EP0161387A2 - Verfahren zum chemischen Abtragen von Aluminiumdiffusionsschichten und Verwendung - Google Patents

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EP0161387A2
EP0161387A2 EP85100926A EP85100926A EP0161387A2 EP 0161387 A2 EP0161387 A2 EP 0161387A2 EP 85100926 A EP85100926 A EP 85100926A EP 85100926 A EP85100926 A EP 85100926A EP 0161387 A2 EP0161387 A2 EP 0161387A2
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EP
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diffusion layers
aluminum diffusion
chemical removal
sodium
aqueous solution
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Withdrawn
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EP85100926A
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Inventor
Manfred Hirschmeier
Josef Kreitl
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MTU Aero Engines GmbH
Original Assignee
MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/44—Compositions for etching metallic material from a metallic material substrate of different composition

Definitions

  • the invention relates to a method for the ' chemical removal of aluminum diffusion layers on workpieces, in particular those which have already been shaped, such as blades of turbomachines.
  • the agents used for the treatment consist of nitric acid 370-470 g / 1 and phosphoric acid 620-720 g / l.
  • the object of the invention is to provide a method for removing aluminum diffusion layers which is simple and economical to use and in which the risk that the base material is attacked or damaged is eliminated or substantially reduced.
  • the main advantage of the invention can be seen in the fact that after a single treatment, a conventional aluminum diffusion layer could be completely removed from a workpiece. The time was just under an hour and the process could be carried out at 45 ° C.
  • a bath is made up of about 50 kg of nitrobenzenesulfonic acid, about between 100 and 150 kg of sodium cyanide and only about 1/10 of this amount of sodium hydroxide, the rest of water per 1000 liters. or kg.
  • the shaped workpieces here blades of compressors or turbines of a gas turbine aircraft engine, with base material made of superalloy, steel alloy, nickel-iron alloy, titanium and other alloys are coated with an aluminum diffusion layer in a thickness from the micrometer to the mm range.
  • the layer was completely removed. If a cover is required at all, covering the blade root with wax is sufficient or rubber mask which is easy to remove after the melting process.

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Abstract

Verfahren zum chemischen Abtragen von Aluminiumdiffusionsschichten auf Werkstücken unter Verwendung einer Nitrobenzolsulfonsäure in wäßriger Lösung, bevorzugt zusammen mit anderen, an sich bekannten Bestandteilen wie Natriumverbindungen. Anwendung insbesondere bei der Herstellung von Schaufeln für Verdichter und Turbinen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum 'chemischen Abtragen von Aluminiumdiffusionsschichten auf Werkstücken insbesondere solchen die ihre Formgebung bereits hinter sich haben, wie z.B. Schaufeln von Strömungsmaschinen.
  • Bekannte Verfahren zum chemischen Abtragen von Aluminiumdiffusionsschichten sind häufig recht aufwendig erfordern eine hohe Temperatur des Bades (z.B. 750C und mehr) und eine lange Behandlungsdauer in mehreren Stufen zwischen denen auch Zwischenarbeitsgänge wie Abstrahlen (nass) erforderlich sind. Zum Schluß muß noch ein Abdecklack entfernt werden. In der Regel bestehen die für die Behandlung verwendeten Mittel aus Salpetersäure 370-470 g/1 und Phosphorsäure 620-720 g/l.
  • Durch das mehrmalige Behandeln ist die Gefahr nicht auszuschließen, daß der Grundwerkstoff eines geformten Werkstücks angegriffen und beschädigt wird. Außerdem ist das genannte Verfahren wegen des erheblichen Arbeits-und Materialaufwands relativ unwirtschaftlich.
  • Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zum Abtragen von Aluminiumdiffusionsschichten anzugeben, das einfach und wirtschaftlich anzuwenden ist und bei dem die Gefahr daß der Grundwerkstoff angegriffen oder beschädigt wird beseitigt bzw. wesentlich verringert wird.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch das im Hauptanspruch angegebene Verfahren. Weitere Merkmale er Erfindung sind in den Unteransprüchen, in der Verwendung von Nitrobenzolsulfonsäure und in der Anwendung des Verfahrens zu sehen.
  • Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß bereits nach einmaliger Behandlung eine übliche Aluminiumdiffusionsschicht von einem Werkstück vollständig entfernt werden konnte. Die Zeitdauer betrug etwas- unter einer Stunde und das Verfahren konnte bei 45°C durchgeführt werden.
  • Für das chemische Abtragen wird ein Bad angesetzt aus etwa 50 kg Nitrobenzolsulfonsäure, etwa zwischen 100 und 150 kg Natriumcyanid und nur etwa 1/10 dieser Menge an Natriumhydroxid, Rest Wasser auf 1000 ltr. bzw. kg.
  • Die geformten Werkstücke, hier Laufschaufeln von Verdichtern oder Turbinen-eines Gasturbinenflugtriebwerks, mit Grundwerkstoff aus Superlegierung, Stahllegierung, Nickel-Eisen-Legierung, Titan- u.a. Legierungen sind mit einer Aluminiumdiffusionsschicht in einer Stärke vom Mikrometerbereich bis mm-Bereich überzogen. Nach Eintauchen in das angesetzte Bad, mit obigen Bestandteilen, bei einer Temperatur geringer als 50°C und einer Zeitdauer von je nach Schichtdicke etwa einer Stunde, war die Schicht vollständig entfernt. Wenn überhaupt eine Abdeckung erforderlich ist genügt eine Abdeckung des Schaufelfußes mit Wachs oder Gummimaske was leicht nach dem Ausschmelzverfahren zu entfernen ist.
  • Abwandlungen der Erfindungen können im Rahmen der Ansprüche durchgeführt werden ohne hierdurch die Erfindung zu verlassen. Zur Erfindung gehören ausdrücklich alle Kombinationen und Unterkombinationen der beanspruchten und beschriebenen Merkmale sowohl untereinander als auch mit an sich bekannten Merkmalen. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Anwendung beschränkt. Das Verfahren ist auch zum Entfernen anderer aluminiumhaltiger Spritzschichten geeignet.

Claims (6)

1. Verfahren zum chemischen Abtragen von Aluminiumdiffusionsschichten auf Werkstücken durch Behandeln derselben mittels nitrobenzolsulfonsäure-, natriumcyanid-und natriumhydroxidhaltiger wässriger Lösung.
2. Verfahren zum chemischen Abtragen von Aluminiumdiffusionsschichten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung etwa 30 bis 90 Minuten bei einer Temperatur von etwa 500 oder darunter erfolgt
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumcyanid den Hauptbestandteil der Lösung ausmacht, das Natriumhydroxid etwa 1/10 des ersteren und die Säure weniger als die Hälfte des ersteren.
4. Verwendung von Nitrobenzolsulfonsäure zusammen mit an sich bekannten Natriumverbindungen in wässriger Lösung zum chemischen Abtragen von Aluminiumdiffusionsschichten auf Formkörpern.
5. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 bei der Herstellung von Verdichter- oder Turbinenschaufeln in Gasturbinenanlagen bzw. -triebwerken.
6. Abdecken der Schaufelfüße mit Wachs oder Gummimaske bei einem Verfahren nach Anspruch 5.
EP85100926A 1984-04-16 1985-01-30 Verfahren zum chemischen Abtragen von Aluminiumdiffusionsschichten und Verwendung Withdrawn EP0161387A3 (de)

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DE3414383A1 (de) 1985-10-17
JPS60224792A (ja) 1985-11-09
JPS6345462B2 (de) 1988-09-09
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Inventor name: HIRSCHMEIER, MANFRED

Inventor name: KREITL, JOSEF