DE102006045666A1 - Verfahren zur Erzeugung von Oberflächenbeschichtungen auf Bauteilen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Oberflächenbeschichtungen auf Gasturbinenbauteilen und/oder zum Ermitteln von Strahlgutrückstäntrahlen einer Oberfläche des Bauteils mit einem Strahlgut, wobei ein Teil dieses Strahlgutes an bzw. in dieser Oberfläche des Bauteils verbleibt; - Detektieren von Strahlgut, welches an bzw. in der Oberfläche des Bauteils verblieben ist; - Aufbringen einer Beschichtigung auf der Oberfläche des Bauteils.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Oberflächenbeschichtungen auf Bauteilen, und zwar insbesondere auf Gasturbinenbauteilen, wie z.B. Gasturbinenbauteile von Flugtriebwerken.
  • Zur Erzeugung einer hinreichenden Haftung von thermisch gespritzten Schichten werden die zu beschichtenden Bauteile vor der Beschichtung in der Regel gestrahlt. Hierbei wird prozessbedingt Strahlgut in die Bauteiloberfläche eingearbeitet. Der Anteil des eingearbeiteten Strahlguts darf jedoch nicht zu hoch sein, da sonst die Haftfestigkeit der Schicht nicht hinreichend gegeben ist.
  • Vor diesem Hintergrund werden im Stand der Technik Proben mitgestrahlt, die anschließend zerstörend metallographisch ausgewertet werden. Es wird also nicht das Bauteil selbst metallographisch ausgewertet, sondern vielmehr Proben, die einem entsprechenden Prozess unterworfen waren.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ermitteln von Strahlgutrückständen auf Bauteilen zu schaffen, das einen verhältnismäßig geringen Aufwand erfordert.
  • Gemäß einem besonderen Aspekt wäre es weiterhin wünschenswert, ein Verfahren zur Erzeugung von Oberflächenbeschichtungen auf Bauteilen zu schaffen, das bei geringem Aufwand eine gute Haftfestigkeit der Oberflächenschicht gewährleistet.
  • Erfindungsgemäß wird nun ein Verfahren gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Es wird als insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung von Oberflächenschichten auf Bauteilen bzw. zum Ermitteln von Strahlgutrückständen auf Bauteilen vorgeschlagen. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Verfahren zum Erzeugen von Oberflächenbeschichtungen auf Bauteilen ein Strahlen dieser Bauteile mit Strahlgut vor dem Beschichten aufweist.
  • Bauteile in diesem Sinne können insbesondere Gasturbinenbauteile, wie beispielsweise Gasturbinenbauteile von Flugtriebwerken, sein.
  • Es ist vorgesehen, dass zunächst eine Oberfläche des Bauteils mit einem Strahlgut gestrahlt wird, wobei ein Teil dieses Strahlguts an bzw. in dieser Oberfläche des Bauteils verbleibt.
  • Die angesprochene Oberfläche kann – sofern das Verfahren dem Erzeugen einer Oberflächenbeschichtung dient – die zu beschichtende Oberfläche sein und das entsprechende Bauteil das zu beschichtende Bauteil.
  • Anschließend wird Strahlgut detektiert, welches an bzw. in der Oberfläche des Bauteils verblieben ist, bzw. ob Strahlgut an bzw. in der der Oberfläche des Bauteils verblieben ist. Sofern das Verfahren zur Erzeugung von Oberflächenbeschichtungen auf Bauteilen vorgesehen ist, wird nach dem Detektieren von Strahlgut die Beschichtung auf der Oberfläche bzw. der zu beschichtenden Oberfläche des Bauteils bzw. des zu beschichtenden Bauteils aufgebracht.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung erfolgt das Detektieren von Strahlgut, welches an bzw. in der Oberfläche des Bauteils verblieben ist berührungslos und/oder zerstörungsfrei.
  • Gemäß einer zu bevorzugenden Ausgestaltung der Erfindung sind das Strahlgut, einerseits, und der Werkstoff bzw. Grundwerkstoff des Bauteils, andererseits, aus Werkstoffen, die sich voneinander durch ihr Absorptions- bzw. Reflexionsverhalten unterscheiden, das sie bezüglich elektro-magnetischer Strahlung aufweisen.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Strahlgut elektromagnetische Strahlung in bestimmten Spektralbereichen unterschiedlich gegenüber dem (Grund-)Werkstoff (des Bauteils) absorbiert bzw. reflektiert, und durch Messung dieses Verhaltens eindeutig detektiert werden kann bzw. detektiert wird. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass hierzu bzw. dass vorwiegend hierzu die Spektralbereiche des sichtbaren Lichts und der infrarote Wellenlängenbereich genutzt werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Strahlmittelpartikel geometrisch hochauflösend einzeln detektiert werden und/oder der Flächenanteil bestimmt wird. Gemäß einer weiteren Weiterbildung wird die integrale Veränderung des Reflexions- und/oder Emissionsverhaltens aufgenommen.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung werden Strahlmittelrückstände auf bzw. an dem Bauteil quantitativ ermittelt bzw. erfasst, und zwar insbesondere als relativer Wert oder als absoluter Wert.
  • Im Folgenden soll nun eine Ausführungsbeispiel anhand der Figur erläutert werden. Es zeigt:
  • 1 die Schritte eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Ansicht.
  • Wie angesprochen zeigt 1 die Schritte eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens, welches hier ein Verfahren zur Erzeugung von Oberflächenbeschichtungen auf Gasturbinenbauteilen, insbesondere Gasturbinenbauteilen von Flugtriebwerken, und zum Ermitteln von Strahlgutrückständen an bzw. auf Gasturbinenbauteilen, insbesondere Gasturbinenbauteilen von Flugtriebwerken, ist.
  • Im Schritt 10 wird eine Oberfläche des Gasturbinenbauteils mit einem Strahlgut gestrahlt, wobei ein Teil dieses Strahlgutes an bzw. in dieser Oberfläche des Bauteils verbleibt. Dabei wird ein Strahlgut verwendet, das im Vergleich zum Werkstoff bzw. Grundwerkstoff des Gasturbinenbauteils in bestimmten Spektralbereichen in abweichender Weise bzw. Intensität elektromagnetische Strahlung absorbiert bzw. reflektiert.
  • Im Schritt 12 wird Strahlgut detektiert, welches an bzw. in der Oberfläche des Gasturbinenbauteils verblieben ist. Zu diesem Zweck wird die betreffende bzw. zuvor gestrahlte Oberfläche bzw. Oberflächenabschnitt des Gasturbinenbauteils mit elektromagnetischer Strahlung bestrahlt, wobei entweder Strahlgutpartikel, welche an bzw. in der Oberfläche des Gasturbinenteils verblieben sind, geometrisch hochauflösend einzeln detektiert werden und der Flächenanteil bestimmt wird, oder die integrale Veränderung des Reflexions- und/oder Emissionsverhaltens aufgenommen wird.
  • Im Schritt 14 wird eine Beschichtung auf die Oberfläche des Gasturbinenbauteils aufgebracht, und zwar insbesondere auf die zuvor mittels des Strahlguts gestrahlte Oberfläche des Gasturbinenbauteils. Das Aufbringen der Beschichtung erfolgt durch thermisches Spritzen.
  • Es kann aber vorgesehen sein, dass dieses Beschichten im Schritt 14 nur erfolgt, wenn vorher überprüft und festgestellt wurde, ob bzw. dass das an bzw. in der Oberfläche des Gasturbinenbauteils Strahlgut bzw. dessen (Flächen-)Anteil bezogen auf diese Oberfläche kleiner als eine vorbestimmte Grenze ist.
  • Wie insbesondere das Ausführungsbeispiel verdeutlich legt die Erfindung die Basis für eine Vielzahl von Vorteilen, von denen einige im Folgenden genannt werden sollen, wobei anzu merken ist, dass nicht alle unter die Erfindung fallenden Ausführungsbeispiele der Erfindung die oder sämtliche dieser Vorteile aufweisen müssen. Es werden mittels (der Ausgestaltung entsprechend dem Ausführungsbeispiel) des erfindungsgemäßen Verfahrens Strahlmittelrückstände quantitativ erfasst. Im Gegensatz zu bislang bekannten Gestaltungen ist eine Prüfung des zu beschichtenden Bauteils bzw. Gasturbinenbauteils möglich. Ferner wird eine schnelle berührungslose Messung der Strahlmittelrückstände (hier auch als Strahlgutrückstände bezeichnet) ermöglicht. Auf Schliffe kann verzichtet werden; die Qualität ist sofort nach dem Stahlen bekannt.
    • 10
    Schritt
    12
    Schritt
    14
    Schritt

Claims (9)

  1. Verfahren zur Erzeugung von Oberflächenbeschichtungen auf Bauteilen und/oder zum Ermitteln von Strahlgutrückständen an Bauteilen, und zwar insbesondere auf Gasturbinenbauteilen, wie Gasturbinenbauteilen von Flugtriebwerken, mit den Schritten: – Strahlen einer Oberfläche des Bauteils mit einem Strahlgut, wobei ein Teil dieses Strahlgutes an bzw. in dieser Oberfläche des Bauteils verbleibt; – Detektieren von Strahlgut, welches an bzw. in der Oberfläche des Bauteils verblieben ist; und gegebenenfalls – Aufbringen einer Beschichtung auf der Oberfläche des Bauteils.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektieren von Strahlgut, welches an bzw. in der Oberfläche des Bauteils verblieben ist, berührungslos erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektieren von Strahlgut, welches an bzw. in der Oberfläche des Bauteils verblieben ist, zerstörungsfrei erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für das Detektieren von Strahlgut, welches an bzw. in der Oberfläche des Bauteils verblieben ist, Strahlung, insbesondere Licht- oder infrarote Strahlung, auf die gestrahlte Oberfläche des Bauteils aufgebracht wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für das Detektieren von Strahlgut, welches an bzw. in der Oberfläche des Bauteils verblieben ist, Strahlgutpartikel geometrisch hochauflösend einzeln detektiert werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für das Detektieren von Strahlgut, welches an bzw. in der Oberfläche des Bauteils verblieben ist, der Flächenanteil des Strahlguts, welches an bzw. in der Oberfläche des Bauteils verblieben ist, bestimmt bzw. ermittelt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für das Detektieren von Strahlgut, welches an bzw. in der Oberfläche des Bauteils verblieben ist, die integrale Veränderung des Reflexions- und/oder Emissionsverhaltens im Bereich der -gestrahlten, Oberfläche des Bauteils ermittelt bzw. aufgenommen wird.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Beschichtung auf der Oberfläche des Bauteils nur dann erfolgt, wenn der Anteil des an bzw. in der Oberfläche des Bauteils verbliebenen Strahlguts kleiner als eine vorbestimmte Grenze für dieses an der Oberfläche verbliebenen Strahlgut bzw. für diesen Anteil ist.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Beschichtung durch thermisches Spritzen erfolgt.
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