DE60313817T2

DE60313817T2 - Abreibbare Beschichtung und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE60313817T2
Application number: DE60313817T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Higashi Tanaka Komaki Hasezaki; Kunihiro Higashi Tanaka Komaki Shimizu; Makoto Minato-ku Nagoya Senda
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2023-02-04
Also published as: DE60313817D1; EP1338670B1; JP3876168B2; EP1338670A3; US20040022949A1; EP1469097A1; EP1338670A2; JP2003239059A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND FESTSTELLUNG VERWANDTER TECHNIK
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung einer abschleifbaren Beschichtung, die auf die Oberflächen stationärer Teile in Rotationsmaschinen, wie Gasturbinen, appliziert wird. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Bildung einer abschleifbaren Beschichtung mit hervorragender Spanbarkeit, die beispielsweise auf die Verstärkungsränder von Gasturbinen appliziert wird.
Wie in 3 erläutert ist, umfasst eine Gasturbine 101 üblicherweise einen stationären Verstärkungsrand 103, der an einem (nicht gezeigten) Gehäuse angebracht ist, und Schaufeln 105, die innerhalb des Verstärkungsrandes 103 angebracht sind und zur Rotation um eine Rotationsachse (C) in der durch einen Pfeil angegebenen Rotationsrichtung (r) fähig sind. Darüber hinaus ist ein sehr kleiner Zwischenraum D zwischen dem äußeren peripheren Rand 105a jeder Schaufel 105 und der inneren Umfangsoberfläche 103a des Verstärkungsrandes 103 vorgesehen. Um das Austreten von heißem Gas, beispielsweise heißes Gas mit etwa 1500°C, durch diesen Zwischenraum D zu unterdrücken und dadurch die Leistung der Gasturbine 101 zu verbessern, ist es günstig, den im vorhergehenden genannten Zwischenraum D zu minimieren. Wenn jedoch der Zwischenraum D ungünstig klein ist, besteht die Möglichkeit, dass die Spitzen der Schaufeln 105 während der Rotation der Schaufeln 105 mit der inneren Umfangsoberfläche 103a des Verstärkungsrandes 103 in Kontakt kommen und dadurch eine Schädigung oder einen anderen Defekt an den Schaufeln 105 verursachen.
Aus diesem Grund war es herkömmliche Praxis, eine abschleifbare Beschichtung 111, die Spanbarkeit aufweist, auf die innere Umfangsoberfläche 103a des im vorhergehenden genannten Verstärkungsrandes 103 zu applizieren. Infolgedessen wird, auch wenn die Spitzen der Schaufeln 105 mit der inneren Umfangsoberfläche 103a des Verstärkungsrandes 103 in Kontakt kommen, die im vorhergehenden genannte abschleifbare Beschichtung 111 abgespant, ohne eine Schädigung oder einen anderen Defekt an den rotierenden Schaufeln 105 zu verursachen und sie ergibt dadurch Schutz für die Schaufeln 105.
Die im vorhergehenden genannte abschleifbare Beschichtung 111, die herkömmlicherweise für diesen Zweck verwendet wurde, umfasst primär eine Beschichtung, die aus einem partiell stabilisierten Zirconiumdioxidkeramikmaterial, wie ZrO₂ + 8 Gew.-% Y₂O₃, gebildet wurde. Da dieses Keramikmaterial hart ist, was durch eine Vickers-Härte (Hv) von etwa 1000 bei Raumtemperatur gezeigt wird, kann die abschleifbare Beschichtung 111 die Spitzen der rotierenden Schaufel 105 im Gegensatz dazu tatsächlich schädigen. Entsprechend wird eine Abschleifbeschichtung 113, die härter als die abschleifbare Beschichtung 111 des Verstärkungsrandes 103 ist, auf die Oberfläche des äußeren peripheren Randes 105a jeder Schaufel 105 appliziert.
Andererseits besteht, wenn die im vorhergehenden genannte abschleifbare Beschichtung 111 auf Gasturbinenmotoren zur Verwendung in Hubschraubern, Flugzeugen und dgl. appliziert wird, die Möglichkeit, dass Sand, Staub und dgl. während des Flugs in den Motor gezogen werden und bewirken, dass die Schaufeln und die Verstärkungsränder abgetragen werden.
Daher kann, wenn eine herkömmliche abschleifbare Beschichtung 111 auf Gasturbinen appliziert wird, die Möglichkeit einer Schädigung der Spitzen der Schaufeln 105 nicht voll ständig eliminiert werden. Darüber hinaus besteht, bei einer Applikation auf die Gasturbinenmotoren von Hubschraubern, Flugzeugen und dgl. die Möglichkeit, dass die Schaufeln und die Verstärkungsränder abgetragen werden können.
K. Yasuda et al. beschreiben in Journal of Materials Science, Band 34, Nr. 15, 1. August 1999, Seite 3597-3604, dass die Umwandlung von der tetragonalen zur monoklinen Phase von yttriumoxidstabilisiertem Zirconiumdioxid, d.h. Plasmaspritzbeschichtungen und Sinterkörper, die 4-8 Masse-% Y₂O₃ enthalten, während hydrothermaler Alterung im Hinblick auf die Y₂O₃-Verteilung unter Verwendung einer Fläche von 1 μm ∅ durch Elektronensondenmikroanalyse (EPMA) und einer Fläche von 20 nm ∅ durch Transmissionselektronenmikroskopie(TEM)analyse untersucht wurde. Eine Phasenumwandlung bei 473 K wurde nur in Plasmasprühbeschichtungen, die mehr als 6,7 Masse-% Y₂O₃ in einer Mikroskopfläche von 20 nm ∅ aufwiesen, verhindert. Ferner wurde ein Einfluss der Y₂O₃-Verteilung auf die Geschwindigkeitskonstanten dieser Phasenumwandlung bei 368 K festgestellt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer abschleifbaren Beschichtung, die auf die Oberflächen von stationären Teilen in Rotationsmaschinen, wie Gasturbinen, appliziert wird, keine Schädigung oder einen anderen Defekt an den Schaufeln während eines Testlaufs verursacht und hervorragende Abriebbeständigkeit während normaler Operationen zeigt, sowie eines Verfahrens zur Bildung derselben.
AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch die vorliegende Erfindung erfolgt die Bereitstellung eines Verfahrens zur Bildung einer abschleifbaren Beschichtung, das die Stufen der Beschichtung eines Verstärkungs randmaterials mit einem partiell stabilisierten Zirconiumdioxidkeramikmaterial unter Bildung einer Zirconiumdioxidkeramikschicht, die eine kubische oder tetragonale Kristallstruktur aufweist, auf der Oberfläche des Verstärkungsrandmaterials und das Durchführen eines Kugelstrahlens an der Zirconiumdioxidkeramikschicht und dadurch die Umwandlung der Kristallstruktur der Zirconiumdioxidkeramikschicht in eine monokline Kristallstruktur umfasst.
Üblicherweise weist ein Zirconiumdioxidkeramikmaterial eine kubische oder tetragonale Kristallstruktur auf und es ist üblicherweise ein hartes Material, was durch eine Vickers-Härte (Hv) von etwa 1000 gezeigt wird. Wenn dieses Zirconiumdioxidkeramikmaterial in Wasser hoher Temperatur wärmebehandelt wird, tritt in dem Zirconiumdioxidkeramikmaterial aufgrund der durch den Wasserdampf auf dieses ausgeübten hohen Temperatur eine belastungsinduzierte martensitische Umwandlung auf, so dass sich dessen Kristallstruktur zu einer monoklinen Kristallstruktur ändert. Dieses monokline Zirconiumdioxidkeramikmaterial ist weich, was durch eine Vickers-Härte (Hv) von etwa 800 oder weniger gezeigt wird, und es weist gute Spanbarkeit auf. Wenn daher dieses monokline Zirconiumdioxidkeramikmaterial auf die Verstärkungsränder einer Gasturbine, die in einer Hochtemperaturumgebung verwendet wird, appliziert wird, ist es zum Zeitpunkt einer ersten Operation (d.h. eines Testlaufs), die zur Einstellung des Spitzenzwischenraums zwischen den Schaufeln und den Verstärkungsrändern durchgeführt wird, weich und es zeigt eine hervorragende Spanbarkeit. Darüber hinaus wird, wenn das Zirconiumdioxidkeramikmaterial eine Wärmegeschichte durch Einwirken hoher Temperaturen (beispielsweise 1000°C oder darüber) infolge von Gasturbinenbetrieb während der ersten Operation durchläuft, dessen Kristallstruktur in eine kubische oder tetragonale Kristallstruktur umgewandelt. Folglich nimmt es an Härte zu und es kann Ab riebbeständigkeit während zweiter und weiterer Operationen beibehalten.
Ferner wird, wenn die abschleifbare Beschichtung der vorliegenden Erfindung auf einen Gasturbinenmotor zur Verwendung in Hubschraubern, Flugzeugen und dgl. appliziert wird, die Kristallstruktur der abschleifbaren Beschichtung aufgrund der Wärmeumgebung infolge eines Testlaufs der Gasturbine in eine kubische oder tetragonale Kristallstruktur umgewandelt und sie zeigt daher eine Zunahme der Härte. Folglich kann, auch wenn Sand, Staub und dgl. in den im vorhergehenden genannten Gasturbinenmotor während zweiter und weiterer normaler Operationen gezogen werden, die abschleifbare Beschichtung Abriebbeständigkeit beibehalten und daher verhindern, dass die Schaufeln und der Verstärkungsrand abgetragen werden.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Bildung einer abschleifbaren Beschichtung, wobei das im vorhergehenden genannte, partiell stabilisierte Zirconiumdioxidkeramikmaterial mindestens ein Stabilisierungsmittel enthält, das aus der Gruppe von Y₂O₃, CaO, MgO und CeO₂ ausgewählt ist.
Dieses Zirconiumdioxidkeramikmaterial muss ein partiell stabilisiertes Zirconiumdioxidkeramikmaterial, wie ZrO₂ + 0,3-20 Gew.-% Y₂O₃ sein.
Eine noch weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Bildung einer abschleifbaren Beschichtung, wobei das im vorhergehenden genannte Stabilisierungsmittel Y₂O₃ ist und das im vorhergehenden genannte, partiell stabilisierte Zirconiumdioxidkeramikmaterial 100 Gewichtsteile ZrO₂ und 0,3 bis 20 Gewichtsteile Y₂O₃ umfasst.
Wenn weniger als 0,3 Gewichtsteile Y₂O₃ zu 100 Gewichtsteilen ZrO₂ gegeben werden, ist es schwierig, ein partiell stabilisiertes Zirconiumdioxidkeramikmaterial zu bilden. In diesem Fall wird, wenn die Zirconiumdioxidkeramikschicht eine Wärmegeschichte aufgrund von Gasturbinenbetrieb oder dgl. durchläuft, deren Kristallstruktur von einer monoklinen Kristallstruktur in eine kubische oder tetragonale Kristallstruktur umgewandelt. Wenn sie jedoch danach gekühlt wird, kehrt sie in die ursprüngliche weiche monokline Kristallstruktur zurück und weist daher schlechte Abriebbeständigkeit auf.
Andererseits wird, wenn mehr als 20 Gewichtsteile Y₂O₃ zu ZrO₂ gegeben werden, das Zirconiumdioxidkeramikmaterial vollständig stabilisiert und es erfolgt keine Durchführung einer belastungsinduzierten martensitischen Umwandlung. Folglich wird die Kristallstruktur der Zirconiumdioxidkeramikschicht nicht ausreichend von einer monoklinen Kristallstruktur in eine kubische oder tetragonale Kristallstruktur umgewandelt.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Bildung einer abschleifbaren Beschichtung, wobei das im vorhergehenden genannte Kugelstrahlen durch Verwendung eines Strahlmaterials, das eine höhere Härte als Zirconiumdioxid aufweist, durchgeführt wird.
Eine noch weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Bildung einer abschleifbaren Beschichtung, wobei das im vorhergehenden genannte Strahlmaterial Siliciumcarbid oder Wolframcarbid umfasst.
Wenn die abschleifbare Beschichtung der vorliegendem Erfin dung auf die Verstärkungsränder einer Gasturbine, die in einer Hochtemperaturumgebung verwendet wird, appliziert wird, ist sie weich und sie zeigt hervorragende Spanbarkeit zum Zeitpunkt der ersten Operation der Gasturbine, die zur Einstellung des Spitzenzwischenraums durchgeführt wird. Folglich wird, auch wenn die Spitzen von Schaufeln mit den Verstärkungsrändern in Kontakt kommen, die abschleifbare Beschichtung abgespant, ohne eine Schädigung oder einen anderen Defekt der rotierenden Schaufeln zu verursachen. Daher kann eine Verbesserung der Leistung der Gasturbine durch Verringern des Spitzenzwischenraums erreicht werden. Darüber hinaus wird, sobald die Verstärkungsränder eine Wärmegeschichte durch Einwirken hoher Temperaturen durchlaufen, die abschleifbare Beschichtung in deren ursprüngliche kubische oder tetragonale Kristallstruktur umgewandelt. Folglich zeigt sie eine Verbesserung der Abriebbeständigkeit und sie kann daher die Haltbarkeit der Gasturbine verstärken.
Ferner nimmt die abschleifbare Beschichtung der vorliegenden Erfindung, wenn sie auf einen Gasturbinenmotor zur Verwendung in Hubschraubern, Flugzeugen und dgl. appliziert wurde, nach Durchlaufen einer Wärmegeschichte durch Einwirken von hohen Temperaturen an Härte zu und sie kann Abriebbeständigkeit beibehalten. Folglich werden, auch wenn Sand, Staub und dgl. in den Gasturbinenmotor gezogen werden, die Schaufeln und die Verstärkungsränder nicht abgetragen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Fließdiagramm, das ein Verfahren zur Bildung einer abschleifbaren Beschichtung gemäß einer ersten Ausführungsform erläutert; und
2 ist eine schematische Darstellung, die die Konstruk tion einer Gasturbine zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Verfahren zur Bildung einer abschleifbaren Beschichtung gemäß zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Fließdiagramm, das ein Verfahren zur Bildung einer abschleifbaren Beschichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. Dieses Verfahren umfasst die Stufe der Durchführung eines Kugelstrahlens der Zirconiumdioxidkeramikschicht und dadurch Bewirkens des Durchlaufens einer belastungsinduzierten martensitischen Umwandlung und des Bildens einer abschleifbaren Beschichtung mit hervorragender Spanbarkeit.
Zuallererst wird eine Unterschicht auf ein Verstärkungsrandmaterial, das beispielsweise Inconel 713C umfasst, appliziert. Diese Unterschicht wird bereitgestellt, um die unterschiedliche Wärmeausdehnung zwischen dem Verstärkungsrandmaterial und einer Zirconiumdioxidkeramikschicht, die später beschrieben wird, auszugleichen, und sie wird durch Plasmaspritzen von üblicherweise verwendetem MCrAlY (beispielsweise CoNiCrAlY) bis zu einer Dicke von 100 bis 250 μm gebildet.
Dieses Plasmaspritzen wird in Luft durchgeführt und vorzugsweise werden ein elektrischer Strom von etwa 500 bis 600 A und ein Arbeitsgas, das ein aus Argongas und Wasserstoffgas bestehendes Gasgemisch umfasst, verwendet. Das Mischungsverhältnis von Argongas und Wasserstoffgas in dem Gasgemisch beträgt vorzugsweise etwa 5:1 und die Gesamtdurchflussrate des Gasgemischs liegt vorzugsweise im Bereich von 40 bis 50 l pro min. Der Abstand zwischen dem Plasmasprühstrahl und dem Verstärkungsrandmaterial liegt vorzugsweise im Bereich von 100 bis 150 mm und die Pulverzufuhrrate liegt vorzugsweise im Bereich von 30 bis 40 g pro min. Das Plasmaspritzen wird durch Vor- und Rückwärtsbewegen des Sprühstrahls über das Verstärkungsrandmaterial durchgeführt.
Dann wird ZrO₂ + 0,3-20 Gew.-% Y₂O₃ des weiteren bis zu einer Dicke von 0,3 bis 2,2 mm über die Unterschicht plasmagespritzt, wodurch eine Zirconiumdioxidkeramikschicht gebildet wird. Dieses Plasmaspritzen wird in Luft durchgeführt und vorzugsweise werden ein elektrischer Strom von etwa 500 bis 600 A und ein Arbeitsgas, das ein aus Argongas und Wasserstoffgas bestehendes Gasgemisch umfasst, verwendet. Das Mischungsverhältnis von Argongas und Wasserstoffgas beträgt vorzugsweise etwa 5:1 und die Gesamtdurchflussrate desselben liegt vorzugsweise im Bereich von 40 bis 50 1 pro min. Der Abstand zwischen dem Plasmasprühstrahl und der Unterschicht liegt vorzugsweise im Bereich von 100 bis 150 mm und die Pulverzufuhrrate liegt vorzugsweise im Bereich von 30 bis 40 g pro min. Das Plasmaspritzen wird durch Vor- und Rückwärtsbewegen des Sprühstrahls über das Verstärkungsrandmaterial, das die im vorhergehenden genannte Unterschicht auf dieses aufgespritzt aufweist, bis es mit einer Dicke von 0,3 bis 2,2 mm beschichtet ist, durchgeführt.
Danach wird das Verstärkungsrandmaterial, auf dem die Unterschicht und die Zirconiumdioxidkeramikschicht gebildet wurden, einem Kugelstrahlen mittels eines luftbetriebenen Teilchenbeschleunigers oder dergleichen unterzogen. Dies bewirkt, dass die Zirconiumdioxidkeramikschicht eine belas tungsinduzierte martensitische Umwandlung durchläuft, und es kann dadurch diese in eine monokline Kristallstruktur umwandeln. Bei dem Kugelstrahlen werden vorzugsweise Strahlteilchen, die einen mittleren Durchmesser von 0,1 bis 0,6 mm aufweisen und aus Siliciumcarbid, das härter als Zirconiumdioxid ist, gebildet sind, verwendet. Der Arbeitsdruck liegt vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 0,7 MPa und die Strahlteilchenzufuhrrate liegt vorzugsweise im Bereich von 5 bis 30 kg pro min. Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn der Strahlwinkel 90° beträgt, die Strahlzeit im Bereich von 1 bis 30 min liegt und der Abstand zwischen der Kugelstrahldüse und dem Kugelstrahlen unterzogenen Verstärkungsrand im Bereich von 10 bis 30 cm liegt.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter erläutert.
Beispiel 1
Wie in 1 erläutert ist, wurde Inconel 713C als das Verstärkungsrandmaterial verwendet. Zuallererst wurde, um die unterschiedliche Wärmeausdehnung zwischen dem Verstärkungsrandmaterial und einer Zirconiumdioxidkeramikschicht, die später beschrieben wird, auszugleichen, eine Unterschicht auf das Verstärkungsrandmaterial durch Plasmaspritzen von CoNiCrAlY in Luft bis zu einer Dicke von 100 bis 250 μm appliziert. Dieses Plasmaspritzen wurde durch Verwendung eines elektrischen Stroms von etwa 500 bis 600 A und eines Arbeitsgases, das ein aus Argongas und Wasserstoffgas bestehendes Gasgemisch umfasste, durchgeführt. Das Mischungsverhältnis von Argongas und Wasserstoffgas betrug etwa 5:1 und die Gesamtdurchflussrate derselben lag im Bereich von 40 bis 50 l pro min. Der Abstand zwischen dem Plasmasprühstrahl und dem Verstärkungsrandmaterial lag im Bereich von 100 bis 150 mm und die Pulverzufuhrrate lag im Bereich von 30 bis 40 g pro min. Das Plasmaspritzen wurde durch Vor- und Rückwärtsbewegen des Sprühstrahls über das Verstärkungsrandmaterial, bis dieses mit einer Dicke von 100 bis 250 μm beschichtet war, durchgeführt.
Danach wurden ZrO₂ + 8 Gew.-% Y₂O₃ des weiteren in Luft über die Unterschicht plasmagespritzt, um eine Zirconiumdioxidkeramikschicht mit einer Dicke von 0,3 bis 2,2 mm zu bilden. Dieses Plasmaspritzen wurde durch Verwendung eines elektrischen Stroms von etwa 500 bis 600 A und eines Arbeitsgases, das ein aus Argongas und Wasserstoffgas bestehendes Gasgemisch umfasste, durchgeführt. Das Mischungsverhältnis von Argongas und Wasserstoffgas betrug etwa 5:1 und die Gesamtdurchflussrate derselben lag im Bereich von 40 bis 50 l pro min. Der Abstand zwischen dem Plasmasprühstrahl und dem Verstärkungsrandmaterial lag im Bereich von 100 bis 150 mm und die Pulverzufuhrrate lag im Bereich von 30 bis 40 g pro min. Das Plasmaspritzen wurde durch Vor- und Rückwärtsbewegen des Sprühstrahls über die Unterschicht, bis diese mit einer Dicke von 0,3 bis 2,2 mm beschichtet war, durchgeführt.
Nach diesen Sprühstufen wurde die Zirconiumdioxidkeramikschicht, um eine belastungsinduzierte martensitische Umwandlung zu bewirken, einem Kugelstrahlen mittels eines luftbetriebenen Teilchenbeschleunigers unterzogen. Bei diesem Kugelstrahlen wurden Strahlteilchen, die einen mittleren Durchmesser von 0,1 bis 0,6 mm aufwiesen und aus Siliciumcarbid, das härter als Zirconiumdioxid war, gebildet waren, verwendet. Der Arbeitsdruck lag im Bereich von 0,3 bis 0,7 MPa, die Strahlteilchenzufuhrrate lag im Bereich von 5 bis 30 kg pro min und der Strahlwinkel betrug 90°. Die Strahlzeit lag im Bereich von 1 bis 30 min und der Ab stand zwischen der Kugelstrahldüse und dem Verstärkungsrand lag im Bereich von 10 bis 30 cm.
Die Tabelle 1 zeigt die Vickers-Härten der in diesem Beispiel 1 behandelten abschleifbaren Beschichtung in mehreren Stadien der Behandlung. Zum Zwecke des Vergleichs sind Daten in Bezug auf Beschichtungen, die auf die gleiche Weise durch Verwendung von ZrO₂ und ZrO₂ + 30 Gew.-% Y₂O₃ gebildet wurden, die außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung sind, ebenfalls angegeben.

Die Vickers-Härte wurde durch Zwingen eines Diamanteindruckkörpers in die Oberfläche mit einer darauf ausgebildeten Zirconiumdioxidbeschichtung gemäß JIS Z 244 "Vickers Hardness Test – Testing Method" ermittelt. Darüber hinaus wurde, um die thermische Wirkung infolge des Betriebs zu untersuchen, eine Gasturbine zusammengebaut und 10 h unter festgelegten Bedingungen betrieben. Tabelle 1

			Einheit: Hv
	Beispiel	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2
Beschichtungszusammensetzung	ZrO₂ + 8 Gew.-% Y₂O₃	ZrO₂	ZrO₂ + 30 Gew.-% Y₂O₃
Nach Sprühen	1000	700	1000
Nach Kugelstrahlen	800	700	1000
Nach festgelegtem Verbrennungstest von Gasturbine	1000	700	1000

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, kann die vorliegende Erfindung eine belastungsinduzierte martensitische Umwandlung in einer Beschichtung, die ein Zirconiumdioxidkeramikmaterial umfasst, durch Durchführen von Kugelstrahlen an derselben bewirken und daher deren Härte verringern.

Claims

Verfahren zur Bildung einer abschleifbaren Beschichtung, das die Stufen der Beschichtung eines Verstärkungsrandmaterials mit einem partiell stabilisierten Zirconiumdioxidkeramikmaterial unter Bildung einer Zirconiumdioxidkeramikschicht, die eine kubische oder tetragonale Kristallstruktur aufweist, auf der Oberfläche des Verstärkungsrandmaterials und des Durchführens eines Kugelstrahlens an der Zirconiumdioxidkeramikschicht und dadurch der Umwandlung der Kristallstruktur der Zirconiumdioxidkeramikschicht in eine monokline Kristallstruktur umfasst.
Verfahren zur Bildung einer abschleifbaren Beschichtung gemäß Anspruch 1, wobei das partiell stabilisierte Zirconiumdioxidkeramikmaterial mindestens ein Stabilisierungsmittel enthält, das aus der Gruppe von Y₂O₃, CaO, MgO und CeO₂ ausgewählt ist.
Verfahren zur Bildung einer abschleifbaren Beschichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Stabilisierungsmittel Y₂O₃ ist und das partiell stabilisierte Zirconiumdioxidkeramikmaterial 100 Gewichtsteile ZrO₂ und 0,3 bis 20 Gewichtsteile Y₂O₃ umfasst.
Verfahren zur Bildung einer abschleifbaren Beschichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Kugelstrahlen unter Verwendung eines Strahlmaterials, das eine höhere Härte als Zirconiumdioxid aufweist, durchgeführt wird.
Verfahren zur Bildung einer abschleifbaren Beschich tung gemäß Anspruch 4, wobei das Strahlmaterial Siliciumcarbid oder Wolframcarbid umfasst.