JPH0336899B2 - - Google Patents
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- JPH0336899B2 JPH0336899B2 JP58155686A JP15568683A JPH0336899B2 JP H0336899 B2 JPH0336899 B2 JP H0336899B2 JP 58155686 A JP58155686 A JP 58155686A JP 15568683 A JP15568683 A JP 15568683A JP H0336899 B2 JPH0336899 B2 JP H0336899B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffusion layer
- forming
- protective diffusion
- aluminum
- platinum group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C10/06—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases
- C23C10/16—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases more than one element being diffused in more than one step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C10/06—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases
- C23C10/14—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases more than one element being diffused in one step
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ニツケル−コバルト−鉄系合金表面
に保護拡散層を形成する方法、より詳しくは前記
合金表面にプラチナおよびアルミニウムの結合し
た拡散層を形成する方法に関する。
に保護拡散層を形成する方法、より詳しくは前記
合金表面にプラチナおよびアルミニウムの結合し
た拡散層を形成する方法に関する。
ニツケル−コバルト−鉄系合金表面の一部にパ
ツクセメンテイシヨン（Pack Cementation）に
よりアルミニウムの拡散層を形成することは従来
から知られている。パツクセメンテイシヨンにお
いては原料アルミニウム、不活性物質の粉末状混
合物が層状とされて被処理部分にパツクされ、該
混合物との直接接触下に被処理部分表面にアルミ
ニウムが拡散するように数時間にわたり加熱（例
えば約760℃（1400〓）〜1093℃（2000〓））され
る。
ツクセメンテイシヨン（Pack Cementation）に
よりアルミニウムの拡散層を形成することは従来
から知られている。パツクセメンテイシヨンにお
いては原料アルミニウム、不活性物質の粉末状混
合物が層状とされて被処理部分にパツクされ、該
混合物との直接接触下に被処理部分表面にアルミ
ニウムが拡散するように数時間にわたり加熱（例
えば約760℃（1400〓）〜1093℃（2000〓））され
る。
また、酸化状態を改良し、酸化物により耐腐食
性を改善することも提案されている。これによれ
ば、まず電着その他の方法により合金表面にプラ
チナ族金属の被膜が形成され、該被膜がパツクセ
メンテイシヨンによりアルミナイズされる。この
ような方法はバンガードらの米国特許第3677789
号の明細書に記載されている。
性を改善することも提案されている。これによれ
ば、まず電着その他の方法により合金表面にプラ
チナ族金属の被膜が形成され、該被膜がパツクセ
メンテイシヨンによりアルミナイズされる。この
ような方法はバンガードらの米国特許第3677789
号の明細書に記載されている。
また、ベンデンらの米国特許第4148275号の明
細書には管状物を拡散によりアルミナイズするこ
とが記載されている。これによれば、管状物の中
空部は分枝管に接続され、キヤリアガスが原料ア
ルミニウムおよび不活性充填物の混合物層を経て
管状物中空部へ吹き込まれ、蒸発したアルミニウ
ムが該中空部へ運ばれる。
細書には管状物を拡散によりアルミナイズするこ
とが記載されている。これによれば、管状物の中
空部は分枝管に接続され、キヤリアガスが原料ア
ルミニウムおよび不活性充填物の混合物層を経て
管状物中空部へ吹き込まれ、蒸発したアルミニウ
ムが該中空部へ運ばれる。
このようにして保護拡散層を形成することは、
高温にして酸化性および強い腐食性雰囲気に晒さ
れるガスタービンエンジン用部品などに特に有利
である。
高温にして酸化性および強い腐食性雰囲気に晒さ
れるガスタービンエンジン用部品などに特に有利
である。
このような部品の多くは内部に通路などを有し
たかなり複雑な形状をしており、これらの通路は
パツクセメンテイシヨンで使用される原料アルミ
ニウムおよび不活性物質との接触が良好に行なわ
れず、その結果被膜が形成されないばかりかパツ
クセメンテイシヨン中に粉末混合物による閉塞あ
るいは障害が引き起こされ、これを取り除かねば
ならない。また、前記部品は腐食性の低い雰囲気
中に置かれ、他の部分よりも保護被膜の必要性の
少ない部分を有している場合もある。
たかなり複雑な形状をしており、これらの通路は
パツクセメンテイシヨンで使用される原料アルミ
ニウムおよび不活性物質との接触が良好に行なわ
れず、その結果被膜が形成されないばかりかパツ
クセメンテイシヨン中に粉末混合物による閉塞あ
るいは障害が引き起こされ、これを取り除かねば
ならない。また、前記部品は腐食性の低い雰囲気
中に置かれ、他の部分よりも保護被膜の必要性の
少ない部分を有している場合もある。
本発明は、従来技術によつて充分且つ経済的に
処理することができないという前記のような部品
に関する問題を解決し、必要とする部分のみに被
膜を形成しうる方法を提供することを目的とす
る。
処理することができないという前記のような部品
に関する問題を解決し、必要とする部分のみに被
膜を形成しうる方法を提供することを目的とす
る。
尚、本願明細書をいう保護拡散層とは、数層か
らなる（保護）層全体、つまり多層構造全体を意
味するものであり、本願明細書にいう拡散層と
は、拡散した諸金属を成分として成り立つている
特定の単層を意味するものである。
らなる（保護）層全体、つまり多層構造全体を意
味するものであり、本願明細書にいう拡散層と
は、拡散した諸金属を成分として成り立つている
特定の単層を意味するものである。
本発明によれば、高温にして強い酸化性および
腐食性雰囲気中に晒される表面に対してプラチナ
族金属の被膜が形成され、その後該表面は加熱下
において直接ではなく、ガス化したアルミニウム
またはアルミニウム合金、活性化物質および不活
性充填物からなる混合物と接触し、ガス化アルミ
ニウムによりアルミナイズされる。アルミナイズ
は必要とされる拡散層の深さに応じて、温度約
649℃（1200〓）から1149℃（2100〓）にして１
〜20時間の間で行なわれるのが好ましい。また、
アルミナイズは、原料アルミニウム１から35重量
％、活性化物質（通常はハロゲン化物）40重量％
まで、残部は不活性充填物からなる混合物により
行なわれるのが好ましい。
腐食性雰囲気中に晒される表面に対してプラチナ
族金属の被膜が形成され、その後該表面は加熱下
において直接ではなく、ガス化したアルミニウム
またはアルミニウム合金、活性化物質および不活
性充填物からなる混合物と接触し、ガス化アルミ
ニウムによりアルミナイズされる。アルミナイズ
は必要とされる拡散層の深さに応じて、温度約
649℃（1200〓）から1149℃（2100〓）にして１
〜20時間の間で行なわれるのが好ましい。また、
アルミナイズは、原料アルミニウム１から35重量
％、活性化物質（通常はハロゲン化物）40重量％
まで、残部は不活性充填物からなる混合物により
行なわれるのが好ましい。
プラチナ族金属被膜形成部分は、アルミナイズ
される前に真空または不活性雰囲気中で約816℃
（1500〓）から約1093℃（2000〓）の間で約10時
間にわり熱処理を施してもよい。完全性を要求せ
ず実質上の効果を得たい場合には、この熱処理は
１〜５時間の間とすることが好ましい。また、前
記プラチナ族金属はプラチナとすることが好まし
い。合金表面のプラチナ被膜は電気めつきにより
約0.0025mm（0.0001インチ）から0.018mm（0.0007
インチ）の間に形成されるのが望ましい。
される前に真空または不活性雰囲気中で約816℃
（1500〓）から約1093℃（2000〓）の間で約10時
間にわり熱処理を施してもよい。完全性を要求せ
ず実質上の効果を得たい場合には、この熱処理は
１〜５時間の間とすることが好ましい。また、前
記プラチナ族金属はプラチナとすることが好まし
い。合金表面のプラチナ被膜は電気めつきにより
約0.0025mm（0.0001インチ）から0.018mm（0.0007
インチ）の間に形成されるのが望ましい。
プラチナ及びアルミニウムが結合した拡散層全
体の厚さは約0.0013mm（0.0005インチ、0.5ミル）
から0.10mm（0.004インチ、４ミル）とするのが
望ましい。
体の厚さは約0.0013mm（0.0005インチ、0.5ミル）
から0.10mm（0.004インチ、４ミル）とするのが
望ましい。
本発明は、以下に添付図面と共に示す実施例に
よつてより明らかになるであろう。
よつてより明らかになるであろう。
第１図は、１実施例の工程図であり、検査、前
処理（脱脂、ブラスト、水洗）、めつき不要箇所
のマスキング、プラチナめつき、必要に応じて行
なわれるプラチナ拡散のための熱処理、アルミナ
イズ被覆不要箇所のマスキングおよびガス化によ
るアルミナイズの工程を示している。
処理（脱脂、ブラスト、水洗）、めつき不要箇所
のマスキング、プラチナめつき、必要に応じて行
なわれるプラチナ拡散のための熱処理、アルミナ
イズ被覆不要箇所のマスキングおよびガス化によ
るアルミナイズの工程を示している。
次に、理解を容易にするため、前記実施例の実
施結果を示す。
施結果を示す。
冷却要通路を有するタービン羽根の保護を要す
る面が、検査、脱脂、ブラストによる浄化の後、
所定の面に厚さ0.0076mm（0.0003インチ）のプラ
チナにより電気めつきを施した。めつきされたタ
ービン羽根は、プラチナを前記表面に拡散させる
ためにアルゴンガス雰囲気中において約1038℃
（1900〓）で３時間にわたつて熱処理された。
る面が、検査、脱脂、ブラストによる浄化の後、
所定の面に厚さ0.0076mm（0.0003インチ）のプラ
チナにより電気めつきを施した。めつきされたタ
ービン羽根は、プラチナを前記表面に拡散させる
ためにアルゴンガス雰囲気中において約1038℃
（1900〓）で３時間にわたつて熱処理された。
その後、タービン羽根は引き上げられ、その羽
根の周囲を循環するとともに冷却用通路内にガス
化したアルミナイズ用原料を供給するアルゴンキ
ヤリアガス中で、直接アルミナイズ用原料に接触
せしめられるのではなく、ガス化したアルミナイ
ズ用原料に接触して約1093℃（2000〓）に加熱さ
れ、その結果、タービン羽根表面にはアルミニウ
ムが沈着し拡散した。第２図に最終工程を終えた
面の断面を500倍に拡大して示す。第２図中１は
PtAl2およびβNiAlからなる層、２はβNiAl層、
３は拡散層であり、その組成は、アルミナイジン
グによるアルミニウムと、基体であるニツケル−
コバルト−鉄合金より析出・拡散したニツケルと
が反応し生成したβNiAlマトリツクスを主体と
し、さらには被膜されたプラチナならびに該合金
中から拡散したコバルト及び鉄を含有してなるも
のである。尚、本発明においては、上記拡散層を
形成させることが最も重要であり、そのためにプ
ラチナ族金属とアルミニウムで被膜することが必
須の要件となる。尚、該拡散層３の下部の層は、
基体となるニツケル−コバルト−鉄合金である。
根の周囲を循環するとともに冷却用通路内にガス
化したアルミナイズ用原料を供給するアルゴンキ
ヤリアガス中で、直接アルミナイズ用原料に接触
せしめられるのではなく、ガス化したアルミナイ
ズ用原料に接触して約1093℃（2000〓）に加熱さ
れ、その結果、タービン羽根表面にはアルミニウ
ムが沈着し拡散した。第２図に最終工程を終えた
面の断面を500倍に拡大して示す。第２図中１は
PtAl2およびβNiAlからなる層、２はβNiAl層、
３は拡散層であり、その組成は、アルミナイジン
グによるアルミニウムと、基体であるニツケル−
コバルト−鉄合金より析出・拡散したニツケルと
が反応し生成したβNiAlマトリツクスを主体と
し、さらには被膜されたプラチナならびに該合金
中から拡散したコバルト及び鉄を含有してなるも
のである。尚、本発明においては、上記拡散層を
形成させることが最も重要であり、そのためにプ
ラチナ族金属とアルミニウムで被膜することが必
須の要件となる。尚、該拡散層３の下部の層は、
基体となるニツケル−コバルト−鉄合金である。
本発明方法により処理された部分は、前述の米
国特許第3677789号明細書に記載されたパツクセ
メンテイシヨンによりアルミナイズされた部分に
比し、耐酸化性および耐腐食性において非常に優
れている。
国特許第3677789号明細書に記載されたパツクセ
メンテイシヨンによりアルミナイズされた部分に
比し、耐酸化性および耐腐食性において非常に優
れている。
第３図に該パツクセメンテイシヨンによりアル
ミナイズされた面の断面を500倍に拡大して示す。
第３図中１′はPtAl2およびβNiAlからなる層、
２′はβNiAl層、３′は拡散層であり、組成的には
３の拡散層と明確に区別することができないが、
構造的にはこの保護拡散層全体を観察した場合、
３の拡散層の方がその表面付近において連続的に
なつていることがわかる。従つて、この微細構造
の相違が後述の耐食性に影響を及ぼしているもの
と推測される。
ミナイズされた面の断面を500倍に拡大して示す。
第３図中１′はPtAl2およびβNiAlからなる層、
２′はβNiAl層、３′は拡散層であり、組成的には
３の拡散層と明確に区別することができないが、
構造的にはこの保護拡散層全体を観察した場合、
３の拡散層の方がその表面付近において連続的に
なつていることがわかる。従つて、この微細構造
の相違が後述の耐食性に影響を及ぼしているもの
と推測される。
また、第２図及び第３図の保護拡散中の１及び
１′のPtAl2は、アルミナイズの際に、最も表面
側に被膜されたプラチナめつき層にほとんどのア
ルミニウムが侵入し、そのアルミニウムの一部が
プラチナと反応してなるものである。一方、プラ
チナとの反応に寄与しなかつたアルミニウムは、
該合金から析出してきたニツケルと反応して
βNiAlを生成していて、結果としてこのβNiAlの
一部と上記PtAl2がひとつの層１又は１′を形成
していることがわかる。
１′のPtAl2は、アルミナイズの際に、最も表面
側に被膜されたプラチナめつき層にほとんどのア
ルミニウムが侵入し、そのアルミニウムの一部が
プラチナと反応してなるものである。一方、プラ
チナとの反応に寄与しなかつたアルミニウムは、
該合金から析出してきたニツケルと反応して
βNiAlを生成していて、結果としてこのβNiAlの
一部と上記PtAl2がひとつの層１又は１′を形成
していることがわかる。
さらに上記の層（１又は１′）と基体である該
合金との間に新たに生成した層、即ち体積増加を
伴つて生成したβNiAl単一相からなる層及び
βNiAlマトリツクスを主体とする拡散層の形成に
上記βNiAlの残りが上記の両層の形成にそれぞれ
寄与している。尚、該拡散層３′の下部の層は、
基体となるニツケル−コバルト−鉄合金である。
合金との間に新たに生成した層、即ち体積増加を
伴つて生成したβNiAl単一相からなる層及び
βNiAlマトリツクスを主体とする拡散層の形成に
上記βNiAlの残りが上記の両層の形成にそれぞれ
寄与している。尚、該拡散層３′の下部の層は、
基体となるニツケル−コバルト−鉄合金である。
また、本発明方法によれば、タービン羽根の複
雑な内部通路に保護アルミニウム被膜が形成され
得るが、前述のパツクセメンテイシヨンによつて
は該通路はアルミナイズされない。
雑な内部通路に保護アルミニウム被膜が形成され
得るが、前述のパツクセメンテイシヨンによつて
は該通路はアルミナイズされない。
本発明方法は新規な製造において適用し得るの
みならず、修理または修復された部分に対しても
適用可能である。
みならず、修理または修復された部分に対しても
適用可能である。
続いて、さらに第２図と第３図の保護拡散層の
特性の差異を明確にするために、ニツケルをベー
スとするタービンブレードのテストピースに対し
本発明方法によりコーテイングを施した実施例
と、前述の米国特許第3677789号明細書記載（第
３図に示したもの）の方法によりコーテイングを
施した比較例とにつき説明する。
特性の差異を明確にするために、ニツケルをベー
スとするタービンブレードのテストピースに対し
本発明方法によりコーテイングを施した実施例
と、前述の米国特許第3677789号明細書記載（第
３図に示したもの）の方法によりコーテイングを
施した比較例とにつき説明する。
各テストピースの一つを切断し、その断面の顕
微鏡写真（倍率500倍）を撮影した。これらの顕
微鏡写真に基づく拡大図につき、本発明実験例の
ものを第４図、比較例のものを第５図に示す。こ
れらの拡大図においてPtAl2層はコーテイング層
中の白つぽい部分として現れている。この層は、
本発明実施例におけるものの方が比較例のそれに
比べて、その表面付近において連続的であり「パ
ンケーキ状」になつていることが明らかである。
微鏡写真（倍率500倍）を撮影した。これらの顕
微鏡写真に基づく拡大図につき、本発明実験例の
ものを第４図、比較例のものを第５図に示す。こ
れらの拡大図においてPtAl2層はコーテイング層
中の白つぽい部分として現れている。この層は、
本発明実施例におけるものの方が比較例のそれに
比べて、その表面付近において連続的であり「パ
ンケーキ状」になつていることが明らかである。
各テストピースの一つを、Na2SO4および0.5容
積％のSO2を含む同一の空気雰囲気中に704℃
（1300〓）の温度下で60時間晒した。そのテスト
ピースを切断し、断面の顕微鏡写真（倍率500倍）
を撮影した。これらの顕微鏡写真に基づく拡大図
につき、第６図は本発明実験例のもの、第７図は
比較例のものを示す。これらの拡大図から明らか
なように実施例は比較例より腐食および浸食が少
なく、従つてこの種の腐食に対する耐性がより強
い。この種の腐食はこのような構造物が使用され
る腐食性雰囲気において生じる典型的なものであ
る。
積％のSO2を含む同一の空気雰囲気中に704℃
（1300〓）の温度下で60時間晒した。そのテスト
ピースを切断し、断面の顕微鏡写真（倍率500倍）
を撮影した。これらの顕微鏡写真に基づく拡大図
につき、第６図は本発明実験例のもの、第７図は
比較例のものを示す。これらの拡大図から明らか
なように実施例は比較例より腐食および浸食が少
なく、従つてこの種の腐食に対する耐性がより強
い。この種の腐食はこのような構造物が使用され
る腐食性雰囲気において生じる典型的なものであ
る。
コーテイングされた前記両テストピースを並べ
て肉眼により比較すると両者の表面状態の間に明
瞭な相違が認められる。本発明実施例のものは、
比較例のものよりも輝き、反射性および色彩上の
明るさに優れており、これらは表面の平滑性およ
びプラチナ質の豊富さを示している。
て肉眼により比較すると両者の表面状態の間に明
瞭な相違が認められる。本発明実施例のものは、
比較例のものよりも輝き、反射性および色彩上の
明るさに優れており、これらは表面の平滑性およ
びプラチナ質の豊富さを示している。
さらに、次の実験を行なつた。ニツケル基合金
のテスト用バーに対し、本発明方法によりコーテ
イングを施した実施例と、前記米国特許第
3677789号明細書記載の方法によりコーテイング
を施した比較例とを準備し、ガス流中へ35ppm濃度
の海水を噴射しつつバーナー装置により954℃
（1750〓）で３分間、1093℃（2000〓）で２分間、
および空冷２分間のサイクルに58時間、497サイ
クルにわたつて晒した。これらのテスト用バーを
第８図に示す。本発明実施例（SS−82A）は、
このテストの条件下で前記実施例（TEW Pt−
A1）および単なるアルミコーテイングのもの
（Ｃ−30）と比較して顕著な優秀性を示した。重
量の減少量は、コーテイングなしのバーが15ｇ、
単なるアルミコーテイングのもの（Ｃ−30）が11
ｇであるのに対し、本発明実施例は0.2ｇであつ
た。比較例（TEW Pt−A1）については正確な
数値を得ていないが、Ｃ−30とSS−82Aとの間
の値であつた。
のテスト用バーに対し、本発明方法によりコーテ
イングを施した実施例と、前記米国特許第
3677789号明細書記載の方法によりコーテイング
を施した比較例とを準備し、ガス流中へ35ppm濃度
の海水を噴射しつつバーナー装置により954℃
（1750〓）で３分間、1093℃（2000〓）で２分間、
および空冷２分間のサイクルに58時間、497サイ
クルにわたつて晒した。これらのテスト用バーを
第８図に示す。本発明実施例（SS−82A）は、
このテストの条件下で前記実施例（TEW Pt−
A1）および単なるアルミコーテイングのもの
（Ｃ−30）と比較して顕著な優秀性を示した。重
量の減少量は、コーテイングなしのバーが15ｇ、
単なるアルミコーテイングのもの（Ｃ−30）が11
ｇであるのに対し、本発明実施例は0.2ｇであつ
た。比較例（TEW Pt−A1）については正確な
数値を得ていないが、Ｃ−30とSS−82Aとの間
の値であつた。
以上の実験は、本発明実施例（SS−82A）が
比較例（TEW Pt−A1）と比較して、低温腐食
性雰囲気のみならず、高温酸化性および高温腐食
性雰囲気においても顕著に優れた耐性を有するこ
とを示している。この顕著な優秀性は、製品特性
の量的な差に留まらず質的な差を示す、製品の微
視的構造の顕著な差に起因するものと考えられ
る。
比較例（TEW Pt−A1）と比較して、低温腐食
性雰囲気のみならず、高温酸化性および高温腐食
性雰囲気においても顕著に優れた耐性を有するこ
とを示している。この顕著な優秀性は、製品特性
の量的な差に留まらず質的な差を示す、製品の微
視的構造の顕著な差に起因するものと考えられ
る。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、パツクセメンテイシヨンによりアルミナイズ
されたコーテイング層に比べ、高温酸化性及び高
温腐食性雰囲気に対する非常に優れた耐性を発揮
し、且つ表面の反射性（光沢性）及び平滑性に優
れた保護拡散層の形成方法、即ちガス化アルミナ
イジングによるアルミニウムと、基体であるニツ
ケル−コバルト−鉄合金より析出・拡散したニツ
ケルとが反応し生成したβNiAlマトリツクスを主
体とし、さらには被膜されたプラチナならびに該
合金中から拡散したコバルト及び鉄を含有してな
る組成を有する拡散層、βNiAl単一相からなる
層、及びβNiAlとPtAl2からなる層より成り立つ
ている保護拡散層の形成方法を提供することがで
きる。
ば、パツクセメンテイシヨンによりアルミナイズ
されたコーテイング層に比べ、高温酸化性及び高
温腐食性雰囲気に対する非常に優れた耐性を発揮
し、且つ表面の反射性（光沢性）及び平滑性に優
れた保護拡散層の形成方法、即ちガス化アルミナ
イジングによるアルミニウムと、基体であるニツ
ケル−コバルト−鉄合金より析出・拡散したニツ
ケルとが反応し生成したβNiAlマトリツクスを主
体とし、さらには被膜されたプラチナならびに該
合金中から拡散したコバルト及び鉄を含有してな
る組成を有する拡散層、βNiAl単一相からなる
層、及びβNiAlとPtAl2からなる層より成り立つ
ている保護拡散層の形成方法を提供することがで
きる。
また、上記形成方法よると、ガス化したアルミ
ナイズ用原料との接触に基づき保護拡散層を形成
するものであるので、必要に応じたマスキングに
よるガス化原料との選択的接触に基づき容易に且
つ経済的に所望部分に保護拡散層を形成させるこ
とができ、しかも内部に通路等を有した形状の複
雑な部分であつても通路の閉塞を生じることなく
確実に保護拡散層を形成させることができるもの
である。
ナイズ用原料との接触に基づき保護拡散層を形成
するものであるので、必要に応じたマスキングに
よるガス化原料との選択的接触に基づき容易に且
つ経済的に所望部分に保護拡散層を形成させるこ
とができ、しかも内部に通路等を有した形状の複
雑な部分であつても通路の閉塞を生じることなく
確実に保護拡散層を形成させることができるもの
である。
第１図は本発明１実施例の工程図、第２図は第
１図の工程により得られた保護拡散層を含む断面
の拡大図、第３図は従来技術により得られた拡散
層を含む断面の拡大図、第４図はタービンブレー
ドのテストピースに対し本発明方法によりコーテ
イングにより施した実施例の切断断面の拡大図、
第５図は前記実施例のテストピースに対し従来方
法によりコーテイングを施した比較例の切断断面
の拡大図、第６図は前記実施例のテストピースを
腐食性雰囲気中に晒した後の切断断面の拡大図、
第７図は前記比較例テストピースを同一の腐食性
雰囲気中に晒した後切断断面の拡大図、第８図は
本発明実施例および従来法による比較例のコーテ
イング処理をしたテスト用バーを腐食試験後の状
態で並べて示す正面図である。 １，１′……PtAl2およびβNiAlからなる層、
２，２′……βNiAl層、３，３′……拡散層。
１図の工程により得られた保護拡散層を含む断面
の拡大図、第３図は従来技術により得られた拡散
層を含む断面の拡大図、第４図はタービンブレー
ドのテストピースに対し本発明方法によりコーテ
イングにより施した実施例の切断断面の拡大図、
第５図は前記実施例のテストピースに対し従来方
法によりコーテイングを施した比較例の切断断面
の拡大図、第６図は前記実施例のテストピースを
腐食性雰囲気中に晒した後の切断断面の拡大図、
第７図は前記比較例テストピースを同一の腐食性
雰囲気中に晒した後切断断面の拡大図、第８図は
本発明実施例および従来法による比較例のコーテ
イング処理をしたテスト用バーを腐食試験後の状
態で並べて示す正面図である。 １，１′……PtAl2およびβNiAlからなる層、
２，２′……βNiAl層、３，３′……拡散層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 保護を必要とする面にプラチナ族金属の被膜
を形成し、アルミナイズ用原料と直接接触しない
状態で且つ加熱下において、ガス化したアルミナ
イズ原料に接触せしめることにより該面に、 βNiAlマトリツクスを主体とし、プラチナ族金
属、アルミニウム、コバルト及び鉄を含有してな
る拡散層を形成することを特徴とするニツケル−
コバルト−鉄系合金に対する保護拡散層の形成方
法。 ２ 前記プラチナ族金属被膜の形成が、電気メツ
キ、浸漬、スプレー、真空メツキ、スパツタリン
グ及びメカニカルメツキのいずれかによりなされ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
保護拡散層の形成方法。 ３ 前記保護を必要とする面を加熱すると共に、
原料アルミニウム、活性化物及び不活性充填物の
混合物から離して配置することを特徴とする特許
請求の範囲第１項又は第２項記載の保護拡散層の
形成方法。 ４ 前記アルミニウム拡散層の形成に先立つて、
前記プラチナ族金属被膜形成部分を該プラチナ族
金属が前記保護を必要とする面に拡散するように
加熱することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の保護拡散層の形成方法。 ５ 前記プラチナ族金属被膜形成部分を真空又は
不活性ガス雰囲気中で約５時間にわたり、約816
℃（1500〓）から1093℃（2000〓）の間の温度に
加熱することを特徴とする特許請求の範囲第４項
記載の保護拡散層の形成方法。 ６ 前記拡散層形成を、真空下、不活性ガス雰囲
気中及び減圧下のいずれかの条件のもとで約１時
間から20時間にわたり、約649℃（1200〓）から
1149℃（2100〓）の間の温度に加熱して行なうこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の保護
拡散層の形成方法。 ７ 前記混合物が、１から35重量％のアルミニウ
ム又はアルミニウム合金、約40重量％未満の活性
化物、及び残部酸化アルミニウム充填物からなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の保
護拡散層の形成方法。 ８ 前記プラチナ族金属がプラチナであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項から第７項のい
ずれかに記載の保護拡散層の形成方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/437,952 US4501776A (en) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | Methods of forming a protective diffusion layer on nickel, cobalt and iron base alloys |
| US437952 | 1989-11-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5983757A JPS5983757A (ja) | 1984-05-15 |
| JPH0336899B2 true JPH0336899B2 (ja) | 1991-06-03 |
Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58155686A Granted JPS5983757A (ja) | 1982-11-01 | 1983-08-24 | 保護拡散層の形成方法 |
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|---|---|
| US (1) | US4501776A (ja) |
| JP (1) | JPS5983757A (ja) |
| AT (1) | AT381728B (ja) |
| AU (1) | AU563370B2 (ja) |
| BE (1) | BE898043A (ja) |
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| DE (1) | DE3329908A1 (ja) |
| ES (1) | ES8504965A1 (ja) |
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