JPH0419308B2 - - Google Patents

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JPH0419308B2
JPH0419308B2 JP59217451A JP21745184A JPH0419308B2 JP H0419308 B2 JPH0419308 B2 JP H0419308B2 JP 59217451 A JP59217451 A JP 59217451A JP 21745184 A JP21745184 A JP 21745184A JP H0419308 B2 JPH0419308 B2 JP H0419308B2
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aluminum
microns
coating
particles
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Efu Motsusaa Maaku
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SAAMATETSUKU INTERN Inc
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08Anti-corrosive paints
    • C09D5/10Anti-corrosive paints containing metal dust
    • C09D5/103Anti-corrosive paints containing metal dust containing Al
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/73Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
    • C23C22/74Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process for obtaining burned-in conversion coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
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    • Y10S277/939Containing metal
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、とくに耐浸食性、耐食性および耐摩
耗性であるクロム酸塩/リン酸塩被覆組成物の改
良に関する。本発明の被膜はことに薄く、ことに
低い輪郭(profile)を有し、すなわち、非常に
平滑であり、そして環境条件に対して高い抵抗性
を有することができる。それらは種々のタービン
エンジンコンプレツサーの構成成分、たとえば、
コンプレツサーのデイスク、ケース、スペーサ
ー、シヤフト、ブレード、羽根、案内羽根などに
ことによく適するこれらの用途において、被膜は
極端な条件にさらされ、そして耐食性および耐浸
食性は必須である。また、被膜は平滑な表面を有
することによりコンプレツサーの効率に寄与しな
くてはならない。 さらに詳しくは、本発明は小さい平均粒度およ
び狭い粒度分布を有する球状体の(spheroidal)
微粉化(atomized)アルミニウムを含有するク
ロム酸塩/リン酸塩被覆組成物に関する。 本発明の被覆組成物および被膜は、被膜が非常
に平滑でありかつ薄い〔0.02mm(0.75ミル)〕と
いうことがとくに重要である、複雑な形状
(geometry)、設計または構成の部品(part)に
とくによく適する。これらの特徴は以下において
さらに説明される。 本発明の被覆組成物は、液体(すなわち水性)
であることができ、あるいは支持体へ適用すると
きさらに処理される場合(以後説明する)乾燥状
態であることができる。 本発明の被覆組成物および被膜は、また、浸
漬/回転による適用(以後説明する)に非常によ
く適する。 金属粉末成分の事実上完全な球状体の形状は、
その小さい平均粒度および狭い粒度分布と組み合
つて、異常に有利な性質をもつ被膜を生成する。 米国特許第3248251号(Allen)は、実質的な
量の溶解した金属のクロム酸塩、重クロム酸塩ま
たはモリブデン酸塩とリン酸塩とを含有する水性
酸性溶液中の固体の無機粒状物質(ことにアルミ
ニウム)のスラリーから本質的に成る被覆組成物
を記載している。被膜を支持体へ適用した後、被
膜をそれが水不溶性となるまで約260℃(約500
〓)までの温度に加熱する。 米国特許第3869293号(Brumbaugh)は、米国
特許第3248251号(Allen)の組成物に類似する
被覆組成物を記載しており、固体の粒状物質とし
てアルミニウムおよびマグネシウムからなる合金
を使用して被膜の耐食性をさらに改良している。
これらの特許における微細なアルミニウム粒子は
普通の空気微粉化型であり、これらの粒子の最小
のものは約5ミクロンの平均粒度を有する。 これらの特許および同様な特許は、改良された
耐酸化性および耐食性の被覆された金属を製造し
かつセラミツクを金属化する有用な教示を提供し
た。 しかしながら、ある種の工業的用途は厳密さを
有しかつ厳密さが絶えず増大するようになること
が期待される。多数の用途、たとえば宇宙空間の
工業およびジエツトタービンエンジンのタービン
コンプレツサーにおけるより大きい要求および極
端な条件に耐えることができる、より薄いあるい
はより平滑な被膜について重要なかつ緊急な必要
性が存在する。 また、複雑な設計の金属部品(たとえば、ね
じ、ボルト、ばねなど)についてより厳密な許容
差を維持し、しかもこれらの部品を腐食性および
他の有害な条件下において適切に保護するために
十分薄く、浸漬/回転法により適用することがで
きる被膜が要求されている。 アルミニウムの粉末および粒子は種々の範囲の
大きさおよび形状で製造されることが文献に報告
されている。Aluminum、K.Van Horn編、
American Society of Metals、1967、vol.1.
Chapter 10,Properties of Powders and
Powder Metallurgy Products(粉末および粉末
の冶金学的製品の性質)J.P.Lyle,Jr.著参照。こ
の文献の内容を引用によつてここに加える。 種々の型の粉末および粒子は、製造手段により
再分割することができる。重要な型の粉末および
粒子は、上に引用したLyleの文献により次のよ
うに特徴づけられた: 1 空気微粉化粉末は、鋳造された構造をもつ形
状の粒子である。個々の粒子は1700ミクロン程
度に大きくあるかあるいは1ミクロン程度に小
さくあることができる;商品は必然的に全体の
範囲にわたる粒子を含有しない。 2 球形の微粉化粉末は、球形(spherical)よ
りはむしろだ円球状(globular)〔ほぼ球状
(spheroidal)〕である。それらは空気の代わり
に非酸化性ガスで微粉化される。 3 水微粉化粉末は、空気微粉化粉末よりも密で
ありかつ形状が不規則である。より不規則な形
状は、より低い見掛けの密度およびタツプ密度
(tapped density)を有する。 4 アルミニウムのシヨツト(shot)粒子は、略
球状(globular)である。それらは遠心鋳造ま
たはオリフイスからの滴下(dropping)によ
り作られる。 5 針状粒子は、シヨツト(shot)に使用される
条件と異なる条件下で遠心鋳造により作られ
る。それらはキヤラウエーの実の形状である。
この形状はシヨツト粒子よりも低い見掛け密度
を生ずる。これらの細長い粒子は化学的用途お
よび冶金学的用途に有用である。 6 表面がざらざらの(grained)アルミニウム
は、小粒状である。それは溶融アルミニウムを
それが固化する間ゆつくり攪拌することにより
製造される。 7 粒状化(granulated)アルミニウムは、最も
荒い商用粒子であり、そして平坦化された小球
状により特徴づけられる。 8 超微細粉末は、不活性雰囲気中でアルミニウ
ムを蒸発しかつ凝結することにより作られる。
得られる球形粉末は、コロイドの大きさであ
り、そしてアルミニウム粉末の最高の比表面積
を有する。 用途の完全に異る分野において、アルミニウム
粉末はロケツト燃料および推進薬中に使用されて
きている。それらは通常固体の無機酸化剤とゴム
の有機バインダー燃料とから成る2相系から構成
されると記載されている。無機酸化剤は最も普通
の過塩酸アンモニウムであり、燃料はアルミニウ
ム粉末であり、そしてバインダーは通常ポリマー
である。推進薬は典型的には約60〜85%の過塩素
酸アンモニウム、1〜20%のアルミニウム粉末お
よび10〜20%のバインダーを含む。推進薬が硬化
したとき、それはゴムの消しゴムに類似するコン
システンシーを有する。アルミニウムは燃料とし
て作用する。アルミニウム粉末は、大きさの異な
る粒子のブレンドである。 このような燃料中のポリマーのバインダーは、
典型的には熱可塑性または熱硬化性のポリマー、
たとえば、アクリル系、セルロース系、フエノー
ル系、ポリエステル系、ポリエチレン系、ポリサ
ルフアイド系、ポリウレタン系、ポリ塩化ビニル
系または合成ゴム系のポリマーである。こうして
ロケツトに使用される推進薬は、有機ポリマー、
無機酸化剤およびアルミニウム相から構成され、
アルミニウム相はこの混合物の約20重量%を占め
る。ロケツト推進薬の組成についてのそれ以上の
詳細は、the Alcoa Aluminum Powders in
Rocket Propellants(ロケツト推進薬におけるア
ルコアアルミニウム粉末)section PAP 923
(FA2D−8)、Powder and Pigments、revised
June 1982に記載されている。 米国特許第3248251号(Allen)は、クロム酸
塩/リン酸塩バインダー中に混入されるアルミニ
ウムが325メツシユより小(すなわち44ミクロン
より小)であるべきであることを教示している。
アルミニウムの粗粒および粒子ならびにアルミニ
ウムのシヨツトは使用するのには大き過ぎる。超
微細粉末は非常に小さいので自然性であり、回避
すべきである。針状粉末および水微粉化粉末は非
常に不規則な形状でありかつ薄いフイルム中への
充填性に劣る。したがつて、空気微粉化アルミニ
ウム粉末および球形微粉化アルミニウム粉末のみ
が、米国特許第3248251号(Allen)中に記載さ
れている型のクロム酸塩/リン酸塩被膜中の使用
に適すると考えられる。 空気微粉化等級のアルミニウム粉末は、ノズル
を通して空気の超音速流中に溶融金属を吸引する
ことにより製造される。ノズルの下端を溶融金属
の浴中へ浸漬し、そしてその上端は小さいオリフ
イスで終る。空気の噴射をノズルのオリフイスの
上に通過させるとき、それは吸引作用を発生さ
せ、液体の金属をノズルを通して空気流中に吸引
し、溶融物の流れを小さい離散した粒子に崩壊さ
せる。 液体の流れが気体の噴射により個々の滴に破壊
されるとき、各滴は気体流の力により初め平坦化
し、細長くなる。これらの滴は、表面積および表
面エネルギーを最小にしようとして球形に急速に
もどるであろう。しかしながら、アルミニウムが
空気中で微粉化されるとき、それが緩和して球形
になることができる前に、堅い密な酸化物フイル
ムが液滴上に形成される。この酸化物の外殻は粒
子を初期の変形した形の滴として固化される。結
局、空気微粉化アルミニウム粉末、とくにより小
さい等級は形状が不規則である。 金属、たとえば記載されるアルミニウム粉末を
含有する本発明の被膜および被覆組成物は、商業
的に入手可能である。それらは非酸化性ガスまた
は不活性ガス、典型的にはヘリウムの雰囲気中で
重力供給される垂直微粉化を含む方法による微粉
化により製造されると報告されている。ヘリウム
が非酸化性ガス相として一般に使用されるが、他
の非酸化性ガス、たとえば、窒素、アルゴン、ネ
オン、クリプトンなどを使用できる。 小さい球形アルミニウム粉末を製造するため
に、溶融したアルミニウムを非酸化性または還元
性のガス、たとえば、発熱性ガスまたは不活性ガ
ス、たとえば、ヘリウムの噴射中へ吸引する。こ
れらの保護雰囲気は滴の表面上の酸化を防止する
ので、滴はその平衡球状体形(equilibrium
spheroidal shape)にもどることができる。これ
らの等級のガス微粉化アルミニウムは「球形
(spherical)」粉末として知られているが、それ
らは溶融金属滴への重力の作用のため実際に完全
な球を決して与えない。 種々の等級の微粉化粉末は、次の測定されたパ
ラメーターの1つに従い工業的に特徴づけられ
る。即ち、粒度または平均粒子直径、粒度分布、
および粒子の形状または構成である。粒度は粉末
の等級を区別するために最も普通に使用されるパ
ラメーターであり、一般に粒子直径と同義語であ
る。しかしながら、粒子直径は球形粉末について
精確に決定されるだけである。 任意の所定の粉末等級における粒子の平均直径
は、典型的にはフイツシヤー・サブ・シーブ・サ
イザー(Fisher Sub Sieve Sizer)を用いて測
定される(ASTM B330)。この装置は、粉末の
充填カラムを通して流れる空気の抵抗を、既知の
平均直径の球形粒子の充填床を通る流れの抵抗に
関して測定する。この技術の利点は簡単であり、
速くかつ経済的であるということである。しかし
ながら、この方法は個々の粒子を監視するよりは
むしろかさ(カラム)の性質を測定するので、フ
イツシヤー・サブ・シーブ・サイザー(FSSS)
により決定される平均の粒子直径は真の粒度より
もむしろ統計的平均である。 実際の微粉化粉末粒子は完全な球形をめつたに
示さない(前述の理由で)ので、粒度は理想的な
規則正しい形状の粒子の同一の性質に関係づける
ことができる不規則粒子の特徴的な性質を測定す
ることにより最も有用に確立される。理想的形状
として球を選択することにより、空気微粉化粉末
および非酸化性ガス微粉化粉末の両者の大きさを
「球の直径dに等しい」として信頼性をもつて記
載することができ、これにより寸法および形状を
組み合わせ、そして粒子の形状および寸法の変動
を組み込む。1つの寸法を有する明白な再現性あ
る粒度はこうしてこの定義を用いて確立される。 特定の等級の粉末中のアルミニウム粒子の等価
球直径(equivalent sphericcal diameters)
(ESD)は、自動化沈降装置たとえばミクロメリ
テイツク・セデイグラフ(Micromeritic
SediGraph)5000E粒度分析器により測定され
る。この装置は低いエネルギーのX線を用いて、
既知の流体のカラム中の種々の深さにおける粒子
の濃度を決定する。流体力学の法則は、流体中の
粒子の沈降速度を粒子の質量に関係づけることを
要求する。セデイグラフは、粉末の等級中の特定
の質量の粒子の個体数を、流体内の所定のレベル
における粒子の密度を測定することにより決定す
る。理想的球形粒子の直径はその密度および体積
(すなわち直径)によりその質量に関係づけられ
るので、セデイグラフにおける各密度の測定は、
直径d(ESDで表示)を有する球形粒子の質量に
等しい質量をもつ粒子の個体数の計数値に相当す
る。したがつて、微粉化粉末の等級は沈降技術に
より測定された個体数の大きさの分布およびその
分布におけるメジアン値に相当する平均のESD
()により完全に特徴づけられる。 本発明によれば、使用する粉末は、沈降装置に
より提供される等価球直径(ESD)を用いて記
載される、空気微粉化アルミニウム粉末および非
酸化性ガス微粉化アルミニウム粉末の両者であ
る。アルミニウム粉末を特徴づける分析試験法に
関する追加の情報は、“Quality Control and
Analytical Test Methods for Alcoa
Aluminum Powders(アルコアアルミニウム粉末
についての品質調節および分析試験法)”と題す
るアルコア(Alcoa)のパンフレツトの節
PAP917(FA2D−2)に記載されている。自動化
沈降測定についての追加の情報は、ミクロメリテ
イツクス・インストルメント・コーポレーシヨン
(Micromeritics Instrument Corporation)によ
り提供されるパンフレツト“A Short Course
in Fine Particle Technology(微粒子技術にお
ける短かいコース)”に記載されている。 ここに記載する本発明の被膜は、約4.0ミクロ
ンより小さい平均等価球直径())を有する
球状体の(spheroidal)(非酸化性ガス微粉化)
アルミニウム粉末を含有するクロム酸塩/リン酸
塩(chromate/phosphate)バインダーの混合
物である。このような被膜は空気微粉化粉末を用
いて作られたものよりも薄く、しかも有意にすぐ
れた塩水噴霧抵抗性および耐浸食性を示す。 本発明の組成物中に使用する特定の金属粉末
が、ここに記載する高度に望ましい性質の組み合
わせを有する被膜を生成するであろうことは、予
測されなかつた。事実、当業者がこのような粉末
をまつたく使用しようとしないであろう理由がい
くつか存在した。第1に、それらの高い反応性お
よび爆発性は当業者にそれらの使用を回避させ
た。その上、被膜において、小さい粒子、ことに
狭い範囲の特定の粒度分布をもつ小さい粒子は、
被膜をふくれさせたり割れさせたりする、泥割れ
と呼ばれる物理化学的現象を促進することが知ら
れている。これは乾燥および硬化の間におよび、
その時そうでないにしても、後に熱および他の腐
食性要素に暴露するとき、起こる傾向がある。し
たがつて、粒度のより大きい均一性を有する混合
物中におけるよりも異る粒度の粒子より大きい比
率を有する粒子の混合物中において物理的応力の
分布はよりすぐれるので、粒度のより広い分布は
被膜のより少ない割れに寄与すると普通に信じら
れている。 さらに、ここに記載されるクロム酸塩/リン酸
塩バインダー中に直径が4.0ミクロンより小さい
球形粉末を混入することによつて実現される性能
の改良は、微細な等級の空気微粉化アルミニウム
を用いる従来の経験の延長から推測されるものを
はるかに超えた。とくに、本発明の被膜は硬化
(バインダーの不溶化)をより速く達成し、そし
て従来の被膜に要求される時間の半分より少ない
時間で538℃(1000〓)において導電性となつた。
被膜は従来の被膜と同量のアルミニウムを含有す
るという事実にかかわらず、より高い結合強さな
らびに有意にすぐれた粒子の衝突による浸食に対
する抵抗を示す。本発明の硬化した非犠性(non
−sacrificial)被膜の塩水噴霧抵抗性が硬化した
空気微粉化アルミニウム被膜のそれをはるかに超
えかつ犠性(従来の)アルミニウム−クロム酸
塩/リン酸塩材料のそれにほぼ等しいという事実
は、多分ほとんど予測されなかつた。 下表1は、2種の商業的に製造されたアルミニ
ウム粉末(AおよびB)(本発明において使用す
る)および2種の最小等級の商業的に入手可能な
空気微粉化アルミニウム粉末(CおよびD)の粒
度分布を示す。ESDおよび平均粒子直径
(FSSS)の両者測定値が比較のために記載され
ている。粉末Dに関する粉末AおよびBの粒度分
布は、第A図および第B図にグラフで示されてい
る。 【表】 本発明によれば、一般に、粒度の下限は粒子が
酸化性雰囲気において非自然性粉末である下限で
ある。不動態化されている(非自然性)粉末およ
び/または空気へ暴露しないで、たとえば不活性
媒質(液体または気体)を通して、たとえば窒
素、ヘリウム、アルゴンなどの中であるいはそれ
を通して、バインダー組成物中へ移される粉末を
使用することは、本発明の範囲に包合される。 こうして、本発明によれば、ここで使用するア
ルミニウム粉末は粒子の少なくとも約52重量%、
好ましくは65重量%が約4ミクロン以下であるも
のである。粉末の他の好ましい群は、粒子の少な
くとも約30重量%、好ましくは少なくとも約40重
量%が約3ミクロン以下であるものである。アル
ミニウム粉末のより好ましい部類は、粒子の少な
くとも約10重量%、好ましくは約17.0重量%が約
2ミクロン以下であるものである。使用する高度
に好ましい粉末は、約2.0〜約4.0ミクロンの範囲
のを有する。 高度に好ましい粉末は、表1に粉末Aとして示
されている。平均は約3.0である。本発明に
おいて使用する他の望ましい粉末は表1に粉末B
として示されている。 より普通の金属粉末において、平均粒度分布は
約50重量%以下が4ミクロンより小であり、そし
て約20重量%以下が3ミクロンより小であるよう
なものである。このような普通の粉末において、
平均粒子の少なくとも約40重量%は5ミクロンよ
り大きい。 フイツシヤー・サブ・シーブ・サイザーの平均
の測定値は、それらの平均の測定値がより普通の
粉末のそれらと重なる(少なくとも部分的に)か
ぎり、ここにおいて使用する粉末を適切に定義し
ないであろう。 本発明によれば、「アルミニウム」という語は
アルミニウム合金、たとえば、アルミニウム希土
類合金、アルミニウムケイ素合金、アルミニウム
リチウム、アルミニウム銅基材合金たとえばアル
ミニウムブロンズ、アルミニウムマグネシウム、
アルミニウム亜鉛、アルミニウムマンガンなどを
包含することを意図しかつそれらを事実包含す
る。金合はアルミニウムを除いて二成分であるか
あるいは2種より多い金属から成ることができ
る。こうして使用できる合金は、少なくとも−
0.68Vの電極電位(カロメル電極)を有する合金
である。 本発明によれば、微細な球形粒子(ESD<4
ミクロン)のすべてがアルミニウムから構成され
ることは必要ではない。本発明の被膜および被覆
組成物中に使用する金属粉末は、他の金属、たと
えば、ニツケル、コバルト、ケイ素、亜鉛、マグ
ネシウムなどの金属を含有することができる。選
択する金属の性質は、本発明により改良される性
質を悪化しない、被膜に意図される特定の物理化
学的性質に依存する。これらの金属のいずれかに
より構成される特定の性質はこの分野において既
知である。 アルミニウム粉末に加えて、セラミツク粉末、
たとえば、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸
化クロム(Cr2O3)を含むこともできる。 同様に、耐火性化合物、たとえば、窒化物、ケ
イ化物、炭化物、ホウ化物、たとえば、炭化ホウ
素、炭化ケイ素、炭化タングステン、ホウ化チタ
ン、二ケイ化モリブデン、窒化ホウ素などをアル
ミニウム粉末に加えることができる。被膜の硬度
を増大しようとするとき、耐火性化合物を加え
る。耐火性化合物の物理化学的性質への寄与は、
この分野において既知である。 グラフアイトまたは二硫化モリブデンのような
減摩剤を使用することもできる。 アルミニウム粉末と混合することができる他の
化合物の比率は、被膜に意図する特定の用途に依
存するが、一般に本発明に従い得られる主要な利
益を減ずる比率を超えるべきではない。一般に、
粉末中に合計体積の約35%まで、好ましくは5%
までの1種または2種以上の化合物を合計のアル
ミニウム含量に基づいて使用することができる。
追加の化合物は、ここに記載するアルミニウム粒
子の球形の形状、ESD、粒度分布および他の特
性を有する必要はない。しかしながら、最終粒子
配合物は、本発明の被膜およびその使用により提
供される有利な性質を最適化するために、4.0ミ
クロン以下の平均等価球直径をなお示すべきであ
る。 前述の金属または他の金属(金属合金を含む)
のいずれも、ここに記載する特定の球形の形状、
平均粒度および/または平均粒度分布で得ること
ができる。ここで使用する金属粉末をこれらの特
性をまたもつ他の粒子によりそのように構成する
とき、それらは本発明の被覆組成物および被膜の
所望の組み合わせにさらに寄与する。本発明にお
いて使用する金属粉末は、4.0ミクロン以下の
ESDを有する。 本発明の組成物および被膜により提供されるす
べての有利な性質を最適化する必要がないとき、
これらは上に記載した数値より小さいの粒
子をほぼ50重量%までの比率で含有するアルミニ
ウム混合物を含有することができ、残部は、平均
ESDが4.0ミクロンを超えないように、より大き
いサイズの金属粒子、たとえば、アルミニウム粒
子から構成される。 本発明において使用するアルミニウム粒子の混
合物と他の粒子との間の差ならびにこのようなア
ルミニウム粒子を有するクロム酸塩/リン酸塩の
被膜を、SEM顕微鏡写真で示す(後述するよう
に第1〜18図に示されている)。 本発明の被膜は、有利な性質の組み合わせを示
す。処理した被膜の耐食性、耐浸食性および平滑
性の改良が観測され、それらは従来の被膜を用い
て得られるものよりもすぐれている。 本発明の被覆組成物および被膜は、ここに記載
するように、種々のガスタービンエンジンのシス
テムなどのジエツトエンジンにことによく適す
る。被膜の平滑性は、コンプレツサーの効率に寄
与する。ここに記載する被膜は、改良された耐浸
食性、耐食性および耐化学的腐食性を有する。そ
れらはコンプレツサーの構成成分、たとえば、ほ
とんどのタービンエンジンコンプレツサーのガス
通路表面、ブレード、羽根、シユラウド、ベアリ
ング支持体、デイスク、シヤフト、ケース、シー
ル、スペーサーおよび他のガス通路以外の構成成
分;ハブ、排気ダクト、バーナーカン(burner
can)、ライナーおよび変位ダクト(transistion
duct)などにことに適する。 ここに記載するように、本発明の被覆組成物
は、部品、たとえば、普通の工業的用途に使用さ
れる複雑な形状および設計の金属部品、たとえ
ば、ナツト、ねじ、フアスナー、ばねにとくに適
し、そしてかみ合う部品に一般に適する。このよ
うな部品において、被膜の許容差、それゆえ薄さ
はとくに重要であり、ここで被膜の厚さのわずか
の差は部品、たとえば、歯車またはボルトねじの
ピツチ円形に悪影響を及ぼすように思われる。複
雑な形状、構成または設計の部品について、実際
にいくつかの適用(たとえば噴霧による)が異な
る角度をもつ表面を得るために試みられてきた
が、その時得られる被膜は不都合な厚さ、たとえ
ば25ミクロンより大、となる。本発明の被覆組成
物および被膜は、これらの問題を克服するために
有意に寄与する。 タービンコンプレツサーの被膜の適用について
の典型的な要件は、次の通りである: 1 厚さ…被膜は一般に75μm(3ミル)より小
さい厚さであり、ある構成成分について、被膜
は25μmより厚くないことが必要である;この
ような構成成分はコンプレツサーのブレード、
羽根、デイスクおよびスペーサーである。 2 輪郭…被膜表面の荒さは0.01のカツトオフ
(cutoff)において160ミクロセンチメートル
(63ミクロインチ)よりも小でなくてはならな
い。被膜表面が平滑であればあるほど、表面は
よりすぐれる。平滑さは63.5ミクロセンチメー
トル(25ミクロインチ)以下であることが高度
に望ましい。 3 被膜は、ASTM D968落下砂試験を用いて
測定したとき、耐浸食性でなくてはならない。
摩耗係数は3.937/mm被膜〔100/ミル
(0.001インチ)被膜〕を超えてはならない。 4 被膜は犠牲的(sacrificial)でなくてはなら
ない。すなわち、けがいた「X」試料は
ASTM B117塩水噴霧試験において少なくと
も100時間腐食する基体金属を示さないであろ
う。通常、被膜は基体金属を腐食せずに1000時
間のこのような塩水噴霧に耐えるべきである。 5 硬化後、被膜はASTM B117塩水噴霧試験
において試験したときバリヤー耐食性を示すで
あろう。95.3ミクロセンチメートル(37.5ミク
ロインチ)の厚さの被膜は、合金鋼の基体につ
いてASTM B117塩水噴霧試験において1週
後、軽度のさびを示すであろう。 6 被膜は538℃(1000〓)までの温度に長期間
耐えることができなくてはならない。 本発明の組成物および被膜は、これらの高度に
精密な要件を満足し、事実それらを超える。 本発明の被覆組成物は、浸漬/回転被覆にこと
によく適する。浸漬/回転法により適用されるこ
のような被膜は、改良された耐食性、被膜の改良
された均一性、より薄い被膜を有し、顔料がより
コロイド状でありかつ予期されないことには被膜
はより低い温度においてより急速に硬化するの
で、チキソトロピーを生成するために必要な添加
剤は少量である。 ここに記載するアルミニウム粒子を含む被覆組
成物はバインダーからなる。冶金学的被覆分野に
おいて既知のいずれのバインダーをも使用でき
る。本発明の組成物は、リン酸、クロム酸、モリ
ブデン酸、およびこれらの酸の金属塩から成る群
からの無機化合物の組み合わせから構成されるか
あるいは前記組み合わせの水溶液からつくられる
かあるいは後述するように固体である。好ましい
溶液はリン酸陰イオンおよびクロム酸(重クロム
酸)陰イオンおよび/またはモリブデン酸陰イオ
ンを含有する。広範な種類のこの溶液は、金属表
面の処理について知られている。たとえば、
KirkおよびOthmer編、Encyclopedia of
Chemical Technology(化学技術の百科辞典)、
第2版、vol.18,Interscience Publishers、a
division of John Wiley&Sons,Inc.,1969(292
−303ページ)にはリン酸およびクロム酸塩の被
膜が記載されている。米国特許の文献は金属の保
護被膜の被覆用溶液または分散液を記載してお
り、これらの組成物は本発明の組成物の成分とし
ての使用に適する。このような適当な組成物は、
次の米国特許に開示されている:米国特許第
3248251号(Allen)、同第3869293号
(Brumbaugh)、同第3857717号(Wydra)、前述
の特許、同第3248249号(Collins)、同第3081146
号、(Boies)、同第2245609号(Romig)、同第
3967984号(Helwig)、同第3443977号
(Bennetch)、同第3562011号(Hirst)など。こ
れらの開示を引用によつてここに加える。リン酸
塩、リン酸塩およびクロム酸塩および/またはモ
リブデン酸塩の混合物の腐食抑制および保護被膜
組成物を示す他の例示的特許または文献はこの分
野において知られているので、それ以上の例の記
載は不必要であろう。 本発明の重要な成分は粒状金属、たとえば、こ
こに記載するアルミニウム球状体であるので、酸
性液状バインダーの特定の性質(その成分および
他の変数)は第2番目に重要であり、それゆえ本
発明の被膜のための組成物の他の成分の選択(お
よび比率)においてより大きい寛容度を可能とす
ることが理解されるであろう。 他の部類のバインダーを使用することもでき
る。たとえば、他の部類の適当なバインダーはシ
リカを含有する有機液体および無機液体、ことに
水溶性ケイ酸アルカリ、たとえば、ケイ酸カリウ
ムおよびケイ酸ナトリウムである。また、ケイ酸
塩を生成する液体、ケイ酸アルキル(たとえば、
ケイ酸エチル)が包含される。アルカリ度が高い
よりはむしろ低いもの、たとえば、SiO2/M2O
のモル比が大きいものを使用することが好まし
い。他の有用なバインダーは合成有機バインダ
ー、たとえば、シリコーンおよびフエノール系樹
脂および無機ガラス、たとえば、ホウ酸塩および
他のフリツトを包含する。 粒状材料、たとえば、粒状金属をここに記載す
るアルミニウム粉末と一緒に使用することができ
る。このような材料は、文献、たとえば、引用し
た米国特許第3248251号(Allen)、第5欄第8〜
41行および第8欄第8〜44行に記載されており、
それを引用によつてここに加える。本発明によれ
ば、粒状材料のは4ミクロン以下である。 使用するクロム酸塩/リン酸塩組成物のバイン
ダーにおいて、金属イオンを加えることは必要で
はない。リン酸および/またはクロム酸またはモ
リブデン酸のイオンを金属塩の添加により溶液中
に構成するとき、しばしば実施されるように、金
属イオンは溶液に本来供給される。それゆえ既知
のリン酸塩、クロム酸塩、重クロム酸塩またはモ
リブデン酸塩のいずれをも金属イオン源として使
用できる。さらに、知られているように、金属イ
オンは金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩などのよ
うな形態で供給することができ、それらは酸、す
なわち、リン酸、クロム酸またはモリブデン酸中
に溶解して金属のリン酸塩、クロム酸塩またはモ
リブデン酸塩を生成し、それゆえ金属イオンと、
水および/または発生ガスを生成する。上に従い
添加して溶液内で酸−塩基反応により金属イオン
を生成させることができる金属化合物の例は、次
の通りである:マグネシウム酸化物;マグネシウ
ム水酸化物;亜鉛酸化物;亜鉛水酸化物;アルミ
ニウム水酸化物;リチウム酸化物;リチウム炭酸
塩;およびカルシウム水酸化物。添加して溶液中
に金属イオンを生成させることができる金属化合
物は、マグネシウム、亜鉛、アルミニウムなどの
種々の酸化物、水酸化物または炭酸塩である。こ
のような手順および金属イオン源は既知であり、
そして参考文献は米国特許第3248251号
(Allen)、第7欄第26〜57行であり、その開示を
引用によつてここに加える。 ここで使用する水性バインダーのPHは、好まし
くは約0〜約3.0、さらに好ましくは約1.5〜約2.5
の範囲であるが、これらに限定されない。 浸漬/回転または浸漬による適用にことによく
適する被覆組成物を調製しようとする場合、組成
物は、必要に応じて、ある種の非晶質シリカおよ
び非イオン性界面活性剤を含有することができ、
これらは組成物をチキソトロープ性とする。この
ような適当な添加剤(および得られる組成物)は
同時係属出願第06/441754号、1982年11月15日出
願に記載されており、その開示を引用によつてこ
こに加える。同様に、本発明の組成物は同時係属
出願第06/485748号、1983年4月18日出願に開示
されているようにある種のアルミナの混入により
チキソトロープ性とすることができ、前記出願の
開示をここに引用によつて加える。 したがつて、本発明の組成物は酸安定性、非コ
ロイド性非晶質シリカおよび非イオン性界面活性
剤を含むことができる。ヒユームドシリカ、シリ
カゲルおよび沈降シリカは好ましい。粘度は一般
に約600〜45000cpの範囲である。PHは一般に約
0.5〜3.0の範囲である。組成物はベーマイト型結
晶格子を有する分散性水和アルミナからなる場
合、粘度は一般に約800〜約50000cpの範囲であ
る。PHは一般に約1.5〜約3.0の範囲である。 本発明の組成物の成分のおかげで、チキソトロ
ープ性を起こす(前述の2件の特許出願に従い)
化合物をより少量で使用することができ、しかも
必要なチキソトロープ性を起こすことができると
いうことは、注目に値する。たとえば、合計の固
形分に基づいて0.1〜3重量%の量のシリカを使
用できる。それに関連して、合計の固形分に基づ
いて0.005〜0.1重量%の量の酸安定性非イオン性
界面活性剤を使用できる。同様に、ヒユームドシ
リカを使用するとき、0.25重量%より少量、たと
えば0.1重量%を使用できる。しかしながら、前
述の特許出願に開示された成分のパラメーターを
そのままここで適用することができるが、これら
の成分は本発明に従つて使用する特定の金属、た
とえば、アルミニウムの球状粒子の作用のおかげ
で前述の特許出願に開示されるより小さい比率
(すなわちより低い範囲)で使用可能である。 本発明の被膜上に(被膜を犠牲的とする前およ
び後の任意の段階で)、本発明の被膜または従来
の被膜の1または2以上の層を適用することがで
きる。このような上部の被膜は前述のバインダー
(アルミニウムを含まない)の1つであることが
でき、界面活性剤または表面張力の変更剤、たと
えば、フルオロカーボン界面活性剤、セロソルブ
アセテート、ヒユームドシリカ、次亜リン酸塩ま
たは他の添加剤を有することができる。 本発明の他の実施態様は、一般に、こなくずま
たは粉末様の物理的外観および性質をもつ非水性
の事実上乾燥した組成物を提供する。これらの組
成物は、ここに記載する金属、たとえば、アルミ
ニウムの粉末およびバインダー、たとえば、ここ
に記載するものからなり、実質的に水を含まな
い。このようなバインダー材料は、たとえば、水
性バインダーから水相を除去する(たとえば、噴
霧乾燥または他の便利な手段により)ことによ
り、あるいは水相を含まないバインダーをつく
り、そしてアルミニウム粉末を他の固体材料を混
合することにより得ることができる。この乾燥混
合物をボールミリングして所望の粒度、たとえば
5ミクロンにすることができる。アルミニウム粉
末を非水性成分のいずれかまたは全部と混合し、
その後水性成分(一部分または全部)を混合する
ことができる。これらの組成物は理想的にはすべ
ての必要な固体、すなわち、アルミニウム粉末を
包含する粉末状の成分を含有する。また、アルミ
ニウム粉末は使用前他の成分の一部分(またはそ
の全部)と混合することもできる。アルミニウム
(または他の金属)の粉末の全部または一部分を
有する水性組成物を調製し、次いで液体部分(全
部または一部分)を除去し(たとえば噴霧乾燥に
より)そして支持体への適用の準備ができたと
き、この組成物を再構成する(かあるいは所望の
コンシステンシーにする)ことができる。こうし
て、成分の混合または除去のこれらの工程は、必
要に応じてあるいは意図する目的を達成するため
に最も経済的な任意の順序で実施することができ
る。このような非水性組成物は、1つの位置から
被覆組成物の適用位置へまたはその近い位置へ移
送または輸送するためにとくによく適し、適用時
に水相を加えることができる。また、本発明の液
状組成物の濃厚物を同様に調製することができ
る。 本発明において使用するアルミニウム粉末の配
合物が異なるサイズの粒子を含有するとき、配合
物の異なる成分を本発明に包含される組成物と、
使用前の任意の時間に混合して、ここに記載する
パラメーターに合致する組成物中のアルミニウム
粉末の配合物を形成できる。 本発明の組成物を構成するための他の種々の変
更は本発明に包含され、当業者はそれらをなすこ
とができる。 主要な重要性は金属部品の被覆にあるが、セラ
ミツクス、プラスチツクスおよび他の支持体のよ
うな非金属の部品を被覆することも可能であるこ
とは明らかである。金属部品は鉄または非鉄金属
(または合金)、アルミニウム、亜鉛、黄銅、宇宙
産業において普通に使用される金属などであるこ
とができる。 次の実施例により本発明を説明する。これらの
実施例は本発明を限定することを意図するもので
はない。当業者にとつて明らかなように、例示す
る種々の組成物の成分(たとえば、それらの相対
的比率および量)ならびに他の変数およびパラメ
ーターは、本発明の範囲内で変更することが可能
である。 実施例 1 米国特許第3248251号(Allen)の実施例7を
利用して、2種の組成物を次のようにして調製し
た: A CrO3 92g H3PO4 323g MgO 72g H2O〜1000c.c. ヘリウム微粉化アルミニウム粉末(球形、
3.3ミクロンの平均等価球直径) 800g B CrO3 92g H3PO4 323g MgO 72g H2O〜1000c.c. アルミニウム粉末(5.5ミクロンの平均等価
球直径) 800g タービンコンプレツサーのブレードを清浄な
100メツシユのアルミニウム酸化物で噴射仕上げ
し、そして上の組成物を吹付けにより適用した。
被膜を灰色に乾燥し、79℃(175〓)で30分間乾
燥し、次いで343℃(650〓)において30分間硬化
した。冷却後、第2被膜を適用し、そして乾燥と
硬化の工程を反復した。 ブレードを硬化したとき塩水噴霧試験し、磨き
仕上げした。磨き仕上げ工程はガラスビース(た
とえば、140〜270メツシユ)またはアルミニウム
酸化物(たとえば、100メツシユ)を衝突させて、
被膜表面を機械的に冷間加工し、そして被膜を導
電性および犠性的とすることを必要とする。“X”
のけがきは基体金属を露出させ、犠牲作用を評価
する。 【表】 ける時間
同一組成物を調製し、次いで噴霧乾燥する。使
用に準備するため、所望量の水を加えて組成物を
再構成する。 実施例 2 A 次の成分を有するバインダーを調製した: マグネシウム酸化物 18.6g クロム酸 91.3g リン酸(85%) 273.4g 炭酸マグネシウム 57.9g 水 644.0g B 次の混合物を調製した: 部Aのバインダー 384ml アルミニウム粉末(球形、 3.3ミクロ
ン) 454g 過酸化水素(35%) 15ml ヒユームドシリカ(Cab−O−Sil M−5)
7.89g トリトン(Triton)X−100 0.2g 最終粘度 3818cps 5ミクロンの空気微粉化アルミニウム粉末を用
いる同一組成物は、1826cpsの最終粘度を生成す
るであろう。 この組成物は、浸漬/回転による金属フアスナ
ーへの適用に理想的に適する。適用後、被膜を
371℃(700〓)において10分間硬化し、適用/硬
化の工程を反復する。硬化したフイルムは、普通
のアルミニウム粉末を利用する同様な被膜と比較
したとき、かなり一層均一である。 実施例 3 次の成分のバインダー組成物を調製する: 酸化マグネシウム 72.5g クロム酸 92.0g リン酸 318g 水(脱イオン) 805g このバインダー組成物を噴霧乾燥し、そして5
ミクロンの最大粒度にボールミリングする。 次いで、360gの噴霧乾燥したバインダーを800
gの約3.5ミクロンの平均粒度の球形のヘリウム
微粉化アルミニウム粉末と混合する。この混合し
た粉末を密閉して保持する。使用に準備されたと
き、それらをかきまぜながら920gの水(蒸留し
た)と混合して、本発明の所望組成物を得る。 実施例 4 次の成分を混合することにより、被覆組成物を
調製した: 酸化マグネシウム 58.2g クロム酸 286.0g リン酸(85%) 856.3g 炭酸マグネシウム 180.8g 620gのこの混合物に、428gの予備混合した10
%のベーマイト分散液をかきまぜながら添加し
た。分散液は次のように調製した: 水 447g 次亜リン酸(50%) 3.6g 分散性ベーマイトアルミナ 45g 組成物は次の特性を有した: 分散液添加剤のPH 1.6g 分散液添加前の粘度 1285cp 分散液添加後のPH 2.2 分散液添加後の粘度 1850cp 鋼部品、すなわち、ねじおよびフアスナーをこ
の組成物で浸漬/回転法に従い被覆した。被膜を
79℃(175〓)で乾燥し、次いで343℃(650〓)
で硬化した。被膜を導電性とするために、硬化し
た部品をアルミニウム酸化物グリツトでブラスタ
ー(blaster)により磨き仕上げした。被覆した
部品は標準の塩水噴霧試験および腐食試験におい
てきわめてすぐれた抵抗性を示した。 実施例 5 米国特許第3248251号(Allen)に開示される
型のバインダー組成物を、次の処方に従い調製し
た: 酸化マグネシウム 72.5g クロム酸 92.0g リン酸(85%) 318.0g 脱イオン水 805.0g 1280gの上のバインダーに、800gの3.3ミクロ
ンのの球形ヘリウム微粉化アルミニウム粉
末を添加した。被覆組成物を高剪断ミキサーによ
り混合した。 636gのこの被覆組成物に、10gのヒユームド
アルミナを機械的かきまぜにより添加した。粘度
は824cpから2146cpに増加した。160gのアルミ
ナ分散液を被覆組成物へ添加したとき、粘度は
2146cpから11425cpへ増加した。アルミナ分散液
の組成は水350g、次亜リン酸(50%)60g、お
よび分散性ベーマイトアルミナ80gであつた。約
10000cpの最終粘度がアルミナの混合順序に無関
係に得られ、そしてこの粘度はアルミナ自体によ
り得ることができる粘度をかなり超える粘度レベ
ルを表わした。 この被覆組成物を使用して、浸漬/回転法によ
り種々のフアスナーを被覆した。フアスナーを浸
漬/回転バスケツトに入れ、組成物を含有する被
覆バツト(vat)中に浸漬し、取り出し、そして
回転して過剰の被覆組成物を回転除去した。これ
らの部品をバスケツトから取り出し、79℃(175
〓)で乾燥し、そして343℃(650〓)で硬化し
た。第2被膜を同じ方法で適用した。被膜を導電
性とするために、硬化した部品を酸化アルミニウ
ムのグリツトでブラスターにより、被膜が導電性
となるまで、磨き仕上げした。被覆された部品は
極端な屋外暴露条件に対して高度に抵抗性であつ
た。 実施例 6 次の成分の被覆組成物を調製する。陽イオンを
添加しなかつた。 H2O 400g H3PO4(75%) 80g CrO3 30g アルミニウム粉末(球形、3.2μm) 200g この組成物を自動車エンジンの排気マニホール
ドに吹付け適用した。被膜はエンジンを15分間作
動させることにより硬化させた。このマニホール
ドは、被膜後3か月に検査したとき、錆または酸
化の徴候を示さなかつた。 実施例 7 米国特許第3857717号(Wydra)に開示される
型の被覆組成物を調製した。陽イオンを加えなか
つたが、亜リン酸を使用してクロム酸の一部分と
反応させて、3価のクロムおよびリン酸をその場
で生成させる。 H2O(脱イオン) 295g H3PO4(85%) 87g H3PO3 42g CrO3 62g アルミニウム粉末(球形、3.4μm) 300g 実施例 8 次のバインダー組成物を調製した: CrO3 92g H3PO4 323g MgO 72g H2O〜2000c.c. 上の組成物に、1600gの球形アルミニウム粉
末、3.3μmの平均粒度、を加えた。軟鋼パネルへ
適用し、被膜を316℃(600〓)で15分間硬化し、
そして黄銅ブラシでバフ仕上げすると、被膜はき
わめてすぐれた耐食性を有した。あるいは、ZnO
またはAl(OH)3・XH2Oの乾燥ゲルを、結果を変
化させないで、MgOの一部分またはすべての代
わりに使用できた。 非常に満足すべき被膜の厚さは0.00762mm/被
膜(0.3ミル/被膜)から0.0381mm/被膜(1.5ミ
ル/被膜)に変化する。典型的な被膜は0.00762
〜0.0762mm(0.3〜3ミル)の厚さであろう。こ
のような被膜は本発明に従い得られる。 本発明の組成物についての他の変更および使用
は、当業者にとつて容易に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は、レイノルズ(Reynolds)により製
造され、4.5〜6ミクロンの平均粒度を有すると
報告されており、丸くかつ不規則の大きさおよび
形状をもつ、普通の空気微粉化アルミニウム粉末
の粒子構造の倍率1000×の光学顕微鏡写真であ
る。第2図は、第1図の粉末粒子構造の倍率3000
×の光学顕微鏡写真である。第3図は、約3.9ミ
クロンの平均等価球直径を有する球形アルミニウ
ム粉末の粒子構造の倍率1000×の光学顕微鏡写真
である。第4図は、第3図の粉末粒子構造の倍率
3000×の光学顕微鏡写真である。第5図は、3.2
ミクロンの平均等価球直径を有する球形アルミニ
ウム粉末の粒子構造の倍率3000×の光学顕微鏡写
真である。第6図は、第5図の粉末粒子構造の倍
率10000×の光学顕微鏡写真である。第3〜6図
の粒子は、第1〜2図の粒子と対照的に、4.0ミ
クロンより小さい平均等価球直径をもつ事実上均
一なほぼ球形の粒子である。第7図は、第1図お
よび第2図に示すアルミニウム粉末を含有するク
ロム酸塩/リン酸塩被膜の結晶構造の倍率1000×
の光学顕微鏡写真である。第8図は、第7図の被
膜の結晶構造の倍率300×の光学顕微鏡写真であ
る。第9図は、第7図の被膜の結晶構造の倍率
10000×の光学顕微鏡写真である。第10図は、
第7図の被膜の結晶構造の倍率3000×の光学顕微
鏡写真である。第11図は、第3図および第4図
に示すアルミニウム粉末を有するクロム酸塩/リ
ン酸塩被膜の結晶構造の倍率1000×の光学顕微鏡
写真である。第12図は、第11図の被膜の結晶
構造の倍率300×の光学顕微鏡写真である。第1
3図は、第11図の被膜の結晶構造の倍率10000
×の光学顕微鏡写真である。第14図は、第15
図の被膜の結晶構造の倍率3000×の光学顕微鏡写
真である。第15図は、第5図および第6図に示
すアルミニウム粉末を有するクロム酸塩/リン酸
塩被膜の結晶構造の倍率1000×の光学顕微鏡写真
である。第16図は、第15図の被膜の結晶構造
の倍率300×の光学顕微鏡写真である。第17図
は、第15図の被膜の結晶構造の倍率10000×の
光学顕微鏡写真である。第18図は、第15図の
被膜の結晶構造の倍率3000×の光学顕微鏡写真で
ある。第19図および第20図は、ここで使用す
る典型的な粉末の粒度分布曲線を、沈降装置を用
い、レイノルズ・メタルズ・カンパニー
(Reynolds Metals Company)により供給され
る空気微粉化アルミニウム粉末のそれと並べて比
較して示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a)リン酸イオンとクロム酸イオンまたはモリ
    ブデン酸イオンの群のイオンを含む水性酸性バイ
    ンダー溶液、および(b)平均粒度(で測定)
    が4ミクロン以下である微粉化アルミニウム球状
    体を含む粉末を含んでなる、改良された表面輪
    郭、耐食性および耐浸食性を有し、そして硬化し
    かつ導電性となることができる、特に被膜に適す
    る被覆組成物。 2 粒度は3ミクロン以下である特許請求の範囲
    第1項記載の被覆組成物。 3 粒度は3〜4ミクロンの範囲である特許請求
    の範囲第1項記載の被覆組成物。 4 少なくとも60重量%の粒子のESDが4ミク
    ロンより小である特許請求の範囲第1項記載の被
    覆組成物。 5 少なくとも50重量%の粒子のESDが4ミク
    ロンより小であり、そして少なくとも30重量%の
    粒子のESDが3ミクロンより小である特許請求
    の範囲第1項記載の被覆組成物。 6 少なくとも10重量%の粒子のESDが2ミク
    ロンより小である特許請求の範囲第1項記載の被
    覆組成物。 7 20重量%以下の粒子が5ミクロンより大きい
    ESDを有する特許請求の範囲第1項記載の被覆
    組成物。 8 少なくとも30重量%の粒子のESDが3ミク
    ロン以下である特許請求の範囲第1項記載の被覆
    組成物。 9 微粉化アルミニウム球状体は非酸化性ガスで
    微粉化されたアルミニウムである特許請求の範囲
    第1項記載の被覆組成物。 10 微粉化アルミニウム球状体は不活性ガスで
    微粉化されたアルミニウムである特許請求の範囲
    第9項記載の被覆組成物。 11 微粉化アルミニウム球状体を含む粉末がア
    ルミニウム合金粒子を含む特許請求の範囲第1項
    記載の被覆組成物。 12 微粉化アルミニウム球状体を含む粉末はホ
    ウ素、ケイ素またはチタンの炭化物または窒化物
    から成る群より選ばれた耐火性化合物を含む特許
    請求の範囲第1項記載の被覆組成物。 13 微粉化アルミニウム球状体を含む粉末は表
    1に示す粉末AまたはBである特許請求の範囲第
    1項記載の被覆組成物。 14 微粉化アルミニウム球状体を含む粉末は表
    1に示す粉末Aである特許請求の範囲第13項記
    載の被覆組成物。 15 600〜50000cpの粘度を有する特許請求の
    範囲第1、2、3、4、5、6、7、8、9、1
    0、11、12、13または14項記載の被覆組
    成物。 16 水性酸性バインダー溶液がリン酸塩とクロ
    ム酸塩またはモリブデン酸塩の群の無機化合物を
    含む噴霧乾燥されたバインダーの水溶液である特
    許請求の範囲第1記載の被覆組成物。 17 (a)リン酸イオンとクロム酸イオンまたはモ
    リブデン酸イオンの群のイオンを含む水性酸性バ
    インダー溶液、および(b)平均粒度(で測定)
    が4ミクロン以下である微粉化アルミニウム球状
    体を含む粉末を含んでなる被覆組成物を金属部品
    に塗布し、そして前記組成物を加熱により硬化す
    ることを含んでなる金属部品を被覆する方法。 18 前記被覆組成物が、リン酸塩とクロム酸塩
    またはモリブデン酸塩の群の無機化合物とからな
    る噴霧乾燥されたバインダー、および平均粒度
    (で測定)が4ミクロン以下である微粉化ア
    ルミニウム球状体を含む粉末を含んでなる乾燥被
    覆組成物を水と混合して得られた組成物である特
    許請求の範囲第17項記載の方法。 19 (a)リン酸イオンとクロム酸イオンまたはモ
    リブデン酸イオンの群のイオンを含む水性酸性バ
    インダー溶液、および(b)平均粒度(で測定)
    が4ミクロン以下である微粉化アルミニウム球状
    体を含む粉末を含んでなる被覆組成物を金属部品
    に塗布し、前記組成物を加熱により硬化し、そし
    てこれにより形成された被膜表面を磨き仕上げす
    ることにより導電性とすることを含んでなる金属
    部品を被覆する方法。 20 前記被覆組成物が、リン酸塩とクロム酸塩
    またはモリブデン酸塩およびそれらの金属塩から
    成る群の無機化合物とからなる噴霧乾燥されたバ
    インダー、および平均粒度(で測定)が4
    ミクロン以下である微粉化アルミニウム球状体を
    含む粉末を含んでなる乾燥被覆組成物を水と混合
    して得られた組成物である特許請求の範囲第19
    項記載の方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015519224A (ja) * 2012-04-11 2015-07-09 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト アルミニウムを含む耐腐食及び耐浸食保護層

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4693754A (en) * 1982-09-20 1987-09-15 Tom Kondis Aluminum particles resistant to reaction with water
US4683157A (en) * 1982-11-15 1987-07-28 Mosser Mark F Thixotropic coating compositions and methods
US4659613A (en) * 1983-12-29 1987-04-21 Sermatech International, Inc. Parts coated with thick coating compositions of uni- and polymodal types
US4724172A (en) * 1983-12-29 1988-02-09 Sermatech International, Inc. Thick coating compositions
DE3579684D1 (de) * 1984-12-24 1990-10-18 United Technologies Corp Abschleifbare dichtung mit besonderem erosionswiderstand.
US4806161A (en) * 1987-12-04 1989-02-21 Teleflex Incorporated Coating compositions
US5116672A (en) * 1990-02-05 1992-05-26 Sermatech International, Inc. Organic coatings with ion reactive pigments especially for active metals
US5985454A (en) * 1990-02-05 1999-11-16 Sermatech International Incorporated Anti-fouling coating for turbomachinery
ATE142541T1 (de) 1991-11-28 1996-09-15 Sermatech Int Inc Schutzbeschichtung für titangegenstände
US5279650A (en) * 1992-06-01 1994-01-18 Solar Turbines Incorporated Corrosion resistant seal coat composition and method of forming
US5279649A (en) * 1992-06-01 1994-01-18 Solar Turbines Incorporated Coating composition and method of forming
US5242488A (en) * 1992-06-01 1993-09-07 Solar Turbines Incorporated Coating composition and method of forming
US5650235A (en) * 1994-02-28 1997-07-22 Sermatech International, Inc. Platinum enriched, silicon-modified corrosion resistant aluminide coating
AU2126295A (en) * 1994-03-23 1995-10-09 Board Of Regents, The University Of Texas System Boiling enhancement coating
US5478413A (en) * 1994-12-27 1995-12-26 Sermatech International, Inc. Environmentally friendly coating compositions
JP3568061B2 (ja) * 1995-05-17 2004-09-22 大豊工業株式会社 斜板式コンプレッサーの斜板及び斜板とシューとの組合わせ
US6150033A (en) * 1995-06-06 2000-11-21 Sermatech International, Inc. Environmentally friendly coating compositions, bonding solution, and coated parts
US6171704B1 (en) * 1995-12-29 2001-01-09 Sermatech International, Inc. Coating for aerospace aluminum parts
DE19629399B4 (de) * 1996-07-20 2008-10-16 Mahle Gmbh Kolben für Verbrennungsmotoren mit einem Kolbenboden oder Kolbenoberteil
US6129362A (en) * 1997-02-10 2000-10-10 Oiles Corporation Spherical annular seal member and method of manufacturing the same
US6074464A (en) * 1998-02-03 2000-06-13 Sermatech International, Inc. Phosphate bonded aluminum coatings
US6368394B1 (en) 1999-10-18 2002-04-09 Sermatech International, Inc. Chromate-free phosphate bonding composition
US6428630B1 (en) 2000-05-18 2002-08-06 Sermatech International, Inc. Method for coating and protecting a substrate
US6544351B2 (en) 2001-07-12 2003-04-08 General Electric Company Compositions and methods for producing coatings with improved surface smoothness and articles having such coatings
US7575043B2 (en) * 2002-04-29 2009-08-18 Kauppila Richard W Cooling arrangement for conveyors and other applications
DK1578540T3 (da) * 2002-09-25 2011-04-18 Alcoa Inc Belagt køretøjshjul og fremgangsmåde
WO2004033116A1 (en) * 2002-10-07 2004-04-22 Coatings For Industry, Inc. Formation of corrosion-resistant coating
US7273337B2 (en) * 2003-06-30 2007-09-25 Illinois Tool Works Inc. Partially coated fastener assembly and method for coating
EP1561542A1 (de) * 2004-02-03 2005-08-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Entfernung einer Schicht eines Bauteils
US7475762B2 (en) 2004-05-25 2009-01-13 Honeywell International Inc. Aircraft wheel part having improved corrosion resistance
EP1645538A1 (de) 2004-10-05 2006-04-12 Siemens Aktiengesellschaft Materialzusammensetzung für die Herstellung einer Beschichtung für ein Bauteil aus einem metallischen Basismaterial und beschichtetes metallisches Bauteil
EP1666625A1 (de) 2004-12-01 2006-06-07 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Beschichtung von Bauteilen im Inneren einer Vorrichtung
US7314674B2 (en) * 2004-12-15 2008-01-01 General Electric Company Corrosion resistant coating composition, coated turbine component and method for coating same
EP1707650A1 (de) 2005-03-31 2006-10-04 Siemens Aktiengesellschaft Matrix und Schichtsystem
US7311940B2 (en) * 2005-11-04 2007-12-25 General Electric Company Layered paint coating for turbine blade environmental protection
US7604867B2 (en) * 2005-12-20 2009-10-20 General Electric Company Particulate corrosion resistant coating composition, coated turbine component and method for coating same
EP1840245A1 (de) 2006-03-27 2007-10-03 Siemens Aktiengesellschaft Matrix und Schichtsystem mit unstöchiometrischen Teilchen
US7955694B2 (en) * 2006-06-21 2011-06-07 General Electric Company Strain tolerant coating for environmental protection
US8113787B2 (en) * 2007-06-20 2012-02-14 Alstom Technology Ltd. Turbomachine blade with erosion and corrosion protective coating and method of manufacturing
EP2129812B1 (en) * 2007-03-27 2013-04-17 Alstom Technology Ltd Turbomachine blade with erosion and corrosion protective coating and method of manufacturing the same
WO2009039249A1 (en) * 2007-09-18 2009-03-26 Martinrea Industries, Inc. Waterborne corrosion-resistant coating
US20100247321A1 (en) * 2008-01-08 2010-09-30 General Electric Company Anti-fouling coatings and articles coated therewith
US20090176110A1 (en) * 2008-01-08 2009-07-09 General Electric Company Erosion and corrosion-resistant coating system and process therefor
US7789953B2 (en) * 2008-03-28 2010-09-07 Praxair S.T. Technology, Inc. High temperature resistant coating compositions
US20100068062A1 (en) * 2008-09-12 2010-03-18 General Electric Company Turbine bucket with dovetail seal and related method
JP5289275B2 (ja) * 2008-12-26 2013-09-11 株式会社東芝 蒸気タービン翼及び蒸気タービン翼の製造方法
DE102009008792A1 (de) * 2009-02-13 2010-08-19 Continental Automotive Gmbh Kraftstoffpumpe und Verfahren zur Fertigung einer Kraftstoffpumpe
US20110159175A1 (en) * 2009-12-30 2011-06-30 Jon Raymond Groh Methods for inhibiting corrosion of high strength steel turbine components
US9598775B2 (en) 2011-06-13 2017-03-21 Praxair S.T. Technology, Inc. Multilayer overlay system for thermal and corrosion protection of superalloy substrates
US9017464B2 (en) 2012-11-09 2015-04-28 Praxair S.T. Technology, Inc. Chromium-free silicate-based ceramic compositions
US9394448B2 (en) 2012-11-09 2016-07-19 Praxair S.T. Technology, Inc. Chromate-free ceramic coating compositions
EP2770085A1 (de) * 2013-02-26 2014-08-27 Siemens Aktiengesellschaft Aluminiumhaltige Schutzschicht gegen Korrosion und Erosion
DE102015206332A1 (de) * 2015-04-09 2016-10-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Korrosionsschutzschicht für Wärmedämmschichten aus hohlen Aluminiumoxidkugeln und äußerster Glasschicht und Bauteil
EP3156611A1 (en) * 2015-10-12 2017-04-19 Siemens Aktiengesellschaft Sealing part for a gas turbine and method for manufacturing such a sealing part
CN107869450A (zh) * 2016-09-26 2018-04-03 上海海立电器有限公司 压缩机及其加工方法
US11535560B2 (en) 2019-05-08 2022-12-27 Praxair S.T. Technology, Inc. Chromate-free ceramic coating compositions for hot corrosion protection of superalloy substrates
US12252628B2 (en) 2020-11-06 2025-03-18 Praxair S.T. Technology, Inc. Chromate-free inorganic coating systems for hot corrosion protection of superalloy substrate

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3248251A (en) * 1963-06-28 1966-04-26 Teleflex Inc Inorganic coating and bonding composition
US3395027A (en) * 1964-03-05 1968-07-30 Teleflex Inc Coating composition and method
US3671331A (en) * 1970-03-16 1972-06-20 Diamond Shamrock Corp Coated metal and method
US3869293A (en) * 1971-08-06 1975-03-04 Teleflex Inc Inorganic coating compositions and a method
US4319924A (en) * 1974-02-12 1982-03-16 Coatings For Industry, Inc. Low-temperature curing coating composition
US4381323A (en) * 1980-04-28 1983-04-26 Coatings For Industry, Inc. Low-temperature curing coating composition

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015519224A (ja) * 2012-04-11 2015-07-09 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト アルミニウムを含む耐腐食及び耐浸食保護層

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DE3481631D1 (de) 1990-04-19
US4537632A (en) 1985-08-27
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ATE51040T1 (de) 1990-03-15
CA1264928A (en) 1990-01-30
EP0142418B1 (en) 1990-03-14
EP0142418A1 (en) 1985-05-22

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