DE602004000818T3

DE602004000818T3 - Beschichtung aus Aluminid für Gasturbinenschaufel

Info

Publication number: DE602004000818T3
Application number: DE602004000818.4T
Authority: DE
Inventors: Roger Dale Wustman; Matthew David Saylor; Jeffrey Allan Pfaendtner; William Scott Walston; Brian Harvey Pilsner
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2004-02-04
Publication date: 2014-01-02
Anticipated expiration: 2024-02-05
Also published as: EP1445346A1; US7026011B2; EP1445346B1; EP1445346B2; SG120972A1; US20040151834A1; DE602004000818T2; DE602004000818D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer Schutzschicht auf eine Gasturbinentriebwerksschaufel mit einer inneren Kühlausnehmung. Insbesondere betrifft die Erfindung die Aluminidbeschichtung der Innen- und Außenflächen einer solchen Gasturbinenschaufel.
In einer Flugzeuggasturbine wird Luft in den vorderen Abschnitt des Triebwerks hinein gesaugt, durch einen auf einer Welle befestigten Verdichter komprimiert und mit Brennstoff gemischt. Die Mischung wird verbrannt, und die heißen Abgase werden durch eine auf derselben Welle befestigte Turbine geleitet. Der Strom von Verbrennungsgas treibt die Turbine drehend an, indem er auf den Strömungsflächenabschnitt der Turbinenschaufeln auftrifft, der die Welle in Drehung versetzt und dem Verdichter Leistung liefert. (In dem hier verwendeten Sinne kann der Begriff Turbinenschaufel sich auf eine Turbinenschaufel oder eine Turbinenleitschaufel beziehen, die sich in relevanten Bereichen ähneln.) Die heißen Abgase entströmen dem hinteren Abschnitt der Turbine, wobei sie diese und das Flugzeug vorwärts treiben.
Je heißer die Verbrennungs- und Abgase sind, um so effizienter ist der Betrieb des Düsentriebwerks. Die maximale Temperatur der Verbrennungsgase ist normalerweise durch die zur Herstellung der Turbinenschaufeln verwendeten Materialien beschränkt. In herkömmlichen Triebwerken sind die Turbinenschaufeln aus Nickelbasissuperlegierungen gefertigt und können bei Metalltemperaturen von bis zu etwa 1900–2100°F (etwa 1038–1149°C) betrieben werden.
Turbinenschaufeln weisen gewöhnlich Kühlkreisläufe auf, die Kühlluft durch das Innere der Turbinenströmungsfläche leiten, um die Temperaturen zu reduzieren, denen die Schaufel ausgesetzt ist, und um die Lebensdauer des Teils zu verbessern. Während des Betriebs des Düsentriebwerks wird Luft durch den Fußabschnitt der Schaufel in die Strömungsflächenkühlkammern hinein und aus Öffnungen an der Außenfläche der Strömungsfläche heraus gedrückt. Der Luftstrom führt Wärme aus dem Inneren der Strömungsfläche ab und stellt in manchen Fällen eine Grenzschicht kühlerer Luft an der Oberfläche der Strömungsfläche zur Verfügung. Bei zumindest einigen bekannten Schaufeln erstreckt sich ein abrupter Übergang zwischen dem Fußabschnitt und dem Strömungsflächenabschnitt, um das Volumen der in den Strömungsflächenabschnitt eintretenden Kühlluft zu steigern.
Gasturbinenschaufeln sind häufig mit metallenen Oberflächenbeschichtungen ausgebildet, die gegen während eines Hochtemperaturbetriebs entstehende Oxidations-, Korrosions- und Sulfidierungsbedingungen beständig sind. Solche Beschichtungen erhöhen die Beständigkeit der Strömungsfläche gegen thermische Spannungen, die in den relativ hohe Betriebstemperatur aufweisenden Schaufelbereichen auftreten können. Falls die Beschichtung allerdings auf Schaufelregionen, die bei niedrigeren Temperaturen betrieben werden, z. B. an dem Fußpunkt- und Schaftbereich, zu dick aufgebracht ist, kann die Kombination der höheren Beschichtungsstärke und der abrupte Übergang innerhalb des Schwalbenschwanzes zu Rissen in dem Fußabschnitt führen, da in der Übergangsfläche des Schwalbenschwanzes relativ große Spannungen induziert werden. Im Lauf der Zeit kann Dauerbetrieb zu einem vorzeitigen Ausfall der Schaufel in dem Triebwerk führen.
Die oben erwähnten Beschichtungen können in einem üblicherweise als ”Retorte” bezeichneten Beschichtungsbehälter bzw. einer solchen Kammer aufgebracht werden, indem ein Dampf, der ein oder mehrere Schutzmetalle enthält, beispielsweise Aluminium oder Aluminiumlegierungen, bei hohen Temperaturen auf Schaufeloberflächen abgeschieden wird. Im Allgemeinen werden die zu beschichtenden Schaufeln gemeinsam mit einer Aluminidbeschichtungsquelle, die gewöhnlich auf metallischen Pellets basiert, die in perforierten Körben gehalten werden, die in Reihen angeordnet sind, die die Schaufeln umgeben, in dem Behälter platziert. Der Beschichtungsbehälter wird anschließend in einer Heizeinrichtung, beispielsweise einem Ofen, angeordnet, um einen Aluminidbeschichtungsdampf zu erzeugen. Die Erzeugung des Beschichtungsdampfs beinhaltet gewöhnlich die Verwendung von Halogen-”Aktivatoren” beispielsweise Fluoride, Chloride oder Bromide. Der Halogenaktivator kann in Form eines Gases vorliegen, das in den Behälter eingeführt wird, um mit der Aluminidbeschichtungsquelle zu reagieren und ein Aluminid tragendes Gas zu bilden, oder er kann von einer in dem Behälter angeordneten Halogenaktivatorquelle erzeugt werden, die bei Erhitzen ein reaktives Halogenidgas bildet.
Das Aluminid tragende Gas wird gewöhnlich in dem Beschichtungsbehälter durch ein nichtoxidierendes oder inertes Trägergas (z. B. Wasserstoff, Stickstoff, Helium oder Argon) befördert oder bewegt. In einigen Dampfbeschichtungssystemen wird dieses Trägergas durch den Grund des Behälters eingeführt und trägt das Aluminid tragende Gas aufwärts, um die Schaufeln zu beschichten Siehe beispielsweise das US-Patent 4 148 275 (Benden et al.), ausgegeben am 10. April 1979; und das US-Patent 5 928 725 (Howard et al.), ausgegeben am 27. Juli 1999. In anderen Dampfbeschichtungssystemen wird das Trägergas durch den oberen Rand des Beschichtungsbehälters eingeführt und diffundiert durch den gesamten Behälter, um das Aluminid tragende Gas zu tragen und die Schaufeln zu beschichten. Siehe das US-Patent 6 039 810 (Mantkowski et al.), ausgegeben am 21. März 2000.
Es ist wünschenswert, dass eine gesteuerte, verhältnismäßig gleichmäßige Aluminidbeschichtung auf den Außen- und Innenflächen der Turbinenschaufeln aufgetragen wird. Es ist außerdem erwünscht, dass die Aluminidbeschichtung auf Innenflächen der Schaufeln, insbesondere in dem Fußpunkt- und Schaftbereich, verhältnismäßig dünn aufgetragen wird (beispielsweise mit einer Dicke von etwa 0,0005 bis etwa 0,0015 Zoll) (von etwa 12,7 bis etwa 38,1 μm (Mikron)), um keine vorzeitigen Risse in dem Fußabschnitt der Schaufel hervorzurufen.
In einem Aspekt betrifft diese Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen einer Aluminidbeschichtung auf eine Schaufel eines Gasturbinentriebwerks, die eine Außenfläche und eine innere Kühlausnehmung aufweist, die durch eine Innenfläche definiert ist, die über Kühllöcher mit der Außenfläche verbunden ist, wobei das Verfahren in einem Dampfbeschichtungsbehälter durchgeführt wird, der eine hohle innere Beschichtungskammer aufweist, wobei das Verfahren die Schritte enthält.

(a) Beschicken der Beschichtungskammer mit der zu beschichtenden Schaufel;
(b) Bereitstellen eines Aluminidbeschichtungsgases in der beschickten Beschichtungskammer;
(c) Aufrechterhalten einer Temperatur von etwa 1000°C bis etwa 1125°C in der beschickten Beschichtungskammer, die das Aluminidbeschichtungsgas enthält, für etwa 0,5 bis etwa 4 Stunden zur Ablagerung einer Aluminidbeschichtung auf der Außenseite der Schaufel; und dann
(d) Einleiten eines inerten Trägergases, das das Aluminidbeschichtungsgas enthält, in die beschickte Beschichtungskammer mit einer Flussrate von etwa 20 bis etwa 150 Kubikfuß pro Stunde (etwa 566 bis etwa 4.248 Liter/Stunde) für etwa 0,5 bis etwa 4 Stunden, um das Aluminidbeschichtungsgas durch die Kühlöffnungen und die innere Kühlausnehmung der Schaufel zu schaffen, während die beschickte Beschichtungskammer bei einer Temperatur von etwa 1000°C bis etwa 1125°C gehalten wird, um auf der Innenfläche der Schaufel eine Aluminidbeschichtung abzulagern.

In einem weiteren Aspekt betrifft diese Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen einer Aluminidbeschichtung auf eine Schaufel eines Gasturbinentriebwerks, die eine Außenfläche und eine innere Kühlausnehmung aufweist, die durch eine Innenfläche definiert ist, die über Kühllöcher mit der Außenfläche verbunden ist, wobei das Verfahren in einem Dampfbeschichtungsbehälter durchgeführt wird, der eine hohle innere Beschichtungskammer aufweist, wobei das Verfahren die Schritte enthält:

(a) Beschicken der Beschichtungskammer mit der zu beschichtenden Schaufel;
(b) Bereitstellen eines Aluminidbeschichtungsgases in der beschickten Beschichtungskammer;
(c) Aufrechterhalten einer Temperatur von etwa 1050 bis etwa 1110°C in der beschickten Beschichtungskammer, die das Aluminidbeschichtungsgas enthält, für etwa 1 bis etwa 3 Stunden, um auf der Außenseite der Schaufel in dem Schaufelkörperabschnitt eine Aluminidbeschichtung mit einer Dicke von etwa 0,0015 bis etwa 0,003 Zoll (von etwa 38,1 bis etwa 76,2 μm (Mikron)) abzulagern; und dann
(d) Einleiten eines inerten Trägergases, das das Aluminidbeschichtungsgas enthält, in die beschickte Beschichtungskammer mit einer Flussrate von etwa 60 bis etwa 120 Kubikfuß pro Stunde (von etwa 1699 bis etwa 3398 Liter/Stunde) für etwa 1 bis etwa 3 Stunden, um das Aluminidbeschichtungsgas durch die Kühlöffnungen und die innere Kühlausnehmung der Schaufel zu schaffen, während die beschickte Beschichtungskammer bei einer Temperatur von etwa 1050 bis etwa 1110°C gehalten wird, um auf der Innenfläche der Schaufel eine Aluminidbeschichtung mit einer Dicke von etwa 0,0005 bis etwa 0,0015 Zoll (von etwa 12,7 bis etwa 38,1 μm (Mikron)) abzulagern.

Die Erfindung wird nun eingehender anhand von Beispielen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben:
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Gasturbinentriebwerksschaufel.
2 zeigt eine exemplarische Schnittansicht der in 1 veranschaulichten Turbinenschaufel.
3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Dampfbeschichtungseinrichtung zum Beschichten von Turbinenschaufeln der in 1 gezeigten Art.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen veranschaulicht 1 eine Turbinenschaufel 20 eines Gasturbinentriebwerks. Die Turbinenschaufel 20 kann aus einem beliebigen geeigneten Material gefertigt sein, das jedoch gewöhnlich eine Nickelbasis-Superlegierung ist. Die Schaufel 20 weist eine Strömungsfläche 22 auf, gegen die der Strom heißen Abgases gerichtet ist. Die Schaufel 20 ist durch einen Schwalbenschwanz 24, der sich von der Strömungsfläche 22 nach unten erstreckt und mit einem Spalt an der Turbinenscheibe in Eingriff steht, an einer (nicht gezeigten) Turbinenscheibe befestigt. Ausgehend von der Fläche, wo die Strömungsfläche 22 mit dem Schwalbenschwanz 24 verbunden ist, erstreckt sich eine Plattform 26 in Längsrichtung nach außen.
Die Strömungsfläche 22 weist eine erste Seitenwand 28 und eine zweite Seitenwand 30 auf. Die erste Seitenwand 28 ist konvex und definiert eine Saugseite der Strömungsfläche 22, und die zweite Seitenwand 30 ist konkav und definiert eine Druckseite der Strömungsfläche 22. Die Seitenwände 28 und 30 sind an einer Anströmkante 32 und an einer axial beabstandeten Abströmkante 34 der Strömungsfläche 22 vereinigt. Die Strömungsflächenabströmkante 34 ist in Profilsehnenrichtung und abstromseitig von der Strömungsflächenanströmkante 32 beabstandet. Die erste und zweite Seitenwand 28 und 30 ragen in Längs- bzw. in Spannweitenrichtung von einem zu dem Schwalbenschwanz 24 benachbart angeordneten Strömungsflächenfußpunkt 36 zu einer gegenüberliegend von dem Schwalbenschwanz 24 entfernt angeordneten Strömungsflächenspitze 38 radial nach außen. Die Strömungsflächenspitze 38 definiert eine radial außen angeordnete Begrenzung einer (in 1 nicht gezeigten) inneren Kühlausnehmung. Die Kühlausnehmung ist innerhalb der Strömungsfläche 22 zwischen den Seitenwänden 28 und 30 begrenzt. Insbesondere weist die Schaufel 20 eine (in 1 nicht gezeigte) Innenfläche und eine Außenfläche 40 auf, und die Kühlausnehmung ist durch die Schaufelinnenfläche definiert. In einem Ausführungsbeispiel erstrecken sich mehrere innere Kühlausnehmungen zwischen der ersten bzw. zweiten Seitenwand 28 und 30 der Strömungsfläche durch das Innere der Strömungsfläche 22 und enden in einer Anzahl Kühlöffnungen 42, die sich zwischen der Strömungsflächeninnenfläche und der Strömungsflächenaußenfläche 40 erstrecken. Während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks wird ein Kühlluftstrom durch die inneren Kühlausnehmungen geleitet, um die Temperatur der Strömungsfläche 22 zu senken.
2 zeigt eine exemplarische Schnittansicht der Schaufel 20 mit der Strömungsfläche 22. Die Schaufel 20 weist eine Kühlausnehmung 50 auf, die durch eine Innenfläche 52 der Schaufel 20 definiert ist. Die Kühlausnehmung 50 weist eine Anzahl Innenwände 54 auf, die die Kühlausnehmung 50 in mehrere Kühlkammern 56 unterteilen. Die Geometrie und gegenseitige Beziehung der Kammern 56 zu den Wänden 54 hängt von dem Verwendungszweck der Schaufel 20 ab. In einem Ausführungsbeispiel sind die Innenwände 54 mit der Strömungsfläche 22 einstückig gegossen. Den Kühlkammern 56 wird durch eine Anzahl Kühlkreisläufe 58 Kühlluft zugeführt. In dem Ausführungsbeispiel, weist die Strömungsfläche 22 insbesondere eine vordere Kühlausnehmung 60, eine hintere Kühlausnehmung 62 und eine Anzahl mittlerer Kühlausnehmungen 64 auf.
Die vordere Kühlausnehmung 60 erstreckt sich in Längsrichtung oder radial durch die Strömungsfläche 22 zu der Strömungsflächenspitze 38 und ist durch die (in 1 gezeigte) erste bzw. zweite Seitenwand 28 und 30 der Strömungsfläche und durch die Strömungsflächenanströmkante 32 begrenzt. Die vordere Kühlausnehmung 60 wird mit Kühlluft gekühlt, die durch einen vorderen Kühlkreislauf 66 zugeführt wird, wobei die Kühlluft durch (nicht gezeigte) Querlöcher eingespeist wird, die auf der Abströmkantenseite der vorderen Kühlausnehmung 60 in der inneren Wand 54 ausgebildet sind.
Die mittleren Kühlausnehmungen 64 befinden sich zwischen der vorderen Kühlausnehmung 60 und der hinteren Kühlausnehmung 62 und werden durch einen mittleren Kühlkreislauf 68 mit Kühlluft beliefert. Insbesondere sind die mittleren Kühlausnehmungen 64 strömungsmäßig verbunden und bilden eine Kühlkanalschlange. Die mittleren Kühlausnehmungen 64 sind durch die (in 1 gezeigte) erste und zweite Seitenwand 28 bzw. 30 der Strömungsfläche und durch die Strömungsflächenspitze 38 begrenzt.
Die hintere Kühlausnehmung 62 erstreckt sich in Längsrichtung oder radial durch die Strömungsfläche 22 zu der Strömungsflächenspitze 38 und ist durch die (in 1 gezeigte) erste und zweite Seitenwand 28 bzw. 30 der Strömungsfläche und durch die Strömungsflächenabströmkante 34 begrenzt. Die hintere Kühlausnehmung 62 wird mit Kühlluft gekühlt, die durch einen hinteren Kühlkreislauf 70 zugeführt wird, der eine radial außen angeordnete Begrenzung der hinteren Kühlausnehmung 62 definiert. In einem Ausführungsbeispiel enthält die Strömungsfläche 22 mehrere (nicht gezeigte) Abströmkantenöffnungen, die sich zwischen der Außenfläche 40 und der Innenfläche 52 erstrecken.
Die Schaufel 20 enthält ferner einen Fußabschnitt 72 und einen Schaufelkörperabschnitt 74. Der Fußabschnitt 72 ist durch den (in 1 gezeigten) Strömungsflächenfußpunkt 36 begrenzt und erstreckt sich durch einen Abschnitt des (in 1 gezeigten) Schwalbenschwanzes 24. Der Schaufelkörperabschnitt 74 steht in strömungsmäßiger Verbindung mit dem Fußabschnitt 72 und erstreckt sich von dem Fußabschnitt 72 zu der Strömungsflächenspitze 38. In einem Ausführungsbeispiel sind durch den Fußabschnitt 72 sich erstreckende Bereiche der Kühlausnehmung 50 als Fußdurchlasskanäle bekannt.
Die Schaufelinnenfläche 52 ist mit einer Schicht aus einer Aluminidbeschichtung 76 beschichtet. In einem Ausführungsbeispiel wird die Aluminidbeschichtung mittels eines Dampfphasen-Aluminidbeschichtungsprozesses durch Abscheidung von Aluminium an der Innenfläche 52 aufgebracht, so dass ein Grundkörper der Schaufel 20 als ein Substrat 80 dient. Die Aluminidbeschichtung kann mit Elementen wie Hafnium, Zirkonium, Yttrium, Silizium, Titan, Tantal, Kobalt, Chrom, Platin und Palladium sowie Kombinationen davon modifiziert werden, um deren Korrosionsbeständigkeit und sonstige Eigenschaften zu verbessern. Das Aluminium (und, so vorhanden, modifizierende Elemente) werden mit dem Material des Substrats 80 interdiffundiert, um an der Innenfläche 52 die Aluminidbeschichtung 76 zu bilden. Die Aluminidbeschichtung 76 weist eine Zusammensetzung auf, bei der die höchste Aluminiumkonzentration in der Nähe der Innenfläche 52 vorhanden ist, und die Aluminiumkonzentration sich ausgehend von der Innenfläche 52 mit wachsendem Abstand in das Substrat 80 hinein verringert. Insbesondere beträgt die Dicke der Aluminidbeschichtung 76 innerhalb des Schaufelkörperabschnitts 74 an der Innenfläche 52 weniger als etwa 0,003 Zoll (weniger als etwa 76,2 μm (Mikron)), gewöhnlich etwa 0,001 Zoll bis etwa 0,0015 Zoll (etwa 25,4 bis etwa 38,1 μm (Mikrometer)), und in dem Fußabschnitt 72, der im Vergleich zu dem Schaufelkörperabschnitt 74 bei einer geringeren Temperatur betrieben wird, weniger als etwa 0,0015 Zoll (weniger als etwa 38,1 μm (Mikron)), gewöhnlich etwa 0,0005 bis etwa 0,0015 Zoll (etwa 12,7 bis etwa 38,1 μm (Mikron)). In einem Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke der Aluminidbeschichtung 76 in dem Fußabschnitt 72 weniger als etwa 0,001 Zoll (weniger als etwa 25,4 μm (Mikron)). Wenn die mit Aluminium angereicherte Schicht an der Innenfläche 52 einer oxidierenden Umgebung hoher Temperatur ausgesetzt wird, oxidiert sie und bildet dabei eine an der Innenfläche 52 haftende Aluminiumoxidschutzhaut, die einem weiteren Oxidationsschaden entgegenwirkt und diesen bremst.
An der Außenfläche 40 in dem Schaufelkörperabschnitt 74 ist ebenfalls eine Schicht aus Aluminidbeschichtung 78 vorhanden. Die Aluminidbeschichtung wird in dem Schaufelkörperabschnitt 74 gebildet, indem durch einen Dampfphasen-Aluminidbeschichtungsprozess Aluminium auf der Außenfläche 40 abgeschieden wird, so dass ein Grundkörper der Strömungsfläche 22 als Substrat 80 dient. Die Aluminidbeschichtung kann mit Elementen wie den oben beschriebenen modifiziert werden, um die Korrosionsbeständigkeit und sonstige Eigenschaften zu verbessern. Das Aluminium (und, so vorhanden, modifizierende Elemente) werden mit dem Material des Substrats 80 interdiffundiert, um an der Außenfläche 40 die Aluminidbeschichtung 78 zu bilden. Die Aluminidbeschichtung 78 weist eine Zusammensetzung auf, bei der die höchste Aluminiumkonzentration in der Nähe der Außenfläche 40 vorhanden ist, und die Aluminiumkonzentration sich ausgehend von der Außenfläche 40 mit wachsendem Abstand in das Substrat 80 hinein verringert. Die Dicke der Aluminidbeschichtung 78 an der Außenfläche 40 in dem Schaufelkörperabschnitt 74 beträgt gewöhnlich etwa 0,0005 bis etwa 0,004 Zoll (etwa 12,7 bis etwa 101,6 μm (Mikron)), eher typisch etwa 0,0015 bis etwa 0,003 Zoll (etwa 38,1 bis etwa 76,2 μm (Mikron)). Wenn die mit Aluminium angereicherte Schicht an der Außenfläche 40 einer oxidierenden Umgebung hoher Temperatur ausgesetzt wird, oxidiert sie und bildet dabei an der Außenfläche 40 eine haftende Aluminiumoxidschutzhaut, die einem weiteren Oxidationsschaden entgegenwirkt und diesen verlangsamt.
Eine darüberliegende Schutzschicht kann überdeckend und in Berührung stehend mit der Außenfläche 40 des Schaufelkörperabschnitts 74 aufgebracht sein. Die Schutzschicht kann von dem aus dem Stand der Technik bekannten Typ MCrAIX sein. Die Dicke der Schutzschicht beträgt gewöhnlich etwa 0,003 bis etwa 0,007 Zoll (etwa 76,2 bis etwa 177,8 μm (Mikron)), gewöhnlich etwa 0,005 Zoll (etwa 127 μm (Mikron)). Die Schutzschicht wird durch eine beliebige geeignete Technik aufgelegt, z. B. durch physikalische Abscheidung aus der Dampfphase (z. B. Sprühen, Kathodenbogen-, Ionenplasma- oder Elektronenstrahlverfahren) oder durch thermisches Sprühen.
Die Gesamtschutzschicht enthält optional eine keramische Schicht, die die Schutzschicht überdeckend und mit dieser in Berührung stehend aufgelegt ist. Die Dicke der keramischen Schicht beträgt gewöhnlich etwa 0,003 bis etwa 0,010 Zoll (etwa 76,2 bis etwa 254 μm (Mikron)), gewöhnlich etwa 0,005 Zoll (etwa 127 μm (Mikron)). Die keramische Schicht basiert gewöhnlich auf mit Yttriumoxid stabilisierter Zirkonerde, die auf Zirkoniumoxid basiert, das etwa 2 bis etwa 12 Gewichtsprozent, gewöhnlich etwa 3 bis etwa 8 Gewichtsprozent, Yttriumoxid enthält. Dieses kann durch eine beliebige geeignete Technik aufgetragen werden, z. B. physikalische Abscheidung aus der Dampfphase oder thermisches Sprühen. Es können auch andere geeignete Keramikmaterialien verwendet werden.
Während des Betriebs des Triebwerks wird über die Kühlkreisläufe 58 Kühlluft in die Strömungsfläche 22 eingeleitet. In einem Ausführungsbeispiel wird die Kühlluft aus einem Verdichter in die Strömungsfläche 22 eingespeist. In den Fußabschnitt 72 eintretende Kühlluft wird in die Kühlkammern 56 und in den Schaufelkörperabschnitt 74 geleitet. Da auf den Schaufelkörperabschnitt 74 heiße Verbrennungsgase auftreffen, steigt die Betriebstemperatur des Schaufelkörperabschnitts 74 gewöhnlich auf eine Temperatur an, die jene des Fußabschnitts 72 übertrifft. Die Aluminidbeschichtung fördert trotz der erhöhten Betriebstemperatur eine Verringerung der Oxidation der Außenfläche 40 und der Innenfläche 52 in dem Schaufelkörperabschnitt 74.
Außerdem werden während des Triebwerkbetriebs entstehende Spannungen möglicherweise in den Fußabschnitt 72 induziert. Ein Beschränken der Dicke der Aluminidbeschichtung an der Innenfläche 52 in dem Fußabschnitt 72 auf weniger als etwa 0,0015 Zoll (etwa 38,1 μm (Mikron)) trägt dazu bei, einer Materialermüdung und Rissbildung in dem Fußabschnitt 72 entgegenzuwirken, was die Lebensdauer der Schaufel 20 verlängert. Insbesondere wirkt sich ein Beschränken einer Rissbildung der Aluminidbeschichtung in dem Fußabschnitt 72 positiv auf die Lebensdauer in dem Fußabschnitt 72 aus und verlängert auf diese Weise die Nutzungslebensdauer der Schaufel 20.
3 veranschaulicht eine typische Dampfbeschichtungseinrichtung, die sich für das Aufbringen einer Aluminidbeschichtung auf Gasturbinentriebwerkschaufeln der in 1 gezeigten Art eignen. Die Dampfbeschichtungseinrichtung ist allgemein mit 100 bezeichnet und enthält einen im Wesentlichen zylindrischen mit 110 bezeichneten Beschichtungsbehälter. Wie in 3 gezeigt, ist ein Gasverteiler 112 (der ein Rohr 116, um ein inertes Gas aus einer Zufuhrquelle aufzunehmen, und einen Krümmer 118 enthält) geeignet dimensioniert, um in den Behälter 110 zu passen. Zu dem Behälter 110 gehören eine mit 114 bezeichnete Oberseite bzw. ein Deckel, eine mit 120 bezeichnete von dem Deckel 114 beabstandete Basis und eine mit 122 bezeichnete, im Wesentlichen zylindrische und um den Umfang angeordnete Seitenwand, die den Deckel 114 und die Basis 120 verbindet und nach unten gerichtet über die Basis 120 hinausragt. Der Deckel 114, die Basis 120 und die Seitenwand 122 des Behälters 110 definieren eine mit 124 bezeichnete innere Beschichtungskammer. Wie ebenfalls in 3 gezeigt, ist das Rohr 116 des Verteilers 112 zu einem Teil durch ein Loch bzw. eine Öffnung 126 eingeführt, die im Zentrums des Deckels 114 oder in der Nähe davon angeordnet ist. Der Krümmer 118 ist in der Kammer 124 an deren Oberseite oder in der Nähe davon, d. h. in der Nähe des Deckels 114 positioniert.
Die Vorrichtung 100 weist ferner eine Artikelhalterung oder einen Halter 128 auf, der an der Basis 120 des Behälters 110 angebracht oder in sonstiger Weise damit verbunden ist, wobei der Behälter mit (nicht gezeigten) Öffnungen, gewöhnlich in Form von Schlitzen, oder sonstigen geeigneten Einrichtungen ausgebildet ist, um die zu beschichtende Turbinenschaufeln 132 aufzunehmen und zu halten. Vor einem Beschichten der Schaufeln 132 mit der Aluminidbeschichtung kann es erwünscht sein, gewisse Flächen zu maskieren, die keinerlei Beschichtung benötigen. Beispielsweise kann in dem Fußabschnitt der Schaufel die Außenfläche ganz oder teilweise maskiert sein. Die Vorrichtung 100 weist ferner mit 140 bezeichnete Halter in Form perforierter Körbe auf, die in dem Behälter 110 positioniert sind, um Pellets des Material der Aluminiumbeschichtungsquelle aufzunehmen oder zu halten. Wie in 3 gezeigt, sind die Körbe 140 und die Schaufeln 132 unterhalb des Krümmers 118 des Verteilers 112 angeordnet. Die Zahl und der Abstand der Körbe 140 und Schaufeln 132 kann abhängig von den Innenmaßen und der Konfiguration des Behälters 110, der Größe der zu beschichtenden Schaufeln 132 und ähnlichen in der Fachwelt bekannten Faktoren variiert werden. Beispielsweise können die Schaufeln 132 und die Körbe 140 in abwechselnden konzentrischen Reihen oder Kreisen angeordnet sein. Die Beabstandung der Schaufeln 132 und der Körbe 140 sollte geeignet gewählt sein, um dazwischen eine freies Strömen des Gases zu erlauben. Zwischen jeder Reihe von Schaufeln 132 und Körben 140 sind gewöhnlich diskrete Portionen eines allgemein mit 146 bezeichneten Halogenpulveraktivators angeordnet. Dieser Halogenpulveraktivator ist gewöhnlich so angeordnet, dass er die Schaufeln 132 oder die Körbe 140 weder berührt noch mit diesen in Kontakt tritt.
Nach dem Beschicken des Halters 128 mit den Schaufeln 132, werden der Behälter 110 und sein Inhalt, einschließlich der Aluminiumbeschichtungsquelle (z. B. Aluminiumpellets), mit der die Körbe 140 beschickt sind, abgedichtet und in einen Ofen oder eine sonstige Heizvorrichtung geladen. Das Rohr 116 wird anschließend gewöhnlich mit einer Quelle für ein nichtoxidierendes oder inertes Trägergas verbunden, beispielsweise Wasserstoff, Stickstoff, Helium oder Argon. Der beschickte Beschichtungsbehälter 110 wird anschließend auf eine Temperatur im Bereich von etwa 1000 bis etwa 1125°C (von etwa 1832 bis etwa 2057°F), gewöhnlich von etwa 1050 bis etwa 1110°C (von etwa 1922 bis etwa 2030°F), eher typisch von etwa 1065 bis etwa 1100°C (etwa 1949 bis etwa 2012°F) erwärmt. Für die beschickte Beschichtungskammer wird über eine gewisse Zeitspanne, die etwa 0,5 bis etwa 4 Stunden, gewöhnlich etwa 1 bis etwa 3 Stunden, eher typisch etwa 1,5 bis etwa 2,5 Stunden beträgt, der oben erwähnte Temperaturbereich aufrecht erhalten. Die jeweilig gewählte erhöhte Temperatur und die Zeitdauer werden von Parametern der gewünschten Beschichtungsanwendung (einschließlich der verwendeten Aluminidbeschichtungsquelle) und sonstigen dem Fachmann offensichtlichen Faktoren abhängen. Bei diesen Temperaturen wird der pulverisierte Aktivator 146 ein reaktives Halogenidgas bilden. Geeignete Halogenaktivatoren können unter Aluminiumchlorid, Aluminiumfluorid, Aluminiumbromid, Ammoniumchlorid, Ammoniumfluorid, Ammoniumbromid und Mischungen davon ausgewählt sein. Chlorwasserstoff (ein in seinem Standardzustand befindliches Gas) kann hier ebenfalls als der Halogenaktivator verwendet werden. Das reaktive Halogenidgas strömt durch die Pellets in den Körben 140, die die Aluminidbeschichtungsquelle enthalten (z. B. eine Aluminiumquelle) und reagiert mit der Aluminiumquelle, um das Aluminidbeschichtungsgas gewöhnlich in Form eines Aluminiumhalogenidgases zu erzeugen. Die Aluminiumquelle kann gewöhnlich in Form von Pulver oder Pellets auf Aluminium oder einer beliebigen Aluminiumlegierung basieren, beispielsweise Kobaltaluminiumlegierungen (CoAl), Eisenaluminiumlegierungen (FeAl) oder Chromaluminiumlegierungen (CrAl). In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das reaktive Halogenidgas, anstatt, wie oben beschrieben, in den Beschichtungsbehältern erzeugt zu werden, über ein oder mehrere Rohre (beispielsweise das Rohr 116) in den beschickten Beschichtungsbehälter eingeströmt werden. In noch einem Ausführungsbeispiel kann das Aluminidbeschichtungsgas in einem Reaktor außerhalb des Beschichtungsbehälters erzeugt und anschließend durch ein oder mehrere Rohre in den beschickten Beschichtungsbehälter eingeströmt werden. Wie dem Fachmann klar ist, hängt die Reaktionskinetik, die die Entstehungsrate des Aluminidbeschichtungsgases steuert, von der Temperatur, sowie von der Rate ab, mit der ein beliebiges Trägergas in die Kammer 124 durch den Verteiler 112 eingeströmt wird, der die Antriebskraft bereitstellt, um das Aluminidbeschichtungsgas innerhalb der Kammer 124 sowie zwischen die Schaufeln 132, um diese herum und durch diese hindurch zu befördern.
Während das Aluminidbeschichtungsgas über die Oberflächen der Schaufeln 132 strömt, wird es zu Aluminium reduziert, das sich auf dem Substrat niederschlägt und in dieses hinein diffundiert, wodurch an den Außenflächen der Schaufeln 132 eine Aluminidbeschichtung entsteht. Innerhalb der oben erwähnten Zeit- und Temperaturbereiche entsteht an der Außenfläche der Schaufeln 132 gewöhnlich eine Aluminidbeschichtung mit einer Dicke von etwa 0,0005 bis etwa 0,004 Zoll (von etwa 12,7 bis etwa 101,6 μm (Mikron)), eher typisch von etwa 0,0015 bis etwa 0,003 Zoll (von etwa 38,1 bis etwa 76,2 μm (Mikron)). Selbstverständlich wird die Rate und Gleichförmigkeit der Abscheidung, wie zuvor erörtert, durch die Gleichförmigkeit der Aluminidbeschichtungsgasumgebung in der Nähe der Schaufeln 132 beeinflusst. In einem Ausführungsbeispiel werden statische Beschichtungstechniken verwendet, bei denen zur Ablagerung einer Aluminidbeschichtung an der Außenfläche der Schaufeln 132 kein inertes Trägergas in die Beschichtungskammer 124 eingeführt wird. In einer Abwandlung kann ein inertes Trägergas mit einer verhältnismäßig geringen Gasflussrate, beispielsweise weniger als etwa 20 Kubikfuß pro Stunde (etwa 566 Liter/Stunde), gewöhnlich weniger als etwa 15 Kubikfuß pro Stunde (etwa 425 Liter/Stunde), eher typisch weniger als etwa 10 Kubikfuß pro Stunde (etwa 283 Liter/Stunde) durch das Rohr 116 in die Beschichtungskammer 124 eingeströmt werden.
Um an der Innenfläche der Schaufeln 132 eine Aluminidbeschichtung aufzulegen, wird das Innere der Kammer 124 von Luft befreit, indem das nichtoxidierende oder inerte Trägergas, z. B. Argon oder Wasserstoff, durch das Rohr 116 eingeströmt wird. Dieses Trägergas fließt anschließend in den Krümmer 118, der ähnlich konstruiert ist wie ein ”Duschkopf” insofern als er viele (nicht gezeigte) Gasauslasslöcher aufweist, die längs dem Umfang eines zylindrischen oder scheibenförmigen Kopfes beabstandet angeordnet sind. Das Trägergas tritt durch die Auslasslöcher in Form von Gasstrahlen 150 aus, um eine Schutzgasatmosphäre zu bilden. Die Rate, mit der das Trägergas in das Rohr 116 des Krümmers 118 (und aus den Auslasslöchern in Form von Gasstrahlen 150) strömt, liegt im Bereich von etwa 20 bis etwa 150 Kubikfuß pro Stunde (etwa 566 bis etwa 4248 Liter/Stunde), gewöhnlich von etwa 40 bis etwa 140 Kubikfuß pro Stunde (etwa 1133 bis etwa 3964 Liter/Stunde), gewöhnlich von etwa 60 bis etwa 120 Kubikfuß pro Stunde (etwa 1699 bis etwa 3398 Liter/Stunde) und eher typisch von etwa 80 bis etwa 100 Kubikfuß pro Stunde (etwa 2265 bis etwa 2832 Liter/Stunde). Wenn das Gas die Auslasslöchern verlässt, wird jeder Gasstrahl 150 in einen abwärts weisenden Pfad gelenkt, so dass das inerte Trägergas oberhalb der konzentrischen Reihen der Körbe 140 und der Schaufeln 132 verwirbelt und auf diese Weise eine verhältnismäßig gleichmäßige und homogene Atmosphäre in der Kammer 124 erzeugt. Darüber hinaus lässt der Druck des Gasstroms die Strahlen 150 des Trägergases aus dem Verteiler 112 nach unten und um die Reihen der Körbe 140 und der Schaufeln 132 herum sowie durch diese hindurch strömen.
Um das Aluminidbeschichtungsgas durch die Reihen der Schaufeln 132 zu befördern, übt das Trägergas einen gewissen minimalen Druck aus. Dies wird gewöhnlich erreicht, indem dafür gesorgt ist, dass das Trägergas mit den zuvor erwähnten Strömungsraten durch das Rohr 116 in die Kammer 124 weiterströmt. Auf diese Weise kann das Trägergas genutzt werden, um die Gleichförmigkeit der Aluminidbeschichtungsgasumgebung und folglich die Reduktion des Aluminidbeschichtungsgases an der (äußeren und inneren) Oberfläche zu steuern und den erforderlichen Druck bereitzustellen, um das Aluminidbeschichtungsgas mit Kraft durch die Reihen von Schaufeln 132 und in das Innere der Schaufeln 132 zu befördern und diese dadurch zu beschichten. Insbesondere vermischt sich das inerte Trägergas mit dem Aluminidbeschichtungsgas und fördert die Beschichtung der Außen- und Innenflächen der Schaufeln 132. Das inerte Trägergas wird mit den oben erwähnten Raten über eine gewisse Zeitspanne im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 4 Stunden, gewöhnlich von etwa 1 bis etwa 3 Stunden, eher typisch von etwa 1,5 bis etwa 2,5 Stunden, in die beschickte Beschichtungskammer geleitet, um das Aluminidbeschichtungsgas durch die Kühlöffnungen und die innere Kühlausnehmung der Schaufeln zu bewegen, während für die beschickte Beschichtungskammer eine Temperatur im Bereich von etwa 1000 bis etwa 1125°C aufrechterhalten wird, um an der Innenfläche der Schaufeln eine Aluminidbeschichtung abzulagern. Innerhalb der oben erwähnten Zeit- und Temperaturbereiche weist die Aluminidbeschichtung an der Innenfläche der Schaufeln 132 eine Dicke von weniger als etwa 0,003 Zoll (weniger als etwa 76,2 μm (Mikron)), gewöhnlich etwa 0,0005 bis etwa 0,0015 Zoll (etwa 12,7 bis etwa 38,1 μm (Mikron)) auf. Nach einem Durchqueren der Schaufeln 132 wird das restliche Aluminidbeschichtungsgas aus der Kammer 124 durch einen mit 152 bezeichneten Gasauslass ausgestoßen und in eine mit 160 bezeichnete offene Evakuierungskammer bzw. in einen Evakuierungsbereich entlassen, der durch die Verlängerung der Seitenwand 122 über die Basis 120 hinaus gebildet wird. Nach Erzielung der gewünschten Beschichtungsstärke in dem Beschichtungsvorgang kann der Behälter 110 aus dem Ofen entnommen und gekühlt werden oder kann optional ofengekühlt werden, während, falls gewünscht, eine Schutzgasatmosphäre aufrechterhalten wird.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen einige Ausführungsbeispiele dieser Erfindung, die jedoch in keiner Weise als beschränkend für den Schutzumfang zu bewerten sind. In den Beispielen waren die zu testenden Schaufeln Hochdruck-Gasturbinentriebwerksschaufeln, die aus einer mit dem Markennamen Rene^® N5 bezeichneten monokristallinen Nickelbasissuperlegierung hergestellt waren. Die Schaufeln wiesen eine Außenfläche und eine innere Kühlausnehmung auf, die durch eine Innenfläche definiert war, die durch Kühlöffnungen in dem Schaufelkörperabschnitt der Schaufel mit der Außenfläche verbunden waren.
Beispiel 1
Ein von der vorliegenden Erfindung sich unterscheidendes zweistufiges Verfahren wurde verwendet, um auf Probeschaufeln in dem in 3 gezeigten Beschichtungsbehälter eine Aluminidbeschichtung aufzubringen. Im ersten Schritt wurde Argongas in den Beschichtungsbehälter eingeströmt, um zu veranlassen, dass Aluminidbeschichtungsdämpfe, die erzeugt wurden, indem Aluminiumfluoridaktivator, wie im Zusammenhang mit 3 beschrieben, mit Pellets aus einer Chromaluminiumlegierung zur Reaktion gebracht wurden, durch die Kühlöffnungen und inneren Kühlausnehmungen der Schaufeln und aus den Schwalbenschwanzfußlöchern der Schaufeln strömen. In diesem Rückkehrstromschritt wurde auf den Innenflächen der Schaufeln eine Aluminidbeschichtung aufgelegt. Die Dicke der Innenbeschichtung und der Aluminiumgehalt wurden durch die Temperatur, den Gasstrom, die für den Gasstrom verstrichene Zeit und die Menge an in dem Beschichtungsbehälter vorhandenen Aktivator gesteuert. Im zweiten Schritt wurde der Argongasstrom zu dem Beschichtungsbehälter angehalten, wobei eine statische Umgebung entstand, die hauptsächlich die äußeren Bereiche der Schaufeln beeinflusste und zu der Abscheidung einer Aluminidbeschichtung auf deren Innenflächen führte. Die Dicke der äußeren Beschichtung und der Aluminiumgehalt wurden durch die Temperatur, die Verweildauer bei der betreffenden Temperatur und die Menge an Aktivator gesteuert, die in dem Beschichtungsbehälter nach dem ersten Schritt übrig war.
In dem zweistufigen Verfahren wurden 70 Gramm Aluminiumfluoridaktivator, eine Beschichtungstemperatur von etwa 1975°F (etwa 1079°C) während beider Schritte, ein Argongasstrom von etwa 120 Kubikfuß pro Stunde (etwa 3398 Liter/Stunde) für 1 Stunde während des ersten Schritts und 5 Stunden statistischer Verweildauer während des zweiten Schritts eingesetzt. Die in dem Schaufelkörperabschnitt der Schaufeln an den Außenflächen aufgebrachte Aluminidbeschichtung wies eine Dicke von etwa 0,002–0,0025 Zoll (von etwa 50,8–63,5 μm (Mikron)) auf. Außerdem wurde an Innenflächen der Schaufeln nahe der Anströmkanten- und Abströmkantenkühlöffnungen eine Aluminidbeschichtung mit einer Dicke von etwa 0,001–0,0015 Zoll (von etwa 25,4–38,1 μm (Mikron)) ausgebildet. Die Innenflächen der anderen Hohlräume des Strömungsflächengrundkörpers und des Schwalbenschwanzes waren blank.
Beispiel 2
Probeschaufeln wurden in dem in 3 gezeigten Beschichtungsbehälter mittels eines Verfahrens der Erfindung beschichtet. In diesem Verfahren wurde die Reihenfolge des Rückkehrstroms und der statischen Schritte von Beispiel 1 umgekehrt und die Beschichtungsparameter wurden verändert, um an den Innenflächen sämtlicher Hohlräume der Strömungsflächen und des Schwalbenschwanzes der Schaufeln gezielt eine dünne Aluminidbeschichtung abzuscheiden, die eine Dicke von weniger als 0,0015 Zoll (von etwa 38,1 μm (Mikron)) aufwies. Ein Wechseln des Rückkehrstrom und der statische Schritte ermöglichte es, die Erzeugung der Außen- und Innenbeschichtung in höherem Maße voneinander unabhängig zu gestalten. Der erste statische Schritt erzeugte die externe Beschichtung, ohne die Innenbeschichtung wesentlich zu beeinflussen, da kein Gas in den Beschichtungsbehälter floss. Nach der statistischen Verweildauer wurde Argongasstrom in den Behälter eingeleitet, um die Innenbeschichtung abzuscheiden, wobei der Einfluss auf die externe Beschichtung gering war, da der größte Teil der Beschichtungsdämpfe in die Schaufeln gepresst und aus diesen ausgestoßen wurde. Die Dicke der inneren Beschichtung und der Aluminiumgehalt wurden durch die Gasstrommenge, die während der Strömung verstrichene Zeit und die Temperatur gesteuert.
Dieses zweistufige Verfahren verwendete 250 Gramm Aluminiumfluoridaktivator, eine Beschichtungstemperatur von etwa 1975°F (etwa 1079°C) während beider Schritte, 2 Stunden statistische Verweildauer während des ersten Schritts und Argongas, das während des zweiten Schritts mit 90 Kubikfuß pro Stunde (etwa 2549 Liter/Stunde) für 2 Stunden strömte. Die in dem Schaufelkörperabschnitt der Schaufeln an den Außenflächen aufgebrachte Aluminidbeschichtung hatte eine Dicke von etwa 0,002–0,0025 Zoll (von etwa 50,8–63,5 μm (Mikron)). Außerdem wurde an den Innenflächen des Strömungsflächengrundkörpers der Schaufeln eine Aluminidbeschichtung mit einer Dicke von etwa 0,001–0,0015 Zoll (von etwa 25,4–38,1 μm (Mikron)) ausgebildet. Weiter wurde an den Innenflächen der Schwalbenschwanzhohlräume (d. h. der Fußabschnitte) der Schaufeln eine Aluminidbeschichtung mit einer Dicke von etwa 0,0005–0,0015 Zoll (von etwa 12,7–38,1 μm (Mikron)) gebildet.

Claims

Verfahren zum Aufbringen einer Aluminidbeschichtung (76, 78) auf eine Schaufel (20, 132) eines Gasturbinentriebwerks, die eine Außenfläche (40) und eine innere Kühlausnehmung (50) aufweist, die durch eine Innenfläche (52) definiert ist, die über Kühllöcher (42) mit der Außenfläche (40) verbunden ist, wobei das Verfahren in einem Dampfbeschichtungsbehälter (110) durchgeführt wird, der eine hohle innere Beschichtungskammer (124) aufweist, wobei das Verfahren die Schritte enthält: (a) Beschicken der Beschichtungskammer (124) mit der zu beschichtenden Schaufel (20, 132), (b) Bereitstellen eines Aluminidbeschichtungsgases in der beschickten Beschichtungskammer (124), (c) Aufrechterhalten einer Temperatur von 1000°C bis 1125°C in der beschickten Beschichtungskammer (124), die das Aluminidbeschichtungsgas enthält, für 0,5 bis 4 Stunden zur Ablagerung einer Aluminidbeschichtung (78) auf der Außenseite (40) der Schaufel (20, 132) und dann (d) Einleiten eines inerten Trägergases (150) in die beschickte Beschichtungskammer (124), die das Aluminidbeschichtungsgas enthält, mit einer Gasflussrate von 20 bis 150 Kubikfuß/Stunde (566 bis 4248 Liter/Stunde) für 0,5 bis 4 Stunden, um das Aluminidbeschichtungsgas durch die Kühlöffnungen (42) und die innere Kühlausnehmung (50) der Schaufel (20, 132) zu bewegen, während die beschickte Beschichtungskammer (124) bei einer Temperatur von 1000°C bis 1125°C gehalten wird, um auf der Innenfläche (42) der Schaufel (20, 132) eine Aluminidbeschichtung (76) abzulagern, wobei der Schritt (c) ein statischer Schritt ist, der keinen Gasfluss in die beschickte Beschichtungskammer (124) hinein aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 mit dem weiteren Schritt des Beschickens der Beschichtungskammer (124) mit einer Aluminiumquelle, die das Aluminidbeschichtungsgas des Schritts (b) in der Beschichtungskammer (124) erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Aluminidbeschichtungsgas durch Reaktion einer Aluminiumquelle mit einem Halogenaktivator (146) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Halogenaktivator (146) aus einer Gruppe ausgewählt ist, zu der Aluminiumchlorid, Aluminiumfluorid, Aluminiumbromid, Ammoniumchlorid, Ammoniumfluorid, Ammoniumbromid, Chlorwasserstoff und Mischungen derselben gehören.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem in Schritt (c) die beschickte, das Aluminiumbeschichtungsgas enthaltende Beschichtungskammer (124) für 1 bis 3 Stunden bei einer Temperatur von 1050°C bis 1110°C, vorzugsweise von 1065°C bis 1100°C, gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem die Gasflussrate in Schritt (d) in dem Bereich von 60 bis 120 Kubikfuß/Stunde (1699 bis 3398 Liter/Stunde), vorzugsweise von 80 bis 100 Kubikfuß/Stunde (2265 bis 2832 Liter/Stunde), beträgt.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem das Trägergas (150) Argon oder Wasserstoff ist.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem die Temperatur in Schritt (d) von 1050°C bis 1110°C, vorzugsweise von 1065°C bis 1100°C, beträgt.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem die Aluminidbeschichtung (76) an der Innenfläche (52) der Schaufel (20, 132) in dem Schaufelkörperabschnitt (74) weniger als 0,003 Zoll (weniger als 76,2 μm (Mikron)) dick und in dem Fußabschnitt (72) weniger als 0,0015 Zoll (weniger als 38,1 μm (Mikron)) dick ist.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem die Aluminidbeschichtung (78) an der Außenseite (40) der Schaufel (20, 132) in dem Schaufelkörperabschnitt (74) von 0,0015 bis 0,003 Zoll (von 38,1 bis 76,2 μm (Mikron)) dick ist.