、バナジウム及びジルコ
ニウムを挙げることができ、そしてこれらは一般に９０
重量％以上が炭化物相にあるように実質量が炭化物を形
成するように変換される。これら元素の炭化物はＣｒ23
Ｃ6 及び／或いはＣｒ3 Ｃ2 に優先して形成されるの
で、これら追加元素の添加でもって、クロムの一層多く
が元素のまま残ることになる。粉末組成物の成分の適正
な調節により、特定の用途に対してコーティングの特性
を増進することのできる、クロムと炭化クロムそして所
望なら１種以上の元素の炭化物の所望の分散体を有する
コーティングが生成されうる。かくして、コーティング
溶射のための炭素含有燃料の使用は、コーティングの機
械的またその他の性質を一層制御するべく意図的に添加
された炭化物相を有する型式のＭＣｒＡｌＹコーティン
グを生成するのに使用することができる。金属出発粉末
は気体状燃料からの炭素と共に所定量のそして所望され
る炭化物相を創出するのに使用される。所望なら、追加
成分が粉末組成物に添加されて、関心のある炭化物を優
先的に形成しそして過剰のクロムが炭化クロムに変換す
るのを減少せしめる。追加的な機械的強度をコーティン
グに付与しうるように、コーティングのクロム成分の少
なくとも３０重量％、好ましくは少なくとも４０重量％
を炭化クロムの形態とすることが所望される。クロムの
少なくとも２５重量％は、コーティングが良好な耐食性
特性を有するように元素クロム相として保持するべきで
ある。
【００１７】本発明の特徴は、クロムの一部が燃料混合
物からの炭素と反応して炭化クロムを形成するから、Ｍ
ＣｒＡｌＹ基粉末組成物において一層高いクロム濃度を
使用することができる点である。気体状燃料−酸化体混
合物とＭＣｒＡｌＹ基粉末組成物の使用により発生する
炭化物相は、コーティングの成分の内の最も高い形成自
由エネルギーを有するクロムの一部が炭素と反応する結
果として起こる。その結果クロムはＣｒ23Ｃ6 及び／或
いはＣｒ3 Ｃ2 に変換される。即ち、少なくとも３０〜
８０重量％のクロムが炭化クロムに変換され、好ましく
は４０〜７０重量％のクロムが炭化クロムに変換される
べきである。本発明に従えば、炭化クロムを形成する量
を補償するためにＭＣｒＡｌＹ基粉末組成物において高
めのクロム含有量が使用されうる。
物からの炭素と反応して炭化クロムを形成するから、Ｍ
ＣｒＡｌＹ基粉末組成物において一層高いクロム濃度を
使用することができる点である。気体状燃料−酸化体混
合物とＭＣｒＡｌＹ基粉末組成物の使用により発生する
炭化物相は、コーティングの成分の内の最も高い形成自
由エネルギーを有するクロムの一部が炭素と反応する結
果として起こる。その結果クロムはＣｒ23Ｃ6 及び／或
いはＣｒ3 Ｃ2 に変換される。即ち、少なくとも３０〜
８０重量％のクロムが炭化クロムに変換され、好ましく
は４０〜７０重量％のクロムが炭化クロムに変換される
べきである。本発明に従えば、炭化クロムを形成する量
を補償するためにＭＣｒＡｌＹ基粉末組成物において高
めのクロム含有量が使用されうる。
【００１８】本発明のコーティングは、単一層環境保護
ＭＣｒＡｌＹ基コーティングとして使用できるしまた熱
障壁コーティングに対する向上せるボンドコーティング
として使用することができる。本発明の使用のための粉
末は好ましくは真空溶解−アルゴン・アトマイジングプ
ロセスにより製造された粉末である。
ＭＣｒＡｌＹ基コーティングとして使用できるしまた熱
障壁コーティングに対する向上せるボンドコーティング
として使用することができる。本発明の使用のための粉
末は好ましくは真空溶解−アルゴン・アトマイジングプ
ロセスにより製造された粉末である。
【００１９】コーティング中に形成される炭化クロム部
分を制御するために、気体状燃料−酸化体中の酸素対炭
素の原子比は１．０４４：１〜１．００：１の範囲に調
節されうる。燃料中の炭素の比率が多いほど、一層多く
のクロムが炭化クロムに変換される。
分を制御するために、気体状燃料−酸化体中の酸素対炭
素の原子比は１．０４４：１〜１．００：１の範囲に調
節されうる。燃料中の炭素の比率が多いほど、一層多く
のクロムが炭化クロムに変換される。
【００２０】爆発銃技術を使用する場合、粉末粒子が銃
の室内にとどまる時間は短く、コーティング中に所望の
平衡炭化物分散状態を創出するには不十分なことがあ
り、従って反応を完結し、それにより炭化物の形成を安
定化するために熱処理が推奨されうる。熱処理は８００
℃以上、好ましくは１０００℃以上の温度で炭化物の形
成を実質上安定化する時間行われる。加熱段階の時間は
２〜１０時間、好ましくは３〜５時間である。
の室内にとどまる時間は短く、コーティング中に所望の
平衡炭化物分散状態を創出するには不十分なことがあ
り、従って反応を完結し、それにより炭化物の形成を安
定化するために熱処理が推奨されうる。熱処理は８００
℃以上、好ましくは１０００℃以上の温度で炭化物の形
成を実質上安定化する時間行われる。加熱段階の時間は
２〜１０時間、好ましくは３〜５時間である。
【００２１】本発明のＭＣｒＡｌＹ粉末組成物は、１０
〜５０重量％、好ましくは１５〜４０重量％、最も好ま
しくは１７〜３０重量％の量におけるクロムと、４〜２
０重量％、好ましくは６〜１８重量％、最も好ましくは
７〜１６重量％の量におけるアルミニウムと、０．１〜
１．０重量％、好ましくは０．２〜０．８重量％、最も
好ましくは０．２〜０．６重量％の量におけるイットリ
ウムと、残部の鉄、コバルト、ニッケル或いはその混合
物を含むことができる。所望なら、スカンジウム、ラン
タン、珪素、ハフニウム、バナジウム、チタン、タンタ
ル、タングステン、ニオブ、ジルコニウム、イッテルビ
ウム、セリウム或いはその混合物を粉末組成物の添加す
ることができる。添加量は添加目的に応じて変更される
が、大半の用途においてＭＣｒＡｌＹ粉末組成物の重量
に基づいて０．５〜１０重量％、好ましくは１〜７重量
％の範囲の量が適当である。適当な粉末組成物の例を表
１に示す。
〜５０重量％、好ましくは１５〜４０重量％、最も好ま
しくは１７〜３０重量％の量におけるクロムと、４〜２
０重量％、好ましくは６〜１８重量％、最も好ましくは
７〜１６重量％の量におけるアルミニウムと、０．１〜
１．０重量％、好ましくは０．２〜０．８重量％、最も
好ましくは０．２〜０．６重量％の量におけるイットリ
ウムと、残部の鉄、コバルト、ニッケル或いはその混合
物を含むことができる。所望なら、スカンジウム、ラン
タン、珪素、ハフニウム、バナジウム、チタン、タンタ
ル、タングステン、ニオブ、ジルコニウム、イッテルビ
ウム、セリウム或いはその混合物を粉末組成物の添加す
ることができる。添加量は添加目的に応じて変更される
が、大半の用途においてＭＣｒＡｌＹ粉末組成物の重量
に基づいて０．５〜１０重量％、好ましくは１〜７重量
％の範囲の量が適当である。適当な粉末組成物の例を表
１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】本発明に対する気体状燃料−酸化体混合物
の可燃性気体は、アセチレン（Ｃ2Ｈ2 ）、プロピレン
（Ｃ3 Ｈ6 ）、メタン（ＣＨ4 ）、メチルアセチレン
（Ｃ3Ｈ4 ）、プロパン（Ｃ3 Ｈ8 ）、エタン（Ｃ2 Ｈ6
）、ブタジエン（Ｃ4 Ｈ6 ）、ブチレン（Ｃ4 Ｈ
8 ）、ブタン（Ｃ4 Ｈ10）、シクロプロパン（Ｃ3 Ｈ
6 ）、プロパジエン（Ｃ3 Ｈ4 ）、シクロブタン（Ｃ4
Ｈ8 ）、及びエチレンオキシド（Ｃ2 Ｈ8 Ｏ）から成る
群から選択される少なくとも１種である。好ましい燃料
は、アセチレンガス単独もしくはプロピレンのような少
なくとも１種の他の種可燃性気体と混合されたアセチレ
ンガスを含む。
の可燃性気体は、アセチレン（Ｃ2Ｈ2 ）、プロピレン
（Ｃ3 Ｈ6 ）、メタン（ＣＨ4 ）、メチルアセチレン
（Ｃ3Ｈ4 ）、プロパン（Ｃ3 Ｈ8 ）、エタン（Ｃ2 Ｈ6
）、ブタジエン（Ｃ4 Ｈ6 ）、ブチレン（Ｃ4 Ｈ
8 ）、ブタン（Ｃ4 Ｈ10）、シクロプロパン（Ｃ3 Ｈ
6 ）、プロパジエン（Ｃ3 Ｈ4 ）、シクロブタン（Ｃ4
Ｈ8 ）、及びエチレンオキシド（Ｃ2 Ｈ8 Ｏ）から成る
群から選択される少なくとも１種である。好ましい燃料
は、アセチレンガス単独もしくはプロピレンのような少
なくとも１種の他の種可燃性気体と混合されたアセチレ
ンガスを含む。
【００２４】所望なら、窒素のような不活性気体が、可
燃性気体と酸素との容積に基づいて２０〜５０容積％、
好ましくは３０〜４０容積％の量において気体燃料混合
物に添加されうる。爆発銃を使用して、気体状燃料−酸
化体混合物の流量は、０．２８〜０．３９ｍ3 ／分（１
０〜１４ｆｔ3 ／分）、好ましくは０．３１〜０．３６
ｍ3 ／分（１１〜１３ｆｔ3 ／分）の範囲で変更されそ
して燃焼回数は４〜１０回／秒、好ましくは７〜９回／
秒の範囲で変更されうる。胴部への粉末供給量は５〜３
５ｇ／分、好ましくは１５〜２５ｇ／分の範囲をとりう
る。クロムと反応して最終コーティング中に所望される
炭化クロムの量を形成するのに所望量の炭素が供される
ようにパラメータが選択される。
燃性気体と酸素との容積に基づいて２０〜５０容積％、
好ましくは３０〜４０容積％の量において気体燃料混合
物に添加されうる。爆発銃を使用して、気体状燃料−酸
化体混合物の流量は、０．２８〜０．３９ｍ3 ／分（１
０〜１４ｆｔ3 ／分）、好ましくは０．３１〜０．３６
ｍ3 ／分（１１〜１３ｆｔ3 ／分）の範囲で変更されそ
して燃焼回数は４〜１０回／秒、好ましくは７〜９回／
秒の範囲で変更されうる。胴部への粉末供給量は５〜３
５ｇ／分、好ましくは１５〜２５ｇ／分の範囲をとりう
る。クロムと反応して最終コーティング中に所望される
炭化クロムの量を形成するのに所望量の炭素が供される
ようにパラメータが選択される。
【００２５】本発明のコーティングを生成するまた別の
方法は、所謂極超音速火炎溶射コーティングプロセスを
含めて高速酸素−燃料方法でありうる。これら方法にお
いては、酸素と燃料気体とは連続的に燃焼せしめられ、
それにより高速気体流れを形成し、その中に粉末状コー
ティング組成物材料が噴射される。粉末粒子は、その融
点近くに加熱され、加速されそして被覆されるべき表面
に衝突せしめられる。衝突に際して、粉末粒子は、外方
に流動して重なり合った薄いレンズ状粒子及びスプラッ
ト（平板状）粒子を形成する。コーティングを付着する
ために炭素含有型燃料を使用して高速酸素−燃料技術を
使用する場合には、単位時間あたりの容積流量基準で酸
素対燃料比は４：１〜１：１、好ましくは３：１〜２：
１の範囲のような低酸素とすべきである。
方法は、所謂極超音速火炎溶射コーティングプロセスを
含めて高速酸素−燃料方法でありうる。これら方法にお
いては、酸素と燃料気体とは連続的に燃焼せしめられ、
それにより高速気体流れを形成し、その中に粉末状コー
ティング組成物材料が噴射される。粉末粒子は、その融
点近くに加熱され、加速されそして被覆されるべき表面
に衝突せしめられる。衝突に際して、粉末粒子は、外方
に流動して重なり合った薄いレンズ状粒子及びスプラッ
ト（平板状）粒子を形成する。コーティングを付着する
ために炭素含有型燃料を使用して高速酸素−燃料技術を
使用する場合には、単位時間あたりの容積流量基準で酸
素対燃料比は４：１〜１：１、好ましくは３：１〜２：
１の範囲のような低酸素とすべきである。
【００２６】本発明のコーティング材料は、チタン、
鋼、アルミニウム、ニッケル、コバルト、及びこれらの
合金等のような材料から成る基材を被覆するのに理想的
に適合する。
鋼、アルミニウム、ニッケル、コバルト、及びこれらの
合金等のような材料から成る基材を被覆するのに理想的
に適合する。
【００２７】
（例１）ＩＮ７１８基材ピン上に３種のコーティングを
調製し、熱処理し（真空中１０７９℃（１９７５°Ｆ）
において４時間）、平滑に仕上げ、そしてピーニングし
た。各コーティングのサンプルを１０９３℃（２０００
°Ｆ）においてサイクル酸化試験を行った。これら試験
において、コーティングしたピンは、５０分間高温帯域
にそして後とり出して１０分間冷却するサイクルに置い
た。試験後、ピンの断面をとり、エポキシ樹脂中に埋設
しそして研磨して表面酸化物スケール層と下側のアルミ
ナイド欠乏層の程度を顕在化させた。
調製し、熱処理し（真空中１０７９℃（１９７５°Ｆ）
において４時間）、平滑に仕上げ、そしてピーニングし
た。各コーティングのサンプルを１０９３℃（２０００
°Ｆ）においてサイクル酸化試験を行った。これら試験
において、コーティングしたピンは、５０分間高温帯域
にそして後とり出して１０分間冷却するサイクルに置い
た。試験後、ピンの断面をとり、エポキシ樹脂中に埋設
しそして研磨して表面酸化物スケール層と下側のアルミ
ナイド欠乏層の程度を顕在化させた。
【００２８】最初の２つのコーティング（Ａ、Ｂ）は、
異なった酸素対炭素比となるように異なった比率の酸素
及びプロピレン気体混合物を使用しての爆発銃プロセス
を使用して同じ粉末から作製した。第３のコーティング
は、比較目的のための基準コーティングであり、同軸ア
ルゴンシールドを使用するプラズマトーチを使用して作
製した。コーティングＡ及びＢに対する出発粉末の組成
は、重量％で、２１．８Ｃｏ−１６．９Ｃｒ−１４．２
Ａｌ−０．６５Ｙ−５Ｎｂ−残部Ｎｉである。プラズマ
コーティングに対する出発粉末の組成は、重量％で、２
１．８Ｃｏ−１７．２Ｃｒ−１２．５Ａｌ−０．６Ｙ−
残部Ｎｉである。
異なった酸素対炭素比となるように異なった比率の酸素
及びプロピレン気体混合物を使用しての爆発銃プロセス
を使用して同じ粉末から作製した。第３のコーティング
は、比較目的のための基準コーティングであり、同軸ア
ルゴンシールドを使用するプラズマトーチを使用して作
製した。コーティングＡ及びＢに対する出発粉末の組成
は、重量％で、２１．８Ｃｏ−１６．９Ｃｒ−１４．２
Ａｌ−０．６５Ｙ−５Ｎｂ−残部Ｎｉである。プラズマ
コーティングに対する出発粉末の組成は、重量％で、２
１．８Ｃｏ−１７．２Ｃｒ−１２．５Ａｌ−０．６Ｙ−
残部Ｎｉである。
【００２９】プラズマトーチコーティングは、表２に示
した組成のＮｉＣｏＣｒＡｌＹ粉末から作製した。爆発
銃コーティングは、酸化アルミニウムに変換される金属
アルミニウム分を補償するための追加アルミニウムを有
し、従ってプラズマコーティングとほぼ同じ残留金属ア
ルミニウムを与える粉末を使用して作製した。加えて、
爆発銃コーティングのための粉末は、爆発銃プロセスか
ら由来する炭素と活発的に結合するよう本発明に従って
添加された５．０重量％Ｎｂを有した。
した組成のＮｉＣｏＣｒＡｌＹ粉末から作製した。爆発
銃コーティングは、酸化アルミニウムに変換される金属
アルミニウム分を補償するための追加アルミニウムを有
し、従ってプラズマコーティングとほぼ同じ残留金属ア
ルミニウムを与える粉末を使用して作製した。加えて、
爆発銃コーティングのための粉末は、爆発銃プロセスか
ら由来する炭素と活発的に結合するよう本発明に従って
添加された５．０重量％Ｎｂを有した。
【００３０】コーティングのビッカース硬さを測定した
（表２）。爆発銃コーティングは基準プラズマコーティ
ングより約４０％高い硬さを有した。酸化試験の結果
は、爆発銃コーティングは基準プラズマコーティングと
匹敵するが僅かに低い耐酸化性を有することを示す。
（表２）。爆発銃コーティングは基準プラズマコーティ
ングより約４０％高い硬さを有した。酸化試験の結果
は、爆発銃コーティングは基準プラズマコーティングと
匹敵するが僅かに低い耐酸化性を有することを示す。
【００３１】従って、高温に対してクリープ耐性コーテ
ィング用途においてやフレッチング摩耗に耐えるべきタ
ービンブレードＺ−ノッチのコーティングにおけるよう
な高い硬度と良好な耐酸化性両方が重要な用途に対して
は、爆発銃コーティングがコーティング全体を通しての
炭化物分散を形成する炭素を提供する点で従来からのプ
ラズマコーティングより優れている。
ィング用途においてやフレッチング摩耗に耐えるべきタ
ービンブレードＺ−ノッチのコーティングにおけるよう
な高い硬度と良好な耐酸化性両方が重要な用途に対して
は、爆発銃コーティングがコーティング全体を通しての
炭化物分散を形成する炭素を提供する点で従来からのプ
ラズマコーティングより優れている。
【００３２】
【表２】
【００３３】（例２）例１の２つの爆発銃コーティング
をその酸素及び炭素含有量について化学分析し、その結
果を表３に示す。加えて、表３に示されるような酸素対
炭素比を有する２種の爆発銃コーティングを、ニオブを
添加しなかったことを除いて同様の組成の粉末から作製
しそしてこれらコーティングＣ及びＤを同じく化学的に
分析した。基準プラズマトーチコーティングＥを同様
の、但し低アルミニウム含有量のＮｉＣｏＣｒＡｌＹ粉
末から作製しそしてやはり化学分析した。コーティング
中の異なった相の量をこれら化学分析結果に基づいて計
算した。酸素は、平衡状態の最大安定酸化物を形成し、
Ｙ2 Ｏ3 を形成しそして後Ａｌ2 Ｏ3 を形成すると仮定
した。炭素は、最大安定炭化物を形成し、まずＮｂＣを
そして後僅かのＣｒ3 Ｃ2 を形成すると仮定した。表３
はこれら計算結果を総括する。
をその酸素及び炭素含有量について化学分析し、その結
果を表３に示す。加えて、表３に示されるような酸素対
炭素比を有する２種の爆発銃コーティングを、ニオブを
添加しなかったことを除いて同様の組成の粉末から作製
しそしてこれらコーティングＣ及びＤを同じく化学的に
分析した。基準プラズマトーチコーティングＥを同様
の、但し低アルミニウム含有量のＮｉＣｏＣｒＡｌＹ粉
末から作製しそしてやはり化学分析した。コーティング
中の異なった相の量をこれら化学分析結果に基づいて計
算した。酸素は、平衡状態の最大安定酸化物を形成し、
Ｙ2 Ｏ3 を形成しそして後Ａｌ2 Ｏ3 を形成すると仮定
した。炭素は、最大安定炭化物を形成し、まずＮｂＣを
そして後僅かのＣｒ3 Ｃ2 を形成すると仮定した。表３
はこれら計算結果を総括する。
【００３４】
【表３】
【００３５】Ｎｂが出発粉末に添加されるとき、計算結
果はコーティングが相応的に低いＣｒ3 Ｃ2 を形成しそ
して一層多くの残留金属クロムを有することを示す。酸
素対炭素比が増大するにつれ、Ａｌ2 Ｏ3 の量が増大
し、Ｃｒ3 Ｃ2 の量が減少しそしてこれらコーティング
において得られる炭素範囲に対してＮｂＣが一定にとど
まる（コーティングＡ及びＢ参照）。
果はコーティングが相応的に低いＣｒ3 Ｃ2 を形成しそ
して一層多くの残留金属クロムを有することを示す。酸
素対炭素比が増大するにつれ、Ａｌ2 Ｏ3 の量が増大
し、Ｃｒ3 Ｃ2 の量が減少しそしてこれらコーティング
において得られる炭素範囲に対してＮｂＣが一定にとど
まる（コーティングＡ及びＢ参照）。
【００３６】残留金属クロムの量はかくして、添加され
る金属元素Ｍ（この場合、Ｍは強いＭＣ型炭化物形成剤
である）の量と種類により制御することができ、そして
追加的にコーティングプロセスにおける酸素対炭素の比
により制御される。更に、分散酸化物対分散炭化物相の
比は、コーティングプロセスの酸素対炭素比により制御
されそして１．００：１〜１．０３：１の範囲内のコー
ティングが例１において広い意味で同様の硬さと耐酸化
性を有することが示された。こうして、コーティングプ
ロセス条件は意図する用途において一層高い炭化物分散
を得るに有利なように選択されうる。
る金属元素Ｍ（この場合、Ｍは強いＭＣ型炭化物形成剤
である）の量と種類により制御することができ、そして
追加的にコーティングプロセスにおける酸素対炭素の比
により制御される。更に、分散酸化物対分散炭化物相の
比は、コーティングプロセスの酸素対炭素比により制御
されそして１．００：１〜１．０３：１の範囲内のコー
ティングが例１において広い意味で同様の硬さと耐酸化
性を有することが示された。こうして、コーティングプ
ロセス条件は意図する用途において一層高い炭化物分散
を得るに有利なように選択されうる。
【００３７】Ｎｂ含有コーティングＡ及びＢは表２に示
されるように基準プラズマコーティングより実質上高い
硬さを有することが見出された。加えて、Ｎｂなしのコ
ーティング（コーティングＣ及びＤ）の硬さは共に約５
５０ＨＶ.3の硬さを有することが見出された。従って、
Ｎｂの追加的な効果は、コーティングの硬さを増大する
ことであり、これは高い硬さ、クリープ耐性もしくは高
温強度が必要とされるコーティング用途において有益で
あると予想される。ＮｂＣのようなＭＣ炭化物の使用
は、簡単なＮｉＣｏＣｒＡｌＹ爆発銃コーティングにお
いてＣｒ3 Ｃ2 もしくは低級炭化クロムより溶体化に対
する一層高い温度安定性性を有するものと予想される。
されるように基準プラズマコーティングより実質上高い
硬さを有することが見出された。加えて、Ｎｂなしのコ
ーティング（コーティングＣ及びＤ）の硬さは共に約５
５０ＨＶ.3の硬さを有することが見出された。従って、
Ｎｂの追加的な効果は、コーティングの硬さを増大する
ことであり、これは高い硬さ、クリープ耐性もしくは高
温強度が必要とされるコーティング用途において有益で
あると予想される。ＮｂＣのようなＭＣ炭化物の使用
は、簡単なＮｉＣｏＣｒＡｌＹ爆発銃コーティングにお
いてＣｒ3 Ｃ2 もしくは低級炭化クロムより溶体化に対
する一層高い温度安定性性を有するものと予想される。
【００３８】
【発明の効果】高温酸化性雰囲気において一層長い使用
寿命を有する、硬度と耐酸化性両方に優れるＭＣｒＡｌ
Ｙコーティングを提供する。
寿命を有する、硬度と耐酸化性両方に優れるＭＣｒＡｌ
Ｙコーティングを提供する。
【００３９】ここで示した本発明の好ましい具体例に本
発明の範囲内で多くの変更をなしうることを銘記された
い。例えば、本発明のコーティングは良好な２重熱障壁
コーティングを生成するようにジルコニアのトップ層と
共に被覆することができる。
発明の範囲内で多くの変更をなしうることを銘記された
い。例えば、本発明のコーティングは良好な２重熱障壁
コーティングを生成するようにジルコニアのトップ層と
共に被覆することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイムズ・ケント・ナップ アメリカ合衆国インディアナ州ピッツボ ロ、250イー、ノース・カントリー・ロー ド6251
Claims (10)
- 【請求項１】 ＭＣｒＡｌＹ基コーティング（ここで、
Ｍは鉄、コバルト及びニッケルとその混合物とからなる
群から選択される）を生成する方法にして、酸化体と飽
和及び不飽和炭化水素の群から選択される少なくとも１
種の可燃性気体を含みそして酸素対炭素の原子比が１．
０４４：１〜１．００：１の範囲にある気体状燃料−酸
化体混合物を使用して基材の表面上にＭＣｒＡｌＹ基粉
末組成物を爆発銃手段により溶射し、この場合、コーテ
ィング層が炭化クロムの形態にある３０〜８０重量％の
クロム成分を有しそして炭素がコーティングの少なくと
も１重量％の量で存在することを特徴とするＭＣｒＡｌ
Ｙ基コーティングを生成する方法。 - 【請求項２】 基材を８００℃を超える温度に加熱して
燃料−酸化体混合物からの炭素と粉末組成物からのクロ
ムとの反応を安定化して所望量の炭化クロムを形成する
請求項１の方法。 - 【請求項３】 ＭＣｒＡｌＹ基粉末組成物がスカンジウ
ム、ランタン、珪素、ハフニウム、タンタル、タングス
テン、チタン、ジルコニウム、セリウム、ニオブ、バナ
ジウム及びイッテルビウムから成る群から選択される元
素の少なくとも１種を更に含む請求項１の方法。 - 【請求項４】 可燃性気体がアセチレンとプロピレンと
の混合物でありそして酸素対炭素の原子比が１．０２：
１〜１．００：１の範囲にあり、コーティング中のクロ
ム成分の４０〜８０重量％が炭化クロムの形態にある請
求項１の方法。 - 【請求項５】 ＭＣｒＡｌＹ基コーティング（ここで、
Ｍは鉄、コバルト及びニッケルとその混合物とからなる
群から選択される）を生成する方法にして、酸化体と飽
和及び不飽和炭化水素の群から選択される少なくとも１
種の可燃性気体を含みそして酸素対燃料の容積流量比が
４：１〜１：１の範囲にある気体状燃料−酸化体混合物
を使用して基材の表面上にＭＣｒＡｌＹ基粉末組成物を
高速酸素−燃料手段により溶射し、この場合、コーティ
ング層が炭化クロムの形態においてコーティング中のク
ロム成分の３０〜７５重量％を有することを特徴とする
酸化物分散ＭＣｒＡｌＹ基コーティングを生成する方
法。 - 【請求項６】 基材を８００℃を超える温度に加熱して
燃料−酸化体混合物からの炭素と粉末組成物からのクロ
ムとの反応を安定化して所望量の炭化クロムを形成する
請求項５の方法。 - 【請求項７】 ＭＣｒＡｌＹ基粉末組成物がスカンジウ
ム、ランタン、珪素、ハフニウム、タンタル、ジルコニ
ウム、タングステン、バナジウム、セリウム、チタン、
ニオブ、及びイッテルビウムから成る群から選択される
元素の少なくとも１種を更に含む請求項５の方法。 - 【請求項８】 ＭＣｒＡｌＹ基材料（ここで、Ｍは鉄、
コバルト及びニッケルとその混合物とからなる群から選
択される）から成る溶射層で被覆されそしてクロム成分
の３０〜８０重量％が炭化クロムの形態にあるＭＣｒＡ
ｌＹ基材料溶射層被覆基材。 - 【請求項９】 コーティングがスカンジウム、ランタ
ン、珪素、ハフニウム、セリウム、イッテルビウム、バ
ナジウム、ニオブ、チタン、タングステン、タンタル及
びジルコニウムから成る群から選択される元素の少なく
とも１種を更に含み、そして該元素が実質上炭化物の形
態にある請求項８のＭＣｒＡｌＹ基材料溶射層被覆基
材。 - 【請求項１０】 基材がチタン、鋼、アルミニウム、ニ
ッケル、コバルト及びその合金から成る群から選択され
る請求項８のＭＣｒＡｌＹ基材料溶射層被覆基材。
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