DE102014222266A1 - Umschmelzen und anschließendes Auftragsschweißen und Bauteil - Google Patents

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Abstract

Nach dem Umschmelzen in geeigneter Form, so dass Korngrenzen reduziert werden können, ein oxidationsbeständiges Material epitaktisch aufwachsen lassen, so dass die Oxidationsbeständigkeit eines reparierten Materials oder auch eines Neuteils verbessert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Veredelung von Oberflächen mittels Umschmelzen und Auftragsschweißen sowie ein Bauteil.
  • Bei der Reparatur von Bauteilen, z. B. von Turbinenschaufeln, kommt es zum Verschleiß durch Erosion bzw. Korrosion. Dabei müssen Risse verschlossen werden und neues Material aufgetragen werden, wohingegen das Oxidationsverhalten bzw. ein Oxidationsschutz gegeben sein muss. Bei gewissen Werkstoffen ist die Oxidationsbeständigkeit nicht gegeben. Dies führt zur Beschränkung des erneuten Einsatzes des Bauteils, wenn erhöhte Anforderungen an die Erosions- oder Korrosionsbeständigkeit bestehen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem dieses Problem gelöst werden kann.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein Bauteil gemäß Anspruch 7.
  • In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.
  • Die Beschreibung stellt nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
  • Vorgeschlagen wird ein Verfahren, das zwei Schritte aufweist:
  • Schritt 1:
  • Mittels Umschmelzen wird eine Oberfläche eines Substrats bearbeitet. Durch das Umschmelzen, insbesondere mittels Laserstrahl, lassen sich lange Körner entlang der umgeschmolzenen Spur generieren, so dass Korngrenzen an der Oberfläche entfernt werden.
  • Schritt 2:
  • Mittels epitaktischem Auftragsschweißen, insbesondere mittels Laser, lässt sich eine oxidationsbeständige Schicht, insbesondere aus NiCoCrAlY, auf die umgeschmolzene Zone auftragsschweißen, so dass diese ohne Korngrenzen oder korngrenzenarm auf dem Substrat insbesondere epitaktisch aufwächst (identische kristallographische Orientierung wie Grundwerkstoff).
  • Durch diese Vorgehensweise wird die Oxidationsbeständigkeit an den Oberflächen von polykristallin erstarrten Komponenten aus Nickelbasis-Superlegierungen verbessert, insbesondere, da durch die Epitaxie weniger Korngrenzen für eine Oxidationsschädigung zur Verfügung stehen und zudem durch eine Beschichtung noch zusätzlicher Oxidationsschutz generiert wird.
  • Das Material der oxidationsbeständigen Schicht ist verschieden von dem Material des Substrats des metallischen Bauteils. Verschieden bedeutet, dass mindestens ein Legierungselement mit 15% weniger oder mehr vorhanden ist oder zumindest ein Legierungselement nicht vorhanden bzw. vorhanden ist.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines metallischen Substrats, bei dem zuerst eine Umschmelzung der Oberfläche des metallischen Substrats stattfindet zur Entfernung von Rissen und zur Reduzierung von Korngrenzen, und dann Auftragsschweißen eines oxidationsbeständigeren Materials zumindest teilweise auf den umgeschmolzenen Bereich.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Auftragsschweißen des oxidationsbeständigen Materials epitaktisch erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der beiden Ansprüche 1 oder 2, bei dem das oxidationsbeständigere Material eine NiCoCrAlX-Legierung darstellt, wobei X insbesondere Rhenium (Re), Silizium (Si), Yttrium (Y), Tantal (Ta) und/oder Eisen (Fe) darstellt.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Umschmelzen und Auftragsschweißen in derselben Vorrichtung durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Substrat eine nickel- oder kobaltbasierte Legierung darstellt.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Material des oxidationsbeständigen Materials von dem Material des Substrats verschieden ist.
  7. Metallisches Bauteil, insbesondere hergestellt nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, das auf einem Umschmelzbereich eines Substrats des Bauteils ein oxidationsbeständigeres Material, insbesondere epitaktisch aufgewachsenes Material, aufweist.
  8. Bauteil nach Anspruch 7, bei dem das Substrat eine nickel- oder kobaltbasierte Legierung darstellt.
  9. Bauteil nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Material des oxidationsbeständigen Materials von dem Material des Substrats verschieden ist.
  10. Bauteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das oxidationsbeständigere Material eine NiCoCrAlX-Legierung darstellt, wobei X insbesondere Rhenium (Re), Silizium (Si), Yttrium (Y), Tantal (Ta) und/oder Eisen (Fe) darstellt.
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