EP2494085A1 - Verfahren zum erzeugen eines einlaufbelags an einer strömungsmaschine - Google Patents

Verfahren zum erzeugen eines einlaufbelags an einer strömungsmaschine

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EP2494085A1
EP2494085A1 EP10798476A EP10798476A EP2494085A1 EP 2494085 A1 EP2494085 A1 EP 2494085A1 EP 10798476 A EP10798476 A EP 10798476A EP 10798476 A EP10798476 A EP 10798476A EP 2494085 A1 EP2494085 A1 EP 2494085A1
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EP
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turbomachine
arc
inlet lining
inlet
electrodes
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Wolfgang Wachter
Manuel Hertter
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MTU Aero Engines AG
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MTU Aero Engines GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an inlet lining on a turbomachine, a component of a turbomachine and a turbomachine with an inlet lining.
  • Axial compressors and gas turbines such as used in gas turbine engines for aircraft or other mobile or stationary applications, typically include multiple stages with rotating blades and fixed vanes or stator vanes.
  • the rotor blades are rigidly connected to a rotor and rotate with it at high speed about an axis.
  • An essential feature of axial compressors and gas turbines are the pressure differences existing between the upstream side and the downstream side of each blade ring. Any pressure loss at the outer edge of a rotor blade ring or at the inner edge of a stator blade ring reduces the efficiency.
  • a sealing fin on the rotating component engages in a groove on the stationary component or vice versa.
  • the exact dimensions of the sealing fin and especially the groove are often not adjusted or created during production. Rather, for example, digs a hard material having a fin during an inlet operation of the turbomachine in an inlet lining and thus forms there the corresponding groove.
  • the inlet lining has to a material that can be easily removed.
  • Inlet linings are conventionally produced inter alia by flame spraying and plasma spraying. However, a chemical reaction of the powdery material may occur in the hot flame. For example, during flame spraying of nickel and graphite, the graphite may burn. This has a considerable influence on the hardness of the layer produced, but is difficult to control or prevent. Overall, the flame spraying process caused considerable fluctuations in the thickness and other properties of the layer.
  • Various embodiments of the present invention are based on the idea to produce an inlet lining on a turbomachine or a component for a turbomachine by means of arc wire spraying.
  • the material of the inlet lining is removed from the electrodes by means of an arc between two electrodes and thrown by a gas stream onto the surface to be coated.
  • An advantage of arc wire spraying is its relatively low cost for this application.
  • gas that need not contain oxygen to sustain a flame By choosing the gas that need not contain oxygen to sustain a flame, oxidation or other undesirable chemical reaction of the inlet lining forming material can still be prevented in the gas stream or even after deposition.
  • readily a mixture of several materials can be generated in a predetermined ratio by using electrodes with these materials in the desired ratio.
  • an inlet lining by means of arc wire spraying allows a significantly better reproducible result, in particular significantly better reproducible properties of the inlet lining, in comparison to some conventional methods.
  • the variation of the powder grain fraction and the resulting variation in hardness and other properties of the inlet lining can be substantially reduced.
  • a further advantage of generating an inlet covering by means of arc wire spraying is that the result, in particular the finished inlet lining, is considerably faster compared to some other methods. This, in turn, can simplify quality assurance and regulation of the process.
  • a material soluble in water or another predetermined solvent and a material insoluble in this predetermined solvent are simultaneously applied by electric arc wire spraying.
  • a material is also referred to as being soluble in a solvent, especially when it reacts with water or another predetermined solvent to form a compound which is soluble in the solvent. In the subsequent dissolution of the soluble material remain in the insoluble material pores, due to which the inlet lining is easy to remove.
  • an arc is generated between a first electrode having a first material and a second electrode having a second material.
  • a gas flow through the arc to the surface to be coated is created which entrains the first material and the second material from the arc and deposits it on the surface to form the run-up pad or a precursor layer of the run-in pad.
  • Each of the two electrodes can contain one of the two materials or both materials.
  • the first electrode has only a first material and the second electrode only a second material; or each of the two electrodes has both materials.
  • the first material is not soluble in a predetermined solvent - for example, water or an alcohol - while the second material is soluble in the predetermined solvent.
  • the layer produced as described is in this case a precursor layer of the inlet lining. Upon exposure of the precursor layer to the solvent, the second material is released from the precursor layer to yield a porous structure that is only or substantially only comprising the first material and forms the inlet liner.
  • the first material includes, for example, nickel or a nickel alloy or other non-water-soluble metal alloy.
  • the second material includes, for example, Al 2 O 5 Sn or another water-soluble metal alloy wherein the solvent is water or an acid or a base. Both the first material and the second material may further comprise aggregates, such as graphite, polyester, bentonite, boron nitride or other ceramic, mineral or organic material.
  • the present invention further comprises a component of a turbomachine and a turbomachine with an inlet lining produced as described above.
  • Figure 1 is a schematic representation of a gas turbine engine
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a device for producing an inlet lining on a gas turbine engine
  • FIG. 3 shows a schematic flow diagram of a method for producing an inlet lining.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a gas turbine engine for mobile or stationary applications as an example of a turbomachine.
  • the gas turbine engine 10 includes a low pressure compressor 11, a high pressure compressor 12, a combustor 13, a high pressure turbine 14, and a low pressure turbine 15.
  • the gas turbine engine 10 includes a plurality of stator blade rings and a plurality of rotor blade rings. Only one rotor blade ring 17 is shown in FIG.
  • a component 20 is arranged with an inlet lining 21, in which a sealing fin, not shown in Figure 1 can dig on the outer circumference of the rotor blade ring 17 to form a gap seal or a labyrinth seal.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a device for producing a precursor layer 22 of an inlet lining 21 on a component 20 of a gas turbine engine.
  • the device comprises a first electrode 31 and a second electrode 32.
  • Each of the two electrodes 31, 32 comprises a jacket 33 and a filling 34. In the context of a clear representation, these are provided with reference numerals only at the first electrode 31.
  • the jacket 33 is tubular in the illustrated example with a circular, square or rectangular cross-section and a central cavity. In the central cavity of the shell 33, the filling 34 is arranged.
  • the jacket 33 has a first material, the filling 34 has a second material. At least one of the two materials has an electrical conductivity.
  • the two electrodes 31, 32 each formed from a wire, wherein the first electrode 31, the first material and the second electrode 32, the second material. Further, one of the two electrodes 31, 32 as shown above, two materials and the other electrode have only one material.
  • each of the two electrodes 31, 32 is connected to a pole of an electrical power source 39.
  • the electric power source 39 is, for example, a DC or AC or DC or AC source.
  • the device for producing a precursor layer 22 of an inlet lining on a turbomachine further comprises a nozzle 41, which is directed onto the gap between the electrodes 31, 32.
  • a device not shown in FIG. 2 is designed to generate a gas flow 42 which is directed from the nozzle 41 to the space between the electrodes 31, 32.
  • an arc 37 is generated between the electrodes 31, 32 by means of the electric power source 39.
  • the electrodes 31, 32 are consumed.
  • material is melted or vaporized by the arc 37 at the ends of the electrodes 31, 32.
  • the arc 37 contains material of the electrodes 31, 32 in partially ionized atomic or molecular form or in the form of partially ionized atomic clusters, particles or droplets. This material is partially entrained by the gas flow exiting the nozzle 41. The result is a coating flow of material of the electrodes 31, 32.
  • the gas flow thus hurls the material removed from the arc 37 of the electrodes 31, 32 onto the component 20 or the substrate to be coated.
  • the coating stream 47 strikes the component 20 and generates there the precursor layer 22 of an inlet lining. If an oxidation of the materials of the electrodes 31, 32 in the arc 37 in the coating stream 47 and / or in the inlet lining 21 is to be avoided, the gas stream 42 may be oxygen-poor or oxygen-free, inert or reducing.
  • the composition of the precursor layer 22 on the component 20 is determined by the composition of the electrodes 31, 32. Both electrodes 31, 32 may have the same or different compositions of identical or different materials. Instead of the structure of each electrode 31, 32 shown in Figure 2 from a jacket 33 and a filling 34, one of the two electrodes 31, 32 or both electrodes 31, 32 have a homogeneous structure.
  • the first electrode 31 comprises nickel or a nickel alloy or another non-water-soluble metal alloy.
  • the first electrode 31 may comprise a pure or metal-coated aggregate, for example graphite, polyester, bentonite, boron nitride or another ceramic, mineral or organic substance.
  • the mechanical properties of the aggregate are especially chosen so that it can easily be abraded or removed.
  • the second electrode 32 comprises, for example, Al 2 O 5 Sn or another alloy having a high solubility in water, acid, base or alcohol.
  • each of the two electrodes 31, 32 has both a material insoluble in a predetermined solvent and a material soluble in the predetermined solvent.
  • the precursor layer 22 is formed with the illustrated inhomogeneous thickness.
  • the precursor layer 22 can be produced with a homogeneous thickness or with a desired thickness profile.
  • the soluble material is released from the precursor layer by the action of the predetermined solvent. There remains a porous structure of the non-soluble material forming the inlet lining.
  • FIG. 3 shows a schematic flow diagram of a method for producing an inlet lining on a turbomachine.
  • this method can also be carried out on turbomachines and with devices that differ from those described above with reference to FIGS. 1 and 2, reference numerals from FIGS. 1 and 2 are used by way of example in order to facilitate an understanding.
  • a first step 101 an arc 37 is created between a first electrode 31 having a first material and a second electrode 32 having a second material.
  • a gas flow 42 is generated and directed from a nozzle 41 onto the arc 37.
  • the gas stream entrains the first material and the second material from the arc 37 and deposits it on the surface to be coated to form a precursor layer 22.
  • the second material which is soluble in a predetermined solvent is dissolved out of the precursor layer 22 by the action of the predetermined solvent. There remains a porous structure of the first material forming the inlet lining 21.
  • the inlet lining 21 is produced, wherein the third step 103 is omitted.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Erzeugen eines Einlaufbelags (21) an einer Oberfläche einer Strömungsmaschine (10) wird ein Lichtbogen (37) zwischen einer ersten Elektrode (31) mit einem ersten Material und einer zweiten Elektrode (32) mit einem zweiten Material erzeugt. Ein Gasstrom (42) durch den Lichtbogen (37) auf die Oberfläche wird erzeugt, der das erste Material und das zweite Material aus dem Lichtbogen (37) mitnimmt und auf der Oberfläche deponiert, um den Einlaufbelag (21) oder eine Vorläuferschicht (22) des Einlaufbelags (21) zu bilden.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Erzeugen eines Einlaufbelags an einer Strömungsmaschine
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Einlauf belags an einer Strömungsmaschine, ein Bauteil einer Strömungsmaschine und eine Strömungsmaschine mit einem Einlaufbelag.
Axialverdichter und Gasturbinen, wie sie beispielsweise in Gasturbinentriebwerken für Luftfahrzeuge oder andere mobile oder stationäre Anwendungen verwendet werden, umfassen in der Regel mehrere Stufen mit rotierenden Laufschaufeln bzw. Rotorschaufeln und feststehenden Leitschaufeln bzw. Statorschaufeln. Die Rotorschaufeln sind mit einem Rotor starr verbunden und rotieren mit diesem mit hoher Drehzahl um eine Achse.
Ein wesentliches Merkmal von Axialverdichtern und Gasturbinen sind die Druckdifferenzen, die zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite jedes Schaufelkranzes existieren. Jeder Druckverlust am äußeren Rand eines Rotorschaufelkranzes oder am inneren Rand eines Statorschaufelkranzes mindert den Wirkungsgrad.
Aufgrund hoher Drehzahlen, teilweise hoher Temperaturen, radialer und axialer Auslenkungen, die aus Vibrationen und unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten und Temperaturen der beteiligten Bauteile herrühren, werden überwiegend Labyrinthdichtungen bzw. Spaltdichtungen verwendet. Beispielsweise greift eine Dichtfinne am rotierenden Bauteil in eine Nut am ruhenden Bauteil ein oder umgekehrt.
Die genauen Abmessungen der Dichtfinne und vor allem der Nut werden oft nicht bereits bei der Fertigung eingestellt bzw. geschaffen. Vielmehr gräbt sich beispielsweise eine ein hartes Material aufweisende Finne während eines Einlaufvorgangs der Strömungsmaschine in einen Einlaufbelag ein und bildet so dort die korrespondierende Nut. Der Einlaufbelag weist dazu ein Material auf, das leicht abgetragen werden kann. Einlaufbeläge werden herkömmlich unter anderem durch Flammspritzen und Plasmaspritzen erzeugt. Dabei kann jedoch in der heißen Flamme eine chemische Reaktion des pulverformigen Materials auftreten. Beispielsweise kann beim Flammspritzen von Nickel und Graphit der Graphit verbrennen. Dies hat einen erheblichen Einfluss auf die Härte der erzeugten Schicht, ist je- doch schwer steuerbar oder vermeidbar. Insgesamt entstehen beim Flammspritzen prozessbedingt erhebliche Schwankungen in der Dicke und anderen Eigenschaften der Schicht.
Auch beim Plasmaspritzen ist eine genaue Steuerung bzw. Kontrolle aller Parameter erforderlich, um eine Härte des Einlaufbelags in einem gewünschten Bereich zu erhalten. Oft ist die Beimischung von Polyester zum Pulver erforderlich. Das Polyester wird nach dem Beschichten in einem separaten Verfahrensschritt bei hoher Temperatur in einem Ofen ausgebrannt. Dies erzeugt erhebliche zusätzliche Kosten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Erzeu- gen eines Einlaufbelags an einer Strömungsmaschine, ein verbessertes Bauteil einer Strömungsmaschine und eine verbesserte Strömungsmaschine zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beruhen auf der Idee, einen Einlaufbelag an einer Strömungsmaschine bzw. einem Bauteil für eine Strömungsmaschine durch Lichtbogendrahtspritzen zu erzeugen. Das Material des Einlaufbelags wird mit einem Lichtbo- gen zwischen zwei Elektroden von den Elektroden abgetragen und von einem Gasstrom auf die zu beschichtende Oberfläche geschleudert.
Ein Vorteil des Lichtbogendrahtspritzens besteht in seinen gerade für diese Anwendung vergleichsweise geringen Kosten. Durch die Wahl des Gases, das keinen Sauerstoff zur Unterhal- tung einer Flamme enthalten muss, kann eine Oxidation oder eine andere unerwünschte chemische Reaktion des den Einlaufbelag bildenden Materials noch im Gasstrom oder auch nach der Ablagerung verhindert werden. Ferner kann ohne Weiteres eine Mischung mehrerer Materialien in einem vorbestimmten Verhältnis erzeugt werden, indem Elektroden mit diesen Materialien im gewünschten Verhältnis verwendet werden.
Die Erzeugung eines Einlaufbelags mittels Lichtbogendrahtspritzens ermöglicht im Vergleich zu einigen herkömmlichen Verfahren ein deutlich besser reproduzierbares Ergebnis, insbesondere deutlich besser reproduzierbare Eigenschaften des Einlaufbelags. Beispielsweise kann die Variation der Pulverkornfraktion und die resultierende Variation der Härte und anderer Eigenschaften des Einlaufbelags wesentlich reduziert werden.
Ein weiterer Vorteil der Erzeugung eines Einlaufbelags mittels Lichtbogendrahtspritzens besteht darin, dass das Ergebnis, insbesondere der fertige Einlaufbelag, im Vergleich zu einigen anderen Verfahren erheblich schneller vorliegt. Dies wiederum kann die Qualitätssicherung und die Regelung des Prozesses vereinfachen.
Insbesondere werden ein in Wasser oder einem anderen vorbestimmten Lösungsmittel lösliches Material und ein in diesem vorbestimmten Lösungsmittel nicht lösliches Material gleichzeitig durch Lichtbogendrahtspritzen aufgetragen. Vorliegend wird ein Material insbesondere auch dann als löslich in einem Lösungsmittel bezeichnet, wenn es mit Wasser oder einem anderen vorbestimmten Lösungsmittel zu einer in dem Lösungsmittel löslichen Verbindung reagiert. Beim anschließenden Herauslösen des löslichen Materials verbleiben in dem unlöslichen Material Poren, aufgrund derer der Einlaufbelag leicht abtragbar ist.
Bei einem Verfahren zum Erzeugen eines Einlaufbelags an einer Oberfläche einer Strömungsmaschine wird ein Lichtbogen zwischen einer ersten Elektrode mit einem ersten Material und einer zweiten Elektrode mit einem zweiten Material erzeugt. Ein Gasstrom durch den Lichtbogen auf die zu beschichtende Oberfläche wird erzeugt, der das erste Material und das zweite Material aus dem Lichtbogen mitnimmt und auf der Oberfläche deponiert, um den Einlaufbelag oder eine Vorläuferschicht des Einlaufbelags zu bilden.
Jede der beiden Elektroden kann eines der beiden Materialien oder beide Materialien enthalten. Beispielsweise weist die erste Elektrode nur ein erstes Material und die zweite Elektrode nur ein zweites Material auf; oder jede der beiden Elektroden weist beide Materialien auf. Insbesondere ist das erste Material in einem vorbestimmten Lösungsmittel - beispielsweise Wasser oder einem Alkohol - nicht löslich, während das zweite Material in dem vorbestimmten Lösungsmittel löslich ist. Dies schließt ein, dass die Löslichkeiten des ersten Materials und des zweiten Materials sich deutlich unterscheiden, beispielsweise um einen Faktor 10, 20, 50 oder 100. Die wie beschrieben erzeugte Schicht ist in diesem Fall eine Vorläuferschicht des Einlaufbelags. Bei Einwirkung des Lösungsmittels auf die Vorläuferschicht wird das zweite Material aus der Vorläuferschicht gelöst, um eine poröse Struktur zu erhalten, die nur noch oder im Wesentlichen nur noch das erste Material aufweist und den Einlaufbelag bildet.
Das erste Material umfasst beispielsweise Nickel oder eine Nickellegierung oder eine andere nicht-wasserlösliche Metalllegierung. Das zweite Material umfasst beispielsweise A120Sn oder eine andere wasserlösliche Metalllegierung, wobei das Lösungsmittel Wasser oder eine Säure oder eine Base ist. Sowohl das erste Material als auch das zweite Material kann ferner Zuschlag- Stoffe umfassen, beispielsweise Graphit, Polyester, Bentonit, Bornitrid oder einen anderen keramischen, mineralischen oder organischen Stoff.
Die vorliegende Erfindung umfasst ferner ein Bauteil einer Strömungsmaschine und eine Strömungsmaschine mit einem wie oben dargestellt erzeugten Einlaufbelag.
Kurzbeschreibung der Figuren
Nachfolgend werden Ausfuhrungsformen anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Gasturbinentriebwerks;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Einlaufbe- lags an einem Gasturbinentriebwerk; Figur 3 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen eines Einlaufbelags.
Beschreibung der Ausfuhrungsformen
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Gasturbinentriebwerks für mobile oder stationäre Anwendungen als Beispiel einer Strömungsmaschine. Das Gasturbinentriebwerk 10 umfasst einen Niederdruckverdichter 11, einen Hochdruckverdichter 12, eine Brennkammer 13, eine Hochdruckturbine 14 und eine Niederdruckturbine 15. Das Gasturbinentriebwerk 10 weist mehrere Statorschaufelkränze und mehrere Rotorschaufelkränze auf. In Figur 1 ist davon nur ein Rotorschaufelkranz 17 dargestellt. Am äußeren Umfang des Rotorschaufelkranzes 17 ist ein Bauteil 20 mit einem Einlaufbelag 21 angeordnet, in dem sich eine in Figur 1 nicht dargestellte Dichtfinne am äußeren Umfang des Rotorschaufelkranzes 17 eingraben kann, um eine Spaltdich- tung oder eine Labyrinthdichtung zu bilden. Die Darstellung des Rotorschaufelkranzes 17, des Bauteils 20 und des Einlaufbelags 21 im Bereich des Niederdruckverdichters 11 ist beispielhaft. Eine Anordnung des erfindungsgemäßen Einlaufbelags im Bereich des Hochdruckverdichters 12 oder in einem anderen Bereich des Gasturbinentriebwerks 10 ist ebenfalls möglich. Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erzeugen einer Vorläuferschicht 22 eines Einlaufbelags 21 an einem Bauteil 20 eines Gasturbinentriebwerks. Die Vorrichtung umfasst eine erste Elektrode 31 und eine zweite Elektrode 32. Jede der beiden Elektroden 31, 32 umfasst einen Mantel 33 und eine Füllung 34. Im Sinne einer übersichtlichen Darstellung sind diese nur an der ersten Elektrode 31 mit Bezugszeichen versehen.
Der Mantel 33 ist bei dem dargestellten Beispiel rohrförmig mit einem kreisförmigen, quadratischen oder rechteckigen Querschnitt und einem zentralen Hohlraum. In dem zentralen Hohlraum des Mantels 33 ist die Füllung 34 angeordnet. Der Mantel 33 weist ein erstes Material auf, die Füllung 34 weist ein zweites Material auf. Zumindest eines der beiden Materialien weist eine elektrische Leitfähigkeit auf. Alternativ sind die beiden Elektroden 31, 32 aus je einem Draht gebildet, wobei die erste Elektrode 31 das erste Material und die zweite Elektrode 32 das zweite Material aufweist. Ferner kann eine der beiden Elektroden 31, 32 wie oben dargestellt zwei Materialien und die andere Elektrode nur ein Material aufweisen.
Zur Erzeugung eines Lichtbogens 37 zwischen den beiden Elektroden 31, 32 ist jede der beiden Elektroden 31, 32 mit einem Pol einer elektrischen Leistungsquelle 39 verbunden. Die elektrische Leistungsquelle 39 ist beispielsweise eine Gleichspannungs- oder Wechselspannungs- oder Gleichstrom- oder Wechselstrom-Quelle.
Die Vorrichtung zum Erzeugen einer Vorläuferschicht 22 eines Einlaufbelags an einer Strömungsmaschine umfasst ferner eine Düse 41, die auf den Zwischenraum zwischen den Elektroden 31, 32 gerichtet ist. Eine in Figur 2 nicht dargestellte Einrichtung ist zur Erzeugung eines Gasstroms 42 ausgebildet, der von der Düse 41 auf den Zwischenraum zwischen den Elektro- den 31, 32 gerichtet wird.
Zur Erzeugung einer Vorläuferschicht 22 eines Einlaufbelags 21 an dem Bauteil 20 wird mittels der elektrischen Leistungsquelle 39 ein Lichtbogen 37 zwischen den Elektroden 31, 32 erzeugt. Durch den Lichtbogen 37 werden die Elektroden 31, 32 verbraucht. Insbesondere wird durch den Lichtbogen 37 an den Enden der Elektroden 31, 32 Material abgeschmolzen oder verdampft. Der Lichtbogen 37 enthält Material der Elektroden 31, 32 in teilweise ionisierter atomarer oder molekularer Form oder in Form von teilweise ionisierten Atomclustern, Partikeln oder Tröpfchen. Dieses Material wird von dem aus der Düse 41 austretenden Gasstrom teilweise mitgenommen. Es entsteht ein Beschichtungsstrom aus Material der Elektroden 31, 32. Der Gasstrom schleudert also das vom Lichtbogen 37 abgetragene Material der Elektroden 31, 32 auf das Bauteil 20 bzw. das zu beschichtende Substrat. Der Beschichtungsstrom 47 trifft auf das Bauteil 20 und erzeugt dort die Vorläuferschicht 22 eines Einlaufbelags. Wenn eine Oxidation der Materialien der Elektroden 31, 32 im Lichtbogen 37 im Beschichtungsstrom 47 und/oder im Einlaufbelag 21 vermieden werden soll, kann der Gasstrom 42 sauerstoffarm oder sauerstofffrei, inert oder redu- zierend sein. Die Zusammensetzung der Vorläuferschicht 22 am Bauteil 20 wird durch die Zusammensetzung der Elektroden 31, 32 bestimmt. Beide Elektroden 31, 32 können gleiche oder unterschiedliche Zusammensetzungen gleicher oder unterschiedlicher Materialien aufweisen. Anstelle des in Figur 2 dargestellten Aufbaus jeder Elektrode 31, 32 aus einem Mantel 33 und einer Füllung 34 können eine der beiden Elektroden 31, 32 oder beide Elektroden 31, 32 einen homogenen Aufbau aufweisen.
Beispielsweise weist die erste Elektrode 31 in dem in Figur 2 dargestellten inhomogenen Aufbau oder in einem homogenen Aufbau Nickel oder eine Nickellegierung oder eine andere nicht- wasserlösliche Metalllegierung auf. Ferner kann die erste Elektrode 31 einen reinen oder metallummantelten Zuschlagsstoff aufweisen, beispielsweise Graphit, Polyester, Bentonit, Bornitrid oder einen anderen keramischen, mineralischen oder organischen Stoff. Die mechanischen Eigenschaften des Zuschlagsstoffs sind insbesondere so gewählt, dass er leicht abgerieben bzw. abgetragen werden kann. Die zweite Elektrode 32 weist beispielsweise A120Sn oder eine andere Legierung mit einer hohen Löslichkeit in Wasser, Säure, Base oder Alkohol auf. Alternativ weist jede der beiden Elektroden 31, 32 sowohl ein in einem vorbestimmten Lösungsmittel nicht lösliches Material als auch ein in dem vorbestimmten Lösungsmittel lösliches Material auf.
Bei der in Figur 2 dargestellten Anordnung entsteht die Vorläuferschicht 22 mit der dargestellten inhomogenen Dicke. Durch eine laterale Bewegung des Bauteils und der Vorrichtung relativ zueinander kann die Vorläuferschicht 22 mit einer homogenen Dicke oder mit einem gewünschten Dickenprofil erzeugt werden.
Nach dem Erzeugen der Vorläuferschicht 22 wird durch Einwirkung des vorbestimmten Lö- sungsmittels das lösliche Material aus der Vorläuferschicht gelöst. Es verbleibt eine poröse Struktur aus dem nicht-löslichen Material, die den Einlaufbelag bildet.
Figur 3 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen eines Einlaufbelags an einer Strömungsmaschine. Obwohl dieses Verfahren auch an Strömungsmaschinen und mit Vorrichtungen durchfuhrbar ist, die sich von den oben anhand der Figuren 1 und 2 dargestellten unterscheiden, werden nachfolgend Bezugszeichen aus den Figuren 1 und 2 beispielhaft verwendet, um ein Verständnis zu erleichtern. Bei einem ersten Schritt 101 wird ein Lichtbogen 37 zwischen einer ersten Elektrode 31 mit einem ersten Material und einer zweiten Elektrode 32 mit einem zweiten Material erzeugt. Bei einem zweiten Schritt 102 wird ein Gasstrom 42 erzeugt und von einer Düse 41 auf den Lichtbo- gen 37 gerichtet. Der Gasstrom nimmt das erste Material und das zweite Material aus dem Lichtbogen 37 mit und deponiert es auf der zu beschichtenden Oberfläche, um eine Vorläuferschicht 22 zu bilden. Bei einem dritten Schritt 103 wird das in einem vorbestimmten Lösungsmittel lösliche zweite Material durch Einwirkung des vorbestimmten Lösungsmittels auf die Vorläuferschicht 22 aus dieser gelöst. Es verbleibt eine poröse Struktur des ersten Materials, die den Einlaufbelag 21 bildet.
Alternativ wird durch Ablagerung des Materials der Elektroden 31, 32 auf der zu beschichtenden Oberfläche unmittelbar der Einlaufbelag 21 erzeugt, wobei der dritte Schritt 103 entfällt.

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines Einlaufbelags (21) an einer Oberfläche einer Strömungsmaschine (10), mit folgenden Schritten:
Erzeugen (101) eines Lichtbogens (37) zwischen einer ersten Elektrode (31) mit einem ersten Material und einer zweiten Elektrode (32) mit einem zweiten Material;
Erzeugen (102) eines Gasstroms (42) durch den Lichtbogen (37) auf die Oberfläche, der das erste Material und das zweite Material aus dem Lichtbogen (37) mitnimmt und auf der Oberfläche deponiert, um den Einlaufbelag (21) oder eine Vorläuferschicht (22) des Einlaufbelags (21) zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem beide Elektroden (31, 32) das erste Material und das zweite Material enthalten.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das erste Material in einem vorbestimmten Lösungsmittel nicht loslich und das zweite Material in dem vorbestimmten Lösungsmittel loslich ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mit folgendem Schritt:
Lösen (103) des zweiten Materials aus der Vorläuferschicht (22) des Einlaufbelags (21) mittels des vorbestimmten Lösungsmittels, um eine poröse Struktur des ersten Materials zu erhalten, die den Einlaufbelag (21) bildet.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das zweite Material A120Sn oder eine andere wasserlösliche Metalllegierung umfasst, und bei dem das Lösungsmittel Wasser oder eine Säure oder eine Base aufweist.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das erste Material zumindest entweder Graphit, Polyester, Bentonit, Bornitrid, oder einen anderen keramischen, mineralischen oder organischen Stoff umfasst. 7. Bauteil (20) einer Strömungsmaschine (10) mit einem nach einem der vorangehenden Ansprüche erzeugten Einlaufbelag (21).
8. Strömungsmaschine (10) mit einem nach einem der vorangehenden Ansprüche erzeugten Einlaufbelag (21).
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