JPH01281A - オーバレイ・コーティング - Google Patents
オーバレイ・コーティングInfo
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- JPH01281A JPH01281A JP63-70831A JP7083188A JPH01281A JP H01281 A JPH01281 A JP H01281A JP 7083188 A JP7083188 A JP 7083188A JP H01281 A JPH01281 A JP H01281A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、支持体上に熱障壁を結合するオーバレイ・コ
ーティングの提供に関する。上記のオーバレイ・コーテ
ィングは、特に腐食や浸食が発生しそうな高温環境にさ
らされる構成部分に用いられるが、上記コーティングの
主要な、但し必ずしも唯一ではない応用は、ガスタービ
ン・エンジンの部品、特にガスタービンの燃焼筒製品、
静翼および動翼、ならびに案内羽根に対するものである
。
ーティングの提供に関する。上記のオーバレイ・コーテ
ィングは、特に腐食や浸食が発生しそうな高温環境にさ
らされる構成部分に用いられるが、上記コーティングの
主要な、但し必ずしも唯一ではない応用は、ガスタービ
ン・エンジンの部品、特にガスタービンの燃焼筒製品、
静翼および動翼、ならびに案内羽根に対するものである
。
従来の技術
適宜に作られた支持体表面に、プラズマ析出プロセスを
用いて、ＭＣｒＡｊ！Ｙ （ここにＭはニッケルもしく
はコバルト、またはニッケルおよびコバルトなどの適当
な金属）から成る保護層を最初に噴霧コーティングし、
次いで保護か内のそれよりも可成り粗大な粒子を析出物
内に生成するフレーム析出ブＯセスにより金属から成る
固着層を噴霧コーティングし、次いでプラズマ析出プロ
゛セスにより耐火物から成る熱障壁を噴霧コーティング
することによってオーバレイ・コーティングを生成する
ことが提案されている。
用いて、ＭＣｒＡｊ！Ｙ （ここにＭはニッケルもしく
はコバルト、またはニッケルおよびコバルトなどの適当
な金属）から成る保護層を最初に噴霧コーティングし、
次いで保護か内のそれよりも可成り粗大な粒子を析出物
内に生成するフレーム析出ブＯセスにより金属から成る
固着層を噴霧コーティングし、次いでプラズマ析出プロ
゛セスにより耐火物から成る熱障壁を噴霧コーティング
することによってオーバレイ・コーティングを生成する
ことが提案されている。
発明が解決しようとする問題点
この手順は概して申し分のないものであるが、これには
若干の理想的でない面がある。例えば、複雑で内的する
表面に対するフレーム噴霧は困難且つ高価となる可能性
がある。
若干の理想的でない面がある。例えば、複雑で内的する
表面に対するフレーム噴霧は困難且つ高価となる可能性
がある。
問題点を解決するための手段
本発明によれば、ＣｒＡ１Ｍ２の粒子を包含する金属マ
トリックスＭ 〈ここにＭｌはＮｉもしくはＣｏまたは
その両者、Ｍ２はｙ、ｓｉ、Ｔ；、Ｈｆ、 Ｔａまたは
希土類元素の内−つ以上〉の複合の電解または無電解析
出により保護層を形成し、保ＦｉｌｌのＣｒＡｉＭ２の
粒子より大きい粒度の粒子を包含する金属マトリックス
の複合の電解または無電解析出により固着被覆を形成し
、次いでプラズマ析出プロセスにより耐火物から成る熱
障壁を噴霧コーティングすることにより、支持体上のオ
ーバレイ・コーティングが得られる。
トリックスＭ 〈ここにＭｌはＮｉもしくはＣｏまたは
その両者、Ｍ２はｙ、ｓｉ、Ｔ；、Ｈｆ、 Ｔａまたは
希土類元素の内−つ以上〉の複合の電解または無電解析
出により保護層を形成し、保ＦｉｌｌのＣｒＡｉＭ２の
粒子より大きい粒度の粒子を包含する金属マトリックス
の複合の電解または無電解析出により固着被覆を形成し
、次いでプラズマ析出プロセスにより耐火物から成る熱
障壁を噴霧コーティングすることにより、支持体上のオ
ーバレイ・コーティングが得られる。
従って本発明は、保護層と固着被覆とが何れも、フレー
ム噴霧されるのではなく、めっきされる、という点にお
いて、さきに提案されたそれとは異なるものである。
ム噴霧されるのではなく、めっきされる、という点にお
いて、さきに提案されたそれとは異なるものである。
めっきによるＭ ＣｒＡＩＭ２層の生成は、あす
る段階で熱処理により修正されるコーティングを生成す
ることを目的とするＧＢ−２，１６７，４４６−Ａに既
に提案されており、その明細書は粒度の綿密な制御がな
されるべきことを強調しており、概括的に提示された粒
度の要件は、析出されたコーティング内の粒子の少なく
とも９９（重量）％が２５μｍ未満または少なくとも９
５％が３．０〜１３．６μ卯である、としている。同明
細書には電着により極めて望ましい表面仕上がりを有す
るコーティングが生成される、と述べである。めっきは
、滑らかな、光沢さえある、表面を備えたコーティング
を生成することで周知されており、この粒度の粒子の析
出されたマトリックスへの結合によって比較的滑らかな
表面が更にもたらされる。噴霧されたＭＣｒ／Ｍ！Ｙコ
ーティングは不適切なことに表面が荒いので、充分な付
着性を以て、熱障壁を、噴霧コーティングされたＭＣｒ
ＡｊＹコーティングへ直接に付着させることはできない
。粗い粒子を用いて噴霧コーティングされた固着被覆が
必要とされていた。従って、熱障壁の素地を用意する際
、複合めっきは全く無用であろうと考・えられる。しか
し、最も驚いたことには、より大きい粒子を含むめっき
された固着被覆を後続させた、めっきされた Ｍ ＣｒＡＩＭ２被覆によってｉｂ満足な素地が得られ
、その上に、層間に全く充分な付着性を保ちながら、噴
霧コーティングにより熱障壁を付着させ得ることが見い
だされたのである。このように、めっきされた固着層は
、荒い定着面を生成するために用いられるが、これは、
平滑度の一つである普通に容認されるめっきされた被覆
の性質と全く反対の何かである。
ることを目的とするＧＢ−２，１６７，４４６−Ａに既
に提案されており、その明細書は粒度の綿密な制御がな
されるべきことを強調しており、概括的に提示された粒
度の要件は、析出されたコーティング内の粒子の少なく
とも９９（重量）％が２５μｍ未満または少なくとも９
５％が３．０〜１３．６μ卯である、としている。同明
細書には電着により極めて望ましい表面仕上がりを有す
るコーティングが生成される、と述べである。めっきは
、滑らかな、光沢さえある、表面を備えたコーティング
を生成することで周知されており、この粒度の粒子の析
出されたマトリックスへの結合によって比較的滑らかな
表面が更にもたらされる。噴霧されたＭＣｒ／Ｍ！Ｙコ
ーティングは不適切なことに表面が荒いので、充分な付
着性を以て、熱障壁を、噴霧コーティングされたＭＣｒ
ＡｊＹコーティングへ直接に付着させることはできない
。粗い粒子を用いて噴霧コーティングされた固着被覆が
必要とされていた。従って、熱障壁の素地を用意する際
、複合めっきは全く無用であろうと考・えられる。しか
し、最も驚いたことには、より大きい粒子を含むめっき
された固着被覆を後続させた、めっきされた Ｍ ＣｒＡＩＭ２被覆によってｉｂ満足な素地が得られ
、その上に、層間に全く充分な付着性を保ちながら、噴
霧コーティングにより熱障壁を付着させ得ることが見い
だされたのである。このように、めっきされた固着層は
、荒い定着面を生成するために用いられるが、これは、
平滑度の一つである普通に容認されるめっきされた被覆
の性質と全く反対の何かである。
固着被覆の好適な構成要素は保護層のそれと同一または
それに類似しているがそれは、固着機能を備えることに
加えて、下履をなす保Ｍ層が設けられるためのそれと同
様な作動条件にこの被覆がさらされるためである。
それに類似しているがそれは、固着機能を備えることに
加えて、下履をなす保Ｍ層が設けられるためのそれと同
様な作動条件にこの被覆がさらされるためである。
保護層を付着させるための好適な構成要素ならびにその
方法は、前述のＧＢ−２，１６７，４４６−Ａに記述さ
れたそれらであり、使用され得る装置および方法の更に
詳細については、ＧＢ−２゜０１４．１８９−Ａおよび
ＵＳ−４，３０５，７９２を参照されたい。上記の装置
および方法は、固着被覆を付着させるために使用するこ
とができる。
方法は、前述のＧＢ−２，１６７，４４６−Ａに記述さ
れたそれらであり、使用され得る装置および方法の更に
詳細については、ＧＢ−２゜０１４．１８９−Ａおよび
ＵＳ−４，３０５，７９２を参照されたい。上記の装置
および方法は、固着被覆を付着させるために使用するこ
とができる。
実施例および作用
本発明は種々の方法で実施できるが、ここで例示のため
、ガス・タービン買上の一つの特定のオーバレイの装置
について説明する。
、ガス・タービン買上の一つの特定のオーバレイの装置
について説明する。
翼は先ず、めっきに適した準備処理を施され、一つの例
ににあっては、それが２分間、シアン化物の洗浄剤に浸
せきされ、水洗がこれに続き、塩化第二鉄エッチ液内で
の３０秒間の浸せきによりエツチングされ、水洗がこれ
に続き、１ｄｍ２当たり３．５Ａの電流密度で３分間、
ニッケル浴゛に置くことによりニッケル・ストライクを
施される。
ににあっては、それが２分間、シアン化物の洗浄剤に浸
せきされ、水洗がこれに続き、塩化第二鉄エッチ液内で
の３０秒間の浸せきによりエツチングされ、水洗がこれ
に続き、１ｄｍ２当たり３．５Ａの電流密度で３分間、
ニッケル浴゛に置くことによりニッケル・ストライクを
施される。
次いで翼は、ＧＢ−２，０１４，１８９−８に記述され
ためつき用バレル内に保持され、陰極接点に接続される
。ＧＢ−２，０１４，１８９−Ｂに記述された技法を用
いて０．０７６〜０．１２７閲の厚さにＣｏＮ１ＣｒＡ
ＩＹのコーティングが舅に施されるが、バスはＣＯＮ
ｉめっき液を包含し、粒子は重１ｒｃｒ６０ＳＡｉ４０
．Ｙ１．７の割合のものを含むＣｒＡｊ！Ｙである。粒
度分布は、５μｍ未満で５（重量）％、１０μｍ未満で
１０〜１５（重量）％、２０μｍ未満で３５〜５５（重
量）％の最大値である。別の粒度分布は、５μ而未満で
７．７（重量）％、１０μｍで５６（重量）％、２０μ
ｍ未満で９４（重量）％、３０μｍ未満で９９（重量）
％の最大値である。
ためつき用バレル内に保持され、陰極接点に接続される
。ＧＢ−２，０１４，１８９−Ｂに記述された技法を用
いて０．０７６〜０．１２７閲の厚さにＣｏＮ１ＣｒＡ
ＩＹのコーティングが舅に施されるが、バスはＣＯＮ
ｉめっき液を包含し、粒子は重１ｒｃｒ６０ＳＡｉ４０
．Ｙ１．７の割合のものを含むＣｒＡｊ！Ｙである。粒
度分布は、５μｍ未満で５（重量）％、１０μｍ未満で
１０〜１５（重量）％、２０μｍ未満で３５〜５５（重
量）％の最大値である。別の粒度分布は、５μ而未満で
７．７（重量）％、１０μｍで５６（重量）％、２０μ
ｍ未満で９４（重量）％、３０μｍ未満で９９（重量）
％の最大値である。
保護層を備える舅は装置から取り外されて洗浄され、次
いで、同様のコバルトめっき液を包含し且つ保護層のた
めに用いたと同じ組成を有しながら後段に述べるような
異なる粒度分布を有するＣｒＡｊ！Ｙ粒子を装置に装入
した、英国特許出願第２１８２０５５号に記述された装
置内に定置される。最初のＭ、ＣｒＡｘＹ被覆から第二
の定着被覆プロセス段階への移動に遅延が生ずると、構
成要素の表面は、塩化第二鉄エッチ液内での浸せきと最
初の前処理と同様なニッケル・ストライクとにより再活
性化される可能性がある。粒度分布は、１５０μ乳を超
える粒度については粉末の１％以下、３８μｍ未満の粒
度については１５％以下となるようになされる。めっき
は、０．０２５〜０．１５Ｍの厚さを有する固着被覆を
生成するように行われる。
いで、同様のコバルトめっき液を包含し且つ保護層のた
めに用いたと同じ組成を有しながら後段に述べるような
異なる粒度分布を有するＣｒＡｊ！Ｙ粒子を装置に装入
した、英国特許出願第２１８２０５５号に記述された装
置内に定置される。最初のＭ、ＣｒＡｘＹ被覆から第二
の定着被覆プロセス段階への移動に遅延が生ずると、構
成要素の表面は、塩化第二鉄エッチ液内での浸せきと最
初の前処理と同様なニッケル・ストライクとにより再活
性化される可能性がある。粒度分布は、１５０μ乳を超
える粒度については粉末の１％以下、３８μｍ未満の粒
度については１５％以下となるようになされる。めっき
は、０．０２５〜０．１５Ｍの厚さを有する固着被覆を
生成するように行われる。
次いで、翼は取り外され、洗浄される。コーティングは
次いで、残余の析出物への表面の粉末の接着を行うため
、真空熱処理される。例えば翼を、１１１５℃で２時間
、もしくは１０５０〜１１００℃の範囲内で２時間、ま
たは９００〜１２００℃の範囲内で、１２００℃で最大
２時間もしくは９００℃で最小１／４時間で、処理する
こともできる。次いで熱障壁が、プラズマ・フレーム析
出プロセスにより、固着被覆上に噴霧される。゛この被
覆は本質的に、重量で、７〜９％のＹ２Ｏ３、最大１．
５％のＳｉ０ ．０．５％のＣａＯ１０，３％のＭｏｂ
、０．４％のＦｅ２Ｏ３，０，２％のＡｌ２Ｏ３および
０．２％のｒｈｏ、、、それに残余がＺｒＯ２という化
学組成を有する８％イツトリア・スタビライズド・ジル
コニアから成る。粒度分布は、７４μｍを超える粒度に
ついでは最大１０％、４４μｍ超については６５〜１０
０％、４４μｍ未満については最大２５％となるように
なされる。真空熱処理を固着被覆の付着後に行う代りに
、それを熱障壁の付着後に同じ方法で行っても良い。
次いで、残余の析出物への表面の粉末の接着を行うため
、真空熱処理される。例えば翼を、１１１５℃で２時間
、もしくは１０５０〜１１００℃の範囲内で２時間、ま
たは９００〜１２００℃の範囲内で、１２００℃で最大
２時間もしくは９００℃で最小１／４時間で、処理する
こともできる。次いで熱障壁が、プラズマ・フレーム析
出プロセスにより、固着被覆上に噴霧される。゛この被
覆は本質的に、重量で、７〜９％のＹ２Ｏ３、最大１．
５％のＳｉ０ ．０．５％のＣａＯ１０，３％のＭｏｂ
、０．４％のＦｅ２Ｏ３，０，２％のＡｌ２Ｏ３および
０．２％のｒｈｏ、、、それに残余がＺｒＯ２という化
学組成を有する８％イツトリア・スタビライズド・ジル
コニアから成る。粒度分布は、７４μｍを超える粒度に
ついでは最大１０％、４４μｍ超については６５〜１０
０％、４４μｍ未満については最大２５％となるように
なされる。真空熱処理を固着被覆の付着後に行う代りに
、それを熱障壁の付着後に同じ方法で行っても良い。
ＧＢ−２，０１４，１８９−８に記述された方法に代わ
る方法として、本出願人等の英国特許出願第８５２６５
４６号（公告第２１８２０５５号）に記載の装置および
方法により保護層と固着被膜とを付着させることもでき
る。
る方法として、本出願人等の英国特許出願第８５２６５
４６号（公告第２１８２０５５号）に記載の装置および
方法により保護層と固着被膜とを付着させることもでき
る。
本発明による上述の方法で片側にコーティングされ、ま
た表面温度を２分間に１０５０℃に上昇させ且つ２分間
に下降させるためフレームの内外に動かされた、パドル
形試験片についての熱サイクル試験中、この試験片は、
代表的な商業上の容認レベルが５００熱サイクルである
ところを、１０００熱サイクルに充分に耐えたのである
。
た表面温度を２分間に１０５０℃に上昇させ且つ２分間
に下降させるためフレームの内外に動かされた、パドル
形試験片についての熱サイクル試験中、この試験片は、
代表的な商業上の容認レベルが５００熱サイクルである
ところを、１０００熱サイクルに充分に耐えたのである
。
Claims (4)
- （１）支持体上にオーバレイ・コーティングを生成する
方法にして、 １）ＣｒＡｌＭ＿２の粒子を包含する金属マトリックス
Ｍ＿１（ここにＭ＿１はＮｉもしくはＣｏまたはその両
者、Ｍ＿２はＹ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｔａまたは希土類
元素の内一つ以上）の複合の電解または無電解析出によ
り保護層を形成する段階と、 ２）保護層のＣｒＡｌＭ＿２の粒子より大きい粒度の粒
子を包含する金属マトリックスの複合の電解または無電
解析出により固着被覆を形成する段階と、 ３）プラズマ析出プロセスにより耐火物から成る熱陣壁
を噴霧コーティングする段階とを含む方法。 - （２）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、固
着被覆が、保護層の粒子より大きい粒度でありながら、
それと同じ組成であるようにした方法。 - （３）特許請求の範囲１項または第２項に記載の方法に
おいて、保護層の粒子の粒度分布が、５μｍ未満で５（
重量）％、１０μｍ未満で１０〜１５（重量）％、２０
μｍ未満で３５〜５５（重量）％の最大値を有するよう
にした方法。 - （４）特許請求の範囲第３項に記載の方法において、固
着被覆の粒子の粒度分布が、１５０μｍ超で１（重量）
％の最大値と、３８μｍ未満で１５（重量）％の最大値
とを有するようにした方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB878706951A GB8706951D0 (en) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | Overlay coating |
| GB8706951 | 1987-03-24 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS64281A JPS64281A (en) | 1989-01-05 |
| JPH01281A true JPH01281A (ja) | 1989-01-05 |
| JP2704878B2 JP2704878B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=10614510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63070831A Expired - Lifetime JP2704878B2 (ja) | 1987-03-24 | 1988-03-24 | オーバレイ・コーティング |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4810334A (ja) |
| EP (1) | EP0288156B1 (ja) |
| JP (1) | JP2704878B2 (ja) |
| CA (1) | CA1324104C (ja) |
| DE (1) | DE3872294T2 (ja) |
| ES (1) | ES2032552T3 (ja) |
| GB (2) | GB8706951D0 (ja) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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