WO2014090909A1 - Wear-resistant layer and method for producing a wear-resistant layer - Google Patents

Wear-resistant layer and method for producing a wear-resistant layer Download PDF

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WO2014090909A1
WO2014090909A1 PCT/EP2013/076297 EP2013076297W WO2014090909A1 WO 2014090909 A1 WO2014090909 A1 WO 2014090909A1 EP 2013076297 W EP2013076297 W EP 2013076297W WO 2014090909 A1 WO2014090909 A1 WO 2014090909A1
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layer
insert material
wear
blade
hardness
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PCT/EP2013/076297
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Stephan Siegmann
Andrew R. Nicoll
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Nova Werke Ag
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06Metallic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C28/00Coating 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C30/00Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process

Definitions

  • the invention relates to a wear-resistant layer according to the preamble of claim 1 and to a method for producing a wear-resistant layer according to claim 11.
  • thermal spraying The preparation of coatings by thermal spraying is known from the prior art.
  • the methods of thermal spraying are classified in standards EN657 and ISO 14917.
  • thermally conductive or heat insulating Provides protection against, for example, wear or corrosion with layers of refractory metals or ceramics.
  • thermally heavily loaded components can by means of thermal spraying with thermally conductive or heat insulating
  • Powder mold can be produced, for example, in EN 1274, or those which are producible in wire
  • Coating materials are supplied during thermal spraying of a high-energy heat source and melted.
  • the heat source may be a fuel gas-oxygen flame, a
  • Arc or a plasma of a noble gas, such as argon,
  • the fused or melted particles are in the direction of the workpiece accelerates and bounces there at high speed, that is, at a speed of about 40 m / s up to and including 600 m / s. After heat transfer to the base material they solidify and form a layer by layer.
  • EP 1 291 449 A2 discloses a process for coating a friction-prone base material with a protective layer by means of a thermal spraying process.
  • M0S12 which is supplied in powder form to an injection nozzle and applied to the friable base material. After this process step is a
  • Diffusion heat treatment is performed and before or after the diffusion heat treatment, the frictional areas of the applied protective layer are cut in a serrated or pointed shape.
  • the diffusion heat treatment is carried out for the example mentioned in EP 1 291 449 A2 at 1150 ° C. in 1 to 10 hours. It serves for improved durability of the
  • This intermediate layer is an MCrAlY having one of the following compositions: (1) 15-30% Cr, 5-10% Al, 0.3-1.2% Y, 0.1-1.2% Si, 0-2% others and the balance Ni, Co, (2) 35-39% Co, 18-24% Cr, 7 - 9% Al, 0.3 - 0.8% Y, 0.1 - 1% Si, 0-2% others and the rest Ni, (3) 18-26% Cr, 5-8% Al, 0.3-1.2% Y, 0.1-1.2% Si, 0-2% others and the remainder Ni, Co (all figures in weight percent).
  • These intermediate layers are optimized for LMF, since the ⁇ -phase initially forms on solidification from the melting phase and this epitaxially solidifies on the base body of the turbine blade.
  • an abrasive layer is also applied using LMF.
  • the abrasive layer contains a binder material of the same composition as the intermediate layer and an abrasive material.
  • the abrasive material is completely embedded in the binder material, which extends the useful life of the abrasive layer at high service temperatures.
  • an eptitaktische connection is advantageous, as this is in minimal risk of defect formation.
  • the object of the invention is to provide a wear-resistant layer of higher durability. Another object of the invention is to make the wear-resistant layer faster and cheaper.
  • the object is achieved by a wear-resistant layer according to claim 1, which is prepared by a method according to claim 1 1.
  • the inventive wear-resistant layer for a component contains an insert material and a binder material, wherein the
  • Binder material contains a metallic matrix and the
  • Insert material contains an oxide ceramic compound.
  • the metallic matrix forms a hard matrix with a hardness of 400 HVO. l up to 850 HVO. l, preferably with a hardness of 600 HVO. l up to 850 HV0.1 and the insert material has a hardness of 1400 HVO. l up to 1800 HVO. l on.
  • the wear-resistant layer may in particular be used as an abrasive protective layer for a component friction surface or contact surface
  • One function of the abrasive protective layer may be, inter alia, impurities on the
  • Rotary movement executes, strip.
  • the component can be any suitable material
  • a turbine blade for example a
  • Turbine blade of a radial turbine of a turbocharger Turbine blade of a radial turbine of a turbocharger.
  • the insert material contains a compound of Al2O3 - ZrO2 or Al2O3 -T1O2. From CN 101580938 it is known to apply Al 2 O 3 p in a metallic matrix of NiCrBSi by means of plasma spraying in order to obtain an erosion-resistant coating of a low-alloy C-steel. This layer combination is called
  • Valve seat surface used which must be erosion resistant, but not abrasion resistant. That is, this layer must have a high hardness, which is achieved by the use of AI2O3P. It is known from the publication "Fracture Toughness Measurement of Plasma Sprayed Ceramic Coatings" by F. Beltzung et al., Thin Solid Films, 181 (1989) 407-415, that sintered Al 2 O 3 is significantly higher in comparison with plasma sprayed Al 2 O 3
  • Fracture toughness of AI2O3 can be increased if one
  • AI2O3 - T1O2 layer The observed behavior of the AI2O3 - T1O2 layer is likely to occur only after the addition of 40% T1O2 through the resulting phase transformation. It follows that AI2O3 - T1O2 layers with up to 40% T1O2 can be used as wear layers, if a
  • Phase transformation is prevented by the process management.
  • the wear resistance is increased in particular with an addition of 20-40% ZrO2, and increased at an addition of up to 40% T1O2, preferably from 1% up to 40% T1O2, in particular 3% up to 20% TiO 2 .
  • Turbine blade tip comes into contact with this Abst Anlagen or deposits in the housing, with part of the Abrasive layer or the deposits from the blade tip is scraped off. This can be for the
  • Toughness is due to a microstructure
  • the porosity of the wear-resistant layer can be at most 5%, preferably at most 3%.
  • the binder material may contain NiCrBSi or CoCrNiBSi, in particular CoCrNiMoWBSi.
  • the layer consists of one
  • a metallic matrix of a self-fluxing alloy of the type NiCrBSi or CoCrNiBSi material class 2, i.e. 2.1 to 2.21 according to standard EN 1274,
  • Insert material of AI2O3 with ZrO2 or AI2O3 with T1O2 contains.
  • ZI should be used to denote the usual contaminants, such as
  • Y1 can be 3% or 13%.
  • the indication of the grain size for Ni-15Cr-5Si-4B has the meaning that 90% of the particles have a particle size of less than or equal to 63 ⁇ and 10% of the particles have a particle size less than or equal to 16 ⁇ .
  • a grain size of F24 to F220 is used for an Al2O3 - ZrO2 layer or Al2O3 - T1O2 layer.
  • Grain size classification is based on a standard prepared by FEPA (Federation Europeenne of the Manufacturers Abrasifs or Federation of European manufacturers of abrasive products and their Trade Associations). The classification indicates the number of stitches per 1 inch (25.4 mm) of the sieve used for the different grain sizes. This is what happens
  • Grit 150 for example, has just a sieve with 150 meshes per inch in length.
  • the particle size distribution based on those used in this document
  • F36 425-600 ⁇
  • F40 355-500 ⁇
  • F46 300-425 ⁇
  • F54 250-355 ⁇
  • F60 212-300 ⁇
  • F70 180-250 ⁇
  • F80 150-212 ⁇
  • F 90 125-180 ⁇
  • F100 106-150 ⁇
  • F120 90-125 ⁇
  • F150 63-106 ⁇
  • F180 53-90 ⁇
  • F220 45-75 ⁇
  • F230 34-82 ⁇
  • F240 28-70 ⁇
  • F280 22-59 ⁇ .
  • the metallic matrix may contain at least one of the following compounds: NiCuBSi 76 20 with a hardness HRC of 35-40, containing max. 0.05% C, 19-21% Cu, max. 0.5% Fe, 0.9-1.3% B, 1.8-2.0% Si, balance Ni or NiBSi 96 with a hardness HRC of 15-30, containing max. 0.2% C, max.
  • B 4.0-5.0% Si
  • Ni or NiCrBSi 65 25 with a hardness HRC greater than or equal to 60, containing 0.8- 1.0% C, 24-26% Cr, max. 1% Fe, 3.0-3.8%
  • B, 4.0-4.6% Si balance Ni or NiCrBSi 82 7 with a hardness HRC greater than or equal to 60, containing a maximum of 0.06%
  • CoCrNiMoBSi 40 18 27 5 with a hardness HRC of 55-60, containing max. 0.2% C, 26-28% Ni, 18-20% Cr, 4-6% Mo, max. 2.6% Fe, 3.0-3.6% B, 3.0-3.6% Si remainder Co, or CoCrNiMoBSi 50 18 17 6 with a hardness HRC of 30-40, containing 0.1-0.3% C, 17-19% Ni, 18-20% Cr, 6-8% Mo, max. 2.5% Fe, 2.8-3.2% B, 3.3-3.7% Si, balance Co or CoCrNiWBSi 53 20 13 7 with a hardness HRC of 40-50, containing 0.7-1.1% C, 13-16% Ni, 18-21% Cr, 6-10% W, max.
  • Layer composition is characterized by a higher matrix hardness for coatings, a good bond of the
  • the binder material may thus contain NiCrBSi or CoCrNiBSi.
  • the binder material may consist of NiCrBSi.
  • the binder material may also consist of CoCrNiBSi.
  • the proportion of boron may be for each of those mentioned in the preceding sentences Alternatives are at least 0.8 up to and including 4% by weight.
  • the proportion of silicon may be at least 1.8 to 5% by weight.
  • the insert material can have a volume fraction of at least 10% up to 40%. In comparison to the prior art, a higher volume fraction can be achieved with the method according to the invention.
  • the insert material used is in particular a powder which has an average particle size of at least 50 ⁇ m.
  • the powder may have an average particle size of 70 ⁇ to 200 ⁇ .
  • the powder may have a mean particle size of 70 to 100 ⁇ .
  • a component comprises a substrate and a wear-resistant layer according to one of the preceding embodiments.
  • the component may be, for example, a blade, in particular a blade tip for a turbine, for example, for a radial turbine for a turbocharger.
  • a blade is particularly suitable for the operation of a rotating turbine
  • peripheral speeds can be up to 500 m / s, for example, for two-stroke engines for marine use.
  • the blade tips are in frictional contact with static components, such as housing elements, which have deposits through which the blade tips can rub against the static components.
  • static components such as housing elements, which have deposits through which the blade tips can rub against the static components.
  • an abrasive wear protection layer according to one of the preceding embodiments is required.
  • a powder containing an insert material and a binder material is supplied to a device for thermal spraying in a first step.
  • Binder material contains a metallic matrix and the
  • Insert material contains an oxide ceramic compound.
  • the powder is applied by thermal spraying on the component, whereby a wear-resistant layer is produced.
  • the metallic matrix forms a hard matrix with a hardness of 400 HV0.1 up to 850 HV0.1, preferably 400 HV0.1 up to 750 HV0.1, and the insert material has a hardness of 1400 HV0.1 - 1800 HV0.1 ,
  • insert materials and / or binder materials can be used for the process, wherein the insert materials and / or
  • Binder materials contain components according to at least one of the preceding embodiments.
  • one of the thermal spraying methods mentioned below is used: a plasma spraying method or a flame spraying method.
  • the coating is applied to a turbine blade.
  • the turbine blade has a front side (suction side) and a rear side (pressure side).
  • a compressible, in particular gaseous, fluid flows, which is guided from an inlet edge to an outlet edge.
  • the leading edge forms the fluid inlet-side boundary of the front side of the turbine blade.
  • the exit edge forms the fluid outlet-side boundary of the front side of the turbine blade.
  • the leading edge defines the blade tip toward the suction side, wherein the coating according to an embodiment is applied such that in the vicinity of the blade tip (blade outer side) on the front side
  • the blade ground can not be coated, that is, the blade ground has no coating.
  • the front side is also referred to as the vane suction side.
  • the coating is thus applied primarily on the front edge or suction side, but similar to a snow plow close to the edge on the leading blade surface, that is, the blade tip.
  • the leading edge or suction side or pressure side provided with a layer is referred to as a coated blade surface.
  • the layer can be a variable along the coated blade surface Have layer thickness. In particular, the layer thickness may decrease from the blade tip in the direction of the blade root.
  • the ceramic and metal components may either be premixed in their composition, or during the process in
  • Process step namely by means of thermal spraying, is applied to the base body or the substrate:
  • the porosity of the binder material forming the metallic matrix is low and closed.
  • the average hardness of 750 HV0.1 is surprisingly well above the
  • Hardnesses typically achieved by laser deposition welding which are 420 HV0.1.
  • the liner material may have hardnesses in the range of 1400 to 1800 HV0.1.
  • the insert material may contain particles of different particle size distribution, because the particle size distribution of the insert material has little influence on the porosity, since the melting of the binder material can be a good integration of the particles of the insert material, whereby a good wetting and a good anchoring of the particles can be achieved.
  • the proportion of insert material can also be surprisingly up to about 40 for the reasons mentioned above Vol.% Be increased.
  • Fig. 5 shows the structure of a layer with AI2O3 insert material
  • Fig. 6 shows the structure of a layer with Al2O3 with ZrO2
  • Fig. 7 shows the microstructure of the insert material AI2O3 / ZrO 2 of
  • a wear-resistant layer for a component was produced.
  • the wear-resistant layer contains a
  • the binder material is a self-flowing material with high flowability.
  • Insert material contains an oxide-ceramic compound of hard oxide particles of Al 2 O 3 - ZrO 2, or of Al 2 O 3 -T1O 2.
  • the metallic matrix forms a hard matrix with a hardness of 400 HV0.1 up to 750 HV0.1, and the insert material has a hardness of 1400 HV0.1 up to 1800 HV0.1.
  • Einlagematerials are sharp-edged grains having a grain size of at least 100 ⁇ .
  • FIG. 1 shows a view of a front side 2 of a component
  • a blade 1 for example a turbine blade, which can be used for a turbine of a turbocharger.
  • a wear-resistant layer is applied, which is also referred to as a front layer.
  • the suction side 2 and the pressure side 3 are bounded from the outside by the blade tip 6.
  • the blade tip 6 forms with the suction side 2 the
  • the suction side 2 is bounded by the leading edge 7, the trailing edge 8, the blade tip 6 and the blade root 5. In the operating state, along the suction side 2, a compressible, in particular gaseous, fluid flows, which is guided from an inlet edge 7 to an outlet edge 8.
  • the leading edge 7 forms the fluid inlet-side boundary of
  • the exit edge 8 forms the fluid outlet-side boundary of the leading edge 4 of the turbine blade.
  • Fig. 2 shows a detail of the layer in a section which runs along the sectional plane I-I, which extends substantially normal to the front.
  • the porosity of the layer is about 2.3%.
  • the hard phase, ie the insert material has a porosity of 15%. From this it can be concluded that the grains of Al 2 O 3 - ZrO 2 are embedded almost completely in the binder material and that due to the self-flowing properties of the binder material a very good binding of the liner material in the binder material on the one hand and on the other hand a very good bonding of the layer takes place to the base material ,
  • Fig. 3 is an illustration of the insert material AI2O3.
  • Fig. 4 is a picture of the insert material AI2O3 - ZrO2 in 50-fold
  • the insert material AI2O3 - ZrO2 according to FIG. 4 is present as bulk material with sharp-edged particles which consist of a fine-grained structure.
  • the microstructure of Al2O3 - ZrO2 one has a higher toughness than an insert material consisting of Al2O3.
  • the insert material has a similar microstructure, which has also been measured for insert materials of the type AI2O3-ZrO2 used in the sandblasting process.
  • the binder material has only a low porosity. The drop boundaries, which provide for the formation of lamellae when using Al 2 O 3, as shown in FIG. 5, are no longer visible for Al 2 O 3 - ZrO 2 in FIG. 6, since the binder material is completely melted.
  • FIG. 7 shows a detail view from FIG. 6.
  • the figure shows a section of an Al 2 O 3 -ZrO 2 particle in which a microstructure is visible, which shows the good bonding of the hard oxide phase.
  • Ni-15Cr-5Si-4B is replaced with a
  • the fine-grained material is preferred because it must be melted within a single process step.
  • the powder with the selected composition is a self-flowing material, which at the same time a metallic bond with the
  • the Vickers hardness HV0.3 of the binder material as a metallic matrix measured after the thermal spraying process had an average value of 747 HV0.1.
  • the insert material used was either Al 2 O 3 with ZrO 2 or only Al 2 O 3.
  • the particles are usually produced by melting together and then broken to have a sharp-edged surface. It has been found that the layer in which Al 2 O 3 is used with ZrO 2 as the insert material, compared to the layer in which only Al 2 O 3 is used as the insert material, has a lifetime increased by a factor of 2.
  • Figure 8 shows a comparison of the wear resistance of a powdered AI2O3 - ZrO2 abrasive compared to AI2O3 abrasives 11, 12 and an Al2O3 - T1O2 abrasive 13
  • Abrasive was carried out a wear test. In such a wear test, resistance of the abrasive to cracks and crushing by breakage is determined.
  • the vertical axis contains the proportion of whole grains in the abrasive, the horizontal axis the number of wear events.
  • Wear resistance is defined as the number of entire grains of abrasive present after a number of impacts. Abrasive 13 shows the lowest
  • the abrasive 10 consists of eA ⁇ 3 - Zr ⁇ 2.
  • the abrasives 1 1, 12, 13 are powders consisting either of Al 2 O 3 (abrasive 12, high-grade corundum), a mixture of Al 2 O 3 - ZrO 2 and ceramics (abrasive 1 1) or have a proportion of T1O2 (abrasive 13, brown Corundum).
  • Abrasives and in particular Al2O3 - T1O2 abrasives in comparison to Al2O3 - ZrO2 abrasives whose grain size is subject to wear test has proven to be most resistant to cracking, breakage or crushing. It is also known (see for example
  • an AI2O3 abrasive has higher hardness and lower fracture toughness than an AI2O3-T1O2 abrasive, with the AI2O3 abrasive being characterized by higher purity, better cutting properties, a capability the abrasive for self-sharpening, a lower heat, higher thermal stability and higher resistance to acids and bases has.

Abstract

A wear-resistant layer for a component comprises a filler material and a binder material. The binder material comprises a metallic matrix and the filler material comprises an oxide-ceramic compound, which contains Al2O3 - ZrO2 or Al2O3 - TiO2. The metallic matrix forms a hard matrix with a hardness of 400 HV0.1 to 850 HV0.1. The filler material has a hardness of 1400 HV0.1 to 1800 HV0.1.

Description

VERSCHLEISSBESTÄNDIGE SCHICHT UND VERFAHREN ZUR WEAR-RESISTANT LAYER AND METHOD FOR
HERSTELLUNG EINER VERSCHLEISSBESTÄNDIGEN SCHICHT PREPARATION OF A WEAR-RESISTANT LAYER
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine verschleissbeständige Schicht gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer verschleissbeständigen Schicht gemäss Anspruch 1 1. The invention relates to a wear-resistant layer according to the preamble of claim 1 and to a method for producing a wear-resistant layer according to claim 11.
Stand der Technik State of the art
Die Erstellung von Beschichtungen durch thermisches Spritzen ist aus dem Stand der Technik bekannt. Die Verfahren des thermischen Spritzens sind in den Normen EN657 und ISO 14917 klassiert. The preparation of coatings by thermal spraying is known from the prior art. The methods of thermal spraying are classified in standards EN657 and ISO 14917.
Bauteile aus verschiedenen Grundwerkstoffen lassen sich zum Components made of different base materials can be used for
Schutz gegen beispielsweise Verschleiss oder Korrosion mit Schichten aus hochschmelzenden Metallen oder Keramiken versehen. Auf thermisch stark belastete Bauteile können mittels des thermischen Spritzens mit thermisch leitenden oder Wärme isolierenden Provides protection against, for example, wear or corrosion with layers of refractory metals or ceramics. On thermally heavily loaded components can by means of thermal spraying with thermally conductive or heat insulating
Schichten versehen werden. Beschichtungswerkstoffe, die in Be provided layers. Coating materials used in
Pulverform herstellbar sind, werden beispielsweise in der EN 1274, oder diejenigen, die in Drahtform herstellbar sind, werden Powder mold can be produced, for example, in EN 1274, or those which are producible in wire
beispielsweise in der Norm EN ISO 14919 genannt. Die For example, in the standard called EN ISO 14919. The
Beschichtungswerkstoffe werden beim thermischen Spritzen einer energiereichen Wärmequelle zugeführt und aufgeschmolzen. Die Wärmequelle kann eine Brenngas-Sauerstoff-Flamme, einen Coating materials are supplied during thermal spraying of a high-energy heat source and melted. The heat source may be a fuel gas-oxygen flame, a
Lichtbogen, oder ein Plasma aus einem Edelgas, wie Argon, Arc, or a plasma of a noble gas, such as argon,
Wasserstoff, Stickstoff oder Helium umfassen. Die an- oder aufgeschmolzenen Partikel werden dabei in Richtung des Werkstücks beschleunigt und prallen dort mit hoher Geschwindigkeit auf, das heisst, einer Geschwindigkeit von ca. 40 m/s bis einschliesslich 600 m/s. Nach der Wärmeübertragung an den Grundwerkstoff erstarren sie und bilden lageweise eine Schicht. Include hydrogen, nitrogen or helium. The fused or melted particles are in the direction of the workpiece accelerates and bounces there at high speed, that is, at a speed of about 40 m / s up to and including 600 m / s. After heat transfer to the base material they solidify and form a layer by layer.
Aus EP 1 291 449 A2 ist ein Verfahren zur Beschichtung eines reibungsbehafteten Grundmaterials mit einer Schutzschicht mittels eines thermischen Spritzverfahrens bekannt. Die Schutzschicht besteht aus einem MCrAlY (M = Co, Ni) sowie einem keramischen Pulver, das eine Kombination von AI2O3, S13N4, SiC, A1N, Cr3C2, EP 1 291 449 A2 discloses a process for coating a friction-prone base material with a protective layer by means of a thermal spraying process. The protective layer consists of an MCrAlY (M = Co, Ni) and a ceramic powder, which is a combination of Al2O3, S13N4, SiC, AlN, Cr3C2,
M0S12, welches in Pulverform einer Injektionsdüse zugeführt wird und auf das reibungsbehaftete Grundmaterial aufgetragen wird. Anschliessend an diesen Verfahrensschritt wird eine M0S12, which is supplied in powder form to an injection nozzle and applied to the friable base material. After this process step is a
Diffusionswärmebehandlung durchgeführt und vor oder nach der Diffusionswärmebehandlung werden die reibungsbehafteten Stellen der aufgetragenen Schutzschicht in Zacken- oder Spitzenform geschnitten. Die Diffusionswärmebehandlung wird für das in der EP 1 291 449 A2 genannte Beispiel bei 1 150 °C in 1 bis 10 Stunden durchgeführt. Sie dient zur verbesserten Haltbarkeit der Diffusion heat treatment is performed and before or after the diffusion heat treatment, the frictional areas of the applied protective layer are cut in a serrated or pointed shape. The diffusion heat treatment is carried out for the example mentioned in EP 1 291 449 A2 at 1150 ° C. in 1 to 10 hours. It serves for improved durability of the
aufgetragenen Schutzschicht auf dem Grundmaterial. Dabei wird eine stoffschlüssige Verbindung von der MCrAlY Matrix zum applied protective layer on the base material. In this case, a cohesive connection of the MCrAlY matrix becomes
Grundmaterial erreicht. Basic material achieved.
Dieses Verfahren eignet sich allerdings nicht, wenn das thermische Spritzen unter Luftzufuhr erfolgt. In diesem Fall gelangt über die Luft Sauerstoff in die Schicht. Wenn Oxide vorhanden sind, die durch die Sauerstoffzufuhr entstehen, diffundiert die Schicht nicht zusammen. Das heisst, eine Diffusionsbehandlung verliert ihre Wirkung, sobald Oxide in der Beschichtung vorhanden sind. MCrAlY werden daher üblicherweise unter Vakuum oder Schutzatmosphäre beschichtet, damit die Schicht keine Oxide enthält. Für Turbinenschaufeln, die aus einem einkristallinen Grundkörper bestehen, wird gemäss EP 2 317 078 A2 eine oxidationsbeständige Zwischenschicht mittels Laserauftragsschweissen (LMF) aufgetragen. Diese Zwischenschicht ist ein MCrAlY mit einer der nachfolgenden Zusammensetzungen: (1) 15-30% Cr, 5 - 10 % AI, 0.3 - 1.2 % Y, 0.1 - 1.2 % Si, 0-2 % andere und der Rest Ni, Co, (2) 35-39% Co, 18-24 % Cr, 7 - 9 % AI, 0.3 - 0.8 % Y, 0.1 - 1% Si, 0-2 % andere und der Rest Ni, (3) 18-26% Cr, 5 - 8 % AI, 0.3 - 1.2 % Y, 0.1 - 1.2 % Si, 0-2 % andere und der Rest Ni, Co (alle Angaben in Gewichtsprozent). Diese Zwischenschichten sind für LMF optimiert, da sich bei Erstarrung aus der Schmelzphase zunächst die γ-Phase ausbildet und diese epitaktisch auf dem Grundkörper der Turbinenschaufel erstarrt. However, this method is not suitable if the thermal spraying takes place under air supply. In this case, oxygen enters the layer through the air. If there are oxides that are created by the oxygen supply, the layer does not diffuse together. That is, a diffusion treatment loses its effect as soon as oxides are present in the coating. MCrAlY are therefore usually coated under vacuum or protective atmosphere so that the layer contains no oxides. For turbine blades, which consist of a monocrystalline base body, an oxidation-resistant intermediate layer is applied by means of laser deposition welding (LMF) according to EP 2 317 078 A2. This intermediate layer is an MCrAlY having one of the following compositions: (1) 15-30% Cr, 5-10% Al, 0.3-1.2% Y, 0.1-1.2% Si, 0-2% others and the balance Ni, Co, (2) 35-39% Co, 18-24% Cr, 7 - 9% Al, 0.3 - 0.8% Y, 0.1 - 1% Si, 0-2% others and the rest Ni, (3) 18-26% Cr, 5-8% Al, 0.3-1.2% Y, 0.1-1.2% Si, 0-2% others and the remainder Ni, Co (all figures in weight percent). These intermediate layers are optimized for LMF, since the γ-phase initially forms on solidification from the melting phase and this epitaxially solidifies on the base body of the turbine blade.
Im Anschluss an die Zwischenschicht wird eine abrasive Schicht ebenfalls mittels LMF aufgetragen. Die abrasive Schicht enthält ein Bindermaterial derselben Zusammensetzung wie die Zwischenschicht und ein Abrasivmaterial. Das Abrasivmaterial ist komplett in das Bindermaterial eingebettet, wodurch die nutzbare Lebensdauer der abrasiven Schicht bei hohen Einsatztemperaturen verlängert wird. Für den Auftrag einer abrasiven Schicht auf einem einkristallinen Grundmaterial ist eine eptitaktische Anbindung vorteilhaft, da hiermit in minimales Risiko der Defektbildung besteht. Das Following the intermediate layer, an abrasive layer is also applied using LMF. The abrasive layer contains a binder material of the same composition as the intermediate layer and an abrasive material. The abrasive material is completely embedded in the binder material, which extends the useful life of the abrasive layer at high service temperatures. For the application of an abrasive layer on a monocrystalline base material an eptitaktische connection is advantageous, as this is in minimal risk of defect formation. The
Verfahren ist durch die Notwendigkeit der Erzeugung eines Procedure is due to the need of generating a
Schmelzbads durch den Laser beim LMF- Verfahren langsam. Das Verfahren erfordert, dass das Pulver für die Zwischenschicht bzw. die abrasive Schicht als fokussierter Pulverstrahl auf den Grundkörper aufgetragen wird. Der fokussierte Pulverstrahl wird konzentrisch um den Laserstrahl geführt und in das Schmelzbad eingedüst. Das Verfahren läuft langsam ab, weil das Schmelzbad lokal, das heisst punktweise auf der Oberfläche des Bauteils erzeugt wird. Gemäss der EP 2 316 988 AI wird als Abrasivmaterial kubisches Bornitrid (cBN) , (cubic boron nitride) verwendet, welches bis zu 1 100°C - 1200°C eine stabile Phasenstruktur ausbildet und seine Schneideigenschaften oder Härte bis zu diesen Temperaturen nicht verliert. Allerdings ist cBN ein teurer Werkstoff, insbesondere in der Ausführung als Hartphase. Für beschichtete Bauteile, die nicht bei den oben genannten Betriebstemperaturen eingesetzt werden, besteht daher ein Bedarf an kostengünstigeren Alternativen. Des Weiteren besteht ein Bedarf an einer abrasiven Schicht von erhöhter Lebensdauer. Melt bath by the laser in the LMF process slowly. The method requires that the powder for the intermediate layer or the abrasive layer is applied to the base body as a focused powder jet. The focused powder jet is guided concentrically around the laser beam and injected into the molten bath. The process is slow, because the molten bath is generated locally, that is pointwise on the surface of the component. According to EP 2 316 988 A1 cubic boron nitride (cBN) (cubic boron nitride) is used as the abrasive material which forms a stable phase structure up to 1100 ° C.-1200 ° C. and does not lose its cutting properties or hardness up to these temperatures. However, cBN is an expensive material, especially in the hard phase version. For coated components that are not used at the above operating temperatures, there is therefore a need for cheaper alternatives. Furthermore, there is a need for an abrasive layer of increased life.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verschleissbeständige Schicht von höherer Lebensdauer bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die verschleissbeständige Schicht schneller und kostengünstiger herzustellen. The object of the invention is to provide a wear-resistant layer of higher durability. Another object of the invention is to make the wear-resistant layer faster and cheaper.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine verschleissbeständige Schicht gemäss Anspruch 1 , welche mittels eines Verfahrens gemäss Anspruch 1 1 hergestellt ist.  The object is achieved by a wear-resistant layer according to claim 1, which is prepared by a method according to claim 1 1.
Die erfmdungsgemässe verschleissbeständige Schicht für ein Bauteil enthält ein Einlagematerial und ein Bindermaterial, wobei das The inventive wear-resistant layer for a component contains an insert material and a binder material, wherein the
Bindermaterial eine metallische Matrix enthält und das Binder material contains a metallic matrix and the
Einlagematerial eine oxidkeramische Verbindung enthält. Die metallische Matrix bildet eine Hartmatrix mit einer Härte von 400 HVO. l bis zu 850 HVO. l , vorzugsweise mit einer Härte von 600 HVO. l bis zu 850 HV0.1 aus und das Einlagematerial weist eine Härte von 1400 HVO. l bis zu 1800 HVO. l auf. Die verschleissbeständige Schicht kann insbesondere als abrasive Schutzschicht für eine Bauteilreibfläche oder Kontaktfläche Insert material contains an oxide ceramic compound. The metallic matrix forms a hard matrix with a hardness of 400 HVO. l up to 850 HVO. l, preferably with a hardness of 600 HVO. l up to 850 HV0.1 and the insert material has a hardness of 1400 HVO. l up to 1800 HVO. l on. The wear-resistant layer may in particular be used as an abrasive protective layer for a component friction surface or contact surface
verwendet werden. Eine Funktion der abrasiven Schutzschicht kann unter anderem darin bestehen, Verunreinigungen an der be used. One function of the abrasive protective layer may be, inter alia, impurities on the
Innenoberfläche des Gehäuses, in welchem das Bauteil eine Inner surface of the housing in which the component a
Drehbewegung ausführt, abzustreifen. Das Bauteil kann Rotary movement executes, strip. The component can
insbesondere eine Turbinenschaufel sein, beispielsweise eine in particular, be a turbine blade, for example a
Turbinenschaufel einer Radial turbine eines Turboladers. Turbine blade of a radial turbine of a turbocharger.
Das Einlagematerial enthält eine Verbindung aus AI2O3 - ZrO2 oder AI2O3 -T1O2. Aus der CN 101580938 ist bekannt, Al2O3p in einer metallischen Matrix aus NiCrBSi mittels Plasmaspritzen aufzutragen, um eine erosionsbeständige Beschichtung eines niedriglegierten C- Stahls zu erhalten. Diese Schichtkombination wird als The insert material contains a compound of Al2O3 - ZrO2 or Al2O3 -T1O2. From CN 101580938 it is known to apply Al 2 O 3 p in a metallic matrix of NiCrBSi by means of plasma spraying in order to obtain an erosion-resistant coating of a low-alloy C-steel. This layer combination is called
Ventilsitzoberfläche verwendet, die erosionsbeständig, aber nicht abrasionsbeständig sein muss. Das heisst, diese Schicht muss eine hohe Härte aufweisen, was durch die Verwendung von AI2O3P erreicht wird. Aus der Veröffentlichung "Fracture Toughness Measurement of Plasma Sprayed Ceramic Coatings" von F. Beltzung et al., Thin Solid Films, 181 (1989) 407-415 ist bekannt, dass gesintertes AI2O3 im Vergleich zu plasmagespritzten AI2O3 eine wesentlich höhere Valve seat surface used, which must be erosion resistant, but not abrasion resistant. That is, this layer must have a high hardness, which is achieved by the use of AI2O3P. It is known from the publication "Fracture Toughness Measurement of Plasma Sprayed Ceramic Coatings" by F. Beltzung et al., Thin Solid Films, 181 (1989) 407-415, that sintered Al 2 O 3 is significantly higher in comparison with plasma sprayed Al 2 O 3
Bruchzähigkeit aufweist. Es wird auch gezeigt, dass die Having fracture toughness. It is also shown that the
Bruchzähigkeit von AI2O3 erhöht werden kann, wenn man Fracture toughness of AI2O3 can be increased if one
mindestens 20% ZrO2 beimischt. Die Beimischung von T1O2 hat den gegenteiligen Effekt, die Bruchzähigkeit, ausgedrückt durch den Kc- Faktor sinkt. Die Veröffentlichung„Plasma Spray Deposition of Alumina-Based Ceramic Coatings" von H. Filmer et al. CERAMIC BULLETIN, VOL. 69, NO. 12, 1990 scheint die Ergebnisse in Bezug auf plasmagespritzte AI2O3 - T1O2 Schichten mit 40 % T1O2 Anteil zu bestätigen, allerdings scheint ein Zusatz von einem Anteil von 3 % T1O2 zu einer AI2O3 Schicht zu einer Erhöhung der Verschleissfestigkeit zu führen. Auch aus der Veröffentlichung von H. Haas et al,„Thermoshock-resistant plasma-sprayed zirconium oxide and aluminium oxide base coatings" Sonderdruck aus DVS- BERICHTE, Band 98, Deutscher Verlag für Schweisstechnik (DVS) GmbH, Düsseldorf (1985), Seiten 103- 106 ist bekannt, Al2O3 - ZrO2 oder AI2O3 - T1O2 Schichten als Verschleissschichten einzusetzen. Zudem wird in dieser Veröffentlichung erwähnt, dass bei Zugabe von 40 % T1O2 zu der AI2O3 Schicht es zu einer Umwandlung der stabilen cx-Phase zu den instabilen γ- oder η-Phasen kommt. Treten diese instabilen γ- oder η -Phasen im Gefüge auf, kann es zu einem at least 20% ZrO2 added. The addition of T1O2 has the opposite effect, the fracture toughness, expressed by the Kc factor, decreases. The publication "Plasma Spray Deposition of Alumina-Based Ceramic Coatings" by H. Filmer et al., CERAMIC BULLETIN, vol.69, NO.12, 1990 appears to confirm the results with respect to plasma sputtered Al2O3-T1O2 layers with 40% T1O2 content However, an addition of 3% T1O2 to an AI2O3 layer appears to increase the Wear resistance. Also from the publication of H. Haas et al, "Thermoshock-resistant plasma-sprayed zirconium oxides and aluminum oxide base coatings" reprint from DVS REPORTS, Volume 98, German Verlag für Schweisstechnik (DVS) GmbH, Dusseldorf (1985), pages 103- 106 is known to use Al 2 O 3 - ZrO 2 or Al 2 O 3 - T1O 2 layers as wear layers, and it is mentioned in this paper that adding 40% of T1O2 to the Al 2 O 3 layer leads to a conversion of the stable cx phase The unstable γ- or η-phases come in. If these unstable γ- or η-phases in the structure, it can become a
Abplatzen der Schicht kommen. Das heisst, das in der Chipping the layer come. That means that in the
Veröffentlichung von Beltzung beobachtete Verhalten der AI2O3 - T1O2 Schicht dürfte erst bei einem Zusatz von 40 % T1O2 durch die hierdurch erfolgende Phasenumwandlung erfolgen. Hieraus ergibt sich, dass AI2O3 - T1O2 Schichten mit bis zu 40 % T1O2 sich demnach als Verschleissschichten eignen können, wenn eine The observed behavior of the AI2O3 - T1O2 layer is likely to occur only after the addition of 40% T1O2 through the resulting phase transformation. It follows that AI2O3 - T1O2 layers with up to 40% T1O2 can be used as wear layers, if a
Phasenumwandlung durch die Verfahrensführung verhindert wird. Phase transformation is prevented by the process management.
Daher wird die Verschleissbeständigkeit insbesondere bei einem Zusatz von 20 - 40% ZrO2 erhöht, sowie bei einem Zusatz von bis 40 % T1O2, vorzugsweise von 1 % bis zu 40 % T1O2, insbesondere 3 % bis zu 20 % TiO2 erhöht. Therefore, the wear resistance is increased in particular with an addition of 20-40% ZrO2, and increased at an addition of up to 40% T1O2, preferably from 1% up to 40% T1O2, in particular 3% up to 20% TiO 2 .
In der dieser Erfindung zugrundeliegenden bevorzugten Anwendung für eine Schaufelspitze einer Turbinenschaufel ist aber nicht nur eine Erosionsbeständigkeit sondern auch eine Abrasionsbeständigkeit oder Verschleissbeständigkeit erforderlich. However, in the preferred application for a blade tip of a turbine blade underlying this invention, not only erosion resistance but also abrasion resistance or wear resistance are required.
Die Turbinenschaufelspitze streift im Betriebszustand das Gehäuse, welches mit einer Anstreifschicht beschichtet sein kann. Die  The turbine blade tip strips in the operating state of the housing, which may be coated with a squish layer. The
Turbinenschaufelspitze kommt dabei mit dieser Anstreifschicht oder Ablagerungen im Gehäuse in Kontakt, wobei ein Teil der Anstreifschicht oder der Ablagerungen von der Schaufelspitze abgeschabt wird. Hierdurch können die für den Turbine blade tip comes into contact with this Abstschicht or deposits in the housing, with part of the Abrasive layer or the deposits from the blade tip is scraped off. This can be for the
Hochtemperaturbetrieb beispielsweise eines Turboladers High temperature operation, for example, a turbocharger
erforderlichen engen Toleranzen von Schaufelspitze und Gehäuse erhalten werden. Für diese spezielle Anwendung wird daher eine verschleissbeständige Beschichtung der Schaufelspitze benötigt. Die Verschleissbeständigkeit wird dadurch erhalten, dass die Zähigkeit der AI2O3 - ZrO2 oder AI2O3 -T1O2 Schicht im Vergleich zu einer AI2O3P Schicht erhöht ist. Diese überraschende Erhöhung der required tight tolerances of blade tip and housing are obtained. Therefore, a wear-resistant coating of the blade tip is needed for this particular application. The wear resistance is obtained by increasing the toughness of the Al 2 O 3 - ZrO 2 or Al 2 O 3 -T 1 O 2 layer compared to an Al 2 O 3 P layer. This surprising increase in
Zähigkeit ist bedingt durch eine Gefügestruktur, die eine Toughness is due to a microstructure, the one
Rissausbreitung in der Schicht weitgehend verhindert. Crack propagation in the layer largely prevented.
Zudem kann die Porosität der verschleissbeständigen Schicht maximal 5 % betragen, bevorzugt maximal 3 % betragen. In addition, the porosity of the wear-resistant layer can be at most 5%, preferably at most 3%.
Das Bindermaterial kann NiCrBSi oder CoCrNiBSi, insbesondere CoCrNiMoWBSi, enthalten. Die Schicht besteht nach einem The binder material may contain NiCrBSi or CoCrNiBSi, in particular CoCrNiMoWBSi. The layer consists of one
bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einer metallischen Matrix einer selbstfliessenden Legierung vom Typ NiCrBSi oder CoCrNiBSi (Werkstoffklasse 2, d.h. 2.1 bis 2.21 gem. Norm EN 1274, preferred embodiment of a metallic matrix of a self-fluxing alloy of the type NiCrBSi or CoCrNiBSi (material class 2, i.e. 2.1 to 2.21 according to standard EN 1274,
insbesondere 2.9: NiCrBSi 74- 15-4-5, in welcher AI2O3 mit ZrO2 oder AI2O3 mit T1O2 eingelagert wird. in particular 2.9: NiCrBSi 74- 15-4-5, in which AI2O3 with ZrO 2 or AI2O3 incorporated with T1O2.
Nach einem Ausführungsbeispiel wird Ni- 15Cr-5Si-4B mit einer Korngrösse von -63 + 16 μπι oder Ni- 15Cr-5Si-4B mit einer According to one embodiment, Ni-15Cr-5Si-4B having a grain size of -63 + 16 μπι or Ni-15Cr-5Si-4B with a
Korngrösse von - 125 + 45 μπι verwendet, welches ein Grain size of - 125 + 45 μπι used which a
Einlagematerial aus AI2O3 mit ZrO2 oder AI2O3 mit T1O2 enthält. Insert material of AI2O3 with ZrO2 or AI2O3 with T1O2 contains.
Das AI2O3 - ZrO2 Schicht liegt gemäss der Ausführungsbeispiele in folgender Zusammensetzung vor: (AI2O3 )x (ZrO2 )Y RZ wobei X= 100- Z-Y und 20%<= Y <=40% und Z <= 1%. Mit Z sollen hierbei die üblichen Verunreinigungen bezeichnet sein, wie beispielsweise S1O2, Fe2O3, CaO, TiO2, MgO, Na2O. Insbesondere kann 22%<= Y <=27% sein. Alle Angaben sind Gewichtsprozent. The Al 2 O 3 - ZrO 2 layer according to the exemplary embodiments is in the following composition: (Al 2 O 3) x (ZrO 2) Y R z where X = 100-ZY and 20% <= Y <= 40% and Z <= 1%. Z should denote the usual impurities, such as S1O2, Fe 2 O 3 , CaO, TiO 2 , MgO, Na 2 O. In particular, 22% <= Y <= 27%. All information is by weight.
Die AI2O3 - T1O2 Schicht liegt gemäss der Ausführungsbeispiele in folgender Zusammensetzung vor: (AI2O3 ) xi (T1O2 )YI RZI wobei XI = 100 - Zl -Yl und 3%<= Yl <=40% und ZI <= 1%. Mit ZI sollen hierbei die üblichen Verunreinigungen bezeichnet sein, wie According to the exemplary embodiments, the Al 2 O 3 - T1O 2 layer is present in the following composition: (Al 2 O 3) xi (T 2 O 2) YI RZI where XI = 100 - Z 1 -Yl and 3% <= Y 1 <= 40% and Z 1 <= 1%. ZI should be used to denote the usual contaminants, such as
beispielsweise S1O2, Fe2O3, CaO, ZrO2, MgO, Na2O. Insbesondere kann Yl 3% oder 13% betragen. for example, S1O2, Fe2O3, CaO, ZrO2, MgO, Na2O. In particular, Y1 can be 3% or 13%.
Die Angabe der Korngrösse für Ni- 15Cr-5Si-4B hat die Bedeutung, dass 90% der Partikel eine Korngrösse von kleiner oder gleich 63 μπι aufweisen und 10% der Partikel eine Korngrösse kleiner oder gleich 16 μπι aufweisen. The indication of the grain size for Ni-15Cr-5Si-4B has the meaning that 90% of the particles have a particle size of less than or equal to 63 μπι and 10% of the particles have a particle size less than or equal to 16 μπι.
Insbesondere wird für eine AI2O3 - ZrO2 Schicht oder AI2O3 -T1O2 Schicht eine Korngrösse von F24 bis F220 verwendet. Diese In particular, a grain size of F24 to F220 is used for an Al2O3 - ZrO2 layer or Al2O3 - T1O2 layer. These
Klassierung der Korngrössen beruht auf einer Norm, die von FEPA (Federation Europeenne des Fabricants de Produits Abrasifs bzw. Federation of European manufacturers of abrasive Products and their Trade Associations) erstellt worden ist. Die Klassierung gibt die Anzahl der Maschen auf 1 Zoll Länge (25,4 mm) des verwendeten Siebes für die verschiedenen Körnungen an. So passiert ein Grain size classification is based on a standard prepared by FEPA (Federation Europeenne of the Manufacturers Abrasifs or Federation of European manufacturers of abrasive products and their Trade Associations). The classification indicates the number of stitches per 1 inch (25.4 mm) of the sieve used for the different grain sizes. This is what happens
Schleifmittel mit der Körnung 150 beispielsweise gerade noch einen Sieb mit 150 Maschen pro Zoll Länge. Die Korngrössenverteilung, die sich auf der Basis der in diesem Dokument verwendeten Grit 150, for example, has just a sieve with 150 meshes per inch in length. The particle size distribution based on those used in this document
Klassierungen ergibt, sieht ungefähr wie folgt aus: F24 = 600 - 850 μιη, F30 = 500 - 710 μπι Classifications results, looks approximately as follows: F24 = 600 - 850 μιη, F30 = 500 - 710 μπι
F36 = 425 - 600 μπι, F40 = 355 - 500 μπι, F46 = 300 - 425 μπι F54 = 250 - 355 μπι, F60 = 212 - 300 μπι, F70 = 180 - 250 μπι F80 = 150 - 212 μπι, F 90 = 125 - 180 μπι, F100 = 106 - 150 μπι, F120 = 90 - 125 μπι, F150 = 63 - 106 μπι, F180 = 53 - 90 μπι, F220 = 45 - 75 μπι, F230 = 34 - 82 μπι, F240 = 28 - 70 μπι, F280 = 22 - 59 μπι. F36 = 425-600 μπι, F40 = 355-500 μπι, F46 = 300-425 μπι F54 = 250-355 μπι, F60 = 212-300 μπι, F70 = 180-250 μπι F80 = 150-212 μπι, F 90 = 125-180 μπι, F100 = 106-150 μπι, F120 = 90-125 μπι, F150 = 63-106 μπι, F180 = 53-90 μπι, F220 = 45-75 μπι, F230 = 34-82 μπι, F240 = 28-70 μπι, F280 = 22-59 μπι.
Die metallische Matrix kann dabei zumindest eine der nachfolgenden Verbindungen enthalten: NiCuBSi 76 20 mit einer Härte HRC von 35 -40, enthaltend max. 0.05 % C, 19-21 % Cu, max. 0.5 % Fe, 0.9- 1.3% B, 1.8-2.0 % Si, Rest Ni oder NiBSi 96 mit einer Härte HRC von 15 -30, enthaltend max. 0.2 % C, max. 2.0 % Fe, 1.0-4.0% B, 2.0-5.0 % Si, Rest Ni oder NiCrBSi 86 5 mit einer Härte HRC von 30 -35, enthaltend 0.1- 0.3 % C, 4-6 % Cr, 3.0- 5.0 % Fe, 0.8- 1.2% B, 2.8-3.2 % Si, Rest Ni oder NiCrBSi 88 5 mit einer Härte HRC von 30 -35, enthaltend 0.1- 0.4 % C, 3-6 % Cr, 1-2 % Fe, 1.0-2.2% B, 3.0-4.2 % Si, Rest Ni oder NiCrBSi 83 10 mit einer Härte HRC von 35 -40, enthaltend 0.1- 0.3 % C, 8- 12 % Cr, 2.0-4.0 % Fe, 2.0-2.8% B, 2.2- 2.8 % Si, Rest Ni oder NiCrBSi 85 8 mit einer Härte HRC von 30 -40, enthaltend 0.1- 0.4 % C, 6- 10 % Cr, 1.0-3.5 % Fe, 1.4-2.5% B, 2.6- 4.0 % Si, Rest Ni oder NiCrBSi 80 1 1 mit einer Härte HRC von 40 - 50, enthaltend 0.3- 0.6 % C, 10- 14 % Cr, 2.0-4.0 % Fe, 2.0-2.8% B, 3.0-4.0 % Si, Rest Ni oder NiCrBSi 74 15 mit einer Härte HRC von 55 -60, enthaltend 0.7- 1.0 % C, 15- 17 % Cr, 3.0-5.0 % Fe, 2.8-3.6% B, 3.5-4.5 % Si, Rest Ni oder NiCrBSi 74 14 mit einer Härte HRC von 50 -55, enthaltend max. 0.05 % C, 13- 15 % Cr, 4.0-5.0 % Fe, 2.6-3.6%The metallic matrix may contain at least one of the following compounds: NiCuBSi 76 20 with a hardness HRC of 35-40, containing max. 0.05% C, 19-21% Cu, max. 0.5% Fe, 0.9-1.3% B, 1.8-2.0% Si, balance Ni or NiBSi 96 with a hardness HRC of 15-30, containing max. 0.2% C, max. 2.0% Fe, 1.0-4.0% B, 2.0-5.0% Si, balance Ni or NiCrBSi 86 5 with a hardness HRC of 30-35, containing 0.1-0.3% C, 4-6% Cr, 3.0- 5.0% Fe, 0.8- 1.2% B, 2.8-3.2% Si, balance Ni or NiCrBSi 88 5 with a hardness HRC of 30-35, containing 0.1-0.4% C, 3-6% Cr, 1-2% Fe, 1.0-2.2% B, 3.0-4.2% Si, balance Ni or NiCrBSi 83 10 with a hardness HRC of 35-40, containing 0.1-0.3% C, 8-12% Cr, 2.0-4.0% Fe, 2.0-2.8% B, 2.2- 2.8% Si, balance Ni or NiCrBSi 85 8 with a hardness HRC of 30-40, containing 0.1-0.4% C, 6-10% Cr, 1.0-3.5% Fe, 1.4-2.5% B, 2.6- 4.0% Si, Residual Ni or NiCrBSi 80 1 1 with a hardness HRC of 40-50, containing 0.3- 0.6% C, 10-14% Cr, 2.0-4.0% Fe, 2.0-2.8% B, 3.0-4.0% Si, balance Ni or NiCrBSi 74 15 with a hardness HRC of 55-60, containing 0.7- 1.0% C, 15- 17% Cr, 3.0-5.0% Fe, 2.8-3.6% B, 3.5-4.5% Si, balance Ni or NiCrBSi 74 14 with a hardness HRC of 50-55, containing max. 0.05% C, 13-15% Cr, 4.0-5.0% Fe, 2.6-3.6%
B, 4.0-5.0 % Si, Rest Ni oder NiCrBSi 65 25 mit einer Härte HRC von grösser oder gleich 60, enthaltend 0.8- 1.0 % C, 24-26 % Cr, max. 1% Fe, 3.0-3.8% B, 4.0-4.6 % Si, Rest Ni oder NiCrBSi 82 7 mit einer Härte HRC von grösser oder gleich 60, enthaltend maximal 0.06 %B, 4.0-5.0% Si, balance Ni or NiCrBSi 65 25 with a hardness HRC greater than or equal to 60, containing 0.8- 1.0% C, 24-26% Cr, max. 1% Fe, 3.0-3.8% B, 4.0-4.6% Si, balance Ni or NiCrBSi 82 7 with a hardness HRC greater than or equal to 60, containing a maximum of 0.06%
C, 6-9 % Cr, 2.5-3.5 % Fe, 2.5-3.5 % B, 4.0-4.6 % Si, Rest Ni oder NiCrWBSi 64 1 1 16 mit einer Härte HRC von grösser oder gleich 50, enthaltend 0.5- 0.6 % C, 10- 12 % Cr, 15- 17% W, 3.0-4.0 % Fe, 2.2- 2.8 % B, 3.0-3.6 % Si, Rest Ni oder NiCrCuMoBSi 67 17 3 3 mit einer Härte HRC von 60 -65, enthaltend 0. 5-0.8 % C, 16- 18 % Cr, 2-4 % Cu, 2-3 % Mo, 2.5 - 4.0 % Fe, 3.0-4.0% B, 4.0-4.6 % Si, Rest Ni oder NiCrCuMoWBSi 67 17 3 3 3 mit einer Härte HRC von 55 -60, enthaltend 0. 4-0.6 % C, 16- 18 % Cr, 2-4 % Cu, 2-3 % Mo, 2-3 % W, 3.0 - 5.0 % Fe, 3.4-4.0% B, 4.0-4.6 % Si, Rest Ni oder NiCoBSi 71 20 mit einer Härte HRC von 53 -58, enthaltend max. 0.05 % C, 19-21 % Co, max. 0.5 % Fe, 2.6-3.2% B, 4.0-5.0 % Si, Rest Ni oder C, 6-9% Cr, 2.5-3.5% Fe, 2.5-3.5% B, 4.0-4.6% Si, balance Ni or NiCrWBSi 64 1 1 16 with a hardness HRC greater than or equal to 50, containing 0.5- 0.6% C , 10-12% Cr, 15-17% W, 3.0-4.0% Fe, 2.2- 2.8% B, 3.0-3.6% Si, balance Ni or NiCrCuMoBSi 67 17 3 3 with one Hardness HRC of 60-65, containing 0. 5-0.8% C, 16-18% Cr, 2-4% Cu, 2-3% Mo, 2.5 - 4.0% Fe, 3.0-4.0% B, 4.0-4.6% Si, balance Ni or NiCrCuMoWBSi 67 17 3 3 3 with a hardness HRC of 55-60, containing 0. 4-0.6% C, 16-18% Cr, 2-4% Cu, 2-3% Mo, 2-3 % W, 3.0- 5.0% Fe, 3.4-4.0% B, 4.0-4.6% Si, balance Ni or NiCoBSi 71 20 with a hardness HRC of 53-58, containing max. 0.05% C, 19-21% Co, max. 0.5% Fe, 2.6-3.2% B, 4.0-5.0% Si, balance Ni or
CoCrNiMoBSi 40 18 27 5 mit einer Härte HRC von 55 -60, enthaltend max. 0.2 % C, 26-28 % Ni, 18-20 % Cr, 4-6 % Mo, max. 2.6 % Fe, 3.0-3.6% B, 3.0-3.6 % Si Rest Co, oder CoCrNiMoBSi 50 18 17 6 mit einer Härte HRC von 30 -40, enthaltend 0.1 - 0.3 % C, 17- 19 % Ni, 18-20 % Cr, 6-8 % Mo, max. 2.5 % Fe, 2.8-3.2% B, 3.3-3.7 % Si, Rest Co oder CoCrNiWBSi 53 20 13 7 mit einer Härte HRC von 40 -50, enthaltend 0.7 - 1.1 % C, 13- 16 % Ni, 18-21 % Cr, 6- 10 % W, max. 3 % Fe, 1.5-2.0% B, 2.0-2.5 % Si, Rest Co oder CoCrNiWBSi 47 19 15 13 mit einer Härte HRC von 48 -52, enthaltend 1.0 - 1.3 % C, 13- 16 % Ni, 19-20 % Cr, 12.5- 13.5 % W, max. 3 % Fe, 1.4-3.2% B, 2.0-3.6 % Si, Rest Co oder CoCrNiWBSi 45 19 15 15 mit einer Härte HRC von 48 -52, enthaltend 1.3 - 1.6 % C, 13- 16 % Ni, 19-20 % Cr, 14.5- 15.5 % W, max. 3 % Fe, 2.8-3.0% B, 2.7-3.5 % Si, Rest Co. CoCrNiMoBSi 40 18 27 5 with a hardness HRC of 55-60, containing max. 0.2% C, 26-28% Ni, 18-20% Cr, 4-6% Mo, max. 2.6% Fe, 3.0-3.6% B, 3.0-3.6% Si remainder Co, or CoCrNiMoBSi 50 18 17 6 with a hardness HRC of 30-40, containing 0.1-0.3% C, 17-19% Ni, 18-20% Cr, 6-8% Mo, max. 2.5% Fe, 2.8-3.2% B, 3.3-3.7% Si, balance Co or CoCrNiWBSi 53 20 13 7 with a hardness HRC of 40-50, containing 0.7-1.1% C, 13-16% Ni, 18-21% Cr, 6-10% W, max. 3% Fe, 1.5-2.0% B, 2.0-2.5% Si, balance Co or CoCrNiWBSi 47 19 15 13 with a hardness HRC of 48-52, containing 1.0 - 1.3% C, 13- 16% Ni, 19-20% Cr, 12.5-13.5% W, max. 3% Fe, 1.4-3.2% B, 2.0-3.6% Si, balance Co or CoCrNiWBSi 45 19 15 15 with a hardness HRC of 48-52, containing 1.3 - 1.6% C, 13- 16% Ni, 19-20% Cr, 14.5-15.5% W, max. 3% Fe, 2.8-3.0% B, 2.7-3.5% Si, Rest Co.
Eine Schicht mit dieser besonders bevorzugten A layer with this most preferred
Schichtzusammensetzung ist gekennzeichnet durch eine höhere Matrixhärte für Beschichtungen, einen guten Verbund des Layer composition is characterized by a higher matrix hardness for coatings, a good bond of the
metallischen Grundkörpers an den AI2O3 -ZrO2-Körnern sowie einem erhöhten Anteil an AI2O3 -ZrO2 im metallischen Grundkörper. metallic body on the AI2O3 -ZrO2 grains and an increased proportion of Al2O3 -ZrO2 in the metallic base body.
Das Bindermaterial kann somit NiCrBSi oder CoCrNiBSi enthalten. Insbesondere kann das Bindermaterial aus NiCrBSi bestehen. Das Bindermaterial kann auch aus CoCrNiBSi bestehen. Der Anteil an Bor kann für jede der in den vorhergehenden Sätzen genannten Alternativen mindestens 0.8 bis einschliesslich 4 Gew. % betragen. Der Anteil an Silizium kann mindestens 1.8 bis einschliesslich 5 Gew. % betragen. Durch die Verwendung der Elemente Bor und Silizium kann der Effekt des„Selbstfliessens" erreicht werden, was eine metallurgische Bindung der metallischen Matrix mit dem The binder material may thus contain NiCrBSi or CoCrNiBSi. In particular, the binder material may consist of NiCrBSi. The binder material may also consist of CoCrNiBSi. The proportion of boron may be for each of those mentioned in the preceding sentences Alternatives are at least 0.8 up to and including 4% by weight. The proportion of silicon may be at least 1.8 to 5% by weight. By using the elements boron and silicon, the effect of "self-fluxing" can be achieved, resulting in metallurgical bonding of the metallic matrix to the metal
Grundmaterial ergibt, was beim normalen thermischen Spritzen sonst nur durch„Aufschrumpfung" und mechanische  Basic material results in what normal thermal spraying otherwise only by "shrinkage" and mechanical
„Verklammerung" der überhitzten Partikel während des Aufpralls und Abkühlprozesses auf dem Grundkörper geschieht. Durch den Effekt des„Selbstfliessens" werden die sonst typischen "Clamping" of the overheated particles during the impact and cooling process on the base body is done by the effect of "self-flow" are the otherwise typical
Tropfengrenzen (Lamellen,„Splats") verschmolzen. Zielsetzung ist es, eine dichte, harte Beschichtung zu erreichen. Eine Droplet boundaries (fins, "splats") fused in. The objective is to achieve a dense, hard coating
Diffusionswärmebehandlung ist nach der Aufbringung der Schicht nicht notwendig. Diffusion heat treatment is not necessary after application of the layer.
Das Einlagematerial kann einen Volumenanteil von mindestens 10% bis zu 40% aufweisen. Im Vergleich zum Stand der Technik kann mit dem erfmdungsgemässen Verfahren ein höherer Volumenanteil erzielt werden. The insert material can have a volume fraction of at least 10% up to 40%. In comparison to the prior art, a higher volume fraction can be achieved with the method according to the invention.
Als Einlagematerial wird insbesondere ein Pulver verwendet, welches mittlere Korngrösse von mindestens 50 μπι aufweist. Besonders bevorzugt kann das Pulver eine mittlere Korngrösse von 70 μπι bis 200 μπι aufweisen. Insbesondere kann das Pulver eine mittlere Korngrösse von 70 bis 100 μπι aufweisen. The insert material used is in particular a powder which has an average particle size of at least 50 μm. Particularly preferably, the powder may have an average particle size of 70 μπι to 200 μπι. In particular, the powder may have a mean particle size of 70 to 100 μπι.
Ein Bauteil umfasst ein Substrat sowie eine verschleissfeste Schicht nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele. Bei dem Bauteil kann es sich beispielsweise um eine Schaufel, insbesondere um eine Schaufelspitze für eine Turbine, beispielsweise für eine Radial turbine für einen Turbolader handeln. Eine derartige Schaufel ist insbesondere geeignet für den Betrieb einer rotierenden A component comprises a substrate and a wear-resistant layer according to one of the preceding embodiments. The component may be, for example, a blade, in particular a blade tip for a turbine, for example, for a radial turbine for a turbocharger. Such a blade is particularly suitable for the operation of a rotating
Antriebsmaschine mit einer hohen Umfangsgeschwindigkeit. Drive machine with a high peripheral speed.
Derartige Umfangsgeschwindigkeiten können beispielsweise für Zweitaktmotoren für marinen Einsatz bis zu 500 m/s liegen. Die Schaufelspitzen stehen hierbei in Reibkontakt mit statischen Bauteilen, beispielsweise Gehäuseelementen, die Ablagerungen aufweisen, durch welche die Schaufelspitzen an den statischen Bauteilen streifen können. Um derartige Verunreinigungen von der Oberfläche der statischen Bauteile abstreifen zu können, ist eine abrasive Verschleissschutzschicht nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele erforderlich. Such peripheral speeds can be up to 500 m / s, for example, for two-stroke engines for marine use. The blade tips are in frictional contact with static components, such as housing elements, which have deposits through which the blade tips can rub against the static components. In order to strip such contaminants from the surface of the static components, an abrasive wear protection layer according to one of the preceding embodiments is required.
Beim Verfahren zum Beschichten eines Bauteils mit einer In the method for coating a component with a
verschleissbeständigen Schicht wird in einem ersten Schritt ein Pulver enthaltend ein Einlagematerial und ein Bindermaterial einer Vorrichtung zum thermischen Spritzen zugeführt. Das wear-resistant layer, a powder containing an insert material and a binder material is supplied to a device for thermal spraying in a first step. The
Bindermaterial enthält eine metallische Matrix und das Binder material contains a metallic matrix and the
Einlagematerial enthält eine oxidkeramische Verbindung. In einem zweiten Schritt wird das Pulver durch thermisches Spritzen auf das Bauteil aufgetragen, wodurch eine verschleissbeständige Schicht hergestellt wird. Die metallische Matrix bildet eine Hartmatrix mit einer Härte von 400 HV0.1 bis zu 850 HV0.1 vorzugsweise 400 HV0.1 bis zu 750 HV0.1 aus, und das Einlagematerial weist eine Härte von 1400 HV0.1 - 1800 HV0.1 auf. Insbesondere können für das Verfahren Einlagematerialien und / oder Bindermaterialien zum Einsatz kommen, wobei die Einlagematerialien und/ oder Insert material contains an oxide ceramic compound. In a second step, the powder is applied by thermal spraying on the component, whereby a wear-resistant layer is produced. The metallic matrix forms a hard matrix with a hardness of 400 HV0.1 up to 850 HV0.1, preferably 400 HV0.1 up to 750 HV0.1, and the insert material has a hardness of 1400 HV0.1 - 1800 HV0.1 , In particular, insert materials and / or binder materials can be used for the process, wherein the insert materials and / or
Bindermaterialien Komponenten gemäss mindestens einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele enthalten. Bevorzugt kommt eines der nachfolgend genannten thermischen Spritzverfahren zur Anwendung: ein Plasmaspritzverfahren oder ein Flammspritzverfahren . Binder materials contain components according to at least one of the preceding embodiments. Preferably, one of the thermal spraying methods mentioned below is used: a plasma spraying method or a flame spraying method.
Nach einem Ausführungsbeispiel wird die Beschichtung auf einer Turbinenschaufel aufgebracht. Die Turbinenschaufel weist eine Vorderseite (Saugseite) und eine Rückseite (Druckseite) auf.. Entlang der Turbinenschaufel strömt im Betriebszustand ein kompressibles, insbesondere gasförmiges Fluid, welches von einer Eintrittskante zu einer Austrittskante geführt wird. Die Eintrittskante bildet die fluideintrittsseitige Begrenzung der Vorderseite der Turbinenschaufel aus. Die Austrittskante bildet die fluidaustrittsseitige Begrenzung der Vorderseite der Turbinenschaufel aus. Die Vorderkante begrenzt die Schaufelspitze zur Saugseite hin, wobei die Beschichtung nach einem Ausführungsbeispiel derart aufgetragen wird, dass in der Nähe der Schaufelspitze (Schaufelaussenseite) auf der Vorderseite In one embodiment, the coating is applied to a turbine blade. The turbine blade has a front side (suction side) and a rear side (pressure side). Along the turbine blade, in the operating state, a compressible, in particular gaseous, fluid flows, which is guided from an inlet edge to an outlet edge. The leading edge forms the fluid inlet-side boundary of the front side of the turbine blade. The exit edge forms the fluid outlet-side boundary of the front side of the turbine blade. The leading edge defines the blade tip toward the suction side, wherein the coating according to an embodiment is applied such that in the vicinity of the blade tip (blade outer side) on the front side
(Saugseite) eine höhere Schichtdicke erreicht wird als in der Nähe des Schaufelgrunds (bzw. Schaufelfuss) . Nach einem (Suction side) a higher layer thickness is achieved than in the vicinity of the blade root (or blade root). After one
Ausführungsbeispiel kann der Schaufelgrund nicht beschichtet sein, das heisst der Schaufelgrund weist keine Beschichtung auf. Die Vorderseite wird auch als die Schaufelsaugseite bezeichnet. Die Beschichtung wird somit primär auf der Vorderkante oder Saugseite angebracht, sondern ähnlich wie bei einem Schneepflug randnah auf der vorlaufenden Schaufelfläche, das heisst der Schaufelspitze. Dabei kann die Vorderkante, insbesondere die Saugseite verstärkt Embodiment, the blade ground can not be coated, that is, the blade ground has no coating. The front side is also referred to as the vane suction side. The coating is thus applied primarily on the front edge or suction side, but similar to a snow plow close to the edge on the leading blade surface, that is, the blade tip. In this case, the front edge, in particular the suction side reinforced
beschichtet werden. Das heisst im Bereich der Vorderkante und/ oder der Saugseite liegt gemäss dieses Ausführungsbeispiels eine Schicht erhöhter Schichtdicke vor. Nachfolgend wird die Vorderkante oder Saugseite oder Druckseite, die mit einer Schicht versehen ist, als beschichtete Schaufeloberfläche bezeichnet. Die Schicht kann entlang der beschichteten Schaufeloberfläche eine variable Schichtdicke aufweisen. Insbesondere kann die Schichtdicke von der Schaufelspitze in Richtung Schaufelgrund abnehmen. be coated. That is, in the region of the leading edge and / or the suction side, according to this exemplary embodiment, there is a layer of increased layer thickness. Hereinafter, the leading edge or suction side or pressure side provided with a layer is referred to as a coated blade surface. The layer can be a variable along the coated blade surface Have layer thickness. In particular, the layer thickness may decrease from the blade tip in the direction of the blade root.
Durch geeignete Prozessführung werden entgegen dem By suitable process management are contrary to
Laserverfahren beim thermischen Spritzen alle Schaufelblätter simultan und mit gleicher Materialmenge beschichtet. Laser process during thermal spraying all blades coated simultaneously and with the same amount of material.
Die Keramik- und Metall-Anteile können in ihrer Zusammensetzung entweder vorab gemischt, oder während dem Prozess in The ceramic and metal components may either be premixed in their composition, or during the process in
gleichbleibender, an- oder absteigender Konzentration zu homogenen oder gradierten Schichten verarbeitet werden. Consistent, increasing or decreasing concentration to homogeneous or graded layers are processed.
Zusammenfassend ergeben sich folgende Vorteile der In summary, the following advantages of the
erfmdungsgemässen Schicht, welche mit einem einzigen Inventive layer, which with a single
Verfahrensschritt, nämlich mittels thermischem Spritzen, auf den Grundkörper oder das Substrat aufgetragen wird: Process step, namely by means of thermal spraying, is applied to the base body or the substrate:
Eine gute Anbindung an den Grundkörper oder das Substrat wird erreicht. Die Porosität des Bindermaterials, welches die metallische Matrix ausbildet, ist niedrig und geschlossen. Die durchschnittliche Härte von 750 HV0.1 liegt überraschend deutlich über den A good connection to the main body or the substrate is achieved. The porosity of the binder material forming the metallic matrix is low and closed. The average hardness of 750 HV0.1 is surprisingly well above the
üblicherweise mittels Laserauftragsschweissen erzielten Härten, die bei 420 HV0.1 liegen. Das Einlagematerial kann Härten im Bereich von 1 400 bis 1 800 HV0.1 aufweisen. Das Einlagematerial kann Partikel unterschiedlicher Korngrössenverteilung enthalten, denn die Korngrössenverteilung des Einlagematerials hat geringen Einfluss auf die Porosität, da durch das Aufschmelzen des Bindermaterials eine gute Einbindung der Partikel des Einlagematerials erfolgen kann, wodurch eine gute Benetzung sowie eine gute Verankerung der Partikel erzielbar ist. Der Anteil an Einlagematerial kann aus den genannten Gründen auch überraschenderweise bis auf ungefähr 40 Vol. % erhöht werden. Die Schicht kann eine hohe Rauigkeit aufweisen. (Ra = 8 bis 10 μπι). Hardnesses typically achieved by laser deposition welding, which are 420 HV0.1. The liner material may have hardnesses in the range of 1400 to 1800 HV0.1. The insert material may contain particles of different particle size distribution, because the particle size distribution of the insert material has little influence on the porosity, since the melting of the binder material can be a good integration of the particles of the insert material, whereby a good wetting and a good anchoring of the particles can be achieved. The proportion of insert material can also be surprisingly up to about 40 for the reasons mentioned above Vol.% Be increased. The layer may have a high roughness. (Ra = 8 to 10 μπι).
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele verwendeten The used to explain the embodiments
Zeichnungen zeigen: Drawings show:
Fig. 1 zeigt eine Teilansicht einer Schaufel, 1 shows a partial view of a blade,
Fig. 2 zeigt ein Detail der Schicht in einem Schnitt an der Stelle I-I, 2 shows a detail of the layer in a section at the point I-I,
Fig. 3 zeigt Al2O3 Partikel, 3 shows Al 2 O 3 particles,
Fig. 4 zeigt Al2O3 mit ZrO2 Partikel, 4 shows Al 2 O 3 with ZrO 2 particles,
Fig. 5 zeigt das Gefüge einer Schicht mit AI2O3 Einlagematerial, Fig. 6 zeigt das Gefüge einer Schicht mit AI2O3 mit ZrO2  Fig. 5 shows the structure of a layer with AI2O3 insert material, Fig. 6 shows the structure of a layer with Al2O3 with ZrO2
Einlagematerial .  Insert material.
Fig. 7 zeigt die Gefügestruktur des Einlagematerials AI2O3 / ZrO2 derFig. 7 shows the microstructure of the insert material AI2O3 / ZrO 2 of
Schicht gemäss Fig. 6 Layer according to FIG. 6
Fig. 8 zeigt einen Vergleich der Verschleissbeständigkeit von AI2O3 -8 shows a comparison of the wear resistance of Al 2 O 3 -
ZrO2 im Vergleich zu reinen AI2O3 oder AI2O3 -T1O2 ZrO2 compared to pure Al2O3 or Al2O3 -T1O2
Schleifmitteln.  Abrasives.
Grundsätzlich sind in den Zeichnungen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Basically, the same parts are given the same reference numerals in the drawings.
Wege zur Ausführung der Erfindung Ways to carry out the invention
Es wurde eine verschleissbeständige Schicht für ein Bauteil hergestellt. Die verschleissbeständige Schicht enthält ein A wear-resistant layer for a component was produced. The wear-resistant layer contains a
Einlagematerial und ein Bindermaterial, wobei das Bindermaterial eine metallische Matrix enthält. Das Bindermaterial ist ein selbstfliessendes Material mit hoher Fliessfähigkeit. Das Insert material and a binder material, wherein the binder material contains a metallic matrix. The binder material is a self-flowing material with high flowability. The
Einlagematerial enthält eine oxidkeramische Verbindung aus harten Oxidpartikeln aus AI2O3 - ZrO2, oder aus AI2O3 -T1O2. Die metallische Matrix bildet eine Hartmatrix mit einer Härte von 400 HV0.1 bis zu 750 HV0.1 aus, und das Einlagematerial weist eine Härte von 1400 HV0.1 bis zu 1800 HV0.1 auf. Die harten Oxidpartikel des Insert material contains an oxide-ceramic compound of hard oxide particles of Al 2 O 3 - ZrO 2, or of Al 2 O 3 -T1O 2. The metallic matrix forms a hard matrix with a hardness of 400 HV0.1 up to 750 HV0.1, and the insert material has a hardness of 1400 HV0.1 up to 1800 HV0.1. The hard oxide particles of the
Einlagematerials sind scharfkantige Körner, die eine Korngrösse von mindestens 100 μπι aufweisen. Einlagematerials are sharp-edged grains having a grain size of at least 100 μπι.
Versuchsbeispiel 1 Experimental Example 1
Mittels thermischem Spritzen wurde eine verschleissbeständige Schicht auf eine Schaufel gemäss Fig. 1 aufgetragen. Das By means of thermal spraying, a wear-resistant layer was applied to a blade according to FIG. The
Versuchsbeispiel gemäss Fig. 1 bis 4 wurde mit einem Bindermaterial NiCrSiB und einem Einlagematerial AI2O3 - ZrO2 durchgeführt. Experimental example according to FIGS. 1 to 4 was carried out with a binder material NiCrSiB and an insert material Al 2 O 3 - ZrO 2.
Fig. 1 zeigt eine Ansicht einer Vorderseite 2 eines Bauteils, 1 shows a view of a front side 2 of a component,
insbesondere einer Schaufel 1 , beispielsweise einer Turbinenschaufel, welche für eine Turbine eines Turboladers Verwendung finden kann. Auf der Vorderseite, der Saugseite 2 der Turbinenschaufel ist eine verschleissbeständige Schicht aufgetragen, die auch als Frontschicht bezeichnet wird. Die Rückseite 3 der Turbinenschaufel, die in particular a blade 1, for example a turbine blade, which can be used for a turbine of a turbocharger. On the front, the suction side 2 of the turbine blade, a wear-resistant layer is applied, which is also referred to as a front layer. The back 3 of the turbine blade, the
Druckseite, ist in der Darstellung nicht sichtbar. Die Saugseite 2 und die Druckseite 3 werden von aussen von der Schaufelspitze 6 begrenzt. Die Schaufelspitze 6 bildet mit der Saugseite 2 die Print page, is not visible in the illustration. The suction side 2 and the pressure side 3 are bounded from the outside by the blade tip 6. The blade tip 6 forms with the suction side 2 the
Vorderkante 4. Die Saugseite 2 wird von der Eintrittskante 7, der Austrittskante 8, der Schaufelspitze 6 und dem Schaufelfuss 5 begrenzt. Entlang der Saugseite 2 strömt im Betriebszustand ein kompressibles, insbesondere gasförmiges Fluid, welches von einer Eintrittskante 7 zu einer Austrittskante 8 geführt wird. Die Leading edge 4. The suction side 2 is bounded by the leading edge 7, the trailing edge 8, the blade tip 6 and the blade root 5. In the operating state, along the suction side 2, a compressible, in particular gaseous, fluid flows, which is guided from an inlet edge 7 to an outlet edge 8. The
Eintrittskante 7 bildet die fluideintrittsseitige Begrenzung der The leading edge 7 forms the fluid inlet-side boundary of
Vorderkante 4 der Turbinenschaufel 1 aus. Die Austrittskante 8 bildet die fluidaustrittsseitige Begrenzung der Vorderkante 4 der Turbinenschaufel aus. Front edge 4 of the turbine blade 1 off. The exit edge 8 forms the fluid outlet-side boundary of the leading edge 4 of the turbine blade.
Fig. 2 zeigt ein Detail der Schicht in einem Schnitt, der entlang der Schnittebene I-I verläuft, die im Wesentlichen normal zur Vorderseite verläuft. Die Porosität der Schicht beträgt ca. 2.3 %. Die harte Phase, das heisst das Einlagematerial hat eine Porosität von 15%. Hieraus kann gefolgert werden, dass die Körner aus AI2O3 - ZrO2 fast vollständig im Bindermaterial eingebettet sind und es durch die selbstfliessenden Eigenschaften des Bindermaterials zu einer sehr guten Anbindung des Einlagematerials in dem Bindermaterial einerseits kommt und andererseits eine sehr gute Anbindung der Schicht an das Grundmaterial erfolgt. Fig. 2 shows a detail of the layer in a section which runs along the sectional plane I-I, which extends substantially normal to the front. The porosity of the layer is about 2.3%. The hard phase, ie the insert material has a porosity of 15%. From this it can be concluded that the grains of Al 2 O 3 - ZrO 2 are embedded almost completely in the binder material and that due to the self-flowing properties of the binder material a very good binding of the liner material in the binder material on the one hand and on the other hand a very good bonding of the layer takes place to the base material ,
Fig. 3 ist eine Abbildung des Einlagematerials AI2O3. Fig. 4 ist eine Abbildung des Einlagematerials AI2O3 - ZrO2 in 50-facher Fig. 3 is an illustration of the insert material AI2O3. Fig. 4 is a picture of the insert material AI2O3 - ZrO2 in 50-fold
Vergrösserung, wobei die Darstellung nicht notwendigerweise die gemessenen Grössenordnungen im Massstab wiedergibt. Diese Einlagematerialen gemäss Fig. 3 oder Fig. 4 werden in dieser Form beispielsweise für das Sandstrahlen verwendet. Deutlich ist erkennbar, dass das AI2O3 eine kristalline Struktur hat. Diese kristalline Struktur bringt es mit sich, dass das Partikel bei wiederholten Aufprallereignissen fortwährend zerkleinert wird. Diese wiederholten Aufprallereignisse entsprechen Aufprallereignissen beim Sandstrahlen. Magnification, the representation does not necessarily reflect the measured magnitudes on a scale. These insert materials according to FIG. 3 or FIG. 4 are used in this form, for example for sandblasting. It can be clearly seen that the AI2O3 has a crystalline structure. This crystalline structure entails that the particle is continually crushed during repeated impact events. These repeated impact events correspond to impact events during sandblasting.
Das Einlagematerial AI2O3 - ZrO2 gemäss Fig. 4 liegt als Schüttgut mit scharfkantigen Partikeln vor, die aus einem feinkörnigen Gefüge bestehen. Die Mikrostruktur von AI2O3 - ZrO2 eine weist eine höhere Zähigkeit auf als ein Einlagematerial, welches aus AI2O3 besteht. Es kommt zu einer guten Umhüllung der Oberfläche des AI2O3 - ZrO2 mit dem Bindermaterial, wobei kaum Hohlräume zwischen dem Einlagematerial und dem Bindermaterial bestehen bleiben. Das Einlagematerial weist eine ähnliche Gefügestruktur auf, die auch für im Sandstrahlprozess verwendete Einlagematerialien vom Typ AI2O3 - ZrO2 gemessen worden ist. Das Bindermaterial weist nur eine niedrige Porosität auf. Die Tropfengrenzen, die bei Verwendung von AI2O3 für die Ausbildung von Lamellen sorgen, wie sie in Fig. 5 gezeigt sind, sind für AI2O3 - ZrO2 in Fig. 6 nicht mehr sichtbar, da das Bindermaterial vollständig aufgeschmolzen wird. The insert material AI2O3 - ZrO2 according to FIG. 4 is present as bulk material with sharp-edged particles which consist of a fine-grained structure. The microstructure of Al2O3 - ZrO2 one has a higher toughness than an insert material consisting of Al2O3. There is a good coating of the surface of the Al2O3 - ZrO2 with the binder material, whereby hardly any voids remain between the insert material and the binder material. The insert material has a similar microstructure, which has also been measured for insert materials of the type AI2O3-ZrO2 used in the sandblasting process. The binder material has only a low porosity. The drop boundaries, which provide for the formation of lamellae when using Al 2 O 3, as shown in FIG. 5, are no longer visible for Al 2 O 3 - ZrO 2 in FIG. 6, since the binder material is completely melted.
Fig. 7 zeigt eine Detailansicht aus Fig. 6. Die Abbildung zeigt einen Schliff eines AI2O3 - ZrO2 Partikels, in welchem eine Mikrostruktur sichtbar ist, welche die gute Anbindung der oxidischen Hartphase, zeigt. FIG. 7 shows a detail view from FIG. 6. The figure shows a section of an Al 2 O 3 -ZrO 2 particle in which a microstructure is visible, which shows the good bonding of the hard oxide phase.
Versuchsbeispiel 2 Experimental Example 2
Für das Ausführungsbeispiel wird Ni- 15Cr-5Si-4B mit einer For the embodiment, Ni-15Cr-5Si-4B is replaced with a
Korngrösse von -63 + 16 μπι verwendet. Das feinkörnige Material wird bevorzugt, weil es innerhalb eines einzigen Verfahrensschrittes aufgeschmolzen werden muss. Das Pulver mit der ausgewählten Zusammensetzung ist ein selbstfliessendes Material, welches beim Aufschmelzen gleichzeitig eine metallische Bindung mit dem Grain size of -63 + 16 μπι used. The fine-grained material is preferred because it must be melted within a single process step. The powder with the selected composition is a self-flowing material, which at the same time a metallic bond with the
Grundmaterial des Substrats eingeht und welches keine Base material of the substrate is received and which no
lamellenartige Struktur zeigt, welche einen Rissfortschritt lamellar structure showing which a crack progress
begünstigen könnte. Die Vickershärte HV0.3 des Bindermaterials als metallische Matrix gemessen nach dem thermischen Spritzvorgang wies einen Mittelwert von 747 HV0.1 auf. could favor. The Vickers hardness HV0.3 of the binder material as a metallic matrix measured after the thermal spraying process had an average value of 747 HV0.1.
Diese Härte liegt um den Faktor 1.8 über den Härtewerten, die mittels Laserauftragsschweissen erzielt werden können. Als Einlagematerial wurden entweder AI2O3 mit ZrO2 oder nur AI2O3 verwendet. Die Partikel werden üblicherweise erzeugt, indem sie zusammengeschmolzen werden und dann zerbrochen, sodass sie eine scharfkantige Oberfläche aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass die Schicht, in welcher AI2O3 mit ZrO2 als Einlagematerial verwendet wird, gegenüber der Schicht, in welcher nur AI2O3 als Einlagematerial verwendet wird, eine um einen Faktor 2 erhöhte Lebensdauer aufweist. This hardness is 1.8 times higher than the hardness values that can be achieved by laser deposition welding. The insert material used was either Al 2 O 3 with ZrO 2 or only Al 2 O 3. The particles are usually produced by melting together and then broken to have a sharp-edged surface. It has been found that the layer in which Al 2 O 3 is used with ZrO 2 as the insert material, compared to the layer in which only Al 2 O 3 is used as the insert material, has a lifetime increased by a factor of 2.
Fig. 8 zeigt einen Vergleich der Verschleissbeständigkeit eines AI2O3 - ZrO2 Schleifmittels in Pulverform im Vergleich zu AI2O3 Schleifmitteln 1 1 , 12 sowie einem AI2O3 - T1O2 Schleifmittel 13. Für diese Figure 8 shows a comparison of the wear resistance of a powdered AI2O3 - ZrO2 abrasive compared to AI2O3 abrasives 11, 12 and an Al2O3 - T1O2 abrasive 13
Schleifmittel wurde ein Verschleisstest durchgeführt. In einem derartigen Verschleisstest wird Beständigkeit des Schleifmittels gegen Risse sowie Zerkleinerung durch Bruch ermittelt. Die vertikale Achse enthält den Anteil an ganzen Körnern im Schleifmittel, die horizontale Achse die Anzahl der Verschleissereignisse. Die Abrasive was carried out a wear test. In such a wear test, resistance of the abrasive to cracks and crushing by breakage is determined. The vertical axis contains the proportion of whole grains in the abrasive, the horizontal axis the number of wear events. The
Verschleissbeständigkeit wird als die Anzahl ganzer Körner des Schleifmittels definiert, die nach einer Anzahl von Stössen noch vorhanden sind. Schleifmittel 13 zeigt die geringste Wear resistance is defined as the number of entire grains of abrasive present after a number of impacts. Abrasive 13 shows the lowest
Verschleissbeständigkeit, Schleifmittel 10 die grösste Wear resistance, abrasives 10 the largest
Verschleissbeständigkeit. Das Schleifmittel 10 besteht aus eA Ö3 - ZrÖ2. Die Schleifmittel 1 1 , 12, 13 sind Pulver, die entweder aus AI2O3 (Schleifmittel 12, Edelkorund) bestehen, eine Mischung aus AI2O3 - ZrO2 und Keramiken enthalten (Schleifmittel 1 1) oder aber einen Anteil an T1O2 aufweisen (Schleifmittel 13, brauner Korund). Diese Ergebnisse zeigen somit die von Beltzung et al. ermittelten Wear resistance. The abrasive 10 consists of eA Ö3 - ZrÖ2. The abrasives 1 1, 12, 13 are powders consisting either of Al 2 O 3 (abrasive 12, high-grade corundum), a mixture of Al 2 O 3 - ZrO 2 and ceramics (abrasive 1 1) or have a proportion of T1O2 (abrasive 13, brown Corundum). These results thus show those of Beltzung et al. identified
Auswirkungen der niedrigen Bruchzähigkeit von AI2O3 für Effects of low fracture toughness of AI2O3 for
Schleifmittel und insbesondere AI2O3 - T1O2 Schleifmittel im Vergleich zu AI2O3 - ZrO2 Schleifmittel, deren Körnung sich im Verschleisstest als am beständigsten gegen Risse, Bruch oder Zerkleinerung erwiesen hat. Es ist auch bekannt (siehe beispielsweise Abrasives and in particular Al2O3 - T1O2 abrasives in comparison to Al2O3 - ZrO2 abrasives whose grain size is subject to wear test has proven to be most resistant to cracking, breakage or crushing. It is also known (see for example
http://www.idsblast.com abrasive-blasting.media) dass ein AI2O3 Schleifmittel eine höhere Härte und eine niedrigere Bruchzähigkeit aufweist als ein AI2O3 - T1O2 Schleifmittel, wobei das AI2O3 Schleifmittel durch eine höhere Reinheit gekennzeichnet ist, bessere Schneideigenschaften, eine Fähigkeit des Schleifmittels zur eigenständigen Schärfung, eine niedrigere Wärmeentwicklung, höhere thermische Stabilität sowie höhere Beständigkeit gegen Säuren und Basen aufweist. Zudem ist ein Einfluss der Korngrösse des Schleifmittels auf die http://www.idsblast.com abrasive-blasting.media) that an AI2O3 abrasive has higher hardness and lower fracture toughness than an AI2O3-T1O2 abrasive, with the AI2O3 abrasive being characterized by higher purity, better cutting properties, a capability the abrasive for self-sharpening, a lower heat, higher thermal stability and higher resistance to acids and bases has. In addition, an influence of the grain size of the abrasive on the
Verschleissbeständigkeit gegeben, da sich in kleineren Körnern Risse weniger schnell ausbreiten oder durch die geringere Korngrösse die lokale Rissausbreitung geringeren Einfluss auf die Wear resistance given, as in smaller grains cracks propagate less quickly or due to the smaller grain size, the local crack propagation has less impact on the
Verschleissbeständigkeit des Schleifmittels aufweist. Sämtliche Kurven der Fig. 8 zeigen mit zunehmender Anzahl Wear resistance of the abrasive has. All curves of Fig. 8 show with increasing number
Verschleissereignisse eine geringere Zerkleinerungsrate der Körner. Wear events a lower rate of comminution of the grains.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Eine verschleissbeständige Schicht für ein Bauteil , wobei die 1. A wear-resistant layer for a component, wherein the
Schicht ein Einlagematerial und ein Bindermaterial enthält, wobei das Bindermaterial eine metallische Matrix enthält und das Einlagematerial eine oxidkeramische Verbindung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlagematerial eine  Layer contains an insert material and a binder material, wherein the binder material contains a metallic matrix and the insert material contains an oxide-ceramic compound, characterized in that the insert material a
Verbindung aus AI2O3 - ZrO2 oder AI2O3 - T1O2 enthält, wobei die metallische Matrix eine Hartmatrix mit einer Härte von 400 HV0.1 bis zu 850 HV0.1 ausbildet, und dass das Einlagematerial eine Härte von 1400 HV0.1 bis zu 1800 HV0.1 aufweist.  Compound of Al2O3 - ZrO2 or Al2O3 - contains T1O2, wherein the metallic matrix forms a hard matrix with a hardness of 400 HV0.1 up to 850 HV0.1, and that the insert material has a hardness of 1400 HV0.1 up to 1800 HV0.1 having.
2. Eine Schicht nach Anspruch 1 , wobei die Hartmatrix eine Härte von 600 HV0.1 bis zu 850 HV0.1 aufweist. 2. A layer according to claim 1, wherein the hard matrix has a hardness of 600 HV0.1 up to 850 HV0.1.
3. Eine Schicht nach Anspruch 1 oder 2, wobei die metallische 3. A layer according to claim 1 or 2, wherein the metallic
Matrix eine Porosität von höchstens 5 % aufweist, insbesondere höchstens 3 % aufweist.  Matrix has a porosity of at most 5%, in particular at most 3%.
4. Eine Schicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einlagematerial einen Volumenanteil von mindestens 1% bis einschliesslich 40% aufweist. 4. A layer according to any one of the preceding claims, wherein the insert material has a volume fraction of at least 1% up to and including 40%.
5. Eine Schicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einlagematerial als Pulver vorliegt, wobei das Pulver eine mittlere Korngrösse von mindestens 50 μπι aufweist. 5. A layer according to any one of the preceding claims, wherein the insert material is present as a powder, wherein the powder has an average particle size of at least 50 μπι.
6. Eine Schicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einlagematerial als Pulver vorliegt, wobei das Pulver eine mittlere Korngrösse von 70 μπι bis 200 μπι aufweist. 6. A layer according to any one of the preceding claims, wherein the insert material is present as a powder, wherein the powder has an average particle size of 70 μπι to 200 μπι.
7. Eine Schicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bindermaterial NiCrBSi enthält. 7. A layer according to any one of the preceding claims, wherein the binder material contains NiCrBSi.
8. Eine Schicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bindermaterial CoCrNiBSi enthält. 8. A layer according to any one of the preceding claims, wherein the binder material contains CoCrNiBSi.
9. Eine Schicht nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei der Anteil an Bor mindestens 0.8 bis einschliesslich 4 Gew % beträgt. 9. A layer according to claim 7 or claim 8, wherein the proportion of boron is at least 0.8 to 4 wt% inclusive.
10. Eine Schicht nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der 10. A layer according to any one of claims 7 to 9, wherein the
Anteil an Silizium mindestens 1.8 bis einschliesslich 5 Gew % beträgt.  Proportion of silicon is at least 1.8 up to and including 5% by weight.
1 1. Bauteil umfassend ein Substrat sowie eine Schicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bauteil insbesondere eine Schaufelspitze einer Turbinenschaufel ist. 1 1. Component comprising a substrate and a layer according to one of the preceding claims, wherein the component is in particular a blade tip of a turbine blade.
12. Verfahren zum Beschichten eines Bauteils mit einer 12. A method for coating a component with a
verschleissbeständigen Schicht wobei in einem ersten Schritt ein Pulver enthaltend ein Einlagematerial und ein Bindermaterial einer Vorrichtung zum thermischen Spritzen zugeführt wird, wobei das Bindermaterial eine metallische Matrix enthält und das Einlagematerial eine oxidkeramische Verbindung enthält, wobei das Einlagematerial eine Verbindung aus AI2O3 - ZrO2 oder AI2O3 - T1O2 enthält, wobei in einem zweiten Schritt das Pulver durch thermisches Spritzen auf das Bauteil aufgetragen wird, wodurch eine verschleissbeständige Schicht hergestellt wird, wobei die metallische Matrix eine Hartmatrix mit einer Härte von 400 HVO. l bis zu 850 HVO. l ausbildet, und das Einlagematerial eine Härte von 1400 HVO. l bis zu 1800 HVO. l aufweist. a wear-resistant layer, wherein in a first step a powder comprising an insert material and a binder material is fed to a thermal spraying device, the binder material containing a metallic matrix and the insert material containing an oxide-ceramic compound, the insert material being a compound of Al 2 O 3 - ZrO 2 or Al 2 O 3 - T1O2, wherein in a second step, the powder is applied by thermal spraying on the component, whereby a wear-resistant layer is produced, wherein the metallic matrix, a hard matrix having a hardness of 400 HVO. l up to 850 HVO. l forms and the insert material has a hardness of 1400 HVO. l up to 1800 HVO. l has.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das thermische Spritzen durch ein Plasmaspritzverfahren oder ein Flammspritzverfahren erfolgt. 13. The method of claim 12, wherein the thermal spraying is carried out by a plasma spraying method or a flame spraying method.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Beschichtung auf einer Turbinenschaufel (1) insbesondere einer Schaufelspitze (6) einer Turbinenschaufel für einen Turbolader aufgebracht wird. 14. The method of claim 12 or 13, wherein the coating is applied to a turbine blade (1), in particular a blade tip (6) of a turbine blade for a turbocharger.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Turbinenschaufel (1) eine Saugseite (2) und eine Druckseite (3) aufweist, welche von aussen von einer Schaufelspitze (6) begrenzt werden und die Saugseite (2) und die Schaufelspitze (6) eine Vorderkante (4) bilden, wobei die Beschichtung derart aufgetragen wird, dass auf der Schaufelspitze (6) über die Vorderkante (4) oder auf der Saugseite (2) oder auf der Druckseite (3) eine Schicht aufgetragen wird, wobei die Schicht eine Schichtdicke aufweist, welche in Richtung eines Schaufelgrunds (5) abnimmt. 15. The method of claim 14, wherein the turbine blade (1) has a suction side (2) and a pressure side (3), which are bounded from the outside of a blade tip (6) and the suction side (2) and the blade tip (6) Forming the leading edge (4), wherein the coating is applied such that on the blade tip (6) over the front edge (4) or on the suction side (2) or on the pressure side (3), a layer is applied, wherein the layer has a layer thickness which decreases in the direction of a blade root (5).
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Turbinenschaufel (1) nur im Bereich der Vorderkante (4) auf der Saugseite (2) 16. The method according to claim 15, wherein the turbine blade (1) only in the region of the front edge (4) on the suction side (2).
beschichtet wird.  is coated.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei die Turbinenschaufel (1) im Bereich der Schaufelspitze (6) auf der Saugseite (2) und auf der Druckseite (3) beschichtet wird. 17. The method according to any one of claims 15 or 16, wherein the turbine blade (1) in the region of the blade tip (6) on the suction side (2) and on the pressure side (3) is coated.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der 18. The method according to any one of claims 15 to 17, wherein the
Schaufelgrund (5) keine Beschichtung aufweist.  Blade ground (5) has no coating.
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