DE69701442T2 - Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung mit grosser Wirksamkeit gegen Hochtemperatur-Verschleiss von Superlegierungen, Schutzbeschichtung und damit beschichtete Teile - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung mit grosser Wirksamkeit gegen Hochtemperatur-Verschleiss von Superlegierungen, Schutzbeschichtung und damit beschichtete Teile

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DE69701442T2
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Description

  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schutzbeschichtungen gegen Oxidation bei hoher Temperatur und gegen Hitzekorrosion an Bauteilen aus Superlegierungen, sowie eine Schutzbeschichtung, die mit einem derartigen Verfahren hergestellt wird, und Bauteile aus Superlegierungen, die durch diese Beschichtung geschützt sind.
  • Seit mehr als dreißig Jahren sehen sich die Hersteller von auf dem Boden wie auch für die Luftfahrt eingesetzten Turbinenmotoren mit der Anforderung konfrontiert, die Leistung dieser Turbinenmaschinen zu steigern und füren spezifischen Brennstoffverbrauch sowie den Ausstoß von Schadstoffen des Typs Cox, Sox, Nox und unverbrannten Rückständen zu senken. Ein Weg, diesen Anforderungen nachzukommen, besteht darin, sich der Verbrennungsstöchiometrie des Brennstoffs anzunähern- und daher die Temperatur der aus der Brennkammer austretenden und auf die ersten Turbinenstufen treffenden Gase anzuheben. Die Werkstoffe der Turbine müssen daher diese erhöhten Temperaturen der Verbrennungsgase aushalten. Eine Lösung besteht darin, die Feuerbeständigkeit der verwendeten Werkstoffe weiterzuentwickeln, um die Höchstgrenze der Betriebstemperatur und die Fließfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit zu erhöhen. Diese Lösung wurde seit der Entwicklung der Superlegierungen auf Nickel- und/oder Kobaltbasis weitgehend verwendet. Dabei wurde ein beträchtlicher technischer Fortschritt möglich, indem man von den gleichachsigen Superlegierungen zu den einkristalligen Superlegierungen überging (Gewinn von 80 bis 100ºC beim Fließverhalten).
  • Eine weitere wichtige Entwicklung in der Turbinentechnik ist mit den neuen Verkaufs- und Garantiepraktiken auf diesem Gebiet verbunden. Meistens erhält der Kunde eine Garantie für die Lebensdauer von Turbinen auf dem Boden und in der Luftfahrt. Ein Hersteller von Turbinenmotoren hat daher ein großes wirtschaftliches Interesse daran, die Lebensdauer der Bauteile, insbesondere der Bauteile für die Hochtemperaturbereiche, beträchtlich zu steigern.
  • Bei einer solchen technischen Weiterentwicklung stellt sich das Problem der Verbesserung des Schutzes der Bauteile des Hochtemperaturbereichs gegen Oxidation bei hohen Temperaturen (T > ca. 950ºC) und gegen Hitzekorrosion (bei Zwischentemperaturen, wobei SO&sub2;/SO&sub3; sowie Ablagerungen von sulfatartigen und/oder vanadatartigen geschmolzenen Salzen vorhanden sind).
  • Bei den Schutzbeschichtungen für Superlegierungen gegen Hochtemperatur-Oxidation und gegen Hitzekorrosion unterscheidet man gewöhnlich zwei Hauptgruppen.
  • Diese beiden Hauptgruppen sind die Beschichtungen aus einfachen Aluminiumverbindungen und seinen Derivaten und die Beschichtungen aus Aluminiumlegierungen.
  • Die Beschichtungen, die zu der Hauptgruppe der einfachen Aluminiumverbindungen und seinen Derivaten gehören, bestehen im wesentlichen aus einer Nickelaluminiumlegierung NiAl mit einem Atomanteil an Aluminium von 40 bis 55%. Diese Art von Legierung bildet durch Hochtemperatur-Oxidation eine Schutzschicht aus Aluminiumoxid, die die Reaktion der Beschichtung mit der Umgebung (Sauerstoff geschmolzene Salze, SO&sub2;/SO&sub3;) einschränkt. Derartige Beschichtungen können in thermochemischen Verfahren durch Einsatzhärten oder in der Dampfphase aufgebracht werden. Sie können auch durch Aufbringen von Aluminiumfarbe und eine nachfolgendes zweckmäßiges Ausglühen hergestellt werden. Der Hauptvorteil dieser Beschichtungen liegt in der Einfachheit ihrer Herstellung, in den geringen Produktionskosten, in der Möglichkeit, kompliziert geformte Teile gleichmäßig zu beschichten.
  • Die Leistungen dieser Art Beschichtung sind jedoch begrenzt. Im Hochtemperaturbereich wird das gebildete Aluminiumoxid belastet und verliert seine Haftung; es löst sich bei den Wärmezyklen leicht und bewirkt dadurch im Außenbereich der Beschichtung einen Verlust und eine Abreicherung an Aluminium. Durch diesen Verlust wird die Lebensdauer der Beschichtung stark eingeschränkt, da diese sich als viel weniger schützend erweist, sobald das Aluminium abgebaut ist. Im Bereich der Hitzekorrosion kann die hergestellte Schicht reinen Aluminiumoxids durch Wechselwirkung mit den Milieus aus geschmolzenen Salzen des Typs Sulfate und/oder Sulfat-/Vanadatgemische aufgelöst werden.
  • Eine gute Methode, die Lebensdauer dieser Beschichtungen deutlich zu erhöhen, besteht darin, die einfache Aluminiumverbindung NiAl mit verschiedenen Elementen wie Chrom und/oder bestimmten Edelmetallen der Platin(gruppen)erze zu modifizieren. Der Vorgang besteht dann darin, auf dem Bauteil aus Superlegierung eine Vorgalvanisierung mit dem oder den Modifizie rungsmetallen auszuführen, gefolgt von einer Aluminierung. In bestimmten Fällen wird zwischen dem sogenannten Schritt des Vorgalvanisierens mit dem Modifizierungsmetall und der eigentlichen Aluminierung eine spezielle Wärmebehandhmg durchgeführt.
  • Die Verwendung von Chrom als Modifizierungsmetall ist beispielsweise in dem von der SNECMA angemeldeten französischen Patent Nr. 2 559 508 beschrieben. In diesem Patent kann das Chrom durch ein thermochemisches Verfahren aufgebracht werden. Die Funktion des Chrom besteht dann im wesentlichen darin, die Acidität oder die Basizität der geschmolzenen Salze unter sogenannten Hitzekorrosionsbedingungen zu beschränken, indem Kationen aufgelöst werden, die in dem geschmolzenen Salz eine acido-basische Pufferfunktion ausüben.
  • Die Verwendung von Platin als Modifizierungsmetall ist insbesondere in dem Patent FR 2 018 097 beschrieben. In diesem Fall kann das Platin mit einem elektrolytischen Verfahren auf dem Bauteil aus Superlegierung aufgebracht werden. Dieses Edelmetall ist im Mischkristall mit einem großen Anteil in der NiAl-β-Phase der Nickel-Aluminiumverbindung vorhanden. Es verleiht der Aluminiumoxid-Schutzschicht sowohl eine bessere Haftung (zyklische Oxidation) als auch gute Haltbarkeit gegenüber Außeneinflüssen im Falle von geschmolzenen Salzen (Hitzekorrosion).
  • Eine interessante Alternative zu Verwendung von Platin als Modifizierungsmetall für Beschichtungen aus einfachen Aluminiumverbindungen besteht darin, es durch Palladium zu ersetzen. Die solcherart hergestellten Beschichtungen haben, wie das französische Patent Nr. 2 638 174 lehrt, die gleiche Oxidations- und Hitzekoircsionsfestigkeit wie die mit Platin modifizierten Aluminiumverbindungen und sind dabei bedeutend kostengünstiger.
  • Im Unterschied zu den Beschichtungen aus einfachen Aluminiumverbindungen und ihren Derivaten werden die Beschichtungen aus Legierungen nicht mit Verfahren hergestellt, bei denen während der Fabrikation zwischen dem Substrat aus Superlegierung und der Beschichtung eine Thermodiffusion bei Hochtemperaturen stattfindet. Bei diesen Beschichtungen hingegen wird auf dem Substrat eine Legierung aufgebracht, die bereits in einer Zusammensetzung hergestellt wurde, die die gewünschte Funktionalität hat, beispielsweise Oxidations- und Hitzekorrosionsfestigkeit.
  • Die Legierungsbeschichtungen, die am häufigsten für den Schutz von Substraten aus Superlegierungen vor hohen Temperaturen verwendet werden, sind die Beschichtungen des Typs MCrAlY. Bei diesen Beschichtungen stellt das Symbol M die Basis der Legierung dar, die aus Kobalt, Nickel, Eisen oder einer Verbindung dieser drei Metalle bestehen kann. Chrom ist mit einem Masseanteil von 10 bis 40% vorhanden und dient hauptsächlich dazu, die Hltzekorrosionsfestigkeit der Beschichtungen zu erhöhen. Aluminium ist mit einem Masseanteil von 2 bis 25% vorhanden. Seine hauptsächliche Funktion besteht in der Warmbildung einer Aluminiumoxid-Schutzschicht, die langsam anwachsen soll, chemisch so stabil wie möglich sein soll, um gegen Hitzekorrosion fest zu sein, und äußerst haftend sein soll, so daß sie den Belastungen durch die Wärmedehnung bei den Hochtemperatur-Wärmezyklen standhält. Yttrium Y ist mit einem Gehalt vorhanden, der zwischen einigen Zig ppm und einigen Prozent Masseanteil beträgt. Es hat eine doppelte Funktion:
  • Es ist derart beschaffen, daß es für den Restschwefel der Legierungen als Falle in Form von äußerst stabilen Sulfiden wirkt und dadurch verhindert, daß dieser zur Grenzfläche Beschichtung/Oxid hin warmdiffundiert, wo er sonst die Tendenz zeigt, sich abzusondern und dadurch die Haftung der Aluminiumoxid-Schutzschicht stark einzuschränken.
  • Es setzt sich in Form von Yttrium und Aluminium Mischoxiden an den Korngrenzen der gebildeten Aluminiumoxid-Schutzschicht ab. Diese Mischoxide modifizieren die Diffusionsmechanismen in dem Aluminiumoxid und führen so zur Bildung eines Aluminiumoxids, das frei von Restspannungen durch das Wachsen ist und daher viel besser an der Beschichtung haftet. Allgemein ist Yttrium bei den MCrAlY-Beschichtungen ein starker unterstützender Faktor für die Haftung zwischen Beschichtung und Oxid.
  • Bestimmte andere Elemente wie Hafnium, Zirkonium, Zerium Lanthanide und allgemein die meisten seltenen Erden können hinsichtlich der Haftung der Aluminiumoxid-Schutzschichten eine sehr ähnliche Rolle wie Yttrium spielen. Ferner ist der Beitrag des Yttrium und verwandter Elemente, die auch aktive Elemente genannt werden, für die Wirksamkeit der Schutzbeschichtungen für Superlegierungen allein auf den Bereich der Hochtemperatur-Oxidation beschränkt. Hinsichtlich der Hitzekorrosion der beschichteten Superlegierungen konnte keine Wirkung eines aktiven Elements festgestellt werden.
  • Die Legierungsbeschichtungen können durch folgende Techniken aufgebracht werden:
  • - Thermisches Plasmaspritzen in Luft, im Vakuum oder in einer kontrollierten Atmosphäre,
  • - thermisches HVOF-Spritzen ( = high velocity oxygene fuel) und andere Verfahren des thermischen Spritzens,
  • - mit der Detonationskanone,
  • - Explosionsplattieren,
  • - Bedampfung unter Elektronenbeschuß,
  • - Bedampfung durch Mehrfachbogenplasma,
  • - Techniken der Kathodenzerstäubung.
  • Allen diesen Techniken sind mehrere große Nachteile gemeinsam. Ihre Durchführung ist mit hohen Kosten verbunden, die Qualität der Überzüge ist schwer zu kontrollieren, und es ist schwer, den Überzug mit MCrAlY auf kompliziert geformten Bauteilen zu kontrollieren, da es sich um Techniken mit gerichteter Einwirkung handelt, die es nicht ermöglichen, kompliziert geformte Bauteile homogen zu beschichten.
  • Um zu der Verwendung der beiden Hauptgruppen von Beschichtungen, wie sie oben beschrieben wurden, Alternativen zu finden, wurden mehrere Lösungen entwickelt.
  • Eine erste Lösung besteht in den Beschichtungen aus aluminiertem MCrAlY.
  • Ein Aluminieren "im Kasten" oder in Dampfphase an einer MCrAlY-Beschichtung, die mit einer der oben genannten Techniken aufgebracht wurde, hat den Vorteil, daß eine mit Aluminium angereicherte äußere Zusammensetzung der Beschichtung erzielt wird, wodurch die Lebensdauer der Beschichtung insbesondere bei Hochtemperatur-Oxidation verlängert wird. Diese Lösung ist jedoch der Anwendung einer herkömmlichen MCrAlY-Beschichtung nicht sehr weit überlegen und weist die gleichen Einschränkungen hinsichtlich der Beherrschung der Homogenität an kompliziert geformten Bauteilen sowie der Herstellungskosten auf.
  • Eine zweite Lösung besteht in den elektrophoretischen MCrAlY-Beschichtungen.
  • Das Herstellungsverfahren für diese Art Beschichtung ist beispielsweise in dem von der SNECMA angemeldeten Patent FR 2 529 991 beschrieben. Das Verfahren besteht darin, auf ein Substrat aus Superlegierung auf Nickelbasis mit einer geeigneten Elektrophorese-Technik eine Beschichtung aufzubringen, die aus gepreßten MCrAlY-Legierungspulvem besteht. Da dieser poröse Überzug keinerlei mechanische Festigkeit besitzt, ist es erforderlich, die Poren durch Aluminieren in Dampfphase zu schließen. Das Aluminieren erfolgt zu dem Zweck, Restporen, die zwischen den gepreßten MCrAlY-Pulverkörnern bestehen, zu schließen und zu festigen. Die Endstruktur gleicht sehr stark der einer aluminierten herkömmlichen MCrAlY- Beschichtung.
  • Mit der Elektrophorese-Technik, die kaum Ausrichtung aufweist, können so kompliziert geformte Bauteile wie die Doppellinien der Turbinenleitschaufel gleichmäßig beschichtet werden. Diese Technik ist bei gleicher Schutzqualität viel weniger aufwendig als eine MCrAlY- Beschichtung, die als Plasma aufgetragen und dann ahuminiert wird. Die so erzielte Beschichtung bringt jedoch im Vergleich zu einer einfachen MCrAlY-Beschichtung einen begrenzten Leistungsgewinn mit sich.
  • Eine dritte Lösung besteht in der Kombination einer als Plasma aufgetragenen MCrAlY- Beschichtung mit einem Edelmetall, wie beispielsweise in dem europäischen Patent EP 0 587 341 A1 beschrieben. Die Beschichtung wird mit einem Verfahren hergestellt, das aus folgenden Schritten besteht:
  • 1. Auftragen der MCrAlY-Legierung durch thermisches Spritzen,
  • 2. thermochemisches Verchromen als Option,
  • 3. thermochemisches Aluminieren,
  • 4. elektrolytisches Überziehen mit Platin,
  • 5. thermische Diffusionsbehandlung des Platinüberzugs im äußeren Teil der aluminierten MCrAlY-Beschichtung.
  • Diese Beschichtung weist den hauptsächlichen Nachteil auf daß sie laut Konstruktion nur in ihrem äußeren Bereich Platin enthält. In der Tat wird eine herkömmliche MCrAlY-Beschichtung und eine Beschichtung aus einer mit Platin modifizierten Aluminiumverbindung übereinander angeordnet. Die positiven Auswirkungen der MCrAlY-Beschichtung und der Beschichtung aus einer mit Platin modifizierten Aluminiumverbindung existieren zwar nebeneinander, aber nicht miteinander, so daß also keine Synergie der Auswirkungen erzielt werden kann. Ferner beträgt die Gesamtdicke der Beschichtung mindestens 100 um, woraus sich Probleme mit zusätzlicher Masse ergeben können, wenn die Beschichtung an drehenden Teilen angebracht wird. Außerdem ist bei einer derartigen Beschichtung der Selbstkostenpreis sehr hoch (mindestens gleich der Summe der Kosten für eine herkömmliche MCrAlY-Beschichtung und eine Beschichtung aus einer mit Platin modifizierten Aluminiumverbindung). Und schließlich spitzt sich das Problem des Beschichtens von kompliziert geformten Bauteilen immer mehr zu.
  • Es ist Aufgabe dieser Erfindung, die Nachteile der verschiedenen bekanntem Schutzbeschichtungen zu beseitigen und ein Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung gegen Oxidation bei hohen Temperaturen und gegen Hitzekorrosion an Bauteilen aus Superlegierungen auszuführen, das es ermöglicht,
  • - eine Schutzbeschichtung zu erzielen, bei der die positiven Wirkungen des Chroms und der aktiven Elemente einerseits und des Edelmetallzusatzes in der NiAl-β-Phase andererseits synergisch kombiniert sind,
  • - über die Techniken des gerichteten Auftragens hinauszugelangen, um an kompliziert geformten Bauteilen auf einfache Art einen Überzug von homogener Dicke und Qualität herstellen zu können,
  • - die Gesamtdicke der Beschichtung ggf. unter 100 um zu halten.
  • Zu diesem Zweck besteht die Erfindung darin, auf der Oberfläche einer Superlegierung einen ersten Überzug eines Legierungspulveragglomerats, das mindestens Chrom, Aluminium und ein aktives Element enthält, aufzubringen, und die offenen Restporen des pulverigen Überzugs mit einem zweiten, elektrolytischen Platin(gruppen)erz-Edelmetall-Überzug zu schließen. Sodann wird eine zweckentsprechende Wärmebehandlung durchgeführt, durch die das Ineinander-Diffundieren des Überzugs auf Pulverbasis und des elektrolytischen Überzugs ermöglicht wird und eine Beschichtung erzielt wird, die über ihre gesamte Dicke Chrom, ein aktives Element wie Yttrium und ein Platin(gruppen)erz-Edelmetall enthält.
  • Vorteilhafterweise kann in einem abschließenden Verfahrensschritt eine thermochemische Aluminierungsbehandlung durchgeführt werden, um der Endbeschichtung eine zusätzliche Menge Aluminium zuzuführen und das Schließen der Restporen zwischen den aufgetragenen Pulverkörnern zu vollenden.
  • In einer Variante besteht die Erfindung darin, auf der Oberfläche einer Superlegierung ein Legierungspulveragglomerat aufzubringen, das mindestens Chrom, Aluminium ein aktives Ele ment und mindestens ein Platin(gruppen)erz-Edelmetall enthält, und die offenen Restporen des Pulveragglomeratüberzugs mit einer Aluminierungsbehandlung zu schließen.
  • Der Legierungspulver-Überzug kann durch eine Elektrophorese-Technik oder durch eine Anstrich-Technik mit einem durch Wärme abbaubaren oder flüchtigen Binder hergestellt werden. Das aktive Element wird aus einer Gruppe gewählt, die Yttrium, seltene Yttererden oder seltene Lanthaniderden wie z. B. Zr, Hf, La, Ce umfaßt.
  • Das Platin(gruppen)erz-Element wird aus einer Gruppe gewählt, die Platin, Palladium, Rhodium, Ruthenium, Osmium, Iridium sowie Verbindungen dieser Metalle umfaßt.
  • Gemäß dieser Erfindung ist das Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung gegen Oxidation bei hohen Temperaturen und gegen Hitzekorrosion an Bauteilen aus Superlegierungen dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht:
  • - in einem ersten Verfahrensschritt auf dem zu beschichtenden Bauteil einen ersten Überzug einer feinpulverigen Legierung, die mindestens Chrom, Aluminium und ein aktives Element enthält und eine offene Restporosität aufweist, aufzubringen,
  • - in einem zweiten Verfahrensschritt die offenen Restporen des ersten feinpulverigen Überzugs mit einem zweiten, elektrolytischen, metallischen Überzug, der mindestens ein Platin(gruppen)- erz-Metall enthält, zu schließen,
  • - in einem dritten Verfahrensschritt eine Wärmebehandlung durchzuführen, durch die das Ineinander-Diffundieren des ersten feinpulverigen Überzugs und des zweiten, elektrolytischen Überzugs gewährleistet wird.
  • Diese Erfindung betrifft ferner eine Schutzbeschichtung, die mit diesem Herstellungsverfahren erzielt wird, sowie ein Bauteil aus Superlegierung, das diese Schutzbeschichtung aufweist. Vorteilhafterweise kann diese Schutzbeschichtung als Wärmesperr-Unterschicht für ein Bauteil aus Superlegierung verwendet werden.
  • Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung gehen näher aus der folgenden Beschreibung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, wobei
  • Fig. 1 schematisch den fortschreitenden Aufbau der Beschichtung zeigt, wie sie im Laufe der einzelnen Verfahrensschritte gemäß dieser Erfindung hergestellt wird,
  • Fig. 2 eine Tabelle zeigt, in der Beispiele für die Zusammensetzung eines Legierungspulvers des Typs MCrAlY angegeben sind, das zur Herstellung der Beschichtung gemäß dieser Erfindung verwendet werden kann,
  • Fig. 3 und Fig. 4 in Form einer Tabelle bzw. mit Kurven ein Beispiel für die Verteilung der Hauptelemente der Beschichtung in der Dicke der Beschichtung (in Antomanteilen) gemäß dieser Erfindung zeigen.
  • Die Herstellung der Beschichtung gemäß dieser Erfindung umfaßt mehrere aufeinanderfolgende Verfahrensschritte, die im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben werden.
  • Die Beschichtung wird auf einem Werkstück 10 oder Bauteil aus Superlegierung auf Nickel- oder Kobaltbasis aufgebracht, das gleichachsig ist, einkristallig ist oder eine gerichtete Erstarrung aufweist, und das als Substrat dient, wie zum Beispiel - ohne daß dies als Einschränkung gilt - die Superlegierungen, die unter den Bezeichnungen IN100, DS200, DS186, MAR M 247, DS247, MAR M 509, Rene 77, Rene 125, HS31, X40, AM1, AM3 bekannt sind.
  • Der erste Verfahrensschritt. 1 zur Herstellung der Beschichtung besteht darin, auf der Oberfläche des zu beschichtenden Werkstücks 10 oder Bauteils einen ersten Legierungs-Überzug 11 aufzubringen, der durch die Agglomeration von praktisch kugelförmigen Pulverkörnern gebildet wird und eine Restporosität aufweist, die im wesentlichen aus dem zwischen den Körnern dieses Pulvers verbleibenden Zwischenraum besteht. Die verwendete pulverige Legierung ist vom Typ MCrAlY und hat folgende Zusammensetzung:
  • M ist ein Metall auf Basis von Ni und/oder Co und/oder Fe,
  • Cr: zwischen 10 und 40% Massenanteil
  • Al: zwischen 2 und 25% Massenanteil
  • Y: zwischen 0 und 2,5% Massenanteil
  • Es können vorzugsweise Pulver verwendet werden, deren Zusammensetzungen in Masseanteilen in der Tabelle von Fig. 2 angegeben sind.
  • Die Zusammensetzung dieser Pulver kann aber variiert werden, ohne dadurch den Rahmen dieser Erfindung zu verlassen, so z. B. kann das aktive Element Y ganz oder zum Teil durch ein oder mehrere andere aktive Elemente der folgenden Liste ersetzt werden: Zr, Hf, La, Ce und allgemeiner seltene Yttererden oder seltene Lanthaniderden.
  • Die Körnung des Pulvers kann zwischen 2 und 100 um, vorzugsweise zwischen 4 und 15 um liegen. Es ist besonders vorteilhaft, eine feinpulverige Körnung zu verwenden, da auf diese Weise einerseits die Rauheit der Endoberfläche der Beschichtung begrenzt und andererseits die Größe der Restporen nach dem Aufbringen des elektrophoretischen Überzugs begrenzt wird. Dadurch wird die Gefähr des Verbleibens einer Restporosität in der Beschichtung nach fürem letzten Herstellungsschritt um so mehr verringert.
  • Dieser erste Überzug kann zum Beispiel durch Einsatz einer Anstrich-Technik mit einem durch Wärme abbaubaren oder flüchtigen Binder, oder vorteilhafterweise durch Einsatz einer Elektrophorese-Technik hergestellt werden.
  • Die Elektrophorese-Technik besteht darin, ein poröses Metallpulverskelett herzustellen, indem die zu beschichtenden Bauteile in eine isolierende Lösung getaucht werden, in der die aufzutragenden Pulver in Suspension enthalten sind. Die Homogenität der Suspension wird durch Rühren gewährleistet so daß ein Absetzen der Partikel auf dem Boden des Elektrophorese- Behälters vermieden werden kann. Die zu beschichtenden Bauteile werden positioniert und als Kathode polarisiert. Die Anode besteht aus einer Elektrode der Form, daß sie gegenüber dem zu beschichtenden Bauteil und/oder um dieses herum angeordnet ist, um eine homogene Verteilung des elektrischen Feldes im Bereich des Bauteils und damit regelmäßige Überzugstärken zu erzielen. Die metallischen Partikel werden in dem elektrostatischen Feld elektrisch aufgeladen und wandern rasch zur Oberfläche des Bauteils, wo sie durch die Coulomb'sche Anziehung ein Agglomerat bilden. Die Bereiche, die nicht beschichtet werden sollen, werden durch Abdeckungsanbauten geschützt, die aus Werkstoffen bestehen, die mit dem Elektrophorese- Bad verträglich sind. Der Halt der Bauteile in dem Behälter und die elektrischen Anschlüsse für die Bauteile werden ebenfalls durch den Anbau, der die Abdeckungen enthält, gewährleistet.
  • Die zwischen Anode und Kathode angelegte Potentialdifferenz, die das Wandern der metallischen Partikel gewährleistet, liegt zwischen 200 und 500 V. Die Dauer der Auftragung liegt je nach der Körnung der aufzutragenden Pulver und je nach gewünschter Dicke des Überzugs zwischen 1 Sekunde und 1 Minute (im typischen Fall bei weniger als 10 Sekunden).
  • Die aufgebrachte Beschichtung ist nicht dicht, kann aber leicht behandelt werden, wie z. B. in Fig. 1 dargestellt ist. Die Beschichtungsdicken können in diesem Stadium zwischen 20 und 200 um, vorzugsweise zwischen 30 und 60 um betragen. Je nach der Dichte und der Körnung des verwendeten Pulvers entspricht das einer aufgebrachten Legierungsmasse von 10 bis 100 mg/cm², vorzugsweise von 20 bis 60 mg/cm.
  • Die Elektrophorese-Technik eignet sich besonders gut für den ersten erfindungsgemäßen Verfahrensschritt, da
  • - für sie eine einfache und unaufwendige Ausrüstung verwendet wird,
  • - sie einen homogenen Überzug gewährleistet, auch an kompliziert geformten Bauteilen,
  • - die kurze Auftragungsdauer bei der automatisierten Herstellung einen raschen Arbeitstakt ermöglicht, wodurch die Selbstkosten in diesem ersten Verfahrensschritt gesenkt werden,
  • - der Aufbringungsgrad (Masse des aufgebrachten Pulvers pro Masse des eingesetzten Pulvers) nahe bei 100% liegt, im Gegensatz zu den herkömmlichen Techniken der Überzugbildung auf Basis von Pulver (z. B. thermisches Spritzen), was in wirtschaftlicher Hinsicht sehr positiv ist.
  • Der zweite Verfahrensschritt 2 zur Herstellung der Beschichtung ist ein Vorgang des elektrolytischen Aufbringens einer Metallegierung, die mindestens ein Platin(gruppen)erz-Metall enthält. Vorzugsweise wird für diese Platin(gruppen)erz-Legierung reines Platin oder eine Platin- Rhodium-Legierung oder auch eine Palladium-Nickel-Legierung verwendet. Das Werkstück oder Bauteil, das zuvor dem ersten Verfahrensschritt 1 unterzogen wurde, wird nun in ein elektrolytisches Deckbad mit dem gewählten Metall oder der Legierung eingetaucht. Um das zu beschichtende Werkstück oder Bauteil wird ein Anoden- und/oder Stromabnehmersystem unter Einsatz des Fachwissens der galvanischen Oberflächenbehandlung dergestalt angeordnet, daß die Verteilung der Stromdichten an jeder Stelle des Bauteils homogen ist. Die einzusetzende Kathodenstromdichte wird in Abhängigkeit von den Betriebsparametern des verwendeten Bades gewählt. Diese Stromdichte ist ausreichend schwach, damit der elektrolytische Überzug in alle Zwischenräume gelangen kann, die zwischen den in Verfahrensschritt 1 abgesetzten Pulverkörnern geblieben sind. Die Dauer der Elektrolyse wird so eingestellt, daß die Masse an aufgebrachtem Edelmetall zwischen 5 und 70%, vorzugsweise zwischen 20 und 50% der Gesamtmasse der in den Verfahrensschritten 1 und 2 erzeugten Überzüge beträgt.
  • Am Ende des Verfahrensschritts 2 besteht die erzielte Beschichtung 12 aus dem MCrAlY- Pulver und der angrenzenden Metallegierung, die mindestens ein Platin(gruppen)erz Metall enthält.
  • Der dritte Verfahrensschritt 3 ist ein Glühen mit dem Ziel des Ineinander-Diffundierens der MCrAlY-Pulverkörner und der Metallegierung, die mindestens ein elektrisch abgelagertes Platin(gruppen)erz-Metall enthält Dieses Glühen muß unbedingt in neutraler Atmosphäre (z. B. Argon); Reduktionsatmosphäre (z. B. Wasserstoff) oder in einem Vakuum von mehr als 10&supmin;&sup4; Torr stattfinden. Die Temperatur und die Dauer des Glühvorgangs sind abhängig von:
  • - der Superlegierung des Substrats,
  • - der Zusammensetzung des MCrAlY-Pulvers,
  • - der Körnung des MCrAlY-Pulvers,
  • - der Zusammensetzung der elektrisch abgelagerten Metallegierung,
  • - von einer eventuell nachfolgenden weiteren Behandlung, die in einem unten beschriebenen Verfahrensschritt 4 festgelegt ist.
  • Die Temperatur des Glühvorgangs kann zwischen 750 und 1250ºC liegen und seine Dauer zwischen 15 Minuten und 48 Stunden (bevorzugterweise zwischen 2 und 16 Stunden) betragen. Falls keinerlei weitere Behandlung vorgesehen ist, müssen bei dem Glühvorgang die Restporen der Beschichtung vollkommen geschlossen werden und das Ineinander-Diffundieren der MCrAlY-Pulverkörner und des Überzugs mit der elektrisch abgelagerten Metallegierung muß vollständig sein. Dazu müssen die höchsten Glühtemperaturen und/oder die längsten Glühzeiten angewendet werden. Falls eine weitere Behandlung vorgesehen ist, wie sie in dem Verfahrensschritt 4 unten beschrieben ist, wird die Verdichtung der Beschichtung und das Ineinander- Diffundieren der MCrAlY-Pulverkörner und des Überzugs mit der elektrisch abgelagerten Metallegierung zum Teil durch den Verfahrensschritt 4 gewährleistet. Die Glühtemperaturen und/oder die Glühzeiten können dann geringer sein.
  • Der Verfahrensschritt 4 des erfindungsgemäßen Verfahrens ist nicht unbedingt notwendig. Er besteht in einer Aluminierung der Beschichtung nach herkömmlichen, dem Fachmann bekannten Verfahren. Dazu kann eine Aluminierung in der Dampfphase oder eine Aluminierung durch Auftragen eines aluminierenden Anstrichs erfolgen. Es können auch Aluminierungstechniken mit Kasten eingesetzt werden.
  • Dieser vierte Verfahrensschritt ermöglicht es, die Außenfläche der Beschichtung mit Aluminium anzureichern und auf diese Weise die Lebensdauer dieser Beschichtung bei Hochtemperatur-Oxidation zu verlängern. Dieser vierte Verfahrensschritt ermöglicht es auch, die Zwischenräume zu schließen, die zwischen den in dem ersten Verfahrensschritt abgesetzten Pulverkörnern geblieben sind.
  • In einer Variante des Verfahrens zur Herstellung einer Schutzbeschichtung wird, der erste Überzug, der in dem Verfahrensschritt 1 hergestellt wird, aus einem MCrAlY-Legierungspulver hergestellt, das unter anderem ein oder mehrere Platin(gruppen)erz-Metalle enthält. Das Beifügen eines oder mehrerer Platin(gruppen)erz-Metalle kann auf verschiedene Weise erfolgen. Es können auf direkte Weise Pulver hergestellt werden, deren Zusammensetzung der Formel MCrAlY + MP entsprechen, wobei MP ein Platin(gruppen)erz-Metall oder dessen Legierung ist. Dabei sind die Herstellungstechniken für diese Pulver Techniken, die dem Stand der Pulvermetallurgie entsprechen. Es handelt sich dabei - der Vollständigkeit halber - um den Guß der Legierung, gefolgt von einem Zerstäubungsvorgang mittels Bogen oder rotierender Elektrode. Es können auch herkömmliche MCrAlY-Pulver verwendet werden, die einer weiteren Oberflächenbehandlung unterzogen wurden, so daß sie an dem Außenumfang der Körner eine Legierung absetzen, die das Platin(gruppen)erz-Metall MP enthält. Diese weitere Oberflächenbehandlung kann beispielsweise eine autokatalytische oder nicht autokatalytische chemische Überzugbildung, eine elektrolytische Überzugbildung, eine organometallische PVD- oder CVD-Überzugbildung sein. Die Pulver des Typs MCrAlY + MP sind ferner durch den Gehalt an Platin(gruppen)erz-Metall MP gekennzeichnet. Im Rahmen dieser Erfindung kann das Platin(gruppen)erz-Metall MP einen Masseanteil von 2 bis 60% (vorzugsweise von 20 bis 50%) im Verhältnis zur Gesamtmasse des Pulvers darstellen.
  • Auf diesen ersten Überzug folgt unmittelbar eine Überzugbildung zur Aluminierung der Beschichtung gemäß Verfahrensschritt 4, wobei die Verfahrensschritte 2 und 3 ausgelassen werden. In diesem Fall können für die Überzugbildung zur Aluminierung nur die Techniken der Aluminierung in der Dampfphase oder durch Auftragen eines aluminierenden Anstrichs verwendet werden. Die Techniken der Aluminierung mit Kasten sind nicht möglich, da durch das Reiben der Aluminierungs-Härtepulver auf einem pulverigen Überzug, der unmittelbar aus dem Verfahrensschritt 1 hervorging und noch nicht gefestigt ist, die poröse Schicht zerstört werden kann.
  • In einem ersten Ausführungsbeispiel wird die Beschichtung an einem Werkstück in Form von Plättchen mit den Abmessungen 20 · 30 · 2 mm³ aus der Legierung DS200+Hf hergestellt. An diesem Werkstück wurde eine erste elektrophoretische Überzugbildung mit einem Pulver der Legierung CoNiCrAlY ausgeführt, deren Zusammensetzung in der Tabelle von Fig. 2 aufgeführt ist. Die Körnung des Pulvers ist auf ca. 15 um eingestellt. Die Menge des aufgetragenen Pulvers entspricht einer Masse von 15 mg/cm². An diesem Werkstück wurde sodann eine zweite, elektrolytische Überzugbildung mit der Legierung Pd - 20% Massenanteil Ni ausgeführt. Die bei diesem zweiten Überzug verwendete Stromdichte beträgt 1 A/dm² bei einer Dauer von ca. 45 Minuten Die Menge der solcherart aufgetragenen Palladiumlegierung beträgt ca. 8 mg/cm² (d. h. etwa 35% der insgesamt bei diesen beiden ersten Arbeitsgängen aufgetragenen Metallmasse). In einem dritten Verfabrensschritt wurde ein zweistündiges Diffusionsglühen in Sekundärvakuum bei 850ºC durchgeführt. Und schließlich wurde in einem vierten Verfahrensschritt eine Aluminierung in der Dampfphase unter Verwendung eines Härtepulver der Legierung Cr - 30% Massenanteil Al ausgeführt, und es wurde mit einer Dauer von 10 Stunden bei 1100ºC ein Aktivator des Typs NH&sub4;F hergestellt. Die erzielte Beschichtung ist dicht, einphasig und hat eine Gesamtdicke von ca. 80 um. Sie besteht im wesentlichen aus einer Al-β-Phase (Ni, Co), die in fester Lösung Chrom, Palladium und Yttrium enthält. In den Fig. 3 und 4 wird die Verteilung der Hauptelemente in der Dicke der Beschichtung gezeigt. Die Atomanteile wurden durch Analyse mit der elektronischen Mikrosonde bestimmt. Yttrium kann mit dieser Art von Messung nicht zuverlässig bestimmt werden und wurde daher mit dem Elektronenmikroskop mit größter Vergrößerung gemessen. Die Fig. 3 und 4 zeigen, daß die Zusammensetzung der Beschichtung in ihrer Dicke kaum variiert, und daß insbesondere das Platin(gruppen)erz-Metall in deutlicher Menge in der gesamten Dicke der Beschichtung vorhanden ist.
  • In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird vorgegangen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel außer bei dem Schritt der elektrolytische Überzugbildung, bei dem die Menge der aufgetragenen Palladiumlegierung 12 mg/cm² entspricht, indem die Dauer des elektrolytischen Überziehens proportional erhöht wird. Die Masse der Palladiumlegierung entspricht dann etwa 44 % der insgesamt bei diesen beiden Arbeitsgängen der Überzugbildung aufgetragenen Metallmasse. Die Struktur der erzielten Beschichtung ist identisch mit der des ersten Beispiels, die Palladiummenge ist jedoch größer (durchschnittlich 15% Atomanteil).

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung gegen Oxidation bei hohen Temperaturen und gegen Hitzekorrosion an Bauteilen aus Superlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht:
- in einem ersten Verfahrensschritt auf dem zu beschichtenden Bauteil einen ersten Überzug einer feinpulverigen Legierung, die mindestens Chrom, Aluminium und ein aktives Element enthält und eine offene Restporosität aufweist, aufzubringen,
- in einem zweiten Verfahrensschritt die offenen Restporen des ersten feinpulverigen Überzugs mit einem zweiten, elektrolytischen, metallischen Überzug, der mindestens ein Platin(gruppen)erz-Metall enthält, zu schließen,
- in einem dritten Verfahrensschritt eine Wärmebehandlung durchzuführen, durch die das Ineinander-Diffundieren des ersten feinpulverigen Überzugs und des zweiten, elektrolytischen Überzugs gewährleistet wird.
2. Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner einen vierten Verfahrensschritt beinhaltet, der darin besteht, ein Aluminieren des in dem dritten Verfahrensschritt erzielten Überzugs dergestalt durchzuführen, daß dieser Überzug mit Aluminium angereichert wird und das Schließen seiner Poren vollendet wird.
3. Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Platin(gruppen)erz-Metall, das im zweiten Verfahrensschritt aufgebracht wird, in einem Masseverhältnis von 5 bis 70% zur Gesamtmasse der in den beiden ersten Verfahrensschritten hergestellten Überzüge steht.
4. Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung des dritten Verfahrensschritts bei einer Temperatur von 750 bis 1250ºC und über eine Zeitdauer von 15 Minuten bis 48 Stunden durchgeführt wird.
5. Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung gegen Oxidation bei hohen Temperaturen und gegen Hitzekorrosion an Bauteilen aus Superlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht:
- in einem ersten Verfahrensschritt auf dem zu beschichtenden Bauteil einen ersten Überzug einer feinpulverigen Legierung, die mindestens Chrom, Aluminium und ein aktives Element sowie mindestens ein Platin(gruppen)erz-Metall enthält und eine offene Restporosität aufweist,
- in einem zweiten Verfahrensschritt ein Aluminieren des in dem ersten Verfahrensschritt erzielten Überzugs dergestalt durchzuführen, daß dieser Überzug mit Aluminium angereichert wird und die offenen Restporen des ersten feinpulverigen Überzugs geschlossen werden.
6. Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Platin(gruppen)erz-Metall in einem Masseverhältnis von 2 bis 60% zur Gesamtmasse des Pulvers steht.
7. Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einer feinpulverigen Legierung durch eine Elektrophorese-Technik hergestellt wird.
8. Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einer feinpulverigen Legierung durch eine Anstrich-Technik mit einem durch Wärme abbaubaren oder flüchtigen Binder hergestellt wird.
9. Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Element der feinpulverigen Legierung aus einer Gruppe gewählt wird, die Yttrium, seltene Yttererden und seltene Lanthaniderden umfaßt.
10. Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Platin(gruppen)erz-Metall aus einer Gruppe gewählt wird, die Platin, Palladium, Rhodium, Ruthenium, Osmium, Iridium sowie Verbindungen dieser Metalle umfaßt.
11. Schutzbeschichtung, die mit dem Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens die Elemente Cr, Al ein aktives Element und ein Platin(gruppen)erz-Metall enthält, wobei diese Elemente alle in der gesamten Dicke der Beschichtung zusammen vorhanden sind.
12. Schutzbeschichtung, die mit dem Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens die Elemente Cr, Al ein aktives Element und ein Platin(gruppen)erz-Metall enthält, wobei diese Elemente alle in der gesamten Dicke der Beschichtung zusammen vorhanden sind.
13. Schutzbeschichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Wärmesperr-Unterschicht für ein Bauteil aus Superlegierung verwendet wird.
14. Bauteil aus Superlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Schutzbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 1 oder 12 aufweist.
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2745590B1 (fr) * 1996-02-29 1998-05-15 Snecma Revetement de barriere thermique a sous-couche amelioree et pieces revetues par une telle barriere thermique
DE19807636C1 (de) * 1998-02-23 1999-11-18 Mtu Muenchen Gmbh Verfahren zum Herstellen einer korrosions- und oxidationsbeständigen Schlickerschicht
FR2787472B1 (fr) * 1998-12-16 2001-03-09 Onera (Off Nat Aerospatiale) Procede pour produire une poudre d'alliage metallique de type mcraly et revetements obtenus avec cette poudre
EP1065026B1 (de) * 1999-06-03 2004-04-28 ALSTOM Technology Ltd Verfahren zur Herstellung oder zur Reparatur von Kühlkanälen in einstristallinen Komponenten von Gasturbinen
SE516045C2 (sv) * 2000-03-20 2001-11-12 Westinghouse Atom Ab Komponent innefattande en zirkoniumlegering, förfarande för att tillverka nämnda komponent samt en nukleär anläggning innefattande nämnda komponent
FR2827311B1 (fr) * 2001-07-12 2003-09-19 Snecma Moteurs Procede de reparation locale de pieces revetues d'une barriere thermique
US6838190B2 (en) * 2001-12-20 2005-01-04 General Electric Company Article with intermediate layer and protective layer, and its fabrication
US7371467B2 (en) 2002-01-08 2008-05-13 Applied Materials, Inc. Process chamber component having electroplated yttrium containing coating
DE60231084D1 (de) * 2002-12-06 2009-03-19 Alstom Technology Ltd Verfahren zur selektiven Abscheidung einer MCrAlY-Beschichtung
US7297247B2 (en) * 2003-05-06 2007-11-20 Applied Materials, Inc. Electroformed sputtering target
US20050028248A1 (en) * 2003-08-08 2005-02-10 Yan Suen Ching Multi-axially stretchable fabric cap
DE10355234A1 (de) * 2003-11-26 2005-06-30 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zum Herstellen einer korrosionsbeständigen und oxidationsbeständigen Beschichtung sowie Bauteil mit einer solchen Beschichtung
US7604726B2 (en) * 2004-01-07 2009-10-20 Honeywell International Inc. Platinum aluminide coating and method thereof
US20070104886A1 (en) * 2005-11-10 2007-05-10 General Electric Company Electrostatic spray for coating aircraft engine components
KR100855531B1 (ko) * 2004-04-13 2008-09-01 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 전기 도금된 이트륨 함유 코팅을 갖는 프로세스 챔버 요소
US7645485B2 (en) * 2004-04-30 2010-01-12 Honeywell International Inc. Chromiumm diffusion coatings
FR2870858B1 (fr) * 2004-05-28 2007-04-06 Snecma Moteurs Sa Procede de fabrication ou de reparation d'un revetement sur un substrat metallique
US7229701B2 (en) * 2004-08-26 2007-06-12 Honeywell International, Inc. Chromium and active elements modified platinum aluminide coatings
NL1028629C2 (nl) * 2005-03-24 2006-10-02 Netherlands Inst For Metals Re Bekledingslaag, substraat voorzien van een bekledingslaag en werkwijze voor het aanbrengen van een corrosiewerende bekledingslaag.
US20070138019A1 (en) * 2005-12-21 2007-06-21 United Technologies Corporation Platinum modified NiCoCrAlY bondcoat for thermal barrier coating
US8920883B2 (en) 2005-12-28 2014-12-30 Ansaldo Energia S.P.A. Alloy composition for the manufacture of protective coatings, its use, process for its application and super-alloy articles coated with the same composition
US8137820B2 (en) 2006-02-24 2012-03-20 Mt Coatings, Llc Roughened coatings for gas turbine engine components
US20080080978A1 (en) * 2006-10-03 2008-04-03 Robert George Zimmerman Coated turbine engine components and methods for making the same
US7767072B2 (en) * 2006-12-15 2010-08-03 Honeywell International Inc. Method of forming yttrium-modified platinum aluminide diffusion coating
US8124246B2 (en) * 2008-11-19 2012-02-28 Honeywell International Inc. Coated components and methods of fabricating coated components and coated turbine disks
RU2542870C2 (ru) 2009-05-26 2015-02-27 Сименс Акциенгезелльшафт Слоистая система покрытия со слоем mcralx и слоем, богатым по хрому, и способ ее получения
US8500983B2 (en) * 2009-05-27 2013-08-06 Novellus Systems, Inc. Pulse sequence for plating on thin seed layers
US9385035B2 (en) 2010-05-24 2016-07-05 Novellus Systems, Inc. Current ramping and current pulsing entry of substrates for electroplating
US8367160B2 (en) 2010-11-05 2013-02-05 United Technologies Corporation Coating method for reactive metal
EP3612660B1 (de) 2017-04-21 2022-04-13 Oerlikon Surface Solutions AG, Pfäffikon Pvd-haftschicht

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1796175C2 (de) * 1968-09-14 1974-05-30 Deutsche Edelstahlwerke Gmbh, 4150 Krefeld Hochtemperaturkorrosions- und zunderbeständige Diffusionsschutzschicht auf Gegenständen aus hochwarmfesten Legierungen auf Nickel- und/oder Kobaltbasis
BE757636A (fr) * 1969-11-03 1971-04-01 Deutsche Edelstahlwerke Ag Procede de protection en surface pour objets metalliques
US3874901A (en) * 1973-04-23 1975-04-01 Gen Electric Coating system for superalloys
US4145481A (en) * 1977-08-03 1979-03-20 Howmet Turbine Components Corporation Process for producing elevated temperature corrosion resistant metal articles
US4123595A (en) * 1977-09-22 1978-10-31 General Electric Company Metallic coated article
US4123594A (en) * 1977-09-22 1978-10-31 General Electric Company Metallic coated article of improved environmental resistance
JPS5582760A (en) * 1978-12-15 1980-06-21 Hitachi Ltd Coating method for platinum group metal onto heat resistant alloy
FR2529911B1 (fr) * 1982-07-08 1986-05-30 Snecma Procede et dispositif pour la realisation de revetements protecteurs metalliques
FR2559508B1 (fr) * 1984-02-15 1992-12-24 Snecma Procede de protection des alliages resistant a chaud notamment a base de nickel
US4714624A (en) * 1986-02-21 1987-12-22 Textron/Avco Corp. High temperature oxidation/corrosion resistant coatings
FR2638174B1 (fr) * 1988-10-26 1991-01-18 Onera (Off Nat Aerospatiale) Procede de protection de surface de pieces metalliques contre la corrosion a temperature elevee, et piece traitee par ce procede
DE3918380A1 (de) * 1989-06-06 1990-12-20 Starck Hermann C Fa Hochtemperatur-verbund-werkstoff, verfahren zu seiner herstellung sowie dessen verwendung
GB9218858D0 (en) * 1992-09-05 1992-10-21 Rolls Royce Plc High temperature corrosion resistant composite coatings
GB9302978D0 (en) * 1993-02-15 1993-03-31 Secr Defence Diffusion barrier layers
US5495386A (en) * 1993-08-03 1996-02-27 Avx Corporation Electrical components, such as capacitors, and methods for their manufacture
US5427866A (en) * 1994-03-28 1995-06-27 General Electric Company Platinum, rhodium, or palladium protective coatings in thermal barrier coating systems
GB9426257D0 (en) * 1994-12-24 1995-03-01 Rolls Royce Plc Thermal barrier coating for a superalloy article and method of application

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US6183888B1 (en) 2001-02-06
FR2757181B1 (fr) 1999-02-12
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CA2228768C (fr) 2005-02-15

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