JPH108236A - 離散した付加的な保護コーティングを施した高温合金物品およびその製造方法 - Google Patents
離散した付加的な保護コーティングを施した高温合金物品およびその製造方法Info
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- JPH108236A JPH108236A JP9036123A JP3612397A JPH108236A JP H108236 A JPH108236 A JP H108236A JP 9036123 A JP9036123 A JP 9036123A JP 3612397 A JP3612397 A JP 3612397A JP H108236 A JPH108236 A JP H108236A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 高温動作物品の選択された表面域に環境抵抗
性のスポットタイプのコーティング。 【解決手段】 表面の選択された離散された区域（Ｗ）
に、Ｐｔ、ＲｈおよびＰｄの少なくとも一種の元素を含
む第一のコーティング部分（Ａ）の平均厚さ（ｈ）が約
０．０００２≦ｈ＜０．００６″となり、選択されされ
た元素（Ｌ）の平均分布が少なくとも約０．０７ｇ／平
均インチとなるように塗布する工程、Ａを非酸化雰囲気
中において約１８００〜２０５０°Ｆで約１／２−４時
間加熱してＬをＷと拡散させる工程、およびＡをアルミ
ニウム化してＷの上にＬおよび基体のアルミニウム化物
を含みそしてＬを少なくとも約１７ｗｔ％で含む外側部
分と、Ｌ、基体のアルミニウム化物および基体から拡散
された元素を含む拡散帯域である内側部分とを含んだ環
境抵抗性コーティングを与え、その全厚さの平均ｈを約
０．００１−０．００５″とする工程を含む方法。
性のスポットタイプのコーティング。 【解決手段】 表面の選択された離散された区域（Ｗ）
に、Ｐｔ、ＲｈおよびＰｄの少なくとも一種の元素を含
む第一のコーティング部分（Ａ）の平均厚さ（ｈ）が約
０．０００２≦ｈ＜０．００６″となり、選択されされ
た元素（Ｌ）の平均分布が少なくとも約０．０７ｇ／平
均インチとなるように塗布する工程、Ａを非酸化雰囲気
中において約１８００〜２０５０°Ｆで約１／２−４時
間加熱してＬをＷと拡散させる工程、およびＡをアルミ
ニウム化してＷの上にＬおよび基体のアルミニウム化物
を含みそしてＬを少なくとも約１７ｗｔ％で含む外側部
分と、Ｌ、基体のアルミニウム化物および基体から拡散
された元素を含む拡散帯域である内側部分とを含んだ環
境抵抗性コーティングを与え、その全厚さの平均ｈを約
０．００１−０．００５″とする工程を含む方法。
Description
【０００１】発明の分野 本発明は環境保護のために被覆された高温Ｎｉ基超合金
物品に係わり、特に付加的な環境保護コーティングを有
する少なくとも１つの離散された選択された区域を物品
表面に含むこのような物品に係わる。発明の背景 ガスタービンエンジンの部品のような高温物品の動作中
には、露出された物品の表面は極めて腐食性および酸化
性の条件に曝される可能性がある。そのため、ガスター
ビン技術の開発においてはこのような不利な条件に抵抗
性の種々のコーティングを開発することが包含されてい
る。既知のこうしたコーティングには商業的に利用しう
る形態のＣｏｄｅｐコーティングアルミニウム化が含ま
れ、その例が１９７１年８月１０日付けのＬｅｖｉｎｅ
の米国特許第３，５９８，６３８号明細書および１９７
２年６月６日付けのＬｅｖｉｎｅ等の米国特許第３，６
６７，９８５号明細書のような米国特許明細書に開示さ
れている。総体的なアルミニウム化に関連して１９７７
年１月１８日付けのＧｒｉｓｉｋの米国特許第４，００
４，０４７号明細書に記載されている如きパッチタイプ
のコーティングによる局部的なアルミニウム化がある。
物品に係わり、特に付加的な環境保護コーティングを有
する少なくとも１つの離散された選択された区域を物品
表面に含むこのような物品に係わる。発明の背景 ガスタービンエンジンの部品のような高温物品の動作中
には、露出された物品の表面は極めて腐食性および酸化
性の条件に曝される可能性がある。そのため、ガスター
ビン技術の開発においてはこのような不利な条件に抵抗
性の種々のコーティングを開発することが包含されてい
る。既知のこうしたコーティングには商業的に利用しう
る形態のＣｏｄｅｐコーティングアルミニウム化が含ま
れ、その例が１９７１年８月１０日付けのＬｅｖｉｎｅ
の米国特許第３，５９８，６３８号明細書および１９７
２年６月６日付けのＬｅｖｉｎｅ等の米国特許第３，６
６７，９８５号明細書のような米国特許明細書に開示さ
れている。総体的なアルミニウム化に関連して１９７７
年１月１８日付けのＧｒｉｓｉｋの米国特許第４，００
４，０４７号明細書に記載されている如きパッチタイプ
のコーティングによる局部的なアルミニウム化がある。
【０００２】環境保護に使用される他の形態の高温コー
ティングは、アルミニウム化と共に、白金族金属特にＰ
ｔ、ＲｈおよびＰｄから選んだ金属の組合せを含んでい
る。このコーティングを組み合わせる形態は１９７４年
６月２５日付けのＢｕｎｇａｒｄｔ等の米国特許第３，
８１９，３３８号明細書および１９７６年９月７日付け
のＰａｎｚｅｒａ等の米国特許第３，９７９，２７３号
明細書に記載されている。
ティングは、アルミニウム化と共に、白金族金属特にＰ
ｔ、ＲｈおよびＰｄから選んだ金属の組合せを含んでい
る。このコーティングを組み合わせる形態は１９７４年
６月２５日付けのＢｕｎｇａｒｄｔ等の米国特許第３，
８１９，３３８号明細書および１９７６年９月７日付け
のＰａｎｚｅｒａ等の米国特許第３，９７９，２７３号
明細書に記載されている。
【０００３】高圧タービン翼（ＨＰＴＢ）のような高温
で動作するガスタービンエンジンの部品に対する保護コ
ーティングとして全体の白金アルミニウム化物コーティ
ングを含めた種々のタイプのコーティングが報告されそ
して使用されている。しかしながら、このような物品の
製造および／または使用中にある種の問題が認識されて
いる。例えば、典型的なＨＰＴＢの稼働寿命の間に、当
初の製造費用が比較的に高いこのような部品の耐用寿命
を延長するために一般的に何回かの部分的な補修および
少なくとも一回の完全な補修が必要とされる。このよう
な後の補修を複雑にしているのは、一般にサーマルバリ
アコーティングと呼ばれそして一般的にはイットリアの
ような物質によって安定化されたジルコニアのようなセ
ラミックタイプの材料に基づいている環境保護コーティ
ングが物品の当初の製造において塗布されていることに
よる可能性がある。セラミックをベースとしているこの
ようなコーティングは、金属をベースとするコーティン
グよりも、脆くそして当初の被覆の後に例えば補修など
でその後に加工される場合に剥落する傾向が大きい。そ
のために、サーマルバリアコーティングで被覆された物
品の表面の離散された区域の補修は更に困難をきわめ
る。あらゆるケースにおいて、表面の環境保護コーティ
ングが施されている高温動作物品の表面の局部的な離散
された選択された箇所を補修するためあるいはその環境
抵抗を向上するために信頼性の高いスポットタイプの即
ち離散された表面域のコーティングが必要とされてい
る。
で動作するガスタービンエンジンの部品に対する保護コ
ーティングとして全体の白金アルミニウム化物コーティ
ングを含めた種々のタイプのコーティングが報告されそ
して使用されている。しかしながら、このような物品の
製造および／または使用中にある種の問題が認識されて
いる。例えば、典型的なＨＰＴＢの稼働寿命の間に、当
初の製造費用が比較的に高いこのような部品の耐用寿命
を延長するために一般的に何回かの部分的な補修および
少なくとも一回の完全な補修が必要とされる。このよう
な後の補修を複雑にしているのは、一般にサーマルバリ
アコーティングと呼ばれそして一般的にはイットリアの
ような物質によって安定化されたジルコニアのようなセ
ラミックタイプの材料に基づいている環境保護コーティ
ングが物品の当初の製造において塗布されていることに
よる可能性がある。セラミックをベースとしているこの
ようなコーティングは、金属をベースとするコーティン
グよりも、脆くそして当初の被覆の後に例えば補修など
でその後に加工される場合に剥落する傾向が大きい。そ
のために、サーマルバリアコーティングで被覆された物
品の表面の離散された区域の補修は更に困難をきわめ
る。あらゆるケースにおいて、表面の環境保護コーティ
ングが施されている高温動作物品の表面の局部的な離散
された選択された箇所を補修するためあるいはその環境
抵抗を向上するために信頼性の高いスポットタイプの即
ち離散された表面域のコーティングが必要とされてい
る。
【０００４】発明の要約 一つの形態では、本発明は物品の表面の選択された離散
された区域の上に環境抵抗性のコーティングを施す方法
に係わる。被覆すべき選択された区域に隣接した表面域
の被覆を回避するために、表面の選択された離散された
区域に隣接した物品表面のその他の区域は特に物品表面
と実質的に非反応性の物質により通常マスクされる。表
面のこの選択された離散された区域に、Ｐｔ、Ｒｈおよ
びＰｄから選ばれた少なくとも一種の元素を含む第一の
コーティング部分が、約０．０００２″乃至０．０００
６″未満の範囲の平均厚さおよび少なくとも約０．０７
グラム／平方インチの平均原子分布となるように塗布さ
れる。この第一の部分を非酸化性雰囲気において約１８
００−２０５０°Ｆの範囲の温度で約１／２−４時間加
熱して選択された元素を表面のこの離散された区域中に
拡散する。次いでこの第一の部分をアルミニウム化して
表面のこの選択された区域の上にニッケルアルミニウム
化物と共にこの中に少なくとも約１７ｗｔ％の含有量で
拡散された選択された元素好ましくはＰｔを含む外側部
分を含んだ環境抵抗性のコーティングが提供される。塗
布された外側部分が２相の形態にある場合は、選択され
た元素は第一の相内に選択された元素のアルミニウム化
物として存在し、ニッケルアルミニウム化物の第二の相
がこれと分散しており、第一の相における選択された元
素の含有量は少なくとも約４０ｗｔ％となっている。コ
ーティングの内側部分はニッケルアルミニウム化物およ
び表面の選択された区域から拡散された元素内に拡散さ
れた白金のような選択された元素を含んでなっている。
こうして、約０．００１−０．００５″の範囲の平均全
厚さのコーティングが提供される。
された区域の上に環境抵抗性のコーティングを施す方法
に係わる。被覆すべき選択された区域に隣接した表面域
の被覆を回避するために、表面の選択された離散された
区域に隣接した物品表面のその他の区域は特に物品表面
と実質的に非反応性の物質により通常マスクされる。表
面のこの選択された離散された区域に、Ｐｔ、Ｒｈおよ
びＰｄから選ばれた少なくとも一種の元素を含む第一の
コーティング部分が、約０．０００２″乃至０．０００
６″未満の範囲の平均厚さおよび少なくとも約０．０７
グラム／平方インチの平均原子分布となるように塗布さ
れる。この第一の部分を非酸化性雰囲気において約１８
００−２０５０°Ｆの範囲の温度で約１／２−４時間加
熱して選択された元素を表面のこの離散された区域中に
拡散する。次いでこの第一の部分をアルミニウム化して
表面のこの選択された区域の上にニッケルアルミニウム
化物と共にこの中に少なくとも約１７ｗｔ％の含有量で
拡散された選択された元素好ましくはＰｔを含む外側部
分を含んだ環境抵抗性のコーティングが提供される。塗
布された外側部分が２相の形態にある場合は、選択され
た元素は第一の相内に選択された元素のアルミニウム化
物として存在し、ニッケルアルミニウム化物の第二の相
がこれと分散しており、第一の相における選択された元
素の含有量は少なくとも約４０ｗｔ％となっている。コ
ーティングの内側部分はニッケルアルミニウム化物およ
び表面の選択された区域から拡散された元素内に拡散さ
れた白金のような選択された元素を含んでなっている。
こうして、約０．００１−０．００５″の範囲の平均全
厚さのコーティングが提供される。
【０００５】別の形態では、本発明は基体例えばＮｉ基
超合金基体のような高温合金基体あるいは既に前もって
塗布されている環境コーティングの基体とこの基体と拡
散した少なくとも一つの離散した表面部分とを有し、こ
の離散した表面部分の上に環境抵抗性の付加的なコーテ
ィングを含んだ物品を提供する。コーティングはニッケ
ルアルミニウム化物の外側部分を含み、このニッケルア
ルミニウム化物中には、一形態においては別個の相とし
て、金属Ｐｔ、ＲｈおよびＰｄの少なくとも一種が拡散
されている。このような２相の外側部分の形態は少なく
とも約４０ｗｔ％の含有量の金属Ｐｔ、ＲｈおよびＰｄ
の少なくとも一種（好ましくはＰｔ）のアルミニウム化
物からなる第一の相と、これと共に散在したニッケルア
ルミニウム化物からなる第二の相とを含み、そして外側
部分のＡｌ含有量は少なくとも約２０ｗｔ％である。コ
ーティングはまた内側部分をも含み、この内側部分は外
側部分と基体との間の拡散帯域であり、拡散された選択
元素例えばＰｔを、ニッケルアルミニウム化物および基
体の外側の部分から拡散された元素と共に、含んでい
る。
超合金基体のような高温合金基体あるいは既に前もって
塗布されている環境コーティングの基体とこの基体と拡
散した少なくとも一つの離散した表面部分とを有し、こ
の離散した表面部分の上に環境抵抗性の付加的なコーテ
ィングを含んだ物品を提供する。コーティングはニッケ
ルアルミニウム化物の外側部分を含み、このニッケルア
ルミニウム化物中には、一形態においては別個の相とし
て、金属Ｐｔ、ＲｈおよびＰｄの少なくとも一種が拡散
されている。このような２相の外側部分の形態は少なく
とも約４０ｗｔ％の含有量の金属Ｐｔ、ＲｈおよびＰｄ
の少なくとも一種（好ましくはＰｔ）のアルミニウム化
物からなる第一の相と、これと共に散在したニッケルア
ルミニウム化物からなる第二の相とを含み、そして外側
部分のＡｌ含有量は少なくとも約２０ｗｔ％である。コ
ーティングはまた内側部分をも含み、この内側部分は外
側部分と基体との間の拡散帯域であり、拡散された選択
元素例えばＰｔを、ニッケルアルミニウム化物および基
体の外側の部分から拡散された元素と共に、含んでい
る。
【０００６】好ましい実施の態様の記述 高温環境抵抗を要する離散された付加的の追加の表面コ
ーティングが望まれる二つの一般的な場合は、物品の部
分の部分的な補修即ち「ミニ」補修を行う間、並びに特
に厳しい高温動作条件に曝される物品表面の一箇所以上
の選択された箇所の保護を製造又は補修の間に向上する
ためである。このような選択される物品表面の例にはタ
ービン翼の先端、前縁または後縁あるいはプラットホー
ム表面のような激しい浸食、酸化、腐蝕あるいは潜在的
な摩擦を受ける表面を含みうる。
ーティングが望まれる二つの一般的な場合は、物品の部
分の部分的な補修即ち「ミニ」補修を行う間、並びに特
に厳しい高温動作条件に曝される物品表面の一箇所以上
の選択された箇所の保護を製造又は補修の間に向上する
ためである。このような選択される物品表面の例にはタ
ービン翼の先端、前縁または後縁あるいはプラットホー
ム表面のような激しい浸食、酸化、腐蝕あるいは潜在的
な摩擦を受ける表面を含みうる。
【０００７】近代のガスタービンエンジンのタービン翼
は運転環境に曝される表面上にしばしば白金アルミニウ
ム化物コーティングを含んでいる。表面の単に一箇所ま
たは数箇所の離散された区域のみが補修を必要としてい
るときに、コーティング全体を取り替えたのでは物質お
よび労力の両面において費用がかかる。本発明は物品表
面の選択された離散された区域に対してコスト的に有効
な離散箇所での付加的な保護コーティングを提供する。
は運転環境に曝される表面上にしばしば白金アルミニウ
ム化物コーティングを含んでいる。表面の単に一箇所ま
たは数箇所の離散された区域のみが補修を必要としてい
るときに、コーティング全体を取り替えたのでは物質お
よび労力の両面において費用がかかる。本発明は物品表
面の選択された離散された区域に対してコスト的に有効
な離散箇所での付加的な保護コーティングを提供する。
【０００８】本発明の付加的なコーティングはガスター
ビンエンジンのタービンセクションで受ける厳しい動作
条件に対して所望される環境保護を提供するようバラン
スをとった元素含有量を有する内側および外側部分を、
しかも、空気力学的な表面要件に適合した厚さを有しそ
して例えばこの複合付加コーティングに隣接するサーマ
ルバリアコーティングの剥落に耐えるような、スポット
補修即ち離散区域の補修として、含む。本発明の評価に
際して、この保護コーティングの構造を発達させた熱処
理と共に、元素含有量の量の注意深いバランスおよび各
塗布された層または部分の分布と厚さとを組み合わせる
ことによりこのような望ましいコーティングが提供でき
ることが分かった。
ビンエンジンのタービンセクションで受ける厳しい動作
条件に対して所望される環境保護を提供するようバラン
スをとった元素含有量を有する内側および外側部分を、
しかも、空気力学的な表面要件に適合した厚さを有しそ
して例えばこの複合付加コーティングに隣接するサーマ
ルバリアコーティングの剥落に耐えるような、スポット
補修即ち離散区域の補修として、含む。本発明の評価に
際して、この保護コーティングの構造を発達させた熱処
理と共に、元素含有量の量の注意深いバランスおよび各
塗布された層または部分の分布と厚さとを組み合わせる
ことによりこのような望ましいコーティングが提供でき
ることが分かった。
【０００９】本発明の一つの物品の形態においては、離
散された付加的なコーティングはニッケルアルミニウム
化物を含んだ外側部分を含んでおり、このニッケルアル
ミニウム化物中にＰｔ、ＲｈおよびＰｄから選んだ少な
くとも一種の元素（好ましくはＰｔ）が拡散されてお
り、そこでの選択元素は少なくとも約１７ｗｔ％であ
る。別の形態においては、塗布された外側部分は二つの
散在した相の外側部分からなり、第一の相は白金族元素
好ましくはＰｔのアルミニウム化物からなり、この中に
はコーティングの他の成分と拡散された時に十分な保護
が提供されるようにこのような元素が少なくとも約４０
ｗｔ％含有されており、そして第二の相はニッケルアル
ミニウム化物からなっている。同じ理由からＡｌが少な
くとも約２０ｗｔ％含有されている。この外側部分のい
ずれの形態に対しても、同じく後の加熱処理の間に発達
される内側部分が組み合わされ、この内側部分は外側部
分と基体との間の拡散帯域であってニッケルアルミニウ
ム化物および基体から拡散された元素と共に拡散された
選択元素例えばＰｔを含んでいる。
散された付加的なコーティングはニッケルアルミニウム
化物を含んだ外側部分を含んでおり、このニッケルアル
ミニウム化物中にＰｔ、ＲｈおよびＰｄから選んだ少な
くとも一種の元素（好ましくはＰｔ）が拡散されてお
り、そこでの選択元素は少なくとも約１７ｗｔ％であ
る。別の形態においては、塗布された外側部分は二つの
散在した相の外側部分からなり、第一の相は白金族元素
好ましくはＰｔのアルミニウム化物からなり、この中に
はコーティングの他の成分と拡散された時に十分な保護
が提供されるようにこのような元素が少なくとも約４０
ｗｔ％含有されており、そして第二の相はニッケルアル
ミニウム化物からなっている。同じ理由からＡｌが少な
くとも約２０ｗｔ％含有されている。この外側部分のい
ずれの形態に対しても、同じく後の加熱処理の間に発達
される内側部分が組み合わされ、この内側部分は外側部
分と基体との間の拡散帯域であってニッケルアルミニウ
ム化物および基体から拡散された元素と共に拡散された
選択元素例えばＰｔを含んでいる。
【００１０】本発明の方法の形態においては、付加的な
コーティングを塗布すべき一箇所或いはそれ以上の表面
の離散した区域を選択しそして隣接した区域を洗浄しそ
れから非反応性のマスキング材料でマスクした後に、Ｐ
ｔ、ＲｈおよびＰｄのような白金族金属から選択された
元素の第一のコーティング部分を塗布する。この実施例
では、被覆すべき物品はときどきルネ（Ｒｅｎｅ′）８
０合金と呼ばれる１９７１年１０月２６日付けのＲｏｓ
ｓの米国特許第３，６１５，３７６号明細書に記載され
た形態の市販のＮｉ基超合金で形成されたガスタービン
エンジンのタービン翼であった。翼の選択された表面域
をこの区域に存在するコーティングをグリットブラステ
ィングによって取り除いて清浄にし、ニッケル基超合金
を基体として露出する。隣接した区域はメッキテープで
マスクした。本発明の評価に際しては元素Ｐｔを使用し
そして標準の商業的な電気メッキで付着した。しかし、
Ｐｔの塗布には種々の方法が知られており、電気メッキ
の他に、筆メッキまたはスポットメッキ、放電付着、イ
オンメッキ、スパッタリングなどがある。Ｐｔ付着の形
態については前述のＢｕｎｇａｒｄｔ等およびＰａｎｚ
ｅｒａ等の米国特許明細書に記載されている。しかしな
がら、本発明の方法によれば、満足のいく環境抵抗性を
有する離散されたスポットタイプのコーティングを提供
するためには、塗布したＰｔは十分な保護のために少な
くとも約０．０００２″しかし約０．０００６″未満の
範囲の平均厚さでなければならないことが認められ、
０．０００６″或いはそれ以上の水準では得られる白金
アルミニウム化物のコーティングが脆くなることが認め
られている。更に、均一な表面の保護を提供するために
は、平均のＰｔの分布は少なくとも約０．０７グラム／
平方インチでなければならない。
コーティングを塗布すべき一箇所或いはそれ以上の表面
の離散した区域を選択しそして隣接した区域を洗浄しそ
れから非反応性のマスキング材料でマスクした後に、Ｐ
ｔ、ＲｈおよびＰｄのような白金族金属から選択された
元素の第一のコーティング部分を塗布する。この実施例
では、被覆すべき物品はときどきルネ（Ｒｅｎｅ′）８
０合金と呼ばれる１９７１年１０月２６日付けのＲｏｓ
ｓの米国特許第３，６１５，３７６号明細書に記載され
た形態の市販のＮｉ基超合金で形成されたガスタービン
エンジンのタービン翼であった。翼の選択された表面域
をこの区域に存在するコーティングをグリットブラステ
ィングによって取り除いて清浄にし、ニッケル基超合金
を基体として露出する。隣接した区域はメッキテープで
マスクした。本発明の評価に際しては元素Ｐｔを使用し
そして標準の商業的な電気メッキで付着した。しかし、
Ｐｔの塗布には種々の方法が知られており、電気メッキ
の他に、筆メッキまたはスポットメッキ、放電付着、イ
オンメッキ、スパッタリングなどがある。Ｐｔ付着の形
態については前述のＢｕｎｇａｒｄｔ等およびＰａｎｚ
ｅｒａ等の米国特許明細書に記載されている。しかしな
がら、本発明の方法によれば、満足のいく環境抵抗性を
有する離散されたスポットタイプのコーティングを提供
するためには、塗布したＰｔは十分な保護のために少な
くとも約０．０００２″しかし約０．０００６″未満の
範囲の平均厚さでなければならないことが認められ、
０．０００６″或いはそれ以上の水準では得られる白金
アルミニウム化物のコーティングが脆くなることが認め
られている。更に、均一な表面の保護を提供するために
は、平均のＰｔの分布は少なくとも約０．０７グラム／
平方インチでなければならない。
【００１１】本発明の方法では、Ｐｔを付着した後、こ
の実施例ではＰｔを含む第一の部分が真空あるいは不活
性ガスを含む非酸化性の雰囲気中で約１８００−２０５
０°Ｆの範囲の温度において約１／２−４時間加熱され
てＰｔを離散された表面域中に拡散した。この実施例で
は、付着されたＰｔの厚さは約０．０００２−０．００
０４″であり、加熱は真空中において約１８００−１９
５０°Ｆの範囲の温度で１／２−２時間行ってＰｔを基
体と拡散した。
の実施例ではＰｔを含む第一の部分が真空あるいは不活
性ガスを含む非酸化性の雰囲気中で約１８００−２０５
０°Ｆの範囲の温度において約１／２−４時間加熱され
てＰｔを離散された表面域中に拡散した。この実施例で
は、付着されたＰｔの厚さは約０．０００２−０．００
０４″であり、加熱は真空中において約１８００−１９
５０°Ｆの範囲の温度で１／２−２時間行ってＰｔを基
体と拡散した。
【００１２】このようにＰｔのような白金族金属で被覆
された選択された離散された表面部分は、上記のＬｅｖ
ｉｎｅ等の米国特許第３，６６７，９８５号明細書に記
載された充填拡散浸透タイプの方法のような標準の商業
的なアルミニウム化法、上記のＬｅｖｉｎｅの米国特許
第３，５９８，６３８号明細書に記載されているような
蒸気のみを表面と接触させる方法、あるいはアルミニウ
ム化用粉末のスラリーを表面に接触させる方法によるな
どして、アルミニウム化される。しかし、本発明の方法
によれば、アルミニウム化はスポットタイプのコーティ
ングに十分な保護が得られるように外側部分に少なくと
も約１７ｗｔ％のＰｔそして２相の外側部分の形態に対
しては少なくとも約４０ｗｔ％のＰｔが与えられるよう
に、そして塗布された離散されたコーティングのひび割
れあるいはスポーリングを回避するために約０．００１
−０．００５″の平均全コーティング厚さを提供するよ
うに、行う必要がある。
された選択された離散された表面部分は、上記のＬｅｖ
ｉｎｅ等の米国特許第３，６６７，９８５号明細書に記
載された充填拡散浸透タイプの方法のような標準の商業
的なアルミニウム化法、上記のＬｅｖｉｎｅの米国特許
第３，５９８，６３８号明細書に記載されているような
蒸気のみを表面と接触させる方法、あるいはアルミニウ
ム化用粉末のスラリーを表面に接触させる方法によるな
どして、アルミニウム化される。しかし、本発明の方法
によれば、アルミニウム化はスポットタイプのコーティ
ングに十分な保護が得られるように外側部分に少なくと
も約１７ｗｔ％のＰｔそして２相の外側部分の形態に対
しては少なくとも約４０ｗｔ％のＰｔが与えられるよう
に、そして塗布された離散されたコーティングのひび割
れあるいはスポーリングを回避するために約０．００１
−０．００５″の平均全コーティング厚さを提供するよ
うに、行う必要がある。
【００１３】この実施例では、アルミニウム化は処理部
分を拡散しそして本発明のコーティングの構造を提供す
るために非酸化性の雰囲気中で約１８５０−２０５０°
Ｆの範囲の温度において約１−４時間加熱しながら行わ
れた。しかしながら、或形態の商業的なアルミニウム化
ではこのような熱処理を行わずにもっと低い温度で行う
ことができる。アルミニウム化を物品をアルミニウム化
用粉末の充填物中に浸漬する充填タイプの方法によって
行うと、一般に上記の２相構造の外側部分がこの方法に
より生成された。このような外側部分においては、第一
の相の外側層の白金アルミニウム化物中のＰｔ含有量は
少なくとも約４０ｗｔ％でなければならない。しかし、
単にアルミニウム化用の蒸気を基体に接触させるときの
ように、上述した単一相の外側部分が生成されるときに
は、約１７−２５ｗｔ％の範囲のＰｔが最終のコーティ
ングに十分な環境抵抗を与えることができることが認め
られた。同じ理由から、Ａｌ含有量は少なくとも約２０
ｗｔ％であるべきである。
分を拡散しそして本発明のコーティングの構造を提供す
るために非酸化性の雰囲気中で約１８５０−２０５０°
Ｆの範囲の温度において約１−４時間加熱しながら行わ
れた。しかしながら、或形態の商業的なアルミニウム化
ではこのような熱処理を行わずにもっと低い温度で行う
ことができる。アルミニウム化を物品をアルミニウム化
用粉末の充填物中に浸漬する充填タイプの方法によって
行うと、一般に上記の２相構造の外側部分がこの方法に
より生成された。このような外側部分においては、第一
の相の外側層の白金アルミニウム化物中のＰｔ含有量は
少なくとも約４０ｗｔ％でなければならない。しかし、
単にアルミニウム化用の蒸気を基体に接触させるときの
ように、上述した単一相の外側部分が生成されるときに
は、約１７−２５ｗｔ％の範囲のＰｔが最終のコーティ
ングに十分な環境抵抗を与えることができることが認め
られた。同じ理由から、Ａｌ含有量は少なくとも約２０
ｗｔ％であるべきである。
【００１４】上記した本発明の方法を実施することによ
り、物品の選択された離散された表面部分の上に環境抵
抗性の付加的なコーティングが得られた。本発明の上記
の実施例では、コーティングは上述したような外側部分
と内側部分とを含んでいた。一つの形態では、外側部分
は２つの相を含んでおり、第一の相は白金アルミニウム
化物からなり、これは顕微鏡写真で比較的明るい相とし
て現れ、そのＰｔ含有量は少なくとも約４０ｗｔ％であ
った。この第一の相と共に第二の相が分散されており、
この第二の相はニッケルアルミニウム化物からなり、こ
れは顕微鏡写真で比較的暗い相として現れ、好ましくは
第二の相は第一の相とほぼ等しい容量で存在し、そのＡ
ｌ含有量は少なくとも約２０ｗｔ％であった。内側部分
は外側部分とニッケル基超合金基体との間の拡散帯域で
あって拡散された白金、ニッケルアルミニウム化物およ
び基体から拡散された元素を含んでいた。コーティング
の平均の全厚さは約０．００１−０．００５″の範囲で
あった。別の形態においては、外側部分はニッケルアル
ミニウム化物を含んだ単一相の構造をしておりその中に
少なくとも約１７ｗｔ％のＰｔが拡散されていた。
り、物品の選択された離散された表面部分の上に環境抵
抗性の付加的なコーティングが得られた。本発明の上記
の実施例では、コーティングは上述したような外側部分
と内側部分とを含んでいた。一つの形態では、外側部分
は２つの相を含んでおり、第一の相は白金アルミニウム
化物からなり、これは顕微鏡写真で比較的明るい相とし
て現れ、そのＰｔ含有量は少なくとも約４０ｗｔ％であ
った。この第一の相と共に第二の相が分散されており、
この第二の相はニッケルアルミニウム化物からなり、こ
れは顕微鏡写真で比較的暗い相として現れ、好ましくは
第二の相は第一の相とほぼ等しい容量で存在し、そのＡ
ｌ含有量は少なくとも約２０ｗｔ％であった。内側部分
は外側部分とニッケル基超合金基体との間の拡散帯域で
あって拡散された白金、ニッケルアルミニウム化物およ
び基体から拡散された元素を含んでいた。コーティング
の平均の全厚さは約０．００１−０．００５″の範囲で
あった。別の形態においては、外側部分はニッケルアル
ミニウム化物を含んだ単一相の構造をしておりその中に
少なくとも約１７ｗｔ％のＰｔが拡散されていた。
【００１５】以上、本発明は種々の実施の態様、実施例
および組合せに関連して記載された。しかしながら、本
発明は添付の特許請求の範囲に定義されたその範囲から
逸脱することなく種々の修正、変更および拡大が可能で
あることが関連技術に携わる当業者に認識され理解され
よう。
および組合せに関連して記載された。しかしながら、本
発明は添付の特許請求の範囲に定義されたその範囲から
逸脱することなく種々の修正、変更および拡大が可能で
あることが関連技術に携わる当業者に認識され理解され
よう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・ロイ・ワーシング，ジュニア アメリカ合衆国、オハイオ州、シンシナテ ィ、マンダリン・コート、1637番
Claims (9)
- 【請求項１】 物品の基体としての表面の選択された離
散された区域の上に環境抵抗性のコーティングを施す方
法において、 この表面の離散された区域にＰｔ、ＲｈおよびＰｄから
なる群から選択された少なくとも一種の元素を含む第一
のコーティング部分を平均厚さが約０．０００２″乃至
０．０００６″未満までの範囲となりそして選択された
元素の平均分布が少なくとも約０．０７グラム／平方イ
ンチとなるように塗布する工程、 前記第一の部分を非酸化性雰囲気中において約１８００
−２０５０°Ｆの範囲の温度で約１／２−４時間加熱し
て前記選択された元素を前記表面の離散された区域と拡
散させる工程、および前記第一の部分をアルミニウム化
して前記表面の選択された区域の上に前記選択された元
素および基体のアルミニウム化物を含みそして前記選択
された元素を少なくとも約１７ｗｔ％の含有量で含む外
側部分と、前記選択された元素、基体のアルミニウム化
物および基体から拡散された元素を含む拡散帯域である
内側部分とを含んだ環境抵抗性コーティングを与えそし
てこのコーティングの全厚さの平均を約０．００１−
０．００５″の範囲とする工程、からなる方法。 - 【請求項２】 基体がニッケル基超合金である請求項１
記載の方法。 - 【請求項３】 アルミニウム化工程が約１８５０−２０
５０°Ｆの範囲の温度で約１−４時間加熱して内側拡散
部分と２相の外側部分を与えることを含み、 前記２相の外側部分が（ａ）Ｐｔ、ＲｈおよびＰｄから
なる群から選択された少なくとも一種の元素のアルミニ
ウム化物からなりこの選択された元素を少なくとも約４
０ｗｔ％の含有量で含む第一の相、およびこれと共に散
在した（ｂ）アルミニウム化物からなりＡｌを少なくと
も約２０ｗｔ％の含有量で含む第二の相を含み、そし
て、 前記内側部分が前記外側部分と基体との間の拡散帯域で
そして前記選択された元素、ニッケルアルミニウム化物
および基体から拡散された元素を含んでいる、請求項２
記載の方法。 - 【請求項４】 選択された元素がＰｔであり、 Ｐｔが約０．０００２−０．０００４″の範囲の厚さに
塗布され、そして前記第一の部分が約１８００−１９５
０°Ｆの範囲の温度で約１／２−２時間加熱される、請
求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 加熱により外側部分に白金アルミニウム
化物をニッケルアルミニウム化物と共に拡散して含んだ
単一相構造を与える請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 基体および該基体と共に拡散した少なく
とも一つの離散した表面部分を有し、該離散した表面部
分が環境抵抗性の付加的なコーティングを含み、該コー
ティングが基体のアルミニウム化物およびこの内部に拡
散されたＰｔ、ＲｈおよびＰｄからなる群から選択され
た少なくとも一種の元素少なくとも約１７ｗｔ％を含む
外側部分、および外側部分と基体との間の拡散帯域であ
って基体のアルミニウム化物および基体から拡散された
元素と共に拡散された選択元素を含む内側部分、を含
み、そして前記コーティングの全厚さの平均が約０．０
０１−０．００５″の範囲である物品。 - 【請求項７】 基体がニッケル基超合金であり、 選択された元素がＰｔであり、そしてコーティングの外
側部分がニッケルアルミニウム化物を含む単一相の外側
部分であり、そのアルミニウム含有量が少なくとも約２
０ｗｔ％でありそしてニッケルアルミニウム化物内に約
１７−２５ｗｔ％のＰｔが拡散されている、請求項６記
載の物品。 - 【請求項８】 基体がニッケル基超合金であり、 コーティングの外側部分が２相の外側部分であり、 前記２相の外側部分が（ａ）Ｐｔ、ＲｈおよびＰｄから
なる群から選択された少なくとも一種の元素のアルミニ
ウム化物からなりこの選択された元素を少なくとも約４
０ｗｔ％の含有量で含む第一の相、およびこれと共に散
在した（ｂ）ニッケルアルミニウム化物からなりＡｌを
少なくとも約２０ｗｔ％の含有量で含む第二の相を含ん
でいる、請求項６記載の物品。 - 【請求項９】 選択された元素がＰｔであり、そしてア
ルミニウム化物が白金アルミニウム化物である、請求項
８記載の物品。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/606,903 US5897966A (en) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | High temperature alloy article with a discrete protective coating and method for making |
| US08/606903 | 1996-02-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH108236A true JPH108236A (ja) | 1998-01-13 |
| JP3973171B2 JP3973171B2 (ja) | 2007-09-12 |
Family
ID=24429982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03612397A Expired - Fee Related JP3973171B2 (ja) | 1996-02-26 | 1997-02-20 | 離散した付加的な保護コーティングを施した高温合金物品およびその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5897966A (ja) |
| JP (1) | JP3973171B2 (ja) |
| DE (1) | DE19706447B4 (ja) |
| FR (1) | FR2748494B1 (ja) |
| GB (1) | GB2310435B (ja) |
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