Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Beschichtung für oder an einem Bauteil, insbesondere für oder an einer Schaufel für eine Strömungsmaschine, und auf ein Verfahren zum Beschichten eines Bauteils. Axialverdichter und Gasturbinen, wie sie beispielsweise in Gasturbinentriebwerken für Luftfahrzeuge oder andere mobile oder stationäre Anwendungen verwendet werden, umfassen in der Regel mehrere Stufen mit rotierenden Laufschaufeln bzw. Rotorschaufeln und feststehenden Leitschaufeln bzw. Statorschaufeln. Die Rotorschaufeln sind mit einem Rotor starr verbunden und rotieren mit diesem mit hoher Drehzahl um eine Achse.

Ein wesentliches Merkmal von Axialverdichtern und Gasturbinen sind die Druckdifferenzen, die zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite jedes Schaufelkranzes existieren. Jeder Druckverlust am äußeren Rand eines Rotorschaufelkranzes oder am inneren Rand eines Statorschaufelkranzes mindert den Wirkungsgrad.

Aufgrund hoher Drehzahlen, teilweise hoher Temperaturen, radialer und axialer Auslenkungen, die aus Vibrationen und unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten und Temperaturen der beteiligten Bauteile herrühren, werden überwiegend Labyrinthdichtungen bzw. Spaltdichtungen verwendet. Beispielsweise greift eine Dichtfinne am rotierenden Bauteil in eine Nut am ruhenden Bauteil ein oder umgekehrt.

Die genauen Abmessungen der Dichtfinne und vor allem der Nut werden oft nicht bereits bei der Fertigung eingestellt bzw. geschaffen. Vielmehr gräbt sich beispielsweise eine Schaufelspitze während eines Einlaufvorgangs der Strömungsmaschine in einen Einlaufbe- lag ein und bildet so dort die korrespondierende Nut. Dazu weist die Schaufelspitze eine abrasive Beschichtung auf. Aus der EP 0 270 785 A2 ist eine Beschichtung einer Schaufelspitze mit einem Gemisch aus Pulvern zweier MCrAlY-Legierungen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten bekannt. Die Beschichtung wird auf eine Temperatur über der Schmelztemperatur der einen und unter der Schmelztemperatur der andere MCrAlY-Legierung erwärmt.

Aus der WO 2007/115551 Al ist eine Schaufelspitzenpanzerung mit einer metallischen Haftschicht und einer metallischen Deckschicht bekannt. Die metallische Deckschicht weist abrasive Partikel auf, die in ein metallisches Matrixmaterial eingebettet sind. Die metallische Haftschicht und das metallische Matrixmaterial sind jeweils aus einem MCrA- IY- Werkstoff gebildet.

Aus der US 5,359,770 ist ein Verfahren zum Verbinden einer abrasiven Schicht mit einer Schaufelspitze einer Gasturbine bekannt. Die abrasive Schicht enthält Aluminiumoxid- Partikel, die mit einer dünnen Schicht eines reaktiven Materials beschichtet sind.

Aus der WO 2008/135803 Al ist ein Verfahren zum Beschichten einer Rotorblattspitze einer Gasturbine bekannt, bei dem zunächst eine Schicht aus einem Pulver einer Legierung mit einem hohen Schmelzpunkt und abrasiven Partikeln und dann eine Schicht aus einem Pulver einer Legierung mit einem niedrigen Schmelzpunkt aufgebracht werden. Beide werden dann auf eine Temperatur über der niedrigen und unter der hohen Schmelztemperatur erwärmt.

Aus der US 7,063,250 B2 sind eine Lötbeschichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Schaufelspitzenpanzerung bekannt. Die Lötbeschichtung umfasst eine metallische Lotschicht, die mit Bor versetzt ist, und eine darauf aufgebrachte Materialschicht, die in einen Binder eingebettete CBN-Schleifpartikel und MCrAlY-Teilchen enthält. Diese Schichtformation wird in Form eines Klebebandes auf die Schaufelspitze aufgebracht und zusammen mit der Rotorschaufel in einem Vakuumofen auf etwa 600°C erhitzt, bis sich der Binder der Materialschicht verflüchtigt hat. Anschließend wird der Ofen über die Schmelztemperatur des Lots erhitzt (etwa 1000°C), und das verflüssigte Lot dringt in die Materialschicht ein. Das Bor der Lotschicht diffundiert in die MCrAlY-Teilchen und senkt deren Schmelztemperatur. Die MCrAlY-Teilchen werden dadurch in einen geschmolzenen Zustand überfuhrt, was eine Vermischung der MCrAlY-Legierung mit dem bereits flüssigen Lot ermöglicht. Wenn dieser Vorgang abgeschlossen ist, entsteht nach dem Abkühlen eine feste Schicht mit CBN-Schleifpartikeln, die in eine MCrAlY-Matrix eingebettet sind. Mit der Erwärmung der Schaufelspitze besteht aber weiterhin die Gefahr des Anschmel- zens oder Kristallisierens des Schaufelspitzenmaterials.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Beschichtung für eine Schaufelspitze einer Strömungsmaschine und ein verbessertes Verfahren zum Beschichten einer Schaufelspitze einer Strömungsmaschine zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beruhen auf der Idee, ein Bauteil mit einem - insbesondere auch bei hohen Temperaturen über einen Korrosionsschutz verfügenden - Matrixmaterial und in das Matrixmaterial eingebetteten beschichteten Hartstoffpartikeln, die zumindest kubisches Bornitrid oder Siliziumnitrid oder Siliziu- maluminiumoxynitrid enthalten, zu beschichten.

Das Matrixmaterial ist ein für die Einbettung der beschichteten Hartstoffpartikel geeignetes Material, insbesondere ein auch bei hohen Temperaturen über einen Korrosionsschutz verfügendes Material, beispielsweise eine MCrAlY-Legierung. Die beschichteten Hartstoffpartikel können in das reine Matrixmaterial eingebettet werden bzw. sein, oder auch in ein Gemisch aus dem Matrixmaterial und einem anderen Material, beispielsweise einem Lot. Im Fall einer Einbettung der beschichteten Hartstoffpartikel in ein Gemisch aus dem Matrixmaterial und dem Lot kann dieses Gemisch ein homogenes bzw. einphasiges Gemisch oder ein heterogenes bzw. mehrphasiges Gemisch sein. Im Fall eines mehrphasigen Ge- mischs liegt das Matrixmaterial beispielsweise in Form von Partikeln bzw. eines Pulvers vor, das in das Lot eingebettet ist, wobei wesentliche Eigenschaften wie der Korrosionsschutz durch das Matrixmaterial bestimmt werden. Dabei können Bestandteile des Mat- rixmaterials in das Lot und/oder Bestandteile des Lots in das Matrixmaterial diffundiert sein.

Die Beschichtung der einzelnen Hartstoffpartikel ist insbesondere ausgewählt und ausge- bildet, um eine stoffschlüssige Verbindung der Hartstoffpartikel mit dem Matrixmaterial zu erleichtern. Dazu sind die Hartstoffpartikel beispielsweise mit einem Material beschichtet, das mit dem Matrixmaterial und/oder gegebenenfalls mit einem für die Beschichtung verwendeten Lot chemisch reagiert, das zu dem Matrixmaterial oder gegebenenfalls zu dem Lot chemisch ähnlich ist oder das zwar weder mit dem Matrixmaterial noch gegebe- nenfalls mit dem Lot chemisch reagiert, aber aufgrund seiner chemischen und physikalischen Eigenschaften von dem Matrixmaterial bzw. gegebenenfalls von dem Lot benetzt wird.

Die Beschichtung der Hartstoffpartikel weist beispielsweise zumindest entweder Ti, Cr, Hf, ein anderes reaktives Element, Ni, Co, Al oder Fe auf. Die Beschichtung kann ausschließlich oder fast ausschließlich eines oder mehrere der genannten Elemente aufweisen, wobei die Summe der Massenanteile weiterer Elemente unter 10 % oder unter 5 % oder unter 1 % liegt. Alternativ weist die Beschichtung eine Legierung mit einem oder mehreren der genannten Elemente als Hauptlegierungskomponenten auf, wobei insbesondere die Massenanteile aller weiteren Elemente oder sogar die Summe der Massenanteile aller weiteren Elemente kleiner als die Massenanteile der Hauptlegierungskomponenten sind.

Die Beschichtung weist beispielsweise eine Dicke von höchstens 50 μm oder von höchstens 20 μm oder von höchstens 10 μm auf. Für viele Anwendungen ist eine Beschichtung vorteilhaft, deren Masse nicht größer ist als die des unbeschichteten Hartstoffpartikels. Die Beschichtung wird insbesondere mittels CVD (chemical vapor deposition = chemische Gasphasenabscheidung), PVD (physical vapor deposition = physikalische Gasphasenab- scheidung) oder galvanisch auf die Hartstoffpartikel aufgebracht. Ein Vorteil dieser Beschichtung besteht darin, dass die hervorragenden und insbesondere für einen Einsatz an Schaufeln von Strömungsmaschinen bei der Anmelderin bewährten Eigenschaften von kubischem Bornitrid, Siliziumnitrid und Siliziumaluminiumoxynitrid als Hartstoffpartikel nunmehr mit einer festen Einbindung in das Matrixmaterial kombinierbar sind. Damit sinkt das Risiko eines Anschmelzens oder Rekristallisierens des Materials des Bauteils. Dies ist gerade bei den heute für thermisch und mechanisch hoch belastete Schaufeln von Gasturbinen oder anderen Strömungsmaschinen verwendeten gerich- tet erstarrten oder monokristallinen Materialien von hoher Bedeutung. Gleichzeitig oder alternativ kann durch die Beschichtung der Hartstoffpartikel deren Einbindung in das Stoffgefüge der Beschichtung, insbesondere in das Matrixmaterial und/oder das Lot verbessert werden. Die beschichteten Hartstoffpartikel aus kubischem Bornitrid, Siliziumnitrid oder Siliziu- maluminiumoxynitrid können in eine Schicht eingebunden bzw. eingebettet sein, die von den beschichteten Hartstoffpartikeln abgesehen im Wesentlichen nur aus dem massiven Matrixmaterial - beispielsweise einer MCrAlY-Legierung - besteht. Alternativ liegt das Matrixmaterial ursprünglich als Pulver vor, das zumindest an der Oberfläche der Beschich- tung mit den Hartstoffpartikeln gemischt ist.

Zur Bindung der Schicht aus dem Pulver des Matrixmaterials und den Hartstoffpartikeln kann ein Lot verwendet werden, das zumindest nach dem Aufbringen der Beschichtung auf das Bauteil und einer entsprechenden thermischen Behandlung die Pulverpartikel des Mat- rixmaterials und die beschichteten Hartstoffpartikel benetzt und die offenporige Struktur der Partikel vollständig durchdringt, so dass die Pulverpartikel des Matrixmaterials und die Hartstoffpartikel in der fertig gestellten Beschichtung in das Lot eingebettet sind. Zur Herstellung dieses Gefüges muss lediglich das Lot, nicht jedoch das Matrixmaterial, aufgeschmolzen werden. Auch dadurch kann die thermische Belastung des Bauteils bei der Be- Schichtung drastisch reduziert werden.

Unabhängig davon, ob das Matrixmaterial als Pulver oder in anderer solider Form vorliegt, kann die Beschichtung ein Lot zum stoffschlüssigen Verbinden des Matrixmaterials mit dem Bauteil bzw. einer Oberfläche des Bauteils umfassen. Das Lot ist insbesondere ein Cobaltbasis-Lot mit einem Cobalt-Massenanteil von mindestens 30 % oder mindestens 40 %, bevorzugt mit einem Cobalt-Massenanteil zwischen 50 % und 60 %, insbesondere 55,6 %. Unabhängig von der Zusammensetzung des Lots ist es für viele Anwendungen vorteil- haft, wenn die Solidustemperatur des Lots unter den Solidustemperaturen des Matrixmaterials und der Hartstoffpartikel liegt.

Das Matrixmaterial und das Lot können so gewählt sein, dass bei einer vorbestimmten 5 Temperatur über der Solidustemperatur des Lots und unter der Solidustemperatur des Matrixmaterials zumindest entweder Bestandteile des Matrixmaterials (28) in das Lot (23) oder Bestandteile des Lots (23) in das Matrixmaterial (28) diffundieren. Dies kann bis zu einem Durchlegieren von Matrixmaterial und Werkstoff des Lots und zur Bildung einer neuen Legierung gehen. Dadurch können die Materialeigenschaften des Lots und die stoff- o schlüssige Verbindung zwischen dem Lot und den Pulverpartikeln des Matrixmaterials weiter verbessert werden. Das Matrixmaterial weist beispielsweise folgende Massenanteile auf: 22 % ± 5 % (insbesondere ca. 22,5 %) Cr; 10 % ± 2 % (insbesondere ca. 10 %) Al; 0,5 % bis 1,5 % Y. Verbleibende Massenanteile können durch beliebige Metalle oder auch Nichtmetalle gebildet werden, im Fall des Matrixmaterials insbesondere Ni.

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Die Beschichtung kann eine Schichtstruktur mit einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht umfassen, wobei die erste Schicht das Lot aufweist und wobei die zweite Schicht das Matrixmaterial oder das Matrixmaterial und die Hartstoffpartikel aufweist. Die Schichtstruktur kann ferner eine dritte Schicht, deren Zusammensetzung sich von den Zu- o sammensetzungen der ersten Schicht und der zweiten Schicht unterscheidet, und die zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet ist, umfassen. Die dritte Schicht und/oder auch eine vierte oder fünfte oder weitere Schicht weisen beispielsweise jeweils eine Mischung aus Lot und einem Matrixwerkstoff oder eine Mischung aus einem Lot, einem Matrixwerkstoff und einem Hartstoff (insbesondere in Partikelform) auf. Alter-5 nativ können in der dritten, vierten, fünften oder weiteren Schicht beispielsweise andere Legierungen als Lot, Matrixwerkstoff oder Hartwerkstoff vorliegen. Beispielsweise durch Verwendung unterschiedlicher Partikelfraktionen in unterschiedlichen Schichten können positive Eigenschaften bezüglich Segregationseffekten erzielt werden. Alternativ oder zusätzlich ist die Einstellung eines optimierten Wärmeausdehnungssystems möglich.

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Obwohl ein solcher mehrlagiger Aufbau aus - eine Klebeschicht zur vorläufigen Fixierung vor einer thermischen Behandlung nicht mitgezählt - drei oder mehr Schichten herkömm- lieh wegen des erhöhten Fertigungsaufwands bislang nicht in Betracht gezogen wurde, wurde festgestellt, dass gerade mit einem solchen mehrlagigen Aufbau der Beschichtung besonders definierte und vorteilhafte Eigenschaften der Beschichtung erzielbar sind.

5 Alternativ kann die Beschichtung jedoch auch eine in Richtung ihrer Dicke kontinuierliche vorbestimmte Variation der Zusammensetzung aufweisen. Ferner kann die Beschichtung alternativ oder zusätzlich eine in lateraler Richtung bzw. in Richtung parallel zu der Beschichtung und senkrecht zur Richtung der Dicke der Beschichtung kontinuierliche vorbestimmte Variation der Zusammensetzung aufweisen. Eine laterale Variation der Zusam- o mensetzung ermöglicht beispielsweise eine laterale Variation der abrasiven Eigenschaften oder anderer Eigenschaften der Beschichtung. Beispielsweise nimmt der Anteil des Lots von der dem Bauteil zugewandten Seite zu der vom Bauteil abgewandten Seite ab, der Anteil der Hartstoffpartikel nimmt in der gleichen Richtung zu und der Anteil des Matrixmaterials weist dazwischen ein Maximum auf. Eine derartige kontinuierliche Variation der5 Zusammensetzung ermöglicht ein besonders festes Gefüge mit einem besonders geringen Risiko eines Ablösens einzelner Schichten.

Die Beschichtung kann die oben beschriebenen Eigenschaften sowohl vor dem Aufbringen auf das Bauteil (beispielsweise in Form eines Bands, insbesondere Klebebands, oder einer o Folie, insbesondere Klebefolie) als auch nach dem Aufbringen oder nach einer thermischen

Behandlung zur stoffschlüssigen Verbindung mit dem Bauteil aufweisen.

Die vorliegende Erfindung umfasst ferner eine Schaufel für eine Strömungsmaschine mit einer der oben beschriebenen Beschichtungen an einer Schaufelspitze (die eine Anstreifflä-5 che sein kann) und/oder an einer anderen Anstreiffläche. Die Beschichtung kann dort insbesondere als Verschleißschutz wirken.

Bei einem Verfahren zum Beschichten einer Schaufel für eine Gasturbine oder eine andere Strömungsmaschine werden ein Matrixmaterial und Hartstoffpartikel, die zumindest ent-0 weder kubisches Bornitrid oder Siliziumnitrid oder Siliziumaluminiumoxynitrid enthalten und beschichtet sind, auf das Bauteil aufgebracht und durch lokales Erwärmen der Schaufelspitze das Matrixmaterial und die Hartstoffpartikel mit dem Bauteil stoffschlüssig gefügt bzw. verbunden. Das lokale Erwärmen bzw. Erhitzen der Schaufelspitze erfolgt beispielsweise durch ohmsche Verluste induktiv induzierter Wirbelstromfelder.

Das stoffschlüssige Fügen umfasst beispielsweise ein Aufschmelzen eines Lots, ein Benet- zen zumindest des Bauteils und des Matrixmaterials, optional auch der beschichteten Hartstoffpartikel, durch das Lot und ein Erstarren des Lots. Durch Diffusion von Bestandteilen des Lots und/oder des Matrixmaterials und/oder des Materials der Hartstoffpartikel kann eine teilweise oder vollständige Homogenisierung hinsichtlich der Zusammensetzung erfolgen. Dadurch können eine oder mehrere neue Legierungen entstehen, die andere SoIi- dus- und/oder Liquidus-Temperaturen aufweisen. Möglich ist beispielsweise das isotherme Erstarren des Systems aus Lot und Matrixwerkstoff.

Das Aufbringen des Matrixmaterials und der Hartstoffpartikel kann ein Aufbringen eines Bands, eines Drahts, eines Schaums oder einer Folie mit dem Matrixmaterial den Hart- stoffpartikeln und optional dem Lot umfassen. Sowohl das Matrixmaterial als auch das optionale Lot liegt insbesondere jeweils in einem festförmigen Aggregatszustand vor, beispielsweise als Pulver oder in Form eines Bands, eines Drahts, eines Schaums, einer Folie oder eines anderen Halbzeugs. Bereits vor oder auch nach dem stoffschlüssigen Verbinden, gegebenenfalls bereits in dem Band oder in der Folie, können die Konzentrationen des Matrixmaterials, der Hartstoffpartikel und gegebenenfalls des Lots in Richtung der Dicke der Beschichtung kontinuierlich variieren. Alternativ kann die Beschichtung eine Schichtstruktur mit einer ersten Schicht, einer zweiten Schicht und optional einer dritten Schicht umfassen. Dabei kann die erste Schicht gegebenenfalls das Lot aufweisen, die zweiten Schicht die Hartstoffpartikel aufweisen und gegebenenfalls die dritte Schicht zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet sein und eine andere Zusammensetzung als die erste Schicht und die zweite Schicht aufweisen. Alternativ kann die Beschichtung oder Teile der beschriebenen Beschichtung - insbesondere einzelne Schichten - durch thermische Spritzverfahren, Lackierverfahren, Druckverfahren oder auf andere Weise aufgebracht werden. Mit dem beschriebenen Verfahren kann insbesondere eine der oben beschriebenen Be- schichtungen aufgebracht werden.

Kurzbeschreibung der Figuren

Nachfolgend werden Ausführungsformen anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Bauteils und einer auf das Bauteil aufzubringenden Beschichtung;

Figur 2 eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines beschichteten Hart- stoffpartikels;

Figur 3 eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer weiteren Beschichtung; Figur 4 eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer weiteren Beschichtung;

Figur 5 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Beschichten eines

Bauteils.

Beschreibung der Ausführungsformen

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Bauteils 10 mit einer zu beschichtenden Oberfläche 12 und einer hier in Form einer Folie vorliegenden und auf die zu beschichtende Oberfläche 12 des Bauteils 10 aufzubringenden Beschichtung 20. Die dargestellte Schnittebene liegt - ebenso wie bei den Figuren 3 und 4 - senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der zu beschichtenden Oberfläche 12 und parallel zur Normalen auf die Ebene der größten Ausdehnung der Beschichtung 20. Die Beschichtung 20 ist beabstandet zu der zu beschichtenden Oberfläche 12 und somit in einer Anordnung unmittelbar vor dem Aufbringen der Beschichtung 20 auf die zu beschichtende Oberfläche 12 dargestellt.

Das Bauteil 10 ist insbesondere eine Schaufel einer Strömungsmaschine oder für eine Strömungsmaschine. In Figur 1 dargestellt ist in erster Linie die Schaufelspitze der Schaufel. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet insofern isbesondere die Schaufelspitze.

Die Beschichtung 20 weist eine Klebeschicht 21 auf, die der zu beschichtenden Oberfläche 12 zugewandt ist. Die Klebeschicht 21 weist beispielsweise einen organischen Klebstoff auf. Mittels der Klebeschicht 21 kann die Beschichtung 20 zunächst an die zu beschichtende Oberfläche 12 geheftet werden. Die Klebeschicht 21 ist so ausgebildet, dass sie bei einer nachfolgenden thermischen Behandlung rückstandsfrei oder im Wesentlichen rückstandsfrei verschwindet.

Die Beschichtung 20 weist ferner eine Lotschicht 22 mit Lotpartikeln 23 in einer Matrix aus einem organischen Binder 24 auf. Auch der Binder 24 der Lotschicht 22 ist ähnlich wie die Klebeschicht 21 ausgebildet, um bei einer nachfolgenden thermischen Behandlung rückstandsfrei oder im Wesentlichen rückstandsfrei zu verschwinden. Die dargestellte Ausbildung der Lotschicht 22 in Form von Lotpartikeln 23 in einer Matrix aus einem Binder 24 weist eine hohe elastische und vor allem plastische Verformbarkeit sowie weitere fertigungstechnische Vorteile auf. Alternativ ist die Lotschicht 22 abweichend von der Darstellung in Figur 1 eine Schicht aus massivem Lot ohne Binder.

Die Beschichtung 20 umfasst ferner eine Funktionsschicht 26 mit einem, insbesondere organischen, Binder 27. In den Binder 27 sind MCrAlY-Partikel 28 und Hartstoffpartikel 30, die zumindest entweder kubisches Bornitrid oder Siliziumnitrid oder Siliziumalu- miniurnoxynitrid enthalten, eingebettet. Ähnlich wie die Klebeschicht 21 und der Binder 24 der Lotschicht 22 ist auch der Binder 27 der Funktionsschicht 26 insbesondere ausgebildet, um bei einer nachfolgenden thermischen Behandlung rückstandsfrei oder im We- sentlichen rückstandsfrei zu verschwinden. Alternativ weist die Funktionsschicht 26 abweichend von der Darstellung in Figur 1 keinen Binder 27 auf, stattdessen ist die MCrAlY- Legierung massiv und enthält eingebettet die Hartstofrpartikel 30. Anstelle einer MCrAlY- Legierung kann die Funktionsschicht 26 - in Form eines Pulvers oder in anderer solider Form - ein anderes geeignetes Matrixmaterial enthalten.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch einen beschichteten Hartstoffpartikel 30. Der Hartstofrpartikel 30 weist an seiner Oberfläche eine Beschich- tung 32 auf. Das Material der Beschichtung 32 ist so gewählt, dass es einerseits eine feste stoffschlüssige Verbindung mit dem Material des Hartstoffpartikels 30 bildet und andererseits eine Benetzung des Hartstoffpartikels 30 durch das Matrixmaterial und/oder durch das Lot und eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Hartstoffpartikel 30 und dem Matrixmaterial und/oder dem Lot fördert. Dies kann aufgrund der chemischen und/oder der physikalischen Eigenschaften des Materials der Beschichtung 32 gegeben sein.

Obwohl die Hartstoffpartikel in Figur 2 und ebenso in den Figuren 1, 3 und 4 jeweils mit einem quadratischen bzw. rhombischen Querschnitt dargestellt sind, können sie jede beliebige regelmäßige oder unregelmäßige Form aufweisen. Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine Beschichtung 20, die sich von der oben anhand der Figur 1 dargestellten Beschichtung dadurch unterscheidet, dass sie aus - die Klebeschicht 21 nicht mitgezählt - drei Schichten 22, 26, 34 besteht. Wie bei der oben anhand der Figur 1 dargestellten Beschichtung umfasst auch hier die Lotschicht 22 Lotpartikel 23 in einem Binder 24. Abweichend von der Darstellung in Figur 3 kann die Lotschicht 22 eine massive Lotschicht ohne Binder 24 sein.

Im Unterschied zu dem oben anhand der Figur 1 dargestellten Beispiel weist das in Figur 3 gezeigte Beispiel in der Funktionsschicht 26 lediglich MCrAlY-Partikel 28 auf, jedoch keine Hartstoffpartikel 30. Abweichend von der Darstellung in Figur 3 kann die Funktions- schicht 26 eine MCrAl Y-Legierung (oder ein anderes Matrixmaterial) in massiver Form ohne einen Binder 27 aufweisen. Im Unterschied zu dem oben anhand der Figur 1 dargestellten Beispiel weist die in Figur 3 gezeigte Beschichtung 20 ferner eine Hartstoffpartikel-Schicht 34 auf. Die Hartstoffpartikel-Schicht 34 umfasst Hartstoffpartikel 30, ähnlich wie sie oben anhand der Figuren 1 und 2 dargestellt wurden, in einem - beispielsweise organischen - Binder 35. Auch der Bin- der 35 ist ausgebildet, um bei einer nachfolgenden thermischen Behandlung rückstandsfrei oder im Wesentlichen rückstandsfrei zu verschwinden.

Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines weiteren Beispiels einer Beschichtung 20. Die Beschichtung 20 weist - abgesehen von einer Klebeschicht 21 ähnlich den Klebeschichten der oben anhand der Figuren 1 und 3 dargestellten Beispiele - nur eine Schicht auf, in der Lotpartikel 23, MCrAl Y-Partikel 28 und beschichtete Hartstoffpartikel 30 angeordnet sind. Die beschichteten Hartstoffpartikel 30 weisen zumindest entweder kubisches Bornitrid oder Siliziumnitrid oder Siliziumaluminiumoxynitrid auf. Die Konzentrationen der Lotpartikel 23, der MCr Al Y-Partikel 28 und der beschichteten Hartstoffpartikel 30 in einem - insbesondere organischen - Binder 24 variieren in Richtung der Dicke der Beschichtung 20. Die Lotpartikel 23 weisen an der einer zu beschichtenden Oberfläche eines Bauteils zuzuwendenden Seite eine hohe Konzentration auf, die zur gegenüberliegenden Seite hin abnimmt. Die Hartstoffpartikel 30 weisen an der vom zu beschichtenden Bauteil abgewandten Seite eine hohe Konzentration auf, die zu der Seite, die der zu beschichtenden Oberfläche zuzuwenden ist, hin abnimmt. Die Konzentration der MCrAlY-Partikel weist dazwischen ein Maximum auf.

Figur 5 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Beschichten einer Oberfläche eines Bauteils, insbesondere einer Schaufelspitze einer Schaufel eines Axial- Verdichters, einer Gasturbine oder einer anderen Strömungsmaschine. Obwohl das Verfahren auch mit Beschichtungen ausführbar ist, die sich von den oben anhand der Figuren 1 bis 4 dargestellten Beispielen unterscheiden, werden nachfolgend beispielhaft Bezugszeichen aus den Figuren 1 bis 4 verwendet, um ein Verständnis zu erleichtern. Bei einem optionalen ersten Schritt 101 werden Hartstoffpartikel 30 aus kubischem Bornitrid, Siliziumnitrid oder Siliziumaluminiumoxynitrid beschichtet. Alternativ werden bereits beschichtete Hartstoffpartikel 30 bereitgestellt. Die Beschichtung der Hartstoffparti- kel 30 ist ausgebildet, um eine Benetzung und eine stoffschlüssige Verbindung der Hartstoffpartikel 30 mit einem Matrixmaterial und/oder einem Lot bei nachfolgenden Verfahrensschritten zu erleichtern oder zu verbessern. Bei einem zweiten Schritt 102 wird ein Lot auf eine zu beschichtende Oberfläche 12 eines Bauteils 10 aufgebracht, beispielsweise in Form einer massiven Lotschicht oder in Form von Lotpartikeln 23, die in einen Binder 24 eingebettet sind. Bei einem dritten Schritt 103 wird ein Matrixmaterial auf die zu beschichtende Oberfläche 12 aufgebracht, beispielsweise in Form einer massiven Schicht oder in Form eines Pulvers aus dem Matrixmaterial, das in einen Binder 27 eingebettet ist. Bei einem vierten Schritt 104 werden Hartstoffpartikel 30 auf die zu beschichtende Oberfläche 12 aufgebracht. Die Hartstoffpartikel 30 sind dabei in das beim dritten Schritt 103 aufgebrachte Matrixmaterial oder in einen Binder 27; 35; 24 eingebettet. Der zweite Schritt 102, der dritte Schritt 103 und der vierte Schritt 104 können nacheinander oder teilweise oder vollständig gleichzeitig ausgeführt werden. Insbesondere können der zweite Schritt 102, der dritte Schritt 103 und der vierte Schritt 104 gleichzeitig ausgeführt werden, indem eine der oben anhand der Figuren 1 , 3 und 4 dargestellten Schichtstrukturen in Form eines Bands oder einer Folie aufgebracht wird.

Bei einem fünften Schritt 105 werden das Lot, das Matrixmaterial, die Hartstoffpartikel und zumindest die zu beschichtende Oberfläche 12 des Bauteils 10 erwärmt, beispielsweise durch ohmsche Verluste induzierter Wirbelstromfelder. Dabei verdampfen und/oder zersetzen sich zunächst - soweit vorhanden - Klebeschicht 21 und Binder 24, 27, 35. Nach dem Verdampfen und/oder Zersetzen von Klebeschicht 21 und Binder 24, 27, 35 wird die Temperatur so weit erhöht, dass sie über der Solidustemperatur des Lots bzw. der Lotpartikel 23, aber unter der Solidustemperatur des Matrixmaterials bzw. der Pulverpartikel 28 des Matrixmaterials liegt. Bei einem nahezu gleichzeitig mit dem fünften Schritt 105 ablaufenden sechsten Schritt 106 schmilzt das Lot 23 und benetzt die zu beschichtende Ober- fläche 12 des Bauteils 10 sowie das Matrixmaterial und - sofern das Matrixmaterial als Pulver vorliegt - die Hartstoffpartikel 30. Das Lot, das Matrixmaterial und die erreichte Temperatur können so gewählt werden, dass bei einem im Wesentlichen gleichzeitig ablaufenden siebten Schritt 107 das Matrixmaterial sich zumindest teilweise in dem Lot löst.

Bei einem achten Schritt 108 wird die Temperatur des Lots, des Matrixmaterials, der Hart- stoffpartikel 30 und der zu beschichtenden Oberfläche 12 unter den Soliduspunkt des Lots abgesenkt. Das Lot erstarrt und bildet eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der zu beschichtenden Oberfläche 12 einerseits und dem Matrixmaterial und den Hartstoffpartikeln 30 andererseits. Die stoffschlüssige Verbindung des Lots mit den Hartstoffparti- keln 30 ist eine direkte, wenn das Matrixmaterial in Form eines Pulvers vorliegt, das von dem flüssigen Lot aufgrund von Kapillarkräften durchdrungen wird. Die stoffschlüssige Verbindung des Lots mit den Hartstoffpartikeln 30 ist eine indirekte, wenn die Hartstoffpartikel 30 anders als in den Figuren 1, 3 und 4 gezeigt in eine solide Schicht aus dem Matrixmaterial eingebettet sind.