[go: up one dir, main page]

DE102007056454A1 - Verfahren zum Beschichten von Bauteilen - Google Patents

Verfahren zum Beschichten von Bauteilen Download PDF

Info

Publication number
DE102007056454A1
DE102007056454A1 DE200710056454 DE102007056454A DE102007056454A1 DE 102007056454 A1 DE102007056454 A1 DE 102007056454A1 DE 200710056454 DE200710056454 DE 200710056454 DE 102007056454 A DE102007056454 A DE 102007056454A DE 102007056454 A1 DE102007056454 A1 DE 102007056454A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coating
component
kinetic
cold
coating material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200710056454
Other languages
English (en)
Inventor
Manuel Dr. Hertter
Andreas Jakimov
Stefan Schneiderbanger
Ralf Dr. Stolle
Wolfgang Dr. Wachter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Aero Engines GmbH filed Critical MTU Aero Engines GmbH
Priority to DE200710056454 priority Critical patent/DE102007056454A1/de
Priority to EP08169613A priority patent/EP2062997A3/de
Publication of DE102007056454A1 publication Critical patent/DE102007056454A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/02Coating starting from inorganic powder by application of pressure only
    • C23C24/04Impact or kinetic deposition of particles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Bauteilen einer Turbomaschine, insbesondere einer Gasturbine, wobei ein Beschichtungswerkstoff zur Ausbildung der Beschichtung über kalt-kinetisches Kompaktieren bzw. kinetisches Kaltgasspritzen auf das Bauteil aufgebracht wird. Erfindungsgemäß wird zusammen mit dem Beschichtungswerkstoff ein Lotwerkstoff und/oder ein selbstfließender Legierungswerkstoff auf das Bauteil aufgebracht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Bauteilen einer Turbomaschine, insbesondere einer Gasturbine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 7.
  • Aus der Praxis ist es bereits bekannt, Bauteile einer Turbomaschine über Kalt-Kinetisches-Kompaktieren bzw. kinetisches Kaltgasspritzen zu Beschichten, wobei hierbei eine Beschichtung dadurch auf ein zu beschichtendes Bauteil aufgebracht wird, das Partikel des Beschichtungswerkstoffs mit Hilfe eines Trägergases auf eine zu beschichtende Oberfläche des zu beschichtenden Bauteils gerichtet werden. Hierbei wird stets eine flächige Beschichtung der zu beschichtenden Oberfläche des Bauteils vorgenommen. Beim Beschichten über Kalt-Kinetisches-Kompaktieren bzw. kinetisches Kaltgasspritzen kann sich des Weiteren eine unerwünschte Porosität in der Beschichtung ausbilden, welche die Festigkeit der Beschichtung beeinträchtigt.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Beschichten von Bauteilen einer Turbomaschine, insbesondere einer Gasturbine, zu schaffen.
  • Dieses Problem wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren im Sinne von Anspruch 1 gelöst. Hiernach wird zusammen mit dem Beschichtungswerkstoff ein Lotwerkstoff und/oder ein selbstfließender Legierungswerkstoff auf das Bauteil aufgebracht.
  • Nach dem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wird zusammen mit dem Beschichtungswerkstoff ein Lotwerkstoff und/oder ein selbstfließender Legierungswerkstoff über Kalt-Kinetisches-Kompaktieren bzw. kinetisches Kaltgasspritzen auf das Bauteil aufgebracht. Anschließend erfolgt vorzugsweise eine Wärmebehandlung zumindest der Beschichtung insbesondere über induktive Verfahren. Mit Hilfe des ersten Aspekts ist es möglich, die Porosität einer sich ausbildenden Beschichtung zu verringern und damit die Kohäsion der Beschichtung sowie deren Festigkeit zu erhöhen. So kann nach der Beschichtung mittels der nachfolgenden Wärmebehandlung aufgrund der Kapillarwirkung die Porosität im Inneren der Beschichtung verringert werden. Ein äußerer Teil der Beschichtung, der mit einer größeren Porosität zurückbleibt kann danach bevorzugt entfernt werden.
  • Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird dieses Problem durch ein Verfahren im Sinne von Anspruch 7 gelöst. Hiernach wird der Beschich tungswerkstoff punktuell bzw. abschnittsweise auf das Bauteil aufgebracht.
  • Nach dem zweiten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung erfolgt die Beschichtung über Kalt-Kinetisches-Kompaktieren bzw. kinetisches Kaltgasspritzen ausschließlich punktuell bzw. abschnittsweise. Hierdurch können Bauteile mit lokal begrenzten Beschädigungen gezielt repariert werden, ohne dass hierzu eine Beschichtung vollständig vom zu reparierenden Bauteil entfernt werden muss.
  • Die beiden Aspekte können auch in Kombination miteinander zum Beschichten von Bauteilen einer Turbomaschine verwendet werden.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, nachfolgend näher erläutert.
  • Die hier vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Beschichtung von Bauteilen einer Turbomaschine, insbesondere einer Gasturbine, über Kalt-Kinetisches-Kompaktieren bzw. kinetisches Kaltgasspritzen. Hierbei wird ein Beschichtungswerkstoff zur Ausbildung der Beschichtung auf das Bauteil aufgebracht.
  • Nach einem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wird zusammen mit dem Beschichtungswerkstoff ein Lotwerkstoff und/oder ein selbstfließender Legierungswerkstoff über Kalt-Kinetisches-Kompaktieren bzw. kinetisches Kaltgasspritzen auf das zu beschichtende Bauteil aufgebracht. Anschließend hieran wird zumindest die sich ausbildende Beschichtung oder alternativ das gesamte Bauteil einer Wärmebehandlung unterzogen. Bei der Wärmebehandlung erfolgt ein Aufschmelzen des Lotwerkstoffs und/oder des selbstfließenden Legierungswerkstoffs und eine Diffusionsverbindung zwischen dem Lotwerkstoff bzw. selbstfließenden Legierungswerkstoff und dem Bauteil sowie dem Beschichtungswerkstoff. Porositäten in der sich ausbildenden Beschichtung können geschlossen werden, wodurch die Kohäsion der Beschichtung und die Festigkeit derselben erhöht werden kann.
  • Bei der Beschichtung über Kalt-Kinetisches Kompaktieren bzw. kinetisches Kaltgasspritzen wird der Beschichtungswerkstoff zusammen mit dem Lotwerkstoff und/oder dem selbstfließenden Legierungswerkstoff mit Hilfe eines Trägergases auf das Bauteil aufgebracht, wobei im Trägergas eine Tempera tur zwischen 300 und 800°C und ein Druck zwischen 30 und 40 bar herrscht.
  • Das Trägergas sowie Partikel des Beschichtungswerkstoffs sowie des Lotwerkstoffs und/oder des selbstfließenden Legierungswerkstoffs werden dabei mit einer Geschwindigkeit zwischen 500 und 1000 m/sec auf das Bauteil aufgebracht. Als Trägergas findet vorzugsweise Stickstoff Verwendung.
  • Wie bereits ausgeführt, werden über das Trägergas Partikel des Beschichtungswerkstoffs zusammen mit Partikeln des Lotwerkstoffs und/oder Partikeln des selbstfließenden Legierungswerkstoffs auf das Bauteil aufgebracht. Die Partikelgröße der Partikel des Beschichtungswerkstoffs liegt zwischen 5 und 50 μm, wobei ein Maximum der gaußschen Verteilung für die Partikelgröße bei in etwa 30 μm liegt.
  • Nach einem zweiten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wird der Beschichtungswerkstoff gegebenenfalls zusammen mit dem Lotwerkstoff und/oder dem selbstfließenden Legierungswerkstoff nur punktuell bzw. abschnittsweise auf das Bauteil aufgebracht, wobei hierdurch insbesondere eine Reparatur eines beschädigten Abschnitts des Bauteils möglich ist.
  • Das punktuelle Beschichten des Bauteils über Kalt-Kinetisches-Kompaktieren bzw. kinetisches Kaltgasspritzen erfolgt mit Hilfe eines räumlich eng begrenzten Spritzstrahls. Dies hat den Vorteil, dass eine z. B. beschädigte Beschichtung nicht mehr vollständig vom zu reparierenden Bauteil entfernt werden muss, sondern lokal begrenzt über Kalt-Kinetisches-Kompaktieren bzw. kinetisches Kaltgasspritzen repariert werden kann. Hierdurch ist eine kostengünstige Reparatur von Bauteilen möglich.
  • Beispielsweise kommen beide Aspkete bei der Reparatur von Dichtfins, welche sich im Betrieb (Abdichtung rotierender Teile gegenüber statischen Teilen) in Wabendichtungen einarbeiten und dabei abnutzen, zum Einsatz.
  • Mit den erfindungsgemäßen Verfahren können die beschädigten Dichtfins punktuell wieder aufgebaut werden. Dabei wird mittels des Kaltgasspritzens metallisches Material zusammen mit einem Lotwerkstoff, der bei den niedrigen Prozesstemperaturen noch nicht schmilzt, aufgebracht. Eine anschließende Wärmbehandlung der neuen Schicht oder des gesamten Dichfins lässt den Lotwerkstoff schmelzen, wodurch die beim Beschichten entstandene Restporosität der Schicht durch die Kapillarwirkung nach innen verringert wird. Anschließend wird zuviel aufgebrachtes Material entfernt, beispielsweise abgedreht. Natürlich ist das Verfahren nicht auf die Verwendung von metallischen Beschichtungen beschränkt, es können auch metall-keramische Schichten aufgebracht werden.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Beschichten von Bauteilen einer Turbomaschine, insbesondere einer Gasturbine, wobei ein Beschichtungswerkstoff zur Ausbildung der Beschichtung über Kalt-Kinetisches-Kompaktieren bzw. kinetisches Kaltgasspritzen auf das Bauteil aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass zusammen mit dem Beschichtungswerkstoff ein Lotwerkstoff und/oder ein selbstfließender Legierungswerkstoff auf das Bauteil aufgebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend an das Beschichten des Bauteils über Kalt-Kinetisches-Kompaktieren bzw. kinetisches Kaltgasspritzen zumindest die sich ausbildende Beschichtung einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sich ausbildende Beschichtung und das Bauteil einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung über Kalt-Kinetisches-Kompaktieren bzw. kinetisches Kaltgasspritzen bei einer Temperatur zwischen 300 und 800°C, bei einem Druck zwischen 30 und 40 bar und bei einer Geschwindigkeit zwischen 500 und 1000 m/sec aufgebracht wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass hierbei über ein Trägergas Partikel aus dem Beschichtungswerkstoff mit einer Partikelgröße des Beschichtungswerkstoffs zwischen 5 und 50 μm zusammen mit Partikeln des Lotwerkstoffs und/oder Partikeln des selbstfließenden Legierungswerkstoffs aus das Bauteil aufgebracht werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Merkmale nach Anspruch 7 oder 8.
  7. Verfahren zum Beschichten von Bauteilen einer Turbomaschine, insbesondere einer Gasturbine, wobei ein Beschichtungswerkstoff zur Ausbildung der Beschichtung über Kalt-Kinetisches-Kompaktieren bzw. kinetisches Kaltgasspritzen auf das Bauteil aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungswerkstoff punktuell bzw. abschnittsweise auf das Bauteil aufgebracht wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass hierdurch ein Bauteil im Bereich beschädigter Abschnitte repariert wird.
  9. Verfahren nach Anspruche 7 oder 8, gekennzeichnet durch Merkmale nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.
DE200710056454 2007-11-23 2007-11-23 Verfahren zum Beschichten von Bauteilen Withdrawn DE102007056454A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710056454 DE102007056454A1 (de) 2007-11-23 2007-11-23 Verfahren zum Beschichten von Bauteilen
EP08169613A EP2062997A3 (de) 2007-11-23 2008-11-21 Verfahren zum Beschichten von Bauteilen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710056454 DE102007056454A1 (de) 2007-11-23 2007-11-23 Verfahren zum Beschichten von Bauteilen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007056454A1 true DE102007056454A1 (de) 2009-05-28

Family

ID=40227895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710056454 Withdrawn DE102007056454A1 (de) 2007-11-23 2007-11-23 Verfahren zum Beschichten von Bauteilen

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2062997A3 (de)
DE (1) DE102007056454A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009037894A1 (de) * 2009-08-18 2011-02-24 Mtu Aero Engines Gmbh Dünnwandiges Strukturbauteil und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2013071909A1 (de) 2011-11-17 2013-05-23 Mtu Aero Engines Gmbh Panzerung von dichtfins von tial-schaufeln durch induktives auftragslöten von hartstoffpartikeln
DE102014220362A1 (de) * 2014-10-08 2016-04-14 Siemens Aktiengesellschaft Verschließen von Löchern mittels eines thermischen Spritzverfahrens durch ein Pulvergemisch

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2503026A1 (de) * 2011-03-21 2012-09-26 MTU Aero Engines GmbH Verfahren zum Reparieren einer Schicht auf einem Substrat
DE102011102602A1 (de) * 2011-05-27 2012-11-29 Mtu Aero Engines Gmbh Kaltgasspritzverfahren mit verbesserter Haftung und verringerter Schichtporosität
CN104846367A (zh) * 2015-05-09 2015-08-19 芜湖鼎瀚再制造技术有限公司 一种齿轮的激光热处理工艺
CN110331395B (zh) * 2019-06-20 2021-12-24 河北敬业增材制造科技有限公司 超高速激光熔覆设备及其方法
US20220331914A1 (en) * 2021-04-15 2022-10-20 General Electric Company Methods of coating components with cold spray and brazing coated components

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0168868B1 (de) * 1984-07-16 1989-02-01 BBC Brown Boveri AG Verfahren zum Aufbringen einer schutzoxydbildende Elemente enthaltenden Korrosionsschutzschicht auf den Grundkörper einer Gasturbinenschaufel und Korrosionssschutzschicht auf dem Grundkörper einer Gasturbinenschaufel
DE4131871C1 (de) * 1991-06-13 1992-05-27 Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De
DE10045783A1 (de) * 2000-05-08 2001-11-22 Ami Doduco Gmbh Verfahren zum Herstellen von Werkstücken, welche der Leitung von elektrischem Strom dienen und mit einem überwiegend metallischen Material beschichtet sind
RU2183695C2 (ru) * 2000-08-25 2002-06-20 Общество С Ограниченной Ответственностью Обнинский Центр Порошкового Напыления Способ получения покрытий
US20060051502A1 (en) * 2004-09-08 2006-03-09 Yiping Hu Methods for applying abrasive and environment-resistant coatings onto turbine components
US20060093736A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 Derek Raybould Aluminum articles with wear-resistant coatings and methods for applying the coatings onto the articles

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009037894A1 (de) * 2009-08-18 2011-02-24 Mtu Aero Engines Gmbh Dünnwandiges Strukturbauteil und Verfahren zu seiner Herstellung
US9393622B2 (en) 2009-08-18 2016-07-19 Mtu Aero Engines Gmbh Thin-walled structural component, and method for the production thereof
WO2013071909A1 (de) 2011-11-17 2013-05-23 Mtu Aero Engines Gmbh Panzerung von dichtfins von tial-schaufeln durch induktives auftragslöten von hartstoffpartikeln
DE102011086524A1 (de) 2011-11-17 2013-05-23 Mtu Aero Engines Gmbh Panzerung von Dichtfins von TiAl-Schaufeln durch induktives Auftragslöten von Hartstoffpartikeln
US10006300B2 (en) 2011-11-17 2018-06-26 MTU Aero Engines AG Armoring sealing fins of TiAl vanes by induction brazing hard-material particles
DE102014220362A1 (de) * 2014-10-08 2016-04-14 Siemens Aktiengesellschaft Verschließen von Löchern mittels eines thermischen Spritzverfahrens durch ein Pulvergemisch

Also Published As

Publication number Publication date
EP2062997A3 (de) 2011-05-18
EP2062997A2 (de) 2009-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007056454A1 (de) Verfahren zum Beschichten von Bauteilen
WO2009065385A1 (de) Verfahren zur reparatur eines gasturbinenbauteils
DE69702416T2 (de) Nickel-Basis-Hartlotmaterial
DE102010001414B4 (de) Verfahren zur Reparatur von Labyrinth-Dichtungsstegen
EP2038083B1 (de) Verfahren für die reparatur und/oder den austausch von einzelelementen eines bauteils einer gasturbine
DE102008052030B4 (de) Verfahren zum Verbinden wenigstens einer Turbinenschaufel mit einer Turbinenscheibe oder einem Turbinenring
EP2783076B1 (de) Verfahren zur panzerung der z-notch von tial-schaufeln
DE102010026084A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von Materialschichten auf einem Werkstück aus TiAI
EP2410137A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines groß dimensionierten Bauteils aus Sphäroguss
WO2015161980A1 (de) Verfahren zur herstellung eines bauteils
DE102015207017B4 (de) Verfahren zur Herstellung von gedeckelten Laufrädern
WO2008009670A1 (de) Verfahren zum erzeugen einer löt- oder diffusionsverbindung
WO2010054634A1 (de) Verfahren zum austausch eines inneren scheibenelements einer integral beschaufelten scheibe
EP2647798B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Einlaufbelags
EP2714963B1 (de) Kaltgasspritzverfahren mit verbesserter haftung und verringerter schichtporosität
EP1715080B1 (de) Verfahren zur Beschichtung der inneren Oberfläche des Waffenrohres
WO2007144374A1 (de) Verfahren zum beschichten eines bauteils, in dessen oberfläche löcher vorgesehen sind
EP1816235B9 (de) Verfahren zum Ausbessern von Fehlstellen in Gussteilen
WO2013079193A1 (de) Verfahren zur reparatur einer variablen leitschaufel und entsprechend reparierte leitschaufel
EP2503026A1 (de) Verfahren zum Reparieren einer Schicht auf einem Substrat
EP2782703B1 (de) Verfahren zur reparatur eines gasturbinenbauteils
DE102021006039B4 (de) Verfahren zum wenigstens bereichsweisen reaktiven Versiegeln wenigstens einer auf einem Werkstück aufgebrachten und Risse aufweisenden Schicht bestehend aus einem Titanaluminid und Verwendung eines Verfahrens des Auftragsschweißens und eines reaktiven Lots
DE102017200749A1 (de) Schichtsystem mit zwei Zwischenschichten und Verfahren
WO2009103268A1 (de) Verfahren zur beschichtung von bauteilen
DE102008036450A1 (de) Labyrinth-Dichtungssteg-Reparaturverfahren für Gasturbinen

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130601