WO2005066384A1 - Verschleissschutzbeschichtung und bauteil mit einer verschleissschutzbeschichtung - Google Patents

Verschleissschutzbeschichtung und bauteil mit einer verschleissschutzbeschichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2005066384A1
WO2005066384A1 PCT/DE2004/002800 DE2004002800W WO2005066384A1 WO 2005066384 A1 WO2005066384 A1 WO 2005066384A1 DE 2004002800 W DE2004002800 W DE 2004002800W WO 2005066384 A1 WO2005066384 A1 WO 2005066384A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
component
protection coating
multilayer system
wear protection
Prior art date
Application number
PCT/DE2004/002800
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2005066384A8 (de
Inventor
Wolfgang Eichmann
Rolf Gerstner
Karl-Heinz Manier
Markus Uecker
Thomas Uihlein
Original Assignee
Mtu Aero Engines Gmbh
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 Mtu Aero Engines Gmbh filed Critical Mtu Aero Engines Gmbh
Priority to DE502004010743T priority Critical patent/DE502004010743D1/de
Priority to CA002537205A priority patent/CA2537205A1/en
Priority to EP04802981A priority patent/EP1649074B1/de
Priority to US10/568,697 priority patent/US7927709B2/en
Publication of WO2005066384A1 publication Critical patent/WO2005066384A1/de
Publication of WO2005066384A8 publication Critical patent/WO2005066384A8/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/288—Protective coatings for blades
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C23C28/321—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer with at least one metal alloy layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C23C28/322—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
    • C23C28/347—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with layers adapted for cutting tools or wear applications
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/36—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including layers graded in composition or physical properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/40—Coatings including alternating layers following a pattern, a periodic or defined repetition
    • C23C28/42—Coatings including alternating layers following a pattern, a periodic or defined repetition characterized by the composition of the alternating layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/286—Particular treatment of blades, e.g. to increase durability or resistance against corrosion or erosion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/30—Manufacture with deposition of material
    • F05D2230/31—Layer deposition
    • F05D2230/313—Layer deposition by physical vapour deposition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/90—Coating; Surface treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/611—Coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12542—More than one such component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12576—Boride, carbide or nitride component

Definitions

  • the invention relates to a wear protection coating, in particular an erosion protection coating, preferably for gas turbine components, according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a component with such a wear protection coating according to the preamble of patent claim 13.
  • Fluid mechanically loaded components such as gas turbine components
  • Erosion is a process of wear and tear that is caused by solid substances moving in the gas flow.
  • wear protection coatings are required which protect the components against wear, in particular against erosion, corrosion and oxidation.
  • EP 0 674 020 B1 discloses a multi-layer, erosion-resistant coating for the surfaces of substrates.
  • the erosion-resistant coating disclosed there provides a wear protection coating which consists of a plurality of multilayer systems applied in repetition to the substrate to be coated.
  • the multilayer systems applied in repetition are each formed from two different layers, namely on the one hand from a layer of a metallic material and on the other hand from a layer of titanium diboride. Since, in the case of the erosion protection coating according to EP 0 674 020 B1, the multilayer systems applied repeatedly are formed from only two layers, layers of metallic material and layers of titanium diboride are alternately arranged in the erosion protection coating disclosed there.
  • EP 0 366 289 A1 discloses a further erosion-resistant and corrosion-resistant coating for a substrate.
  • the wear protection coating is formed from a plurality of multilayer systems applied in repetition to the substrate to be coated, each multilayer system again consists of two different layers, namely a metallic layer, for example made of titanium, and a ceramic layer, for example made of titanium nitride.
  • EP 0 562 108 B1 Another erosion-resistant and abrasion-resistant wear protection coating is known from EP 0 562 108 B1.
  • the wear protection coating disclosed there is in turn formed from a plurality of multilayer systems which are applied repeatedly on a substrate to be coated.
  • 4 of EP 0 562 108 B1 discloses a wear protection coating formed from a plurality of multilayer systems applied in repetition, each multilayer system consisting of four layers, namely a ductile layer made of tungsten or a tungsten alloy and three hard layers, the three being distinguish hard layers with regard to an additional element content.
  • the present invention is based on the problem of creating a novel wear protection coating and a component with such a wear protection coating.
  • each of the multilayer systems applied in repetition has at least four different layers.
  • a first layer of each multilayer system facing the surface to be coated is formed from a metal material adapted to the composition of the component surface to be coated.
  • a second layer of each multilayer system applied to the first layer is formed from a metal alloy material adapted to the composition of the component surface to be coated.
  • a third layer of each multilayer system applied to the second layer is made of a graded metal-ceramic material and a fourth layer of each multilayer system applied to the third layer is made of a nanostructured ceramic material.
  • the wear protection coating according to the invention ensures very good erosion resistance and oxidation resistance and has an extremely low influence on the vibration resistance of the coated component. It is particularly suitable for coating complex components, such as guide vanes, rotor blades, guide vane segments, rotor blade segments and integrally bladed rotors.
  • a number of such multilayer systems are applied repeatedly to the surface of the component stressed by fluid mechanics, an adhesion-promoting layer preferably being applied between the surface of the component and the first multilayer system adjoining the surface.
  • Figure 1 is a highly schematic representation of a blade of a gas turbine having an anti-wear coating according to the invention.
  • FIG. 2 shows a highly schematic cross section through an anti-wear coating according to the invention according to a first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a highly schematic cross section through a wear protection coating according to the invention according to a second exemplary embodiment of the invention.
  • Fig. 4 shows a highly schematic cross section through an anti-wear coating according to the invention according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a blade of a gas turbine in perspective View bearing a wear protection coating according to the invention.
  • 2 to 4 show schematic cross sections through the blade, each with different wear protection coatings according to the invention.
  • FIG. 1 shows a blade 10 of a gas turbine with an airfoil 11 and a blade root 12.
  • the entire blade 10 namely a surface thereof to be protected, is coated with a wear protection coating 13.
  • the entire blade 10 is coated with the wear protection coating 13
  • the blade 10 it is also possible for the blade 10 to have the wear protection coating 13 only in sections, that is to say only in the region of the blade leaf 11 or in parts thereof or in the region of the blade root 12 .
  • Other gas turbine components such as, for example, housings or integrally bladed rotors such as blisks (B
  • the component to be coated is identified by reference number 10.
  • the wear protection coating 13 according to the invention is applied to a surface 14 of the component 10 to be coated.
  • the wear protection coating 13 consists of two multilayer systems 15 and 16 applied repeatedly on the surface 14.
  • Each of the two multilayer systems 15 and 16 consists of four different layers, a first layer 17 facing the surface 14 to be coated each Multi-layer system 15 and 16 is formed from a metal material adapted to the composition of the component 10 to be coated.
  • a second layer 18 of each multilayer system 15 and 16 applied to the first layer 17 is formed from a metal alloy material adapted to the composition of the component 10 to be coated.
  • a third layer 19 of each multilayer system 15 and 16 applied to the second layer 18 is made of a graded metal-ceramic material and a fourth layer 20 of each multilayer system 15 and 16 applied to the third layer 19 is formed from a ceramic material.
  • the graded metal-ceramic material within the layer 19 forms a transition between the second layer 18 and the fourth layer 20, namely from the metal alloy of the second layer 18 to the ceramic material of the fourth layer 20.
  • a further multilayer system 21 is applied to the multilayer systems 15 and 16 described above, which corresponds to the multilayer systems 15 and 16 with regard to the design of the individual layers 17 to 20.
  • Four, five or a greater number of such multilayer systems 15, 16 or 21 can also be arranged one above the other in repetition in order to form a wear protection coating 13 according to the invention.
  • the multilayer systems can also be composed or formed from more than four layers.
  • an adhesion-promoting layer 22 is applied between the surface 14 of the component 10 to be coated and the first multilayer system 15 adjoining the surface 14.
  • the adhesive layer 22 enables better contact between the wear protection coating 13 according to the invention and the component 10 to be coated.
  • the first layer 17 is preferably designed as a nickel layer (Ni layer).
  • a second layer 18 (NiCr layer) formed from a nickel-chromium material is then applied to such a Ni layer 17.
  • the second layer 18 made of the nickel-chromium material is then joined as a third layer 19 by a graded metal-ceramic layer, which is preferably formed from a CrN ⁇ -x material (CrN] -x layer).
  • the fourth layer 20 is formed from a ceramic material, namely chromium nitride (CrN layer).
  • the component 10 to be coated is formed from a titanium base material.
  • the first layer 17 is preferably formed from titanium, palladium or platinum.
  • the third layer 19 is in turn followed by a grading layer, which either consists of a CrAIN ⁇ . x material or a TiAIN ⁇ -x material is formed.
  • a CrAIN layer follows as the fourth layer 20 as the ceramic layer.
  • the fourth layer 20 is preferably formed from titanium aluminum nitride (TiAIN).
  • TiAIN titanium aluminum nitride
  • a TiAISiN material or AlTiN material or TiN / AIN material can also be used as the ceramic material for the fourth layer 20 in this case.
  • the wear protection coating 13 according to the invention is applied to the component 11 to be coated in the sense of the present invention by means of a PVD coating process.
  • the layer thickness of a multilayer system of the wear protection coating according to the invention is preferably less than 15 ⁇ m.
  • the wear protection coating according to the invention is preferably used in complex, three-dimensional, fluid mechanically stressed components, such as, for example, housing elements, guide vane segments, rotor blade segments, integrally bladed rotors or also individual blades for aircraft engines.
  • the anti-wear coating according to the invention on the one hand the entire component to be coated and on the other hand only a region thereof can be coated.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verschleissschutzbeschichtung, insbesondere eine Erosions­schutzbeschichtung, für ein strömungsmechanisch beanspruchtes Bauteil. Erfindungsgemäss weist die Verschleisschutzbeschichtung ein oder mehrere, in Wiederho­lung auf der zu beschichtenden Oberfläche aufgebrachte Mehrlagenschichtsysteme (15, 16) auf, wobei jedes der aufgebrachten Mehrlagenschichtsysteme (15, 16) mindestens vier unterschiedliche Schichten aufweist. Eine erste, der zu beschichtenden Oberfläche zugewandte Schicht (17) jedes Mehrlagenschichtsystems ist aus einem an die Zusam­mensetzung der zu beschichtenden Bauteiloberfläche angepassten Metallwerkstoff gebil­det. Eine auf die erste Schicht aufgebrachte zweite Schicht (18) jedes Mehrlagenschicht­systems ist aus einem an die Zusammensetzung der zu beschichtenden Bauteiloberfläche angepassten Metalllegierungswerkstoff gebildet. Eine auf die zweite Schicht aufgebrachte dritte Schicht (19) jedes Mehrlagenschichtsystems ist aus einem gradierten Metall-­Keramik-Werkstoff und eine auf die dritte Schicht aufgebrachte vierte Schicht (20) jedes Mehrlagenschichtsystems ist aus einem nanostrukturierten Keramikwerkstoff gebildet.

Description

Verschleißschutzbeschichtung und Bauteil mit einer Verschleißschutzbeschichtung
Die Erfindung betrifft eine Verschleißschutzbeschichtung, insbesondere eine Erosionsschutzbeschichtung, vorzugsweise für Gasturbinenbauteile, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Bauteil mit einer derartigen Verschleißschutzbeschichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 13.
Strömungsmechanisch belastete Bauteile, wie zum Beispiel Gasturbinenbauteile, unterliegen einem Verschleiß infolge von Oxidation, Korrosion und Erosion. Bei der Erosion handelt es sich um einen Verschleißvorgang, der durch in der Gasströmung mitbewegte, feste Stoffe hervorgerufen wird. Um die Lebensdauer von strömungsmechanisch belasteten Bauteilen zu verlängern, sind Verschleißschutzbeschichtungen erforderlich, welche die Bauteile vor Verschleiß schützen, insbesondere gegen Erosion, Korrosion und Oxidation.
Aus der EP 0 674 020 B1 ist ein mehrfachlagiger, erosionsresistenter Überzug für die 0- berflächen von Substraten bekannt. Der dort offenbarte, erosionsresistente Überzug stellt eine Verschleißschutzbeschichtung bereit, die aus mehreren in Wiederholung auf dem zu beschichtenden Substrat aufgebrachten Mehrlagenschichtsystemen besteht. So sind bei der EP 0 674 020 B1 die in Wiederholung aufgebrachten Mehrlagenschichtsysteme aus jeweils zwei unterschiedlichen Schichten gebildet, nämlich einerseits aus einer Schicht eines metallischen Materials und andererseits aus einer Schicht aus Titandiborid. Da bei der Erosionsschutzbeschichtung gemäß EP 0 674 020 B1 die in Wiederholung aufgebrachten Mehrlagenschichtsysteme lediglich aus zwei Schichten gebildet sind, sind bei der dort offenbarten Erosionsschutzbeschichtung wechselweise Schichten aus metallischem Material und Schichten aus Titandiborid angeordnet.
Die EP 0 366 289 A1 offenbart eine weitere erosionsbeständige sowie korrosionsbeständige Beschichtung für ein Substrat. Auch gemäß der EP 0 366 289 A1 wird die Verschleißschutzbeschichtung aus mehreren, in Wiederholung auf dem zu beschichteten Substrat aufgebrachten Mehrlagenschichtsystemen gebildet, wobei jedes Mehrlagenschichtsystem wiederum aus zwei unterschiedlichen Schichten besteht, nämlich aus einer metallischen Schicht, zum Beispiel aus Titan, und aus einer keramischen Schicht, zum Beispiel aus Titannitrid.
Eine weitere erosionsbeständige und abrasionsbeständige Verschleißschutzbeschichtung ist aus der EP 0 562 108 B1 bekannt. So ist die dort offenbarte Verschleißschutzbeschichtung wiederum aus mehreren in Wiederholung auf einem zu beschichtenden Substrat aufgebrachten Mehrlagenschichtsystemen gebildet. Die Fig. 4 der EP 0 562 108 B1 offenbart dabei eine aus mehreren, in Wiederholung aufgebrachten Mehrlagenschichtsystemen gebildete Verschleißschutzbeschichtung, wobei jedes Mehrlagenschichtsystem aus vier Schichten besteht, nämlich aus einer duktilen Schicht aus Wolfram oder einer Wolframlegierung und drei harten Schichten, wobei sich die drei harten Schichten hinsichtlich eines Zusatzelementsgehalts unterscheiden.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartige Verschleißschutzbeschichtung und ein Bauteil mit einer solchen Verschleißschutzbeschichtung zu schaffen.
Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass die eingangs genannte Verschleißschutzbeschichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 weitergebildet ist. Erfindungsgemäß weist jedes der in Wiederholung aufgebrachten Mehrlagenschichtsysteme mindestens vier unterschiedliche Schichten auf. Eine erste, der zu beschichtenden Oberfläche zugewandte Schicht jedes Mehrlagenschichtsystems ist aus einem an die Zusammensetzung der zu beschichtenden Bauteiloberfläche angepassten Me- tallwerkstoff gebildet. Eine auf die erste Schicht aufgebrachte zweite Schicht jedes Mehrlagenschichtsystems ist aus einem an die Zusammensetzung der zu beschichtenden Bauteiloberfläche angepassten Metalllegierungswerkstoff gebildet. Eine auf die zweite Schicht aufgebrachte dritte Schicht jedes Mehrlagenschichtsystems ist aus einem gradierten Metall-Keramik-Werkstoff und eine auf die dritte Schicht aufgebrachte vierte Schicht jedes Mehrlagenschichtsystems ist aus einem nanostrukturierten Keramikwerkstoff gebildet. Die erfindungsgemäße Verschleißschutzbeschichtung gewährleistet eine sehr gute Erosionsbeständigkeit sowie Oxidationsbeständigkeit und weist einen äußerst geringen Einfluss auf die Schwingfestigkeit des beschichteten Bauteils auf. Sie eignet sich insbesondere zur Beschichtung komplexer Bauteile, wie Leitschaufeln, Lauf schaufeln, Leitschaufelsegmenten, Laufschaufelsegmenten sowie integral beschaufelten Rotoren.
Mehrere derartige Mehrlagenschichtsysteme sind in Wiederholung auf die Oberfläche des strömungsmechanisch beanspruchten Bauteils aufgebracht, wobei zwischen die Oberfläche des Bauteils und das sich an die Oberfläche anschließende, erste Mehrlagenschicht- system vorzugsweise eine Haftvermittlungsschicht aufgebracht ist.
Das erfindungsgemäße Bauteil mit einer derartigen Verschleißschutzbeschichtung ist im unabhängigen Patentanspruch 13 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine stark schematisierte Darstellung einer Schaufel einer Gasturbine, die eine erfindungsgemäße Verschleißschutzbeschichtung aufweist;
Fig. 2 einen stark schematisierten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Verschleißschutzbeschichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 einen stark schematisierten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Verschleißschutzbeschichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 4 einen stark schematisierten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Verschleißschutzbeschichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugsnahme auf Fig. 1 bis 4 in größerem Detail erläutert. Fig. 1 zeigt eine Schaufel einer Gasturbine in perspektivischer Ansicht, die eine erfindungsgemäße Verschleißschutzbeschichtung trägt. Fig. 2 bis 4 zeigen schematisierte Querschnitte durch die Schaufel mit jeweils unterschiedlichen, erfindungsgemäßen Verschleißschutzbeschichtungen.
Fig. 1 zeigt eine Schaufel 10 einer Gasturbine mit einem Schaufelblatt 1 1 und einem Schaufelfuß 12. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die gesamte Schaufel 10, nämlich eine zu schützende Oberfläche derselben, mit einer Verschleißschutzbeschichtung 13 beschichtet. Obwohl im gezeigten Ausführungsbeispiel die komplette Schaufel 10 mit der Verschleißschutzbeschichtung 13 beschichtet ist, ist es auch möglich, dass die Schaufel 10 nur abschnittsweise, also nur im Bereich des Schaufelblatts 1 1 oder in Teilen davon oder im Bereich des Schaufelfußes 12, die Verschleißschutzbeschichtung 13 aufweist. Auch können andere Gasturbinenbauteile wie zum Beispiel Gehäuse oder integral beschaufelte Rotoren wie Blisks (B|aded Disks) oder Blings (Bladed Rings) mit der Verschleißschutzbeschichtung 13 beschichtet sein.
In Fig. 2 ist das zu beschichtende Bauteil mit der Bezugsziffer 10 gekennzeichnet. Auf einer zu beschichtenden Oberfläche 14 des Bauteils 10 ist die erfindungsgemäße Verschleißschutzbeschichtung 13 aufgebracht. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 besteht die Verschleißschutzbeschichtung 13 aus zwei auf der Oberfläche 14 in Wiederholung aufgebrachten Mehrlagenschichtsystemen 15 und 16. Jedes der beiden Mehrlagenschichtsysteme 15 und 16 besteht aus vier unterschiedlichen Schichten, wobei eine erste, der zu beschichtenden Oberfläche 14 zugewandte Schicht 17 jedes Mehrlagenschichtsystems 15 und 16 aus einem an die Zusammensetzung des zu beschichtenden Bauteils 10 angepassten Metallwerkstoff gebildet ist. Eine auf die erste Schicht 17 aufgebrachte zweite Schicht 18 jedes Mehrlagenschichtsystems 15 und 16 ist aus einem an die Zusammensetzung des zu beschichtenden Bauteils 10 angepassten Metalllegierungswerkstoff gebildet. Eine auf die zweite Schicht 18 aufgebrachte dritte Schicht 19 jedes Mehrlagenschichtsystems 15 und 16 ist aus einem gradierten Metall-Keramik-Werkstoff und eine auf die dritte Schicht 19 aufgebrachte vierte Schicht 20 jedes Mehrlagenschichtsystems 15 und 16 ist aus einem Keramikwerkstoff gebildet. Der gradierte Metall-Keramik-Werkstoff innerhalb der Schicht 19 bildet einen Übergang zwischen der zweiten Schicht 18 und der vierten Schicht 20, nämlich von der Metalllegierung der zweiten Schicht 18 zum Keramikwerkstoff der vierten Schicht 20.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist auf die oben beschriebenen Mehrlagenschichtsysteme 15 und 16 ein weiteres Mehrlagenschichtsystem 21 aufgebracht, welches hinsichtlich der Ausführung der einzelnen Schichten 17 bis 20 den Mehrlagenschichtsystemen 15 und 16 entspricht. Es können auch vier, fünf oder eine höhere Anzahl von derartigen Mehrlagenschichtsystemen 15, 16 bzw. 21 in Wiederholung übereinander angeordnet sein, um eine erfindungsgemäße Verschleißschutzbeschichtung 13 zu bilden. Die Mehrlagenschichtsysteme können auch aus mehr als vier Schichten zusammengesetzt bzw. gebildet sein.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist zwischen die Oberfläche 14 des zu beschichtenden Bauteils 10 und das sich an die Oberfläche 14 anschließende, erste Mehrlagenschichtsystem 15 eine Haftvermittlungsschicht 22 aufgebracht. Die Haftvermittlungsschicht 22 ermöglicht einen besseren Kontakt zwischen der erfindungsgemäßen Verschleißschutzbeschichtung 13 und dem zu beschichtenden Bauteil 10.
Die konkrete Ausführung der einzelnen Schichten 17 bis 20 der Mehrlagenschichtsysteme 15, 16 und 21 ist an die Werkstoffzusammensetzung des zu beschichtenden Bauteils 10 angepasst. Hierzu einige Beispiele:
Bei einem zu beschichtenden Bauteil 10, welches aus einem Nickelbasiswerkstoff oder Kobaltbasiswerkstoff oder Eisenbasiswerkstoff gebildet ist, ist die erste Schicht 17 vorzugsweise als Nickelschicht (Ni-Schicht) ausgebildet. Auf eine solche Ni-Schicht 17 ist dann eine aus einem Nickel-Chrom-Werkstoff gebildete zweite Schicht 18 (NiCr-Schicht) aufgebracht. An die zweite Schicht 18 aus dem Nickel-Chrom-Werkstoff schließt sich dann als dritte Schicht 19 eine gradierte Metall-Keramikschicht an, die vorzugsweise aus einem CrNι-x Werkstoff gebildet ist (CrN]-x-Schicht). Die vierte Schicht 20 wird von einem Keramikwerkstoff, nämlich Chromnitrid, gebildet (CrN-Schicht). Nach einem weiteren Beispiel ist das zu beschichtende Bauteil 10 aus einem Titanbasiswerkstoff gebildet. Bei einem derartigen, aus einem Titanbasiswerkstoff gebildeten, zu beschichtenden Bauteil 10 wird die erste Schicht 17 vorzugsweise aus Titan, Palladium oder Platin gebildet. Auf eine derartige, erste Schicht 17 ist dann eine zweite Schicht 18 aufgebracht, die von einem TiCr AI-Werkstoff oder einem CuAICr-Werkstoff gebildet wird. Als dritte Schicht 19 schließt sich wiederum eine Gradierungsschicht an, die entweder aus einem CrAINι.x Werkstoff oder einem TiAINι-x Werkstoff gebildet ist. In dem Fall, in dem die Gradierungsschicht 19 von einem CrAINι-x Werkstoff gebildet ist, schließt sich als vierte Schicht 20 als keramische Schicht eine CrAIN-Schicht an. In dem Fall, in dem die Gradierungsschicht 19 von dem TiAIN1-x Werkstoff gebildet ist, ist die vierte Schicht 20 vorzugsweise aus Titanaluminiumnitrid (TiAIN) gebildet. Anstelle des Titanaluminiumnitrid- Werkstoffs kann für die vierte Schicht 20 in diesem Fall jedoch auch ein TiAISiN-Werkstoff oder AlTiN-Werkstoff oder TiN/AIN-Werkstoff als keramischer Werkstoff verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Verschleißschutzbeschichtung 13 wird auf das zu beschichtende Bauteil 1 1 im Sinne der hier vorliegenden Erfindung mittels eines PVD- Beschichtungsprozesses aufgetragen. Die Schichtdicke eines Mehrlagenschichtsystems der erfindungsgemäßen Verschleißschutzbeschichtung beträgt vorzugsweise weniger als 15 μm.
Die erfindungsgemäße Verschleißschutzbeschichtung findet bevorzugt Verwendung bei komplexen, dreidimensionalen, strömungsmechanisch beanspruchten Bauteilen, wie zum Beispiel Gehäuseelementen, Leitschaufelsegmenten, Laufschaufelsegmenten, integral beschaufelten Rotoren oder auch Einzelschaufeln für Flugtriebwerke. Mit der erfindungsgemäßen Verschleißschutzbeschichtung kann einerseits das gesamte zu beschichtende Bauteil sowie andererseits nur ein Bereich desselben beschichtet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verschleißschutzbeschichtung, insbesondere Erosionsschutzbeschichtung, die auf eine zu schützende Oberfläche eines strömungsmechanisch beanspruchten Bauteils, insbesondere eines Gasturbinenbauteils, aufgebracht ist, wobei die Verschleißschutzbeschichtung aus einem oder mehreren, in Wiederholung auf der zu beschichtenden Oberfläche aufgebrachten Mehrlagenschichtsystem gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der einmal oder in Wiederholung aufgebrachten Mehrlagenschichtsysteme ( 15, 16, 21) mindestens vier unterschiedliche Schichten ( 17, 18, 19, 20) aufweist, wobei eine erste, der zu beschichtenden Oberfläche (14) zugewandte Schicht (17) jedes Mehrlagenschichtsystems aus einem an die Zusammensetzung der zu beschichtenden Bauteiloberfläche angepassten Metallwerkstoff gebildet ist, wobei eine auf die erste Schicht ( 17) aufgebrachte zweite Schicht (18) jedes Mehrlagenschichtsystems aus einem an die Zusammensetzung der zu beschichtenden Bauteiloberfläche angepassten Metalllegierungswerkstoff gebildet ist, wobei eine auf die zweite Schicht (18) aufgebrachte dritte Schicht (19) jedes Mehrlagenschichtsystems aus einem gradierten Metall-Keramik-Werkstoff gebildet ist, und wobei eine auf die dritte Schicht (1 ) aufgebrachte vierte Schicht (20) jedes Mehrlagenschichtsystems aus einem nanostrukturierten Keramikwerkstoff gebildet ist.
2. Verschleißschutzbeschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der in Wiederholung aufgebrachten Mehrlagenschichtsysteme (15, 16, 21) einen gleichen Schichtaufbau aufweist.
3. Verschleißschutzbeschichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (17) jedes Mehrlagenschichtsystems bei einem aus einem Nickelbasis- oder Kobaltbasis- oder Eisenbasiswerkstoff gebildeten Bauteil aus einem Nickelwerkstoff oder Kobaltwerkstoff gebildet ist.
. Verschleißschutzbeschichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (18) jedes Mehrlagenschichtsystems bei einem aus einem Nickelbasis- oder Kobaltbasis- oder Eisenbasiswerkstoff gebildeten Bauteil aus einem Nickellegierungswerkstoff, vorzugsweise aus einem NiCr-Werkstoff, oder aus einem Kobaltlegierungswerkstoff oder einem Eisenlegierungswerkstoff gebildet ist.
5. Verschleißschutzbeschichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schicht (19) jedes Mehrlagenschichtsystems bei einem aus einem Nickelbasis- oder Kobaltbasis- oder Eisenbasiswerkstoff gebildeten Bauteil aus 0^. x Werkstoff gebildet ist.
6. Verschleißschutzbeschichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Schicht (20) jedes Mehrlagenschichtsystems bei einem aus einem Nickelbasis- oder Kobaltbasis- oder Eisenbasiswerkstoff gebildeten Bauteil aus einem CrN-Werkstoff gebildet und nanostrukturiert ist.
7. Verschleißschutzbeschichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (17) jedes Mehrlagenschichtsystems bei einem aus einem Titanbasiswerkstoff gebildeten Bauteil aus einem Titanwerkstoff oder Platinwerkstoff oder Palladiumwerkstoff gebildet ist.
8. Verschleißschutzbeschichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (18) jedes Mehrlagenschichtsystems bei einem aus einem Titanbasiswerkstoff gebildeten Bauteil aus einem Titanlegierungswerkstoff oder einem Aluminiumlegierungswerkstoff, vorzugsweise aus einem TiCrAI-Werkstoff oder einem CuAICr-Werkstoff, gebildet ist.
. Verschleißschutzbeschichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schicht (19) jedes Mehrlagenschichtsystems bei einem aus einem Titanbasiswerkstoff gebildeten Bauteil aus einem CrAINι-x Werkstoff oder aus einem TiAINι-χ Werkstoff gebildet ist.
10. Verschleißschutzbeschichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Schicht (20) jedes Mehrlagenschichtsystems bei einem aus einem Ti- tanbasiswerkstoff gebildeten Bauteil aus einem CrAIN-Werkstoff oder aus einem Ti- AIN-Werkstoff oder aus einem TiAISi -Werkstoff oder aus einem TiN/AIN-Werkstoff gebildet und nanostrukturiert ist.
1 1. Verschleißschutzbeschichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtschichtdicke der Schichten (17, 18, 19, 20) jedes Mehrlagenschichtsystems kleiner als 15μm ist.
12. Verschleißschutzbeschichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Wiederholung mehrere derartige Mehrlagenschichtsysteme auf die Oberfläche (14) des strömungsmechanisch beanspruchten Bauteils (1 1) aufgebracht sind, wobei zwischen die Oberfläche (14) des Bauteils (1 1) und das sich an die Oberfläche (14) anschließende, erste Mehrlagenschichtsystem (15) eine Haftvermittlungsschicht (22) aufgebracht ist.
13. Bauteil, insbesondere Gasturbinenbauteil, mit einer Verschleißschutzbeschichtung, insbesondere mit einer Erosionsschutzbeschichtung, die auf eine zu schützende 0- berfläche des strömungsmechanisch beanspruchten Bauteils aufgebracht ist, wobei die Verschleißschutzbeschichtung (13) aus einem oder mehreren, in Wiederholung auf der zu beschichtenden Oberfläche (14) aufgebrachten Mehrlagenschichtsystem (15, 16, 21) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der einfach oder in Wiederholung aufgebrachten Mehrlagenschichtsysteme mindestens vier unterschiedliche Schichten (17, 18, 19, 20) aufweist, wobei eine erste, der zu beschichtenden Oberfläche (14) zugewandte Schicht (17) jedes Mehrlagenschichtsystems aus einem an die Zusammensetzung der zu beschichtenden Bauteiloberfläche angepassten Metallwerkstoff gebildet ist, wobei eine auf die erste Schicht (17) aufgebrachte zweite Schicht (18) jedes Mehrlagenschichtsystems aus einem an die Zusammensetzung der zu beschichtenden Bauteiloberfläche angepassten Metalllegierungswerkstoff gebildet ist, wobei eine auf die zweite Schicht (18) aufgebrachte dritte Schicht (19) jedes Mehrlagenschichtsystems aus einem gradierten Metall-Keramik-Werkstoff gebildet ist, und wobei eine auf die dritte Schicht (19) aufgebrachte vierte Schicht (20) jedes Mehrlagenschichtsystems aus einem nanostrukturierten Keramikwerkstoff gebildet ist.
14. Bauteil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzbeschichtung (13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 12 ausgebildet ist.
15. Bauteil nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet dass dasselbe als Gehäuse oder Leitschaufel oder Laufschaufel oder Leitschaufelsegment oder Laufschaufelsegment oder integral beschaufelter Rotor einer Gasturbine, insbesondere eines Flugtriebwerks, ausgebildet ist.
PCT/DE2004/002800 2004-01-09 2004-12-22 Verschleissschutzbeschichtung und bauteil mit einer verschleissschutzbeschichtung WO2005066384A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE502004010743T DE502004010743D1 (de) 2004-01-09 2004-12-22 Verschleissschutzbeschichtung und bauteil mit einer verschleissschutzbeschichtung
CA002537205A CA2537205A1 (en) 2004-01-09 2004-12-22 Wear-resistant coating and a component having a wear-resistant coating
EP04802981A EP1649074B1 (de) 2004-01-09 2004-12-22 Verschleissschutzbeschichtung und bauteil mit einer verschleissschutzbeschichtung
US10/568,697 US7927709B2 (en) 2004-01-09 2004-12-22 Wear-resistant coating and a component having a wear-resistant coating

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004001392A DE102004001392A1 (de) 2004-01-09 2004-01-09 Verschleißschutzbeschichtung und Bauteil mit einer Verschleißschutzbeschichtung
DE102004001392.6 2004-01-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2005066384A1 true WO2005066384A1 (de) 2005-07-21
WO2005066384A8 WO2005066384A8 (de) 2006-04-20

Family

ID=34716391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2004/002800 WO2005066384A1 (de) 2004-01-09 2004-12-22 Verschleissschutzbeschichtung und bauteil mit einer verschleissschutzbeschichtung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7927709B2 (de)
EP (1) EP1649074B1 (de)
CA (1) CA2537205A1 (de)
DE (2) DE102004001392A1 (de)
RU (1) RU2374075C2 (de)
WO (1) WO2005066384A1 (de)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007041998A1 (de) * 2005-10-14 2007-04-19 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zur entschichtung eines gasturbinenbauteils
WO2008055471A2 (de) 2006-11-03 2008-05-15 Mtu Aero Engines Gmbh Schaufel für einen verdichter oder eine turbine eines flugtriebwerks, flugtriebwerk mit einer solchen schaufel sowie verfahren zum beschichten einer schaufel eines flugtriebwerks
WO2008095463A1 (de) * 2007-02-06 2008-08-14 Mtu Aero Engines Gmbh Vorrichtung zum schutz von bauteilen mit brennbarer titanlegierung vor titanfeuer und verfahren zu deren herstellung
WO2008154890A2 (de) 2007-06-14 2008-12-24 Mtu Aero Engines Gmbh Verschleissschutzbeschichtung und bauteil mit einer verschleissschutzbeschichtung
WO2009129790A1 (de) * 2008-04-21 2009-10-29 Mtu Aero Engines Gmbh Erosionsschutzbeschichtung
WO2009138063A1 (de) * 2008-05-14 2009-11-19 Mtu Aero Engines Gmbh Schutzschicht und verfahren zum herstellen einer schutzschicht
US20100108538A1 (en) * 2007-05-15 2010-05-06 Mtu Aero Engines Gmbh Method for stripping a component
US7942638B2 (en) * 2005-06-29 2011-05-17 Mtu Aero Engines Gmbh Turbomachine blade with a blade tip armor cladding
EP3246430A1 (de) 2016-05-20 2017-11-22 MTU Aero Engines GmbH Verfahren zur herstellung von schaufeln oder schaufelanordnungen einer strömungsmaschine mit erosionschutzschichten und entsprechend hergestelltes bauteil
RU2749171C1 (ru) * 2020-08-28 2021-06-07 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Теплозащитное покрытие летательного аппарата

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004050474A1 (de) * 2004-10-16 2006-04-20 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zur Herstellung eines mit einer Verschleißschutzbeschichtung beschichteten Bauteils
DE102006001864A1 (de) * 2006-01-13 2007-07-19 Mtu Aero Engines Gmbh Verschleißschutzbeschichtung
US8893405B2 (en) * 2006-05-25 2014-11-25 Nike, Inc. Article of footwear incorporating tensile strands with an elongated cross-sectional shape
DE102008023591A1 (de) 2008-05-14 2009-11-19 Mtu Aero Engines Gmbh Schutzschicht und Verfahren zum Aufbringen einer Schutzschicht
DE102009010110B4 (de) 2009-02-21 2014-08-28 MTU Aero Engines AG Erosionsschutz-Beschichtungssystem für Gasturbinenbauteile
DE102009013129A1 (de) 2009-03-13 2010-09-16 Mtu Aero Engines Gmbh Kunststoffbauteil mit Erosionsschutzschicht für Anwendungen mit erosiver Beanspruchung
US20100304107A1 (en) * 2009-05-27 2010-12-02 United Technologies Corporation Layered coating for erosion protection
WO2011087414A1 (en) * 2010-01-14 2011-07-21 Saab Ab A wind turbine blade having an outer surface with improved properties
DE102010060152A1 (de) 2010-10-25 2012-04-26 Max-Planck-Institut für Plasmaphysik Verschleißschutzbeschichtung
TWI477619B (zh) * 2010-12-29 2015-03-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 硬質薄膜、具備該硬質薄膜之產品、該產品之製作方法
RU2449053C1 (ru) * 2011-04-05 2012-04-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Способ нанесения износостойкого покрытия на титановые сплавы
US9291062B2 (en) 2012-09-07 2016-03-22 General Electric Company Methods of forming blades and method for rendering a blade resistant to erosion
JP6408607B2 (ja) * 2014-12-25 2018-10-17 株式会社Ihi エンジン用圧縮機翼
US9834835B2 (en) 2015-02-18 2017-12-05 United Technologies Corporation Fire containment coating system for titanium
JP2016196820A (ja) * 2015-04-02 2016-11-24 株式会社Ihi エンジン用圧縮機翼
US10017844B2 (en) 2015-12-18 2018-07-10 General Electric Company Coated articles and method for making
DE102016222296A1 (de) 2016-11-14 2018-05-17 Siemens Aktiengesellschaft Mehrlagige aluminiumhaltige Schutzbeschichtung und Bauteil
DE102017219639A1 (de) * 2017-11-06 2019-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Schichtsystem mit harten und weichen Schichten und Schaufel
JP6735299B2 (ja) * 2018-03-09 2020-08-05 三菱重工業株式会社 複合材翼、前縁金属カバー形成ユニット、複合材翼の製造方法
DE102019210880A1 (de) * 2019-07-23 2021-01-28 MTU Aero Engines AG Laufschaufel für eine strömungsmaschine
DE102020206202A1 (de) 2020-05-18 2021-11-18 MTU Aero Engines AG Schaufel für eine Strömungsmaschine mit Schaufelspitzenpanzerung und Erosionsschutzschicht und Verfahren zur Herstellung Derselben
CN115094382B (zh) * 2022-07-07 2023-08-15 佛山科学技术学院 一种用于金属或合金表面的复合薄膜、其制备方法及应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0366298A2 (de) * 1988-10-12 1990-05-02 Detector Electronics Corporation Erkennung und Verarbeitung von Wellenformen
US5547767A (en) * 1991-10-14 1996-08-20 Commissariat A L'energie Atomique Multilayer material, anti-erosion and anti-abrasion coating incorporating said multilayer material and process for producing said multilayer material
US20020102400A1 (en) * 1999-11-29 2002-08-01 Vladimir Gorokhovsky Composite vapour deposited coatings and process therefor
EP1382709A1 (de) * 2002-07-11 2004-01-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Beschichtetes Werkzeug
US20040072038A1 (en) * 2002-10-09 2004-04-15 Henderer Willard E. Tool with wear resistant low friction coating and method of making the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4481237A (en) * 1981-12-14 1984-11-06 United Technologies Corporation Method of applying ceramic coatings on a metallic substrate
US4761346A (en) * 1984-11-19 1988-08-02 Avco Corporation Erosion-resistant coating system
US5384367A (en) * 1993-04-19 1995-01-24 Ppg Industries, Inc. Carbamate urea or urethane-functional epoxy acrylic with polyacid

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0366298A2 (de) * 1988-10-12 1990-05-02 Detector Electronics Corporation Erkennung und Verarbeitung von Wellenformen
US5547767A (en) * 1991-10-14 1996-08-20 Commissariat A L'energie Atomique Multilayer material, anti-erosion and anti-abrasion coating incorporating said multilayer material and process for producing said multilayer material
US20020102400A1 (en) * 1999-11-29 2002-08-01 Vladimir Gorokhovsky Composite vapour deposited coatings and process therefor
EP1382709A1 (de) * 2002-07-11 2004-01-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Beschichtetes Werkzeug
US20040072038A1 (en) * 2002-10-09 2004-04-15 Henderer Willard E. Tool with wear resistant low friction coating and method of making the same

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7942638B2 (en) * 2005-06-29 2011-05-17 Mtu Aero Engines Gmbh Turbomachine blade with a blade tip armor cladding
WO2007041998A1 (de) * 2005-10-14 2007-04-19 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zur entschichtung eines gasturbinenbauteils
US9212555B2 (en) 2005-10-14 2015-12-15 Mtu Aero Engines Gmbh Method for removing the coating from a gas turbine component
WO2008055471A2 (de) 2006-11-03 2008-05-15 Mtu Aero Engines Gmbh Schaufel für einen verdichter oder eine turbine eines flugtriebwerks, flugtriebwerk mit einer solchen schaufel sowie verfahren zum beschichten einer schaufel eines flugtriebwerks
WO2008055471A3 (de) * 2006-11-03 2009-06-11 Mtu Aero Engines Gmbh Schaufel für einen verdichter oder eine turbine eines flugtriebwerks, flugtriebwerk mit einer solchen schaufel sowie verfahren zum beschichten einer schaufel eines flugtriebwerks
WO2008095463A1 (de) * 2007-02-06 2008-08-14 Mtu Aero Engines Gmbh Vorrichtung zum schutz von bauteilen mit brennbarer titanlegierung vor titanfeuer und verfahren zu deren herstellung
US20100108538A1 (en) * 2007-05-15 2010-05-06 Mtu Aero Engines Gmbh Method for stripping a component
WO2008154890A3 (de) * 2007-06-14 2009-06-18 Mtu Aero Engines Gmbh Verschleissschutzbeschichtung und bauteil mit einer verschleissschutzbeschichtung
US8663814B2 (en) 2007-06-14 2014-03-04 Mtu Aero Engines Gmbh Anti-wear coating and component comprising an anti-wear coating
WO2008154890A2 (de) 2007-06-14 2008-12-24 Mtu Aero Engines Gmbh Verschleissschutzbeschichtung und bauteil mit einer verschleissschutzbeschichtung
WO2009129790A1 (de) * 2008-04-21 2009-10-29 Mtu Aero Engines Gmbh Erosionsschutzbeschichtung
US9951411B2 (en) 2008-04-21 2018-04-24 Mtu Aero Engines Gmbh Erosion protection coating
WO2009138063A1 (de) * 2008-05-14 2009-11-19 Mtu Aero Engines Gmbh Schutzschicht und verfahren zum herstellen einer schutzschicht
EP3246430A1 (de) 2016-05-20 2017-11-22 MTU Aero Engines GmbH Verfahren zur herstellung von schaufeln oder schaufelanordnungen einer strömungsmaschine mit erosionschutzschichten und entsprechend hergestelltes bauteil
US10400613B2 (en) 2016-05-20 2019-09-03 MTU Aero Engines AG Method of producing blades or blade arrangements of a turbomachine with erosion protection layers and correspondingly produced component
RU2749171C1 (ru) * 2020-08-28 2021-06-07 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Теплозащитное покрытие летательного аппарата

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004001392A1 (de) 2005-08-04
WO2005066384A8 (de) 2006-04-20
CA2537205A1 (en) 2005-07-21
EP1649074A1 (de) 2006-04-26
DE502004010743D1 (de) 2010-03-25
EP1649074B1 (de) 2010-02-10
RU2374075C2 (ru) 2009-11-27
RU2006115794A (ru) 2008-05-20
US7927709B2 (en) 2011-04-19
US20070190351A1 (en) 2007-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1649074B1 (de) Verschleissschutzbeschichtung und bauteil mit einer verschleissschutzbeschichtung
EP1741876B1 (de) Schaufel einer Turbomaschine mit einer Schaufelspitzenpanzerung
EP2155929B1 (de) Verschleissschutzbeschichtung und bauteil mit einer verschleissschutzbeschichtung
EP2398936B1 (de) Erosionsschutz-beschichtungssystem fur gasturbinenbauteile
DE112009002080T5 (de) Erosions- und schlagbeständige Überzüge
DE102009013129A1 (de) Kunststoffbauteil mit Erosionsschutzschicht für Anwendungen mit erosiver Beanspruchung
EP2271785B1 (de) Erosionsschutzbeschichtung
DE60022300T2 (de) Gegenstände mit korrosionsbeständigen Beschichtungen
DE102007005755A1 (de) Vorrichtung zum Schutz von Bauteilen mit brennbarer Titanlegierung vor Titanfeuer und Verfahren zu deren Herstellung
EP2696033B1 (de) Schaufelelement einer Strömungsmachine mit duktiler Ausgleichsschicht, zugehörige Strömungsmachine, Verfahren zur Herstellung des Schaufelelements und der Strömungsmachine
EP1929060A1 (de) Verfahren zur herstellung einer schutzschicht, schutzschicht und bauteil mit einer schutzschicht
DE102009032564A1 (de) Verfahren zur Panzerung von Bauteilen aus einem TiAI-Basiswerkstoff, sowie entsprechende Bauteile
DE19640787C1 (de) Verschleißfeste Teile für Prozeßventile
EP3728695B1 (de) Korrosions- und erosionsbeständige beschichtung für turbinenschaufeln von gasturbinen
WO2021233496A1 (de) Schaufel für eine strömungsmaschine mit schaufelspitzenpanzerung und erosionsschutzschicht und verfahren zur herstellung derselben
EP2807288B1 (de) Strömungsmaschinenkomponente mit einer funktionsbeschichtung
EP2537959A1 (de) Mehrfache Verschleißschutzbeschichtung und Verfahren zu Ihrer Herstellung
EP2684982A1 (de) Schutzschicht für eine Komponente einer Strömungsmaschine
DE102006038060A1 (de) Schaufel für Turbomaschinen
EP1856306A1 (de) Bauteil, insbesondere gasturbinenbauteil
EP4155431A1 (de) Verfahren zur herstellung und entsprechend hergestelltes bauteil aus einer nickelbasissuperlegierung für den heissgaskanal einer strömungsmaschine
DE102018220338A1 (de) Turbinenbauteil für eine Strömungsmaschine, Verfahren zum Herstellen, Warten und/oder Überholen eines Turbinenbauteils, Turbine einer Strömungsmaschine und Strömungsmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004802981

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2537205

Country of ref document: CA

CFP Corrected version of a pamphlet front page
CR1 Correction of entry in section i

Free format text: IN PCT GAZETTE 29/2005 UNDER (71) REPLACE "808895 MNCHEN (DE) " BY "80995 MNCHEN (DE)"

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2004802981

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007190351

Country of ref document: US

Ref document number: 10568697

Country of ref document: US

Ref document number: 2006115794

Country of ref document: RU

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10568697

Country of ref document: US