DE102009008510A1 - Coating and method for coating a workpiece - Google Patents

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks wird eine Dispersion feiner Partikel in einer Flüssigkeit auf eine Oberfläche des Werkstücks aufgebracht (102). Die Flüssigkeit wird zumindest teilweise entfernt (103, 104), insbesondere durch Trocknen, um eine Partikelschicht auf dem Werkstück zu erzeugen. Die Partikelschicht wird überalitiert oder überinchromiert (105). Die Partikel weisen eine mittlere Größe von 10 µm oder weniger auf.In a method for coating a workpiece, a dispersion of fine particles in a liquid is applied to a surface of the workpiece (102). The liquid is at least partially removed (103, 104), in particular by drying, to produce a particle layer on the workpiece. The particle layer is over-aliquoted or overinchromated (105). The particles have an average size of 10 μm or less.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Beschichtungen und Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks für einen Einsatz bei hohen Temperaturen.The The present invention relates to coatings and methods for coating a workpiece for use at high temperatures.

Bei hinreichend hohen Temperaturen treten an allen metallischen Werkstoffen verschiedene Korressionsprozesse auf. Diese verändern die Oberflächeneigenschaften, können die Bildung von Rissen fördern und gefährden so die Funktionsfähigkeit eines aus dem Werkstoff gefertigten Werkstücks. Die zur Erzielung gewünschter mechanischer Eigenschaften, beispielsweise einer hohen Festigkeit oder einer hohen Temperaturbeständigkeit, bevorzugten Materialen weisen oft eine unzureichende Korrosionsbeständigkeit auf. Sie werden deshalb für viele Anwendungen mit einer oder mehreren Korrosionsschutzschichten beschichtet.at sufficiently high temperatures occur on all metallic materials different Korressionsprozesse. These change the Surface properties, the formation of Cracks promote and thus endanger the functionality a workpiece made of the material. The to Achieving desired mechanical properties, for example high strength or high temperature resistance, preferred materials often have insufficient corrosion resistance on. They are therefore used for many applications with a or more corrosion protection layers coated.

Ein Beispiel für Werkstücke bzw. Bauelemente, die extreme Anforderungen erfüllen sollen und gleichzeitig extremen Umweltbedingungen ausgesetzt sind, sind die Schaufeln von Gasturbinen für Luftfahrzeuge, stationäre oder andere Anwendungen. Zur Verbesserung des Wirkungsgrads werden in der Brennkammer immer höhere Temperaturen erzeugt. Insbesondere der Hochdruckteil der Turbine ist deshalb ebenfalls immer höheren Temperaturen ausgesetzt. Um bei diesen Temperaturen eine ausreichende Festigkeit zu erzielen und ein Kriechen vermeiden, werden beispielsweise einkristalline oder gerichtet erstarrte Superlegierungen mit einem hohen Nickel-, Cobalt- oder Eisenanteil verwendet.One Example of workpieces or components that to meet extreme requirements and at the same time exposed to extreme environmental conditions are the blades of Gas turbines for aircraft, stationary or other applications. To improve the efficiency are in the Combustion chamber generates ever higher temperatures. Especially The high pressure part of the turbine is therefore always higher Exposed to temperatures. At these temperatures sufficient To achieve strength and avoid creeping, for example monocrystalline or directionally solidified superalloys with a high nickel, cobalt or iron content used.

Eine Turbinenschaufel ist in verschiedenen Bereichen unterschiedlichen Temperaturen und der Einwirkung unterschiedlicher Atmosphären ausgesetzt. Der fluiddynamisch relevante Abschnitt, das Blatt ist den Verbrennungsgasen und den höchsten Temperaturen ausgesetzt. Der Schaft der Turbinenschaufel ist nur in geringen Maßen den Verbrennungsgasen und einer deutlichen geringeren Temperatur ausgesetzt. Den unterschiedlichen Umweltbedingungen entsprechend können verschiedene Bereich einer Turbinenschaufel unterschiedlich beschichtet sein.A Turbine blade is different in different areas Temperatures and the effect of different atmospheres exposed. The fluid dynamic relevant section, the leaf exposed to the combustion gases and the highest temperatures. The shaft of the turbine blade is only in small dimensions the combustion gases and a significantly lower temperature exposed. According to the different environmental conditions Different area of a turbine bucket can be different be coated.

Die US 4,897,315 beschreibt eine MCrAlY-Beschichtung, die unter anderem als Schlicker aufgebracht werden kann. Anschließend wird Aluminium mittels Gasphasen-Abscheidung in die MCrAlY-Auflageschicht diffundiert.The US 4,897,315 describes an MCrAlY coating that can be applied, inter alia, as a slip. Subsequently, aluminum is diffused by gas phase deposition into the MCrAlY overlay.

Die US 6,884,524 B2 beschreibt ein Verfahren zum Beschichten bei dem ein Lack verwendet wird, der Partikel aus Zirkonium oder Hafnium oder Platin oder Yttrium oder Silizium oder Aluminium und Zirkonium oder Aluminium und Hafnium oder Aluminium und Platin oder Aluminium, Platin und Hafnium oder Aluminium, Chrom und Zirkonium enthält.The US 6,884,524 B2 describes a method of coating using a paint containing particles of zirconium or hafnium or platinum or yttrium or silicon or aluminum and zirconium or aluminum and hafnium or aluminum and platinum or aluminum, platinum and hafnium or aluminum, chromium and zirconium.

Die beschriebenen und viele weitere bekannte Beschichtungen weisen je nach Anwendung jeweils spezifische Vor- und Nachteile auf.The described and many other known coatings ever after application in each case specific advantages and disadvantages.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Werkstück mit einer verbesserten Beschichtung, ein verbessertes Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks und eine verbesserte Turbine zu schaffen.A The object of the present invention is a workpiece with an improved coating, an improved process for coating a workpiece and an improved turbine to accomplish.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.These Task is by the objects of the independent Claims solved.

Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.further developments are indicated in the dependent claims.

Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beruhen auf der Idee, dass bei Schlickern bzw. -Dispersionen mit MCrAlY-Partikeln oder Partikeln aus anderen Multilegierungen Partikelgrößen von 10 μm oder weniger, besser noch von 5 μm oder weniger eine überraschende und deutliche Verbesserung der Qualität der Beschichtung zur Folge haben. Insbesondere konnten Schichten mit einer homogeneren Dichte und/oder einer geringeren Anzahl an Hohlräumen oder anderen Fehlern erzeugt werden. Dies gilt vor allem auch, wenn die einzelnen Partikel kugelförmig oder näherungsweise kugelförmig sind. Möglicherweise haben die Größe und die genaue Gestalt einzelner MrAlY-Partikel oder Partikel aus anderen Multilegierungen einen größeren Einfluss auf die Viskosität und/oder andere relevante Eigenschaften des Schlickers als bislang angenommen.Various Embodiments of the present invention are based on the idea that in slips or dispersions with MCrAlY particles or Particles from other multilevel particle sizes of 10 microns or less, better yet 5 microns or less a surprising and significant improvement Quality of the coating result. Especially could layers with a more homogeneous density and / or lower Number of cavities or other errors are generated. This is especially true when the individual particles are spherical or are approximately spherical. possibly have the size and the exact shape of each MrAlY particles or particles from other multi-alloys one greater influence on the viscosity and / or other relevant properties of the slurry than heretofore accepted.

Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beruhen ferner auf der Idee, einen Schlicker zu verwenden, der neben MCrAlY-Partikeln oder anderen multilegierten Metallpartikeln auch reine oder fast reine Aluminium-Partikel umfasst. Damit kann je nach Anwendung auf die aufwen dige nachträgliche Abscheidung von Aluminium auf und in der getrockneten Partikelschicht verzichtet werden. Durch bloßes Erhitzen auf eine Temperatur nahe dem oder über dem Schmelzpunkt der Aluminium-Partikel kann erreicht werden, dass Hohlräume zwischen den Partikeln aus der Multilegierung mit Aluminium aufgefüllt werden, die Schicht kompaktiert und Aluminium in das Substratmaterial diffundiert. Der gesamte verfahrenstechnische Aufwand wird dadurch deutlich reduziert.Various Embodiments of the present invention are further based on the idea to use a slip, in addition to MCrAlY particles or other multilegierte metal particles also pure or almost pure Includes aluminum particles. Thus, depending on the application on the aufwen term subsequent deposition of aluminum and be dispensed in the dried particle layer. By merely heating to a temperature near or above the melting point of the aluminum particles can be achieved that Voids between the particles from the multilevel filled with aluminum, the layer is compacted and Aluminum diffuses into the substrate material. The entire process engineering Effort is thereby significantly reduced.

Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beruhen ferner auf der Idee, zur Erzeugung einer Beschichtung nacheinander Schlicker mit unterschiedlichen Zusammensetzungen aufzubringen. Dabei können insbesondere Schlicker mit Partikeln aus unterschiedlichen Materialien, Schlicker, die jeweils unterschiedliche Anteile verschiedener Partikelsorten aufweisen oder Schlicker mit unterschiedlichen Partikelgrößen verwendet werden. Je nach Art der Aufbringung der einzelnen Schlicker kann es vorteilhaft sein, diese zu trocknen bevor der nächste Schlicker aufgebracht wird. Da jede Dispersion andere Partikel enthalten kann, können nahezu beliebige Konzentrations- oder Zusammensetzungs-Profile erzeugt werden.Various embodiments of the present invention are further based on the idea of successively applying slips with different compositions to produce a coating. In particular, slip with Particles of different materials, slurries, each having different proportions of different types of particles or slips are used with different particle sizes. Depending on the type of application of the individual slip, it may be advantageous to dry it before the next slip is applied. Since any dispersion can contain other particles, almost any concentration or composition profile can be generated.

Hier beschriebene Verfahren eignen sich unter insbesondere für die Beschichtung von Oberflächen von Turbinenschaufeln und dort vor allem für Bereiche unterhalb der Plattform. Die Plattform ist zwischen dem Schaft und dem Blatt der Turbinenschaufel angeordnet. Ein Bereich wird als unter der Plattform liegend bezeichnet, wenn er bei der in eine Turbine eingebauten Turbinenschaufel radial innerhalb der Plattform angeordnet ist. Bereiche unter der Plattform sind vor allem im Hockdruckbereich der Turbine aufgrund der dort herrschenden Temperaturen von der Ablagerung von Calciumsulfat und anderen Salzen betroffen. Die hier beschriebene Beschichtung ist geeignet, die Ablagerung zu unterdrücken und/oder Korrosion und Rissbildung infolge der Ablagerung zu vermindern oder zu verhindern.Here described methods are particularly suitable for the coating of surfaces of turbine blades and there especially for areas below the platform. The platform is between the shaft and the blade of the turbine blade arranged. An area is said to be below the platform, when he radial at the turbine blade installed in a turbine is arranged within the platform. Areas under the platform are mainly in the high-pressure area of the turbine due to the there prevailing temperatures from the deposition of calcium sulfate and affected other salts. The coating described here is suitable to suppress the deposit and / or corrosion and to reduce or prevent cracking as a result of the deposit.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Nachfolgend werden Ausführungsformen anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:following Be embodiments with reference to the attached Figures explained in more detail. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Turbinenschaufel; 1 a schematic representation of a turbine blade;

2 eine schematische Darstellung einer Turbine; 2 a schematic representation of a turbine;

3 ein schematisches Flussdiagramm; und 3 a schematic flow diagram; and

4 ein schematisches Flussdiagramm Beschreibung der Ausführungsformen 4 a schematic flow diagram of the embodiments

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Turbinenschaufel 10, wie sie beispielsweise in einer Hochdruckturbine eines Gasturbinentriebwerks verwendbar ist. Die Turbinenschaufel 10 umfasst ein Blatt 11, einen Schaft 12, einen Fuß 13 und eine Plattform 14 zwischen dem Blatt 11 und dem Schaft 12. Die Turbinenschaufel 10 ist eine Laufschaufel und wird mit dem Fuß 13 am oder nahe dem Umfang einer in Betrieb rotierenden Scheibe oder Trommel befestigt. Bezogen auf die Achse des Gasturbinentriebwerks liegen der Schaft 12 unter bzw. radial innerhalb der Plattform 14 und das Blatt über bzw. radial außerhalb der Plattform 14. 1 shows a schematic representation of a turbine blade 10 , as used in a high-pressure turbine of a gas turbine engine, for example. The turbine blade 10 includes a leaf 11 a shaft 12 , one foot 13 and a platform 14 between the sheet 11 and the shaft 12 , The turbine blade 10 is a blade and is made with the foot 13 attached to or near the circumference of a rotating disk or drum. Relative to the axis of the gas turbine engine are the shaft 12 below or radially inside the platform 14 and the sheet above or radially outside the platform 14 ,

Das Blatt 11 ist den heißen Verbrennungsgasen unmittelbar ausgesetzt. Der Schaft 12 wird im Betrieb in der Regel von Kühlluft umspült. Seine Temperatur ist deshalb in der Regel deutlich geringer. Die Oberflächen unter der Plattform 14, insbesondere die Oberflächen des Schafts 12 und des Übergangsbereichs zwischen dem Schaft 12 und der Plattform 14 sind beispielsweise durch Ablagerungen von Calciumsulfat und/oder anderen Salzen betroffen. Entsprechend den unterschiedlichen Umgebungsbedingungen treten an der Turbinenschaufel 10 in verschiedenen Bereichen verschiedene Formen von Korrosion auf. Oft werden deshalb in diesen verschiedenen Bereichen auch verschiedene Beschichtungen verwendet.The leaf 11 is exposed directly to the hot combustion gases. The shaft 12 is usually lapped by cooling air during operation. Its temperature is therefore usually much lower. The surfaces under the platform 14 , in particular the surfaces of the shaft 12 and the transition region between the shaft 12 and the platform 14 are affected for example by deposits of calcium sulfate and / or other salts. According to the different environmental conditions occur on the turbine blade 10 different forms of corrosion in different areas. Often therefore different coatings are used in these different areas.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Gasturbinentriebwerks 20 mit einer Turbinenschaufel 10, wie sie oben anhand der 1 dargestellt wurde. Das Gasturbinentriebwerk 20 umfasst einen Niederdruckverdichter 21, einen Hochdruckverdichter 22, eine Brennkammer 23, eine Hochdruckturbine 24 und eine Niederdruckturbine 25. Die Verdichter 21, 22 und die Turbinen 24, 25 umfassen jeweils Statorschaufeln und Rotorschaufeln. Die Rotorschaufeln sind in einer oder mehreren Gruppen über Scheiben, Trommeln und Wellen miteinander verbunden und rotieren um eine Achse 26. Den höchsten Temperaturen sind die Turbinenschaufeln 10 in der Hochdruckturbine 24 unmittelbar nach der Brennkammer 23 ausgesetzt. 2 shows a schematic representation of a gas turbine engine 20 with a turbine blade 10 as stated above on the basis of 1 was presented. The gas turbine engine 20 includes a low pressure compressor 21 , a high pressure compressor 22 , a combustion chamber 23 , a high-pressure turbine 24 and a low-pressure turbine 25 , The compressors 21 . 22 and the turbines 24 . 25 each include stator blades and rotor blades. The rotor blades are connected together in one or more groups via disks, drums and shafts and rotate about an axis 26 , The highest temperatures are the turbine blades 10 in the high-pressure turbine 24 immediately after the combustion chamber 23 exposed.

3 zeigt ein schematisches Flussdiagramms eines Verfahrens zum Beschichten eines Werkstücks, beispielsweise einer Turbinenschaufel, wie sie oben anhand der 1 dargestellt wurde. 3 shows a schematic flow diagram of a method for coating a workpiece, such as a turbine blade, as described above with reference to 1 was presented.

Bei einem optionalen ersten Schritt 101 werden Bereiche der Oberfläche des Werkstücks, die nachfolgend nicht mit einer Beschichtung versehen werden sollen, maskiert.In an optional first step 101 For example, areas of the surface of the workpiece which are not subsequently to be provided with a coating are masked.

Bei einem zweiten Schritt 102 wird ein Schlicker bzw. eine Dispersion feiner Partikel in einer Flüssigkeit zumindest auf die nicht im optionalen ersten Schritt 101 maskierten Bereiche der Oberfläche des Werkstücks aufgebracht. Dies erfolgt beispielsweise durch Spritzen, Tauchen oder mittels eines Pinsels. Die feinen Partikel weisen dabei eine mittlere Größe von 10 μm oder weniger auf. Bei einer Variante weisen die feinen Partikel eine mittlere Größe von 5 μm oder weniger auf. Als Größe eines Partikels wird beispielsweise sein Durchmesser, seine maximale lineare Abmessung bzw. größte Länge oder seine minimale lineare Abmessung oder sein über alle Raumrichtungen gemittelter Durchmesser angesehen. Die mittlere Größe ist beispielsweise das arithmetische Mittel oder das mit der Partikelmasse gewichtete arithmetische Mittel der Größen aller Partikel.In a second step 102 becomes a slurry or a dispersion of fine particles in a liquid at least on the not in the optional first step 101 masked areas of the surface of the workpiece applied. This is done for example by spraying, dipping or by means of a brush. The fine particles have an average size of 10 microns or less. In one variant, the fine particles have an average size of 5 μm or less. By way of example, the size of a particle is considered to be its diameter, its maximum linear dimension or greatest length or its minimum linear dimension or its diameter averaged over all spatial directions. The average size is, for example, the arithmetic mean or the particle mass weighted arithmetic mean of the sizes of all particles.

Jeder einzelne Partikel kann eine beliebige regelmäßige oder unregelmäßige Form aufweisen, wobei mit kugelförmigen oder näherungsweise kugelförmigen Partikeln gute Ergebnisse erzielt werden.Everyone individual particles can be any regular or irregular shape, with spherical or approximately spherical particles good Results are achieved.

Die Flüssigkeit umfasst beispielsweise Wasser, Alkohol oder ein anderes anorganisches oder organisches Lösungsmittel sowie einen organischen oder anorganischen Binder, beispielsweise eine Chromsäure. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass die Dispersion ein Lösungsmittel und einen Binder umfasst.The Liquid includes, for example, water, alcohol or another inorganic or organic solvent and an organic or inorganic binder, for example a chromic acid. Below it is assumed that the dispersion comprises a solvent and a binder.

Bei einem dritten Schritt 103 wird das Lösungsmittel entfernt. Dies erfolgt beispielsweise bei Temperaturen zwischen 100°C und 200°C.At a third step 103 the solvent is removed. This occurs, for example, at temperatures between 100 ° C and 200 ° C.

Bei einem vierten Schritt 104 wird der Binder ausgebrannt. Dies erfolgte beispielsweise bei Temperaturen zwischen 150°C und 300°C.At a fourth step 104 the binder is burned out. This was done, for example, at temperatures between 150 ° C and 300 ° C.

Optional können mehrere verschiedene Schlicker bzw. Dispersionen nacheinander aufgebracht werden. Diese Dispersionen können sich beispielsweise in den Materialien oder mittleren Größen der feinen Partikel unterscheiden. Abhängig von den Verfahren, mit denen die Dispersionen auf die Oberflächen des Werkstücks aufgebracht werden, kann es sinnvoll sein, nach jedem Aufbringen einer Dispersion das Lösungsmittel zu entfernen oder das Lösungsmittel zu entfernen und den Binder auszubrennen.optional can use several different slips or dispersions be applied one after the other. These dispersions can For example, in the materials or medium sizes of distinguish fine particles. Depending on the procedures, with which the dispersions affect the surfaces of the workpiece can be applied, it may be useful after each application a dispersion to remove the solvent or the Remove solvent and burn out the binder.

Die im zweiten Schritt 102, dritten Schritt 103 und vierten Schritt 104 erzeugte Schichtdicke beträgt beispielsweise das fünf- bis fünfzehnfache der mittleren Größe der Partikel, insbesondere das acht- bis zwölffache, der mittleren Größe der Partikel oder das zehnfache der mittleren Größe der Partikel.The second step 102 , third step 103 and fourth step 104 produced layer thickness is, for example, five to fifteen times the average size of the particles, in particular eight to twelve times, the average size of the particles or ten times the average size of the particles.

Bei einem fünften Schritt 105 wird die Partikelschicht überalitiert und überinchromiert. Das Aluminium bzw. Chrom wird mittels CVD- oder anderer Verfahren auf und zwischen den feinen Partikeln abgeschieden. Die Partikelschicht wird dadurch verdichtet bzw. kompaktiert. Das Überalitieren bzw. Überinchromieren kann bei einer Temperatur erfolgen, bei der Aluminium bzw. Chrom nicht nur zwischen den feinen Partikeln, sondern auch in das Grundmaterial des Werkstücks diffundiert. Dadurch entsteht eine Aluminium- bzw. Chromdiffusionsschicht, die unter anderem die Haftung der feinen Partikel an dem Grundmaterial verbessert. Wenn das Grundmaterial einen hohen Nickelanteil aufweist, entsteht im Diffusionsbereich eine Nickel-Aluminium- bzw. Nickel-Crom-Legierung. Abhängig von den in den Partikeln vertretenen Elementen und deren Konzentrationen in den Partikeln können ferner auch diese diffundieren und im Diffusionsbereich an der Legierungsbildung teilnehmen.At a fifth step 105 the particle layer is over-aliquoted and overinchromated. The aluminum or chromium is deposited by means of CVD or other methods on and between the fine particles. The particle layer is thereby compacted or compacted. The Überalitieren or overinchromating can be carried out at a temperature at which aluminum or chromium diffuses not only between the fine particles, but also in the base material of the workpiece. This results in an aluminum or chromium diffusion layer which, inter alia, improves the adhesion of the fine particles to the base material. If the base material has a high nickel content, a nickel-aluminum or nickel-crom alloy is produced in the diffusion region. Furthermore, depending on the elements present in the particles and their concentrations in the particles, they too can diffuse and participate in alloy formation in the diffusion region.

Wenn die Überalitierung bzw. Überinchromierung bei einer Temperatur stattfindet, bei der die beschriebenen Diffusions- und Legierungs-Prozesse noch nicht ablaufen, können diese bei einem optionalen, in 3 nicht dargestellten Schritt bei einer entsprechenden Temperatur ablaufen.If the overalumination or overinchrome- ring occurs at a temperature at which the described diffusion and alloying processes have not yet taken place, they can be combined with an optional, in 3 not shown step proceed at a corresponding temperature.

4 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines weiteren Verfahrens zum Beschichten eines Werkstücks. 4 shows a schematic flow diagram of another method for coating a workpiece.

Bei einem optionalen ersten Schritt 111 werden Bereiche der Oberfläche des Werkstücks, die nachfolgend nicht mit einer Beschichtung versehen werden sollen, maskiert.In an optional first step 111 For example, areas of the surface of the workpiece which are not subsequently to be provided with a coating are masked.

Bei einem zweiten Schritt 112 wird ein Schlicker bzw. eine Dispersion feiner Partikel in einer Flüssigkeit zumindest auf die nicht im optionalen ersten Schritt 111 maskierten Bereiche der Oberfläche des Werkstücks aufgebracht. Dies erfolgt beispielsweise durch Spritzen, Tauchen oder mittels eines Pinsels.In a second step 112 becomes a slurry or a dispersion of fine particles in a liquid at least on the not in the optional first step 111 masked areas of the surface of the workpiece applied. This is done for example by spraying, dipping or by means of a brush.

Die Dispersion umfasst Partikel einer ersten Partikelsorte und Partikel einer zweiten Partikelsorte. Die Partikel der ersten Partikelsorte bestehen aus MCrAlY, wobei M beispielsweise für Nickel, Cobalt, Eisen oder ein anderes Metall steht. Alternativ bestehen die Partikel aus einer anderen Multilegierung. Die Partikel der zweiten Partikelsorte weisen Aluminium mit einem hohen Massenanteil auf. Beispielsweise beträgt der Massenanteil von Aluminium in den Partikeln der zweiten Partikelsorte mindestens 80% oder mindestens 90% oder mindestens 95%. Sowohl die Partikel der ersten Partikelsorte als auch die Partikel der zweiten Partikelsorte können darüber hinaus eine dünne Beschichtung aufweisen. Diese dünne Beschichtung der einzelnen Partikel kann Folge eines Korrosionsprozesses der einzelnen Partikel vor der Bildung der Dispersion oder in der Dispersion sein. Ferner kann die dünne Beschichtung der einzelne Partikel zum Schutz der einzelnen Partikel vor Korrosion, zur Verminderung der Reibung zwischen einzelnen Partikeln oder zur Erzielung anderer gewünschter Eigenschaften vorgesehen sein.The Dispersion comprises particles of a first type of particle and particles a second type of particle. The particles of the first particle type consist of MCrAlY, where M is for example nickel, Cobalt, iron or another metal stands. Alternatively exist the particles from another multi-alloy. The particles of the second particle type have aluminum with a high mass fraction on. For example, the mass fraction of aluminum in the particles of the second particle sort at least 80% or at least 90% or at least 95%. Both the particles of the first particle type as well as the particles of the second particle type can furthermore have a thin coating. This thin coating of individual particles can result a corrosion process of the individual particles before formation the dispersion or in the dispersion. Furthermore, the thin Coating the individual particles to protect the individual particles against corrosion, to reduce the friction between individual particles or to achieve other desired properties be.

Die feinen Partikel können eine mittlere Größe von 10 μm oder weniger aufweisen oder auch größer sein. Bei einer Variante weisen die feinen Partikel eine mittlere Größe von 5 μm oder weniger auf.The Fine particles can be a medium size of 10 microns or less or larger be. In one variant, the fine particles have a medium Size of 5 microns or less.

Ähnlich wie bei dem oben anhand der 3 dargestellten Beispiel kann jeder einzelne Partikel eine beliebige regelmäßige oder unregelmäßige Form aufweisen, wobei mit kugelförmigen oder näherungsweise kugelförmigen Partikeln gute Ergebnisse erzielt werden.Similar to the above based on the 3 As illustrated, each individual particle may have any regular or irregular shape, with spherical or approximately spherical particles providing good results.

Ähnlich wie bei dem oben anhand der 3 dargestellten Beispiel kann die Flüssigkeit beispielsweise Wasser, Alkohol oder ein anderes anorganisches oder organisches Lösungsmittel sowie einen organischen oder anorga nischen Binder umfassen, beispielsweise eine Chromsäure. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass die Dispersion ein Lösungsmittel und einen Binder umfasst.Similar to the above based on the 3 For example, the liquid may comprise, for example, water, alcohol or another inorganic or organic solvent and an organic or inorganic binder, for example a chromic acid. In the following it is assumed that the dispersion comprises a solvent and a binder.

Ein dritter Schritt 113 und ein vierter Schritt 114 entsprechen dem dritten Schritt 103 bzw. dem vierten Schritt 104 des oben anhand der 3 dargestellt Beispiels.A third step 113 and a fourth step 114 correspond to the third step 103 or the fourth step 104 of the above based on the 3 shown example.

Ähnlich wie bei dem oben anhand der 3 dargestellten Beispiel können mehrere verschiedene Schlicker bzw. Dispersionen nacheinander aufgebracht werden.Similar to the above based on the 3 As shown, several different slips or dispersions can be applied one after the other.

Ähnlich wie bei dem oben anhand der 3 dargestellten Beispiel kann die im zweiten Schritt 112, dritten Schritt 113 und vierten Schritt 114 erzeugte Schichtdicke beispielsweise das fünf- bis fünfzehnfache der mittleren Größe der Partikel, insbesondere das acht- bis zwölffache, der mittleren Größe der Partikel oder das zehnfache der mittleren Größe der Partikel beragen.Similar to the above based on the 3 The example shown in the second step 112 , third step 113 and fourth step 114 produced layer thickness, for example, five to fifteen times the average size of the particles, in particular eight to twelve times, the average size of the particles or ten times the mean size of the particles overhang.

Bei einem fünften Schritt 115 wird das Werkstück oder zumindest die Oberfläche des Werkstücks 10 mit der in den Schritten 112, 113 und 114 erzeugten Partikelschicht auf eine Temperatur erhitzt, bei der die Partikel mit dem hohen Aluminiumanteil schmelzen oder zumindest eine Migration und/oder Diffusion von Aluminium in großem Umfang stattfindet. Das Aluminium füllt Hohlräume zwischen den Partikeln auf. Dadurch wird die Partikelschicht kompaktiert und für Stoffe aus der Umgebung undurchdringlich. Gleichzeitig oder bei einem optionalen nachfolgenden, in 4 nicht dargestellten Schritt mit erhöhter Temperatur diffundiert Aluminium in das Grundmaterial des Werkstücks 10.At a fifth step 115 becomes the workpiece or at least the surface of the workpiece 10 with the in the steps 112 . 113 and 114 heated particle layer to a temperature at which the particles melt with the high aluminum content or at least a migration and / or diffusion of aluminum takes place on a large scale. The aluminum fills up cavities between the particles. As a result, the particle layer is compacted and impenetrable to substances from the environment. At the same time or at an optional subsequent, in 4 not shown with elevated temperature diffuses aluminum into the base material of the workpiece 10 ,

1010
Turbinenschaufelturbine blade
1111
Blattleaf
1212
Schaftshaft
1313
Fußfoot
1414
Plattformplatform
2020
TurbinentriebwerkTurbine engine
2121
NiederdruckverdichterLow-pressure compressor
2222
HochdruckverdichterHigh-pressure compressors
2323
Brennkammercombustion chamber
2424
HochdruckturbineHigh-pressure turbine
2525
NiederdruckturbineLow-pressure turbine
2626
Achseaxis
101101
erster Schrittfirst step
102102
zweiter Schrittsecond step
103103
dritter Schrittthird step
104104
vierter Schrittfourth step
105105
fünfter Schrittfifth step
111111
erster Schrittfirst step
112112
zweiter Schrittsecond step
113113
dritter Schrittthird step
114114
vierter Schrittfourth step
115115
fünfter Schrittfifth step

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Claims (14)

Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks (10), mit folgenden Schritten: Aufbringen (102) einer Dispersion feiner Partikel in einer Flüssigkeit auf eine Oberfläche des Werkstücks (10); zumindest teilweises Entfernen (103, 104) der Flüssigkeit, insbesondere durch Trocknen, um eine Partikelschicht auf dem Werkstück (10) zu erzeugen; Überalitieren (105) oder Überinchromieren der Partikelschicht, wobei die Partikel eine mittlere Größe von 10 μm oder weniger aufweisen.Method for coating a workpiece ( 10 ), with the following steps: application ( 102 ) a dispersion of fine particles in a liquid on a surface of the workpiece ( 10 ); at least partial removal ( 103 . 104 ) of the liquid, in particular by drying, around a particle layer on the workpiece ( 10 ) to create; Overaligning ( 105 ) or overinchromating the particle layer, the particles having an average size of 10 μm or less. Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks (10), mit folgenden Schritten: Aufbringen (112) einer Dispersion feiner Partikel in einer Flüssigkeit auf eine Oberfläche des Werkstücks (10); zumindest teilweises Entfernen (113, 114) der Flüssigkeit, insbesondere durch Trocknen, um eine Partikelschicht auf dem Werkstück (10) zu erzeugen; wobei die Partikel eine erste Partikelsorte und eine zweite Partikelsorte umfassen, wobei die Partikel der ersten Partikelsorte aus MCrAlY oder einer anderen Multilegierung bestehen, und wobei die Partikel der zweiten Partikelsorte überwiegend aus Aluminium bestehen.Method for coating a workpiece ( 10 ), with the following steps: application ( 112 ) a dispersion of fine particles in a liquid on a surface of the workpiece ( 10 ); at least partial removal ( 113 . 114 ) of the liquid, in particular by drying, around a particle layer on the workpiece ( 10 ) to create; wherein the particles comprise a first particle type and a second particle type, wherein the particles of the first particle type consist of MCrAlY or another multi-alloy, and wherein the particles of the second particle type predominantly consist of aluminum. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, wobei bei den Partikeln des zweiten Partikelsorte der Massenanteil von Aluminium mindestens 80% oder mindestens 90% oder mindestens 95% beträgt.A method according to the preceding claim, wherein for the particles of the second particle type, the mass fraction of Aluminum at least 80% or at least 90% or at least 95% is. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 bei dem zumindest entweder die Partikel der ersten Partikelsorte oder die Partikel der zweiten Partikelsorte eine mittlere Größe von 10 μm oder weniger aufweisen.The method of claim 2 or 3 wherein at least either the particles of the first particle type or the particles the second particle type a medium size of 10 μm or less. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner mit folgendem Schritt: Erwärmen der Partikelschicht auf eine Temperatur nahe der oder über der Schmelztemperatur der Partikel der zweiten Partikesorte.Method according to one of claims 2 to 4, further with the following step: Heating the particle layer to a temperature near or above the melting temperature the particle of the second kind of party. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Partikelschicht eine Dicke aufweist, die dem fünffachen bis fünfzehnfachen der mittleren Größe der Partikel entspricht.Method according to one of the preceding claims, wherein the particle layer has a thickness five times that to fifteen times the mean size the particle corresponds. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Partikel kugelförmig sind.Method according to one of the preceding claims, where the particles are spherical. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schicht nur auf einen Teil der Oberfläche des Werkstücks (10) aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the layer only on a part of the surface of the workpiece ( 10 ) is applied. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mit folgendem Schritt: Maskieren (101; 111) von Bereichen des Werkstücks (10), die nicht zu beschichten sind.Method according to one of the preceding claims, further comprising the following step: masking ( 101 ; 111 ) of areas of the workpiece ( 10 ), which are not to be coated. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Werkstück eine Turbinenschaufel (10) ist.Method according to one of the preceding claims, in which the workpiece comprises a turbine blade ( 10 ). Verfahren nach dem vorangehenden Ansprüche, bei dem nur ein Bereich der Turbinenschaufel (10) beschichtet wird, der nach Einbau der Turbinenschaufel (10) in eine Turbine (20) radial innerhalb einer Plattform (14) der Turbinenschaufel liegt.Method according to the preceding claims, in which only a portion of the turbine blade ( 10 ), which after installation of the turbine blade ( 10 ) in a turbine ( 20 ) radially within a platform ( 14 ) of the turbine blade is located. Turbinenschaufel (10) für eine Gasturbine (20) mit einer Beschichtung, die nach einem der vorangehenden Ansprüche erzeugt ist.Turbine blade ( 10 ) for a gas turbine ( 20 ) with a coating produced according to one of the preceding claims. Turbinenschaufel (10) für eine Gasturbine (20) mit einem Grundmaterial und einer Beschichtung, die Partikel enthält, deren mittle re Größe 10 μm oder weniger beträgt, wobei in Zwischenräumen zwischen den Partikeln Aluminium angeordnet ist, und wobei Aluminium teilweise in das Grundmaterial eindiffundiert ist.Turbine blade ( 10 ) for a gas turbine ( 20 ) having a base material and a coating containing particles whose mean size is 10 microns or less, wherein aluminum is arranged in spaces between the particles, and wherein aluminum is partially diffused into the base material. Turbine (20) mit einer Turbinenschaufel (10) nach Anspruch 12 oder 13.Turbine ( 20 ) with a turbine blade ( 10 ) according to claim 12 or 13.
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