DE102006010929B4

DE102006010929B4 - Beschichtungsverfahren

Info

Publication number: DE102006010929B4
Application number: DE200610010929
Authority: DE
Inventors: Reinhold Meier
Original assignee: MTU Aero Engines GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2026-03-10
Also published as: DE102006010929A1

Abstract

Beschichtungsverfahren mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines zu beschichtenden Bauteils, wobei das Bauteil an einer zu beschichtenden Oberfläche mindestens eine Öffnung bzw. Bohrung aufweist, in die beim Beschichten kein Beschichtungswerkstoff eindringen darf, b) Verschließen der oder jeder Öffnung von außen mit einem Kunststoff, c) Beschichten des Bauteils mit einem Beschichtungswerkstoff, d) Entfernen des Kunststoffs aus der oder jeder Öffnung, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff dadurch aus der oder jeder Öffnung entfernt wird, dass von innen auf den in der jeweiligen Öffnung platzierten Kunststoff einen Überdruck ausgeübt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsverfahren, insbesondere für Gasturbinenbauteile.
Aus der Praxis ist es bekannt, Gasturbinenbauteile zur Erhöhung der Lebensdauer mit Verschleißschutzbeschichtungen zu beschichten. Bei solchen Verschleißschutzbeschichtungen kann es sich um Heißgaskorrosionsschutzbeschichtungen, Erosionsschutzbeschichtungen oder auch um Wärmedämmschichten handeln. So ist es gängige Praxis, die Leitschaufeln und Laufschaufeln von Turbinen eines Gasturbinenflugtriebwerks mit Heißgaskorrosionsschutzbeschichtungen zu beschichten.
Da die Leitschaufeln und Laufschaufeln einer Turbine, insbesondere einer Hochdruckturbine, eines Gasturbinenflugtriebwerks im Betrieb sehr hohen Temperaturen ausgesetzt sind, müssen dieselben im Betrieb gekühlt werden, wobei hierzu in die Schaufeln Kühlluftkanäle eingearbeitet sind, die an einer Oberfläche der Schaufel mit Öffnungen münden. Die Kühlluftkanäle verfügen dabei über einen definierten Durchmesser, um eine definierte Kühlung der Schaufeln zu gewährleisten.
Sollen solche Schaufeln an einer Oberfläche, an welcher dieselben Öffnungen von Kühlluftkanälen aufweisen, mit einer Verschleißschutzbeschichtung beschichtet werden, so ist es von entscheidender Bedeutung, dass in die Öffnungen und damit in die Kühlluftkanäle kein Beschichtungswerkstoff gelangt, da sich ansonsten die Querschnitte der Kühlluftleitungen verändern, nämlich verkleinern, könnten. Unter Umständen kann dann im Betrieb keine ausreichende Kühlung der Schaufeln mehr gewährleistet werden.
Die Druckschriften EP 1 350 860 A1 , US 5 800 695 A und US 5 902 647 A offenbaren ein Verfahren zum Beschichten eines Gasturbinenbauteils mit mehreren Öffnungen an der Oberfläche, bei dem die Öffnungen von außen mit bestimmten Kunststoffen verschlossen werden. Zum Entfernen dieser Kunststoffe wird in allen drei Druckschriften die Pyrolyse vorgeschlagen, d. h., dass das Bauteil auf einer besonderen hohen Temperatur aufgeheizt wird, um den Kunststoff entsprechend aufzulösen.
Aus dem Stand der Technik ist kein Beschichtungsverfahren bekannt, welches der oben genannten Problematik Rechnung trägt. Dieses Problem tritt im Übrigen nicht nur bei Turbinenschaufeln eines Gasturbinenflugtriebwerks auf, sondern vielmehr bei allen zu beschichtenden Bauteilen, die im Bereich einer zu beschichtenden Oberfläche Öffnungen aufweisen, in die beim Beschichten kein Beschichtungswerkstoff eindringen darf.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Beschichtungsverfahren zu schaffen. Dieses Problem wird durch ein Beschichtungsverfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines zu beschichtenden Bauteils, wobei das Bauteil an einer zu beschichtenden Oberfläche mindestens eine Öffnung bzw. Bohrung aufweist, in die beim Beschichten kein Beschichtungswerkstoff eindringen darf, b) Verschließen der oder jeder Öffnung von außen mit einem Kunststoff, c) Beschichten des Bauteils mit einem Beschichtungswerkstoff, d) Entfernen des Kunststoffs aus der oder jeder Öffnung. Nach dem Beschichten des Bauteils mit dem Beschichtungswerkstoff wird der Kunststoff aus den Öffnungen des Bauteils entfernt, wobei dies dadurch erfolgt, dass von innen auf die mit dem Kunststoff verschlossenen Öffnungen ein Überdruck ausgeübt wird.
So kann z. B. bei Turbinenschaufeln in die Kühlluftkanäle Druckluft eingeblasen werden, die dann den Kunststoff aus den Öffnungen herausdrückt.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, vor dem Beschichten eines Bauteils im Bereich der zu beschichtenden Oberfläche des Bauteils ausgebildete Öffnungen von außen mit einem Kunststoff zu verschließen. Hierzu wird der Kunststoff vorzugsweise von außen in die Öffnungen eingespritzt. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass beim Beschichten kein Beschichtungswerkstoff in die Öffnungen des zu beschichtenden Bauteils eindringt.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend näher erläutert.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Bauteils, insbesondere eines Gasturbinenbauteils. Bevorzugt findet das Verfahren bei der Beschichtung von Leitschaufeln und Laufschaufeln einer Hochdruckturbine eines Gasturbinenflugtriebwerks Verwendung, wobei in solche Turbinenschaufeln Kühlluftkanäle eingebracht sind, die an Oberflächen der Turbinenschaufeln mit Öffnungen münden.
Zur Beschichtung eines solchen Bauteils werden vor dem Auftragen des Beschichtungswerkstoffs auf die zu beschichtende Oberfläche die an der zu beschichtende Oberfläche ausgebildeten Öffnungen von außen mit einem Kunststoff verschlossen. Vorzugsweise werden die Öffnungen mit einem Thermoplast, so z. B. mit Polystyrol, ausgespritzt. Nach dem Ausspritzen über die zu beschichtende Oberfläche vorstehender Kunststoff kann abgebrochen oder auf sonstige Art und Weise entfernt werden.
Nach dem Verschließen der Öffnungen mit Kunststoff erfolgt die Beschichtung der zu beschichtenden Oberfläche des Bauteils mit dem Beschichtungswerkstoff, wobei der Beschichtungswerkstoff auf der Oberfläche des Bauteils jedoch nicht auf dem Kunststoff, mit welchem die Öffnungen verschlossen sind, haftet. Die Öffnungen des Bauteils werden demnach mit einem entsprechend angepassten Kunststoff verschlossen.

Claims

Beschichtungsverfahren mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines zu beschichtenden Bauteils, wobei das Bauteil an einer zu beschichtenden Oberfläche mindestens eine Öffnung bzw. Bohrung aufweist, in die beim Beschichten kein Beschichtungswerkstoff eindringen darf, b) Verschließen der oder jeder Öffnung von außen mit einem Kunststoff, c) Beschichten des Bauteils mit einem Beschichtungswerkstoff, d) Entfernen des Kunststoffs aus der oder jeder Öffnung, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff dadurch aus der oder jeder Öffnung entfernt wird, dass von innen auf den in der jeweiligen Öffnung platzierten Kunststoff einen Überdruck ausgeübt wird.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Öffnung mit einem Thermoplast verschlossen wird.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Öffnung mit Polystyrol ausgespritzt wird.
Beschichtungsverfahren nach der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Öffnung mit einem Kunststoff verschlossen wird, auf welchem der Beschichtungswerkstoff nicht haftet.
Beschichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als zu beschichtendes Bauteil eine Kühlluftkanale aufweisende Turbinenschaufel eines Gasturbinenflugtriebwerks bereitgestellt wird, wobei die Kühlluftkanäle in den Öffnung an der Oberfläche des Bauteils münden.