EP2757174A1 - Geregelte thermische Beschichtung - Google Patents

Geregelte thermische Beschichtung Download PDF

Info

Publication number
EP2757174A1
EP2757174A1 EP13152231.0A EP13152231A EP2757174A1 EP 2757174 A1 EP2757174 A1 EP 2757174A1 EP 13152231 A EP13152231 A EP 13152231A EP 2757174 A1 EP2757174 A1 EP 2757174A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
material flow
electrode
voltage
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13152231.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mario Felkel
Sascha Martin Kyeck
Johannes Richter
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 EP13152231.0A priority Critical patent/EP2757174A1/de
Priority to US14/762,530 priority patent/US20150361542A1/en
Priority to EP14702468.1A priority patent/EP2931933A1/de
Priority to CN201480005540.7A priority patent/CN104937127B/zh
Priority to PCT/EP2014/050978 priority patent/WO2014114577A1/de
Publication of EP2757174A1 publication Critical patent/EP2757174A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • C23C4/134—Plasma spraying
    • 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 process of thermal coating.
  • Thermal spraying processes are used to produce metallic and ceramic layers in which a material melts completely or at least partially.
  • the material is injected into a nozzle of, for example, a plasma torch or externally. Due to very high plasma temperatures and the influence of the powder material, at least the nozzle wears out. This leads to wear-related fluctuations in the coating process, which are mainly caused by a voltage drop at the burner.
  • the object is achieved by a method according to claim 1.
  • Coatings are applied by thermal coating processes such as SPPS, HVOF, APS, LPPS, VPS, ...
  • a plasma or a flame is generated in a nozzle, wherein a material flows through the nozzle or at the end of the nozzle.
  • FIG. 1 shows an exemplary profile of the voltage U B between the nozzle 30 and an electrode 36 (FIG. Fig. 10 ) According to the state of the art.
  • the voltage U B between the nozzle 30 and the electrode drops with time t and then goes into saturation.
  • a continuous drop in the voltage U B over the time t or other gradients is possible.
  • the coating weight m c decreases with time ( FIG. 2 ) and / or the porosity p ( FIG. 3 ) is increasing.
  • the properties of the flame or of the plasma and / or of the molten material which emerge from the nozzle 30 during the thermal coating, in particular during the plasma coating or HVOF coating, are determined.
  • target values Z1, Z2, Z3, in particular of voltage U B between the nozzle 30 and the electrode 36, material flow rate v p , temperature T of the material flow 42 determined.
  • the regulation of the target values takes place via the adaptation of the controlled variables (R1, R2, R3), in this case of the current intensity I B of the nozzle 30, the flow rates of the primary and / or secondary gases in H 2 , in A r at the nozzle 30, through which the target parameters Z1, Z2, Z3 can be set specifically.
  • Primary gases are argon (Ar) and / or helium (He), secondary gas is for example hydrogen (H 2 ) flowing through the nozzle 30.
  • One, two or three controlled variables can be used, starting from an optimal nominal state for Z1, Z2, Z3, for the three controlled variables R1, R2, R3 used here.
  • gas flow rates ⁇ G of argon ⁇ Ar ( Fig. 8 ) and of hydrogen m H2 ( Fig. 9 ) are controlled at the nozzle 30 in order to achieve the desired results, in particular for the voltage U B.
  • the material flow rate ⁇ M of the material flow is preferably not changed during the control.
  • the layer structure, the layer thickness and the layer weight m c ( Fig. 6 ) of the blade and porosity p ( Fig. 7 ) is constant over time t.
  • FIG. 10 shows a nozzle 30, in which as a primary gas argon (Ar), helium (He) and / or as a secondary gas hydrogen (H 2 ) are introduced at a nozzle end 31 and at the other end 33 material (Mx, y) is added.
  • a primary gas argon (Ar) Ar
  • helium (He) helium
  • H 2 secondary gas hydrogen
  • FIG. 11 shows a perspective view of a blade 120 or guide vane 130 of a turbomachine, which extends along a longitudinal axis 121.
  • the turbomachine may be a gas turbine of an aircraft or a power plant for power generation, a steam turbine or a compressor.
  • the blade 120, 130 has along the longitudinal axis 121 consecutively a fastening region 400, a blade platform 403 adjacent thereto and an airfoil 406 and a blade tip 415.
  • the blade 130 may have at its blade tip 415 another platform (not shown).
  • a blade root 183 is formed, which serves for attachment of the blades 120, 130 to a shaft or a disc (not shown).
  • the blade root 183 is designed, for example, as a hammer head. Other designs as Christmas tree or Schwalbenschwanzfuß are possible.
  • the blade 120, 130 has a leading edge 409 and a trailing edge 412 for a medium flowing past the airfoil 406.
  • Such superalloys are for example from EP 1 204 776 B1 .
  • EP 1 306 454 .
  • the blade 120, 130 can be made by a casting process, also by directional solidification, by a forging process, by a milling process or combinations thereof.
  • Workpieces with a monocrystalline structure or structures are used as components for machines which are exposed to high mechanical, thermal and / or chemical stresses during operation.
  • Such monocrystalline workpieces takes place e.g. by directed solidification from the melt.
  • These are casting processes in which the liquid metallic alloy is transformed into a monocrystalline structure, i. to the single-crystal workpiece, or directionally solidified.
  • dendritic crystals are aligned along the heat flow and form either a columnar grain structure (columnar, ie grains that run the entire length of the workpiece and here, in common parlance, referred to as directionally solidified) or a monocrystalline structure, ie the whole Workpiece consists of a single crystal.
  • directionally solidified columnar grain structure
  • monocrystalline structure ie the whole Workpiece consists of a single crystal.
  • directionally solidified microstructures which means both single crystals that have no grain boundaries or at most small angle grain boundaries, and stem crystal structures that have probably longitudinal grain boundaries but no transverse grain boundaries. These second-mentioned crystalline structures are also known as directionally solidified structures. Such methods are known from U.S. Patent 6,024,792 and the EP 0 892 090 A1 known.
  • the blades 120, 130 may have coatings against corrosion or oxidation, e.g. M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), X is an active element and stands for yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one element of the rare ones Earth, or hafnium (Hf)).
  • M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni)
  • X is an active element and stands for yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one element of the rare ones Earth, or hafnium (Hf)).
  • Such alloys are known from the EP 0 486 489 B1 .
  • EP 0 412 397 B1 or EP 1 306 454 A1 are known from the EP 0 486 489 B1 .
  • the density is preferably 95% of the theoretical density.
  • the layer composition comprises Co-30Ni-28Cr-8Al-0.6Y-0.7Si or Co-28Ni-24Cr-10Al-0.6Y.
  • nickel-based protective layers such as Ni-10Cr-12Al-0.6Y-3Re or Ni-12Co-21Cr-11Al-0.4Y-2Re or Ni-25Co-17Cr-10Al-0.4Y-1 are also preferably used , 5RE.
  • thermal barrier coating which is preferably the outermost layer, and consists for example of ZrO 2 , Y 2 O 3 -ZrO 2 , ie it is not, partially or completely stabilized by yttria and / or calcium oxide and / or magnesium oxide.
  • the thermal barrier coating covers the entire MCrAlX layer.
  • Electron beam evaporation produces stalk-shaped grains in the thermal barrier coating.
  • the thermal barrier coating may have porous, micro- or macro-cracked grains for better thermal shock resistance.
  • the thermal barrier coating is therefore preferably more porous than the MCrAlX layer.
  • Refurbishment means that components 120, 130 may need to be deprotected after use (e.g., by sandblasting). This is followed by removal of the corrosion and / or oxidation layers or products. Optionally, even cracks in the component 120, 130 are repaired. This is followed by a re-coating of the component 120, 130 and a renewed use of the component 120, 130.
  • the blade 120, 130 may be hollow or solid. If the blade 120, 130 is to be cooled, it is hollow and may still film cooling holes 418 (indicated by dashed lines) on.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Durch die kombinierte Messung der Partikelgeschwindigkeit, -temperatur, -intensität, Brennerspannung und deren Regelung in einem Toleranzbereich ist es möglich, die Schichtstruktur, die Schichtdicke und das Schichtgewicht trotz verschleißbedingter Schwankungen im Beschichtungsprozess konstant zu halten.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Prozess der thermischen Beschichtung.
  • Thermische Spritzprozesse werden zur Herstellung von metallischen und keramischen Schichten eingesetzt, bei denen ein Material ganz oder zumindest teilweise aufschmilzt.
  • Das Material wird in eine Düse beispielsweise eines Plasmabrenners oder extern injiziert. Durch sehr hohe Plasmatemperaturen und den Pulvermaterialeinfluss verschleißt zumindest die Düse. Dies führt zu verschleißbedingten Schwankungen im Beschichtungsprozess, welche hauptsächlich durch einen Spannungsabfall am Brenner verursacht werden.
  • Bisher wurden diese Schwankungen durch Nachjustieren des Pulvermassenstroms ausgeglichen, um das gewünschte Schichtgewicht der Schaufel im Toleranzband zu halten.
  • Dies ist jedoch nicht optimal, da lediglich der spannungsabfallinduzierte Leistungsabfall am Brenner durch eine Erhöhung des Pulvermassenstroms kompensiert wird.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung oben genanntes Problem zu lösen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.
  • In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.
  • Es zeigen:
    • Figuren 1 - 3
    Parameterverläufe aus dem Stand der Technik,
    Figuren 4 - 9
    erfindungsgemäße Parameterverläufe,
    Figur 10
    eine Düse,
    Figur 11
    eine Turbinenschaufel.
  • Die Beschreibung und die Figuren stellen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.
  • Beschichtungen werden durch thermische Beschichtungsprozesse wie SPPS, HVOF, APS, LPPS, VPS,... aufgebracht. Dabei wird in einer Düse ein Plasma oder eine Flamme erzeugt, wobei durch die Düse oder am Ende der Düse ein Material einströmt.
  • Durch den Verschleiß an der Düse oder an der Beschichtungsvorrichtung verändern sich die Materialstromeigenschaften und damit auch der Aufschmelzgrad des Materials, insbesondere vom Pulver.
  • Figur 1 zeigt einen beispielhaften Verlauf der Spannung UB zwischen der Düse 30 und einer Elektrode 36 (Fig. 10) nach dem Stand der Technik.
  • Die Spannung UB zwischen der Düse 30 und der Elektrode fällt mit der Zeit t ab und geht dann in eine Sättigung über. Bei anderen Düsentypen ist auch ein kontinuierlicher Abfall der Spannung UB über die Zeit t oder andere Verläufe möglich.
  • Dementsprechend ist der Verlauf der durchschnittlichen Temperaturen T und der durchschnittlichen Materialstromgeschwindigkeit vp (nicht dargestellt) über die Zeit.
  • Als Auswirkung davon nimmt das Schichtgewicht mc mit der Zeit ab (Figur 2) und/oder die Porosität p (Figur 3) nimmt zu.
  • Es werden daher erfindungsgemäß die Eigenschaften der Flamme oder des Plasmas und/oder des aufgeschmolzenen Materials, die bei der thermischen Beschichtung aus der Düse 30, insbesondere bei der Plasma-Beschichtung oder HVOF-Beschichtung austreten, ermittelt.
  • Dabei werden Zielwerte Z1, Z2, Z3 wie insbesondere von Spannung UB zwischen der Düse 30 und der Elektrode 36, Materialstromgeschwindigkeit vp, Temperatur T des Materialstroms 42 ermittelt.
  • Dies erfolgt durch Messgeräte, die über Pyrometrie oder CCD-Kameras quantitative Daten ermitteln.
  • Werden bei der Messung also Abweichungen festgestellt, so ist auf einen Verschleiß zu schließen und Parameter R1, R2, R3 zur Veränderung der Zielgrößen Z1, Z2, Z3 werden entsprechend eingestellt, so dass wieder die gewünschten Zielwerte von Z1, Z2, Z3 erreicht werden.
  • Die Regelung der Zielwerte (Z1, Z2, Z3) erfolgt über die Anpassung der Regelgrößen (R1, R2, R3), hier von Stromstärke IB der Düse 30, der Flussraten der Primär- und/oder Sekundärgase in H2, in Ar an der Düse 30, durch welche sich die Zielparameter Z1, Z2, Z3 gezielt einstellen lassen.
  • Primärgase sind Argon (Ar) und/oder Helium (He), Sekundärgas ist z.B. Wasserstoff (H2), die durch die Düse 30 strömen.
  • Es können ein, zwei oder drei Regelgrößen verwendet werden ausgehend von einem optimalen Sollzustand für Z1, Z2, Z3, für die hier verwendeten drei Regelgrößen R1, R2, R3.
  • Ebenso können die Gas-Flussraten ṁ G von Argon ṁ Ar (Fig. 8) sowie die von Wasserstoff m H2 (Fig. 9) an der Düse 30 geregelt werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, insbesondere für die Spannung UB.
  • Die Materialflussrate ṁ M des Materialstroms wird bei der Regelung dabei vorzugsweise nicht verändert.
  • Durch diese Regelung bleiben die Schichtstruktur, die Schichtdicke und das Schichtgewicht mc (Fig. 6) der Schaufel sowie Porosität p (Fig. 7) über die Zeit t konstant.
  • Durch die Regelung der Stromstärke IB (Fig. 4) wird die die Leistung P relativ konstant gehalten (Fig. 5). Dies ist dann auch erkennbar an den konstanten Werten der Partikeltemperaturen und der Partikelgeschwindigkeiten Vp (nicht dargestellt).
  • Figur 10 zeigt eine Düse 30, bei der als Primärgas Argon (Ar), Helium (He) und/oder als Sekundärgas Wasserstoff (H2) an einem Düsenende 31 eingeleitet werden und am anderen Ende 33 Material (Mx,y) hinzugeführt wird.
  • Durch das Anlegen der Spannung UB zwischen der Elektrode 36 und der Düse 30 wird durch einen hochenergetischen Lichtbogen ein Plasma erzeugt, das die Plasmaflamme bildet.
  • Die Figur 11 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Laufschaufel 120 oder Leitschaufel 130 einer Strömungsmaschine, die sich entlang einer Längsachse 121 erstreckt.
  • Die Strömungsmaschine kann eine Gasturbine eines Flugzeugs oder eines Kraftwerks zur Elektrizitätserzeugung, eine Dampfturbine oder ein Kompressor sein.
  • Die Schaufel 120, 130 weist entlang der Längsachse 121 aufeinander folgend einen Befestigungsbereich 400, eine daran angrenzende Schaufelplattform 403 sowie ein Schaufelblatt 406 und eine Schaufelspitze 415 auf.
  • Als Leitschaufel 130 kann die Schaufel 130 an ihrer Schaufelspitze 415 eine weitere Plattform aufweisen (nicht dargestellt).
  • Im Befestigungsbereich 400 ist ein Schaufelfuß 183 gebildet, der zur Befestigung der Laufschaufeln 120, 130 an einer Welle oder einer Scheibe dient (nicht dargestellt).
  • Der Schaufelfuß 183 ist beispielsweise als Hammerkopf ausgestaltet. Andere Ausgestaltungen als Tannenbaum- oder Schwalbenschwanzfuß sind möglich.
  • Die Schaufel 120, 130 weist für ein Medium, das an dem Schaufelblatt 406 vorbeiströmt, eine Anströmkante 409 und eine Abströmkante 412 auf.
  • Bei herkömmlichen Schaufeln 120, 130 werden in allen Bereichen 400, 403, 406 der Schaufel 120, 130 beispielsweise massive metallische Werkstoffe, insbesondere Superlegierungen verwendet.
  • Solche Superlegierungen sind beispielsweise aus der EP 1 204 776 B1 , EP 1 306 454 , EP 1 319 729 A1 , WO 99/67435 oder WO 00/44949 bekannt.
  • Die Schaufel 120, 130 kann hierbei durch ein Gussverfahren, auch mittels gerichteter Erstarrung, durch ein Schmiedeverfahren, durch ein Fräsverfahren oder Kombinationen daraus gefertigt sein.
  • Werkstücke mit einkristalliner Struktur oder Strukturen werden als Bauteile für Maschinen eingesetzt, die im Betrieb hohen mechanischen, thermischen und/oder chemischen Belastungen ausgesetzt sind.
  • Die Fertigung von derartigen einkristallinen Werkstücken erfolgt z.B. durch gerichtetes Erstarren aus der Schmelze. Es handelt sich dabei um Gießverfahren, bei denen die flüssige metallische Legierung zur einkristallinen Struktur, d.h. zum einkristallinen Werkstück, oder gerichtet erstarrt.
  • Dabei werden dendritische Kristalle entlang dem Wärmefluss ausgerichtet und bilden entweder eine stängelkristalline Kornstruktur (kolumnar, d.h. Körner, die über die ganze Länge des Werkstückes verlaufen und hier, dem allgemeinen Sprachgebrauch nach, als gerichtet erstarrt bezeichnet werden) oder eine einkristalline Struktur, d.h. das ganze Werkstück besteht aus einem einzigen Kristall. In diesen Verfahren muss man den Übergang zur globulitischen (polykristallinen) Erstarrung meiden, da sich durch ungerichtetes Wachstum notwendigerweise transversale und longitudinale Korngrenzen ausbilden, welche die guten Eigenschaften des gerichtet erstarrten oder einkristallinen Bauteiles zunichte machen.
  • Ist allgemein von gerichtet erstarrten Gefügen die Rede, so sind damit sowohl Einkristalle gemeint, die keine Korngrenzen oder höchstens Kleinwinkelkorngrenzen aufweisen, als auch Stängelkristallstrukturen, die wohl in longitudinaler Richtung verlaufende Korngrenzen, aber keine transversalen Korngrenzen aufweisen. Bei diesen zweitgenannten kristallinen Strukturen spricht man auch von gerichtet erstarrten Gefügen (directionally solidified structures). Solche Verfahren sind aus der US-PS 6,024,792 und der EP 0 892 090 A1 bekannt.
  • Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen Korrosion oder Oxidation aufweisen, z. B. (MCrAlX; M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Silizium und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden, bzw. Hafnium (Hf)). Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 B1 , EP 0 786 017 B1 , EP 0 412 397 B1 oder EP 1 306 454 A1 .
  • Die Dichte liegt vorzugsweise bei 95% der theoretischen Dichte.
  • Auf der MCrAlX-Schicht (als Zwischenschicht oder als äußerste Schicht) bildet sich eine schützende Aluminiumoxidschicht (TGO = thermal grown oxide layer).
  • Vorzugsweise weist die Schichtzusammensetzung Co-30Ni-28Cr-8Al-0,6Y-0,7Si oder Co-28Ni-24Cr-10Al-0,6Y auf. Neben diesen kobaltbasierten Schutzbeschichtungen werden auch vorzugsweise nickelbasierte Schutzschichten verwendet wie Ni-10Cr-12Al-0,6Y-3Re oder Ni-12Co-21Cr-11Al-0,4Y-2Re oder Ni-25Co-17Cr-10Al-0,4Y-1,5Re.
  • Auf der MCrAlX kann noch eine Wärmedämmschicht vorhanden sein, die vorzugsweise die äußerste Schicht ist, und besteht beispielsweise aus ZrO2, Y2O3-ZrO2, d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollständig stabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid.
  • Die Wärmedämmschicht bedeckt die gesamte MCrAlX-Schicht.
  • Durch geeignete Beschichtungsverfahren wie z.B. Elektronenstrahlverdampfen (EB-PVD) werden stängelförmige Körner in der Wärmedämmschicht erzeugt.
  • Andere Beschichtungsverfahren sind denkbar, z.B. atmosphärisches Plasmaspritzen (APS), LPPS, VPS oder CVD. Die Wärmedämmschicht kann poröse, mikro- oder makrorissbehaftete Körner zur besseren Thermoschockbeständigkeit aufweisen. Die Wärmedämmschicht ist also vorzugsweise poröser als die MCrAlX-Schicht.
  • Wiederaufarbeitung (Refurbishment) bedeutet, dass Bauteile 120, 130 nach ihrem Einsatz gegebenenfalls von Schutzschichten befreit werden müssen (z.B. durch Sandstrahlen). Danach erfolgt eine Entfernung der Korrosions- und/oder Oxidationsschichten bzw. -produkte. Gegebenenfalls werden auch noch Risse im Bauteil 120, 130 repariert. Danach erfolgt eine Wiederbeschichtung des Bauteils 120, 130 und ein erneuter Einsatz des Bauteils 120, 130.
  • Die Schaufel 120, 130 kann hohl oder massiv ausgeführt sein. Wenn die Schaufel 120, 130 gekühlt werden soll, ist sie hohl und weist ggf. noch Filmkühllöcher 418 (gestrichelt angedeutet) auf.

Claims (10)

  1. Verfahren zur thermischen Beschichtung mittels eines Materialstroms (42) mittels einer Düse (30), insbesondere mittels eines Pulverstroms,
    bei dem ein Material (Mxy) des Materialstroms (42) erwärmt, angeschmolzen und/oder aufgeschmolzen wird,
    insbesondere mittels eines Plasmas oder einer Flamme,
    bei dem zumindest eine der Zielgrößen (Z1, Z2, Z3, ...) Materialstromgeschwindigkeit (vp) des Materialstroms (42) und/oder
    Temperatur (T) des Materialstroms (42)
    und/oder
    Spannung (UB) zwischen einer Elektrode (36) und der Düse (30)
    gemessen oder bestimmt und geregelt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    bei dem als Zielgrößen (Z1, Z2)
    die Materialstromgeschwindigkeit (vp) und
    die Spannung (UB) zwischen der Düse (30) und
    der Elektrode (36)
    geregelt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    bei dem als Zielgrößen (Z1, Z2)
    die Temperatur (T) des Materialstroms (42) und
    die Materialstromgeschwindigkeit (vp)
    geregelt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1,
    bei dem als Zielgrößen (Z1, Z2)
    die Temperatur (T) und
    die Spannung (UB) zwischen der Düse (30) und
    der Elektrode (36)
    geregelt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 1,
    bei dem als Zielgrößen (Z1, Z2, Z3)
    die Temperatur (T) des Materialstroms (42),
    die Materialstromgeschwindigkeit (vp) und
    die Spannung (UB) zwischen der Düse (30) und
    der Elektrode (36)
    geregelt werden.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5,
    bei dem die Stromstärke (IB) zwischen der Düse (30) und der Elektrode (36),
    und/oder
    die Gasflussraten (mH2, mAr) der Düse (30),
    als Regelgrößen (R1, R2, R3) verändert werden,
    um die Zielgrößen (Z1, Z2, Z3) in einem bestimmten Toleranzbereich oder konstant zu halten.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
    bei dem als eine Regelgröße (R1, R2, R3) die Stromstärke (IB) erhöht oder gesenkt wird.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
    bei dem als zumindest eine Regelgröße (R1, R2, R3) die Gasflussrate (mAr, mH2) der Primärgase (Argon, Helium) und/oder der Sekundärgase (Wasserstoff, ...) der Düse (30) erhöht oder gesenkt werden.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
    bei dem ein HVOF-Verfahren verwendet wird.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
    bei dem ein Plasmaspritzverfahren verwendet wird.
EP13152231.0A 2013-01-22 2013-01-22 Geregelte thermische Beschichtung Withdrawn EP2757174A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13152231.0A EP2757174A1 (de) 2013-01-22 2013-01-22 Geregelte thermische Beschichtung
US14/762,530 US20150361542A1 (en) 2013-01-22 2014-01-20 Controlled thermal coating
EP14702468.1A EP2931933A1 (de) 2013-01-22 2014-01-20 Geregelte thermische beschichtung
CN201480005540.7A CN104937127B (zh) 2013-01-22 2014-01-20 热控覆层
PCT/EP2014/050978 WO2014114577A1 (de) 2013-01-22 2014-01-20 Geregelte thermische beschichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13152231.0A EP2757174A1 (de) 2013-01-22 2013-01-22 Geregelte thermische Beschichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2757174A1 true EP2757174A1 (de) 2014-07-23

Family

ID=47681678

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP13152231.0A Withdrawn EP2757174A1 (de) 2013-01-22 2013-01-22 Geregelte thermische Beschichtung
EP14702468.1A Withdrawn EP2931933A1 (de) 2013-01-22 2014-01-20 Geregelte thermische beschichtung

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14702468.1A Withdrawn EP2931933A1 (de) 2013-01-22 2014-01-20 Geregelte thermische beschichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20150361542A1 (de)
EP (2) EP2757174A1 (de)
CN (1) CN104937127B (de)
WO (1) WO2014114577A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2757173A1 (de) * 2013-01-22 2014-07-23 Siemens Aktiengesellschaft Geregelte thermische Beschichtung

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3949266A (en) * 1972-06-05 1976-04-06 Metco, Inc. Circuit means for automatically establishing an arc in a plasma flame spraying gun
EP0486489B1 (de) 1989-08-10 1994-11-02 Siemens Aktiengesellschaft Hochtemperaturfeste korrosionsschutzbeschichtung, insbesondere für gasturbinenbauteile
EP0412397B1 (de) 1989-08-10 1998-03-25 Siemens Aktiengesellschaft Rheniumhaltige Schutzbeschichtung mit grosser Korrosions- und/oder Oxidationsbeständigkeit
EP0892090A1 (de) 1997-02-24 1999-01-20 Sulzer Innotec Ag Verfahren zum Herstellen von einkristallinen Strukturen
EP0786017B1 (de) 1994-10-14 1999-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Schutzschicht zum schutz eines bauteils gegen korrosion, oxidation und thermische überbeanspruchung sowie verfahren zu ihrer herstellung
WO1999067435A1 (en) 1998-06-23 1999-12-29 Siemens Aktiengesellschaft Directionally solidified casting with improved transverse stress rupture strength
US6024792A (en) 1997-02-24 2000-02-15 Sulzer Innotec Ag Method for producing monocrystalline structures
WO2000044949A1 (en) 1999-01-28 2000-08-03 Siemens Aktiengesellschaft Nickel base superalloy with good machinability
EP1306454A1 (de) 2001-10-24 2003-05-02 Siemens Aktiengesellschaft Rhenium enthaltende Schutzschicht zum Schutz eines Bauteils gegen Korrosion und Oxidation bei hohen Temperaturen
EP1319729A1 (de) 2001-12-13 2003-06-18 Siemens Aktiengesellschaft Hochtemperaturbeständiges Bauteil aus einkristalliner oder polykristalliner Nickel-Basis-Superlegierung
US20040031776A1 (en) * 2002-04-29 2004-02-19 Gevelber Michael Alan Feedback enhanced plasma spray tool
EP1204776B1 (de) 1999-07-29 2004-06-02 Siemens Aktiengesellschaft Hochtemperaturbeständiges bauteil und verfahren zur herstellung des hochtemperaturbeständigen bauteils
US20040245354A1 (en) * 2003-06-04 2004-12-09 Siemens Westinghouse Power Corporation Method for controlling a spray process
WO2005085489A1 (de) * 2004-03-05 2005-09-15 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zur beschichtung eines werkstücks

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100034979A1 (en) * 2006-06-28 2010-02-11 Fundacion Inasmet Thermal spraying method and device
CN102031475A (zh) * 2010-12-27 2011-04-27 重庆工商大学 一种废油处理装备涂层力学性能的喷涂智能控制方法与装置
EP2757173A1 (de) * 2013-01-22 2014-07-23 Siemens Aktiengesellschaft Geregelte thermische Beschichtung

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3949266A (en) * 1972-06-05 1976-04-06 Metco, Inc. Circuit means for automatically establishing an arc in a plasma flame spraying gun
EP0486489B1 (de) 1989-08-10 1994-11-02 Siemens Aktiengesellschaft Hochtemperaturfeste korrosionsschutzbeschichtung, insbesondere für gasturbinenbauteile
EP0412397B1 (de) 1989-08-10 1998-03-25 Siemens Aktiengesellschaft Rheniumhaltige Schutzbeschichtung mit grosser Korrosions- und/oder Oxidationsbeständigkeit
EP0786017B1 (de) 1994-10-14 1999-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Schutzschicht zum schutz eines bauteils gegen korrosion, oxidation und thermische überbeanspruchung sowie verfahren zu ihrer herstellung
US6024792A (en) 1997-02-24 2000-02-15 Sulzer Innotec Ag Method for producing monocrystalline structures
EP0892090A1 (de) 1997-02-24 1999-01-20 Sulzer Innotec Ag Verfahren zum Herstellen von einkristallinen Strukturen
WO1999067435A1 (en) 1998-06-23 1999-12-29 Siemens Aktiengesellschaft Directionally solidified casting with improved transverse stress rupture strength
WO2000044949A1 (en) 1999-01-28 2000-08-03 Siemens Aktiengesellschaft Nickel base superalloy with good machinability
EP1204776B1 (de) 1999-07-29 2004-06-02 Siemens Aktiengesellschaft Hochtemperaturbeständiges bauteil und verfahren zur herstellung des hochtemperaturbeständigen bauteils
EP1306454A1 (de) 2001-10-24 2003-05-02 Siemens Aktiengesellschaft Rhenium enthaltende Schutzschicht zum Schutz eines Bauteils gegen Korrosion und Oxidation bei hohen Temperaturen
EP1319729A1 (de) 2001-12-13 2003-06-18 Siemens Aktiengesellschaft Hochtemperaturbeständiges Bauteil aus einkristalliner oder polykristalliner Nickel-Basis-Superlegierung
US20040031776A1 (en) * 2002-04-29 2004-02-19 Gevelber Michael Alan Feedback enhanced plasma spray tool
US20040245354A1 (en) * 2003-06-04 2004-12-09 Siemens Westinghouse Power Corporation Method for controlling a spray process
WO2005085489A1 (de) * 2004-03-05 2005-09-15 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zur beschichtung eines werkstücks

Also Published As

Publication number Publication date
US20150361542A1 (en) 2015-12-17
CN104937127A (zh) 2015-09-23
EP2931933A1 (de) 2015-10-21
WO2014114577A1 (de) 2014-07-31
CN104937127B (zh) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2444590B1 (de) Verfahren zur Beschichtung von Kühlbohrungen
WO2009124802A1 (de) Schweissverfahren mit geregeltem temperaturverlauf und eine vorrichtung dafür
EP2591872A1 (de) Umschmelzverfahren und anschließendes Auffüllen und Bauteil
EP2450471A1 (de) Verfahren zum Materialauftrag zur Reparatur eines Bauteils und Bauteil
EP3500395B1 (de) Dreistufiger prozess zur kühlluftbohrerzeugung mittels nanosekunden- und millisekundenlaser und bauteil
WO2009127504A1 (de) Bauteil mit schweissnaht und verfahren zur herstellung einer schweissnaht
EP2878697A1 (de) Verfahren zur Erzeugung einer Fase, Bauteil mit Fase und Vorrichtung
EP2240293A1 (de) Verfahren zum aufschmelzen von gekrümmten oberflächen und eine vorrichtung
EP2774710A1 (de) Oberflächen und Rissreparatur durch verschiedene Lotmaterialien
EP2591877A1 (de) Umschmelzverfahren unter reaktivem Gasgemisch
WO2015071011A1 (de) Geometriebedingte spritzfleckanpassung bei beschichtungsverfahren
EP2604377A1 (de) Verfahren zur Laserbearbeitung eines Schichtsystems mit keramischer Schicht
EP2757174A1 (de) Geregelte thermische Beschichtung
EP2583784A1 (de) Vorbereitung einer Schweißstelle vor dem Schweißen und Bauteil
EP2547179B1 (de) Plasmaspritzdüse mit innenliegender Injektion
EP2757175A1 (de) Parameterermittlung für Beschichtungsverfahren
EP2757173A1 (de) Geregelte thermische Beschichtung
EP2591876A1 (de) Verfahren zum Auftragsschweißen eines Bauteiles aus einkristallinem oder gerichtet erstarrtem Metall
WO2016055325A1 (de) Überwachung und steuerung eines beschichtungsvorgangs anhand einer wärmeverteilung auf dem werkstück
EP2754528A1 (de) Verfahren zum auftragschweissen eines Substrates durch Laserumschmelzen einer vorgefertigten Formen
DE102013224566A1 (de) Vorrichtung zur Maskierung auf Wolframlegierungsbasis und eine Wolframlegierung
EP2716779A1 (de) Metalllegierung mit Quasikristallpartikeln, Pulver, Bauteil, Verfahren und Schichtsystem
EP2586561A1 (de) Strategie der Verfahrbewegung zur Erhaltung des einkristallinen Aufbaus beim Auftragsschweißen
EP2614920A1 (de) Schweißverfahren mit unterschiedlichem Schweißmaterial, Vorrichtung dafür sowie Bauteil
EP2859989A1 (de) Verfahren zur Reparatur von dünnen Wänden

Legal Events

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

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20130122

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

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

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20150124