EP1957756B1 - Verfahren zum herstellen eines einlaufbelags - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines einlaufbelags Download PDF

Info

Publication number
EP1957756B1
EP1957756B1 EP06828577A EP06828577A EP1957756B1 EP 1957756 B1 EP1957756 B1 EP 1957756B1 EP 06828577 A EP06828577 A EP 06828577A EP 06828577 A EP06828577 A EP 06828577A EP 1957756 B1 EP1957756 B1 EP 1957756B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat treatment
run
coating
temperature
process temperature
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.)
Not-in-force
Application number
EP06828577A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1957756A1 (de
Inventor
Manfred A. DÄUBLER
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.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines GmbH
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 MTU Aero Engines GmbH filed Critical MTU Aero Engines GmbH
Publication of EP1957756A1 publication Critical patent/EP1957756A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1957756B1 publication Critical patent/EP1957756B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
    • F01D11/122—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with erodable or abradable material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/30—Manufacture with deposition of material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/30—Manufacture with deposition of material
    • F05D2230/31—Layer deposition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/40—Heat treatment

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an inlet lining according to the preamble of claim 1.
  • Turbomachines such as gas turbines, typically include a plurality of rotating blades and a plurality of fixed vanes, the blades rotating together with a rotor, and the blades and vanes being enclosed by a fixed housing.
  • sealing systems Particularly problematic in turbomachinery compliance with a minimum gap between the rotating blades and the fixed housing of a high pressure compressor. Namely high absolute temperatures and temperature gradients occur in high-pressure compressors, which makes it more difficult for the rotating blades to cling to the stationary housing. This is partly due to the fact that in compressor blades on shrouds, as used in turbine blades, is dispensed with.
  • the document US-A1-3,713,206 relates to a method for producing a metallic inlet lining on a metallic housing.
  • a nickel felt is soldered onto the housing and finally coated with chromium or chromium and aluminum.
  • the coating is carried out in conjunction with a heat treatment at temperatures of 800 ° C to 1100 ° C.
  • the document US-B1-6,383,658 protects coatings sprayed by the HVOF process whose adhesion to a substrate is enhanced by a diffusion-promoting heat treatment.
  • the document EP-A2-1 010 861 concerns an inlet lining including manufacturing process.
  • the thermally sprayed, shrinkable layer consists of aluminum and silicon with embedded plastic particles of methyl methacrylate as filler. By a heat treatment at least 274 ° C, a part of the plastic particles is evaporated and leaves pores in the inlet lining.
  • the document GB-A-2 397 307 refers to a method for producing a thermally sprayed, metallic inlet lining.
  • An at least local heat treatment increases the erosion resistance by compacting or reinforcing the particle compound. This is done z. At temperatures from 450 ° C to 500 ° C or from 925 ° C to 975 ° C.
  • the document US-A-5,024,884 protects a plasma-sprayed, metallic enamel coating whose surface is improved in its erosion resistance with a metallic / ceramic cover layer.
  • the topcoat is heat treated at 100 ° C to 425 ° C.
  • the present invention is based on the problem to provide a particularly effective method for producing an inlet lining.
  • the process time duration of the heat treatment is adapted to the process temperature of the heat treatment such that the process time duration is shorter, the higher the process temperature.
  • the inlet lining produced according to the invention is preferably used in compressors or in low-pressure turbines.
  • the hardening and oxidation of the metallic matrix is pre-embossed in metallic inlet linings, which ultimately sets the desired hardness of the inlet lining and improves the runability of the inlet lining and is stabilized. Due to the heat treatment of the inlet lining provided, it is, so to speak, subjected to an artificial aging process, so that the same has a stable run-in behavior during later operation.
  • the heat treatment is carried out at a process temperature which is above the temperature at which the inlet lining is maximally exposed during operation of the turbomachine.
  • the process temperature of the heat treatment is preferably 50 ° C to 200 ° C above the maximum operating temperature of the inlet lining.
  • the process time of the heat treatment is preferably between 1 hour and 200 hours.
  • the provided inlet lining is rinsed before the heat treatment in a chemical solution or a chemical bath.
  • the process time duration of the subsequent heat treatment can be shortened.
  • the present invention relates to a method for producing an inlet lining on a stator-side component of a turbomachine, in particular on a housing section of a gas turbine aircraft engine.
  • the inlet lining provided for the purpose of optimizing the shrinkability of the same is subjected to a heat treatment.
  • the heat treatment is carried out at a process temperature which is above the temperature at which the inlet lining is maximally exposed during operation of the turbomachine.
  • inlet coverings made of a metallic material that is to say for metallic inlet coverings
  • curing and oxidation of the metallic matrix can be pre-stamped, so that the inlet lining has an improved and stabilized enmeshability.
  • the hardness of the metallic inlet linings is optimized by the heat treatment, which is carried out at a process temperature above the maximum operating temperature of the inlet lining, so that the inlet lining is capable of running even at high operating temperatures and maintains this property over the operating time of the turbomachine.
  • the hardness of the abradable coating which arises during the heat treatment is determined by a superimposition of two effects, namely hardening and oxidation of the abradable coating, the curing increasing the hardness of the abradable coating as the heat treatment increases, while the oxidation reduces the hardness of the abradable coating.
  • the hardness of the inlet lining can be set exactly.
  • a metallic inlet lining preferably a porous inlet lining of a NiCrAl material or a CoNiCrAlY-hBN material is provided by thermal spraying, which is then subjected to the heat treatment.
  • the process temperature of the heat treatment is around 50 ° C to 200 ° C, preferably around 100 ° C to 150 ° C, above the maximum operating temperature of the inlet lining.
  • the heat treatment is preferably carried out at a process temperature between 600 ° C and 800 ° C. At a maximum operating temperature of 650 ° C, the heat treatment is preferably carried out at 750 ° C.
  • the heat treatment of the provided inlet lining is carried out during a process period of between 1 hour and 200 hours, preferably during a process period of between 2 hours and 20 hours.
  • the process temperature of the heat treatment of the inlet lining of the respective stage is adapted to the corresponding maximum operating temperature.
  • an e.g. subjected to heat treatment during the provision of the same during the manufacture of new parts or during the repair of the inlet lining is carried out at a process temperature which is above the maximum operating temperature of the inlet lining, and is carried out for a time adapted to the respective temperature.
  • the provided inlet lining is subjected to artificial aging, whereby ultimately its running-in ability can be optimized and stabilized.
  • a provided, porous inlet lining is rinsed before the heat treatment in a chemical solution. After rinsing, a drying and then the heat treatment, whereby due to capillary effects, the solution remains after drying in pores of the inlet lining. By rinsing, the process time duration of the subsequent heat treatment can be shortened, since the solution in particular supports the oxidation of the metallic matrix.
  • the rinsing may e.g. in a solution of demineralized water and sodium hydroxide or caustic soda.
  • rinsing can be done in diethylene glycol monobutyl ether or in a solution of sodium hydroxide and monophenyl glycol and sodium cumene sulfonate.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Einlaufbelags gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Turbomaschinen, wie zum Beispiel Gasturbinen, umfassen in der Regel mehrere rotierende Laufschaufeln sowie mehrere feststehende Leitschaufeln, wobei die Laufschaufeln zusammen mit einem Rotor rotieren, und wobei die Laufschaufeln sowie die Leitschaufeln von einem feststehenden Gehäuse umschlossen sind. Zur Leistungssteigerung ist es von Bedeutung, alle Komponenten und Subsysteme zu optimieren. Hierzu zählen auch die sogenannten Dichtsysteme. Besonders problematisch ist bei Turbomaschinen die Einhaltung eines minimalen Spalts zwischen den rotierenden Laufschaufeln und dem feststehenden Gehäuse eines Hochdruckverdichters. Bei Hochdruckverdichtern treten nämlich hohe absolute Temperaturen sowie Temperaturengradienten auf, was die Spalthaltung der rotierenden Laufschaufeln zum feststehenden Gehäuse erschwert. Dies liegt unter anderem auch darin begründet, dass bei Verdichterlaufschaufeln auf Deckbänder, wie sie bei Turbinenlaufschaufeln verwendet werden, verzichtet wird.
  • Wie bereits erwähnt, verfügen Laufschaufeln im Verdichter über kein Deckband. Daher sind Enden bzw. Spitzen der Laufschaufeln beim sogenannten Anstreifen in das feststehende Gehäuse einem direkten Reibkontakt mit dem Gehäuse ausgesetzt. Ein solches Anstreifen der Spitzen der Laufschaufeln in das Gehäuse wird bei Einstellung eines minimalen Radialspalts durch Fertigungstoleranzen hervorgerufen. Da durch den Reibkontakt der Spitzen der Laufschaufeln an denselben Material abgetragen wird, kann sich über den gesamten Umfang von Gehäuse und Rotor eine unerwünschte Spaltvergrößerung einstellen. Um dies zu vermeiden ist es aus dem Stand der Technik bereits bekannt, die Enden bzw. Spitzen der Laufschaufeln mit einem harten Belag oder mit abrasiven Partikeln zu panzern.
  • Eine andere Möglichkeit, den Verschleiß an den Spitzen der Laufschaufeln zu vermeiden und für eine optimierte Abdichtung zwischen den Enden bzw. Spitzen der Laufschaufeln und dem feststehenden Gehäuse zu sorgen, besteht in der Beschichtung des Gehäuses mit einem sogenannten Einlaufbelag. Bei einem Materialabtrag an einem Einlaufbelag wird der Radialspalt nicht über den gesamten Umfang vergrößert, sondern in der Regel nur sichelförmig. Hierdurch wird ein Leistungsabfall des Triebwerks vermieden. Gehäuse mit einem Einlaufbelag sind aus dem Stand der Technik bekannt. Aus dem Stand der Technik bekannte Einlaufbeläge für Verdichter werden üblicherweise aus einem metallischen Werkstoff hergestellt, der über thermisches Spritzen auf ein statorseitiges Bauteil des Gehäuses aufgetragen wird. Im Betrieb einer Turbomaschine ist jedoch festzustellen, dass sich abhängig von der Betriebstemperatur das Einlaufverhalten solcher Einlaufbeläge derart verändert, dass dieselben bei steigenden Betriebstemperaturen eine zunehmende Härte aufweisen, wodurch die Gefahr von Beschädigungen der in den Einlaufbelag anstreifenden Laufschaufeln besteht. Es besteht daher ein Bedarf an Einlaufbelägen, die über den gesamten Bereich der auftretenden Betriebstemperaturen eine angepasste Härte und damit gute Einlauffähigkeit aufweisen, sodass die Gefahr von Beschädigungen der Laufschaufeln beim Anstreifen in den Einlaufbelag reduziert wird.
  • Das Dokument US-A1-3 713 206 betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines metallischen Einlaufbelags auf einem metallischen Gehäuse. Dabei wird ein Nickelfilz auf das Gehäuse aufgelötet und abschließend mit Chrom oder Chrom und Aluminium beschichtet. Die Beschichtung erfolgt in Verbindung mit einer Wärmebehandlung bei Temperaturen von 800 °C bis 1100 °C.
  • Das Dokument US-B1-6 383 658 schützt nach dem HVOF-Verfahren gespritzte Beschichtungen, deren Haftung an einem Substrat durch eine diffusionsfördernde Wärmebehandlung verstärkt wird.
  • Das Dokument EP-A2-1 010 861 betrifft einen Einlaufbelag samt Herstellverfahren. Die thermisch gespritzte, einlauffähige Schicht besteht aus Aluminium und Silizium mit eingelagerten Kunststoffteilchen aus MethylMethacrylat als Füllstoff. Durch eine Wärmebehandlung bei mindestens 274 °C wird ein Teil der Kunststoffpartikel verdampft und hinterlässt Poren im Einlaufbelag.
  • Das Dokument GB-A-2 397 307 bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines thermisch gespritzten, metallischen Einlaufbelags. Durch eine zumindest örtliche Wärmebehandlung wird durch Verdichten bzw. Verstärken der Partikelverbindung die Erosionsbeständigkeit erhöht. Dies erfolgt z. B. bei Temperaturen von 450 °C bis 500°C oder von 925°C bis 975 °C.
  • Das Dokument US-A-5 024 884 schützt einen plasmagespritzten, metallischen Einlaufbelag, dessen Oberfläche mit einer metallisch/keramischen Deckschicht in ihrer Erosionsbeständigkeit verbessert ist. Die Deckschicht ist bei 100 °C bis 425 °C wärmebehandelt.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein besonders effektives Verfahren zum Herstellen eines Einlaufbelags zu schaffen.
  • Dieses Problem wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Einlaufbelags im Sinne von Anspruch 1 gelöst. Dabei wird der bereitgestellte Einlaufbelag zur Verbesserung der Einlauffähigkeit desselben einer Wärmebehandlung unterzogen. Erfindungsgemäß wird die Prozesszeitdauer der Wärmebehandlung an die Prozesstemperatur der Wärmebehandlung derart angepasst, dass die Prozesszeitdauer um so kürzer ist, je höher die Prozesstemperatur ist. Der erfindungemäß hergestellte Einlaufbelag findet bevorzugt in Verdichtern oder in Niederdruckturbinen Verwendung.
  • Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, einen z.B. bei einer Neufertigung bzw. Reparatur bereitgestellten Einlaufbelag zur Verbesserung der Einlauffähigkeit desselben einer Wärmebehandlung zu unterziehen. Durch die Wärmebehandlung wird bei metallischen Einlaufbelägen die Aushärtung und die Oxidation der metallischen Matrix vorgeprägt, wodurch letztendlich die gewünschte Härte des Einlaufbelags eingestellt und die Einlauffähigkeit des Einlaufbelags verbessert und stabilisiert wird. Durch die Wärmebehandlung des bereitgestellten Einlaufbelags wird derselbe sozusagen einem künstlichen Alterungsprozess unterzogen, sodass derselbe im späteren Betrieb ein stabiles Einlaufverhalten aufweist.
  • Gemäß der Erfindung wird die Wärmebehandlung bei einer Prozesstemperatur durchgeführt, die oberhalb der Temperatur liegt, welcher der Einlaufbelag im Betrieb der Turbomaschine maximal ausgesetzt wird. Die Prozesstemperatur der Wärmebehandlung liegt dabei vorzugsweise um 50°C bis 200°C oberhalb der maximalen Betriebstemperatur des Einlaufbelags. Die Prozesszeitdauer der Wärmebehandlung liegt bevorzugt zwischen 1 Stunde und 200 Stunden.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der bereitgestellte Einlaufbelag vor der Wärmebehandlung in einer chemischen Lösung bzw. einem chemischen Bad gespült. Hierdurch kann die Prozesszeitdauer der nachfolgenden Wärmebehandlung verkürzt werden.
  • Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Einlaufbelags auf einem statorseitigen Bauteil einer Turbomaschine, insbesondere auf einem Gehäuseabschnitt eines Gasturbinenflugtriebwerks. Erfindungsgemäß wird nach Bereitstellen eines Einlaufbelags bei der Neuteilfertigung oder Reparatur der bereitgestellte Einlaufbelag zur Optimierung der Einlauffähigkeit desselben einer Wärmebehandlung unterzogen. Die Wärmebehandlung wird dabei bei einer Prozesstemperatur durchgeführt, die oberhalb der Temperatur liegt, welcher der Einlaufbelag im Betrieb der Turbomaschine maximal ausgesetzt wird. Hierdurch kann bei Einlaufbelägen aus einem metallischen Werkstoff, also bei metallischen Einlaufbelägen, die Aushärtung sowie die Oxidation der metallischen Matrix vorgeprägt werden, sodass der Einlaufbelag über eine verbesserte sowie stabilisierte Einlauffähigkeit verfügt. Die Härte der metallischen Einlaufbeläge wird durch die Wärmebehandlung, die bei einer Prozesstemperatur oberhalb der maximalen Betriebstemperatur des Einlaufbelags durchgeführt wird, derart optimiert, dass der Einlaufbelag auch bei hohen Betriebstemperaturen einlauffähig ist und diese Eigenschaft über die Betriebszeit der Turbomaschine beibehält.
  • Die sich bei der Wärmebehandlung einstellende Härte des Einlaufbelags wird durch eine Überlagerung zweier Effekte bestimmt, nämlich durch die Aushärtung sowie die Oxidation des Einlaufbelags, wobei mit zunehmender Zeitdauer der Wärmebehandlung die Aushärtung die Härte des Einlaufbelags erhöht, die Oxidation hingegen die Härte des Einlaufbelags verringert. Durch gezielte Auswahl der Zeitdauer der Wärmebehandlung kann die Härte des Einlaufbelags exakt eingestellt werden.
  • Als metallischer Einlaufbelag wird vorzugsweise ein poröser Einlaufbelag aus einem NiCrAl-Werkstoff oder aus einem CoNiCrAlY-hBN-Werkstoff durch thermischen Spritzen bereitgestellt, welcher anschließend der Wärmebehandlung unterzogen wird.
  • Die Prozesstemperatur der Wärmebehandlung liegt um 50°C bis 200°C, vorzugsweise um 100°C bis 150°C, oberhalb der maximalen Betriebstemperatur des Einlaufbelags.
  • Wird der Einlaufbelag im Betrieb der Turbomaschine z.B. Betriebstemperaturen zwischen 450°C und 650°C ausgesetzt, so erfolgt die Wärmebehandlung desselben vorzugsweise bei einer Prozesstemperatur zwischen 600°C und 800°C. Bei einer maximalen Betriebstemperaturen von 650°C erfolgt die Wärmebehandlung bevorzugt bei 750°C.
  • Die Wärmebehandlung des bereitgestellten Einlaufbelags wird dabei während einer Prozesszeitdauer zwischen 1 Stunde und 200 Stunden, vorzugsweise während einer Prozesszeitdauer zwischen 2 Stunden und 20 Stunden, durchgeführt. Je höher die Prozesstemperatur der Wärmebehandlung ist, desto kürzer ist die Prozesszeitdauer derselben.
  • Bei mehrstufigen Verdichtern, bei welchen die einzelnen Stufen desselben unterschiedlichen maximalen Betriebstemperaturen ausgesetzt sind, ist die Prozesstemperatur der Wärmebehandlung des Einlaufbelag der jeweiligen Stufe an die entsprechende maximale Betriebstemperatur angepasst.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird demnach ein z.B. bei der Neuteilfertigung oder bei der Reparatur bereitgestellter Einlaufbelag im Anschluss an das Bereitstellen desselben einer Wärmebehandlung unterzogen. Die Wärmebehandlung erfolgt dabei bei einer Prozesstemperatur, die oberhalb der maximalen Betriebstemperatur des Einlaufbelags liegt, und wird für eine an die jeweilige Temperatur angepasste Zeitdauer durchgeführt. Hierdurch wird der bereitgestellte Einlaufbelag einer künstlichen Alterung unterzogen, wodurch letztendlich dessen Einlauffähigkeit optimiert und stabilisiert werden kann.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein bereitgestellter, poröser Einlaufbelag vor der Wärmebehandlung in einer chemischen Lösung gespült. Im Anschluss an das Spülen erfolgt eine Trocknung und anschließend die Wärmebehandlung, wobei bedingt durch Kapillareffekte die Lösung nach der Trocknung in Poren des Einlaufbelags verbleibt. Durch das Spülen kann die Prozesszeitdauer der nachfolgenden Wärmebehandlung verkürzt werden, da die Lösung insbesondere die Oxidation der metallischen Matrix unterstützt.
  • Das Spülen kann z.B. in einer Lösung aus demineralisiertem Wasser und Natriumhydroxid oder Natronlauge erfolgen. Alternativ kann das Spülen in Diethylenglykolmonobutylether oder in einer Lösung aus Natriumhydroxid und Monophenylglykol und Natriumcumolsufonat erfolgen.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Einlaufbelags, wobei auf einem statorseitigen Bauteil einer Turbomaschine, insbesondere einer Gasturbine, ein metallischer Einlaufbelag bereitgestellt wird, wobei der bereitgestellte Einlaufbelag zur Verbessung der Einlauffähigkeit desselben einer Wärmebehandlung unterzogen wird, und wobei die Wärmebehandlung bei einer Prozesstemperatur durchgeführt wird, die oberhalb der Temperatur liegt, welcher der Einlaufbelag im Betrieb der Turbomaschine maximal ausgesetzt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Prozesszeitdauer der wärmebehandlung an die Prozesstemperatur der Wärmebehandlung derart angepasst ist, dass die Prozesszeitdauer um so kürzer ist je höher die Prozesstemperatur ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Prozesstemperatur der Wärmebehandlung um 50 °C bis 200 °C oberhalb der maximalen Betriebstemperatur des Einlaufbelags liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Prozesstemperatur der Wärmebehandlung um 100°C bis 150°C oberhalb der maximalen Betriebstemperatur des Einlaufbelags liegt.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Prozesstemperatur der Wärmebehandlung, zwischen 600 °C und 800 °C liegt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wärmebehandlung während einer Prozesszeitdauer zwischen 1 Stunde und 200 Stunden durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Prozesszeitdauer der Wärmebehandlung zwischen 2 Stunden und 20 Stunden liegt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als metallischer Einlaufbelag ein poröser Einlaufbelag durch thermisches Spritzen bereitgestellt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der bereitgestellte Einlaufbelag vor der Wärmebehandlung in einer chemischen Lösung gespült wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Anschluss an das Spülen eine Trocknung und anschließend die Wärmebehandlung erfolgt.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der bereitgestellte Einlaufbelag in einer Lösung aus demineralisiertem Wasser und Natriumhydroxid oder Natronlauge gespült wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der bereitgestellte Einlaufbelag in Diethylenglykolmonobutylether gespült wird.
  12. verfahren nach Anspruche 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der bereitgestellte Einlaufbelag in einer Lösung aus Natriumhydroxid und Monophenylglykol und Natriumcumolsufonat gespült wird.
EP06828577A 2005-12-07 2006-11-30 Verfahren zum herstellen eines einlaufbelags Not-in-force EP1957756B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005058324A DE102005058324A1 (de) 2005-12-07 2005-12-07 Verfahren zum Herstellen eines Einlaufbelags
PCT/DE2006/002122 WO2007065403A1 (de) 2005-12-07 2006-11-30 Verfahren zum herstellen eines einlaufbelags

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1957756A1 EP1957756A1 (de) 2008-08-20
EP1957756B1 true EP1957756B1 (de) 2011-05-04

Family

ID=37852354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06828577A Not-in-force EP1957756B1 (de) 2005-12-07 2006-11-30 Verfahren zum herstellen eines einlaufbelags

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20110020560A1 (de)
EP (1) EP1957756B1 (de)
JP (1) JP2009518571A (de)
AT (1) ATE508254T1 (de)
CA (1) CA2631362A1 (de)
DE (2) DE102005058324A1 (de)
WO (1) WO2007065403A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008005479A1 (de) * 2008-01-23 2009-07-30 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Gasturbine mit einem Verdichter mit flüssigkeitsbeaufschlagter Einlaufschicht
EP2083148A3 (de) 2008-01-23 2012-06-06 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG Gasturbine mit einem Verdichter mit Einlaufschicht und Verfahren zum Einlaufen von freien Endbereichen von Schaufeln eines Verdichters einer Gasturbine
DE102008005480A1 (de) * 2008-01-23 2009-07-30 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Gasturbine mit einem Verdichter mit Einlaufschicht mit luftaushärtendem Material
EP2647795B1 (de) * 2012-04-04 2018-11-07 MTU Aero Engines AG Dichtungssystem für eine Strömungsmaschine
EP2876172A1 (de) * 2013-11-26 2015-05-27 MTU Aero Engines GmbH Verfahren zur Herstellung und Reparatur von Bauteilen einer Strömungsmaschine aus Nickelbasis-Superlegierungen

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2742224A (en) * 1951-03-30 1956-04-17 United Aircraft Corp Compressor casing lining
US3010843A (en) * 1958-04-28 1961-11-28 Gen Motors Corp Abradable protective coating for compressor casings
FR2049448A5 (de) * 1969-06-10 1971-03-26 Onera (Off Nat Aerospatiale)
US4049428A (en) * 1971-03-25 1977-09-20 Union Carbide Corporation Metal porous abradable seal
US3839234A (en) * 1973-01-26 1974-10-01 C Roscoe Multi-purpose cleaning concentrate
DE3579684D1 (de) * 1984-12-24 1990-10-18 United Technologies Corp Abschleifbare dichtung mit besonderem erosionswiderstand.
US5536022A (en) * 1990-08-24 1996-07-16 United Technologies Corporation Plasma sprayed abradable seals for gas turbine engines
US5391234A (en) * 1991-08-05 1995-02-21 Henkel Corporation Cleaning or stripping composition and method
JPH06128036A (ja) * 1992-10-16 1994-05-10 Shin Etsu Chem Co Ltd 半導体用炭化珪素質部材
US5792562A (en) * 1995-01-12 1998-08-11 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with polymeric impregnation and method of making
JPH09328376A (ja) * 1996-06-06 1997-12-22 Sumitomo Metal Ind Ltd 半導体製造装置用セラミックス部材の製造方法
US5951892A (en) * 1996-12-10 1999-09-14 Chromalloy Gas Turbine Corporation Method of making an abradable seal by laser cutting
US6089825A (en) * 1998-12-18 2000-07-18 United Technologies Corporation Abradable seal having improved properties and method of producing seal
JP3283238B2 (ja) * 1999-01-06 2002-05-20 株式会社東芝 窒化ケイ素系セラミックス部品およびその製造方法
US6383658B1 (en) * 1999-11-18 2002-05-07 General Electric Company Thermally sprayed coatings having an interface with controlled cleanliness
WO2001044533A1 (en) * 1999-12-15 2001-06-21 Pratt & Whitney Canada Corp. Abradable coatings
GB2397307A (en) * 2003-01-20 2004-07-21 Rolls Royce Plc Abradable Coatings
US7732056B2 (en) * 2005-01-18 2010-06-08 Applied Materials, Inc. Corrosion-resistant aluminum component having multi-layer coating
DE102006028297A1 (de) * 2006-06-20 2007-12-27 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zur Reparatur von Einlaufbelägen

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007065403A1 (de) 2007-06-14
DE502006009452D1 (de) 2011-06-16
DE102005058324A1 (de) 2007-06-14
US20110020560A1 (en) 2011-01-27
ATE508254T1 (de) 2011-05-15
JP2009518571A (ja) 2009-05-07
EP1957756A1 (de) 2008-08-20
CA2631362A1 (en) 2007-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2044231B1 (de) Bauteil mit einer panzerung
EP1957756B1 (de) Verfahren zum herstellen eines einlaufbelags
EP1904257A1 (de) Verfahren zum herstellen einer schaufelspitzenpanzerung
DE102007035915A1 (de) Reibüberzug für Gasturbinentriebwerks-Verdichter
EP2462257A1 (de) Abreibbarer schaufelspitzenbelag
EP2044293A1 (de) Gasturbine mit einem mantelringsegment umfassend einen rezirkulationskanal
DE102007056452A1 (de) Dichtsystem einer Turbomaschine
WO2011076549A1 (de) Verfahren zum herstellen einer rotor/statordichtung einer gasturbine
EP1654441B1 (de) Einlaufbelag für Gasturbinen und Verfahren zur Herstellung dieses Einlaufbelags
DE102009012945A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer abrasiven Beschichtung und Bauteil für eine Turbomaschine
WO2007056979A2 (de) Verfahren zum herstellen eines einlaufbelags
EP1097249B1 (de) Verfahren zur herstellung einer panzerung für ein metallisches bauteil
WO2012163991A1 (de) Verfahren zum aufbringen einer schutzschicht, mit einer schutzschicht beschichtetes bauteil und gasturbine mit einem solchen bauteil
DE102010048147B4 (de) Schichtsystem zur Rotor-/Statordichtung einer Strömungsmaschine und Verfahren zum Herstellen eines derartigen Schichtsystems
WO2005056878A2 (de) Einlaufbelag für gasturbinen sowie verfahren zur herstellung desselben
EP0906964B1 (de) Wärmedämmschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP2494085B1 (de) Verfahren zum erzeugen eines einlaufbelags an einer strömungsmaschine
EP1367144A1 (de) Verfahren zur Entfernung von zumindest einem Teilbereich eines Bauteils aus Metall oder einer Metallverbindung
DE10347524A1 (de) Strömungsmaschine und Verfahren zur Anpassung von Stator und Rotor einer Strömungsmaschine
DE102007032707A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Einlaufbelags
WO2009138062A2 (de) Schutzschicht und verfahren zum aufbringen einer schutzschicht
DE102019127511A1 (de) Beschichtung für verbessertes oberflächenfinish
EP1026367A1 (de) Rotorschaufelspitzenabdichtung einer Turbomaschine

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20080606

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

17Q First examination report despatched

Effective date: 20081028

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REF Corresponds to:

Ref document number: 502006009452

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20110616

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502006009452

Country of ref document: DE

Effective date: 20110616

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: VDEP

Effective date: 20110504

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110905

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110805

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110904

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110815

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FD4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20120207

BERE Be: lapsed

Owner name: MTU AERO ENGINES G.M.B.H.

Effective date: 20111130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502006009452

Country of ref document: DE

Effective date: 20120207

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20111130

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20111130

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20111130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20111130

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 508254

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20111130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20111130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20111130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110804

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20110504

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: 732E

Free format text: REGISTERED BETWEEN 20131114 AND 20131120

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 10

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 11

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20171124

Year of fee payment: 12

Ref country code: DE

Payment date: 20171124

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20171124

Year of fee payment: 12

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 502006009452

Country of ref document: DE

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20181130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20181130

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190601

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20181130