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WO1982001898A1 - Method for coating a metal with a protection layer resistant to hot gas corrosion - Google Patents

Method for coating a metal with a protection layer resistant to hot gas corrosion Download PDF

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WO1982001898A1
WO1982001898A1 PCT/EP1981/000189 EP8100189W WO8201898A1 WO 1982001898 A1 WO1982001898 A1 WO 1982001898A1 EP 8100189 W EP8100189 W EP 8100189W WO 8201898 A1 WO8201898 A1 WO 8201898A1
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WO
WIPO (PCT)
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layer
ceramic material
ceramic
metallic
sprayed
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP1981/000189
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Sa Castolin
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.)
ECG Immobilier SA
Original Assignee
Castolin SA
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 Castolin SA filed Critical Castolin SA
Publication of WO1982001898A1 publication Critical patent/WO1982001898A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a hot gas corrosion-resistant protective layer on metal parts by thermal spraying using a powdered ceramic material, and a hot gas corrosion-resistant protective layer produced by thermal spraying on metal parts, which consists of metallic and ceramic material.
  • Diesel engines and gas turbines that work with heavy oil are exposed to high levels of hot gas corrosion.
  • At the high combustion temperatures that occur or are striven for, for example, in marine diesel engines there is a particularly high level of corrosion as a result of the contamination of the heavy oil, which leads, for example, to the formation of sulfur and alkali compounds and vanadium pentoxide.
  • the various parts subject to corrosion such as exhaust valves, pistons, combustion chambers, injection nozzles, turbine blades, cause high replacement or repair costs, which could not be significantly reduced by the previously known methods of protective coating.
  • the invention has for its object to provide a method for producing a protective layer of ceramic materials with which layer thicknesses of more than 0.5 mm and a very good corrosion resistance at high temperatures up to 1200 ° C can be achieved.
  • the ceramic material used is only partially stabilized in such a way that 10-20% by volume of unstabilized phase occurs in the layer formed, or it comprises at least two different grain areas, the maximum grain size of the finer grain area being substantially smaller than the average grain size of the coarser grain area is.
  • the aforementioned procedural measures and the type of materials used in a controlled manner, cause microcracks in the layer produced, by means of which the stress states in the layer are reduced and therefore no larger ones which impair the density and durability of the layer Cracks occur.
  • the protective layer according to the invention consists of a plurality of layers sprayed on top of one another, each of which has a decreasing metallic portion and an increasing ceramic portion from the inside to the outside, the outermost layer being purely ceramic.
  • the layer has 10-20% by volume of unstabilized phases in which microcracks are present, the length of which is at most equal to three times the largest dimension of the storage of unstabilized phase resulting from a spray particle, or it has microcracks, the length of which is at most is two thirds of the largest dimension of the deposited spray particle in which the crack occurs.
  • microcracks are caused, in particular, by a strong, shock-like cooling during the spraying process, either localization and control of either the inventive presence of unstabilized phases in the application or the even coexistence of larger and smaller lamellar deposits due to the selected grain distribution in the ceramic spray material Size of the cracking occurs.
  • the tensions between the base material or a metallic intermediate layer and the ceramic cover layer are reduced by a graduated structure of the protective layer.
  • Ni-Cr-Al-Y, Co-Cr-Al-Y, Ni-Al-Ni-Cr-Al or Ni-Cr alloys are used as the adhesive or intermediate layer, and a Cr intermediate layer is also preferably used as a diffusion barrier in the event of corrosion attack by vanadium pentoxide .
  • An exhaust valve of a marine diesel engine showed strong corrosion after a long period of operation due to hot gas corrosion due to the sulfur and vanadium content (up to 0.5% S and up to 50 ppm V) of the heavy oil used.
  • a new exhaust valve intended for replacement was coated in a plasma spraying system prior to installation.
  • a Ni - Cr - Al powder was used for the adhesive layer and a partially stabilized zirconium oxide powder made of 80% ZrO 2 + 20% Y 2 O 3 was used for the cover layer.
  • the application was graded from 100% metal to 100% ceramic by spraying intermediate layers with the proportions 80/20, 60/40, 40/60, 20/80, the total layer thickness being 2 mm.
  • An argon-hydrogen mixture was used as the plasma gas and argon as the powder carrier gas.
  • the electrical power was 52 kW.
  • For cooling liquid CO 2 was used.
  • a sample coated simultaneously for control purposes was examined microscopically in order to determine the length of the microcracks formed in the layer. The measurements showed a microcrack length of at most 2.5 times the length of the embedded particles of the unstabilized phase. In the present case, the mentioned particle length was 5 ⁇ m and the maximum micro-crack length was 12 ⁇ m.
  • the percentage of the non-stabilized phase was checked by the known cathode luminescence method and gave a percentage of 11.5% by volume.
  • the coated exhaust valve was installed in the engine and put into operation. No corrosion was found on this valve after 2000 hours of operation. A further check after 5000 operating hours showed only a slight corrosion attack. The running time of the coated part could therefore be increased by at least two and a half times.
  • the piston surface of a diesel engine which was operated with heavy oil with a contamination of more than 50 ppm vanadium, showed a strong attack by hot gas corrosion.
  • the piston was coated with a plasma spraying system according to the following scheme:
  • the sample was examined by the cathode luminescence method and a portion of 13 percent by volume was measured.
  • the running time of the piston could be extended considerably by the applied coating.
  • the surface to be coated was prepared by mechanical processing and subsequent blasting with corundum.
  • the autogenous flame spraying process was used for coating.
  • the injection nozzles and corresponding control samples were provided with a metallic adhesive layer made of Ni-Al powder, the thickness of which was 0.15 mm. Then an additional powder was added Conveyor a mixture of 20% Ca 2 SiO 4 in the grain size range of 5-45 microns, 77.5% Ca 2 SiO 4 in the grain size range of 63-150 microns and 2.5% B 2 O 3 in a grain size range of 5-45 microns fed.
  • the powder feed was regulated in such a way that a transition from layer to layer between the metallic component corresponding to the adhesive layer and the ceramic component was achieved from the mixture mentioned.
  • the cooling was increased with the aid of ring-shaped cooling nozzles so that a cooling rate of when the outer, purely ceramic cover layer was reached 10 ° C / sec was reached on the surface of the spray layer.
  • the combustion chamber was coated with a protective coating of calcium disilicate, which was stabilized with 3.0% phosphorus pentoxide was provided.
  • a Ni - Cr alloy of 80% Ni and 20% Cr was applied as the adhesive layer.
  • the coating was carried out by autogenous flame spraying in a system with two external powder conveyors.
  • the course of the coating process was as follows:
  • the surface to be coated was degreased by washing with carbon tetrachloride and then dried. The surface was then cleaned by blasting with silicon carbide with a grain size of 0.5-1.0 mm and roughened.
  • the combustion chamber part was preheated to 150 ° C and the metallic adhesive layer sprayed on from a first powder conveyor.
  • the layer thickness was 0.2 mm.
  • a mixture of 30% Ca 2 SiO 4 with a grain size of 5-37 ⁇ m, 67% Ca 2 SiO 4 with a grain size of 53-95 ⁇ m and 3.0% P 2 O 5 was introduced into the second powder conveying device. After the 0.2 mm adhesive layer had been applied, the setting of the two powder conveying devices was changed so that the proportion of the metallic to ceramic powder per layer was graded in the ratios of 80/20, 60/40, 40/60, 20/80 % occurred. Then a layer of 100% ceramic was sprayed on. The total layer thickness was 2.5 mm.
  • the surface of the layer was cooled with CO 2 by means of several nozzles directed towards the surface in such a way that a cooling rate of 5 ° C./sec in the surface of the layer was achieved when the ceramic cover layer (100% ceramic) was reached has been.
  • a plasma spraying system was used. The preparation was carried out by blasting with corundum with a grain size of 0.25-0.75 mm. After blasting, the surface had a roughness of 35-40 ⁇ m.
  • the Ni - Al powder for the intermediate layer was then sprayed onto the blade surface prepared in this way. During the spraying, the surface was cooled with two air jets. The layer thickness was 0.15 mm. Subsequently, the protective layer made of 88% ZrO 2 + 12% CaO was applied in stages from the metal layer. For cooling, three CO 2 nozzles were used, which were attached at a distance of 5 cm from the center of the flame. The cooling rate at the surface was 8 ° C / sec. The total thickness of the coating was 0.9 mm. Together with the turbine blades, two test samples were coated in order to determine the necessary investigations for determining the formation of microcracks, for checking the absence of voltage and the proportion of non-stabilized phases. As expected, it was found on these samples that the microcracks were triggered by the unstabilized phases and their length corresponded to 1.5 times the length of the intercalation resulting from a corresponding particle.
  • the coated turbine blades were installed in the turbine during the next overhaul. After 5000 hours of operation, the turbine blades were inspected and it was found that there was no significant hot gas corrosion attack on the edges and surfaces of the blades.
  • Turbine blades for a hot gas turbine that is operated with heavy oil with a contamination of 0.3% sulfur should be provided with a protective coating against the corrosion of the hot combustion gases.
  • the coating was carried out by the plasma spraying process using two powder feed units, one powder feed device being the Material of the adhesive layer (Ni-Cr-Al-Y) and the other that promoted the top layer (Al 2 O 3 + ZrO 2 ).
  • the coating process was as follows:
  • the turbine blades were prepared by blasting with corundum with a grain size of 0.25-0.50 mm. After blasting, a Ni - Cr - Al - Y powder was sprayed with an argon / hydrogen plasma, in which the electrical power was 48 kW, without cooling. After this metallic adhesive primer had been sprayed on in a layer thickness of 0.1 mm, the transition to the ceramic cover layer was produced as in Example 4. The plasma gases and the electrical power corresponded to the spraying of the metallic adhesive layer. A cooling rate of 6 ° C./sec was maintained on the surface by cooling nozzles arranged around the plasma torch in order to relieve the internal stresses generated during the application. The layer thickness of the entire layer was 0.8 mm.
  • test samples sprayed with the turbine blades were examined for the formation of microcracks and it was found that the length of the microcracks in the embedded ZrO 2 particles corresponded to half the particle diameter and that the ZrO 2 was homogeneously distributed. The examination was again carried out using the known cathode luminescence method.

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Abstract

Sur une couche d'adherence ou intermediaire, on applique, par projection thermique, plusieurs couches dans lesquelles la teneur en materiau ceramique augmente et, parallelement la teneur en materiau metallique diminue jusqu'a ce qu'une epaisseur totale comprise entre 0,5 - 0,8 mm soit atteinte; simultanement la region du depot est refroidie de facon a obtenir une vitesse de refroidissement comprise entre 2,5 et 30 C/sec. Le materiau ceramique n'est stabilise que partiellement de facon telle que la couche contienne de 10 a 20% en volume de phases non stabilisees, ou alors il comprend au moins deux gammes de grains de grandeurs differentes. On provoque de facon controlee des microfentes dans la couche, qui diminuent les tensions dans la couche. Ainsi, on peut obtenir une couche relativement epaisse de bonne densite et durabilite, ainsi que d'une excellente resistance a la corrosion jusqu'a 1200 C.On an adhesion or intermediate layer, several layers are applied by thermal spraying in which the content of ceramic material increases and, at the same time, the content of metallic material decreases until a total thickness of between 0.5 - 0.8 mm is reached; simultaneously the region of the deposit is cooled so as to obtain a cooling rate of between 2.5 and 30 C/sec. The ceramic material is only partially stabilized so that the layer contains 10 to 20% by volume of unstabilized phases, or else it comprises at least two ranges of grains of different sizes. Microcracks are caused in the diaper in a controlled manner, which reduce the tensions in the diaper. Thus, one can obtain a relatively thick layer of good density and durability, as well as excellent corrosion resistance up to 1200 C.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER HEISSGASKORROSIONSBESTAENDIGEN SCHUTZSCHICHT AUF METALLTEILEN METHOD FOR PRODUCING A HOT GAS CORROSION-RESISTANT PROTECTIVE LAYER ON METAL PARTS

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer heissgaskorrosionsbeständigen Schutzschicht auf Metallteilen durch thermisches Spritzen unter Verwendung eines pulverförmigen keramischen Werkstoffes, sowie eine heissgaskorrosionsbeständige, durch therm sches Spritzen erzeugte Schutzschicht auf Metallteilen, die aus metallischem und keramischem Werkstoff besteht.The present invention relates to a method for producing a hot gas corrosion-resistant protective layer on metal parts by thermal spraying using a powdered ceramic material, and a hot gas corrosion-resistant protective layer produced by thermal spraying on metal parts, which consists of metallic and ceramic material.

Dieselmotoren und Gasturbinen, die mit Schweröl arbeiten, sind hohen Belastungen durch Heissgaskorrosion ausgesetzt. Bei den hohen Verbrennungstemperaturen, die beispielsweise bei Schiffsdieselmotoren auftreten bzw. angestrebt werden, entsteht eine besonders starke Korrosionsbelastung, infolge der Verunreinigungen des Schweröls, die beispielsweise zur Bildung von Schwefel- und Alkaliverbindungen sowie von Vanadiumpentoxyd führen. Die verschiedenen korrosionsbelasteten Teile, wie Abgasventile, Kolben, Brennkammern, Einspritzdüsen, Turbinenschaufeln, verursachen hohe Austausch- bzw. Reparaturkosten, die durch die bisher bekannten Verfahren der Schutzbeschichtung nicht in nennenswerter Weise gesenkt werden konnten. Insbesondere gelang es nicht, eine ausreichende Schichtdicke bei thermisch gespritzten Schichten aus keramischen Werkstoffen zu erzielen, ohne die Standzeit herabsetzende Makrorisse in Kauf nehmen zu müssen.Diesel engines and gas turbines that work with heavy oil are exposed to high levels of hot gas corrosion. At the high combustion temperatures that occur or are striven for, for example, in marine diesel engines, there is a particularly high level of corrosion as a result of the contamination of the heavy oil, which leads, for example, to the formation of sulfur and alkali compounds and vanadium pentoxide. The various parts subject to corrosion, such as exhaust valves, pistons, combustion chambers, injection nozzles, turbine blades, cause high replacement or repair costs, which could not be significantly reduced by the previously known methods of protective coating. In particular, it was not possible to achieve a sufficient layer thickness in the case of thermally sprayed layers of ceramic materials without having to accept the macro cracks which reduce the service life.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Schutzschicht aus keramischen Werkstoffen zu schaffen, mit dem Schichtdicken von mehr als 0, 5 mm und eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen bis zu 1200ºC erzielt werden können.The invention has for its object to provide a method for producing a protective layer of ceramic materials with which layer thicknesses of more than 0.5 mm and a very good corrosion resistance at high temperatures up to 1200 ° C can be achieved.

Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass nach dem Aufbringen einer metallischen Haft- bzw. Zwischen schicht mehrere aufeinanderfolgende Lagen mit jeweils zunehmendem Anteil an keramischem Werkstoff und in gleichem Masse abnehmendem Anteil an metallischem Werkstoff aufgespritzt werden, bis zuletzt eine rein keramische Deckschicht aufgespritzt wird, wobei die Gesamtschichtdicke zwischen 0,5 und 8,0 mm liegt,und während des Spritzens mit keramischem Werkstoff eine Kühlung des Auftragungsbereichs zur Erreichung einer Abkühlungsgeschwindigkeit zwischen 2,5 und 30°C/sec. erfolgt. Der verwendete keramische Werkstoff ist dabei nur teilweise stabilisiert,derart, dass in der gebildeten Schicht 10-20 Volumprozent nicht stabilisierte Phase auftreten, oder er umfasst mindestens zwei verschiedene Kornbereiche, wobei die maximale Korngrösse des feineren Kornbereichs wesentlich kleiner als die mittlere Korngrösse des gröberen Kornbereichs ist.This is achieved according to the invention in that after the application of a metallic adhesive or intermediate several successive layers, each with an increasing proportion of ceramic material and an equally decreasing proportion of metallic material, are sprayed on until finally a purely ceramic cover layer is sprayed on, the total layer thickness being between 0.5 and 8.0 mm, and during spraying with ceramic material, cooling the application area to achieve a cooling rate between 2.5 and 30 ° C / sec. he follows. The ceramic material used is only partially stabilized in such a way that 10-20% by volume of unstabilized phase occurs in the layer formed, or it comprises at least two different grain areas, the maximum grain size of the finer grain area being substantially smaller than the average grain size of the coarser grain area is.

Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung werden durch die genannten verfahrenstechnischen Massnahmen sowie durch die Art der verwendeten Werkstoffe, in kontrollierter Weise Mikrorisse in der hergestellten Schicht hervorgerufen, durch welche die Spannungszustände in der Schicht abgebaut werden und somit keine die Dichte und Haltbarkeit der Schicht beeinträchtigenden grösseren Risse auftreten.In the method according to the invention, the aforementioned procedural measures and the type of materials used, in a controlled manner, cause microcracks in the layer produced, by means of which the stress states in the layer are reduced and therefore no larger ones which impair the density and durability of the layer Cracks occur.

Die erfindungsgemässe Schutzschicht besteht aus mehreren übereinander aufgespritzten Lagen, die von innen nach aussen jeweils einen abnehmenden metallischen Anteil und einen in gleichem Masse zunehmenden keramischen Anteil aufweisen, wobei die äusserste Lage rein keramisch ist. Die Schicht weist 10-20 Volumprozent nicht stabilisierte Phasen auf, in denen Mikrorisse vorhanden sind, deren Länge höchstens gleich dem Dreifachen der grossten Abmessung der von einem Spritzteilchen herrührenden Einlagerung an nicht stabilisierter Phase ist, bzw.weist sie Mikrorisse auf, deren Länge jeweils höchstens zwei Drittel der grossten Abmessung des abgelagerten Spritzteilchens beträgt, in dem der Riss auftritt. Die Mikrorisse werden insbesondere durch eine starke, schockartige Abkühlung während des Spritzvorgangs hervorgerufen, wobei entweder durch das erfindungsgemässe Vorhandensein von nichtstabilisierten Phasen in der Auftragung oder durch das gleichmässige Nebeneinanderbestehen von grosseren und kleineren lamellenformigen Ablagerungen aufgrund der gewählten Kornverteilung im keramischen Spritzwerkstoff eine Lokalisierung und Kontrolle der Grosse der Rissbildung erfolgt. Zudem werden die Spannungen zwischen dem Grundmaterial, bzw. einer metallischen Zwischenschicht und der keramischen Deckschicht durch einen abgestuften Aufbau der Schutzschicht abgebaut. Als Haft- oder Zwischenschicht werden Ni - Cr - AI - Y, Co - Cr - AI - Y, Ni - AI - Ni - Cr - AI oder Ni - Cr Legierungen verwendet, bei Korrosionsangriff durch Vanadiumpentoxyd ferner vorzugsweise eine Cr-Zwischenschicht als Diffusionsbarriere.The protective layer according to the invention consists of a plurality of layers sprayed on top of one another, each of which has a decreasing metallic portion and an increasing ceramic portion from the inside to the outside, the outermost layer being purely ceramic. The layer has 10-20% by volume of unstabilized phases in which microcracks are present, the length of which is at most equal to three times the largest dimension of the storage of unstabilized phase resulting from a spray particle, or it has microcracks, the length of which is at most is two thirds of the largest dimension of the deposited spray particle in which the crack occurs. The microcracks are caused, in particular, by a strong, shock-like cooling during the spraying process, either localization and control of either the inventive presence of unstabilized phases in the application or the even coexistence of larger and smaller lamellar deposits due to the selected grain distribution in the ceramic spray material Size of the cracking occurs. In addition, the tensions between the base material or a metallic intermediate layer and the ceramic cover layer are reduced by a graduated structure of the protective layer. Ni-Cr-Al-Y, Co-Cr-Al-Y, Ni-Al-Ni-Cr-Al or Ni-Cr alloys are used as the adhesive or intermediate layer, and a Cr intermediate layer is also preferably used as a diffusion barrier in the event of corrosion attack by vanadium pentoxide .

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend ausführlicher beschrieben. Beispiel 1Some embodiments of the invention are described in more detail below. example 1

Ein Abgasventil eines Schiffsdieselmotors zeigte nach längerer Laufzeit starke Korrosionserscheinungen durch Heissgaskorrosion infolge des Schwefel- und Vanadiumgehalts (bis zu 0,5 % S und bis zu 50 ppm V) des verwendeten Schweröls. Ein zum Austausch bestimmtes neues Abgasventil wurde vor dem Einbau in einer Plasmaspritzanlage beschichtet. Für die Haftschicht wurde ein Ni - Cr - AI - Pulver und für die Deckschicht ein teilweise stabilisiertes Zirkonoxydpulver aus 80 % ZrO2 + 20 % Y2O3 verwendet. Die Auftragung erfolgte abgestuft von 100 % Metall bis zu 100 % Keramik durch das Spritzen von Zwischenlagen mit den Anteilen 80/20, 60/40, 40/60, 20/80, wobei die Gesamtschichtstärke 2 mm betrug. Als Plasmagas wurde eine ArgonWasserstoff-Mischung verwendet und als Pulverträgergas Argon. Die elektrische Leistung betrug 52 kW. Zur Kühlung wurde flüssiges CO2 verwendet. Nach dem Beschichten wurde eine zu Kontrollzwecken gleichzeitig beschichtete Probe mikroskopisch untersucht, um die Länge der in der Schicht entstandenen Mikrorisse zu bestimmen. Bei den Messungen ergab sich eine Mikrorisslänge von maximal 2,5 mal der Länge der eingelagerten Teilchen der nicht stabilisierten Phase. Im vorliegenden Fall war die genannte Teilchenlänge gleich 5 um und die maximale Mikrorisslänge gleich 12 μm.An exhaust valve of a marine diesel engine showed strong corrosion after a long period of operation due to hot gas corrosion due to the sulfur and vanadium content (up to 0.5% S and up to 50 ppm V) of the heavy oil used. A new exhaust valve intended for replacement was coated in a plasma spraying system prior to installation. A Ni - Cr - Al powder was used for the adhesive layer and a partially stabilized zirconium oxide powder made of 80% ZrO 2 + 20% Y 2 O 3 was used for the cover layer. The application was graded from 100% metal to 100% ceramic by spraying intermediate layers with the proportions 80/20, 60/40, 40/60, 20/80, the total layer thickness being 2 mm. An argon-hydrogen mixture was used as the plasma gas and argon as the powder carrier gas. The electrical power was 52 kW. For cooling liquid CO 2 was used. After coating, a sample coated simultaneously for control purposes was examined microscopically in order to determine the length of the microcracks formed in the layer. The measurements showed a microcrack length of at most 2.5 times the length of the embedded particles of the unstabilized phase. In the present case, the mentioned particle length was 5 µm and the maximum micro-crack length was 12 µm.

Die Kontrolle des prozentualen Anteils der nicht stabilisierten Phase erfolgte durch das bekannte Kathodenlumineszenzverfahren und ergab einen Anteil von 11,5 % Volumprozent.The percentage of the non-stabilized phase was checked by the known cathode luminescence method and gave a percentage of 11.5% by volume.

Nach der Bearbeitung durch Schleifen wurde das beschichtete Abgasventil in den Motor eingebaut und dieser in Betrieb genommen. Nach 2000 Betriebsstunden konnte an diesem Ventil keinerlei Korrosion festgestellt werden. Bei einer weiteren Kontrolle nach 5000 Betriebsstunden war nur ein leichter Korrosionsangriff sichtbar. Die Laufzeit des beschichteten Teils konnte daher um mindestens das Zweieinhalbfache erhöht werden.After processing by grinding, the coated exhaust valve was installed in the engine and put into operation. No corrosion was found on this valve after 2000 hours of operation. A further check after 5000 operating hours showed only a slight corrosion attack. The running time of the coated part could therefore be increased by at least two and a half times.

Beispiel 2Example 2

Die Kolbenoberfläche eines Dieselaggregats, das mit Schweröl mit einer Verunreinigung von mehr als 50 ppm Vanadium betrieben wurde, zeigte einen starken Angriff durch Heissgaskorrosion.The piston surface of a diesel engine, which was operated with heavy oil with a contamination of more than 50 ppm vanadium, showed a strong attack by hot gas corrosion.

Wie durch Versuche festgestellt wurde, ergibt eine Beschichtung aus MgO-stabilisiertem ZrO2 mit 75 % ZrO2 + 25 % MgO in einer Schichtdicke von 2,0 mm die besten Ergebnisse im Hinblick auf die gegebene Korrosionsbeanspruchung.As was found by experiments, a coating of MgO-stabilized ZrO 2 with 75% ZrO 2 + 25% MgO in a layer thickness of 2.0 mm gives the best results with regard to the given corrosion stress.

Die Beschichtung des Kolbens erfolgte mit einer Plasmaspritzanlage nach folgendem Schema :The piston was coated with a plasma spraying system according to the following scheme:

Vorbereiten durch Strahlen mit Siliziumkarbid; Aufspritzen einer Haftschicht aus Ni - Cr - AI - Y - Legierung mit einer Schichtstärke von 0,2 mm, wobei als Trägergas Argon verwendet wird, die elektrische Leistung des Brenners 38 kW beträgt und als Kühlmedium Luft mit einer Strömungsmenge von 2 1/min verwendet wird; Aufspritzen einer Chrom-Zwischenschicht als Diffusionsbarriere mit einer elektrischen Leistung von 45 kW und den gleichen Gasen und Kühldaten; Aufspritzen der Deckschicht mit einer elektrischen Leistung von 42 kW, den gleichen Gasen und der Kühlung mit CO2 aus drei Kühldüsen, die eine Abkühlgeschwindigkeit von 18ºC/sec in der Schichtoberfläche bewirken. Die Abstufung des Schichtaufbaus Cr-Keramik erfolgte wie in Beispiel 1. Nach der Beschichtung wurde die zur Kontrolle mitgespritzte Probe auf die Ausbildung vcn Mikrorissen geprüft. Dabei wurde festgestellt, dass, wie gewünscht, die Risslänge maximal 1,5 mal der Grosse der Teilchen aus nicht stabilisierter Phase ist.Preparation by blasting with silicon carbide; Spraying an adhesive layer made of Ni - Cr - Al - Y alloy with a layer thickness of 0.2 mm, whereby as Carrier gas argon is used, the electrical output of the burner is 38 kW and air is used as a cooling medium with a flow rate of 2 1 / min; Spraying a chrome intermediate layer as a diffusion barrier with an electrical output of 45 kW and the same gases and cooling data; Spraying the top layer with an electrical output of 42 kW, the same gases and cooling with CO 2 from three cooling nozzles, which cause a cooling rate of 18 ° C / sec in the layer surface. The grading of the layer structure of Cr ceramic was carried out as in Example 1. After the coating, the sample which had been injected as a control was checked for the formation of microcracks. It was found that, as desired, the crack length was at most 1.5 times the size of the particles from the unstabilized phase.

Zur Kontrolle der Verteilung des nicht stabilisierten Anteils wurde die Probe nach dem Kathodenlumineszenzverfahren untersucht und ein Anteil von 13 Volumprozent gemessen. Die Laufzeit des Kolbens konnte durch die aufgebrachte Beschichtung wesentlich verlängert werden.To check the distribution of the non-stabilized portion, the sample was examined by the cathode luminescence method and a portion of 13 percent by volume was measured. The running time of the piston could be extended considerably by the applied coating.

Beispiel 3Example 3

Die Einspritzdüsen eines langsamlaufenden Dieselmotors wiesen schon nach relativ kurzer Laufzeit einen Korrosionsangriff durch Heissgaskorrosion auf. Aufgrund von Versuchen wurde an dieser Stelle als beste Schutzschicht eine 2,0 mm dicke Schicht aus 97,5 % Ca2SiO4 + 2,5 B2O3, die wie nachstehend aufgebracht wird, angesehen.The injection nozzles of a slow-running diesel engine showed a corrosion attack by hot gas corrosion after a relatively short running time. Based on tests, a 2.0 mm thick layer of 97.5% Ca 2 SiO 4 + 2.5 B 2 O 3 , which is applied as follows, was considered the best protective layer at this point.

Die Vorbereitung der zu beschichtenden Oberfläche erfolgte durch mechanische Bearbeitung und nachträgliches Strahlen mit Korund. Zur Beschichtung wurde das autogene Flammspritzverfahren verwerdet. Die Einspritzdüsen und entsprechende Kontrollproben wurden mit einer metallischen Haftschicht aus Ni - AI - Pulver versehen, deren Dicke 0,15 mm betrug. Anschliessend wurde über eine zusätzliche Pulver fördereinrichtung ein Gemisch von 20 % Ca2SiO4 im Korngrössenbereich von 5-45 μm, 77,5 % Ca2SiO4 im Korngrössenbereich von 63-150 um und 2,5 % B2O3 in einem Korngrössenbereich von 5-45 um zugeführt.The surface to be coated was prepared by mechanical processing and subsequent blasting with corundum. The autogenous flame spraying process was used for coating. The injection nozzles and corresponding control samples were provided with a metallic adhesive layer made of Ni-Al powder, the thickness of which was 0.15 mm. Then an additional powder was added Conveyor a mixture of 20% Ca 2 SiO 4 in the grain size range of 5-45 microns, 77.5% Ca 2 SiO 4 in the grain size range of 63-150 microns and 2.5% B 2 O 3 in a grain size range of 5-45 microns fed.

Mit Hilfe der beiden verschiedenen Pulverfördereinrichtungen wurde die Pulverzufuhr so geregelt, dass ein von Lage zu Lage abgestufter Übergang zwischen der metallischen Komponente entsprechend der Haftschicht und der keramischen Komponente aus dem genannten Gemisch erzielt wurde.With the aid of the two different powder conveying devices, the powder feed was regulated in such a way that a transition from layer to layer between the metallic component corresponding to the adhesive layer and the ceramic component was achieved from the mixture mentioned.

Zur Ausbildung der gewünschten Mikrorisse und gleichzeitigem Abbau der inneren Spannungen in den äusseren Lagen der Deckschicht, wurde mit steigendem Ca2SiO4-Anteil die Kühlung mit Hilfe von ringförmig angeordneten Kühldüsen so gesteigert, dass beim Erreichen der äusseren, rein keramischen Deckschicht eine Abkühlgeschwindigkeit von 10ºC/sec an der Oberfläche der Spritzschicht erreicht wurde.In order to form the desired microcracks and at the same time reduce the internal stresses in the outer layers of the cover layer, with increasing Ca 2 SiO 4 content, the cooling was increased with the aid of ring-shaped cooling nozzles so that a cooling rate of when the outer, purely ceramic cover layer was reached 10 ° C / sec was reached on the surface of the spray layer.

Nach der Beschichtung wurde von der mitgespritzten Probe ein Mikroschliff hergestellt und dieser auf Mikrorissbildung untersucht. Es wurde dabei festgestellt, dass in den aufgebrachten Ca2SiO4-Teilchen des niedrigeren Kornbereichs Mikrorisse vorhanden waren, die zwischen 1/3 bis 1/4 der Grosse dieser aufgebrachten Teilchen lag.After the coating, a microsection was produced from the sample which was also sprayed on, and this was examined for microcracking. It was found that there were microcracks in the applied Ca 2 SiO 4 particles of the lower grain area, which were between 1/3 to 1/4 of the size of these applied particles.

Im Einsatz bestätigte die wesentlich höhere Standzeit der so beschichteten Einspritzdüsen die Wirksamkeit der vorgenommenen Beschichtung.In use, the significantly longer service life of the injection nozzles coated in this way confirmed the effectiveness of the coating carried out.

Beispiel 4Example 4

In Brennkammern von Schiffsdieselmotoren treten durch die Verwendung von mit 0,2 % Schwefel und 30 ppm Vanadium verunreinigten Schwerölen bei der Verbrennung starke Korrosionsangriffe durch Heissgaskorrosion auf, die frühzeitige Reparaturen notwendig machen.In combustion chambers of marine diesel engines, the use of heavy oils contaminated with 0.2% sulfur and 30 ppm vanadium causes strong corrosion attacks by hot gas corrosion, which necessitate early repairs.

Um diesen Heissgaskorrosionsangriff zu vermindern , wurde die Brennkammer mit einer Schutzbeschichtung aus Kalziumdisilikat, das mit 3,0 % Phosphorpentoxyd stabilisiert war, versehen. Als Haftschicht wurde eine Ni - Cr - Legierung aus 80 % Ni und 20 % Cr aufgebracht.In order to reduce this hot gas corrosion attack, the combustion chamber was coated with a protective coating of calcium disilicate, which was stabilized with 3.0% phosphorus pentoxide was provided. A Ni - Cr alloy of 80% Ni and 20% Cr was applied as the adhesive layer.

Die Beschichtung wurde durch autogenes Flammspritzen in einer Anlage mit zwei externen Pulverfördereinrichtungen durchgeführt. Der Ablauf des Beschichtungsvorgangs war folgender :The coating was carried out by autogenous flame spraying in a system with two external powder conveyors. The course of the coating process was as follows:

Die zu beschichtende Oberfläche wurde durch Waschen mit Tetrachlorkohlenstoff entfettet und anschliessend getrocknet. Danach wurde die Oberfläche durch Strahlen mit Siliziumkarbid mit einer Korngrösse von 0,5-1,0 mm gereinigt und aufgerauht.The surface to be coated was degreased by washing with carbon tetrachloride and then dried. The surface was then cleaned by blasting with silicon carbide with a grain size of 0.5-1.0 mm and roughened.

Nach der Vorbereitung wurde das Brennkammerteil auf 150ºC vorgewärmt und die metallische Haftschicht aus einer ersten Pulverfördereinrichtung aufgespritzt. Die Schichtstärke betrug 0,2 mm.After preparation, the combustion chamber part was preheated to 150 ° C and the metallic adhesive layer sprayed on from a first powder conveyor. The layer thickness was 0.2 mm.

In die zweite Pulverfördereinrichtung wurde ein Gemisch von 30 % Ca2SiO4 mit einer Korngrösse von 5-37 μm, 67 % Ca2SiO4 mit einer Korngrösse von 53-95 um und 3,0 % P2O5 eingefüllt. Nach dem Auftragen der 0,2 mm-Haftschicht wurde die Einstellung der zwei Pulverfördereinrichtungen so verändert, dass eine Abstufung des Anteils vom metallischen zum keramischen Pulver pro Lage in den Verhältnissen von 80/20, 60/40, 40/60, 20/80 % auftrat. Danach wurde eine Lage aus 100 % Keramik aufgespritzt. Die Gesamtschichtstärke betrug 2,5 mm.A mixture of 30% Ca 2 SiO 4 with a grain size of 5-37 μm, 67% Ca 2 SiO 4 with a grain size of 53-95 μm and 3.0% P 2 O 5 was introduced into the second powder conveying device. After the 0.2 mm adhesive layer had been applied, the setting of the two powder conveying devices was changed so that the proportion of the metallic to ceramic powder per layer was graded in the ratios of 80/20, 60/40, 40/60, 20/80 % occurred. Then a layer of 100% ceramic was sprayed on. The total layer thickness was 2.5 mm.

Während der Herstellung des erwähnten abgestuften Übergangs wurde die Oberfläche der Schicht über mehrere auf die Oberfläche gerichtete Düsen mit CO2 gekühlt und zwar derart, dass beim Erreichen der keramischen Deckschicht (100 % Keramik) eine Abkühlgeschwindigkeit von 5ºC/sec in der Oberfläche der Schicht erzielt wurde.During the production of the above-mentioned graded transition, the surface of the layer was cooled with CO 2 by means of several nozzles directed towards the surface in such a way that a cooling rate of 5 ° C./sec in the surface of the layer was achieved when the ceramic cover layer (100% ceramic) was reached has been.

An einer mitgespritzten Probe wurde anschliessend eine mikroskopische Untersuchung durchgeführt und dabei festgestellt, dass die spannungsabbauende Mikrorissbildung 1/3 der Grosse der abgelagerten Teilchen des niedrigeren Korngrössenbereiσhs (5-37 μm) aufweis.A microscopic examination was then carried out on a sample which had also been injected, and it was found that the stress-relieving microcracking 1/3 of the size of the deposited particles of the lower grain size range (5-37 μm).

Bei der Kontrolle der Brennkammer nach einer Laufzeit von 1000 Stunden konnte nur ein sehr schwacher, beginnender Korrosionsangriff festgestellt werden.When the combustion chamber was checked after a running time of 1000 hours, only a very weak, beginning corrosion attack could be determined.

Beispiel 5Example 5

An den Turbinenschaufeln von stationären ölgefeuerten Heissgasturbinen treten bei der Verwendung von Schweröl, das eine Verunreinigung von 0,4 % Schwefel und 45 ppm Vanadium aufweist, nach einer Laufzeit von 3000 Stunden starke Heissgaskorrosionsschäden an den Schaufeln, auf, wodurch die Leistung der Turbine absinkt und die Turbinenschaufeln ausgetauscht werden müssen.When using heavy oil, which contains an impurity of 0.4% sulfur and 45 ppm vanadium, severe hot gas corrosion damage to the blades occurs on the turbine blades of stationary oil-fired hot gas turbines after a period of 3000 hours, which reduces the performance of the turbine and the turbine blades need to be replaced.

Wie Versuche gezeigt haben,ergibt eine Schutzbeschichtung mit 88 % ZrO2 + 12 % CaO die besten Ergebnisse bei der Belastung durch die Verbrennungsgase des beschriebenen Schweröls. Als Haftschicht und Zwischenschicht wurde ein Ni - AI - Pulver mit einem AI - Gehalt von 10 % aufgespritzt. Die Beschichtung war bei diesen Turbinenschaufeln im neuen Zustand vor dem Einbauen durchzuführen.As tests have shown, a protective coating with 88% ZrO 2 + 12% CaO gives the best results when exposed to the combustion gases of the heavy oil described. A Ni - Al powder with an Al content of 10% was sprayed on as the adhesive layer and intermediate layer. The coating of these turbine blades had to be carried out in a new condition before installation.

Es wurde eine Plasmaspritzanlage verwendet. Die Vorbereitung erfolgte durch Strahlen mit Korund mit einer Korngrösse von 0,25-0,75 mm. Nach dem Strahlen wies die Oberfläche eine Rauhigkeit von 35-40 um auf.A plasma spraying system was used. The preparation was carried out by blasting with corundum with a grain size of 0.25-0.75 mm. After blasting, the surface had a roughness of 35-40 µm.

Auf die so vorbereitete Schaufeloberfläche wurde nun das Ni - AI - Pulver für die Zwischenschicht aufgespritzt. Während des Spritzens wurde die Oberfläche mit zwei Luftdüsen gekühlt. Die Schichtstärke betrug 0,15 mm. Im Anschluss daran wurde die Schutzschicht aus 88 % ZrO2 + 12 % CaO abgestuft von der Metallschicht ausgehend aufgebracht. Zur Kühlung wurden drei CO2-Düsen verwendet,die in 5 cm Abstand von der Flammenmitte angebracht waren. Die Abkühlgeschwindigkeit an der Oberfläche betrug 8°C/sec. Die Gesamtstärke der Beschichtung war 0,9 mm. Zusammen mit den Turbinen≤chaufein wurden zwei Testproben mitbeschichtet, um an diesen die notwendigen Untersuchungen zur Bestimmung der Mikrorissbildung, zur Kontrolle der Spannungsfreiheit und des Anteils an nichtstabilisierten Phasen festzustellen. An diesen Proben wurde wie erwartet festgestellt, dass die Mikrorisse durch die nichtstabilisierten Phasen ausgelöst wurden und ihre Länge 1,5-mal der Länge der von einem entsprechenden Teilchen herrührenden Einlagerung entsprach.The Ni - Al powder for the intermediate layer was then sprayed onto the blade surface prepared in this way. During the spraying, the surface was cooled with two air jets. The layer thickness was 0.15 mm. Subsequently, the protective layer made of 88% ZrO 2 + 12% CaO was applied in stages from the metal layer. For cooling, three CO 2 nozzles were used, which were attached at a distance of 5 cm from the center of the flame. The cooling rate at the surface was 8 ° C / sec. The total thickness of the coating was 0.9 mm. Together with the turbine blades, two test samples were coated in order to determine the necessary investigations for determining the formation of microcracks, for checking the absence of voltage and the proportion of non-stabilized phases. As expected, it was found on these samples that the microcracks were triggered by the unstabilized phases and their length corresponded to 1.5 times the length of the intercalation resulting from a corresponding particle.

Zur Kontrolle des Anteils und der Verteilung der nichtstabilisierten Phasen wurden Kathodenlumineszenzuntersuchungen durchgeführt. Der gemessene Volumenanteil betrug 15 %, die Verteilung war durchwegs homogen.Cathode luminescence tests were carried out to check the proportion and distribution of the unstabilized phases. The volume fraction measured was 15%, the distribution was homogeneous throughout.

Die beschichteten Turbinenschaufeln wurden bei der nächsten Überholung in die Turbine eingebaut. Nach 5000 Betriebsstunden wurden die Turbinenschaufeln begutachtet und festgestellt, dass kein nennenswerter Heissgaskorrosionsangriff an den Kanten und Flächen der Schaufeln stattgefunden hatte.The coated turbine blades were installed in the turbine during the next overhaul. After 5000 hours of operation, the turbine blades were inspected and it was found that there was no significant hot gas corrosion attack on the edges and surfaces of the blades.

Beispiel 6Example 6

Turbinenschaufeln für eine Heissgasturbine, die mit Schweröl mit einer Verunreinigung von 0,3 % Schwefel betrieben wird, sollten mit einer Schutzbeschichtung gegen die Korrosion der heissen Verbrennungsgase versehen werden.Turbine blades for a hot gas turbine that is operated with heavy oil with a contamination of 0.3% sulfur should be provided with a protective coating against the corrosion of the hot combustion gases.

Bei Vorversuchen wurde festgestellt, dass für die Beschichtung dieser Schaufeln ein Pulvergemisch aus 80 % Al2O3 und 20 % nicht/stabilisiertem ZrO2 besonders geeignet ist. Ein wichtiger Faktor bei diesem Pulver ist die homogene Verteilung des ZrO2 in der AI2O3-Matrixkomponente. Die Korngrösse des Aluminiumoxydanteils war 20-75 μm und die des Zirkonoxyds 5-37 μm.In preliminary tests, it was found that a powder mixture of 80% Al 2 O 3 and 20% non-stabilized ZrO 2 is particularly suitable for coating these blades. An important factor with this powder is the homogeneous distribution of the ZrO 2 in the Al 2 O 3 matrix component. The grain size of the aluminum oxide content was 20-75 μm and that of the zirconium oxide was 5-37 μm.

Die Beschichtung wurde nach dem Plasmaspritzverfahren unter Verwendung von zwei Pulverfördereinheiten durchgeführt, wobei die eine Pulverfördereinrichtung das Material der Haftschicht (Ni-Cr-Al-Y) und die andere das der Deckschicht (Al2O3 + ZrO2) förderte.Der Beschichtungsvorgang war folgender :The coating was carried out by the plasma spraying process using two powder feed units, one powder feed device being the Material of the adhesive layer (Ni-Cr-Al-Y) and the other that promoted the top layer (Al 2 O 3 + ZrO 2 ). The coating process was as follows:

Die Vorbereitung der Turbinenschaufeln erfolgte durch Strahlen mit Korund der Korngrösse 0,25-0,50 mm. Nach dem Strahlen wurde ein Ni - Cr - Al - Y - Pulver mit einem Argon/Wasserstoff-Plasma, bei dem die elektrische Leistung 48 kW betrug, ohne Kühlung aufgespritzt. Nach dem Aufspritzen dieses metallischen Haftgrundes in einer Schichtstärke von 0, 1 mm wurde der Übergang zur keramischen Deckschicht wie in Beispiel 4 hergestellt. Die Plasmagase und die elektrische Leistung entsprachen dem Spritzen der metallischen Haftschicht. Durch um den Plasmabrenner herum angeordnete Kühldüsen wurde an der Oberfläche eine Abkühlgeschwindigkeit von 6ºC/sec eingehalten, um die bei der Auftragung entstehenden inneren Spannungen abzubauen. Die Schichtstärke der Gesamtschicht betrug 0,8 mm.The turbine blades were prepared by blasting with corundum with a grain size of 0.25-0.50 mm. After blasting, a Ni - Cr - Al - Y powder was sprayed with an argon / hydrogen plasma, in which the electrical power was 48 kW, without cooling. After this metallic adhesive primer had been sprayed on in a layer thickness of 0.1 mm, the transition to the ceramic cover layer was produced as in Example 4. The plasma gases and the electrical power corresponded to the spraying of the metallic adhesive layer. A cooling rate of 6 ° C./sec was maintained on the surface by cooling nozzles arranged around the plasma torch in order to relieve the internal stresses generated during the application. The layer thickness of the entire layer was 0.8 mm.

Nach dem Aufspritzen wurden die mit den Turbinenschaufeln gespritzten Testproben auf die Ausbildung von Mikrorissen untersucht und dabei festgestellt, dass die Länge der Mikrorisse in den eingelagerten ZrO2-Teilchen der Hälfte des Teilchendurchmessers entsprach und dass das ZrO2 homogen verteilt war. Die Untersuchung erfolgte wieder durch das bekannte Kathodenlumineszenzverfahren.After spraying, the test samples sprayed with the turbine blades were examined for the formation of microcracks and it was found that the length of the microcracks in the embedded ZrO 2 particles corresponded to half the particle diameter and that the ZrO 2 was homogeneously distributed. The examination was again carried out using the known cathode luminescence method.

Bei der Kontrolle nach dem Einsatz der Turbinenschaufeln in der Heissgasturbine konnte eine deutliche Verbesserung im Vergleich zu den nicht beschichteten Schaufeln festgestellt werden. When checking after the use of the turbine blades in the hot gas turbine, a significant improvement was found compared to the non-coated blades.

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 1. Verfahren zur Herstellung einer heissgaskorrosionsbeständigen Schutzschicht auf Metallteilen durch thermisches Spritzen unter Verwendung eines pulverförmigen keramischen Werkstoffes,dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen einer metallischen Haft- bzw. Zwischenschicht mehrere aufeinanderfolgende Lagen mit jeweils zunehmendem Anteil an keramischem Werkstoff und in gleichem Masse abnehmendem Anteil an metallischem Werkstoff aufgespritzt werden, bis zuletzt eine rein keramische Deckschicht aufgespritzt wird, wobei die Gesamtschichtdicke zwischen 0 , 5 und 8,0 mm liegt und während des Spritzens mit keramischem Werkstoff eine Kühlung des Auftragungsbereichs zur Erreichung einer Abkühlungsgeschwindigkeit zwischen 2,5 und 30 C/sec. erfolgt, und dass der verwendete keramische Werkstoff nur teilweise stabilisiert ist, derart, dass in der gebildeten Schicht 10-20 Volumprozent nicht stabilisierte Phasen auftreten.1. A process for producing a hot gas corrosion-resistant protective layer on metal parts by thermal spraying using a powdered ceramic material, characterized in that after the application of a metallic adhesive or intermediate layer, several successive layers, each with an increasing proportion of ceramic material and an equally decreasing proportion be sprayed onto metallic material until finally a purely ceramic top layer is sprayed on, the total layer thickness being between 0.5 and 8.0 mm and cooling of the application area during spraying with ceramic material in order to achieve a cooling rate between 2.5 and 30 ° C / sec. takes place, and that the ceramic material used is only partially stabilized, such that 10-20% by volume of non-stabilized phases occur in the layer formed. 2. Verfahren zur Herstellung einer heissgaskorrosionsbeständigen Schutzschicht auf Metallteilen durch thermisches Spritzen unter Verwendung eines pulverförmigen keramischen Werkstoffes, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen einer metallischen Haft-bzw. Zwischenschicht mehrere aufeinanderfolgende Lagen mit jeweils zunehmendem Anteil an keramischem Werkstoff und in gleichem Masse abnehmendem Anteil an metallischem Werkstoff aufgespritzt werden, bis zuletzt eine rein keramische Deckschicht aufgespritzt wird, wobei die Gesamtschichtdicke zwischen 0,5 und 8,0 mm liegt und während des Spritzens mit keramischem Werkstoff eine Kühlung des Auftragungsbereichs zur Erreichung einer Abkühlungsgeschwindigkeit zwischen 2,5 und 30ºC/sec. erfolgt, und dass der verwendete keramische Werkstoff mindestens zwei verschiedene Korngrössenbereiche umfasst, wobei die maximale Korngrösse des feineren Kornbereichs wesentlich kleiner als die mittlere Korngrösse des gröberen Kornbereichs ist.2. A process for producing a hot gas corrosion-resistant protective layer on metal parts by thermal spraying using a powdered ceramic material, characterized in that after the application of a metallic adhesive or. Intermediate layer, several successive layers, each with an increasing proportion of ceramic material and an equally decreasing proportion of metallic material, are sprayed on until a purely ceramic cover layer is sprayed on, the total layer thickness being between 0.5 and 8.0 mm and during the spraying ceramic material cooling the application area to achieve a cooling rate between 2.5 and 30 ° C / sec. and that the ceramic material used comprises at least two different grain size ranges, the maximum grain size of the finer grain area is significantly smaller than the average grain size of the coarser grain area. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Schicht zwischen 2 und 7 mm liegt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness of the layer is between 2 and 7 mm. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Haftschicht zunächst eine Chromschicht als Diffusionsbarriere aufgebracht wird.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a chromium layer is first applied as a diffusion barrier to the adhesive layer. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Werkstoff teilweise stabilisiertes ZrO2 ist, wobei als stabilisierender Zusatz - in Gewichtsprozent - 5-30 % Y2O3, 5-40 % CaO oder 5-40 % MgO verwendet wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the ceramic material is partially stabilized ZrO 2 , 5-30% Y 2 O 3 , 5-40% CaO or 5-40% MgO being used as the stabilizing additive . 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile des keramischen Werkstoffes homogen gemischt sind.6. The method according to claim 5, characterized in that the components of the ceramic material are homogeneously mixed. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Werkstoff aus einem homogen Gemisch von - in Gewichtsprozent - 70-95 % Al2O3 und7. The method according to claim 1, characterized in that the ceramic material from a homogeneous mixture of - in weight percent - 70-95% Al 2 O 3 and 5-30 % nicht stabilisiertem ZrO2 besteht.5-30% non-stabilized ZrO 2 exists. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anteile von Al2O3 80-90 & und von ZrO2 10-20 % betragen.8. The method according to claim 7, characterized in that the proportions of Al 2 O 3 80-90 & and ZrO 2 are 10-20%. 9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Werkstoff aus Kalziumsilikat9. The method according to claim 2, characterized in that the ceramic material made of calcium silicate Ca2SiO4. und/oder CaSiO4 besteht.Ca 2 SiO 4 . and / or CaSiO 4 exists. 10. Verfahren nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch aus Pulver mit dem Korngrcssenbereich von 1-45 jum und aus Pulver mit dem Korngrössenbereich von 63-150 um verwendet wird. 10. The method according to claim 9, characterized in that a mixture of powder with the grain size range of 1-45 µm and of powder with the grain size range of 63-150 µm is used. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Pulver mit dem feineren Kornbereich 0,5-5,0 Gewichtsprozent B2O3 oder P2O5 beigemischt werden. 11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that the powder with the finer grain size 0.5-5.0 weight percent B 2 O 3 or P 2 O 5 are added. 12. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Werkstoff aus geschmolzenem12. The method according to claim 2, characterized in that the ceramic material made of molten Spinell Al2O3 + MgO besteht, wobei der MgO-Anteil 15-30 Gewichtsprozent beträgt. Spinel Al 2 O 3 + MgO exists, the MgO content being 15-30 percent by weight. 13. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Werkstoff aus Aluminiumsilikat und/oder Magnesiumsilikat besteht.13. The method according to claim 2, characterized in that the ceramic material consists of aluminum silicate and / or magnesium silicate. 14. Heissgaskorrosionsbeständige, durch whermisches Spritzen erzeugte Schutzschicht auf Metallteilen, die aus metallischem und keramischem Werkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mehreren übereinander aufgespritzten Lagen besteht, die von innen nach aussen jeweils einen abnehmendem metallischen Anteil und einen in gleichem Masse zunehmenden keramischen Anteil aufweisen, wobei die äύsserste Lage rein keramisch ist, und dass sie 10-20 Volumprozent nicht stabilisierte Phasen aufweist, in denen Mikrorisse vorhanden sind, deren Länge höchstens gleich dem Dreifachen der grossten Abmessung der von einem Spritzteilchen herrührenden Einlagerung an nichtstabilisierter Phase ist.14. Hot gas corrosion-resistant protective layer on metal parts, which is produced by hot spraying, and consists of metallic and ceramic material, characterized in that it consists of several layers sprayed on top of one another, each with a decreasing metallic component from the inside and an increasing ceramic component from the inside have, the outermost layer is purely ceramic, and that it has 10-20% by volume of non-stabilized phases in which microcracks are present, the length of which is at most equal to three times the largest dimension of the storage of non-stabilized phase resulting from a spray particle. 15. Heissgaskorrosionsbeständige, durch thermisches Spritzen erzeugte Schutzschicht auf Metallteilen, die aus metallischem und keramischem Werkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mehreren übereinander aufgespritzten Lagen besteht, die von innen nach aussen jeweils einen abnehmenden metallischen Anteil und einen in gleichem Masse zunehmenden keramischen Anteil aufweisen, wobei die äusserste Lage rein keramisch ist, und dass sie Mikrorisse aufweist, deren Länge jeweils höchstens zwei Drittel der grossten Abmessung des abgelagerten Spritzteilchens beträgt, in dem der Riss auftritt. 15. Hot gas corrosion-resistant protective layer on metal parts produced by thermal spraying, which consists of metallic and ceramic material, characterized in that it consists of several layers sprayed on top of one another, each with a decreasing metallic component from the inside and an increasing ceramic component from the inside have, the outermost layer is purely ceramic, and that it has microcracks, the length of which is at most two thirds of the largest dimension of the deposited spray particle in which the crack occurs.
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