JPH04263073A - 気相拡散アルミナイド被膜の形成方法及びその装置 - Google Patents
気相拡散アルミナイド被膜の形成方法及びその装置Info
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- JPH04263073A JPH04263073A JP3290593A JP29059391A JPH04263073A JP H04263073 A JPH04263073 A JP H04263073A JP 3290593 A JP3290593 A JP 3290593A JP 29059391 A JP29059391 A JP 29059391A JP H04263073 A JPH04263073 A JP H04263073A
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Classifications
-
- 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
- C23C10/08—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases only one element being diffused
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、金属製品に金属被膜
を形成する方法及び装置に関するもので、特に、金属製
品に気相拡散アルミナイド被膜を形成する方法及び装置
に関するものである。
を形成する方法及び装置に関するもので、特に、金属製
品に気相拡散アルミナイド被膜を形成する方法及び装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】拡散アルミナイド被膜は、金属合金に耐
酸化性及び耐腐食性を与えるものとして知られている。 拡散アルミナイド被膜は、特に、ガスタービンエンジン
等の高温雰囲気において使用されるニッケル及びコバル
ト基超合金の特性を改善するために有用である。ガスタ
ービンエンジンのロータブレードやステータベーンが、
拡散アルミナイド被膜によって被覆される金属製品の例
である。
酸化性及び耐腐食性を与えるものとして知られている。 拡散アルミナイド被膜は、特に、ガスタービンエンジン
等の高温雰囲気において使用されるニッケル及びコバル
ト基超合金の特性を改善するために有用である。ガスタ
ービンエンジンのロータブレードやステータベーンが、
拡散アルミナイド被膜によって被覆される金属製品の例
である。
【０００３】拡散アルミナイド被膜（または単にアルミ
ナイド被膜とも称す）は、パック処理及び気相処理の二
つの異なる処理によって形成することが出来る。代表的
なパック処理においては、被覆される部品は閉塞体また
はレトルト内の粉末混合物に埋め込まれる。混合物は、
アルニミウム供給源とハロゲン化物活性剤及び活性剤と
ともに被膜の性質を制御する適量の不活性充填剤とを含
んでいる。コーティング処理を行うために、被覆を施す
部品及び粉末混合物は約７６０゜Ｃの温度の不活性雰囲
気内で加熱される。この温度において、活性剤は気化し
てアルミニウム供給源と反応して高アルミニウム濃度の
ハロゲン気体を形成する。なお、コーティング産業にお
いて、気相の活性剤を生成することを気化処理、または
昇華または揮発処理と呼ぶ。こうした言葉は、類語とし
て使用される。活性剤の気体は、部品と反応して、部品
を形成する超合金がニッケル基超合金であるかコバルト
基超合金であるかに応じて、部品の表面にアルミナイド
ニッケル（ｎｉｃｋｅｌ ａｌｕｍｉｎｉｄｅ）または
アルミナイドコバルト（ｃｏｂａｌｔ ａｌｕｍｉｎｉ
ｄｅ）被膜を形成する。アルミナイド被膜の厚さ及び組
成は処理時間及び処理温度、及び粉末混合物の作用や被
覆される部品の組成に応じて決定される。
ナイド被膜とも称す）は、パック処理及び気相処理の二
つの異なる処理によって形成することが出来る。代表的
なパック処理においては、被覆される部品は閉塞体また
はレトルト内の粉末混合物に埋め込まれる。混合物は、
アルニミウム供給源とハロゲン化物活性剤及び活性剤と
ともに被膜の性質を制御する適量の不活性充填剤とを含
んでいる。コーティング処理を行うために、被覆を施す
部品及び粉末混合物は約７６０゜Ｃの温度の不活性雰囲
気内で加熱される。この温度において、活性剤は気化し
てアルミニウム供給源と反応して高アルミニウム濃度の
ハロゲン気体を形成する。なお、コーティング産業にお
いて、気相の活性剤を生成することを気化処理、または
昇華または揮発処理と呼ぶ。こうした言葉は、類語とし
て使用される。活性剤の気体は、部品と反応して、部品
を形成する超合金がニッケル基超合金であるかコバルト
基超合金であるかに応じて、部品の表面にアルミナイド
ニッケル（ｎｉｃｋｅｌ ａｌｕｍｉｎｉｄｅ）または
アルミナイドコバルト（ｃｏｂａｌｔ ａｌｕｍｉｎｉ
ｄｅ）被膜を形成する。アルミナイド被膜の厚さ及び組
成は処理時間及び処理温度、及び粉末混合物の作用や被
覆される部品の組成に応じて決定される。
【０００４】パックアルミナイド処理に関する特許文献
としては、プイヤー等（Ｐｕｙｅａｒ ｅｔ ａｌ．）
に付与されたアメリカ特許第３，０７９，２７６号、フ
ィッツアー（Ｆｉｔｚｅｒ）に付与されたアメリカ特許
第２，８８６，４６９号、スパン（Ｓｕｐａｎ）に付与
されたアメリカ特許第３，３３５，０２８号、ビル−エ
ドワーズ（Ｂｉｌｌ−Ｅｄｗａｒｄｓ）に付与されたア
メリカ特許第３，６９３，２５５号、スパイヤース等（
Ｓｐｅｉｒｓｅｌ ａｌ．）に付与されたアメリカ特許
第３，７６４，３７３号及びブーン等（Ｂｏｏｎｅ ｅ
ｔ ａｌ．）に付与されたアメリカ特許第３，５４４，
３４８号等がある。
としては、プイヤー等（Ｐｕｙｅａｒ ｅｔ ａｌ．）
に付与されたアメリカ特許第３，０７９，２７６号、フ
ィッツアー（Ｆｉｔｚｅｒ）に付与されたアメリカ特許
第２，８８６，４６９号、スパン（Ｓｕｐａｎ）に付与
されたアメリカ特許第３，３３５，０２８号、ビル−エ
ドワーズ（Ｂｉｌｌ−Ｅｄｗａｒｄｓ）に付与されたア
メリカ特許第３，６９３，２５５号、スパイヤース等（
Ｓｐｅｉｒｓｅｌ ａｌ．）に付与されたアメリカ特許
第３，７６４，３７３号及びブーン等（Ｂｏｏｎｅ ｅ
ｔ ａｌ．）に付与されたアメリカ特許第３，５４４，
３４８号等がある。
【０００５】ガスタービンエンジンに使用されるブレー
ド及びベーンのあるものは中空に形成されており、エン
ジンの運転中に空気が内部通路を流通する構成となって
いる。こうした内部通路を形成する壁部には、部品に耐
酸化性及び耐腐食性を付与するために被膜を形成するこ
とが必要となる。ブレードやベーンの内部に被膜を形成
する為には、パック処理は効果的とはいえない。即ち、
パック処理を行う場合には、ブレードやベーンの内部に
パック用粉末混合物を充填することが困難であり、また
コーティング処理終了後に内部の粉末混合剤を除去する
ことが困難である問題を生じる。気相拡散アルミナイド
処理は、こうした内部通路の処理に特に適している。気
相処理においては、被膜を形成する部品は、レトルト内
の粉末混合物の上方に釣り下げられる。前記と同様に、
粉末混合剤には、アルニミウム供給源とハロゲン化物活
性剤及び活性剤とともに被膜の性質を制御する適量の不
活性充填剤とが含まれている。レトルト内の収容物は、
約１０１０゜Ｃ乃至１１２０゜Ｃの温度で加熱される。 この結果、アルミニウム濃度の高いハロゲン気体が発生
される。このハロゲン気体は、不活性ガスの強制送風に
よって部品の内部通路に面した内側面及び外側面と接触
する。ハロゲン気体は、これらの部品の表面と反応して
、アルミナイド被膜を形成する。搬送ガス及びアルミニ
ウムハロゲン気体のレトルトからの流出を許容するため
に、レトルトには、排気装置または他のこれに類する装
置が使用される。
ド及びベーンのあるものは中空に形成されており、エン
ジンの運転中に空気が内部通路を流通する構成となって
いる。こうした内部通路を形成する壁部には、部品に耐
酸化性及び耐腐食性を付与するために被膜を形成するこ
とが必要となる。ブレードやベーンの内部に被膜を形成
する為には、パック処理は効果的とはいえない。即ち、
パック処理を行う場合には、ブレードやベーンの内部に
パック用粉末混合物を充填することが困難であり、また
コーティング処理終了後に内部の粉末混合剤を除去する
ことが困難である問題を生じる。気相拡散アルミナイド
処理は、こうした内部通路の処理に特に適している。気
相処理においては、被膜を形成する部品は、レトルト内
の粉末混合物の上方に釣り下げられる。前記と同様に、
粉末混合剤には、アルニミウム供給源とハロゲン化物活
性剤及び活性剤とともに被膜の性質を制御する適量の不
活性充填剤とが含まれている。レトルト内の収容物は、
約１０１０゜Ｃ乃至１１２０゜Ｃの温度で加熱される。 この結果、アルミニウム濃度の高いハロゲン気体が発生
される。このハロゲン気体は、不活性ガスの強制送風に
よって部品の内部通路に面した内側面及び外側面と接触
する。ハロゲン気体は、これらの部品の表面と反応して
、アルミナイド被膜を形成する。搬送ガス及びアルミニ
ウムハロゲン気体のレトルトからの流出を許容するため
に、レトルトには、排気装置または他のこれに類する装
置が使用される。
【０００６】こうした気相アルミナイド処理は、例えば
、ガウジェ（Ｇａｕｊｅ）に付与されたアメリカ特許第
３，４８６，９２７号及びベンデン等（Ｂｅｎｄｅｎ
ｅｔ ａｌ．）に付与されたアメリカ特許第４，１４８
，２７５号に開示されている。これらの特許の開示内容
は、本明細書の開示の一部として援用する。
、ガウジェ（Ｇａｕｊｅ）に付与されたアメリカ特許第
３，４８６，９２７号及びベンデン等（Ｂｅｎｄｅｎ
ｅｔ ａｌ．）に付与されたアメリカ特許第４，１４８
，２７５号に開示されている。これらの特許の開示内容
は、本明細書の開示の一部として援用する。
【０００７】上記した単純なアルミナイド組成以外の組
成を持つ拡散被膜が、ガスタービンエンジン産業におい
て周知であり、例えばオルソン等（Ｏｌｓｏｎｅｔ ａ
ｌ．）に付与されたアメリカ特許第４，８３５，０１１
号には、イットリウム等の酸素活性要素を含むアルミナ
イド被膜が示されている。また、オルソン等に付与され
たアメリカ特許第４，９３３，２３９号及びアメリカ特
許第４，９１９，０９２号及びグプタ（Ｇｕｐｔａ）に
付与されたアメリカ特許第４，８９７，３１５号には、
ニッケル、コバルト、クロム、イットリウム及び付加的
にシリコン、ハーフニウム（ｈａｌｆｎｉｕｍ）及び貴
金属を含有するアルミナイド被膜が開示されている。シ
ャンカー（Ｓｈａｎｋａｒ）に付与されたアメリカ特許
第４，５０１，７７６号にはプラチナを含むアルミナイ
ド被膜が開示されている。また、グリシク等（Ｇｒｉｓ
ｉｋ ｅｔ ａｌ．）に付与されたアメリカ特許第４，
１４８，９３６号にはクロムによる拡散被膜が開示され
ている。
成を持つ拡散被膜が、ガスタービンエンジン産業におい
て周知であり、例えばオルソン等（Ｏｌｓｏｎｅｔ ａ
ｌ．）に付与されたアメリカ特許第４，８３５，０１１
号には、イットリウム等の酸素活性要素を含むアルミナ
イド被膜が示されている。また、オルソン等に付与され
たアメリカ特許第４，９３３，２３９号及びアメリカ特
許第４，９１９，０９２号及びグプタ（Ｇｕｐｔａ）に
付与されたアメリカ特許第４，８９７，３１５号には、
ニッケル、コバルト、クロム、イットリウム及び付加的
にシリコン、ハーフニウム（ｈａｌｆｎｉｕｍ）及び貴
金属を含有するアルミナイド被膜が開示されている。シ
ャンカー（Ｓｈａｎｋａｒ）に付与されたアメリカ特許
第４，５０１，７７６号にはプラチナを含むアルミナイ
ド被膜が開示されている。また、グリシク等（Ｇｒｉｓ
ｉｋ ｅｔ ａｌ．）に付与されたアメリカ特許第４，
１４８，９３６号にはクロムによる拡散被膜が開示され
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来における気相拡散
コーティング処理の一つの欠点は、部品の表面に実際に
被膜が形成される温度よりも低い温度で、ハロゲン化物
活性剤が昇華してしまうことである。ここで、被膜が実
際に形成される温度は、以下にコーティング温度と称す
。この結果、粉末混合剤と部品がコーティング温度に達
したときには、活性剤の多くは昇華してレトルトの排気
口を通ってレトルト外に流出しており、空費されてしま
う。このため、拡散コーティング産業においては、より
効率的な気相拡散被膜の形成方法が求められている。
コーティング処理の一つの欠点は、部品の表面に実際に
被膜が形成される温度よりも低い温度で、ハロゲン化物
活性剤が昇華してしまうことである。ここで、被膜が実
際に形成される温度は、以下にコーティング温度と称す
。この結果、粉末混合剤と部品がコーティング温度に達
したときには、活性剤の多くは昇華してレトルトの排気
口を通ってレトルト外に流出しており、空費されてしま
う。このため、拡散コーティング産業においては、より
効率的な気相拡散被膜の形成方法が求められている。
【０００９】そこで、本発明の目的は、活性剤の空費を
抑制して活性剤の使用を最適化し効率的に拡散被膜を提
供することが出来る気相拡散アルミナイド被膜の形成方
法を提供することにある。
抑制して活性剤の使用を最適化し効率的に拡散被膜を提
供することが出来る気相拡散アルミナイド被膜の形成方
法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第一の構成によれば、表面被膜を生成す
る製品及び被膜形成金属供給剤を第一に閉塞室内におい
て第一の温度に加熱し、活性剤を、第二の閉塞室内で前
記第一の温度よりも低い第二の温度に加熱して、気相の
活性剤を生成し、前記気相の活性剤を前記第二の閉塞室
から前記第一の閉塞室に導入して、前記気相の活性剤を
前記被膜形成金属供給剤と反応させて、高濃度の被膜形
成金属を含む気体を発生し、前記高濃度の被膜形成金属
を含有する気体を前記第一の温度において前記製品と反
応させて被膜を形成する工程より成り、前記気相の活性
剤を前記第一の閉塞室に導入する工程が前記製品が前記
第一の温度に達した後に開始されることを特徴とする金
属製品に拡散金属被膜を形成する気相成長方法が提供さ
れる。
めに、本発明の第一の構成によれば、表面被膜を生成す
る製品及び被膜形成金属供給剤を第一に閉塞室内におい
て第一の温度に加熱し、活性剤を、第二の閉塞室内で前
記第一の温度よりも低い第二の温度に加熱して、気相の
活性剤を生成し、前記気相の活性剤を前記第二の閉塞室
から前記第一の閉塞室に導入して、前記気相の活性剤を
前記被膜形成金属供給剤と反応させて、高濃度の被膜形
成金属を含む気体を発生し、前記高濃度の被膜形成金属
を含有する気体を前記第一の温度において前記製品と反
応させて被膜を形成する工程より成り、前記気相の活性
剤を前記第一の閉塞室に導入する工程が前記製品が前記
第一の温度に達した後に開始されることを特徴とする金
属製品に拡散金属被膜を形成する気相成長方法が提供さ
れる。
【００１１】なお、前記第二の閉塞室に不活性ガスを導
入して前記気相の活性剤を前記第一の閉塞室に強制搬送
することが可能である。また、前記活性剤は、前記第二
の閉塞室に一定の時間間隔で投入することが出来る。さ
らに、前記活性剤は粒状にすることが可能である。
入して前記気相の活性剤を前記第一の閉塞室に強制搬送
することが可能である。また、前記活性剤は、前記第二
の閉塞室に一定の時間間隔で投入することが出来る。さ
らに、前記活性剤は粒状にすることが可能である。
【００１２】本発明の第二の構成によれば、表面被膜を
生成する製品及びアルミニウム供給剤を１０１０゜Ｃ乃
至１１２０゜Ｃ間の第一に閉塞室内において第一の温度
に加熱し、ハロゲン化物活性剤を、第二の閉塞室内で前
記第一の温度よりも低くかつ前記活性剤の気化に十分な
第二の温度に加熱して、気相の活性剤を生成し、前記製
品が前記第一の温度に達した後に、前記第二の閉塞室内
に不活性ガスを導入して、前記気相の活性剤を前記第二
の閉塞室から前記第一の閉塞室に強制導入して、前記気
相の活性剤を１０１０゜Ｃ乃至１１２０゜Ｃに加熱され
た前記アルミニウム供給剤と反応させて、高アルミニウ
ム濃度のハロゲン化物ガスを発生し、前記高アルミニウ
ム濃度のハロゲン化物ガスを前記製品と反応させて被膜
を形成する工程よりなることを特徴とする金属製品に拡
散アルミナイド被膜を形成する気相成長方法が提供され
る。
生成する製品及びアルミニウム供給剤を１０１０゜Ｃ乃
至１１２０゜Ｃ間の第一に閉塞室内において第一の温度
に加熱し、ハロゲン化物活性剤を、第二の閉塞室内で前
記第一の温度よりも低くかつ前記活性剤の気化に十分な
第二の温度に加熱して、気相の活性剤を生成し、前記製
品が前記第一の温度に達した後に、前記第二の閉塞室内
に不活性ガスを導入して、前記気相の活性剤を前記第二
の閉塞室から前記第一の閉塞室に強制導入して、前記気
相の活性剤を１０１０゜Ｃ乃至１１２０゜Ｃに加熱され
た前記アルミニウム供給剤と反応させて、高アルミニウ
ム濃度のハロゲン化物ガスを発生し、前記高アルミニウ
ム濃度のハロゲン化物ガスを前記製品と反応させて被膜
を形成する工程よりなることを特徴とする金属製品に拡
散アルミナイド被膜を形成する気相成長方法が提供され
る。
【００１３】この場合、前記アルミニウム供給剤は、純
粋アルミニウム及びアルミニウム合金より成る群より選
択することが出来る。また、前記ハロゲン化物活性剤は
、アンモニウム及びアルカリ土類のハロゲン化物より成
る群より選択することが出来る。さらに、前記アルミニ
ウム供給剤はコバルトアルミニウムであり、活性剤は二
フッ化アンモニウムとすることが好適である。
粋アルミニウム及びアルミニウム合金より成る群より選
択することが出来る。また、前記ハロゲン化物活性剤は
、アンモニウム及びアルカリ土類のハロゲン化物より成
る群より選択することが出来る。さらに、前記アルミニ
ウム供給剤はコバルトアルミニウムであり、活性剤は二
フッ化アンモニウムとすることが好適である。
【００１４】本発明の第三の構成によれば、金属製品と
アルミニウム供給剤とハロゲン化物活性剤と前記アルミ
ニウム供給剤が前記ハロゲン化物活性剤と反応して高ア
ルミニウム濃度ハロゲン化物ガスを生成する温度に加熱
して、前記高アルミニウム濃度ハロゲン化物ガスを、金
属製品表面に被膜を形成するのに十分なコーティング温
度に加熱して、金属製品の表面に被膜を形成する気相成
長方法において、前記活性剤が最初に前記アルミニウム
供給源と反応する時点を前記金属製品が前記コーティン
グ温度に達するまで遅らせることを特徴とする金属製品
の表面に拡散アルミナイド被膜を形成するための気相成
長方法が提供される。
アルミニウム供給剤とハロゲン化物活性剤と前記アルミ
ニウム供給剤が前記ハロゲン化物活性剤と反応して高ア
ルミニウム濃度ハロゲン化物ガスを生成する温度に加熱
して、前記高アルミニウム濃度ハロゲン化物ガスを、金
属製品表面に被膜を形成するのに十分なコーティング温
度に加熱して、金属製品の表面に被膜を形成する気相成
長方法において、前記活性剤が最初に前記アルミニウム
供給源と反応する時点を前記金属製品が前記コーティン
グ温度に達するまで遅らせることを特徴とする金属製品
の表面に拡散アルミナイド被膜を形成するための気相成
長方法が提供される。
【００１５】この場合、前記金属製品は、ニッケル基ま
たはコバルト基超合金より成る群より選択された材料に
よって形成され、前記アルミニウム供給剤は純粋アルミ
ニウム、アルミニウム化合物及びアルミニウム合金より
成る群より選択され、前記活性剤はアルカリ及びアルカ
リ土類のハロゲン化物より成る群より選択されるように
構成することが可能である。また、前記金属製品と前記
アルミニウム供給剤を、第一の室においてコーティング
温度に等しい第一の温度に加熱する工程と、前記活性剤
を第二の室において前記活性剤を気化させるのに十分な
第二の温度に加熱する工程を含み、前記第二の温度は前
記第一の温度よりも低く設定され、気相の活性剤が前記
第二の室から第一の室に流入するように構成することも
可能である。またさらに、前記の気相の活性剤を前記第
一の室から第二の室に導入する工程は、前記金属製品と
前記アルミニウム供給源が前記第一の温度に到達し、前
記活性剤が前記第二の温度に達した後に開始することが
望ましい。
たはコバルト基超合金より成る群より選択された材料に
よって形成され、前記アルミニウム供給剤は純粋アルミ
ニウム、アルミニウム化合物及びアルミニウム合金より
成る群より選択され、前記活性剤はアルカリ及びアルカ
リ土類のハロゲン化物より成る群より選択されるように
構成することが可能である。また、前記金属製品と前記
アルミニウム供給剤を、第一の室においてコーティング
温度に等しい第一の温度に加熱する工程と、前記活性剤
を第二の室において前記活性剤を気化させるのに十分な
第二の温度に加熱する工程を含み、前記第二の温度は前
記第一の温度よりも低く設定され、気相の活性剤が前記
第二の室から第一の室に流入するように構成することも
可能である。またさらに、前記の気相の活性剤を前記第
一の室から第二の室に導入する工程は、前記金属製品と
前記アルミニウム供給源が前記第一の温度に到達し、前
記活性剤が前記第二の温度に達した後に開始することが
望ましい。
【００１６】さらに、前記活性剤を供給室から前記第二
の室に供給する工程を含み、前記供給室の温度は前記活
性剤が気化する温度よりも低い温度に設定することが出
来る。また、前記活性剤は、前記供給室より前記第二の
室に一定の割合で供給するように構成することも可能で
ある。また、前記第二の室に不活性搬送ガスを供給して
前記気相の活性剤を前記不活性搬送ガスにより前記第二
の室より前記第一の室に強制導入することも可能である
。
の室に供給する工程を含み、前記供給室の温度は前記活
性剤が気化する温度よりも低い温度に設定することが出
来る。また、前記活性剤は、前記供給室より前記第二の
室に一定の割合で供給するように構成することも可能で
ある。また、前記第二の室に不活性搬送ガスを供給して
前記気相の活性剤を前記不活性搬送ガスにより前記第二
の室より前記第一の室に強制導入することも可能である
。
【００１７】本発明の第四の構成によれば、金属製ガス
タービンエンジン構成部材とアルミニウム供給剤とを第
一の室において約１０６５゜Ｃ乃至１０９５゜Ｃの範囲
の第一の温度に加熱し、ハロゲン化物活性剤を第二の室
において加熱して気相の活性剤を生成し、気相の活性剤
を前記第二の室より前記第一の室に導入して、前記アル
ミニウム供給剤と前記ハロゲン化物活性剤とを反応させ
て高アルミニウム濃度ハロゲン化物ガスを生成し、前記
高アルミニウム濃度ハロゲン化物ガスを前記構成部材の
表面と反応させて構成部材表面に拡散アルミナイド被膜
を形成するようにしたことを特徴とするニッケル基また
はコバルト基超合金によって形成されたガスタービンエ
ンジンの構成部材の表面に拡散アルミナイド被膜を形成
するための気相成長方法が提供される。
タービンエンジン構成部材とアルミニウム供給剤とを第
一の室において約１０６５゜Ｃ乃至１０９５゜Ｃの範囲
の第一の温度に加熱し、ハロゲン化物活性剤を第二の室
において加熱して気相の活性剤を生成し、気相の活性剤
を前記第二の室より前記第一の室に導入して、前記アル
ミニウム供給剤と前記ハロゲン化物活性剤とを反応させ
て高アルミニウム濃度ハロゲン化物ガスを生成し、前記
高アルミニウム濃度ハロゲン化物ガスを前記構成部材の
表面と反応させて構成部材表面に拡散アルミナイド被膜
を形成するようにしたことを特徴とするニッケル基また
はコバルト基超合金によって形成されたガスタービンエ
ンジンの構成部材の表面に拡散アルミナイド被膜を形成
するための気相成長方法が提供される。
【００１８】
【実施例】以下に、本発明の好適実施例を添付図面を参
照しながら説明する。本発明による以下に説明する方法
及び装置は、特に上記したアメリカ特許第４，１４８，
２７５号に開示されたような、金属部品の表面に単純な
アルミナイド被膜を気相成長させるために使用するのに
適している。しかしながら、本発明の方法及び装置は、
同様に、例えば前記のアメリカ特許第４，８３５，０１
１号より複雑な組成のアルミナイド被膜の形成にも有効
である。最後に、本発明の方法及び装置は、クロムによ
る拡散被膜等のアルミニウム以外の材料による被膜形成
にも使用可能である。以下においては、金属部品の単純
なアルミナイド被膜の形成に関して図面を参照しながら
説明する。
照しながら説明する。本発明による以下に説明する方法
及び装置は、特に上記したアメリカ特許第４，１４８，
２７５号に開示されたような、金属部品の表面に単純な
アルミナイド被膜を気相成長させるために使用するのに
適している。しかしながら、本発明の方法及び装置は、
同様に、例えば前記のアメリカ特許第４，８３５，０１
１号より複雑な組成のアルミナイド被膜の形成にも有効
である。最後に、本発明の方法及び装置は、クロムによ
る拡散被膜等のアルミニウム以外の材料による被膜形成
にも使用可能である。以下においては、金属部品の単純
なアルミナイド被膜の形成に関して図面を参照しながら
説明する。
【００１９】図１は、本発明による装置１０の主要な三
つの構成部材を示している。再位置の構成部材は、炉１
２である。炉１２は、従来より周知の構成であり、側壁
１４、底壁１６及び蓋体１８で構成されている。蓋体１
８は炉１２の内部を密封するように構成されている。蓋
体１８は、頂板２０と底板２２で構成され、側壁２４に
よって頂板と底板が連結されている。蓋体には、これら
の頂板２０、底板２２及び側壁２４によって、内部キャ
ビティ２６が形成されている。
つの構成部材を示している。再位置の構成部材は、炉１
２である。炉１２は、従来より周知の構成であり、側壁
１４、底壁１６及び蓋体１８で構成されている。蓋体１
８は炉１２の内部を密封するように構成されている。蓋
体１８は、頂板２０と底板２２で構成され、側壁２４に
よって頂板と底板が連結されている。蓋体には、これら
の頂板２０、底板２２及び側壁２４によって、内部キャ
ビティ２６が形成されている。
【００２０】炉１２内には、第二の主要構成部材である
レトルト２８が収容されている。被膜を形成する部品３
０は、このレトルト２８内に収容される。レトルト２８
は、箱型に形成されており、側壁３２、底壁３４及び頂
壁３６を有している。レトルト２８の頂壁３６は、側壁
３２に対して離脱可能に設けられる。部品３０は、この
頂壁３６より釣り下げられる。部品３０を頂壁３６より
釣り下げる手段としては、周知の釣り下げ具３８が使用
される。レトルト２８の底部には、アルミニウム供給源
となる、固形のアルミニウム含有材料４０が装入されて
いる。
レトルト２８が収容されている。被膜を形成する部品３
０は、このレトルト２８内に収容される。レトルト２８
は、箱型に形成されており、側壁３２、底壁３４及び頂
壁３６を有している。レトルト２８の頂壁３６は、側壁
３２に対して離脱可能に設けられる。部品３０は、この
頂壁３６より釣り下げられる。部品３０を頂壁３６より
釣り下げる手段としては、周知の釣り下げ具３８が使用
される。レトルト２８の底部には、アルミニウム供給源
となる、固形のアルミニウム含有材料４０が装入されて
いる。
【００２１】第三の主要構成部材は、レトルト２８内に
気相の活性剤を導入する手段である。活性剤導入手段４
２は、固形ハロゲン活性剤化合物４４を収容した容器４
６を有している。容器は、活性剤分配手段５２によって
上部室４８と下部室５０に分割されており、この活性剤
分配手段５２は、図示しない駆動手段により上下方向に
移動されるように構成されている。活性剤分配手段５２
が、十分に上方に変位されている状態において、下部室
の開口端部５４を開放して活性剤を上部室４８から下部
室５０に落下させる。活性剤分配手段５２が下降して、
下部室の開口端部５４に嵌入すると、上部室４８から下
部室５０への活性剤の供給が停止される。
気相の活性剤を導入する手段である。活性剤導入手段４
２は、固形ハロゲン活性剤化合物４４を収容した容器４
６を有している。容器は、活性剤分配手段５２によって
上部室４８と下部室５０に分割されており、この活性剤
分配手段５２は、図示しない駆動手段により上下方向に
移動されるように構成されている。活性剤分配手段５２
が、十分に上方に変位されている状態において、下部室
の開口端部５４を開放して活性剤を上部室４８から下部
室５０に落下させる。活性剤分配手段５２が下降して、
下部室の開口端部５４に嵌入すると、上部室４８から下
部室５０への活性剤の供給が停止される。
【００２２】図１に示すように、下部室５０は、隔壁５
７によって形成された昇華室５６内に挿入されている。 この昇華室５６は、連結通路５８を介してレトルト２８
内部と連通されている。連結通路５８の吐出端６０は、
レトルト内のアルミニウム含有材料４０に隣接した位置
に開口されている。
７によって形成された昇華室５６内に挿入されている。 この昇華室５６は、連結通路５８を介してレトルト２８
内部と連通されている。連結通路５８の吐出端６０は、
レトルト内のアルミニウム含有材料４０に隣接した位置
に開口されている。
【００２３】昇華室５６は、蓋体１８のキャビティ２６
内に挿入されている。この蓋体１８と昇華室５６は、部
品３０がコーティング温度に昇温されているときに、昇
華室５６の温度が、活性剤を昇華させるために十分な温
度となるように構成、配置される。上記のように、コー
ティング温度は、高アルミニウム濃度のハロゲン化物気
体が、活性剤とアルミニウム含有材料が反応し、さらに
部品表面と反応することによってアルミナイド被膜が形
成される温度である。なお、下部室が活性剤の昇華温度
となっているときに、上部室の温度は活性剤の昇華温度
よりも相当に低い温度に維持される。下部室を形成する
壁部６２には複数のオリフィス６４が形成されており、
このオリフィスは下部室５０内の気相の活性剤が昇華室
５６に流入することが出来る大きさに形成される。昇華
室５６に流入した気相の活性剤は、連結通路５８を通っ
てレトルト２８内に導入される。このときオリフィス６
４は、固相の活性剤の昇華室への進入を阻止する。
内に挿入されている。この蓋体１８と昇華室５６は、部
品３０がコーティング温度に昇温されているときに、昇
華室５６の温度が、活性剤を昇華させるために十分な温
度となるように構成、配置される。上記のように、コー
ティング温度は、高アルミニウム濃度のハロゲン化物気
体が、活性剤とアルミニウム含有材料が反応し、さらに
部品表面と反応することによってアルミナイド被膜が形
成される温度である。なお、下部室が活性剤の昇華温度
となっているときに、上部室の温度は活性剤の昇華温度
よりも相当に低い温度に維持される。下部室を形成する
壁部６２には複数のオリフィス６４が形成されており、
このオリフィスは下部室５０内の気相の活性剤が昇華室
５６に流入することが出来る大きさに形成される。昇華
室５６に流入した気相の活性剤は、連結通路５８を通っ
てレトルト２８内に導入される。このときオリフィス６
４は、固相の活性剤の昇華室への進入を阻止する。
【００２４】昇華した活性剤のレトルト２８内への流入
を容易とするために、不活性搬送ガス供給源６６を設け
て、不活性搬送ガスを活性剤導入手段４２に導入するこ
とが出来る。
を容易とするために、不活性搬送ガス供給源６６を設け
て、不活性搬送ガスを活性剤導入手段４２に導入するこ
とが出来る。
【００２５】図１の装置を使用して本発明を実施する場
合、部品は、炉１２によって約１０１０゜Ｃ乃至１１２
０゜Ｃのコーテイング温度まで加熱される。最適なコー
ティング温度は実験的に、部品の形成材料の組成や部品
の状態、所望の被膜の組成及び厚さ、アルミニウム含有
材料の組成、処理時間等のパラメータに応じて決定され
る。部品がコーティング温度に達すると、固相の活性剤
４４が上部室４８から下部室５０に供給される。上述し
たように本発明の装置は、下部室５０の温度が活性剤の
昇華に最適な温度となっている。活性剤が下部室５０に
おいて昇華すると、気相の活性剤が、供給源６６から供
給される不活性搬送ガスとともにレトルト２８内に導入
される。本発明の重要な特徴は、部品３０がコーティン
グ温度に加熱されるまでは、上部室４８から下部室５０
への活性剤の供給が行われないことである。この結果、
気相の活性剤は実際にコーティング処理に使用されるま
では供給されることがなく、従って部品の昇温中に気相
の活性剤が排出口７０から排出されるのを未然に防止す
ることが出来る。
合、部品は、炉１２によって約１０１０゜Ｃ乃至１１２
０゜Ｃのコーテイング温度まで加熱される。最適なコー
ティング温度は実験的に、部品の形成材料の組成や部品
の状態、所望の被膜の組成及び厚さ、アルミニウム含有
材料の組成、処理時間等のパラメータに応じて決定され
る。部品がコーティング温度に達すると、固相の活性剤
４４が上部室４８から下部室５０に供給される。上述し
たように本発明の装置は、下部室５０の温度が活性剤の
昇華に最適な温度となっている。活性剤が下部室５０に
おいて昇華すると、気相の活性剤が、供給源６６から供
給される不活性搬送ガスとともにレトルト２８内に導入
される。本発明の重要な特徴は、部品３０がコーティン
グ温度に加熱されるまでは、上部室４８から下部室５０
への活性剤の供給が行われないことである。この結果、
気相の活性剤は実際にコーティング処理に使用されるま
では供給されることがなく、従って部品の昇温中に気相
の活性剤が排出口７０から排出されるのを未然に防止す
ることが出来る。
【００２６】気相の活性剤がレトルト２８に流入すると
、この活性剤がアルミニウム含有材料４０に接触して、
反応し、高アルミニウム濃度のハロゲン化物気体を生成
する。この高アルミニウム濃度のハロゲン化物気体は、
レトルト２８内部に充満する。高アルミニウム濃度のハ
ロゲン化物気体は、各部品３０の表面と接触して、反応
を生起して、部品表面に被膜を形成する。特に、部品３
０がニッケル基合金で形成されている場合、アルミナイ
ドハロゲン化物ガスは、部品の表面と反応してアルミナ
イドニッケルを形成する。この処理は、高アルミニウム
濃度のハロゲン化物気体が部品の表面と反応可能な状態
となっている間に進行する。ガスがレトルト２８内に蓄
積され、排気口６８，７０から排出される。
、この活性剤がアルミニウム含有材料４０に接触して、
反応し、高アルミニウム濃度のハロゲン化物気体を生成
する。この高アルミニウム濃度のハロゲン化物気体は、
レトルト２８内部に充満する。高アルミニウム濃度のハ
ロゲン化物気体は、各部品３０の表面と接触して、反応
を生起して、部品表面に被膜を形成する。特に、部品３
０がニッケル基合金で形成されている場合、アルミナイ
ドハロゲン化物ガスは、部品の表面と反応してアルミナ
イドニッケルを形成する。この処理は、高アルミニウム
濃度のハロゲン化物気体が部品の表面と反応可能な状態
となっている間に進行する。ガスがレトルト２８内に蓄
積され、排気口６８，７０から排出される。
【００２７】固相の活性剤４４を上部室４８から下部室
５０に投入するときに、注意が必要となる。活性剤の昇
華は発熱反応である。従って、過剰に活性剤が下部室５
０に投入された場合、昇華室５６の温度を過剰に上昇さ
せ、昇華率を過剰とする可能性がある。こうした急激な
昇華率の増加は、昇華室の状態を危険なものとするので
、避けなければならない。固相の活性剤を上部室４８か
ら下部室５０に供給する好適な方法は、活性剤分配手段
５２の動作を制御して、等速で下部室５０の開口５４を
開閉するように構成することである。こうした移動は、
昇華処理を動的に行う観点から可能である限り、下部室
に供給して昇華させる活性剤の量を一定とすることが出
来る。
５０に投入するときに、注意が必要となる。活性剤の昇
華は発熱反応である。従って、過剰に活性剤が下部室５
０に投入された場合、昇華室５６の温度を過剰に上昇さ
せ、昇華率を過剰とする可能性がある。こうした急激な
昇華率の増加は、昇華室の状態を危険なものとするので
、避けなければならない。固相の活性剤を上部室４８か
ら下部室５０に供給する好適な方法は、活性剤分配手段
５２の動作を制御して、等速で下部室５０の開口５４を
開閉するように構成することである。こうした移動は、
昇華処理を動的に行う観点から可能である限り、下部室
に供給して昇華させる活性剤の量を一定とすることが出
来る。
【００２８】本発明の装置の好適実施例が、図２に示さ
れている。この装置は、特に中空のガスタービンエンジ
ンのブレード及びベーンの内外の表面に拡散アルミナイ
ド被膜を形成するのに適している。
れている。この装置は、特に中空のガスタービンエンジ
ンのブレード及びベーンの内外の表面に拡散アルミナイ
ド被膜を形成するのに適している。
【００２９】図２の装置１１０は、炉１１２を有してお
り、この炉１１２は、側壁１１４と、底壁１１６及び蓋
体１１８で構成されている。蓋体１１８は、炉１１２の
内部を密閉閉塞するように構成されており、頂壁１２０
、底壁１２２及び側壁１２４を有している。
り、この炉１１２は、側壁１１４と、底壁１１６及び蓋
体１１８で構成されている。蓋体１１８は、炉１１２の
内部を密閉閉塞するように構成されており、頂壁１２０
、底壁１２２及び側壁１２４を有している。
【００３０】炉内には、上下のレトルト１２８，２２８
が配置されている。コーティングされる部品１３０は、
上側レトルト１２８内に配置される。図示の例において
、部品１３０は、周知の構造の中空のガスタービンエン
ジンのブレードまたはベーンである。以下の説明におい
て、部品がロータブレードである場合を例として説明す
る。ブレード１３０は、内部通路１３１を有しており、
この内部通路１３１は、ブレード基部に入口を有し、ブ
レードの前端または後端に出口を有している。なお、図
示では、簡素化のために通路が全長に延びている構成を
示しているが、この通路は、中間部で出口に接続するよ
うに構成することも可能である。
が配置されている。コーティングされる部品１３０は、
上側レトルト１２８内に配置される。図示の例において
、部品１３０は、周知の構造の中空のガスタービンエン
ジンのブレードまたはベーンである。以下の説明におい
て、部品がロータブレードである場合を例として説明す
る。ブレード１３０は、内部通路１３１を有しており、
この内部通路１３１は、ブレード基部に入口を有し、ブ
レードの前端または後端に出口を有している。なお、図
示では、簡素化のために通路が全長に延びている構成を
示しているが、この通路は、中間部で出口に接続するよ
うに構成することも可能である。
【００３１】上側レトルト１２８は、側壁１３２と、底
壁１３４及び頂壁１３６によって構成されている。また
、下側レトルト２２８は、側壁２３２と底壁２３４で構
成されている。図２に示すように、レトルト１２８及び
２２８は、上側レトルト１２８が下側レトルト２２８の
側壁２３２に延長形成されたフランジ２３５に指示され
た構造となっており、上側レトルト１２８の底壁１３４
は、下側レトルト２２８の頂壁として機能している。
壁１３４及び頂壁１３６によって構成されている。また
、下側レトルト２２８は、側壁２３２と底壁２３４で構
成されている。図２に示すように、レトルト１２８及び
２２８は、上側レトルト１２８が下側レトルト２２８の
側壁２３２に延長形成されたフランジ２３５に指示され
た構造となっており、上側レトルト１２８の底壁１３４
は、下側レトルト２２８の頂壁として機能している。
【００３２】各ブレード１３０を支持する支持手段１３
８は、底壁１３４を貫通して上側レトルト１２８内に延
びており、その上端部にブレードを支持する。支持手段
１３８は、各ブレード１３０の通路１３１と組み合わせ
られて、下側レトルト２２８から上側レトルト１２８に
向かう高アルミニウム濃度のハロゲン化物ガスの通路を
形成する。特に、支持部材１３８は、中空管状に形成さ
れており、下側レトルト２２８で発生された高アルミニ
ウム濃度のハロゲン化物ガスをブレード１３０の内部通
路１３１に直接導入して、内部通路に面したブレードの
内壁面に被膜を形成する。
８は、底壁１３４を貫通して上側レトルト１２８内に延
びており、その上端部にブレードを支持する。支持手段
１３８は、各ブレード１３０の通路１３１と組み合わせ
られて、下側レトルト２２８から上側レトルト１２８に
向かう高アルミニウム濃度のハロゲン化物ガスの通路を
形成する。特に、支持部材１３８は、中空管状に形成さ
れており、下側レトルト２２８で発生された高アルミニ
ウム濃度のハロゲン化物ガスをブレード１３０の内部通
路１３１に直接導入して、内部通路に面したブレードの
内壁面に被膜を形成する。
【００３３】下側レトルトの底壁２３４の直上にはアル
ミニウム含有材料２４０が装入されており、金属メッシ
ュ２４１またはガス透過性構造上に支持される。同様に
、上側レトルト１２８の底壁１３４の直上にはアルミニ
ウム含有材料１４０が金属メッシュ１４１または他のガ
ス透過性構造によって支持されている。
ミニウム含有材料２４０が装入されており、金属メッシ
ュ２４１またはガス透過性構造上に支持される。同様に
、上側レトルト１２８の底壁１３４の直上にはアルミニ
ウム含有材料１４０が金属メッシュ１４１または他のガ
ス透過性構造によって支持されている。
【００３４】図２の装置は、気相活性剤分配手段１４２
を有しており、この分配手段１４２は固相の活性剤化合
物１４４を収容した容器１４６によって構成されている
。容器１４６は、活性剤分配手段１５２によって上側室
１４８と下側室１５０に分割されている。この活性剤分
配手段１５２は、上側室１４８から下側室１５０に固相
活性剤化合物を計量投入する。図示の実施例において、
活性剤分配手段１５２は、モータ（図示せず）によって
回転駆動される螺旋コンベアによって構成されている。
を有しており、この分配手段１４２は固相の活性剤化合
物１４４を収容した容器１４６によって構成されている
。容器１４６は、活性剤分配手段１５２によって上側室
１４８と下側室１５０に分割されている。この活性剤分
配手段１５２は、上側室１４８から下側室１５０に固相
活性剤化合物を計量投入する。図示の実施例において、
活性剤分配手段１５２は、モータ（図示せず）によって
回転駆動される螺旋コンベアによって構成されている。
【００３５】図示の装置の動作を説明すれば、螺旋コン
ベア１５２は、ブレード１３０がコーティング温度に達
した後に、固相の活性剤１４４を制御された搬送率で下
側室１５０に搬送する。図１の実施例と同様に、上側室
の固相活性剤の下側室への搬送は、ブレード１３０の温
度がコーティング温度に達した後、即ち、コーティング
処理に気相の活性剤が実際に使用可能な状態となった後
に開始される。
ベア１５２は、ブレード１３０がコーティング温度に達
した後に、固相の活性剤１４４を制御された搬送率で下
側室１５０に搬送する。図１の実施例と同様に、上側室
の固相活性剤の下側室への搬送は、ブレード１３０の温
度がコーティング温度に達した後、即ち、コーティング
処理に気相の活性剤が実際に使用可能な状態となった後
に開始される。
【００３６】下側室１５０は、昇華室１５６内に挿入さ
れており、この昇華室１５６は、壁部１５７によって包
囲形成されている。昇華室１５６は、蓋体１１８の内部
キャビティ１２６内に挿入されており、ブレード１３０
がコーティング温度に加熱された時に昇華室内の温度が
活性剤の昇華温度以上の温度となるように構成されてい
る。好ましくは、昇華室１５６の温度は活性剤の昇華の
ための最適温度となるよう構成される。昇華室１５６は
、上側及び下側レトルト室１２８及び２２８に連通通路
１５６，１５８を介して連通されており、これらの連通
通路１５６，１５８は、有孔管１５９，２５９に連結さ
れている。有孔管１５９，２５９はそれぞれ金属メッシ
ュ１４１，２４１の直下に、吐出孔を上向きとして配置
され、気相の活性剤をアルミニウム含有材料１４０，２
４０に向けて吐出する。
れており、この昇華室１５６は、壁部１５７によって包
囲形成されている。昇華室１５６は、蓋体１１８の内部
キャビティ１２６内に挿入されており、ブレード１３０
がコーティング温度に加熱された時に昇華室内の温度が
活性剤の昇華温度以上の温度となるように構成されてい
る。好ましくは、昇華室１５６の温度は活性剤の昇華の
ための最適温度となるよう構成される。昇華室１５６は
、上側及び下側レトルト室１２８及び２２８に連通通路
１５６，１５８を介して連通されており、これらの連通
通路１５６，１５８は、有孔管１５９，２５９に連結さ
れている。有孔管１５９，２５９はそれぞれ金属メッシ
ュ１４１，２４１の直下に、吐出孔を上向きとして配置
され、気相の活性剤をアルミニウム含有材料１４０，２
４０に向けて吐出する。
【００３７】下側室１５０の壁部１６２には、複数のオ
リフィス１６４が形成されており、固相の活性剤の昇華
室１５６への侵入を阻止しつつ、昇華した気相の活性剤
の昇華室１５６への流入を許容する。また、先の実施例
と同様に容器１４６には、不活性搬送ガス供給源１６６
が搬送ガス通路を介して接続されている。この搬送ガス
は、下側室１５０を経て昇華室１５６に流入し、気相の
活性剤とともに連通通路１５６，１５８を経て上側及び
下側レトルト１２８，２２８に有孔管１５９，２５９を
経て吐出される。
リフィス１６４が形成されており、固相の活性剤の昇華
室１５６への侵入を阻止しつつ、昇華した気相の活性剤
の昇華室１５６への流入を許容する。また、先の実施例
と同様に容器１４６には、不活性搬送ガス供給源１６６
が搬送ガス通路を介して接続されている。この搬送ガス
は、下側室１５０を経て昇華室１５６に流入し、気相の
活性剤とともに連通通路１５６，１５８を経て上側及び
下側レトルト１２８，２２８に有孔管１５９，２５９を
経て吐出される。
【００３８】図２の好適実施例において、ブレード１３
０は、所望のコーティング温度で、炉１１２内において
コーティング処理される。好適なコーティング温度は１
０１０゜Ｃ乃至１１２０゜Ｃであり、より好ましくは１
０６５゜Ｃ乃至１０９５゜Ｃの温度である。ブレード１
３０が、所定のコーティング温度に達すると、螺旋コン
ベア１５２が回転を開始して制御された供給率で固相の
活性剤を下側室１５０に搬入する。このとき、前述した
ように下側室１５０の温度は、活性剤の昇華に最適な温
度となっているので、下側室１５０に導入された固相の
活性剤は効率的に昇華して、オリフィス１６４を経て昇
華室１５６に流入し、供給源１６６から供給される不活
性搬送ガスとともに連通通路１５６，１５８を経て有孔
管１５９，２５９からアルミニウム含有材料１４０，２
４０に向けて吐出される。気相の活性剤は、アルミニウ
ム含有材料１４０，２４０と反応して、高アルミニウム
濃度のハロゲン化物ガスを生成する。下側レトルト２２
８で生成された高アルミニウム濃度のハロゲン化物ガス
は、中空支持手段１３８を通ってブレード１３０の内部
通路１３１に導入され、ブレード１３０の内周面に拡散
アルミナイド被膜を形成する。また、これとほぼ同時に
、上側レトルト１２８内に生成された高アルミニウム濃
度のハロゲン化物ガスは、ブレード１３０の外側周面と
反応して、拡散アルミナイド被膜を形成する。
０は、所望のコーティング温度で、炉１１２内において
コーティング処理される。好適なコーティング温度は１
０１０゜Ｃ乃至１１２０゜Ｃであり、より好ましくは１
０６５゜Ｃ乃至１０９５゜Ｃの温度である。ブレード１
３０が、所定のコーティング温度に達すると、螺旋コン
ベア１５２が回転を開始して制御された供給率で固相の
活性剤を下側室１５０に搬入する。このとき、前述した
ように下側室１５０の温度は、活性剤の昇華に最適な温
度となっているので、下側室１５０に導入された固相の
活性剤は効率的に昇華して、オリフィス１６４を経て昇
華室１５６に流入し、供給源１６６から供給される不活
性搬送ガスとともに連通通路１５６，１５８を経て有孔
管１５９，２５９からアルミニウム含有材料１４０，２
４０に向けて吐出される。気相の活性剤は、アルミニウ
ム含有材料１４０，２４０と反応して、高アルミニウム
濃度のハロゲン化物ガスを生成する。下側レトルト２２
８で生成された高アルミニウム濃度のハロゲン化物ガス
は、中空支持手段１３８を通ってブレード１３０の内部
通路１３１に導入され、ブレード１３０の内周面に拡散
アルミナイド被膜を形成する。また、これとほぼ同時に
、上側レトルト１２８内に生成された高アルミニウム濃
度のハロゲン化物ガスは、ブレード１３０の外側周面と
反応して、拡散アルミナイド被膜を形成する。
【００３９】上側レトルト１２８内のガスは、排気口１
６８を経てレトルトから、炉１１２に排出され、次いで
炉に形成した排出口１７０を通って装置外へ排出される
。
６８を経てレトルトから、炉１１２に排出され、次いで
炉に形成した排出口１７０を通って装置外へ排出される
。
【００４０】図１及び２に示した装置は、インコネル（
Ｉｎｃｏｎｅｌ）（商標名）合金６００（インターナシ
ョナル ニッケル カンパニー、アメリカ合衆国、
ニューヨーク州）等の高温合金によって形成される。上
記の合金と同等以上に性能を有する合金も当然使用可能
である。本発明の方法の実施に用いられるアルミニウム
供給源としてのアルミニウム含有材料は、公称径が３乃
至９ｍｍの粒径を持つ、アメリカ特許第４，１３２，８
１６号、第３，９５８，０４７号、第４，３３２，８４
３号、第４，８３５，０１１号等に開示されている純粋
アルミニウムまたはＣｏ２Ａｌ５、Ｎｉ３Ａｌ、Ｆｅ２
Ａｌ５等のアルミニウム化合物若しくはＡｌ−１０％Ｓ
ｉ等のアルミニウム合金等より選択される。なお、上記
の各アメリカ特許の開示内容は、本明細書の開示の一部
として援用する。これらの材料中のコバルトアルミニウ
ム（Ｃｏ２Ａｌ５）が最も好ましい。また、使用可能な
固相活性剤は、アルカリ及びアルカリ土類のハロゲン化
物であり、これらも上記のアメリカ特許に開示されてい
る。二フッ化アンモニウム（ａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｉｆ
ｌｕｏｒｉｄｅ）が最も好ましい活性剤である。さらに
好ましくは、活性剤は粒状結晶のものを使用する。アル
ミニウム酸化物等の材料をアルミニウム含有材料に混合
してバッファ剤または希釈剤として使用することも可能
である。こうした技術は、例えばアメリカ特許第３，６
６７，９８５号及び前述のアメリカ特許第４，８３５，
０１１号に開示されている。なお、アメリカ特許第３，
６６７，９８５号の開示内容は本明細書の開示の一部と
して援用する。
Ｉｎｃｏｎｅｌ）（商標名）合金６００（インターナシ
ョナル ニッケル カンパニー、アメリカ合衆国、
ニューヨーク州）等の高温合金によって形成される。上
記の合金と同等以上に性能を有する合金も当然使用可能
である。本発明の方法の実施に用いられるアルミニウム
供給源としてのアルミニウム含有材料は、公称径が３乃
至９ｍｍの粒径を持つ、アメリカ特許第４，１３２，８
１６号、第３，９５８，０４７号、第４，３３２，８４
３号、第４，８３５，０１１号等に開示されている純粋
アルミニウムまたはＣｏ２Ａｌ５、Ｎｉ３Ａｌ、Ｆｅ２
Ａｌ５等のアルミニウム化合物若しくはＡｌ−１０％Ｓ
ｉ等のアルミニウム合金等より選択される。なお、上記
の各アメリカ特許の開示内容は、本明細書の開示の一部
として援用する。これらの材料中のコバルトアルミニウ
ム（Ｃｏ２Ａｌ５）が最も好ましい。また、使用可能な
固相活性剤は、アルカリ及びアルカリ土類のハロゲン化
物であり、これらも上記のアメリカ特許に開示されてい
る。二フッ化アンモニウム（ａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｉｆ
ｌｕｏｒｉｄｅ）が最も好ましい活性剤である。さらに
好ましくは、活性剤は粒状結晶のものを使用する。アル
ミニウム酸化物等の材料をアルミニウム含有材料に混合
してバッファ剤または希釈剤として使用することも可能
である。こうした技術は、例えばアメリカ特許第３，６
６７，９８５号及び前述のアメリカ特許第４，８３５，
０１１号に開示されている。なお、アメリカ特許第３，
６６７，９８５号の開示内容は本明細書の開示の一部と
して援用する。
【００４１】本発明の使用、特に気相の活性剤をアルミ
ニウム供給源に接触させる方法の使用によって、活性剤
の使用を最適化し、部品の表面への拡散被膜の形成を効
果的に制御することが可能となる。これらの従来技術に
対する利点は、気相の活性剤の供給を遅らせて、アルミ
ニウム供給源同士をコーティング温度において最初に反
応させることによって得られる。
ニウム供給源に接触させる方法の使用によって、活性剤
の使用を最適化し、部品の表面への拡散被膜の形成を効
果的に制御することが可能となる。これらの従来技術に
対する利点は、気相の活性剤の供給を遅らせて、アルミ
ニウム供給源同士をコーティング温度において最初に反
応させることによって得られる。
【００４２】本発明の例として、図２に示す装置が作成
された。部品を収容するレトルトは、１５×１３×１３
ｃｍの大きさであった。約１７５ｇのＣｏ２Ａｌ５が均
等に分割して上側及び下側レトルトに装入された。それ
ぞれ２乃至４時間の数サイクルのコーティング処理の間
に二フッ化アンモニウムを毎時４．７ｇ乃至８．５ｇで
加えることにより、ニッケル基超合金で形成されたガス
タービンエンジンのロータブレードの内外面に約７５ミ
クロンの厚さの良好な拡散被膜を形成することが出来た
。 この処理におけるコーティング温度は、１０６５乃至１
０９５゜Ｃであった。活性剤は、下側レトルトには、約
１０乃至１５分おき一定の間隔で導入された。本発明の
使用により活性剤が有効に使用され、部品表面のアルミ
ニウムの拡散量を所望の量に制御することが出来た。
された。部品を収容するレトルトは、１５×１３×１３
ｃｍの大きさであった。約１７５ｇのＣｏ２Ａｌ５が均
等に分割して上側及び下側レトルトに装入された。それ
ぞれ２乃至４時間の数サイクルのコーティング処理の間
に二フッ化アンモニウムを毎時４．７ｇ乃至８．５ｇで
加えることにより、ニッケル基超合金で形成されたガス
タービンエンジンのロータブレードの内外面に約７５ミ
クロンの厚さの良好な拡散被膜を形成することが出来た
。 この処理におけるコーティング温度は、１０６５乃至１
０９５゜Ｃであった。活性剤は、下側レトルトには、約
１０乃至１５分おき一定の間隔で導入された。本発明の
使用により活性剤が有効に使用され、部品表面のアルミ
ニウムの拡散量を所望の量に制御することが出来た。
【００４３】この例においては、Ｃｏ２Ａｌ５及び二フ
ッ化アンモニウムの特定の量が用いられた。活性剤の添
加量は、部品を配置するレトルトの大きさに大きく影響
された。原材料の消費量に影響する他の因子は、コーテ
ィング温度、アルミニウム供給源、活性剤及び部品の組
成、処理時間及び所望する被膜の厚さである。従って、
最適な条件の組み合わせは、これらの因子を考慮して、
適宜決定されるものである。
ッ化アンモニウムの特定の量が用いられた。活性剤の添
加量は、部品を配置するレトルトの大きさに大きく影響
された。原材料の消費量に影響する他の因子は、コーテ
ィング温度、アルミニウム供給源、活性剤及び部品の組
成、処理時間及び所望する被膜の厚さである。従って、
最適な条件の組み合わせは、これらの因子を考慮して、
適宜決定されるものである。
【００４４】本発明は、単純なアルミナイド被膜の形成
に関して上記に説明をしたが、本発明によれば、他の組
成の拡散被膜を形成することも可能である。例えば、本
発明を用いて、前記のアメリカ特許第４，８３５，０１
１号に開示されたイットリウム等の酸素活性要素を含む
アルミナイド被膜を形成することも可能である。この種
の被膜を形成するために使用される金属供給源は、アル
ミニウム、イットリウム及びシリコン、クロム、コバル
ト、チタン及びニッケル中より選択される一乃至複数の
要素を含有したものが用いられる。最も好ましい材料は
、アルミニウム−イットリウム−シリコン合金である。 また、本発明を使用して付加的な要素を含む拡散被膜を
形成することも可能である。例えば、アメリカ特許第４
，９３３，２３９号、第４，９１０，０９２号及び第４
，８９７，３１５号に示されたニッケル、コバルト、ク
ロム、アルミニウム、イットリウム及び付加的にシリコ
ン、ハーフニウム及び貴金属を含む被膜を本発明によっ
て形成することも可能である。シャンカー（Ｓｈａｎｋ
ａｒ）に付与されたアメリカ特許第４，５０１，７７６
号にはプラチナ金属基の被膜のアリミナイジング処理が
開示されている。この処理にも、本発明の方法を使用す
ることが出来る。グリシク等（Ｇｒｉｓｉｋ ｅｔ ａ
ｌ．）に付与されたアメリカ特許第４，１４８，９３６
号にはガスタービンエンジンに使用される構成部材にク
ロムによる拡散被膜を形成する技術が開示されている。 この処理も本発明の方法によって行うことが出来る。本
発明は、上記した以外の材料に関しても、使用する要素
が高温での使用において表面に安定した酸化膜を形成す
ることが出来るものである限り、適用することが可能で
ある。こうした酸化層の最も好ましいものはアルミニウ
ム及び／またはクロムを含有するものである。
に関して上記に説明をしたが、本発明によれば、他の組
成の拡散被膜を形成することも可能である。例えば、本
発明を用いて、前記のアメリカ特許第４，８３５，０１
１号に開示されたイットリウム等の酸素活性要素を含む
アルミナイド被膜を形成することも可能である。この種
の被膜を形成するために使用される金属供給源は、アル
ミニウム、イットリウム及びシリコン、クロム、コバル
ト、チタン及びニッケル中より選択される一乃至複数の
要素を含有したものが用いられる。最も好ましい材料は
、アルミニウム−イットリウム−シリコン合金である。 また、本発明を使用して付加的な要素を含む拡散被膜を
形成することも可能である。例えば、アメリカ特許第４
，９３３，２３９号、第４，９１０，０９２号及び第４
，８９７，３１５号に示されたニッケル、コバルト、ク
ロム、アルミニウム、イットリウム及び付加的にシリコ
ン、ハーフニウム及び貴金属を含む被膜を本発明によっ
て形成することも可能である。シャンカー（Ｓｈａｎｋ
ａｒ）に付与されたアメリカ特許第４，５０１，７７６
号にはプラチナ金属基の被膜のアリミナイジング処理が
開示されている。この処理にも、本発明の方法を使用す
ることが出来る。グリシク等（Ｇｒｉｓｉｋ ｅｔ ａ
ｌ．）に付与されたアメリカ特許第４，１４８，９３６
号にはガスタービンエンジンに使用される構成部材にク
ロムによる拡散被膜を形成する技術が開示されている。 この処理も本発明の方法によって行うことが出来る。本
発明は、上記した以外の材料に関しても、使用する要素
が高温での使用において表面に安定した酸化膜を形成す
ることが出来るものである限り、適用することが可能で
ある。こうした酸化層の最も好ましいものはアルミニウ
ム及び／またはクロムを含有するものである。
【００４５】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、活性剤
の供給を遅らせて、表面処理を行う対象物の温度がコー
ティングを行うことが出来る温度まで昇温された後に、
供給するようにして、活性剤の使用を効率的とすること
が出来る。また活性剤の供給量を制御することにより、
反応を制御して、所望の厚さの被膜を得ることが可能と
なる。
の供給を遅らせて、表面処理を行う対象物の温度がコー
ティングを行うことが出来る温度まで昇温された後に、
供給するようにして、活性剤の使用を効率的とすること
が出来る。また活性剤の供給量を制御することにより、
反応を制御して、所望の厚さの被膜を得ることが可能と
なる。
【００４６】なお、本発明は、上記の構成に限定される
ものではなく、種々の変更、変形が可能であり、上記に
示した実施例は、本発明を実施する為の一態様を示すも
のである。従って、本発明は、特許請求の範囲の記載か
ら逸脱しない一切の構成を包含するものである。
ものではなく、種々の変更、変形が可能であり、上記に
示した実施例は、本発明を実施する為の一態様を示すも
のである。従って、本発明は、特許請求の範囲の記載か
ら逸脱しない一切の構成を包含するものである。
【図１】本発明の一実施例による装置の構成を示す断面
図である。
図である。
【図２】本発明の好適実施例による装置の構成を示す断
面図である。
面図である。
１２ 炉
１８ 蓋体
２８ レトルト
４０ アルミニウム含有材料
４２ 反応剤導入手段
４４ 昇華剤
４８ 上部室
５０ 下部室
５６ 昇華室
１１２ 炉
１１８ 蓋体
１２８ 上側レトルト
１４０ アルミニウム含有材料
１４４ 昇華剤
１４８ 上部室
１５０ 下部室
１５６ 昇華室
２２８ 下部レトルト
Claims (16)
- 【請求項１】 表面被膜を生成する製品及び被膜形成
金属供給剤を第一に閉塞室内において第一の温度に加熱
し、活性剤を、第二の閉塞室内で前記第一の温度よりも
低い第二の温度に加熱して、気相の活性剤を生成し、前
記気相の活性剤を前記第二の閉塞室から前記第一の閉塞
室に導入して、前記気相の活性剤を前記被膜形成金属供
給剤と反応させて、高濃度の被膜形成金属を含む気体を
発生し、前記高濃度の被膜形成金属を含有する気体を前
記第一の温度において前記製品と反応させて被膜を形成
する工程より成り、前記気相の活性剤を前記第一の閉塞
室に導入する工程が前記製品が前記第一の温度に達した
後に開始されることを特徴とする金属製品に拡散金属被
膜を形成する気相成長方法。 - 【請求項２】 前記第二の閉塞室に不活性ガスを導入
して前記気相の活性剤を前記第一の閉塞室に強制搬送す
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記活性剤は、前記第二の閉塞室に一
定の時間間隔で投入される請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 前記活性剤が粒状である請求項２の方
法。 - 【請求項５】 表面被膜を生成する製品及びアルミニ
ウム供給剤を１０１０゜Ｃ乃至１１２０゜Ｃ間の第一に
閉塞室内において第一の温度に加熱し、ハロゲン化物活
性剤を、第二の閉塞室内で前記第一の温度よりも低くか
つ前記活性剤の気化に十分な第二の温度に加熱して、気
相の活性剤を生成し、前記製品が前記第一の温度に達し
た後に、前記第二の閉塞室内に不活性ガスを導入して、
前記気相の活性剤を前記第二の閉塞室から前記第一の閉
塞室に強制導入して、前記気相の活性剤を１０１０゜Ｃ
乃至１１２０゜Ｃに加熱された前記アルミニウム供給剤
と反応させて、高アルミニウム濃度のハロゲン化物ガス
を発生し、前記高アルミニウム濃度のハロゲン化物ガス
を前記製品と反応させて被膜を形成する工程よりなるこ
とを特徴とする金属製品に拡散アルミナイド被膜を形成
する気相成長方法。 - 【請求項６】 前記アルミニウム供給剤は、純粋アル
ミニウム及びアルミニウム合金より成る群より選択され
る請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 前記ハロゲン化物活性剤は、アンモニ
ウム及びアルカリ土類のハロゲン化物より成る群より選
択される請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 前記アルミニウム供給剤はコバルトア
ルミニウムであり、活性剤は二フッ化アンモニウムであ
る請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 金属製品とアルミニウム供給剤とハロ
ゲン化物活性剤と前記アルミニウム供給剤が前記ハロゲ
ン化物活性剤と反応して高アルミニウム濃度ハロゲン化
物ガスを生成する温度に加熱して、前記高アルミニウム
濃度ハロゲン化物ガスを、金属製品表面に被膜を形成す
るのに十分なコーティング温度に加熱して、金属製品の
表面に被膜を形成する気相成長方法において、前記活性
剤が最初に前記アルミニウム供給源と反応する時点を前
記金属製品が前記コーティング温度に達するまで遅らせ
ることを特徴とする金属製品の表面に拡散アルミナイド
被膜を形成するための気相成長方法。 - 【請求項１０】 前記金属製品は、ニッケル基または
コバルト基超合金より成る群より選択された材料によっ
て形成され、前記アルミニウム供給剤は純粋アルミニウ
ム、アルミニウム化合物及びアルミニウム合金より成る
群より選択され、前記活性剤はアルカリ及びアルカリ土
類のハロゲン化物より成る群より選択される請求項９に
記載の方法。 - 【請求項１１】 前記金属製品と前記アルミニウム供
給剤を、第一の室においてコーティング温度に等しい第
一の温度に加熱する工程と、前記活性剤を第二の室にお
いて前記活性剤を気化させるのに十分な第二の温度に加
熱する工程を含み、前記第二の温度は前記第一の温度よ
りも低く設定され、気相の活性剤が前記第二の室から第
一の室に流入する請求項９に記載の方法。 - 【請求項１２】 前記の気相の活性剤を前記第一の室
から第二の室に導入する工程は、前記金属製品と前記ア
ルミニウム供給源が前記第一の温度に到達し、前記活性
剤が前記第二の温度に達した後に開始される請求項１１
に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記活性剤を供給室から前記第二の
室に供給する工程を含み、前記供給室の温度は前記活性
剤が気化する温度よりも低い温度となっている請求項１
１に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記活性剤は、前記供給室より前記
第二の室に一定の割合で供給される請求項１３に記載の
方法。 - 【請求項１５】 前記第二の室に不活性搬送ガスを供
給して前記気相の活性剤を前記不活性搬送ガスにより前
記第二の室より前記第一の室に強制導入する請求項１４
に記載の方法。 - 【請求項１６】 金属製ガスタービンエンジン構成部
材とアルミニウム供給剤とを第一の室において約１０６
５゜Ｃ乃至１０９５゜Ｃの範囲の第一の温度に加熱し、
ハロゲン化物活性剤を第二の室において加熱して気相の
活性剤を生成し、気相の活性剤を前記第二の室より前記
第一の室に導入して、前記アルミニウム供給剤と前記ハ
ロゲン化物活性剤とを反応させて高アルミニウム濃度ハ
ロゲン化物ガスを生成し、前記高アルミニウム濃度ハロ
ゲン化物ガスを前記構成部材の表面と反応させて構成部
材表面に拡散アルミナイド被膜を形成するようにしたこ
とを特徴とするニッケル基またはコバルト基超合金によ
って形成されたガスタービンエンジンの構成部材の表面
に拡散アルミナイド被膜を形成するための気相成長方法
。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001032061A (ja) * | 1999-05-26 | 2001-02-06 | General Electric Co <Ge> | ニッケル基超合金およびコバルト基超合金を同時にアルミナイズする方法 |
| 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 |
| US7294361B2 (en) | 2001-01-11 | 2007-11-13 | Mtu Aero Engines Gmbh | Method and device for gas phase diffusion coating of metal components |
| US7700154B2 (en) | 2005-11-22 | 2010-04-20 | United Technologies Corporation | Selective aluminide coating process |
Families Citing this family (46)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4119967C1 (ja) * | 1991-06-18 | 1992-09-17 | Mtu Muenchen Gmbh | |
| US5221354A (en) * | 1991-11-04 | 1993-06-22 | General Electric Company | Apparatus and method for gas phase coating of hollow articles |
| US5366765A (en) * | 1993-05-17 | 1994-11-22 | United Technologies Corporation | Aqueous slurry coating system for aluminide coatings |
| US6689422B1 (en) * | 1994-02-16 | 2004-02-10 | Howmet Research Corporation | CVD codeposition of A1 and one or more reactive (gettering) elements to form protective aluminide coating |
| US5650235A (en) * | 1994-02-28 | 1997-07-22 | Sermatech International, Inc. | Platinum enriched, silicon-modified corrosion resistant aluminide coating |
| EP0731187A1 (en) * | 1995-03-07 | 1996-09-11 | Turbine Components Corporation | Method of forming a protective diffusion layer on nickel, cobalt and iron based alloys |
| DE19607625C1 (de) * | 1996-02-29 | 1996-12-12 | Mtu Muenchen Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Präparation und/oder Beschichtung der Oberflächen von Hohlbauteilen |
| US5989733A (en) * | 1996-07-23 | 1999-11-23 | Howmet Research Corporation | Active element modified platinum aluminide diffusion coating and CVD coating method |
| DE19730007C1 (de) * | 1997-07-12 | 1999-03-25 | Mtu Muenchen Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Gasphasendiffusionsbeschichtung von Werkstücken aus warmfestem Material mit einem Beschichtungsmaterial |
| US5928725A (en) * | 1997-07-18 | 1999-07-27 | Chromalloy Gas Turbine Corporation | Method and apparatus for gas phase coating complex internal surfaces of hollow articles |
| US6037241A (en) * | 1998-02-19 | 2000-03-14 | First Solar, Llc | Apparatus and method for depositing a semiconductor material |
| WO2000009777A1 (en) * | 1998-08-17 | 2000-02-24 | Coltec Industries Inc. | Vapor phase co-deposition coating for superalloy applications |
| US6273678B1 (en) * | 1999-08-11 | 2001-08-14 | General Electric Company | Modified diffusion aluminide coating for internal surfaces of gas turbine components |
| US6355116B1 (en) | 2000-03-24 | 2002-03-12 | General Electric Company | Method for renewing diffusion coatings on superalloy substrates |
| US6793966B2 (en) * | 2001-09-10 | 2004-09-21 | Howmet Research Corporation | Chemical vapor deposition apparatus and method |
| US6929825B2 (en) * | 2003-02-04 | 2005-08-16 | General Electric Company | Method for aluminide coating of gas turbine engine blade |
| US7026011B2 (en) * | 2003-02-04 | 2006-04-11 | General Electric Company | Aluminide coating of gas turbine engine blade |
| US20040180232A1 (en) * | 2003-03-12 | 2004-09-16 | General Electric Company | Selective region vapor phase aluminided superalloy articles |
| US6896488B2 (en) * | 2003-06-05 | 2005-05-24 | General Electric Company | Bond coat process for thermal barrier coating |
| US7390535B2 (en) | 2003-07-03 | 2008-06-24 | Aeromet Technologies, Inc. | Simple chemical vapor deposition system and methods for depositing multiple-metal aluminide coatings |
| US7163718B2 (en) * | 2003-10-15 | 2007-01-16 | General Electric Company | Method of selective region vapor phase aluminizing |
| EP1741802B1 (en) * | 2004-03-29 | 2013-08-21 | Tadahiro Ohmi | Film-forming apparatus and film-forming method |
| US7780787B2 (en) * | 2004-08-11 | 2010-08-24 | First Solar, Inc. | Apparatus and method for depositing a material on a substrate |
| US7875119B2 (en) * | 2004-10-01 | 2011-01-25 | United Technologies Corporation | Apparatus and method for coating an article |
| US7553517B1 (en) * | 2005-09-15 | 2009-06-30 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method of applying a cerium diffusion coating to a metallic alloy |
| US8025730B2 (en) * | 2007-07-09 | 2011-09-27 | United Technologies Corporation | Apparatus and method for coating internal surfaces of a turbine engine component |
| FR2921939B1 (fr) * | 2007-10-03 | 2009-12-04 | Snecma | Procede d'aluminisation en phase vapeur sur pieces metalliques creuses de turbomachine |
| EP2045351A1 (en) * | 2007-10-05 | 2009-04-08 | AVIO S.p.A. | Method and plant for simultaneously coating internal and external surfaces of metal elements, in particular blades for turbines |
| US8273231B2 (en) * | 2007-12-21 | 2012-09-25 | Rolls-Royce Corporation | Methods of depositing coatings with γ-Ni + γ′-Ni3A1 phase constitution |
| US20090317547A1 (en) * | 2008-06-18 | 2009-12-24 | Honeywell International Inc. | Chemical vapor deposition systems and methods for coating a substrate |
| US8501273B2 (en) * | 2008-10-02 | 2013-08-06 | Rolls-Royce Corporation | Mixture and technique for coating an internal surface of an article |
| US20100159136A1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Rolls-Royce Corporation | STATIC CHEMICAL VAPOR DEPOSITION OF y-Ni + y'-Ni3AI COATINGS |
| GB0902633D0 (en) * | 2009-02-18 | 2009-04-01 | Rolls Royce Plc | A method and an arrangement for vapour phase coating of an internal surface of at least one hollow article |
| US9624583B2 (en) * | 2009-04-01 | 2017-04-18 | Rolls-Royce Corporation | Slurry-based coating techniques for smoothing surface imperfections |
| EP2427590B1 (en) * | 2009-05-08 | 2018-07-11 | MT Coatings, LLC | Apparatus and methods for forming modified metal coatings |
| SG169243A1 (en) * | 2009-08-21 | 2011-03-30 | United Technologies Corp | Applying vapour phase aluminide coating on airfoil internal cavities using improved method |
| US10006298B2 (en) * | 2009-09-08 | 2018-06-26 | Mtu Aero Engines Gmbh | Turbine blade of a gas turbine and method for coating a turbine blade of a gas turbine |
| FR2963263B1 (fr) * | 2010-08-02 | 2012-08-17 | Snecma | Poudre composite pour l'assemblage ou le rechargement par brasage-diffusion de pieces en superalliages |
| US8425979B2 (en) * | 2011-07-25 | 2013-04-23 | United Technologies Corporation | Maskant free diffusion coating process |
| US9718255B2 (en) * | 2011-11-03 | 2017-08-01 | Barson Composites Corporation | Corrosion-resistant diffusion coatings |
| FR2992977B1 (fr) * | 2012-07-03 | 2017-03-10 | Snecma | Procede et outillage pour le depot d'un revetement metallique en phase vapeur sur des pieces en super alliages |
| WO2014144437A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Rolls-Royce Corporation | Slurry-based coating restoration |
| WO2015155745A1 (en) * | 2014-04-10 | 2015-10-15 | Ge Avio S.R.L. | Process for forming a component by means of additive manufacturing, and powder dispensing device for carrying out such a process |
| DE102018202297A1 (de) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | MTU Aero Engines AG | Vorrichtung und Verfahren zum Gasphasenbeschichten von Werkstücken |
| US11028480B2 (en) | 2018-03-19 | 2021-06-08 | Applied Materials, Inc. | Methods of protecting metallic components against corrosion using chromium-containing thin films |
| US11466364B2 (en) | 2019-09-06 | 2022-10-11 | Applied Materials, Inc. | Methods for forming protective coatings containing crystallized aluminum oxide |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1770177A (en) * | 1924-09-08 | 1930-07-08 | Edwin D Martin | Production of coated metallic objects |
| US2109485A (en) * | 1936-06-23 | 1938-03-01 | Globe Steel Tubes Co | Impregnation of metals with silicon |
| FR1126055A (fr) * | 1954-05-31 | 1956-11-14 | Siemens Planiawerke Ag | Procédé pour l'obtention de couches ou d'alliages d'aluminium |
| FR1433497A (fr) * | 1965-02-16 | 1966-04-01 | Snecma | Procédé de dépôt d'une couche protectrice sur une pièce métallique par une méthode en phase vapeur |
| US3515095A (en) * | 1967-05-03 | 1970-06-02 | Avco Corp | Coating process |
| US3958047A (en) | 1969-06-30 | 1976-05-18 | Alloy Surfaces Co., Inc. | Diffusion treatment of metal |
| US3979273A (en) * | 1975-05-27 | 1976-09-07 | United Technologies Corporation | Method of forming aluminide coatings on nickel-, cobalt-, and iron-base alloys |
| US4132816A (en) * | 1976-02-25 | 1979-01-02 | United Technologies Corporation | Gas phase deposition of aluminum using a complex aluminum halide of an alkali metal or an alkaline earth metal as an activator |
| US4148936A (en) * | 1976-12-23 | 1979-04-10 | General Electric Company | Method for diffusion coating an Fe-Ni base alloy with chromium |
| US4332843A (en) | 1981-03-23 | 1982-06-01 | General Electric Company | Metallic internal coating method |
| US4501776A (en) * | 1982-11-01 | 1985-02-26 | Turbine Components Corporation | Methods of forming a protective diffusion layer on nickel, cobalt and iron base alloys |
| GB2167773A (en) * | 1984-11-29 | 1986-06-04 | Secr Defence | Improvements in or relating to coating processes |
| JPH0819514B2 (ja) * | 1986-07-07 | 1996-02-28 | 株式会社豊田中央研究所 | 表面処理方法およびその装置 |
| US5217757A (en) * | 1986-11-03 | 1993-06-08 | United Technologies Corporation | Method for applying aluminide coatings to superalloys |
| US4835011A (en) | 1986-11-03 | 1989-05-30 | United Technologies Corporation | Yttrium enriched aluminide coatings |
-
1990
- 1990-10-09 US US07/594,455 patent/US5071678A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-10-03 EP EP91630077A patent/EP0480867B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-03 DE DE69117129T patent/DE69117129T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-09 JP JP29059391A patent/JP3318337B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001032061A (ja) * | 1999-05-26 | 2001-02-06 | General Electric Co <Ge> | ニッケル基超合金およびコバルト基超合金を同時にアルミナイズする方法 |
| 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 |
| US7294361B2 (en) | 2001-01-11 | 2007-11-13 | Mtu Aero Engines Gmbh | Method and device for gas phase diffusion coating of metal components |
| US7700154B2 (en) | 2005-11-22 | 2010-04-20 | United Technologies Corporation | Selective aluminide coating process |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE69117129T2 (de) | 1996-07-04 |
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| DE69117129D1 (de) | 1996-03-28 |
| US5071678A (en) | 1991-12-10 |
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