[发明专利]扩散铝化物涂层的局部施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于获得很少发生开裂等的高耐氧化性能的扩散铝化物涂层的局部施工方法。

背景技术

在喷气式发动机用的燃气涡轮或陆上发电用的燃气涡轮中，对于暴露于高温腐蚀性气体中的叶片、羽片、护罩、燃烧器等金属部件(以下称为高温金属部件)，为了提高其耐氧化性，通常在其表面上施以耐腐蚀性涂层。

该耐腐蚀性涂层通过在富含特定元素(主要是铝)的氛围中将需要涂层的部件保持在一定温度下而形成。

施有上述耐腐蚀性涂层的高温金属部件在燃气涡轮的运转中、或部件的加工中有时会在涂层的一部分上产生碎裂等的损伤。当在高温金属部件上产生这种部分的损伤时，一直以来都进行“全面再次涂覆”或“局部涂覆”。

“全面再次涂覆”是将未受损伤的涂层也完全除去，再次实施涂覆的修补方法，虽然可靠性高，但具有花费成本的问题。因此，当损伤部分很少时，进行仅修补损伤位置的“局部涂覆”。

作为该局部涂覆方法之一例，已经公开了专利文献1记载的方法。该以往方法是将含有约55～57重量％铝的铁-铝合金胶带粘贴在需要包覆的高温金属部件上，填充到惰性氧化铝粉末中，在惰性或还原性氛围中加热至约1800～2000长时间保持的方法。

作为特别适于内部通路等的局部涂覆方法，公开了专利文献2、3。

专利文献2的方法通过喷射等将水溶性浆料涂布在内部通路等中使其干燥，除去水溶性溶剂，在非氧化氛围中、1350～2250下加热4～24小时，使铝扩散。特别是，其特征在于水溶性浆料含有铝源、惰性陶瓷粒子、卤素活化剂、水溶性分散剂。

专利文献3的方法是涂布涂覆浆料，使其干燥后除去水分，进行加热使铝在表面上扩散，其特征在于，涂覆浆料中含有包括水和非有机性凝胶形成剂的载体成分、铝源和氧化物分散剂。

专利文献1：日本特开2003-41360号公报、“在涡轮机部件的选择区域上施以扩散铝化物被膜的方法”

专利文献2：美国专利第5,366,765号公报、“AQUEOUS SLURRYCOATING SYSTEM FOR ALUMINIDE COATINGS”

专利文献3：美国专利第6,497,920号公报、“PROCESS FORAPPLYING AN ALUMINIDE CONTAINING COATING USING ANINORGANIC SLURRY MIX”

作为局部涂覆方法，随着燃气涡轮的高温化，强烈需求耐氧化性能高于以往、扩散时的附着层形成在母材的外侧、母材的减薄很少能够进行反复修补的外部扩散型涂覆。

但是，专利文献1的以往局部涂覆方法具有以下问题：容易在表面附近形成铝浓度很高、呈现蓝色的蓝色区域，在普通的耐氧化试验(空气中1121℃、23小时)或者部件使用中，多在表面附近发生开裂等，品质不稳定。

在专利文献2、3的方法中，由于必须在浆料中混合惰性陶瓷粒子、水溶性分散剂、非有机性凝胶形成剂、氧化物分散剂等的本质上不需要的添加物，因此成本变高。

本发明是为了解决该问题而完成的。即，本发明的目的在于提供能够容易地在高温金属部件的一部分上施以品质稳定的涂层，该涂层以正确的铝含有率使用一定的材料作为铝源、不使用惰性陶瓷粒子或氧化物分散剂等多余的添加物，由此，获得在耐氧化试验或部件使用中少有开裂等发生的高耐氧化性能的扩散铝化物涂层的局部施工方法。

发明内容

通过本发明，可以提供扩散铝化物涂层的局部施工方法，其为将扩散铝化物涂层局部施工在暴露于高温腐蚀性气体中的金属部件的一部分上的方法，其特征在于具有以下步骤：使涂覆的金属部件的一部分(已经存在的涂层的损伤部)母材露出，使其表面达到所需表面粗糙度的准备部件步骤；准备包含含铝的金属间化合物的粉末、卤素活化剂和水溶性有机粘合剂的涂覆浆料的准备浆料步骤；将上述涂覆浆料涂布在金属部件的一部分上进行干燥的涂布干燥步骤；将上述金属部件填装在填充有氧化铝粉末的耐热容器内的填装步骤；在惰性氛围或还原氛围中将上述耐热容器保持在高温下使铝在金属部件的一部分上扩散的扩散处理步骤；从上述耐热容器中取出金属部件将表面的渣滓除去的清扫步骤。

通过本发明的优选实施方式，作为上述金属间化合物使用铝的理论比例为重量比62.8％、杂质为0.5％以下的TiAl₃或αTiAl₃。