JPH0285352A - デフュージョンコーティングにおけるマスクの被覆方法及びこれに用いるマスクの組成、並びにアルミニウムのデフュージョンコーティング方法 - Google Patents
デフュージョンコーティングにおけるマスクの被覆方法及びこれに用いるマスクの組成、並びにアルミニウムのデフュージョンコーティング方法Info
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- JPH0285352A JPH0285352A JP1221409A JP22140989A JPH0285352A JP H0285352 A JPH0285352 A JP H0285352A JP 1221409 A JP1221409 A JP 1221409A JP 22140989 A JP22140989 A JP 22140989A JP H0285352 A JPH0285352 A JP H0285352A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/04—Diffusion into selected surface areas, e.g. using masks
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- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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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］
この発明は、デフュージョンコーティング、特に、アル
ミニウムのデフュージョンコーティングに関し、より具
体的には、アルミニウムのデフュージョンコーティング
処理を行う前に金属基質の表面にマスクを被覆する方法
に関する。
ミニウムのデフュージョンコーティングに関し、より具
体的には、アルミニウムのデフュージョンコーティング
処理を行う前に金属基質の表面にマスクを被覆する方法
に関する。
［従来の技術］
今日のガスタービンエンジンのタービンに用いられる動
翼及び静翼は、通常、ニッケルとコバルトから成る超合
金により構成されている。−殻内に、この超合金は、要
求される機械的強度とともに、酸化及び熱間腐食等に対
する強い耐性を有しているが、より強い耐性を与えるた
めに、超合金にコーティング処理を施すことが一般的に
行われている。
翼及び静翼は、通常、ニッケルとコバルトから成る超合
金により構成されている。−殻内に、この超合金は、要
求される機械的強度とともに、酸化及び熱間腐食等に対
する強い耐性を有しているが、より強い耐性を与えるた
めに、超合金にコーティング処理を施すことが一般的に
行われている。
コーティング処理には、オーバーレイコーティングとデ
フュージョンコーティングという二つの代表的な方法が
ある。オーバーレイコーティングは、プラズマスプレィ
蒸着及び電子ビーム蒸着等の物理的蒸着方法により行わ
れ、この構成については、米国特許第３，９２８，０２
６号及び米国再発行特許第３２，１２１号に開示されて
いる。一方、デフュージョンコーティングの代表的な例
としては、アルミニウムをコーティングするカロライジ
ングがあり、この構成については、米国特許第３，５４
４，３４８号及び米国特許第４，１３２，８１６号に開
示されている。
フュージョンコーティングという二つの代表的な方法が
ある。オーバーレイコーティングは、プラズマスプレィ
蒸着及び電子ビーム蒸着等の物理的蒸着方法により行わ
れ、この構成については、米国特許第３，９２８，０２
６号及び米国再発行特許第３２，１２１号に開示されて
いる。一方、デフュージョンコーティングの代表的な例
としては、アルミニウムをコーティングするカロライジ
ングがあり、この構成については、米国特許第３，５４
４，３４８号及び米国特許第４，１３２，８１６号に開
示されている。
デフュージョンコーティング処理を施す場合、基質側の
全領域に亘りコーティング処理を施す場合と、その一部
についてのみコーティング処理を施す場合とがある０例
えば、タービン動翼の場合、そのルート部にはコーティ
ング処理を施さないことが一般的であり、このような選
択的コーティング処理を行うために、ルート部にマスク
を被覆し、これによりデフュージョンコーティングによ
る拡散浸透を遮断する方法が従来より行われている。こ
の構成については、例えば米国特許第３，７６４，３７
１号、第３゜７８５．８５４号、第３，８０１，３５７
号、第３，９０４，７８９号及び第４，１２８，５２２
号に開示されている。
全領域に亘りコーティング処理を施す場合と、その一部
についてのみコーティング処理を施す場合とがある０例
えば、タービン動翼の場合、そのルート部にはコーティ
ング処理を施さないことが一般的であり、このような選
択的コーティング処理を行うために、ルート部にマスク
を被覆し、これによりデフュージョンコーティングによ
る拡散浸透を遮断する方法が従来より行われている。こ
の構成については、例えば米国特許第３，７６４，３７
１号、第３゜７８５．８５４号、第３，８０１，３５７
号、第３，９０４，７８９号及び第４，１２８，５２２
号に開示されている。
しかしながら、従来の構成による場合、要求される厚さ
のマスク被覆を施すには同様の工程を複数回繰り返すこ
とが必要であり、また、作業員の個人的な技量によると
ころが大であった。
のマスク被覆を施すには同様の工程を複数回繰り返すこ
とが必要であり、また、作業員の個人的な技量によると
ころが大であった。
［発明が解決しようとする問題点］
そこで、本発明の目的は、所望の厚さのマスク被覆を容
易に行うことのでき°るデフュージョンコーティングに
おけるマスクの被覆方法を提供することにある。
易に行うことのでき°るデフュージョンコーティングに
おけるマスクの被覆方法を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
上記及び上記以外の目的を達成するために、本発明の第
一の構成によれば、 ソリッド物質粒子と熱可塑性樹脂物質とから成る混成マ
スク材料を基質面上に射出成形又はトランスファ成形す
る工程より構成されるマスクの被覆方法が提供される。
一の構成によれば、 ソリッド物質粒子と熱可塑性樹脂物質とから成る混成マ
スク材料を基質面上に射出成形又はトランスファ成形す
る工程より構成されるマスクの被覆方法が提供される。
本発明の第二の構成によれば、
ソリッド物質粒子と熱可塑性樹脂物質とから成る混成マ
スク材料をガスタービンエンジンの動翼又は静翼の一部
に射出又はトランスファする工程と、 前記混成マスク材料を空冷又はこれを超える冷却率にて
冷却する工程と、 前記動翼又は静翼をアルミニウム源に隣接して配する工
程と、前記動翼又は静翼を前記アルミニウム源から取り
出し冷却する工程と、 前記混成マスクを前記動翼又は静岡から除去する工程と
から構成されるアルミニウムのデフュージョンコーティ
ング方法が提供される。
スク材料をガスタービンエンジンの動翼又は静翼の一部
に射出又はトランスファする工程と、 前記混成マスク材料を空冷又はこれを超える冷却率にて
冷却する工程と、 前記動翼又は静翼をアルミニウム源に隣接して配する工
程と、前記動翼又は静翼を前記アルミニウム源から取り
出し冷却する工程と、 前記混成マスクを前記動翼又は静岡から除去する工程と
から構成されるアルミニウムのデフュージョンコーティ
ング方法が提供される。
本発明の第三の構成によれば、
ニッケル粒子と酸化アルミニウム粒子とを含む約８０−
約８７重量％の混合物と、ポリスチレンとポリプロピレ
ンとを含む約１３−約２０重量％の混合物とから形成さ
れる混成マスクを被覆された面を有することを特徴とす
るガスタービンエンジン用動翼又は静翼が提供される。
約８７重量％の混合物と、ポリスチレンとポリプロピレ
ンとを含む約１３−約２０重量％の混合物とから形成さ
れる混成マスクを被覆された面を有することを特徴とす
るガスタービンエンジン用動翼又は静翼が提供される。
本発明の第四の構成によれば、
アルミニウムによるデフュージョンコーティング処理に
おいて、金属合金材の表面にマスク被覆を施すために用
いられる混成マスク材料であって、ニッケル粒子と酸化
アルミニウム粒子とを含む混合物と、ポリスチレンとポ
リプロピレンとを含む熱可塑性樹脂とから構成される混
成マスク材料が提供される。
おいて、金属合金材の表面にマスク被覆を施すために用
いられる混成マスク材料であって、ニッケル粒子と酸化
アルミニウム粒子とを含む混合物と、ポリスチレンとポ
リプロピレンとを含む熱可塑性樹脂とから構成される混
成マスク材料が提供される。
［作 用］
本発明の−の構成においては、混成マスク材料の基質面
上への塗布工程を要さずに、射出成形法又はトランスフ
ァ成形法により所望厚さの混成マスクが基質面上に容易
に被覆されることとなる。
上への塗布工程を要さずに、射出成形法又はトランスフ
ァ成形法により所望厚さの混成マスクが基質面上に容易
に被覆されることとなる。
［実施例］
以下に、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する
。
。
ガスタービンエンジンのタービンに用いられる動翼１０
は、ルート部１２、基板１４及びエアフォイル１６より
構成される。基板１４は、動翼１０が取り付けられるタ
ービンディスク（図示せず）の半径方向内方に面する内
側面１８と半径方向外方に面する外側面２０を有する。
は、ルート部１２、基板１４及びエアフォイル１６より
構成される。基板１４は、動翼１０が取り付けられるタ
ービンディスク（図示せず）の半径方向内方に面する内
側面１８と半径方向外方に面する外側面２０を有する。
動翼１０は、ガスタービンエンジンのタービン材料とし
て今日用いられる公知の超合金により形成される。
て今日用いられる公知の超合金により形成される。
この超合金については、例えば、米国特許節４，２０５
，３４８号に開示されている。
，３４８号に開示されている。
この動翼１０は、デフュージョンコーティング処理を施
されるのであるが、デフュージョンコーティングは、エ
アフォイル１６及び基板１４の外側面２０についてのみ
施し、ルート部１２及び基板１４の内側面１８について
は施さないことが好ましい、このような選択的な処理を
可能とするために、デフュージョンコーティングを行う
前にルート部１２及び内側面１８にマスク２５を被覆す
る。
されるのであるが、デフュージョンコーティングは、エ
アフォイル１６及び基板１４の外側面２０についてのみ
施し、ルート部１２及び基板１４の内側面１８について
は施さないことが好ましい、このような選択的な処理を
可能とするために、デフュージョンコーティングを行う
前にルート部１２及び内側面１８にマスク２５を被覆す
る。
マスク２５は、デフュージョンコーティングによるルー
ト部１２及び内側面１８への拡散浸透を阻止する機能を
有する物質（以下、ソリッド物質と称する）と樹脂物質
との混合物により構成されている。この混合物により構
成されるマスク２５（以下、混成マスクと称する）は、
射出成形法によりルート部１２及び内側面１８に被覆さ
れる。射出成形工程において、まず細粒伏又はベレット
状の混成マスク材料は、適当な混合室において略液相状
態になる亥で加熱争均質化された後、加圧下において射
出成形用金型のキャビティ内に射出される。この金型の
キャビティ内には、事前に、混成マスクにより被覆され
るルート部１２及び内側面１８が配されている。混成マ
スク材料はこの後金型内において冷却されて凝固し、動
翼のルート部１２及び内側面１８と結合する。
ト部１２及び内側面１８への拡散浸透を阻止する機能を
有する物質（以下、ソリッド物質と称する）と樹脂物質
との混合物により構成されている。この混合物により構
成されるマスク２５（以下、混成マスクと称する）は、
射出成形法によりルート部１２及び内側面１８に被覆さ
れる。射出成形工程において、まず細粒伏又はベレット
状の混成マスク材料は、適当な混合室において略液相状
態になる亥で加熱争均質化された後、加圧下において射
出成形用金型のキャビティ内に射出される。この金型の
キャビティ内には、事前に、混成マスクにより被覆され
るルート部１２及び内側面１８が配されている。混成マ
スク材料はこの後金型内において冷却されて凝固し、動
翼のルート部１２及び内側面１８と結合する。
混成マスク２５を構成するソリッド物質としては、種々
の組成が考えられる０例えば、ソリッド物質を、酸化チ
タン、二、ケル粉末及びアルミナより構成することが可
能であり、この構成については米国特許節４，１２８，
５２２号に開示されている。また、ソリッド物質を、ニ
ッケル粉末及びアルミナより構成することも可能であり
、この構成については米国特許節３，７６４．３７１号
に開示されており、また、ソリッド物質をコバルト粉末
及び二、ケルアルミナイド粉末により構成することも可
能であり、この構成については米国特許節３，８°０１
，３５７号に開示されている。尚、ルート部１２及び内
側面１８へのデフュージョンコーティングを阻止するこ
とが可能であれば、他の構成とすることも勿論可能であ
る。ソリッド物質は、動翼と有害反応を生起する物性を
有していてはならず、また、エアフォイル１６及び基板
２０へのデフュージョンコーティングを妨害する物性を
有していてはならない。
の組成が考えられる０例えば、ソリッド物質を、酸化チ
タン、二、ケル粉末及びアルミナより構成することが可
能であり、この構成については米国特許節４，１２８，
５２２号に開示されている。また、ソリッド物質を、ニ
ッケル粉末及びアルミナより構成することも可能であり
、この構成については米国特許節３，７６４．３７１号
に開示されており、また、ソリッド物質をコバルト粉末
及び二、ケルアルミナイド粉末により構成することも可
能であり、この構成については米国特許節３，８°０１
，３５７号に開示されている。尚、ルート部１２及び内
側面１８へのデフュージョンコーティングを阻止するこ
とが可能であれば、他の構成とすることも勿論可能であ
る。ソリッド物質は、動翼と有害反応を生起する物性を
有していてはならず、また、エアフォイル１６及び基板
２０へのデフュージョンコーティングを妨害する物性を
有していてはならない。
混成マスクを構成する樹脂物質は、ソリッド物質を被覆
面上に射出成形可能とするために含有されており、デフ
ュージョンコーティングによる拡散浸透を阻止する機能
は有していない。樹脂物質もまた動翼と有害反応を生起
する物性を有していないことが要求され、揮発性の有機
化合物であることが望ましい。この揮発性の有機化合物
から成る樹脂は、熱可塑性であることが好ましく、また
、揮発後の残留物が動翼と反応を生起する物性を有して
いないこと、並びに、デフュージョンコーティングを妨
害する物性を有していないことが必要である。
面上に射出成形可能とするために含有されており、デフ
ュージョンコーティングによる拡散浸透を阻止する機能
は有していない。樹脂物質もまた動翼と有害反応を生起
する物性を有していないことが要求され、揮発性の有機
化合物であることが望ましい。この揮発性の有機化合物
から成る樹脂は、熱可塑性であることが好ましく、また
、揮発後の残留物が動翼と反応を生起する物性を有して
いないこと、並びに、デフュージョンコーティングを妨
害する物性を有していないことが必要である。
混成マスクを構成する樹脂物質は、耐収縮性であること
、並びに、亀裂等を生じない強靭性を有することが必要
である。工業的に用いられる全ての非品性の熱可塑性樹
脂は要求される耐収縮性を有すると考えられる。即ち、
これらの熱可塑性樹脂は、射出成形工程における冷却時
に相転移及び体積変化を生じないからである。この耐収
縮性を有する熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン、ホ
リｘ−ｆルイＦ（ＰＯＬ’／ＥＴＩＩＥＲＩＭＩＤＥＳ
）、ポリオレフィン、ポリエステルが挙げられる。また
、亀裂等に対する強靭性を有する熱可塑性樹脂としては
、ポリエチレンを挙げることができる。従って、本実施
例においては、ポリスチレンとポリエチレンの混合物を
混成マスクの樹脂物質として用いている。ポリスチレン
は、空冷又はこれよりも高い冷却率で冷却されたときに
は体積膨張を殆ど生じない。従って、混成マスクの冷却
は、空冷又はこれを超える冷却率にて行う必要がある。
、並びに、亀裂等を生じない強靭性を有することが必要
である。工業的に用いられる全ての非品性の熱可塑性樹
脂は要求される耐収縮性を有すると考えられる。即ち、
これらの熱可塑性樹脂は、射出成形工程における冷却時
に相転移及び体積変化を生じないからである。この耐収
縮性を有する熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン、ホ
リｘ−ｆルイＦ（ＰＯＬ’／ＥＴＩＩＥＲＩＭＩＤＥＳ
）、ポリオレフィン、ポリエステルが挙げられる。また
、亀裂等に対する強靭性を有する熱可塑性樹脂としては
、ポリエチレンを挙げることができる。従って、本実施
例においては、ポリスチレンとポリエチレンの混合物を
混成マスクの樹脂物質として用いている。ポリスチレン
は、空冷又はこれよりも高い冷却率で冷却されたときに
は体積膨張を殆ど生じない。従って、混成マスクの冷却
は、空冷又はこれを超える冷却率にて行う必要がある。
本実施例においては、混成マスクを構成する樹脂物質の
量は、約ｌ〇−約２５重量％であるが、好ましくは、約
１３−約２０重量％であり、最適には、約１５重量％で
ある。換言すれば、重量％比においては、ソリッド物質
と樹脂物質との比率は、約９＝１（ソリッド物質的９０
％：樹脂物質的１０％）乃至約３＝１（ソリッド物質的
７５％：樹脂物質的２５％）であり、好ましくは、約６
．７：１乃至約５＝１（樹脂物質的１３−約２０％）で
あり、最適には、約５．７：１（樹脂物質的１５％）で
ある。従って、射出成形による合成物としての成形品、
即ち樹脂マトリックス中に補強用の分散相を含む成形品
としては、ソリッド物質の含有率が相当に高いものとな
っている。従来の射出成形品においては、ソリッド物質
の含有率は本実施例に比して相当に低く、例えば、米国
特許第４，７２８，５７３号に示されるように、ソリッ
ド物質の樹脂物質に対する比率は、約１：１又はこれを
下回るものとなっている。
量は、約ｌ〇−約２５重量％であるが、好ましくは、約
１３−約２０重量％であり、最適には、約１５重量％で
ある。換言すれば、重量％比においては、ソリッド物質
と樹脂物質との比率は、約９＝１（ソリッド物質的９０
％：樹脂物質的１０％）乃至約３＝１（ソリッド物質的
７５％：樹脂物質的２５％）であり、好ましくは、約６
．７：１乃至約５＝１（樹脂物質的１３−約２０％）で
あり、最適には、約５．７：１（樹脂物質的１５％）で
ある。従って、射出成形による合成物としての成形品、
即ち樹脂マトリックス中に補強用の分散相を含む成形品
としては、ソリッド物質の含有率が相当に高いものとな
っている。従来の射出成形品においては、ソリッド物質
の含有率は本実施例に比して相当に低く、例えば、米国
特許第４，７２８，５７３号に示されるように、ソリッ
ド物質の樹脂物質に対する比率は、約１：１又はこれを
下回るものとなっている。
本実施例における混成マスクの組成及び動翼への混成マ
スクの被覆方法には、種々の利点が存する０例えば、米
国特許第４，１２８．５２２号に示される混成マスク材
料は、約１５体積％の有機溶媒を含んでいるが、本実施
例における混成マスク材料にはこれが含まれていない、
この有機溶媒は、手作業により動翼面上に混成マスク材
料を塗布するために含有されている。混成マスク材料に
は、樹脂物質が含まれているので、有機溶媒が揮発した
後、ソリッド物質は樹脂物質によりｔ＆翼面上に結合さ
れる。しかしながら、有機溶媒の存在により、混成マス
ク材料の貯蔵安定性及び使用期間に問題が生じる。即ち
、有機溶媒の揮発が開始すると、混成マスク材料のｖｉ
翼面上への塗布が困難になるとともに、火等に対する保
全性及び廃棄処理等に問題が生じることとなる。これに
対して、本実施例に係る混成マスク材料には有機溶媒が
含まれていないため、その貯蔵安定性が極めて高（なり
、廃棄処理等に関する問題も生じない、このように混成
マスク材料の貯蔵安定性が高くなりその使用期間が延び
ることにより、射出成形の一サイクルにおいて使用され
ずに混合室に残留した未使用の混成マスク材料は、次の
成形サイクルにおいて再加熱して成形用に用いることが
可能となる。
スクの被覆方法には、種々の利点が存する０例えば、米
国特許第４，１２８．５２２号に示される混成マスク材
料は、約１５体積％の有機溶媒を含んでいるが、本実施
例における混成マスク材料にはこれが含まれていない、
この有機溶媒は、手作業により動翼面上に混成マスク材
料を塗布するために含有されている。混成マスク材料に
は、樹脂物質が含まれているので、有機溶媒が揮発した
後、ソリッド物質は樹脂物質によりｔ＆翼面上に結合さ
れる。しかしながら、有機溶媒の存在により、混成マス
ク材料の貯蔵安定性及び使用期間に問題が生じる。即ち
、有機溶媒の揮発が開始すると、混成マスク材料のｖｉ
翼面上への塗布が困難になるとともに、火等に対する保
全性及び廃棄処理等に問題が生じることとなる。これに
対して、本実施例に係る混成マスク材料には有機溶媒が
含まれていないため、その貯蔵安定性が極めて高（なり
、廃棄処理等に関する問題も生じない、このように混成
マスク材料の貯蔵安定性が高くなりその使用期間が延び
ることにより、射出成形の一サイクルにおいて使用され
ずに混合室に残留した未使用の混成マスク材料は、次の
成形サイクルにおいて再加熱して成形用に用いることが
可能となる。
さらにまた、揮発性の溶媒が存在しないことにより、本
実施例においては、冷却・凝固した混成マスクに、収縮
に起因する亀裂等が発生しない、この亀裂等は、溶媒が
蒸発するときに発生するものであり、従来技術において
は回避することのできない問題点であった。
実施例においては、冷却・凝固した混成マスクに、収縮
に起因する亀裂等が発生しない、この亀裂等は、溶媒が
蒸発するときに発生するものであり、従来技術において
は回避することのできない問題点であった。
去た、本実施例によるルート部１２及び内側面１８への
混成マスクの被覆方法においては、単一の工程により所
望の厚さのマクス被覆を施すことが可能であるが、従来
においては、要求される厚さのマスク被覆を施すために
は同様の被覆工程を複数回繰り返すことが必要であった
。さらに、本実施例による混成マスクの被使方法は、オ
ートメ−シラン化が容易であり、個人の技量及び労力を
最小限にすることが可能である。
混成マスクの被覆方法においては、単一の工程により所
望の厚さのマクス被覆を施すことが可能であるが、従来
においては、要求される厚さのマスク被覆を施すために
は同様の被覆工程を複数回繰り返すことが必要であった
。さらに、本実施例による混成マスクの被使方法は、オ
ートメ−シラン化が容易であり、個人の技量及び労力を
最小限にすることが可能である。
以下に一実験例を示す。
まず、ソリッド物質約８５重量％及び樹脂物質約１５重
量％（ソリッド物質的５５体積％及び樹脂物質的４５体
積％）から成る混成マスク材料を用意した。ここで、ソ
リッド物質は、６０重量％のニッケル粉末粒子と４０重
量％の酸化アルミナイド（＾ＬＩＩＭＩＮＩＤＥ ０Ｘ
ＩＤＥ）粉末粒子から構成した。ニッケル粉末粒子及び
酸化アルミナイドの大きさは、ともに約−３２５メツシ
ユ（−３２５ＭＥＳＨ）とした、樹脂物質は、約１３重
量％のポリスチレンと約２重量％ノホリブロビレン（Ｐ
ＯＬＹＰＲＯＰＹＬＥＮＥ）から構成した。ソリッド物
質と樹脂物質を公知の射出成形技術により混合し、ペレ
ット状に形成した後、スクリュー型射出成形用プレスに
かけた。
量％（ソリッド物質的５５体積％及び樹脂物質的４５体
積％）から成る混成マスク材料を用意した。ここで、ソ
リッド物質は、６０重量％のニッケル粉末粒子と４０重
量％の酸化アルミナイド（＾ＬＩＩＭＩＮＩＤＥ ０Ｘ
ＩＤＥ）粉末粒子から構成した。ニッケル粉末粒子及び
酸化アルミナイドの大きさは、ともに約−３２５メツシ
ユ（−３２５ＭＥＳＨ）とした、樹脂物質は、約１３重
量％のポリスチレンと約２重量％ノホリブロビレン（Ｐ
ＯＬＹＰＲＯＰＹＬＥＮＥ）から構成した。ソリッド物
質と樹脂物質を公知の射出成形技術により混合し、ペレ
ット状に形成した後、スクリュー型射出成形用プレスに
かけた。
次に、射出成形用金型のキャビティ内にニッケルを主成
分とする超合金から成る動翼を挿入・固定した。このキ
ャビティは、動翼のルート部１に対応する形状を有する
。混成マスク材料を約２６０℃に加熱した後、これを１
秒間に１０立方センチメートルの割合でキャビティ内に
射出した０次いで、混成マスク材料を空気冷却し、その
後、動翼をキャビティから取り出した。目視検査の結果
、動翼のルート部１２及び内側面１８は、混成マスクに
より均一に被覆されていることが確認された。目視検査
による限り、混成マスクの表面には、亀裂等の発生は認
められなかった。尚、−膜内な混成マスクの厚さは、５
ミリメートルである。混成マスクを被覆された動翼は、
この後、米国特許第３，５４４．３４８号に開示される
アルミナイブ（＾ＬＩＩＭＩＮＩＤＥ）のデフュージョ
ンコーティング法により処理された。
分とする超合金から成る動翼を挿入・固定した。このキ
ャビティは、動翼のルート部１に対応する形状を有する
。混成マスク材料を約２６０℃に加熱した後、これを１
秒間に１０立方センチメートルの割合でキャビティ内に
射出した０次いで、混成マスク材料を空気冷却し、その
後、動翼をキャビティから取り出した。目視検査の結果
、動翼のルート部１２及び内側面１８は、混成マスクに
より均一に被覆されていることが確認された。目視検査
による限り、混成マスクの表面には、亀裂等の発生は認
められなかった。尚、−膜内な混成マスクの厚さは、５
ミリメートルである。混成マスクを被覆された動翼は、
この後、米国特許第３，５４４．３４８号に開示される
アルミナイブ（＾ＬＩＩＭＩＮＩＤＥ）のデフュージョ
ンコーティング法により処理された。
このデフユージ日ンコーティング工程においては、デフ
ユージフンコーティングを施す部位をまず高温に加熱し
た所定の粉末混合物内に配した。この加熱粉末混合物は
、濃厚なアルミニウム蒸気を生成し、この蒸気は、混成
マスクによる被覆を施されていない動翼の所定部位に拡
散浸透してアルミニウム薄膜を形成した。
ユージフンコーティングを施す部位をまず高温に加熱し
た所定の粉末混合物内に配した。この加熱粉末混合物は
、濃厚なアルミニウム蒸気を生成し、この蒸気は、混成
マスクによる被覆を施されていない動翼の所定部位に拡
散浸透してアルミニウム薄膜を形成した。
被覆された混成マスクは、アルミニウム蒸気の拡散浸透
を効果的に遮断し、金属組織検査によると、アルミニウ
ムは混成マスク内に部分的に拡散浸透していたが、混成
マスクが充分な厚さを有していたため、これを貫通して
動翼面に達してはいないことが確認された。従来のアル
ミニウム・デフユージｄンコーティングによる場合、被
覆された混成マスクの厚さは、少なくとも約３ミリメー
トル必要であるが、約ｌＯミリメートルを超えることは
好ましくない。
を効果的に遮断し、金属組織検査によると、アルミニウ
ムは混成マスク内に部分的に拡散浸透していたが、混成
マスクが充分な厚さを有していたため、これを貫通して
動翼面に達してはいないことが確認された。従来のアル
ミニウム・デフユージｄンコーティングによる場合、被
覆された混成マスクの厚さは、少なくとも約３ミリメー
トル必要であるが、約ｌＯミリメートルを超えることは
好ましくない。
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は
上記の実施例の構成に限定されるものではな（、本発明
の要旨の範囲に含まれる全ての変形、変更を含むもので
あり、従って、特許請求の範囲に記載した要件を満足す
る全ての構成は本発明に含まれるものである０例えば、
被覆された混成マスクは、気相デフユージジンコーティ
ングのみならず、パブクデフユージｄンコーティング（
ＰＡＣＸ ＤＩＦＦＵＳＩＯＮ Ｃ０ＡＴＩＮＧ）にお
いても効果的に機能する。また、混成マスクの被覆は、
射出成形法のみならず、トランスファ成形法によっても
行うことが可能である。さらに、混成マスクを構成する
ソリッド物質と樹脂物質の比率は、両物質の組成により
異なり、例えば、ソリッド物質中におけるニッケル粉末
の割合を約５０−約７０重量％とし、アルミナ粉末の割
合を約３〇−約５０重量％とし、樹脂物質中におけるポ
リスチレンの割合を約１２−約１４重量％とし、ポリプ
ロピレンの割合を約１−約３重量％とすることも可能で
あり、この場合、ソリッド物質の割合は約８０−約８７
重量％となり、樹脂物質の割合は約１３−約２０重量％
となる。
上記の実施例の構成に限定されるものではな（、本発明
の要旨の範囲に含まれる全ての変形、変更を含むもので
あり、従って、特許請求の範囲に記載した要件を満足す
る全ての構成は本発明に含まれるものである０例えば、
被覆された混成マスクは、気相デフユージジンコーティ
ングのみならず、パブクデフユージｄンコーティング（
ＰＡＣＸ ＤＩＦＦＵＳＩＯＮ Ｃ０ＡＴＩＮＧ）にお
いても効果的に機能する。また、混成マスクの被覆は、
射出成形法のみならず、トランスファ成形法によっても
行うことが可能である。さらに、混成マスクを構成する
ソリッド物質と樹脂物質の比率は、両物質の組成により
異なり、例えば、ソリッド物質中におけるニッケル粉末
の割合を約５０−約７０重量％とし、アルミナ粉末の割
合を約３〇−約５０重量％とし、樹脂物質中におけるポ
リスチレンの割合を約１２−約１４重量％とし、ポリプ
ロピレンの割合を約１−約３重量％とすることも可能で
あり、この場合、ソリッド物質の割合は約８０−約８７
重量％となり、樹脂物質の割合は約１３−約２０重量％
となる。
［効 果］
本発明の−の構成においては、混成マスクの基質面上へ
の被覆を、混成マスク材料の基質面上への塗布工程を要
さずに、射出成形法又はトランスファ成形法により行う
構成としたため、所望の厚さのマスク被覆を容易に達成
することが可能となる。
の被覆を、混成マスク材料の基質面上への塗布工程を要
さずに、射出成形法又はトランスファ成形法により行う
構成としたため、所望の厚さのマスク被覆を容易に達成
することが可能となる。
図は、本実施例に基づく混成マスクを被覆したガスター
ビンエンジンのタービン用動翼を示す斜視図である。
ビンエンジンのタービン用動翼を示す斜視図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）ソリッド物質粒子と熱可塑性樹脂物質とから成る
混成マスク材料を基質面上に射出成形又はトランスファ
成形する工程より構成されることを特徴とするマスクの
被覆方法。（２）前記混成マスク材料は、約８０−約８
７重量％のソリッド物質粒子と約１３−約２０重量％の
樹脂物質とから構成されることを特徴とする請求項１に
記載のマスクの被覆方法。 （３）前記ソリッド物質粒子は、約５０−約７０重量％
のニッケルと約３０−約５０重量％の酸化アルミニウム
から構成され、前記樹脂物質は、約１２−約１４重量％
のポリスチレンと約１−約３重量％のポリプロピレンか
ら構成されることを特徴とする請求項２に記載のマスク
の被覆方法。 （４）前記ソリッド物質粒子は、約６０重量％のニッケ
ルと約４０重量％の酸化アルミニウムとから構成され、
前記樹脂物質は、約１３重量％のポリスチレンと約２重
量％のポリプロピレンとから構成されることを特徴とす
る請求項３に記載のマスクの被覆方法。 （５）ソリッド物質粒子と熱可塑性樹脂物質とから成る
混成マスク材料をガスタービンエンジンの動翼又は静翼
の一部に射出又はトランスファする工程と、 前記混成マスク材料を空冷又はこれを超える冷却率にて
冷却する工程と、 前記動翼又は静翼をアルミニウム源に隣接して配する工
程と、前記動翼又は静翼を前記アルミニウム源から取り
出し冷却する工程と、 前記混成マスクを前記動翼又は静翼から除去する工程と
から構成されることを特徴とするアルミニウムのデフュ
ージョンコーティング方法。 （６）前記ソリッド物質粒子は、約５０−約７０重量％
のニッケルと約３０−約５０重量％の酸化アルミニウム
から構成され、前記樹脂物質は、約１２−約１４重量％
のポリスチレンと約１−約３重量％のポリプロピレンか
ら構成されることを特徴とする請求項５に記載のデフュ
ージョンコーティング方法。 （７）前記ソリッド物質粒子は、約６０重量％のニッケ
ルと約４０重量％の酸化アルミニウムとから構成され、
前記樹脂物質は、約１３重量％のポリスチレンと約２重
量％のポリプロピレンとから構成されることを特徴とす
る請求項６に記載のデフュージョンコーティング方法。 （８）ニッケル粒子と酸化アルミニウム粒子とを含む約
８０−約８７重量％の混合物と、ポリスチレンとポリプ
ロピレンとを含む約１３−約２０重量％の混合物とから
形成される混成マスクを被覆された面を有することを特
徴とするガスタービンエンジン用動翼又は静翼。 （９）アルミニウムによるデフュージョンコーティング
処理において、金属合金材の表面にマスク被覆を施すた
めに用いられる混成マスク材料であって、ニッケル粒子
と酸化アルミニウム粒子とを含む混合物と、ポリスチレ
ンとポリプロピレンとを含む熱可塑性樹脂とから構成さ
れることを特徴とする混成マスク材料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US204,815 | 1988-06-10 | ||
| US07/204,815 US4978558A (en) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | Method for applying diffusion coating masks |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0285352A true JPH0285352A (ja) | 1990-03-26 |
Family
ID=22759554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1221409A Pending JPH0285352A (ja) | 1988-06-10 | 1989-06-12 | デフュージョンコーティングにおけるマスクの被覆方法及びこれに用いるマスクの組成、並びにアルミニウムのデフュージョンコーティング方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4978558A (ja) |
| EP (1) | EP0346266B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0285352A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004501282A (ja) * | 2000-06-21 | 2004-01-15 | ハウメット リサーチ コーポレイション | 漸変させた白金拡散アルミニウム化物被膜 |
| JP2004308009A (ja) * | 2003-04-02 | 2004-11-04 | General Electric Co <Ge> | タービン流路部品での耐環境性皮膜及びボンドコーティングの施工方法 |
| JP2007506859A (ja) * | 2003-07-11 | 2007-03-22 | エムテーウー・アエロ・エンジンズ・ゲーエムベーハー | 耐腐食耐酸化被覆層を形成する方法及び装置並びにかかる被覆層を形成した部品 |
| JP2007508449A (ja) * | 2003-10-11 | 2007-04-05 | エムティーユー エアロ エンジンズ ゲーエムベーハー | 金属部品の局所的アルミナイジング、シリコナイジングまたはクロマイジング方法 |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5254413A (en) * | 1991-01-31 | 1993-10-19 | General Electric Company | Method for repair and restoration of a ceramic thermal barrier-coated substrate by providing an intermetallic coating |
| US5334417A (en) * | 1992-11-04 | 1994-08-02 | Kevin Rafferty | Method for forming a pack cementation coating on a metal surface by a coating tape |
| US5328722A (en) * | 1992-11-06 | 1994-07-12 | Applied Materials, Inc. | Metal chemical vapor deposition process using a shadow ring |
| DE4344061C1 (de) * | 1993-12-23 | 1995-03-30 | Mtu Muenchen Gmbh | Bauteil mit Schutzanordnung gegen Alitieren oder Chromieren beim Gasdiffusionsbeschichten und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US5800695A (en) * | 1996-10-16 | 1998-09-01 | Chromalloy Gas Turbine Corporation | Plating turbine engine components |
| US5902647A (en) * | 1996-12-03 | 1999-05-11 | General Electric Company | Method for protecting passage holes in a metal-based substrate from becoming obstructed, and related compositions |
| US6253441B1 (en) * | 1999-04-16 | 2001-07-03 | General Electric Company | Fabrication of articles having a coating deposited through a mask |
| EP1245691A3 (en) * | 1999-08-09 | 2002-11-13 | Alstom | Mask material |
| US6332926B1 (en) | 1999-08-11 | 2001-12-25 | General Electric Company | Apparatus and method for selectively coating internal and external surfaces of an airfoil |
| US6521294B2 (en) * | 1999-08-11 | 2003-02-18 | General Electric Co. | Aluminiding of a metallic surface using an aluminum-modified maskant, and aluminum-modified maskant |
| US6273678B1 (en) * | 1999-08-11 | 2001-08-14 | General Electric Company | Modified diffusion aluminide coating for internal surfaces of gas turbine components |
| US6296447B1 (en) * | 1999-08-11 | 2001-10-02 | General Electric Company | Gas turbine component having location-dependent protective coatings thereon |
| US6254756B1 (en) * | 1999-08-11 | 2001-07-03 | General Electric Company | Preparation of components having a partial platinum coating thereon |
| US6296705B1 (en) * | 1999-12-15 | 2001-10-02 | United Technologies Corporation | Masking fixture and method |
| US6617003B1 (en) | 2000-11-06 | 2003-09-09 | General Electric Company | Directly cooled thermal barrier coating system |
| US6884476B2 (en) * | 2002-10-28 | 2005-04-26 | General Electric Company | Ceramic masking material and application method for protecting turbine airfoil component surfaces during vapor phase aluminiding |
| US7008553B2 (en) * | 2003-01-09 | 2006-03-07 | General Electric Company | Method for removing aluminide coating from metal substrate and turbine engine part so treated |
| US20060193981A1 (en) * | 2005-02-25 | 2006-08-31 | General Electric Company | Apparatus and method for masking vapor phase aluminide coating to achieve internal coating of cooling passages |
| US7573586B1 (en) | 2008-06-02 | 2009-08-11 | United Technologies Corporation | Method and system for measuring a coating thickness |
| SG169243A1 (en) * | 2009-08-21 | 2011-03-30 | United Technologies Corp | Applying vapour phase aluminide coating on airfoil internal cavities using improved method |
| FR2959528B1 (fr) * | 2010-04-29 | 2012-06-08 | Snecma | Masque amovible pour une plate-forme d'aube ou de secteur de distributeur de turbomachine |
| US8516974B2 (en) | 2011-08-29 | 2013-08-27 | General Electric Company | Automated wet masking for diffusion coatings |
| DE102013100708B3 (de) * | 2013-01-24 | 2014-05-08 | Billion SAS | Bauteil mit strukturierter Oberfläche und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US10407762B2 (en) | 2015-08-28 | 2019-09-10 | Praxair S. T. Technology, Inc. | Mask formulation to prevent aluminizing onto the pre-existing chromide coating |
| CN109338284B (zh) * | 2018-08-08 | 2020-11-17 | 沈阳梅特科航空科技有限公司 | 渗铝防护涂料及其制备方法和应用方法 |
| US11753713B2 (en) * | 2021-07-20 | 2023-09-12 | General Electric Company | Methods for coating a component |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE633151A (ja) * | 1962-06-01 | |||
| US3320084A (en) * | 1963-09-20 | 1967-05-16 | Howmet Corp | Vapor diffusion process and protection means |
| US3801357A (en) * | 1969-06-30 | 1974-04-02 | Alloy Surfaces Co Inc | Diffusion coating |
| US3906617A (en) * | 1970-03-04 | 1975-09-23 | Gte Sylvania Inc | Method of preventing braze and diffusion flow |
| US4617202A (en) * | 1970-11-18 | 1986-10-14 | Alloy Surfaces Company, Inc. | Diffusion coating mixtures |
| US3764371A (en) * | 1970-11-18 | 1973-10-09 | Alloy Surfaces Co Inc | Formation of diffusion coatings on nickel containing dispersed thoria |
| US3785854A (en) * | 1972-05-18 | 1974-01-15 | Alloy Surfaces Co Inc | Diffusion coating |
| JPS534525B2 (ja) * | 1973-09-03 | 1978-02-18 | ||
| US3904789A (en) * | 1974-04-24 | 1975-09-09 | Chromalloy American Corp | Masking method for use in aluminizing selected portions of metal substrates |
| GB1427286A (en) * | 1974-08-12 | 1976-03-10 | Rolls Royce | Method of and mixture for aluminising a metal surface |
| US4181758A (en) * | 1976-07-30 | 1980-01-01 | Gulf & Western Industries, Inc. | Method for preventing the deposition of a coating on a substrate |
| US4128522A (en) * | 1976-07-30 | 1978-12-05 | Gulf & Western Industries, Inc. | Method and maskant composition for preventing the deposition of a coating on a substrate |
| GB2008621A (en) * | 1977-09-01 | 1979-06-06 | Ramsden & Co Ltd C E | Masking a Substrate During Pack Aluminising |
| US4239822A (en) * | 1977-09-26 | 1980-12-16 | American Can Company | Propylene/polystyrene composition and method for coating |
| JPS55154139A (en) * | 1979-05-21 | 1980-12-01 | Nippon Petrochem Co Ltd | Improved method for injection molding |
| US4845139A (en) * | 1979-09-07 | 1989-07-04 | Alloy Surfaces Company, Inc. | Masked metal diffusion |
| US4467016A (en) * | 1981-02-26 | 1984-08-21 | Alloy Surfaces Company, Inc. | Aluminized chromized steel |
| JPS57178732A (en) * | 1981-04-25 | 1982-11-04 | Nippon Oil Co Ltd | Molding method for filler-containing low molecular weight thermoplastic resin composition |
| US4725650A (en) * | 1982-10-14 | 1988-02-16 | Rogers Corporation | Heat stable phenolic composition containing aramid fibers |
| US4568244A (en) * | 1983-03-22 | 1986-02-04 | United Technologies Corporation | Fiber reinforced/epoxy matrix composite helicopter rotor main hub plate |
| US4591400A (en) * | 1984-05-15 | 1986-05-27 | United Technologies Corporation | Method of forming a fiber reinforced composite article of a complex configuration |
| US4737540A (en) * | 1984-10-08 | 1988-04-12 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Carbon fiber reinforced polyester resin composition |
| US4728573A (en) * | 1985-03-25 | 1988-03-01 | Ppg Industries, Inc. | Glass fibers for reinforcing polymers |
| US4695509A (en) * | 1985-12-23 | 1987-09-22 | Allied Corporation | Polyamide fiber reinforcement in thermoset polyurethane composites |
| US4687796A (en) * | 1985-12-23 | 1987-08-18 | Allied Corporation | Optimum formulation regions of reinforced thermoset composites |
| JPH0320115Y2 (ja) * | 1986-06-03 | 1991-04-30 |
-
1988
- 1988-06-10 US US07/204,815 patent/US4978558A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-06-08 EP EP89630103A patent/EP0346266B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-12 JP JP1221409A patent/JPH0285352A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004501282A (ja) * | 2000-06-21 | 2004-01-15 | ハウメット リサーチ コーポレイション | 漸変させた白金拡散アルミニウム化物被膜 |
| JP2004308009A (ja) * | 2003-04-02 | 2004-11-04 | General Electric Co <Ge> | タービン流路部品での耐環境性皮膜及びボンドコーティングの施工方法 |
| JP2007506859A (ja) * | 2003-07-11 | 2007-03-22 | エムテーウー・アエロ・エンジンズ・ゲーエムベーハー | 耐腐食耐酸化被覆層を形成する方法及び装置並びにかかる被覆層を形成した部品 |
| JP2007508449A (ja) * | 2003-10-11 | 2007-04-05 | エムティーユー エアロ エンジンズ ゲーエムベーハー | 金属部品の局所的アルミナイジング、シリコナイジングまたはクロマイジング方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4978558A (en) | 1990-12-18 |
| EP0346266A1 (en) | 1989-12-13 |
| EP0346266B1 (en) | 1993-05-12 |
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