Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kaltgasspritzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Kaltgasspritzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

Moderne Gasturbinen, insbesondere Flugtriebwerke, müssen höchsten Ansprüchen im Hinblick auf Zuverlässigkeit, Gewicht, Leistung, Wirtschaftlichkeit und Lebensdauer gerecht werden. In den letzten Jahrzehnten wurden insbesondere auf dem zivilen Sektor Flug- triebwerke entwickelt, die den obigen Anforderungen voll gerecht werden und ein hohes Maß an technischer Perfektion erreicht haben. Bei der Entwicklung von Flugtriebwerken spielt unter anderem die Werkstoffauswahl, die Suche nach neuen, geeigneten Werkstoffen sowie die Suche nach neuen Fertigungsverfahren eine entscheidende Rolle. Die wichtigsten, heutzutage für Flugtriebwerke oder sonstige Gasturbinen verwendeten Werkstoffe sind Titanlegierungen, Nickellegierungen und hochfeste Stähle. Die hochfesten Stähle werden für Wellenteile, Getriebeteile, Verdichtergehäuse und Turbinengehäuse verwendet. Titanlegierungen sind typische Werkstoffe für Verdichterteile. Nickellegierungen sind für die heißen Teile des Flugtriebwerks geeignet. Als Fertigungsverfahren für Gasturbinenbauteile aus Titanlegierungen, Nickellegierung oder sonstigen Legierungen sind aus dem Stand der Technik in erster Linie das Feingießen sowie Schmieden bekannt. Alle hochbeanspruchten Gasturbinenbauteile, wie zum Beispiel die Schaufeln für einen Verdichter, sind Schmiede- teile. Laufschaufeln und Leitschaufeln der Turbine werden hingegen in der Regel als Feingussteile ausgeführt.

Zur Erhöhung der Lebensdauer von Gasturbinenbauteilen ist es aus der Praxis bereits bekannt, dieselben mit Verschleißschutzbeschichtungen zu versehen. Als Beschichtungsver- fahren kann dabei das Kaltgasspritzen verwendet werden, welches auch als Kinetisches- Kaltgas-Kompaktieren bzw. K3-Verfahren bezeichnet wird. Dann, wenn das kinetische Kaltgasspritzen unter Verwendung von spröden Metallen als Beschichtungswerkstoff durchgeführt werden soll, stellen sich hohe Schichtporositäten in der sich ausbildenden Be- schichtung ein. Keramische Beschichtungswerkstoffe können beim Kaltgasspritzen teil- weise gar nicht verwendet werden. Es besteht daher ein Bedarf an einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Kaltgasspritzen, mit welchem auch Beschichtungswerkstoffe aus spröden Metallen und Keramiken gut für das Beschichten von Bauteilen verwendet werden können.

Als Stand der Technik, der Kaltgasspritzen betrifft, sei auf die DE 10 2007 001 477 B3 verwiesen. So ist es aus diesem Stand der Technik bekannt, zum Kaltgasspritzen eine Spritzpistole zu verwenden, um Partikel aus Beschichtungswerkstoff zusammen mit einem Trägergas auf eine zu beschichtende Oberfläche eines Werkstücks zu richten. Nach der DE 10 2007 001 477 B3 werden Partikel unterschiedlicher Beschichtungswerkstoffe in unterschiedliche Bereiche einer Stagnationskammer der Spritzpistole eingebracht.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Kaltgasspritzen sowie eine entsprechende Vorrichtung vorzuschlagen.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren zum Kaltgasspritzen gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß werden die Partikel mindestens eines Beschichtungswerkstoffs vorgewärmt.

Mit der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, beim Kaltgasspritzen

Partikel eines Beschichtungswerkstoffs einer Vorwärmung zu unterziehen, bevor dieselben der Spritzpistole zugeführt werden. Hierdurch ist es möglich, selbst spröde Metalle sowie Keramiken als Beschichtungswerkstoffe sicher und zuverlässig beim Kaltgasspritzen zu verarbeiten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kaltgasspritzen ist in Anspruch 6 definiert.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kaltgasspritzen nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 2 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum

Kaltgasspritzen nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft die Beschichtung von Werkstücken mit Hilfe des

Kaltgasspritzens, wobei das Kaltgasspritzen auch als Kinetisches-Kaltgas-Kompaktieren bzw. K3 -Verfahren bezeichnet wird.

Fig. 1 zeigt stark schematisiert eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kaltgasspritzen, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung der Fig. 1 eine Spritzpistole 10 umfasst, mit Hilfe derer Partikel mindestens eines Beschichtungswerkstoffs zusammen mit einem Trägergas auf eine Oberfläche eines zu beschichtenden Werkstücks gerichtet werden können.

Die Vorrichtung der Fig. 1 dient dem Auftragen von Partikeln aus zwei Beschichtungs- werkstoffen, wobei mit einem ersten Partikelförderer 11 erste Partikel eines ersten Beschichtungswerkstoffs und mit einem zweiten Partikelförderer 12 zweite Partikel eines zweiten Beschichtungswerkstoffs der Spritzpistole 10 zur Verfügung gestellt werden, und wobei gemäß Fig. 1 die ersten Partikel des ersten Partikelwerkstoffs mit dem zweiten Par- tikel des zweiten Partikelwerkstoffs in einer Mischeinrichtung 13 gemischt werden, bevor dieselben der Spritzpistole 10 zugeführt werden.

Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung werden Partikel mindestens eines Beschichtungswerkstoffs vorgewärmt, und zwar bevor dieselben der Spritzpistole 10 zugeführt wer- den, wobei hierzu im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kaltgasspritzen zwei Vorwärmeinrichtungen 14, 15 umfasst.

Eine erste Vorwärmeinrichtung 14 dient dem Vorwärmen der mit Hilfe des ersten Partikelförderers 11 bereitgestellten ersten Partikel des ersten Beschichtungswerkstoffs. Die zweite Vorwärmeinrichtung 15 dient dem Vorwärmen der zweiten Partikel des zweiten Partikelwerkstoffs, die mit Hilfe des zweiten Partikelförderers 12 bereitgestellt werden. Die Vorwärmung erfolgt gemäß Fig. 1 derart, dass die Partikel vor dem Zuführen in die Mischeinrichtung 13 der Vorwärmung unterzogen werden.

Die Temperaturen, aufweiche die Partikel mit Hilfe der Vorwärmeinrichtungen 14, 15 erwärmt werden, sind beschichtungswerkstoffspezifische Temperaturen. So werden die Partikel eines speziellen Beschichtungswerkstoffs auf eine an diesen speziellen Beschich- tungswerkstoff angepasst Temperatur erwärmt.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 entspricht, weshalb zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet werden. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1 lediglich dadurch, dass Partikel aus drei unterschiedlichen Beschichtungswerkstoffen der Mischeinrichtung 13 zuge- führt werden, wobei hierzu die Vorrichtung der Fig. 2 einen dritten Partikelfb'rderer 16 um- fasst. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 werden die dritten Partikel des dritten Beschichtungswerkstoffs, die mit Hilfe des dritten Partikelförderers 16 zur Verfügung gestellt werden, jedoch keiner Vorwärmung unterzogen, sondern vielmehr nur die ersten Partikel des ersten Partikelwerkstoffs sowie die zweiten Partikel des zweiten Partikelwerkstoffs, welche über die Partikelförderer 11, 12 der Spritzpistole 10 bereitgestellt werden.

Es liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, Partikel eines Beschichtungswerkstoffs beim Kaltgasspritzen vor dem Injizieren in die Spritzpistole auf eine werkstoffspezifische Temperatur zu erwärmen. Die auf unterschiedliche Temperaturen erwärmten Partikel werden vorzugsweise in der Mischvorrichtung 13 vermischt, bevor dieselben in die Spritzpistole 10 injiziert werden. Die Erfindung ist insbesondere zum Beschichten von Werkstücken mit Beschichtungswerkstoffen aus spröden Metallen oder Keramiken geeignet. Insbesondere findet die Erfindung Verwendung beim Beschichten von Werkstücken mit Ti6A14V.