KR20160085255A - 확산 알루미나이드 코팅을 생성하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

확산 알루미나이드(aluminide) 재료를 다양한 부품의 내부 구역 상에 적용하기 위한 독특하고 개선된 방법 및 코팅 장치가 개시된다. 공급원 재료를 긴 부재, 예컨대 와이어 또는 막대 상에 코팅하고, 다음으로 이것을 특정 위치에서 코팅될 구성요소의 중공 공동에 삽입한다. 코팅 방법 및 생성된 코팅에서의 개선은 복잡한 기하구조를 코팅하는 능력, 및 산화물 및/또는 잔류 비스큐(bisque)의 제거를 위한 코팅 후 단계가 필요하지 않은, 균일한 두께로 구성요소를 코팅하는 능력을 포함한다.

Description

확산 알루미나이드 코팅을 생성하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING DIFFUSION ALUMINIDE COATINGS}

본 발명은 내부 공동, 예컨대 가스 터빈 구성요소의 내부 구역의 표면 상에 제어된 양의 확산 코팅 재료를 적용하기 위한 신규하고 개선된 방법 및 코팅 장치에 관한 것이다.

알루미나이드(aluminide) 코팅은 금속 기재 표면, 예컨대 니켈, 코발트, 철 및 구리 합금을 보호하기 위해서 널리 사용되는 확산된 코팅이다. 알루미나이드 코팅은 니켈 및 코발트가 기재의 표면에서 알루미늄과 반응하는 경우 형성되는 금속간 화합물을 기재로 한다. 금속간 화합물은 2상 구성성분 간의 특별한 원소 (원자) 비율에 의해서 가능한 특징적인 결정 구조를 갖는, 2상 금속계에서의 중간체 상이다.

알루미늄계 금속간 화합물 (즉, 알루미나이드)은 고온 분해에 대해서 내성이 있다. 그 결과, 그것은 바람직한 보호 코팅으로서 존재해 왔다. 보호성 알루미나이드 코팅은 다양한 최종 사용 응용을 위해서 고온 산화 및 부식 보호를 제공한다. 이러한 코팅은 항공우주 구성요소, 예컨대 가스 터빈 엔진의 보호에 특히 효과적이다.

가스 터빈 엔진은 다양한 구성요소, 예컨대 블레이드(blade), 베인(vane) 및 연소기 케이스를 포함한다. 그러한 구성요소는 통상적으로 니켈 및 코발트 합금으로부터 제조된다. 작동 중에, 이러한 구성요소는 전형적으로 터빈의 뜨거운 구역에 위치되어, 터빈 연소 과정으로부터의 뜨거운 가스에 노출되는데, 여기에서 산화 및 부식이 일어날 수 있다. 특히, 구성요소 부품의 표면에서의 산화 및 부식 반응은 금속 소모 및 벽 두께 손실을 유발할 수 있다. 금속의 손실은 각각의 구성요소 부품 상에서 응력을 급격하게 증가시켜서, 부품 실패를 유발할 수 있다. 따라서, 알루미나이드 코팅이 이러한 구성요소 부품에 형성되어, 산화 및 부식에 대한 내성을 제공함으로써 그 부품의 구조적 온정성을 보호한다.

제조 동안 부품 상에 부여된 주의깊은 치수 허용 오차가 또한 알루미나이드 코팅 방법 동안 유지되어야 한다. 알루미나이드 코팅 방법은 알루미늄 함유 공급원 재료의 존재 하에서 금속 기재 표면을 가열하는 것을 포함한다. 알루미늄-함유 공급원 재료는 할라이드 활성화제 및 알루미늄 "주개(donor)" 또는 공급원 합금을 포함한다. 본원 및 본 명세서 전체에서 사용되는 바와 같이, 용어 "주개" 및 "공급원"은 상호교환가능하게 사용된다. 재료가 가열되는 경우, 주개 합금 및 활성제가 반응하여 알루미늄 증기를 생성한다. 기화된 알루미늄은 금속 기재 표면으로 이동하고, 금속 표면 내로 확산하여 금속 알루미늄 합금의 보호성 외부 층을 생성한다. 알루미늄은 기재와 반응하여 금속간 화합물을 형성한다. 알루미늄을 함유하는 부가 층이 또한 형성된다.

알루미나이드 코팅 방법은 일반적으로 구성요소의 외부 구역 및 내부 구역을 코팅하는 것을 포함한다. 알루미나이드 코팅의 하나의 유형은 외부 표면을 코팅하는 데 사용되고, 알루미나이드의 제2 유형은 내부 구역을 코팅하는 데 사용된다. 그 부품에 대한 편평하지 않거나 또는 과도하게 두꺼운 확산 코팅 층은 벽 두께를 감소시키고, 그로 인해서 부품의 강도를 감소시키도록 효과적으로 작용할 수 있다. 추가로, 특히 높은 응력이 주로 발생하는 터빈 블레이드의 선단(leading) 모서리 및 후단(trailing) 모서리에서의 과도하게 두꺼운 알루미나이드 코팅은 피로 균열을 유발할 수 있다.

더욱이, 그 구성요소는 전형적으로 내부 냉각 공기를 이송하기 위한 중공(hollow) 중심 통로로 구조화되어 있다. 그 결과, 중공 구성요소의 내부 표면은 균일한 두께의 코팅을 생성할 뿐만 아니라, 내부 표면을 따르는 냉각 공기 통로에 방해가 되지 않도록 하는 방식으로 코팅되어야 한다. 항공우주 산업에서의 진보는 내부 공동의 표면을 따르는 점점 더 복합해지는 기하구조를 갖도록 설계된 가스 터빈 구성요소로 이어지고 있기 때문에, 이전에 경험한 것보다 더 도전적으로 그러한 표면을 균일하게 코팅하기 위한 능력이 필요하다.

알루미나이드 코팅을 중공 구성요소의 내부 표면 상에 형성하기 위한 한 기술은 알루미나이징 분말 팩을 사용하여 주개 및 활성화제를 내부 표면에 직접 적용하는 것이 필요하다. 팩 기술은 활성화제, 예컨대 알루미늄 플루오라이드 또는 암모늄 플루오라이드와 혼합된 알루미늄 분말을 사용하는 것을 포함한다. 부품이 알루미늄계 분말에 의해서 완전히 에워싸지는 것을 보장하는 방식으로 코팅될 부품을 활성화제를 갖는 이러한 분말 중에 침지시킨다. 알루미늄계 분말을 또한 부품의 내부 구역에 밀어 넣고, 그 후 분말을 가열하여 융융시키고, 분말을 표면 내로 확산시킨다. 그러나, 산업에서 일부가 "비스큐(bisque)"라 지칭될 수 있는 바람직하지 않은 잔류 코팅은 냉각 공기 구멍 및 내부 통로로부터 제거하기 어려울 수 있다. 본원 및 본 명세서 전체에서 사용되는 바와 같이 "비스큐"는 스케일(scale)을 비롯한 산화된 재료 (예를 들어, Al_xO_y); 주개 재료 구성성분 (예를 들어, 할라이드 활성화제 및 주개 공급원 재료); 및 할라이드-함유 활성화제와 대기 가스의 것을 비롯한 주개 재료 구성성분의 부반응으로부터 유발된 부산물 (예를 들어, Al_xN_y)을 포함하고자 하는데, 이들 모두는 코팅 방법 동안 형성되며, 이것은 생성된 알루미나이드 코팅에 바람직하지 않게 도입된다. 비스큐는 공기 유동의 제약의 원인이 될 수 있다. 그 결과, 그 부품은 스크래핑(scrapping)되어야 하기 때문에, 재료 및 제품 손실을 유발한다.

또 다른 공지된 기술에서, 액체 상 슬러리 알루미니제이션(aluminization) 방법이 알루미나이드 코팅의 형성을 위해서 사용되어 왔다. 이것은 액체 상 슬러리를 표면에 직접 도포하는 것을 포함한다. 부품을 비산화성 분위기 또는 진공 중에서 1600 내지 2000℉의 온도에서 가열함으로써 확산된 알루미나이드의 형성이 성취된다. 가열은 금속을 슬러리로 용융시키고, 알루미늄이 반응하여 기재 표면 내로 확산되는 것을 허용한다. 그러나, 액체 상 슬러리 알루미니제이션 방법은 팩 알루미니제이션 방법과 동일한 단점을 겪는다. 일반적으로, 직접 적용된 팩 및 슬러리 둘 모두는 주개 및 활성화제가 부품 표면에 융착(fusing)되거나 소결되는 위험으로 인한 어려움을 갖는다. 추가로, 두 기술은 내부 공동 내에 함유되고, 제거가 어려운 잔류 코팅 또는 비스큐를 생성한다.

다른 기술은 화학 증착 (CVD) 또는 증기 상 알루미나이드 코팅 방법을 포함하는데, 그에 의해서, 기화된 알루미나이드 코팅이 부품의 내부 구역의 외부에 생성되고, 그 후 증기 유동이 부품의 내부 구역으로 안내된다. CVD 또는 증기 상 코팅은 문제가 있는데, 그 이유는 그것들이 알루미나이징 가스를 구성요소 기하구조에 의해서 영향을 받고, 복잡한 플럼빙(plumbing) 및 가스 제어를 요구하는 내부 표면으로 계속적으로 보충 유동시키는 것을 요구하기 때문이다. 추가로, 종래의 CVD 및 증기 상 코팅 방법은 외부 구역이 코팅 사이클 동안 코팅되는 것과 동일한 속도에서 부품의 내부 구역 내의 요구되는 표면 전부를 완전히 코팅할 수 있음이 증명되지 않았다. 이것은 코팅되지 않은 표면으로 이어질 수 있다. 내부 구역을 따르는 불완전한 알루미나이드 피복 문제는 다양한 산업 기술, 예컨대 항공우주 및 에너지 분야의 진보로 점점 더 복잡한 기하구조를 갖는 구성요소에서는 훨씬 더 문제가 된다.

종래의 알루미나이드 코팅 방법이 갖는 단점을 고려하여, 복잡한 기하구조를 갖는 내부 표면을 단순화된 방식으로 효과적으로 코팅할 수 있는 알루미나이드 코팅 방법에 대한 충족되지 않은 요구가 존재한다. 본 발명의 다른 이점 및 응용은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다.

본 발명은 하기 측면 중 임의의 것을 다양한 조합으로 포함할 수 있고, 기재된 설명에서 하기에 설명된 본 발명의 임의의 다른 측면을 또한 포함할 수 있다.

제1 측면에서, 알루미나이드 코팅을 형성하는 방법이 제공된다. 코팅 방법은 외부 구역 및 내부 구역을 갖는 구성요소를 제공하는 것을 포함한다. 내부 구역은 내부 공동을 한정하는 하나 이상의 내부 표면을 특징으로 한다. 구성요소의 내부 구역에 상응하는 크기 및 형상에 의해서 적어도 부분적으로 한정된 긴 부재를 또한 제공한다. 긴 부재 상에 알루미늄계 슬러리를 도포한다. 긴 부재를 상기 구성요소의 개구부를 통해서 도입하고, 이어서 상기 공동 내에서, 하나 이상의 내부 표면 각각으로부터 이격된 위치에 위치시킨다. 열을 구성요소 및 부재에 가한다. 상기 내부 구역 내에서 기화된 알루미늄을 생성하고, 하나 이상의 내부 표면을 향해서 안내한다. 기화된 알루미늄을 하나 이상의 표면 내로 확산시킨다. 알루미늄을 하나 이상의 표면과 반응시켜서 알루미나이드 코팅을 형성한다.

제2 측면에서, 알루미나이드 코팅의 형성 방법이 제공된다. 코팅 방법은 외부 구역 및 내부 구역을 갖는 구성요소를 제공하는 것을 포함하는데, 내부 구역은 제1 내부 공동 및 제2 내부 공동을 한정하는 하나 이상의 내부 표면을 특징으로 한다. 제1 긴 부재를 제공한다. 제1 긴 부재는 제1 내부 공동에 상응하는 크기 및 형상에 의해서 적어도 부분적으로 한정된다. 제1 알루미늄계 슬러리를 상기 제1 긴 부재 상에 도포한다. 제2 긴 부재는 제2 내부 공동에 상응하는 크기 및 형상으로 적어도 부분적으로 한정된다. 제2 알루미늄계 슬러리를 상기 제2 긴 부재 상에 도포한다. 제1 긴 부재를 제1 내부 공동에 도입한다. 제1 긴 부재를 상기 제1 공동 내에서, 제1 내부 공동을 한정하는 하나 이상의 내부 표면 각각으로부터 이격된 제1 위치에 위치시킨다. 제2 긴 부재를 제2 공동 내에서, 제2 내부 공동을 한정하는 하나 이상의 내부 표면 각각으로부터 이격된 제2 위치에 위치시킨다. 구성요소, 제1 긴 부재 및 제2 긴 부재에 열을 가한다. 제1 내부 공동 및 제2 내부 공동 각각 내에서 제1 기화된 알루미늄 및 제2 기화된 알루미늄을 각각 생성한다. 제1 기화된 알루미늄 및 제2 기화된 알루미늄을 하나 이상의 내부 표면을 향해서 안내한다. 제1 기화된 알루미늄 및 제2 기화된 알루미늄을 하나 이상의 표면 내로 확산시킨다. 제1 기화된 알루미늄을 제1 내부 공동을 한정하는 하나 이상의 표면과 반응시켜서 제1 알루미나이드 코팅을 형성한다. 제2 기화된 알루미늄을 제2 내부 공동을 한정하는 하나 이상의 표면과 반응시켜서 제2 알루미나이드 코팅을 형성한다.

제3 측면에서, 구성요소의 내부 구역 상에 알루미나이징 코팅을 형성하기 위한 코팅 장치가 제공된다. 장치는 제1 단부, 제2 단부 및 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장된 하나 이상의 표면을 특징으로 하는 긴 부재를 포함한다. 긴 부재는 구성요소의 내부 공동 내에서, 하나 이상의 표면이 코팅될 내부 구역의 어느 내부 표면과도 접촉하지 않도록 하는 내부 공동 내부의 한 위치에 배치되어 있다. 긴 부재는 구성요소의 내부 구역의 기하구조에 상응하는 크기 및 형상을 특징으로 한다. 긴 부재의 하나 이상의 표면은 알루미늄계 슬러리로 코팅되어 있다. 슬러리는 활성화제, 결합제 및 알루미늄 주개 슬러리를 포함한다. 하나 이상의 표면은 구성요소의 내부 공동 내로 연장되어 있다. 긴 부재의 제1 단부는, 긴 부재가 삽입되는 개구부에 인접해 있다. 긴 부재의 제2 단부는 고정구 조립체(fixture assembly)에 연장되어 있다. 고정구 조립체는 긴 부재의 제2 단부 및 구성요소에 기계적으로 부착되어 있다. 고정구는 알루미나이징 코팅을 형성하는 동안 긴 부재를 고정식으로 유지시킨다.

본 발명의 목적 및 이점은 첨부된 도면과 함께 그의 바람직한 실시양태의 하기 상세한 설명으로부터 보다 양호하게 이해될 것이며, 도면에서 유사한 번호는 전체에 걸쳐서 동일한 특징부를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 알루미나이드 코팅 방법의 개략도를 나타내고;
도 2A는 고정구 조립체에 기계적으로 맞물린 긴 부재를 나타내고;
도 2B는 긴 부재 상에 놓인 가스 터빈 구성요소와 조합된 도 2A의 장치를 나타내고, 여기서 구성요소는 그의 내부 구역을 따라서 코팅될 것이고;
도 3A, 3B 및 3C는 종래의 슬러리 상 알루미니제이션 방법에 의해서 제조된 알루미나이드 코팅으로 코팅된 중공 튜브의 단면 현미경 사진을 나타내고;
도 3D, 3E 및 3F는 본 발명의 원리에 따라서 알루미나이드 코팅으로 코팅된 중공 튜브의 단면 현미경 사진을 나타내고;
도 4A는 튜브의 단부 중 하나에서 수득된 코팅된 튜브의 단면 샘플의 도 3C의 확대된 현미경 사진을 나타내고;
도 4B는 튜브의 단부 중 하나에서 수득된 코팅된 튜브의 단면 샘플의 도 3F의 확대된 현미경 사진을 나타내고;
도 5는 표준 기상 알루미니제이션 방법 의해서 코팅된 알루미나이드 코팅된 가스 터빈 베인과 본 발명의 코팅 방법에 의해서 코팅된 알루미나이드 코팅된 가스 터빈 베인에 대한 두께 분포의 비교를 나타낸다.

본 발명의 목적 및 이점은 관련된 그의 바람직한 실시양태의 하기 상세한 설명으로부터 보다 양호하게 이해될 것이다. 본 개시내용은 구성요소의 내부 구역 상에 알루미나이드 확산 코팅을 형성하기 위한 신규 기술에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 종래의 기술이 요구되는 내부 표면 전부를 완전히 코팅할 수 없다고 증명한 복잡한 기하구조를 갖는 구성요소에 특히 적합하다. 본 개시내용은 다양한 실시양태에서 그리고 본 발명의 다양한 측면 및 특징부를 참고로 본원에서 착수된다.

본 발명의 다양한 부재의 관계 및 기능은 하기 상세한 설명에 의해서 보다 양호하게 이해된다. 상세한 설명은 특징부, 측면 및 실시양태를 본 개시내용의 범주인 바와 같은 다양한 순열 및 조합으로 고려한다. 따라서 본 개시내용은 이러한 특정 특징부, 측면 및 실시양태의 임의의 그러한 조합 및 순열 중 어느 것, 또는 그의 선택된 하나 이상을 포함하거나, 그것으로 이루어지거나 또는 그것으로 본질적으로 이루어진 것으로서 명시될 수 있다.

본 발명을 이제 도 1 내지 5와 관련하여 기술할 것이다. 도면은 알루미나이드 코팅을 형성하기 위한 개선되고 신규한 방법을 나타낸다. 설명될 바와 같이, 그 방법은 코팅을 제조할 수 있는 방식을 단순화하면서 종래의 알루미니제이션 방법의 단점을 제거한다. 추가로, 본 발명은 종래의 알루미니제이션 방법에 의해서 제조된 알루미나이드 코팅에 비해서 개선된 특성을 갖는 알루미나이드 코팅을 생성한다.

도 1은 알루미나이드 코팅을 구성요소의 선택적인 내부 표면 상에 형성하는 일반적인 방법을 나타낸다. 예를 들어, 도 1에 도시된 구성요소는 금속 합금, 예컨대 니켈 및/또는 코발트로부터 바람직하게 형성된 외부 표면 및 내부 표면을 갖는 중공 튜브-유사 구조물이다. 중공 튜브는 외부 구역 및 내부 구역을 갖는 것으로서 한정될 수 있다. 외부 구역에는 일반적으로는 알루미나이드 코팅, 예컨대 백금 알루미나이드 재료가 적용된다. 구성요소의 내부 구역에는 알루미나이드 코팅, 예컨대 단순한 알루미나이드, 크로뮴 알루미나이드 및 Hf, Y, Zr 및 Si와 같은 원소를 함유하는 개질된 알루미나이드가 적용된다. 내부 구역은 내부 공동 또는 부피를 한정하는 하나 이상의 내부 표면을 포함한다. 내부 구역은 종래의 알루미니제이션 방법이 그의 전부를 효과적으로 코팅할 수 없는 특정 형상, 크기 및/또는 표면 텍스쳐 패턴을 갖는 복잡한 기하구조를 가질 수 있다.

계속해서 도 1을 참고하면, 중공 튜브의 내부 공동 내에 배치된 긴 부재가 도시되어 있다. 긴 부재는 알루미나이드 재료를 중공 튜브의 내부 표면 상에 코팅하기 위한 공급원을 제공한다. 긴 부재는 중공 튜브의 내부 구역의 기하구조에 상응하는 크기 및 형상을 갖는다. 긴 부재는 제1 단부, 제2 단부 및 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장된 곡선적(curvilinear) 표면을 특징으로 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 긴 부재는 곡선적 표면이 코팅될 중공 튜브의 내부 구역의 어느 내부 표면과도 접촉하지 않도록 중공 튜브 내에 위치되어 있다.

중공 튜브의 내부 공동을 통해서 연장된 긴 부재의 곡선적 표면이 도시되어 있다. 곡선적 표면에는 알루미늄계 슬러리가 도포되어 있다. 슬러리는 구성요소의 내부 표면 상에 코팅될 알루미늄 공급원 또는 주개 재료를 함유한다. 알루미늄계 슬러리는 예를 들어 알루미늄 및 알루미늄 합금을 포함할 수 있는 알루미늄 주개 재료를 포함한다. 적합한 알루미늄 합금의 예는 크로뮴 알루미늄, 코발트 알루미늄 및 규소 알루미늄을 포함한다. 바람직하게는, 긴 부재는 구성요소 (예를 들어, 중공 튜브)의 내부 구역 내에 긴 부재를 삽입 및 배치하기 전에 알루미늄계 슬러리로 예비 코팅되고, 건조되고 경화된다. 관련 기술분야에서 공지된 바와 같이, 슬러리로부터의 알루미늄의 해방 및 기화는 알루미늄계 슬러리 중에 포함된 할라이드 활성화제에 의해서 가능해진다. 슬러리는 또한 기화성 결합제를 포함하여 생성된 코팅을 구성요소의 내부 표면 상에 접착식으로 유지시킨다. 알루미늄계 슬러리는 임의의 공지된 수단, 예컨대 딥핑(dipping)에 의해서 긴 부재 상에 도포될 수 있다. 슬러리는 바람직하게는 약 실온 내지 약 500℉의 비교적 낮은 온도에서 건조 및 경화되어 부재 상에 알루미늄계 코팅을 생성한다.

도 1은 긴 부재가 삽입된 중공 튜브의 개구부에 가깝게 인접하게 위치된 제1 단부를 포함하는 것을 도시한다. 긴 부재는 제2 단부를 가지며, 이것은 고정구 조립체를 향해서 연장되게 도시되어 있다. 고정구 조립체는 긴 부재의 제2 단부 및 중공 튜브에 맞물려질 수 있다. 도 1의 예에서, 고정구 조립체는 긴 부재 및 중공 튜브에 기계적으로 부착될 수 있다. 코팅 사이클이 완결된 후, 고정구 조립체는 긴 부재 및 중공 튜브로부터 탈착될 수 있다.

긴 부재는 임의의 적합한 내열 재료, 예컨대 금속, 세라믹 또는 흑연으로 제조될 수 있다. 부재는 코팅될 중공 튜브의 내부 표면 중 임의의 것에 대해서 접하지 않고 중공 튜브의 내부 공동 내에 삽입되는 것을 허용하는 형상 및 크기를 갖는다. 한 예에서, 그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 긴 부재는 막대-유사 구조물이다. 또 다른 예에서, 긴 부재는 와이어이다. 부재의 정확한 형상, 단면 두께 및 길이의 선택은 생성된 알루미나이드 코팅의 두께 및 알루미나이드 코팅의 조성 (예를 들어, 첨가제 코팅 및 확산된 코팅 중에 필요한 알루미늄 함량 및 구배)과 함께 코팅될 내부 표면의 기하구조에 적어도 부분적으로 좌우될 수 있다.

알루미늄계 슬러리를 도포하고, 이어서 바람직하게는 건조 및 경화시켜서 상응하는 알루미늄계 코팅 (예를 들어, 알루미늄 주개 재료, 할라이드 활성화제 및 결합제)을 형성한 후, 부재를 도 1에 도시된 바와 같은 구성으로 중공 튜브의 내부 공동 내에 삽입한다. 코팅될 중공 튜브의 내부 표면을 접하거나 접촉하지 않도록 하는 내부 공동 내의 위치에 부재를 위치시킨다. 이어서, 긴 부재를 바람직하게는 내열 재료로 제조된 고정구 조립체에 의해서 제자리에 고정시킨다. 고정구 조립체는 부재가 코팅 사이클 동안 움직이지 않고 내부 표면을 부적절하게 접촉하지 않는 것을 보장한다. 고정구 조립체를 긴 부재의 단부 및 중공 튜브에 기계적으로 부착할 수 있다. 고정구는 알루미나이드 코팅 사이클 동안 긴 부재의 배향을 유지시키고, 긴 부재의 이동을 방지하는 역할을 한다. 고정구 조립체는 관련 기술분야에 공지된 임의의 종래의 수단에 의해서 중공 튜브 및 긴 부재로부터 탈착될 수 있다. 긴 부재를 고정구 상에 고정시키는 다른 수단이 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 긴 부재를 위치시키고 고정시킨 후, 열을 구성요소 및 긴 부재에 가한다. 열은 금속을 진공 또는 보호 분위기, 예컨대 수소 또는 아르곤에서 열 처리하기에 적합한 임의의 로(furnace)에 의해 가해질 수 있다. 코팅으로부터의 알루미늄의 해방 및 기화를 촉진시키는 열 조건을 성취하도록 충분한 열을 가한다. 한 예에서, 구성요소 및 막대의 온도를 약 1600 내지 2000℉로 가열할 수 있다. 할라이드 활성화제 및 결합제를 기화시킨다. 알루미늄 주개 재료, 활성화제 및 결합제의 휘발된 구성성분이 내부 공동으로 해방되기 때문에, 비산화 또는 불활성 가스를 우선적으로 사용하여 내부 표면과 긴 부재 사이의 공간을 차지하는 할라이드 활성화제 및 결합제의 적어도 일부를 스위핑 또는 제거한다. 이러한 방식에서, 활성화제 및 결합제의 적어도 일부는 내부 표면과 접촉하기 전에 제거될 수 있다. 휘발된 알루미늄의 일부가 또한 스위핑되거나 또는 그를 따라서 비말동반될 수 있지만, 불충분한 알루미늄이 내부 표면 상을 코팅하고, 그것으로 확산되는 정도로 그러한 것은 아니다. 비스큐 및 스케일 형성으로 이어지는 전구체는 코팅 사이클 동안 불활성 가스에 의해서 제거되고/제거되거나 긴 부재 상에 남아있다. 이러한 방식에서, 상당히 더 깨끗한 코팅 증기가 부품 표면을 향해서 안내된다.

기화된 알루미늄 주개 재료는 중공 튜브의 내부 표면을 향해서 안내된다. 내부 표면에 도달한 후, 알루미늄의 일부는 내부 표면 내로 확산되고, 또 다른 일부는 내부 표면 상에 침착되어, 부가 층을 생성할 수 있다. 알루미늄은 금속 합금과 반응하여 알루미나이드 코팅을 형성할 수 있다. 알루미늄은 또한 기재 또는 부품의 금속 합금과 함께 분산된다. 코팅 사이클이 완결된 후, 고정구를 중공 튜브 및 긴 부재로부터 탈착할 수 있다.

본 발명은 다양한 유형의 구성요소를 코팅하는 것을 고려하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도 2A 및 2B에 도시된 바와 같은 중공 터빈 베인이 도 1에 일반적으로 기술된 바와 같은 코팅 방법 및 장치를 사용하여 코팅될 수 있다. 여전히 추가로, 더 복잡한 기하구조가 본 발명의 방법으로 코팅될 수 있다. 본 출원인은 놀랍게도 본 발명의 접근이 종래의 알루미니제이션 기술로 이전에 가능하지 않은 내부 표면을 따르는 다양한 복잡한 패턴, 형상 및 크기를 균일하게 코팅할 수 있다는 것을 발견하였다. 종래의 기술은 전형적으로 모든 표면이 코팅되는 것을 신뢰할 만하게 보장하지 않았다.

추가로, 그리고 하기 실시예에서 기술된 바와 같이, 본 발명의 원리에 따라서 제조된 생성된 알루미나이드 코팅은 종래의 기술에 의해서 제조된 알루미나이드 코팅에 비해서 두께 변화가 적고, 알루미나이드 함량 변화가 적고, 표면 산화물 (즉, 본래 부품 표면 상에서의 다른 이물질의 산화 및 스케일) 및 비스큐가 상당히 덜 포함되거나 또는 제거된다. 실시예에서 논의된 바와 같이, 비스큐 및 스케일 제거를 요구하는 코팅 후 단계를 제거할 수 있다는 것을 발견하였다. 표면 산화물 비스큐의 감소는 개선된 부식, 산화 및 열 쇼크 내성을 갖는 더 높은 성능의 알루미나이드 코팅으로 해석될 수 있다. 그러한 개선이 일어나는 정밀한 메커니즘은 정확히 알려져 있지 않다. 그러나, 임의의 이론에 얽매이고자 함은 아니지만, 그러한 개선은 코팅 사이클 동안 코팅될 표면과 직접 접촉하지 않은 알루미늄 주개 재료, 활성화제 및 결합제로 인한 것일 수 있다. 이러한 방식에서, 활성화제 및 결합제 중 일부의 후속 제거가 주개 및 활성화제가 내부 표면에 임의로 융착되거나 소결되는 것과 함께, 생성된 코팅 내에서, 산업에서 "비스큐"라 일반적으로 지칭되는 표면 산화물 성장을 억제하는 것으로 보인다. 이롭게는, 본 발명은 코팅 중에 낮은 알루미늄 함량을 생성하도록 알루미늄을 제거하지 않는다.

본 발명의 또 다른 실시양태에서, 방법은 전용의 긴 부재를 사용하여 단일 구성요소의 둘 이상의 별도로 한정된 내부 구역을 코팅하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 터빈 베인은 상이한 두께를 갖는 알루미나이드 코팅이 필요한 둘 이상의 내부 구역을 포함할 수 있다. 본 발명을 사용하여 그 자신의 독특한 알루미늄계 슬러리로 코팅된 별도의 긴 부재로 내부 구역 각각을 코팅할 수 있다. 이러한 방식에서, 내부 구역은 상이한 방법을 사용하여 독립적으로 코팅되어 단일 코팅 사이클 동안 상이한 생성된 코팅을 형성할 수 있다.

본 발명은 다양한 다른 실시양태를 포함한다. 예를 들어, 긴 부재를 위한 코팅의 화학 조성물은 상이한 두께 및 화학 조성, 예컨대 알루미늄-크로뮴 및 코발트 알루미늄의 알루미나이드 코팅을 생성하도록 개질될 수 있다. 양이온으로서 리튬, 암모늄, 및 알루미늄을 함유하고, 음이온으로서 염소 및 불소를 함유하는 화합물을 활성화제로서 사용할 수 있다.

하기 실시예는 산업에서 현재 사용되는 종래의 기술과 비교해서, 본 발명의 방법 및 본 발명의 생성된 알루미나이드 코팅 모두의 예견하지 못한 개선을 예증한다.

비교 실시예 1 (중공 튜브를 위한 직접 적용된 슬러리 알루미니제이션 )

알루미나이드 코팅을 중공 원통형 튜브의 내부 표면 상에 형성하는 시험을 수행하였다. 튜브의 대표적인 개략도가 도 1에 도시되어 있다. 튜브를 등급 304 스테인레스강으로부터 형성하였다. 튜브는 길이가 48 인치였고, 직경이 2 인치였다. 중공 튜브 상에 도포된 알루미늄계 슬러리는 세름알코트(SermAlcote)™ 2525 슬러리 알루미나이드였으며, 이것은 프락스에어 서페이스 테크놀로지즈 인크.(Praxair Surface Technologies, Inc)에서 상업적으로 제조 및 판매된다. 슬러리를 중공 튜브의 내부 표면 상에 직접 도포하였다. 슬러리 및 중공 튜브를 1975℉용 벨 레토르트 로(bell retort furnace)에서 4시간 동안 아르곤 분위기에서 열 처리하였다. 열 처리는 튜브 내부 표면에서의 알루미늄의 반응 및 확산을 허용하였다.

튜브의 단부 중 하나로부터 측정되는 경우 6 인치, 24 인치 및 42 인치의 상이한 길이에서 코팅된 내부 표면의 단면 샘플을 수득하였다. 코팅 절차의 일부로서 그리고 관련 기술분야에 널리 공지된 바와 같이, 평가를 허용하도록 니켈 도금된 상부 층을 각각의 샘플에 부가하였다. 결과가 도 3A, 3B 및 3C에 도시되어 있다. 현미경 사진은 24 인치, 특히 42 인치에서의 코팅 내의 표면 산화물 개재물(inclusion)을 나타낸다. 개재물이 관찰되었고, 이것은 본래 부품 표면 상에 존재한다고 여겨지는 산화물일뿐만 아니라 생성된 코팅에 도입될 의도가 아닌 다른 이물질이었다. 추가로, 비스큐가 또한 샘플 각각에 대해서 외부 층에서 검출되었다. 이러한 결과는 산화물 개재물 및 비스큐 잔류물을 제거하기 위해서 사후-세정 단계가 필요할 것이라는 것을 나타낸다. 도 3A, 3B 및 3C의 슬라이드는 6 인치, 24 인치 및 42 인치에서, 튜브 길이를 따르는 코팅 두께의 상당한 변화를 보여준다.

도 4A는 알루미나이드계 슬러리의 직접 도포에 의해서 종래의 방법에 의해서 생성된 유해한 스케일 및 비스큐를 보여주기 위한 42 인치에서의 단면 샘플의 확대도를 나타낸다.

비교 실시예 2 (터빈 베인을 위한 증기상 알루미니제이션 )

알루미나이드 코팅을 가스 터빈 베인의 내부 표면 상에 형성하는 2회의 시험을 수행하였다. 가스 터빈 베인의 대표적인 개략도가 도 2B에 도시되어 있다. 기화된 세름알코트™ 2525 알루미나이드를 사용하여 표준 증기상 알루미니제이션 (VPA) 절차에 의해서 코팅을 형성하였다.

기화된 알루미나이드 코팅을 베인의 내부 구역의 외부에 생성하였다. 이어서, 베인의 내부 구역으로 증기 유동을 안내하였다. 알루미나이징 가스의 내부 표면으로의 연속적인 보충 유동이 필요하였다.

코팅된 내부 표면의 단면 샘플을 비교 실시예 1에 이미 기술된 바와 같은 방식으로 수득하였다. 추가로, 코팅 두께 (mil)를 평가하였다. 베인의 3개의 단면에서 샘플을 입수하였는데, 하나의 샘플은 중간 부분이었고, 하나의 샘플은 단부 각각으로부터였다. 그 내에서 특별하게 균등하게 이격된 위치에서 샘플 각각으로부터 8회 측정하였다. 2회의 시험 각각에 대한 코팅 두께 측정치를 도 5에 도시된 바와 같이 표준 VPA1 및 표준 VPA2로 지정하여 막대 그래프로 요약하였다. 미니탭(Minitab)™ 통계 소프트웨어를 사용하여 막대 그래프를 생성하였다. 막대는 샘플링된 모든 두께 측정치의 중간 50%를 나타낸다. 시험 각각에 대해서, 코팅 두께 측정치의 상당한 부분이 .5의 하한선 (LSL)보다 작았는데, 하한선은 내부 코팅 두께에 대한 전형적인 산업 허용치를 나타낸다. 각각의 제거를 위해서 사후-세정 단계가 필요할 것이다.

실시예 1 (중공 튜브를 코팅하기 위한 간접적인 슬러리 막대 방법)

알루미나이드 코팅을 중공 원통형 튜브의 내부 표면 상에 형성하는 시험을 수행하였다. 튜브는 비교 실시예 1에서 코팅된 것과 동일하였다. 튜브의 대표적인 개략도가 도 1에 도시되어 있다. 튜브를 등급 304 스테인레스강으로 형성하였다. 튜브는 길이가 48 인치이고, 직경이 2 인치였다.

등급 304 스테인레스강의 원통형 형상의 긴 부재를 세름알코트™ 2525 슬러리 알루미나이드로 코팅하였다. 부재를 슬러리 중에 딥핑하여 대략 0.01 인치의 막 두께를 생성하였다. 부재를 250℉에서 1시간 동안 경화시켰다. 코팅된 부재를 중공 튜브 내부에 넣고, 튜브의 벽과 접촉하지 않도록 위치시켰다. 코팅 사이클 동안 튜브를 고정된 위치에서 유지시키도록 내열 금속 고정구를 튜브의 각각의 단부에 구성하였다.

이어서, 코팅 조립체를 벨 레토르트 로에 도입하였다. 코팅 및 중공 튜브를 1975℉용 벨 레토르트 로에서 4시간 동안 아르곤 분위기에서 열 처리하였다. 열 처리는 튜브 내부 표면에서의 알루미늄의 반응 및 확산을 허용하였다. 냉각한 후, 코팅 조립체를 레토르트로부터 제거하고, 해체하였다.

튜브의 단부 중 하나로부터 측정되는 경우 6 인치, 24 인치 및 42 인치의 상이한 길이에서 코팅된 내부 표면의 단면 샘플을 수득하였다. 코팅 절차의 일부로서 그리고 관련 기술분야에 널리 공지된 바와 같이, 평가를 허용하도록 니켈 도금된 상부 층을 각각의 샘플에 부가하였다. 결과가 도 3D, 3E 및 3F에 도시되어 있다. 비교 실시예 1의 도 3A 내지 3C에 비해서, 현미경 사진은 표면 산화물 개재물이 적어 보이고, 비스큐가 적어 보인다. 비교 실시예 1과 달리, 도 3D 내지 3F의 코팅 샘플은 비스큐 및 스케일의 제거를 위한 사후-세정 단계가 필요할 것이다. 도 3D, 3E 및 3F의 슬라이드는 비교 실시예 1로부터의 현미경 사진에 비해서 코팅 두께 변화가 적다.

도 4B는 해로운 스케일 및 비스큐의 상당한 감소를 보여주기 위한 42 인치에서의 단면 샘플의 확대도를 나타낸다.

실시예 2 (터빈 베인을 코팅하기 위한 간접적인 슬러리 막대 방법)

비교 실시예 2의 것과 동일한 기하구조를 갖는 가스 터빈 베인의 내부 표면 상에 알루미나이드 코팅을 형성하는 2회의 시험을 수행하였다. 코팅 재료는 세름알코트™ 2525 알루미나이드였다.

스테인레스강 와이어를 세름알코트™ 2525 슬러리 알루미나이드로 코팅하였다. 와이어는 직경이 .125 인치였다. 와이어를 슬러리 중에 딥핑하여 대략 0.01 인치의 막 두께를 생성하였다. 와이어를 250℉에서 1시간 동안 경화시켰다. 다음으로, 터빈 베인을 막대 상에 놓았다. 코팅 사이클 동안 튜브를 고정된 위치에서 유지시키도록 내열 흑연 고정구를 구성하였다. 코팅된 와이어를 베인의 벽을 접촉하지 않도록 위치시켰다.

이어서, 코팅 조립체를 벨 레토르트 로에 도입하였다. 코팅 및 중공 튜브를 1975℉용 벨 레토르트 로에서 6시간 동안 아르곤 분위기에서 열 처리하였다. 알루미늄이 슬러리 코팅된 와이어로부터 기화되었고, 이어서 내부 표면을 향해서 유동하였는데, 내부 표면에서 그것은 확산 및 반응하여 알루미나이드 코팅을 형성하였다. 냉각한 후, 코팅 조립체를 레토르트로부터 제거하고, 해체하였다.

코팅된 내부 표면의 단면 샘플을 실시예 1에 이미 기술된 바와 같은 방식으로 수득하였다. 추가로, 코팅 두께 (mil)를 평가하였다. 베인의 3개의 단면에서 샘플을 입수하였는데, 하나의 샘플은 중간 부분이었고, 하나의 샘플은 단부 각각으로부터였다. 그 내에서 특별하게 균등하게 이격된 위치에서 샘플 각각으로부터 8회 측정하였다. 2회의 시험 각각에 대한 코팅 두께 측정치를 도 5에 도시된 바와 같이 주개 막대 시험 1 및 주개 막대 시험 2로 지정하여 막대 그래프로 요약하였다. 미니탭™ 통계 소프트웨어를 사용하여 막대 그래프를 생성하였다. 막대는 샘플링된 모든 두께 측정치의 중간 50%를 나타낸다. 시험 각각에 대해서, 코팅 두께 측정치의 전부가 .5의 하한선 (LSL)과 3.5의 상한선 (USL) 사이였는데, 이들 둘 모두는 내부 코팅 두께에 대한 전형적인 산업 허용치를 나타낸다. 실시예 2의 샘플은 비교 실시예 2에 나타내어진 바와 같은 알루미나이드 코팅을 위한 종래의 증기상 기술보다 개선된 통계학적으로 유의한 코팅 두께 단계 변화를 나타내었다.

샘플은 비스큐 및 스케일을 갖지 않는 것으로 관찰되었고, 냉각 홀(cooling hole) 중 어느 것도 코팅으로 무심코 막히지 않았다. 그의 각각의 제거를 위해서 사후-세정 단계가 필요하지 않을 것이다.

나타내어진 바와 같이, 본 발명은 복잡한 기하구조를 갖는 부품을 비롯한 다양한 부품 상에 확산 알루미나이드 코팅을 제조하기 위한 독특한 코팅 방법 및 장치를 제공한다. 이롭게는, 본 발명은 재료가 소결 또는 융착될 위험을 실질적으로 감소시키거나 또는 제거하여, 긴 와이어 또는 막대-유사 구조물이 코팅 사이클 후 제거될 때 비스큐 및 스케일이 코팅된 부품에 남지 않는다. 비스큐 및 스케일의 형성을 위한 전구체는 코팅 사이클 동안 불활성 가스에 의해서 제거되고/제거되거나 긴 부재 상에 남아있다. 이러한 방식에서, 상당히 더 깨끗한 코팅 증기가 부품 표면을 향해서 안내된다.

더 높은 순도의 코팅을 생성하는 능력에 더하여, 본 발명의 코팅 방법은 적용 용이성 및 방법 유연성으로 인해서 단순화된다. 종래의 코팅 사이클 후 전형적으로 필요한 코팅 재료의 물리적인 플러싱 및 화학적 중화가 필요하지 않다. 본 발명은 또한 비스큐 및 스케일 형성의 제거 또는 감소로 인해서 재료 사용량 및 폐기물의 감소가 가능하다.

본 발명은 또한 증기상 또는 CVD 방법으로 전형적으로 쉽게 코팅되지 않는 복잡한 기하구조를 코팅할 수 있다. 추가로, 종래의 알루미나이드 기술로 항상 실현 가능한 것은 아닌 큰 부품이 코팅될 수 있다.

다양한 실시양태 및 실시예에 기술된 바와 같은 본 발명은 독립적으로 또는 상기에 언급된 알루미나이징 기술의 임의의 것과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 중공 튜브는 외부 표면을 코팅하기 위한 동일한 증기상 코팅 사이클에서 알루미나이드 코팅된 긴 와이어 또는 막대로 내부가 코팅될 수 있다. 단일 코팅 사이클 동안 구성요소 또는 부품의 내부 구역 및 외부 구역을 동시에 코팅하는 능력은 다수의 추가 공정 이점, 예컨대 산출량 증가 및 재료 소모량 감소 및 작업 비용 감소를 제공한다.

본원에 기술된 바와 같은 본 발명의 방법을 수행하기 위해서 사용되는 코팅 장치는 산업 표준 열 처리 로 및 단순화된 공구로부터 구조화될 수 있기 때문에, 조립체를 위한 재료 비용을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 특정 실시양태인 것으로 고려되는 것이 기재되어 있고, 기술되어 있지만, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않으면서 형태 또는 상세 사항을 쉽게 다양하게 개질시키고 변경할 수 있음을 물론 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 본원에 기재되고 기술된 실제 형태 및 상세 사항으로도 제한되지 않고, 본원에 개시되고, 이하에 청구된 본 발명 전체가 아닌 어느 것으로도 제한되지 않으려는 의도이다.

Claims (22)

1. 내부 공동을 한정하는 하나 이상의 내부 표면을 특징으로 하는 내부 구역, 및 외부 구역을 갖는 구성요소를 제공하는 것;
   구성요소의 내부 구역에 상응하는 크기 및 형상에 의해서 적어도 부분적으로 한정된 긴 부재를 제공하는 것;
   상기 긴 부재 상에 알루미늄계 슬러리를 도포하는 것;
   상기 부재를 상기 구성요소의 개구부를 통해서 도입하는 것;
   상기 부재를 상기 공동 내에서, 하나 이상의 내부 표면 각각으로부터 이격된 위치에 위치시키는 것;
   구성요소 및 부재에 열을 가하는 것;
   상기 내부 구역 내에서 기화된 알루미늄을 생성하는 것;
   기화된 알루미늄을 하나 이상의 내부 표면을 향해서 안내하는 것;
   기화된 알루미늄을 하나 이상의 표면 내로 확산시키는 것; 및
   알루미늄을 하나 이상의 표면과 반응시켜서 알루미나이드 코팅을 형성하는 것
   을 포함하는 알루미나이드 코팅의 형성 방법.
2. 제1항에 있어서, 긴 부재를 고정식 구성으로 유지시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 알루미나이드 코팅을 형성한 후 긴 부재를 제거하는 것을 추가로 포함하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 구성요소의 내부 구역의 하나 이상의 내부 표면을 따라서 상기 알루미나이드 코팅을 형성하는 동안 상기 외부 구역을 코팅하는 것인 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄계 슬러리가 할라이드 활성화제 및 결합제를 포함하고, 그들 각각은 구성요소 및 부재에 열을 가하는 단계 이후에 휘발된 상태로 존재하는 것인 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄계 슬러리가 알루미늄 주개 재료를 포함하고, 상기 알루미늄 주개 재료는 알루미늄 및 알루미늄 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 부재를 구성요소에 도입하기 전에 상기 긴 부재를 알루미늄계 슬러리로 코팅하는 것인 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 슬러리를 경화시켜서 알루미늄계 코팅을 형성하는 것인 방법.
9. 제5항에 있어서, 상기 휘발된 결합제 및 상기 휘발된 할라이드 활성화제의 적어도 일부를 상기 결합제 및 활성화제가 상기 하나 이상의 내부 표면과 접촉하기 전에 내부 공동으로부터 제거하는 것인 방법.
10. 제1항에 있어서, 알루미나이드 코팅을 형성하는 동안 상기 긴 부재가 하나 이상의 내부 표면 중 어느 것과도 접촉하지 않는 것인 방법.
11. 제1 내부 공동 및 제2 내부 공동을 한정하는 하나 이상의 내부 표면을 특징으로 하는 내부 구역, 및 외부 구역을 갖는 구성요소를 제공하는 것;
    제1 내부 공동에 상응하는 크기 및 형상에 의해서 적어도 부분적으로 한정된 제1 긴 부재를 제공하는 것;
    상기 제1 긴 부재 상에 제1 알루미늄계 슬러리를 도포하는 것;
    제2 내부 공동에 상응하는 크기 및 형상에 의해서 적어도 부분적으로 한정된 제2 긴 부재를 제공하는 것;
    상기 제2 긴 부재 상에 제2 알루미늄계 슬러리를 도포하는 것;
    상기 제1 긴 부재를 상기 제1 내부 공동 내에 도입하는 것;
    상기 제1 부재를 상기 제1 공동 내에서, 제1 내부 공동을 한정하는 하나 이상의 내부 표면 각각으로부터 이격된 제1 위치에 위치시키는 것;
    상기 제2 긴 부재를 제2 내부 공동 내에 도입하는 것;
    상기 제2 긴 부재를 상기 공동 내에서, 제2 내부 공동을 한정하는 하나 이상의 내부 표면 각각으로부터 이격된 제2 위치에 위치시키는 것;
    구성요소, 제1 긴 부재 및 제2 긴 부재에 열을 가하는 것;
    상기 제1 내부 공동 및 상기 제2 내부 공동 각각 내에서 제1 기화된 알루미늄 및 제2 기화된 알루미늄을 각각 생성하는 것;
    제1 기화된 알루미늄 및 제2 기화된 알루미늄을 하나 이상의 내부 표면을 향해서 안내하는 것;
    제1 기화된 알루미늄 및 제2 기화된 알루미늄을 하나 이상의 표면 내로 확산시키는 것; 및
    제1 기화된 알루미늄을 제1 내부 공동을 한정하는 하나 이상의 표면과 반응시켜서 제1 알루미나이드 코팅을 형성하는 것; 및
    제2 기화된 알루미늄을 제2 내부 공동을 한정하는 하나 이상의 표면과 반응시켜서 제2 알루미나이드 코팅을 형성하는 것
    을 포함하는 알루미나이드 코팅의 형성 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 제1 알루미나이드 코팅을 제1 두께를 갖는 제1 속도로 생성하고, 상기 제2 알루미나이드 코팅을 제2 두께를 갖는 제2 속도로 생성하는 것인 방법.
13. 제11항에 있어서, 제1 알루미나이드 코팅 및 제2 알루미나이드 코팅의 생성 동안 상기 제1 긴 부재 및 상기 제2 긴 부재 각각을 고정된 구성으로 유지시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
14. 제11항에 있어서, 제1 알루미나이드 코팅 및 제2 알루미나이드 코팅을 생성하는 동안 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재가 내부 표면 중 어느 것과도 접촉하지 않는 것인 방법.
15. 제11항에 있어서, 제1 알루미나이드 코팅 및 제2 알루미나이드 코팅을 형성한 후에 제1 긴 부재 및 제2 긴 부재를 제거하는 것을 추가로 포함하는 방법.
16. 제11항에 있어서, 상기 제1 내부 공동 상의 상기 제1 알루미나이드 코팅의 상기 형성 및 상기 제2 내부 공동 상의 상기 제2 알루미나이드 코팅의 상기 형성이 외부 구역을 코팅하는 동안 일어나는 것인 방법.
17. 제11항에 있어서, 상기 제1 알루미늄계 슬러리가 제1 할라이드 활성화제 및 제1 결합제를 포함하고, 상기 제2 알루미늄계 슬러리가 제2 할라이드 활성화제 및 제2 결합제를 포함하는 것인 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 제1 결합제 및 제1 할라이드 활성화제 각각이 휘발하고, 상기 제2 결합제 및 제2 할라이드 활성화제 각각이 휘발하는 것인 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 제1 휘발된 결합제 및 상기 제1 휘발된 할라이드 활성화제의 적어도 일부를 제1 내부 공동의 내부 표면과 접촉하기 전에 제1 내부 공동으로부터 제거하고, 추가로 상기 제2 휘발된 결합제 및 상기 제2 휘발된 할라이드 활성화제의 적어도 일부를 제2 내부 공동의 내부 표면과 접촉하기 전에 제2 내부 공동으로부터 제거하는 것인 방법.
20. 구성요소의 내부 구역 상에 알루미나이징 코팅을 형성하기 위한 코팅 장치이며,
    제1 단부, 제2 단부, 및 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장된 하나 이상의 표면을 특징으로 하는 긴 부재, 및
    긴 부재의 제2 단부 및 구성요소에 기계적으로 부착된 고정구 조립체(fixture assembly)
    를 포함하고,
    상기 부재는 구성요소의 내부 공동 내에서, 하나 이상의 표면이 코팅될 내부 구역의 어느 내부 표면과도 접촉하지 않도록 하는 내부 공동 내부의 한 위치에 배치되고, 상기 긴 부재는 구성요소의 내부 구역의 기하구조에 상응하는 크기 및 형상을 특징으로 하고,
    긴 부재의 하나 이상의 표면은 활성화제, 결합제 및 알루미늄 주개 슬러리를 포함하는 알루미늄계 슬러리로 코팅된 것이고, 상기 하나 이상의 표면은 구성요소의 내부 공동 내로 연장되고,
    긴 부재의 제1 단부는, 긴 부재가 삽입되는 개구부에 인접하고,
    긴 부재의 제2 단부는 고정구 조립체를 향해서 연장되고,
    상기 고정구는 알루미나이징 코팅을 형성하는 동안 긴 부재를 고정식으로 유지시키고, 상기 고정구 조립체는 부재의 제2 단부로부터 탈착가능한 것인
    코팅 장치.
21. 제20항에 있어서, 제1 긴 부재가 제1 내부 공동 내에 배치되고, 제2 긴 부재가 제2 내부 공동 내에 배치된 것인 코팅 장치.
22. 제6항에 있어서, 상기 알루미늄 합금이 크로뮴 알루미늄, 코발트 알루미늄 및 규소 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.

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