JPH1072658A - 金属材のアルミニウム拡散コーティング方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設備を簡易化し、作業効率を向上させるとと
もに、Ａｌ蒸気の分布の均一化を図り、良質なコーティ
ングを行う。 【解決手段】 密閉容器にアルミコーティング材を装填
し不活性ガスを供給して該密閉容器の内部を不活性ガス
雰囲気に置換する工程と、密閉容器の内部を減圧してガ
ス雰囲気でアルミコーティング材を加熱しＡｌ蒸気を発
生させる工程と、被コーティング材の表面にＡｌ蒸気を
接触させる工程とを有する技術を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属材のアルミニ
ウム拡散コーティング方法及びその装置に係わり、特
に、製品の品質向上を図るのに好適な技術である。

【０００２】

【従来の技術】金属材のアルミニウム拡散コーティング
技術は、航空機に使用されるガスタービンエンジンのタ
ービン動静翼の耐酸化用被膜の製造工程等に利用されて
いる。

【０００３】図３は、ニッケル基合金等の金属材に対す
るアルミニウム拡散コーティング技術の従来例を示して
いる。図中符号１はアルミコーティング材、２は反応容
器、２ａは息抜き穴、３は粉末用収容床、３ａは噴出
口、４は被コーティング材、５は不活性ガス供給系、５
ａはガス供給口である。アルミコーティング材１は、Ａ
ｌ粉末，アルミナ粉末及び活性剤の混合物であり、通
常、１．５〜１８重量％，７８〜９８重量％，０．５〜
４重量％のものが用いられる。

【０００４】反応容器２の上部周縁には、図３に示すよ
うに息抜き穴２ａが設けられ、粉末用収容床３には、複
数の噴出口３ａと、該噴出口３ａを取り囲むガス誘導筒
部３ｂと、被コーティング材４を支持する支持具３ｃと
が複数設けられる。また、反応容器２には、Ａｒ等の不
活性ガスを供給する不活性ガス供給系５が接続されてお
り、粉末用収容床３の下部のガス供給口５ａから不活性
ガスが送り込まれる。アルミコーティング材１及び被コ
ーティング材４は、不活性ガス雰囲気内において、ヒー
タ等により拡散コーティングの適温９００〜１１００℃
に加熱され、被コーティング材４の表面にＡｌ蒸気を付
着拡散させることによりアルミニウム拡散コーティング
層が形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
示す金属材のアルミニウム拡散コーティング技術である
と、反応容器２の内部に送り込まれた不活性ガスが流路
抵抗の小さな部分を通って息抜き穴２ａに送り込まれ易
くなるために、Ａｌ蒸気が被コーティング材４の表面に
接触する量が減少して拡散現象の均一化を図ることが困
難になり、被コーティング材４への付着量のむらが生じ
る。

【０００６】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、以下の目的を達成するものである。 設備を簡易化し、作業効率を向上させること。 反応容器内におけるＡｌ蒸気分布の均一化を図るこ
と。 被コーティング材の全表面へのＡｌ蒸気の付着拡散
を均等化し、良質なコーティングを行うこと。

【０００７】

【課題を解決するための手段】密閉容器の中には、コー
ティング用アルミコーティング材及び被コーティング材
が装填され、密閉容器の内部に不活性ガス供給系が接続
されて不活性ガスが充填されるが、これらの技術に加え
て、該密閉容器に接続される真空ポンプにより不活性ガ
スの一部が吸引されて減圧雰囲気に保持され、減圧雰囲
気でかつアルミニウム拡散コーティング適温の例えば９
００〜１１００℃に保持され、被コーティング材表面に
Ａｌ蒸気の付着及び拡散によるアルミニウム拡散コーテ
ィング層が形成される。密閉容器の内部、つまり、拡散
雰囲気を減圧状態にすると、Ａｌの蒸気化温度が低下す
ることにより、密閉容器の内部全域にＡｌ蒸気が広がっ
て被コーティング材の全面に均質に付着する。被コーテ
ィング材にあっては、前処理によって表面に付着してい
る異物を除去しておくことが望ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る金属材のアル
ミニウム拡散コーティング方法及びその装置の一実施形
態について、図１ないし図２を参照して説明する。

【０００９】該一実施例にあっては、図３例で説明した
反応容器２に代えて、息抜き穴２ａ等を設けない完全密
閉構造の密閉容器１１が使用されるとともに、密閉容器
１１に減圧手段として真空ポンプ１２が接続され、吸引
口１１ａを経由して気体の吸引が行われる。

【００１０】以下、金属材のアルミニウム拡散コーティ
ングを行う場合について、図１にＳ１ないしＳ９で示す
各工程順に説明する。

【００１１】〔Ｓ１：前処理〕被コーティング材４の表
面に付着している異物等にあっては、サンドブラスト等
の研磨を施すことによって除去される。

【００１２】〔Ｓ２：処理容器内への装填〕密閉容器１
１の内部には、例えば、ニッケル基合金等からなる被コ
ーティング材４が、支持具３ｃにより支持された状態に
装填される。

【００１３】〔Ｓ３：コーティングパウダー充填〕アル
ミコーティング材１にあっては、粉末用収容床３に充填
される。このとき、被コーティング材４は、アルミコー
ティング材１に接しないように浮かせた状態で、かつ、
互いに接触しないように配される。

【００１４】〔Ｓ４：不活性ガス充填置換〕不活性ガス
供給系５よりガス供給口５ａを経由してＡｒガスが密閉
容器１１の内部に充填されることにより、密閉容器１１
の内部が不活性ガス雰囲気に置換される。

【００１５】〔Ｓ５：減圧〕真空ポンプ１２の運転によ
って、吸引口１１ａを経由してＡｒガスの一部が吸引さ
れることにより、密閉容器１１の内部が減圧雰囲気に保
持される。

【００１６】〔Ｓ６：拡散処理適温〕密閉容器１１の内
部の温度を高めて、粉末用収容床３に支持されているア
ルミコーティング材１と被コーティング材４とを、例え
ば９００〜１１００℃の拡散処理適温まで加熱する。こ
の加熱により、減圧雰囲気に対応した蒸発温度でアルミ
コーティング材１が蒸発し、密閉容器１１の内部全域に
分散させられる。

【００１７】〔Ｓ７：拡散コーティング〕Ａｌ蒸気が、
被コーティング材４の表面に接触することにより、Ａｌ
原子が被コーティング材４の表面に拡散する現象が生
じ、アルミニウム拡散コーティング層が形成される。

【００１８】〔Ｓ８：冷却〕アルミニウム拡散コーティ
ング層の形成後、自然冷却等による冷却が行われる。

【００１９】〔Ｓ９：製品の取り出し〕冷却完了後、密
閉容器１１内に不活性ガスを充填し、大気圧と同等にし
た後、アルミニウム拡散コーティングされた製品が密閉
容器１１から取り出される。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係る金属材のアルミニウム拡散
コーティング方法及び装置によれば、以下の効果を奏す
る。 （１） 減圧によってアルミコーティング材を加熱する
ため、Ａｌ蒸気の発生が促進され加熱設備等を簡易化す
ることができる。 （２） 密閉容器の内部を減圧雰囲気にしてＡｌ蒸気を
発生させるため、Ａｌ蒸気を密閉容器の内部全域に送り
込み、均一で、かつ、良質なコーティング層を得ること
ができる。 （３） 減圧雰囲気下でのＡｌ蒸気発生を併用すること
により、温度調整を容易に行うことができる。 （４） 密閉容器を使用することにより、Ａｒガスの使
用量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる金属材のアルミニウム拡散コー
ティング方法の実施工程例を示すフローチャートであ
る。

【図２】本発明に係わる金属材のアルミニウム拡散コー
ティング方法及びその装置の一実施形態を示すブロック
図を併記した正断面図である。

【図３】金属材のアルミニウム拡散コーティングの従来
技術例を示すブロック図を併記した正断面図である。

【符号の説明】

１ アルミコーティング材 ２ 反応容器 ２ａ 息抜き穴 ３ 粉末用収容床 ３ａ 噴出口 ３ｂ ガス誘導筒部 ３ｃ 支持具 ４ 被コーティング材 ５ 不活性ガス供給系 ５ａ ガス供給口 １１ 密閉容器 １１ａ 吸引口 １２ 真空ポンプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器（１１）にアルミコーティング
   材（１）を装填し不活性ガスを供給して該密閉容器の内
   部を不活性ガス雰囲気に置換する工程と、密閉容器の内
   部を減圧してガス雰囲気でアルミコーティング材を加熱
   しＡｌ蒸気を発生させる工程と、被コーティング材
   （４）の表面にＡｌ蒸気を接触させる工程とを有するこ
   とを特徴とする金属材のアルミニウム拡散コーティング
   方法。
2. 【請求項２】 被コーティング材（４）を収納する密閉
   容器（１１）と、該密閉容器に接続されその内部に不活
   性ガスを供給する不活性ガス供給系（５）と、密閉容器
   に接続されその内部の不活性ガスを吸引して減圧雰囲気
   とする真空ポンプ（１２）とを具備することを特徴とす
   る金属材のアルミニウム拡散コーティング装置。
3. 【請求項３】 密閉容器（１１）は、減圧時に完全密閉
   状態となる構造体であることを特徴とする請求項２に記
   載の金属材のアルミニウム拡散コーティング装置。