EP0883697B1

EP0883697B1 - Device and method for preparing and/or coating the surfaces of hollow construction elements

Info

Publication number: EP0883697B1
Application number: EP97903375A
Authority: EP
Inventors: Valentin Grossmann; Horst Pillhöfer; Martin Thoma
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 1999-12-29
Anticipated expiration: 2017-02-26
Also published as: DE19607625C1; WO1997032054A1; ES2145573T3; US6180170B1; EP0883697A1; CA2246805C; CA2246805A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Präparation und/oder Beschichtung der Oberflächen von metallischen Hohlbauteilen, die mindestens zwei Verbindungsöffnungen zwischen ihren äußeren und inneren Oberflächen aufweisen.The invention relates to a device and a method for preparation and / or coating of the surfaces of hollow metal components, the at least two connection openings between their outer and inner surfaces.

Für die Präparation und/oder Beschichtung der Oberflächen von metallischen Hohlbauteilen, die mindestens zwei Verbindungsöffnungen zwischen ihren äußeren und inneren Oberflächen aufweisen, ist insbesondere für Hohlschaufeln beim Turbotriebwerksbau aus EP 0 349 420 ein Verfahren mit Vorrichtung bekannt, bei dem ein Reinigungsgasgemisch oder ein Beschichtungsgasgemisch unterhalb einer Schaufel in einem Reaktionsraum erzeugt wird. Die Schaufel hängt in dem Reaktionsraum, von dem aus die äußeren Oberflächen gereinigt bzw. beschichtet werden können und das Reaktionsgas umströmt zuerst die äußeren Oberflächen in einer Richtung und dann durch eine erste Öffnung in der Hohlschaufel in die Hohlräume an den inneren Oberflächen vorbei und schließlich aus den Höhlräumen über eine zweite Öffnung in der Hohlschaufel heraus in eine Abgasleitung zur Entsorgung oder Rückführung der Restgase des Reaktionsgases.For the preparation and / or coating of the surfaces of hollow metal components, the at least two communication openings between their outer and inner surfaces have, in particular for hollow blades in turbo engine construction from EP 0 349 420 Method with device known, in which a cleaning gas mixture or a coating gas mixture is generated below a blade in a reaction space. The shovel hangs in the reaction space from which the outer surfaces are cleaned or coated and the reaction gas first flows around the outer surfaces in one direction and then through a first opening in the hollow vane into the cavities on the inner ones Surfaces over and finally out of the caves through a second opening in the hollow blade out in an exhaust pipe for disposal or recycling of the residual gases of the Reaction gas.

Derartige Vorichtungen und Verfahren haben den Nachteil, daß die Konzentration einzelner Reaktionskomponenten, die im Reaktionsgas enthalten sind und die mit den Oberflächen reagieren, auf dem Weg über die äußeren Flächen, die erste Öffnung, die inneren Flächen bis zum Austritt aus der zweiten Öffnung derart absinkt, daß erhebliche Reaktionsunterschiede zwischen äußeren und inneren Oberflächen und im Verlauf der inneren Oberflächen auftreten.Such devices and methods have the disadvantage that the concentration of individual Reaction components that are contained in the reaction gas and those with the surfaces react, on the way over the outer surfaces, the first opening, the inner surfaces up to exit from the second opening drops in such a way that considerable reaction differences occur between outer and inner surfaces and in the course of the inner surfaces.

Die Unterschiede zwischen äußeren und inneren Oberflächen werden durch die Maßnahmen, wie sie in den Patentschriften DE 40 35 789 und DE 41 19 967 beschrieben werden, teilweise überwunden. Jedoch ist feststellbar, daß die Unterschiede im Verlauf der inneren Oberflächen vom Eintritt in die Hohlräume bis zum Ausströmem aus den Hohlräumen mit den bisherigen Verfahren nicht wesentlich verbessert werden können. Die verbesserten Verfahren und Vorrichtungen haben darüberhinaus den Nachteil, daß sie Retonenaufbauten erfordern, die äußerst komplex und wenig variabel aufgebaut sind und für eine Massenfertigung ungeeignet erscheinen.The differences between outer and inner surfaces are determined by the measures partially as described in the patents DE 40 35 789 and DE 41 19 967 overcome. However, it can be noted that the differences in the course of the inner surfaces from the entry into the cavities to the outflow from the cavities with the previous ones Procedures can not be significantly improved. The improved methods and devices also have the disadvantage that they require retone structures that are extremely are complex and not very variable and appear unsuitable for mass production.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, daß die bekannten Vorrichtungen und Verfahren keine unterschiedlichen Gasquellen für die Behandlung der äußeren und inneren Oberflächen zulassen.Another major disadvantage is that the known devices and methods no different gas sources for the treatment of the outer and inner surfaces allow.

Gelöst werden diese Aufgaben, soweit es ein Verfahren betrifft mit den Verfahrensschritten:

a) Bereitstellen mindestens zweier Reaktionsgasgemische (I, II) durch Reaktionsgasquellen zur Behandlung der äußeren und inneren Oberflächen der Hohlbauteile,

b) Führen des ersten Reaktionsgasgemisches (I) über die äußeren Oberflächen und danach über die inneren Oberflächen der Bauteile,

c) Führen des zweiten Reaktionsgasgemisches (II) über die inneren Oberflächen und danach über die äußeren Oberflächen der Bauteile.

These tasks are solved as far as a procedure is concerned with the following steps:

a) providing at least two reaction gas mixtures (I, II) by means of reaction gas sources for treating the outer and inner surfaces of the hollow components,

b) passing the first reaction gas mixture (I) over the outer surfaces and then over the inner surfaces of the components,

c) guiding the second reaction gas mixture (II) over the inner surfaces and then over the outer surfaces of the components.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß bei gleicher Einwirkung der Reaktionsgase auf die inneren Oberflächen gleicher Hohlbauteile, gegenüber den bisherigen Verfahren eine größere Vergleichmäßigung der Reaktionsergebnisse sowohl für eine Präparation wie Reduktion sulfidischer oder oxidischer Oberflächenverunreinigungen als auch für eine Beschichtung der inneren Oberflächen mit Schutzschichten gegen Oxidation, Korrosion oder Sulfidation, erreicht wird. Bilden die inneren Oberflächen Kanäle, wie sie bei Turbinen- oder Verdichterhohlschaufeln bekannt sind, so kann gegenüber der Reinigung und Beschichtung mit herkömmlichen Verfahren die doppelte Kanallänge gereinigt bzw. beschichtet werden, da die Reaktionsgase die Hohlräume nicht nur in einer Richtung, sondern aus zwei entgegengesetzten Richtungen nacheinander durchströmen können.This method has the advantage that with the same action of the reaction gases on the inner Surfaces of the same hollow components, a larger one than the previous methods Uniformization of the reaction results for both preparation and reduction of sulfidic or oxidic surface contamination as well as for a coating of the inner surfaces with protective layers against oxidation, corrosion or sulfidation becomes. Form the inner surfaces of channels, such as those found in turbine or compressor hollow blades are known, can be compared to cleaning and coating with conventional Process the double channel length to be cleaned or coated, since the Reaction gases the cavities not only in one direction, but from two opposite ones Can flow through directions in succession.

In einer bevorzugten Durchführung des Verfahrens setzen sich die Reaktionsgasgemische (I, II) aus gleichartigen Komponenten zusammen, und die Strömungsrichtung der Reaktionsgase wird über die Oberflächen des Hohlbauteils durch Wiederholen der Schritte b) und c) mehrfach geändert. Dieses Intervallverfahren hat insbesondere den Vorteil. daß bei inneren Oberflächen die Vorsprünge und andere Hindernisse aufweisen, Verminderte wirkungen beispielswiese zwischen Luv- und Leeseite der Hindernisse aufgehoben werden können. Ein weiterer Vorteil ist, daß mit höheren Durchströmgeschwindigkeiten gearbeitet werden kann, da sich luv- und leeseitige Wirkungen kompensieren. Das heißt, daß die bisher üblichen Kriechgeschwindigkeiten beim Durchströmen von Innenflächen zur Vermeidung der Ausbildung von Unterschieden zwischen Luv- und Leeseite an Hindernissen, die zu einer vorzeitigen Verarmung der Reaktionskomponenten führen können nicht mehr beibehalten werden müssen, so daß erstens die vorzeitige Verarmung überwunden wird, und zweitens ein hohe Gleichmäßigkeit der Präparation und/oder der Beschichtung erreicht wird, die insbesondere bei Beschichtungen durch die Messung der Beschichtungsdicke nachweisbar wird. Schließlich wird mit dieser Verfahrensvariante eine Verkürzung der Verfahrensdauer erreicht, falls gleiche Präparations- und/oder Beschichtungsergebnisse wie mit herkömmlichen Verfahren oder Vorrichtungen zu erzielen sind.In a preferred implementation of the process, the reaction gas mixtures (I, II) composed of similar components, and the flow direction of the reaction gases is repeated over the surfaces of the hollow component by repeating steps b) and c) changed. This interval method has the particular advantage. that with inner surfaces the protrusions and other obstacles, diminished effects, for example between the windward and leeward side of the obstacles. Another advantage is that you can work with higher flow rates, because luv and compensate leeward effects. This means that the creep speeds that have been customary up to now when flowing through inner surfaces to avoid the formation of differences between windward and leeward side of obstacles leading to premature depletion of the reaction components can no longer have to be maintained, so firstly the premature impoverishment is overcome, and secondly a high uniformity of the preparation and / or the coating is achieved, in particular in coatings by the Measurement of the coating thickness is detectable. Finally, this process variant a reduction in the duration of the procedure is achieved if the same preparation and / or To achieve coating results as with conventional methods or devices are.

Bei einer weiteren bevorzugten Durchführung des Verfahrens liefert mindestens eine der Reaktionsgasquellen Reaktionsgase, die der Reinigung von äußeren und inneren Oberflächen dienen, vorzugsweise halogenhaltige Gase. Unter diesen haben sich besonders chlor- oder fluorhaltige Gase bewährt, die ätzend auf die zureinigenden Oberflächen einwirken.In a further preferred implementation of the method, at least one of the Reaction gas sources Reaction gases used for cleaning external and internal surfaces serve, preferably halogen-containing gases. Among these are chlorine- or fluorine-containing ones Proven gases that have a caustic effect on the surfaces to be cleaned.

Die Reaktionsgasquellen müssen nicht immer gleichartig sein. Bei Oberflächenpräparationen liefert vorzugsweise mindestens eine der Reaktionsgasquellen Reaktionsgase, die der Reduktion sulfidischer oder oxidischer Ablagerungen auf den äußeren oder inneren Oberflächen dienen, vorzugsweise wasserstoffhaltige Gase, die in einer bevorzugten Richtung die Öberflächen der Bauteile umströmen, während eine andersartige Beschichtungsquelle in der entgegengesetzten Richtung wirkt. Auch Spülgase zum Reinigen einer Anlage, bevor behandelte Bauteile der Anlage entnommen werden, können in einer bevorzugten Richtung die Oberflächen in den Reaktionsräumen umströmen, um beispielsweise giftige Komponenten in die bevorzugte Richtung zu treiben. Ferner können Verbindungsbohrungen zwischen äußeren und inneren Bauteiloberflächen, wie sie bei Turbinenschaufelln als Filmkühlungsbohrungen bekannt sind, von unerwünschten Ablagerungen und unerwünschter Kontaminationen während einer Abkühlphase nach einem Beschichtungsprozeß freigehalten werden, indem in Richtung des Reaktionsgasgemisches II ein Inertgas die Bauteile von innen nach außen über die Verbindungsbohrungen während der Abkühlphase durchströmt.The reaction gas sources do not always have to be of the same type. For surface preparations preferably delivers at least one of the reaction gas sources reaction gases, that of the reduction serve sulfidic or oxidic deposits on the outer or inner surfaces, preferably hydrogen-containing gases, which in a preferred direction the surfaces flow around the components, while a different coating source in the opposite Direction works. Also purge gases for cleaning a plant before treating components can be removed from the system, the surfaces in a preferred direction Flow around reaction spaces, for example, to poisonous components in the preferred Direction. Furthermore, connecting holes between outer and inner Component surfaces, such as are known as film cooling holes in turbine blades, of unwanted deposits and unwanted contamination during a cooling phase be kept free after a coating process by moving in the direction of the reaction gas mixture II an inert gas the components from the inside out through the connecting holes flows through during the cooling phase.

Das zweite Reaktionsgas (II) kann folglich ein beschichtendes Reaktionsgas, wie vorzugsweise ein chromierendes oder alitierendes Reaktionsgas, ein reduzierendes Gas, wie vorzugsweise ein wasserstoffhaltiges Gas oder ein Inertgas sein. Wobei das Inertgas vorzugsweise in der Phase des Aufheizens oder des Abkühlens eingesetzt wird.The second reaction gas (II) can thus be a coating reaction gas, as is preferred a chromating or alitizing reaction gas, a reducing gas, such as preferably be a hydrogen-containing gas or an inert gas. The inert gas is preferably in the heating or cooling phase is used.

Bei einer Gasdiffusionsbeschichtung der äußeren oder inneren Oberflächen zersetzen sich vorzugsweise halogenidhaltige Gase an den metallischen Außen- oder Innenflächen der Hohlbauteile in eine metallische Komponente, die als Beschichtung auf den äußeren und inneren Oberflächen abgeschieden wird und eine halogene Komponente, die als Aktivator wiedervewendet werden kann. Die Verarmung der Metallquelle und die Verdünnung des Reaktionsgases ist bei den Strömungsgeschwindigkeiten herkömmlicher Verfahren besonders gravierend und wirkt sich negativ auf eine Vergleichlmäßigung der Schichtdicken aus, was durch das erfindungsgemäße Verfahren überwunden wird.With gas diffusion coating of the outer or inner surfaces, preferably decompose Gases containing halide on the metallic outer or inner surfaces of the hollow components into a metallic component that acts as a coating on the outer and inner surfaces is deposited and a halogen component that reuses as an activator can be. The depletion of the metal source and the dilution of the reaction gas is at the flow velocities of conventional methods are particularly serious and effective have a negative impact on an equalization of the layer thicknesses, which is due to the inventive Procedure is overcome.

Um das erfindungsgemäße Verfahren durchführen zu können, und um die Nachteile der bisherigen Vorrichtungen, die aufgrund ihrer Komplexität für eine einzelne Schaufel fiir eine Massenfertigung ungeeignet sind, zu überwinden, wird eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 angegeben. In order to be able to carry out the method according to the invention and to the disadvantages of the previous ones Devices that due to their complexity for a single blade for mass production are unsuitable to overcome, a device with the features of Claim 6 specified.

Diese Vorrichtung ist für eine Präparation und/oder Beschichtung der Oberflächen von metallischen Hohlbauteilen, die mindestens zwei Verbindungsöffnungen zwischen ihren äußeren und inneren Oberflächen aufweisen, geeignet. Die Vorrichtung weist einen Reaktionsbehälter mit einem äußeren Reaktionsraum und ein zentrales Halterohr auf. An dem Halterohr sind abnehmbare radial zum Halterohr ausgerichtete hohle Trägerame angeordnet. Diese können mindestens jeweils ein Hohlbauteil aufnehmen und tragen üblicherweise bis zu 30 Hohlbauteile, wobei eine erste Verbindungsöffnung der Bauteile mit dem äußeren Reaktionsraum und eine zweite Verbindungsöffnung über den hohlen Trägerarm mit dem Innenraum des Halterohres verbunden sind. Die Reaktionsgase aus dem äußeren Reaktionsraum strömen zuerst über die äußeren Oberflächen der Hohlbauteile und danach über die erste Verbindungsöffnung zu den inneren Oberflächen der Hohlbauteile. Sie werden über die zweite Verbindungsöffnung in den Hohlbauteilen und über die Trägerarme zum Innenraum des Halterohres geführt. Umgekehrt können die Reaktionsgase von dem Innenraum des Halterohres über die Tragarme durch die zweite Verbindungsöffnung des Bauteils zuerst über die inneren Oberflächen und danach durch die erste Verbindungsöffnung über die äußeren Oberflächen der Bauteile in den äußeren Reaktionsraum strömen.This device is for a preparation and / or coating of the surfaces of metallic Hollow components that have at least two connection openings between their outer and have inner surfaces. The device has a reaction container with an outer reaction chamber and a central holding tube. There are removable on the holding tube arranged hollow support radially aligned to the holding tube. these can accommodate at least one hollow component and usually carry up to 30 hollow components, wherein a first connection opening of the components with the outer reaction space and a second connection opening via the hollow support arm to the interior of the holding tube are connected. The reaction gases from the outer reaction space flow first over the outer surfaces of the hollow components and then over the first connection opening to the inner surfaces of the hollow components. You will come across the second connection opening in the hollow components and via the support arms to the interior of the holding tube. Vice versa can pass through the reaction gases from the interior of the holding tube through the support arms the second connection opening of the component first over the inner surfaces and then through the first connection opening over the outer surfaces of the components in the outer Flow reaction space.

Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß die Oberflächen der Bauteile aus zwei entgegengesetzten Richtungen nacheinander oder im Wechsel umströmt werden könnnen. Die abnehmbaren Trägerarme können getrennt und außerhalb der Reaktionsräume mit Hohlbauteilen bestückt werden. Die Hohlbauteile auf den Trägerarmen können unterschiedliche Strukturen aufweisen und werden individuell an die Trägerarme angepaßt und mit der zweiten Verbindungsöffnung gasdicht mit den hohlen Trägerarmen verbunden. Mehrere Trägerarme werden dann über gleichförmige Anschlußöffnungen an das Halterohr angeschlossen. Diese Anschlüsse können konisch, kugelförmig, flanschartig oder muffenförmig ausgebildet sein. Vorzugsweise werden sie als halbkugelförmige, lösbare Verbindungen ausgeführt.This device has the advantage that the surfaces of the components consist of two opposite Can flow around one after the other or alternately. The removable Support arms can be equipped with hollow components separately and outside the reaction spaces become. The hollow components on the support arms can have different structures and are individually adapted to the support arms and with the second connection opening connected gastight to the hollow support arms. Several support arms are then over uniform connection openings connected to the holding tube. These connections can be conical, spherical, flange-like or sleeve-shaped. Preferably be they are designed as hemispherical, detachable connections.

Die Trägerarme sind schließlich wie ein Ast an einen Tannenbaum, dem Halterohr, befestigt, wobei Ast und Baumstamm hohl sind und der Baumstamm eine innere Reaktionsgasquelle aufnehmem kann, die damit von dem äußeren Reaktionsraum vorteilhaft getrennt ist, so daß aus entgegengesetzten Richtungen die Oberflächen der Hohlbauteile umströmt werden können.The support arms are finally attached to a fir tree, the support tube, like a branch, where branch and tree trunk are hollow and the tree trunk is an internal source of reaction gas can record, which is thus advantageously separated from the outer reaction space, so that the surfaces of the hollow components can flow around from opposite directions.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind im äußeren Reaktionsraum zwischen den Trägerarmen radial zum Halterohr angeordnete äußere Granulatkörbe mit einem ersten Reaktionsgasquellenmaterial befestigt. Derartige Reaktiponsgasquellenmaterialien sind für Gasdiffusionsverfahren aus US-PS- 5 071 678 bekannt und bestehen aus einem bei hohen Temperaturen gasförmigen Halogengranulat als Aktivator, einem Metallspendergranulat und Ballaststoffen, wie granulatförmigen Metalloxiden. Vorteilhafterweise werden sie im äußeren Reaktionsraum in der Nähe der zu beschichtenden Oberflächen in Granulatkörben aufgehängt, die zwischen den Trägerarmen positioniert sind und in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit den Trägerarmen in mehreren Lagen übereinander am Halterohr angeordnet sind. Dadurch lassen sich vorteilhafterweise in einer Charge bis zu 1000 Hohlbauteile auf ihren äußeren und inneren Oberflächen beschichten. Eine derartige Vorrichtung ist außerdem beliebig erweiterbar und fiir die Massenfertigung geeignet.In a preferred embodiment of the device according to the invention are on the outside Reaction space between the carrier arms arranged radially to the holding tube outer granulate baskets attached with a first reaction gas source material. Such reactipon gas source materials are known and exist for gas diffusion processes from US Pat. No. 5,071,678 from a gaseous halogen granulate at high temperatures as an activator, a metal donor granulate and fiber, such as granular metal oxides. Advantageously they are in the outer reaction chamber near the surfaces to be coated Granulate baskets suspended between the support arms and in one another preferred embodiment of the invention with the support arms in several layers are arranged one above the other on the holding tube. This can advantageously in Coating up to 1000 hollow components on their outer and inner surfaces in one batch. Such a device can also be expanded as desired and for mass production suitable.

Ein zweites Reaktionsgasquellenmaterial ist vorzugsweise im Innenraum des Halterohres in inneren Granulatkörben angeordnet. Ein Vorteil ist, daß bei gleiartigem Quellenmaterial die Oberflächen aus zwei Richtungen umströmt werden und damit bei hoher Strömungsgeschwindigkeit Luv- und Leewirkungen an Hindernissen und scharfen Kanten weitestgehend kompensiert werden. Außerdem kann vorzugsweise auch unterschiedliches Reaktionsquellenmaterial zum Einsatz gebracht werden, so daß beispielsweise auf den inneren Oberflächen überwiegend Chrom abgeschieden wird, wenn die inneren Granulatkörbe eine chromhaltige Reaktionsgasquelle tragen und auf den äußeren Oberflächen eine überwiegend aluminiumhaltige Beschichtung erfolgt, wenn die äußeren Granulatkörbe im äußeren Reaktionsraum aluminiumhaltiges Spendergranulat aufweisen. A second reaction gas source material is preferably in the interior of the holding tube in inner granule baskets arranged. One advantage is that if the source material is the same, the Surfaces flow around from two directions and thus at high flow speeds Windward and leeward effects on obstacles and sharp edges largely compensated become. In addition, different reaction source material can preferably also be used be used so that, for example, predominantly on the inner surfaces Chromium is deposited when the inner granule baskets contain a chromium-containing reaction gas source wear and on the outer surfaces a predominantly aluminum-containing Coating takes place when the outer granule baskets in the outer reaction chamber contain aluminum Have donor granules.

Um ein sicheres Unschalten der Gasstromrichtungen zu gewährleisten, steht das Halterohr vorzugsweise zentral auf dem Boden des Reaktionsbehälters und der Reaktionsbehälterboden weist mindesten eine erste Zu- oder Ableitungsöffnung für den äußeren Reaktionsraum und mindestens eine zweite Zu- oder Ableitungsöffnung für den Innenraum des Halterohres auf.In order to ensure a safe switching of the gas flow directions, the holding tube is standing preferably centrally on the bottom of the reaction vessel and the bottom of the reaction vessel has at least a first inlet or outlet opening for the outer reaction space and at least one second inlet or outlet opening for the interior of the holding tube.

Die folgenden Figuren und Beispiele erläutern bevorzugte Ausführungsformen und Anwendungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1: zeigt einen Teilbereich einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 2: zeigt eine Draufsicht auf eine Lage aus Granulatkörben und Trägerarmen der erfinfungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 3: zeigt eine Hohlschaufel, die für den Einsatz in der erfindungsgemäßen Vorrichtung und in dem erdfimndungsgemäßen Verfahren geeignet ist.

The following figures and examples explain preferred embodiments and application examples of the present invention.

Fig. 1: shows a portion of a device according to the invention for performing the method according to the invention.
Fig. 2: shows a plan view of a layer of granule baskets and support arms of the device according to the invention
Fig. 3: shows a hollow blade which is suitable for use in the device according to the invention and in the method according to the invention.

Fig. 1 zeigt einen Teilbereich einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zur Präparation und/oder Beschichtung der Oberflächen von metallischen Hohlbauteilen 100 werden diese in Trägerarmen 1 bis 60 angeordnet, so daß sich die Hohlbauteile 100 zwischen zwei Reaktionsgasquellen 201 bis 280 und 290 befinden. Diese Reaktionsgasquellen 201 bis 280 und 290 stellen zwei Reaktionsgasgemische (I, II) zur Behandlung der äußeren und inneren Oberflächen der Hohlbauteile 100 bereit, wobei ein erstes Reaktionsgasgemisch (I) der ersten Reaktionsgasquelle 201 bis 280 in einem äußeren Reaktionsraum 110 in Pfeilrichtung A über die äußeren Oberflächen und danach über die inneren Oberflächen der Bauteile 100 geführt wird und ein zweites Reaktionsgasgemisch (II) der zweiten Reaktionsgasquelle 290 in einem zweiten Reaktionsraum 120 in Pfeilrichtung B zunächst über die inneren Oberflächen und danach über die äußeren Oberflächen der Bauteile 100 geführt wird. Die Richtung der Reaktionsgasströme kann zeitlich gestaffelt zwischen den Strömungsrichtungen A und B mehrfach geändert werden, um an äußeren und inneren Oberflächen von komplexgestalteten Bauteilen 100 in Richtung A oder B Luv- und Leewirkungen an Hindernissen und scharfen Kanten der Hohlbauteile 100 zu kompensieren.Fig. 1 shows a portion of an inventive device for performing the inventive method. For the preparation and / or coating of the surfaces of metallic hollow components 100, these are arranged in support arms 1 to 60, so that the hollow components 100 are located between two reaction gas sources 201 to 280 and 290. This Reaction gas sources 201 to 280 and 290 provide two reaction gas mixtures (I, II) for treatment of the outer and inner surfaces of the hollow components 100, a first Reaction gas mixture (I) of the first reaction gas source 201 to 280 in an outer reaction space 110 in the direction of arrow A over the outer surfaces and then over the inner surfaces Surfaces of the components 100 and a second reaction gas mixture (II) of the second Reaction gas source 290 in a second reaction space 120 in the direction of arrow B initially over the inner surfaces and then over the outer surfaces of the components 100 becomes. The direction of the reaction gas flows can be staggered in time between the flow directions A and B are changed several times to apply to outer and inner surfaces of complex-shaped components 100 in direction A or B windward and leeward effects on obstacles and to compensate for sharp edges of the hollow components 100.

Eine der Reaktionsgasquellen kann auch dem äußeren oder inneren Reaktionsraum 110, 120 vorgeschaltet sein und über die Zuleitungsöffnungen 111 bzw. 121 im Boden 131 des Reaktionsbehälters Reaktionsgase, wie halogenhaltige Gase, die vorzugsweise der Reinigung der äußeren und/oder inneren Oberflächen dienen, zuführen. Auch wasserstoffhaltige Reduktionsgase werden aus externen Quellen über die Zuleitungsöffnungen 111 bzw. 121 den äußeren und/oder inneren Oberflächen zur Reduktion sulfidischer oder oxidischer Ablagerungen zugeführt, wobei auf mindestens eine der beiden Granulatkorbanordnungen, wie sie die Positionen 01 bis 280 oder die Position 290 zeigen, verzichtet werden kann.One of the reaction gas sources can also be the outer or inner reaction space 110, 120 be connected upstream and via the supply openings 111 and 121 in the bottom 131 of the reaction container Reaction gases, such as halogen-containing gases, which are preferably used for cleaning the serve outer and / or inner surfaces. Also hydrogen-containing reducing gases become external sources via external openings 111 and 121 and / or internal surfaces for reducing sulfidic or oxidic deposits, being on at least one of the two granule basket assemblies as the positions 01 to 280 or position 290 can be dispensed with.

Für eine Gasdiffusionsbeschichtung der äußeren oder inneren Oberflächen der Hohlbauteile 100 werden halogenidhaltige Gase in dem äußeren bzw. inneren Reaktionsraum 110 bzw. 120 erzeugt Diese Reaktionsgase zersetzen sich teilweise an den metallischen Außen- oder innenflächen der Hohlbauteile 100 in eine metallische Komponente, die als Beschichtung auf den äußeren und inneren Oberflächen abgeschieden wird und eine gasförmige halogene Komponente, die als Aktivator wiederverwendet werden kann, nachdem sie an kühlen Oberflächen kondensiert oder in beheizten Räumen als Aktivatorgas Spendermetallatome zu den äußeren oder inneren Oberflächen der Hohlbauteile 100 transportiert. Um den Transport in den erfindungsgemäßen entgegengesetzten Richtungen A und B aufrechtzuerhalten ist üblicherweise ein inertes Trägergas, wie Argon erforderlich, das zeitlich nacheinander in den Pfeilrichtung A oder B über die zu beschichtenden Außen- oder Innenflächen der Hohlbauteile 100 geführt wird und die Reaktionsgase mitführt.For a gas diffusion coating of the outer or inner surfaces of the hollow components 100 become halide-containing gases in the outer or inner reaction space 110 or 120 These reaction gases partially decompose on the metallic outer or inner surfaces of the hollow components 100 into a metallic component which is applied as a coating on the outer and inner surfaces is deposited and a gaseous halogen component, which can be reused as an activator after being placed on cool surfaces condensed or in heated rooms as activator gas donor metal atoms to the outer or inner surfaces of the hollow components 100 transported. To transport in the invention Maintaining opposite directions A and B is common an inert carrier gas, such as argon, which is sequential in the direction of arrow A or B over the outer or inner surfaces of the hollow components 100 to be coated and carries the reaction gases.

Die Vorrichtung zur Präparation und/oder Beschichtung der Oberflächen von metallischen-Hohlbauteilen 100 ist nur für Bauteile, die mindestens zwei Verbindungsöffnungen 103, 104 zwischen ihren äußeren und inneren Oberflächen aufweisen geeignet. Eine erste Verbindungsöffnung 103 des Bauteils 100 ist mit dem äußeren Reaktionsraum 110 verbunden. Eine zweite Verbindungsöffnung 104 ist über den hohlen Trägerarm 1 bis 60 mit dem Innenraum eines Halterohres 105 verbunden, der in diesem Beispiel gleichzeitig als innerer Reaktionsraum 120 dient. Somit kann Reaktionsgas der ersten Reaktionsgasquelle 201 bis 280 aus dem äußeren Reaktionsrauln 110 zuerst über die äußeren Oberflächen und danach über die erste Verbindungsöffnung 103 zu den inneren Oberflächen der Bauteile 100 und über die Trägerarme 1 bis 60 zum Innenraum des Halterohres 105 in Pfeilrichtung A strömen. Umgekehrt kann Reaktionsgas von dem Innenraum des Halterohres 105 über die Trägerarme 1 bis 60 durch die zweite Verbindungsöffnung 104 des Bauteils 100 zunächst über die inneren Oberflächen und danach durch die erste Verbindungsöffnung 103 über die äußeren Oberflächen der Bauteile 100 in den äußeren Reaktionsraum 110 in Pfeilrichtung B strömen.The device for the preparation and / or coating of the surfaces of hollow metallic components 100 is only for components that have at least two connection openings 103, 104 between their outer and inner surfaces. A first connection opening 103 of component 100 is connected to outer reaction space 110. A second connection opening 104 is via the hollow support arm 1 to 60 with the interior a holding tube 105 connected, which in this example also serves as an inner reaction space 120 serves. Thus, reaction gas from the first reaction gas source 201 to 280 can be extracted from the outer reaction tubes 110 first over the outer surfaces and then over the first Connection opening 103 to the inner surfaces of the components 100 and via the support arms Flow 1 to 60 to the interior of the holding tube 105 in the direction of arrow A. Vice versa can react gas from the interior of the holding tube 105 via the support arms 1 to 60 through the second connection opening 104 of the component 100 initially over the inner surfaces and then through the first communication opening 103 over the outer surfaces of the Components 100 flow into the outer reaction space 110 in the direction of arrow B.

Die Hohlbauteile 100 werden dazu mit ihrer zweiten Verbindingsöfnung 104 in dem hohlen Trägerarm 1 bis 60 befestigt und eingedichtet. Diese Dichtung wird mit einer Dichtmasse 108, wie einer Sintermasse, erreicht, wobei beispielsweise ein unteres Ende 106 des Hohlbauteils 100 mit der zweiten Verbindungsöffnung 104 in den Hohlraum 107 des Trägerarms 1 bis 60 hineinragt und von Dichtmasse 108 im Öffnungsbereich freigehalten wird. Die hohlen Trägerarme sind radial nach außen mit dem zentralen Halterohr 105 lösbar verbunden. Die lösbare Verbindung 109 besteht aus einem konischen, kugelförmigen, halbkugelförmigen oder flanschartigen Sitz 112, der eine klinkenartige Einrastvorrichtung 113 aufweist, die ein schnelles Einhängen der Trägeranne 1 bis 60 an dem zentralen Hohlrohr 105 ermöglicht.For this purpose, the hollow components 100 are in the hollow with their second connecting opening 104 Support arm 1 to 60 attached and sealed. This seal is made with a sealant 108, such as a sintered mass, wherein, for example, a lower end 106 of the hollow component 100 with the second connection opening 104 into the cavity 107 of the support arm 1 to 60 protrudes and is kept free of sealant 108 in the opening area. The hollow support arms are detachably connected radially outward to the central holding tube 105. The detachable Compound 109 consists of a conical, spherical, hemispherical or flange-like seat 112, which has a pawl-like locking device 113, which is a quick Hanging the support pan 1 to 60 on the central hollow tube 105 allows.

Fig. 2 zeigt in Draufsicht eine Schnittebene CC einer Lage aus Granulatkörben 201 bis 220 und Trägerarmen 1 bis 20 der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Granulatkörbe 201 bis 280 mit einem ersten Reaktiongasquellenmaterial sind in diesem Beispiel mit Spendergranulat und Aktivatorgranulat gefüllt und werden für eine Gasdiffusionsbeschichtung zwischen den Trägerarmen 1 bis 20 eingehängt und umgeben fast vollständig die zu beschichtenden äußeren Oberflächen der Hohlbauteile 100. Sie versorgen zunächst die äußeren Oberflächen der Hohlbauteile 100 mit Reaktionsgasen. FIG. 2 shows a top view of a sectional plane CC of a layer made of granulate baskets 201 to 220 and support arms 1 to 20 of the device according to the invention. The pellet baskets 201 to 280 with a first reaction gas source material are in this example with donor granules and Activator granules are filled and are used for a gas diffusion coating between the support arms 1 to 20 suspended and almost completely surround the outer surface to be coated Surfaces of the hollow components 100. They first supply the outer surfaces of the hollow components 100 with reaction gases.

Ein zentraler Granulatkorb 290 mit einem zweiten Reaktionsgasquellenmaterial in Granulatform ist in der Mitte des Halterohres 105 angeordnet. Er versorgt über Verbindungsöffnungen 115 zu den Hohlräumen 107 der Trägerarme 1 bis 20 und über die in Fig. 1 gezeigten zweiten Verbindungsöffnungen 104 in den Hohlbauteilen 100 zunächst die innneren Oberflächen der Hohlbauteile 100 mit Reaktionsgasen für eine Gasdiffusionsbeschichtung. Danach strömen die Reaktionsgase über die in Fig. 1 gezeigte erste Verbindungsöffnung 103 zu den äußeren Oberflächen in Pfeilrichtung B.A central pellet basket 290 with a second reaction gas source material in pellet form is arranged in the middle of the holding tube 105. It supplies through connection openings 115 to the cavities 107 of the support arms 1 to 20 and via the second ones shown in FIG. 1 Connection openings 104 in the hollow components 100 first the inner surfaces of the Hollow components 100 with reaction gases for a gas diffusion coating. Then the stream Reaction gases via the first connection opening 103 shown in FIG. 1 to the outer surfaces in the direction of arrow B.

Trägerarme 1 bis 60 und Granulatkörbe 201 bis 280 können, wie Fig. 1 zeigt, in mehreren Lagen übereinander am Halterohr 105 angeschlossen bzw. befestigt sein. In diesem Beispiel werden drei Lagen mit je 20 Trägerarmen 1 bis 60 und 20 Granulatkörben 201 bis 280 an dem Halterohr 105 angeschlossen bzw. befestigt. Jeder Trägerarm nimmt in diesem Beispiel 4 Hohlbauteile auf, so daß 240 Hohlbauteile 100 gleichzeitig gereinigt und beschichtet werden könnnen.Carrier arms 1 to 60 and granule baskets 201 to 280 can, as shown in FIG. 1, in several layers be connected or fastened one above the other on the holding tube 105. In this example three layers, each with 20 support arms 1 to 60 and 20 granulate baskets 201 to 280 on the Holding tube 105 connected or attached. In this example, each support arm takes 4 Hollow components so that 240 hollow components 100 are cleaned and coated at the same time can.

Der Boden 131 des Reaktionsbehälters 130 weist neben den Zuleitungsöffnungen im äußeren Raktionsraum 110 und im inneren Reaktionsraum 120 Ableitungsöffnung 116 bzw 122 im äußeren bzw. inneren Reaktionsraurn 110 bzw.120 auf. Zur Umschaltung der Strömungsrichtung A oder B sind die Öffnungen über Zu- oder Ableitungen mit entsprechenden nicht gezeigten Steuerventilen verbunden, über die inerte Trägergase oder ätzende, reduzierende oder deoxidierende Reaktionsgase zu oder abgeführt werden können.The bottom 131 of the reaction container 130 has in addition to the supply openings in the outside Raktionsraum 110 and in the inner reaction space 120 discharge opening 116 and 122 in outer or inner reaction space 110 or 120. For switching the flow direction A or B are the openings via feed or discharge lines with corresponding not shown Control valves connected via the inert carrier gases or caustic, reducing or Deoxidizing reaction gases can be added or removed.

Fig. 3 zeigt eine Hohlschaufel 300, die für den Einsatz in der erfindungsgemäßen Vorrichtung und in dem erfimndungsgemäßen Verfahren geeignet ist. Die Hohlschaufel 300 wird in Turbotriebwerken eingesetzt und ist gegen Korrosion und Sauerstoffverspröduung durch die aggressiven Gase im Strömungskanal des Turbotriebwerks zu schützen. Üblicherweise haben diese Hohlschaufeln 300 auf ihren Vorderkanten 301 und/oder auf ihren Hinterkanten 302 erste Verbindungsbohrungen 303 bzw. 304, die die äußeren Oberflächen 305 mit den inneren Oberflächen 306 verbinden. Zusätzlich weisen diese Hohlschaufeln 300 einen Schaufelfuß 317 auf, dessen äußere Oberflächen 318 vor einer Bcschichtung zu schützen sind. Im Schlaufelfußbereich liegen zweite Verbindungsöffnungen 313 und 314, durch die im Betrieb beispielsweise Kühlluft eintreten kann, die als Kühlluftfilm an den Vorder- und/oder Hinterkanten 301 bzw. 302 durch die Kühlfilmbohrungen 303 bzw. 304 ausströmemn kann. Unter Ausnutzung dieser Öffnungen kann ein Reinigungs- und/oder Beschichtungsgas mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung und gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens nacheinander in Richtung A und in Richtung B die Oberflächen der Schaufel 300 durchströmen, wenn die Schaufel 300 gasdicht an einem Trägerarm 1 der Vorrichtung angeschlossen wird. In diesem Beispiel besteht der Trägerarm aus einem Hohlprofil mit aufgesetzter Halte- und Stützvorrichtung 310 für die Hohlschaufel 300, in die der Schaufelfuß 317 eingesteckt wird und anschließend mit einer Dichtmasse 108, die in diesem Beispiel eine Sintermasse ist, umschlossen wird, so daß die Öffnungen 313 und 314 des Schaufelfußes 317 mit dem Hohlraum 307 des Trägerarms 1 verbunden sind.Fig. 3 shows a hollow blade 300, which is for use in the device according to the invention and is suitable in the method according to the invention. The hollow blade 300 is used in turbo engines used and is against corrosion and oxygen embrittlement by the to protect aggressive gases in the flow channel of the turbo engine. Usually have these hollow blades 300 on their front edges 301 and / or on their rear edges 302 first connection bores 303 and 304, respectively, which connect the outer surfaces 305 to the inner ones Join surfaces 306. In addition, these hollow blades 300 have a blade root 317 whose outer surfaces 318 are to be protected from stratification. In the scoop foot area there are second connection openings 313 and 314, through which, for example, during operation Cooling air can occur, which acts as a cooling air film on the front and / or rear edges 301 or 302 can flow out through the cooling film bores 303 and 304. Taking advantage of this Openings can be a cleaning and / or coating gas with the help of the invention Device and according to the inventive method in the direction A and Flow through the surfaces of the blade 300 in direction B when the blade 300 is gas-tight is connected to a support arm 1 of the device. In this example there is the support arm from a hollow profile with attached holding and support device 310 for the Hollow blade 300 into which the blade root 317 is inserted and then with a Sealant 108, which is a sintered mass in this example, is enclosed so that the Openings 313 and 314 of the blade root 317 are connected to the cavity 307 of the support arm 1 are.

Der Innenraum der Hohlschaufel ist in engen Kanälen strukturiert, so daß die Reaktionsgase mehrfach umgelenkt werden, und Luv- und Leewirkungen nur durch minimale Durchflußgeschwindigkeiten verringert werden. Erst durch das erfindungsgemäße Umschalten der Strömungsrichtung von der Pfeilrichtung A auf die Pfeilrichtrung B und umgekehrt, werden die Luv- und Leewirkungen an den scharfen Umlenkpunkten kompensiert. Eine Verarmung der Reaktionsgasquellen an Reaktionskomponenten wird vermindert und eine Anreicherung an Reaktionskomponenten insbesondere im Innenraum der Hohlschaufel wird durch das erfindungsgemäße Verfahren bewirkt, so daß gleichmäßigere Reinigungeffekte und gleichmäßigere Beschichtungsergebnisse als mit herkömmlichen Vorrichtungen und Verfahren ermöglicht werden. The interior of the hollow blade is structured in narrow channels so that the reaction gases can be deflected several times, and windward and leeward effects only through minimal flow rates be reduced. Only by switching the flow direction according to the invention from arrow direction A to arrow direction B and vice versa, the Windward and leeward effects at the sharp deflection points compensated. An impoverishment of the Sources of reaction gas on reaction components is reduced and enrichment is increased Reaction components, in particular in the interior of the hollow blade, are achieved by the inventive method Process causes so that more uniform cleaning effects and more uniform Coating results than with conventional devices and methods become.

example 1

Eine Hochdruckturbinenschaufel aus einer Nickelbasislegierung der Zusammensetzung (Rene 80) Co 9,0 - 10 Gew. % Cr 13,7 - 14,3 Gew. % Ti 4,8 - 5,2 Gew. % Al 2,8 - 3,2 Gew. % W 3,7 - 4,3 Gew. % Mo 3,7 - 4,3 Gew. % Fe max. 0,35 Gew. % Hf max. 0,1 Gew. % C 0,15 - 0,19 Gew.% A high pressure turbine blade made of a nickel base alloy of the composition (Rene 80) Co 9.0 - 10% by weight Cr 13.7 - 14.3% by weight Ti 4.8 - 5.2% by weight Al 2.8 - 3.2% by weight W 3.7 - 4.3% by weight Mon 3.7 - 4.3% by weight Fe Max. 0.35% by weight Hf Max. 0.1% by weight C. 0.15 - 0.19% by weight

Rest Ni, mit einer komplexen Innengeometrie, die 6 bis 8 Kühlluftbohrungen aufweist (vergl. Fig. 3) wird auf den äußeren und inneren Oberflächen gemäß dem erfindungs gemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Aluminiumdiffusionsschicht beschichtet.Rest Ni, with a complex internal geometry that has 6 to 8 cooling air holes (cf. Fig. 3) is on the outer and inner surfaces according to the inventive method and the device according to the invention coated with an aluminum diffusion layer.

Dazu wird der Fußbereich der Turbinenschaufel 300 zunächst mit einer Al₂O₃-Schicht durch Tauchen in einer Schlicker-suspension, die im wesentlichen aus Al₂O₃-Pulver und einer wässerigen Lösung besteht, versehen. Nach einem Trocknen des Al₂O₃-Schlickers werden je vier Schaufeln 300 auf Halte- und Stützvorrichtungen 310 gesteckt, die sich auf den Trägerarmen 1 bis 60 der erfindungsgemäßen Vorrichtung befinden. Danach wird jeder Trägerarm 1 bis 60 mit einer Pulverschüttung 308 aus Nickelbasispulver und Al₂O₃Pulver aufgefüllt. Diese Pulverschüttung 308 dichtet den Schaufeifußbereich in Zusammenwirken mit der Schlickergußschicht 108 auf der äußeren Oberflächen 318 des Schaufelfußes 317 in der Halte- und Stützvorrichtung 310 durch Zusammensintern zu einer Sintermasse beim spätern Aufheizen ab und schützt die äußeren Oberflächen 318 des Schaufelfußes 317 vor einer Beschichtung. For this purpose, the base area of the turbine blade 300 is first provided with an Al ₂ O ₃ layer by immersion in a slip suspension, which essentially consists of Al ₂ O ₃ powder and an aqueous solution. After the Al ₂ O ₃ slip has dried, four blades 300 are placed on holding and supporting devices 310, which are located on the support arms 1 to 60 of the device according to the invention. Each support arm 1 to 60 is then filled with a powder filling 308 made of nickel-based powder and Al ₂ O ₃ powder. In cooperation with the slip casting layer 108 on the outer surfaces 318 of the blade root 317 in the holding and supporting device 310, this powder fill 308 seals the blade root region by sintering together to form a sintered mass during later heating and protects the outer surfaces 318 of the blade root 317 from a coating.

Die derart außerhalb des Reaktionsbehälters 130 vorbereiteten Trägerarme 1 bis 60 werden danach in das zentrale Halterohr 105 eingehängt. Die kegel- oder halbkugelförmigen Anschlußzapfen der Trägerarme werden zusätzlich mit Al₂O₃-Schlicker eingepinselt, um geringfügige Spalten abzudichten.The support arms 1 to 60 prepared in this way outside the reaction container 130 are then suspended in the central holding tube 105. The conical or hemispherical connecting pins of the support arms are also brushed with Al ₂ O ₃ slip to seal minor gaps.

Es werden in diesem Beispiel über 30 Trägerarme in mehr als 5 Lagen oder Ebenen an einem Halterohr 105 eingehängt. Zwischen den Trägerarmen in jeder Lage werden Granulatkörbe aus Lochblech aufgehängt. Diese enthalten als Reaktionsgasquellen Aluminiumspendergranulat einer Al/Cr-Legierung und ein Granulat aus Aluminiumfluorid als Aktivatorspender. In diesem Beispiel werden pro Schaufel 600 g Aluminiumspendergranulat und 10 g Aktivatorgranulat eingesetzt. Ein Teil dieses Granulats wird als zweite Reaktiongasquelle 290 in einen Granulatkorb im Innern des Haltrohres eingefüllt.In this example, there are over 30 support arms in more than 5 layers or levels on one Holding tube 105 suspended. Granulate baskets are made between the support arms in every position Perforated sheet suspended. These contain aluminum donor granules as reaction gas sources an Al / Cr alloy and a granulate made of aluminum fluoride as an activator dispenser. In this For example, 600 g of aluminum donor granules and 10 g of activator granules are used per scoop used. Part of this granulate is used as a second reaction gas source 290 in a granulate basket filled inside the holding tube.

Nach dem Einhängen der Trägerarme und der Granulatkörbe an dem Halterohr ist ein Tannenbaum-Chargierträger fertiggestellt. Der Tannenbaum-Chargierträger wird auf dem Sockel eines Retortenhaubenofens positioniert, wobei das Halterohr 105 den zentralen Stamm des Tannebaum-Chargierträger bildet. der zentrale Stamm hat eine Zuleitung 121 und eine Ableitung 122 durch den Retortensockel hindurch. Der äußere Raktionsraum hat in diesem Beispiel zwei Zuleitungen 111 und zwei Ableitungen 116. Über den Tannenbaum-Chargierträger wird eine Retortehaube 140 und ein nicht gezeigter Haubenofen gestülbt und die Retorte mit Argon gespült.After hanging the carrier arms and the granulate baskets on the holding tube is a Christmas tree charging carrier completed. The Christmas tree charging carrier is on the base of a retort hood oven, the holding tube 105 the central trunk of the Fir tree charging carrier forms. the central trunk has an inlet 121 and an outlet 122 through the retort base. The outer space has in this example two leads 111 and two leads 116. About the Tannenbaum charging carrier a retort hood 140 and a hood furnace, not shown, and the retort with argon rinsed.

Beim Erwärmen wird ein Durchfluß von 4000 l/h Ar über die Öffnung 122 entgegen der Pfeilrichtung A durch den Tannenbaumstamm über die Hohlbauteile in den ersten Reaktionsraum 110, den Retortenraum, gespült. Beim Erreichen einer Haltetemperatur von 1050 °C wird der Durchfluß umgestellt und vom Retortenraum in Pfeilrichtung A in den Tannenbaumstamm eine Trägergasmenge von 40 l/h H₂ gepumpt. Nach einer Haltezeit von 4 h wird der Gasfluß in umgekehrter Richtung B über die Öffnung 121 dem System zugeführt, so daß zunächst durch die Reaktionsgasquelle 290 ein H₂-Gasstrom von 40 l/h fiir zwei weitere Stunden nun aber in Richtung B fließt. Zum Abkühlen wird schließlich wieder die Öffnung 122 entgegen der Flußrichtung A mit Ar als Inertgas gespeist.During heating, a flow rate of 4000 l / h Ar is flushed through the opening 122 in the direction opposite the arrow A through the fir tree trunk via the hollow components into the first reaction chamber 110, the retort chamber. When a holding temperature of 1050 ° C. is reached, the flow is changed and a carrier gas quantity of 40 l / h H _{2 is} pumped from the retort space in the direction of arrow A into the fir tree trunk. After a holding time of 4 h, the gas flow is fed into the system in the opposite direction B via the opening 121, so that an H ₂ gas flow of 40 l / h for two further hours now flows through the reaction gas source 290 in the direction B. For cooling, the opening 122 is finally fed with Ar as the inert gas against the flow direction A.

Es ergibt sich eine äußerst gleichmäßige Beschichtung der äußeren und inneren Oberflächen 305, 306 der Turbinenschaufeln bei einem Aluminiumgehalt der Schutzschicht von über 30 Gew. %.The result is an extremely even coating of the outer and inner surfaces 305, 306 of the turbine blades with an aluminum content of the protective layer of over 30 % By weight.

Example 2

In diesem Beispiel wird eine kombinierte Vorreinigung der inneren Oberflächen einer Turbinenschaufel mit anschließender Beschichtung der äußeren und innneren Oberflächen einer Turbinenschaufel aus ähnlichem Material wie in Beispiel 1 durchgeführt.This example uses a combined pre-cleaning of the inner surfaces of a turbine blade with subsequent coating of the outer and inner surfaces of a Turbine blade made of a similar material as in Example 1.

Derartige Innenreinigungen können erforderlich werden, weil mit den üblichen Vorreinigungen nur die Außenflächen sicher von Formenrückständen und Reaktionsprodukten zwischen Schaufelmaterial und Formenmaterial befreit werden können. Durch Reaktionen der inneren Oberflächen mit dem Kernmaterial beim Gießen einer Schaufel können partielle Rückstände auf den inneren Oberflächen verbleiben, die ein Diffusionsbeschichten behindern oder ganz verhindern, so daß Schwachstellen in der Heißgasoxidations- und -korrosionsschutzschicht im Innern der Hohlschaufeln 300 auftreten können.Internal cleaning of this type may be necessary because with the usual pre-cleaning only the outer surfaces safe from mold residues and reaction products between Blade material and mold material can be exempted. Through reactions from the inner Surfaces with the core material when pouring a shovel can leave partial residue remain on the inner surfaces that hinder diffusion coating or entirely prevent so that weak spots in the hot gas oxidation and corrosion protection layer in Inside the hollow blades 300 can occur.

In diesem Beispiel wird eine Turbinenschaufel aus einer Nickelbasislegierung der Zusammensetzung (Rene 142) Co 11,45-12,05 Gew.% Cr 6,6 - 7,0 Gew.% Ti max. - 0,02 Gew.% Al 5,94- 6,3 Gew. % W 4,7 - 5,1 Gew.% Mo 1.3 - 1.7 Gew.% Fe max. 0.2 Gew.% Hf 1,3 - 1,7 Gew.% C 0,1 - 0,14 Gew.% Re 2,6 - 3,0 Gew. % In this example, a turbine blade made of a nickel-based alloy of the composition (Rene 142) Co 11.45-12.05% by weight Cr 6.6 - 7.0% by weight Ti Max. - 0.02% by weight Al 5.94-6.3% by weight W 4.7 - 5.1% by weight Mon 1.3 - 1.7% by weight Fe Max. 0.2% by weight Hf 1.3 - 1.7% by weight C. 0.1-0.14% by weight re 2.6 - 3.0% by weight

Rest Ni, gereinigt und beschichtet.Balance Ni, cleaned and coated.

Dazu wird der Gußwerkstoff bei gleicher Prozeßtemperatur gereinigt und beschichtet, so daß sich die gereinigten Innenflächen nicht wieder mit Oxid belegen.For this purpose, the casting material is cleaned and coated at the same process temperature so that the cleaned inner surfaces do not cover with oxide again.

Die Turbinenschaufeln werden zu je fünf Stück pro Trägerarm an das zentrale Halterohr angeschlossen und eine Charge von 300 Laufschaufeln auf drei Lagen verteilt. Rtorten- und Heizhaube werden über die Tannenbaum-Chargierung gestülpt und mittels Abpumpen und Spülen wird eine Argon-Schutzatmosphäre erzeugt. Der Argon-durchfluß beträgt 2000 l/h beim Spülen.The turbine blades are connected to the central holding tube, five each per support arm and a batch of 300 blades spread over three layers. Rtorte and heating hood are put over the Christmas tree batch and by pumping and rinsing an argon protective atmosphere is created. The argon flow is 2000 l / h at Do the washing up.

Danach wird unter Argon die Retorte auf 750 °C bis 1040 °C geheizt. Dabei fließt entgegen der Richtung A über die Öffnung 122 ein H₂-Durchfluß von 4000 l/h zunächst entlang der inneren Oberflächen der Hohlschaufel und anschließend über die äußeren Oberflächwen der Hohlschaufel.The retort is then heated to 750 ° C to 1040 ° C under argon. In the opposite direction A, an H ₂ flow of 4000 l / h flows first through the opening 122 along the inner surfaces of the hollow blade and then over the outer surfaces of the hollow blade.

Nach Erreichen einer Haltetemperatur von 1040 °C wird für eine Dauer von 2h in dem Tannenbaum über die Öffnung 122 ein Gemisch von HF und H₂ eingeleitet. Das Reaktionsgasgemisch setzt sich aus HF mit 0,5 l/h pro Schaufel und H₂ mit 5 l/hpro Schaufel zusammen. Im äußere Reaktionsraum zirkuliert gleichzeitig mit 40 l/h pro Schaufel Wasserstoff, der durch die Öffnung 111 eingeleitet und durch die Öffnung 116 abgeleitet wird. Dabei wird ein Druckverhältnis eingehalten, so daß der Prozeßdruck im ersten Reaktionsraum bzw im Retortenraum 5 bis 30 hPa unterhalb des Prozeßdruckes im Halterohr oder Verteilerstamm liegt. Die Reaktionsatmosphären des inneren und äußeren Reaktionsraumen werden bei geschlossenen Öffnung 121 gemeinsam über die Öffnung 116 im ersten Reaktionsraum abgeleitet.After a holding temperature of 1040 ° C. has been reached, a mixture of HF and H _{2 is} introduced into the fir tree via the opening 122 for a period of ₂ hours. The reaction gas mixture consists of HF with 0.5 l / h per blade and H ₂ with 5 l / h per blade. At the same time, hydrogen circulates in the outer reaction space at 40 l / h per scoop, which is introduced through opening 111 and discharged through opening 116. A pressure ratio is maintained so that the process pressure in the first reaction space or in the retort space is 5 to 30 hPa below the process pressure in the holding tube or distributor stem. When the opening 121 is closed, the reaction atmospheres of the inner and outer reaction spaces are derived jointly via the opening 116 in the first reaction space.

Nach Ablauf einer 2-stündigen Haltezeit wird die HF-Zufuhr abgestellt und weitere 0.25 Stunden mit H₂ (5 l/h proSchaufel ) gespült. Danach wird der Gasfluß umgekehrt. Es wird nun zur Beschichtung ein Reaktionsgasgemisch aus AlF, AlF₃ und H₂ (mit 20 l/h pro Schaufel) in Richtung A zunächst über die äußeren und danach über die inneren Oberflächen der Hohlschaufeln geführt. Nach einer Haltezeit von 4 h bei 1040 °C wird in umgekehrter Richtung B für zwei weitere Stunden beschichtet. Dabei wird das Reaktionsgas über die innere Reaktionsgasquelle durch die Trägerarme über die zweiten Verbindungsöffnungen in den Hohlschaufeln zunächst über die inneren Oberflächen geführt und danach über die äußeren Oberflächen geleitet. Bei dem Abkühlen der Charge wird entgegen der Flußrichtung A die Charge mit Ar gespült, wobei über die Öffnung 122 bei verschlossener Öffnung 121 das Argon zunächst über die inneren Oberflächen der Hohlschaufeln und anschließend über dei äußeren Oberflächen der Hohlschaufeln strömt.After a 2-hour hold period, the HF supply is switched off and flushed with H ₂ (5 l / h per scoop) for a further 0.25 hours. The gas flow is then reversed. For the coating, a reaction gas mixture of AlF, AlF ₃ and H ₂ (with 20 l / h per blade) is now passed in direction A first over the outer and then over the inner surfaces of the hollow blades. After a holding time of 4 h at 1040 ° C., coating is carried out in the opposite direction B for two more hours. In this case, the reaction gas is first passed over the inner surfaces and then passed over the outer surfaces via the inner reaction gas source through the support arms via the second connection openings in the hollow blades. When the batch cools down, the batch is flushed with Ar against the flow direction A, the argon initially flowing over the inner surfaces of the hollow blades and then over the outer surfaces of the hollow blades via the opening 122 when the opening 121 is closed.

Es ergibt sich eine defektfreie Innenbeschichtung mit hoher Gleichmäßigkeit der Innenschichtdicke.The result is a defect-free inner coating with high uniformity of the inner layer thickness.

Example 3

Im Beispiel 3 wird eine Hohlschaufel außen und innen beschichtet, die eine extreme Länge von über 500 mm für die inneren Kühlkanäle aufweist.In example 3, a hollow blade is coated on the outside and inside, which has an extreme length of has more than 500 mm for the inner cooling channels.

Mit den bisher verfügbaren Verfahren und Vorrichtungen mit unidirektionaler Reaktionsgasführung ergeben sich besonders gravierende Verringerungen der Innenschichtdicke vom Eintritt der Reaktionsgase in die Hohlräume oder Kühlkanäle von Hohlschaufeln bis zum Austritt aus den Hohlräumen oder bis zum Ende der Kühlkanäle. Abnahmen von 0,5 bis 1 µm pro Zentimeter Kanallänge sind durchaus üblich. Bei einer Beschichtungsdicke von 50 µm im Bereich der ersten Verbindungsöffnung 103 zum Innnenraum einer Hohlschaufel geht die Beschichtungsdicke gegen Null am Ende eines Kanals mit einer Länge von 500 cm. Mit der neuen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich im Vergleich dazu sowohl längere Kühlkanäle beschichten, als auch die Schichtdicken besser vergleichmäßigen.With the previously available methods and devices with unidirectional reaction gas flow there are particularly serious reductions in the inner layer thickness from the entrance the reaction gases into the cavities or cooling channels from hollow blades to the outlet from the cavities or to the end of the cooling channels. Decreases from 0.5 to 1 µm per Centimeter channel length are quite common. With a coating thickness of 50 µm in The area of the first connection opening 103 to the interior of a hollow blade goes Coating thickness towards zero at the end of a channel with a length of 500 cm. With the new device and the inventive method can be compared both coat longer cooling ducts and more evenly coat layers.

In diesem Beispiel wird die erste Reaktionsgasquelle mit Granulat einer Aluminiumspenderlegierung bestückt und die zweite Reaktionsquelle mit einer Spenderlegierung und dem Granulat eines halogenen Aktivators. Während der Aufheizphase wird unter einem niedrigen Argon-durchfluß in Pfeilrichtung A die Vorrichtung aufgeheizt bis 1040 °C bis der gesamte Aktivator gasförmig im zweiten Reaktionsraum vorliegt. Erst danach wird der Durchfluß für eine halbe Stunde derart gesteuert, daß die Reaktionsgase in Richtung B fließen. Während dieser Zeitspanne gelangt ausreichend Aktivatorgas über die inneren Oberflächen der Bauteile in den ersten Reaktionsraum, um in Reaktion mit dem Spendermetallgranulat ein Reaktionsgas zu bilden, das nun nach 30 Minuten in umgekehrter Richtung zu A erst über die äußeren Oberflächen strömt und anschließend die innenren Oberflächen beschichtet. Diese Umschaltung der Durchflußrichtung erfolgt für die nächsten 5 Stunden alle 30 Minuten. Abschließend wird unter Argon bei einem Durchfluß von 40 l/h pro Schaufel das Aktivatorgas in den zweiten Reaktionsraum verdrängt, wo es sich niederschlägt. Das hat den Vorteil, daß im stark durch Ein- und Ausbauten frequentierten äußeren Reaktionsraum keine giftigen vagabundierenden Halogen- oder Halogenidverbindungen oder Gase vorhanden sind. Diese konzentrieren sich vielmehr auf den inneren zweiten Reaktionsraum.In this example, the first reaction gas source with granules is an aluminum donor alloy equipped and the second reaction source with a donor alloy and the granules of a halogen activator. During the heating phase, the argon flow is low in the direction of arrow A the device is heated up to 1040 ° C until the entire activator is present in gaseous form in the second reaction space. Only then is the flow for one controlled for half an hour so that the reaction gases flow in direction B. During this Sufficient activator gas passes through the internal surfaces of the components in the period first reaction space to a reaction gas in reaction with the donor metal granules form, now after 30 minutes in the opposite direction to A only over the outer surfaces flows and then coated the inner surfaces. This switching of Flow direction is every 30 minutes for the next 5 hours. In conclusion under argon at a flow rate of 40 l / h per scoop the activator gas in the second Reaction space displaced where it is reflected. This has the advantage that I'm very strong Buildings and expansions frequented outer reaction space no toxic stray Halogen or halide compounds or gases are present. These concentrate rather on the inner second reaction space.

Mit dieser Verfahrensvariante konnte die Vergleichmäßigung der Beschichtungsdicke nochmals gesteigert werden.With this process variant, the coating thickness could be made more uniform be increased.

Example 4

Als nächstes werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren problematische Superlegierungen, auf die Aluminium mittels Gasdiffusionsbeschichten herkömmlicher Art nur schwierig oder garnicht aufzubringen sind, beschichtet. Zu diesen Legierungen zählen Kobaltbasislegierungen und Nickelbasislegierungen mit hohem Wolframanteil.Next, problematic superalloys, on the aluminum by means of gas diffusion coating of conventional type only with difficulty or cannot be applied at all, coated. These alloys include cobalt-based alloys and nickel-based alloys with a high proportion of tungsten.

Zur Lösung der Beschichtungsprobleme ist ein hoher Gehalt an Aluminiumhalogeniden in dem Reaktionsgas, das als Aluminiumaktivität bezeichnet wird, erforderlich. Die Verarmung an Aluminiumhalogeniden im Reaktionsgas und damit die Abnahme an Aluminiumaktivität ist jedoch bei herkömmlichen überfahren durch Abscheidung von Aluminium an den Oberflächen der Hohlbauteile beträchtlich. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird diese Verarmung vermindert, so daß eine hohe Alumilllumaktivität aufrechterhalten werden kann und somit können problematische Superlegierungen, auf die Aluminium mittels Gasdiffusionsbeschichten herkömmlicher Art nur schwierig oder garnicht aufzubringen sind zufriedenstellend auch von Innen beschichtet werden.A high content of aluminum halides is needed to solve the coating problems the reaction gas called aluminum activity. The impoverishment of aluminum halides in the reaction gas and thus the decrease in aluminum activity however, with conventional run-over by deposition of aluminum on the surfaces of the hollow components considerably. With the method according to the invention, this impoverishment becomes reduced so that a high aluminum activity can be maintained and thus can problematic superalloys, on which aluminum by means of gas diffusion coating Conventional types that are difficult or impossible to apply are also satisfactory be coated from the inside.

Als Beispiel werden Turbinenleitschaufeln mit folgender Legierungszusammensetzung (X 40) Ni 9,5 - 11,5 Gew. % Cr 24,5 - 26,5 Gew. % Al max. 0,35 Gew. % W 7,0 - 8,0 Gew. % Fe max. 2,0 Gew. % C 0,45 - 0,55 Gew. % Rest Co
und Turbinenlaufschaufeln mit folgender Zusammensetzung (Mar-M237 LC) Co 9,0 - 11,0 Gew.% Cr 6 - 8,0 Gew.% Ti 0.9 - 1,2 Gew. % Al 5,4 - 5.7 Gew.% W 3.8 - 10.2 Gew.% Mo 0.6 - 0,8 Gew.% Hf 1,0 - 1,6 Gew.% C 0,05 - 0,14 Gew.% Ta 2,9 - 3,1 Gew.% Rest Ni
bei hoher Al-Aktivität beschichtet.As an example, turbine guide vanes with the following alloy composition (X 40) Ni 9.5 - 11.5% by weight Cr 24.5 - 26.5% by weight Al Max. 0.35% by weight W 7.0 - 8.0% by weight Fe Max. 2.0% by weight C. 0.45 - 0.55% by weight Rest co
and turbine blades with the following composition (Mar-M237 LC) Co 9.0 - 11.0% by weight Cr 6 - 8.0% by weight Ti 0.9 - 1.2% by weight Al 5.4 - 5.7% by weight W 3.8 - 10.2% by weight Mon 0.6-0.8% by weight Hf 1.0 - 1.6% by weight C. 0.05 - 0.14% by weight Ta 2.9 - 3.1% by weight Rest Ni
coated with high Al activity.

Dazu werden 100 Hohlschaufeln in 5 Lagen in dem ersten Reaktionsraum angeordnet und 1500 g pro schaufel Spendermetallgranulat, sowie 20 g Aktivatorgranulat pro Schaufel eingewogen. Eine Retortenhaube 140 von 1,3 m³ Vassungsvermögen wird über die Charge gestülpt. Der Retortenboden 131 hat eine Gaszuleitung und zwei abgasleitungen. Das Halterohr weist im unteren Bereich oberhalb des Retortenbodens im beheizten Bereich einen zylindrischenBehältrer mit einem Fassungsvermögen von 0,25 m³ auf.For this purpose, 100 hollow blades are arranged in 5 layers in the first reaction chamber and 1500 g per blade of donor metal granulate and 20 g activator granulate per blade are weighed out. A retort hood 140 of 1.3 m ³ capacity is placed over the batch. The retort base 131 has a gas supply line and two exhaust gas lines. The holding tube has a cylindrical container with a capacity of 0.25 m ³ in the lower area above the retort bottom in the heated area.

Vor dem Aufheizen wird die Charge mit dem 10 fachen Volumen des Fassungsvermögens der Retortenhaube mit Argon in Richtung B gespült. Danach wird unter einem Argondurchfluß von 1000 l/h die Vorrichtung aufgeheizt. Bei 900 °C wird auf einen Wasserstoffdurchfluß von 2000 l/h umgestellt bis eine Haltetemperatur von 1080 °C erreicht ist. Dann wird der Durchfluß reduziert und auf eine Druckregelung umgestellt. Für diese Verfahrensvariante sind Drucksensoren im ersten und zweiten Reaktionsraum als Meßwertgeber angeordnet. Es wird wechselweise mit einem Wasserstoffdurchfluß bis etwa 1000 l/h ein Druckunterschied zwischen den Drucksensoren aufgebaut.Before heating, the batch is filled with 10 times the volume of the Retort hood rinsed in direction B with argon. Thereafter, under an argon flow the device is heated from 1000 l / h. At 900 ° C is a hydrogen flow of 2000 l / h changed over until a holding temperature of 1080 ° C is reached. Then the flow reduced and switched to pressure control. For this process variant are Pressure sensors arranged in the first and second reaction space as a measuring sensor. It will alternately with a hydrogen flow up to about 1000 l / h a pressure difference between the pressure sensors.

Nach mehrfachem Vorzeichenwechsel der Druckdifferenz zwischen den beiden Reaktionsräumen 110 und 120 wird nach 6 Stunden unter Argonspülung in Richtung B die Charge abgekühlt. After changing the sign several times the pressure difference between the two reaction spaces 110 and 120, the batch is cooled after 6 hours with argon purge in direction B.

Als Ergebnis wird eine sehr gleichmäßige Schichtdicke zwischen den äußeren und innneren Oberflächen der Hohlschaufeln festgestellt.The result is a very even layer thickness between the outer and inner Surfaces of the hollow blades determined.

Example 5

In diesem Beispiel ist eine Turbinenlaufschaufel für eine stationäre Gasturbine aus dem gleichen Material wie im Beispiel 1 auf den inneren Oberflächen im wesentlichen mit Chrom und auf den äußeren Oberflächen im unwesentlichen mit Aluminium zu beschichten.In this example, a turbine blade for a stationary gas turbine is the same Material as in example 1 on the inner surfaces essentially with chrome and to be insignificantly coated with aluminum on the outer surfaces.

Für die Betriebstemperaturen einer stationären Gasturbine sind die Laufschaufeln mit Filmkühlungsbohrungen an den Austrittskanten ausgestattet. Ferner weisen die Laufschaufeln drei innere Kühlkanäle auf. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Innenkanäle mit einem anderen Material als die äußeren Oberflächen dieser Hohl schaufeln zu beschichten. Deshalb sind die Innenkanäle mit Chrom und die äußeren Oberflächen mit Aluminium zu beschichten.The blades with film cooling holes are for the operating temperatures of a stationary gas turbine equipped at the trailing edges. Furthermore, the blades have three inner cooling channels. It has proven to be useful to connect the inner channels with another To coat material as the outer surfaces of these hollow blades. That is why coat the inner channels with chrome and the outer surfaces with aluminum.

Um eine derartige Beschichtung mit herkömmlichen unidirektionalen Verfahren zu erreichen, ist ein hoher Aufwand in Bezug auf schützende zeitliche Abdeckschichten zu treiben.In order to achieve such a coating with conventional unidirectional methods, is a lot of effort in terms of protective temporal cover layers.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der neuen Vorrichtung sind diese Laufschaufeln wesentlich kostengünstiger beschichtbar.With the inventive method and the new device, these blades are can be coated much more cost-effectively.

Beispielsweise werden 160 Turbinenschaufeln in 4 Lagen an 20 Tragarme angeschlossen, wobei jeder Tragarm zwei Schaufeln aufnimmt. Im zweiten inneren Reaktionsraum werden 10 kg Chromtabletten in Lochblechkörben angeordnet und pro Schaufel 5g NH₄Cl im unteren Bereich des Halterohres positioniert. Ein weiterer Anteil von 3 g an NH₄Cl wird im Bodenbereich des ersten Reaktionsraumes angeordnet. For example, 160 turbine blades in 4 layers are connected to 20 support arms, with each support arm holding two blades. In the second inner reaction space, 10 kg of chromium tablets are placed in perforated metal baskets and 5 g of NH ₄ Cl per scoop are positioned in the lower area of the holding tube. Another 3 g of NH ₄ Cl is placed in the bottom area of the first reaction chamber.

Das Aluminiumspendergranulat mit einer Fluorverbindung als Aktivator für die Außenbeschichtung wird mit 400 g pro Schaufel in den Granulatkörben zwischen den Trägerarmen eingebracht. Die Charge wird mit Argon gespült und ohne jeden Durchfluß bis zu einer ersten Haltetemperatur von 1080°C erwärmt. Bei 1080°C wird ein Argondurchfluß in Richtung B über die Schaufelinnnenflächen von 160 l/h eingestellt, der die inneren Oberflächen mit Chrom beschichtet. Gleichzeitig zirkuliert über den Zulauf 111 und den Ablauf 116 im ersten Reaktionsraum ein Argonstrom von 4000 1/h, der die äußeren Oberflächen vor einer Chrombeschichtung schützt.The aluminum donor granulate with a fluorine compound as an activator for the outer coating comes with 400 g per scoop in the granule baskets between the support arms brought in. The batch is purged with argon and up to one without any flow heated to the first holding temperature of 1080 ° C. At 1080 ° C there is an argon flow in the direction B set over the inner surface of the bucket of 160 l / h, the inner surfaces coated with chrome. At the same time, it circulates via inlet 111 and outlet 116 in the first Reaction space an argon flow of 4000 1 / h, which the outer surfaces before a Chrome coating protects.

Die Menge und der Ort des NH₄Cl-Aktivators für die Alitierung sind derart bemessen bzw. ausgesucht, daß bei der vorliegenden Temperaturverteilung und dem anliegenden Temperaturgradienten der NH₄Cl-Aktivator in den 4 Stunden vollständig verdampft ist. Nach 4 Stunden wird der Argonstrom auf ein Alitieren der Außenflächen umgestellt. Bei einer Temperatur von 1040 °C und einem Argondurchfluß von 400 l/h in Richtung A werden in den folgenden 4 Stunden die äußeren Oberflächen alitiert.The amount and the location of the NH ₄ Cl activator for the alitation are dimensioned or selected in such a way that the NH ₄ Cl activator is completely evaporated in the 4 hours given the temperature distribution and the temperature gradient present. After 4 hours, the argon flow is switched to alitizing the outer surfaces. At a temperature of 1040 ° C and an argon flow of 400 l / h in direction A, the outer surfaces are alitated in the following 4 hours.

Nach Abkühlung der Charge unter Argondurchfluß in Richtung B auf Raumtemperatur resultiert eine gemessene mittlere Innenbeschichtungsdicke von 25 µm, die im wesentlichen aus Chrom besteht und eine Alitierschicht auf den äußeren Oberflächen mit einer mittleren Dicke von 45 µm.After cooling the batch under argon flow in direction B results in room temperature a measured average inner coating thickness of 25 microns, which essentially consists of Chromium exists and an Alitierschicht on the outer surfaces with a medium thickness of 45 µm.

Claims

Device for preparing and/or coating the surfaces of metallic hollow construction elements with the following procedural stages:

a) making available at least two reaction gas mixtures (I, II) by reaction gas sources for treatment of the outer and inner surfaces of the hollow construction elements;

b) guiding the first reaction gas mixture (I) over the outer surfaces and thereafter over the inner surfaces of the construction elements;

c) guiding the second reaction gas mixture (II) over the inner surfaces and thereafter over the outer surfaces of the construction elements.
Process according to Claim 1, characterised in that the reaction gas mixtures (I, II) are composed of identical components and the flow direction of the reaction gases over the surfaces of the hollow construction element is repeatedly changed by repetition of stages b) and c).
Process according to Claim 1, characterised in that at least one of the reaction gas sources delivers reaction gases which serve to cleanse outer and inner surfaces, preferably halogeneous gases.
Process according to one of Claims 1 to 3, characterised in that at least one of the reaction gas sources delivers reaction gases which serve to reduce sulfidic or oxidic deposits on the outer or inner surfaces, preferably hydrogeneous gases.
Process according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the reaction gas sources deliver reaction gases which serve gas diffusion coating of the outer or inner surfaces, preferably halogeneous gases, which decomposes on the metallic outer or inner surfaces of the hollow construction elements into a metallic component which is discharged as a coating on the outer and inner surfaces and a halogeneous component which is reused as activator.
Device for preparation and/or coating of the surfaces of metallic hollow construction elements comprising at least two connecting apertures between their outer and inner surfaces, characterised in that the device comprises a reaction tank with an outer reaction chamber and a central support pipe on which are arranged hollow support arms, which are detachable and aligned radially to the support pipe and which accommodate at least one respective hollow construction element, and a first connecting aperture of the construction element is connected to the outer reaction chamber and a second connecting aperture via the hollow support arm to the inner area of the support pipe, so that reaction gas can flow from the outer reaction chamber initially via the outer surfaces and thereafter via the first connecting aperture to the inner surfaces of the construction elements and via the support arms to the inner area of the support pipe, and vice verse reaction gas can flow from the inner area of the support pipe via the support arms through the second connecting aperture of the construction element via the inner surfaces and thereafter through the first connecting aperture via the outer surfaces of the construction elements into the outer reaction chamber.
Device according to Claim 6, characterised in that in the outer reaction chamber between the support arms are mounted external granulate baskets arranged radially to the support pipe with a first reaction gas source material.
Device according to Claim 6 or 7, characterised in that support arms and granulate baskets are connected to or mounted on the support pipe in several layers on top of each other in the outer reaction chamber.
Device according to one of Claims 6 to 8, characterised in that in the inner area of the support pipe are arranged inner granulate baskets with a second reaction gas source material.
Device according to one of Claims 6 to 9, characterised in that the support pipe stands centrally on the base of the reaction tank which comprises at least one first delivery or discharge aperture for the outer reaction chamber and at least one second delivery or discharge aperture for the inner area of the support pipe.