EP2089559A2 - Raue haftvermittlerschicht - Google Patents

Raue haftvermittlerschicht

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EP2089559A2
EP2089559A2 EP07802608A EP07802608A EP2089559A2 EP 2089559 A2 EP2089559 A2 EP 2089559A2 EP 07802608 A EP07802608 A EP 07802608A EP 07802608 A EP07802608 A EP 07802608A EP 2089559 A2 EP2089559 A2 EP 2089559A2
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EP
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powder particles
particle stream
substrate
coating
added
Prior art date
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Application number
EP07802608A
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English (en)
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Inventor
Knut Halberstadt
Werner Stamm
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • 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
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/021—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material including at least one metal alloy layer
    • C23C28/022—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material including at least one metal alloy layer with at least one MCrAlX layer
    • 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
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying

Definitions

  • the invention relates to a HS-PVD or cold spray process for coating a substrate with a Haftvermitt ⁇ Lersch layer in which a particle of a coating produced tung material, deposited on the substrate and a subsequent heat treatment is subjected.
  • the invention further relates to a device for carrying out the method.
  • the prior art is known substrates such as turbine blades ⁇ using a HS-PVD method (High Speed physicist sical vapor deposition) to be provided with an adhesive layer, for example of MCrAlY.
  • an MCrAlY vapor cloud is generated from an MCrAlY ingot by means of an accelerated argon ion current.
  • this vapor is discharged through a gap and in the direction of the substrate to be coated, on which also applied an electric field, accelerated and deposited there.
  • the applied MCrAlY layer is subjected to a heat treatment.
  • MCrAlY bond coat by a cold spray method to a turbine blade on ⁇ . It is an MCrAlY powder with a grain size of about 22 .mu.m - 45 .mu.m heated in a gas stream via a preheating to a temperature of up to 600 0 C and by subsequent acceleration to a speed of up to 3 Mach with the necessary kinetic Provide energy. The thus formed particle stream is deposited on the substrate and then also subjected to a heat treatment.
  • Object of the present invention is therefore to provide a method of the type mentioned in such a way that a rough adhesion promoter layer can be applied to the substrate, which ge ensures better adhesion of the thermal barrier coating ⁇ .
  • This object is achieved in a method of the type mentioned in that powder particles are added to the particle flow with a larger grain size.
  • the basic idea of the invention is therefore to add to the particle stream of the coating material, which is produced by an HS-PVD or by a cold spray process, powder particles whose grain size is greater than the grain size of the particles.
  • the thus modified mixed particle flow is then deposited on the component, so that a coating is obtained in which at least particles or particles with two different grains are contained.
  • This layer may also be formed as a duplex layer, wherein only the upper layer, the coarse grain size is added.
  • a bonding agent layer is obtained, which has a rough surface due to the different grain sizes of the particles or particles contained.
  • MCrAlY is used as the coating material.
  • This material is particularly suitable because it ensures good adhesion to various substrates and further forms a chemically and physically resistant substrate for various thermal barrier coatings.
  • the particle powder particles are added from the coating material Kgs ⁇ NEN. This gives a primer layer with a homogeneous material composition. Alternatively or additionally, it is also possible to add to the particle powder particles that are not be from the coating material ⁇ .
  • the grain size of the powder particles can be between 45 ⁇ m to 85 ⁇ m.
  • an adhesive layer is preserver ⁇ th, in which the powder particles are embedded in a matrix of finer particles, so that a high surface roughness is obtained.
  • the powder particles are accelerated to a speed in the range of the speed of sound and then added to the particle stream. In this way it is ensured that the powder particles are incorporated fully in the adhesion promoter layer, since it is possible that parts of the powder particles are ⁇ inflected from the surface of Substra ⁇ tes due to a high speed flexible re.
  • Pul ⁇ verp it may be useful to heat the powder particles prior to addition to the particle stream in order to prevent the temperature level of the particle stream is reduced by the addition of Pul ⁇ verp firmware.
  • the temperature should the ⁇ particular in the range of 55O 0 C and 65O 0 C are.
  • a turbine blade with the Haftvermitt ⁇ Lersch layer can be coated. It is advantageous that the adhesion promoter layer obtained particularly well meets the high requirements during operation of a turbine and ensures strong adhesion of a possibly applied to her thermal barrier coating. The object is also achieved by an apparatus for performing ⁇ out the method according to the invention.
  • Figure 1 is a schematic representation of a first device according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic representation of a second device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a first device according to the invention for carrying out the method according to the invention.
  • the device comprises a cold spray device 1 and a powder particle feeder 2.
  • Cold spray device has a gas supply device 3, which is additionally provided with a heating device, not shown, for heating the gas.
  • the gas supply device 3 is connected via a line 4 with a spray device 5.
  • the spraying device 5 is further connected via a line 2 to a powder reservoir 6, which contains powdered particles of a coating material of MCrAlY with a grain size of 15 to 30 microns.
  • the spraying device 5 also has a dispensing nozzle 7, from which a particle stream 8 is dispensed in the direction of a turbine blade 9 to be coated.
  • the feeder 2 includes a reservoir 10 containing powder particles of MCrAlY with a grain size between 45 to 85 microns and a pre-heating unit 11, to preheat the Pulverpar ⁇ Tikel and finally arranged immediately before a discharge port 12 acceleration unit 13 for accelerating the powder particles.
  • a stream of powder particles 14 exits from the discharge opening 12 and hits the surface of the turbine blade 9 simultaneously with the particle stream 8.
  • a gas is provided in the gas supply device 3 and heated to a temperature of up to 600 ° C. This gas flows through the conduit 4 into the spray device 5, in which the particles originating from the powder reservoir 6 are injected into the gas flow.
  • the resulting gas-particle mixture is then spray device in the 5 to a velocity of up to 3 Mach speeds, discharged through the discharge nozzle 7 in the direction of the turbine blade 9, on the surface thereof, it finally strikes. Due to their high kinetic energy, the MCrAlY particles are cold-welded to the substrate and to each other.
  • the powder particles are discharged from the reservoir 10 in the feed device 2 to the preheating unit 11 and heated in this to a temperature of about 600 0 C.
  • the powder particles enter the loading ⁇ admirungstician 13 where they are accelerated to a velocity in the range of the speed of sound and are delivered to ⁇ closing through the outlet opening 12 in the direction of the turbine blade 9 from the pre-heating unit.
  • the resulting stream of powder particles 14 impinges on the surface of the turbine blade 9 simultaneously with the particle stream 8 while mixing with it. Last ⁇ finally a mixed beam is deposited.
  • fitter ⁇ th coating 15 are both powdered particles with a grain size of 15 microns to 30 microns as well as powder particles with a grain size between 45 microns to 85 microns included.
  • the coating 15 After the coating 15 has been applied to the turbine blade 9, it is subjected to a subsequent heat treatment by means of a heater, not shown, in which the powder particles react by diffusion with the substrate so as to form a firmly adhering, rough adhesion promoter layer.
  • FIG. 2 shows a second device according to the invention for coating a substrate with a bonding agent layer.
  • the device has a HS-PVD device 16 and a powder particle feeder 2.
  • the HS-PVD apparatus 16 has an exit plate 18 and an ion source 17 containing a cathode, not shown, of a MCrAlY-ingot, from which, also not shown by means of an argon ion stream, a MCrAlY-ion vapor cloud will he ⁇ testifies.
  • the feeder 2 is identical to the feeder 2 described in FIG.
  • 16 MCrAlY ions are generated in the ion source 17 of the HS-PVD device, said ions being generated by means of the applied electric field through the outlet gap 18 are bundled to the particle stream 8 and discharged in the direction of the turbine blade 9.
  • the two primer layers described above are very well suited for ensuring strong adhesion of a thermal barrier coating applied to them.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein HS-PVD- oder Coldspray-Verf ahren für die Beschichtung eines Substrates mit einer Haftvermittlerschicht, bei dem ein Teilchenstrom aus einem Beschichtungsmaterial erzeugt, auf dem Substrat abgeschieden und einer anschließenden Wärmebehandlung unterzogen wird, wobei dem Teilchenstrom Pulverpartikel mit einer größeren Körnung zugesetzt werden. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Description

Raue Haftvermittlerschichten mittels HS-PVD oder Coldspray
Die Erfindung betrifft ein HS-PVD- oder Coldspray-Verfahren für die Beschichtung eines Substrates mit einer Haftvermitt¬ lerschicht, bei dem ein Teilchenstrom aus einem Beschich- tungsmaterial erzeugt, auf dem Substrat abgeschieden und einer anschließenden Wärmebehandlung unterzogen wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durch- führung des Verfahrens.
Im Stand der Technik ist bekannt, Substrate wie Turbinen¬ schaufeln mit Hilfe eines HS-PVD-Verfahrens (High Speed Phy- sical Vapour Deposition) mit einer Haftvermittlerschicht, beispielsweise aus MCrAlY, zu versehen. Dazu wird aus einem MCrAlY-Ingot mittels eines beschleunigten Argonionenstroms eine MCrAlY-Dampfwolke erzeugt. Durch elektrische und magne¬ tische Felder wird dieser Dampf durch einen Spalt abgegeben und in Richtung des zu beschichtenden Substrats, an welchem ebenfalls ein elektrisches Feld anliegt, beschleunigt und dort abgeschieden. Anschließend wird die aufgebrachte MCrAlY- Schicht einer Wärmebehandlung unterzogen.
Es ist ebenfalls bekannt, eine MCrAlY-Haftvermittlerschicht durch ein Coldspray-Verfahren auf eine Turbinenschaufel auf¬ zubringen. Dabei wird ein MCrAlY-Pulver mit einer Körnung von ca. 22 μm - 45 μm in einem Gasstrom über eine Vorwärmeinheit auf eine Temperatur von bis zu 6000C erwärmt und durch ein anschließendes Beschleunigen auf eine Geschwindigkeit von bis zu 3 Mach mit der nötigen kinetischen Energie versehen. Der so gebildete Teilchenstrom wird auf dem Substrat abgeschieden und dann ebenfalls einer Wärmebehandlung unterzogen.
Bei den beiden bekannten Verfahren wird jeweils eine glatte homogene MCrAlY-Beschichtung erhalten, die schlecht für eine Beschichtung mit einer Wärmedämmschicht wie z.B. eine APS-TBC geeignet ist. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass die Haftung der Wärmedämmschicht an der Haftvermittlerschicht zu gering ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, dass eine raue Haftvermittlerschicht auf dem Substrat aufgebracht werden kann, welche eine bessere Haftung der Wärmedämmschicht ge¬ währleistet .
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass dem Teilchenstrom Pulverpartikel mit einer größeren Körnung zugesetzt werden.
Grundgedanke der Erfindung ist es also, dem Teilchenstrom aus dem Beschichtungsmaterial, welcher durch ein HS-PVD- oder durch ein Coldspray-Verfahren erzeugt wird, Pulverpartikel zuzusetzen, deren Körnung größer ist als die Körnung der Teilchen. Der so modifizierte gemischte Teilchenstrom wird dann auf dem Bauteil abgeschieden, so dass eine Beschichtung erhalten wird, in der zumindest Teilchen bzw. Partikel mit zwei unterschiedlichen Körnungen enthalten sind. Diese Schicht kann auch als Duplex-Schicht ausgebildet sein, wobei nur der oberen Schicht die grobe Körnung zugesetzt wird. Nach der anschließenden Wärmebehandlung erhält man eine Haftvermittlerschicht, die auf Grund der unterschiedlichen Körnungen der enthaltenen Teilchen bzw. Partikel eine raue Oberfläche aufweist. Diese Oberflächeneigenschaften sorgen für eine feste Anbindung einer eventuell später aufgebrachten Wärme- dämmschicht.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass als Beschichtungsmaterial MCrAlY verwendet wird. Dieses Material ist insbesondere geeignet, da es eine gute Haftung auf verschiedenen Substraten gewährleistet und weiterhin einen chemisch und physikalisch beständigen Untergrund für verschiedene Wärmedämmschichten bildet. Es ist ebenfalls vorgesehen, dass dem Teilchenstrom Pulverpartikel aus dem Beschichtungsmaterial zugesetzt werden kön¬ nen. Hierdurch erhält man eine Haftvermittlerschicht mit einer homogenen Materialzusammensetzung. Alternativ oder zu- sätzlich ist es auch möglich, dem Teilchenstrom Pulverpartikel zuzusetzen, die nicht aus dem Beschichtungsmaterial be¬ stehen .
Die Körnung der Pulverpartikel kann zwischen 45 μm bis 85 μm liegen. In diesem Fall wird eine Haftvermittlerschicht erhal¬ ten, bei der die Pulverpartikel in einer Matrix aus feineren Teilchen eingebettet sind, so dass eine hohe Rauheit erhalten wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Pulverpartikel auf eine Geschwindigkeit im Bereich der Schallgeschwindigkeit beschleunigt und dann dem Teilchenstrom zugesetzt werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Pulverpartikel vollständiger in der Haft- Vermittlerschicht eingebaut werden, da ausgeschlossen wird, dass Teile der Pulverpartikel von der Oberfläche des Substra¬ tes auf Grund einer zu hohen Geschwindigkeit elastisch re¬ flektiert werden.
Es kann sinnvoll sein, die Pulverpartikel vor der Zugabe zu dem Teilchenstrom zu erwärmen, um zu verhindern, dass das Temperaturniveau des Teilchenstroms durch die Zugabe der Pul¬ verpartikel reduziert wird. Dabei sollte die Temperatur ins¬ besondere im Bereich zwischen 55O0C und 65O0C liegen.
Als Substrat kann eine Turbinenschaufel mit der Haftvermitt¬ lerschicht beschichtet werden. Hierbei ist es vorteilhaft, dass die erhaltene Haftvermittlerschicht besonders gut den hohen Anforderungen während des Betriebs einer Turbine genügt und eine starke Haftung einer eventuell auf ihr aufgebrachten Wärmedämmschicht sicherstellt. Die Aufgabe wird ebenfalls durch eine Vorrichtung zur Durch¬ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungs- beispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen
Figur 1 eine schematische Darstellung einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
Figur 2 eine schematische Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In der Figur 1 ist eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Vorrichtung weist eine Coldspray-Einrichtung 1 und eine Zuführeinrichtung 2 für Pulverpartikel auf. Die
Coldspray-Einrichtung hat eine Gaszuführeinrichtung 3, die zusätzlich mit einer nicht gezeigten Heizeinrichtung zum Erwärmen des Gases versehen ist. Die Gaszuführeinrichtung 3 ist über eine Leitung 4 mit einer Sprüheinrichtung 5 verbunden. Die Sprüheinrichtung 5 ist weiterhin über eine Leitung 2 mit einem Pulverreservoir 6 verbunden, welches pulverförmige Teilchen eines Beschichtungsmaterials aus MCrAlY mit einer Körnung von 15 bis 30 μm enthält. Die Sprüheinrichtung 5 weist außerdem eine Abgabedüse 7 auf, aus der ein Teilchen- ström 8 in Richtung einer zu beschichtenden Turbinenschaufel 9 abgegeben wird.
Die Zuführeinrichtung 2 beinhaltet ein Reservoir 10, welches Pulverpartikel aus MCrAlY mit einer Körnung zwischen 45 bis 85 μm enthält sowie eine Vorwärmeinheit 11, um die Pulverpar¬ tikel vorzuwärmen und schließlich eine unmittelbar vor einer Abgabeöffnung 12 angeordnete Beschleunigungseinheit 13 zum Beschleunigen der Pulverpartikel. Aus der Abgabeöffnung 12 tritt ein Strom von Pulverpartikeln 14 aus und trifft gleichzeitig mit dem Teilchenstrom 8 auf die Oberfläche der Turbinenschaufel 9.
Um mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Turbinenschaufel 9 mit einer MCrAlY Haftvermittlerschicht zu beschichten, wird in der Gaszuführeinrichtung 3 ein Gas bereitgestellt und auf eine Temperatur von bis zu 6000C erwärmt. Dieses Gas strömt durch die Leitung 4 in die Sprüheinrichtung 5, in der in den Gasstrom die aus dem Pulverreservoir 6 stammenden Teilchen eingedüst werden.
Das entstandene Gas-Teilchen-Gemisch wird dann in der Sprüh- einrichtung 5 bis auf eine Geschwindigkeit von bis zu 3 Mach beschleunigt, durch die Abgabedüse 7 in Richtung der Turbi¬ nenschaufel 9 abgegeben, auf deren Oberfläche es schließlich auftrifft. Dabei werden die MCrAlY-Teilchen auf Grund ihrer hohen kinetischen Energie mit dem Substrat und untereinander kalt verschweißt.
Gleichzeitig werden in der Zuführeinrichtung 2 von dem Reservoir 10 die Pulverpartikel an die Vorwärmeinheit 11 abgegeben und in dieser auf eine Temperatur von ca. 6000C erwärmt. Aus der Vorwärmeinheit 11 gelangen die Pulverpartikel in die Be¬ schleunigungseinheit 13, wo sie auf eine Geschwindigkeit im Bereich der Schallgeschwindigkeit beschleunigt werden und an¬ schließend durch die Austrittsöffnung 12 in Richtung Turbinenschaufel 9 abgegeben werden.
Der dabei entstehende Strom von Pulverpartikeln 14 trifft gleichzeitig mit dem Teilchenstrom 8 unter Durchmischung mit diesem auf der Oberfläche der Turbinenschaufel 9 auf. Letzt¬ endlich wird ein gemischter Strahl abgeschieden.
In der auf der Oberfläche der Turbinenschaufel 9 ausgebilde¬ ten Beschichtung 15 sind sowohl Pulverförmige Teilchen mit einer Körnung von 15 μm bis 30 μm als auch Pulverpartikel mit einer Körnung zwischen 45 μm bis 85 μm enthalten.
Nachdem die Beschichtung 15 auf die Turbinenschaufel 9 aufge- tragen ist, wird diese einer anschließenden Wärmebehandlung mit Hilfe einer nicht gezeigten Heizeinrichtung unterzogen, bei der die Pulverpartikel durch Diffusion mit dem Substrat reagieren, um so eine fest anhaftende raue Haftvermittlerschicht zu bilden.
In der Figur 2 ist eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beschichten eines Substrates mit einer Haftvermittlerschicht gezeigt. Die Vorrichtung weist eine HS-PVD-Einrich- tung 16 und eine Zuführeinrichtung für Pulverpartikel 2 auf.
Die HS-PVD-Einrichtung 16 hat eine Austrittplatte 18 und eine Ionenquelle 17, die eine nicht gezeigte Kathode aus einem MCrAlY-Ingot enthält, aus der mittels eines ebenfalls nicht gezeigten Argonionenstroms eine MCrAlY-Ionendampfwolke er¬ zeugt wird.
An dem Austrittsspalt 18 der HS-PVD-Einrichtung 16 und an der Turbinenschaufel 9 ist mit Hilfe der Stromquelle 19 ein elektrisches Feld angelegt. Durch dieses werden die MCrAlY- Ionen durch den Austrittsspalt 18 gebündelt und in Richtung der Turbinenschaufel 9 als fokussierter Teilchenstrom 8 abgegeben. Dieser trifft auf die Oberfläche einer Turbinenschau¬ fel 9 und wird dort abgeschieden.
Die Zuführeinrichtung 2 ist identisch mit der in der Figur 1 beschriebenen Zuführeinrichtung 2.
Um mit der zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung die Turbi- nenschaufel 9 zu beschichten, werden in der Ionenquelle 17 der HS-PVD-Einrichtung 16 MCrAlY-Ionen erzeugt, die mit Hilfe des angelegten elektrischen Feldes durch den Austrittsspalt 18 zu dem Teilchenstrom 8 gebündelt und in Richtung der Turbinenschaufel 9 abgegeben werden.
Gleichzeitig werden in der oben beschriebenen Weise von der Zuführeinrichtung 2 Pulverpartikel, deren Körnung zwischen 45 μm und 85 μm liegt, erwärmt, beschleunigt und in Richtung der Turbinenschaufel 9 abgegeben.
Diese Pulverpartikel treffen in der bereits oben beschriebe- nen Weise gleichzeitig mit dem Teilchenstrom 8 auf der Oberfläche der Turbinenschaufel 9 auf und bilden gemeinsam mit diesen eine Beschichtung 15.
Durch eine anschließende Wärmebehandlung wird die Haftver- mittlerschicht in ihrer endgültigen Form ausgebildet.
Die beiden oben beschriebenen Haftvermittlerschichten sind auf Grund ihrer großen Rauheit sehr gut dafür geeignet, eine starke Haftung einer auf ihnen aufgebrachten Wärmedämmschicht sicherzustellen.

Claims

Patentansprüche
1. Ein HS-PVD- oder Coldspray-Verfahren für die Beschich- tung eines Substrates mit einer Haftvermittlerschicht, bei dem ein Teilchenstrom (8) aus einem Beschichtungsmate- rial erzeugt, auf dem Substrat (9) abgeschieden und einer anschließenden Wärmebehandlung unterzogen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Teilchenstrom (8) Pulverpartikel (14) mit einer größe¬ ren Körnung zugesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
als Beschichtungsmaterial MCrAlY verwendet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
dem Teilchenstrom (8) Pulverpartikel (14) aus dem Beschichtungsmaterial zugesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
Pulverpartikel (14) mit einer Körnung zwischen 45 μm bis 85 μm dem Teilchenstrom (8) zugesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Pulverpartikel (14) auf eine Geschwindigkeit im Bereich der Schallgeschwindigkeit beschleunigt und dann dem Teil¬ chenstrom (8) zugesetzt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Pulverpartikel (14), bevor sie dem Teilchenstrom (8) zugesetzt werden, erwärmt werden, insbesondere auf eine Temperatur im Bereich zwischen 55O0C und 65O0C.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
als Substrat (9) eine Turbinenschaufel mit der Haftvermitt¬ lerschicht beschichtet ist.
8. Vorrichtung zum Beschichten eines Substrates (9) mit einer Haftvermittlerschicht, mit einer Coldspray- (1) oder HS-PVD-Einrichtung (16) zur Erzeugung und Abscheidung eines Teilchenstroms (8) aus einem Beschichtungsmaterial auf dem Substrat (9) und mit einer Heizeinrichtung zur Wärmebehandlung des abge- schiedenen Beschichtungsmaterials (15),
dadurch gekennzeichnet,
dass sie eine Zuführeinrichtung (2) zur Eindüsung von PuI- verpartikeln in den Teilchenstrom (8) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Zuführeinrichtung (2) eine Vorwärmeinheit (11) zum Vorwärmen der Pulverpartikel aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass
die Zuführeinrichtung (2) eine Beschleunigungseinheit (13] zum Beschleunigen der Pulverpartikel aufweist.
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