(57)【要約】【課題】  気相アルミナイジング法を必要とせずに、内部冷却通路のアルミナイジングを促進する組成物及び方法の提供。【解決手段】  アルミナイジング組成物は、アルミニウム系粉末と、不活性な熱分解性有機増粘剤と、コロイドシリカ、少なくとも１種の有機樹脂及びこれらの組合せから選択されるバインダーとを含有する。金属基体の内部通路のアルミナイジング方法は、有機系アルミナイジング組成物を内部通路に注入し、前記組成物を適切な条件下で熱処理して、組成物から揮発性成分を除去し、内部通路の表面領域にアルミニウムを拡散させ、かつ熱分解性増粘剤粒子の少なくとも一部を分解し、ついで内部通路から余分な材料をバニシ仕上げする工程を含む。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム系粉末と、
コロイドシリカ、少なくとも１種の有機樹脂及びこれらの組合せから選択されるバインダーと、
不活性な熱分解性有機増粘剤と
を含有するアルミナイジング組成物。
【請求項２】
熱分解性増粘剤がポリマービーズを含む、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
バインダーがコロイドシリカを含む、請求項１記載の組成物。
【請求項４】
さらに２個以上のヒドロキシル基を有する有機安定剤少なくとも１種を含む、請求項３記載の組成物。
【請求項５】
バインダーが少なくとも１種の有機樹脂を含む、請求項１記載の組成物。
【請求項６】
ニッケル基超合金を含む材料から形成されたタービン部品の内部通路にアルミニウムを供給するスラリー被覆組成物であって、六価クロムを実質的に含まず、コロイドシリカ、少なくとも１種の有機樹脂及びこれらの組合せから選択されるバインダーと、平均粒径が約１〜５０μｍの範囲にあるアルミニウム−ケイ素合金の粒子と、不活性な有機ポリマー増粘剤ビーズとを含有するスラリー被覆組成物。
【請求項７】
増粘剤ビーズがポリ（メチルメタクリレート）ビーズを含む、請求項６記載の組成物。
【請求項８】
アルミニウム系粉末と、コロイドシリカ、少なくとも１種の有機樹脂及びこれらの組合せから選択されるバインダーと、不活性な熱分解性有機増粘剤粒子とを含有するアルミナイジング組成物を金属基体の内部通路に注入し、
前記組成物を適切な条件下で熱処理して、組成物から揮発性成分を除去し、内部通路の表面領域にアルミニウムを拡散させ、かつ熱分解性増粘剤粒子の少なくとも一部を分解し、
ついで内部通路から余分な材料をバニシ仕上げする
工程を含む金属基体の内部通路のアルミナイジング方法。
【請求項９】
バニシ仕上げ工程で余分な材料を溶解する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
内部通路に被膜が設けられた金属基体であって、前記被膜が六価クロムを含まず、アルミニウム系粉末と、不活性な熱分解性有機増粘剤と、コロイドシリカ、少なくとも１種の有機樹脂及びこれらの組合せから選択されるバインダーとを含有する、金属基体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は一般に、アルミナイジング組成物及び同組成物を内部通路に適用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多種多様な金属が工業用途に使用されている。用途が苛酷な作動条件を含む場合、特殊金属や合金がしばしば必要とされる。例えば、ガスタービンエンジンの部品は高温環境で作動する。特殊合金は約６５０〜１２００℃の範囲の使用温度に耐えなければならない。さらに合金は繰り返し冷熱サイクルを受けることがある。
【０００３】
タービンエンジンの場合、基体は大抵ニッケル基超合金又はコバルト基超合金製である。用語「超合金」は、通常、コバルト又はニッケルを主成分とし、アルミニウム、タングステン、モリブデン、チタン、鉄などの他の元素を１種以上含有する複合合金を包含する。合金中の各元素の量を注意深く制御して特定の特性を付与する。アルミニウムは多くの超合金に特に重要な成分である。アルミニウムはこれらの合金に耐環境性を付与し、またその析出硬化を改良することができる。
【０００４】
超合金基体はしばしば保護金属被膜で被覆される。金属被膜の第１の例は、ＭＣｒＡｌ（Ｘ）型材料（ここでＭはニッケル、コバルト又は鉄であり、ＸはＹ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂ、Ｃ及びこれらの組合せから選択される元素である）である。別のタイプの保護金属被膜は、アルミナイド材料、例えばニッケル−アルミナイド又は白金−ニッケル−アルミナイドである。
【０００５】
超合金が酸化性雰囲気に長期間さらされると、アルミニウム欠乏状態が起こりうる。これは、特定の超合金部品を上述した高温で使用する場合に特にそうである。アルミニウムの減損は種々の機構で起こる。例えば、アルミニウムは上側の保護被膜中に拡散したり、保護被膜の酸化時に費消されたり、被膜／基体界面での酸化時に費消されたりし得る。
【０００６】
アルミニウムの減損は超合金の一体性に悪影響するおそれがあるので、このような減損を防ぐ対抗技術が検討されている。高温で、基体に隣接するＭＣｒＡｌＸ被膜から拡散するアルミニウムを基体に部分的に補給することができる。しかし、ＭＣｒＡｌＸ被膜から基体へのアルミニウムの拡散量は不十分である。
【０００７】
超合金基体の表面領域におけるアルミニウム含量を上げる方法は、当業界で、「アルミナイジング」又は「アルミナイド形成」と称されることがある。このような方法では、種々の技法でアルミニウムを基体中に導入する。「パックアルミナイジング」法では、被覆元素源、フィラー材料及びハロゲン化物活性剤を含有する混合物（即ちパック）に基体を埋め込む。高温（通常約７００〜７５０℃）で混合物内に反応が起こり、アルミニウムリッチな蒸気を生じ、これが基体表面に凝縮する。つぎの熱処理中に、凝縮したアルミニウム系材料が基体中に拡散する。
【０００８】
アルミニウムを超合金の表面中に導入する別の方法ではスラリー組成物を使用する。例えば、適当な形態のアルミニウムを含有する水性又は有機スラリーをスプレイその他の方法で基体に塗工することができる。つぎに揮発性成分を蒸発させ、アルミニウム含有成分を適当に加熱してアルミニウムを基体表面中に拡散させる。
【０００９】
基体をアルミナイジングするのにスラリーを用いることには重要な利点がある。例えば、スラリーは製造が簡単で経済的であり、そのアルミニウム含量は特定の基体の必要条件に合うよう簡単に調節できる。さらに、スラリーは、多数の異なる技法で基体に適用でき、その濡れ性が比較的均一なアルミナイジングの達成に役立つ。
【００１０】
スラリー組成物は代表的にはクロム酸塩の存在に依拠するが、クロム酸塩は有毒と認められる。特に六価クロムは発ガン性があるともみなされている。この形態のクロムを含有する組成物を使用する（例えばスプレーブースに）場合、健康及び安全規則を満足するためには、特別の取り扱い手順を忠実にたどらなければならない。特別な取り扱い手順はしばしばコストの上昇と生産性の低下を招く。
【００１１】
クロム酸塩の存在に依拠しないスラリー組成物を処方する試みがなされている。これらの組成物のほとんどは、マグネシウム、亜鉛及びホウ酸イオンの供給源を含有する水性リン酸結合溶液を基本とする。被膜は、耐酸化性及び耐食性について極めて満足なものとされている。しかし、クロム酸塩を含まないスラリー組成物には他の深刻な欠点がある。例えば、スラリー組成物は数時間（或いは数分でも）の期間で不安定なことがあり、また望ましくないレベルのガス、例えば水素を発生することがある。さらに、スラリー組成物はこのような期間中に増粘するか、部分的に凝固し、スプレー法により基体に適用するのが極めて困難になることが知られている。さらに、組成物にリン酸を使用することも不安定の一因である。このことは、クロム酸塩化合物が存在しない場合に特にそうである。クロム酸塩が見かけ上アルミニウム粒子の表面を不動態化するからである。クロム酸塩が存在しないと、存在するリン酸がスラリー組成物中のアルミニウム金属を攻撃し、スラリー組成物を熱的及び物理的に不安定にするおそれがある。最善の場合でも、このようなスラリー組成物は保存と基体への適用が困難である。
【００１２】
本出願人に譲渡された米国特許出願第１０／６３３８８８及び第１０／６３３８８７号（その全文を本出願の先行技術として援用する）に、タービン部品の外面を被覆するための環境にやさしい（六価クロムを実質的に含まない）スラリーアルミナイジング法が記載されている。
【００１３】
通常、ガスタービン部品には、冷却空気の通過を可能にする内部通路が存在する。ガスタービン温度が上昇するにつれて、このような冷却通路の幾何形状は益々遠回りかつ複雑になっている。前掲の米国特許出願第１０／６３３８８８及び第１０／６３３８８７号の方法は、クロム酸塩の存在に依拠することなく、優れた安定性をもって、外面を被覆するのに有用であることが確認されているが、内部アルミナイジングを必要とする部品は、依然として、遠隔地に輸送され気相アルミナイジング法で処理されている。
【００１４】
したがって、気相アルミナイジング法を必要とせずに、内部冷却通路のアルミナイジングを促進する組成物及び方法を開発することが望まれている。
【特許文献１】米国特許出願第１０／６３３８８８
【特許文献２】米国特許出願第１０／６３３８８７号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
簡潔に述べると、本発明の１実施形態によるアルミナイジング組成物は、アルミニウム系粉末と、コロイドシリカ、少なくとも１種の有機樹脂及びこれらの組合せから選択されるバインダーと、不活性な熱分解性有機増粘剤とを含有する。
【００１６】
本発明の別の実施形態による金属基体の内部通路のアルミナイジング方法は、アルミニウム系粉末と、不活性な熱分解性有機増粘剤粒子と、コロイドシリカ、少なくとも１種の有機樹脂及びこれらの組合せから選択されるバインダーとを含有するアルミナイジング組成物を内部通路に注入し、前記組成物を適切な条件下で熱処理して、組成物から揮発性成分を除去し、内部通路の表面領域にアルミニウムを拡散させ、かつ不活性な熱分解性有機増粘剤粒子の少なくとも一部を分解し、ついで内部通路から余分な材料をバニシ仕上げする工程を含む。
【００１７】
本発明の他の実施形態は、内部通路に被膜が設けられた金属基体であり、前記被膜が六価クロムを含まず、アルミニウム系粉末と、不活性な熱分解性有機増粘剤と、コロイドシリカ、少なくとも１種の有機樹脂及びこれらの組合せから選択されるバインダーとを含有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の１実施形態によるアルミナイジング組成物は、アルミニウム系粉末と、コロイドシリカ（後述するように水性組成物の場合）、少なくとも１種の有機樹脂（同じく後述するように有機系組成物の場合）及びこれらの組合せから選択されるバインダーと、不活性な熱分解性有機増粘剤とを含有する。この組成物は、組成物を内部通路に注入し、前記組成物を適切な条件下で熱処理して、組成物から揮発性成分を除去し、内部通路の表面領域にアルミニウムを拡散させ、かつ不活性な熱分解性有機増粘剤粒子の少なくとも一部を分解し、ついで内部通路から余分な材料をバニシ仕上げすることにより、金属基体の内部通路をアルミナイジングするのに使用できる。
【００１９】
ここで「熱分解性」は熱で分解できることを意味する。代表的には、不活性な熱分解性増粘剤は固体の粒状有機増粘剤を含む。不活性な熱分解性有機増粘剤の理想的な材料特性は、ある空間を占めながら不活性であること、残渣を残さずに気化しうること、環境にやさしいことである。不活性な熱分解性有機増粘剤粒子のコンシステンシー（例えば量）を調節することにより、得られる材料特性を変えることができる。例えば、不活性な熱分解性有機増粘剤の量を増やすと、組成物がよりしっかりしたものになる。
【００２０】
本発明の実施形態は、組成物が六価クロムを実質的に含まないように、また組成物のリン酸又はリン酸誘導体の含有量が全組成物の重量に基づいて約１０重量％未満となるように、設計することができる。
【００２１】
不活性な熱分解性有機増粘剤の形状には、例えばビーズ、ヤーン、ストリング、繊維及びこれらの組合せがある。不活性な熱分解性有機増粘剤の材料には、例えばアクリル樹脂、ポリマー、特にポリ（メチルメタクリレート）がある。形状の具体的な例にはマイクロビーズがある。１例では、不活性な熱分解性有機増粘剤がポリ（メチルメタクリレート）のビーズを含む。このようなビーズの直径は例えば２００μｍであるが、これに限定されない。
【００２２】
本発明の具体的な観点では、上記組成物はさらに、ポリビニルアルコールのような水溶性ポリマー増粘剤を含有する。
【００２３】
アルミニウム系粉末及びバインダーの特性が、例えば前掲の米国特許出願第１０／６３３８８８及び第１０／６３３８８７号に記載されている。これらの特性は本発明の組成物でも有用であり、以下に簡単に説明する。
【００２４】
アルミニウム系粉末は種々の標準粒径で使用できる。粉末粒子の粒径は、基体の種類、組成物中に存在する他の成分の種類及びこれらの成分の相対量など様々な要因に依存する。通常、粉末粒子の平均粒径は約０．５μｍ〜約２００μｍの範囲にある。ある実施形態では、粉末粒子の平均粒径は約１μｍ〜約５０μｍの範囲にある。さらに具体的な実施形態では、平均粒径は約１μｍ〜約２０μｍの範囲にある。
【００２５】
ここで「アルミニウム系粉末」は、存在する元素の総量に基づいて約７５重量％以上のアルミニウムを含有する粉末と定義される。したがって、粉末は基体材料に種々の特性を付与する他の元素を含有してもよい。例えば、粉末は白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、イリジウムなどの白金族金属１種以上を含有してもよい。希土類金属も可能であり、例えばランタン、セリウム、エルビウムなどのランタノイドがある。スカンジウムやイットリウムのようなランタノイドに化学的に類似した元素も含有させることができる。一部の例では、鉄、クロム及びコバルトの１種以上を含有するのが望ましいこともある。さらに、当業者には自明のように、アルミニウム系粉末が種々の他の元素や他の物質を不純物レベルで含有することもある。
【００２６】
組成物中のアルミニウム系粉末の量は、基体に必要なアルミニウムの量に大きく依存する。一般に、アルミニウムは組成物中に、予想作動条件下で基体から失われるアルミニウムの予想損失分を補償するのに十分な量存在する。作動条件パラメータには、温度レベル、温度／時間スケジュール及びサイクル、環境条件などがある。
【００２７】
多くの場合、組成物中のアルミニウムの量は、基体自体に存在するアルミニウムの量より約６５原子％以下多くなるように計算される。重量％で表記すると、組成物中のアルミニウムの量は多くの場合、約０．５重量％〜約４５重量％の範囲である。より具体的な実施形態では、アルミニウムの量は約３０重量％〜約４０重量％の範囲である。（基体の特定の必要条件に応じて、アルミニウムレベルを調節して、後述するような拡散を意図した他の金属を存在させ得るようにしてもよい。）
別の観点では、アルミニウム系粉末はアルミニウムとケイ素の合金を含有する。アルミニウム−ケイ素合金中のケイ素は、部分的に、合金の融点を下げる作用をなし、これにより後述するようにアルミナイジングプロセスを容易にする。ある実施形態では、ケイ素は合金の融点を約６１０℃より低くするのに十分な量存在する。通常、ケイ素は合金中に、ケイ素とアルミニウムの合計重量に基づいて約１重量％〜約２０重量％の範囲のレベルで存在する。別の実施形態では、ケイ素は約１０重量％〜約１５重量％の範囲のレベルで存在する。
【００２８】
組成物には、種々の他の成分を使用できる。他の成分のほとんどは化学処理及びセラミックス処理の分野でよく知られている。このような添加剤の例には、顔料、希釈剤、硬化剤、分散剤、解膠剤、沈降防止剤、消泡剤、バインダー、可塑剤、緩和剤、界面活性剤、乾燥剤、増量剤、滑剤などがあるが、これらに限らない。一般に、添加剤は全組成物の重量に基づいて約０．０１重量％〜約１０重量％の範囲のレベルで使用する。
【００２９】
水性組成物の実施形態では、バインダーがコロイドシリカを含有する。用語「コロイドシリカ」は、シリカの微粒子を水又は他の溶剤の媒体に分散したものを意味する。このような実施形態では、組成物は代表的には水性である。言い換えると、組成物は、しばしばコロイドシリカを使用する媒体である水を主成分とする液体キャリヤを含有する。ここで用いる用語「水性」は、揮発性成分の約６５％以上が水である組成物を指す。１実施形態では、揮発性成分の約８０％以上が水である。つまり、限定された量の他の液体を水と混合して使用してもよい。他の液体、即ち「キャリヤ」の例には、アルコール類、例えば主鎖中の炭素原子数１〜４である低級アルコール、例えばエタノールがあるが、これらに限定されない。ほかにはハロゲン化炭化水素溶剤がある。
【００３０】
特定のキャリヤ組成物の選択は、種々の因子、例えば基体を組成物で処理する際に必要な蒸発速度、組成物の基体との接着性へのキャリヤの影響、添加剤及び他の成分のキャリヤへの溶解度、粉末のキャリヤへの「分散性」、キャリヤが基体を濡らすまた組成物の流動性を変更する能力、並びに取り扱い要件、コスト要件及び環境／安全への配慮などに依存する。当業者であれば、これらの因子を考慮してもっとも適切なキャリヤ組成物を選択することができる。液体キャリヤの使用量は通常、スラリーの固体成分を懸濁状態に維持するのに十分な最小量である。組成物を基体に適用するのに用いる方法に応じて、そのレベルより多い量を使用して、組成物の粘度を調節してもよい。一般に、液体キャリヤは全組成物の約３０重量％〜約７０重量％を占める。
【００３１】
コロイドシリカの分散液は、様々な化学メーカーから酸性又は塩基性形態で入手できる。さらに、様々な形状のシリカ粒子を使用でき、例えば球状、中空、多孔性、ロッド、平板、鱗片もしくは繊維状シリカや非晶質シリカ粉末を使用できる。粒子は通常（いつもではないが）平均粒径が約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲にある。組成物中に存在するコロイドシリカの量は種々の因子に依存する。このような因子には、例えば、アルミニウム系粉末の使用量、後述する有機安定剤の存在（及び量）などがある。処理条件も考慮する必要がある。通常コロイドシリカは、全組成物の％として、約５重量％〜約２０重量％のシリカ固形分の範囲のレベルで存在する。より具体的な実施形態では、この量は約１０重量％〜約１５重量％の範囲である。
【００３２】
別のより具体的な観点では、本組成物は、さらに２個以上のヒドロキシル基を有する有機安定剤少なくとも１種を含有する。さらに、有機安定剤が３個以上のヒドロキシル基を有する例；有機安定剤がアルカンジオール、グリセロール、ペンタエリスリトール、脂肪及び炭水化物よりなる群から選択される例；炭水化物が糖化合物である例；有機安定剤が、組成物中に存在する水性成分との接触時にアルミニウム系粉末を化学的に安定化するのに十分な量存在する例；有機安定剤が組成物の全重量に基づいて約０．１重量％〜約２０重量％の範囲のレベルで存在する例などのいくつかの具体例があり、これらは別々に使用しても組み合わせて使用してもよい。安定剤の具体例が前掲の米国特許出願第１０／６３３８８８及び第１０／６３３８８７号に記載されている。
【００３３】
有機系組成物の実施形態では、バインダーは少なくとも１種の有機樹脂を含有する。ここで用いる用語「有機系」組成物は、少なくとも１種の合成樹脂又は乾性油を被膜形成成分として１種又は複数種の溶剤と共に含有する材料を意味する。このような材料はしばしば市販のコーティング又はペイントの形態をとる。なお、用語ペイントはコーティングが顔料を含有する場合に使用する。バインダーが少なくとも１種の有機樹脂を含有する有機系組成物は一般に非水性である、即ち水を全く含有しないか限定された量の水しか含有しない。水が存在しないことはこの種の組成物にとって有利なことが多い。例えば、水があると水とアルミニウム系粉末との接触の結果として不安定性が生じるおそれがあるが、水がなければこのような不安定性をほぼなくすことができる。
【００３４】
有用な有機樹脂の例には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂及びこれらの組合せがあるが、これらに限定されない。エポキシ樹脂の具体例はビスフェノールＡである。シリコーン樹脂の具体例には、変性もしくは未変性シリコーンワニス、少なくとも１種のオルガノポリシロキサン、シリコーンアルキッド、シリコーンエポキシ、又はシリコーンポリエステルがある。アルキッド樹脂の具体例は無水フタル酸とグリセロールの反応生成物である。このような実施形態で、少なくとも１種の有機溶剤を使用するのが有用である（必須ではないが）。このような溶剤の例には、アルコール類、グリコール類、ケトン類、アルデヒド類、芳香族化合物、ジメチルホルムアミド、ミネラルスピリット、ナフサ、硝化炭化水素、塩素化炭化水素及びこれらの組合せがあるが、これらに限定されない。この種の樹脂の具体的な記述が前掲の米国特許出願第１０／６３３８８８及び第１０／６３３８８７号にある。
【００３５】
上述した実施形態及び任意事項はどのような組合せで使用してもよい。例えば、１つの組合せでは、ニッケル基超合金を含有する材料製のタービン部品の内部通路にアルミニウムを適用するためのスラリー被覆組成物が提供される。この実施形態では、スラリー被覆組成物は六価クロムを実質的に含まず、コロイドシリカ、少なくとも１種の有機樹脂及びこれらの組合せから選択されるバインダーと、平均粒径が約１〜５０μｍの範囲にあるアルミニウム−ケイ素合金の粒子と、不活性な有機ポリマー増粘剤ビーズとを含有する。
【００３６】
上述したように、本実施形態の組成物は、組成物を内部通路に注入し；組成物を適切な条件下で熱処理して、組成物から揮発性成分を除去し、内部通路の表面領域にアルミニウムを拡散させ、かつ熱分解性増粘剤粒子の少なくとも一部を分解し；ついで内部通路から余計な材料をバニシ仕上げすることにより、金属基体の内部通路をアルミナイジングするのに使用することができる。１例では、内部通路の表面領域は基体中に深さ約２００μｍまで延在する。本発明の実施形態の利点として、内部アルミナイジングを外部アルミナイジングプロセスと同時に（即ち、同じ拡散熱処理サイクルで）行うことができる。
【実施例】
【００３７】
実施例１
１０．３ｇのシリコーンアルミニウムエナメル（Ｇｌｙｐｔａｌ８６００９）、５ｇの１０μｍアルミニウム系粉末及び１５ｇのポリ（メチルメタクリレート）ビーズポリマー（直径２００μｍ）を含むスラリーを、そのコンシステンシーがソフトクリーム程度になるまで、混合する。混合物をロートを介してシリンジに重力充填する。混合物を、ＧＴＤ２２２ニッケル基超合金製の７ＦＡステージ２ノズルの後縁冷却孔に注入する。乾燥後、ノズルに拡散熱処理を、前掲の米国特許出願第１０／６３３８８８及び第１０／６３３８８７号に記載された外部アルミナイド被膜の拡散のための条件と同様の条件下で、行う。この処理中に、ポリ（メチルメタクリレート）ビーズが分解してガスを形成し、そのガスが冷却孔から逃げ出す。後に残されたアルミニウム系粉末は均一に分布し、超合金中に拡散して、拡散アルミナイド被膜を形成する。
【００３８】
実施例２
５ｇのグリセロール、１５ｇのＬＰ３０コロイドシリカ、１０ｇの２０ｗｔ％ポリビニルアルコール水溶液、２０ｇの１０〜１４μｍアルミニウム粉末、５ｇの１０μｍアルミニウム−ケイ素共融粉末及び２ｇの２００μｍポリ（メチルメタクリレート）マイクロビーズを混合して、スラリーを形成する。この混合物を、ＧＴＤ２２２ニッケル基超合金製の７ＦＡステージ２ノズルの後縁冷却孔に注入する。乾燥後、ノズルに拡散熱処理を、前掲の米国特許出願第１０／６３３８８８及び第１０／６３３８８７号に記載された外部アルミナイド被膜の拡散のための条件と同様の条件下で、行う。この処理中に、ポリ（メチルメタクリレート）ビーズが分解してガスを形成し、そのガスが冷却孔から逃げ出す。後に残されたアルミニウム系粉末は均一に分布し、超合金中に拡散して、拡散アルミナイド被膜を形成する。残留アルミニウム粉末を機械的に除去するか、０．５Ｎ水酸化ナトリウムに短時間浸漬することにより除去する。
【００３９】
熱処理の例は前掲の米国特許出願第１０／６３３８８８及び第１０／６３３８８７号に記載されており、これらを別々にもしくは組み合わせて用いることができる。このような例には、予備熱処理を行って揮発性成分を除去し、最終熱処理を行ってアルミニウムを基体中に拡散させる；熱処理を約６５０℃〜約１１００℃の範囲の温度で行う；段階的な熱処理を行うなどがある。
【００４０】
混合の例も、前掲の米国特許出願第１０／６３３８８８及び第１０／６３３８８７号に記載されている。代表的には、上述した添加剤を用いる場合、主要成分を混合し終わってからこれらの添加剤を添加するのが一般的であるが、これは部分的には添加剤の性質に依存する。アルミニウム系粉末及びコロイドシリカと組み合わせて有機安定剤を使用する実施形態では、特定の配合順序が場合により特に有用である。例えば、通常、アルミニウム系粉末と水性キャリヤとの有意な接触が生じる前に、有機安定剤を最初にアルミニウム系粉末と混合する。混合物の剪断特性を高めるために、コロイドシリカの限定部分、例えば処方量の半分以下をこの時点で導入し（ゆっくり添加し）てもよい。つぎにコロイドシリカの残りを添加し、ブレンドに十分に混合する。他の任意の添加剤をこの時点で添加することもできる。場合によっては、残りのコロイドシリカを添加する前に、適当な期間、例えば約２４時間以下又は以上待つのが望ましい。この待機期間はアルミナの安定剤での「濡れ」を向上するが、いつも必要なわけではない。
【００４１】
バニシ仕上げは任意の好都合な方法で行うことができる。例えば、１実施形態では、バニシ仕上げはバニシ仕上げ工具を内部通路に挿入することからなる。バニシ仕上げ工具は例えばニードルである。バニシ仕上げ工具は真っ直ぐな内部通路に適用するのにもっとも簡単である。余分な材料を溶解することによりバニシ仕上げを行う実施形態は真っ直ぐな内部通路にも湾曲した内部通路にも使用できる。例えば、溶解は、水酸化ナトリウムの０．５Ｎ（０．５モル／リットル）溶液を用いて余分な材料を化学的にバニシ仕上げすることからなる。
【００４２】
本発明の別の実施形態は内部通路に被膜が設けられた金属基体である。前記被膜は、六価クロムを含まず、アルミニウム系粉末と、不活性な熱分解性有機増粘剤と、コロイドシリカ、少なくとも１種の有機樹脂及びこれらの組合せから選択されるバインダーとを含有する。組成物の実施形態に関して上述した材料が、基体の実施形態にも適用できる。
【００４３】
以上本発明のいくつかの特徴を説明し具体的に示したが、当業者には種々の変更や改変が明らかである。したがって、特許請求の範囲はそのような変更や改変もすべて本発明の要旨の範囲内に入るものとして包含する。