DE102007025697A1 - Verfahren zum Einstellen der Anzahl der Phasen einer PtAI-Schicht eines Gasturbinenbauteils sowie Verfahren zum Erzeugen einer einphasigen PtAI-Schicht an einem Gasturbinenbauteil - Google Patents
Verfahren zum Einstellen der Anzahl der Phasen einer PtAI-Schicht eines Gasturbinenbauteils sowie Verfahren zum Erzeugen einer einphasigen PtAI-Schicht an einem Gasturbinenbauteil Download PDFInfo
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Abstract
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Anzahl der Phasen
einer PtAl-Schicht eines Bauteils eines Flugtriebwerks bei der Erzeugung
einer solchen Schicht im Rahmen der Herstellung oder Instandsetzung
eines solchen Bauteils eines Flugtriebwerks, wobei zum Erzeugen
einer einphasigen PtAl-Schicht an dem Gasturbinenbauteil die folgenden Schritte
durchgeführt
werden: - Aufbringen einer Pt-Schicht auf das Gasturbinenbauteil,
deren Dicke geringer als 4 µm ist;
- Diffusionsglühen,
so dass das Pt in das Basismaterial des Gasturbinenbauteils eindiffundiert;
und - Alitieren, und zwar derart gesteuert, dass sich ein Al-Gehalt
einstellt, der kleiner oder gleich 23 Gew.-% ist; und wobei zum
Erzeugen einer zweiphasigen PtAl-Schicht an dem Gasturbinenbauteil
die folgenden Schritte durchgeführt
werden: - Aufbringen einer Pt-Schicht auf das Gasturbinenbauteil,
deren Dicke im Bereich von 5 µm
bis 8 µm
ist; - Diffusionsglühen,
so dass das Pt in das Basismaterial des Gasturbinenbauteils eindiffundiert;
und - Alitieren zum Erzeugen der PtAl-Schicht; sowie ein Verfahren
zum Erzeugen einer einphasigen PtAl-Schicht an einem Gastubinenbauteil.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Anzahl der Phasen einer PtAl-Schicht eines Gasturbinenbauteils, insbesondere Bauteils eines Flugtriebwerks, sowie ein Verfahren zum Erzeugen einer einphasigen PtAl-Schicht an einem Gasturbinenbauteil.
- Einphasige PtAl-Schichten sind ebenso wie die zweiphasige Schichten PtAl-Schichten bereits bekannt. Für einphasige PtAl-Schichten ist nach dem Alitieren meist eine Diffusionsglühung notwendig, um die Al- und Pt-Konzentrationen soweit abzusenken, dass ein einphasiges Gefüge entsteht. Dieses Gefüge weist Vorteile hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften auf. Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, mittels welcher sich auf einfache und kostengünstige Weise eine einphasige PtAl-Schicht herstellen lässt. Besonders wünschenswert wäre es ferner, wenn eine Möglichkeit geschaffen werden könnte, mittels welcher die Phasigkeit einer PtAl-Schicht beeinflusst bzw. eingestellt werden könnte.
- Erfindungsgemäß wird ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder gemäß Anspruch 4 vorgeschlagen. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Es wird also insbesondere ein Verfahren zum Beeinflussen, insbesondere Einstellen, der Anzahl der Phasen einer PtAl-Schicht für ein Gasturbinenbauteil, insbesondere für ein Bauteil eine Flugtriebwerkes, vorgeschlagen, welches insbesondere bei der Erzeugung einer solchen Schicht im Rahmen der Herstellung oder Instandsetzung eines solchen Gasturbinenrohteils durchgeführt wird bzw. durchgeführt werden soll. Dabei ist vorgesehen, dass zum Erzeugen einer einphasigen PtAl-Schicht an dem Gasturbinenbauteil Schritte durchgeführt werden, die einer ersten Gruppe zugeordnet sind, und zum Erzeugen einer zweiphasigen PtAl-Schicht an einem Gasturbinenbauteil Schritte durchgeführt werden, die einer zweiten Gruppe zugeordnet sind. Die Schritte der ersten Gruppe weisen dabei folgende Schritte auf: Aufbringen einer Pt-Schicht auf das Gasturbinenbauteil, deren Dicke geringer als 4 µm ist; Diffusionsglühen, so dass das Platin (Pt) in das Basismaterial des Gasturbinenbauteils eindiffundiert; und Alitieren, und zwar derart gesteuert, dass sich ein Aluminiumgehalt (Al-Gehalt) einstellt, der kleiner oder gleich 23 Gew.-% ist, bevorzugt kleiner oder gleich 22 Gew.-% ist, bevorzugt kleiner oder gleich 20 Gew.-% ist, bevorzugt kleiner oder gleich 18 Gew.-% ist, bevorzugt kleiner oder gleich 15 Gew.-% ist, bevorzugt kleiner oder gleich 13 Gew.-% ist, bevorzugt kleiner oder gleich 10 Gew.-% ist.
- Der zweiten Gruppe gehören die folgenden Schritte an: Aufbringen einer Platin-Schicht (Pt-Schicht) auf das Gasturbinenbauteil, wobei die Dicke dieser Platin-Schicht im Bereich von 5 µm bis 8 µm ist, bevorzugt im Bereich von 5 µm bis 6 µm, ist; Diffusionsglühen, so dass das Platin in das Basismaterial des Gasturbinenbauteils eindiffundiert; und Alitieren zum Erzeugen der PtAl-Schicht.
- Das Alitieren zum Erzeugen einer zweiphasigen PtAl-Schicht an dem Gasturbinenbauteil wird in bevorzugter Ausgestaltung über einen Zeitraum durchgeführt, der im Bereich von 8 bis 15 Stunden, bevorzugt im Bereich von 11 bis 13 Stunden liegt.
- Ferner wird ein Verfahren zum Erzeugen einer einphasigen PtAl-Schicht an einem Gasturbinenbauteil, insbesondere Bauteil eines Flugtriebwerkes, vorgeschlagen. Dieses Verfahren wird insbesondere im Rahmen der Herstellung oder Instandsetzung an derartigen Gasturbinenbauteilen durchgeführt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Aufbringen einer Pt-Schicht auf das Gasturbinenbauteil, deren Dicke geringer als 4 µm; Diffusionsglühen, so dass das Platin in das Basismaterial des Gasturbinenbauteils eindiffundiert; und Alitieren zum Erzeugen einer PtAl-Schicht, und zwar derart gesteuert, dass sich ein Al-Gehalt einstellt, der kleiner oder gleich 23 Gew.-%, bevorzugt kleiner oder gleich 22 Gew.-%, bevorzugt kleiner oder gleich 20 Gew.-%, bevorzugt kleiner oder gleich 18 Gew.-%, bevorzugt kleiner oder gleich 15 Gew.-%, bevorzugt kleiner oder gleich 13 Gew.-%, bevorzugt kleiner oder gleich 10 Gew.-% ist.
- In vorteilhafter Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Platin-Schicht, die für das Erzeugen einer einphasigen PtAl-Schicht an dem Gasturbinenbauteil auf dieses Gasturbinenbauteil aufgebracht wird, mit einer Dicke aufgebracht wird, die im Bereich von 1 bis 2 µm ist.
- In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Diffusionsglühen, welches zum Erzeugen einer einphasigen PtAl-Schicht an dem Gasturbinenbauteil durchgeführt wird, um zu bewirken, dass Platin in das Basismaterial des Gasturbinenbauteils eindiffundiert, über einen Zeitraum durchgeführt wird, der im Bereich von 0, 2 bis 4 Stunden, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 2 Stunden, liegt.
- Gemäß einer besonderes bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Alitieren zum Erzeugen einer einphasigen PtAl-Schicht an dem Gasturbinenbauteil über einen Zeitraum durchgeführt wird, der im Bereich von 3 bis 11 Stunden, insbesondere im Bereich von 6 bis 10 Stunden liegt.
- Es ist also besonders bevorzugt, dass eine sehr dünne, ca. 1 bis 2 µm dicke, Pt-Schicht aufgebracht wird.
- Das Basismaterial des Gasturbinenbauteils kann beispielsweise eine Nickel-Basislegierung oder eine Kobalt-Basislegierung sein.
- Das Alitieren beim für das Erzeugen des einphasigen und/oder zweiphasigen PtAl kann beispielsweise durch CVD, z. B. in Gasphase oder im Pulverpackverfahren, erfolgen.
- Anzumerken ist, dass die Pt-Schicht beispielsweise galvanisch oder durch Sputtern bzw. gesputtert aufgebracht werden kann.
- Es kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass das Aufbringen der Pt-Schicht durch PVD oder durch CVD erfolgt.
- Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Pt-Schicht dann wie üblich Diffusionsgeglüht wird. Diese Diffusionsglühung kann von relativ kurzer Dauer sein (z. B. 0,5 bis 2 Stunden). Danach wird eine Alitierung in vorteilhafter Ausgestaltung aufgebracht. Diese Alitierung kann so gesteuert sein, dass sie einen geringen Aluminiumgehalt, wie beispielsweise einen Aluminiumgehalt von unter 20% bzw. von unter 20 Gew.-% oder von unter 22% bzw. von unter 22 Gew.-%, ergibt. Dies bedeutet insbesondere, dass der Donator und der Aktivator dabei entsprechend angepasst werden.
- Die Erfindung ermöglicht – zumindest in vorteilhafter Weiterbildung – eine Herstellung ein mit geringen Herstellkosten, da die Platin-Schichtdicke von üblicherweise von 4 bis 6 µm auf ca. 1 bis 2 µm abgesenkt werden kann, da auf eine, nach dem Alitieren durchzuführende Diffusionsglühung verzichtet werden kann, was insbesondere für einphasige PtAl-Schicht gilt.
Claims (7)
- Verfahren zum Beeinflussen, insbesondere Einstellen, der Anzahl der Phasen einer PtAl-Schicht für ein Gasturbinenbauteils, insbesondere für ein Bauteil eines Flugtriebwerks, bei der Erzeugung einer solchen Schicht im Rahmen der Herstellung oder Instandsetzung eines solchen Gasturbinenbauteils, wobei zum Erzeugen einer einphasigen PtAl-Schicht an dem Gasturbinenbauteil die folgenden Schritte durchgeführt werden: – Aufbringen einer Pt-Schicht auf das Gasturbinenbauteil, deren Dicke geringer als 4 µm ist; – Diffusionsglühen, so dass das Pt in das Basismaterial des Gasturbinenbauteils eindiffundiert; und – Alitieren, und zwar derart gesteuert, dass sich ein Al-Gehalt einstellt, der kleiner oder gleich 23 Gew.-% ist; und wobei zum Erzeugen einer zweiphasigen PtAl-Schicht an dem Gasturbinenbauteil die folgenden Schritte durchgeführt werden: – Aufbringen einer Pt-Schicht auf das Gasturbinenbauteil, deren Dicke im Bereich von 5 µm bis 8 µm ist; – Diffusionsglühen, so dass das Pt in das Basismaterial des Gasturbinenbauteils eindiffundiert; und – Alitieren zum Erzeugen der PtAl-Schicht.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der zum Erzeugen einer zweiphasigen PtAl-Schicht an dem Gasturbinenbauteil aufgebrachten Schicht eine Dicke im Bereich von 5 µm bis 6 µm ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Alitieren zum Erzeugen einer zweiphasigen PtAl-Schicht an dem Gasturbinenbauteil über einen Zeitraum durchgeführt wird, der im Bereich von 8 bis 15 Stunden, insbesondere im Bereich von 11 bis 13 Stunden, liegt.
- Verfahren zum Erzeugen einer einphasigen PtAl-Schicht an einem Gasturbinenbauteil, insbesondere Bauteil eines Flugtriebwerks, im Rahmen der Herstellung oder Instandsetzung eines solchen Gasturbinenbauteils, mit den folgenden Schritte: – Aufbringen einer Pt-Schicht auf das Gasturbinenbauteil, deren Dicke geringer als 4 µm ist; – Diffusionsglühen, so dass das Pt in das Basismaterial des Gasturbinenbauteils eindiffundiert; und – Alitieren zum Erzeugen der PtAl-Schicht, und zwar derart gesteuert, dass sich ein Al-Gehalt einstellt, der kleiner oder gleich 23 Gew.-% ist.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pt-Schicht, die für das Erzeugen einer einphasigen PtAl-Schicht an dem Gasturbinenbauteil auf dieses Gasturbinenbauteil aufgebracht wird, mit einer Dicke aufgebracht wird, die im Bereich von 1 µm bis 2 µm ist.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusionsglühen, welches zum Erzeugen einer einphasigen PtAl-Schicht an dem Gasturbinenbauteil durchgeführt wird, um zu bewirken, dass Pt in das Basismaterial des Gasturbinenbauteils eindiffundiert, über einen Zeitraum durchgeführt wird, der im Bereich von 0,2 bis 4 Stunden, insbesondere im Bereich von 0,5 bis 2 Stunden, liegt.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Alitieren zum Erzeugen einer einphasigen PtAl-Schicht an dem Gasturbinenbauteil über einen Zeitraum durchgeführt wird, der im Bereich von 3 bis 11 Stunden, insbesondere im Bereich von 6 bis 10 Stunden, liegt.
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