JPH09268366A - チタンーアルミニウム系金属間化合物の耐酸化被膜およびそのコーティング方法 - Google Patents

チタンーアルミニウム系金属間化合物の耐酸化被膜およびそのコーティング方法

Info

Publication number
JPH09268366A
JPH09268366A JP10401196A JP10401196A JPH09268366A JP H09268366 A JPH09268366 A JP H09268366A JP 10401196 A JP10401196 A JP 10401196A JP 10401196 A JP10401196 A JP 10401196A JP H09268366 A JPH09268366 A JP H09268366A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
titanium
intermetallic compound
aluminum
treatment
coating
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.)
Withdrawn
Application number
JP10401196A
Other languages
English (en)
Inventor
Kosuke Ishihara
広助 石原
Shinichiro Nomi
伸一郎 能美
Hisafumi Akigawa
尚史 秋川
Hideyuki Mitsumata
秀幸 三俣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SENSHIN ZAIRYO RIYOU GAS JIENE
SENSHIN ZAIRYO RIYOU GAS JIENEREETA KENKYUSHO KK
Original Assignee
SENSHIN ZAIRYO RIYOU GAS JIENE
SENSHIN ZAIRYO RIYOU GAS JIENEREETA KENKYUSHO KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SENSHIN ZAIRYO RIYOU GAS JIENE, SENSHIN ZAIRYO RIYOU GAS JIENEREETA KENKYUSHO KK filed Critical SENSHIN ZAIRYO RIYOU GAS JIENE
Priority to JP10401196A priority Critical patent/JPH09268366A/ja
Publication of JPH09268366A publication Critical patent/JPH09268366A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemically Coating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温で長時間の運転がなされるガスタービン
の部品に適用しても耐酸化性、TiAl化合物との密着
性、コーティングの健全性が確保される被膜およびその
コーティング方法を提供する。 【解決手段】 チタンーアルミニウム系金属間化合物2
の表面を被膜1の密着性がよくなるように表面処理し、
この表面処理された表面上に上層とチタンーアルミニウ
ム系金属間化合物2の表面との密着性をよくする下地層
を形成し、この下地層上に密着性のよいPtメッキ層を
形成し、このPtメッキ層にアルミニウムを拡散させて
なるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はチタンーアルミニウ
ム系金属間化合物の耐酸化被膜およびそのコーティング
方法に関する。さらに詳しくは、チタンーアルミニウム
系金属間化合物を900℃前後の温度雰囲気下でも長時
間の使用を可能とする耐酸化被膜およびそのコーティン
グ方法に関する。
【0002】
【従来の技術】軽量耐熱材料として有望視されているチ
タンーアルミニウム系金属間化合物(以下、TiAl化
合物という)は、既存のチタン合金に比べ700℃まで
優れた耐酸化性を有するが、その温度を超えて使用する
と酸化が急速に進行する。そのため、TiAl化合物を
ガスタービンやジェットエンジン(以下、ガスタービン
で代表させる)の雰囲気温度が900℃前後となる個所
に使用する部品に適用するためには、耐酸化コーティン
グが必要不可欠であり、従来より、TiAl化合物に対
するプラズマ溶射やPVD法による被膜の形成あるいは
拡散処理により表面処理などの提案がなされている。
【0003】例えば、耐熱被膜として知られる、MCr
AlおよびMCrAlXをマグネトロンスパッタリング
法により、TiAl化合物上にコーティングし、TiA
l化合物の耐酸化性におよぼす被膜効果の検討について
の報告がなされている(「CoCrAlおよびCoCr
AlY被膜によるTiAlの高温耐食性の向上」、日本
金属学会誌、第57巻、第7号(1993年)、781
〜789頁)。ここで、MはNi,Co,Feまたはそ
れらの合金であり、Xは微量のY,Ce,Hfなどの酸
素活性化元素である。前記文献においては、これらの合
金によれば、保護性の高いAl23スケールが形成され
るとの報告がなされ、また酸素活性化元素は酸化速度を
下げ、スケールの密着性を上げる効果があるとの報告が
なされている。
【0004】あるいは、ゾルーゲル法により、TiAl
化合物上に酸化物系セラミックスを形成させ、高温酸化
試験を行い、TiAl化合物の耐酸化性の評価について
の報告がなされている(「SiO2被膜によるTiAl
の高温酸化特性の向上」、日本金属学会誌、第57巻、
第6号(1993年)、666〜673頁)。なお、こ
こで用いられているゾルーゲル法は、金属アルコキシド
などの有機金属化合物の加水分解、縮重合反応により酸
化物を形成させるものであり、比較的低い温度で、均質
かつ高純度の酸化物セラミックスを合成できるものであ
る。
【0005】あるいは、化学量論組成近傍でAl濃度の
異なるTiーAl二元系合金、およびTiとAlの比は
ほぼ化学量論組成で酸素濃度の異なる合金の酸化特性、
およびこれらの合金に低酸素分圧加熱処理を施した場合
の耐酸化特性改善についての研究と第3元素添加の影響
についての検討結果についての報告がなされている
(「TiAlの耐酸化特性および低酸素分圧下熱処理の
効果」、耐熱金属材料第123委員会研究報告、Vo
l.32,No.3:第5回検討会)。なお、ここで用
いられている低酸素分圧加熱処理とは、真空中、すなわ
ち低酸素分圧下で熱処理してTiAl化合物の耐酸化特
性を向上させる手法である。
【0006】しかしながら、前記いずれの提案において
もその評価は比較的短時間の試験結果についてのもので
あり、実際のガスタービンについて適用された場合につ
いての報告はなされていない。そのため、前記いずれの
提案にかかわる被膜形成法や表面処理法をそのまま高温
で長時間の運転がなされるガスタービンの部品に適用し
た場合、TiAl化合物との密着性およびコーティング
の健全性などが問題となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、高温で長時間の
運転がなされるガスタービンの部品に適用しても耐酸化
性、TiAl化合物との密着性、コーティングの健全性
が確保される被膜およびそのコーティング方法を提供す
ることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のチタンーアルミ
ニウム系金属間化合物の耐酸化被膜は、ベーパーブラス
ト処理および塩酸エッチング処理がなされたチタンーア
ルミニウム系金属間化合物の表面に、Crストライク処
理およびPtメッキ処理により形成された被膜を所定の
熱処理後にアルミナジング処理してなることを特徴とす
る。
【0009】一方、本発明のチタンーアルミニウム系金
属間化合物の耐酸化被膜のコーティング方法は、チタン
ーアルミニウム系金属間化合物の表面を被膜の密着性が
よくなるように表面処理し、この表面処理された表面上
に上層とチタンーアルミニウム系金属間化合物の表面と
の密着性をよくする下地層を形成し、この下地層上に密
着性のよいPtメッキ層を形成し、このPtメッキ層に
アルミニウムを拡散させることを特徴とする。
【0010】本発明のチタンーアルミニウム系金属間化
合物の耐酸化被膜のコーティング方法は、より具体的に
は、チタンーアルミニウム系金属間化合物の表面をベー
パーブラスト処理する手順と、前記ベーパーブラスト処
理されたチタンーアルミニウム系金属間化合物を塩酸エ
ッチング処理する手順と、前記塩酸エッチング処理され
たチタンーアルミニウム系金属間化合物上にCr下地層
を形成する手順と、前記Cr下地層が形成されたチタン
ーアルミニウム系金属間化合物上にPtメッキ層を形成
する手順と、前記Ptメッキ層をCr下地層に拡散させ
る手順と、前記Ptメッキ層にアルミニウムを拡散させ
る手順とを含んでなることを特徴とするものである。
【0011】
【作用】本発明により形成された被膜はTiAl化合物
との密着性がよく、しかも健全かつ緻密なものであるた
め、この被膜が形成されたTiAl化合物の酸化を長時
間にわたって防止する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明はかか
る実施の形態のみに限定されるものではない。
【0013】図1に本発明の被膜1が形成されているT
iAl化合物2を模式図で示し、この被膜1は、Pt,
PtAl2TiAlなどからなるものである。そして、
この被膜1のTiAl化合物2へのコーティングは下記
手順によりなされる。 (1)ベーパーブラスト処理 (2)塩酸エッチング処理 (3)Crストライク処理 (4)Ptメツキ処理 (5)熱処理 (6)Al拡散処理(アルミナイジング処理)
【0014】以下、各処理について個別に説明する。
【0015】(1)ベーパーブラスト処理 この処理は、酸化物、炭化物等の硬質粒子を水とともに
空気圧で加速し、被処理物表面に吹き付けることによ
り、被処理物表面層を物理的に除去し、活性な表面を得
るための処理であって、同時に後の被膜の密着性をよく
するために有効な被処理物表面の適度な粗面化を行うこ
とができるものである。なお、ベーパーブラスト圧は、
例えば5kg/cm2とされる。
【0016】(2)塩酸エッチング処理 この処理は、前記(1)においてブラスト処理された被
処理物を塩酸または塩酸を含む混酸中に浸漬してその表
面を溶解することにより、化学的に活性な表面を得る処
理であって、後のメッキ層の密着力を確保するために行
うものである。例えば、液温30℃の塩酸試薬1級(原
液)溶液に浸漬し、浸漬後における発泡から5分間程度
浸漬して、被処理物の表面をエッチングする。また、処
理後は被処理物の表面をイオン交換水、例えば軟水によ
り水洗する。
【0017】(3)Crストライク処理 この処理は、クロム酸ー硫酸を含む電解溶液中で被処理
物を陰極として電解(メッキ)し、表面に2μm程度の
金属クロム層(クロム下地層)を形成させる処理であっ
て、次に実施するPtメッキの密着力を確保するために
行うものである。
【0018】(4)Ptメツキ処理 この処理は、プラチナイオンまたは錯体を含む電解溶液
中で被処理物を陰極として電解(メッキ)し、表面に1
0μm程度の金属プラチナ層を形成させる処理である。
【0019】(5)熱処理(Ptメッキ層拡散処理) この処理は、前記(4)で形成されたPtメッキ層をク
ロム下地層に拡散させて密着性を確保する処理である。
例えば、Ptメッキ層が形成された被処理物を真空度が
10μHgよりも高真空下で、処理温度が800℃±1
0℃で1時間程度保持し、ついでガスファン冷却により
常温まで冷却する。
【0020】(6)Al拡散処理(アルミナイジング処
理) アルミニウムが充填されたレトルトを真空炉に導入した
後、100Torrより高真空になるまで真空引きし、
ついで1040℃程度に加熱・保持してPtメッキ層が
形成された被処理物表面にアルミニウムを拡散させる処
理である。
【0021】このように、この実施の形態によれば、均
質で緻密なPtメッキーアルミナイジングが形成され、
耐酸化性、TiAl化合物2との密着性、健全性が確保
される被膜1をTiAl化合物2に形成することができ
る。
【0022】
【実施例】以下、具体的な実施例に基づいて本発明をよ
り詳細に説明する。
【0023】実施例 TiAl化合物表面に前記手順により被膜を50〜15
0μm程度の厚さで形成し、その断面を図2に示す。ま
た、この被膜が形成されたTiAl化合物に対して高温
環境下での適用試験を下記条件の下で行い、試験後の断
面を図3に、コーティング表面組成の分析結果を図4に
それぞれ示す。図2、図3および図4より長時間の炉内
酸化試験においてもPtメッキーアルミナイジングから
なるコーティング層は存在しており、TiAl化合物の
酸化を防止しているのがわかる。
【0024】試験条件 試験内容:大気炉による加熱酸化試験 加熱条件:900℃x300時間
【0025】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
TiAl化合物の対酸化性を著しく向上できるという優
れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】TiAl化合物に本発明の被膜形成した状態を
示す説明図である。
【図2】実施例の被膜形成の断面図である。
【図3】実施例の試験後の断面図である。
【図4】実施例のコーティング表面組成の分析結果のグ
ラフである。
【符号の説明】
1 被膜 2 TiAl化合物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋川 尚史 神戸市西区高塚台2丁目8番1号 川崎重 工業株式会社西神工場内株式会社先進材料 利用ガスジェネレータ研究所西神分室内 (72)発明者 三俣 秀幸 神戸市西区高塚台2丁目8番1号 川崎重 工業株式会社西神工場内株式会社先進材料 利用ガスジェネレータ研究所西神分室内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベーパーブラスト処理および塩酸エッチ
    ング処理がなされたチタンーアルミニウム系金属間化合
    物の表面に、Crストライク処理およびPtメッキ処理
    により形成された被膜を所定の熱処理後にアルミナジン
    グ処理してなることを特徴とするチタンーアルミニウム
    系金属間化合物の耐酸化被膜。
  2. 【請求項2】 チタンーアルミニウム系金属間化合物の
    表面を被膜の密着性がよくなるように表面処理し、この
    表面処理された表面上に上層とチタンーアルミニウム系
    金属間化合物の表面との密着性をよくする下地層を形成
    し、この下地層上に密着性のよいPtメッキ層を形成
    し、このPtメッキ層にアルミニウムを拡散させること
    を特徴とするチタンーアルミニウム系金属間化合物の耐
    酸化被膜のコーティング方法。
  3. 【請求項3】 チタンーアルミニウム系金属間化合物の
    表面をベーパーブラスト処理する手順と、 前記ベーパーブラスト処理されたチタンーアルミニウム
    系金属間化合物を塩酸エッチング処理する手順と、 前記塩酸エッチング処理されたチタンーアルミニウム系
    金属間化合物上にCr下地層を形成する手順と、 前記Cr下地層が形成されたチタンーアルミニウム系金
    属間化合物上にPtメッキ層を形成する手順と、 前記Ptメッキ層をCr下地層に拡散させる手順と、 前記Ptメッキ層にアルミニウムを拡散させる手順とを
    含んでなることを特徴とするチタンーアルミニウム系金
    属間化合物の耐酸化被膜のコーティング方法。
JP10401196A 1996-03-29 1996-03-29 チタンーアルミニウム系金属間化合物の耐酸化被膜およびそのコーティング方法 Withdrawn JPH09268366A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10401196A JPH09268366A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 チタンーアルミニウム系金属間化合物の耐酸化被膜およびそのコーティング方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10401196A JPH09268366A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 チタンーアルミニウム系金属間化合物の耐酸化被膜およびそのコーティング方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09268366A true JPH09268366A (ja) 1997-10-14

Family

ID=14369335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10401196A Withdrawn JPH09268366A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 チタンーアルミニウム系金属間化合物の耐酸化被膜およびそのコーティング方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09268366A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2071046A3 (de) * 2007-12-14 2010-10-20 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Platinbasierte Hochtemperturschutzschicht auf Aluminium-reichen Titanlegierungen und Titan-Aluminiden

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2071046A3 (de) * 2007-12-14 2010-10-20 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Platinbasierte Hochtemperturschutzschicht auf Aluminium-reichen Titanlegierungen und Titan-Aluminiden

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3001161B2 (ja) スーパーアロイに用いるアルミニウム処理コーティング
US5078837A (en) Process for producing wear resistant coatings for engine components
US6830827B2 (en) Alloy coating, method for forming the same, and member for high temperature apparatuses
EP1801257A2 (en) High strength NiPtAIHf Bondcoat
US6881452B2 (en) Method for improving the TBC life of a single phase platinum aluminide bond coat by preoxidation heat treatment
US7138189B2 (en) Heat-resistant Ti alloy material excellent in resistance to corrosion at high temperature and to oxidation
WO1996015284A1 (en) Method of producing reactive element modified-aluminide diffusion coatings
US20080187773A1 (en) Method for the Protection of Titanium Alloys Against High Temperatures and Material Produced
JP2782451B2 (ja) 高耐食性重畳めっき鋼板
JP2002146555A (ja) 反応性元素を添加したアルミニウム化物コーティングを金属基体上に形成する方法
JPH09268366A (ja) チタンーアルミニウム系金属間化合物の耐酸化被膜およびそのコーティング方法
JP2004269951A (ja) 耐ハロゲンガス皮膜被覆部材およびその製造方法
JPH0525636A (ja) 装飾用乾式TiNめつきステンレス鋼材の製造方法
JPH0693412A (ja) 耐熱性Ti系合金
JPH0525635A (ja) 乾式Ti系めつきステンレス鋼材の製造方法
JP3035209B2 (ja) 耐食性材料及びその製造方法
US3200015A (en) Process for coating high temperature alloys
JP2003041383A (ja) 半導体製造装置用部材およびその製造方法
JP3338734B2 (ja) 耐溶融金属用部材およびその製造方法
KR920002707B1 (ko) 초내열 Ni기 합금의 백금-알루미나이드 코팅방법
CN112708860B (zh) 复合涂层材料、其制备方法及应用
JP3220012B2 (ja) 硬質めっき皮膜被覆部材とその製造方法
JP2002285319A (ja) 耐酸化性および耐摩耗性に優れた高温用部材およびその製造方法
CN115125592A (zh) 一种Pt改性铝化物涂层及其制备方法与应用
JP3403521B2 (ja) 耐溶融金属用部材およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030603