JPH0827559A - 遮熱コーティング方法 - Google Patents
遮熱コーティング方法Info
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- JPH0827559A JPH0827559A JP6161736A JP16173694A JPH0827559A JP H0827559 A JPH0827559 A JP H0827559A JP 6161736 A JP6161736 A JP 6161736A JP 16173694 A JP16173694 A JP 16173694A JP H0827559 A JPH0827559 A JP H0827559A
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- alumina
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- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
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Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 トップコート３とボンドコート２の間に酸素
阻止機能を有するアルミナ層を形成し、遮熱コートの寿
命を延ばす。 【構成】 ニッケル基合金またはコバルト基合金または
鉄基合金よりなる母材１にニッケル基合金またはコバル
ト基合金を溶射して接着性を向上させるボンドコート２
を形成し、該ボンドコート２上にアルミナを溶射してア
ルミナコート４を形成し、該アルミナコート４の上にジ
ルコニア系セラミックスを溶射してトップコート３を形
成する。
阻止機能を有するアルミナ層を形成し、遮熱コートの寿
命を延ばす。 【構成】 ニッケル基合金またはコバルト基合金または
鉄基合金よりなる母材１にニッケル基合金またはコバル
ト基合金を溶射して接着性を向上させるボンドコート２
を形成し、該ボンドコート２上にアルミナを溶射してア
ルミナコート４を形成し、該アルミナコート４の上にジ
ルコニア系セラミックスを溶射してトップコート３を形
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、タービン、ジェットエ
ンジンなど用いられるタービンブレード、燃焼器などの
高温部材を熱から保護するコーティングを行う遮熱コー
ティング方法に関する。
ンジンなど用いられるタービンブレード、燃焼器などの
高温部材を熱から保護するコーティングを行う遮熱コー
ティング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービや航空機用ジェントエンジン
のタービンブレード、燃焼器などの高温部材は高温に晒
されるのでその表面に熱の伝達を少なくする遮熱コーテ
ィングが施されている。この遮熱コーティングはニッケ
ル基合金やコバルト基合金の母材に金属粉末を溶射して
母材との結合を強化するボンドコートと、MgO あるいは
Y2O3により安定化されたジルコニア（ZrO2）系セラミク
スを溶射したトップコートの２層よりなっている。図２
は従来の遮熱コーティングを模式的に示したもので、母
材１上にボンドコート２が溶射され、このボンドコート
２上にトップコート３が溶射されている。
のタービンブレード、燃焼器などの高温部材は高温に晒
されるのでその表面に熱の伝達を少なくする遮熱コーテ
ィングが施されている。この遮熱コーティングはニッケ
ル基合金やコバルト基合金の母材に金属粉末を溶射して
母材との結合を強化するボンドコートと、MgO あるいは
Y2O3により安定化されたジルコニア（ZrO2）系セラミク
スを溶射したトップコートの２層よりなっている。図２
は従来の遮熱コーティングを模式的に示したもので、母
材１上にボンドコート２が溶射され、このボンドコート
２上にトップコート３が溶射されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ZrO2系セラミクスは熱
伝導率が低く、熱を伝え難い性質を有するが、高温にな
るとイオン性を帯び、酸素をボンドコートおよび母材に
伝えてしまうため、これらが酸化されトップコートが剥
離し易くなるという問題点がある。
伝導率が低く、熱を伝え難い性質を有するが、高温にな
るとイオン性を帯び、酸素をボンドコートおよび母材に
伝えてしまうため、これらが酸化されトップコートが剥
離し易くなるという問題点がある。
【０００４】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、ボンドコートの上に酸素の透過を押さえるアルミ
ナコートをもうけ、ボンドコートや母材の酸化を防止し
トップコートの剥離を防止する遮熱コーティグ方法を提
供することを目的とする。
ので、ボンドコートの上に酸素の透過を押さえるアルミ
ナコートをもうけ、ボンドコートや母材の酸化を防止し
トップコートの剥離を防止する遮熱コーティグ方法を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、ニッケル基合金またはコバルト基合金または鉄基合
金よりなる母材にニッケル基合金またはコバルト基合金
を溶射して接着性を向上させるボンドコートを形成し、
該ボンドコート上にアルミナを溶射してアルミナコート
を形成し、該アルミナコートの上にジルコニア系セラミ
ックスを溶射してトップコートを形成するようにしたも
のである。
め、ニッケル基合金またはコバルト基合金または鉄基合
金よりなる母材にニッケル基合金またはコバルト基合金
を溶射して接着性を向上させるボンドコートを形成し、
該ボンドコート上にアルミナを溶射してアルミナコート
を形成し、該アルミナコートの上にジルコニア系セラミ
ックスを溶射してトップコートを形成するようにしたも
のである。
【０００６】また、前記アルミナコートの厚みを０．０
０５〜０．０２ｍｍにしたものである。
０５〜０．０２ｍｍにしたものである。
【０００７】
【作用】アルミナは酸素の透過率が低いので、トップコ
ートを透過して酸素が浸入してもまたはジルコニア自体
が有する酸素が分離しても、これらの酸素の透過を少な
くするのでボンドコートや母材の酸化が少なくなり、ト
ップコートが剥離するまでの寿命が延びる。
ートを透過して酸素が浸入してもまたはジルコニア自体
が有する酸素が分離しても、これらの酸素の透過を少な
くするのでボンドコートや母材の酸化が少なくなり、ト
ップコートが剥離するまでの寿命が延びる。
【０００８】アルミナは熱伝導性がよいので薄くする
が、あまり薄くすると酸素を阻止する性能も落ちる。
０．００５ｍｍより薄くすると酸素阻止機能が弱まり、
また０．０２ｍｍを越えると熱の伝導が多くなるので、
０．００５〜０．００２ｍｍの範囲の厚みとする。
が、あまり薄くすると酸素を阻止する性能も落ちる。
０．００５ｍｍより薄くすると酸素阻止機能が弱まり、
また０．０２ｍｍを越えると熱の伝導が多くなるので、
０．００５〜０．００２ｍｍの範囲の厚みとする。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本実施例の遮熱コーティングを模式
的に示した図である。母材１としてはガスタービンやジ
ェットエンジンのタービンブレードや燃焼器等に使用さ
れるニッケル基合金、コバルト基合金または鉄基合金が
用いられる。母材１にニッケル基合金またはコバルト基
合金よりなる粉末を溶射してボンドコート２を形成す
る。ニッケル基合金またはコバルト基合金のいづれにす
るかは目的により異なり、例えば耐蝕性を強化する場合
は、母材１がニッケル基合金、コバルト基合金または鉄
基合金のいづれであってもコバルト基合金が用いられ
る。ボンドコート２の厚みは０．０５〜０．２ｍｍの範
囲がよい。
て説明する。図１は本実施例の遮熱コーティングを模式
的に示した図である。母材１としてはガスタービンやジ
ェットエンジンのタービンブレードや燃焼器等に使用さ
れるニッケル基合金、コバルト基合金または鉄基合金が
用いられる。母材１にニッケル基合金またはコバルト基
合金よりなる粉末を溶射してボンドコート２を形成す
る。ニッケル基合金またはコバルト基合金のいづれにす
るかは目的により異なり、例えば耐蝕性を強化する場合
は、母材１がニッケル基合金、コバルト基合金または鉄
基合金のいづれであってもコバルト基合金が用いられ
る。ボンドコート２の厚みは０．０５〜０．２ｍｍの範
囲がよい。
【００１０】ボンドコート２の上面にアルミナ（Al2O3)
の粉末を溶射したアルミナコート４を形成する。アルミ
ナコート４の厚みは０．００５〜０．０２ｍｍの範囲と
する。アルミナコート４の上面にはジルコニア系セラミ
ックスを溶射してトップコート３を形成する。厚みは
０．０５〜０．３ｍｍの範囲がよい。
の粉末を溶射したアルミナコート４を形成する。アルミ
ナコート４の厚みは０．００５〜０．０２ｍｍの範囲と
する。アルミナコート４の上面にはジルコニア系セラミ
ックスを溶射してトップコート３を形成する。厚みは
０．０５〜０．３ｍｍの範囲がよい。
【００１１】次に、本実施例の遮熱コートの働きについ
て説明する。ジルコニア系セラミックスのトップコート
３は熱伝導率が低いため外部からの伝熱を少なくし、母
材１の温度上昇を少なくする。厚みは０．０５ｍｍより
薄くなると遮熱の効果が少なくなり、０．３ｍｍより厚
くしても遮熱効果はあまり向上しない。アルミナコート
４は酸素透過率が低いが熱伝導率がよい。このためトッ
プコート３を透過して入ってくる酸素やZr02より遊離し
た酸素の透過を少なくする。酸素の透過を阻止するため
にはアルミナコート４は厚い方がよいが、あまり厚くす
ると熱伝導率がよいのでトップコート３の遮熱効果を相
殺するため０．０２ｍｍを越えないようにし、またあま
り薄くすると酸素阻止能力が損なわれるので、０．００
５ｍｍより薄くしないようにしている。ボンドコート２
は母材１とアルミナコート４の接着性を強化する。ま
た、コバルト基合金の場合は母材１の耐蝕性も向上させ
る。ボンドコート２の厚みは、厚すぎても接着性はさほ
ど向上せず、薄すぎると接着効果がなくなるので０．０
５〜０．２ｍｍの範囲がよい。
て説明する。ジルコニア系セラミックスのトップコート
３は熱伝導率が低いため外部からの伝熱を少なくし、母
材１の温度上昇を少なくする。厚みは０．０５ｍｍより
薄くなると遮熱の効果が少なくなり、０．３ｍｍより厚
くしても遮熱効果はあまり向上しない。アルミナコート
４は酸素透過率が低いが熱伝導率がよい。このためトッ
プコート３を透過して入ってくる酸素やZr02より遊離し
た酸素の透過を少なくする。酸素の透過を阻止するため
にはアルミナコート４は厚い方がよいが、あまり厚くす
ると熱伝導率がよいのでトップコート３の遮熱効果を相
殺するため０．０２ｍｍを越えないようにし、またあま
り薄くすると酸素阻止能力が損なわれるので、０．００
５ｍｍより薄くしないようにしている。ボンドコート２
は母材１とアルミナコート４の接着性を強化する。ま
た、コバルト基合金の場合は母材１の耐蝕性も向上させ
る。ボンドコート２の厚みは、厚すぎても接着性はさほ
ど向上せず、薄すぎると接着効果がなくなるので０．０
５〜０．２ｍｍの範囲がよい。
【００１２】酸素によりボンドコート２や、さらにボン
ドコート２を透過して母材１が酸化されると、酸化膜が
これらの表面に形成され、この酸化膜よりトップコート
３が剥離するが、酸素の透過をアルミナコート４により
少なくしているので、遮熱コートの寿命を延ばすことが
できる。母材１がニッケル基合金またはコバルト基合金
の場合、従来の遮熱コーティングの場合１１００℃で５
００時間程度、長いものでも１０００時間でトップコー
ト３の剥離が発生するが、本実施例では何れも１０００
時間以上でも剥離は生じておらず寿命が延びている。ま
た母材１が鉄基合金の場合、６００〜７００℃で使用さ
れる場合が多いが、７００℃で１０００時間以上でトッ
プコート３の剥離は生じていない。
ドコート２を透過して母材１が酸化されると、酸化膜が
これらの表面に形成され、この酸化膜よりトップコート
３が剥離するが、酸素の透過をアルミナコート４により
少なくしているので、遮熱コートの寿命を延ばすことが
できる。母材１がニッケル基合金またはコバルト基合金
の場合、従来の遮熱コーティングの場合１１００℃で５
００時間程度、長いものでも１０００時間でトップコー
ト３の剥離が発生するが、本実施例では何れも１０００
時間以上でも剥離は生じておらず寿命が延びている。ま
た母材１が鉄基合金の場合、６００〜７００℃で使用さ
れる場合が多いが、７００℃で１０００時間以上でトッ
プコート３の剥離は生じていない。
【００１３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
はボンドコートとトップコートの間にアルミナの層を形
成することにより、酸素をボンドコート側に透過させる
量を少なくし、ボンドコートや母材の酸化を少なくして
トップコートの剥離するまでの寿命を延ばすことができ
る。
はボンドコートとトップコートの間にアルミナの層を形
成することにより、酸素をボンドコート側に透過させる
量を少なくし、ボンドコートや母材の酸化を少なくして
トップコートの剥離するまでの寿命を延ばすことができ
る。
【図１】本発明の実施例の遮熱コーティングを模式的に
表示したものである。
表示したものである。
【図２】従来の遮熱コーティングを模式的に表示したも
のである。
のである。
１ 母材 ２ ボンドコート ３ トップコート ４ アルミナコート
Claims (2)
- 【請求項１】 ニッケル基合金またはコバルト基合金ま
たは鉄基合金よりなる母材にニッケル基合金またはコバ
ルト基合金を溶射して接着性を向上させるボンドコート
を形成し、該ボンドコート上にアルミナを溶射してアル
ミナコートを形成し、該アルミナコートの上にジルコニ
ア系セラミックスを溶射してトップコートを形成するこ
とを特徴とする遮熱コーティング方法。 - 【請求項２】 前記アルミナコートの厚みを０．００５
〜０．０２ｍｍにしたことを特徴とする請求項１記載の
遮熱コーティング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6161736A JPH0827559A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 遮熱コーティング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6161736A JPH0827559A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 遮熱コーティング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0827559A true JPH0827559A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=15740915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6161736A Pending JPH0827559A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 遮熱コーティング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827559A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6042951A (en) * | 1997-02-06 | 2000-03-28 | Hitachi, Ltd. | Ceramic-coated blade of gas turbine and method of producing same |
| KR100345732B1 (ko) * | 1997-12-20 | 2002-09-18 | 주식회사 포스코 | 단열코팅방법 |
| US6515254B2 (en) | 1998-09-03 | 2003-02-04 | Daimlerchrysler Ag | Method for the surface treatment of a tribological coating |
| CN106767070A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-31 | 山东大学 | 一种平板式环路热管蒸发器及环路热管 |
| CN108715989A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-10-30 | 欧瑞康美科表面技术（上海）有限公司 | 一种等离子喷涂绝缘涂层的制备方法 |
-
1994
- 1994-07-14 JP JP6161736A patent/JPH0827559A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6042951A (en) * | 1997-02-06 | 2000-03-28 | Hitachi, Ltd. | Ceramic-coated blade of gas turbine and method of producing same |
| KR100345732B1 (ko) * | 1997-12-20 | 2002-09-18 | 주식회사 포스코 | 단열코팅방법 |
| US6515254B2 (en) | 1998-09-03 | 2003-02-04 | Daimlerchrysler Ag | Method for the surface treatment of a tribological coating |
| CN106767070A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-31 | 山东大学 | 一种平板式环路热管蒸发器及环路热管 |
| CN108715989A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-10-30 | 欧瑞康美科表面技术（上海）有限公司 | 一种等离子喷涂绝缘涂层的制备方法 |
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