专利名称：扩散障用合金皮膜及其制造方法、以及高温装置构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及扩散障用合金皮膜及其制造方法、以及适用了该合金皮膜的高温装置构件，所述扩散障用合金皮膜作为表面皮膜(镀层)使用，用于延长燃气轮机叶片、喷气式发动机的涡轮叶片、燃烧器、喷嘴、锅炉传热管、废弃物处理装置以及半导体制造废气处理装置等高温下使用的高温装置构件的寿命。
背景技术：
例如，对于产业用燃气轮机叶片和喷气式发动机等的高温装置构件而言，流体温度在某些场合超过1300℃，作为金属材料，高温氧化常常成为构件损伤的主要原因。因此，为了使构件的耐热性提高，从前一般对构件表面施以如下所述的涂层处理。
(1)热障涂层(TBC)热障涂层(TBC)是在金属基材(构件)表面依次层叠被称为外涂层的陶瓷层、以及被称为内涂层(或者粘结涂层)的耐蚀合金层而得到的。外涂层主要用于使金属基材的表面温度降低至约1000℃或以下，一般使用热传导率较小的ZrO2等。另一方面，内涂层用于赋予抗氧化性，一般使用含有百分之几～百分之几十的Al的合金(通常称为MCrAlY)。
近年来，从提高发电效率的观点出发，流体温度有上升的趋势，随之内涂层的表面温度也上升。因此，在内涂层与外涂层的界面，氧化皮膜长大增厚，在外涂层剥离的同时，例如由于Al从MCrAlY向金属基材侧扩散，所以金属基材的强度下降，这成为很大的问题。而且，就从前的温度而言，例如喷气式发动机的涡轮叶片等，一般认为即使在表面施以热障涂层，寿命也只有半年左右，迫切希望对延长这些构件的寿命进行技术开发。一般认为上述TBC体系的劣化的主要原因之一，是由于内涂层和金属基材之间的合金成分的相互扩散。
此外，TBC体系中，为了提高温度下降的效果，需要数百μm厚的外涂层和冷却空气。因此，在狭窄的部位以及无法利用冷却空气的部位一般并不适用。
(2)Al(或者Cr、Si)扩散渗透处理在1000℃或以下要求抗氧化性以及耐高温腐蚀性的构件(金属基材)上，往往施以Al、Cr或Si等的扩散渗透处理。我们知道，在这些元素的氧化物中离子扩散能力较小，因此通过用它们覆盖构件表面能够抑制高温氧化以及高温腐蚀。所以，为了形成它们的氧化物，采取用含有百分之几十的这些元素的合金皮膜覆盖构件表面的涂层法。其代表的方法是扩散渗透处理。用该方法形成的合金皮膜(涂层)由于形成扩散层而与构件(金属基材)的附着力良好，且对于具有复杂形状的部件和狭窄的部位也可能适用。
但是，与上述TBC体系一样，在高温下长时间使用时，会在合金皮膜和金属基材之间产生合金成分的相互扩散，合金皮膜中的Al(或者Cr、Si)浓度降低，不能维持稳固的耐蚀性氧化物。
(3)Ni-Cr或MCrAlY喷镀面向金属基材的表面喷镀Ni-Cr或MCrAlY形成合金皮膜的方法也通常采用。根据喷镀法，具有能够自由设定合金皮膜的组成的优点。但是，合金皮膜是多孔质的膜，因此作为耐高温腐蚀涂层，要形成良好的皮膜通常是困难的。而且，因为使用喷镀枪，所以缺点是能够适用的构件的形状受到限制、以及10μm左右或以下的薄膜的形成较为困难等。并且，在短时间内使用良好，但在高温下长时间使用时，由于与上述(2)同样的理由，金属基材(构件)的耐蚀性降低。
(4)蒸镀法(PVD)、尤其是电子束蒸镀法(EB-PVD)近年来，作为TBC的形成方法，EB-PVD受到关注。这是由于与膜厚较厚的金属皮膜的形成困难的PVD不同，采用EB-PVD能够形成致密较厚(数百μm)且均质的金属皮膜。
但是，根据EB-PVD，尽管通过使金属基材旋转对曲面的施工也是可能的，但是对间隙狭窄的部位等一般很难适用。而且是成本非常高的施工方法。加之，与上述(1)～(3)一样，在长期或超高温下使用时，合金皮膜和金属基材之间的相互扩散引起的合金皮膜的劣化是不可避免的。
(5)Pt电镀+Al扩散处理近年来，例如作为喷气式发动机用涡轮叶片的抗氧化涂层，已经知道在金属基材(构件)的表面通过电镀形成Pt构成的镀覆皮膜，然后进行Al扩散处理。该方法试图通过在作为耐蚀层而广泛使用的镍-铝化物(β-NiAl)中添加Pt，来谋求其稳定化，并能够长时间稳固地维持合金皮膜(涂层)。
(6)兼备添加了Re的内涂层的TBC体系曾经提出了在TBC的内涂层中添加了12重量％(以mol％计为几％)或以下Re的TBC体系(例如，参照特开平11-61439号公报)。而且，提出了含有35～60重量％Re(以mol计约为15％～30％)的TBC的内涂层(例如，参照特表2000-511236号公报)。但是，对于此时的Re的作用没作详细的说明，效果也没有定论。
(7)利用Re-Cr系合金的扩散障上述(1)～(6)的技术的共同问题在于当在约1000℃或以上的高温下使用，或者即使在1000℃以下但长时间使用时，由于涂层(合金皮膜)和金属基材之间的相互扩散，形成Al2O3、Cr2O3、SiO2等的耐蚀性氧化物皮膜的Cr、Al、Si在涂层中的浓度降低，耐蚀性受到损害。在添加了Pt的β-Ni(Pt)Al中也可以预想，由于Pt的熔点为约较低的1770℃，因此在1000℃或以上的高温下使用，或者在1000℃以下长时间使用时，Pt会向金属基体中扩散，耐蚀性遭受损害。
因此，发明者等提出了Re合金皮膜，其作为防止涂层/金属基材之间的相互扩散的扩散障使用(参照特开2001-323332号公报)。而且，作为防止扩散效果优良的合金皮膜组成，分别提出了Re-Cr合金皮膜(参照国际公开第03/038150号)、Re-Cr-Ni合金皮膜(参照国际公开第03/038151号)、以及Re-(Cr，Mo，W)-(Ni，Co，Fe)合金皮膜(参照国际公开第03/038152号)。这些扩散障用合金皮膜主要以Re-Cr合金σ相作为基本组成，根据基材和用途、以及使用温度区的不同，能够将合金皮膜的组成最佳化。
Re的熔点为3180℃，Cr的熔点为1857℃。因此可以知道，以Re-Cr合金作为基本组成的扩散障用合金皮膜有望得到约2500℃左右的熔点，扩散障特性优良。另一方面，该Re-Cr合金与Ni、Fe、Co等具有1450～1550℃的熔点的成分合金化时，作为扩散障的熔点下降，与Re-Cr合金相比较，扩散障特性略有降低。根据用途和使用温度区的不同，即便如此也可维持充分的扩散障特性，所以非常有助于高温装置构件的寿命延长。但是，视场合的不同，有时需要更优良的扩散障特性。
还有，Ni、Fe、Co作为耐热合金的基材的材料被最广泛地利用，在其表面形成扩散障用合金皮膜的过程中，完全防止这些元素混入扩散障用合金皮膜中一般是困难的。
另外，Re-Cr系σ相与Cr的亲和力较强，存在金属基材中的Cr向Re-Cr系σ相组成的扩散障用合金皮膜中扩散的倾向。从耐蚀性的观点出发，Cr是在耐热合金基材中必须含有的元素，即使产生几％的浓度下降，有些场合也显示充分的耐蚀性。但是，近年来，从强度的观点出发，存在减少Cr的添加量的倾向，变为只添加最低限的量(例如，5～10质量％)。因此可以认为，Cr从耐热合金基材向涂层(合金皮膜)中扩散后，在金属基材表面会出现贫铬，导致金属基材的耐蚀性降低、以及相稳定性破坏引起的强度特性的降低。
从以上的观点可以认为，根据用途、使用温度区以及基材的种类等的不同，Re-Cr系σ相组成的扩散障用合金皮膜也存在改进的余地。
而且，在上述Re-(Cr，Mo，W)-(Ni，Co，Fe)合金皮膜中，Mo和W是与Cr同族的元素，因此与Cr具有同样的特性、且熔点高，因此可以预测，通过与Re-Cr-(Ni，Co，Fe)合金进一步合金化而成为Re-(Cr，Mo，W)-(Ni，Co，Fe)合金，可显示更加优良的扩散障特性。但是，关于W和Mo的最佳合金组成以及作为合金皮膜的特性，尚不清楚。
发明内容
本发明是鉴于以上情况而提出的，其目的在于提供具有比Re-Cr合金皮膜更优良的扩散障特性、且可耐受更高温度(例如1150℃或以上)下的使用的扩散障用合金皮膜及其制造方法、以及适用了该合金皮膜的高温装置构件。
为了达成上述目的，本发明的扩散障用合金皮膜具有扩散障层，该扩散障层由以原子组成计含有12.5～56.5％的W、且除了不可避免的杂质之外余量为Re的Re-W系σ相组成。
本发明的目的在于提供基于扩散障的耐热-耐蚀涂层，其用于特别在1000℃或以上的超高温下，能够长期稳固地使用金属材料。作为其适合的实例，之前曾经提出了本质上由Re-Cr系σ相组成的扩散障用合金皮膜。该Re-Cr系σ相组成的合金皮膜在1000℃或以上的超高温下显示充分的扩散障特性，但同时具有如下所述的缺点。
1)由于Ni、Fe、Co等从金属基材扩散而合金化，所以熔点降低，扩散障特性略有降低。
2)由于Cr从金属基材扩散出来，所以在金属基材中形成贫Cr层。
本发明的扩散障用合金皮膜具有由Re-W系σ相、而不是Re-Cr系σ相组成的扩散障层。W的熔点是3410℃，因此预计W与Re的合金也具有3000℃左右的熔点。因此，即使Ni、Fe、Co等从金属基材扩散出来而合金化，Re-W系σ相的熔点降低也会比Re-Cr系σ相小。W与Cr是同族元素，因此预测，Cr会从金属基材向由Re-W合金组成的扩散障层中扩散，在金属基材中形成贫Cr层。但是，发明者等的研究结果得知，Re-W合金反而具有排除Cr的倾向。即，在以Ni、Fe、Co等作为主成分的金属基材的表面形成由Re-W合金组成的扩散障层时，由于高温下的使用，即使Ni、Fe、Co等向扩散障层中扩散，也无损于扩散障特性，而且在金属基材中也不会因Cr从金属基材扩散而形成贫Cr层。
扩散障层要能抑制对金属基材的强度有害的Al、以及对保持抗氧化性有害的Ti、Ta等的扩散，必须是有效的组成，并且必须具有与具有抗氧化性的含Al合金层和金属基材相接而能够长时间稳定存在的特性。即，1)Al、Ti、Ta等的穿透能力小、且2)与含Al合金层和金属基材的反应的吉布斯自由能(Gibbs energy)无论取正值或是负值，都优选绝对值小者。
作为由以原子组成计含有12.5～56.5％的W、且除了不可避免的杂质之外余量为Re的Re-W系σ相组成的连续层的扩散障层(合金皮膜)，能够满足上述的作为扩散障的要求。
本发明的另一个扩散障用合金皮膜具有扩散障层，该扩散障层本质上由Re-W系σ相组成，其中以原子组成计含有12.5～56.5％的W、20～60％的Re，且Re与W的总量为50％或以上，除了不可避免的杂质之外余量为从Cr、Ni、Co以及Fe中选择的至少一种或多种。
即使在上述组成的合金皮膜中，与上述同样，能够满足作为扩散障所要求的要件。
本发明的扩散障用合金皮膜的扩散障层，例如通过在金属基材的表面分别实施Re或Re合金镀覆、W或W合金镀覆以后，在1200℃或以上实施热处理而形成。
例如，为了对细孔部施工而使用水溶液镀覆的场合，作为W合金镀覆，利用含有作为金属配位剂的柠檬酸、且由添加氨而调整过pH的氨性柠檬酸浴来进行Ni-W合金镀覆，由此能够形成不容易产生裂纹、且均匀膜厚的扩散障层。
本发明的扩散障用合金皮膜优选在上述扩散障层与镀覆该扩散障层的金属基材的界面，还具有使Re分散的Re分散层。
通过在扩散障层与镀覆该扩散障层的金属基材的界面插入使Re分散的Re分散层，则在提高扩散障层与金属基材之间的结合力的同时，能够将宏观热膨胀系数控制为扩散障层和金属基材的中间的值。
通过在金属基材的表面分2个阶段进行Re合金镀覆，并进行W合金镀覆，然后在1200℃或以上实施热处理，从而能够形成上述Re分散层以及上述扩散障层。
在上述扩散障层的表面也可以镀覆以原子组成计含有大于等于10％但小于50％的Al、Cr或Si的扩散渗透用合金层。
由此，能够实现可达到比从前更高温度的燃烧、且具有高的热效率的燃气轮机和喷气式发动机等。
本发明的扩散障用合金皮膜在上述扩散障层与上述扩散渗透用合金层的界面，还可以具有使W分散的W分散层。
通过在扩散障层与该扩散障层的表面形成的扩散渗透用合金层的界面，插入使W分散的W分散层，从而在提高扩散障层与扩散渗透用合金层之间的层间结合力的同时，能够将宏观热膨胀系数控制为扩散障层和扩散渗透用合金膜的中间值。
本发明的扩散障用合金皮膜的制造方法包括，在金属基材的表面分别实施Re或Re合金镀覆、以及W或W合金镀覆后，在1200℃或以上实施热处理，形成由Re-W合金组成的扩散障层。
本发明的另一个扩散障用合金皮膜的制造方法包括，在金属基材的表面分2个阶段进行Re合金镀覆、并进行W合金镀覆，然后在1200℃或以上实施热处理，形成使Re分散的Re分散层和由Re-W合金组成的扩散障层。
本发明的又另一个扩散障用合金皮膜的制造方法包括，在金属基材的表面通过熔融盐镀覆形成由Re-W合金组成的扩散障层，在上述扩散障层的表面通过熔融盐镀覆形成以原子组成计含有大于等于10％但小于50％的Al、Cr或Si的扩散渗透用合金层。
本发明的又另一个扩散障用合金皮膜的制造方法包括，在金属基板的表面形成凹凸，在形成了上述凹凸的基板的表面形成由Re-W合金组成的扩散障层，在上述扩散障层的表面形成凹凸，在形成了上述凹凸的扩散障层的表面形成耐蚀合金层。
本发明的又另一个扩散障用合金皮膜的制造方法包括，在金属基板的表面形成凹凸，在形成了上述凹凸的基板的表面形成由Re-W合金组成的扩散障层，在上述扩散障层的表面形成凹凸，在形成了上述凹凸的扩散障层的表面形成耐磨层。
上述Re-W合金例如由以原子组成计含有12.5～56.5％的W、且除了不可避免的杂质之外余量为Re的Re-W系σ相组成。
上述Re-W合金也可以本质上由Re-W系σ相组成，其中以原子组成计含有12.5～56.5％的W、20～60％的Re，且Re与W的总量为50％或以上，除了不可避免的杂质之外余量为从Cr、Ni、Co以及Fe中选择的至少一种或多种。
上述热处理后，也可以进行Al、Cr或Si的扩散渗透处理，在扩散障膜的表面形成扩散渗透用合金膜。
在金属基材的表面，也可以预先进行Cr镀覆。
由此，对金属基板的表面补给Cr，例如在使用Cr含量不足10％的金属基材时，能够防止金属基板的表面形成因Cr的扩散引起的贫Cr层。
本发明的高温装置构件，是将由以原子组成计含有12.5～56.5％的W、且除了不可避免的杂质之外余量为Re的Re-W系σ相组成的扩散障层镀覆于金属基材的表面。
本发明的另一个高温装置构件，是将本质上由Re-W系σ相组成、其中以原子组成计含有12.5～56.5％的W、20～60％的Re，且Re与W的总量为50％或以上，除了不可避免的杂质之外余量为从Cr、Ni、Co以及Fe中选择的至少一种或多种的扩散障层镀覆于金属基材的表面。
优选在上述扩散障层的表面镀覆以原子组成计含有大于等于10％但小于50％的Al、Cr或Si的扩散渗透用合金层。
作为本发明的扩散障用合金皮膜的扩散障的效果，在1000℃或以上的高温下、进而在1150℃或以上也可以发挥出来。已经知道在这样的高温区，氧化铝皮膜显示良好的抗氧化性。为了在长时间内维持稳固的氧化铝皮膜，在构件(金属基材)的表面必须存在10原子％或以上的Al。而且，如上述那样，必须将氧化铝皮膜的组成设计为与Re-W合金σ相组成的扩散障层的反应性较小的组成。为此，必须将氧化铝皮膜的Al的浓度设定为低于50原子％。所以，在扩散障层的表面上镀覆的例如由富Al层构成的扩散渗透用合金层的Al浓度优选设定为大于等于10原子％但小于50原子％。特别当金属基材是Ni-Al系或Ni-Al-Pt系合金的场合，如果Al浓度降低，则会发生相变。因此，并不优选将富Al层构成的扩散渗透用合金层的Al浓度设定为50原子％或以上。
在上述金属基材与上述扩散障层之间，还可以具有使Re分散的Re分散层，在上述扩散障层与上述扩散渗透用合金膜之间，还可以具有使W分散的W分散层。
也可以用陶瓷层覆盖上述扩散渗透用合金层的表面，也可以在上述扩散障层的表面镀覆耐热合金膜或耐磨损膜。
根据本发明，通过在金属基材的表面镀覆本质上由Re-W合金σ相组成的扩散障层、进而在其表面根据需要镀覆含有大于等于10原子％但小于50原子％的Al的含Al合金层(扩散渗透用合金层)，从而即使在超高温下也能够长时间维持高温装置构件的耐蚀性。由此，与迄今为止的Re-Cr(-Ni)系合金皮膜相比较，在能够更长时间地延长高温装置构件的寿命的同时，还能够消除Cr从金属基材的扩散，因此能够抑制金属基材表面的贫Cr层的形成。由此，扩散障用合金皮膜在更多且广泛的用途中的利用成为可能。
另外，通过Re或Re合金镀覆、W或W合金镀覆以及热处理相组合的工艺来制作Re-W系σ相组成的扩散障层，由此能够容易形成作为无缺陷且厚度均匀的连续层的合金皮膜。
图1A～1C是按照工序顺序表示具有本发明实施方案的扩散障用合金皮膜的高温装置构件的制造例的图。
图2是示意性地表示实施例的Al扩散热处理后的试样剖面图。
图3是示意性地表示实施例在1150℃的大气中经2周氧化后的试样剖面图。
图4是示意性地表示比较例的Al扩散热处理后的试样剖面图。
图5是示意性地表示比较例在1150℃的大气中经2周氧化后的试样剖面图。
图6是示意性地表示具有本发明另一个实施方案的扩散障用合金皮膜的高温装置构件的剖面图。
图7是示意性地表示在图6所示的高温装置构件的表面形成了陶瓷层的剖面图。
图8A是示意性地表示在图6的变形例的扩散障层的表面形成了Ni(Cr)合金层的剖面图。图8B是示意性地表示在图6的变形例的扩散障层的表面形成了由Ni(Cr)-Al(X)合金层构成的扩散渗透用合金层的剖面图。
图9是示意性地表示具有本发明又另一个方案的扩散障用合金皮膜的高温装置构件的剖面图。
图10是示意性地表示在图9所示的高温装置构件的表面形成了陶瓷层的剖面图。
图11是示意性地表示具有本发明再另一个方案的扩散障用合金皮膜的高温装置构件的剖面图。
图12是示意性地表示在图11所示的高温装置构件的表面形成了陶瓷层的剖面图。
图13是示意性地表示具有本发明再另一个方案的扩散障用合金皮膜的高温装置构件的剖面图。
图14是本发明适用的微型燃气轮机燃烧器衬套的立体图。
图15是图14所示的微型燃气轮机燃烧器衬套的局部剖面图。
图16是本发明适用的微型燃气轮机喷嘴的立体图。
图17是本发明适用的汽车用排气岐管的立体图。
图18是表示对图15所示的微型燃气轮机燃烧器衬套的燃烧喷嘴进行水溶液镀覆的实例的图。
图19是表示对图16所示的微型燃气轮机喷嘴的燃烧气体导入口进行水溶液镀覆的实例的图。
图20是表示本发明适用的微型燃气轮机动叶的立体图。
图21是表示对图20所示的微型燃气轮机动叶进行水溶液镀覆的实例的图。
图22A是本发明适用的燃气轮机燃烧器的立体图。图22B是图22A的A部放大剖面图。
图23是表示本发明适用的燃气轮机动叶的立体图。
图24是表示本发明适用的燃气轮机静叶的立体图。
图25是本发明适用的汽车用催化剂转化器的剖面图。
图26是在图25所示的汽车用催化剂转化器上形成了扩散障用合金皮膜的要部放大图。
图27是表示本发明适用的半导体制造废气处理装置的概略图。
图28是表示本发明适用的燃烧器的图。
图29是表示本发明适用的热电偶的保护管的图。
图30是本发明适用的空气分散喷嘴的剖面图。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方案。
图1A～1C按照工序顺序表示具有本发明实施方案的扩散障用合金皮膜的高温装置构件的制造例。首先，如图1A所示那样，准备例如由Ni基合金组成的作为高温装置构件的基材的金属基材10。作为由该Ni基合金组成的金属基材10，几乎所有的Ni-Cr系的耐热合金都可以使用，例如可以列举出Ni-20％Cr系合金ハステロイX和ヘインズ230、インコネル625、ワスパロイ、インコネル718、インコネル738等、以及Ni-Cr-Al系合金用于涡轮叶片的Mar-M247和CMSX-4、CMSX-10、TMS-138等、还有Ni-40％Cr-W铸造合金等。
另外，作为金属基材10，除了Ni基合金以外，使用Co基合金和Fe基合金当然也是可以的。
然后，如图1B所示那样，在金属基材10的表面形成构成扩散障用合金皮膜的扩散障层(Re-W(M)合金层)18，该扩散障层18由以原子组成计含有12.5～56.5％的W、且除了不可避免的杂质之外余量为Re的Re-W系σ相组成。该不可避免的杂质M，例如当金属基材10使用Ni基合金时，主要是Ni。作为该不可避免的杂质X，除了Ni以外，可以列举出Cr、Fe、Mo、Co等。
构成该扩散障用合金皮膜的扩散障层18也可以是本质上由Re-W系σ相组成的，其中以原子组成计含有12.5～56.5％的W、20～60％的Re，且Re与W的总量为50％或以上，除了不可避免的杂质之外余量为从Cr、Ni、Co以及Fe中选择的至少一种或多种。
W的熔点是3410℃，因此预计W与Re形成的合金也具有3000℃左右的熔点。因此，通过用Re-W系σ相组成的扩散障层18来构成扩散障用合金皮膜，则即使Ni、Fe、Co等从金属基材10向扩散障层18扩散而合金化，与由Re-Cr系σ相构成扩散障层(扩散障用合金皮膜)时相比，扩散障层18的熔点降低也较小，并且不会损害扩散障特性。而且，尽管W与Cr是同族元素，但Re-W合金具有排除Cr的倾向，因此不会因为高温下的使用而使Cr在金属基材10中扩散而形成贫Cr层。
再有，由上述组成的Re-W系σ相组成的扩散障层18可抑制对金属基材10的强度有害的Al、以及对保持抗氧化性有害的Ti、Ta等的扩散，并且具有与具有抗氧化性的下述扩散渗透用合金层(含有Al的合金层)20以及金属基材10相接而能够长时间稳定存在的特性，满足作为扩散障所要求的要件。
其次，根据需要，如图1C所示那样，在形成了扩散障层18的金属基材10的表面，镀覆以原子组成计含有大于等于10％但小于50％的Al、Cr或Si的扩散渗透用合金层20，由此形成具有扩散障层18和扩散渗透用合金层20的镀层。
作为扩散障层18的扩散障的效果，在1000℃或以上的高温下、进而在1150℃或以上也可以发挥出来。已经知道在这样的高温区，氧化铝皮膜显示良好的抗氧化性。为了在长时间内维持稳固的氧化铝皮膜，必须在金属基材10的表面存在10原子％或以上的Al。而且，如上述那样，必须将氧化铝皮膜的组成设计为与Re-W合金σ相组成的扩散障层18的反应性较小的组成。为此，必须将Al的浓度设定为低于50原子％。所以，在扩散障层18的表面上镀覆的、例如由含Al合金层构成的扩散渗透用合金层20的Al浓度优选设定为大于等于10原子％但小于50原子％。特别当金属基材10是Ni-Al系或Ni-Al-Pt系合金的场合，如果Al浓度降低，则会发生相变。因此，扩散渗透用合金层20的Al浓度并不优选50原子％或以上。
其次，更具体地说明图1A～1C所示的高温装置构件的制作例。(1)采用喷镀法、PVD法、溅射法等物理方法形成皮膜首先，使用预先准备的Re-W合金粉末，采用喷镀法在金属基材10的表面形成由Re-W合金组成的、构成扩散障用合金皮膜的扩散障层18。虽然就这样也可以，但优选在1200℃或以上的真空下进行热处理，以赋予扩散障层18与金属基材10的附着力。此时，尽管Ni、Co、Fe等从金属基材10向扩散障层18中扩散，但该扩散障层18的扩散障特性并不降低。
再者，即使不使用Re-W合金粉末，采用喷镀法层叠Re粉末和W粉末，然后以上述的条件进行热处理，也能够得到同样的构成扩散障用合金皮膜的扩散障层18。
在金属基材10的表面形成扩散障层18以后，使用根据使用温度和环境选定的Al(或Si，Cr)合金粉末，采用喷镀法在扩散障层18的表面形成由含有Al(或Si，Cr)的合金皮膜组成的扩散渗透用合金层20。
以上，记为喷镀法的地方，即使换成PVD法或者溅射法，也能够得到同样的扩散障层18和扩散渗透用合金层20。
(2)采用水溶液镀覆和扩散处理的组合形成皮膜对于具有细孔部等复杂形状的金属基材(部件)10，为了廉价地形成构成扩散障用合金皮膜的扩散障层18，适合采用水溶液镀覆和扩散处理的组合。即，在Ni、Co或Fe基合金等的金属基材10的表面，采用水溶液镀覆法实施Re或Re合金镀覆，形成Re或Re合金皮膜，然后，在该表面采用水溶液镀覆法实施W或W合金镀覆，形成W或W合金皮膜。接着，将该镀覆后的金属基材10于1200℃或以上的真空中或惰性气体中进行热处理，由此形成具有均匀组成以及厚度的扩散障层18。
其次，通过在扩散障层18的表面镀覆Ni(或Fe，Co)，并对Al(或Cr，Si)进行扩散处理，形成由含有Al(或Cr，Si)的合金皮膜组成的扩散渗透用合金层20。
(3)采用熔融盐镀覆形成皮膜根据熔融盐镀覆法，几乎能够进行所有元素的镀覆。而且，熔融盐镀覆，一般在高温下进行，因此能够省略热处理工序，在工艺上和经济上都是有利的。即，在由Ni、Co或Fe基合金组成的金属基材10的表面，使用例如氯化物浴或氟化物浴进行Re的熔融盐镀覆，然后例如用卤化物浴进行钨的熔融盐镀覆。这样，就已经可以在金属基材10的表面形成构成扩散障用合金皮膜的扩散障层18，但更优选的是将镀覆后的金属基材10在1200℃或以上的真空中或惰性气体中进行热处理，从而在金属基材10的表面形成具有更加均匀组成的扩散障层18。
其次，通过在扩散障层18的表面进行Ni(或Fe，Co)以及Al(或Cr，Si)的熔融盐镀覆，形成由含有Al(或Cr，Si)的合金皮膜组成的扩散渗透用合金层20。
以上的(1)～(3)的方法，部分地采用哪一种方法也可以。例如，也可以采用水溶液镀覆和热处理的组合制作扩散障层18，并采用喷镀法制作由含有Al(或Cr，Si)的合金皮膜组成的扩散渗透用合金层20。这些方法可以根据金属基材10的组成、构件的形状以及成本等自由选择。
实施例作为金属基材，使用Ni基合金(CMSX-4)的长方形试片。将金属基材(试片)的表面用SiC#240进行研磨，然后进行脱脂并供试验使用。在此，注重对复杂形状的部件的施工，采用将水溶液镀覆和扩散处理组合的施工方法。首先，使用下述镀浴组成的氨性柠檬酸浴的Re-Ni合金镀浴，以0.1A/cm2的电流密度进行30分钟的Re-Ni合金镀覆。然后，使用下述镀浴组成的氨性柠檬酸浴的Ni-W合金镀浴，以0.1A/cm2的电流密度进行30分钟的W-Ni合金镀覆。然后，将试片在1300℃、10-3Pa的真空中进行10小时的热处理。进而，对热处理后的试片，使用瓦特浴以5mA/cm2的电流密度进行60分钟的Ni镀覆，然后在NiAl和Al2O3的混合粉末中于900℃实施5小时的Al扩散处理。
Re-Ni合金镀浴·高铼酸离子0.1mol/L·硫酸镍0.1mol/L·柠檬酸0.1mol/L·pH＝8(用氨水调整)·浴温50℃Ni-W合金镀浴·钨酸钠0.2mol/L·硫酸镍0.1mol/L·柠檬酸0.4mol/L·pH＝6(用氨水调整)·浴温70℃处理后的试片剖面示于图2。图2中剖面上各点的元素分析结果示于表1。表1中的(1)～(5)分别与图2中的(1)～(5)相对应。
表1
可以知道，如图2所示，分别在金属基材(Ni基合金基材)10a的表面形成了由42原子％Re-36原子％W合金层(余量中分别含有几％的Ni、Co、Cr、Mo)组成的扩散障层18a，在该扩散障层18a的表面形成了由Ni-40原子％Al合金皮膜(余量中含有几％的Co、Cr)组成的扩散渗透用合金层20a。而且，Al在金属基材10a侧几乎没有扩散。再者，可以知道在金属基材10中的Cr浓度，无论在金属基材10a的表面附近还是在金属基材10a的内部，均为约7％，没有形成贫Cr层。该扩散障层18a以及扩散渗透用合金层20a，不只在试片的平坦部位，而且在包括端部在内的遍及试片的整个面上，都是具有大致均匀的组成以及厚度的连续层。
将该试片在1150℃的大气中氧化2周后的剖面的示意图示于图3。将图3中剖面上各点的元素分析结果示于表2。表2中的(1)～(6)分别与图3中的(1)～(6)相对应。
表2
如图3所示，在扩散渗透用合金层20a的表面存在数微米厚的氧化铝皮膜(Al2O3)22a。其正下方的扩散渗透用合金层(含有Al的合金层)20a的Al浓度保持在约38.5原子％，再其正下方的扩散障层18a保持与氧化前同样的约42.2原子％Re-37.0原子％W合金层(余量中分别含有几％的Ni、Co、Cr、Mo)。而且，几乎没有看到Al向金属基材10a中的扩散。
在此，需要关注的是氧化前，在扩散障层18a中含有的各几％的Ni以及Cr，在氧化后存在略微减少的倾向。即可以知道，在1150℃的超高温下，与含有几％的Cr、Ni等的情况相比，本质上Re-W二元系合金更为稳定，作为扩散障更加优良。而且知道，存在Cr反而被扩散障层18a的Re-W合金层排除的倾向，本质上具有难以在金属基材10a的表面形成贫Cr层的特性。
比较例作为金属基材，使用Ni基合金(CMSX-4)的长方形试片。将金属基材(试片)的表面用SiC#240进行研磨，然后进行脱脂并供试验使用。首先，使用下述镀浴组成的高浓度Re-Ni合金镀浴，以0.1A/cm2的电流密度进行30分钟的Re-Ni合金镀覆。然后，将试片埋设在Cr+Al2O3粉末中，在1100℃、10-3Pa的真空中进行5小时的热处理。进而，对热处理后的试片使用瓦特浴以5mA/cm2的电流密度进行60分钟的Ni镀覆，然后在NiAl和Al2O3的混合粉末中于900℃实施5小时的Al扩散处理。
高浓度Re-Ni合金镀浴·高铼酸离子0.1～8.0mol/L·Ni离子的总量0.005～2.0mol/L·Cr(III)离子0.1～4.0mol/L·Li离子和/或Na离子的总量0.0001～5.0mol/L或以下·pH＝0～8·浴温10～80℃处理后的试片剖面的示意图示于图4。图4中的剖面上各点的元素分析结果示于表3。表3中的(1)～(5)分别与图4中的(1)～(5)相对应。
表3
可以知道，如图4所示，分别在金属基材(Ni基合金基材)10b的表面形成了由40原子％Re-40原子％Cr-17原子％Ni合金层(余量中含有几％的Co)组成的扩散障层18b，在该扩散障层18b的表面形成了由含有Ni-39.4原子％Al的合金层(余量中含有几％的Co、Cr)组成的扩散渗透用合金层20b。而且，Al在金属基材10b侧几乎没有扩散，但在金属基材10b上的扩散障层18b附近的Cr浓度，与金属基材10b的整体浓度相比较，略微减少。
将该试片在1150℃的大气中氧化2周后的剖面的示意图示于图5。将图5中剖面上各点的元素分析结果示于表4。表4中的(1)～(6)分别与图5中的(1)～(6)相对应。
表4
如图5所示，在扩散渗透用合金层20b的表面，与图3所示的实施例同样，存在数微米厚的氧化铝皮膜(Al2O3)22b。但是，可以知道，如图3所示在实施例中扩散渗透用合金层(含Al合金层)20a的Al浓度在氧化后也为38.4～38.5原子％，与之相对照，在该比较例的扩散渗透用合金层(含Al合金层)20b中，Al浓度降低到了35.0～35.5原子％。而且可以知道，该比较例中，在扩散障层18b的正下方，在氧化后也照样形成了贫Cr层，并且Al浓度略微上升。
如上所述，即使是Re-Cr-Ni系合金组成的扩散障层18b，在1150℃也可发挥扩散障特性，但可以发现在扩散障层18a的正下方的贫Cr层的形成、以及尽管量很少，但在扩散渗透用合金层(含Al的合金层)20b中有Al浓度下降和Al向金属基材10b中的扩散。与之相对照，在本发明的Re-W系合金组成的扩散障层18a中，没有观察到这些现象，因此表明是更为优良的扩散障。
在上述的例中，如图6所示那样，例如在由Ni基合金组成的金属基材10的表面，镀覆构成扩散障用合金皮膜的扩散障层(Re-W(M)合金层)18，根据需要在扩散障层18的表面镀覆例如由Ni-Al(X)合金层(X＝Zr，Y，Si)组成的扩散渗透用合金层20，形成高温装置构件。进而，根据需要，还可以如图7所示那样，在扩散渗透用合金层20的表面施以例如ZrO2系陶瓷覆盖层(所谓热障涂层)，形成由热传导率低的ZrO2系陶瓷组成的陶瓷层24。该陶瓷层24的厚度例如为100～400μm。由此，能够实现可达到比从前更高温度燃烧且具有高热效率的燃气轮机和喷气式发动机等。
在此，也可以如图8A所示那样，通过在扩散障层18的表面预先形成Ni(Cr)合金层26，从而如图8B所示那样，在扩散障层18的表面镀覆例如Ni(Cr)-Al(X)合金层组成的扩散渗透用合金层28。
图9表示具有本发明另一个实施方案的扩散障用合金皮膜的高温装置构件。该例中，在Ni基合金等金属基材10的表面依次形成使Re分散的Re分散层30、扩散障层(Re-W(M)合金层)18、以及使W分散的W分散层32，并在该W分散层32的表面镀覆例如由Ni-Al(X)合金层(X＝Zr，Y，Si)组成的扩散渗透用合金层20。这样，分别在金属基材10与扩散障层18之间夹设Re分散层30、在扩散障层18与扩散渗透用合金层20之间夹设W分散层32而作成所谓的“楔子结构”，从而对Re分散层30和W分散层32赋予“固定效果”，由此能够提高金属基材10与扩散障层18之间、以及扩散障层18与扩散渗透用合金层20之间的结合力，并且能够将宏观热膨胀系数控制为各层的中间值。
该Re分散层30是使例如粒径为0.1～20μm的Re粒子以体积比计分散10～80％且厚度为1～100μm的层，W分散层32是使例如粒径为1～20μm的W粒子以体积比计分散20～80％且厚度为10～100μm的层。
该Re分散层30、扩散障层18以及W分散层32可以通过下述方法形成依次进行例如Re为低浓度(25～40原子％)的第1Re-Ni合金镀覆、Re为高浓度(65～90原子％)的第2Re-Ni合金镀覆，然后依次进行W-Ni合金镀覆、Ni镀覆、以及W-Ni合金镀覆，进而实施热处理。这是由于与金属基材10邻接的低浓度Re-Ni层分离为Re固溶的Ni相和Ni固溶的Re相这2相、与扩散渗透用合金层20邻接的Ni-W层分离为W固溶的Ni相和Ni固溶的W相这2相的结果。
此外，也可以如图10所示那样，根据需要，在扩散渗透用合金层20的表面施以例如ZrO2系陶瓷覆盖层(所谓热障涂层)，形成例如厚度为100～400μm的陶瓷层24也可以。由此，能够实现可达到比从前更高温度燃烧且具有高热效率的燃气轮机和喷气式发动机等。
图11表示具有本发明另一个实施方案的扩散障用合金皮膜的高温装置构件。该例中，在预先设置了凹凸的Ni基合金等金属基材10的表面，采用例如PVD法镀覆0.5～30μm厚的构成扩散障用合金皮膜的扩散障层(Re-W(M)合金层)18，在该扩散障层18的表面设置凹凸，然后采用喷镀法等镀覆30～400μm厚的例如CoNiCrAlY合金组成的耐蚀合金层34。
在该例中，也可以如图12所示那样，根据需要在耐蚀合金层34的表面，施以例如ZrO2系陶瓷覆盖层(所谓热障涂层)，形成例如厚度为100～400μm的陶瓷层24。
图13表示具有本发明另一个实施方案的扩散障用合金皮膜的高温装置构件。该例中，在预先设置了凹凸的Ni基合金等金属基材10的表面，采用例如喷镀法镀覆10～50μm厚的构成扩散障用合金皮膜的扩散障层(Re-W(M)合金层)18，在该扩散障层18的表面设置凹凸，然后采用喷镀法等镀覆30～400μm厚的例如使W碳化物或Cr碳化物36分散的由CoNiCrAlY合金组成的耐磨层38。
在上述图11～图13所示的各例中，金属基材10以及扩散障层18的表面设置的凹凸的凹部深度例如为1～20μm，可由氧化铝喷丸形成。
其次，以下说明本发明适用的高温装置构件的具体例、以及适用于该高温装置构件的扩散障用合金皮膜的形成例。
(1)微型燃气轮机燃烧器衬套、涡轮喷嘴、排气岐管等本发明适用的微型燃气轮机燃烧器衬套的立体图示于图14，其局部剖面图示于图15。而且，本发明适用的微型燃气轮机喷嘴的立体图示于图16，汽车用排气岐管的立体图示于图17。，在图14以及图15所示的微型燃气轮机燃烧器衬套40上，沿圆周方向等间隔地安装有燃料喷射喷嘴42，在图16所示的微型燃气轮机喷嘴44上，沿圆周方向等间隔地安装有燃烧气体导入口46。另外，图17所示的排气岐管48由复杂形状的管路50构成。这些构件在微型燃气轮机燃烧器衬套40上，无论是哪一种情况都必须具有燃料喷射喷嘴42等狭窄的空洞形状(细孔部)，并且在该细孔部内均匀地形成扩散障用合金皮膜。
为此，在该例中，通过水溶液镀覆而在微型燃气轮机燃烧器衬套40的燃料喷射喷嘴42等细孔部内，以均匀的膜厚形成图6所示的扩散障层(Re-W(M)合金层)18等的皮膜。
即，在微型燃气轮机燃烧器衬套40上，如图18所示那样，使阳极56位于微型燃气轮机燃烧器衬套40的燃料喷射喷嘴42的内部，所述微型燃气轮机燃烧器衬套40浸渍于镀槽52内的镀液54中。然后，一边从镀液供给管58向燃料喷射喷嘴42喷射镀液54，一边使配置于镀槽52的底部的搅拌叶片60旋转以搅拌镀槽52内的镀液54，同时在阳极56与作为阴极的微型燃气轮机燃烧器衬套40之间施加电镀电压，对微型燃气轮机燃烧器衬套40的燃料喷射喷嘴42的内部(表面)进行镀覆。
在微型燃气轮机喷嘴44上，如图19所示那样，使阳极56位于微型燃气轮机喷嘴44的燃烧气体导入口46内，与上述的实例几乎一样，一边从镀液供给管58向燃烧气体导入口46喷射镀液54，一边对微型燃气轮机喷嘴44的燃烧气体导入口46的内部(表面)进行镀覆。
此外，尽管图中未示出，包括排气岐管48在内，在具有细孔部的构件的该细孔部的表面形成图6所示的扩散障层(Re-W(M)合金层)18等皮膜的场合，也如上述的实例那样，按照构件的形状向细孔部插入阳极，并且一边对细孔部喷射镀液，一边施以镀覆，由此能够形成均匀膜厚的皮膜。
此外，在该例中，微型燃气轮机燃烧器衬套40以及微型燃气轮机喷嘴44是Ni基合金ハステロイX(Ni-22％Cr-19％Fe-9％Mo-0.1％C)制的，但对其它的高温构件也可采用同样的方法在细孔部形成均匀的膜。
更具体地说明，首先将微型燃气轮机燃烧器衬套40等构件在硫酸氢钠/氟化钠溶液中浸渍30～120秒钟以使表面活化，然后例如在常温下以100～500mA/cm2的电流密度实施0.5～5分钟的Ni触击电镀。之后，实施Re-Ni镀覆。Re-Ni镀覆使用例如ReO4-为0.02～0.2mol/L、NiSO4为0.02～0.2mol/L、CrCl3为0.1～0.5mol/L、柠檬酸为0.1～0.5mol/L、丝氨酸为0.5～1.5mol％、pH由硫酸调整为2～4的镀液，镀覆条件为在40～60℃、10～150mA/cm2下镀覆10～60分钟较为适宜。
然后，用上述的条件再次实施Ni触击电镀，然后实施Ni-W镀覆。Ni-W镀覆使用NiSO4为0.05～0.2mol/L、NaWO4为0.1～0.4mol/L、柠檬酸为0.1～0.8mol/L、pH由氨水调整为6～9的镀浴，镀覆条件为在50～80℃、20～150mA/cm2下镀覆10～60分钟较为适宜。
Ni-W镀覆后，用上述的条件再次施以Ni触击电镀后，在Ni瓦特浴中施以Ni镀覆。在Ni瓦特浴中的Ni镀覆条件为在40～60℃、5～50mA/cm2下镀覆5～120分钟为宜。
经一连串的镀覆后，在10-3Pa的真空下于1200～1350℃进行1～20小时热处理。在该例中，由于使用了含有约20％Cr的ハステロイX制的构件，因此进行单纯的真空热处理，但是当金属基材中的Cr浓度低于20％时，也可以使构件埋设在Ni-Cr合金或Cr与Al2O3的混合粉末中(以体积比计，Al2O3为1或以上)进行热处理。通过在上述条件下实施镀覆和热处理，可以在例如微型燃气轮机燃烧器衬套40的燃料喷射喷嘴42等细孔部的内部(表面)，均匀地形成0.5～30μm厚的图6所示的扩散障层(Re-W(M)合金膜)18。该扩散障层18有时在内部含有几％的主要从金属基材扩散的X(＝Cr，Ni，Fe，Mo)，但本质上是含有30原子％或以上的Re、20原子％或以上的W的Re-W(M)合金。
如上述那样，对形成扩散障层18后的构件再次进行Ni触击电镀，并在溶解了0.01～5重量％Zr4+的Ni瓦特浴中实施Ni镀覆。由此，形成含有0.01～0.5原子％Zr的Ni镀层，然后实施Al扩散处理。代替溶解了Zr4+的Ni瓦特浴中的Ni镀覆，也可以在分散了0.1～1.0％的0.5～50μm粒径的Zr粉末、或者NiZr合金粉末、ZrSi2粉末、Y粉末等的Ni瓦特浴中实施分散镀覆。此时，镀覆后，实施在800～900℃下的1～20小时、在900～1000℃下的1～10小时、在1000～1200℃下的1～10小时的3阶段热处理，由此形成Ni(X)层(X＝Zr，Si，Y)，然后实施Al扩散处理。
Al扩散处理是例如在Al+Al2O3+NH4Cl混合粉末中，在10-3Pa的真空下于800～1100℃进行10分钟～5小时。Al+Al2O3+NH4Cl混合粉末的组成，以重量比计，Al2O3/Al设定为1或以上，NH4Cl设定为总体的0.1～10％。代替真空处理，也可以在惰性气体(例如Ar)中进行处理。代替Al扩散处理，也可以实施熔融Al镀覆。熔融Al镀覆是例如在700～900℃的熔融Al镀浴中使构件浸渍10分钟～5小时来进行。
经过以上的过程，可以在例如微型燃气轮机燃烧器衬套40的燃料喷射喷嘴42等细孔部的表面，均匀地形成图6所示的具有扩散障层(Re-W(M)合金层)18和由Ni-Al(X)合金层(X＝Zr，Y，Si)组成的扩散渗透用合金层20的镀层。附带该镀层的燃烧器衬套以及涡轮喷嘴在镀覆表面温度即使达到1100～1200℃时，也可以1000小时或以上不受到致命的氧化和腐蚀，维持装置的稳固性。
(2)微型燃气轮机动叶、汽车用涡轮增压器等本发明适用的微型燃气轮机动叶的立体图示于图20。如图20所示那样，微型燃气轮机动叶62是径向型动叶，具有多个曲率较大的形状的叶片64。因此，在该例中，一边使微型燃气轮机动叶62转动，一边在主要包括叶片64的表面在内的微型燃气轮机动叶62的表面，通过水溶液镀覆形成均匀膜厚的图8A以及图8B所示的扩散障层(Re-W(M)合金层)18等皮膜。
即，如图21所示那样，将微型燃气轮机动叶62连接在伴随电机66的驱动而旋转的旋转轴68的下端，使其浸渍在由圆筒状的阳极70包围的镀槽72内的镀液74中。然后，一边通过电机66使微型燃气轮机动叶62旋转，一边在阳极70和通过滑动接点76而成为阴极的微型燃气轮机动叶62之间施加电镀电压，对微型燃气轮机动叶62的表面进行镀覆。
此外，尽管图中未示出，在汽车用涡轮增压器等的表面形成图8A以及图8B所示的扩散障层(Re-W(M)合金层)18等皮膜的场合，也可以如上述的实例那样，通过一边使构件旋转一边实施镀覆，从而在构件的表面形成均匀膜厚的皮膜。
还有，在该例中，微型燃气轮机动叶62是由Ni基合金Mar-M247(Ni-8％Cr-10％Co-5％Al-10％W-Ta-Ti)制的，但是对例如汽车用涡轮增压器等类似形状的高温构件，也可以采用同样的方法在叶片面上均匀地形成膜。
更具体地说明，首先将微型燃气轮机动叶62等构件在硫酸氢钠/氟化钠溶液中浸渍30～120秒钟以使表面活化，然后实施Cr镀覆。Cr镀覆使用Cr(III)镀浴(例如CrCl3为0.1～0.5mol/L、HCOOH为0.1～1.5mol/L、H3BO3为0.1～1.5mol/L、NH4Cl为0.1～1.5mol/L、KBr为0.05～0.3mol/L、pH由硫酸调整为2～4)，例如在常温～30℃、以50～150mA/cm2进行15～60分钟镀覆。代替Cr(III)镀浴，也可以使用Cr(VI)镀浴(装饰性镀Cr电解液)。在使用Cr(VI)镀浴的场合，其后的镀覆的附着力略有降低，因此需要注意。
然后，再次在硫酸氢钠/氟化钠溶液中进行活化处理后，在常温下以100～500mA/cm2的电流密度实施0.5～5分钟的Ni触击电镀。Ni触击电镀后，在40～60℃、以10～150mA/cm2实施10～60分钟的Re-Ni镀覆。Re-Ni合金镀浴与上述实施例中的相同即可。然后，再次用上述条件实施Ni触击电镀后，实施Ni-W镀覆。Ni-W镀覆条件为在50～80℃、20～150mA/cm2下镀覆10～60分钟较为适宜。Ni-W合金镀浴也与上述实施例中的相同即可。
Ni-W镀覆后，再次用上述条件施以Ni触击电镀后，用Ni瓦特浴施以Ni镀覆。在Ni瓦特浴中的Ni镀覆条件为在40～60℃、5～50mA/cm2下镀覆5～120分钟即可。在采用瓦特浴进行Ni镀覆时，也可以使用溶解了0.01～5重量％Zr4+的Ni瓦特浴，此时，在后述的Al扩散处理中，也可以不混合Zr(ZrOCl2，ZrCl4，Y，YCl3等)。
经一连串的镀覆后，在10-3Pa的真空下于1200～1350℃进行1～20小时热处理。此时，也可以使构件埋设在Ni-Cr合金或Cr与Al2O3的混合粉末中(以体积比计，Al2O3为1％或以上)进行热处理。通过在上述条件下实施镀覆和热处理，可以在微型燃气轮机动叶62等的表面，形成图8A所示的具有扩散障层18和Ni(Cr)合金层26的镀层。
然后，在Al+Al2O3+NH4Cl+Zr混合粉末中，在10-3Pa的真空下于800～1100℃进行10分钟～5小时的Al扩散处理。Al+Al2O3+NH4Cl+Zr混合粉末的组成，以重量比计，Al2O3/Al设定为1或以上，NH4Cl和Zr分别设定为总体的0.1～10％。代替真空处理，也可以在惰性气体(例如Ar)中进行处理。并且，代替Zr，也可以使用ZrOCl2、ZrCl4、Y、YCl3等。
经过以上的过程，可以在微型燃气轮机动叶62等的叶片表面，均匀地形成图8B所示的具有扩散障层18和由Ni(Cr))-Al(X)合金层组成的扩散渗透用合金层28的镀层。附带该镀层的微型燃气轮机动叶和汽车用涡轮增压器，在镀覆表面温度即使达到1100～1200℃时，也可以1000小时或以上不受到致命的氧化和腐蚀，维持装置的稳固性。
(3)燃气轮机构件、喷气式发动机构件、汽车用排气岐管、催化剂转化器等分别将本发明适用的燃气轮机燃烧器示于图22A和22B、将燃气轮机动叶示于图23、将燃气轮机静叶示于图24。并将本发明适用的汽车用催化剂转化器的剖面图示于图25以及图26，将汽车用排气岐管的立体图示于图17。在图23所示的燃气轮机动叶80和图24所示的燃气轮机静叶82上，预计在运转中和由于启动停止而承受高应力。另外，在图17所示的汽车用排气岐管48中，担心会因运转的振动而引起疲劳破坏。还有，对于图22A和22B所示的燃气轮机燃烧器84，为了通入冷却空气，作成具有内筒86和外筒88的二层结构，相互重合的内筒86的外周面和外筒88的内周面也要求均匀的成膜。再者，图25以及图26所示汽车用催化剂转化器90上，具有例如由平泊92和波泊94分隔开的很多蜂窝状的通气口96，一般具有相当复杂的形状。因此，在这些构件上，特别是在金属基材10的表面形成图6所示的具有扩散障层18和扩散渗透用合金层20的镀层的场合，必须将与金属基材10和扩散渗透用合金层20具有不同热膨胀系数的扩散障层18的厚度作得更薄、且均匀地形成，从而防止镀层的破坏。
在此，表示出适用于Ni基超合金(Ni-6％Cr-5％Al-6％W-9％Co-6％Ta-3％Re)制的燃气轮机动叶80的实例，但对于燃气轮机燃烧器衬套、燃气轮机静叶、喷气式发动机构件、排气岐管、或者催化剂转化器，也同样是可以实施的。
在该实例中，首先将燃气轮机动叶80等构件在硫酸氢钠/氟化钠溶液中浸渍30～120秒钟以使表面活化，然后在常温下以100～500mA/cm2的电流密度实施0.5～5分钟的Ni触击电镀，然后实施Ni-W镀覆。Ni-W镀覆条件为使用与上述实施例相同的Ni-W镀覆合金镀浴，在50～80℃、20～100mA/cm2下镀覆15～30分钟较为适宜。在Ni-W镀覆后，再以上述条件施以Ni触击电镀，然后施以Re-Ni镀覆。Re-Ni镀覆条件为使用与上述实施例相同的Re-Ni合金镀浴，在40～60℃、20～120mA/cm2下镀覆20～45分钟较为适宜。
然后，用上述的条件再次施以Ni触击电镀后，用Ni瓦特浴实施Ni镀覆。Ni瓦特浴中的Ni镀覆条件为在40～60℃、5～50mA/cm2下镀覆5～120分钟即可。
经一连串的镀覆后，使燃气轮机动叶80等构件埋设在Ni-(20～50)％Cr合金或Cr与Al2O3的混合粉末中(以体积比计，Al2O3为1或以上)，在10-3Pa的真空下于1200～1350℃进行3～20小时热处理。通过在上述条件下实施镀覆以及热处理，可以在燃气轮机动叶80等构件的表面形成1～15μm厚的图6所示的扩散障层(Re-W(M)合金层)18。
对形成扩散障层18后的燃气轮机动叶80等构件，再次施以Ni触击电镀后，用Ni瓦特浴实施Ni镀覆。Ni瓦特浴中的Ni镀覆条件为在40～60℃、5～50mA/cm2下镀覆5～120分钟即可。在用瓦特浴进行Ni镀覆时，也可以采用溶解了0.01～5重量％Zr4+的Ni瓦特浴，此时，在后述的Al扩散处理中，也可以不混合Zr(ZrOCl2，ZrCl4，Y，YCl3等)。
然后，在Al+Al2O3+NH4Cl+Cr混合粉末中，在10-3Pa的真空下于800～1100℃进行10分钟～5小时的Al扩散处理。Al+Al2O3+NH4Cl混合粉末的组成，以重量比计，Al2O3/Al设定为1或以上，NH4Cl和Zr设定为总体的0.1～5％。代替真空处理，也可以在惰性气体(例如Ar)中进行处理。并且，代替Zr，也可以使用ZrOCl2、ZrCl4、Y、YCl3等。
经过以上的过程，可以在构件表面均匀地形成图6所示的具有扩散障层(Re-W(M)合金层)18和由Ni-Al(X)合金层(X＝Zr，Y，Si)组成的扩散渗透用合金层20且厚度为1～15μm的镀层。进而，根据需要，如图7所示那样，在该镀层的表面施以ZrO2系陶瓷覆盖层(所谓的热障涂层)，形成厚度为100～400μm的陶瓷层24，由此能够实现可达到比从前更高温度燃烧且具有高热效率的燃气轮机或喷气式发动机。
另外，在适用于图25所示的汽车用催化剂转化器90的场合，优选不施以ZrO2系陶瓷覆盖层(所谓热障涂层)，而如图26所示那样，在分区形成很多蜂窝状的通气口96的平泊92和波泊94的表面，形成具有扩散障层(Re-W(M)合金层)18和扩散渗透用合金层20的镀层，并以这种结构来使用。
附带该镀覆层的燃气轮机构件以及喷气式发动机构件，在镀覆表面温度即使达到1100～1200℃时，也可以1000小时或以上不受到致命的氧化和腐蚀，维持装置的稳固性。
(4)燃气轮机构件、喷气式发动机构件、汽车用排气岐管等如上述那样，在图23所示的燃气轮机动叶80以及图24所示的燃气轮机静叶82中，预计在运转中以及由于启动停止而承受高应力。而且在图17所示的汽车用排气岐管48中，担心会因运转中的振动而引起疲劳破坏。再者，对于图22A和22B所示的燃气轮机燃烧器84，为了通入冷却空气，作成具有内筒86和外筒88的二层结构，相互重合的内筒86的外周面和外筒88的内周面也要求均匀的成膜。因此，在这些构件上，特别是在金属基材10的表面形成图9所示的具有扩散障层18和扩散渗透用合金层20的镀层的场合，必须使与金属基材10以及扩散渗透用合金层20具有不同热膨胀系数的扩散障层18、与该金属基材10以及扩散渗透用合金层20之间的附着力良好。在此，表示出适用于Ni基超合金(Ni-6％Cr-5％Al-6％W-9％Co-6％Ta-3％Re)制的燃气轮机动叶80的实例，对于燃气轮机燃烧器衬套、燃气轮机静叶、喷气式发动机构件、或者汽车用排气岐管，也同样是可以实施的。
在该实例中，首先将微型燃气轮机动叶80等构件在硫酸氢钠/氟化钠溶液中浸渍30～120秒钟以使表面活化，然后在常温下以100～500mA/cm2的电流密度实施0.5～5分钟的Ni触击电镀，然后实施Re-Ni镀覆。Re-Ni镀覆使用以下2种镀浴。第1，使用氨性柠檬酸浴(例如ReO4-为0.02～1.0mol/L、NiSO4为0.02～1.0mol/L、柠檬酸为0.04～2.0mol/L、pH由氨水调整为6～8)，在40～60℃、以20～150mA/cm2施以20～40分钟的Re-Ni合金镀覆。通过该镀覆而形成含有25～40原子％Re的Re-Ni合金皮膜。第2，使用另外一种Re-Ni镀浴(例如ReO4-为0.02～0.2mol/L、NiSO4为0.02～0.2mol/L、CrCl3为0.1～0.5mol/L、柠檬酸为0.1～0.5mol/L、丝氨酸为0.5～1.5mol％、pH由硫酸调整为2～4)，在40～60℃、以20～150mA/cm2实施20～40分钟的Re-Ni镀覆。通过该镀覆而形成含有65～90原子％Re的Re-Ni合金皮膜。
2个阶段的Re-Ni镀覆后，以上述的条件施以Ni触击电镀，然后在50～80℃、以20～150mA/cm2施以10～60分钟的Ni-W镀覆。Ni-W镀覆使用与上述的实施例相同的Ni-W合金镀浴即可。然后，再次以上述的条件施以Ni触击电镀。此时的镀覆时间设定为5～20分钟。然后，再在上述条件下实施Ni-W镀覆。
经一连串的镀覆后，使燃气轮机动叶80等构件埋设在Ni-(20～50)％Cr合金或Cr与Al2O3的混合粉末中(以体积比计，Al2O3为1或以上)，在10-3Pa的真空下于1200～1350℃进行1～20小时热处理。此时，构件使用的合金中含有20％或以上的Cr时，也可以不使燃气轮机动叶80等构件埋设在Ni-(20～50)％Cr合金或Cr与Al2O3的混合粉末中，而进行单纯的真空热处理或惰性气体(例如Ar)的处理。
对热处理后的燃气轮机动叶80等构件进一步实施Ni触击电镀、以及瓦特浴中的Ni镀覆，然后实施Al扩散处理。瓦特浴采用溶解了0.01～5重量％Zr4+的Ni瓦特浴即可，此时，在后述的Al扩散处理中，也可以不在密封粉末中混合Zr(ZrOCl2，ZrCl4，Y，YCl3等)。
Al扩散处理是在Al+Al2O3+NH4Cl+Zr混合粉末中，在10-3Pa的真空下于800～1100℃进行10分钟～5小时。Al+Al2O3+NH4Cl混合粉末的组成，以重量比计，Al2O3/Al设定为1或以上，NH4Cl和Zr设定为总体的0.1～5％。代替真空处理，也可以在惰性气体(例如Ar)中进行处理。并且，代替Zr，也可以使用ZrOCl2、ZrCl4、Y、YCl3等。
经过以上的过程，能够形成图9所示的具有使Re分散的Re分散层30、扩散障层(Re-W(M)合金层)18、使W分散的W分散层32、以及由Ni-Al(X)合金层(X＝Zr，Y，Si)组成的扩散渗透用合金层20的镀层。这是由于第1Re-Ni合金镀层中的Re为低浓度(25～40原子％)，第2Re-Ni合金镀层中的Re为高浓度(65～90原子％)，而且Ni-W合金镀层的W是低浓度(约25原子％)，从而与金属基材(Ni基合金基材)10邻接的低浓度Re-Ni层分离为Re固溶的Ni相和Ni固溶的Re相这2相、以及与扩散渗透用合金层20邻接的Ni-W层分离为W固溶的Ni相和Ni固溶的W相这2相的结果。
其结果，分别在金属基材10与扩散障层18的界面具有Re分散层30、在扩散障层18与扩散渗透用合金层20的界面具有W分散层32而作成所谓“楔子结构”，从而对Re分散层30和W分散层32赋予“固定效果”，由此能够提高金属基材10与扩散障层18之间、以及扩散障层18与扩散渗透用合金层20之间的结合力。并且，能够分别使粒径为0.1～20μm的Re粒子以体积比计分散10～80％后的Re分散层30以1～100μm的厚度插入金属基材10与扩散障层18之间、使粒径为0.1～20μm的W粒子以体积比计分散10～80％后的W分散层32以1～100μm的厚度插入扩散障层18与扩散渗透用合金层20之间，由此宏观热膨胀系数能够控制为各层的中间值。
由此，能够防止由Re-W合金组成的扩散障层18从涡轮构件等剥离，该Re-W合金通常具有与Ni基、Co基或Fe基合金明显不同的热膨胀系数，并具有因启动停止等的热应力而容易剥离的性质。
进而，在上述镀层的表面，施以ZrO2系陶瓷覆盖层(所谓的热障涂层)，如图10所示那样，形成100～400μm厚的陶瓷层24，由此能够实现可达到比从前更高温度燃烧且具有高热效率的燃气轮机或喷气式发动机。附带该镀层的燃气轮机以及喷气式发动机构件，在镀覆表面温度即使达到1100～1200℃时，也可以1000小时或以上不受到致命的氧化和腐蚀，维持装置的稳固性。
(5)废气处理装置构件、废弃物焚烧构件、气化装置构件等分别将本发明适用的半导体制造废气处理装置的概略示于图27、将废弃物焚烧和气化装置使用的燃烧器以及热电偶的保护管示于图28以及图29。例如，半导体制造废气处理装置的构成如图27所示那样，利用从废气供给管100供给、并从助燃空气喷嘴102喷出的空气，将燃烧器104燃烧后的废气导入由水冷套105包围的反应塔106的内部并进行处理，处理后的废气用冷却雾化器108喷出的冷却水进行冷却后，排放到外部。特别是在反应塔106中，要处理高温的卤素系气体。因此，当保护反应塔106不受高温的卤素系气体侵蚀的保护镀层存在缺陷等的场合，就有装置会受强烈腐蚀的可能性。另外，图28所示的被安装在炉壁110上并露出在该炉壁110的内部而喷出火焰的废弃物焚烧装置和气化装置的燃烧器112、图29所示的包覆配置在炉壁114内部的热电偶116的周围而保护该热电偶116的保护管118等，被暴露在高温氯化腐蚀环境中。因此，这些构件要求用特别致密且缺陷少的镀层加以保护。所以，优选采用熔融盐镀覆法形成致密且缺陷少的皮膜。
在此，表示出适用于Ni基合金(Ni-22％Cr-19％Fe-9％Mo-0.1％C)制的半导体制造废气处理装置的反应塔106的实例，但也不限于半导体制造废气处理装置，对于例如图28所示的废弃物焚烧和气化装置的燃烧器112、图29所示的热电偶的保护管118等暴露在高温氯化腐蚀环境的构件，也同样能够实施。此外，对于如图17所示的汽车用排气岐管48那样的复杂形状，不能采用喷镀等物理方法，但对于要求高度的可靠性的构件、或者象燃气轮机构件和喷气式发动机构件那样，特别要求皮膜的稳固性的构件等，也同样能够实施。
在该例中，首先，将反应塔106等构件在硫酸氢钠/氟化钠溶液中浸渍30～120秒钟以使表面活化，然后在KCl-NaCl系支持盐中溶解Re盐和W盐，在700～1000℃进行熔融盐镀覆，使Re-W合金电解析出于反应塔106等构件的表面。接着，在NiCl2-AlCl3-NaCl-ZrCl4系熔融盐中，于200～800℃进行熔融盐镀覆，使反应塔106等构件的表面电解析出Ni-Al(X)合金(X＝Zr，Y)。代替ZrCl4，也可以使用YCl3等。
如上所述，通过熔融盐镀覆工艺，能够形成气孔率以体积计低于0.1％的致密且缺陷少的、图6所示的具有扩散障层(Re-W(M)合金层)18和由Ni-Al(X)合金层(X＝Zr，Y)组成的扩散渗透用合金层20的镀层。由此，不仅比从前能够更长时间维持装置的稳固性，而且装置能够在高温下使用，因此从前在1100℃或以上使用时采用的陶瓷制的反应塔106有可能被金属材料所代替。其结果，能够利用金属的传热，不需要附带的燃烧装置，且装置变得简单，此外，在成本上也是有利的。
而且，在适用于汽车用排气岐管、燃气轮机构件或喷气式发动机构件等时，镀覆表面温度即使达到1100～1200℃，也可以1000小时或以上不受到致命的氧化和腐蚀，维持装置的稳固性，同时还能够实现高温燃烧。
(6)燃气轮机构件、喷气式发动机构件等例如，在图22A以及22B所示的燃气轮机燃烧器84、图23所示的燃气轮机动叶80、图24所示的燃气轮机静叶82等上，存在曲率较小、形状比较单纯且暴露在高温燃烧气体中的部位。在这些部位上，采用喷镀和物理蒸镀法(PVD)的施工是可能的。但是，在用物理方法成膜时，存在皮膜与金属基材的附着力差、以及皮膜剥离的问题。因此，必须预先在金属基材的表面赋予适度粗糙度的凹凸，从而对皮膜赋予固定效果，使皮膜与金属基材的附着力提高。在此，表示出适用于Co基合金ステライト250(Co-30％Cr-10％Fe)制的燃气轮机燃烧器84的实例，但对于燃气轮机静叶、燃气轮机动叶或喷气式发动机构件也同样可以实施。
在该例中，首先，对燃气轮机燃烧器84等构件，实施氧化铝喷丸，从而在去除表面的氧化物的同时，对构件的表面赋予适度的凹凸。该凹凸的凹部的深度优选为1～20μm左右。然后，用PVD法镀覆例如0.5～30μm厚的Re-W合金。进而，在Re-W合金的表面实施氧化铝喷丸后喷镀例如30～400μm厚的CoNiCrAlY合金。
采用上述方法，可以在燃气轮机燃烧器84等构件的表面形成图11所示的具有扩散障层(Re-W(M)合金层)18和由CoNiCrAlY合金组成的耐蚀合金层34的镀层。在气氛温度为1200℃或以下的环境使用的场合，可以直接使用，但在1200℃或以上的环境使用的场合，如图12所示那样，在该表面施以ZrO2系陶瓷覆盖层(所谓热障涂层)，形成100～400μm厚的陶瓷层24。由此，能够实现可达到比从前更高温度燃烧且具有高的热效率的燃气轮机或喷气式发动机。
(7)废弃物处理装置流动床空气分散喷嘴等本发明适用的流动床式废弃物燃烧装置或气化装置的空气分散喷嘴的剖面图示于图30。图30所示的该种空气分散喷嘴120在内部具有蒸气或气体流路122，一般在含有大量高温氯化物的沙子流动气氛中使用。因此，除了耐高温腐蚀性以外，还要求耐磨性。所以，必须在表面覆盖硬的皮膜以赋予耐磨性。该实例不限于流动床式废弃物燃烧或气化装置的空气分散喷嘴，只要是要求耐蚀、耐热、耐磨性的高温装置构件，同样可以实施。
在该例中，首先对空气分散喷嘴120等构件实施氧化铝喷丸，从而在去除表面的氧化物的同时，对构件的表面赋予适度的凹凸。该凹凸的凹部的深度优选为1～20μm左右。然后，用喷镀法镀覆10～50μm厚的Re-W合金。进而，在Re-W合金的表面施以氧化铝喷丸后，喷镀例如30～400μm厚的使W碳化物或Cr碳化物分散的CoNiCrAlY合金。
采用上述方法，可以在空气分散喷嘴120等构件的表面形成图13所示的具有扩散障层(Re-W(M)合金层)18以及使W碳化物或Cr碳化物36分散的CoNiCrAlY合金组成的耐磨层38的镀层。实施了该镀覆的构件除了耐高温腐蚀性以外，在要求耐磨性的环境中也能够长时间维持装置的稳固性，因此可实现该装置的可靠性提高。而且，工作流体的温度可以上升，因此能够使装置性能提高。
本发明不限于上述实施方案，在其技术思想的范围内，以各种不同的形态来实施当然也可以。
本发明，作为在燃气轮机叶片、喷气式发动机的涡轮叶片、燃烧器、喷嘴、锅炉传热管、废弃物处理装置以及半导体制造废气处理装置等高温下使用的高温装置构件的表面皮膜来使用，由此可以延长例如燃气轮机叶片与使用该燃气轮机叶片的发电装置、喷气式发动机的涡轮叶片、燃烧器、喷嘴和使用这些机器的轿车、喷气式飞机、锅炉低热管、废弃物处理装置、以及半导体制造废气处理装置等的寿命，并能够延长维护周期。
权利要求
1.一种扩散障用合金皮膜，其具有扩散障层，该扩散障层由以原子组成计含有12.5～56.5％的W、且除了不可避免的杂质之外余量为Re的Re-W系σ相组成。
2.一种扩散障用合金皮膜，其具有扩散障层，该扩散障层本质上由Re-W系σ相组成，其中以原子组成计含有12.5～56.5％的W、20～60％的Re，且Re与W的总量为50％或以上，除了不可避免的杂质之外余量为从Cr、Ni、Co以及Fe中选择的至少一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的扩散障用合金皮膜，其中通过在金属基材的表面分别实施Re或Re合金镀覆、以及W或W合金镀覆以后，在1200℃或以上实施热处理，从而形成了所述扩散障层。
4.根据权利要求1或2所述的扩散障用合金皮膜，其中在所述扩散障层与镀覆该扩散障层的金属基材的界面还具有使Re分散的Re分散层。
5.根据权利要求4所述的扩散障用合金皮膜，其中通过在金属基材的表面分2个阶段进行Re浓度不同的Re合金镀覆，并进行W合金镀覆，然后在1200℃或以上实施热处理，从而形成了所述Re分散层以及所述扩散障层。
6.根据权利要求1或2所述的扩散障用合金皮膜，其中在所述扩散障层的表面，镀覆了以原子组成计含有大于等于10％但小于50％的Al、Cr或Si的扩散渗透用合金层。
7.根据权利要求6所述的扩散障用合金皮膜，其中在所述扩散障层与所述扩散渗透用合金层之间还具有使W分散的W分散层。
8.一种扩散障用合金皮膜的制造方法，其包括在金属基材的表面分别实施Re或Re合金镀覆、以及W或W合金镀覆后，在1200℃或以上实施热处理，形成由Re-W合金组成的扩散障层。
9.一种扩散障用合金皮膜的制造方法，其包括在金属基材的表面分2个阶段进行Re合金镀覆，并进行W合金镀覆，然后在1200℃或以上实施热处理，形成使Re分散的Re分散层和由Re-W合金组成的扩散障层。
10.一种扩散障用合金皮膜的形成方法，其包括在金属基材的表面，通过熔融盐镀覆形成由Re-W合金组成的扩散障层；在所述扩散障层的表面，用熔融盐镀覆形成以原子组成计含有大于等于10％但小于50％的Al、Cr或Si的扩散渗透用合金层。
11.一种扩散障用合金皮膜的形成方法，其包括在金属基板的表面形成凹凸；在形成了所述凹凸的基板表面，形成由Re-W合金组成的扩散障层；在所述扩散障层的表面形成凹凸；在形成了所述凹凸的扩散障层的表面形成耐蚀合金层。
12.一种扩散障用合金皮膜的形成方法，其包括在金属基板的表面形成凹凸；在形成了所述凹凸的基板表面形成由Re-W合金组成的扩散障层；在所述扩散障层的表面形成凹凸；在形成了所述凹凸的扩散障层的表面形成耐磨层。
13.根据权利要求8～12的任何一项所述的扩散障用合金皮膜的形成方法，其中所述Re-W合金由以原子组成计含有12.5～56.5％的W、且除了不可避免的杂质之外余量为Re的Re-W系σ相组成。
14.根据权利要求8～12的任何一项所述的扩散障用合金皮膜的形成方法，其中所述Re-W合金本质上由Re-W系σ相组成，其中以原子组成计含有12.5～56.5％的W、20～60％的Re，且Re与W的总量为50％或以上，除了不可避免的杂质之外余量为从Cr、Ni、Co以及Fe中选择的至少一种或多种。
15.根据权利要求8或9所述的扩散障用合金皮膜的形成方法，其中在所述热处理后，进行Al、Cr或Si的扩散渗透处理。
16.根据权利要求8或9所述的扩散障用合金皮膜的形成方法，其中在金属基材的表面预先进行Cr镀覆。
17.一种高温装置构件，其中在金属基材的表面镀覆了扩散障层，该扩散障层由以原子组成计含有12.5～56.5％的W、且除了不可避免的杂质之外余量为Re的Re-W系σ相组成。
18.一种高温装置构件，其中在金属基材的表面镀覆了扩散障层，该扩散障层本质上由Re-W系σ相组成，其中以原子组成计含有12.5～56.5％的W、20～60％的Re，且Re与W的总量为50％或以上，除了不可避免的杂质之外余量为从Cr、Ni、Co以及Fe中选择的至少一种或多种。
19.根据权利要求17或18所述的高温装置构件，其中在所述扩散障层的表面，镀覆了以原子组成计含有大于等于10％但小于50％的Al、Cr或Si的扩散渗透用合金层。
20.根据权利要求17或18所述的高温装置构件，其中在所述金属基材与所述扩散障层之间还具有使Re分散的Re分散层。
21.根据权利要求19所述的高温装置构件，其中在所述扩散障层与所述扩散渗透用合金膜之间还具有使W分散的W分散层。
22.根据权利要求19所述的高温装置构件，其中所述扩散渗透用合金层的表面被陶瓷层所覆盖。
23.根据权利要求17或18所述的高温装置构件，其中在所述扩散障层的表面镀覆了耐热合金膜。
24.根据权利要求17或18所述的高温装置构件，其中在所述扩散障层的表面镀覆了耐磨膜。
全文摘要
扩散障用合金皮膜具有扩散障层，该扩散障层比Re－Cr合金皮膜具有更优良的扩散障特性，可耐受更高温度(1150℃或以上)下的使用。扩散障层(18)由以原子组成计含有12.5～56.5％的W、且除了不可避免的杂质之外余量为Re的Re－W系σ相组成。在金属基材(10)的表面镀覆扩散障层(18)，进而根据需要，在扩散障层(18)的表面镀覆以原子组成计含有大于等于10％但小于50％的Al、Cr或Si的扩散渗透用合金层(20)，从而构成高温装置构件。
文档编号C22C27/00GK1910307SQ20058000245
公开日2007年2月7日 申请日期2005年1月14日 优先权日2004年1月15日
发明者成田敏夫, 八锹浩 申请人:株式会社荏原制作所, 成田敏夫