DE2929634C3 - Verfahren zur Herstellung von Turboschaufeln aus Titan bzw. Titanbasislegierung mit einer harten Oberfläche - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Turboschaufeln aus Titan bzw. Titanbasislegierung mit einer harten Oberfläche

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DE2929634C3 DE19792929634 DE2929634A DE2929634C3 DE 2929634 C3 DE2929634 C3 DE 2929634C3 DE 19792929634 DE19792929634 DE 19792929634 DE 2929634 A DE2929634 A DE 2929634A DE 2929634 C3 DE2929634 C3 DE 2929634C3
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    • 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

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Turboschaufeln aus Titan bzw. einer Titanbasislegierung, an deren Oberfläche durch Nitrieren, Borieren oder Aufkohlen eine dünne Diffusionszone erzeugt wird.
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. 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.
Im Stand der Technik ist es zwar bekannt, zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit und der Verschleißfestigkeit Titan und Titanlegierungen zu nitrieren (GB-PS 11 84 418), zu borieren (GB-PS 13 11 690), zu ionitrieren (GB-PS 13 89 562) oder zu carburieren (US-PS 28 52 409). Die damit erzielbaren Oberflächen sind jedoch nicht optimal. Darüber hinaus wird mit solcherart behandelten Titan bzw. Titanlegierungswerkstücken häufig nicht die gewünschte dynamische Festigkeit erreicht
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.
ίο Zur Lösung dieser Aufgabe soll erfindungsgemäß das im Patentanspruch 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 Verformung unterzogen, wodurch die Kerbwirkung reduziert werden kann. Außerdem werden beim Strahlvorgang Druckeigenspannungen in der Randschicht aufgebaut, die zu einem verbesserten
:r) 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 einet wirtschaftlichen Herstellung.
Bevorzugt sollen die Prozeßtemperaturen beim Nitrieren und beim Aufkohlen zwischen 750 und 950°C liegen, beim Borieren 950° C betragen.
Die Einwirkzeiten liegen beim Salzbadnitrieren in Cyansaizbädern zwischen 15 Minuten und 3 Stunden, beim Gasnitrie;en bis 15 Stunden und beim Ionitrieren bis 30 Stunden.
Beim Aufkohlen und beim Borieren braucht die Einwirkzeit nicht ganz so lang sein wie beim
i<> Gasnitrieren oder Ionitrieren, so daß man mit Einwirkzeiten zwischen 1 und 10 Stunden auskommt.
Für die Strahlbehandlung wird vorzugsweise AI2O3-Sand verwendet. Es hat sich gezeigt, daß hiermit besonders hohe Oberflächengüte erzielt wird.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung von Turboschaufeln aus Titan bzw. einer Tit :nbasislegierung, an deren Oberfläche di.. Ji Nitrieren, Borieren oder Aufkohlen eine dünne Diffusionszone erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufel anschließend einem Strahlprozeß unterzogen wird.
DE19792929634 1979-07-21 1979-07-21 Verfahren zur Herstellung von Turboschaufeln aus Titan bzw. Titanbasislegierung mit einer harten Oberfläche Expired DE2929634C3 (de)

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