JPS6277484A - 金属製品の洗浄方法 - Google Patents

金属製品の洗浄方法

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JPS6277484A
JPS6277484A JP61166567A JP16656786A JPS6277484A JP S6277484 A JPS6277484 A JP S6277484A JP 61166567 A JP61166567 A JP 61166567A JP 16656786 A JP16656786 A JP 16656786A JP S6277484 A JPS6277484 A JP S6277484A
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    • C23COATING 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
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
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  • ing And Chemical Polishing (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、表面酸化及びその他の腐蝕汚染を除去するた
めの金属製品の洗浄に関する。特に超合金ガスタービン
エンジン製品の基礎となる鉄、ニッケル、あるいはコバ
ルトの洗浄への応用ばかりではない。本発明は、更にそ
れらの製品中の損傷の検出のための工業において、超合
金製品の基礎となる鉄、ニッケルあるいはコバルトの腐
蝕処理にも関する。
(従来の技術) 使用上、損傷を生じるタービン翼および羽などのガスタ
ービンエンジン翼部材を交替するよりむしろ修理能力が
、新しい部品の価格が非常に高いのでエンジン オペレ
ーション コストをumするための非常に重要な要因で
ある。このような部品においては、修復を必要とし、し
かも表面汚染が除去されることで実際に修復できる程度
のクラブキングあるいはひどい腐蝕等修復すべき損傷が
日常発見される。
エンジンの熱い部分から翼と羽根は、他の部品よりきび
しい条件にさらされているため、特に酸化及び腐蝕汚染
しがちである。この汚染をクランクおよび他のタイトス
ポット(tight 5pots)から除去することは
、特に難しい。
ろう付あるいは溶接修復に必要なきれいな表面を提供す
るために作動エンジン部分から表面汚染を除去する多く
の方法が数年以上にわたって実用化されている。より初
期のタービン部品合金には、研暦・噴射仕上、湿式法あ
るいは高温下での水素還元を利用した技術が適当な方法
であった。
しかしながら、新しい合金は、よりきびしい作動条件に
適用させるために開発されたもので、さらに、例えば、
アルミニウム、チタン、ニオブ、ハフニウム、イツトリ
ウムを含むこれらの合金は、該表面汚染がより固くかつ
安定しているので、上記した技術による洗浄を疑う必要
はない。これらの新しい合金のための代わりの技術とし
て、フッ化物を基礎にした反応物が利用されている。
ケラ−らは、レトルト中で高温水素状態を条件としてフ
ッ化物粉末から生産されるガス状反応体を利用したフッ
化物を基礎にした洗浄方法を米国特許第4098450
号に記載している。
洗浄された該部品は、870〜1100℃の範囲内の温
度で反応体作用を受ける。結果として生ずる反応が部品
の該金属酸化物をある程度の揮発性を有しかつ反応ガス
流によって持ちさられるために部品表面から蒸発する傾
向にあるフッ素化合物に変換する。
別のフッ素化合物を基礎した洗浄方法をチャステーンが
米国特許第4188237号と同第4324594号に
記載している。この方法では、ポリテトラフルオロエチ
レン(PTFE)を水素流内、高温下で分解し、またそ
の結果として生じる圧力が金属酸化物のフッ素化合物へ
の変換やそのフッ素化合物の蒸発を利用して部品を洗浄
するために用いられている。
これら先行技術であるフッ素化合物を基礎とした洗浄方
法は、両方とも反応体の連続的な流動性を利用している
この流動性は明らかに入口圧により引き起こされるもの
で、この流動性から、この方法が環境圧以上で、しかも
安定流動状態下で行われると推論される。
前記出願人はろう付修理がエンジン作動性超合金物質さ
らには人工的に損傷をうけた超合金テスト部品の原因と
なり、これらが生じた後にフッ素化合物を基礎した従来
の洗浄方法を行なっても、鋭い表面クラックの浸透には
ほとんど効果がないことを見い出した。効果的でない理
由は、一度十分に洗浄されたクラックに入るろう付合金
の損傷というよりむしろクラックの内側からの酸化物の
除去をくい止めているためと信じられている。
該洗浄方法の状態の欠陥を説明するために、参考として
3つの顕微鏡写真ASBおよびCを図面の第1図に示す
。これらは、内部表面から酸化物が十分除去されなかっ
た結果化じた超合金エンジン構成物のろう付修理を示す
。例示では、その分野の熟練工によって洗浄されかつ修
理された。すべての例示は、ハロゲン化物を基礎とした
方法を使用°して洗浄されている。次のコメントは個々
の顕微鏡写真に対応している。
顕微鏡写真A 倍率×100での視検は、幅が約75μm(0,003
インチ)かつ深さが約400μm(0,016インチ)
のクラックを示している。その修理はクラックの底に酸
化物が残っているため深さ約200μm(0,008イ
ンチ)にしか浸透しない。クラックの底の酸化物ストリ
ンガ−は約475μm(0,019インチ)の長さであ
る。
顕微鏡写真B 倍率×100での視検は、深さが250μm(0,01
0インチ)かつ幅25μm(0,001インチ)の鋭い
酸化されたクラックを示している。
このクラックは、作動エンジンのこの部分に見い出され
たもののうち20個の特徴的なものであった暗塊として
横断面内に現われている表面ろう付の層内で酸化ストリ
ンガ−がある。表面ストリンガ−あるいは酸化されたク
ラックはいずれも十分にろう付されなかった。
顕微鏡写真C 倍率×50での視検は、超合金部分のスルークラック(
through−crack)を示す。クラックの中央
部に不適当な洗浄によって生じた容認できない連続的な
酸化物の包含があり、しかもこれのろう付浸透が非常に
小さいことを見い出した。
明示された顕微鏡写真の3枚すべてが、おそらく特別な
1つの洗浄方法の結果であることから特別な1つの取り
川筋からの加工に関係している。
しかしながら、広く仕事に接触して得た出願人の経験で
は、明示された顕微鏡写真が、先行技術の方法を研究所
よりむしろ工場に適用する限りでの少なくともその方法
状態の見本となることを示している。確立された方法は
、50μmより小さいアクセスディメンション(acc
ess dimension)を有するクラックを洗浄
するには、きわめて非効果的であると考えられている。
先行技術の洗浄方法の効能の限界を越えている鋭い表面
クラックは、作動エンジン超合金部品の最初の解体段階
で日常見い出される。従って、出願人は、洗浄されかつ
修理された部品の限られた寿命が修理されていないクラ
ックの存在の推測により見い出されることをさけるため
に超合金洗浄方法の効能の限界を広げる必要性が真にあ
ると信じている。
すべて酸化物汚染の完全除去が、十分なろう付修理の成
功の絶対的な必須要件ではないと信じられている。
しかしながら、洗浄方法において、そのろう付物質がそ
の基礎となる金属を湿潤しかつ残った酸化物と結合する
ため酸化物の小さな島(islands)のみが残るの
で、効果的には酸化物汚染を十分除かなければならない
。湿潤および界面活性でクラックにろう付物質が流し込
まれるように、可能な限り広範にクラックの隙間に浸透
するような洗浄方法が最重要である。
自律的に送る流動ガス(a pulsed gas f
low)はクラックおよび通路内で蒸気相からコーティ
ングを析出させる可能性を高めるために使用することが
できる。律動的に送る熱分解ガスを使用した方法は、英
国特許第1070396号に記載している。レスタルら
は化学的蒸気析出物による表面コーティングタービン部
品のための方法を英国特許第1549845号に記載し
ており、この方法は、反応生成物と反応生産物の淀みを
除去するのに反応槽内で圧力の循環的な変化を利用して
いる。この方法は、部品内で通路および溝の中を冷却し
てコーティングするための特別の利点を有している。し
かし、通路の典型的な最小限アクセスディメンション(
accessdimension)は、約250.um
(0,01インチ)であり、コーティング方法が直面し
ている問題は、約50μm(0,002インチ)より小
さいアクセスディメンション(access dime
nsions)を有しているクラックに効果的に使うこ
とができる洗浄方法が直面している問題よりずっときび
しさは少ない。
(発明が解決しようとする問題点) 特許請求の範囲に記載された本発明は、先行技術方法の
限界を越えているクラックおよび他の接近しにくい場所
から表面酸化物および腐蝕汚染物を除去することができ
るハロゲン化物洗浄方法を提供しようとするものである
(問題点を解決するための手段〉 本発明は金属製品、特に通路あるいはクランクを含む金
属製品から表面酸化物と腐蝕汚染物を除去するためのハ
ロゲン化物を基礎とする洗浄方法であり、反応室中に少
な(とも1つの金属製品を配置し、少な(とも1つのハ
ロゲン化物成分を含む反応性雰囲気をその反応室に確立
し、そのハロゲン化物あるいは各々ハロゲン化物成分が
製品上の表面酸化物および腐蝕汚染物と反応するのに十
分な活性を有するように反応室内の製品および反応雰囲
気の温度を上げると共に、その温度を製品への熱損傷を
避ける間反応が維持されるよう制御し、さらに周期的に
製品の領域内に反応雰囲気の一般的な移動と、製品内の
各通路あるいはクラックに該ガス状反応体の流入及び流
出をふこして該反応室内の該反応性雰囲の圧力を周期的
に変化させることを特徴とするものである。ハロゲン化
物を基礎とする洗浄方法では、パルス圧サイクルの使用
は、クラックの洗浄を通して可能にしかつ先行技術の効
能の限界以下で十分にアクセスディメンションを有する
超合金組成に障害があることを現在見い出している。
さらに、ハロゲン化物を基礎にする洗浄方法のパルス圧
は、流し込み段階の部品の洗浄方法を使用することによ
って、新しいタービンコーティングの工業に利用しうろ
ことが見い出された。
表面に小さい伝達通路を有するような表面に接近した欠
陥の存在は、非金属混合物によって生じたと指摘するこ
とができる。
このように、不良品の鋳造をしている方法のむだな努力
を避けることができる。対照的に、熱エツチングあるい
は水素洗浄によるタービン鋳造の一般的処理方法は、鋳
造段階(as−cast stage)において前述の
欠点をあば(にはほとんど効果がなく、欠点を見つける
前にひどくむだな努力をすることになる。
“ハロゲン化物”という言葉は、ハロゲンを含む非有機
化合物および有機化合物の両方を意味して使用されてい
る。本発明の方法には、ケラ−およびカスティーンによ
って前に開示した反応性ハロゲン化物゛を基礎にした雰
囲気を用いることができる。そのような雰囲気が利用さ
れる場合、反応温度は、以前開示したノン−パルス(n
on−Pulsed)の先行技術法の範囲、例えば87
0−1100℃の範囲内に維持されるであろう。
本発明では、上記した先行技術のハロゲン化物を基礎に
した反応体の使用を制限するものではなく、実際には出
願人が好ましいとしている反応体は異なる。現時点で好
ましい反応体はフッ素化物ガスであるが、フッ素化合物
、以外のハロゲン化物、例えば塩化物、あるいはフッ素
化合物と例えば塩素化合物との混合物がいくつかの適用
において利用されている。超合金洗浄への適用のために
最初に出願人が選択したハロゲン化物反応体はフルオロ
ホルムガス(CHF、)である。このガスはアルゴンと
混合することで商業的に容易に利用されるものである。
反応体として商業的に利用できるガスを使用することは
、上述した先行技術における場合のように、これらのガ
スを供与する“イン−ジッド(in−situ)反応の
信頼性をさけるものであり、またこれは該方法の習慣性
かつ利用性をかなり増すものである。
反応性雰囲気は、アルミニウムコーティング法であり、
洗浄するための部品が反応体のいかなる個体源からも分
離して用意されているパックとして良く知られた反応体
である反応室内の該パックから生じることができる。
この場合、最小圧の適当な選択および固有な周期数およ
び反応室中かつ蒸気圧上の反応特性による減圧サイクル
で反応体の過度の排気をさけることに注意しなければな
らない。
好ましくは、反応雰囲気が外部源から反応室中に導れる
ことである。これは、周期数及び圧力の異なる選択をよ
り自由に許容できるものである。
等正画線内の反応体(本出願の特許請求の範囲に記載は
ない)として水素とともにフルオロフォルムガスを使用
するハロゲン化物洗浄に関する実験は、圧力が洗浄の効
果を決定する重要な役割をになっていると指摘している
特許請求の範囲に記載された発明に関して、20トール
しかない周期の低圧段階での圧力が望ましく、かったっ
た150トールと言われる雰囲気圧よりずっと小さい圧
力で行なうことが望ましいとも考えられる。好ましい周
期は3−5トールの低圧段階から5O−100)−ルの
高圧段階ま  □である。さらに好ましくは、周期は最
小かつ最大圧の両方の保圧相を含み、前者は狭い通路か
らガスの十分な排出を可能とし、後者は狭い通路にガス
を再導入することを可能にしかつその中で分散や反応を
起こす時間を与えている。
好ましい周期は高圧を18/秒、低圧を15/秒、排出
を5秒、充てん/再充てんを2秒からなる。いずれの付
与された系でも、明らかに、周期制御因子つまりガス流
動およびガス圧あるいはそれらの組合せは時間間隔に基
づくことができる。
反応性雰囲気を遠隔源から反応室中に導入する場合、よ
り好ましくは、雰囲気が例えばアルゴンのような不活性
ガス、あるいは水素のような還元ガス、あるいは不活性
ガスと還元ガスの組合せからなる希釈液を含む。ここで
使用する“反応性雰囲気”の古巣は反応成分を含む雰囲
気に関して使用されるもので、反応的な単独成分を含む
雰囲気を意味すると解釈すべきでない。超合金製品洗浄
では、出願人の最も好ましい雰囲気は、水素とともにフ
ルオロホルムガス/不活性ガスの混合物を含む。このよ
うな雰囲気を備えるため水素およびアルゴン/10%フ
ルオロホルムとの混合物が、種々の割合に混合して使用
される。
好ましくは、周期の排出相において反応室中から排出さ
れるガスは、消費した反応体の再導入をさけるため再保
圧で再導入しない。
しかしながら、もし古いガスが十分消費されていないな
ら、各々再保圧で新鮮なガスを導入する必要がないかも
しれない。各周期で排出したガスの完全な交換のために
採りうる手段は、使用したガスと新しいガスを再保圧で
混合するかあるいは完全な交換によって生じた周期の連
続にともなって古いガスで再保圧するかのどちらかであ
る。そのような手段の系は、反応体の価格あるいは必要
性がまさったことで生じる使い捨て/再利用の困難性が
方法を制御する完全性を高めるのなら魅力も増すであろ
う。本発明のより好ましい具体例は、反応室中に少なく
とも1つの金属製品を配置し、反応室を排気し、さらに
不活性ガスで反応室を再充てん(backfillin
g) L、反応室を加熱し、反応室中に導き、少なくと
も1つのハロゲン化物成分を含む反応雰囲気であり、そ
の後連続的にこの中のガスの反応室中を排気しかつ再決
定した150トール以下の高圧および再決定した低圧間
の反応室内の圧力の各々周期を確立した新鮮な反応雰囲
気で反応室を再度充てんすることを含むものである。こ
の充てん/排気/再充てん周期は、ハロゲン化物洗浄技
術として従来使用している種類の連続的な流動方法より
圧力操作をパルスするのが非常に容易にできるのである
反応室中から回収したガスは、ある程度有毒であるらし
いため注意すべきである。また外気に排出すべきでなく
、認定された消費処理法によるべきである。
本発明の洗浄方法を行うことができる温度は、使用され
る反応体に依存しかつ洗浄される物質にも依存する。
有効な割合で行う酸化物および腐蝕汚染との反応を可能
にするため、反応体中に熱力学的活性がある程度誘発す
るよう十分に温度を上げなければならない。まず、金属
製品の直接熱損傷を避ける必要性から、より高温に限界
を設ける。しかし、また製品に化学的損傷(たとえば、
intergranulardarnage) をさけ
る必要性及び経済性から上限あるいは下限範囲を設定す
る。ニッケルあるいはコバルトを基礎にした超合金では
、好ましくはCHF3、水素、アルゴン雰囲気を使用し
、900−1100℃の範囲内の反応温度が好ましい。
本発明の方法は、また次のろう付処理をする前に、洗浄
する成分から余りの反応体ガスの完全な除去を確実にす
るため洗浄の大部分を完了後、真空加熱処理段階を含む
ものである。出願人は、本発明の目的のため連続的にI
 X 100−’ )−ル以下の雰囲気に1190℃で
1時間の処理を行ない、次いでほぼ真空で冷却を行った
本発明の方法は、超合金あるいは他の金属製品に関し利
用されるもので、本発明は、それらの洗浄と洗浄で浸出
されたりあるいは役立ったことで消失したいかなる物質
の代わりに製品中に拡散させるクロムのような金属をそ
れらの上に析出させることの両方に利用できる。これは
、反応室中において反応性雰囲気で、フッ素化物金属の
化学的輸送機構(先行技術のタービン翼コーティング技
術の使用のように)を創造することで達成できる。
クロムのそのような輸送の確立ため、たとえばフッ化ク
ロム粉体あるいはクロムのみ、クロム金属粉体の混合物
あるいはクロムおよびニッケル粉体の混合物を製品に接
触させないで反応室中に置くことができる。フッ化クロ
ムは洗浄方法において使用された温度で蒸発してかつ輸
送機構(transport mechanism) 
 を確立するため、十分な蒸気圧を有するものである。
フッ化クロムを用いないでクロム粉を選択すると、反応
室中に含めることができ、フルオロホルム(CHF3 
)のような適切なガスの活性がクロム粉からフッ化クロ
ムを形成させる。
本発明および該技術の寄与のために、次の第2および第
3と図面でかかげた参照によって十分に評価ができるで
あろう。
第2図は実例方法の装置の代表図を示し、かつ第3図面
は超合金製品を本発明によって洗浄処理を行ったろう付
修理の顕微鏡写真を示す。第2図に示した装置は、ニモ
ニック(Nimonic) (商標表示〉超合金物質か
ら作られている15リツトルレトルト10で形成された
反応室を示す。
この物質は、方法における温度でハロゲン化物の攻撃に
抵抗性があり、かつニッケルを基礎としたものが、ニッ
ケルと適合しているために選ばれたもので、洗浄された
コバルトを基礎にした超合金が轟然いかなる金属輸送を
も起こすのである。
ステンレス鋼のような鉄を基礎にした物質は輸送される
金属が超合金の望ましくない表面汚染を生ずることがあ
るため、ニッケルあるいはコバルトを基礎にした超合金
洗浄に適用するための装置物質として使用すべきでない
。レトルト10の紙端では、アルミナ管11内の周囲に
囲まれた加熱要素(element) 12に配置され
た。該アルミナ管11および加熱要素12は、上部表面
上にニッケルホイル加熱保護物14を有する熱を絶縁す
る炉所13内に含まれている。レトルト10上端は、補
助ガスを装置に供給するためパイプ15に連結している
。パイプ15は、“0°環状管17を含む端板および7
ランジアセンブリーによるレトルト10に連結している
端板の上部は“0′環状管19を有するスクリューキャ
ップ18である。該キャップ18を通過しかつ封止した
管20は、レトルト10内の低部にあり、中空円筒冷却
部材21に連結している。
さらに管22は管20と同軸である。管20と22は、
冷却部材21を冷却する冷却水を運ぶ。
該凝縮部材21はレトルト10内の反応性雰囲気が洗浄
された部品上の洗浄ガスの活性から生じたそれらのフッ
化金属の冷却に役立っている。
これは、装置の他部内に起こる凝縮をさまたげる。該凝
縮部材21はまたレトルト10の上部を冷却するのに役
立つ。
雰囲気の供給を可能とする実験的形態として装置に供給
される補助ガスは、比較的研究のため種々選ばれる。
明示された装置は、それぞれにアルゴン−10%フルオ
ロホルム水素およびアルゴンを含むシリンダー23.2
4および25を組込んでいる。種々の弁は27から36
までに示している。弁27.28および29は、各々シ
リンダー23.24および25の流動速度の調整として
使用する。弁30から33までは、選ぶべきガスあるい
はガスの混合の選択を可能にする断路目的として使用す
る。弁34および35は、動力作動時間を制御する弁で
ある。別の断路弁36は、後の説明で使用する真空ポン
プ26に導かれる。また、装置は炉(fuknace)
 38内に配置された反応室37に含まれる。この室(
Vessel)  37はフルオロカーボンポリマー粉
の分解産物に基づく反応体の使用を可能にする。使用上
、ポリマー粉は適切な温度に炉38によって加熱される
室(Vessel ) 37内に配置し、かつ水素ガス
をシリンダー24に供給することから粉体に向けること
ができる。弁31は、補助装置の反応室縁を断路するこ
とを可能とする。
パイプ39はパイプ15から枝分かれしかつレトルト1
0上端 (明示しない)に導かれている。使用上、第2図面に明
示されている装置は以下に説明するような本発明の方法
を操作している。洗浄される装置(40に示されている
)は適切な支持で(明示しない)レトルト10内に置か
れる。次に、レトルト10はフランジ16を固めかつシ
ールズ17を圧縮することで密閉する。レトルト10を
密閉後、真空ポンプによって排気し、シリンダー25か
らアルゴンを出し逆充てんする。いったんアルゴン  
□雰囲気はレトルト10内に確立され、製品40に □
酸化を生ずることなく加熱要素12によって、望ましい
温度に加熱できる。次に選らばれた反応雰囲気は再決定
時間動力作動弁34を通してレトルト10に導入する。
導入した雰囲気は弁34を閉じることでレトルト10に
保持し、次に弁35を開いて引き出し、そして真空ポン
プ26を作動する。充てん、保持、排出、保持および再
充てんのこの周期は、洗浄法の持続時間内真空ポンプ2
6とともに弁34および35の自動操作によって再決定
パターンをくり返えす。該方法条件は混合率を決定する
ためのガス流速度を測定しかつ再決定周期時間およびガ
ス流に基づいて室内圧の結果を測定することで再決定す
る。使用上、該方法条件は弁34.35および真空ポン
プ26の作動時間によって正確に、適切な程度に保持す
る。完全な洗浄方法として、レトルトは雰囲気を排気し
、かつ洗浄された製品40を移動する前にアルゴンで逆
充てんする。本発明の方法は、さらに周期パラメーター
、ガス状反応体、洗浄する物質、および達成結果に関し
ていくつかの例示的実施例を参照することで以下に証明
している。
(実施例) 実施例1 商標APIを有する超合金の試験部品(組成(W/W)
九0゜03C;15、OCr:  3.5T+  ; 
4. OA A;17、OCo ; 5.OMo ; 
0.64Zr;  0.025 B、残りNi)  は
、その中にクランクを生ずる制御条件下で機械的に疲労
させた。クラック寸法は、外部走査電子顕微鏡によって
可能なかぎり正確な程度に確めた。該寸法は次のように
確めた。深さ1620μm、表面の横切18μm1十分
に深い鋭い点に幅の狭い深さ800μmを横切る10μ
m:このようにクランクしかつ測定した実例は次に外部
表面上におおよそ深さ20μmに有効な分解の分解代表
を生じさせるため人工的に酸化した。製品は次にクラッ
ク内2−3μmの厚さの影響されない層を残して機械的
活動によって可能なかぎり十分に表面酸化を除去するた
め金づちの頭で打ちつけた。試験製品は次に950℃の
該方法温度に加熱する前に排気しかつアルゴンを再充て
んした反応室中に置かれた。
シリンダー24から水素を出し、過剰のポリテトラフル
オロルエチレン(PTFE)粉を含む反応器37を通し
てかつ450℃の温度に加熱した。
反応器から出されたガスを水素及びPTFEの反応生産
物を含みこの実験に使用された反応性雰囲気として準備
した。圧力周期は次のパラメーターを有する:周期時間
−40秒;充てん相−2S;低圧相−15S ;高圧5
0トール;低圧5トール。
処理時間は5時間および処理の完成で、反応室を排気し
、アルゴンで逆充てんし、次いで試験製品の移動を可能
にするため冷却する。表面が鮮明で光沢のある製品は、
クラックを通して区分し、電子ミクロ分析器を使用した
クラック表面の酸化物を分析した。表面はクラックの根
源に連続的、な酸化物汚染を本質的に除いているのが明
らかであり:製品はろう付は修理として非常に満足の状
態にあった。
実施例2 API超合金の試験部品は、実施例1で述べた方法を使
用して疲労させかつ酸化した。さらに別の商業的な超合
金C1023(重量組成: 0.16c ; 15.5
Cr ;3.6Ti ; 4.2AA ; 10. O
Co ;8.5Mo;  0.006B残りNiを有す
ル)ハ、溶着(Welding)  の不適切な物質で
あり、つまり、制御できるクラックを物質に生じさせた
為表面溶着をほどこした。試験部品をクラックしたこれ
らの溶着は次にAPI試験部品と同様な方法で酸化した
その他Cl023部品は作動エンジンノズル案内羽根を
含む。製品の3種のすべての実例を上記した。すなわち
APIおよびC1023試験部品とともに作動エンジン
C1023製品は本発明の洗浄方法が行なわれた。
それらは、実施例1で述べたように表面酸化を除去する
ため、金づちで打ちつけられ、次にフルオロホルムガス
および水素の混合物を使用することで洗浄された。次の
方法パラメーターが使用された。
条  件 “A゛ ガ ス:アルゴン/10%フルロホルム混合かつ水素量
10部に対してフルロホルム。
量1部を混合した水素 圧力周期:持続時間(duration ) −40S
 ;充てん相−2s: 高圧停止−18s;排気相−5s;低圧相−15S高圧
−50トール 低圧−5トール 方法持続時間(Process duration) 
 3 h方法温度  950℃ 条  件 “B′ 条件Aは以下のように作用する。
ガ ス:水素量5部に対してフルロホルム1部の割合で
混合 圧力周期:条件Aに与えられたすべての相の2倍の持続
時間である持続時間80s 高圧:100)−ル 低圧=3トール 測方法条件とも洗浄された製品から表面およびクラック
汚染の両方の除去について非常に効果あるたいへん満足
な結果を得た。
実施例3 API合金の試験部分は、実施例1で述べたように疲労
−クラックし、酸化されかつ打ちつけられた。次に、実
施例2に述べた条件Aを使用して洗浄した。洗浄試験部
分を、次に真空ろう付(brazing) 、室に移し
、10=’ )−ルかつその状態で1時間維持するより
良好な真空下で1190℃に加熱することによって洗浄
反応体ガスのいかなる残余の痕跡をも除去するため真空
洗浄した。次に、試験部分を試験部品の回りのろう付は
物質のホイルを置くことかつ加熱することの両工程を真
空下で慣習的な真空ろう付技術を使用してろう付した。
ろう付は物質は次の重量(%)の組成を有する:19C
r;10Si;最大0. I C;残りN10修理した
試験部品のミクロ構造をあばくため水中でHFの2%溶
液を使用して、前のクラックの部位を区分し、取付け、
磨き、そしてエツチングをした。第3図は、60倍と1
20倍のこの修理したAPI特徴の光学顕写真を示す。
ろう付は修理はクラックの根元に浸透し、ろう付けは物
質表面を湿らしかつそれとともに溶けていることを示し
た。
しかも界面には、酸化汚染がなかった。表面ろう付は層
の凝離(segregated )構造は、共融混合物
のろう付は物質の正常構造である。クラックの長さは目
視で×60倍で測定し約1300μmである。
本発明は、修理することを目的として超合金製品を洗浄
することを主に適用に関する実施例を参照して説明した
。しかしながら、本発明は、そのような適用に限界はな
い。本発明の特性制限の見解は非常に重要である。さら
に本発明は熱耐性鋼の修理および高価な鋳造における流
し込みの傷を修理することに利用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図A、BおよびCは、内部表面から酸化物が十分除
去されなかった結果生じた超合金エンジン構成物のろう
付は修理面の金属”組織の顕微鏡写真である。また、第
2図は実例方法の装置の代表図を示し、第3図Aおよび
Bは、超合金製品を本発明によって洗浄処理を行ったろ
う付は修理面の金属組織の顕微鏡写真である。 手続補正書(方式)

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属製品、特に通路あるいはクラックを含む金属
    製品から表面酸化物と腐蝕汚染物を除去するためのハロ
    ゲンを基礎とした洗浄方法にして、少なくとも1つのハ
    ロゲン化物成分を含む反応性雰囲気により、反応室中に
    配置された少なくとも1つの金属製品を包囲し、該製品
    および該反応性雰囲気が適当な高温に維持されている該
    方法であって、領域内の該反応性雰囲気を一般的に移転
    させ、かつ該製品内の各通路あるいはクラックに該ガス
    状反応体を流入及び流出するために、該反応室内の該反
    応性雰囲気の圧力を周期的に変化させることを特徴とす
    る方法。
  2. (2)該周期の該最大部分圧の該反応室中の反応性雰囲
    気圧が最大150トール以下に保つことをより特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のハロゲン化物を基礎とす
    る洗浄方法。
  3. (3)該反応性雰囲気圧が各々周期段階で20トール以
    下に減圧することをより特徴とする特許請求の範囲第1
    項あるいは第2項記載のハロゲン化物を基礎とする洗浄
    方法。
  4. (4)反応性雰囲気がCHF_3を含むことをより特徴
    とする特許請求の範囲第1、2、3項記載のいずれかに
    記載のハロゲン化物を基礎とする洗浄方法。
  5. (5)該反応性雰囲気が本質的にCHF_3、水素、お
    よび不活性ガスからなることをより特徴とする特許請求
    の範囲第4項記載のハロゲン化物を基礎とする洗浄方法
  6. (6)金属製品、特に通路あるいはクラックを含む金属
    製品から表面酸化物と腐蝕汚染物を除去するためのハロ
    ゲンを基礎とした洗浄方法にして、反応室中に少なくと
    も1つの金属製品を据えることを含み、該反応室を排気
    しかつ不活性ガスで裏込めし、反応室中を熱し、さらに
    反応室がその後、連続的に10トール以下に排気かつ1
    50トールより大きくない新鮮な反応雰囲気を再度満た
    し、該部品の範囲内で該反応雰囲気の一般的移動と該部
    品内のいずれかの通路あるいはクラックの内側及び外側
    の該ガス状反応体の流動とを生じるため該反応室内の該
    反応性雰囲気圧が周期的に変化を確立し、かつ新鮮な反
    応体が連続的に導入されることを保証する方法。
  7. (7)該反応性雰囲気がCHF_3/アルゴンの混合物
    と化合する水素を含むことをより特徴とする特許請求の
    範囲第6項記載のハロゲン化物を基礎とする洗浄方法。
  8. (8)該反応性雰囲気が水素3〜20容量部に対して、
    CHF_3がそれぞれに同容量部でありかつおおよそC
    HF_3が1容量部に対して、アルゴンがそれぞれ10
    容量部を含む特許請求の範囲第7項記載のハロゲン化物
    を基礎とする洗浄方法。
  9. (9)該圧力周囲が上部圧力段階と低部圧力段階の両保
    圧を含む特許請求の範囲第6、7、8項のいずれかに記
    載のハロゲン化物を基礎とする洗浄方法。
  10. (10)該圧力周囲が実質的に次のようである:2秒の
    充填相、18秒の上部圧停止、5秒の排出相、および1
    5秒の低部圧相である特許請求の範囲第9項記載のハロ
    ゲン化物を基礎とする洗浄方法。
  11. (11)ニッケルあるいはコバルトを基礎とする超合金
    を洗浄に使用する場合および該反応温度が900−11
    00℃の範囲内である特許請求の範囲第6、7、8、9
    、10項に記載のハロゲン化物を基礎とする洗浄方法。
  12. (12)該製品の洗浄後、該反応室から排出しかつ該製
    品が真空下でその中に留まり、しかも反応体のいかなる
    残留物も除去するため高温である特許請求の範囲第1〜
    10項記載のハロゲン化物を基礎とする洗浄方法。
  13. (13)該超金属製品の洗浄後、該反応室から排出され
    さらに該製品が真空下その中に留まり、該温度が反応体
    のいかなる残留物も除去し、かつ機械特性の回復のため
    該製品に熱溶液処理を行い、1100〜1200℃の範
    囲内に温度を上昇させかつ保持する特許請求の範囲第1
    1項記載のハロゲン化物を基礎とする洗浄方法。
  14. (14)目視検査の近表面流体を目立たせるため金属製
    品をエッチングする特許請求の範囲第1〜10項のいず
    れか1つあるいは特許請求の範囲第12項記載のハロゲ
    ン化物を基礎とした洗浄方法の使用。
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