Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
LAYER SYSTEM COMPRISING A LAYER PROVIDED WITH UNDERCUT SECTIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/048635
Kind Code:
A1
Abstract:
According to prior art, known coatings for components can be produced in various ways. Not only must said production fulfil specific requirements for specific applications, but it must also be rapid, simple and cost-effective. This is achieved by the inventive use of a spray-casting installation (1) to create a layer (16, 19), whereby according to said method, the inventive layer system (28) is introduced into known spray-casting installations (1) and is coated.

Inventors:
GOLDSCHMIDT DIRK (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/010877
Publication Date:
June 10, 2004
Filing Date:
October 01, 2003
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SIEMENS AG (DE)
GOLDSCHMIDT DIRK (DE)
International Classes:
B22D23/00; C23C4/12; C23C28/00; (IPC1-7): C23C4/00; C23C4/12; C23C28/00
Domestic Patent References:
WO2000050177A12000-08-31
Foreign References:
EP1308535A12003-05-07
EP1088909A22001-04-04
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
Download PDF:
Description:
Schichtsystem mit einer Schicht mit Hinterschneidungen Die Erfindung betrifft ein Schichtsystem mit einer Schicht mit Hinterschneidungen gemäß dem Anspruch 1.

Beschichtungen von Bauteilen, wie z. B. Bondschichten oder Wärmedämmschichten von hochtemperaturbelasteten Bauteilen, wie z. B. Gasturbinenbauteilen, werden oft mittels Plasma- spritzen beschichtet, wie es in der US-PS 3,839, 618 oder US- PS 4,447, 466 beschrieben ist.

Ein Sprühkompaktierungsverfahren ist aus der US-PS 4,418, 124 bekannt, bei dem massive Körper hergestellt werden.

Sprühkompaktierungsverfahren, bei dem ein geschmolzenes Me- tall verdüst wird und in eine Form gespritzt wird um massive dichte Bauteile herzustellen, sind in dem Artikel"Micro- structure and properties of spray cast Cu-Zr-alloys", Mate- rials Science and Engineering A145 (1991), Seite 243-255 von R. P. Singh beschrieben.

Die Herstellungsbedingungen von massiven dichten Bauteilen mittels einem Sprühkompaktierungsverfahren sind in dem Ar- tikel"Impingement Behavior of a Spray Cast Aluminum Alloy" in dem Proceedings Conference"Solidification 1993 in San Antonia, Texas, Februar 15-19,1998 von D. P. M Matson"be- schrieben.

In der US-PS 6,444, 331 ist beschrieben, dass eine poröse Bondschicht, die mittels Plasmaspritzen hergestellt wird, zur besseren Haftung dient.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, auf vereinfachte Art und Weise Schichten mit verbesserter Haftung, insbesondere dicke Schichten, herstellen zu können.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Schichtsystem gemäß Anspruch 1.

In dem Unteranspruch ist eine weitere vorteilhafte Ausge- staltung des Schichtsystems beschrieben.

Es zeigen Figur 1 vereinfacht eine Sprühkompaktierungsanlage zwecks Verwendung zur Erzeugung einer Beschichtung auf einem Bau- teil, Figur 2 ein erfindungsgemäßes Schichtsystem und Figur 3 ein weiteres erfindungsgemäßes Schichtsystem.

Figur 1 zeigt eine Sprühkompaktierungsanlage 1, die verwendet wird, um zumindest eine erfindungsgemäße Schicht 16 (Figur 2) auf einem Substrat 30 (Figur 2) zu erzeugen, wobei die Schicht 16, die auch eine Zwischenschicht 16 sein kann, auf dem Substrat 30 haften soll.

In der Sprühkompaktierungsanlage 1 wird beispielsweise aus einer Düse 4 aufgeschmolzenes, bspw. metallisches, Material ausgedüst, so dass ein Materialstrom aus zumindest teilweise flüssigen Teilchen 7 entsteht, die auf die Oberfläche 13 eines Bauteils 10 auftreffen und dort eine Schicht 16,19 (Fig. 2,3) erzeugen.

Im Gegensatz zu den herkömmlichen Sprühkompaktierungsanlagen werden die geschmolzenen Teilchen 7 nicht in eine Form ein- gedüst, wo sie einen massiven Körper bilden sollen, sondern bilden eine Schicht 16 auf einem Bauteil 10.

Insbesondere können mit dieser Beschichtungsmethode einfach, kostengünstig und sehr schnell dicke Schichten auf einem Bau- teil 10 hergestellt werden.

Die Mikrostruktur der Schicht kann durch die Verfahrenspara- meter der Sprühkompaktierungsanlage eingestellt werden. So können die Porosität und/oder Hinterschneidungen gezielt eingestellt werden.

Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch ein Schichtsystem 28 eines Bauteils 1, das in einer Sprühkompaktierungsanlage 1 hergestellt worden ist.

Auf dem Bauteil 1 ist eine Zwischenschicht 16 vorhanden, die mittels Sprühkompaktierung hergestellt worden ist.

Die Zwischenschicht 16 kann dicht sein aber auch durch ent- sprechende Variation der Verfahrensparameter eine poröse Struktur ggf. auch mit Hinterschneidungen 22 aufweisen, die eine bessere Verankerung einer auf der Schicht 16 aufgebrachten Schicht 19 gegenüber einer Schicht ohne Hinterschneidungen und/oder Poren ermöglichen.

Die verbesserte Haftung wird nicht nur durch die Hinter- schneidungen 22 erreicht, sondern auch durch die vergrößerte Kontaktfläche zwischen der Schicht 16 und 19.

Solche Schichten 16 mit Hinterschneidungen 22 können auch mit anderen Methoden (Plasmaspritzen, CVD ; PVD) hergestellt werden.

Die Schicht 19 kann, muss aber nicht in einer Sprühkompak- tierungsanlage 1 hergestellt worden sein.

Beispielsweise ist das Bauteil 10 eine Turbinenschaufel oder allgemein ein Bauteil 10, das hochtemperaturbelastet ist, und dessen Substrat 30 beispielsweise aus einer nickel-oder kobaltbasierten Superlegierung besteht.

Die Schicht 16 ist eine so genannte Zwischenschicht der Zusammensetzung MCrAlX, wobei M für zumindest ein Element der

Gruppe Eisen, Nickel oder Cobalt steht und X Yttrium und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden ist.

Die Schicht 19 kann eine Verankerungsschicht oder keramische Wärmedämmschicht sein.

Figur 3 zeigt ein Schichtsystem 28, das nur eine Schicht 16 aufweist.

Die Schicht 16 hat bspw. eine geringe Porosität und ist beispielsweise mindestens 0,5 mm dick.

Solche dicken Schichten lassen sich besonders gut mittels in einer Sprühkompaktierungsanlage 1 herstellen.