NL8005016A

NL8005016A - METHOD FOR DIFFUSION COATING THE INTERNAL SURFACE OF A CAVITY IN A METAL WORKPIECE

Info

Publication number: NL8005016A
Application number: NL8005016A
Authority: NL
Original assignee: Alloy Surfaces Co Inc
Priority date: 1979-09-07
Filing date: 1980-09-04
Publication date: 1981-03-10
Also published as: SE8006214L; DE3033074C2; GB2058844A; IL60993A0; GB2058844B; FR2465006A1; DE3033074A1; CA1154636A; IL60993A; NL191370B; FR2465006B1; NL191370C

Description

1 ·* ‘ H.O. 29.4161 · * "H.O. 29,416

Werkwijze voor het door diffusie bekleden van het inwendige onnervlak van een holte in een metalen werkstuk__Method for diffusively coating the internal surface of a cavity in a metal workpiece

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op het door diffusie bekleden van het inwendige van een hol werkstuk, welk inwendige slechts toegankelijk is door een beperkte doorgang.The present invention relates to diffusion coating the interior of a hollow workpiece, the interior of which is accessible only through a limited passage.

5 Een dergelijke bekleding is zeer gewenst, bijvoorbeeld voor het verbeteren van de bestandheid van het werkstuk tegen aantasting. Zoals beschreven in de Amerikaanse oc-trooischriften 4.132.816 en 4.148.275 vereisen straalmotor-bladen en schoepen, die inwendige koeldoorgangen bezitten, 10 veelal de bekleding door diffusie van het oppervlak van deze doorgangen voor het vergroten van hun weerstand tegen aantasting door de hete verbrandingsprodukten, waaraan zij worden blootgesteld. Deze octrooischriften suggereren, dat een dergelijke bekleding wordt uitgevoerd door een gasvor-15 mig, speciaal geformuleerd diffusie-bekledingspreparaat door de te bekleden doorgangen te persen, terwijl de werkstukken worden verhit tot de diffusie-bekledingstemperatuur.Such a coating is highly desirable, for example, to improve the workpiece's resistance to attack. As described in U.S. Pat. Nos. 4,132,816 and 4,148,275, jet engine blades and vanes having internal cooling passages often require coating by diffusion of the surface of these passages to enhance their resistance to hot attack. combustion products to which they are exposed. These patents suggest that such coating is performed by forcing a gaseous, specially formulated diffusion coating composition through the passages to be coated while heating the workpieces to the diffusion coating temperature.

Tot de oogmerken van de onderhavige uitvinding behoort de verschaffing van een nieuwe techniek voor diffusie-bekle-20 ding door beperkte doorgangen.The objects of the present invention include the provision of a new technique for diffusion coating through limited passages.

Tot additionele oogmerken van de onderhavige uitvinding behoort het verschaffen van een diffusie-bekledings-proces, dat zeer gelijkmatig bekleed door beperkte doorgangen zonder dat geforceerde circulatie door de doorgangen 25 vereist is.Additional objects of the present invention include the provision of a diffusion coating process which is very evenly coated through limited passages without requiring forced circulation through the passages.

Het voorafgaande, alsmede andere oogmerken van de onderhavige uitvinding zal vollediger begrepen worden uit een beschouwing van de volgende beschrijving van verschillende voorbeelden ervan, waarbij verwezen wordt naar de bijge-30 voegde tekeningen, waarin:The foregoing, as well as other objects of the present invention will be more fully understood from a consideration of the following description of various examples thereof, with reference to the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 een vertikale doorsnede is van een diffusie-bekledingsopstelling voor de uitvoering van de onderhavige uitvinding enFig. 1 is a vertical section of a diffusion coating arrangement for the practice of the present invention and

Fig. 2 een soortgelijke doorsnede van een gemodificeer-35 de opstelling overeenkomstig de onderhavige uitvinding is.Fig. 2 is a similar sectional view of a modified arrangement in accordance with the present invention.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt de diffusie-bekleding van het inwendige oppervlak van een holte in een metalen werkstuk, waarbij deze holte slechts toegankelijk is door een doorgang met een breedte van minder dan ongeveer 5 mm, gemakkelijk uitgevoerd door over het inwendige oppervlak een in hoofdzaak gelijkmatige laag deeltjes aan 5 te brengen, die in hoofdzaak bestaat uit al het in het oppervlak te diffunderen metaal en wordt het aldus behandelde werkstuk onderworpen aan een diffusie-bekledingstemperatuur, terwijl de holte door de doorgang wordt blootgesteld aan een diffüsie-bekledingsatmosfeer.According to the present invention, the diffusion coating of the interior surface of a cavity in a metal workpiece, said cavity being accessible only through a passage less than about 5 mm in width, is easily performed by a substantially substantial over the interior surface apply a uniform layer of particles consisting essentially of all the metal to be diffused into the surface and the workpiece thus treated is subjected to a diffusion coating temperature while the cavity is exposed to a diffusion coating atmosphere through the passage.

10 Be deeltjeslaag wordt doelmatig aangebracht als een laag van een dispersie van de deeltjes in een bindmiddel, dat wordt uitgedreven bij diffusie-bekledingstemperaturen. Een waterige dispersie van aluminiumdeeltjes, zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.318.716, kan 15 worden gebruikt, maar het verdient de voorkeur dispersie-dragers te gebruiken, waarin zwaardere metalen, zoals chroom, ook tamelijk gelijkmatig gedispergeerd kunnen worden. Een 1 tot 10 gew.procents oplossing van een acrylhars, zoals ethylmethacrylaat, in methylchloroform is een zeer 20 wenselijk dispersiemilieu, waarin poedervormig chroom, poedervormig aluminium, mengsels van deze poeders en andere metalen zoals poedervormig kobalt, in deeltjesgrootten tot ongeveer 150 micrometer gemakkelijk worden gesuspendeerd voor het samenstellen van een tamelijk gelijkmatige bewe-25 gelijke suspensie, die niet merkbaar uitzakt gedurende de ongeveer 1 minuut, die noodzakelijk is om de suspensie aan te brengen en vervolgens als een gelijkmatige bekleding te verdelen.The particle layer is conveniently applied as a layer of a dispersion of the particles in a binder, which is expelled at diffusion coating temperatures. An aqueous dispersion of aluminum particles, such as described in US Pat. No. 3,318,716, can be used, but it is preferred to use dispersion carriers in which heavier metals, such as chromium, can also be dispersed fairly evenly. A 1 to 10 weight percent solution of an acrylic resin, such as ethyl methacrylate, in methyl chloroform is a highly desirable dispersion medium in which powdered chromium, powdered aluminum, mixtures of these powders, and other metals such as powdered cobalt, in particle sizes up to about 150 microns are readily suspended to form a fairly uniform mobile suspension, which does not noticeably settle during the about 1 minute necessary to apply the suspension and then distribute it as an even coating.

Uitzakking kan worden vertraagd door in de suspensie-30 drager een zuur met lange keten op te lossen, zoals een alifatisch zuur met 12 tot 50 koolstofatomen, of een copo-lymeer van etheen en acrylzuur, zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.208.357* Slechts ongeveer 0,3 tot 0,5 gew.% van een dergelijk toevoegsel is zeer werk-35 zaam. Weinig schuimende, niet-ionogene oppervlakactieve middelen, zoals polyethoxyethers van lineaire alcoholen, zoals cetylalcohol of van een alkylfenol, in hoeveelheden van 0,1 tot 0,3 gew.% kunnen eveneens worden gebruikt om de uitzakking van de gesuspendeerde deeltjes te vertragen, 40 Met de zeer nauwe doorgangen, die bij de onderhavige 3 uitvinding betrokken zijn, verspreiden de bewegelijke dis-persie-bekledingen niet tot gelijkmatige lagen, maar worden opgebouwd in overmatige dikten vanwege oppervlak-effecten. Zo zal een doorgang van ongeveer 1 mm in diameter in het 5 algemeen volledig gevuld worden met de bewegelijke dispersie. Het is dientengevolge noodzakelijk de overmaat dispersie uit te drijven, door zuiging toe te passen op de door-gangopening om gas af te zuigen als een snelle stroom, die alles behalve een resterende dunne en tamelijk gelijkmatige 10 laag van de dispersie met zich meesleept. Afzuiging met een eenvoudige waterpomp afzuigingsgenerator of met een afzuig-pornp, die een afzuiging aanbrengt van ongeveer 10 kPa druk of minder, zoals gemeten met een manometer, is geschikt.Sagging can be slowed down by dissolving a long chain acid in the slurry support, such as an aliphatic acid of 12 to 50 carbon atoms, or a copolymer of ethylene and acrylic acid, as described in U.S. Patent No. 4,208,357 * Only about 0.3 to 0.5% by weight of such an additive is very effective. Low foaming, non-ionic surfactants, such as polyethoxy ethers of linear alcohols, such as cetyl alcohol or of an alkyl phenol, in amounts of 0.1 to 0.3% by weight can also be used to delay the settling of the suspended particles, 40 With the very narrow passages involved in the present invention, the mobile dispersion coatings do not spread into uniform layers, but build up in excessive thickness due to surface effects. Thus, a passage of about 1 mm in diameter will generally be completely filled with the mobile dispersion. Accordingly, it is necessary to expel the excess dispersion, by applying suction to the through-hole to extract gas as a rapid stream, entrapping anything but a residual thin and fairly uniform layer of the dispersion. Suction with a simple water pump suction generator or with a suction pornp applying a suction of about 10 kPa pressure or less, as measured by a pressure gauge, is suitable.

Wanneer de doorgang, waarvan de bekleding gelijk moet 15 worden gemaakt, gescheiden afvoeren heeft aan tegenover gestelde einden, wordt de herverdeling gemakkelijk uitgevoerd door een stroom samengeperste lucht in een van de afvoeren te richten. Een stroom aangedreven met een luchtbron van ongeveer 105 KPa is zeer doelmatig.When the passageway, whose cladding is to be leveled, has separate drains at opposite ends, redistribution is easily performed by directing a stream of compressed air into one of the drains. A stream driven with an air source of about 105 KPa is very efficient.

20 De overmaat dispersie kan uitgedreven worden door centrifugaalkracht. Het snel draaien van het zwaar beklede werkstuk in een centrifuge bij ongeveer 10 tot 20 maal de zwaartekracht gedurende enkele seconden werkt goed voor het gelijk maken, wanneer de centrifugaalkracht in lengterich-25 ting van een gevulde doorgang is gericht. Voor ingewikkelde doorgangen kan het noodzakelijk zijn het werkstuk in trappen snel rond te draaien, waarbij elke trap een verschillende oriëntatie heeft.The excess dispersion can be expelled by centrifugal force. Rapidly rotating the heavily coated workpiece in a centrifuge at about 10 to 20 times gravity for a few seconds works well for equalizing when the centrifugal force is directed longitudinally of a filled passage. For complicated passages, it may be necessary to quickly rotate the workpiece in stages, with each stage having a different orientation.

De volgende voorbeelden lichten de uitvinding volle-30 diger toe.The following examples more fully illustrate the invention.

Voorbeeld IExample I

In een korte retortkast 10, zoals in fig. 1, wordt een laag 12 met een dikte van 1,27 cm van een door diffusie aluminiserend poedermengsel gegoten, waarna een geperfo-35 reerde spoelingsbuis 14- over het mengsel wordt geplaatst en vervolgens bedekt een laag 16 van 5>1 cm de geperforeerde buis,In a short retort box 10, as in Fig. 1, a 1.27 cm thick layer 12 of a diffusion aluminizing powder mixture is poured, then a perforated rinsing tube 14- is placed over the mixture and then covers a layer 16 of 5> 1 cm the perforated tube,

De retortkast en de buis zijn vervaardigd uit Inconel 600 en het mengsel heeft de volgende gewichtssamenstelling: 4-0 8005016The retort box and tube are made from Inconel 600 and the mixture has the following weight composition: 4-0 8005016

Aluminiumpoeder met deeltjes van ongeveer 40^um 15 %Aluminum powder with particles of about 40 μm 15%

Aluminiumoxidepoeder met deeltjes van ongeveer 200 tot 300^um 85 % 5 M CI poeder 3Λ % ^ betrokken op bet totaal van A1 plus A^O^Aluminum oxide powder with particles of about 200 to 300 µm 85% 5 M CI powder 3Λ% ^ based on the total of A1 plus A ^ O ^

De buis 14 loopt been en weer over denlengte van de vanaf de volgende kast met elke gang ongeveer 3»8 cm/en de perforaties ervan 10 zijn bolten van 1,6 mm. De buis is verbonden met een niet- 18 geperforeerde verlenging/voor de toevoer, die buiten de retortkast leidt naar een argonbron. De retortwandopening, waardoor de verlenging 18 passeert, kan worden afgedicht door lassen of worden gevuld met gestampt poeder of vezel 15 om een drukopbouw binnen de retort mogelijk te maken. Zeer fijn aluminiumoxide of keramische vezels zijn geschikt.The tube 14 runs leg and length along the length from the next box with each passage approximately 3 8 cm and its perforations 10 are 1.6 mm spheres. The tube is connected to a non-perforated extension / for the feed, which leads outside the retort box to an argon source. The retort wall opening, through which the extension 18 passes, can be sealed by welding or filled with stamped powder or fiber 15 to allow for pressure build-up within the retort. Very fine aluminum oxide or ceramic fibers are suitable.

Gesteund door sterke nikkeldraden 22 die vastgehaakt zijn over de bovenkanten van de zijwanden van de kast zijn een reeks blokken 20 van een legering op nikkelbasis met 20 7 % aluminium, 14,5 % molybdeen en 7 % wolfraam, waarbij de rest in hoofdzaak uit nikkel bestaat. Elk blok is ongeveer 2,5 cm hoog en heeft een centrale cilindervorm!ge boring 24, met een diameter van ongeveer 0,6 mm, die de gehele hoogte penetreert.Supported by strong nickel wires 22 hooked over the tops of the sides of the case are a series of blocks 20 of a nickel-based alloy with 20 7% aluminum, 14.5% molybdenum and 7% tungsten, the remainder primarily of nickel exists. Each block is about 2.5 cm high and has a central cylindrical bore 24, about 0.6 mm in diameter, which penetrates the entire height.

25 Eveneens in de retort geplaatst is een thermokoppel 10 opgenomen in een mof 32, die aan de binnenwand is gelast en een opening heeft naar het uitwendige door een perforatie in de wand,Also placed in the retort, a thermocouple 10 is housed in a sleeve 32, which is welded to the inner wall and has an opening to the outside through a perforation in the wall,

Voordat de blokken 201te retort worden geplaatst, zijn 30 eerst hun doorgangen 24 gevuld met een dispersie van 30 g x aluminiumpoeder van 0,044 mm in 40 cnr van een 5 gew.pro-cents oplossing van poly(ethylacrylaat)hars in methylchlo-roform. Een afzuigslang wordt onmiddellijk aangebracht aan een einde van de opening 24 om de overmaat dispersie af te 35 zuigen. De aldus behandelde blokken worden 5 minuten met rust gelaten om de achtergebleven bekleding te doen afzetten.Before the blocks 201 retort are placed, their passages 24 are first filled with a dispersion of 30 g x 0.044 mm aluminum powder in 40 cm3 of a 5% by weight solution of poly (ethyl acrylate) resin in methyl chloroform. A suction hose is immediately placed at one end of the opening 24 to extract the excess dispersion. The blocks thus treated are left for 5 minutes to deposit the remaining coating.

Het uitwendige van de blokken wordt vervolgens geverfd o met een laag van 10 mg/cm van de maskerende suspensie van 40 Ni^Al poeder, zoals beschreven in het Amerikaanse octrooi-schrift 3·801.357 en de suspensie-bekleding wordt gedroogd.The exterior of the blocks is then painted o with a layer of 10 mg / cm of the masking suspension of 40 Ni-Al powder as described in U.S. Patent 3,801,357 and the suspension coating is dried.

8005016 58005016 5

Na te zijn gevuld wordt de retortkast 10 afgedekt met een deksel 36, dat ook met asbestvezels aangestampt rond de omtrek ervan halfdicht kan zijn gemaakt. De afgedekte kast wordt geplaatst in een buiten-retort, die vervolgens wordt 5 omvat door een oven zoals aangegeven in het Amerikaanse oc-trooischrift 3*801.357 en wordt verhit tot 1040°C, welke temperauur 9 uren wordt aangehouden, terwijl argon in de geperforeerde buis wordt gevoerd met een zodanige snelheid, dat het ongeveer 1 uur duurt om een volume argon gelijk 10 aan het kastvolume toe te voeren.After filling, the retort box 10 is covered with a lid 36, which can also be made semi-sealed with asbestos fibers around its circumference. The covered cabinet is placed in an outer retort, which is then encompassed by an oven as disclosed in U.S. Patent 3 * 801,357 and heated to 1040 ° C, which is maintained for 9 hours while argon is in the perforated tube is fed at such a rate that it takes about 1 hour to supply a volume of argon equal to the cabinet volume.

De verhitting wordt vervolgens uitgeschakeld, de oven van de uitwendige retort gelicht en de retorten worden gekoeld. De retortkast 10 wordt geopend indien voldoende afgekoeld en de blokken 20 worden verwijderd en van de maskeren-15 de laag gereinigd. Zij' vertonen dan een zeer gelijkmatige gealuminiseerde mantel met een dikte van ongeveer 0,05 mm over het gehele inwendige oppervlak van de doorgang 24.The heating is then turned off, the furnace is removed from the external retort and the retorts are cooled. The retort box 10 is opened when cooled sufficiently and the blocks 20 are removed and cleaned from the masking layer. They then exhibit a very uniform aluminized jacket with a thickness of about 0.05 mm over the entire internal surface of the passage 24.

Geen reiniging is in die doorgang vereist anders dan door blazen van lucht om eventuele as op te ruimen en het achter-20 gebleven halogenide met water af te spoelen.No cleaning is required in that passage other than by blowing air to clean up any ash and rinse the remaining halide with water.

Dezelfde resultaten worden verkregen wanneer de blokken 1,6 mm of 5,1 cm van de bovenkant van laag 16 worden gehouden en wanneer de blokken in de retortkast 10 geplaatst zij'n met hun doorgangen horizontaal georiënteerd. Met een derge-25 lijke oriëntatie kunnen de blokken eenvoudig boven op laag 16 worden gelegd, zodat geen speciale werkstuk ondersteunende apparatuur vereist is.The same results are obtained when the blocks are held 1.6 mm or 5.1 cm from the top of layer 16 and when the blocks are placed in the retort box 10 with their passages oriented horizontally. With such an orientation, the blocks can easily be placed on top of layer 16, so that no special workpiece support equipment is required.

Het is niet noodzakelijk de bekrachtigde atmosfeer door de nauwe doorgang 24 te dwingen, zoals beschreven in het 30 Amerikaanse octrooischrift 4.148.275, evenmin is het noodzakelijk complexe energie-gevars te gebruiken met speciaal wegwerpvermogen, zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.132.816. Echter doen deze complexe energie-- gevers, alsmede fluoride-energie-dragers in het algemeen 35 ©en zeer doelmatige arbeid bij de onderhavige uitvinding. Voorbeeld IIIt is not necessary to force the energized atmosphere through the narrow passage 24, as described in U.S. Patent 4,148,275, nor is it necessary to use complex energy hazards with special disposable power, as described in U.S. Patent 4,132,816. However, these complex energy generators, as well as fluoride energy carriers, generally do very efficient work in the present invention. Example II

In dit voorbeeld zijn van een groep straalmotorschoe-pen met inwendige koeldoorgangen de wanden van de doorgangen zwaar met chroomaluminium behandeld, terwijl de lucht-40 blad-oppervlakken enigszins met chroomaluminium zijn behan- 80 0 5 0 16 deld en de voeten weinig of geen uitwendige bekleding hebben gekregen. Een dergelijke schoep is schematisch voorgesteld bij 120 in fig. 2 en heeft een aantal doorgangen 124, die zich uitstrekken over de gehele lengte van de luchtblad-5 sectie 120 vanaf de luchtbladpunt 123 tot de tegenover liggende zijde van de montageflens 125. Bij hun uiterste einden hebben de doorgangen een dwarsdoorsnede van ongeveer 0,025 mm tot 0,05 mm en in hun tussenliggende gedeelten is hun dwarsdoorsnede iets groter.In this example, of a group of jet engine blades with internal cooling passages, the walls of the passages are heavily treated with chrome aluminum, while the air-40 blade surfaces are slightly treated with chrome aluminum and the feet have little or no exterior upholstery. Such a blade is shown schematically at 120 in Fig. 2 and has a plurality of passages 124 extending the entire length of the air blade section 120 from the air blade tip 123 to the opposite side of the mounting flange 125. At their extreme ends, the passages have a cross section of about 0.025 mm to 0.05 mm and in their intermediate portions their cross section is slightly larger.

10 De schoepen, die vervaardigd zijn uit legering B-1900, worden gereinigd door zacht bestralen met fijn aluminium-grit, gevolgd doorontvetting. Vervolgens wordt in de koel-doorgangen met behulp van een medicijn-druppelaar een suspensie van 40 g aluminiumpoeder van 0,044 mm en 5 g chroom- z 15 poeder van 0,044 mm in 50 cmr van een 7 gew.procents oplossing van poly(methylethacrylaat)hars en een 0,5 gew.procents oplossing van stearinezuur in methylchloroform gebracht. Afzuiging door middel van een waterpomp wordt onmiddellijk toegepast op elk einde van elke doorgang in het luchtblad 20 gedurende enkele seconden en de schoep wordt stilgezet om de suspensie in de doorgangen de gelegenheid te geven tot drogen-* Overmaat suspensie op het uitwendige oppervlak van de schoep wordt verwijderd met behulp van een doek', die bevochtigd is met weinig methylchloroform en een groep schoe-25 pen, die aldus is behandeld, wordt in een vooraf gereed gemaakte retortkast 110 gebracht. Deze kast is soortgelijk aan kast 10, evenwel vervaardigd uit roestvrij staal 304 en bevat schappen 135, die aan de eindwanden ervan zijn gelast en die op afstand aanwezige staven 137 dragen, die de 30 kastlengte overspannen. De setroepen worden bevestigd tussen de staven met hun luchtbladen 121 zich neerwaarts uitstrekkende en hun flenzen 125 ondersteund door de staven.10 The blades, which are made of alloy B-1900, are cleaned by soft irradiation with fine aluminum grit, followed by degreasing. Then, in the cooling passages with the aid of a medicine dropper, a suspension of 40 g of aluminum powder of 0.044 mm and 5 g of chromium powder of 0.044 mm in 50 cmr of a 7% by weight solution of poly (methyl ethyl acrylate) resin is added and a 0.5% by weight solution of stearic acid in methyl chloroform. Water pump suction is applied immediately to each end of each passage in the air blade 20 for a few seconds and the vane is stopped to allow the suspension in the passages to dry - Excess suspension on the outer surface of the vane is removed using a cloth moistened with little methyl chloroform and a group of boats thus treated is placed in a pre-prepared retort box 110. This cabinet is similar to cabinet 10, however, made of stainless steel 304, and includes shelves 135 welded to its end walls and bearing spaced bars 137 spanning the cabinet length. Set kits are mounted between the bars with their air blades 121 extending downward and their flanges 125 supported by the bars.

De staven kunnen eenvoudig koolstofstaal zijn, dat vooraf zwaar gealuminiseerd is en bijvoorbeeld een door diffusie 35 gealuminiseerde mantel hebben, die ten minste ongeveer 0,025 nun dik is met een maximum aluminiumgehalte van ten minste ongeveer 35 % in de mantel.The bars can be simply carbon steel, which has been heavily aluminized beforehand and, for example, have a diffusion aluminized jacket, which is at least about 0.025 nun thick with a maximum aluminum content of at least about 35% in the jacket.

Naast de bevestiging van de gealuminiseerde staven is de kast 110 voorbereid met lagen 112, 116 met dezelfde sa-40 menstelling als de lagen 12 en 16. Na het beladen met de 8005016 7 schoepen wordt de kast opgenomen in een uitwendige retort en verhit tot 1066°C, terwijl een langzame waterstofstroom door de geperforeerde buis 114· wordt gevoerd in een zodanige mate, dat ongeveer 30 minuten vereist is om een hoeveelheid 5 waterstof toe te voeren, die gelijk is aan het volume van de kast. Voordat de verhitting wordt begonnen wordt de waterstofstroom tijdelijk versneld om meer doelmatig de vooraf aanwezige atmosfeer in de kast door waterstof te vervangen.In addition to the attachment of the aluminized bars, the cabinet 110 is prepared with layers 112, 116 with the same composition as layers 12 and 16. After loading with the 8005016 7 blades, the cabinet is incorporated into an external retort and heated to 1066 ° C, while passing a slow stream of hydrogen through the perforated tube 114 to such an extent that about 30 minutes is required to supply an amount of hydrogen equal to the volume of the cabinet. Before the heating is started, the hydrogen flow is temporarily accelerated to more efficiently replace the pre-existing atmosphere in the cabinet with hydrogen.

De temperatuur van 1066°C wordt 8,5 uren aangehouden 10 en vervolgens wordt de kast gekoeld. Na voldoende afkoeling wordt de waterstofatmosfeer door argon vervangen en wordt de kast geopend. De inwendige oppervlakken van de doorgangen in de schoep vertonen een uiterst gelijkmatige gealuminiseerde mantel met een dikte van ongeveer 0,05 tot 15 0,06 mm. De luchtbladoppervlakken hebben een gealuminiseer de mantel, die ongeveer half zo dik is en de bladvoet 126 heeft een mantel met een dikte van minder dan 0,01 mm.The temperature of 1066 ° C is maintained for 8.5 hours and then the cabinet is cooled. After sufficient cooling, the hydrogen atmosphere is replaced by argon and the box is opened. The interior surfaces of the vanes in the vane exhibit an extremely uniform aluminized shell of about 0.05 to 0.06 mm thickness. The air blade surfaces have an aluminized jacket, which is about half the thickness, and the blade foot 126 has a jacket less than 0.01 mm thick.

Van de flens 125 is de onderste zijde gealuminiseerd tot ongeveer dezelfde mate als het luchtbladoppervlak en is 20 de bovenzijde gealuminiseerd in ongeveer dezelfde mate als de voet. De gealuminiseerde onderste zijde vertoont geen daling in aluminiumgehalte waar de zijde rust op de staven 137· Geheel tegengesteld blijkt het, dat de zwaar gealumi-niseerde staafoppervlakken helpen de bovenste gedeelten 25 van het luchtblad, alsmede de flens te aluminiseren en dus de grotere afstand van deze oppervlakken van het poeder 116 te compenseren.Of the flange 125, the bottom side is aluminized to about the same degree as the air leaf surface, and the top side is aluminized to about the same degree as the base. The aluminized bottom side shows no drop in aluminum content where the side rests on the bars 137 · Quite the opposite, it appears that the heavily aluminized bar surfaces help to aluminize the upper portions of the air blade as well as the flange and thus the greater distance from compensate these surfaces of the powder 116.

De variërende afstand van de inwendige doorgangsgedeel-ten vanaf het poeder 116 schijnt geen wezenlijk effect te 30 hebben voorzover als het metaal, dat in de doorgangsopper-vlakken gediffundeerd wordt, bij deze oppervlakken is geplaatst. Een dergelijke diffusie heeft relatief snel plaats wanneer een diffusie-atmosfeer deze oppervlakken bereikt na een afstand te hebben afgelegd van 10 tot 15 cm of meer.The varying distance of the internal passage portions from the powder 116 does not appear to have any substantial effect as long as the metal diffused into the passage surfaces is placed at these surfaces. Such a diffusion occurs relatively quickly when a diffusion atmosphere reaches these surfaces after traveling a distance of 10 to 15 cm or more.

35 Een. dergelijke atmosfeer behoeft alleen een verdampte dif-fusie-energiegever te zijn, zoals een halogeen of halo-geenverbinding, maar de werking van een dergelijke atmosfeer wordt verbeterd, wanneer het tevens een halogenide van het te diffunderen metaal bevat. Een dergelijke verbeterde 4-0 atmosfeer is de gebruikelijke atmosfeer, die wordt voortge- 8005016 bracht tijdens de diffusie-bekleding en de poeders 12, 16, 112 en 116 zijn de gebruikelijke bekende diffusie-bekledings-poeders.35 One. such an atmosphere need only be a vaporized diffusion energizer, such as a halogen or halogen compound, but the operation of such an atmosphere is improved if it also contains a halide of the metal to be diffused. Such an improved 4-0 atmosphere is the usual atmosphere, which is produced 8005016 during the diffusion coating, and the powders 12, 16, 112 and 116 are the usual known diffusion coating powders.

Het chroom, dat aanwezig is met het aluminium in de 5 dispersie, die op de inwendige doorgangen wordt aangebracht, diffundeert in de doorgangsoppervlakken tezamen met het aluminium en verbetert verder de bestandheid van deze oppervlakken tegen aantasting. De hoeveelheid chroom kan vergroot worden en het aluminium volledig geëlimineerd om een 10 met chroom behandeld oppervlak te verkrijgen in plaats van een gealuminiseerd of gechroomaluminiseerd oppervlak. De chroom- en aluminiumdeeltjes kunnen desgewenst vooraf met elkaar gelegeerd worden of zij kunnen mengsels zijn van de afzonderlijke metalen.The chromium, which is present with the aluminum in the dispersion, which is applied to the internal passages, diffuses into the passage surfaces along with the aluminum and further improves the resistance of these surfaces to attack. The amount of chromium can be increased and the aluminum completely eliminated to obtain a chromium-treated surface instead of an aluminized or chromium-aluminized surface. The chrome and aluminum particles can optionally be pre-alloyed together or they can be mixtures of the individual metals.

15 Voor de diffusie-bekleding van superlegeringen op nik- kelbasis met aluminium verdient het de voorkeur dat het aluminiumgehalte van aluminium-chroomdispersies groter is dan tweemaal -het gewicht van het chroom.For the diffusion coating of nickel-based superalloys with aluminum, it is preferable that the aluminum content of aluminum-chromium dispersions is greater than twice the weight of the chromium.

De metaaldeeltjes in de metaaldispersies dienen een 20 afmeting te hebben niet groter dan ongeveer 0,075 mm, bij voorkeur niet meer dan 0,05 mm, waarbij de wanden van de doorgang, waarin zij gediffundeerd worden, zeer glad blijven.The metal particles in the metal dispersions should have a size no greater than about 0.075 mm, preferably no more than 0.05 mm, the walls of the passage in which they are diffused remaining very smooth.

De diffusie-bekledingswarmte dient ten minste zolang 25 te worden aangehouden als noodzakelijk is om alle metaaldeeltjes van de dispersie in de oppervlakken van de doorgang te doendiffunderen. Dit laat deze oppervlakken schoon en gereed voor dienst zonder verdere behandeling. Wanneer het te bekleden werkstuk een superlegering is op nikkelba-30 sis en het te diffunderen metaal aluminium of chroom of mengsels daarvan is, zijn ten minste ongeveer 2 uren vereist voor elke 0,0025 mm gedispergeerd metaal, wanneer de diffusie wordt uitgevoerd bij 982°C, hoewel enigszins kortere tijden gebruikt kunnen worden, wanneer het diffusie-35 metaal alleen aluminium is. Silicium, kobalt, ijzer en andere metalen, gebruikt om diffusie-bekledingen te maken, kunnen naast of in plaats van het aluminium en/of chroom gebruikt worden. Van sommige combinaties van metalen is bekend, dat zij niet erg goed of in het geheel niet bekleden.The diffusion coating heat should be maintained for at least as long as is necessary to diffuse all metal particles of the dispersion into the surfaces of the passage. This leaves these surfaces clean and ready for service without further treatment. When the workpiece to be coated is a superalloy on nickel base and the metal to be diffused is aluminum or chromium or mixtures thereof, at least about 2 hours are required for every 0.0025 mm of dispersed metal when the diffusion is performed at 982 ° C, although somewhat shorter times can be used when the diffusion metal is only aluminum. Silicon, cobalt, iron and other metals used to make diffusion coatings can be used in addition to or instead of the aluminum and / or chromium. Some combinations of metals are known to coat very poorly or not at all.

4-0 Superlegeringswerkstukken op kobaltbasis vereisen on- S005016 ♦ 94-0 Cobalt-based superalloy workpieces require S005016 ♦ 9

geveer tweemaal de diffusietijd van de superlegeringen op nikkelbasis, maar legeringen op ijzerbasis, zoals BA 330 en Incoloy 800 nemen minder tijd dan de superlegeringen op nikkelbasis. Een blad van een superlegering MAE M 509 op 5 kobaltbasis, eveneens met koeldoorgangen, geeft, indien onderworpen aan een behandeling zoals in voorbeeld II, evenwel bij 1093°0 gedurende 20 uren uitstekende resultaten. Voorbeeld IIIabout twice the diffusion time of the nickel-based superalloys, but iron-based alloys such as BA 330 and Incoloy 800 take less time than the nickel-based superalloys. However, a cobalt base superalloy MAE M 509, also with cooling passages, when subjected to a treatment as in Example 2, gives excellent results at 1093 ° C for 20 hours. Example III

Straalmotorbladen van de hete sectie van de eerste 10 trap, vervaardigd uit IN 100 legering op nikkelbasis en met koeldoorgangen met een diameter van ongeveer 0,75 mm, worden op de in voorbeeld II beschreven wijze behandeld, evenwel met de volgende specifieke verschillen: (a) Het poeder op de bodem van de retort is een chro-15 merend poedermengsel van 20 % zeer fijn chroompoeder (deeltjes met een kleinere afmeting dan 0,5 mm), 80 % alu-miniumoxide van 0,04-4 mm en 1 % NH^Br betrokken op het totale gewicht van het chroom en aluminiumoxide.First-stage hot section jet engine blades, made of nickel-based IN 100 alloy and with cooling passages of approximately 0.75 mm in diameter, are treated as described in Example II, but with the following specific differences: The powder on the bottom of the retort is a chromium-15 powder mixture of 20% very fine chromium powder (particles smaller than 0.5 mm in size), 80% aluminum oxide of 0.04-4 mm and 1% NH ^ Br based on the total weight of the chromium and aluminum oxide.

(b) De bekledingssuspensie 'is een dispersie van 15 g 20 zeer fijn chroom in 20 cm^ van de bindmiddeloplossing van voorbeeld I.(b) The coating slurry is a dispersion of 15 g of 20 very fine chromium in 20 ml of the binder solution of Example I.

(c) De bladen worden in horizontale positie gehouden ------- ongeveer 2-, 5 cm boven het poeder op de bodem.(c) The blades are held in horizontal position ------- about 2.5cm above the powder on the bottom.

(d) De binnenste retortkast draagt het deksel los aan-25 gebracht zonder enige poging de randen te dichten.(d) The inner retort box carries the cover loosely fitted without any attempt to seal the edges.

(e) De staven 137 zijn gechromeerd Inconel 600.(e) The bars 137 are chromated Inconel 600.

(f) De diffusie-bekleding werd 15 uren op 1093°0 gehouden, de waterstofstroom in de binnen re^-tortkast wordt gestopt, wanneer die temperatuur was bereikt en een argon- 30 stroom werd in werking gesteld, wanneer de temperatuur bij de afkoeling 149°0 bereikt.(f) The diffusion coating was held at 1093 ° C for 15 hours, the hydrogen flow in the inner reactor was stopped when that temperature was reached and an argon flow was initiated when the temperature on cooling 149 ° 0 reached.

(g) Een langzame stroom waterstof wordt gehandhaafd door de buitenste retort gedurende de verhitting, maar wordt gestopt, wanneer de argonstroom in de binnenste retort be- 35 gint.(g) A slow flow of hydrogen is maintained by the outer retort during heating, but is stopped when the argon flow starts in the inner retort.

Zowel de uitwendige oppervlakken van de bladen en de oppervlakken van de koeldoorgangen ervan zijn zeer doelmatig en gelijkwaardige gechromeerd.Both the outer surfaces of the blades and the surfaces of their cooling passages are highly effective and of equal chromium plating.

Het poeder op de retortbodem behoeft niet dezelfde me-40 taalcomponenten te bevatten als het poeder in de doorgangen.The powder on the retort bottom need not contain the same metal components as the powder in the passages.

8 0 0 5 0 1 68 0 0 5 0 1 6

Dus met chroom als het enige metaal in het doorgangspoeder en aluminium als enige metaal in het poeder op de retort-bodem, kunnen de doorgangen gechromeerd worden, terwijl het uitwendige van het behandelde werkstuk gealuminiseerd wordt.Thus, with chromium as the only metal in the pass powder and aluminum as the only metal in the powder on the retort bottom, the passages can be chromated while the exterior of the treated workpiece is aluminized.

5 Een weinig aluminium kan verschijnen in de gechromeerde mantel op de doorgangsoppervlakken, in het bijzonder, wanneer de diffusiebehandeling is voortgezet. Het aluminium en het chroom kunnen in positie verwisseld worden.A little aluminum may appear in the chromed jacket on the passage surfaces, especially when the diffusion treatment is continued. The aluminum and chrome can be exchanged in position.

Weglating van alle metaaldeeltjes uit het poeder op de 10 retortbodem schijnt de diffusiemantel-vorming op de doorgangsoppervlakken te vertragen, maar toch wordt een goede aluminisering, chromering en chroomaluminisering verkregen.Omission of all metal particles from the powder on the retort bottom appears to delay diffusion jacket formation on the passage surfaces, yet good aluminization, chromation and chromium aluminization are still obtained.

Het is niet essentieel, dat de werkwijze van de onderhavige uitvinding wordt uitgevoerd met een spoelgas, dat 15 door de geperforeerde buis 14- of 114- wordt toegevoerd. Een geringe spoeling helpt eventuele dampen, gevormd door de ontleding van welk bindmiddel ook, dat gebruikt is om de gedispergeerde metaallaag op zijn plaats te houden, wegspoelen, maar met de tijd, dat de retortkast ongeveer 3i6°C 20 wordt tijdens de verhitting, kan de doorspoeling worden gestaakt. Wanneer de retortkast omgeven is door een andere retort met een nauwgezet gecontroleerde atmosfeer, zoals in stand gehouden wordt, wanneer een stroom waterstof, argon of een ander inert gas gespoeld wordt door de uitwendige 25 retortkamer alleen, behoeft de doorspoeling van de inwendige retortkast niet hervat te worden, wanneer de uitwendige retortatmosfeer waterstof of een ander brandbaar gas is. In dat geval is het nuttig een inert gas te spoelen door de inwendige en uitwendige retorten om brandbaar gas weg te spoe-30 len, voordat de retorten worden geopend.It is not essential that the process of the present invention be performed with a purge gas supplied through the perforated tube 14- or 114-. A slight rinse helps to flush out any vapors formed by the decomposition of any binder used to hold the dispersed metal layer in place, but with time the retort box becomes about 3 ° C during heating, flushing is stopped. When the retort box is surrounded by another retort with a closely controlled atmosphere, such as is maintained, when a stream of hydrogen, argon or other inert gas is purged through the external retort chamber alone, the flushing of the internal retort box need not resume when the external retort atmosphere is hydrogen or another flammable gas. In that case, it is useful to flush an inert gas through the internal and external retorts to flush out flammable gas before opening the retorts.

Tijdens het verblijf bij de diffusie-bekledingstempe-ratuur dient een eventueel doorspoeling van de inwendige retort niet zo snel te zijn dat te veel activator uit de atmosfeer ervan wordt weggesleept. De activator, aanwezig 35 in het poeder op de retortbodem, wordt geheel omgezet tot damp gedurende de tijd, dat de verhitting het poeder op ongeveer 370°C brengt en na een dergelijke verdamping behoeft het spoelgas niet sneller te worden gesuppleerd dan vereist om het volume te evenaren in de inwendige retortruimte bij 4-0 stroming gedurende een tijdsperiode, die overeenkomt met on- 8005016 11 geve er 1/20 van de diffusiebekledingstijd. De doorspoelbe-werking is niet volledig, in het bijzonder met een licht gas zoals waterstof, zodat met een dergelijke maximum stroom nog steeds activator aanwezig is aan het einde van 5 de diffusie-bekledingsverhitting.During residence at the diffusion coating temperature, any flushing of the internal retort should not be so rapid that too much activator is dragged out of its atmosphere. The activator, present in the powder on the retort bottom, is completely converted to vapor during the time that the heating brings the powder to about 370 ° C and after such evaporation the purge gas need not be supplemented faster than required to increase the volume to match in the internal retort space at 4-0 flow for a time period corresponding to about 8005016 11 giving 1/20 of the diffusion coating time. The flushing operation is not complete, especially with a light gas such as hydrogen, so that with such a maximum current, activator is still present at the end of the diffusion coating heating.

Eventueel verdampt halogeen of verdampte halogeenver-binding bij de diffusie-bekledingstemperatuur kan gebruikt worden als een energie gever . Warunsr de diffusie wordt uitgevoerd bij relatief lage temperaturen, zoals 870°C of la-10 ger, is aluminiumchloride een zeer wenselijke energie gever in het bijzonder wanneer aluminium in een werkstuk gediffundeerd wordt. Andere energie gevers (soms activatoren genoemd) zijn vermeld in het Amerikaanse octrooischrift 3.764.371.Optionally, evaporated halogen or evaporated halogen compound at the diffusion coating temperature can be used as an energy generator. While the diffusion is performed at relatively low temperatures, such as 870 ° C or less, aluminum chloride is a highly desirable energy generator especially when aluminum is diffused into a workpiece. Other energy generators (sometimes called activators) are disclosed in U.S. Pat. No. 3,764,371.

15 Het methylchloroform-oplosmiddel van de voorbeelden IThe methyl chloroform solvent of Examples I

en II kan vervangen worden door andere oplosmiddelen zoals methylethylketon, chloroform, tolueen, isopropanol en dergelijke. Echter is methyl-chloroform een bijzonder veilig pro-dukt om mee te werken, omdat het niet brandt en het gezond-20 heidsgevaar uiterst gering is. Water kan ook als oplosmiddel gebruikt worden met in water oplosbare bindmiddelen, maar het is in het algemeen niet gewenst om fijnverdeelde metaaldeeltjes in contact met water te houden gedurende een lange tijdsperiode.and II can be replaced by other solvents such as methyl ethyl ketone, chloroform, toluene, isopropanol and the like. However, methyl chloroform is a particularly safe product to work with because it does not burn and the health hazard is extremely low. Water can also be used as a solvent with water-soluble binders, but it is generally not desirable to keep finely divided metal particles in contact with water for a long period of time.

25 Tot andere acrylharsen, die doelmatige bindmiddelen vormen, behoren poly(methylmethacrylaat) en de verschillende polymere acryl- en methacrylesters van alcoholen met 1 tot 8 koolstofatomen, alsmede polyacrylzuur en mengsels van copolymeren van de monomeren waaruit zij zijn vervaardigd.Other acrylic resins that form effective binders include poly (methyl methacrylate) and the various polymeric acrylic and methacrylic esters of alcohols having 1 to 8 carbon atoms, as well as polyacrylic acid and mixtures of copolymers of the monomers from which they are made.

30 Tot andere bindmiddelen, die gebruikt kunnen worden, behoren natuurhars, polyetheen, polystyreen, methylcellulose en zelfs dimethylsiloxanolien. De acrylharsen worden tijdens de diffusieverhitting tamelijk schoon uitgedreven, maar sommige bindmiddelen kunnen een weinig koolstof achterlaten en 35 dit zou eveneens in het werkstukoppervlak diffunderen.Other binders that can be used include natural resin, polyethylene, polystyrene, methyl cellulose, and even dimethylsiloxanoline. The acrylic resins are driven out quite cleanly during diffusion heating, but some binders may leave a little carbon and this would also diffuse into the workpiece surface.

De staven 137 van fig. 2 hebben oppervlakken, die bij voorkeur vooraf zwaar gechromeerd zijn bij het chromeren van de inwendige delen van het werkstuk. Bij de diffusie-bekleding van werkstukken met zink, kobalt of een ander me-40 taal, zijn deze staven of andere bij het werk betrokken op- pervlakken op soortgelijke wijze bij voorkeur dienovereenkomstig vooraf bekleed.The bars 137 of Fig. 2 have surfaces, which are preferably heavily chromed beforehand when chromating the internal parts of the workpiece. In the diffusion coating of workpieces with zinc, cobalt or other metal, these bars or other surfaces involved in the work are similarly preferably pre-coated accordingly.

De poeders 12 en 16 behoeven niet op de retortbodem te zijn geplaatst, maar kunnen ook in manden worden vastgehou-5 den beneden of zelfs boven de werkstukken. De door deze poeders ontwikkelde geactiveerde dampen hebben een wegwerp-vermogen van ongeveer 15 cm en wanneer de inwendige retort niet tijdens het verblijf bij de diffusietemperatuur worden gespoeld ontstaan goede diffusiebekledingen zelfs verder 10 weg van het meest nabij zijnde poeder. Een gemakkelijk te verdampen metaalhalogenide zoals aluminiumchloride kan in de inwendige retort worden gebracht als een damp gedragen door het spoelgas en geen poeder is vereist anders dan in de fijne doorgangen.The powders 12 and 16 need not be placed on the retort bottom, but may also be held in baskets below or even above the workpieces. The activated vapors developed by these powders have a disposable capacity of about 15 cm and if the internal retort is not rinsed during the residence at the diffusion temperature, good diffusion coatings are produced even further away from the nearest powder. An easily vaporizable metal halide such as aluminum chloride can be introduced into the internal retort as a vapor carried by the purge gas and no powder is required other than in the fine passages.

15 Sommige substraten, zoals door veroudering hardbare roestvrij staalsoorten nemen geen gelijkmatige diffusie-bekleding aan, in het bijzonder wanneer de diffusie wordt uitgevoerd bij lage temperaturen. Bij temperaturen van 650°C of lager hebben dergelijke bekledingen de neiging een 20 vrij ruw oppervlak te vormen. De bekledingsgelijkmatigheid wordt verbeterd door het vooraf aanbrengen van een bekleding van een nikkel of kobalt flits met een dikte van niet meer dan 0,0025 mm op de te bekleden wanden.Some substrates, such as age-curable stainless steels, do not take on a uniform diffusion coating, especially when the diffusion is performed at low temperatures. At temperatures of 650 ° C or lower, such coatings tend to form a fairly rough surface. Coating uniformity is improved by pre-coating a nickel or cobalt flash coating of not more than 0.0025 mm thick on the walls to be coated.

Een dergelijke verbetering in gelijkmatigheid en glad-25 heid wordt verkregen met bekledingen al of niet in nauwe doorgangen.Such an improvement in uniformity and smoothness is achieved with coatings in narrow passages or not.

Dit wordt aangetoond in de volgende voorbeelden. Voorbeeld IVThis is demonstrated in the following examples. Example IV

Een groep compressorschoepen van de laatste trap 50 AM 355 met een breedte van ongeveer 14,3 mm, een lengte van 5,1 cm en een dikte van ongeveer 0,75 mm voor een straalmotor J-85, werd gezuiverd door anodische behandeling bij 5,4 ampere/cm in een waterige oplossing van natriumcarbo_ naat van 71 tot 82°C (0,12 g/liter)en natriumhydroxide 35 (0,12 g/liter) gedurende 1 minuut, gevolgd door spoelen met water en daarna dompelen in 18 °/o HC1.A group of final stage 50 AM 355 compressor vanes about 14.3 mm wide, 5.1 cm long and about 0.75 mm thick for a J-85 jet engine, were purified by anodic treatment at 5 .4 amps / cm in an aqueous solution of sodium carbonate from 71 to 82 ° C (0.12 g / liter) and sodium hydroxide (0.12 g / liter) for 1 minute, followed by rinsing with water and then dipping in 18 ° / o HCl.

Na het reinigen vertoonden deze schoepen een oppervlak-te-ruwheid van 43 tot 51*10" cm. Zij ontvingen een 4 minuten durende elektrobekledingsbehandeling door het aanbrengen 40 van een lange magneet op de voeten van een rij afzonderlij- 8005016 13 ke schoepen, het onderdompelen van de luchtbladen van de zo gehouden schoepen in een oplossing van 426 g FiClg.öHgQ en 70 cm^ geconcentreerd zoutuur in voldoende water om een liter te maken en het verbinden van de magneet 5 uit een kathode met betrekking tot een nikkelanode, eveneens ondergedompeld in dezelfde oplossing. De kathode- 2 stroomdichtheid bedroeg 5»4 ampere/cm en de badtemperatuur ongeveer 27°C.After cleaning, these blades showed a surface-to-roughness of 43 to 51 * 10 "cm. They received a 4 minute electroplating treatment by applying a long magnet to the feet of a row of individual blades, the 8005016 immersing the air blades of the thus held blades in a solution of 426 g of FiClg.OHgQ and 70 ml of concentrated salt hour in enough water to make one liter and connecting the magnet 5 from a cathode to a nickel anode, also immersed in the same solution The cathode current density was 5-4 amperes / cm and the bath temperature about 27 ° C.

De elektrolyse werd vervolgens beëindigd, de beklede 10 schoepen werden met water gespoeld, gedroogd en geïnspecteerd. Een blinkende bekleding werd waargenomen over de totale luchtbladoppervlakken van de schoepen en een ervan vertoonde bij het doorsnijden een nikkelbekledingsdikte van ongeveer 0,10 tot 0,23/Um. De overblijvende gedroogde schoep 15 pen werden vervolgens in een eenvoudige diffusie-bekledings-retort van koolstofstaal gebracht, die voordien gebruikt was voor het aluminiseren. De vulling was een poedervulling met de volgende gewichtssamenstelling:The electrolysis was then terminated, the coated vanes were rinsed with water, dried and inspected. A shiny coating was observed over the total air blade surfaces of the blades and one of them showed a nickel coating thickness of about 0.10 to 0.23 µm when cut. The remaining dried vanes were then placed in a simple carbon steel diffusion coating retort previously used for aluminizing. The filling was a powder filling with the following weight composition:

Poedervormig aluminium met een deeltjesgrootte 20 van ongeveer 10 micrometer 20 delenPowdered aluminum with a particle size of about 10 microns 20 parts

Poedervormig aluminiumoxide kleiner dan 0,044 mm 79?7 delen Watervrij aluminiumchloride 0,3 deelPowdered aluminum oxide less than 0.044 mm 79? 7 parts Anhydrous aluminum chloride 0.3 part

Het aluminium en het aluminiumoxide waren in de vorm van een mengsel, dat eerder gebruikt was als een vulling 25 voor aluminseringsdoeleinden.The aluminum and alumina were in the form of a mixture previously used as a fill for alumination purposes.

De gevulde retort werd vervolgens in een buitenste retort gebracht, zoals beschreven in het Amerikaanse octrooi-schrift 3*801.357-en werd onder de badbewerking van waterstof verhit om de vulling op een temperatuur te brengen van 30 454 tot 466°C, zoals gemeten met een thermokoppel, dat eveneens in de vulling is opgenomen. De temperatuur werd vervolgens 25 uren aangehouden, waarna de retorten werden gekoeld en de schoepen verwijderd. Zoals verwijderd uit de vulling vertoonden zij een oppervlakte-ruwheid van ongeveer 35 61 tot 76.10 cm en een zeer goed uiterlijk.The filled retort was then placed in an outer retort, as described in U.S. Patent 3 * 801,357, and was heated under hydrogen bath operation to bring the filling to a temperature of 30,454 to 466 ° C as measured by a thermocouple, which is also included in the filling. The temperature was then held for 25 hours, after which the retorts were cooled and the blades removed. As removed from the filling, they exhibited a surface roughness of about 61 to 76.10 cm and a very good appearance.

Een van de aldus behandelde schoepen werd doorgesneden en microscopisch onderzocht. Het blad vertoonde een gemiddelde gealuminiseerde mantel met een dikte van ongeveer lOyrum, waarbij de buitenste laag van de mantel een struc-40 tuur met hoog nikkelgehalte bezat, die zich in de mantel 8005016 uitstrekte tot een diepte van ongeveer 1/5 van de mantel.One of the blades thus treated was cut and examined microscopically. The sheet exhibited an average aluminized jacket with a thickness of about 10yrum, the outer layer of the jacket having a high nickel structure extending in the jacket 8005016 to a depth of about 1/5 of the jacket.

Een zoutsproeiproef vertoonde een enigszins betere corro-sie-bestandheid voor deze behandelde schoepen in vergelijking met overeenkomstige schoepen, die gealuminiseerd waren 5 zonder de nikkelplaat. De rekbaarheid van de gealuminiseerde mantels was ongeveer dezelfde met de nikkelplaat als zonder, zoals blijkt uit vervorming van dergelijke schoepen.A salt spray test showed slightly better corrosion resistance for these treated blades compared to corresponding blades which were aluminized without the nickel plate. The stretchability of the aluminized jackets was about the same with the nickel plate as without, as evidenced by deformation of such blades.

Additionele AM 555 schoepen van hetzelfde type werden onderworpen aan dezelfde volgorde van behandelingstrappen, 10 behalve dat de elektrolytische bekledingstijd verlengd werd tot 12 minuten. Dit toonde aan, dat vóór de aluminisering een nikkelplaatdikte van ongeveer 5/urn was afgezet en na de aluminisering was de mantel veel brosser dan de mantels, waarop de dunnere nikkelbekleding was aangebracht. Deze nik-15 kelplaatdikte van 5/um is het minimum van een dergelijke dikte gesuggereerd in het Amerikaanse octrooischrift 3.859.061.Additional AM 555 blades of the same type were subjected to the same sequence of treatment steps, except that the electrolytic coating time was extended to 12 minutes. This showed that a nickel plate thickness of about 5 µm had been deposited before the aluminization, and after the aluminization, the mantle was much more brittle than the mantles on which the thinner nickel coating was applied. This nickel plate thickness of 5 µm is the minimum of such thickness suggested in U.S. Pat. No. 3,859,061.

De nikkelbekleding kan worden aangebracht door damp-afzetting of door ionafzetting zoals beschreven in het 20 Amerikaanse octrooischrift 4.039.416 of in Society of Automotive Engineers, Paper No. 73054-6, door Gerard W.The nickel coating can be applied by vapor deposition or by ion deposition as described in U.S. Pat. No. 4,039,416 or in Society of Automotive Engineers, Paper No. 73054-6, by Gerard W.

White, getiteld "Applications of Ion Plating" of door verstuiving, zoals beschreven in het document RF Sputtering van dezelfde auteur en voorgedragen op het 8e Annual FAA 25 International Aviation Maintenance Symposium, OklahomaWhite, entitled "Applications of Ion Plating" or by sputtering, as described in the document RF Sputtering by the same author and presented at the 8th Annual FAA 25 International Aviation Maintenance Symposium, Oklahoma

City, Oklahoma, november 28, 1972. Elektrovrij bekleden kan eveneens worden gebruikt met enigszins slechtere resultaten, voorzover de elektrovrije bekledingen fosfor of boor of dergelijke bevatten. De minimaal geschikte nikkelbekle-30 dingsdikte bedraagt ongeveer 0,25/um. Elektrolytische bekleding in nauwe doorgangen wordt gemakkelijk bewerkstelligd met hehulp van een anode in draadvorm, die door het midden van de doorgangen gaat.City, Oklahoma, November 28, 1972. Electro-free coatings can also be used with somewhat poorer results insofar as the electro-free coatings contain phosphorus or boron or the like. The minimum suitable nickel plating thickness is about 0.25 µm. Electrolytic cladding in narrow passages is easily accomplished with the help of a wire anode passing through the center of the passages.

De aluminisering kan worden bewerkstelligd met de 35 werkstukken ingebed in een diffusie-bekledingsvulling zoals in voorbeeld IV of met de werkstukken buiten contact gehouden met, evenweel aangrenzend aan de vulling zoals in de voorbeelden I, II en III. De laagste praktische aluminise-ringstemperatuur is ongeveer 370°C en andere activatoren 40 kunnen gebruikt worden in plaats van het aluminiumchloride.The aluminization can be accomplished with the workpieces embedded in a diffusion coating fill as in Example IV or with the workpieces kept out of contact with as much adjacent to the fill as in Examples I, II and III. The lowest practical aluminizing temperature is about 370 ° C and other activators 40 can be used in place of the aluminum chloride.

8005016 158005016 15

Voorbeeld VExample V

De werkwijze van voorbeeld IV wordt herhaald met de volgende wijzigingen:The procedure of Example IV is repeated with the following changes:

De activator is watervrij aluminiumbromide in plaats 5 van aluminiumchloride.The activator is anhydrous aluminum bromide instead of aluminum chloride.

De diffusie-badatmosfeer is argon in plaats van waterstof.The diffusion bath atmosphere is argon instead of hydrogen.

De initiële reiniging van de schoepen was met ontvettend oplosmiddel in plaats van de anodische elektrolytische 10 reiniging.The initial cleaning of the blades was with degreasing solvent instead of the anodic electrolytic cleaning.

De aluminisering wordt uitgevoerd bij 470 tot 482°G, waarbij een mantel verkregen wordt met een dikte van ongeveer 137 yum.The aluminization is carried out at 470 to 482 ° G to obtain a jacket with a thickness of about 137 µm.

De oppervlakte-ruwheid na het aluminiseren bedraagt on-—6 15 geveer 71 tot 89-10” cm. Andere reinigingstrappen, zoals een eenvoudige bestraling met glas kan eveneens worden uitgevoerd met soortgelijke resultaten.The surface roughness after the aluminization is about 71 to 89-10 cm. Other cleaning steps, such as simple glass irradiation, can also be performed with similar results.

Voorbeeld VIExample VI

De werkwij-ze van voorbeeld IV wordt herhaald, evenwel 20 CoClg.öE^O in plaats van liiCl^.öHgO van voorbeeld I, waarbij de hoeveelheid onveranderd bleef. De verkregen gealumi-niseerde schoepen hebben een oppervlakte-ruwheid, die ongeveer dezelfde is als van de produkten van voorbeeld IV en vertoonden zelfs een grotere bestandheid tegen corrosie.The procedure of Example IV is repeated, but 20 CoCl 2 O 2 O 2 instead of LiCl 2 OH 2 O of Example 1, the amount remaining unchanged. The resulting aluminized blades have a surface roughness that is about the same as that of the products of Example IV and even showed greater corrosion resistance.

25 Voorbeeld VIIExample VII

De werkwijze van voorbeeld IV wordt herhaald, evenwel worden AM 350 luchtbladen gebruikt, het nikkelchloride wordt vervangen door een mengsel van 107 g MC^.öHgO en 107 g CoC^.eHgO, het HCl-gehalte van de elektrolytische 30 bekledingsoplossing wordt verhoogd tot 50 %, de kathodische elektrolytische bekledingsstroomdichtheid bedraagt 10,8 ampere/cm , de elektrolytische bekledingstemperatuur is 35°C en de elektrolytische bekledingstijd 2 minuten. De ruwheid van het eindprodukt is slechts ongeveer 125 tot 35 150.10 cm groter dan de onbehandelde luchtbladen.The procedure of Example IV is repeated, however AM 350 air blades are used, the nickel chloride is replaced with a mixture of 107 g MC 4 OHgO and 107 g CoC 2 eHgO, the HCl content of the electrolytic coating solution is increased to 50 %, the cathodic electrolytic coating current density is 10.8 amperes / cm, the electrolytic coating temperature is 35 ° C and the electrolytic coating time 2 minutes. The roughness of the final product is only about 125 to 150.10 cm larger than the untreated air blades.

De gealuminiseerde schoepen kunnen met of zonder de afwerkingsbekledingen beschreven in de Amerikaanse octrooi-schriften 3.859.061,-3.958.046, 3.948.687, 3.764.371 en 4.141.760 gebruikt worden. Deze afwerkingsbekledingen ver-40 schaffen na drogen en bakken in het algemeen een oppervlak, 8005016 dat enigszins gladder is dan dat van het oppervlak, waarop zij zijn aangebracht. Zo verbetert een afwerkingsbekleding, die bladvormige aluminium bevat zoals beschreven in kolom 6 van het Amerikaanse octrooischrift 3.958.046, aangebracht 5 als een laag van 0,3 mg/cm op het gealuminiseerde produkt van voorbeeld IV in de onderhavige beschrijving en gemoffeld bij 370°C de gladheid met ongeveer 5 tot 12,5-10“*^ cm. Een dergelijke afwerkingsbekleding over een ruwer, soortgelijk gealuminiseerd werktuk, dat niet de dunne nikkel 10 elektrolytische bekledingslaag bevatte, verminderde de glad- heid van de afwerkingslaag tot^ongeveer 75-10- cm.The aluminized blades can be used with or without the finish coatings described in U.S. Patent Nos. 3,859,061, 3,958,046, 3,948,687, 3,764,371, and 4,141,760. These finish coatings generally provide, after drying and baking, a surface 8005016 which is slightly smoother than that of the surface on which they are applied. For example, a finishing coating containing sheet-like aluminum as described in column 6 of U.S. Patent 3,958,046 improves as a layer of 0.3 mg / cm on the aluminized product of Example IV herein and baked at 370 ° C the smoothness by about 5 to 12.5-10 "* ^ cm. Such a finishing coating over a rougher, similar aluminized workpiece, which did not contain the thin nickel electrolytic coating layer, reduced the smoothness of the finishing layer to about 75-10 cm.

Vergroting van het aanta£/werkingsbekledingslagen op het werkstuk verbetert verder de gladheid, maar zal in het algemeen niet de gladheid veel lager krijgen dan ongeveer —6 15 61.10 cm. Een reeks van drie lagen van de hiervoor verIncreasing the number of working coatings on the workpiece further improves the smoothness, but generally will not get the smoothness much lower than about -6 61.10 cm. A series of three layers from the above

melde schilferbekleding op het produkt van voorbeeld IVreported flake coating on the product of Example IV

bouwt het totale afwerkingsbekledingsgewicht op tot 0,8 tot o 0,9 mg/cm en vertoont een oppervlakte-ruwheid van ongeveer 51.1 O*"6 cm.builds the total finish coat weight to 0.8 to 0.9 mg / cm and exhibits a surface roughness of approximately 51.1 * 6 cm.

20 Sommige afwerkingsbekledingsformuleringen vormen, bij moffelen, hydrofobe oppervlakken, waarop het moeilijk of onmogelijk is een gelijkmatige bekledingslaag aan te brengen. De teflon bevattende formuleringen van het Amerikaanse octrooischrift 3-948.687 zijn voorbeelden van dergelijke 25 moeilijke materialen. Echter zullen afwerkingsbekledingen, die ten minste ongeveer 5 gew.% bladvormig aluminium bevatten of ten minste ongeveer 0,1 gew.% bevochtigingsmiddel, niet vernietigd of verdreven door een hardingsbewerking, erover liggende bekledingen tamelijk goed aanvaarden.Some finish coating formulations, when stoving, form hydrophobic surfaces on which it is difficult or impossible to apply a uniform coating. The Teflon-containing formulations of U.S. Pat. No. 3-948,687 are examples of such difficult materials. However, finish coatings containing at least about 5% by weight of sheet aluminum or at least about 0.1% by weight of wetting agent, not destroyed or expelled by a curing operation, will accept overlays quite well.

30 Eén type bekleding lijkt uniek doordat het, indien aan gebracht op een afwerkingsbekleding, die aluminiumschilfers bevat, een exceptioneel glad makend effect heeft. Zo zal een water bevattende dispersie van colloidaal siliciumoxide, die 14 % siliciumdioxide bevat, en tevens 15 % van een bind- 35 middel bevat, zoals magnesiumchromaat of mengsels van mag-nesiumfosfaat en magnesiumchromaat of mengsels, die eveneens een kleine hoeveelheid vrij fosforzuur of chroomzuur bevatten, indien aangebracht over andere afwerkingsbekle- dingslagen of andere lagen van dezelfde afwerkingsbekleding, —6 40 de gladheid omlaag krijgen tot 25 tot 38.10 cm. Een der- 8005016 17 gelijke gladheid lijkt niet verkrijgbaar uit andere afwer-kingsbekledingslagen, onafhankelijk van het feit hoe zij zijn aangebracht.One type of coating appears unique in that it has an exceptionally smoothing effect when applied to a finishing coating containing aluminum flakes. For example, an aqueous dispersion of colloidal silicon oxide, which contains 14% silicon dioxide, and will also contain 15% of a binder, such as magnesium chromate or mixtures of magnesium phosphate and magnesium chromate or mixtures, which also contain a small amount of free phosphoric acid or chromic acid When applied over other finish coatings or other layers of the same finish coat, —6 40 reduce the smoothness to 25 to 38.10 cm. Such smoothness does not appear to be available from other finish coatings, regardless of how they are applied.

Derhalve wordt een verbetering van 35,5*10"”^ cm verkre- 5 gen bij het bekleden van een niet-gealuminseerde compressor- schoep van roestvrij staal 304· met een oorspronkelijke ruw- —6 heid van 106,7*10 cm na bestraling met glaskorrels voor het reinigen ervan, onder toepassing van de volgende bekle-dingsb ehandeling:Therefore, an improvement of 35.5 * 10 inch in cm is obtained when coating an unaluminated 304 stainless steel compressor vane with an original roughness of 106.7 * 10 cm after irradiation with glass beads for cleaning, using the following coating treatment:

10 Voorbeeld VIIIExample VIII

(a) Sproei op het schoepoppervlak een suspensie van de aluminiumpasta van voorbeeld I van het Amerikaanse octrooi-schrift 3.318.716 gedispergeerd in 30-maal het gewicht ervan van een 4—procents oplossing van MgCrO, in water, waar- p 15 bij het bekledingsresidu na drogen ongeveer 0,25mg/cm weegt.(a) Spray on the blade surface a suspension of the aluminum paste of Example I of U.S. Patent 3,318,716 dispersed in 30 times its weight of a 4 percent solution of MgCrO in water, 15 at the time of coating residue after drying weighs about 0.25mg / cm.

(b) Droog en moffel vervolgens de beklede schoep gedurende 10 minuten bij 370 tot 4-30°C.(b) Then dry and muffle the coated vane at 370 to 4-30 ° C for 10 minutes.

(c) Herhaal de trappen (a) en (b) op de gemoffelde 20 schoep.(c) Repeat steps (a) and (b) on the enamelled vane.

(d) Herhaal, .de trappen (a) en (b) opnieuw.(d) Repeat steps (a) and (b) again.

(e) Sproei op de verkregen beklede schoep een 5-pro-cents suspensie van colloïdaal aluminiumoxide in de teflon-vrije magnesiumfosfaat-chromiet-zuuroplossing van voor- 25 beeld II van het Amerikaanse octrooischrift 3·94-8.687, waarbij de aluminiumoxidedeeitjes een deeltjesgrootte hebben kleiner dan 10 nanometer, waarbij een laag achterblijft, o die na drogen ongeveer 0,6 mg/cm weegt.(e) Spray onto the resulting coated vane a 5 percent suspension of colloidal alumina in the Teflon-free magnesium phosphate chromite acid solution of Example II of U.S. Patent 3,494-8,687, the alumina particles having a particle size have less than 10 nanometers, leaving a layer, o weighing about 0.6 mg / cm after drying.

(f) Herhaal de droog- en moffeltrap (b).(f) Repeat the drying and stoving steps (b).

30 (g) Herhaal trap (e) op de aldus gemoffelde schoep.30 (g) Repeat step (e) on the thus enamelled vane.

(h) Herhaal het drogen en moffelen.(h) Repeat drying and baking.

(i) Herhaal trap (e) opnieuw.(i) Repeat step (e) again.

(j) Herhaal het drogen en moffelen.(j) Repeat drying and baking.

De uiteindelijke beklede schoep vertoont een ruwheid —6 35 van ongeveer 71*10 cm en geeft een zeer effectieve com-pressor-schoep voor straalmotoren.The final coated vane has a roughness of about 71 * 10 cm and gives a very effective compressor vane for jet engines.

Deze buitengewone gladheid van de afwerkingslaag wordt verschaft door dispersies, die ongeveer 1 tot 20 % siliciumoxide of aluminiumoxidedeeltjes bevatten die niet 4-0 groter zijn dan ongeveer 25 nanometer en een in water op- finoso16 losbaar bindmiddel in een hoeveelheid ten minste gelijk aan die van de gedispergeerde deeltjes bevat. Dchter is magnesiumchromaat een bijzonder wenselijk bindmiddel, aangezien het sterke corrosie-remmende effecten heeft op een 5 metalen werkstuk, dat erdoor bedekt wordt. Ongeveer de helft van het magnesiumchromaat kan vervangen worden door magne-siumfosfaat en/of chroomzuur en/of fosforzuur. De hardheid en krasvastheid van aluminiumschilferbekledingen is eveneens opmerkelijk toegenomen door dergelijke colloïdale af-10 dekkende bekledingen.This extraordinary finish smoothness is provided by dispersions containing about 1 to 20% silica or alumina particles no greater than 4-0 greater than about 25 nanometers and a water-finoso16 releasable binder in an amount at least equal to that of contains the dispersed particles. However, magnesium chromate is a particularly desirable binder since it has strong corrosion inhibiting effects on a metal workpiece covered by it. About half of the magnesium chromate can be replaced by magnesium phosphate and / or chromic acid and / or phosphoric acid. The hardness and scratch resistance of aluminum chip coatings has also been remarkably increased by such colloidal cover coatings.

Het voorgaande gladmakingseffect van afwerkingsbekle-dingslagen wordt op andere substraten, zoals op luchtbladen van roestvrij staal 410 verschaft, die gealuminiseerd zijn zonder hulp van de dunne nikkel of kobalt eleltrolytische 15 flits bekleding, maar dergelijke elektrolytische bekledingen met een dikte van ten minste 0,25/um zorgen voor een veel gladder produkt op door veroudering hardbare roestvrij staalsoorten.The foregoing smoothing effect of finish coatings is provided on other substrates, such as on stainless steel air blades 410, which are aluminized without the aid of the thin nickel or cobalt electrolytic flash coating, but such electrolytic coatings of at least 0.25 thickness / um provide a much smoother product on aging-curable stainless steels.

De samenstellingen van AM 355, alsmede van andere 20 typische door veroudering hardbare staalsoorten geschikt voor de onderhavige uitvinding wordt hierna gegeven, overgenomen uit ASTM Data Series Publication No. DC 9d, oktober 1967.The compositions of AM 355, as well as other typical age-curable steels suitable for the present invention are given below, taken from ASTM Data Series Publication No. DC 9d, October 1967.

8005016 19 Φ 3 3 . 38005016 19 Φ 3 3. 3

tl £3 0 0 > Otl £ 3 0 0> O

o O OO 0¾ Ao O OO 0¾ A

Γ0 ¥ A A 4-CM CUΓ0 ¥ A A 4-CM CU

rt «« ~ «*·*·*rt «« ~ «* · * · *

d| Ο AA Ο Ο Ad | Ο AA Ο Ο A

Ö Φ o oÖ Φ o o

... P Η I—I I—I H i—I i—I H HrlrIHrj ~ JT... P Η I — I I — I H i — I i — I H HrlrIHrj ~ JT

P οι cö cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd O co o pqrtpq pq pq pq pq pq pq pq pq pq PQ pq AAP οι cö cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd O co o pqrtpq pq pq pq pq pq pq pq pq pq PQ pq AA

• O φ ca 4j• O φ ca 4y

^ P P^ P P

5* . co o cd o5 *. co o cd o

" fn W"fn W

02 PP r-l cd02 PP r-l cd

^ cd O O OO^ cd O O OO

Φ 43 o 'r c~ OO 43 o 'r c ~ O

> r3 I—1 ca ·*·*·* ** O V 'C- v~ V Γ" ca · ·π> r3 I — 1 ca · * · * · * ** O V 'C- v ~ V Γ "ca · · π

•H -H• H -H

2 EH 03 O o I2 EH 03 O o I

ö Φ AAö Φ AA

P p A lA AA HP p A lA AA H

O 3 O- O- OJ CXJOJOO OJOJ ΦO 3 O- O- OJ CXJOJOO OJOJ Φ

CQ ** /} rH 0,0. #*#*#*#*#* OCQ ** /} rH 0.0. # * # * # * # * # * O

,H ¥ fe; OJ OJ OJ OJ OJ A LA OJOJ P, H ¥ fe; OJ OJ OJ OJ OJ A LA OJOJ P

p Ö M - P<p Ö M - P <

Φ -rl 3 PΦ -rl 3 P

•Η H .3 Φ P lH r, LA 5 ·• Η H .3 Φ P lH r, LA 5

<P ca ^ S O<P ca ^ SO

Pt g ©Pt g ©

-2· P A A O OAO O AO O OO p ‘H-2 · P A A O OAO O AO O OO p "H

§ aOJOJOOOJ<rirr-'r OOO o -P§ aOJOJOOOJ <rirr-'r OOO o -P

. ^02.¾ <J-iJ-cJ-^t^-CNCOCOC>- O- CO A i> ^. ^ 02.¾ <J-iJ-cJ- ^ t ^ -CNCOCOC> - O- CO A i> ^

Ö Φ η -P OÖ Φ η -P O

Ö-ü röAAOOOO CN Ar OLOO OO £ Pi •d p c£> A V AlD O- OJ 4ΆΑ^-ΙΝ co O 2 §0 <r- o V- 'TV-'O V- v-v-v-vv- OJOJ ö* *g A Φ ©Ö-ü röAAOOOO CN Ar OLOO OO £ Pi • dpc £> AV AlD O- OJ 4ΆΑ ^ -ΙΝ co O 2 §0 <r- o V- 'TV-'O V- vvv-vv- OJOJ ö * * g A Φ ©

. ü. O O A OOO A OOO AA P *H. you. O O A OOO A OOO AA P * H

O ^OA O Αν* 0-0- 3 PjO ^ OA O Αν * 0-0- 3 Pj

^ ,p^ 0b 0b ft f> f« f« #k ^ ^ ^ ** fM^, p ^ 0b 0b ft f> f «f« #k ^ ^ ^ ** fM

02 OOOOOOOOOO 00 O O02 OOOOOOOOOO 00 O O

Ö OPÖ OP

•d o O A OOO A OOO AA V bD• d o O A OOO A OOO AA V bD

5 O O r* AAA O AAv 0-0- RW5 O O r * AAA O AAv 0-0- RW

v h 0* 0» ft 0* 0* 0· ^ ^ Μ *H *ri 6 & r-^-OOOOOOOO 00 Φ % Φ p o fao © o A 4- (N -3- ^i-O-AAOJ OO O 2 ’d T- r· OOOO O OOOrr Wr V- HÖ 0b f» © ft ft fi 0s p· P> f* ft P* ·* ^ O O O OOOO OOOOOOOO P!rt © © ’· ·Η DO Η ·Η . .. . · Ö © *0 · # -π r> - ·. 3 P β ,·* A Φ φ © 60 ν- ρ bo s a pt I pe ,b © 3 ·Η ·Ηvh 0 * 0 »ft 0 * 0 * 0 · ^ ^ Μ * H * ri 6 & r - ^ - OOOOOOOO 00 Φ% Φ po fao © o A 4- (N -3- ^ iO-AAOJ OO O 2 ' d T- r · OOOO O OOOrr Wr V- HÖ 0b f »© ft ft fi 0s p · P> f * ft P * · * ^ OOO OOOO OOOOOOOO P! rt © © '· · Η DO Η · Η.. . Ö © * 0 · # -π r> - ·. 3 P β, * A Φ φ © 60 ν- ρ bo sa pt I pe, b © 3 · Η · Η

OOOM P HgPPUNCLE P HgPP

U S SS Ï? PhPh Ö -p -rj ® ® d PP O©Mpb0 •H OO AAA WSBWCO C0O-©O-> S3 ο .Η © W ΦU S SS Ï? PhPh Ö -p -rj ® ® d PP O © Mpb0 • H OO AAA WSBWCO C0O- © O-> S3 ο .Η © W Φ

p AAAALD PPPMCMPh I I I SO-P p3 3 > CiJ S W Hp AAELED PPPMCMPh I I I SO-P p3 3> CiJ S W H

Φ A A A A A A<f 0-0-A ifA O CO ·Η ·Η & 'C- ννΡΟΦ I—! <—' φ saaaa 00-0-0-1¾ aa te o pp _ Λ . _ « pqPnfpciiPH HH 0,0 0·©© ft η η ς n t ftΦ A A A A A A <f 0-0-A ifA O CO · Η · Η & 'C- ννΡΟΦ I—! <- 'φ saaaa 00-0-0-1¾ aa te o pp _ Λ. _ «PqPnfpciiPH HH 0.0 0 · © © ft η η ς n t ft

Wanneer een werkstuk van roestvrij staal gealuminiseerd moet worden, wordt een zeer doelmatige voorafgaande reiniging tot stand gebracht door de volgende bewerkingen of door stralen met grit met aluminiumoxidegrit van 0,07 mm.When a stainless steel workpiece is to be aluminized, a very efficient preliminary cleaning is accomplished by the following operations or by blasting with grit with 0.07 mm alumina grit.

5 Voorbeeld VIExample VI

Onderwerp eerst het werkstuk aan een kathodische behan- 2 deling van 0,5 minuut bij ongeveer 5*4- ampere/cm in een 10-procents oplossing van natriumcarbonaat in water, behandel het vervolgens anodisch in dezelfde oplossing bij onge-10 veer dezelfde stroomdichtheid gedurende ongeveer dezelfde tijd, waarna het werkstuk met water wordt gespoeld, in een 10-procents oplossing van NaOÏÏ in water wordt gedompeld voor het verwijderen van eventueel achtergebleven vuil, vervolgens in koud 1 : 1 geconcentreerd zoutzuur met water ver-15 dund, gevolgd door een andere spoelbehandeling met water.First subject the workpiece to a cathodic treatment of 0.5 minute at about 5 * 4 amps / cm in a 10 percent solution of sodium carbonate in water, then anodically treat it in the same solution at about the same current density for about the same time, after which the workpiece is rinsed with water, immersed in a 10% aqueous solution of NaOI to remove any residual dirt, then diluted in cold 1: 1 concentrated hydrochloric acid with water, followed by another rinsing treatment with water.

Het verkregen gereinigde werkstuk met een oppervlakte- —fi ruwheid van ongeveer 4-6.10 cm is gereed voor bekleding in een zuur nikkelzoutbad voor aen opname van ongeveer 0,5 mg p per cm , waarbij een nikkelglanslaag wordt voortgebracht met 20 een dikte van ongeveer 1,8^um. Na spoelen en drogen kan het vervolgens gealuminiseerd worden in de poedervulling van voorbeeld IV gedurende 50 uren bij 4-65 tot 477°C voor het verkrijgen van een gealuminiseerde bekleding met een dikte van ongeveer 17,8/um en met een oppervlakte-ruwheid van on-25 geveer 56 tot 58.10-6 cm.The resulting cleaned workpiece having a surface roughness of about 4-6.10 cm is ready for coating in an acidic nickel salt bath to absorb about 0.5 mg p per cm, producing a nickel gloss layer about 1 thickness thick. .8 μm. After rinsing and drying, it can then be aluminized in the powder fill of Example IV for 50 hours at 4-65 to 477 ° C to obtain an aluminized coating of about 17.8 µm thickness and with a surface roughness of approx. 56 to 58.10-6 cm.

De aluminiseringstrap in de voorafgaande voorbeelden kan in veel kortere tijden worden uitgevoerd door een werkstuk opgenomen in een geactiveerde poedervulling te verhitten, met een thermische toevoer, dat het op de diffusie-be-30 kledingstemperatuur brengt en de diffusiebekleding voltooit in ongeveer 50 minuten of minder. Tijdens dit korte interval begint de in de vulling aanwezige activator te vervluchtigen met een relatief grotere snelheid, die ongeveer 45 minuten aanhoudt, zelfs indien alleen aanwezig in de vulling 35 bij een concentratie van 0,5 gew.% en de vorming van de diffusiebekledingsmantel is uiterst snel. Derhalve wordt een gealuminiseerde mantel van 51/um voortgébracht in slechts ongeveer 30 minuten na het begin door een werkstuk te verhitten tot 980°G in een vulling van 8005016 21 10 gew.% aluminiumpoeder met een afmeting van ongeveer 100 micrometer 45 gew.% chroompoeder met een afmeting van ongeveer 10 micrometer 5 50 gew.% A^O^ mei een a-^eting van ongeveer 100 micro meter met 0,5 % NH^Cl daarin gemengd, betrokken op het gewicht van de vulling, wanneer het werkstuk de 980°C in 15 minuten bereikt.The aluminization step in the previous examples can be carried out in much shorter times by heating a workpiece contained in an activated powder fill, with a thermal feed, which brings it to the diffusion coating temperature and completes the diffusion coating in about 50 minutes or less . During this short interval, the activator contained in the fill begins to volatilize at a relatively higher rate, which lasts about 45 minutes, even if only present in the fill at a concentration of 0.5% by weight and the diffusion coating mantle is formed. extremely fast. Thus, an aluminized jacket of 51 µm is produced in only about 30 minutes from the start by heating a workpiece to 980 ° G in a fill of 8005016 21 10 wt% aluminum powder with a size of about 100 micrometers 45 wt% chromium powder with a size of about 10 micrometers 50 wt.% A ^ O ^ may a measurement of about 100 micro meters with 0.5% NH2 Cl mixed therein, based on the weight of the filling, when the workpiece is 980 ° C reached in 15 minutes.

10 Het verdient de voorkeur het werkstuk te bedekken met niet meer dan ongeveer 1,25 cm geactiveerde vulling, wanneer het verhit wordt, aangezien de vulling werkt als thermische isolatie en de penetratie van de hitte naar het werkstuk uit de wanden van de retort, waarin het tijdens de verhitting 15 wordt gehouden, vertraagt. Met het werkstuk opgenomen in een vulling, die in een cilindervormige retort wordt gehouden met een lengte van 17,5 om en een diameter van 5 cm, zodat ongeveer een vullingdikte van 1,25 om het werkstuk omhult, zal warmte, toegevoerd met een snelheid van ten minste onge-, 20 veer 1.173*000 kJ/uur per kg werkstuk de gewenste verhitting bewerkstelligen tot temperaturen van ongeveer 980°C. Tijdens deze verhitting kan een oï^eide einden van de retort los zijn afgedekt om - ontsnapping van gas toe te laten en kan in een grotere retort gehouden worden, waardoor waterstof of 25 argon wordt gestroomd met een langzame snelheid om de ontsnappende gassen uit te spoelen.It is preferable to cover the workpiece with no more than about 1.25 cm of activated fill when heated, since the fill acts as thermal insulation and the penetration of the heat to the workpiece from the walls of the retort, wherein held during heating 15 slows down. With the workpiece contained in a filling, which is held in a cylindrical retort with a length of 17.5 by and a diameter of 5 cm, so that approximately a filling thickness of 1.25 envelops the workpiece, heat supplied at a rate of at least about 1.173 * 000 kJ / h per kg workpiece achieve the desired heating to temperatures of about 980 ° C. During this heating, either end of the retort may be covered loosely to allow gas to escape and may be held in a larger retort, flowing hydrogen or argon at a slow rate to flush out the escaping gases .

Het is niet noodzakelijk het werkstuk zodanig op te stellen, dat het binnen 0,6 cm van de retort komt, zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 5*824.122. In 30 feite verdient de aanwezigheid van een vullingsbedekking met een dikte van 1,25 cm de voorkeur bij het uitvoeren van de snelle diffusiebekleding van de onderhavige uitvinding aangezien het de aanwezigheid waarborgt van voldoende energie-gever , zelfs wanneer het energie-gevergehalte van de vul-35 ling slechts 0,5 gew.% of minder is. Het energiegever-gehal-te kan vergroot worden, bijvoorbeeld tot 1 % of 2 % en energiegever- - kan additioneel of alternatief worden toegevoegd aan het metaalpoeder, dat is afgezet op de wand van een smalle doorgang, die door diffusie bekleed moet worden.It is not necessary to arrange the workpiece so that it is within 0.6 cm of the retort, as described in U.S. Patent 5 * 824,122. In fact, the presence of a filling cover with a thickness of 1.25 cm is preferable when carrying out the rapid diffusion coating of the present invention since it ensures the presence of sufficient energizer even when the energizer content of the fill -35 is only 0.5 wt% or less. The energy level can be increased, for example to 1% or 2%, and energy level can be additionally or alternatively added to the metal powder deposited on the wall of a narrow passage to be diffused.

40 Een retort gevuld volgens de snelle diffusiebekledings- ö η π ς n 1 techniek van voorbeelden IV, V en VI kan een aantal werkstukken bevatten en er is geen noodzaak elk werkstuk te plaatsen in zijn eigen zorgvuldig afgemeten nauwsluitend passend retort zoals in het Amerikaanse octrooischrift 5 3.824.122.40 A retort filled using the rapid diffusion coating technique of Examples IV, V and VI may contain a number of workpieces and there is no need to place each workpiece in its own carefully measured snug fitting retort as in the U.S. Patent 5 3,824,122.

Diffusiebekleding bij lage temperatuur, zoals in voorbeeld IV, wordt zelfs gemakkelijker tot stand gebracht in korte tijdsperioden; niet meer dan 45 minuten verhitting is in het algemeen vereist om de werkstukken op temperatuur 10 te brengen en een gealuminiseerde mantel te verkrijgen met een dikte van ten minste 25yum. Dunnere mantels vereisen slechts ongeveer 30 minuten of zelfs minder.Low temperature diffusion coating, as in Example IV, is even more easily accomplished in short periods of time; no more than 45 minutes of heating is generally required to bring the workpieces to temperature 10 and to obtain an aluminized jacket with a thickness of at least 25 µm. Thinner coats only require about 30 minutes or even less.

Om verder tijd te sparen wordt de koeling van de retort het beste bewerkstelligd door het te onttrekken aan de 15 oven, waarin de verhitting wordt uitgevoerd. Blootgesteld aan omgevingslucht en met behulp van een spoelgasstroom tussen de retorten koelt het cilindervormige retort-samenstel, zoals hiervoor beschreven, in ongeveer 15 minuten tot het punt, dat de buitenste retort kan worden geopend en de bin-20 nenste retort kan worden onttrokken, blootgedield aan de atmosfeer en geledigd. Op deze wijze duurt de totale diffu-siebekledingsvolgorde, inclusief de voltooiing van de afkoeling, slechts ongeveer 1 uur of 65 minuten. Dit in vergelijking met de 1,5 uren beschreven in het Amerikaanse oc-25 trooischrift 3.824.122 voor alleen de verhittingstijd. De afkoeling kan ook worden versneld, door lucht over het koelende retortsamenstel te blazen of door het in een afschrikkende vloeistof zoals water te brengen.To further save time, the cooling of the retort is best accomplished by drawing it from the oven in which the heating is performed. Exposed to ambient air and using a purge gas flow between the retorts, the cylindrical retort assembly, as described above, cools in about 15 minutes to the point that the outer retort can be opened and the inner retort extracted, exposed to the atmosphere and emptied. In this manner, the total diffusion coating sequence, including the completion of the cooling, takes only about 1 hour or 65 minutes. This compares to the 1.5 hours described in U.S. Pat. No. 3,824,122 for heating time only. The cooling can also be accelerated, by blowing air over the cooling retort assembly or by placing it in a deterrent liquid such as water.

80050168005016

Claims

A method for diffusively coating the internal surface of a cavity in a metal workpiece, the cavity being accessible only through a passage 5 of a width of not more than about 5 mm, characterized in that it is inner surface applies a substantially uniform layer of particles consisting essentially of all metal to be diffused into that surface and subject the thus treated workpiece to a diffusion coating temperature while exposing the cavity through the passage to a diffusion coating atmosphere.

2. Method according to claim 1, characterized in that a workpiece is treated, the passage of which has a width of less than 2 mm.

Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the layer of particles used is a layer of a dispersion of the particles in a binder which is expelled at the diffusion coating temperature.

4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that the substantially uniform layer is applied by first applying a coating of a mobile dispersion of the metal particles in a solution of an organic binder in a liquid solvent and then the expel coating leaving the desired substantially homogeneous layer.

Process according to claim 3 or 4, characterized in that an acrylic resin is used as the binder.

6. Method according to claims 1 to 5? characterized in that a diffusion coating atmosphere is employed which is generated by an energizer in contact with the diffusion metal at the diffusion coating temperature.

7. Process according to claims 1 to 6, characterized in that a superalloy is used as workpiece.

8. Process according to claims 1 to 7, characterized in that the diffusion metal used is aluminum or chromium or mixtures of the two containing more than 4-Q twice as much aluminum as chromium, based on the weight 8005076 .

Method according to claims 1 to 8, characterized in that a jet engine blade is used as the workpiece and the cavity is a cooling passage in the interior of the blade.

10. A method according to claim 4, characterized in that the expelling is carried out by propelling a stream of gas against the movable coating, so that the thickened parts of the coating are moved out of the passage.

Method according to claim 4, characterized in that the expelling is carried out by applying a suction to the passage to extract the thickened parts of the coating.

12. A method for diffusion coating of workpieces embedded in diffusion coating powder containing energy generator, which is evaporated at the diffusion coating temperature and the embedded workpieces are contained in a retort, characterized in that an excess energizer is applied to the powder, heat is applied to the retort to an extent which brings the workpieces to the diffusion coating temperature, then completes the entire diffusion coating in less than 50 minutes and then cools the retort. ****** 8005016