EP2230330A1 - Plastic component with anti-erosion layer for applications with erosive demands - Google Patents

Plastic component with anti-erosion layer for applications with erosive demands Download PDF

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EP2230330A1
EP2230330A1 EP10156227A EP10156227A EP2230330A1 EP 2230330 A1 EP2230330 A1 EP 2230330A1 EP 10156227 A EP10156227 A EP 10156227A EP 10156227 A EP10156227 A EP 10156227A EP 2230330 A1 EP2230330 A1 EP 2230330A1
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EP
European Patent Office
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layer
metal
plastic
component
ceramic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10156227A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Uihlein
Wolfgang Eichmann
Falko Heutling
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
MTU Aero Engines AG
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Publication date
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    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/90—Coating; Surface treatment

Definitions

  • the present invention relates to a component which is exposed to air or gas flows and formed predominantly of a plastic material, so that the plastic material is present at least partially in the region of the flow-exposed surface of the component, wherein the plastic material has erosion protection on the surface. Moreover, the present invention relates to a method for producing a corresponding component with erosion protection layer.
  • Erosion control systems have long been known for flow-loaded components, especially in the aerospace industry.
  • the invention is based on the recognition that effective erosion protection can be achieved by means of a multilayer system, as already used for complex metallic alloys in highly stressed metal components of gas turbines.
  • the multi-layer system can be provided either directly on the plastic of the plastic component or a corresponding metal cladding or metal reinforcement.
  • vapor phase deposition processes in particular physical vapor phase deposition processes and preferably pulsed sputtering, can be used.
  • the multilayer system When applying the multi-layer system on a metal panel or a metal reinforcement, so a metal mold, a metal foil or the like, in particular metal fabric, felt, etc., the multilayer system before placing the metal panel or metal reinforcement on the plastic component or after application to the Plastic component to be deposited.
  • plastic component If the multi-layer system is deposited on the plastic component before attachment of the metal cladding or metal reinforcement, all suitable plastics, in particular particle-reinforced or phase-reinforced plastics, can be used for the plastic component.
  • a vacuum-resistant and / or high-temperature-resistant plastic must be selected, which can withstand the necessary temperatures and / or pressure conditions during the deposition process for the multilayer system.
  • low-temperature deposition processes with process temperatures in the range of less than or equal to 300 ° C., in particular less than or equal to 200 ° C., can also be used for the deposition process.
  • vacuum-resistant and / or temperature-resistant plastics which are suitable for vapor-phase coatings, polyether ketones, polyether ether ketones and the like are particularly suitable.
  • the surface to be coated Before applying the multi-layer system, the surface to be coated can be prepared accordingly, for example, to improve the adhesion.
  • known wet-chemical etching processes and / or plasma treatment processes can be used.
  • plasma treatment processes can be used in the deposition of the multi-layer system directly on the plastic.
  • the multi-layer system according to the disclosure in German Offenlegungsschriften DE 10 2004 001 392 A1 and DE 10 2007 027 335 A1 be formed by a sequence of ductile metal layers and hard ceramic layers and a sequence of a pure metal layer, a metal alloy layer, a metal-ceramic mixed layer, which may in particular be graded, and a ceramic layer.
  • corresponding diffusion barrier layers between the individual layers and / or at the interface to the plastic base material or a corresponding metal cladding or reinforcing member may be provided.
  • corresponding diffusion barrier layers between ductile metal layer and hard ceramic layer or combination of ductile metal layers and hard ceramic layers may also be provided a combination of different hard ceramic layers.
  • the different ceramic layers can be formed, for example, by chromium-aluminum nitride and chromium nitride, such a multi-layer system comprising a chromium-nitride layer as adhesion promoter layer.
  • the metal-ceramic mixed layer may be formed from the corresponding aforementioned metals as well as oxides, nitrides, carbides and / or borides of these metals or metal alloys.
  • the ceramic layer can in turn be formed from oxides, nitrides, carbides and / or borides of the aforementioned metals or metal alloys.
  • the FIG. 1 shows a first embodiment of a component according to the invention, for example a guide vane, a blade or a guide grid of a gas turbine and in particular an aircraft engine, preferably in the region of the compressor or fan, or edge portions of propeller blades of propeller aircraft or rotor blades of helicopter rotors and aircraft structural components, such as flow edges of wings and the like.
  • the component 1 has a base material of a plastic, for example of a particle- or fiber-reinforced plastic or in particular of a high-temperature resistant and vacuum-compatible plastic, such as polyetheretherketone (PEEK).
  • PEEK polyetheretherketone
  • a multilayer system with the layers or sub-layers 2 and 3 is arranged on the plastic component 1.
  • the partial layer 2 may be, for example, a metal or metal alloy layer, while the layer or partial layer 3 is formed from a ceramic material.
  • the metal layer may be formed, for example, by a chromium-aluminum layer, while the ceramic layer 3 may be formed by a chromium-aluminum-nitride layer.
  • the sub-layers 2 and 3 may both be formed as ceramic layers, wherein the sub-layer 2 may be formed as a ductile, softer ceramic layer, for example as a chromium-nitride layer, while the hard ceramic layer 3 may be formed as a chromium-aluminum-nitride layer ,
  • vapor deposition processes in particular physical vapor deposition (PVD) processes, can be used.
  • PVD physical vapor deposition
  • the surface of the component 1 can be wet-chemically etched or subjected to a plasma treatment. The thus influenced surface layer of the component 1 is not shown separately in the drawing.
  • the FIG. 2 shows a second embodiment of a component according to the invention, in which the multi-layer comprises several sequences of identical sub-layers, namely a repetition of the layer sequence of the embodiment of FIG. 1 , Accordingly, in the embodiment of the FIG. 2 in the erosion control layer on the plastic component 1, the partial layers 2 and 3 are arranged twice one above the other, wherein the partial layers 2 and 3 can each be formed in turn by a metal layer or a soft ceramic layer in the case of the partial layer 2 and by a hard ceramic layer in the case of the partial layer 3.
  • FIG. 3 a further embodiment of a component 1 according to the invention is shown with an erosion protection layer, wherein here the multi-layer system of the sub-layers 2 and 3 is not deposited directly on the plastic surface of the component 1, but on a metal layer 4.
  • the metal layer 4 may itself be a deposited layer or a separately applied metal part, such as a metal mold, a metal foil, a metal felt or the like.
  • the metal layer 4 in the form of a deposited layer is deposited directly on the plastic 1
  • the metal layer in the form of a metal mold component can be glued or applied in any other suitable manner as a dimensionally stable, self-supporting unit or as a metal foil, metal mesh, metal felt or the like on the plastic component 1, z. B. welded, be.
  • the multi-layer system consisting of the partial layers 2 and 3 can be arranged on the metal layer even before the attachment of the metal layer 4 or only after the attachment of the metal layer 4 on the plastic component 1.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a component according to the invention, in which again a metal layer 4 is arranged as a base for the multi-layer system on the plastic component 1, wherein the multi-layer system 2, 3 is deposited before or after the placement of the metal layer 4 on the plastic component 1.
  • the difference to the embodiment of FIG. 3 consists in that the multi-layer system consists of several repeated sequences of the sub-layers 2, 3, as already in the embodiment of FIG. 2 shown.
  • the metal layer 4 or the metal reinforcement of the plastic component 1 can be formed from any suitable metal material or metal alloy, in particular from titanium materials.
  • the partial layers 2, 3 can be formed from suitable metal layers or metal alloy layers or soft ceramic layers (partial layer 2) as well as hard ceramic layers (partial layer 3).
  • titanium-based alloys and for the ceramic layer 3 titanium-nitride or titanium-aluminum-nitride layers offer.
  • FIG. 5 shows a further embodiment, which is a modification to the embodiment of FIG. 4 represents.
  • a diffusion barrier layer 5 for example made of chromium nitride between the sub-layer 2 of the multi-layer system and the metal layer 4 is provided. Accordingly, therefore, the multilayer system with the diffusion barrier layer 5 in the direction of the plastic component 1 is completed.
  • the diffusion barrier layer 5 prevents material from the multilayer system from diffusing into the metal layer 4 and vice versa from the metal layer 4 into the multilayer system.
  • FIG. 6 is another embodiment, which is a modification of the embodiment of FIG. 2 represents.
  • a bonding agent layer 6 which is formed for example of a graded chromium-nitride layer.
  • the multilayer system comprising a metallic ductile sublayer 2 and a hard ceramic layer 3, as shown in the preceding figures, can according to the embodiment of the FIG. 7 be modified so that instead of a multi-layer system with two repeating partial layers, a multi-layer system with several different partial layers is realized.
  • a multi-layer system with several different partial layers is realized.
  • the embodiment of the FIG. 7 are deposited on a first metal layer 4 in the form of a metal cladding on the plastic component 1 four sub-layers of a multi-layer system, namely a further metal layer 2, a metal alloy layer 7, a metal-ceramic mixed layer 8 and a ceramic layer 3.
  • These four layers can not only, as in the embodiment of FIG. 7 shown, once formed, but in turn be arranged several times above the other.
  • the multilayer system is preferably deposited by vapor deposition, in particular physical vapor deposition (PVD), directly on the plastic component 1 or on a metal layer 4 in the form of a metal mold component, a metal foil, a metal mesh or a deposited metal layer.
  • PVD physical vapor deposition
  • a sputtering method cathode sputtering
  • the electrode of the target is operated in particular pulsed.
  • the multilayer system can be deposited on the plastic component 1 before or after the metal mold part or the metal foil is attached.
  • the plastic can be formed from a highly vacuum-resistant and high-temperature resistant plastic, such as polyetheretherketone PEEK.

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Abstract

The component (1), which is exposed to air or gas flow and is formed from plastic material so that the plastic material exists to part in the area of the surface of the component exposed to the flow is claimed. The plastic material has an erosion protection on the surface. The erosion protection comprises a multilayer system (2, 3) with metal layers and ceramic layers or two different hard ceramic layers. The multilayer system comprises a metal layer, a metal alloy layer, metal-ceramic-mixing layer and a ceramic layer and/or base material made of plastic. The component (1), which is exposed to air or gas flow and is formed from plastic material so that the plastic material exists to part in the area of the surface of the component exposed to the flow is claimed. The plastic material has an erosion protection on the surface. The erosion protection comprises a multilayer system (2, 3) with metal layers and ceramic layers or two different hard ceramic layers. The multilayer system comprises a metal layer, a metal alloy layer, metal-ceramic-mixing layer and a ceramic layer and/or base material made of plastic. The metal-ceramic-mixing layer is formed as gradient layer with a portion of ceramics in the direction of the ceramic layer. The multilayer system comprises a diffusion barrier layer at the side to the component and/or between the layers of multilayer system. The multilayer system comprises a gradient chromium nitride layer as adhesive bonding layer with different hard ceramic layers on the side of the component to be protected. The multilayer system is directly applied on the plastic. The erosion protection comprises a first metallic layer that is provided as a layer deposited through steam-phase deposition, as a metal form part or a metal foil, as an adhesive metal form part or adhesive metal foil or an integrated metal foil, as a molded metal form part or a molded metal foil or as a laminated metal form part or a laminated metal foil. The plastic consists of polyetherketone, polyetheretherketone, particle-reinforced plastic, fiber-reinforced plastic, glass-reinforced plastic, carbon-reinforced plastic, high temperature resistant plastic or vacuum-resistant plastic. An independent claim is included for a method for the production of a component, which is exposed to air or gas flow.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil, welches Luft- oder Gasströmungen ausgesetzt und überwiegend aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist, so dass das Kunststoffmaterial zumindest zum Teil im Bereich der der Strömung ausgesetzten Oberfläche des Bauteils vorliegt, wobei das Kunststoffmaterial einen Erosionsschutz an der Oberfläche aufweist. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Bauteils mit Erosionsschutzschicht.The present invention relates to a component which is exposed to air or gas flows and formed predominantly of a plastic material, so that the plastic material is present at least partially in the region of the flow-exposed surface of the component, wherein the plastic material has erosion protection on the surface. Moreover, the present invention relates to a method for producing a corresponding component with erosion protection layer.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Erosionsschutzsysteme sind für strömungsbelastete Bauteile insbesondere in der Luftfahrtindustrie seit langem bekannt.Erosion control systems have long been known for flow-loaded components, especially in the aerospace industry.

So werden für metallische Turbinenbauteile in der DE 10 2004 001 392 A1 bzw. der DE 2007 027 335 A1 Verschleißschutzbeschichtungen für Grundwerkstoffe aus Nickelbasislegierungen, Kobaltbasislegierungen, Eisenbasislegierungen oder Titanbasislegierungen beschrieben. Diese Verschleißschutzbeschichtungen für die hochbelasteten metallischen Bauteile einer Gasturbine weisen ein Mehrlagenschichtsystem aus metallischen Teilschichten, Teilschichten aus Metalllegierungen, Metall-KeramikTeilschichten und/oder Keramikteilschichten auf.Thus, for metallic turbine components in the DE 10 2004 001 392 A1 or the DE 2007 027 335 A1 Wear-resistant coatings for base materials of nickel-base alloys, cobalt-base alloys, iron-base alloys or titanium-based alloys are described. These wear-resistant coatings for the highly stressed metallic components of a gas turbine have a multilayer system of metallic partial layers, partial layers of metal alloys, metal-ceramic partial layers and / or ceramic partial layers.

Neben diesen komplexen und aufwändigen Schichtsystemen für hochbelastete metallische Bauteile aus komplexen Metalllegierungen sind für Kunststoffbauteile in der Flugzeugindustrie, wie beispielsweise Rotorblätter von Hubschrauberotoren, Eintrittskanten von Propellerblättern bei Propellermaschinen und dergleichen einfache Erosionsschutzmaßnahmen bekannt. So werden an erosionsbelasteten Bereichen der Kunststoffbauteile entsprechende metallische Erosionsschutzteile in Form von metallischen Verkleidungen, wie aufgeklebte Metallfolien, Metallgewebe oder Metallfilze, oder integrierte Metallkanten vorgesehen. Aus der US 5,306,120 ist zudem ein entsprechender Erosionsschutz für ein Kunststoffrotorblatt aus einer aufgeklebten Metallfolie mit einer Schutzschicht aus einem zweiphasigen Material, nämlich einem partikelverstärkten metallischen Material bekannt.In addition to these complex and complex layer systems for highly loaded metallic components made of complex metal alloys, simple erosion control measures are known for plastic components in the aircraft industry, such as rotor blades of helicopter rotors, leading edges of propeller blades in propeller machines and the like. Thus, erosion-loaded areas of the plastic components corresponding metal erosion protection parts in the form of metallic cladding, such as glued metal foils, metal mesh or metal felts, or integrated metal edges are provided. From the US 5,306,120 In addition, a corresponding erosion protection for a plastic rotor blade from a glued metal foil with a protective layer of a two-phase material, namely a particle-reinforced metallic material is known.

Derartige erosionsgeschützte Kunststoffbauteile zeigen jedoch insbesondere über die langen Lebensdauern der Kunststoffbauteile einen ungenügenden Erosionsschutz.However, such erosion-protected plastic components show inadequate erosion protection, in particular over the long lifetimes of the plastic components.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kunststoffbauteil sowie ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung bereitzustellen, welches die Probleme des Standes der Technik löst, also insbesondere einen zuverlässigen und dauerhaften Erosionsschutz für das Kunststoffbauteil bereitstellt, wobei gleichzeitig das Bauteil wirtschaftlich sinnvoll und somit effektiv herstellbar ist.It is therefore an object of the present invention to provide a plastic component and a corresponding method for the production, which solves the problems of the prior art, so in particular provides a reliable and durable erosion protection for the plastic component, at the same time the component is economically reasonable and thus effectively produced ,

TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a component with the features of claim 1 and a method for producing a corresponding component with the features of claim 14. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass ein effektiver Erosionsschutz mittels eines Mehrlagenschichtsystems erzielbar ist, wie es bereits für komplexe metallische Legierungen in hochbeanspruchten Metallbauteilen von Gasturbinen eingesetzt wird. Die Kombination von harten und weichen Schichten, die insbesondere durch Dampfphasenabscheidung innig und fest miteinander verbunden sind, bietet beim Auftreffen von Partikeln, Flüssigkeiten und Gasströmungen die für die Erosionsschutzwirkung bedeutsame Kombination aus Nachgiebigkeit und Härte. Insbesondere durch dünne Teilschichten des Mehrlagenschichtsystems, wie sie durch Dampfphasenabscheidung erzeugt werden können, im Bereich von einigen nm Schichtdicke, wie beispielsweise 10 nm bis zu einigen µm Dicke, beispielsweise bis zu 10 µm Dicke, insbesondere im Bereich von 100 nm bis 0,5 µm Schichtdicke, vorzugsweise 200 nm bis 400 nm Dicke können hervorragende Erosionsbeständigkeitseigenschaften erzielt werden. Vergleichbare Ergebnisse lassen sich auch nicht durch eine aufgeklebte Metallfolie mit einer darauf angeordneten Metall-Keramik-Mischschicht, wie in der US 5,306,120 vorgeschlagen, erreichen, da offensichtlich der Verbund aus dünnen, weichen und harten Teilschichten des abgeschiedenen Mehrlagenschichtsystems überraschend auch für Kunststoffbauteile, insbesondere nicht so stark belastete Kunststoffbauteile maßgebend ist. Entsprechend kann das Mehrlagenschichtsystem entweder unmittelbar auf dem Kunststoff des Kunststoffbauteils oder einer entsprechenden Metallverkleidung bzw. Metallverstärkung vorgesehen sein.The invention is based on the recognition that effective erosion protection can be achieved by means of a multilayer system, as already used for complex metallic alloys in highly stressed metal components of gas turbines. The combination of hard and soft layers, which are intimately and firmly bonded together, in particular by vapor deposition, offers the combination of resilience and hardness which is important for the erosion protection effect when particles, liquids and gas flows strike. In particular, by thin partial layers of the multi-layer system, as can be produced by vapor deposition, in the range of a few nm layer thickness, such as 10 nm to a few microns thick, for example, up to 10 microns thickness, in particular in the range of 100 nm to 0.5 microns Layer thickness, preferably 200 nm to 400 nm thickness excellent erosion resistance properties can be achieved. Comparable results can not be achieved by a glued metal foil with a metal-ceramic mixed layer disposed thereon, as in the US 5,306,120 proposed, as obviously the composite of thin, soft and hard sub-layers of the deposited multilayer system surprisingly for plastic components, especially not so heavily loaded plastic components is relevant. Accordingly, the multi-layer system can be provided either directly on the plastic of the plastic component or a corresponding metal cladding or metal reinforcement.

Zur Abscheidung der Schichten können Dampfphasenabscheideprozesse, insbesondere physikalische Dampfphasenabscheideverfahren und vorzugsweise gepulstes Kathodenzerstäuben (Sputtern) eingesetzte werden.For depositing the layers, vapor phase deposition processes, in particular physical vapor phase deposition processes and preferably pulsed sputtering, can be used.

Bei der Aufbringung des Mehrlagenschichtsystems auf einer Metallverkleidung bzw. einer Metallverstärkung, also einem Metallformteil, einer Metallfolie oder dergleichen, wie insbesondere Metallgewebe, -filz usw., kann das Mehrlagenschichtsystem vor Anordnung der Metallverkleidung bzw. Metallverstärkung auf dem Kunststoffbauteil oder nach der Aufbringung auf dem Kunststoffbauteil abgeschieden werden.When applying the multi-layer system on a metal panel or a metal reinforcement, so a metal mold, a metal foil or the like, in particular metal fabric, felt, etc., the multilayer system before placing the metal panel or metal reinforcement on the plastic component or after application to the Plastic component to be deposited.

Sofern das Mehrlagenschichtsystem vor Anbringung der Metallverkleidung bzw. Metallverstärkung auf dem Kunststoffbauteil abgeschieden wird, können sämtliche geeigneten Kunststoffe, insbesondere partikelverstärkte oder phasenverstärkte Kunststoffe für das Kunststoffbauteil Verwendung finden.If the multi-layer system is deposited on the plastic component before attachment of the metal cladding or metal reinforcement, all suitable plastics, in particular particle-reinforced or phase-reinforced plastics, can be used for the plastic component.

Wird jedoch das Mehrlagenschichtsystem in Anwesenheit des Kunststoffbauteils abgeschieden, so muss ein vakuumbeständiger und/oder hochtemperaturbeständiger Kunststoff gewählt werden, der die nötigen Temperaturen und/oder Druckverhältnisse beim Abscheideprozess für das Mehrlagenschichtsystem überstehen kann. Für den Abscheideprozess können insbesondere auch Niedertemperaturabscheideverfahren mit Prozesstemperaturen im Bereich von kleiner oder gleich 300°C, insbesondere kleiner oder gleich 200 °C eingesetzt werden. Als vakuumbeständige und/oder temperaturbeständige Kunststoffe, die für Dampfphasenbeschichtungen geeignet sind, bieten sich insbesondere Polyetherketone, Polyetheretherketone und dergleichen an.However, if the multi-layer system is deposited in the presence of the plastic component, then a vacuum-resistant and / or high-temperature-resistant plastic must be selected, which can withstand the necessary temperatures and / or pressure conditions during the deposition process for the multilayer system. In particular, low-temperature deposition processes with process temperatures in the range of less than or equal to 300 ° C., in particular less than or equal to 200 ° C., can also be used for the deposition process. As vacuum-resistant and / or temperature-resistant plastics which are suitable for vapor-phase coatings, polyether ketones, polyether ether ketones and the like are particularly suitable.

Vor dem Aufbringen des Mehrlagenschichtsystems kann die zu beschichtende Oberfläche entsprechend vorbereitet werden, um beispielsweise die Haftfestigkeit zu verbessern. Hierzu können bekannte nasschemische Ätzverfahren und/oder Plasmabehandlungsverfahren eingesetzt werden. Insbesondere bei der Abscheidung des Mehrlagenschichtsystems direkt auf dem Kunststoff kann sich eine entsprechende Vorbehandlung anbieten.Before applying the multi-layer system, the surface to be coated can be prepared accordingly, for example, to improve the adhesion. For this purpose, known wet-chemical etching processes and / or plasma treatment processes can be used. In particular, in the deposition of the multi-layer system directly on the plastic may offer a corresponding pre-treatment.

Das Mehrlagenschichtsystem kann gemäß der Offenbarung in den deutschen Offenlegungsschriften DE 10 2004 001 392 A1 und DE 10 2007 027 335 A1 , deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Verweis vollständig aufgenommen ist, durch eine Abfolge von duktilen Metallschichten und harten Keramikschichten sowie einer Abfolge einer reinen Metallschicht, einer Metalllegierungsschicht, einer Metall-Keramik-Mischschicht, die insbesondere gradiert sein kann, sowie einer Keramikschicht gebildet sein. Zusätzlich können entsprechende Diffusionssperrschichten zwischen den einzelnen Lagen und/oder an der Grenzfläche zum Kunststoffbasiswerkstoff bzw. einem entsprechenden Metallverkleidungs- oder Verstärkungsteil vorgesehen sein. Neben dem Wechsel zwischen duktiler Metallschicht und harter Keramikschicht bzw. Kombination von duktilen Metallschichten und harten Keramikschichten kann auch eine Kombination von unterschiedlich harten Keramikschichten vorgesehen sein.The multi-layer system according to the disclosure in German Offenlegungsschriften DE 10 2004 001 392 A1 and DE 10 2007 027 335 A1 , whose disclosure content is hereby incorporated by reference, be formed by a sequence of ductile metal layers and hard ceramic layers and a sequence of a pure metal layer, a metal alloy layer, a metal-ceramic mixed layer, which may in particular be graded, and a ceramic layer. In addition, corresponding diffusion barrier layers between the individual layers and / or at the interface to the plastic base material or a corresponding metal cladding or reinforcing member may be provided. In addition to the change between ductile metal layer and hard ceramic layer or combination of ductile metal layers and hard ceramic layers may also be provided a combination of different hard ceramic layers.

Die unterschiedlichen Keramikschichten können beispielsweise durch Chrom-Aluminium-Nitrid und Chrom-Nitrid gebildet sein, wobei ein derartiges Mehrlagenschichtsystem eine Chrom-Nitrid-Schicht als Haftvermittlerschicht umfassen kann.The different ceramic layers can be formed, for example, by chromium-aluminum nitride and chromium nitride, such a multi-layer system comprising a chromium-nitride layer as adhesion promoter layer.

Bei den Mehrlagenschichtsystemen mit Metallschichten und Metalllegierungsschichten sowie Metall-Keramik-Mischschichten kann die Metallschicht aus Aluminium, Titan, Platin, Palladium, Wolfram, Chrom, Nickel oder Kobalt sowie die Metalllegierungsschicht aus Legierungselementen ausgewählt aus Titan, Platin, Palladium, Wolfram, Chrom, Nickel, Kobalt, Eisen, Aluminium, Zirkon, Hafnium, Tantal, Magnesium, Molybdän, Yttrium, Niob, Vanadium und/oder Silizium gebildet sein, wobei einige dieser Elemente als Phasenstabilisierungselemente dienen.In the multilayer systems with metal layers and metal alloy layers and metal-ceramic mixed layers, the metal layer of aluminum, titanium, platinum, palladium, tungsten, chromium, nickel or cobalt and the metal alloy layer of alloying elements selected from titanium, platinum, palladium, tungsten, chromium, nickel , Cobalt, iron, aluminum, zirconium, hafnium, tantalum, magnesium, molybdenum, yttrium, niobium, vanadium and / or silicon, some of these elements serving as phase stabilizing elements.

Die Metall-Keramik-Mischschicht kann aus den entsprechend vorher genannten Metallen sowie Oxiden, Nitriden, Karbiden und/oder Boriden dieser Metalle oder Metalllegierungen gebildet sein.The metal-ceramic mixed layer may be formed from the corresponding aforementioned metals as well as oxides, nitrides, carbides and / or borides of these metals or metal alloys.

Die Keramikschicht kann wiederum aus Oxiden, Nitriden, Karbiden und/oder Boriden der vorher genannten Metalle oder Metalllegierungen gebildet sein.The ceramic layer can in turn be formed from oxides, nitrides, carbides and / or borides of the aforementioned metals or metal alloys.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Die Zeichnungen zeigen hierbei in rein schematischer Weise in

Figur 1
einen Schnitt durch einen Oberflächenbereich eines erfindungsgemäßen Bauteils mit einem Erosionsschutz gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Figur 2
einen Schnitt durch einen Oberflächenbereich eines erfindungsgemäßen Bauteils mit einem Erosionsschutz nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Figur 3
einen Schnitt durch einen Oberflächenbereich eines erfindungsgemäßen Bauteils mit einem Erosionsschutz nach einem dritten Ausführungsbeispiel;
Figur 4
einen Schnitt durch einen Oberflächenbereich eines erfindungsgemäßen Bauteils mit einem Erosionsschutz nach einem vierten Ausführungsbeispiel;
Figur 5
einen Schnitt durch einen Oberflächenbereich eines erfindungsgemäßen Bauteils mit einem Erosionsschutz nach einem fünften Ausführungsbeispiel;
Figur 6
einen Schnitt durch einen Oberflächenbereich eines erfindungsgemäßen Bauteils mit einem Erosionsschutz nach einem sechsten Ausführungsbeispiel; und in
Figur 7
einen Schnitt durch einen Oberflächenbereich eines erfindungsgemäßen Bauteils mit einem Erosionsschutz nach einem siebten Ausführungsbeispiel
Further advantages, characteristics and features of the present invention will become apparent in the following detailed description of embodiments with reference to the accompanying drawings. The drawings show this in a purely schematic way in
FIG. 1
a section through a surface region of a component according to the invention with erosion protection according to a first embodiment;
FIG. 2
a section through a surface region of a component according to the invention with erosion protection according to a second embodiment;
FIG. 3
a section through a surface region of a component according to the invention with erosion protection according to a third embodiment;
FIG. 4
a section through a surface region of a component according to the invention with erosion protection according to a fourth embodiment;
FIG. 5
a section through a surface region of a component according to the invention with erosion protection according to a fifth embodiment;
FIG. 6
a section through a surface region of a component according to the invention with erosion protection according to a sixth embodiment; and in
FIG. 7
a section through a surface region of a component according to the invention with erosion protection according to a seventh embodiment

AUSFÜHRUNGSBEISPIELEEMBODIMENTS

Die Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauteils, beispielsweise einer Leitschaufel, einer Laufschaufel oder eines Leitgitters einer Gasturbine und insbesondere eines Flugzeugtriebwerks, vorzugsweise im Bereich des Verdichters oder Fans, bzw. Kantenbereiche von Propellerblättern von Propellerflugzeugen oder von Rotorblättern von Hubschrauberrotoren sowie von Flugzeugstrukturbauteilen, wie Strömungskanten von Tragflächen und dergleichen. Das Bauteil 1 weist einen Grundwerkstoff aus einem Kunststoff auf, beispielsweise aus einem partikel- oder faserverstärkten Kunststoff bzw. insbesondere aus einem hochtemperaturbeständigen und vakuumtauglichen Kunststoff, wie Polyetheretherketon (PEEK).The FIG. 1 shows a first embodiment of a component according to the invention, for example a guide vane, a blade or a guide grid of a gas turbine and in particular an aircraft engine, preferably in the region of the compressor or fan, or edge portions of propeller blades of propeller aircraft or rotor blades of helicopter rotors and aircraft structural components, such as flow edges of wings and the like. The component 1 has a base material of a plastic, for example of a particle- or fiber-reinforced plastic or in particular of a high-temperature resistant and vacuum-compatible plastic, such as polyetheretherketone (PEEK).

Nach einer einfachen Ausführungsvariante, die in Figur 1 gezeigt ist, ist auf dem Kunststoffbauteil 1 ein Mehrlagenschichtsystem mit den Lagen bzw. Teilschichten 2 und 3 angeordnet. Die Teilschicht 2 kann beispielsweise eine Metall- oder Metalllegierungsschicht sein, während die Lage bzw. Teilschicht 3 aus einem Keramikmaterial gebildet ist. Die Metallschicht kann beispielsweise durch eine Chrom-Aluminium-Schicht gebildet sein, während die Keramikschicht 3 durch eine Chrom-Aluminium-Nitrid-Schicht gebildet sein kann.After a simple variant, which in FIG. 1 is shown, a multilayer system with the layers or sub-layers 2 and 3 is arranged on the plastic component 1. The partial layer 2 may be, for example, a metal or metal alloy layer, while the layer or partial layer 3 is formed from a ceramic material. The metal layer may be formed, for example, by a chromium-aluminum layer, while the ceramic layer 3 may be formed by a chromium-aluminum-nitride layer.

Alternativ können die Teilschichten 2 und 3 beide als Keramikschichten ausgebildet sein, wobei die Teilschicht 2 als duktilere, weichere Keramikschicht, beispielsweise als Chrom-Nitrid-Schicht ausgebildet sein kann, während die harte Keramikschicht 3 als Chrom-Aluminium-Nitrid-Schicht ausgebildet sein kann.Alternatively, the sub-layers 2 and 3 may both be formed as ceramic layers, wherein the sub-layer 2 may be formed as a ductile, softer ceramic layer, for example as a chromium-nitride layer, while the hard ceramic layer 3 may be formed as a chromium-aluminum-nitride layer ,

Zur Abscheidung dieser Schichten können Dampfphasenabscheidungsprozesse, insbesondere physikalische Dampfphasenabscheidungsprozesse (Physical Vapor Deposition PVD) eingesetzt werden. Zur Verbesserung der Haftfestigkeit und der nachfolgenden Abscheidung kann die Oberfläche des Bauteils 1 nasschemisch geätzt oder einer Plasmabehandlung unterzogen werden. Die dadurch beeinflusste Oberflächenschicht des Bauteils 1 ist zeichnerisch nicht separat dargestellt.For depositing these layers, vapor deposition processes, in particular physical vapor deposition (PVD) processes, can be used. To improve the adhesion and the subsequent deposition, the surface of the component 1 can be wet-chemically etched or subjected to a plasma treatment. The thus influenced surface layer of the component 1 is not shown separately in the drawing.

Die Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauteils, bei dem die Mehrlagenschicht mehrere Abfolgen von identischen Teilschichten umfasst, nämlich eine Wiederholung der Schichtenabfolge der Ausführungsform der Figur 1. Entsprechend sind in der Ausführungsform der Figur 2 in der Erosionsschutzschicht auf dem Kunststoffbauteil 1 die Teilschichten 2 und 3 zweimal übereinander angeordnet, wobei die Teilschichten 2 und 3 jeweils wiederum durch eine Metallschicht oder eine weiche Keramikschicht im Fall der Teilschicht 2 sowie durch eine harte Keramikschicht im Fall der Teilschicht 3 gebildet sein können.The FIG. 2 shows a second embodiment of a component according to the invention, in which the multi-layer comprises several sequences of identical sub-layers, namely a repetition of the layer sequence of the embodiment of FIG. 1 , Accordingly, in the embodiment of the FIG. 2 in the erosion control layer on the plastic component 1, the partial layers 2 and 3 are arranged twice one above the other, wherein the partial layers 2 and 3 can each be formed in turn by a metal layer or a soft ceramic layer in the case of the partial layer 2 and by a hard ceramic layer in the case of the partial layer 3.

In der Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauteils 1 mit einer Erosionsschutzschicht dargestellt, wobei hier das Mehrlagenschichtsystem aus den Teilschichten 2 und 3 nicht unmittelbar auf der Kunststoffoberfläche des Bauteils 1 abgeschieden ist, sondern auf einer Metallschicht 4. Die Metallschicht 4 kann selbst eine abgeschiedene Schicht sein oder ein separat aufgebrachtes Metallteil, wie beispielsweise ein Metallformteil, eine Metallfolie, ein Metallfilz oder dergleichen.In the FIG. 3 a further embodiment of a component 1 according to the invention is shown with an erosion protection layer, wherein here the multi-layer system of the sub-layers 2 and 3 is not deposited directly on the plastic surface of the component 1, but on a metal layer 4. The metal layer 4 may itself be a deposited layer or a separately applied metal part, such as a metal mold, a metal foil, a metal felt or the like.

Während die Metallschicht 4 in Form einer abgeschiedenen Schicht direkt auf dem Kunststoff 1 abgeschieden wird, kann die Metallschicht in Form eines Metallformbauteils als formstabile, selbsttragende Einheit oder als Metallfolie, Metallgewebe, Metallfilz oder dergleichen auf dem Kunststoffbauteil 1 aufgeklebt oder in sonstiger geeigneter Weise aufgebracht, z. B. verschweißt, werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Metallschicht 4 in Form eines Metallverstärkungsteils, eines Metallformbauteils, einer Metallfolie, eines Metallfilzes oder dergleichen bei der Herstellung des Kunststoffbauteils 1 anzuordnen, also insbesondere die Metallschicht 4 mit dem Kunststoffbauteil 1 zu gießen oder bei entsprechenden glasfaserverstärkten Kunststoffen mit in das Bauteil 1 ein zu laminieren.While the metal layer 4 in the form of a deposited layer is deposited directly on the plastic 1, the metal layer in the form of a metal mold component can be glued or applied in any other suitable manner as a dimensionally stable, self-supporting unit or as a metal foil, metal mesh, metal felt or the like on the plastic component 1, z. B. welded, be. Moreover, it is also possible to arrange the metal layer 4 in the form of a metal reinforcement part, a metal mold component, a metal foil, a metal felt or the like in the production of the plastic component 1, ie in particular to cast the metal layer 4 with the plastic component 1 or with appropriate glass fiber reinforced plastics to be laminated in the component 1 a.

Entsprechend kann das Mehrlagenschichtsystem aus den Teilschichten 2 und 3 bereits vor dem Anbringen der Metallschicht 4 oder erst nach dem Anbringen der Metallschicht 4 auf dem Kunststoffbauteil 1 auf der Metallschicht angeordnet werden.Accordingly, the multi-layer system consisting of the partial layers 2 and 3 can be arranged on the metal layer even before the attachment of the metal layer 4 or only after the attachment of the metal layer 4 on the plastic component 1.

Die Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauteils, bei welcher wiederum eine Metallschicht 4 als Basis für das Mehrlagenschichtsystem auf dem Kunststoffbauteil 1 angeordnet ist, wobei das Mehrlagenschichtsystem 2, 3 vor oder nach dem Anordnen der Metallschicht 4 auf dem Kunststoffbauteil 1 abgeschieden wird. Der Unterschied zur Ausführungsform der Figur 3 besteht darin, dass das Mehrlagenschichtsystem aus mehreren wiederholten Abfolgen der Teilschichten 2, 3 besteht, wie bereits in der Ausführungsform der Figur 2 gezeigt.The FIG. 4 shows a further embodiment of a component according to the invention, in which again a metal layer 4 is arranged as a base for the multi-layer system on the plastic component 1, wherein the multi-layer system 2, 3 is deposited before or after the placement of the metal layer 4 on the plastic component 1. The difference to the embodiment of FIG. 3 consists in that the multi-layer system consists of several repeated sequences of the sub-layers 2, 3, as already in the embodiment of FIG. 2 shown.

Die Metallschicht 4 bzw. die Metallverstärkung des Kunststoffbauteils 1 kann aus jedem geeigneten Metallwerkstoff bzw. Metalllegierung gebildet sein, insbesondere aus Titanwerkstoffen. Entsprechend können die Teilschichten 2, 3 aus geeigneten Metallschichten bzw. Metalllegierungsschichten oder weichen Keramikschichten (Teilschicht 2) sowie harten Keramikschichten (Teilschicht 3) gebildet sein. Hier bietet es sich an, entsprechende Titanwerkstoffe einzusetzen, die mit der Metallschicht eine gute Verbindung bilden und durch angepasste Eigenschaften eine gute Verträglichkeit mit der Metallschicht 4 aufweisen. So bieten sich beispielsweise für die Metallschicht 2 Titanbasislegierungen und für die Keramikschicht 3 Titan-Nitrid- oder Titan-Aluminium-Nitrid-Schichten an.The metal layer 4 or the metal reinforcement of the plastic component 1 can be formed from any suitable metal material or metal alloy, in particular from titanium materials. Corresponding For example, the partial layers 2, 3 can be formed from suitable metal layers or metal alloy layers or soft ceramic layers (partial layer 2) as well as hard ceramic layers (partial layer 3). Here, it makes sense to use corresponding titanium materials which form a good bond with the metal layer and have good properties due to adapted properties with the metal layer 4. For example, for the metal layer 2 titanium-based alloys and for the ceramic layer 3 titanium-nitride or titanium-aluminum-nitride layers offer.

Die Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, die eine Abwandlung zur Ausführungsform der Figur 4 darstellt. Zusätzlich zu der Ausgestaltung der Erosionsschutzschicht der Ausführungsform der Figur 4 ist bei der Ausführungsform der Figur 5 eine Diffusionssperrschicht 5 beispielsweise aus Chromnitrid zwischen der Teilschicht 2 des Mehrschichtsystems und der Metallschicht 4 vorgesehen. Entsprechend ist also das Mehrlagenschichtsystem mit der Diffusionssperrschicht 5 in Richtung des Kunststoffbauteils 1 abgeschlossen. Die Diffusionssperrschicht 5 verhindert, dass Material aus dem Mehrlagenschichtsystem in die Metallschicht 4 diffundiert bzw. umgekehrt aus der Metallschicht 4 in das Mehrlagenschichtsystem.The FIG. 5 shows a further embodiment, which is a modification to the embodiment of FIG. 4 represents. In addition to the embodiment of the erosion control layer of the embodiment of the FIG. 4 is in the embodiment of the FIG. 5 a diffusion barrier layer 5, for example made of chromium nitride between the sub-layer 2 of the multi-layer system and the metal layer 4 is provided. Accordingly, therefore, the multilayer system with the diffusion barrier layer 5 in the direction of the plastic component 1 is completed. The diffusion barrier layer 5 prevents material from the multilayer system from diffusing into the metal layer 4 and vice versa from the metal layer 4 into the multilayer system.

Die Figur 6 ist eine weitere Ausführungsform, die eine Abwandlung der Ausführungsform der Figur 2 darstellt. Zusätzlich zu dem Mehrlagenschichtsystem mit der wiederholten Abfolge der Teilschichten 2, 3 gemäß der Ausführungsform der Figur 2 ist bei der Ausführungsform der Figur 6 zusätzlich zwischen der ersten Teillage 2 und dem Kunststoffbauteil 1 eine Haftvermittlerschicht 6 vorgesehen, welche beispielsweise aus einer gradierten Chrom-Nitrid-Schicht gebildet ist.The FIG. 6 is another embodiment, which is a modification of the embodiment of FIG. 2 represents. In addition to the multi-layer system with the repeated sequence of the partial layers 2, 3 according to the embodiment of FIG FIG. 2 is in the embodiment of the FIG. 6 additionally provided between the first sub-layer 2 and the plastic component 1, a bonding agent layer 6, which is formed for example of a graded chromium-nitride layer.

Das Mehrlagenschichtsystem mit einer metallischen duktilen Teilschicht 2 und einer harten keramischen Schicht 3, wie es in den vorangegangenen Figuren dargestellt ist, kann gemäß der Ausführungsform der Figur 7 dahingehend abgewandelt werden, dass anstelle eines Mehrlagenschichtsystems mit zwei sich wiederholenden Teilschichten ein Mehrlagenschichtsystem mit mehreren unterschiedlichen Teilschichten verwirklicht wird. Gemäß der Ausführungsform der Figur 7 sind auf einer ersten Metallschicht 4 in Form einer Metallverkleidung auf dem Kunststoff-Bauteil 1 vier Teilschichten eines Mehrlagenschichtsystems abgeschieden, und zwar eine weitere Metallschicht 2, eine Metalllegierungsschicht 7, eine Metall-Keramik-Mischschicht 8 und eine Keramikschicht 3. Diese vier Lagen können nicht nur, wie im Ausführungsbeispiel der Figur 7 gezeigt, einmal ausgebildet sein, sondern wiederum mehrfach übereinander angeordnet sein.The multilayer system comprising a metallic ductile sublayer 2 and a hard ceramic layer 3, as shown in the preceding figures, can according to the embodiment of the FIG. 7 be modified so that instead of a multi-layer system with two repeating partial layers, a multi-layer system with several different partial layers is realized. According to the embodiment of the FIG. 7 are deposited on a first metal layer 4 in the form of a metal cladding on the plastic component 1 four sub-layers of a multi-layer system, namely a further metal layer 2, a metal alloy layer 7, a metal-ceramic mixed layer 8 and a ceramic layer 3. These four layers can not only, as in the embodiment of FIG. 7 shown, once formed, but in turn be arranged several times above the other.

Wie bereits oben erwähnt, wird das Mehrlagenschichtsystem vorzugsweise durch eine Dampfphasenabscheidung, insbesondere physikalische Dampfphasenabscheidung (PVD) direkt auf dem Kunststoffbauteil 1 oder auf einer Metallschicht 4 in Form eines Metallformbauteils, einer Metallfolie, eines Metallgewebes oder einer abgeschiedenen Metallschicht abgeschieden. Insbesondere kann zur Abscheidung ein Sputterverfahren (Kathodenzerstäubung) eingesetzt werden, bei welchem die Elektrode des Targets insbesondere gepulst betrieben wird.As already mentioned above, the multilayer system is preferably deposited by vapor deposition, in particular physical vapor deposition (PVD), directly on the plastic component 1 or on a metal layer 4 in the form of a metal mold component, a metal foil, a metal mesh or a deposited metal layer. In particular, for deposition a sputtering method (cathode sputtering) are used in which the electrode of the target is operated in particular pulsed.

Bei Verwendung eines Metallformbauteils oder einer Metallfolie oder dergleichen kann das Mehrlagenschichtsystem bereits vor Anbringen des Metallformteils bzw. der Metallfolie an dem Kunststoffbauteil 1 oder nachher abgeschieden werden. Insbesondere für derartige Bauteile, bei denen eine Abscheidung des Mehrlagenschichtsystems in Anwesenheit des Kunststoff-Bauteils 1 erforderlich ist, kann der Kunststoff aus einem hochvakuumbeständigen und hochtemperaturbeständigen Kunststoff gebildet sein, wie beispielsweise Polyetheretherketon PEEK.When using a metal mold component or a metal foil or the like, the multilayer system can be deposited on the plastic component 1 before or after the metal mold part or the metal foil is attached. In particular, for such components, in which a deposition of the multi-layer system in the presence of the plastic component 1 is required, the plastic can be formed from a highly vacuum-resistant and high-temperature resistant plastic, such as polyetheretherketone PEEK.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen oder Änderungen möglich sind, indem einzelne Merkmale weggelassen werden oder andersartige Kombinationen von Merkmalen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen. Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung sämtliche Kombinationen aller vorgestellten Merkmale.Although the present invention has been described in detail with reference to the accompanying embodiments, it will be understood by those skilled in the art that the invention is not limited to these embodiments, but rather modifications or changes are possible by omitting individual features or by making other combinations of features without departing from the scope of the appended claims. In particular, the present invention includes all combinations of all features presented.

Claims (16)

Bauteil, welches Luft- oder Gasströmungen ausgesetzt ist und überwiegend aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist, so dass das Kunststoffmaterial zumindest zum Teil im Bereich der der Strömung ausgesetzten Oberfläche des Bauteils (1) vorliegt, wobei das Kunststoffmaterial einen Erosionsschutz an der Oberfläche aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Erosionsschutz ein Mehrlagenschichtsystem (2, 3; 2, 7, 8, 3) mit mindestens einer oder mehrerer Abfolgen aus mindestens einer Lage aus einem Metall (2) und mindestens einer Lage aus einer Keramik (3) oder aus mindestens zwei unterschiedlich harten Keramikschichten (2, 3) umfasst.Component which is exposed to air or gas flows and is predominantly formed from a plastic material, so that the plastic material is present at least partially in the area of the flow-exposed surface of the component (1), wherein the plastic material has an erosion protection on the surface,
characterized in that
the erosion protection a multi-layer system (2, 3, 2, 7, 8, 3) with at least one or more sequences of at least one layer of a metal (2) and at least one layer of a ceramic (3) or of at least two different hard ceramic layers (2, 3). Bauteil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Mehrlagenschichtsystem neben einer Metallschicht (2) eine Metalllegierungsschicht (7), eine Metall-Keramik-Mischschicht (8) und eine Keramikschicht (3) in dieser Reihenfolge ausgehend vom Grundwerkstoff aus Kunststoff umfasst.Component according to claim 1,
characterized in that
the multilayer system comprises, in addition to a metal layer (2), a metal alloy layer (7), a metal-ceramic mixed layer (8) and a ceramic layer (3) in this order starting from the plastic base material. Bauteil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Metallschicht Aluminium, Titan, Platin, Palladium, Wolfram, Chrom, Nickel oder Kobalt umfasst und/oder die Metalllegierung mindestens eine Komponente umfasst, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die Titan, Platin, Palladium, Wolfram, Chrom, Nickel, Kobalt, Eisen, Aluminium, Zirkon, Hafnium, Tantal, Magnesium, Molybdän, Yttrium, Niob, Vanadium und Silizium umfasst.Component according to claim 2,
characterized in that
the metal layer comprises aluminum, titanium, platinum, palladium, tungsten, chromium, nickel or cobalt and / or the metal alloy comprises at least one component selected from the group consisting of titanium, platinum, palladium, tungsten, chromium, nickel, cobalt, Iron, aluminum, zirconium, hafnium, tantalum, magnesium, molybdenum, yttrium, niobium, vanadium and silicon. Bauteil nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Metall-Keramik-Mischschicht und/oder die Keramikschicht mindestens ein Oxid, Nitrid, Karbid und/oder Borid mindestens eines Metalls der Metallschicht und/oder der Metalllegierungsschicht umfasst.Component according to claim 3,
characterized in that
the metal-ceramic mixed layer and / or the ceramic layer comprises at least one oxide, nitride, carbide and / or boride of at least one metal of the metal layer and / or the metal alloy layer. Bauteil nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Metall-Keramik-Mischschicht als Gradientenschicht mit einem zunehmenden Anteil an Keramik in Richtung der nachfolgenden Keramikschicht ausgebildet ist.Component according to one of claims 2 or 3,
characterized in that
the metal-ceramic mixed layer is formed as a gradient layer with an increasing proportion of ceramic in the direction of the subsequent ceramic layer. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Mehrlagenschichtsystem an der Seite zum zu schützenden Bauteil und/oder zwischen den Schichten des Mehrlagenschichtsystems mindestens eine Diffusionssperrschicht (5) umfasst.Component according to one of the preceding claims,
characterized in that
the multilayer system comprises at least one diffusion barrier layer (5) on the side to be protected and / or between the layers of the multilayer system. Bauteil nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Diffusionssperrschicht (5) CrN umfasst.Component according to claim 6,
characterized in that
the diffusion barrier layer (5) comprises CrN. Bauteil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die unterschiedlich harten Keramikschichten CrAlN (3) und CrN (2) umfassen.Component according to claim 1,
characterized in that
the different hard ceramic layers CrAlN (3) and CrN (2) include. Bauteil nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Mehrlagenschichtsystem mit unterschiedlich harten Keramikschichten an der Seite zum zu schützenden Bauteil eine gradierte CrN-Schicht (6) als Haftvermittlerschicht umfasst.Component according to claim 8,
characterized in that
the multi-layer system with differently hard ceramic layers on the side to be protected component comprises a graded CrN layer (6) as a primer layer. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Mehrlagenschichtsystem direkt auf dem Kunststoff angeordnet ist.Component according to one of the preceding claims,
characterized in that
the multilayer system is arranged directly on the plastic. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Erosionsschutz eine erste metallische Schicht (4) umfasst, die als eine durch Dampfphasenabscheidung abgeschiedene Schicht, als ein aufgebrachtes Metallformteil oder eine aufgebrachte Metallfolie, als ein aufgeklebtes Metallformteil oder eine aufgeklebte Metallfolie, als ein integriertes Metallformteil oder eine integrierte Metallfolie, als ein eingegossenes Metallformteil oder eine eingegossene Metallfolie oder als ein einlaminiertes Metallformteil oder eine einlaminierte Metallfolie vorgesehen ist.Component according to one of claims 1 to 9,
characterized in that
the erosion control comprises a first metallic layer (4), as a vapor deposition deposited layer, as an applied metal mold or metal foil, as a glued metal mold or glued metal foil, as an integrated metal mold or metal foil, as a cast metal mold or a cast-in metal foil or as a laminated metal mold part or a laminated metal foil. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kunsstoff ausgewählt ist aus mindestens einem Bestandteil der Gruppe, die Polyetherketone (PEK), Polyetheretherketone (PEEK), partikelverstärkte Kunststoffe, faserverstärkte Kunststoffe, glasfaserverstärkte Kunststoffe, kohlefaserverstärkte Kunststoffe, hochtemperaturbeständige Kunststoffe und vakuumbeständige Kunststoffe umfasst.Component according to one of the preceding claims,
characterized in that
the plastic is selected from at least one member of the group comprising polyether ketones (PEK), polyetheretherketones (PEEK), particle reinforced plastics, fiber reinforced plastics, glass fiber reinforced plastics, carbon fiber reinforced plastics, high temperature resistant plastics and vacuum resistant plastics. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Bauteil ausgewählt ist aus der Gruppe, die Gasturbinenbauteile, Turbinenschaufeln, Laufschaufeln, Leitschaufeln, Leitgitter, Propellerbauteile, Propellerblätter, Rotorbauteile, Rotorblätter, Flugzeugstrukturbauteile, Tragflächenkanten umfasst.Component according to one of the preceding claims,
characterized in that
the component is selected from the group comprising gas turbine components, turbine blades, blades, vanes, baffles, propeller components, propeller blades, rotor components, rotor blades, aircraft structural components, airfoil edges. Verfahren zur Herstellung eines Luft- oder Gasströmungen ausgesetzten Bauteils, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines Bauteils (1) aus überwiegend Kunststoff mit zumindest einem Teil einer Oberfläche, welche durch den Kunststoff gebildet ist und Luft- oder Gasströmungen ausgesetzt ist; b) Aufbringen eines Mehrlagenschichtsystems (2, 3; 2, 7, 8, 3) aus mindestens einer oder mehreren Abfolgen aus mindestens einer Lage aus einem Metall und mindestens einer Lage aus einer Keramik oder aus mindestens zwei unterschiedlich harten Keramikschichten auf zumindest den Oberflächenteil, der durch den Kunststoff gebildet ist und Luft- oder Gasströmungen ausgesetzt ist. Process for the production of a component subjected to air or gas flow, in particular according to one of the preceding claims, comprising the following steps: a) providing a component (1) made predominantly of plastic with at least a part of a Surface formed by the plastic and exposed to air or gas flows; b) applying a multi-layer system (2, 3, 2, 7, 8, 3) of at least one or more sequences of at least one layer of a metal and at least one layer of a ceramic or of at least two differently hard ceramic layers on at least the surface part, which is formed by the plastic and is exposed to air or gas flows. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Mehrlagenschichtsystem durch Dampfphasenabscheidung oder physikalische Dampfphasenabscheidung direkt auf dem Kunststoff oder auf einer bereits abgeschiedenen Metall- oder Metalllegierungsschicht (4) oder einem auf dem Kunststoff aufzubringenden oder bereits aufgebrachten Metall- oder Metalllegierungsteil (4) abgeschieden wird.Method according to claim 14,
characterized in that
the multilayer system is deposited by vapor deposition or physical vapor deposition directly on the plastic or on an already deposited metal or metal alloy layer (4) or on a metal or metal alloy part (4) to be applied or already applied to the plastic. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mit dem Mehrlagenschichtsystem zu beschichtende Oberfläche vor dem Abscheiden des Mehrlagenschichtsystems durch Oberflächenbehandlung oder nasschemisches Ätzen oder Plasmabehandlung vorbereitet wird.Method according to one of claims 14 or 15,
characterized in that
the surface to be coated with the multilayer system is prepared prior to deposition of the multilayer system by surface treatment or wet chemical etching or plasma treatment.
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