EP2128300A1 - Method for high-speed flame spraying - Google Patents

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Publication number
EP2128300A1
EP2128300A1 EP08009774A EP08009774A EP2128300A1 EP 2128300 A1 EP2128300 A1 EP 2128300A1 EP 08009774 A EP08009774 A EP 08009774A EP 08009774 A EP08009774 A EP 08009774A EP 2128300 A1 EP2128300 A1 EP 2128300A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coating
component surface
particle stream
layer
particles
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Withdrawn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
EP08009774A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Berndt
Francis-Jurjen Dr. Ladru
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 EP08009774A priority Critical patent/EP2128300A1/en
Priority to PCT/EP2009/055261 priority patent/WO2009144109A1/en
Publication of EP2128300A1 publication Critical patent/EP2128300A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • 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
    • C23C4/129—Flame spraying

Definitions

  • the invention relates to a method for applying a coating to a component surface by high-speed flame spraying, in which particles of a coating material are at least partially melted and released as a particle stream at high speed onto the component surface. Furthermore, a producible according to the process coating and a turbine blade with this coating are the subject of the invention.
  • Turbine blades of gas turbines for example, provided with coating systems, which are composed of two superimposed layers.
  • an MCrAlY primer is applied directly to the surface of the turbine blade, on which in turn a ceramic thermal barrier coating is arranged.
  • the primer has a high surface roughness, since only then is sufficient bonding of the primer to the thermal barrier coating ensured.
  • the primer may be applied to the turbine blade by high velocity flame spraying (HVOF).
  • HVOF high velocity flame spraying
  • MCrAlY particles are introduced with a carrier gas into a burner which burns supplied fuel and oxygen at high temperature.
  • the MCrAlY particles are at least partially melted and then released as particle flow at high speed onto the component surface.
  • the particle flow is aligned so that it impinges perpendicular to the component surface.
  • the problem arises that the resulting primer has too low a roughness.
  • the interlocking of a subsequently applied thermal barrier coating with the primer is not high enough to permanently withstand the stresses experienced by the coating system during operation. For this reason, damage can occur in the known coating systems.
  • This object is achieved in a generic method in that the particle flow is aligned to include during application of the coating with the component surface angle not equal to 90 °.
  • the basic idea of the invention is to align the particle flow so that it encloses an angle with the component surface which is not equal to 90 °.
  • the particle flow is thus inclined to the component surface and, in contrast to the method known in the prior art, impinges obliquely on the component surface.
  • the coating applied by the method according to the invention has a particularly high roughness.
  • the impingement of particle flow on the surface of the component causes the coating to have a rough surface texture.
  • the particle flow is guided over the component surface, in order to apply the coating in a planar manner.
  • the particle stream it is also possible to orient the particle stream so that it encloses a constant angle not equal to 90 ° when the coating is applied to the component surface.
  • the particle flow impinges on the component surface at a constant angle, or it is inclined at a constant angle to the component surface.
  • the particle flow can also be aligned during application of the coating so that it includes different angles not equal to 90 ° with the component surface. According to this embodiment, the orientation of the particle flow during application is varied. The particle stream then impinges on the component surface at different angles, i. the particle flow is inclined at different angles to the component surface during the application of the coating.
  • the coating can also be applied in several superimposed layers on the component surface.
  • the particle flow includes a first angle and during the application of a second layer a second angle, wherein the first and second angles differ.
  • the particle flow may also be oriented to be at one side during the application of the first layer relative to an axis perpendicular to the component surface and during the application of the second layer relative to the axis to the other side is inclined.
  • the amounts of inclination angle can be the same size or different sizes.
  • the particle flow is aligned during the application of a multilayer coating in order to enclose different angles not equal to 90 ° with the component surface during the application of a layer.
  • the orientation of the particle flow during the application of a single layer is varied.
  • an underlayer can be applied to the component surface, in particular by high-speed flame spraying, before the application of the coating.
  • the underlayer particles of the coating material which have a smaller average diameter than the particles used for the coating. In this way, a dense underlayer is efficiently obtained.
  • the lower layer can in particular be formed from MCrAlY.
  • a ceramic thermal barrier coating can be applied to the coating.
  • the thermal barrier coating may preferably be an APS coating.
  • the coating can also be applied to a turbine blade.
  • FIGS. 1 to 3 schematically a method according to the invention for the application of a coating 1 on a surface of a turbine blade 2 is shown.
  • FIG. 1 Fig. 10 shows the superposition of a sub-layer 3 on the surface of the turbine blade 2 by high velocity flame spraying.
  • coating particles of MCrAlY are fed to a burner 4 in a carrier gas.
  • a fuel and oxygen are introduced into the burner 4.
  • the fuel and the oxygen are mixed in the burner 4 and burned.
  • the coating particles are injected in the carrier gas at high speed as a particle stream 6.
  • the coating particles melt when passing through the flame 5 at least partially and then hit the surface of the turbine blade 2, where they stick.
  • the particle stream 6 is passed over the surface to form the underlayer 3.
  • the particle stream 6 is oriented so as to form an angle a of 90 ° with the surface of the turbine blade 2.
  • the obtained underlayer 3 has a relatively small surface roughness.
  • the FIG. 2 shows the application of a first layer 7 of the coating 1 on the lower layer 3.
  • the burner 4 is supplied with coating particles of MCrAlY, which have a larger average diameter than the particles used for the formation of the lower layer 3.
  • the coating particles are melted in the manner described above at least partially in the flame 5 and discharged as a particle stream 6 at high speed in the direction of the surface of the turbine blade 2. There they meet the lower layer 3 and form on this the first layer 7 of the coating 1, while the particle stream 6 is moved over the lower layer 3.
  • the particle flow 6 is aligned so that it encloses a constant angle b, not equal to 90 °, with the surface of the turbine blade 2.
  • the burner 4 is tilted to the left in the drawing.
  • the particle stream 6 emitted by the burner is then inclined relative to the surface of the turbine blade 2 and impinges obliquely thereon.
  • the first layer 7 of the coating 1 applied in this way has a high surface roughness. This is due to the fact that projecting portions 7a of the first layer 7, which are shown enlarged in the drawing for clarity, are formed wave-shaped counter to the direction of inclination of the burner 4. This surface configuration contributes significantly to the increase in surface roughness.
  • FIG. 3 finally shows the application of a second layer 8 of the coating 1. This is analogous to the application of the first layer 7.
  • the burner 4 with respect to its position in the FIG. 1 tilted to the right, so that the particle stream 6 again impinges on the surface, including an angle c not equal to 90 °.
  • the second layer 8 is formed with projecting portions 8a, which are oriented in opposite directions to the projecting portions 7a of the first layer 7.
  • the second layer 8 also has a high surface roughness.
  • a thermal barrier coating such as a ceramic APS coating. This is then clamped strongly due to the high surface roughness of the coating 1.

Abstract

The method comprises partially melting particles of coating materials and then applying as particle stream (6) with high speed on surface of a turbine shovel (2). The particle stream is led over the turbine shovel surface in order to apply the coating on the turbine shovel surface. The coating is applied on the turbine shovel surface in layers lying above one another. The particle stream is guided in order to include different angles of 90[deg] with the turbine shovel surface during applying a layer. An adherent surface coating made of alloy of chromium, aluminum and yttrium is applied. The method comprises partially melting particles of coating materials and then applying as particle stream (6) with high speed on surface of a turbine shovel (2). The particle stream is led over the turbine shovel surface in order to apply the coating on the turbine shovel surface. The coating is applied on the turbine shovel surface in layers lying above one another. The particle stream is guided in order to include different angles of 90[deg] with the turbine shovel surface during applying a layer. An adherent surface coating made of alloy of chromium, aluminum and yttrium is applied on the turbine shovel surface. A lower layer (3) is applied before applying the coating on the turbine shovel surface. For the lower layer, particles of the coating material are used that have small average diameter as the particles that are used for the coating. An atmospheric plasma spraying heat insulating layer is applied on the coating.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auftragung einer Beschichtung auf eine Bauteiloberfläche durch Hochgeschwindigkeits-Flammenspritzen, bei dem Partikel eines Beschichtungsmaterials zumindest teilweise aufgeschmolzen und als Partikelstrom mit hoher Geschwindigkeit auf die Bauteiloberfläche abgegeben werden. Weiterhin sind eine gemäß dem Verfahren herstellbare Beschichtung und eine Turbinenschaufel mit dieser Beschichtung Gegenstand der Erfindung.The invention relates to a method for applying a coating to a component surface by high-speed flame spraying, in which particles of a coating material are at least partially melted and released as a particle stream at high speed onto the component surface. Furthermore, a producible according to the process coating and a turbine blade with this coating are the subject of the invention.

Bauteile, die in einer heißen und aggressiven Umgebung eingesetzt werden, müssen gegenüber diesen schädlichen Einflüssen geschützt werden. Turbinenschaufel von Gasturbinen wird beispielsweise mit Beschichtungssystemen versehen, die aus zwei übereinander liegenden Lagen aufgebaut sind. Dabei ist direkt auf die Oberfläche der Turbinenschaufel ein MCrAlY Haftgrund aufgetragen, auf dem wiederum eine keramische Wärmedämmschicht angeordnet ist.Components used in a hot and aggressive environment must be protected against these harmful effects. Turbine blades of gas turbines, for example, provided with coating systems, which are composed of two superimposed layers. In this case, an MCrAlY primer is applied directly to the surface of the turbine blade, on which in turn a ceramic thermal barrier coating is arranged.

Bei dieser Art von Beschichtungssystem ist es von besonderer Bedeutung, dass der Haftgrund eine hohe Oberflächenrauheit aufweist, da nur dann eine ausreichende Verklammerung des Haftgrunds mit der Wärmedämmschicht sicher gestellt ist.In this type of coating system, it is of particular importance that the primer has a high surface roughness, since only then is sufficient bonding of the primer to the thermal barrier coating ensured.

Der Haftgrund kann durch Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen (HVOF) auf die Turbinenschaufel aufgetragen werden. Dazu werden MCrAlY-Partikel mit einem Trägergas in einen Brenner eingebracht, der zugeführten Brennstoff und Sauerstoff bei hoher Temperatur verbrennt. In der dabei gebildeten Flamme des Brenners werden die MCrAlY-Partikel zumindest teilweise aufgeschmolzen und dann als Partikelstrom mit hoher Geschwindigkeit auf die Bauteiloberfläche abgegeben. Dabei wird der Partikelstrom so ausgerichtet, dass er senkrecht auf die Bauteiloberfläche auftrifft. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der DE 698 28 732 T2 beschrieben.The primer may be applied to the turbine blade by high velocity flame spraying (HVOF). For this purpose, MCrAlY particles are introduced with a carrier gas into a burner which burns supplied fuel and oxygen at high temperature. In the flame of the burner formed during this process, the MCrAlY particles are at least partially melted and then released as particle flow at high speed onto the component surface. In this case, the particle flow is aligned so that it impinges perpendicular to the component surface. Such a method is for example in the DE 698 28 732 T2 described.

Allerdings tritt bei dem bekannten Verfahren das Problem auf, dass der erhaltene Haftgrund eine zu geringe Rauheit aufweist. In der Folge ist die Verklammerung einer anschließend aufgebrachten Wärmedämmschicht mit dem Haftgrund nicht hoch genug, um den Belastungen, denen das Beschichtungssystem während des Betriebs ausgesetzt ist, auf Dauer zu widerstehen. Aus diesem Grund kann es bei den bekannten Beschichtungssystemen zu Beschädigungen kommen.However, in the known method, the problem arises that the resulting primer has too low a roughness. As a result, the interlocking of a subsequently applied thermal barrier coating with the primer is not high enough to permanently withstand the stresses experienced by the coating system during operation. For this reason, damage can occur in the known coating systems.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der Eingangs genannten Art anzugeben, mit dessen Hilfe durch Hochgeschwindigkeits-Flammenspritzen eine Beschichtung auf ein Bauteil aufgetragen werden kann, die eine hohe Rauheit aufweist.It is therefore an object of the present invention to provide a method of the type mentioned above, by means of which high-speed flame spraying a coating can be applied to a component having a high roughness.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass der Partikelstrom ausgerichtet wird, um während der Auftragung der Beschichtung mit der Bauteiloberfläche Winkel ungleich 90° einzuschließen.This object is achieved in a generic method in that the particle flow is aligned to include during application of the coating with the component surface angle not equal to 90 °.

Grundgedanke der Erfindung ist es, den Partikelstrom so auszurichten, dass er mit der Bauteiloberfläche einen Winkel einschließt, der ungleich 90° ist. Der Partikelstrom wird also zu der Bauteiloberfläche geneigt und trifft im Gegensatz zu dem im Stand der Technik bekannten Verfahren schräg auf die Bauteiloberfläche auf. Überraschender Weise ist nämlich festgestellt worden, dass die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebrachte Beschichtung eine besonders hohe Rauheit aufweist. So bewirkt das schräge Auftreffen des Partikelstroms auf der Bauteiloberfläche, dass die Beschichtung eine raue Oberflächenstrukur erhält.The basic idea of the invention is to align the particle flow so that it encloses an angle with the component surface which is not equal to 90 °. The particle flow is thus inclined to the component surface and, in contrast to the method known in the prior art, impinges obliquely on the component surface. Surprisingly, it has been found that the coating applied by the method according to the invention has a particularly high roughness. For example, the impingement of particle flow on the surface of the component causes the coating to have a rough surface texture.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Partikelstrom über die Bauteiloberfläche geführt wird, um die Beschichtung flächig aufzutragen.According to a first embodiment of the invention, it is provided that the particle flow is guided over the component surface, in order to apply the coating in a planar manner.

Es ist ebenfalls möglich den Partikelstrom so auszurichten, dass er bei der Auftragung der Beschichtung mit der Bauteiloberfläche einen konstanten Winkel ungleich 90° einschließt. In diesem Fall trifft der Partikelstrom unter einem konstanten Winkel auf die Bauteiloberfläche auf, bzw. er ist um einen konstanten Winkel zu der Bauteiloberfläche geneigt.It is also possible to orient the particle stream so that it encloses a constant angle not equal to 90 ° when the coating is applied to the component surface. In this case, the particle flow impinges on the component surface at a constant angle, or it is inclined at a constant angle to the component surface.

Der Partikelstrom kann auch während des Auftragens der Beschichtung so ausgerichtet werden, dass er mit der Bauteiloberfläche unterschiedliche Winkel ungleich 90° einschließt. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Ausrichtung des Partikelstroms während der Auftragung variiert. Der Partikelstrom trifft dann unter verschiedenen Winkeln auf die Bauteiloberfläche auf, d.h. der Partikelstrom ist während der Auftragung der Beschichtung um unterschiedliche Winkel zu der Bauteiloberfläche geneigt.The particle flow can also be aligned during application of the coating so that it includes different angles not equal to 90 ° with the component surface. According to this embodiment, the orientation of the particle flow during application is varied. The particle stream then impinges on the component surface at different angles, i. the particle flow is inclined at different angles to the component surface during the application of the coating.

Die Beschichtung kann auch in mehreren übereinander liegenden Lagen auf die Bauteiloberfläche aufgebracht werden. Dabei ist es insbesondere auch möglich den Partikelstrom so auszurichten, dass er während der Auftragung der einzelnen Lagen jeweils von Lage zu Lage unterschiedliche Winkel ungleich 90° mit der Bauteiloberfläche einschließt. In diesem Fall schließt der Partikelstrom während der Auftragung einer ersten Lage mit der Bauteiloberfläche einen ersten Winkel und während der Auftragung einer zweiten Lage einen zweiten Winkel ein, wobei sich der erste und der zweite Winkel unterscheiden. Insbesondere kann der Partikelstrom auch so ausgerichtet werden, dass er während der Auftragung der ersten Lage relativ zu einer Achse senkrecht zur Bauteiloberfläche zu einer Seite und während der Auftragung der zweiten Lage relativ zu der Achse zu der anderen Seite geneigt wird. Dabei können die Beträge der Neigungswinkel gleich groß oder unterschiedlich groß sein.The coating can also be applied in several superimposed layers on the component surface. In this case, it is also possible in particular to orient the particle flow in such a way that, during the application of the individual layers, it includes different angles not equal to 90 ° with the component surface, in each case from layer to layer. In this case, during the application of a first layer to the component surface, the particle flow includes a first angle and during the application of a second layer a second angle, wherein the first and second angles differ. In particular, the particle flow may also be oriented to be at one side during the application of the first layer relative to an axis perpendicular to the component surface and during the application of the second layer relative to the axis to the other side is inclined. The amounts of inclination angle can be the same size or different sizes.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei der Auftragung einer mehrlagigen Beschichtung der Partikelstrom ausgerichtet wird, um während der Auftragung einer Lage unterschiedliche Winkel ungleich 90° mit der Bauteiloberfläche einzuschließen. Hier wird also die Ausrichtung des Partikelstroms während der Auftragung einer einzelnen Lage variiert.According to a further embodiment, it is provided that the particle flow is aligned during the application of a multilayer coating in order to enclose different angles not equal to 90 ° with the component surface during the application of a layer. Here, therefore, the orientation of the particle flow during the application of a single layer is varied.

Es ist ebenfalls möglich ein Haftgrundbeschichtung, insbesondere aus MCrAlY mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens auf das Bauteil aufzubringen.It is likewise possible to apply a primer coating, in particular of MCrAlY, to the component with the aid of the method according to the invention.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vor der Auftragung der Beschichtung eine Unterschicht insbesondere durch Hochgeschwindigkeits-Flammenspritzen auf die Bauteiloberfläche aufgebracht werden. Dabei können für die Unterschicht Partikel des Beschichtungsmaterials verwendet werden, die einen kleineren mittleren Durchmesser als die Partikel haben, die für die Beschichtung verwendet werden. Auf diese Weise wird effizient eine dichte Unterschicht erhalten. Die Unterschicht kann insbesondere aus MCrAlY ausgebildet werden.According to a further preferred embodiment of the invention, an underlayer can be applied to the component surface, in particular by high-speed flame spraying, before the application of the coating. In this case, it is possible to use for the underlayer particles of the coating material which have a smaller average diameter than the particles used for the coating. In this way, a dense underlayer is efficiently obtained. The lower layer can in particular be formed from MCrAlY.

Auf die Beschichtung kann zusätzlich eine keramische Wärmedämmschicht aufgetragen werden. Bei der Wärmedämmschicht kann es sich bevorzugt um eine APS Schicht handeln.In addition, a ceramic thermal barrier coating can be applied to the coating. The thermal barrier coating may preferably be an APS coating.

Die Beschichtung kann auch auf eine Turbinenschaufel aufgebracht werden.The coating can also be applied to a turbine blade.

Weitere Gegenstände der Erfindung sind eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbare Beschichtung sowie eine Turbinenschaufel mit dieser Beschichtung.Further objects of the invention are a coating which can be produced by the process according to the invention and a turbine blade with this coating.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen

Figur 1
eine schematische Darstellung der Auftragung einer Unterschicht auf eine Turbinenschaufel,
Figur 2
eine schematische Darstellung der Auftragung einer Lage einer Beschichtung auf die Turbinenschaufel der Figur 1, und
Figur 3
eine schematische Darstellung der Auftragung einer weiteren Lage der Beschichtung auf die Turbinenschaufel der Figur 1.
The invention will be explained below with reference to an embodiment with reference to the drawings in detail. In the drawing show
FIG. 1
a schematic representation of the application of a lower layer on a turbine blade,
FIG. 2
a schematic representation of the application of a layer of a coating on the turbine blade of FIG. 1 , and
FIG. 3
a schematic representation of the application of a further layer of the coating on the turbine blade of FIG. 1 ,

In den Figuren 1 bis 3 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Auftragung einer Beschichtung 1 auf eine Oberfläche einer Turbinenschaufel 2 dargestellt.In the FIGS. 1 to 3 schematically a method according to the invention for the application of a coating 1 on a surface of a turbine blade 2 is shown.

Die Figur 1 zeigt die Aufragung einer Unterschicht 3 auf die Oberfläche der Turbinenschaufel 2 durch Hochgeschwindigkeits-Flammenspritzen. Dazu werden Beschichtungspartikel aus MCrAlY einem Brenner 4 in einem Trägergas zugeführt. Gleichzeitig werden in den Brenner 4 ein Brennstoff und Sauerstoff eingeleitet. Der Brennstoff und der Sauerstoff werden im Brenner 4 vermischt und verbrannt. In die hierbei entstehenden Flamme 5 werden die Beschichtungspartikel in dem Trägergas mit hoher Geschwindigkeit als Partikelstrom 6 eingedüst. Die Beschichtungspartikel schmelzen beim Durchgang durch die Flamme 5 zumindest teilweise und treffen dann auf die Oberfläche der Turbinenschaufel 2 auf, wo sie haften bleiben.The FIG. 1 Fig. 10 shows the superposition of a sub-layer 3 on the surface of the turbine blade 2 by high velocity flame spraying. For this purpose, coating particles of MCrAlY are fed to a burner 4 in a carrier gas. At the same time a fuel and oxygen are introduced into the burner 4. The fuel and the oxygen are mixed in the burner 4 and burned. In the resulting flame 5, the coating particles are injected in the carrier gas at high speed as a particle stream 6. The coating particles melt when passing through the flame 5 at least partially and then hit the surface of the turbine blade 2, where they stick.

Der Partikelstrom 6 wird über die Oberfläche geführt, um die Unterschicht 3 auszubilden. Während der Auftragung der Unterschicht 3 ist der Partikelstrom 6 so ausgerichtet, dass er mit der Oberfläche der Turbinenschaufel 2 einen Winkel a von 90° einschließt. Dies führt dazu, dass die erhaltene Unterschicht 3 eine relativ geringe Oberflächenrauheit aufweist.The particle stream 6 is passed over the surface to form the underlayer 3. During the application of the underlayer 3, the particle stream 6 is oriented so as to form an angle a of 90 ° with the surface of the turbine blade 2. As a result, the obtained underlayer 3 has a relatively small surface roughness.

Die Figur 2 zeigt die Auftragung einer ersten Lage 7 der Beschichtung 1 auf der Unterschicht 3. Dazu werden dem Brenner 4 Beschichtungspartikel aus MCrAlY zugeführt, die einen größeren mittleren Durchmesser als die Partikel haben, die für die Ausbildung der Unterschicht 3 verwendet wurden.The FIG. 2 shows the application of a first layer 7 of the coating 1 on the lower layer 3. For this purpose, the burner 4 is supplied with coating particles of MCrAlY, which have a larger average diameter than the particles used for the formation of the lower layer 3.

Die Beschichtungspartikel werden in der oben beschrieben Weise zumindest teilweise in der Flamme 5 aufgeschmolzen und als Partikelstrom 6 mit hoher Geschwindigkeit in Richtung der Oberfläche der Turbinenschaufel 2 abgegeben. Dort treffen sie auf die Unterschicht 3 auf und bilden auf dieser die erste Lage 7 der Beschichtung 1 aus, während der Partikelstrom 6 über die Unterschicht 3 bewegt wird.The coating particles are melted in the manner described above at least partially in the flame 5 and discharged as a particle stream 6 at high speed in the direction of the surface of the turbine blade 2. There they meet the lower layer 3 and form on this the first layer 7 of the coating 1, while the particle stream 6 is moved over the lower layer 3.

Während der Auftragung der ersten Lage 7 ist der Partikelstrom 6 so ausgerichtet, dass er mit der Oberfläche der Turbinenschaufel 2 einen konstanten Winkel b ungleich 90° einschließt. Dazu wird der Brenner 4 in der Zeichnung nach links gekippt. Der vom Brenner abgegebene Partikelstrom 6 ist dann gegenüber der Oberfläche der Turbinenschaufel 2 geneigt und trifft schräg auf diese auf.During the application of the first layer 7, the particle flow 6 is aligned so that it encloses a constant angle b, not equal to 90 °, with the surface of the turbine blade 2. For this purpose, the burner 4 is tilted to the left in the drawing. The particle stream 6 emitted by the burner is then inclined relative to the surface of the turbine blade 2 and impinges obliquely thereon.

Die auf diese Weise aufgetragene erste Lage 7 der Beschichtung 1 weist eine hohe Oberflächenrauheit auf. Dies ist dadurch bedingt, dass vorragende Bereiche 7a der ersten Lage 7, die in der Zeichnung zur Verdeutlichung vergrößert dargestellt sind, wellenförmig entgegen der Neigungsrichtung des Brenners 4 ausgebildet sind. Diese Oberflächenkonfiguration trägt maßgeblich zur Erhöhung der Oberflächenrauheit bei.The first layer 7 of the coating 1 applied in this way has a high surface roughness. This is due to the fact that projecting portions 7a of the first layer 7, which are shown enlarged in the drawing for clarity, are formed wave-shaped counter to the direction of inclination of the burner 4. This surface configuration contributes significantly to the increase in surface roughness.

Die Figur 3 zeigt schließlich die Auftragung einer zweiten Lage 8 der Beschichtung 1. Diese erfolgt analog zu der Auftragung der ersten Lage 7. Im Unterschied hierzu ist lediglich der Brenner 4 gegenüber seiner Position in der Figur 1 nach rechts gekippt, so dass der Partikelstrom 6 wiederum unter Einschluss eines Winkels c ungleich 90° auf die Oberfläche auftrifft.The FIG. 3 finally shows the application of a second layer 8 of the coating 1. This is analogous to the application of the first layer 7. In contrast, only the burner 4 with respect to its position in the FIG. 1 tilted to the right, so that the particle stream 6 again impinges on the surface, including an angle c not equal to 90 °.

Auf Grund der Neigung des Partikelstroms 6 wird die zweite Lage 8 mit vorragenden Bereichen 8a ausgebildet, die gegenläufig zu den vorragenden Bereichen 7a der ersten Lage 7 orientiert sind. Auch die zweite Lage 8 weist eine hohe Oberflächenrauheit auf.Due to the inclination of the particle stream 6, the second layer 8 is formed with projecting portions 8a, which are oriented in opposite directions to the projecting portions 7a of the first layer 7. The second layer 8 also has a high surface roughness.

Auf die Beschichtung 1 kann noch eine Wärmedämmschicht, beispielsweise eine keramische APS-Schicht aufgebracht werden. Diese ist dann auf Grund der hohen Oberflächenrauheit der Beschichtung 1 stark mit dieser verklammert.On the coating 1 can still be applied a thermal barrier coating, such as a ceramic APS coating. This is then clamped strongly due to the high surface roughness of the coating 1.

Claims (15)

Verfahren zur Auftragung einer Beschichtung (1) auf eine Bauteiloberfläche durch Hochgeschwindigkeits-Flammenspritzen, bei dem Partikel eines Beschichtungsmaterials zumindest teilweise aufgeschmolzen und als Partikelstrom (6) mit hoher Geschwindigkeit auf die Bauteiloberfläche abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelstrom (6) ausgerichtet wird, um während der Auftragung der Beschichtung (1) mit der Bauteiloberfläche Winkel (b, c) ungleich 90° einzuschließen.Method for applying a coating (1) to a component surface by high-speed flame spraying, in which particles of a coating material are at least partially melted and released as particle stream (6) at high speed onto the component surface, characterized in that the particle flow (6) is aligned to enclose angles (b, c) not equal to 90 ° with the surface of the component during application of the coating (1). Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Partikelstrom (6) über die Bauteiloberfläche geführt wird, um die Beschichtung (1) flächig auf die Bauteiloberfläche aufzutragen.Method according to claim 1,
characterized in that
the particle stream (6) is guided over the component surface in order to apply the coating (1) to the component surface in a planar manner. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Partikelstrom (6) ausgerichtet wird, um mit der Bauteiloberfläche einen konstanten Winkel (b, c) ungleich 90° einzuschließen.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the particle stream (6) is aligned in order to include with the component surface a constant angle (b, c) not equal to 90 °. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Partikelstrom (6) ausgerichtet wird, um mit der Bauteiloberfläche unterschiedliche Winkel (b, c) ungleich 90° einzuschließen.Method according to one of claims 1 or 2,
characterized in that
the particle flow (6) is aligned in order to include with the component surface different angles (b, c) not equal to 90 °. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Beschichtung (1) in mehreren übereinander liegenden Lagen (7, 8) auf die Bauteiloberfläche aufgebracht wird.Method according to claim 2,
characterized in that
the coating (1) is applied to the component surface in a plurality of superimposed layers (7, 8). Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Partikelstrom (6) ausgerichtet wird, um während der Auftragung der einzelnen Lagen (7, 8) jeweils von Lage zu Lage unterschiedliche Winkel (b, c) ungleich 90° mit der Bauteiloberfläche einzuschließen.Method according to claim 5,
characterized in that
the particle flow (6) is aligned in order, during the application of the individual layers (7, 8) in each case from position to position, to include different angles (b, c) not equal to 90 ° with the component surface. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Partikelstrom (6) ausgerichtet wird, um während der Auftragung einer Lage (7, 8) unterschiedliche Winkel ungleich 90° mit der Bauteiloberfläche einzuschließen.Method according to claim 5,
characterized in that
the particle stream (6) is aligned to during the application of a layer (7, 8) include different angles other than 90 ° with the component surface. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Haftgrundbeschichtung auf die Bauteiloberfläche aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
a primer coating is applied to the component surface. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Haftgrundbeschichtung aus MCrAlY auf die Bauteiloberfläche aufgebracht wird.Method according to claim 8,
characterized in that
a primer coat of MCrAlY is applied to the component surface. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
vor der Auftragung der Beschichtung (1) eine Unterschicht (3) insbesondere durch Hochgeschwindigkeits-Flammenspritzen auf die Bauteiloberfläche aufgebracht wird, wobei für die Unterschicht (3) Partikel des Beschichtungsmaterials verwendet werden, die einen kleineren mittleren Durchmesser als die Partikel haben, die für die Beschichtung (1) verwendet werden.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
before application of the coating (1), a sub-layer (3) is applied to the component surface, in particular by high velocity flame spraying, using for the sub-layer (3) particles of coating material having a smaller mean diameter than the particles used for the Coating (1) can be used. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Unterschicht (3) aus MCrAlY auf die Bauteiloberfläche aufgebracht wird.Method according to claim 10,
characterized in that
an undercoat (3) of MCrAlY is applied to the component surface. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf die Beschichtung (1) eine keramische Wärmedämmschicht, insbesondere eine APS Wärmedämmschicht aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
on the coating (1) a ceramic thermal barrier coating, in particular an APS thermal barrier coating is applied. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Beschichtung (1) auf eine Turbinenschaufel (2) aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the coating (1) is applied to a turbine blade (2). Beschichtung (1), herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.Coating (1) producible according to a method according to one of claims 1 to 12. Turbinenschaufel (2) mit einer Beschichtung (1) nach Anspruch 14.Turbine blade (2) with a coating (1) according to claim 14.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011091866A1 (en) * 2010-01-28 2011-08-04 Siemens Aktiengesellschaft Spray nozzle and method for atmospheric spraying, device for coating, and coated component
EP2366730A1 (en) 2010-03-17 2011-09-21 Innovent e.V. Method for chemical modification of the polymer surface of a particulate solid
EP2592174A1 (en) * 2011-11-14 2013-05-15 Siemens Aktiengesellschaft Coating system with structured substrate surface and method for manufacture

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1275747A1 (en) * 2001-07-11 2003-01-15 ALSTOM (Switzerland) Ltd Method and device for coating a high temperature resistant article with a thermal protection covering
EP1275749A1 (en) * 2001-07-13 2003-01-15 General Electric Company Method for thermal barrier coating and a liner made using said method
DE69828732T2 (en) 1997-09-23 2005-12-22 General Electric Co. Method for applying an adhesive coating for a thermal barrier coating
US20070092659A1 (en) * 2005-10-25 2007-04-26 Kluge Tamara J Method for creating a smooth coating transition zone
EP1816229A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-08 Siemens Aktiengesellschaft Thermal spraying device and method
WO2008040678A1 (en) * 2006-10-05 2008-04-10 Turbocoating S.P.A. Method for making heat barrier coatings, coatings and structure obtained thereby as well as components coated therewith
WO2008049460A1 (en) * 2006-10-24 2008-05-02 Siemens Aktiengesellschaft Method for adjusting the surface roughness in a low temperature coating method, and component

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69828732T2 (en) 1997-09-23 2005-12-22 General Electric Co. Method for applying an adhesive coating for a thermal barrier coating
EP1275747A1 (en) * 2001-07-11 2003-01-15 ALSTOM (Switzerland) Ltd Method and device for coating a high temperature resistant article with a thermal protection covering
EP1275749A1 (en) * 2001-07-13 2003-01-15 General Electric Company Method for thermal barrier coating and a liner made using said method
US20070092659A1 (en) * 2005-10-25 2007-04-26 Kluge Tamara J Method for creating a smooth coating transition zone
EP1816229A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-08 Siemens Aktiengesellschaft Thermal spraying device and method
WO2008040678A1 (en) * 2006-10-05 2008-04-10 Turbocoating S.P.A. Method for making heat barrier coatings, coatings and structure obtained thereby as well as components coated therewith
WO2008049460A1 (en) * 2006-10-24 2008-05-02 Siemens Aktiengesellschaft Method for adjusting the surface roughness in a low temperature coating method, and component

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011091866A1 (en) * 2010-01-28 2011-08-04 Siemens Aktiengesellschaft Spray nozzle and method for atmospheric spraying, device for coating, and coated component
EP2353725A1 (en) * 2010-01-28 2011-08-10 Siemens Aktiengesellschaft Spray nozzle and method for atmospheric spraying, device for coating and coated component
CN102725071A (en) * 2010-01-28 2012-10-10 西门子公司 Spray nozzle and method for atmospheric spraying, device for coating, and coated component
RU2519415C2 (en) * 2010-01-28 2014-06-10 Сименс Акциенгезелльшафт Spraying nozzle and method of atmospheric spraying, coating device and coated article
EP2366730A1 (en) 2010-03-17 2011-09-21 Innovent e.V. Method for chemical modification of the polymer surface of a particulate solid
EP2592174A1 (en) * 2011-11-14 2013-05-15 Siemens Aktiengesellschaft Coating system with structured substrate surface and method for manufacture
WO2013072092A1 (en) * 2011-11-14 2013-05-23 Siemens Aktiengesellschaft Layer system having a structured substrate surface and process for the production thereof
US10371004B2 (en) 2011-11-14 2019-08-06 Siemens Aktiengesellschaft Layer system with a structured substrate surface and production process

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