(57)【要約】      （修正有）【課題】高温高圧条件で運転されるタービンの圧縮ブレードの皮膜であって、部品汚れを減少させ、効率を増加させ、部品寿命を増加させ、部品ダウンタイムを減少させ、メンテナンスコストを減少させ、部品性能を損なうことのない皮膜の提供。【解決手段】部品１０１と、ベース皮膜１０３と、防汚トップコート１０５とを含む。防汚皮膜は、約０．２５〜３５％の充填剤粒子を含み、充填剤粒子は、リン酸クロムバインダーマトリックスの中に埋め込まれており、充填剤粒子が、１：１〜３：１のアスペクト比でナノ乃至６μｍの粒径を有し、１００重量％以下の潤滑性粒子を、残部の硬質粒子とともに含み、潤滑性粒子が、ＢＮ、ＴｉＮ、ＴｉＯ２、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｎ及びＳｎの酸化物群から選択され、硬質粒子が、ＣｒＮ、ＷＣ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｉ及びＡｌの酸化物又は窒化物群から選択されるタービンブレードの防汚皮膜系１００。【選択図】図１
2016074980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
防汚皮膜であって、
約０．２５体積％〜約３５体積％の間にあり、１：１〜３：１のアスペクト比でナノ乃至６μｍの粒径を有する充填剤粒子であって、
１００重量％以下の潤滑性粒子であって、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛及びスズの酸化物並びにそれらの組合せからなる群から選択される潤滑性粒子と、
炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素及びアルミニウムの酸化物又は窒化物並びにそれらの組合せからなる群から選択される、残部の硬質粒子と
を含む充填剤粒子と、
体積で皮膜の残部を構成するリン酸クロムバインダーマトリックスと
を含み、充填剤粒子がリン酸クロムバインダーマトリックスの中に埋め込まれている、防汚皮膜。
【請求項２】
皮膜が約１５〜７５μｍの厚さを有する、請求項１記載の防汚皮膜。
【請求項３】
皮膜が約２５〜５０μｍの厚さを有する、請求項１記載の防汚皮膜。
【請求項４】
潤滑性粒子及び硬質粒子が同じ粒径分布を有する、請求項１記載の防汚皮膜。
【請求項５】
皮膜が約１５８２°Ｆの最大使用温度を有する、請求項１記載の防汚皮膜。
【請求項６】
潤滑性粒子が窒化ホウ素を含む、請求項１記載の防汚皮膜。
【請求項７】
防汚グリーンスラリー皮膜であって、
電気防食リン酸クロムバインダーと、
約０．２５体積％〜約３５体積％の間にあり、バインダーと混合される粉末混合物であって、１：１〜３：１のアスペクト比でナノ乃至６μｍの粒径を有する充填剤粒子を含み、充填剤粒子は、
１００重量％以下の潤滑性粒子であって、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛及びスズの酸化物並びにそれらの組合せからなる群から選択される潤滑性粒子及び
炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素及びアルミニウムの酸化物又は窒化物並びにそれらの組合せからなる群から選択される、残部の硬質粒子
を含む、粉末混合物と、
スラリーが乾燥の間の重力に起因する流れに抵抗する粘度を有するのに十分な量で、粉末混合物及びバインダーと混合されている蒸発性溶媒であって、蒸発性溶媒及びバインダーは、防汚グリーンスラリー皮膜の残部を構成する、蒸発性溶媒と
を含む、防汚グリーンスラリー皮膜。
【請求項８】
蒸発性溶媒は、ＣＨ3ＯＨからＣ4Ｈ7ＯＨを含むアルコールの群から選択されるアルコールである、請求項７記載の防汚グリーンスラリー皮膜。
【請求項９】
タービン部品のための防汚皮膜系粒径であって、
タービン部品と、
第１の所定の厚さ粒径を有する、タービン部品を覆うアルミナベース皮膜と、
防汚トップコートと
を含み、防汚トップコートは、
約０．２５体積％〜約３５体積％の間にあり、１：１〜３：１のアスペクト比でナノ乃至６μｍの粒径を有する充填剤粒子であって、
１００重量％以下の潤滑性粒子であって、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛及びスズの酸化物並びにそれらの組合せからなる群から選択される潤滑性粒子及び
炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素及びアルミニウムの酸化物又は窒化物並びにそれらの組合せからなる群から選択される、残部の硬質粒子
を含む、充填剤粒子と、
体積で防汚トップコートの残部を構成するリン酸クロムバインダーマトリックスと
をさらに含む、タービン部品のための防汚皮膜系粒径。
【請求項１０】
トップコートが約１５〜７５μｍの厚さを有する、請求項９記載の防汚皮膜系粒径。
【請求項１１】
トップコートが約２５〜５０μｍの厚さを有する、請求項９記載の防汚皮膜系粒径。
【請求項１２】
トップコートが約１５８２°Ｆの最大使用温度を有する、請求項９記載の防汚皮膜系粒径。
【請求項１３】
タービン部品がタービン運転の間に９００°Ｆ以上の温度を経験する圧縮機ブレードを含む、請求項９記載の防汚皮膜系。
【請求項１４】
ベース皮膜が約３５〜８５μｍの厚さ粒径を有するリン酸マトリックスの中にアルミニウム系の粒子をさらに含む、請求項９記載の防汚皮膜系粒径。
【請求項１５】
防汚トップコートの表面仕上げは、約５０マイクロインチ以下の粗度平均（ＲＡ）を有する、請求項９記載の防汚皮膜系粒径。
【請求項１６】
防汚皮膜系粒径をタービン部品に施工する方法であって、
約１５８２°Ｆ未満の運転温度を有するタービン部品を用意する段階と、
タービン部品の表面をグリットブラスト加工し、皮膜層の機械的な結合を推進するのに十分に粗い表面仕上げを作り出す段階と、
リン酸マトリックスの中のアルミニウム粒子のベースコートによって、第１の所定の厚さ粒径になるまで、グリットブラスト加工された表面を皮膜する段階と、
第１の所定の時間、第１の所定の温度で、被覆タービン部品を熱処理し、タービン部品に対してベースコートを硬化させる段階と、
第２の所定の厚さになるまで、ベースコートの上に防汚皮膜のスラリーを施工する段階であって、防汚皮膜は、
電気防食リン酸クロムバインダーと、
約０．２５体積％〜約３５体積％の間にあり、バインダーと混合される粉末混合物であって、１：１〜３：１のアスペクト比でナノ乃至６μｍの粒径を有する充填剤粒子を含み、充填剤粒子は、
１００重量％以下の潤滑性粒子であって、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛及びスズの酸化物並びにそれらの組合せからなる群から選択される潤滑性粒子及び
炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素及びアルミニウムの酸化物又は窒化物並びにそれらの組合せからなる群から選択される、残部の硬質粒子
を含む、粉末混合物と、
スラリーが乾燥の間の重力に起因する流れに抵抗する粘度を有するのに十分な量で、粉末混合物及びバインダーと混合されている蒸発性溶媒であって、蒸発性溶媒及びバインダーは、防汚グリーンスラリー皮膜の残部を構成する、蒸発性溶媒と
を含む、段階と、
スラリーを乾燥させる段階と、
被覆タービン部品の上に施工された防汚皮膜を、第２の所定の時間、第２の所定の温度で熱処理し、ベースコートに対して防汚皮膜を硬化させる段階と、
任意選択で被覆タービン部品を磨き上げて、皮膜施工で生じる高い領域を除去する段階と
を含む方法。
【請求項１７】
蒸発性溶媒の体積含有量を調節することによって、スラリーの成分が調節され、スラリーが十分に流動性を有しており、スラリーによってタービン部品をスプレーイングすることによって、スラリーがベースコートの上に施工される、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
スラリーがスプレーイングによって施工されるときに、スラリーの潤滑性粒子及び硬質粒子が、同じ粒径分布を有する、請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
蒸発性溶媒の体積含有量を調節することによって、スラリーの成分が調節され、スラリーが十分な粘性を有しており、スラリーの中にタービン部品を浸漬させることによって、スラリーがベースコートの上に施工され得る、請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
被覆タービン部品の上に施工された防汚皮膜を、第２の所定の時間、第２の所定の温度で熱処理する段階が、部品を約５５０〜７５０°Ｆの温度で約０．５〜２時間熱処理することを含む、請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、皮膜、皮膜系及び被覆法に関する。より具体的には、本発明は、防汚皮膜、防汚皮膜系及び防汚皮膜を施工する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービン運転中には、多くの部品が、高温高圧条件にさらされる。さらに、様々な空気流粒子が、タービンを通って移動するとき部品に接触する。高温高圧条件下では、空気流粒子は、部品の表面の上に、とりわけ、後方段圧縮機ブレードの上に堆積する可能性がある。
【０００３】
粒子の堆積を低減させる１つの方法は、アルミニウム粒子の内側層及びセラミックアルミナフレークの外部皮膜で、圧縮機ブレードを皮膜することを含む。セラミックアルミナフレークの外部皮膜は、部品の外側表面を形成し、いくらかの侵食保護を提供する。しかし、タービンの中の空気流は、酸化鉄粒子を含むことが多く、酸化鉄粒子は、圧縮機ブレードの表面の上のセラミックアルミナフレークに付着する可能性がある。
【０００４】
粒子の堆積を低減させる別の方法は、固着防止化合物の使用を含む。現在最も使用されている固着防止化合物は、２５０°Ｆの温度限界を有するポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような材料に限定される。これらの固着防止化合物は、１０００°Ｆ以上の温度にさらされる後方段圧縮機ブレードとともに使用するのは適切でない。
【０００５】
プロセス及び／又は形成される部品の特性が改善された皮膜、皮膜系及び被覆法が、当技術分野で望ましいこととなる。
【発明の概要】
【０００６】
１つの例示的な実施形態では、防汚皮膜は、約０．２５〜３５体積％の充填剤粒子を含み、充填剤粒子は、体積で皮膜の残部を構成するリン酸クロムバインダーマトリックスの中に埋め込まれている。充填剤粒子は、１：１〜３：１のアスペクト比でナノ乃至６μｍの粒径を有しており、１００重量％以下の潤滑性粒子と、残部の硬質粒子とを含む。潤滑性粒子は、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛及びスズの酸化物並びにそれらの組合せからなる群から選択される。硬質粒子は、炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素及びアルミニウムの酸化物又は窒化物並びにそれらの組合せからなる群から選択される。
【０００７】
別の例示的な実施形態では、防汚グリーンスラリー皮膜は、電気防食リン酸クロムバインダーと、バインダーと混合される約０．２５体積％〜約３５体積％の粉末混合物と、スラリーが乾燥の間の重力に起因する流れに抵抗する粘度を有するのに十分な量で、粉末混合物及びバインダーと混合されている蒸発性溶媒であって、蒸発性溶媒及びバインダーは、防汚グリーンスラリー皮膜の残部を構成する、蒸発性溶媒とを含む。粉末混合物は、充填剤粒子を含み、充填剤粒子は、１：１〜３：１のアスペクト比でナノ乃至６μｍの粒径を有しており、充填剤粒子は、１００重量％以下の潤滑性粒子と、残部の硬質粒子とを含む。潤滑性粒子は、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛及びスズの酸化物並びにそれらの組合せからなる群から選択される。硬質粒子は、炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素及びアルミニウムの酸化物又は窒化物並びにそれらの組合せからなる群から選択される。
【０００８】
別の実施形態では、タービン部品のための防汚皮膜系は、タービン部品と、タービン部品を覆うアルミナベース皮膜であって、第１の所定の厚さを有するベース皮膜と、防汚トップコートとを含む。防汚トップコートは、約０．２５〜３５体積％の充填剤粒子と、体積で防汚トップコートの残部を構成するリン酸クロムバインダーマトリックスとを含む。充填剤粒子は、１：１〜３：１のアスペクト比でナノ乃至６μｍの粒径を有しており、１００重量％以下の潤滑性粒子と、残部の硬質粒子とを含む。潤滑性粒子は、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛及びスズの酸化物並びにそれらの組合せからなる群から選択される。硬質粒子は、炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素及びアルミニウムの酸化物又は窒化物並びにそれらの組合せからなる群から選択される。
【０００９】
別の実施形態では、防汚皮膜系をタービン部品に施工する方法は、約１５８２°Ｆ未満の運転温度を有するタービン部品を用意する段階と、タービン部品の表面をグリットブラスト加工し、皮膜層の機械的な結合を推進するのに十分に粗い表面仕上げを作り出す段階と、リン酸マトリックスの中のアルミニウム粒子のベースコートによって、第１の所定の厚さになるまで、グリットブラスト加工された表面を皮膜する段階と、第１の所定の時間、第１の所定の温度で、被覆タービン部品を熱処理し、タービン部品に対してベースコートを硬化させる段階と、第２の所定の厚さになるまで、ベースコートの上に防汚皮膜のスラリーを施工する段階と、スラリーを乾燥させる段階と、被覆タービン部品の上に施工された防汚皮膜を、第２の所定の時間、第２の所定の温度で熱処理し、ベースコートに対して防汚皮膜を硬化させる段階と、任意選択で被覆タービン部品を磨き上げて、皮膜施工で生じる高い領域を除去する段階とを含む。防汚グリーンスラリー皮膜は、電気防食リン酸クロムバインダーと、バインダーと混合される約０．２５体積％〜約３５体積％の粉末混合物と、スラリーが乾燥の間の重力に起因する流れに抵抗する粘度を有するのに十分な量で、粉末混合物及びバインダーと混合されている蒸発性溶媒であって、蒸発性溶媒及びバインダーは、防汚グリーンスラリー皮膜の残部を構成する、蒸発性溶媒とを含む。粉末混合物は、充填剤粒子を含み、充填剤粒子は、１：１〜３：１のアスペクト比でナノ乃至６μｍの粒径を有しており、充填剤粒子は、１００重量％以下の潤滑性粒子と、残部の硬質粒子とを含む。潤滑性粒子は、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛及びスズの酸化物並びにそれらの組合せからなる群から選択される。硬質粒子は、炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素及びアルミニウムの酸化物又は窒化物並びにそれらの組合せからなる群から選択される。
【００１０】
本発明の他の特徴及び利点は、例として、本発明の原理を図示している添付の図面を伴って、以下のより詳細な好適な実施形態の説明から明らかになることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の実施形態による防汚皮膜系の断面図である。
【図２】本開示の実施形態による防汚皮膜を施工する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
可能な限り、同じ参照数字は、図面の全体を通して、同じパーツを表すために使用されることとなる。
【００１３】
提供されるのは、皮膜、皮膜系及び被覆法である。本明細書で開示されている１つ以上の特徴を使用しない皮膜、システム及び方法と比較して、本開示の実施形態は、部品汚れを減少させ、効率を増加させ、部品寿命を増加させ、部品ダウンタイムを減少させ、メンテナンスコストを減少させ、部品性能を損なうことなく皮膜を提供し又はそれらの組合せである。
【００１４】
一実施形態では、防汚皮膜は、約０．２５体積％〜約３５体積％の充填剤粒子と、残部のセラミックマトリックスとを含む。別の実施形態では、防汚皮膜は、０．２５体積％から１０体積％の充填剤粒子、０．２５体積％〜約５体積％の充填剤粒子、０．２５体積％〜約５体積％未満の間の充填剤粒子又はそれらの任意の組合せ、サブコンビネーション、範囲、もしくはサブレンジを、残部のセラミックマトリックスとともに含む。充填剤粒子は、１つ以上の潤滑性粒子及び／又は硬質粒子を含む。たとえば、別の実施形態では、充填剤粒子は、重量パーセントで、１００％以下の潤滑性粒子、１０％から９０％の潤滑性粒子、２０％から８０％の潤滑性粒子、３０％から７０％の潤滑性粒子、４０％から６０％の潤滑性粒子、５０％の潤滑性粒子又はそれらの任意の組合せ、サブコンビネーション、範囲、もしくはサブレンジを、残部の硬質粒子とともに含む。さらなる実施形態では、充填剤粒子に加えて、防汚皮膜は、バインダー添加剤を含み、それは、たとえば、それらに限定されないが、Ｃ、Ｃａ、Ｋ、Ｆ、Ｃ、Ｃａ、Ｋ、Ｆの酸化物もしくは窒化物、又は、それらの組合せである。セラミックマトリックスは、充填剤粒子を保持又は埋め込むための任意の適切なマトリックスを含み、それは、たとえば、それに限定されないが、リン酸クロムバインダーマトリックスである。
【００１５】
潤滑性粒子及び／又は硬質粒子は、それらに限定されないが、金属粒子、セラミック粒子又はそれらの組合せを含む。適切な潤滑性粒子は、それらに限定されないが、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、Ｂ、Ｔｉ、Ｚｎ及び／もしくはＳｎの酸化物及び／もしくは窒化物、又は、それらの組合せを含む。たとえば、適切な潤滑性粒子は、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）、スズ酸化物（ＳｎＯ）又はそれらの組合せを含むことが可能である。適切な硬質粒子は、それらに限定されないが、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、Ｃｒ、Ｗ、Ｓｉ及び／もしくはＡｌの炭化物、酸化物及び／もしくは窒化物、又は、それらの組合せを含む。たとえば、適切な硬質粒子は、炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）又はそれらの組合せを含むことが可能である。他の充填剤粒子は、ニッケル酸化物（ＮｉＯ）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯ2）又はそれらの組合せを含むことが可能である。
【００１６】
一実施形態では、充填剤粒子は、防汚皮膜の多孔性を減少させる（すなわち、密度を増加させる）粒子形状及び／又は粒子配向を含み、それは、皮膜を通すガス透過性及び／又は蒸気透過性を減少させるか又は排除する。皮膜の透過性を減少させるか又は排除することは、皮膜を通したガス拡散及び／又は蒸気拡散を減少させるか又は排除し、それは、とりわけ、そうでなければ透過性を増加させ得る増加した温度及び／又は圧力で、任意の量のガス及び／又は蒸気が基材に到達することを減少させるか又は排除する。別の実施形態では、充填剤粒子及び／又はバインダー添加剤は、皮膜の耐腐食性を増加させ、皮膜の耐酸化性を増加させ、皮膜の密度を増加させ又はそれらの組合せである。
【００１７】
代替的な実施形態では、防汚皮膜は、グリーンスラリー皮膜を含む。グリーンスラリー皮膜は、約０．２５体積％〜約３５体積％の粉末混合物と、残部のバインダーと、蒸発性溶媒とを含む。バインダーは、それに限定されないが、電気防食リン酸クロムバインダーなどのような、粉末混合物を保持するための任意の適切なバインダーを含む。粉末混合物は、充填剤粒子の混合物を含む。一実施形態では、粉末混合物は、１００重量％以下の潤滑性粒子と、残部の硬質粒子とを含む。蒸発性溶媒が、乾燥の間の重力に起因する皮膜の流れに抵抗する粘度を提供する任意の量で、粉末混合物及びバインダーと混合される。たとえば、別の実施形態では、蒸発性溶媒は、防汚皮膜の中に混合され、チキソトロピー性混合物を形成させる。適切な蒸発性溶媒は、それに限定されないが、たとえば、１つから４つの間の炭素を有するアルコール（ＣＨ3ＯＨからＣ4Ｈ7ＯＨ）などのようなアルコールを含む。
【００１８】
防汚皮膜の中の潤滑性粒子及び／又は硬質粒子は、同じ、類似の又は非類似の粒径分布を有する。一実施形態では、潤滑性粒子及び／又は硬質粒子は、１：１〜３：１のアスペクト比でナノ乃至６μｍの粒径を有する。ナノ粒子は、１〜１００ｎｍの粒径の粒子を含む。別の実施形態では、潤滑性粒子及び／又は硬質粒子は、ナノサイズから３μｍ未満の粒径、約１μｍの平均粒径、約１μｍ未満の平均粒径又はそれらの任意の組合せ、サブコンビネーション、範囲、もしくはサブレンジを有する。さらなる実施形態では、潤滑性粒子及び／又は硬質粒子は、タービンの中の空気流粒子（たとえば、酸化物粒子）などのような皮膜に接触するより大きい異物のサイズよりも小さい任意のサイズを含む。潤滑性粒子及び／又は硬質粒子のより小さいサイズは、皮膜へのより大きい異物の付着を低減させるか又は排除する。
【００１９】
図１を参照すると、防汚皮膜系１００は、部品１０１と、ベース皮膜１０３と、トップコート１０５とを含む。一実施形態では、部品１０１は、それらに限定されないが、圧縮機ブレード、後方段圧縮機ブレード、他のタービン部品又はそれらの組合せなどのような、タービン部品を含む。別の実施形態では、ベース皮膜１０３は、部品１０１を覆うアルミナ層を含み、ベース皮膜１０３は、あるベース皮膜厚さ１１３を有する。ベース皮膜厚さ１１３は、約５０μｍ以上、約２０から約１００μｍの間、約３５から約８５μｍの間、約５０から約７５μｍの間又はそれらの任意の組合せ、サブコンビネーション、範囲、もしくはサブレンジである。たとえば、１つのベース皮膜は、リン酸マトリックスの中に、５０〜７５μｍ厚さのアルミニウム系の粒子の層を含む。さらなる実施形態では、トップコート１０５は、ベース皮膜１０３を覆う防汚皮膜を含み、防汚皮膜は、ある防汚皮膜厚さ１１５を有する。防汚皮膜厚さ１１５は、１５μｍ以上、約１５から約７５μｍの間、約２０から約６０μｍの間、約２５から約５０μｍの間又はそれらの任意の組合せ、サブコンビネーション、範囲、もしくはサブレンジである。
【００２０】
トップコート１０５として施工されると、防汚皮膜は、部品１０１の外部の上に固着防止表面を提供する。固着防止表面は、異物の付着を低減させるか又は排除し、それは、皮膜がその上に施工される部品１０１の汚れを低減させるか又は排除する。さらに、防汚皮膜及び／又はベース皮膜１０３は、抗酸化バリアを提供し、抗酸化バリアは、たとえば、タービン運転、高温圧縮運転又はそれらの組合せなどの間に、部品１０１の酸化を低減させるか又は排除する。抗酸化バリアは、防汚皮膜の厚さ及び／又は充填剤粒子によって提供される。一実施形態では、防汚皮膜は、潤滑性であり、固着防止表面を提供し及び／又は、約１５８２°Ｆ以下の温度、約１５６２°Ｆ以下の温度、約２５０°Ｆから約１６００°Ｆの間の温度、約２５０°Ｆから約１５８２°Ｆの間の温度、約３００°Ｆから約１５６２°Ｆの間の温度、約３００°Ｆから約１０００°Ｆの間の温度又はそれらの任意の組合せ、サブコンビネーション、範囲、もしくはサブレンジで、抗酸化バリアを提供する。たとえば、別の実施形態では、防汚皮膜は、約９００°Ｆ以上の温度を経験する圧縮機ブレードに施工され、タービン運転の間に、固着防止表面及び／又は抗酸化バリアを提供する。さらなる実施形態では、防汚皮膜は、有機剤及び／又は腐食剤に対して不活性であり、溶融金属、溶融ガラス及び／もしくはスラグ又はそれらの組合せによって濡れていない。
【００２１】
図１及び図２を参照すると、防汚皮膜を施工する方法は、部品１０１を用意すること（段階２０１）、部品１０１の上にベース皮膜１０３を施工すること（段階２０３）及びベース皮膜１０３の上にトップコート１０５を施工すること（段階２０５）を含む。防汚皮膜は、現地で、現場で、使用中の部品、新しい部品又はそれらの組合せに施工される。本明細書で使用されているように、使用中の部品は、運転に関して以前に製造され及び／又は、運転中に設置されている、任意の部品を表している。一実施形態では、部品１０１は、約１５６２°Ｆ以下の動作温度を有するタービン部品を含む。別の実施形態では、部品１０１の上にベース皮膜１０３を施工する前に、方法は、たとえば、タービン部品の表面をグリットブラスト加工することによって（段階２０２）、部品１０１を準備することを含む。表面のグリットブラスト加工は、表面への皮膜（たとえば、ベース皮膜１０３）の機械的な結合を促進させる粗度を含む表面仕上げを作り出す。たとえば、グリットブラスト加工は、約５０マイクロインチ以下の粗度平均（ＲＡ）、約３０マイクロインチ以下の粗度平均（ＲＡ）、約２５マイクロインチ以下の粗度平均（ＲＡ）、約２０マイクロインチ以下の粗度平均（ＲＡ）又はそれらの任意の組合せ、サブコンビネーション、範囲、もしくはサブレンジを作り出す。表面をグリットブラスト加工した後に（段階２０２）、ベース皮膜１０３が、部品１０１の上に施工され（段階２０３）、ベース皮膜１０３は、ベース皮膜厚さ１１３になるまで施工される。さらなる実施形態では、ベース皮膜１０３及び部品１０１は、次いで、第１の所定の時間、第１の所定の温度で熱処理される（段階２０４）。ベース皮膜１０３及び部品１０１を熱処理することは、部品１０１に対してベース皮膜１０３を硬化させる。
【００２２】
次に、トップコート１０５が、ベース皮膜１０３の上に施工され（段階２０５）、トップコート１０５は、防汚皮膜を含み、防汚皮膜は、防汚皮膜厚さ１１５になるまで施工される。一実施形態では、防汚皮膜は、グリーンスラリー皮膜を含む。グリーンスラリー皮膜は、それらに限定されないが、スプレーイング、グリーンスラリー皮膜の中への部品のディッピングもしくは浸漬、ブラッシング、ディッピング及びスピン、物理気相堆積又はそれらの組合せなどのような、任意の方法によって、ベース皮膜１０３の上に施工される（段階２０５）。グリーンスラリー皮膜の施工は、それらに限定されないが、真空施工、高価な材料、温度の上昇又はそれらの組合せなどのような、高性能の処理技術の使用を減少させるか又は排除し、それは、施工コストを減少させる。
【００２３】
トップコート１０５を施工する前に、蒸発性溶媒の体積含有量を減少又は増加させることによって、防汚皮膜の粘度は、それぞれ、増加又は減少することが可能である。１つの例では、蒸発性溶媒の体積含有量は、グリーンスラリー皮膜の中に部品１０１を浸漬させることによって、ベース皮膜の上へのグリーンスラリー皮膜の施工を促進させるように調節される。別の例では、蒸発性溶媒の体積含有量は、減少された粘度を提供するために増加させられ、減少された粘度は、施工後の重力に起因してトップコート１０５が流れることなく、グリーンスラリー皮膜のスプレーイングを促進させる。一実施形態では、グリーンスラリー皮膜がスプレーイングによって施工されると、充填剤粒子及び潤滑性粒子は、同じ又は実質的に同じ粒径分布を有する。
【００２４】
次いで、防汚皮膜は、乾燥され、それに続いて、第２の所定の時間、第２の所定の温度で熱処理される（段階２０６）。代替的に、防汚皮膜は、同時に乾燥及び熱処理され得る。熱処理をすることは、ベース皮膜１０３に対して防汚皮膜を硬化させ、被覆部品を形成させる。さらなる実施形態では、防汚皮膜を硬化させた後に、被覆部品が磨き上げられる。被覆部品を磨き上げることは、防汚皮膜を施工する間に形成される高い領域を減少させるかもしくは排除するか、防汚皮膜の表面粗度を減少させるか又はそれらの組合せである。たとえば、磨き上げることは、約５０マイクロインチ以下の防汚皮膜の粗度平均（ＲＡ）、約２５マイクロインチ以下の防汚皮膜の粗度平均（ＲＡ）、約２０マイクロインチ以下の防汚皮膜の粗度平均（ＲＡ）、約１５マイクロインチ以下の防汚皮膜の粗度平均（ＲＡ）、約１０マイクロインチ以下の防汚皮膜の粗度平均（ＲＡ）又はそれらの任意の組合せ、サブコンビネーション、範囲、もしくはサブレンジを提供する。
【００２５】
第１の所定の温度及び第２の所定の温度は、同じであるか、実質的に同じであるか又は互いに異なる。適切な温度は、それらに限定されないが、約７５０°Ｆ以下、約５５０°Ｆ〜約７５０°Ｆの間、約６００°Ｆから７００°Ｆの間、約６５０°Ｆ又はそれらの任意の組合せ、サブコンビネーション、範囲、もしくはサブレンジを含む。第１の所定の時間及び第２の所定の時間は、同じであるか、実質的に同じであるか又は互いに異なる。適切な時間は、それらに限定されないが、約３時間以下、約０．５から約３時間、約０．５から約２時間又はそれらの任意の組合せ、サブコンビネーション、範囲、もしくはサブレンジを含む。
【００２６】
一実施形態では、防汚皮膜を使用中の部品に施工するとき、方法は、既存の外部皮膜を除去すること又は既存の外部皮膜及び既存の内側皮膜層の少なくとも一部分を除去することを含む。たとえば、別の実施形態では、防汚皮膜を施工する方法は、セラミックアルミナフレークの既存の外部皮膜及びアルミニウム粒子の内側層の少なくとも一部分を、使用中の部品から除去することを含む。次いで、ベース皮膜１０３及び／又は防汚皮膜が、本明細書で開示されている実施形態にしたがって、使用中の部品の上に施工される。
【００２７】
本発明は、好適な実施形態を参照して説明されてきたが、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変形を加えることが可能であること及び均等物をその要素の代わりにすることが可能であることが当業者には理解されるであろう。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるように、多くの修正を加えることが可能である。したがって、本発明は、本発明を実施するために考えられる最良の形態として開示されている特定の実施形態に限定されるべきでなく、しかし、本発明は、添付の特許請求の範囲の中に入るすべての実施形態を含むこととなることを意図している。
【符号の説明】
【００２８】
１００  防汚皮膜系
１０１  部品
１０３  ベース皮膜
１０５  トップコート
１１３  ベース皮膜厚さ
１１５  防汚皮膜厚さ
【図１】
2016074980.tif 000003
【図２】
2016074980.tif 000004
【外国語明細書】
2016074980000001.pdf