(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面から１層以上の皮膜を選択的に除去する方法であって、（ａ）アルミナイド材料を含む拡散皮膜と（ｂ）ＭＣｒＡｌ（Ｘ）（式中、ＭはＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ及びこれらの組合せよりなる群から選択される元素であり、ＸはＹ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂ、Ｃ及びこれらの組合せよりなる群から選択される元素である）を含むオーバーレイ皮膜の少なくともいずれかを含む皮膜を、式ＨxＡＦ6（式中、ＡはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ及びＧａよりなる群から選択され、ｘは１〜６である）で表わされる酸及びこの酸の前駆物質の１種以上を含有する水性組成物に皮膜を接触させる工程を含む、方法。
【請求項２】
ｘが１〜３である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸が０．０５Ｍ〜５Ｍの濃度で存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
酸が０．２Ｍ〜３．５Ｍの濃度で存在する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記前駆物質が前記酸の塩である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記水性組成物が化合物Ｈ2ＳｉＦ6又はＨ2ＺｒＦ6を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記Ｈ2ＳｉＦ6化合物が、この化合物の対応する塩の解離により、又はケイ素含有化合物とフッ素含有化合物との反応により、水性組成物中にその場で形成される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ケイ素含有化合物がＳｉＯ2であり、フッ素含有化合物がＨＦである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
水性組成物がさらに追加の酸又はその前駆物質を１種以上含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
追加の酸が無機酸である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
追加の酸がリン酸、硝酸、硫酸、塩酸、フッ化水素酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、酢酸、過塩素酸、亜リン酸、ホスフィン酸、アルキルスルホン酸及びこれらのいずれかの混合物よりなる群から選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
追加の酸が組成物中に０．１Ｍ〜２０Ｍの濃度で存在する、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
追加の酸がリン酸である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
リン酸が０．５Ｍ〜５Ｍの濃度で存在する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
基板を前記水性組成物の浴に浸漬する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
室温〜１００℃の温度に保持した浴に基板を浸漬する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
浴を４５℃〜９０℃の温度に保持する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
浸漬時間が１０分〜７２時間である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
浸漬時間が６０分〜２０時間である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
浴がさらに反応抑制剤、分散剤、界面活性剤、キレート化剤、湿潤剤、解膠剤、安定剤、沈降防止剤及び消泡剤よりなる群から選択される１種以上の添加剤を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記アルミナイド材料がアルミナイド、貴金属アルミナイド、ニッケルアルミナイド、貴金属ニッケルアルミナイド及びこれらの混合物よりなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記基板が金属材料又はポリマー材料である、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ポリマー材料がポリオレフィン類、ポリテトラフルオロエチレン類、エポキシ樹脂、ポリスチレン類、ポリフェニレンエーテル類、これらのいずれかを含む混合物及びこれらのいずれかを含むコポリマーよりなる群から選択される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記金属材料が鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、クロム、チタン及びこれらのいずれかを含む混合物よりなる群から選択される１種以上の元素を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記金属材料が超合金を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記超合金がニッケル基又はコバルト基である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記超合金がタービンエンジンの部品である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記部品がエーロフォイルである、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
金属基板の表面から１層以上の皮膜材料を選択的に除去する方法であって、アルミナイド材料及びＭＣｒＡｌＹ（式中、ＭはＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ及びこれらの組合せよりなる群から選択される元素である）から選択される材料を含む皮膜を、式ＨxＡＦ6（式中、ＡはＳｉ、Ｔｉ及びＺｒよりなる群から選択され、ｘは１〜３である）で表わされる酸及びこの酸の前駆物質の１種以上を含有する水性組成物に皮膜を接触させる工程を含む、方法。
【請求項３０】
前記酸が０．０５Ｍ〜５Ｍの濃度で存在する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記水性組成物がさらに、リン酸、硝酸、硫酸、塩酸、フッ化水素酸及びこれらの混合物よりなる群から選択される追加の酸又はその前駆物質を１種以上含有する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記追加の酸が組成物中に０．１Ｍ〜２０Ｍの濃度で存在する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記皮膜が拡散アルミナイド化されたＭＣｒＡｌＹ層を含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
前記金属基板がニッケル基又はコバルト基超合金を含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３５】
金属基板がタービンエンジン・エーロフォイルである、請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、広義には、基板上の皮膜を除去する方法に関する。さらに詳しくは、本発明は金属基板、たとえば超合金部品上のオーバーレイまたは拡散皮膜の除去に関する。
【０００２】
【発明の背景】
燃料効率を改良するためにガスタービンエンジンの作動温度が高くなるにつれて、良好な環境保護と断熱溶射皮膜の耐用寿命の向上を計るために、耐酸化性皮膜の高性能化が要求されている。ブレード、ノズル、燃焼器およびトランジションピースなどのガスタービン高温部の部品に現在使用されている皮膜は、通常拡散皮膜およびオーバーレイ（肉盛溶射）皮膜の２種類のいずれかに属する。
【０００３】
現在の技術水準の拡散皮膜は通常、ニッケルアルミナイド、白金アルミナイドまたはニッケル−白金−アルミナイドなどのアルミナイド型の合金で形成される。オーバーレイ皮膜は代表的には、ＭＣｒＡｌ（Ｘ）（式中、ＭはＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅおよびこれらの組合せよりなる群から選択される元素であり、ＸはＹ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂ、Ｃおよびこれらの組合せよりなる群から選択される元素である）の組成を有する。拡散皮膜を形成するには、皮膜の構成成分を堆積し、高温拡散でこれらの成分を下側の基板からの元素と反応させて皮膜を形成する。一方、オーバーレイ皮膜は通常、下側の基板とは反応させず堆積したままである。
【０００４】
タービンエンジンの部品、特にエーロフォイルを修理してから使用位置に戻すことは、当たり前になっている。修理の間、皮膜をすべて除去して、下側の基板の点検と修理を可能にする。皮膜除去は通常、無機強酸（たとえば、塩酸、硫酸、硝酸、フッ化水素酸）の混合物のような酸および他の添加剤を含有する剥離用溶液に部品を浸漬して行う。
【０００５】
しかし、従来の剥離用組成物には十分な量の皮膜を除去しないものもある。したがって、さらに時間と労力をかけて（たとえば、グリットブラストにより）除去を完全にする必要が生じ、このため、修理プロセスの効率が低下することになる。さらに、皮膜を十分に除去する組成物の中には基板のベース金属も侵蝕するものもあり、これらはベース金属を点蝕したり粒界侵蝕により金属に損傷を与えたりする。その上、通常の剥離溶液は多くの場合、危険な酸性フュームを多量に発生する。環境、健康そして安全を考慮して、このようなフュームを換気排出システムからスクラブ除去しなければならない。
【０００６】
したがって、当業界では基板（たとえば、金属基板）から皮膜を除去する新しい方法が望まれている。この方法は、基板自体を侵蝕せずに皮膜材料を実質的にすべて除去できなければならない。このプロセスが容認できない量の危険なフュームを形成しないなら、それも望ましい。さらに、このプロセスは、基板のくぼみ、中空の領域または穴（たとえば超合金基板の通路穴）にある相当な量の被覆材料の除去が可能でなければならない。
【０００７】
【発明の概要】
本発明の１実施態様は、式ＨxＡＦ6で表わされる酸またはこの酸の前駆物質を含有する水性組成物に皮膜を接触させる工程を含む、基板の表面から１層以上の皮膜を選択的に除去する方法に関する。通常、式中のＡはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＡｌおよびＧａよりなる群から選択され、ｘは１〜６である。酸は典型的には約０．０５Ｍ〜約５Ｍのレベルで存在する。好適な実施態様では、水性組成物は化合物Ｈ2ＳｉＦ6またはＨ2ＺｒＦ6を含有する。後述するように、これらの化合物はその場で形成することもできる。
【０００８】
別の実施態様では、水性組成物がさらに追加の酸またはその前駆物質を１種以上含有する。追加の酸は通常、純水中でｐＨ約７以下、好ましくは約３．５以下である。種々の第２の酸を用いることができ、多くの場合リン酸が好ましい。
【０００９】
好適な実施態様では、選択的に皮膜を除去するのに十分な温度と時間の条件で、基板を水性組成物の浴に浸漬する。本明細書で用いる１層以上の皮膜の「選択的除去」は、基板の材料はごく少量しか除去しないか全く除去せず、実質的に基板に悪影響を与えずに、皮膜の大部分（比較的高い割合）を除去することを意味する。
【００１０】
基板から除去される皮膜は通常、拡散皮膜（たとえば、アルミナイド型皮膜）またはオーバーレイ皮膜（たとえば、ＭＣｒＡｌ（Ｘ）材料）を１層以上含む。さらに、基板は通常金属材料またはポリマー材料であり、多くの場合超合金部品の形態をとる。
【００１１】
本発明の別の実施態様は、式ＨxＡＦ6（式中、ＡはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＡｌおよびＧａよりなる群から選択され、ｘは１〜６である）で表わされる酸またはこの酸の前駆物質を含有する、基板表面からの皮膜の選択的な除去に用いる水性組成物に関する。この酸は通常、以下に述べるレベルで組成物中に存在する。上述したように、またさらに以下で述べるように、第１の酸と共に追加の酸を１種以上用いることができる。
【００１２】
本発明の種々の特徴については、以下に詳述する。
【００１３】
【実施態様】
上述したように、本発明により基板から除去する皮膜は通常、拡散皮膜またはオーバーレイ皮膜である。拡散皮膜は、当業界で周知のアルミナイド型の材料で形成されるのが一般的である。このような材料は白金やパラジウムのような貴金属で変性されることもある。たとえば、アルミナイド、白金アルミナイド、ニッケルアルミナイド、白金ニッケルアルミナイドおよびこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１４】
オーバーレイ皮膜についても上述した。これは通常、ＭＣｒＡｌ（Ｘ）（式中、ＭはＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅおよびこれらの組合せよりなる群から選択される元素であり、ＸはＹ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂ、Ｃおよびこれらの組合せよりなる群から選択される元素である）の組成を有する。これら２種類の皮膜の形成および被着方法は当業界で周知である。
【００１５】
拡散皮膜またはオーバーレイ皮膜の厚さは、被覆される物品の種類、基板の組成およびこの物品がさらされる環境条件などの種々の要因に依存する。超合金のような金属基材基板の場合、アルミナイド型皮膜の平均厚さは通常約５μｍ〜約１２５μｍである。このような基板用のＭＣｒＡｌ（Ｘ）型皮膜は多くの場合、平均厚さが約５０μｍ〜約５００μｍである。
【００１６】
上述したように、本発明の実施態様の水性組成物は式ＨxＡＦ6で表わされる酸を含有する。この式において、ＡはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＡｌおよびＧａよりなる群から選択される。下付き文字ｘは１〜６、好ましくは１〜３の数である。この種の材料は市販品を入手するか、簡単に調製することができる。酸としてはＨ2ＳｉＦ6またはＨ2ＺｒＦ6が好ましい。実施態様によっては、Ｈ2ＳｉＦ6が特に好ましい。Ｈ2ＳｉＦ6は、「ケイフッ化水素酸」、「フルオロケイ酸」、「ヘキサフルオロケイ酸」などの色々な名前で呼ばれている。
【００１７】
ＨxＡＦ6酸の前駆物質も使用することができる。本明細書で用いる「前駆物質」は、たとえば加熱、攪拌、触媒などが作用する反応条件下、化合して酸もしくはそのジアニオンＡＦ6-2を形成するか、酸もしくはそのジアニオンに変換することができる、すべての化合物または化合物群を意味する。したがって、所定の酸をその場で、たとえば反応容器中で形成することができる。
【００１８】
具体的に述べると、前駆物質にはジアニオンがイオン結合している金属塩、無機塩または有機塩がある。たとえば、Ａｇ、Ｎａ、Ｎｉ、ＫおよびＮＨ4+の塩、ならびに四級アンモニウム塩のような有機塩が挙げられるが、これらに限定されない。これらの塩は水溶液中で解離して酸を生成する。Ｈ2ＳｉＦ6の場合、塩としてＮａ2ＳｉＦ6を用いるのが適切である。
【００１９】
水性組成物中でＨxＡＦ6を生成する化合物の使用は、当業者に熟知されている。たとえば、Ｈ2ＳｉＦ6はケイ素含有化合物とフッ素含有化合物との反応によりその場で形成できる。ケイ素含有化合物の好例はＳｉＯ2であり、フッ素含有化合物の好例はフッ化水素酸（すなわち、フッ化水素の水溶液）である。
【００２０】
単一の酸として用いる場合、ＨxＡＦ6酸は基板に悪影響を与えずに上述した皮膜を非常に効果的に除去できる。さらに、ＨxＡＦ6酸は白金アルミナイドのようなアルミナイド型の皮膜を除去するのに特に有用である。酸の好適な使用レベルは、除去する皮膜の種類と量、基板上の皮膜材料の位置、基板の種類、基板と皮膜の熱履歴（たとえば、相互拡散のレベル）、基板を処理組成物にさらす方法（後述）、処理温度と時間、および溶液中の酸の安定性などの種々の要因に依存する。
【００２１】
一般に、ＨxＡＦ6酸は処理組成物中に約０．０５Ｍ〜約５Ｍのレベルで存在する（Ｍはモル濃度を表わす）。（溶液の調製を容易にするために、モル濃度を重量％または容量％に換算するのは簡単である。）通常、このレベルは約０．２Ｍ〜約３．５Ｍの範囲にある。Ｈ2ＳｉＦ6の場合、好適な濃度範囲は約０．２Ｍ〜約２．２Ｍである。ＨxＡＦ6酸および後述する他の成分の量は、基板からの皮膜除去に果たす個別の組成物の効果を確認することにより容易に調節できる。
【００２２】
上述したように、水性組成物は「第１の」酸であるＨxＡＦ6に加えて１種以上の追加の酸を含有することができる。追加の酸（「第２の」酸）を使用すると、酸性溶液が不足しがちな基板のアクセスしにくい部分からの皮膜材料の除去が高まることがある。種々の異なる酸を使用でき、これらは通常純水中でｐＨ約７以下であるという特徴がある。好適な実施態様では、追加の酸は純水中でのｐＨが約３．５以下である。特に好適な実施態様では、追加の酸のｐＨは第１の酸、すなわちＨxＡＦ6酸のｐＨ（純水中での）よりも低い。したがってＨ2ＳｉＦ6の場合、追加の酸は約１．３以下のｐＨを有するものが好ましい。
【００２３】
様々な種類の酸、たとえば無機酸や有機酸を用いることができる。たとえば、リン酸、硝酸、硫酸、塩酸、フッ化水素酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、酢酸、過塩素酸、亜リン酸、ホスフィン酸、アルキルスルホン酸（たとえば、メタンスルホン酸）およびこれらのいずれかの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。確認された有効性ならびに入手のしやすさ、第１の酸との相性、コストおよび環境への配慮などの他の要因に基づいて、最も適切な追加の酸を選択することができる。さらに、第１の酸について上述したのと同様に、酸の前駆物質（たとえば、塩）を用いることができる。この発明の好適な実施態様では、追加の酸をリン酸、硝酸、硫酸、塩酸、フッ化水素酸およびこれらの混合物から選択する。特に好適な実施態様では（たとえば、第１の酸がＨ2ＳｉＦ6の場合）、追加の酸はリン酸である。
【００２４】
追加の酸の使用量は、第１の酸の種類および上述した多くの要因に依存する。通常、追加の酸は組成物中に約０．１Ｍ〜約２０Ｍのレベルで存在する。好適な実施態様では（たとえば、リン酸の場合）、約０．５Ｍ〜約５Ｍの範囲とするのが好ましい。さらに、特に好適な実施態様では約２Ｍ〜約４Ｍの範囲が好ましい。上述したように、酸が低レベルであれば処理時間を長くするか処理温度を高くするか、その両方により補償でき、その逆も言える。追加の酸の最適なレベルは、実験により容易に決定することができる。
【００２５】
本発明の水性組成物には種々の機能を果たす他の添加剤を配合できる。このような添加剤の例として、反応抑制剤、分散剤、界面活性剤、キレート化剤、湿潤剤、解膠剤、安定剤、沈降防止剤および消泡剤が挙げられるが、これらに限定されない。このような添加剤の特定の種類およびその効果的な使用レベルは、当業者に熟知されている。本組成物に用いる反応抑制剤の例には、酢酸のような比較的弱い酸がある。このような材料は、組成物中での第１の酸の活性を下げる傾向がある。これは、たとえば基板表面の点蝕の可能性を下げたいような場合に望ましい。
【００２６】
基板を水性組成物で処理するには種々の方法を用いることができる。たとえば、種々のスプレーガンを用いて、基板に組成物を連続的に吹付けることができる。シングルスプレーガンを使用できる。あるいは、１列のガンを用いることができ、基板を１列のガンに沿ってまたはガンの複数列間に通すことができる。別の実施態様では、皮膜除去用組成物を基板に注ぐ（そして連続して循環させる）ことができる。
【００２７】
好適な実施態様では、基板を水性組成物の浴に浸漬する。この方法による浸漬（どんな種類の容器中でも）は多くの場合、水性組成物と除去される皮膜との接触度を最大にできる。浸漬時間および浴温度は、除去する皮膜や浴に用いる酸（１種または複数種）の種類など、上述した多くの要因に依存する。通常、浴温度を室温〜約１００℃に保持して基板を浴に浸漬する。好適な実施態様では、浴温度は約４５℃〜約９０℃である。浸漬時間は広い範囲で変えることができるが、通常は約１０分〜約７２時間、好ましくは約１時間〜約２０時間である。浴温度が低ければ、浸漬時間を長くすることにより補償できる。通常、基板を浴から取り出した後（または上述したいずれかの方法により皮膜を水性組成物に接触させた後）、湿潤剤のような他の通常の添加剤を含有していてもよい水で基板をすすぐ。
【００２８】
本発明により除去される皮膜を含む基板は多様である。通常、基板は金属材料または高分子材料（たとえば、プラスチック）である。本明細書で用いる「金属基板」は、主として金属または金属合金で形成されるが、若干の非金属成分を含んでいてもよい基板を意味する。金属材料の例として、鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、クロム、チタンおよびこれらのいずれかを含む混合物（たとえばステンレス鋼）よりなる群から選択される１種以上の元素を含む材料があるが、これらに限定されない。
【００２９】
多くの場合、金属材料は超合金である。このような材料は、たとえば引張強さ、クリープ抵抗、耐酸化性および耐蝕性について耐熱性能が優れていることが知られている。超合金は典型的には、ニッケル基、コバルト基または鉄基であるが、ニッケル基およびコバルト基合金が高性能な用途に適している。通常ニッケルまたはコバルトであるベース元素は、超合金中で最大重量を占める単一の元素である。具体的なニッケル基超合金は、Ｎｉ約４０重量％以上とコバルト、クロム、アルミニウム、タングステン、モリブデン、チタンおよび鉄から選ばれる１種以上の成分とを含む。ニッケル基超合金の例には、商品名Ｉｎｃｏｎｅｌ(登録商標)、Ｎｉｍｏｎｉｃ(登録商標)、Ｒｅｎｅ(登録商標)（たとえば、Ｒｅｎｅ８０、Ｒｅｎｅ９５、Ｒｅｎｅ１４２、ＲｅｎｅＮ５合金）およびＵｄｉｍｅｔ(登録商標)のもの、ならびに方向性凝固超合金および単結晶超合金が挙げられる。具体的なコバルト基超合金は、Ｃｏ約３０重量％以上とニッケル、クロム、アルミニウム、タングステン、モリブデン、チタンおよび鉄から選ばれる１種以上の成分とを含む。コバルト基超合金の例には、商品名Ｈａｙｎｅｓ(登録商標)、Ｎｏｚｚａｌｏｙ(登録商標)、Ｓｔｅｌｌｉｔｅ(登録商標)およびＵｌｔｉｍｅｔ(登録商標)のものが挙げられる。
【００３０】
この発明により処理できるポリマー基板は実質的に耐酸性の材料から形成される。換言すれば、このような材料は、酸（１種または複数種）の作用により基板が最終使用目的に適合しなくなる程の悪影響を受けない。（通常、このような材料は耐加水分解性が高い。）このような材料の例として、ポリオレフィン類（たとえば、ポリエチレンやポリプロピレン）、ポリテトラフルオロエチレン類、エポキシ樹脂、ポリスチレン類、ポリフェニレンエーテル類、これらのいずれかを含む混合物およびこれらのいずれかを含むコポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。（個々のポリマーの特性をたとえば添加剤の配合や添加のような種々の方法により改質できることは、高分子技術者には明らかである。）
実際の基板の形状は様々である。基板の一般的な具体例として、家庭用品（たとえば、調理道具）や印刷回路基板がある。多くの実施態様では、超合金基板は燃焼器ライナ、燃焼器ドーム、シュラウドまたはエーロフォイルの形状である。本発明の実施態様により剥離される典型的な基板は、エーロフォイル、たとえばバケット（ブレード）およびノズル（ベーン）である。本発明は、基板平坦部からの皮膜の除去、ならびにくぼみ、中空領域または穴（たとえば気膜冷却穴）を含む湾曲表面やでこぼこな表面からの皮膜の除去に有用である。
【００３１】
本発明の方法は、上述した皮膜上に被着されることのある保護皮膜を修理するプロセスと組み合わせて用いることができる。たとえば、断熱溶射皮膜（ＴＢＣ、多くの場合ジルコニア基材）をアルミナイド皮膜やＭＣｒＡｌ（Ｘ）皮膜上に被着し、タービンエンジン部品を過剰な熱暴露から保護することが多い。ＴＢＣの定期的なオーバーホールには下側の層すべてを除去しなければならないこともある。ＴＢＣはグリットブラストまたは化学的手法などの種々の方法で除去できる。次に、下側の１層または多層皮膜を上述した方法により除去できる。その後、この部品に通常の方法でアルミナイドおよび／またはＭＣｒＡｌ（Ｘ）皮膜を再被覆し、ついで新しいＴＢＣを標準通りに再被覆することができる。
【００３２】
この発明の別の実施態様は、基板表面から皮膜を選択的に除去する水性組成物に関する。上述したように、この組成物は式ＨxＡＦ6（式中、ＡはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＡｌおよびＧａよりなる群から選択され、ｘは１〜６である）で表わされる酸またはこの酸の前駆物質を含有する。酸は組成物中に通常約０．０５Ｍ〜約５Ｍのレベルで存在する。
【００３３】
さらに、組成物は追加の酸またはその前駆物質を１種以上含有することもある。種々の追加の酸を使用することができる。好適な追加の酸としてはリン酸、硝酸、硫酸、塩酸、フッ化水素酸またはこれらの混合物が挙げられる。追加の酸は約０．１Ｍ〜約２０Ｍ、好ましくは約０．５Ｍ〜約５Ｍのレベルで組成物中に存在する。
【００３４】
以下の実施例は単なる具体例であり、いかなる意味でも本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。
実施例１
方向性凝固ニッケル基超合金製のクーポンをＭＣｒＡｌＹ型の材料（近似公称組成３２重量％のＮｉ、３６重量％のＣｏ、２２重量％のＣｒ、１０重量％のＡｌ、０．３重量％のＹ）で被覆した。この皮膜は溶射法により厚さ約２５０μｍに被着した。次に、この被覆表面を深さ約５０μｍまで拡散アルミナイド化した。
【００３５】
続いてクーポンを７５容量％のフルオロケイ酸（Ｈ2ＳｉＦ6、濃度２３重量％）および２５容量％のリン酸（濃度８６重量％）の溶液に浸漬し、８０℃で３時間攪拌した。下側の基板に目に見える損傷を全く伴わずに、皮膜すべてが除去された。
実施例２
この実験ではニッケル基超合金製の別のクーポンを用いた。このクーポンはガスタービンバケットから採取した。バケットの外側領域はＭＣｒＡｌＹ型皮膜（公称組成２９重量％のＣｒ、６重量％のＡｌ、１重量％のＹ、残部Ｃｏ）で被覆されていた。さらに、外側領域および内側領域（たとえば、通路穴）は、両方とも拡散アルミナイド化されていた。（このバケットはこの前に過酷な条件下で使用されている。すなわちかなりの期間、熱暴露および熱サイクルにさらされている。多くの場合、このような物品から拡散皮膜およびオーバーレイ皮膜を除去するのは非常に難しい。）
この被覆クーポンを７５容量％のフルオロケイ酸（濃度２３重量％）および２５容量％のリン酸（濃度８６重量％）の溶液に浸漬し、８０℃で６時間攪拌した。下側の基板に目に見える損傷を全く伴わず、皮膜系（ＭＣｒＡｌＹ／アルミナイド）はすべて除去された。
実施例３
この実験では別のタービンエンジンバケット（これも方向性凝固ニッケル基超合金製）を使用した。このバケットには内側領域と外側領域があり、これらの領域には実施例２と同じ種類の皮膜系があらかじめ堆積されていた。このバケットは熱暴露および熱サイクルの点から極端な使用条件にさらされていた。
【００３６】
バケット全体を上述の実施例２で用いたフルオロケイ酸／リン酸溶液５ｇａｌ（１８．９２５Ｌ）に浸漬した。攪拌しながら、バケットを７２℃で１５時間浸漬した。ＭＣｒＡｌＹ／アルミナイド皮膜は８時間でほほ完全に剥離された。皮膜の残存部分は軽いグリットブラストにより容易に除去された。
実施例４
ニッケル基超合金製の別のクーポンをガスタービンのバケットから採取した。内側領域と外側領域には実施例２で述べたのと同じ種類の皮膜系（すなわち、ＭＣｒＡｌＹ型と拡散アルミナイド型）があらかじめ堆積されていた。
【００３７】
このクーポンを７５容量％のフルオロケイ酸（濃度２３重量％）、１２．５容量％のリン酸（濃度８６重量％）および１２．５容量％の塩酸の溶液に浸漬し、８０℃で４時間攪拌した。基材金属に目に見える侵食を何ら与えることなく、皮膜はすべて除去された。塩酸を添加することで剥離工程が加速された。
実施例５
この実験ではタービンバケット全体を使用した。バケットはニッケル基超合金から形成され、実施例２と同様に被覆されていた。皮膜厚さ合計の平均は約７５μｍ〜約３７５μｍである。
【００３８】
インペラで攪拌しながら、バケット全体を２３重量％のフルオロケイ酸浴に８０℃で浸漬した。皮膜は次第に溶解し、少量の水素ガス泡が発生した。少量の黒いよごれが部品に付着し続けた。１２時間後、この部品をすすぎ、軽いグリットブラストによって汚れを除去した。この部品の金属顕微鏡検査から、外部皮膜はこの基板からほぼすべて除去されたことが分かった。さらに、この基材合金は侵食されたり悪影響を受けたりしたようには見えなかった。
実施例６
穏やかに攪拌しながら、白金アルミナイドで被覆されたニッケル基超合金の試料を２３重量％のフルオロケイ酸に８０℃で４時間浸漬した。次に、この試料をすすぎ、金属顕微鏡検査を行った。この処理により、下側の基材合金に損傷を与えることなく、白金アルミナイドは完全に剥離された。
【００３９】
なお、Ｈ2ＳｉＦ6またはＨ2ＳｉＦ6とリン酸との組み合わせを用いた組成物は、酸性フュームをほとんど生じなかった。（塩酸を含む実施例４の組成物は、ある程度発煙した。）これらの組成物のほとんどが過剰なフュームを生じないというもう一つの特質は、大規模な工業化の場合には重要なこともある。
【００４０】
以上、本発明の好適な実施態様について述べたが、この発明の要旨から逸脱しない範囲のほかの実施態様も当業者に明らかである。したがって、この発明の要旨は請求項によってのみ限定される。