DE2929634A1 - Verfahren zur herstellung von turboschaufeln aus titan bzw. titanbasislegierung mit einer harten oberflaeche - Google Patents

Verfahren zur herstellung von turboschaufeln aus titan bzw. titanbasislegierung mit einer harten oberflaeche

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DE2929634A1 DE19792929634 DE2929634A DE2929634A1 DE 2929634 A1 DE2929634 A1 DE 2929634A1 DE 19792929634 DE19792929634 DE 19792929634 DE 2929634 A DE2929634 A DE 2929634A DE 2929634 A1 DE2929634 A1 DE 2929634A1
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/02—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine or like blades from one piece

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Description

MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION
MtL.CHEN GMBH
München, 17. Juli 1979
Verfahren zur Herstellung von Turboschaufeln aus Titan bzw. Titanbasislegierung mit einer harten Oberfläche
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Turboschaufeln aus Titan bzw. einer Titanbasislegierung.
Zur Verbesserung der Oberflächenintegrität von Turboschaufeln aus Titan oder Titanbasislegierung, insbesondere zum Schutz gegen aggressive Medien bei hohen Temperaturen und gegen Erosion werden solche Bauteile zunehmend mit Schutzschichten versehen. Für Turboschaufeln aus Nickel oder Nickelbasislegierungen ist es bekannt, das Alitieren, Plasmaspritzen oder andere Beschichtungsverfahren anzuwenden, bei denen eine Schutzschicht, die auch in Form eines Anstrichmittels aufgebracht werden kann, auf die Oberfläche der Turboschaufel aufgebracht wird.
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Hauptproblem bei den bekannten Verfahren ist die Erzielung einer ausreichenden Haftfestigkeit des Schutzüberzugs auf dem Grundmaterial sowie ausreichende Beständigkeit gegen Reibkorrosion (Fretting) und ausreichende Dauerschwingfestigkeit.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Verbesserung der Oberflächenintegrität von Turboschaufeln aus Titan bzw. einer Titanbasislegierung anzugeben, mit dem hohe Korrosionsbeständigkeit und gleichzeitig größte Sicherheit gegen Reibkorrosion und jegliche Art von Erosion erzielt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe soll erfindungsgemäß das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Verfahren zur Anwendung kommen.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird nicht, wie bisher üblich, eine zusätzliche Korrosionsschutzschicht auf ein Grundmaterial aufgetragen, sondern es wird eine dünne Oberflächenschicht des Grundmaterials durch Diffusion einer Nitrierung unterzogen und dadurch gehärtet. Die dünne harte Diffusionszone wird nachfolgend mittels des Strahlprozesses einer Oberflächenvergütung unterzogen. Dabei werden die Rauhigkeitsspitzen einer plastischen
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Verformung unterzogen, wodurch die Kerbwirkung reduziert werden kann. Außerdem werden beim Strahlvorgang Druckeigenspannungen in der Randschicht aufgebaut, die zu einem verbesserten Dauerschwingfestigkeitsverhalten führen. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen in der Möglichkeit zur Variation der Schichtstärke, so daß also je nach gewünschter Schutzfunktion die Schichtstärke eingestellt werden kann und in einer wirtschaftlichen Herstellung.
Bevorzugt sollen die Prozeßtemperaturen beim Nitrieren und beim Aufkohlen zwischen 750 und 950 °C liegen, beim Borieren 950 0C betragen.
Die Einwirkzeiten liegen beim Salzbadnitrieren in Cyansalzbädern zwischen 15 Minuten und 3 Stunden, beim Gasnitrieren bis 15 Stunden und beim Ionitirieren bis 30 Stunden.
Beim Aufkohlen und beim Borieren braucht die Einwirkzeit nicht ganz so lang sein wie beim Gasnitrieren oder Ionitrieren, so daß man mit Einwirkzeiten zwischen 1 und 10 Stunden auskommt.
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Für die Strahlbehandlung wird vorzugsweise Al„O_-Sand verwendet. Es hat sich gezeigt, daß hiermit besonders hohe Oberflächengüte erzielt wird.
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Claims (4)

MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION Q__ MÜNCHEN GMBH 2323 O JH München, 17. Juli 1979 Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Turboschaufeln aus Titan bzw. einer Titanbasislegierung, dadurch gekennzeichnet, daß durch Nitrieren, Borieren oder Aufkohlen an der Oberfläche der Schaufel eine dünne Diffusionszone erzeugt wird und die Schaufel anschließend einem Strahlprozeß unterzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßtemperatur beim Nitrieren und beim Aufkohlen zwischen 750 und 950 0C liegt, beim Borieren 950 0C beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkzeit beim
Salzbadnitrieren 15 Minuten bis 3 Stunden
Gasnitrieren bis 15 Stunden
Ionitrieren bis 30 Stunden
beträgt.
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4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkzeiten beim Aufkohlen 1 Stunde bis 10 Stunden und beim Borieren 2 Stunden bis 10 Stunden betragen.
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