DE852788C

DE852788C - Verfahren zur Herstellung eines waermeisolierenden UEberzuges

Info

Publication number: DE852788C
Application number: DED5405D
Authority: DE
Inventors: Fritz A F Dr-Ing Habil Schmidt
Original assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Current assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Priority date: 1943-06-04
Filing date: 1943-06-04
Publication date: 1952-10-20

Description

Zur -Herabsetzung. der insbesonder-. bei Gas- oder Abgastürbinen auftretenden höhen Baubeiltemperatureti, z. B. in den Auspuffleitungen, Düsenkästen oder insbesondere an der Auß--noberfläche der Schaufeln hat man bereits vorgeschlagen, isolierende Auflagen aus Quarz oder Emaille od. d,1. aufzubringen, um in dieser Schicht eine Absienkun des, Temperaturniveaus zu erzielen, wodurch dem tragenden metallischen Teil der Schaufel durch Herabsetzung der Temperaturen des metallischen Werkstoffes eine höhere Dauerstandfestigkeit verliehen wurde. Die besonderen Schwierigkeiten, die sich einer erfolgreichen Verwirklichung dieses Gedankens in den Weg stellten, lagen vor allen Dingen darin, daß ein genügend festes Anhaften des Schutzüberzuges der Schaufel bei den wechselnden Temperaturen und der gleichzeitig. sehr hohen mechanischen Beanspruchung der Schicht durch die Fliehkraftwirkung nicht zu erzelen war. Darüber hinaus verursachten die verschieden starken Wärmedehnungen des Metalls und des Schutzüberzuges vor .allen Dingen an der Eintritts- und Austrittskante der Schaufel wie überhaupt an allen Stellen mit kleinem Krümmungsradius derart hohe Spannungen, daß meist nach bereits ganz kurzer Betriebszeit der Schutzüberzug stellenweise absprang und damit zu örtlicher Überhitzung des metallischen Werkstoffes führte.
Gemäß der vorliegenden Erfindung lassen sich die genannten Nachteile dadurch vermeiden, daß die isolierende Schicht aus mehreren Lagen blesteht, und zwar besteht erfindungsgemäß die der metallischen Schaufeloberfläche am nächsten liegende Schicht des wärmeisolierenden Stoffes aus einer Mischung mit einem Metall oder einem sonstigen Körper, der sich gut mit einer Metalloberfläche verbinden läßt, während die weiter entfernten Schichten in stetigem Übergang oder stufenweise weniger von dem bindenden Stoff und mehr von dem isolierenden Stoff enthalten. Weitere Merkmale der Erfindung enthält die Beschreibung.
In der Abb. 1 ist beispielsweisse der Querschnitt durch die isolierenden Schichten J1, J2 und J3 und durch den metallischen Teil M einer Schaufel mit drei isolierenden Schichten wiedergegeben. Die mit J1 bezeichnete Schicht, die am nächsten an der metallischen Oberfläche liegt, hat hier eine vermittelnde Rolle zu spielen, und zwar soll sie aus einem Stoff bestehen, der sich gut mit der Metallfläche verbinden läßt. Die wärmeisolierenden Eigenschaften dieser Schicht sind dabei weniger von Bedeutung. Diese kommen vielmehr in unvermindertem Maße den Schichten l2 und J3 zu. Die Schicht J2 kann in vielen Fällen auch weggelassen werden, wenn der zwischen f1 und J3 auftretende Temperatursprung von den Überzügen verarbeitet werden kann. An Stelle des schichtweisen Überganges ist es auch möglich, einen stetigen Übergang vorzusehen, wobei die aus einer Mischung eines wärmeisolierenden Stoffes und eines Metalls bestehende Isolierschicht an der Innenseite (zwischen !l und M) mehr von dem metallischen Bestandteil der Schicht und an ,der Außenoberfläche mehr von -dem isolierenden Stoff enthält. In Abb.2 ist der Temperaturverlauf in den Schutzüberzügen für das in Abb. i gezeigte Beispiel schematisch angedeutet.
Als bindende Zwischenschicht zwischen dem metallischen Teil der Schaufel und der isolierenden Außenschicht kommt vor allem eine Mischung aus feinkörnigen keramischen Körpern und Metallen, das geschmolzen und weich aufgespritzt wird, in Betracht. Um die wärmeisolierende Schicht, z. B. eine keramische Schicht, gut mit der Metallfläche zu verbinden, ist es vorteilhaft, wenn die unterste Schicht aus einem grobkörnigen keramischen Körper besteht, der mit Metall auf die zu isolierende Oberfläche aufgebracht, z. B. aufgespritzt wird, während die äußren Schichten vorzugsweise keramische, also gut isolierende Bestandteile enthalten.
Mehrschichtige isolierende Oberzüge deren insbesondere dem Schutze von Gas- bzw. Abgasturbinenbauteilen. Besoncers große Vorteile b:etct ein derartiger isolierender Überzug außerdem hei der Innenisolation von Auspuffleitungen, Turbinengehäusen usw., da an diesen Teilen keine wesentlichen mechanischen Beanspruchungen auftreten. Die Erfindung kann jedoch vielfach auch vorteilhaft auf andere thermisch hoch beanspruchte Bauteile angewendet werden, z. B. auch auf Metallgegenstände,, die normalerweise mit Emaille überzogen werden. Die oberste Schicht des erfindungsgemäß isolierenden Cberzuges kann dann aus Emaille hergestellt werden.

Claims

1'ATENTANSPRCCHE: i. Verfahren zur Herstellung eines wärmeisolierenden Überzuges auf hohen Temperaturen ausgesetzten Metallflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die der Grundfläche am nächsten liegende Schicht des wärmeisolierenden überzuges als Mischung eines isolierenden Stoffes mit einem Metall oder sonstigem Körper, der sich gut mit der Metallfläche verbinden läßt, aufgebracht wird, und dann weitere Schichten folgen, die im stetigen Übergang oder stufenweise weniger von dem bindenden Stoff und mehr von dem isolierenden Stoff enthalten.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die unterste Schicht des isolierenden Überzuges aus einer Mischung von nicht schmelzenden keramischen Körpern und einem Metall besteht, das geschmolzen oder weich aufbring- oder aufspritzbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die unterste Schicht aus einem grobkörnigen keramischen Körper besteht, der mit Metall .auf die zu isolierende Oberfläche aufgespritzt wird, während die oberen Schichten vorzugsweise aus keramischen Körpern bestehen. ¢. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste Schicht aus Emaille besteht.