EP1794341A1 - Method for producing a layer system - Google Patents

Method for producing a layer system

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Publication number
EP1794341A1
EP1794341A1 EP05787327A EP05787327A EP1794341A1 EP 1794341 A1 EP1794341 A1 EP 1794341A1 EP 05787327 A EP05787327 A EP 05787327A EP 05787327 A EP05787327 A EP 05787327A EP 1794341 A1 EP1794341 A1 EP 1794341A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
anchoring means
layer
intermediate layer
continuous
outer layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05787327A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Georg Bostanjoglo
Nigel-Philip Cox
Rolf WILKENHÖNER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP05787327A priority Critical patent/EP1794341A1/en
Publication of EP1794341A1 publication Critical patent/EP1794341A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/28Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/288Protective coatings for blades
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the invention relates to methods for producing a layer system according to the preamble of claim 1.
  • MrAlX layers metallic corrosion protection layers
  • ceramic thermal barrier layers as well as layer systems with metallic corrosion protection layers and / or ceramic thermal barrier coatings.
  • plasma-assisted powder spraying processes are used because of their comparatively high cost-effectiveness.
  • No. 5,869,798 discloses a method in which elevations are produced on a surface by means of a welding method, wherein the elevation consists of a different material than the underlying substrate.
  • EP 1 275 748 A2 discloses anchoring means disposed on a surface of the substrate or an intermediate layer.
  • EP 0 713 957 A1 discloses anchoring means which project into a substrate in order to improve the adhesion of a non-metallic material to the metallic substrate.
  • EP 0 713 957 A1 discloses a method in which a depression in a layer is filled up with material.
  • the object is achieved by an inventive method for producing a layer system according to claim 1.
  • the layer system produced by the method according to the invention has separately produced anchoring means which have a very strong bond to the substrate or to a layer arranged underneath it on the substrate and in a different way than the layer to the substrate or the other layer are connected.
  • the stronger bonding of the anchoring means compared to the existing layer bonding for example Ver ⁇ clamping by surface roughness
  • a melt-metallurgical bond which is produced in a separate from the application of the actual layer material process.
  • the cost-effective and economical plasma spraying process can be used to apply the layer.
  • FIG. 3 a perspective top view of a layer system
  • FIGS. 10 to 13 method steps of a method according to the invention
  • FIGS. 14 to 22 method steps of further methods according to the invention
  • Figure 23, 24 process steps of a further inventive method.
  • FIG. 25 shows a gas turbine
  • FIG. 26 shows a combustion chamber
  • FIG. 27 shows a turbine blade.
  • FIG. 1 shows a layer system 1 'according to the prior art.
  • the layer system 1 f has a substrate 4. At least one outer layer 9 with an outer surface 16 is present on the substrate surface 5 of the substrate 4. This may be a metallic and / or ceramic outer layer 9.
  • the bonding of the outer layer 9 on the substrate 4 takes place according to the prior art solely by mechanical clamping (surface roughness) to the underlying surface and subsequent diffusion heat treatment.
  • FIG. 2 shows, starting from FIG. 1, a layer system 1 prepared by a method according to the invention.
  • the substrate 4 may be metallic or ceramic and is in the case of gas turbine components, in particular made of an iron-, nickel- or cobalt-based superalloy.
  • a metallic corrosion protection layer is applied to the substrate 4 as an intermediate layer 7 (FIGS. 5, 6, 7) of the MCrAlX type, whereupon an additional outer layer is additionally provided -
  • a ceramic thermal barrier coating 9 is applied.
  • Continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 are present in the intermediate layer 7 and / or the outer layer 9 and extend into the substrate 4 or into the intermediate layer 7, for example with a certain proportion 14 of their volume or their length.
  • a layer system 1 with an outer layer 9 is explained by way of example.
  • the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 have, in particular, a different type of connection, in particular with an increased bonding force (more precisely: force / per contact surface), to the substrate 4 compared to the type of the outer layer 9 to the substrate 4th
  • the continuous anchoring means 10 or the inner Ver ⁇ anchoring means 13 are suitable for example by a guided laser welding process fusion metallurgically bonded to the substrate 4.
  • the outer layer 9 it is likewise conceivable for the outer layer 9 to be applied at specific points by laser cladding (laser powder coating) and thus to form continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13.
  • the through-going anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 can also be cast on or produced during the casting of the substrate 4.
  • the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 constitute adhesion bridges for the outer layer 9 surrounding the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13.
  • the continuous anchoring means 10 start from the substrate 4 or substrate surface 5 and in particular extend only to the outer surface 16 of the outer layer 9.
  • the continuous or inner anchoring means 10, 13 are, for example, of a columnar design and may also have a concave or convex curve (FIG. 7).
  • the anchoring means 10, 13 preferably extend in a direction which runs almost or completely perpendicular to the surface 5, 8.
  • the inner anchoring means 13 are covered by the outer layer 9, so that the inner anchoring means 13 do not extend to the outer surface 16 of the outer layer 19, that are arranged inside the outer layer 9 ending. They extend 13 to at least 10%, 20%, 30%, 40% or more of the thickness of the outer layer 9 in the outer layer.
  • the above statements apply analogously to an intermediate layer 7 to which an outer layer 9 is applied.
  • the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 are present, for example, only locally, ie locally limited (FIG. 3), on the substrate 4 or the intermediate layer 7, for example where the mechanical load is greatest.
  • FIG. 3 shows a plan view of an inner surface 8 of an intermediate layer 7 or of an outer surface of an outer layer 9.
  • the inner anchoring means are indicated by dashed lines
  • the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 may have various geometries such as circles, stitching (i.e., they are elongate and intersecting), waveforms, parallel paths, and combinations thereof.
  • FIG. 6 shows a further layer system 1 produced by a method according to the invention.
  • the layer system 1 consists of a substrate 4, an intermediate layer 7 and an outer layer 9.
  • the intermediate layer 7 is, for example, a metallic MCrAlX layer and the outer layer 9 is, for example, a ceramic thermal barrier coating 9 on the intermediate layer 7,
  • Continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 are present both in the intermediate layer 7 and in the outer layer 9.
  • the intermediate layer 7 does not have to have any continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 in the sense of the present invention (FIG. 5).
  • the anchoring means may be present only in the intermediate layer 7 (FIG. 7).
  • continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 in the intermediate layer 7 or the outer layer 9 may have a portion 14 which extends into the substrate 4 or into the intermediate layer 7.
  • the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 in the intermediate layer 7 and / or the outer layer 9 may extend from the substrate surface 5 of the substrate 4 to the inner surface 8 of the intermediate layer 7 or from the inner surface 8 of FIG Intermediate layer 7 extend to the outer surface 16 of the outer layer 9, but not beyond, or are covered by the intermediate layer 7 or the outer layer 9, so that the inner anchoring means 13 is not up to mecanic ⁇ surface 8 of the intermediate layers 7 or outer Surface 16 of the outer layer 9 extend.
  • the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 in the intermediate layer 7 improve the bonding of the intermediate layer 7 to the substrate 4.
  • the material of the continuous anchoring means 10 of the intermediate layer 7 can, for example, also be chosen such that an improved adhesion of the outer layer 9 on the continuous anchoring means 10 results (Fig. 7).
  • the material composition of the continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 in the intermediate layers 7 or the outer layer 9 is suitably selected depending on the requirement.
  • the material of the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 corresponds for example to the material in which it is arranged for the most part.
  • the material of the anchoring means 10, 13 corresponds to the material of the intermediate layer 7.
  • the material of the respective Veran ⁇ k réellesstoffs example corresponds to the material of the outer layer.
  • the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 are present in particular in thermally and / or mechanically highly loaded areas.
  • this is the leading edge 409, the trailing edge 412 or the transition between the blade leaf 406 and the platform 403.
  • the layer system 1 is for example a component of a gas 100 (also aircraft turbine) or steam turbine.
  • Thermally highly loaded components of the turbines have such a layer system, such as e.g. Turbine blades 120, 130, Hitzeschild ⁇ elements 155 of a combustion chamber 110 and other Gezzaus ⁇ parts that are along the flow path of a hot steam or hot gas.
  • the layer system 1 can be applied to a newly manufactured component and to components that are refurbished after use (refurbishment). In this case, the components are previously freed from degraded layers, cracks are repaired if necessary, and a renewed coating of the substrate 4 takes place.
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of a layer system 1 produced by a method according to the invention.
  • the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 are present only in the intermediate layer 7.
  • the outer layer 9 is present.
  • a contact surface of the continuous anchoring means 10 on the inner surface 8 improves the adhesion of the outer layer 9 to a comparable contact surface with the intermediate layer 7. This is achieved, for example, in that the contact surfaces of the continuous anchoring means 10 form germinal points (aluminum oxide) on the inner surface 8 for example, epitaxial growth of an outer layer 9 on the intermediate layer 7 or a further intermediate layer of Alumi ⁇ niumoxid.
  • an improved layer system 1 is achieved in that the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 lead to improved bonding of the outer layer 9 to the substrate 4.
  • continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 extend into the substrate 4 with a portion 14.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a layer system 1 produced by a method according to the invention.
  • the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 are present only in the outer layer 9.
  • some, but not necessarily all, continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 extend into the intermediate layer 7.
  • FIG. 4 shows a further layer system 1.
  • the outer layer 9 is, for example, with a laser 17th
  • FIG. 9 shows a further exemplary embodiment of a component 1 (cross section through continuous anchoring means 10) produced by a method according to the invention.
  • the continuous anchoring means 10 has a larger cross-sectional area at the outer surface 16 than at the lower substrate surface 5 (FIG. 8, top view of FIG. 9).
  • the shape of the continuous anchoring means 10 in cross section is bell-shaped here.
  • the cross-sectional contour may also have other shapes, such. B. a parabolic course, wherein the parabola can be open to the top 16 (FIG. 8) or 5 down.
  • the cross section of the continuous anchoring means 10 is here, for example, round (FIG. 8). Dashed lines indicate the cross-sectional area of the continuous anchoring means 10 on the substrate surface 5 or in the substrate 4.
  • the continuous anchoring means 10 may also extend into the substrate 4 (not illustrated).
  • the material of the continuous anchoring means 10 in the intermediate layer 7 may correspond to the material of the substrate 4 or be ceramic, whereby the ceramic thermal barrier coating 9 better with the continuous anchoring means 10 extending to the inner surface 8 of the intermediate layer 7, can connect or the continuous anchoring means 10 serve as a growth nucleus, in particular during epitaxial growth, during the coating of the intermediate layer 7 with the ceramic material of the äuße ⁇ Ren layer. 9
  • FIGS. 10 to 13 show a method according to the invention for producing the layer system 1.
  • the outer layer 9 and the continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 are produced, for example, in layers, ie the outer layer 9 is er ⁇ and then or simultaneously the Veran ⁇ kerk réellesstoff 10 or inner anchoring means 13. Keines ⁇ if first, the anchoring means at least mostly or completely produced and then the layer or vice versa.
  • material for the outer layer 9 is layered in sublayers 9 f (FIG. 11), 9 ff (FIG. 12), 9 fff (FIG 13) are applied and also in layers the continuous anchoring means 10 are produced in anchoring medium layers 10 ', 10 ", 10' ff .
  • the inner anchoring means 13 can also be produced in layers (not shown).
  • continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 are to be produced, at locations where a continuous anchoring means 10 or an inner anchoring means 13 is to be formed, the spot is heated and melted by means of a laser, for example. the temperature is increased temporarily and locally.
  • outer layer 9 applies analogously for an intermediate layer 7, to which an outer layer 9 is applied or analogously for an outer layer 9 on an intermediate layer 7.
  • FIGS. 14 to 16 show a further method according to the invention.
  • an outer layer 9 is already partially present on the substrate 4. This is the case, in particular, when it is a component 1 to be repaired, which was used, for example, and in particular has a local damage in the form of a depression 34. An area around this recess 34 is weakened, for example, or was exposed to increased requirements in use, so that the area was removed during or after use and the recess 34 was formed.
  • the depression 34 is filled with layer material 25, for example by a material conveyor 22 (for example by laser welding), wherein either only layer material 25 is filled without the inner anchoring means 13 according to FIG is formed, so that an inner anchoring means 13 is formed, which does not extend to äuße ⁇ Ren surface 16 or example, the laser 17 for laser deposition welding is also used, for example, to grow the continuous anchoring means 10 of FIG 15 to the outer surface 16 , This results in the recess 34, a newly formed layer region 28th
  • the continuous anchoring means 10 or the inner Veran ⁇ kanssstoff 13 may, but not necessarily with a proportion 14 (indicated by dashed lines) extend into the substrate 4 and have a shape according to Figure 8, 9.
  • the layer material 25 can be material of the outer layer 9 or of the substrate 4, but also have a different composition.
  • the newly formed layer region 28 can also form the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13, so that the continuous anchoring means
  • FIGS. 23, 24 show further exemplary embodiments of a method according to the invention for producing a layer system
  • a plasma torch 31 APS, VPS, LPPS (FIG. 23) is used.
  • a continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 is thereby simultaneously produced, for example by melting, in which at least temporarily at the locations predetermined for the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 ⁇ rial treated by means of the laser 17, that is, for example, is melted.
  • two lasers 17, 17 ' may be used, using a laser 17' for the application process, for example laser deposition welding with the aid of a material conveyor 22 (for example powder conveyor) which supplies the layer material 25, and a laser 17, which, as in FIG. 17, produces the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13.
  • a material conveyor 22 for example powder conveyor
  • a laser 17 which, as in FIG. 17, produces the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13.
  • the intermediate layers 7 or the outer layer 9 and the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 can be produced in layers.
  • lasers 17, 17 'or plasma torches 31 electron beam guns can also be used.
  • the use of lasers, plasma torches is not limited to the embodiments on the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13, which extend with a proportion 14 in the substrate 4 or the intermediate layer 7 or on a special cross-sectional shape as shown in FIG. 9, 8.
  • the anchoring means as described above can also be used for multilayer systems with or without substrate, as they are preferably present in CMC materials. These ceramic CMC materials of fibers, especially carbon fibers, have many interlaminar layers. By the anchoring means between the respective layers, the strength of the layers can be improved with each other. The individual layers are virtually sewn together.
  • FIG. 25 shows a gas turbine 100 in a longitudinal section.
  • the gas turbine 100 has inside a rotatably mounted about a rotation axis 102 rotor 103, which is also referred to as Turbi ⁇ nenlabr.
  • an intake housing 104, a compressor 105, a torus-like combustion chamber 110, in particular a ring combustion chamber 106, with a plurality of coaxially arranged burners 107, a turbine 108 and the exhaust gas housing 109 follow one another.
  • the annular combustion chamber 106 communicates with, for example, a ring-shaped hot gas channel 111.
  • Turbine stages 112 connected in series form the turbine 108.
  • Each turbine stage 112 is formed from two blade rings.
  • a series 125 formed of rotor blades 120 follows.
  • the guide vanes 130 are fastened to the stator 143, whereas the rotor blades 120 of a row 125 are attached to the rotor 103 by means of a turbine disk 133. Coupled to the rotor 103 is a generator or a work machine (not shown).
  • air 105 is sucked in by the compressor 105 through the intake housing 104 and compressed.
  • the compressed air provided on the turbine-side end of the compressor 105 is fed to the burners 107 and mixed there with a fuel.
  • the mixture is then burned in the combustion chamber 110 to form the working medium 113.
  • the working medium 113 flows along the hot gas channel 111 past the guide vanes 130 and the rotor blades 120.
  • the working medium 113 unwinds on the rotor blades 120 in a pulse-transmitting manner, so that the rotor blades 120 drive the rotor 103 and this drives the machine connected to it.
  • the components exposed to the hot working medium 113 are subject to thermal loads during the operation of the gas turbine 100.
  • the guide vanes 130 and rotor blades 120 of the first turbine stage 112, viewed in the flow direction of the working medium 113, are subjected to the highest thermal load in addition to the heat shield bricks which line the annular combustion chamber 106. In order to withstand the temperatures prevailing there, they are cooled by means of a coolant.
  • the guide blade 130 has a guide blade root facing the inner housing 138 of the turbine 108 (not illustrated here) and a guide blade head opposite the guide blade root.
  • the vane head faces the rotor 103 and fixed to a mounting ring 140 of the stator 143.
  • FIG. 26 shows a combustion chamber 110 of a gas turbine 100.
  • the combustion chamber 110 is designed, for example, as a so-called annular combustion chamber, in which a multiplicity of burners 107 arranged around the turbine shaft 103 in the circumferential direction open into a common combustion chamber space.
  • the combustion chamber 110 in its entirety is configured as a ring-shaped structure which is positioned around the turbine shaft 103.
  • the combustion chamber 110 is designed for a comparatively high temperature of the working medium M of about 1000 ° C to 1600 ° C.
  • the combustion chamber wall 153 is provided on its side facing the working medium M with an inner lining formed by heat shield elements 155.
  • Each heat shield element 155 is equipped on the working medium side with a particularly heat-resistant protective layer or made of highly heat-resistant material. Due to the high temperatures inside the combustion chamber 110, a cooling system is additionally provided for the heat shield elements 155 or for their holding elements.
  • FIG. 27 shows a perspective view of a moving blade 120 or guide blade 130 of a turbomachine that extends along a longitudinal axis 121.
  • the turbomachine may be a gas turbine of an aircraft or a power plant for generating electricity, a steam turbine or a compressor.
  • the blade 120, 130 has, along the longitudinal axis 121, a mounting area 400 adjacent to one another, a blade platform 403 adjacent thereto and an airfoil 406.
  • the blade 130 may have an additional platform at its blade tip 415 (not shown).
  • a blade root 183 is formed, which serves for attachment of the blades 120, 130 to a shaft or a disc (not shown).
  • the blade root 183 is designed, for example, as a hammer head. Other designs as Christmas tree or Schwal ⁇ benschwanzfuß are possible.
  • the blade 120, 130 has a leading edge 409 and a discharge edge 412 for a medium that flows past the blade 406.
  • Such superalloys are known, for example, from EP 1 204 776 B1, EP 1 306 454, EP 1 319 729 A1, WO 99/67435 or WO 00/44949; These documents are part of the disclosure regarding the chemical composition of the alloy.
  • the blade 120, 130 can hereby be produced by a casting process, also by directional solidification, by a forging process, by a milling process or combinations thereof.
  • Structures are also known as directionally rigidified structures
  • the blades 120, 130 may be coatings against corrosion or oxidation (MCrAlX; M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), X is an active element and is yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one element of the rare earths, or hafnium (Hf)).
  • M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni)
  • X is an active element and is yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one element of the rare earths, or hafnium (Hf)).
  • Such alloys are known from EP 0 486 489 B1, EP 0 786 017 B1, EP 0 412 397 B1 or EP 1 306 454 A1, which are to be part of this disclosure with regard to the chemical composition of the alloy.
  • MCrAlX may still be a thermal barrier layer and consists for example of ZrC> 2, Y2Ü4-Zr ⁇ 2, i. it is not, partially or completely stabilized by yttrium oxide and / or calcium oxide and / or magnesium oxide.
  • suitable coating methods e.g. Electron beam evaporation (EB-PVD) produces stalk-shaped grains in the thermal barrier coating.
  • Refurbishment means that components 120, 130 may need to be stripped of protective layers after use (e.g., by sandblasting). This is followed by removal of the corrosion and / or oxidation layers or products. Optionally, even cracks in the component 120, 130 are repaired. This is followed by a re-coating of the component 120, 130 and a renewed use of the component 120, 130.
  • the blade 120, 130 may be hollow or solid. If the blade 120, 130 is to be cooled, it is hollow and may still have film cooling holes 418 (indicated by dashed lines).

Abstract

Prior art layer systems often have, due to their type of coating, only a low adherence to the substrate. The layer can detach in the instance of components that are subjected to high levels of mechanical stress. According to the inventive method for producing a layer system (1), an outer layer (9) is produced layer-by-layer together with anchoring means (10) passing completely therethough or with inner anchoring means (13).

Description

Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems Method for producing a layer system
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to methods for producing a layer system according to the preamble of claim 1.
Bauteile für hohe Temperaturen werden heutzutage in der Regel mit Schutzschichten versehen.Components for high temperatures are usually provided with protective coatings today.
Dies können metallische Korrosionsschutzschichten (MCrAlX- Schichten) oder keramische Wärmedämmschichten sowie Schicht¬ systeme mit metallischen Korrosionsschutzschichten und/oder keramischen Wärmedämmschichten sein.These may be metallic corrosion protection layers (MCrAlX layers) or ceramic thermal barrier layers as well as layer systems with metallic corrosion protection layers and / or ceramic thermal barrier coatings.
Als Beschichtungsverfahren für diese Beschichtungen benutzt man plasmagestützte Pulverspritzverfahren aufgrund ihrer ver- gleichsweise hohen Wirtschaftlichkeit.As a coating method for these coatings, plasma-assisted powder spraying processes are used because of their comparatively high cost-effectiveness.
Die Anbindung solcher Schichten an das Substrat erfolgt durch mechanische Verklammerung und anschließende Diffusionswärme¬ behandlung. Gelegentlich kann es in hochbelasteten Bereichen oder an ungünstigen, d.h. besonders an mechanisch hoch be- lasteten Stellen des Bauteils zu einer Ablösung der Schicht im Betrieb kommen. Das Abplatzen der Schicht während des Be¬ triebs führt zur Schädigung des Grundwerkstoffs, sodass die Bauteillebensdauer wesentlich verringert ist.The bonding of such layers to the substrate takes place by mechanical clamping and subsequent diffusion heat treatment. Occasionally, it can occur in highly loaded areas or unfavorable, i. Especially at mechanically high loaded points of the component to a detachment of the layer come in operation. The spalling of the layer during operation leads to damage to the base material, so that the component life is substantially reduced.
Die US 5,869,798 offenbart ein Verfahren, bei dem mittels eines Schweißverfahrens Erhebungen auf einer Oberfläche er¬ zeugt werden, wobei die Erhebung aus einem anderen Material besteht als das zu Grunde liegende Substrat.No. 5,869,798 discloses a method in which elevations are produced on a surface by means of a welding method, wherein the elevation consists of a different material than the underlying substrate.
Die EP 1 275 748 A2 offenbart Verankerungsmittel, die auf einer Oberfläche des Substrats oder einer Zwischenschicht angeordnet sind.EP 1 275 748 A2 discloses anchoring means disposed on a surface of the substrate or an intermediate layer.
Die DE 100 57 187 Al offenbart Verankerungsmittel, die in ein Substrat hineinragen, um die Haftung eines nicht metallischen Materials auf dem metallischen Substrat zu verbessern. Die EP 0 713 957 Al offenbart ein Verfahren, bei der eine Vertiefung in einer Schicht mit Material aufgefüllt wird.DE 100 57 187 A1 discloses anchoring means which project into a substrate in order to improve the adhesion of a non-metallic material to the metallic substrate. EP 0 713 957 A1 discloses a method in which a depression in a layer is filled up with material.
Weiterer Stand der Technik ist bekannt aus der DE 30 38 416 Al sowie aus der Zeitschrift Journal of Materials Science 24 (1989) , Seite 115 - 123 mit dem Titel „Enhanced metal-ceramic adhesion by sequential sputter deposition and pulsed laser melting of copper films on sapphire Substrates" von A. J. Pedraza, M.J. Godbole.Further prior art is known from DE 30 38 416 A1 as well as from the journal Journal of Materials Science 24 (1989), page 115-123 entitled "Enhanced metal-ceramic adhesion by sequential sputter deposition and pulsed laser melting of copper films on sapphire Substrates "by AJ Pedraza, MJ Godbole.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstel¬ lung eines Schichtsystems aufzuzeigen, das eine bessere An¬ bindung von einer Schutzschicht an ein Substrat und/oder von Schichten untereinander ergibt.It is therefore an object of the invention to provide a process for the production of a layer system which results in a better bond between a protective layer and a substrate and / or of layers with one another.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems gemäß dem Anspruch 1.The object is achieved by an inventive method for producing a layer system according to claim 1.
Das mit den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schicht¬ system weist gesondert erzeugte Verankerungsmittel auf, die eine sehr starke Anbindung an das Substrat oder an eine unter ihr auf dem Substrat angeordnete Schicht aufweisen und auf andere Art und Weise als die Schicht an das Substrat oder die andere Schicht angebunden sind.The layer system produced by the method according to the invention has separately produced anchoring means which have a very strong bond to the substrate or to a layer arranged underneath it on the substrate and in a different way than the layer to the substrate or the other layer are connected.
Die im Vergleich zur vorhandenen Schichtbindung (z.B. Ver¬ klammerung durch Oberflächenrauhigkeit) stärkere Anbindung der Verankerungsmittel erfolgt beispielsweise durch eine schmelzmetallurgische Bindung, die in einem vom Aufbringen des eigentlichen Schichtmaterials separaten Prozess erzeugt wird. Somit kann weiterhin das kostengünstige und wirtschaft¬ liche Plasmaspritzverfahren verwendet werden, um die Schicht aufzubringen.The stronger bonding of the anchoring means compared to the existing layer bonding (for example Ver¬ clamping by surface roughness), for example, by a melt-metallurgical bond, which is produced in a separate from the application of the actual layer material process. Thus, furthermore, the cost-effective and economical plasma spraying process can be used to apply the layer.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Verfahrens¬ schritte aufgelistet. Die in den Unteransprüchen aufgelisteten Maßnahmen können in vorteilhafter Weise beliebig miteinander kombiniert werden.In the subclaims further advantageous Verfahrens¬ steps are listed. The measures listed in the dependent claims can be advantageously combined with each other in an advantageous manner.
Es zeigen Figur 1 ein Schichtsystem nach dem Stand der Technik,1 shows a layer system according to the prior art,
Figur 2, 4 bis 9 SchichtSysteme, Figur 3 eine perspektivische Draufsicht auf ein Schichtsystem, Figur 10 bis 13 Verfahrenschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens, Figur 14 bis 22 Verfahrensschritte weiterer erfin¬ dungsgemäßer Verfahren,2, 4 to 9 layer systems, FIG. 3 a perspective top view of a layer system, FIGS. 10 to 13 method steps of a method according to the invention, FIGS. 14 to 22 method steps of further methods according to the invention,
Figur 23, 24 Verfahrensschritte eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens .Figure 23, 24 process steps of a further inventive method.
Figur 25 eine Gasturbine, Figur 26 eine Brennkammer und Figur 27 eine Turbinenschaufel.FIG. 25 shows a gas turbine, FIG. 26 shows a combustion chamber and FIG. 27 shows a turbine blade.
Figur 1 zeigt ein Schichtsystem 1 ' nach dem Stand der Tech¬ nik.FIG. 1 shows a layer system 1 'according to the prior art.
Das Schichtsystem lf weist ein Substrat 4 auf. Auf der Substratoberfläche 5 des Substrats 4 ist zumindest eine äußere Schicht 9 mit einer äußeren Oberfläche 16 vorhan¬ den. Dies kann eine metallische und/oder keramische äußere Schicht 9 sein.The layer system 1 f has a substrate 4. At least one outer layer 9 with an outer surface 16 is present on the substrate surface 5 of the substrate 4. This may be a metallic and / or ceramic outer layer 9.
Die Anbindung der äußeren Schicht 9 auf dem Substrat 4 er- folgt nach dem bisherigen Stand der Technik allein durch mechanische Verklammerung (Oberflächenrauhigkeit) an die zugrunde liegende Oberfläche und anschließende Diffusionswär¬ mebehandlung.The bonding of the outer layer 9 on the substrate 4 takes place according to the prior art solely by mechanical clamping (surface roughness) to the underlying surface and subsequent diffusion heat treatment.
Figur 2 zeigt ausgehend von Figur 1 ein Schichtsystem 1, her¬ gestellt nach einem erfindungsgemäßen Verfahren. Das Substrat 4 kann metallisch oder keramisch sein und ist im Falle von Gasturbinenbauteilen insbesondere aus einer eisen-, nickel- oder kobaltbasierten Superlegierung hergestellt.FIG. 2 shows, starting from FIG. 1, a layer system 1 prepared by a method according to the invention. The substrate 4 may be metallic or ceramic and is in the case of gas turbine components, in particular made of an iron-, nickel- or cobalt-based superalloy.
Für Turbinenschaufeln 120, 130 (Fig. 25, 27) wird beispiels¬ weise auf das Substrat 4 eine metallische Korrosionsschutz¬ schicht als Zwischenschicht 7 (Fig. 5, 6, 7) des Typs MCrAlX aufgebracht, worauf dann zusätzlich noch eine äußere, bei- spielsweise eine keramische Wärmedämmschicht 9 aufgebracht wird.For turbine blades 120, 130 (FIGS. 25, 27), for example, a metallic corrosion protection layer is applied to the substrate 4 as an intermediate layer 7 (FIGS. 5, 6, 7) of the MCrAlX type, whereupon an additional outer layer is additionally provided - For example, a ceramic thermal barrier coating 9 is applied.
In der Zwischenschicht 7 und/oder der äußeren Schicht 9 sind durchgehende Verankerungsmittel 10 oder innere Verankerungs- mittel 13 vorhanden, die sich beispielsweise mit einem be¬ stimmten Anteil 14 ihres Volumens oder ihrer Länge in das Substrat 4 oder in die Zwischenschicht 7 hinein erstrecken. Im Folgenden wird beispielhaft ein Schichtsystem 1 mit einer äußeren Schicht 9 erläutert.Continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 are present in the intermediate layer 7 and / or the outer layer 9 and extend into the substrate 4 or into the intermediate layer 7, for example with a certain proportion 14 of their volume or their length. In the following, a layer system 1 with an outer layer 9 is explained by way of example.
Der Anteil 14, also eine Erstreckung des durchgehenden Veran¬ kerungsmittels 10 oder des inneren Verankerungsmittels 13 in das Substrat 4 stellt bezogen auf die Länge des durchgehenden Verankerungsmittels 10 oder des inneren Verankerungsmittel 13 den geringeren Anteil dar, sodass das durchgehende Veranke¬ rungsmittel 10 oder das innere Verankerungsmittel 13 sich mit dem größten Anteil in der äußeren Schicht 9 befindet.The proportion 14, that is to say an extent of the continuous anchoring agent 10 or of the inner anchoring means 13 into the substrate 4, represents the smaller proportion relative to the length of the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13, so that the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 is located in the outer layer 9 with the largest proportion.
Die durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder die inneren Ver- ankerungsmittel 13 weisen insbesondere eine andere Art der Anbindung auf, insbesondere mit einer erhöhten Anbindungs- kraft (genauer: Kraft/pro Kontaktfläche), an das Substrat 4 gegenüber der Art der äußeren Schicht 9 an das Substrat 4.The continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 have, in particular, a different type of connection, in particular with an increased bonding force (more precisely: force / per contact surface), to the substrate 4 compared to the type of the outer layer 9 to the substrate 4th
Die durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder die inneren Ver¬ ankerungsmittel 13 werden beispielsweise durch einen geeignet geführten Laserschweißprozess schmelzmetallurgisch an das Substrat 4 angebunden.The continuous anchoring means 10 or the inner Ver¬ anchoring means 13 are suitable for example by a guided laser welding process fusion metallurgically bonded to the substrate 4.
Ebenso ist es vorstellbar, dass die äußere Schicht 9 an bestimmten Stellen durch Lasercladding (Laserpulverbeschich- ten) aufgebracht wird und so durchgehende Verankerungsmittel 10 oder innere Verankerungsmittel 13 bilden. Die durchgehen¬ den Verankerungsmittel 10 oder die inneren Verankerungsmittel 13 können auch angegossen werden oder beim Gießen des Sub¬ strats 4 mit hergestellt werden. Die durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder die inneren Ver¬ ankerungsmittel 13 stellen Haftungsbrücken für die die durch¬ gehenden Verankerungsmittel 10 oder das inneren Verankerungs¬ mittel 13 umgebende äußere Schicht 9 dar.It is likewise conceivable for the outer layer 9 to be applied at specific points by laser cladding (laser powder coating) and thus to form continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13. The through-going anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 can also be cast on or produced during the casting of the substrate 4. The continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 constitute adhesion bridges for the outer layer 9 surrounding the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13.
Die durchgehenden Verankerungsmittel 10 gehen vom Substrat 4 bzw. Substratoberfläche 5 aus und erstrecken sich insbeson¬ dere nur bis zur äußeren Oberfläche 16 der äußeren Schicht 9.The continuous anchoring means 10 start from the substrate 4 or substrate surface 5 and in particular extend only to the outer surface 16 of the outer layer 9.
Die durchgehenden oder inneren Verankerungsmittel 10, 13 sind beispielsweise säulenartig ausgebildet und können auch konkav oder konvex gekrümmt ausgeführt sein (Fig. 7) .The continuous or inner anchoring means 10, 13 are, for example, of a columnar design and may also have a concave or convex curve (FIG. 7).
Die Verankerungsmittel 10, 13 erstrecken sich vorzugsweise in einer Richtung, die nahezu oder ganz senkrecht auf der Ober- fläche 5, 8 verläuft.The anchoring means 10, 13 preferably extend in a direction which runs almost or completely perpendicular to the surface 5, 8.
Die inneren Verankerungsmittel 13 werden durch die äußere Schicht 9 abgedeckt, sodass die inneren Verankerungsmittel 13 sich nicht bis zur äußeren Oberfläche 16 der äußeren Schicht 19 erstrecken, also innerhalb der äußeren Schicht 9 endend, angeordnet sind. Dabei erstrecken sie 13 sich bis zumindest zu 10%, 20%, 30%, 40% oder mehr der Dicke der äußeren Schicht 9 in die äußere Schicht 9.The inner anchoring means 13 are covered by the outer layer 9, so that the inner anchoring means 13 do not extend to the outer surface 16 of the outer layer 19, that are arranged inside the outer layer 9 ending. They extend 13 to at least 10%, 20%, 30%, 40% or more of the thickness of the outer layer 9 in the outer layer. 9
Obige Ausführungen gelten analog für eine Zwischenschicht 7 auf die noch eine äußere Schicht 9 aufgebracht wird. Die durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder die inneren Ver¬ ankerungsmittel 13 sind beispielsweise nur lokal, also ört¬ lich begrenzt (Fig. 3) auf dem Substrat 4 oder der Zwischen¬ schicht 7 vorhanden, beispielsweise dort, wo die mechanische Belastung am größten ist.The above statements apply analogously to an intermediate layer 7 to which an outer layer 9 is applied. The continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 are present, for example, only locally, ie locally limited (FIG. 3), on the substrate 4 or the intermediate layer 7, for example where the mechanical load is greatest.
Dies ist beispielsweise der Bereich der Anströmkante 409 einer Turbinenschaufel 120, 130. Das restliche Schaufelblatt würde dann keine durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder inneren Verankerungsmittel 13 aufweisen.This is, for example, the region of the leading edge 409 of a turbine blade 120, 130. The remaining blade would then have no continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Innenfläche 8 einer Zwischenschicht 7 oder auf eine äußere Oberfläche einer äuße¬ ren Schicht 9. Gestrichelt angedeutet sind die inneren VerankerungsmittelFIG. 3 shows a plan view of an inner surface 8 of an intermediate layer 7 or of an outer surface of an outer layer 9. The inner anchoring means are indicated by dashed lines
13, die sich nicht bis zur Innenfläche 8 der Zwischenschicht 7 oder bis zur äußeren Oberfläche 16 der äußeren Schicht erstrecken. Die durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder die inneren Verankerungsmittel 13 können verschiedene Geometrien wie Kreise, Steppnähte (d.h. sie sind länglich und kreuzen sich) , Wellenformen, Parallelbahnen sowie Kombinationen dar¬ aus aufweisen.13, which do not extend to the inner surface 8 of the intermediate layer 7 or to the outer surface 16 of the outer layer. The continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 may have various geometries such as circles, stitching (i.e., they are elongate and intersecting), waveforms, parallel paths, and combinations thereof.
Figur 6 zeigt ein weiteres Schichtsystem 1, hergestellt nach einem erfindungsgemäßen Verfahren.FIG. 6 shows a further layer system 1 produced by a method according to the invention.
Das Schichtsystem 1 besteht aus einem Substrat 4, einer Zwi¬ schenschicht 7 und einer äußeren Schicht 9. Die Zwischenschicht 7 ist beispielsweise eine metallische MCrAlX-Schicht und die äußere Schicht 9 ist beispielsweise eine keramische Wärmedämmschicht 9 auf der Zwischenschicht 7 ,The layer system 1 consists of a substrate 4, an intermediate layer 7 and an outer layer 9. The intermediate layer 7 is, for example, a metallic MCrAlX layer and the outer layer 9 is, for example, a ceramic thermal barrier coating 9 on the intermediate layer 7,
Durchgehende Verankerungsmittel 10 oder innere Verankerungs¬ mittel 13 sind sowohl in der Zwischenschicht 7 als auch in der äußeren Schicht 9 vorhanden. Die Zwischenschicht 7 muss aber keine durchgehenden Veranke¬ rungsmittel 10 oder inneren Verankerungsmittel 13 im Sinne der vorliegenden Erfindung aufweisen (Fig. 5) . Ebenso können die Verankerungsmittel nur in der Zwischenschicht 7 vorhanden sein (Fig. 7) .Continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 are present both in the intermediate layer 7 and in the outer layer 9. However, the intermediate layer 7 does not have to have any continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 in the sense of the present invention (FIG. 5). Likewise, the anchoring means may be present only in the intermediate layer 7 (FIG. 7).
Dabei können einige, aber nicht unbedingt alle durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder inneren Verankerungsmittel 13 in der Zwischenschicht 7 oder der äußeren Schicht 9 einen Anteil 14 aufweisen, der sich in das Substrat 4 oder in die Zwi¬ schenschicht 7 erstreckt.In this case, some, but not necessarily all, continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 in the intermediate layer 7 or the outer layer 9 may have a portion 14 which extends into the substrate 4 or into the intermediate layer 7.
Die durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder die inneren Ver¬ ankerungsmittel 13 in der Zwischenschicht 7 und/oder der äußeren Schicht 9 können sich ausgehend von der Substratober¬ fläche 5 des Substrats 4 bis zur Innenfläche 8 der Zwischen¬ schicht 7 bzw. von der Innenfläche 8 der Zwischenschicht 7 bis zu der äußeren Oberfläche 16 der äußeren Schicht 9 erstrecken, aber nicht darüber hinaus, oder werden durch die Zwischenschicht 7 oder die äußere Schicht 9 abgedeckt, sodass die inneren Verankerungsmittel 13 sich nicht bis zur Innen¬ fläche 8 der Zwischenschichten 7 oder äußeren Oberfläche 16 der äußeren Schicht 9 erstrecken.The continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 in the intermediate layer 7 and / or the outer layer 9 may extend from the substrate surface 5 of the substrate 4 to the inner surface 8 of the intermediate layer 7 or from the inner surface 8 of FIG Intermediate layer 7 extend to the outer surface 16 of the outer layer 9, but not beyond, or are covered by the intermediate layer 7 or the outer layer 9, so that the inner anchoring means 13 is not up to Innen¬ surface 8 of the intermediate layers 7 or outer Surface 16 of the outer layer 9 extend.
Die durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder die inneren Ver¬ ankerungsmittel 13 in der Zwischenschicht 7 verbessern die Anbindung der Zwischenschicht 7 an das Substrat 4. Das Material der durchgehenden Verankerungsmittel 10 der Zwi¬ schenschicht 7 kann beispielsweise auch so gewählt werden, dass sich eine verbesserte Haftung der äußeren Schicht 9 auf den durchgehenden Verankerungsmitteln 10 ergibt (Fig. 7) .The continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 in the intermediate layer 7 improve the bonding of the intermediate layer 7 to the substrate 4. The material of the continuous anchoring means 10 of the intermediate layer 7 can, for example, also be chosen such that an improved adhesion of the outer layer 9 on the continuous anchoring means 10 results (Fig. 7).
Die Materialzusammensetzung der durchgehenden Verankerungs¬ mittel 10 oder inneren Verankerungsmittel 13 in der Zwischen- schichten 7 oder der äußeren Schicht 9 wird je nach Anforde¬ rung passend gewählt. Das Material der durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder der inneren Verankerungsmittel 13 entspricht beispielsweise dem Material, in der es zum größten Teil angeordnet ist. Wenn sich also das durchgehende Verankerungsmittel 10 oder das innere Verankerungsmittel 13 größtenteils in der Zwi¬ schenschicht 7 befindet, so entspricht das Material des Ver¬ ankerungsmittels 10, 13 dem Material der Zwischenschicht 7. Ist das durchgehende Verankerungsmittel 10 oder das innere Verankerungsmittel 13 größtenteils in der äußeren Schicht 9 angeordnet, so entspricht das Material des jeweiligen Veran¬ kerungsmittels beispielsweise dem Material der äußeren Schicht 9.The material composition of the continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 in the intermediate layers 7 or the outer layer 9 is suitably selected depending on the requirement. The material of the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 corresponds for example to the material in which it is arranged for the most part. Thus, if the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 is largely located in the intermediate layer 7, the material of the anchoring means 10, 13 corresponds to the material of the intermediate layer 7. If the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 is largely in arranged the outer layer 9, the material of the respective Veran¬ kerungsmittels example corresponds to the material of the outer layer. 9
Die durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder die inneren Ver- ankerungsmittel 13 sind insbesondere in thermisch und/oder mechanisch hoch belasteten Bereichen vorhanden.The continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 are present in particular in thermally and / or mechanically highly loaded areas.
Dies ist bei Turbinenschaufeln 120, 130 beispielsweise die Eintrittskante 409, die Austrittskante 412 oder der Übergang zwischen Schaufelblatt 406 und Plattform 403.For turbine blades 120, 130, for example, this is the leading edge 409, the trailing edge 412 or the transition between the blade leaf 406 and the platform 403.
Das Schichtsystem 1 ist beispielsweise ein Bauteil einer Gas- 100 (auch Flugzeugturbine) oder Dampfturbine. Thermisch hoch belastete Bauteile der Turbinen weisen ein solches Schicht- System auf, wie z.B. Turbinenschaufeln 120, 130, Hitzeschild¬ elemente 155 einer Brennkammer 110 sowie weitere Gehäuse¬ teile, die entlang des Strömungsweges eines heißen Dampfes oder Heißgases sich befinden.The layer system 1 is for example a component of a gas 100 (also aircraft turbine) or steam turbine. Thermally highly loaded components of the turbines have such a layer system, such as e.g. Turbine blades 120, 130, Hitzeschild¬ elements 155 of a combustion chamber 110 and other Gehäus¬ parts that are along the flow path of a hot steam or hot gas.
Das Schichtsystem 1 kann auf ein neu hergestelltes Bauteil aufgebracht werden sowie auf Bauteile, die nach dem Einsatz wieder aufgearbeitet werden (Refurbishment) . Dabei werden die Bauteile zuvor von degradierten Schichten befreit, Risse ge¬ gebenenfalls repariert und es erfolgt eine erneute Beschich- tung des Substrats 4. Die Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schichtsystems 1, hergestellt nach einem erfindungsgemäßen Verfahren.The layer system 1 can be applied to a newly manufactured component and to components that are refurbished after use (refurbishment). In this case, the components are previously freed from degraded layers, cracks are repaired if necessary, and a renewed coating of the substrate 4 takes place. FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of a layer system 1 produced by a method according to the invention.
In diesem Schichtsystem 1 sind die durchgehenden Veranke- rungsmittel 10 oder die inneren Verankerungsmittel 13 nur in der Zwischenschicht 7 vorhanden. Auf der Zwischenschicht 7 ist die äußere Schicht 9 vorhanden. Eine Kontaktfläche der durchgehenden Verankerungsmittel 10 an der Innenfläche 8 ver¬ bessert die Haftung der äußeren Schicht 9 gegenüber einer vergleichbaren Kontaktfläche mit der Zwischenschicht 7. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die Kontaktflächen der durchgehenden Verankerungsmittel 10 an der Innenfläche 8 Keimpunkte (Aluminiumoxid) bilden für ein beispielsweise epi¬ taktisches Aufwachsen einer äußeren Schicht 9 auf der Zwi- schenschicht 7 oder einer weiteren Zwischenschicht aus Alumi¬ niumoxid.In this layer system 1, the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 are present only in the intermediate layer 7. On the intermediate layer 7, the outer layer 9 is present. A contact surface of the continuous anchoring means 10 on the inner surface 8 improves the adhesion of the outer layer 9 to a comparable contact surface with the intermediate layer 7. This is achieved, for example, in that the contact surfaces of the continuous anchoring means 10 form germinal points (aluminum oxide) on the inner surface 8 for example, epitaxial growth of an outer layer 9 on the intermediate layer 7 or a further intermediate layer of Alumi¬ niumoxid.
Auch ohne Zwischenschicht 7 (Fig. 4) wird ein verbessertes Schichtsystem 1 dadurch erreicht, dass die durchgehenden Ver¬ ankerungsmittel 10 oder die inneren Verankerungsmittel 13 zu einer verbesserten Anbindung der äußeren Schicht 9 an das Substrat 4 führen.Even without an intermediate layer 7 (FIG. 4), an improved layer system 1 is achieved in that the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 lead to improved bonding of the outer layer 9 to the substrate 4.
Beispielsweise erstrecken sich einige, aber nicht unbedingt alle durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder inneren Veran- kerungsmittel 13 in das Substrat 4 mit einem Anteil 14 hin¬ ein.For example, some, but not necessarily all, continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 extend into the substrate 4 with a portion 14.
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schicht- Systems 1, hergestellt nach einem erfindungsgemäßen Verfah¬ ren.FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a layer system 1 produced by a method according to the invention.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die durchgehenden Veranke¬ rungsmittel 10 oder die inneren Verankerungsmittel 13 nur in der äußeren Schicht 9 vorhanden. Beispielsweise erstrecken sich einige, aber nicht unbedingt alle durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder inneren Veran¬ kerungsmittel 13 in die Zwischenschicht 7 hinein.In this exemplary embodiment, the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 are present only in the outer layer 9. For example, some, but not necessarily all, continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 extend into the intermediate layer 7.
Figur 4 zeigt ein weiteres Schichtsystem 1.FIG. 4 shows a further layer system 1.
In einem ersten Schritt wurde auf das Substrat 4 in bekannterIn a first step was on the substrate 4 in known
Art und Weise die eine äußere Schicht 9 aufgebracht.Way applied an outer layer 9.
Die äußere Schicht 9 wird beispielsweise mit einem Laser 17The outer layer 9 is, for example, with a laser 17th
(Fig. 14) oder einer Elektronenstrahlkanone 17 behandelt, die einen entsprechenden Laser- oder Elektronenstrahl 19 (Fig. 14) aussendet. Durch diese Art der Behandlung wird das Mate¬ rial der äußeren Schicht 9 bis hin zur Substratoberfläche 5 des Substrats 4 oder beispielsweise darüber hinaus mit einem Anteil 14 in das Substrat 4 hinein, lokal umgewandelt, bei¬ spielsweise aufgeschmolzen, sodass sich eine schmelzmetallur¬ gische Anbindung von dem Material der äußeren Schicht 9 in das Substrat 4 ergibt. Mit diesem Verfahren werden durchge- hende Verankerungsmittel 10 erzeugt, die sich von der Sub¬ stratoberfläche 5 bis hin zur äußeren Oberfläche 16 der äuße¬ ren Schicht 9 erstrecken.(Figure 14) or an electron beam gun 17 which emits a corresponding laser or electron beam 19 (Figure 14). As a result of this type of treatment, the material of the outer layer 9 as far as the substrate surface 5 of the substrate 4 or, for example, with a portion 14 into the substrate 4, is locally converted, for example melted, so that a molten metal alloy is formed Connection of the material of the outer layer 9 in the substrate 4 results. With this method, continuous anchoring means 10 are produced, which extend from the substrate surface 5 all the way to the outer surface 16 of the outer layer 9.
Figur 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauteils 1 (Querschnitt durch durchgehendes Verankerungsmittel 10) , hergestellt nach einem erfindungsgemäßen Verfahren. Das durchgehende Verankerungsmittel 10 weist an der äußeren Oberfläche 16 eine größere Querschnittsfläche auf als an der unten liegenden Substratoberfläche 5 (Fig. 8, Draufsicht auf Fig. 9) . Die Form des durchgehenden Verankerungsmittels 10 im Querschnitt ist hier glockenförmig ausgebildet. Die Querschnittskontur kann auch andere Formen aufweisen, wie z. B. einen parabelförmigen Verlauf, wobei die Parabel nach oben 16 (Fig. 8) oder nach unten 5 offen sein kann. Der Querschnitt des durchgehenden Verankerungsmittels 10 ist hier beispielsweise rund (Fig. 8) ausgebildet. Gestrichelt angedeutet ist die Querschnittsfläche des durchgehenden Ver¬ ankerungsmittels 10 an der Substratoberfläche 5 oder im Sub- strat 4.FIG. 9 shows a further exemplary embodiment of a component 1 (cross section through continuous anchoring means 10) produced by a method according to the invention. The continuous anchoring means 10 has a larger cross-sectional area at the outer surface 16 than at the lower substrate surface 5 (FIG. 8, top view of FIG. 9). The shape of the continuous anchoring means 10 in cross section is bell-shaped here. The cross-sectional contour may also have other shapes, such. B. a parabolic course, wherein the parabola can be open to the top 16 (FIG. 8) or 5 down. The cross section of the continuous anchoring means 10 is here, for example, round (FIG. 8). Dashed lines indicate the cross-sectional area of the continuous anchoring means 10 on the substrate surface 5 or in the substrate 4.
Das durchgehende Verankerungsmittel 10 kann sich hier eben¬ falls bis in das Substrat 4 hinein erstrecken (nicht darge¬ stellt) .The continuous anchoring means 10 may also extend into the substrate 4 (not illustrated).
Obige Ausführungen gelten analog für eine Zwischenschicht 7, auf die noch eine äußere Schicht 9 aufgebracht wird.The above statements apply analogously to an intermediate layer 7, to which an outer layer 9 is applied.
Beispielsweise kann das Material der durchgehenden Veranke- rungsmittel 10 in der Zwischenschicht 7 dem Material des Sub¬ strats 4 entsprechen oder keramisch sein, wodurch sich die keramische Wärmedämmschicht 9 besser mit den durchgehenden Verankerungsmitteln 10, die sich bis zu Innenfläche 8 der Zwischenschicht 7 erstrecken, verbinden können bzw. die durchgehenden Verankerungsmittel 10 dienen als Wachstumskeim, insbesondere beim epitaktischen Wachstum, beim Beschichten der Zwischenschicht 7 mit dem keramischen Material der äuße¬ ren Schicht 9.For example, the material of the continuous anchoring means 10 in the intermediate layer 7 may correspond to the material of the substrate 4 or be ceramic, whereby the ceramic thermal barrier coating 9 better with the continuous anchoring means 10 extending to the inner surface 8 of the intermediate layer 7, can connect or the continuous anchoring means 10 serve as a growth nucleus, in particular during epitaxial growth, during the coating of the intermediate layer 7 with the ceramic material of the äuße¬ Ren layer. 9
Die Figuren 10 bis 13 zeigen ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung des Schichtsystems 1.FIGS. 10 to 13 show a method according to the invention for producing the layer system 1.
Die äußere Schicht 9 und die durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder inneren Verankerungsmittel 13 werden beispielsweise schichtweise hergestellt, d.h. die äußere Schicht 9 wird er¬ zeugt und danach oder gleichzeitig die durchgehenden Veran¬ kerungsmittel 10 oder inneren Verankerungsmittel 13. Keines¬ falls werden zuerst die Verankerungsmittel zumindest größten- teils oder ganz erzeugt und dann die Schicht oder umgekehrt. So wird ausgehend von dem Substrat 4, das noch keine äußere Schicht 9 aufweist (Fig. 10) , schichtweise Material für die äußere Schicht 9 in Teilschichten 9f (Fig. 11), 9f f (Fig. 12), 9f f f (Fig. 13) aufgetragen und ebenso schichtweise wer- den die durchgehenden Verankerungsmittel 10 in Verankerungs¬ mittelschichten 10', 10", 10' f f erzeugt.The outer layer 9 and the continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 are produced, for example, in layers, ie the outer layer 9 is er¬ and then or simultaneously the Veran¬ kerkerungsmittel 10 or inner anchoring means 13. Keines¬ if first, the anchoring means at least mostly or completely produced and then the layer or vice versa. Thus, starting from the substrate 4, which does not yet have an outer layer 9 (FIG. 10), material for the outer layer 9 is layered in sublayers 9 f (FIG. 11), 9 ff (FIG. 12), 9 fff (FIG 13) are applied and also in layers the continuous anchoring means 10 are produced in anchoring medium layers 10 ', 10 ", 10' ff .
Auch die inneren Verankerungsmittel 13 können schichtweise erzeugt werden (nicht dargstellt) .The inner anchoring means 13 can also be produced in layers (not shown).
Je nachdem, ob durchgehende Verankerungsmittel 10 oder innere Verankerungsmittel 13 erzeugt werden sollen, wird an den Stellen, wo ein durchgehendes Verankerungsmittel 10 oder ein inneres Verankerungsmittel 13 ausgebildet sein soll, die Stelle beispielsweise mittels eines Lasers erwärmt und aufge- schmolzen, d.h. die Temperatur wird temporär und lokal er¬ höht.Depending on whether continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 are to be produced, at locations where a continuous anchoring means 10 or an inner anchoring means 13 is to be formed, the spot is heated and melted by means of a laser, for example. the temperature is increased temporarily and locally.
Soll ein inneres Verankerungsmittel 13 erzeugt werden (Fig. 12, 13), das sich nicht bis zur äußeren Oberfläche 16 der äußeren Schicht 9 erstrecken soll, so wird ab einer bestimm¬ ten Höhe die äußeren Schicht 9', 9f f nicht mehr lokal aufge¬ schmolzen (Figur 12) .If an inner anchoring means 13 is to be produced (FIGS. 12, 13) which is not intended to extend as far as the outer surface 16 of the outer layer 9, the outer layer 9 ', 9 ff is no longer locally raised at a certain height ¬ molten (Figure 12).
Die Ausführungen bezüglich der äußeren Schicht 9 gelten ana- log für eine Zwischenschicht 7, auf die noch eine äußere Schicht 9 aufgebracht wird oder analog für eine äußere Schicht 9 auf einer Zwischenschicht 7.The explanations regarding the outer layer 9 apply analogously for an intermediate layer 7, to which an outer layer 9 is applied or analogously for an outer layer 9 on an intermediate layer 7.
Die Figuren 14 bis 16 zeigen ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren.FIGS. 14 to 16 show a further method according to the invention.
Hier ist auf dem Substrat 4 schon eine äußere Schicht 9 zu¬ mindest teilweise vorhanden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn es sich um ein zu reparierendes Bauteil 1 handelt, das beispielsweise im Einsatz war und insbesondere eine lokale Beschädigung in Form einer Vertiefung 34 aufweist. Ein Bereich um diese Vertiefung 34 ist beispielsweise ge¬ schwächt oder war im Einsatz erhöhten Anforderungen ausge¬ setzt, sodass der Bereich während des Einsatzes oder danach abgetragen wurde und die Vertiefung 34 entstand.Here, an outer layer 9 is already partially present on the substrate 4. This is the case, in particular, when it is a component 1 to be repaired, which was used, for example, and in particular has a local damage in the form of a depression 34. An area around this recess 34 is weakened, for example, or was exposed to increased requirements in use, so that the area was removed during or after use and the recess 34 was formed.
Dann wird in einem ersten Schritt beispielsweise mittels eines Lasers 17 (oder Elektronenstrahlkanone) und seiner Laserstrahlen 19 das Material in der Vertiefung 34 behandelt (Figur 14), sodass sich durchgehende Verankerungsmittel 10 oder innere Verankerungsmittel 13 bilden (Figur 15) .Then, in a first step, for example, by means of a laser 17 (or electron gun) and its laser beams 19, the material in the recess 34 is treated (Figure 14), so that continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 form (Figure 15).
In einem weiteren Verfahrensschritt (Fig. 16) wird die Ver¬ tiefung 34 mit Schichtmaterial 25 beispielsweise aus einem Materialförderer 22 aufgefüllt (beispielsweise durch Laser- auftragsschweißen) , wobei entweder nur Schichtmaterial 25 aufgefüllt wird, ohne dass das innere Verankerungsmittel 13 gemäß Figur 15 weiter ausgebildet wird, sodass ein inneres Verankerungsmittel 13 entsteht, das sich nicht bis zur äuße¬ ren Oberfläche 16 erstreckt oder beispielsweise der Laser 17 für das Laserauftragsschweißen wird beispielsweise ebenfalls benutzt, um das durchgehende Verankerungsmittel 10 gemäß Figur 15 bis zur äußeren Oberfläche 16 wachsen zu lassen. Dabei entsteht in der Vertiefung 34 ein neu gebildeter Schichtbereich 28.In a further method step (FIG. 16), the depression 34 is filled with layer material 25, for example by a material conveyor 22 (for example by laser welding), wherein either only layer material 25 is filled without the inner anchoring means 13 according to FIG is formed, so that an inner anchoring means 13 is formed, which does not extend to äuße¬ Ren surface 16 or example, the laser 17 for laser deposition welding is also used, for example, to grow the continuous anchoring means 10 of FIG 15 to the outer surface 16 , This results in the recess 34, a newly formed layer region 28th
Das durchgehende Verankerungsmittel 10 oder das innere Veran¬ kerungsmittel 13 kann sich, muss aber nicht ebenfalls mit einem Anteil 14 (gestrichelt angedeutet) in das Substrat 4 erstrecken bzw. eine Form gemäß Figur 8, 9 aufweisen.The continuous anchoring means 10 or the inner Veran¬ kerungsmittel 13 may, but not necessarily with a proportion 14 (indicated by dashed lines) extend into the substrate 4 and have a shape according to Figure 8, 9.
Das Schichtmaterial 25 kann Material der äußeren Schicht 9 oder des Substrats 4 sein, aber auch eine andere Zusammenset¬ zung aufweisen.The layer material 25 can be material of the outer layer 9 or of the substrate 4, but also have a different composition.
Die Ausführungen gelten analog für eine Zwischenschicht 7, auf die noch eine äußere Schicht 9 aufgebracht wird (Fig. 17 - 19) . Ebenso kann in der Vertiefung 34 lokal keine Zwischenschicht 7 vorhanden sein und es wird Schichtmaterial 25 beispiels¬ weise der Zwischenschicht 7 auf die Substratoberfläche 5 auf- getragen und durchgehende Verankerungsmittel 10 oder innere Verankerungsmittel 13 werden erzeugt (Fig. 20 - 22) .The statements apply analogously to an intermediate layer 7, to which an outer layer 9 is applied (FIGS. 17-19). Likewise, no intermediate layer 7 can be present locally in the depression 34, and layer material 25, for example, of the intermediate layer 7 is applied to the substrate surface 5 and continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 are produced (FIGS. 20-22).
Der neu gebildete Schichtbereich 28 kann auch das durchge¬ hende Verankerungsmittel 10 oder das innere Verankerungsmit- tel 13 bilden, sodass das durchgehende VerankerungsmittelThe newly formed layer region 28 can also form the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13, so that the continuous anchoring means
(10) oder das innere Verankerungsmittel (13) der Vertiefung 34 entspricht, also ausfüllt (Fig. 14 bis 22) .(10) or the inner anchoring means (13) of the recess 34 corresponds, so fills (Fig. 14 to 22).
Figur 23, 24 zeigen weitere Ausführungsbeispiele eines erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines SchichtsystemsFIGS. 23, 24 show further exemplary embodiments of a method according to the invention for producing a layer system
Zur Herstellung der äußeren Schicht 9 wird beispielsweise ein Plasmabrenner 31: APS, VPS, LPPS (Figur 23) verwendet.To produce the outer layer 9, for example, a plasma torch 31: APS, VPS, LPPS (FIG. 23) is used.
Mittels eines Lasers 17 und seiner Laserstrahlen 19 wird dabei beispielsweise gleichzeitig, beispielsweise durch Auf¬ schmelzen ein durchgehendes Verankerungsmittel 10 oder inne- res Verankerungsmittel 13 erzeugt, in dem zumindest zeitweise an den für die durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder die inneren Verankerungsmittel 13 vorgegebenen Stellen das Mate¬ rial mittels des Lasers 17 behandelt, also beispielsweise aufgeschmolzen wird.By means of a laser 17 and its laser beams 19, a continuous anchoring means 10 or inner anchoring means 13 is thereby simultaneously produced, for example by melting, in which at least temporarily at the locations predetermined for the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 ¬ rial treated by means of the laser 17, that is, for example, is melted.
Ebenso können zwei Laser 17, 17' (Fig. 17) verwendet werden, wobei ein Laser 17' für das Auftragsverfahren verwendet wird, beispielsweise Laserauftragsschweißen unter Zuhilfenahme eines Materialförderers 22 (beispielsweise Pulverförderer) , der das Schichtmaterial 25 liefert, und ein Laser 17, der wie in Figur 17 die durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder die inneren Verankerungsmittel 13 erzeugt. In den Figuren 14 - 24 können die Zwischenschichten 7 oder die äußere Schicht 9 und die durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder die inneren Verankerungsmittel 13 schichtweise er- zeugt werden.Likewise, two lasers 17, 17 '(FIG. 17) may be used, using a laser 17' for the application process, for example laser deposition welding with the aid of a material conveyor 22 (for example powder conveyor) which supplies the layer material 25, and a laser 17, which, as in FIG. 17, produces the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13. In FIGS. 14-24, the intermediate layers 7 or the outer layer 9 and the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13 can be produced in layers.
Anstelle der Laser 17, 17' oder Plasmabrenner 31 können auch Elektronenstrahlkanonen verwendet werden. Die Verwendung von Lasern, Plasmabrennern ist nicht beschränkt auf die Ausfüh- rungsformen auf die durchgehenden Verankerungsmittel 10 oder die inneren Verankerungsmittel 13, die sich mit einem Anteil 14 in das Substrat 4 oder die Zwischenschicht 7 erstrecken bzw. auf eine spezielle Querschnittsform wie in Fig. 9, 8.Instead of the lasers 17, 17 'or plasma torches 31, electron beam guns can also be used. The use of lasers, plasma torches is not limited to the embodiments on the continuous anchoring means 10 or the inner anchoring means 13, which extend with a proportion 14 in the substrate 4 or the intermediate layer 7 or on a special cross-sectional shape as shown in FIG. 9, 8.
Die Verankerungsmittel wie oben beschrieben können auch für Vielfachschichtsysteme mit oder ohne Substrat verwendet werden, wie sie vorzugsweise bei CMC Materialien vorhanden sind. Diese keramischen CMC Materialien aus Fasern, insbesondere Kohlenstofffasern, weisen viele interlaminare Schichten auf. Durch die Verankerungsmittel zwischen den jeweiligen Schichten kann die Festigkeit der Schichten untereinander verbessert werden. Die einzelnen Schichten werden quasi miteinander vernäht.The anchoring means as described above can also be used for multilayer systems with or without substrate, as they are preferably present in CMC materials. These ceramic CMC materials of fibers, especially carbon fibers, have many interlaminar layers. By the anchoring means between the respective layers, the strength of the layers can be improved with each other. The individual layers are virtually sewn together.
Die Figur 25 zeigt eine Gasturbine 100 in einem Längsteil¬ schnitt. Die Gasturbine 100 weist im Inneren einen um eine Rotations- achse 102 drehgelagerten Rotor 103 auf, der auch als Turbi¬ nenläufer bezeichnet wird. Entlang des Rotors 103 folgen auf¬ einander ein Ansauggehäuse 104, ein Verdichter 105, eine bei¬ spielsweise torusartige Brennkammer 110, insbesondere Ring¬ brennkammer 106, mit mehreren koaxial angeordneten Brennern 107, eine Turbine 108 und das Abgasgehäuse 109. Die Ring¬ brennkammer 106 kommuniziert mit einem beispielsweise ring¬ förmigen Heißgaskanal 111. Dort bilden beispielsweise vier hintereinander geschaltete Turbinenstufen 112 die Turbine 108. Jede Turbinenstufe 112 ist aus zwei Schaufelringen ge¬ bildet. In Strömungsrichtung eines Arbeitsmediums 113 gesehen folgt im Heißgaskanal 111 einer Leitschaufelreihe 115 eine aus Laufschaufeln 120 gebildete Reihe 125.FIG. 25 shows a gas turbine 100 in a longitudinal section. The gas turbine 100 has inside a rotatably mounted about a rotation axis 102 rotor 103, which is also referred to as Turbi¬ nenläufer. Along the rotor 103, an intake housing 104, a compressor 105, a torus-like combustion chamber 110, in particular a ring combustion chamber 106, with a plurality of coaxially arranged burners 107, a turbine 108 and the exhaust gas housing 109 follow one another. The annular combustion chamber 106 communicates with, for example, a ring-shaped hot gas channel 111. There, for example, four form Turbine stages 112 connected in series form the turbine 108. Each turbine stage 112 is formed from two blade rings. As seen in the direction of flow of a working medium 113, in the hot gas channel 111 of a row of guide vanes 115, a series 125 formed of rotor blades 120 follows.
Die Leitschaufeln 130 sind dabei am Stator 143 befestigt, wo¬ hingegen die Laufschaufeln 120 einer Reihe 125 mittels einer Turbinenscheibe 133 am Rotor 103 angebracht sind. An dem Rotor 103 angekoppelt ist ein Generator oder eine Arbeitsma¬ schine (nicht dargestellt) .The guide vanes 130 are fastened to the stator 143, whereas the rotor blades 120 of a row 125 are attached to the rotor 103 by means of a turbine disk 133. Coupled to the rotor 103 is a generator or a work machine (not shown).
Während des Betriebes der Gasturbine 100 wird vom Verdichter 105 durch das Ansauggehäuse 104 Luft 135 angesaugt und ver- dichtet. Die am turbinenseitigen Ende des Verdichters 105 be¬ reitgestellte verdichtete Luft wird zu den Brennern 107 ge¬ führt und dort mit einem Brennmittel vermischt. Das Gemisch wird dann unter Bildung des Arbeitsmediums 113 in der Brenn¬ kammer 110 verbrannt. Von dort aus strömt das Arbeitsmedium 113 entlang des Heißgaskanals 111 vorbei an den Leitschaufeln 130 und den Laufschaufeln 120. An den Laufschaufeln 120 ent¬ spannt sich das Arbeitsmedium 113 impulsübertragend, sodass die Laufschaufeln 120 den Rotor 103 antreiben und dieser die an ihn angekoppelte Arbeitsmaschine.During operation of the gas turbine 100, air 105 is sucked in by the compressor 105 through the intake housing 104 and compressed. The compressed air provided on the turbine-side end of the compressor 105 is fed to the burners 107 and mixed there with a fuel. The mixture is then burned in the combustion chamber 110 to form the working medium 113. From there, the working medium 113 flows along the hot gas channel 111 past the guide vanes 130 and the rotor blades 120. The working medium 113 unwinds on the rotor blades 120 in a pulse-transmitting manner, so that the rotor blades 120 drive the rotor 103 and this drives the machine connected to it.
Die dem heißen Arbeitsmedium 113 ausgesetzten Bauteile unter¬ liegen während des Betriebes der Gasturbine 100 thermischen Belastungen. Die Leitschaufeln 130 und Laufschaufeln 120 der in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums 113 gesehen ersten Turbinenstufe 112 werden neben den die Ringbrennkammer 106 auskleidenden Hitzeschildsteinen am meisten thermisch be¬ lastet. Um den dort herrschenden Temperaturen standzuhalten, werden diese mittels eines Kühlmittels gekühlt. Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen Korrosion (MCrAlX; M = Fe, Co, Ni, X=Y, Seltenen Erden) und Wärme (Wär¬ medämmschicht, beispielsweise ZrC>2, Y2Ü4-Zrθ2) aufweisen. Die Leitschaufel 130 weist einen dem Innengehäuse 138 der Turbine 108 zugewandten Leitschaufelfuß (hier nicht darge¬ stellt) und einen dem Leitschaufelfuß gegenüberliegendem Leitschaufelkopf auf. Der Leitschaufelkopf ist dem Rotor 103 zugewandt und an einem Befestigungsring 140 des Stators 143 festgelegt.The components exposed to the hot working medium 113 are subject to thermal loads during the operation of the gas turbine 100. The guide vanes 130 and rotor blades 120 of the first turbine stage 112, viewed in the flow direction of the working medium 113, are subjected to the highest thermal load in addition to the heat shield bricks which line the annular combustion chamber 106. In order to withstand the temperatures prevailing there, they are cooled by means of a coolant. Likewise, the blades 120, 130 can have coatings against corrosion (MCrAlX, M = Fe, Co, Ni, X = Y, rare earths) and heat (thermal barrier coating, for example ZrC> 2, Y2O4-ZrO2). The guide blade 130 has a guide blade root facing the inner housing 138 of the turbine 108 (not illustrated here) and a guide blade head opposite the guide blade root. The vane head faces the rotor 103 and fixed to a mounting ring 140 of the stator 143.
Die Figur 26 zeigt eine Brennkammer 110 einer Gasturbine 100. Die Brennkammer 110 ist beispielsweise als so genannte Ring¬ brennkammer ausgestaltet, bei der eine Vielzahl von in Um- fangsrichtung um die Turbinenwelle 103 herum angeordneten Brennern 107 in einen gemeinsamen Brennkammerraum münden. Dazu ist die Brennkammer 110 in ihrer Gesamtheit als ringför- mige Struktur ausgestaltet, die um die Turbinenwelle 103 herum positioniert ist.FIG. 26 shows a combustion chamber 110 of a gas turbine 100. The combustion chamber 110 is designed, for example, as a so-called annular combustion chamber, in which a multiplicity of burners 107 arranged around the turbine shaft 103 in the circumferential direction open into a common combustion chamber space. For this purpose, the combustion chamber 110 in its entirety is configured as a ring-shaped structure which is positioned around the turbine shaft 103.
Zur Erzielung eines vergleichsweise hohen Wirkungsgrades ist die Brennkammer 110 für eine vergleichsweise hohe Temperatur des Arbeitsmediums M von etwa 1000°C bis 1600°C ausgelegt. Um auch bei diesen, für die Materialien ungünstigen Betriebspa¬ rametern eine vergleichsweise lange Betriebsdauer zu ermög¬ lichen, ist die Brennkammerwand 153 auf ihrer dem Arbeitsme¬ dium M zugewandten Seite mit einer aus Hitzeschildelementen 155 gebildeten Innenauskleidung versehen. Jedes Hitzeschild¬ element 155 ist arbeitsmediumsseitig mit einer besonders hit¬ zebeständigen Schutzschicht ausgestattet oder aus hochtempe¬ raturbeständigem Material gefertigt. Aufgrund der hohen Tem¬ peraturen im Inneren der Brennkammer 110 ist zudem für die Hitzeschildelemente 155 bzw. für deren Halteelemente ein Kühlsystem vorgesehen.To achieve a comparatively high efficiency, the combustion chamber 110 is designed for a comparatively high temperature of the working medium M of about 1000 ° C to 1600 ° C. In order to allow a comparatively long service life for these operating parameters, which are unfavorable for the materials, the combustion chamber wall 153 is provided on its side facing the working medium M with an inner lining formed by heat shield elements 155. Each heat shield element 155 is equipped on the working medium side with a particularly heat-resistant protective layer or made of highly heat-resistant material. Due to the high temperatures inside the combustion chamber 110, a cooling system is additionally provided for the heat shield elements 155 or for their holding elements.
Figur 27 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Laufschaufel 120 oder Leitschaufel 130 einer Strömungsmaschine, die sich entlang einer Längsachse 121 erstreckt. Die Strömungsmaschine kann eine Gasturbine eines Flugzeugs oder eines Kraftwerks zur Elektrizitätserzeugung, eine Dampf¬ turbine oder ein Kompressor sein.FIG. 27 shows a perspective view of a moving blade 120 or guide blade 130 of a turbomachine that extends along a longitudinal axis 121. The turbomachine may be a gas turbine of an aircraft or a power plant for generating electricity, a steam turbine or a compressor.
Die Schaufel 120, 130 weist entlang der Längsachse 121 auf¬ einander folgend einen Befestigungsbereich 400, eine daran angrenzende Schaufelplattform 403 sowie ein Schaufelblatt 406 auf.The blade 120, 130 has, along the longitudinal axis 121, a mounting area 400 adjacent to one another, a blade platform 403 adjacent thereto and an airfoil 406.
Als Leitschaufel 130 kann die Schaufel 130 an ihrer Schaufel- spitze 415 eine weitere Plattform aufweisen (nicht darge¬ stellt) .As a guide blade 130, the blade 130 may have an additional platform at its blade tip 415 (not shown).
Im Befestigungsbereich 400 ist ein Schaufelfuß 183 gebildet, der zur Befestigung der Laufschaufeln 120, 130 an einer Welle oder einer Scheibe dient (nicht dargestellt) .In the mounting region 400, a blade root 183 is formed, which serves for attachment of the blades 120, 130 to a shaft or a disc (not shown).
Der Schaufelfuß 183 ist beispielsweise als Hammerkopf ausge¬ staltet. Andere Ausgestaltungen als Tannenbaum- oder Schwal¬ benschwanzfuß sind möglich. Die Schaufel 120, 130 weist für ein Medium, das an dem Schau- felblatt 406 vorbeiströmt, eine Anströmkante 409 und eine Ab¬ strömkante 412 auf.The blade root 183 is designed, for example, as a hammer head. Other designs as Christmas tree or Schwal¬ benschwanzfuß are possible. The blade 120, 130 has a leading edge 409 and a discharge edge 412 for a medium that flows past the blade 406.
Bei herkömmlichen Schaufeln 120, 130 werden in allen Berei¬ chen 400, 403, 406 der Schaufel 120, 130 beispielsweise mas- sive metallische Werkstoffe, insbesondere Superlegierungen verwendet.In conventional blades 120, 130, in all areas 400, 403, 406 of the blade 120, 130, for example, massive metallic materials, in particular superalloys, are used.
Solche Superlegierungen sind beispielsweise aus der EP 1 204 776 Bl, EP 1 306 454, EP 1 319 729 Al, WO 99/67435 oder WO 00/44949 bekannt; diese Schriften sind bzgl. der chemischen Zusammensetzung der Legierung Teil der Offenbarung.Such superalloys are known, for example, from EP 1 204 776 B1, EP 1 306 454, EP 1 319 729 A1, WO 99/67435 or WO 00/44949; These documents are part of the disclosure regarding the chemical composition of the alloy.
Die Schaufel 120, 130 kann hierbei durch ein Gussverfahren, auch mittels gerichteter Erstarrung, durch ein Schmiedever¬ fahren, durch ein Fräsverfahren oder Kombinationen daraus ge¬ fertigt sein.The blade 120, 130 can hereby be produced by a casting process, also by directional solidification, by a forging process, by a milling process or combinations thereof.
Werkstücke mit einkristalliner Struktur oder Strukturen wer¬ den als Bauteile für Maschinen eingesetzt, die im Betrieb hohen mechanischen, thermischen und/oder chemischen Belastun¬ gen ausgesetzt sind.Workpieces with a monocrystalline structure or structures wer¬ used as components for machines that are in operation high mechanical, thermal and / or chemical Belastun¬ conditions are exposed.
Die Fertigung von derartigen einkristallinen Werkstücken er¬ folgt z.B. durch gerichtetes Erstarren aus der Schmelze. Es handelt sich dabei um Gießverfahren, bei denen die flüssige metallische Legierung zur einkristallinen Struktur, d.h. zum einkristallinen Werkstück, oder gerichtet erstarrt. Dabei werden dendritische Kristalle entlang dem Wärmefluss ausgerichtet und bilden entweder eine stängelkristalline Kornstruktur (kolumnar, d.h. Körner, die über die ganze Länge des Werkstückes verlaufen und hier, dem allgemeinen Sprach¬ gebrauch nach, als gerichtet erstarrt bezeichnet werden) oder eine einkristalline Struktur, d.h. das ganze Werkstück be¬ steht aus einem einzigen Kristall. In diesen Verfahren muss man den Übergang zur globulitischen (polykristallinen) Er¬ starrung meiden, da sich durch ungerichtetes Wachstum notwen¬ digerweise transversale und longitudinale Korngrenzen ausbil¬ den, welche die guten Eigenschaften des gerichtet erstarrten oder einkristallinen Bauteiles zunichte machen. Ist allgemein von gerichtet erstarrten Gefügen die Rede, so sind damit sowohl Einkristalle gemeint, die keine Korngrenzen oder höchstens Kleinwinkelkorngrenzen aufweisen, als auch Stängelkristallstrukturen, die wohl in longitudinaler Rich¬ tung verlaufende Korngrenzen, aber keine transversalen Korn- grenzen aufweisen. Bei diesen zweitgenannten kristallinenThe production of such monocrystalline workpieces follows er¬ example. by directed solidification from the melt. These are casting processes in which the liquid metallic alloy is transformed into a monocrystalline structure, i. to the single-crystal workpiece, or directionally solidified. Here, dendritic crystals are aligned along the heat flow and form either a columnar grain structure (columnar, i.e. grains which run the full length of the workpiece and here, for general language use, are referred to as directionally solidified) or a monocrystalline structure, i. The entire workpiece is made of a single crystal. In these processes, it is necessary to avoid the transition to globulitic (polycrystalline) solidification since, due to undirected growth, it is necessary to form transverse and longitudinal grain boundaries which negate the good properties of the directionally solidified or monocrystalline component. If the term generally refers to directionally solidified structures, then it means both single crystals which have no grain boundaries or at most small-angle grain boundaries, and stem crystal structures which have grain boundaries which probably run in the longitudinal direction but have no transverse grain boundaries. In these second-mentioned crystalline
Strukturen spricht man auch von gerichtet erstarrten GefügenStructures are also known as directionally rigidified structures
(directionally solidified structures) .(directionally solidified structures).
Solche Verfahren sind aus der US-PS 6,024,792 und der EPSuch methods are known from US Pat. No. 6,024,792 and EP
0 892 090 Al bekannt; diese Schriften sind Teil der Offenba- rung.0 892 090 Al known; These writings are part of the revelation.
Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen Korrosion oder Oxidation (MCrAlX; M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe) , Kobalt (Co) , Nickel (Ni) , X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Silizium und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden, bzw. Hafnium (Hf) ) . Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 Bl, EP 0 786 017 Bl, EP 0 412 397 Bl oder EP 1 306 454 Al, die bzgl. der chemischen Zusammensetzung der Legie¬ rung Teil dieser Offenbarung sein sollen.Likewise, the blades 120, 130 may be coatings against corrosion or oxidation (MCrAlX; M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), X is an active element and is yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one element of the rare earths, or hafnium (Hf)). Such alloys are known from EP 0 486 489 B1, EP 0 786 017 B1, EP 0 412 397 B1 or EP 1 306 454 A1, which are to be part of this disclosure with regard to the chemical composition of the alloy.
Auf der MCrAlX kann noch eine Wärmedämmschicht vorhanden sein und besteht beispielsweise aus ZrC>2, Y2Ü4-Zrθ2, d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollständig stabilisiert durch Yttrium¬ oxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid. Durch geeignete Beschichtungsverfahren wie z.B. Elektronen- strahlverdampfen (EB-PVD) werden stängelförmige Körner in der Wärmedämmschicht erzeugt.On the MCrAlX may still be a thermal barrier layer and consists for example of ZrC> 2, Y2Ü4-Zrθ2, i. it is not, partially or completely stabilized by yttrium oxide and / or calcium oxide and / or magnesium oxide. By suitable coating methods, e.g. Electron beam evaporation (EB-PVD) produces stalk-shaped grains in the thermal barrier coating.
Wiederaufarbeitung (Refurbishment) bedeutet, dass Bauteile 120, 130 nach ihrem Einsatz gegebenenfalls von Schutzschich- ten befreit werden müssen (z.B. durch Sandstrahlen) . Danach erfolgt eine Entfernung der Korrosions- und/oder Oxidations- schichten bzw. -produkte. Gegebenenfalls werden auch noch Risse im Bauteil 120, 130 repariert. Danach erfolgt eine Wie- derbeschichtung des Bauteils 120, 130 und ein erneuter Ein- satz des Bauteils 120, 130.Refurbishment means that components 120, 130 may need to be stripped of protective layers after use (e.g., by sandblasting). This is followed by removal of the corrosion and / or oxidation layers or products. Optionally, even cracks in the component 120, 130 are repaired. This is followed by a re-coating of the component 120, 130 and a renewed use of the component 120, 130.
Die Schaufel 120, 130 kann hohl oder massiv ausgeführt sein. Wenn die Schaufel 120, 130 gekühlt werden soll, ist sie hohl und weist ggf. noch Filmkühllöcher 418 (gestrichelt angedeu- tet) auf. The blade 120, 130 may be hollow or solid. If the blade 120, 130 is to be cooled, it is hollow and may still have film cooling holes 418 (indicated by dashed lines).

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems (1), zumindest bestehend aus einem Substrat (4) und einer äußeren Schicht (9) , insbesondere mit zumindest einer Zwischenschicht (7), wobei die äußere Schicht (9) oder die Zwischenschicht (7) aufgrund einer Vertiefung (34) nur zumindest teilweise auf dem Substrat (4) oder auf der Zwischenschicht (7) vorhanden ist,1. A method for producing a layer system (1), at least consisting of a substrate (4) and an outer layer (9), in particular with at least one intermediate layer (7), wherein the outer layer (9) or the intermediate layer (7) due a depression (34) is present at least partially on the substrate (4) or on the intermediate layer (7),
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass auf dem Substrat (4) oder in der Zwischenschicht (7) oder in der äußeren Schicht (9) säulenartige, durchgehende Verankerungsmittel (10) oder säulenartige, innere Verankerungsmittel (13) in der Vertie- fung (34) erzeugt werden, und dass im gleichen oder in einem weiteren Verfahrensschritt Schichtmaterial (25) zumindest in die Vertiefung (34) auf¬ getragen wird und ein durch das Schichtmaterial (25) neu gebildeter Schichtbereich (28) und/oder säulenartige, durchgehende Verankerungsmittel (10) oder säulenartige, innere säulenartige Verankerungsmittel (13) in der Vertie¬ fung (34) erzeugt werden. that on the substrate (4) or in the intermediate layer (7) or in the outer layer (9) columnar, continuous anchoring means (10) or columnar, inner anchoring means (13) in the recess (34) are produced, and in the same or in a further process step, layer material (25) is applied at least into the depression (34) and a layer region (28) newly formed by the layer material (25) and / or columnar, continuous anchoring means (10) or columnar, inner columnar anchoring means (13) in the Vertie¬ tion (34) are generated.
2. Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,2. A method for producing a layer system (1) according to claim 1, characterized in that
dass ein Apparat (17), ausgewählt aus der Gruppe zumindest enthaltend Laser oder Plasmabrenner, insbesondere ein Laser, verwendet wird, um eine Zwischenschicht (7) oder eine äußere Schicht (9) zu erzeugen, insbesondere durch Laserauftragsschweißen, und dass ein Apparat (17') ausgewählt aus der Gruppe zumindest enthaltend Laser oder Plasmabrenner, verwendet wird, um säulenartige, durchgehende Verankerungsmittel (10) oder säulenartige, innere Verankerungsmittel (13) auf dem Sub¬ strat (4), in der Zwischenschicht (7) oder in der äußerenin that an apparatus (17) selected from the group including at least one laser or plasma torch, in particular a laser, is used to produce an intermediate layer (7) or an outer layer (9), in particular by laser deposition welding, and in that an apparatus (17 ') selected from the group including at least laser or plasma torch is used to column-like, continuous anchoring means (10) or columnar inner anchoring means (13) on the Sub¬ strat (4), in the intermediate layer (7) or in the outer
Schicht (9) zu erzeugen.To produce layer (9).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,3. The method according to claim 1 or 2, characterized
dass ein Plasmabrenner (31) oder ein Laser (17 ') verwendet wird, um die Zwischenschicht (7) oder die äußere Schicht (9) zu erzeugen, und dass ein Laser (17) verwendet wird, um während der Beschichtung die durchgehenden Verankerungs¬ mittel (10) oder die inneren Verankerungsmittel (13) zu er- zeugen. in that a plasma torch (31) or a laser (17 ') is used to produce the intermediate layer (7) or the outer layer (9), and that a laser (17) is used to provide the continuous anchoring during coating medium (10) or the inner anchoring means (13) to produce.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that
die durchgehenden Verankerungsmittel (10) oder die inneren Verankerungsmittel (13) durch einen Laserschweißprozess hergestellt werden.the continuous anchoring means (10) or the inner anchoring means (13) are produced by a laser welding process.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that
die durchgehenden Verankerungsmittel (10) oder die inneren Verankerungsmittel (13) durch Elektronenbestrahlung erzeugt werden.the continuous anchoring means (10) or the inner anchoring means (13) are produced by electron irradiation.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass6. The method of claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that
die durchgehenden Verankerungsmittel (10) oder die inneren Verankerungsmittel (13) so hergestellt werden, dass sie eine schmelzmetallurgische Anbindung an das Sub¬ strat (4) oder an die Zwischenschicht (7) aufweisen.the continuous anchoring means (10) or the inner anchoring means (13) are produced in such a way that they have a fusion metallurgical connection to the substrate (4) or to the intermediate layer (7).
7. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass7. The method of claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that
die Temperatur in der herzustellenden Zwischenschicht (7) oder in der äußeren Schicht (9) temporär und lokal erhöht wird, um die durchgehenden Verankerungsmittel (10) oder die inne¬ ren Verankerungsmittel (13) zu erzeugen. the temperature in the intermediate layer (7) to be produced or in the outer layer (9) is increased temporarily and locally in order to produce the continuous anchoring means (10) or the inner anchoring means (13).
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass8. The method according to claim 2, characterized in that
als Apparat (17, 17') eine Elektronenstrahlkanone verwendet wird.as apparatus (17, 17 ') an electron beam gun is used.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass9. The method according to claim 1 or 2, characterized in that
als SchichtSystem ein SchichtSystem (1) mit einer Zwischen¬ schicht (7) , insbesondere aus einer Legierung des Typs MCrAlX, und eine keramische äußere Schicht (9) erzeugt wird.a layer system (1) with an intermediate layer (7), in particular of an alloy of the MCrAlX type, and a ceramic outer layer (9) is produced as the layer system.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass10. The method according to claim 1 or 2, characterized in that
in der Zwischenschicht (7) und der äußeren Schicht (9) durchgehende Verankerungsmittel (10) oder innere Veranke¬ rungsmittel (13) erzeugt werden.continuous anchoring means (10) or inner anchoring means (13) are produced in the intermediate layer (7) and the outer layer (9).
11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass11. The method according to claim 1 or 2, characterized in that
nur in der äußeren Schicht (9) durchgehende Verankerungs¬ mittel (10) oder innere Verankerungsmittel (13) erzeugt werden. only anchoring means (10) or inner anchoring means (13) which are continuous in the outer layer (9) are produced.
12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass12. The method according to claim 1 or 2, characterized in that
nur in der Zwischenschicht (7) durchgehende Verankerungs¬ mittel (10) oder innere Verankerungsmittel (13) erzeugt werden.only in the intermediate layer (7) continuous anchoring means (10) or inner anchoring means (13) are produced.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass13. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that
für das Material der durchgehenden Verankerungsmittel (10) oder der inneren Verankerungsmittel (13) ein Material der Zwischenschicht (7), der äußeren Schicht (9) oder des Sub¬ strats (4) verwendet wird.a material of the intermediate layer (7), the outer layer (9) or the substrate (4) is used for the material of the continuous anchoring means (10) or the inner anchoring means (13).
14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass14. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that
für das Material der durchgehenden Verankerungsmittel (10) oder der inneren Verankerungsmittel (13) ein von dem Mate- rial der Zwischenschicht (7) oder der äußeren Schicht (9) oder des Substrats (4) verschiedenes Material verwendet wird.for the material of the continuous anchoring means (10) or the inner anchoring means (13), a material different from the material of the intermediate layer (7) or the outer layer (9) or the substrate (4) is used.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass15. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that
die durchgehenden Verankerungsmittel (10) oder die inneren Verankerungsmittel (13) lokal begrenzt auf dem Substrat (4) oder der Zwischenschicht (7) erzeugt werden. the continuous anchoring means (10) or the inner anchoring means (13) are produced locally limited on the substrate (4) or the intermediate layer (7).
16. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass16. The method according to claim 1 or 2, characterized in that
die durchgehenden Verankerungsmittel (10) nur bis zu einer Innenfläche (8) der Zwischenschicht (7) oder nur bis zur äußeren Oberfläche (16) der äußeren Schicht (9) erzeugt werden.the continuous anchoring means (10) are only produced up to an inner surface (8) of the intermediate layer (7) or only to the outer surface (16) of the outer layer (9).
17. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass17. The method according to claim 1 or 2, characterized in that
die inneren Verankerungsmittel (13) nur innerhalb der Zwi¬ schenschicht (7) oder der äußeren Schicht (9), insbesondere mit einer Mindestdicke von über mindestens 10% der Dicke der Zwischenschicht (7) oder der äußeren Schicht (9) erzeugt werden.the inner anchoring means (13) are produced only within the intermediate layer (7) or the outer layer (9), in particular with a minimum thickness of at least 10% of the thickness of the intermediate layer (7) or the outer layer (9).
18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass18. The method according to claim 1, characterized in that
durch Auffüllen der Vertiefung (34) das Verankerungsmittel so gebildet wird, dass das durchgehende Verankerungsmittel (10) oder das innere Verankerungsmittel (13) die Vertiefung (34) aus¬ füllt. by filling the depression (34), the anchoring means is formed such that the continuous anchoring means (10) or the inner anchoring means (13) fills the depression (34).
19. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass19. The method according to claim 1 or 2, characterized in that
das SchichtSystem (1) ein neu hergestelltes oder ein wie- deraufgearbeitetes Bauteil einer Gas- (100) oder Dampftur¬ bine ist, insbesondere eine Turbinenschaufel (120, 130), ein Hitze¬ schildelemente (155) oder ein Gehäuseteil entlang des Strö¬ mungsweges eines Heißgases .the layer system (1) is a newly manufactured or rebuilt component of a gas (100) or steam turbine, in particular a turbine blade (120, 130), a heat shield element (155) or a housing part along the flow path a hot gas.
20. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass20. The method according to claim 1 or 2, characterized in that
das Schichtsystem (1) ein Vielfachschichtsystem mit oder ohne Substrat (4) darstellt.the layer system (1) represents a multilayer system with or without a substrate (4).
21. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass21. The method according to claim 1, 2 or 20, characterized in that
das Vielfachschichtsystem (1) ein CMC Material ist,the multilayer system (1) is a CMC material,
22. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass22. The method of claim 1, 2, 20 or 21, characterized in that
die Verankerungsmittel (10, 13) zwischen interlaminaren Schichten des Vielfachschichtsystems vorhanden sind. the anchoring means (10, 13) are present between interlaminar layers of the multilayer system.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8347636B2 (en) 2010-09-24 2013-01-08 General Electric Company Turbomachine including a ceramic matrix composite (CMC) bridge
US10309018B2 (en) * 2011-05-31 2019-06-04 United Technologies Corporation Composite article having layer with co-continuous material regions
EP2857637A1 (en) * 2013-10-01 2015-04-08 Siemens Aktiengesellschaft Turbine airfoil and corresponding method of manufacturing
US20160236989A1 (en) * 2015-02-17 2016-08-18 United Technologies Corporation Toughened bond layer and method of production
US11492974B2 (en) * 2020-05-08 2022-11-08 Raytheon Technologies Corporation Thermal barrier coating with reduced edge crack initiation stress and high insulating factor
DE102021200321A1 (en) * 2021-01-14 2022-07-14 Forschungszentrum Jülich GmbH Thermal barrier system and method of manufacture
DE102021005106A1 (en) 2021-10-08 2023-04-13 Technische Universität Chemnitz, Körperschaft des öffentlichen Rechts Method for coating an inner surface of a cylinder liner or a cylinder made of a light metal to realize an inner running surface for a piston of an internal combustion engine and such a coating

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1591549A1 (en) * 2004-04-28 2005-11-02 ALSTOM (Switzerland) Ltd Method for repairing local damage to a thermal barrier coating of a component

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4280975A (en) * 1979-10-12 1981-07-28 General Electric Company Method for constructing a turbine shroud
CA2091472A1 (en) * 1992-04-17 1993-10-18 William R. Young Whisker-anchored thermal barrier coating
US5723078A (en) * 1996-05-24 1998-03-03 General Electric Company Method for repairing a thermal barrier coating
EP0904426B1 (en) * 1996-06-13 2001-09-19 Siemens Aktiengesellschaft Article with a protective coating system comprising an improved anchoring layer and its manufacture
DE10005874B4 (en) * 2000-02-10 2007-08-09 Alstom Technology Ltd. Welding process for crack repair
DE10057187B4 (en) * 2000-11-17 2011-12-08 Alstom Technology Ltd. Process for the production of composite structures between metallic and non-metallic materials
US6846574B2 (en) * 2001-05-16 2005-01-25 Siemens Westinghouse Power Corporation Honeycomb structure thermal barrier coating
US6627323B2 (en) * 2002-02-19 2003-09-30 General Electric Company Thermal barrier coating resistant to deposits and coating method therefor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1591549A1 (en) * 2004-04-28 2005-11-02 ALSTOM (Switzerland) Ltd Method for repairing local damage to a thermal barrier coating of a component

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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