JPH10273786A5

JPH10273786A5 -

Info

Publication number: JPH10273786A5
Application number: JP1997326283A
Authority: JP
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2017-11-27

Claims

マルチレイヤーのサーマルバリヤー被膜を有する超合金基体であって、該被膜は、基体に隣り合うインナー領域とこれから離れたアウター領域を有するボンド被膜、該ボンド被膜上の酸化物層及び該酸化物層の上のセラミック・サーマルバリヤー被膜から構成されており、該ボンド被膜は該ボンド被膜の少なくともアウター領域にアルミニウムを含み、前記基体は、チタン、タンタルおよびハフニウムから選択されかつそれから拡散し得る少なくとも一つの悪性元素を含み、さらに、該ボンド被膜は少なくともインナー領域に炭化金属、ホウ素化金属および窒化金属から選択される少なくとも一つの金属化合物を含み、当該少なくとも一つの金属化合物は、超合金基体から前記アルミニウム含有合金ボンド被膜へ拡散する少なくとも一つの悪性元素と反応可能であり、それにより前記金属化合物中の前記金属は前記ボンド被膜へ放出され、そして前記悪性元素と、前記金属化合物から前記金属が放出された残りの残部とにより別異の化合物が形成されることを特徴とする前記超合金基体。
前記少なくとも一つの金属化合物が、炭化クロム、炭化マンガン、炭化モリブデン、炭化アルミニウム、炭化ニッケルまたは炭化タングステンの一つまたはそれ以上である請求項１に請求されるマルチレイヤーのサーマルバリヤー被膜を有する超合金基体。
前記少なくとも一つの金属化合物は、粒子の形態のものであり、これら粒子は、前記ボンド被膜の少なくともインナー領域全体に均一に分布されているものである請求項１又は請求項２に請求されるマルチレイヤーのサーマルバリヤー被膜を有する超合金基体。
前記ボンド被膜は、アルミニウム含有合金ボンド被膜であって、このアルミニウム含有合金ボンド被膜の全体にわたって均一に分布された前記少なくとも一つの金属化合物を有している請求項１から請求項３のいずれかに請求されるマルチレイヤーのサーマルバリヤー被膜を有する超合金基体。
アルミニウム含有合金ボンド被膜は、MCrAlY合金からなり、このMCrAlY合金において、Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅの内の少なくとも一つである請求項４に請求されたマルチレイヤーのサーマルバリヤー被膜を有する超合金基体。
前記のボンド被膜のインナー領域とアウター領域はそれぞれ、第１の被膜と、この第１の被膜上に積層され第1の被膜とは別個の第２のアルミニウム含有合金被膜とから構成され、該第１の被膜は、ニッケル・アルミニウム合金、ニッケル・コバルト合金、ニッケル・クロム合金、コバルト・アルミニウム合金又はコバルト・クロム合金からなり、該第１の被膜全体にわたり均一に分布された前記少なくとも一つの金属化合物を有している請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に請求されたマルチレイヤーのサーマルバリヤー被膜を有する超合金基体。
ボンド被膜のインナー領域とアウター領域は、それぞれ第１の被膜と、この第１の被膜上に積層され、第１の被覆とは別個の第２のアルミニウム含有合金被膜とから構成され、前記アルミニウム含有合金被膜上には、白金族金属強化アルミニウム含有合金層が積層され、ついで、このプラチナ族金属強化アルミニウム含有合金層の上にプラチナ族金属類の少なくとも一つのアルミニウム金属相間化合物（アルミナイド）の被膜が積層されているもので、前記の第１の被膜は、ニッケル・アルミニウム合金、ニッケル・コバルト合金、ニッケル・クロム合金、コバルト・アルミニウム合金又はコバルト・クロム合金を含み、該第１の被膜全体にわたり均一に分布された前記少なくとも一つの金属化合物を有しているものである請求項１、請求項２または請求項３に請求されたマルチレイヤーのサーマルバリヤー被膜を有する超合金基体。
ボンド被膜のインナー領域とアウター領域はそれぞれ、アルミニウム含有合金ボンド被膜、該アルミニウム含有合金ボンド被膜上の白金族金属強化アルミニウム含有合金層とから構成され、この白金族金属強化アルミニウム含有合金層上にはプラチナ族金属類の少なくとも一つのアルミニウム金属相間化合物の被膜が積層されているもので、前記アルミニウム含有合金ボンド被覆全体にわたり均一に分布された前記少なくとも一つの金属化合物を有しているものである請求項１、請求項２または請求項３に請求されたマルチレイヤーのサーマルバリヤー被膜を有する超合金基体。
アルミニウム含有合金ボンド被膜は、MCrAlY合金からなり、このMCrAlY合金において、Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅの内の少なくとも一つである請求項８に請求されたマルチレイヤーのサーマルバリヤー被膜を有する超合金基体。
超合金基体の面にマルチレイヤーのサーマルバリヤー被膜を施す方法であり、この方法は、超合金基体にボンド被覆を施す工程；このボンド被膜の上に酸化物層を形成する工程及び；該酸化物層の上にセラミック被膜を形成する工程からなり；上記のボンド被膜のインナー領域は前記基体に隣り合い、そしてアウター領域はそれから隔たり、ボンド被覆は該ボンド被覆の少なくともアウター領域にアルミニウムを含み、ボンド被覆は該ボンド被膜の少なくともインナー領域に炭化金属、ホウ素化金属および窒化金属から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含み、該少なくとも一つの金属化合物は、前記基体中に含まれておりかつチタン、タンタルおよびハフニウムから選ばれる少なくとも一つの悪性元素と反応可能であり、そしてそれにより悪性元素との別異の化合物が形成されることを特徴とする前記方法。
アルミニウム含有合金ボンド被覆がこのアルミニウム含有合金ボンド被覆全体にくまなく均一に分布された前記少なくとも一つの金属化合物を含む、請求項１０に請求された方法。
第１のボンド被覆全体にくまなく均一に分布された前記少なくとも一つの金属化合物を含む第１のボンド被覆を施して前記ボンド被覆のインナー領域を形成し、次いで前記第１の被覆から隔たった第２のアルミニウム含有合金被覆を施してボンド被覆のアウター領域を形成することからにより、ボンド被覆が施される請求項１０に請求される方法。
アルミニウム含有合金被覆にプラチナ族金属の層を施す工程；および、超合金基体を熱処理してプラチナ族金属をアルミニウム含有合金被覆中に拡散させてプラチナ族金属強化アルミニウム含有合金層と該プラチナ族金属強化アルミニウム含有合金層上に少なくとも一つのプラチナ族金属のアルミニウム相間化合物の被覆を創出する工程からなり、そして酸化物層が該プラチナ族金属のアルミニウム金属相間化合物の少なくとも一つの被覆上に形成されるものである工程を含む請求項１２に請求される方法。
アルミニウム含有合金被覆にプラチナ族金属の層を施す工程；および、超合金基体を熱処理してプラチナ族金属をアルミニウム含有合金被覆中に拡散させてアルミニウム含有合金被覆上のプラチナ族金属強化アルミニウム含有合金層と該プラチナ族金属強化アルミニウム含有合金層上の少なくとも一つのプラチナ族金属のアルミニウム相間化合物の被覆を創出する工程からなり、そして酸化物層が少なくとも該プラチナ族金属のアルミニウム金属相間化合物の被覆上に形成されるものである工程を含む請求項１１に請求される方法。
前記少なくとも一つの金属化合物が炭化クロム、炭化マンガン、炭化モリブデン、炭化アルミニウム、炭化ニッケルまたは炭化タングステンの一つまたはそれ以上である請求項１４に請求される方法。
前記少なくとも一つの金属化合物が、粒子の形態であり、第１の被覆全体にくまなく均一に分布してなる請求項１２に請求される方法。
前記少なくとも一つの金属化合物が、粒子の形態であり、アルミニウム含有合金被覆全体にくまなく均一に分布してなる請求項１０または請求項１３に請求される方法。
アルミニウム含有合金ボンド被膜は、MCrAlY合金からなり、このMCrAlY合金において、Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅの内の少なくとも一つである請求項１０から１７のいずれかに請求される方法。
第１の被覆が、該第１の被膜全体にくまなく均一に分布された前記少なくとも一つの金属化合物を含む、ニッケル・アルミニウム合金、ニッケル・コバルト合金、ニッケル・クロム合金、コバルト・アルミニウム合金又はコバルト・クロム合金からなる請求項１２から１８のいずれかに請求される方法。
アルミニウム含有合金被膜をプラズマスプレイ、真空プラズマスプレイまたは物理蒸着手段により施す請求項１０から請求項１９のいずれか一つに請求される方法。
前記第１の被膜をエアープラズマスプレイ又は真空プラズマスプレイ手段により施す請求項１３又は請求項１９のいずれか一つに請求される方法。
前記プラチナ族金属を電気めっき手段により施す請求項１３から請求項１９のいずれか一つに請求される方法。
超合金基体を熱処理してプラチナ族金属をアルミニウム含有合金被膜へ拡散する拡散熱処理は、前記超合金基体に適切な溶液熱処理温度に応じての１０００℃から１２００℃の範囲の温度において約１時間にわたって行われるものである請求項１３から請求項１９のいずれか一つに請求される方法。
拡散熱処理は、１１００℃から１２００℃の範囲の温度において行われるものである請求項２３に請求される方法。
セラミックサーマルバリヤー被膜は、電子ビーム物理蒸着手段または、エアープラズマスプレイ手段により施される請求項１０から請求項２４のいずれか一つに請求される方法。