DE69123631T2

DE69123631T2 - Beschichtung von Stahlkörpern

Info

Publication number: DE69123631T2
Application number: DE69123631T
Authority: DE
Inventors: Roger Warren Haskell
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1990-04-30
Filing date: 1991-04-25
Publication date: 1997-06-05
Anticipated expiration: 2011-04-26
Also published as: US5098797A; JPH0737674B2; NO911666D0; US5098797B1; NO911666L; EP0455419A1; CN1031147C; DE69123631D1; KR910018577A; EP0455419B1; JPH04228583A; KR930008927B1; CN1056132A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf den Korrosionsschutzzweig der Metallurgietechnik und insbesondere bezieht sie sich auf neuartige korrosionsbeständige Verbundgegenstände, wie beispielsweise Stahlkomponenten von Gasturbinentriebwerken, mit einem schützenden Duplexüberzug und auf ein neues Verfahren zu ihrer Herstellung.
Stahlkomponenten von Industrie- und Marine-Gasturbinentriebwerken werden bei normaler Verwendung einer Vielfalt von Betriebsbedingungen unterworfen, insbesondere in bezug auf die umgebende Atmosphäre. In einigen Situationen hat die in das Triebwerk eingezogene Luft Bestandteile, die korrosiv und abrasiv für die Verdichterschaufeln und andere derartige Teile sind trotz ihres relativ hohen Chromgehaltes und ihrer im allgemeinen korrosionsbeständigen Natur. Es ist deshalb vorgeschlagen worden, daß ein Schutzüberzug gegen diesen korrosiven Angriff vorgesehen wird, und obwohl verschiedene metallische Überzüge vorgeschlagen und versucht worden sind, hat sich aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen keiner qualifiziert. Keramische Überzüge sind ebenfalls vorgeschlagen worden, haben aber das Problem nicht gelöst, weil selbst die stabilsten von ihnen im normalen Betrieb des Gasturbinentriebwerkes abgeplatzt und gebrochen sind, wodurch die darunterliegenden Stahlflächen für den korrosiven Angriff freigelegt wurden.
Andere vorgeschlagene Verfahren sind in GB-A- 2114162 und GB-A-1523260 beschrieben.
GB-A-1 513260 beschreibt eine Überzugszusammensetzung für eine metallische Oberfläche, die Aluminiumteilchen, Glasfritte und einen thermisch zersetzbaren organischen Kunstharzbinder enthält.
GB-A-2114162 beschreibt ein Turbinentriebwerk mit einem Schutz- und Opferüberzug, der einen Opferüberzug der in GB-A-1513260 beschriebenen Art und einen Überzug darüber aufweist, der wärmebehandeltes Chrom enthält.
Patent Abstracts von Japan, Band 8, Nr. 46 (C212) [1483] 29.2.84 (= JP-A-58204179) beschreibt ein überzogenes Stahlmaterial mit einem Überzug aus Aluminium, dem Chromdioxyd folgt. In Chemical Abstracts, Band 104, Nr. 24, 1986, Seite 228, Abstrakt Nr. 210488v (= JP-A-60245784) wird eine Eisenlegierung behandelt, um einen Überzug aus Zink darauf auszubilden. Auf diesem Zinküberzug ist eine chrommatierte Schicht ausgebildet.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein korrosionsbeständiger Verbundgegenstand geschaffen enthaltend einen ermüdungsbeständigen Stahlsubstratkörper und einer damit verbundenen doppelten Schutzschicht, wobei die Schicht einen metallischen Opferunterzug auf dem Substratkörper, der eine im wesentlichen gleichförmige Dicke zwischen etwa 0,005mm (0,2/1000 Zoll) und etwa 0,05mm (2/1000 Zoll) hat und in einer galvanischen Reihe aktiver ist als Eisen, und einen Überzug aus Keramikmaterial auf dem Unterzug aufweist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen zum Herstellen einer Verdichterschaufel aus Stahl für ein Gasturbinentriebwerk mit einer Duplexschicht, die die Schaufel für eine Verwendung in korrosiven Umgebungen qualifiziert, wobei das Verfahren die Schritte enthält, daß ein ermüdungsbeständiges Stahlsubstrat mit einem Brei überzogen wird, der im wesentlichen aus Aluminiumteilchen in einem flüssigen Träger besteht, der Chromsäure und Phosphorsäure enthält, der Aluminiumüberzug getrocknet wird, der Aluminiumüberzug gehärtet wird, wobei der Aluminiumüberzug durch Glasperlenblasen der Aluminiumteilchen zu einem kohärenten Körper mit einer im wesentlichen gleichförmigen Dicke zwischen etwa 0,005mm (0,2/1000 Zoll) und 0,05mm (2/1000 Zoll) in elektrisch leitendem Kontakt mit der Stahloberfläche des Substrats brüniert wird und ein Mantel aus Keramik bereitgestellt wird, indem eine poröse Skelettkeramik auf dem Aluminiumüberzug gebildet wird, die poröse Keramik mit einer Lösung einer Chromverbindung getränkt wird, die durch Erhitzen in ein Oxid umgewandelt werden kann, die entstehende getränkte Keramik getrocknet und gehärtet wird und die Tränkungs- und Härtungsschritte wiederholt werden, um die Keramik zu härten und zu verdichten, wobei die Trocknungs- und Härtungsschritte auf Temperaturen von weniger als 316ºC (600ºF) begrenzt werden.
Durch diese Erfindung, auf der Basis meiner (d.h. des Erfinders) neuen Konzepte und Ermittlungen, die nachfolgend detailliert erläutert werden, ist das Problem der Korrosion von z.B. Verdichterschaufeln und anderen Stahlteilen, z.B. aus Martensitstahl bestehenden Teilen von Gasturbinentriebwerken, die in feindlichen Umgebungen arbeiten, gelöst worden. Es ist somit, nach meiner Kenntnis, nunmehr zum ersten Mal möglich, den Korrosionsschutz zu schaffen, der für derartige Komponenten für eine lange betriebliche Nutzungsdauer unter den korrosivsten Umgebungsluft-Betriebsbedingungen erforderlich ist. Weiterhin wird dieses Ergebnis bei vernünftigen Kosten ohne signifikante ausgleichende Nachteile gewonnen.
Ein Aspekt dieser Erfindung enthält die Verwendung eines keramischen Überzuges und die Lösung des Abplatz- und Bruchproblems von derartigen Überzügen, indem ein Opferunterzug aus einem metallischen Material vorgesehen wird, das mit der Oberfläche des Substratgegenstandes und auch mit dem keramischen Überzug verbunden ist. Die Oberfläche von einer Verdichterschaufel oder einem anderen Teil aus rostfreiem Stahl, das auf diese Weise geschützt wird, wird durch den keramischen Überzug zunächst nicht der Umgebungsluft ausgesetzt und ist so trotz Abplatzen und Bruch des keramischen Überzuges abgeschirmt bzw. geschützt, solange die metallische Opferschicht intakt bleibt.
Ich habe gefunden, daß, wenn der Opferunterzug durch Bruchstellen in dem keramischen Überzug freigelegt wird, es eine unerwartet lange Zeit für die korrosive Wirkung dauert, sich ihren Weg durch den metallischen Unterzug zu bahnen. Weiterhin habe ich überraschenderweise gefunden, daß selbst nach einer Durchdringung des Unterzuges das metallische Opfermaterial in dem unmittelbaren Bereich dazu dient, die freiliegende Oberfläche des Stahlsubstrats vor einem korrosiven Angriff zu schützen.
Darüberhinaus habe ich gefunden, daß diese verlängerte Schutzwirkung durch die Verwendung von metallischen Opferüberzügen erhalten wird, die extrem dünn sein können und die sogar Defekte oder Öffnungen mit einer Weite von sogar 1,59mm (1/16-Zoll) haben können, die während der Fertigung oder Wartung erzeugt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung beinhaltet die Verwendung des Opferunterzuges aus irgendeinem geeigneten Metall oder einer Legierung des Metalls, das in der Spannungsreihe über Eisen steht. Dies schließt selbstverständlich nicht solche stark reaktionsfähigen Metalle ein, wie beispielsweise Natrium und Kalium, aber es beinhaltet Aluminium, Zink, Cadmium und Magnesium und diejenigen ihrer Legierungen, die in einer galvanischen Reihe aktiver sind als Eisen und deshalb dem Opferzweck dieser Erfindung dienen.
Ich habe weiter gefunden, daß der Opferunterzug auf verschiedenen Wegen mit übereinstimmend guten Resultaten aufgebracht werden kann. Somit sind Nickel-Cadmium- und Nickel-Zink-Primärüberzüge elektroplattiert worden, um Opferunterzüge mit guter Überdeckung und Adhäsion bei minimalen Kosten zu schaffen. Unterzüge aus Aluminium mit ähnlich guter Qualität sind durch die Verwendung von Aluminiumanstrichen erzeugt worden durch Tauchen, Sprühen oder Bürsten mit anschließendem Trocknen, Wärmebehandeln und Sandblasen oder anderes Polieren bzw. Brünieren, um metallische Feststoffreste zu konsolidieren und dadurch einen kohärenten Aluminiumkörper in elektrisch leitendem Kontakt mit der Oberfläche von einem metallischen Substrat zu erzeugen. Andere Abscheidungstechniken für diesen Zweck enthalten Plasma- und Flammsprühen, Zerstäuben (Sputtering), Ionendampfabscheidung (IVD von ion vapor deposition), physikalische Dampfabscheidung (PVD von physical vapor deposition) und chemische Dampfabscheidung (CVD von chemical vapor deposition).
Die Dicke der Opfermetallschicht im allgemeinen nicht kritisch, da die neuen Ergebnisse und Vorteile dieser Erfindung übereinstimmend erhalten werden können mit Überzügen, die so dünn wie etwa 0,005mm (0,2/1000 Zoll) sind, und auch viel dicker, wie es gewünscht wird.
Zusätzlich habe ich gefunden, daß der keramische Überzug durch das Verfahren aufgebracht werden kann, das im einzelnen in dem US-Patent 3 248 251 beschrieben ist, das am 26. April 1966 für Allen erteilt wurde. Der entstehende keramische Anfangsüberzug wird dann geschlossen und versiegelt durch einen zweiten Überzug und einen dritten, wenn dies gewünscht wird, und nach jedem Überzugsschritt werden Trocknungs- und Härtungsschritte ausgeführt.
Schließlich habe ich ermittelt, daß die im Widerstreit stehenden Temperaturerfordernisse bei der Erzeugung eines keramischen Überzuges (im allgemeinen 538ºC (1000ºF) oder höher) und der Beibehaltung der Ermüdungsbeständigkeit von rostfreiem Stahl (weniger als etwa 316ºC (600ºF)) mit übereinstimmend guten Ergebnissen überwunden werden können. Genauer gesagt, habe ich gefunden, daß durch Begrenzen der Temperatur der Trocknungs- und Härtungsschritte des Allen- Verfahrens auf weniger als etwa 316ºC (600ºF), vorzugsweise 260 - 288ºC (500º - 550ºF), ein guter keramischer Überzug ausgebildet werden kann, ohne daß die Ermüdungsbeständigkeit des Substrates aus rostfreiem Stahl verlorengeht, die im Laufe der Herstellung durch Schlaghämmern (shot peening) oder eine andere geeignete Kaltbearbeitungsbehandlung ausgebildet worden ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält einen Gegenstand aus rostfreiem Martensit-Stahl, wie beispielsweise eine Verdichterschaufel, der eine doppelte Schicht aus einem metallischen Opferunterzug und einem keramischen Schutzüberzug trägt, wobei die zwei Schichten miteinander verbunden sind und der Unterzug mit der Oberfläche der Schaufel verbunden ist, um einen einheitlichen Verbundgegenstand auszubilden.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält die Schritte, daß eine Verdichterschaufel für ein Gasturbinentriebwerk bereitgestellt wird, eine zusammenhängende, metallische Opferschicht minimaler Dicke auf der Oberfläche der Schaufel ausgebildet wird und eine keramische Schicht über der metallischen Opferschicht ausgebildet und damit verbunden wird.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Einzelheiten anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben, in denen:
Figur 1 eine Mikrofotografie (100x) von einem Teil von dem Querschnitt von einer erfindungsgemäßen Verdichterverbundschaufel von einem Gasturbinentriebwerk ist und das doppelte Aluminium-Keramik-Schutzüberzugssystem zeigt, das mit der Schaufeloberfläche verbunden ist;
Figur 2 eine Mikrofotografie (500x) von einer anderen Verdichterschaufel ähnlich derjenigen gemäß Figur 1 ist, die einen Duplexiberzug aus einer Nickel-Cadmium-Primärschicht ist, über der eine Keramikschicht liegt;
Figur 3 eine Fotografie der Verdichterschaufel gemäß Figur 2 ist, die einen rostfreien Kratzer nach einer 227-stündigen Exposition gegeniber einem ASTM B117-Salznebeltest trägt;
Figur 4 eine Fotografie (Vergrößerung von etwa 1,6) einer Gasturbinentriebwerks-Verdichter schaufel ist, die einen Keramiküberzug, aber keinen metallischen Unterzug, hat, der einen Kratzer und Rost nach einer Exposition gegenüber den Testbedingungen entsprechend Figur 3 trägt; und
Figur 5 eine Vergrößerung (etwa 12x) der Fotografie gemäß Figur 4 in dem Bereich des Kratzers ist und die Ausdehnung der Rostentwicklung zeigt, wenn kein Unterzug gemäß dieser Erfindung vorhanden ist.
Beim Ausführen dieser Erfindung in einer gegenwärtig bevorzugten Form wird die saubere Oberfläche von einer Gasturbinentriebwerks-Verdichterschaufel aus 403 rostfreiem Stahl zunächst mit einem kontinuierlichen, relativ dünnen Opfermetallüberzug versehen. Wie vorstehend angegeben wurde, wird eine Nickel-Cadmiumschicht für diesen Zweck verwendet und elektroplattiert bis zu einer Dicke von etwa 0,0051 mm bis 0,0102 mm (0,2 bis 0,4/1000 Zoll), vorzugsweise 0,0076 mm (0,3/1000 Zoll). Die entstehende harte, primäre Schicht wird dann mit einer Keramik durch das Verfahren überzogen, das in dem US-Patent 3 248 251 beschrieben ist, das am 26. April 1966 für Charlotte Allen erteilt wurde.
Als alternative Verfahren kann der Opfermetallunterzug durch Flammen- oder Plasmasprühtechniken ausgebildet werden, die in allgemeiner Anwendung sind, oder vorzugsweise durch Aufbringen eines metallischen Anstriches auf die Substratoberfläche, die zunächst durch Sandstrahlen vorbereitet ist, und dann durch Trocknen, Erwärmen zum Härten und dann Verfestigen des mit der metallischen Oberfläche in Kontakt befindlichen Metallpulvers in geeigneter Weise durch Glasperlenblasen. Im allgemeinen wird eine einzige Applikation ausreichend sein, um eine angemessene Metallschichtdicke für die Zwecke dieser Erfindung zu erzeugen.
Die Verbindung bzw. Bindung der Opfermetallschicht mit dem Schutzüberzug des Keramikmaterials ist kein Problem, wenn das Verfahren der Herstellung des Überzuges so ist, wie es vorstehend allgemein und nachfolgend detailliert beschrieben ist. Somit wird die Unterschicht bzw. der Unterzug die Keramik aufnehmen, wie sie aufgebracht wird, und sich damit in einer verriegelnden Wirkung verbinden und den Überzug sicher in seiner Lage auf dem Verbundgegenstand halten. Eine Vorbereitung der Oberfläche des Opfermetallüberzuges, wie sie erforderlich ist, um eine Bindung des keramischen Überzuges sicherzustellen, wird vorzugsweise durch Sandstrahlen ausgeführt, um die Metalloberfläche aufzurauhen.
Diese Erfindung wird weiter beschrieben und von dem Stand der Technik unterschieden durch die folgenden Ausführungsbeispiele, die aber nicht einschränkend zu verstehen sind, der tatsächlichen Praxis.

Beispiel 1

Als Testprobe wurde eine Gasturbinenschaufel aus A1S1 403 rostfreiem Stahl gereinigt und dann mit einer Nickel-Cadmium-Legierungs-Elektroplattierung mit gleichförmiger Dicke von etwa 0,0076 mm (0,3/1000 Zoll) versehen, die sandgestrahlt wurde, um die Elektroplattierungsfläche aufzurauhen, und dann wurde sie mit einem keramischen Körper gleichförmiger Dicke von etwa 0,076 mm (3/1000 Zoll) überzogen. Der keramische Überzug wurde dadurch ausgebildet, daß die Probe in einen Brei der in Tabelle I angegebenen Zusammensetzung eingetaucht wurde, und der Breiüberzug wurde bei 316ºC (600ºF) für eine Stunde getrocknet und gebrannt. £n diesem Beispiel wurde die Keramik gehärtet, indem sie acht Mal getränkt wurde, wobei eine Phosphorchromsäurelösung (50% konzentrierte Phosphorsäure und 50% gesättigtes Chromtrioxid) verwendet wurde. Nach jeder Tränkung wurde die Probe bei 316ºC (600ºF) für eine Stunde getrocknet und gebrannt. Der entstehende doppelte Überzug, der zwischen den Tränkungen leicht poliert bzw. brüniert wurde, um Oberflächenfinisherfordernisse zu erzielen, hatte ein glattes, braunes, gläsernes Finish, das auf einem Profilmeter Ra= 0,2 mm (8 Mikrozoll) maß. Die Probe zeigte keinen Oberflächenrost nach 200 Stunden in dem ASTM B117 Salznebeltest. Tabelle 1

Beispiel II

Eine weitere Testprobe von einer Gasturbinentriebwerks-Verdichterschaufel aus A1S1 rostfreiem Stahl ähnlich derjenigen gemäß Beispiel I wurde mit einem Nickel-Cadmium- Elektroüberzug mit einer Dicke von etwa 0,0076 mm (0,3/1000 Zoll) versehen, Sandgeblasen und dann überzogen mit einem Keramikkörper, der eine gleichförmige Dicke von etwa 0,076 mm (3/1000 Zoll) hatte. Das verwendete Verfahren war dasjenige von Beispiel I, außer daß der Brei Zirkonoxid anstatt Aluminiumoxid enthielt und gesprüht wurde, anstatt daß es als ein Tauchbad verwendet wurde. Die doppelt überzogene Probe wurde mit einem Carbidwerkzeug geritzt und dann für 227 Stunden dem ASTM B117 Salznebeltest ausgesetzt mit dem Ergebnis, daß, wie in Figur 3 gezeigt ist, keine Korrosion der Schaufel auftrat.

Beispiel III

Ein Gegenstück der Verdichterschaufelprobe gemäß dem Beispielen I und II wurde in der gleichen Weise getestet mit dem Ergebnis, daß die Probe korrodiert war, wie es in den Figuren 4 und 5 gezeigt ist. Diese Probe war, anders als diejenige in den Beispielen I und II, nicht mit einem Metallunterzug versehen, sondern hatte nur eine Keramikschicht, die gleiche, wie die gemäß Beispiel II in bezug auf Dicke, Zusammensetzung und Aufbringungsverfahren.

Beispiel IV

Kürzlich wurde Erfahrung gewonnen auf dem Gebiet mit dieser Erfindung, da Gasturbinen-Einlaßführungsschaufeln mit Nickel-Cadmium-Unterzügen und keramischen Überzügen, die wie in Beispiel II beschrieben hergestellt waren, an zwei unterschiedlichen Stellen in Triebwerke eingebaut und benutzt wurden. Obwohl Einlaßführungsschaufeln im allgemeinen von allen Schaufeln in dem Verdichter am heftigsten angegriffen werden, waren diese Schaufeln gemäß der Erfindung über 1000 Stunden in Betrieb, ohne irgendwelche Anzeichen von Korrosion zu zeigen.

Beispiel V

Eine Testprobe, die gleiche wie in Beispiel I, wurde mit einem Basisüberzug aus Aluminium versehen, indem auf die Probenoberfläche ein aluminiumhaltiger Anstrich (im Handel erhältlich als Alseal 518 von Coatings of Industry, Souderton, Pa) gesprüht wurde. Die Probe wurde dann auf 260ºC - 288ºC (500º - 550ºF) für eine Stunde erwärmt und danach glasperlengestrahlt mit Aluminiumoxid, um die Alumiuniumpartikel des Anstrichrestes in eine kontinuierliche Schicht zu verfestigen, die eine elektrisch leitende Überdeckung in Kontakt mit dem Substrat aus Martensit-Stahl bildet. Eine Phosphat-Chromat-Mischung mit einem organischen Vehikel wurde dann auf den primären Überzug nach den Alseal-Produktdateninstruktionen aufgebracht, wonach die Probe fur einige wenige Stunden bei etwa 260ºC - 288ºC (500ºF - 550ºF) getrocknet und erwärmt wurde. Danach wurde ein keramischer Überzug durch das Verfahren und mit der Breiformulierung gemäß Beispiel II aufgebracht. Das entste hende Produkt in in Figur 1 gezeigt.
Die oben angegebenen ASTM B117 Salznebeltests wurden gemäß einem Standard-Verfahren durchgeführt, wobei die Testproben jeweils einem Nebel ausgesetzt wurden, der aus Tröpfen aus 5% wäßrigem Natriumchlorid bestand, die Nebelsetzgeschwindigkeit betrug 1 bis 2 Kubikzentimeter pro Stunde über 80 Quadratzentimeter und die Temperatur betrug 35ºC (95ºF) während der Versuchsperiode von 227 Stunden. Dieser Test wurde aus dem Grunde gewählt, weil er als besonders brauchbar allgemein anerkannt ist, da er einen schnellen Angriff zur Folge hat, der Rost auf ungeschütztem A1S1 403 rostfreiem Stahl erzeugt.
Wo in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen, ein Prozentsatz, Proportion oder Verhältnis angegeben ist, ist er in bezug auf die Gewichtsbasis angegeben, wenn nichts anderes gesagt ist.

Claims

1. Korrosionsbeständiger Verbundgegenstand enthaltend einen ermüdungsbeständigen Stahlsubstratkörper und eine damit verbundene doppelte Schutzschicht, wobei die Schicht einen metallischen Opferunterzug auf dem Substratkörper, der eine im wesentlichen gleichförmige Dicke zwischen etwa 0,005 mm (0,2/1000 Zoll) und etwa 0,05 mm (2/1000 Zoll) hat und in einer galvanischen Reihe aktiver ist als Eisen, und einen Überzug aus Keramikmaterial auf dem Unterzug aufweist.

2. Gegenstand nach Anspruch 1, wobei der Substratkörper eine Verdichterschaufel von einem Gasturbinentriebwerk ist und der Opferunterzug aus einem Material besteht, das aus der aus Aluminium, Zink, Cadmium, Magnesium und deren Legierungen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

3. Schaufel nach Anspruch 2, wobei der Opferunterzug Aluminium ist.

4. Schaufel nach Anspruch 3, wobei die Deckschicht bzw. das Finish der überzogenen Schaufel glatt und gläsern ist und etwa Ra=0,2 mm (8 Mikrozoll) auf einem Profilmeter mißt.

5. Schaufel nach Anspruch 2, wobei der Überzug aus Keramikmaterial Zirkonoxid mit einer im wesentlichen gleichförmigen Dicke von etwa 0,076 mm (3/1000 Zoll) ist.

6. Verfahren zum Herstellen einer Verdichterschaufel aus Stahl für ein Gasturbinentriebwerk mit einer doppelten Schicht, die die Schaufel für eine Verwendung in korrosiven Umgebungen qualifiziert, wobei ein ermüdungsbeständiges Stahlsubstrat mit einem Brei überzogen wird, der im wesentlichen aus Aluminiumteilchen in einem flüssigen Träger besteht, der Chromsäure und Phosphorsäure enthält, der Aluminiumüberzug getrocknet wird, der Aluminiumüberzug gehärtet wird, wobei der Aluminiumüberzug durch Glasperlenblasen der Aluminiumteilchen zu einem kohärenten Körper mit einer im wesentlichen gleichförmigen Dicke zwischen etwa 0,005 mm (0,2/1000 Zoll) und 0,05 mm (2/1000 Zoll) in elektrisch leitendem Kontakt mit der Stahloberfläche des Substrats brüniert wird und ein Mantel aus Keramik bereitgestellt wird, indem eine poröse Skelettkeramik auf dem Aluminiumüberzug gebildet wird, die poröse Keramik mit einer Lösung einer Chromverbindung getränkt wird, die durch Erhitzen in ein Oxid umgewandelt werden kann, die entstehende getränkte Keramik getrocknet und gehärtet wird und die Tränkungs- und Härtungsschritte wiederholt werden, um die Keramik zu härten und zu verdichten, wobei die Trocknungs- und Härtungsschritte auf Temperaturen von weniger als etwa 316ºC (600ºF) begrenzt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei jeder Keramikhärtungsschritt ausgeführt wird, indem die getränkte poröse Keramik auf eine Temperatur zwischen 260ºC (500ºF) und 316ºC (600ºF) erhitzt wird, bis die Umwandlung der Chromverbindung in Oxid im wesentlichen vollständig ist.