Laufrad für Brennkraft- oder Dampfturbinen und Verfahren zur Herstellung desselben. Die Wahl des Baustoffes für die Lauf räder von Brennkraft- oder Dampfturbinen, insbesondere für die Beschaufelung dersel ben, bereitete bis jetzt dadurch Schwierig keiten, -dass hierbei nicht nur auf dessen Warmfestigkeit, sondern auch auf dessen Verschleissfestigkeit gegenüber mechanischen und chemischen Einflüssen geachtet werden musste.
Da isich aber die dahingehenden Forderungen in vielem widersprechen, so war man häufig .gezwungen, eine mittlere Linie einzuschlagen, was gleichbedeutend mit einer Vergeudung an Baustoffen, in vie len Fällen auch an Betriebsstoffen ist.
Die Erfindung gestattet es, die angege bene zweispältige Lösung dadurch zu ver meiden, dass. mindestens der aus der Scheibe herausragende Teil jeder Schaufel mit einem aufgesinterten Belag aus verschleiss- und temperaturfesten Meüallkarbiden versehen ist, während der Träger des Belages aus einem metallischen Werkstoff hoher Warm festigkeit besteht. Als Werkstoff hoher Warmfestigkeit ist dabei jeder Werkstoff zu verstehen, der bei 600 C Temperatur mindestens eine Dauerstandsfestigkeit von 6 kg/mm@ besitzt.
Der Baustoff des Belag trägere braucht somit lediglich mit Rück sieht auf die beim Arbeiten der Turbine auftretenden Kräfte bestimmt zu werden, so dass das Laufraid mit seiner Beschaufelung besonders günstig bemessen werden kann; ,dem fallweise wenig verschleissfesten Träger verleiht dann der beispielsweise aus einem Eisen-Molybdän-Karbid bestehende Belag eine besondere Widerstandsfähigkeit gegen Abnützungserscheinungen irgend welcher Art.
Die Herstellung des, Laufrades mit der Beschaufe@lung geschieht am einfachsten da durch, dass auf den mit einem der beabsich tigten Schichtdicke des Belages entsprechen- den Untermass fertigbearbeiteten Belegträger der Belag in nass aufbereitetem Zustand auf gebracht, beispielsweise durch Spritzen, und endlich durch die Einwirkung von Hitze auf dem Träger aufgesintert wird.
Derart kön nen kostspielige Nacharbeiten auf dem schwer bearbeitbaren Belag weitgehend ein geschränkt, in vielen Fällen vollkommen vermieden werden. Wendet man beim Sin- terungsprozess eine Temperatur an, die höher ist als die für den gewählten Belegstoff not wendige Sintertemperatur, so kann man die Einwirkungszeit wesentlich verkürzen.
Es gelingt dann sogar, Belegstoffe zu verwen den, die bei höheren Temperaturen als bei der Schmelztemperatur des Trägerbaustoffes sintern, also beispielsweise gewisse Wolf ra.mkarbide von höchster Oberflächenhärte.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist auf der Zeichnung darge stellt, an Hand welcher auch das Verfahren zur Herstellung des Laufrades erläutert wird. Es zeigt: Fig. 1 einen Hauptschnitt durch das Laufrad einer Abgasturbine, Fig. 2 einen vergrösserten Querschnitt einer Schaufel desselben nach der Linie II-11 der Fig. 1.
Nach Fig. 1 sind nicht nur die aus der Laufradscheibe 3 herausragenden Teile der Schaufeln 4, sondern auch der Scheiben kranz mit einem bis zum Durchmesser D reichenden, übertrieben stark dargestellten Belag 2 aus gesintertem Eisen-Molybdän- Karbid versehen, wogegen der restliche, der Nabe zu gelegene Teil der Laufradscheibe 3 ohne Belag verbleibt;
dies kann beim Auf spritzendes zu sinternden Stoffes durch Ab decken bezw. beim Aufsintern durch Ein packen mühelos erreicht werden. Nach Fig. 2 weist der Belag 2 der Schaufel 4 nur eine geringe Dicke von beispielsweise 0,5 mm auf.
Es muss ausdrücklich hervorgehoben werden, dass es auch möglich ist, nur ein zelne, besonders hoch beanspruchte Teile der Schaufeln, beispielsweise die Eintrittskanten und den Bauch derselben mit einem schützen- den Belag zu versehen, oder diesen an jenen Stellen besonders stark auszuführen. Fall weise wird hierbei an die Stelle des Auf- spritzens des noch nicht gesinterten, nass aufbereiteten Belegstoffes da-s Aufstreichen desselben treten.
Die Erfindungsmassnahmen sind mit Vor teil bei Brennkraftturbinen aller Art an wendbar, wie beispielsweise bei Gas- oder Abgasturbinen, besonders aber dann, wenn als Betriebsstoff derselben ein staubförmi- ger, nicht rückstandsfreier Brennstoff Ver wendung findet.
Die Erfindung ist aber hierauf nicht beschränkt, da die jüngsten Bestrebungen des Dampfturbinenbaues mit ihrer weiteren Hinaufsetzung des, Druckes und der Überhitzungstemperatur Schaufel beanspruchungen ergeben, die ganz ähnlich jenen sind, die bei Brennkraftturbinen auf treten und deren Auswirkung durch die Er- findungsmassnahmen sicher bekämpft wer den können.
In allen Fällen kann hierbei noch vor dem Aufbringen des Belegstoffes die Oberfläche des Trägers besonders vorbe reitet, beispielsweise aufgerauht oder mit Riefen oder Rillen versehen .sein, um eine besonders feste Verbindung mit dem Beleg stoff zu erzielen; selbstverständlich wird man aber immer trachten, solche Belegstoffe zu verwenden, welche beim Niedersintern mit dem Baustoff des Trägers in feste Ver bindung treten.
Auf den Vorteil der beschriebenen Aus führung, dass in das Laufrad wegen des ge genüber metallischen Stoffen geringeren Wärmeleitvermögens des Belegstoffes nur eine geringere Wärmemenge übertreten kann, als wenn es zur Gänze aus Metall bestünde, somit die Schwierigkeiten der Lagerung des selben beträchtlich verringert erscheinen, sei hier nur kurz hingewiesen.
Impeller for internal combustion or steam turbines and process for producing the same. The choice of the construction material for the impellers of internal combustion or steam turbines, especially for the blading of the same, has caused difficulties up to now, that not only had to be paid attention to its heat resistance, but also to its wear resistance against mechanical and chemical influences .
But since the pertinent demands contradict in many ways, one was often forced to take a middle line, which is synonymous with a waste of building materials, in many cases also of operating materials.
The invention makes it possible to avoid the specified two-column solution in that at least the part of each blade protruding from the disc is provided with a sintered-on coating of wear-resistant and temperature-resistant metal carbides, while the carrier of the coating is made of a metallic material at high temperature stability exists. A material of high heat resistance is to be understood as any material that has a fatigue strength of at least 6 kg / mm @ at a temperature of 600 ° C.
The building material of the covering carrier therefore only needs to be determined with a back view of the forces occurring when the turbine is working, so that the running raid with its blading can be dimensioned particularly favorably; The coating, which is made of iron-molybdenum carbide, for example, gives the carrier, which in some cases is not very wear-resistant, particularly resistant to signs of wear of any kind.
The easiest way to manufacture the impeller with the blading is done by applying the surface in a wet condition to the document carrier, which has been finished with an undersize corresponding to the intended layer thickness of the surface, for example by spraying, and finally through the Exposure to heat is sintered on the carrier.
In this way, costly reworking on the difficult-to-work surface can be largely restricted and in many cases completely avoided. If a temperature is used during the sintering process that is higher than the sintering temperature necessary for the selected covering material, the exposure time can be shortened considerably.
It is then even possible to use document materials that sinter at temperatures higher than the melting temperature of the carrier building material, for example certain tungsten carbides with the highest surface hardness.
An embodiment of the subject invention is shown in the drawing Darge, which is also used to explain the method for producing the impeller. It shows: FIG. 1 a main section through the impeller of an exhaust gas turbine, FIG. 2 an enlarged cross section of a blade of the same along the line II-11 of FIG. 1.
According to Fig. 1, not only the protruding from the impeller disk 3 parts of the blades 4, but also the disks wreath with a diameter D extending, exaggerated depiction 2 of sintered iron-molybdenum carbide is provided, whereas the rest of the The part of the impeller disk 3 facing the hub remains without a coating;
this can cover BEZW when spraying on substance to be sintered by Ab. can be easily reached when sintering by packing. According to FIG. 2, the coating 2 of the blade 4 has only a small thickness of, for example, 0.5 mm.
It must be expressly emphasized that it is also possible to provide only individual, particularly highly stressed parts of the blades, for example the leading edges and the belly thereof, with a protective coating, or to make them particularly strong at those points. In some cases, the not yet sintered, wet-prepared covering material is sprayed on by the spreading of the same.
The inventive measures can be used with advantages in internal combustion turbines of all kinds, such as gas or exhaust gas turbines, but especially when the fuel used is a dusty, non-residue-free fuel.
The invention is not limited to this, however, since the latest efforts in steam turbine construction with their further increase in the pressure and overheating temperature result in blade loads that are very similar to those that occur in internal combustion turbines and whose effects are reliably combated by the measures of the invention the can.
In all cases, the surface of the carrier can be specially prepared before the application of the document material, for example roughened or provided with grooves or grooves, in order to achieve a particularly firm connection with the document material; Of course, one will always strive to use such document materials which come into firm connection with the building material of the carrier during the sintering process.
On the advantage of the described embodiment that only a smaller amount of heat can pass into the impeller because of the lower thermal conductivity of the document material compared to metallic materials than if it were entirely made of metal, thus the difficulties of storing the same appear considerably reduced only briefly pointed out here.