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DE2401951A1 - SEAL ARRANGEMENT FOR TURBO MACHINERY - Google Patents

SEAL ARRANGEMENT FOR TURBO MACHINERY

Info

Publication number
DE2401951A1
DE2401951A1 DE19742401951 DE2401951A DE2401951A1 DE 2401951 A1 DE2401951 A1 DE 2401951A1 DE 19742401951 DE19742401951 DE 19742401951 DE 2401951 A DE2401951 A DE 2401951A DE 2401951 A1 DE2401951 A1 DE 2401951A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aluminum
nickel
honeycomb structure
particles
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19742401951
Other languages
German (de)
Inventor
John Wolverson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce PLC
Original Assignee
Rolls Royce 1971 Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rolls Royce 1971 Ltd filed Critical Rolls Royce 1971 Ltd
Publication of DE2401951A1 publication Critical patent/DE2401951A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/44Free-space packings
    • F16J15/444Free-space packings with facing materials having honeycomb-like structure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/12Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
    • F01D11/127Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with a deformable or crushable structure, e.g. honeycomb

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsanordnung für Turbomaschinen und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf eine Dichtung, die den Leckstrom zwischen den Spitzen der sich drehenden Schaufeln und dem sie umgebenden Gehäuse vermindern soll.The invention relates to a sealing arrangement for turbo machines and particularly, but not exclusively, to a seal that prevents leakage current between the tips of the rotating Shovels and the housing surrounding them is intended to reduce.

Um einen wirksamen Betrieb bei einer Turbomaschine zu gewährleisten, die sich drehende, stromlinienförmige Schaufeln aufweist, welche von einer Abschirmung umgeben sind, muß der Zwischenraum zwischen den Schaufelspitzen und dem sie umgebenden Gehäuse so klein als möglich gemacht werden, um einen Leckstrom dazwischen so gering als möglich zu halten. Wenn jedoch bei einer Turbomaschine das Spiel zwischen den sich drehenden Schaufeln und dem umgebenden Gehäuse minimal ist, dann können auch ganz geringe Änderungen der Abmessungen der Turbomaschine, die innerhalb von Herstellungstoleranzen liegen, oder auch eine leichte Exzentrizität der die Schaufeln tragenden Welle dazu führen, daß die Schaufelspitzen in Berührung mit deir. sie umgebenden Gehäuse gelangen. Dies kann natürlich schwerwiegende Folgen haben, wenn eine solche Turbomaschine ein in einem Flugzeug eingebautes otrahltriebwerk darstellt.To ensure effective operation of a turbo machine, which has rotating, streamlined blades surrounded by a shield, the space between the blade tips and the casing surrounding them are made as small as possible in order to minimize a leakage current between them as possible. If, however, in a turbomachine, the clearance between the rotating blades and the surrounding casing is minimal, then even very small changes in the dimensions of the turbomachine, which are within manufacturing tolerances lie, or a slight eccentricity of the shaft carrying the blades lead to the blade tips in contact with deir. they reach surrounding housing. This can of course have serious consequences if such a turbo machine is a jet engine installed in an aircraft.

Es ist bereits bekannt, die innere Oberfläche der Abschirmung bzw. des Umgebungsgehauses mit einem abschleifbaren Material zu überziehen. Ein solcher Überzug gewährleistet, daß bei Berührung einer sich drehenden Schaufelspitze mit dem Gehäuse nur ein Teil des abschleifbaren Überzuges abgeführt und abgenutzt wird, so daß eine schwerwiegende Beschädigung vermieden und dennoch .ein minimaler Abstand dazwischen aufrechterhalten' wird. Derartige abschleifbare Überzüge besitzen jedoch den Nachteil, daß sie nicht unterstützt sind, und unter gewissen Umständen aus dem Gehäuse ausbrechen können. Dies kann man dadurch vermeiden, daß man die radial innen liegenden Wände des Gehäuses mit einem offenen Honigwabenaufbau bedeckt, und die offenen Zellen dieses Aufbaus mit einem abschleifbaren Material ausfüllt.. Derartige gefüllte Honigwaben bewirken eine wirksame Dichtung zwischen den sich drehenden Schaufeln und dem sie umgebenden Gehäuse, oder dem sie umgebenden Strömungslei tring, aber im Betrieb treten zahlreiche Probleme auf. Das schwierigste Problem steht darin, daß das abschleifbare Material gelegentlich den Honigwabenaufbau angreift, und daß das abschleifbare Material durch die Schaufeln nicht sauber geschnitten wird„ und infolgedessen verschmiert.It is already known to cover the inner surface of the shield or the surrounding housing with an abrasive material to cover. Such a coating ensures that when a rotating blade tip comes into contact with the housing only a portion of the abradable coating is carried away and worn away so that serious damage is avoided and yet 'maintain a minimal distance between' will. Such abradable coatings, however, have the disadvantage that they are unsupported, and under certain circumstances Break out of the housing. This can be avoided by removing the radially inner walls of the housing is covered with an open honeycomb structure, and the open cells of this structure with a sandable one Material fills .. Such filled honeycombs create an effective seal between the rotating blades and the housing surrounding them, or the surrounding flow line, but numerous problems arise during operation. The most difficult problem is that the abradable material occasionally attacks the honeycomb structure, and that the abradable material is not cut cleanly by the blades and, as a result, smeared.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein abschleifbares Material zur Benutzung in einem Honigwabenträger zu schaffen, das die erwähnten Nachteile im wesentlichen vermeidet.The invention is therefore based on the object of a grindable To provide material for use in a honeycomb carrier which essentially avoids the disadvantages mentioned.

Gemäß der Erfindung besteht die Dichtung aus einem offenen Honigwabenaufbau, wobei die Zellen wenigstens teilweise mit einem abschleifbaren Material ausgefüllt sind, das aus einer Metallverbindung aus purösem Nickel-Aluminit (Ni^Al) besteht, die zwischen Ij5 und 20 Gewichtsprozent Aluminium enthält.According to the invention, the seal consists of an open honeycomb structure, with the cells at least partially a material that can be abraded and consists of a metal compound of pure nickel-aluminite (Ni ^ Al), which contains between 15 and 20 percent by weight of aluminum.

Das abschleifbare Material kann eine Porosität zwischen 40 und 55/£ aufweisen.The abradable material can have a porosity between 40 and 55 / £.

Das abschleifbare Material icann auch bis zu Io Gewichtsprozent L v. c v> _; / ■■* ο j 4 / The abradable material can also be used up to 10 percent by weight L v. c v>_; / ■■ * ο j 4 /

Aluminium-Oxid enthalten.Contains aluminum oxide.

Der Honigwabenaufbau kann aus einer Nickellegierung hergestelltThe honeycomb structure can be made of a nickel alloy

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Verfahren zur Herstellung der Dichtung für eine Turbomaschine in der Weise durchgeführt, daß wenigstens teilweise die Zellen eines offenen Honigwabenaufbaus mit einer innigen Mischung aus fein verteilten Partikeln von Nickel und fein verteilten Partikeln von Aluminium ausgefüllt werden, wobei diese Mischung 13 bis 20 Gewichtsprozent Aluminium-Partikel enthält, und daß dann der wenigstens teilweise angefüllte Honigwabenaufbau in einer reduzierenden Atmosphäre soweit erhitzt wird, daß die Nickel- und Aluminium-Partikel zusammen sintern.According to a further feature of the invention, the method for producing the seal for a turbomachine in the Way carried out that at least partially the cells of an open honeycomb structure with an intimate mixture of fine distributed particles of nickel and finely divided particles of aluminum are filled, this mixture 13 to Contains 20 percent by weight of aluminum particles, and that then the at least partially filled honeycomb structure in one reducing atmosphere is heated to such an extent that the nickel and aluminum particles sinter together.

Vorzugsweise liegt die Partikelgröße von Aluminium und Nickel in einem Bereich von 45 bis 105 pm. The particle size of aluminum and nickel is preferably in a range from 45 to 105 μm.

Die Mischung aus feinverteilten Partikeln von Aluminium und feinverteiltem Nickel können auch bis zu 10 Gewichtsprozent feinverteilte Partikel von Aluminiumoxid enthalten.The mixture of finely divided particles of aluminum and finely divided nickel can also contain up to 10 percent by weight contain finely divided particles of aluminum oxide.

Jeder Aluminium-Partikel kann mit einem Überzug aus Nickel von einer solchen Tiefe versehen sein, daß jeder Partikel einer Zusammensetzung von 80 Gewichtsprozent Nickel und 20 Gewichtsprozent Aluminium entspricht. Die Gesamtgröße eines jeden Nickel/Aluminium-Partikels liegt dann in dem Bereich zwischen 45 und 105 J»m.Each aluminum particle can be coated with nickel be provided of such a depth that each particle has a composition of 80 weight percent nickel and 20 Corresponds to weight percent aluminum. The total size of each nickel / aluminum particle is then in the range between 45 and 105 J »m.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Verfahren zur Herstellung einer Dichtung für eine Turbomaschine in der Weise durchgeführt, daß wenigstens teilweise die Zellen eines offenen Honigwabenaufbaus mit feinverteilten Partikeln aus Aluminium angefüllt werden, wobei jeder Partikel mit Nickel so überzogen ist, daß die gesamte Partikelzusammensetzung 1J> bisAccording to a further feature of the invention, the method for producing a seal for a turbo-machine is carried out in such a way that the cells of an open honeycomb structure are at least partially filled with finely divided particles of aluminum, each particle being coated with nickel so that the entire particle composition 1J> to

409830/0834 ./.409830/0834 ./.

- 4 - 2A0195 1- 4 - 2A0195 1

20 Gewichtsprozent Aluminium enthält, wobei anschließend eine Erhitzung des wenigstens teilweise angefüllten Honigwabenauf baus in einer reduzierenden Atmosphäre erfolgt, so daß die überzogenen Aluminium-Partikel zusammen sintern.Contains 20 percent by weight aluminum, with subsequently the at least partially filled honeycomb structure is heated in a reducing atmosphere, see above that the coated aluminum particles sinter together.

Vorzugsweise haben alle überzogenen Aluminium-Partikel eine Partikelgröße im Bereich zwischen 45 und 105 3«n·All coated aluminum particles preferably have a particle size in the range between 45 and 105 3 «n ·

Die reduzierende Atmosphäre besteht vorzugsweise aus Wasserstoff. The reducing atmosphere preferably consists of hydrogen.

Vorzugsweise wird der Wasserstoff über den erhitzten wenigstens teilweise angefüllten Honigwabenaufbau mit einer Strömungsgeschwindigkeit zwischen o,7 und 1 Liter pro Minute geleitet.Preferably, the hydrogen flows over the heated at least partially filled honeycomb structure at a flow rate between o, 7 and 1 liter per minute passed.

Der wenigstens teilweise angefüllte Honigwabenaufbau kann in der Wasserstoffatmosphäre auf eine Temperatur zwischen 1020 Grad und 1070 Grad Celsium etwa eine Stunde lang erhitzt werden. Der wenigstens teilweise gefüllte Honigwabenaufbau wird vorzugsweise auf etwa 500 Grad Celsius abgekühlt, bevor er aus der Wasserstoffatmosphäre entfernt wird.The at least partially filled honeycomb structure can in the hydrogen atmosphere to a temperature between 1020 Degrees and 1070 degrees celsium for about an hour. The at least partially filled honeycomb structure is preferably cooled to about 500 degrees Celsius before being removed from the hydrogen atmosphere.

Die beiliegende Zeichnung zeigt einen offenen Honigwabenaufbau, geeignet zur Herstellung einer Dichtung gemäß der Erfindung.The accompanying drawing shows an open honeycomb structure suitable for producing a seal according to the invention.

Der allgemein mit dem Efeil 10 bezeichnete Honigwabenaufbau besteht aus einer Rückplatte 11 aus einer Nickellegierung, auf der ein Honigwabenaufbau 12 auf Nickelbasis aufgelötet ist. Die für die Rückplatte 11 benutzte Legierung bestand bei einer Versuchsdurchführung aus einem unter der Bezeichnung "Nimonic 80A" bestehenden Material, und dieses Material enthält die folgenden Gewichtsbestandteile:The honeycomb structure generally designated by arrow 10 exists from a back plate 11 made of a nickel alloy, on which a honeycomb structure 12 based on nickel is soldered. The alloy used for the back plate 11 consisted of an alloy called "Nimonic" when a test was carried out 80A "existing material, and that material includes the following Weight components:

Kohlenstoffcarbon 0.0. Manganmanganese 1%1% SiliciumSilicon 1%1% Chromchrome 205g205g

409 3 30/0834409 3 30/0834

Kobalt 2% Cobalt 2%

Titan 2.25/^Titanium 2.25 / ^

Aluminium . 1.25$Aluminum. $ 1.25

Eisen 5$Iron $ 5

Ausgleich Nickel und VerunreinigungenBalance nickel and impurities

Die Nickellegierung für die Honigwaben 12 bestand aus "nimonic 75"* das die folgenden Gewichtszusammensetzungen enthält:The nickel alloy for the honeycomb 12 consisted of "nimonic 75" * which had the following weight compositions contains:

Kohlenstoffcarbon o.12%or 12% Manganmanganese SiliciumSilicon 1%1% Chromchrome 20%20% Titantitanium οΛ%οΛ% Eiseniron 5$$ 5 Ausgleich NickelCompensating nickel und Verunreinigungenand impurities

Bei der Herstellung einer Dichtung gemäß der Erfindung, wird der Honigwabenaufbau 10 im Vakuum gereinigt bevor jede der offenen Zellen 13 mit einer innigen Mischung aus Nickel-Partikeln und Aluminium-Partikeln angefüllt wird. Der Vakuum- · Reinigungsprozeß umfaßt eine Erhitzung der Waben auf eine Temperatur zwischen IO3O Grad Celsius und 1070 Grad Celsius, und eine Abkühlung auf Raumtemperatur in einem Vakuum-OfenIn the manufacture of a seal according to the invention, the honeycomb structure 10 is vacuum cleaned before each of the open cells 13 with an intimate mixture of nickel particles and aluminum particles is filled. The vacuum cleaning process involves heating the honeycombs to one Temperature between 1030 degrees Celsius and 1070 degrees Celsius, and cooling to room temperature in a vacuum oven

-4 erfolgt bei einem Druck von wenigstens 10 Torr. Die Partikel mit einem Durchmesser zwischen 45 und 105 jam sind in einem solchen Verhältnis vorhanden, das die Gesamtmischung zwischen 13 und 20 Gewichtsprozent Aluminium enthält. Die Zellen 13 können entweder vollständig oder teilweise mit dei1 Nickel-/ Aluminiummischung angefüllt werden, je nach der speziellen Anwendung der Dichtung.-4 takes place at a pressure of at least 10 torr. The particles with a diameter between 45 and 105 μm are present in such a ratio that the total mixture contains between 13 and 20 percent by weight of aluminum. The cells 13 can be either completely or partially filled with 1 dei nickel / aluminum mixture, depending on the particular application of the gasket.

Die Partikel werden durch Hand nach unten gestampft, bevor der gefüllte Honigwabenaurbau 10 in eine Retorte gebracht wird, die abgedichtet und mit Argon gereinigt wird.The particles are tamped down by hand before the filled honeycomb structure 10 is placed in a retort which is sealed and purged with argon.

40983 0/083440983 0/0834

Die Argonatmosphäre der Retorte wird dann mit Wasserstoff gereinigt. Wenn alles Argon aus der Retorte entfernt ist, wird die Strömungsrate des Wasserstoffs in die Retorte auf 0,7 bis 1 Liter pro Minute eingestellt. Dann wird die Retorte ■ auf eine Temperatur zwischen 1020 Grad Celsius und 1070 Grad Celsius erwärmt,und vorzugsweise auf einen Bereich zwischen 1040 und 1055 Grad Celsius. Die Erwärmung dieser Temperatur dauert eine· Stunde lang. Danach wird die Temperatur auf etwa 500 Grad Celsius abgesenkt. Wenn eine Temperatur von ungefähr 500 Grad Celsius erreicht ist, wird die Wasserstoff-Atmosphäre mit Argon ausgewaschen , bevor der angefüllte Honigwabenaurbau 10 entfernt wird.The argon atmosphere of the retort is then purged with hydrogen. When all argon is removed from the retort, the flow rate of hydrogen into the retort is adjusted to 0.7 to 1 liter per minute. Then the retort ■ heated to a temperature between 1020 degrees Celsius and 1070 degrees Celsius, and preferably to a range between 1040 and 1055 degrees Celsius. The heating to this temperature lasts for an hour. After that, the temperature is raised to about Lowered 500 degrees Celsius. When a temperature of around 500 degrees Celsius is reached, the atmosphere becomes hydrogen Washed out with argon before the filled honeycomb structure 10 is removed.

Diese Wärmebehandlung des angefüllten Honigwabenaufbaus 10 führt zu einer Sinterung der Nickel-Partikel und der Aluminium-i-Partikel, um einen porösen Aufbau zu erzeugen, der vorherrschend aus einer metallischen Verbindung der Formel Ni^Al besteht, und unterschiedliche Anteile der Metallverbindung NiAl besitzt.This heat treatment of the filled honeycomb structure 10 leads to sintering of the nickel particles and the aluminum-i-particles, to create a porous structure that is predominant consists of a metallic compound of the formula Ni ^ Al, and has different proportions of the metal compound NiAl.

Die metallische Verbindung, die nach dem .erfindungsgemäßeη Verfahren erzeugt wird, ist abschleifbar zur Benutzung in Dichtungen von Turbomaschinen. Es wurde weiter gefunden, da£ dann, wenn die Porosität des Materials vergrößert wird, auch die Möglichkeit des Abschleifens der Dichtung entsprechend vergrößert wird. Ein zweckmäßiges Verfahren zur Vergrößerung der Porosität der Metallverbindung besteht darin, bei dem erwähnten Verfahren Aluminium-Partikel zu benutzen, die mit Nickel überzogen sind, und eine Partikel-Zusammensetzung von 8o# Ni und 20$ Al (Gewichtsprozente) besitzen. Diese überzogenen Partikel sind dimensioneil ähnlich den Nickel-Partikeln und den Aluminium-Partikeln, die oben beschrieben wurden, d.h. sie haben einen Durchmesser von 45 bis 105 3#η· Die überzogenen Partikel können alleine benutzt werden, um das abschleifbare Material zu erzeugen, oder sie können mit ähnlich bemessenen Nickel-Partikeln benutzt werden, um eine resultierende Metallverbindung zu erhalten, die zwischen 13 und 20^ Aluminium enthält.The metallic connection, which according to the .invention η Process generated is abradable for use in Turbomachinery seals. It has further been found that as the porosity of the material is increased, so too the possibility of sanding off the seal is increased accordingly will. A convenient method of increasing the porosity of the metal compound is to do so with the aforementioned Method using aluminum particles coated with nickel and a particle composition of 8o # Ni and 20 $ Al (percentages by weight). These coated particles are dimensionally similar to the nickel particles and the aluminum particles described above, i.e. they have a diameter of 45 to 105 3 # η · The coated particles can be used alone to create the abradable material, or they can be used with similar sized nickel particles can be used to obtain a resulting metal compound containing between 13 and 20 ^ aluminum.

409830/0834409830/0834

Es wird angenommen, daß während der Wärmebehandlung die Aluminiumkerne dieser überzogenen Partikel nach außen in die Nickelschichten diffundieren und hierdurch Hohlkugelräume erzeugen. Es wurde weiter gefunden, daß durch Benutzung dieser überzogenen Partikel abscnleifbare Metallverbindungen erzeugt werden können, deren Porosität zwischen 4-0 und 55$ besteht.It is believed that during the heat treatment Aluminum cores of these coated particles diffuse outwards into the nickel layers and thereby create hollow spherical spaces. It has also been found that use of these coated particles creates abradable metal compounds whose porosity is between $ 4-0 and $ 55.

Es hat sich ferner gezeigt, daß es wichtig ist, in dem abscnleifbaren Material der nach der Erfindung benutzten Dichtung 13 bis 20 Gewichtsprozent Aluminium einzuschließen. Metallverbindungen, die weniger als I3 Gewichtsprozent Aluminium enthalten, sind zu dehnbar und haben die Neigung beim Abrieb zu verschmieren. Das Aluminium in Metallverbindungen, die mehr als 20 Gewichtsprozent Aluminium enthalten, diffundiert zu leicht in den Wabenaufbau und es findet eine Hartverlötung während der Wärmebehandlung statt, wodurch die resultierende Gesamtfestigkeit des Wabenaufbaus 10 geschwächt wird.It has also been shown that it is important in the sandable Material of the seal used according to the invention include 13 to 20 weight percent aluminum. Metal compounds, which contain less than 13 percent by weight of aluminum are too ductile and have a tendency to Smear abrasion. The aluminum in metal compounds that contain more than 20 percent aluminum by weight diffuses too easy in the honeycomb structure and a hard soldering takes place during the heat treatment, whereby the resulting overall strength of the honeycomb structure 10 is weakened.

Es ist daher erwünscht, die Sprödigkeit der abschleifbaren Metallverbindung durch Zusatz von bis zu 10 Gewichtsprozent Aluminiumoxid zu vergrößern, die der Partikelmischung zugegeben werden, bevor die Wärmebehandlung einsetzt.It is therefore desirable to reduce the brittleness of the abradable To enlarge the metal compound by adding up to 10 percent by weight of aluminum oxide, which is added to the particle mixture before the heat treatment starts.

Der angefüllte Wabenaufbau 10 wird in der Innenwand des stationären Gehäuses einer Turbomaschine derart montiert, daß die rotierenden Schaufeln die offenen Enden der gefüllten Zellen 13 anschleifen.The filled honeycomb structure 10 is in the inner wall of the stationary Housing of a turbomachine mounted in such a way that the rotating blades reach the open ends of the filled cells 13 grind.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht: Exemplary embodiments of the invention are illustrated below:

Beispiel 1example 1

Es wurde ein Wabenaurbau 10 aus einer Nickelbasis im Vakuum eine Stunde lang bei I070 Grad Celsius in der oben beschriebenenA honeycomb structure 10 made from a nickel base was made in the vacuum for one hour at 1070 degrees Celsius in the manner described above

409830/0834409830/0834

Weise gereinigt, und dann wurden die offenen Zellen 1J> mit einer Mischung von 25 Gewichtsprozent Nickel-Partikel und 75 Gewichtsprozent Aluminium-Partikel angefüllt, welchletztere mit Nickel überzogen waren. Dann wurde der angefüllte Wabenaufbau in einer mit Wasserstoff angefüllten Retorte eine Stunde lang auf einer Temperatur von I070 Grad Celsius gehalten. Die Strömungsrate des Wasserstoffes wurde dabei auf 0,8 Liter/Minute gehalten. Die Temperatur in der Retorte wurde auf 5000C reduziert und die Wasserstoff-Atmosphäre mit Argon gereinigt, bevor der angefüllte Wabenaurbau 10 entfernt wurde.Cleaned manner, and then the open cells 1J> were filled with a mixture of 25% by weight of nickel particles and 75% by weight of aluminum particles, the latter being coated with nickel. The filled honeycomb structure was then kept in a retort filled with hydrogen for one hour at a temperature of 1070 degrees Celsius. The hydrogen flow rate was kept at 0.8 liters / minute. The temperature in the retort was reduced to 500 0 C and the hydrogen atmosphere purged with argon before the stuffed Wabenaurbau 10 has been removed.

Nach Überprüfung des sich ergebenden Aufbaus zeigte es sich, daß die Sinterung eine gute Qualität hatte, und keine unerwünschte Reaktion zwischen den Wänden des Wabenaufbaus und dem Sinterkörper erfolgt war. Die Porosität des Sinterkörpers betrugWhen the resulting structure was checked, it was found that the sintering was of good quality and not undesirable Reaction between the walls of the honeycomb structure and the sintered body had occurred. The porosity of the sintered body fraud

Beispiel 2Example 2

Ein Wabenaufbau 10 der beschriebenen Bauart aus einer Nickel-Legierung wurde im Vakuum eine Stunde lang bei 107O0C in der vorbeschriebenen Weise gereinigt und die offenen Zellen 1J> wurden mit Nickel-überzogenen Aluminium-Partikeln der beschriebenen Art angefüllt. Der angefüllte Wabenaufbau wurde dann in einer mit Wasserstoff gefüllten Retorte eine Stunde lang auf einer Temperatur von 103O0C gehalten. Die Strömungsgeschwindigkeit des Wasserstoffs wurde auf 0,8 Liter/Minute eingestellt. Die Temperatur der Retorte wurde dann auf 5000C reduziert, und die Wasserstoff-Atmosphäre wurde mit Argon gereinigt, bevor der gefüllte Wabenaufbau entfernt wurde.A honeycomb structure 10 of the type described consists of a nickel alloy was cleaned in a vacuum for one hour at 107o C 0 in the manner described above and the open cells 1J> were filled with nickel-coated aluminum particles of the type described. The stuffed honeycomb structure was then held in a hydrogen-filled retort for an hour at a temperature of 103o C 0. The hydrogen flow rate was adjusted to 0.8 liters / minute. The temperature of the retort was then reduced to 500 0 C, and the hydrogen atmosphere was purged with argon before the filled honeycomb structure was removed.

Bei Überprüfung des sich ergebenden Aufbaus zeigte es sich, daß der Sinterkörper eine gute Qualität besaß, und keine unerwünschte Reaktion zwischen den Wänden des Wabenaurbaus und des Sinterkörpers bestand. Die Porosität des Sinterkörpers betrugWhen the resultant structure was checked, it was found that the sintered body was of good quality and that it was not undesirable There was a reaction between the walls of the honeycomb structure and the sintered body. The porosity of the sintered body was

409830/0834 ,/,409830/0834, /,

Beispiel 3Example 3

Ein Wabenaufbau 10 der beschriebenen Art aus einer Nickel-Legierung wurde im Vakuum eine Stunde lang bei 107O0C in der vorbesehriebenen Weise gereinigt, und die offenen Zellen 13 wurden mit 90 Gewichtsprozent nickelüberzogener Aluminium-Partike± der beschriebenen Art angefüllt, wobei 10$ feinverteilten Aluminiumoxids in Partikelform beigefügt wurde. Der angefüllte Wabenaufbau wurde dann einer Wasserstoff-Atmosphäre in einer Retorte über eine Stunde lang ausgesetzt, und auf einer Temperatur von' 10300C gehalten. Die Strömungsrate des Wasserstoffs wurde auf 0,8 Liter/Minute eingestellt. Die Temperatur in der Retorte wurde dann auf 5000C vermindert, und die Wasserstoff-Atmosphäre wurde mit Argon gereinigt bevor der Wabenaufbau entnommen wurde.A honeycomb structure 10 of the type described consists of a nickel alloy was cleaned in a vacuum for one hour at 107o 0 C in the vorbesehriebenen manner, and the open cells 13 were filled nickel plated with 90 weight percent aluminum Partike ± of the type described, wherein 10 $ finely divided Particulate alumina was added. The stuffed honeycomb structure was then exposed to a hydrogen atmosphere in a retort long over an hour, and maintained at a temperature of '1030 0 C. The flow rate of hydrogen was set at 0.8 liters / minute. The temperature in the retort was then reduced to 500 0 C, and the hydrogen atmosphere was purged with argon before the honeycomb structure was taken out.

Mach Überprüfung des sich ergebenden Aufbaus zeigte es sich, daß der Sinterkörper eine gute Qualität besaß und besser zerreibbar war als die Sinterkörper, die gemäß den Beispielen 1 und 2 erzeugt wurden. Es fand auch keine unerwünschte Reaktion zwischen dem Sinterkörper und den Wänden des Wabenaufbaus statt. Die Porosität des Sinrerkörpers betrugAfter checking the resulting structure, it was found that that the sintered body had a good quality and was more friable than the sintered bodies according to the examples 1 and 2 were generated. There was also no undesirable reaction between the sintered body and the walls of the honeycomb structure instead of. The porosity of the Sinrerkörpers was

Patentansprüche 409830/0834Claims 409830/0834

Claims (1)

2AO195 12AO195 1 PatentansprücheClaims Dichtung für Turbomaschinen, bestehend aus einem offenen Honigwabenaufbau, dessen offene Zellen wenigstens teilweise mit einem abschleifbaren Material angefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das abschleifbare Material wenigstens eine poröse Nickel-Aluminium-Metall-Verbindung enthält, die 15 bis 20 Gewichtsprozent Aluminium enthält.Seal for turbo machines, consisting of an open honeycomb structure, the open cells of which are at least partially are filled with an abrasive material, characterized in that the abradable material is at least one porous Nickel-aluminum-metal compound contains the 15 to Contains 20 percent by weight aluminum. 2. Dichtung nach Anspruch 1,2. Seal according to claim 1, dadurch gekennzei chnet, daß das abschleifbare Material eine Porosität zwischen 40 und 55^ besitzt.characterized in that the abradable material has a porosity between 40 and 55 ^ owns. 3. Dichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzei chnet, daß das abschleifbare Material bis zu 10 Gewichtsprozent Aluminiumoxid enthält.3. Seal according to claims 1 or 2, characterized thereby chnet marked, that the abradable material contains up to 10 weight percent alumina. 4. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wabenmaterial aus einer Nickellegierung besteht.4. Seal according to claims 1 to 3, characterized in that the honeycomb material consists of a nickel alloy. 5. Verfahren zur Herstellung einer Dichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 4,5. A method for producing a seal according to Claims 1 to 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens teilweise die Zellen (lj5) eines offenen Wabenaufbaus (10) mit einer innigen Mischung feinverteilter Partikel aus Nickel und Aluminium angefüllt werden, wobei die Mischung l~$ bis 20 Gewichtsprozent Aluminium-Partikel enthält, und daß dann der so gefüllte Wabenaufbau (10) in einer reduzierenden Atmosphäre erhitzt wird, derart, daß die Nickel-Partikel mit den Aluminium-Partikeln zusammen sintern.characterized in that at least partially the cells (lj5) of an open honeycomb structure (10) are filled with an intimate mixture of finely divided particles of nickel and aluminum, the mixture containing 1 ~ $ to 20 percent by weight of aluminum particles, and then the so filled Honeycomb structure (10) is heated in a reducing atmosphere such that the nickel particles sinter with the aluminum particles. 409830/0834409830/0834 - AA - - AA - 6. Verfahren nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Aluminium-Partikel und jeder der Nickel-Partikel einen Durchmesser zwischen 45 und 105 jam besitzt. 6. The method according to claim 5 * characterized in that each of the aluminum particles and each of the nickel particles has a diameter between 45 and 105 jam. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzei chnet, daß die Mischung feinverteilter Partikel von Aluminium und Nickel außerdem 10 Gewichtsprozent feinverteilter Partikel aus Aluminiumoxid enthalten.7. The method according to claims 5 or 6, characterized in that the mixture of finely divided particles of aluminum and nickel also contain 10 percent by weight of finely divided particles of alumina. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Aluminium-Partikel mit einem Nickelüberzug einer solchen Tiefe versehen ist, daß jeder Partikel eine Zusammensetzung von 80 Gewichtseinheiten Nickel und 20 Gewichtsprozent Aluminium aufweist, und daß die Gesamtgröße jedes Nickel-überzogenen Aluminium-Partikels zwischen und 105 3*m beträgt.8. The method according to claims 5 to 7, characterized in that each aluminum particle with a nickel coating one such depth is provided that each particle has a composition of 80 weight units of nickel and 20 weight percent Aluminum, and that the total size of each nickel-plated aluminum particle is between and 105 is 3 * m. 9. Verfahren zur Herstellung einer Dichtung für Turbomaschinen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (Ij) eines offenen Wabenaurbaus (10) wenigstens teilweise mit feinverteilten Aluminium-Partikeln ausgefüllt werden, die sämtlich mit Nickel überzogen sind, so daß sich eine Gesamtpartikel-Zusammensetzung ergibt, die zwischen I3 und 20 Gewichtsprozent Aluminium enthält, und daß der wenigstens teilweise gefüllte Wabenaufbau (10) einer reduzierenden Atmosphäre ausgesetzt wird, in der die überzogenen Aluminium-Partikel zusammen sintern.9. A method for producing a seal for turbo machinery according to claims 1 to 4, characterized in that the cells (Ij) of an open honeycomb structure (10) at least partially filled with finely divided aluminum particles, all of which are coated with nickel are, so that there is a total particle composition which contains between 13 and 20 percent by weight of aluminum, and that the at least partially filled honeycomb structure (10) is exposed to a reducing atmosphere, in which the coated aluminum particles sinter together. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, .daß jeder nickelüberzogene Aluminium-Partikel eine Partikel-10. The method according to claim 9, characterized in that .that every nickel-coated aluminum particle is a particle 409830/0834409830/0834 Größe im Bereich zwischen 45 und 105 jam besitzt.Size ranges between 45 and 105 jam. 11. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierende Atmosphäre Wasserstoff ist.11. The method according to claims 5 to 10, characterized in that the reducing atmosphere is hydrogen. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff über den erhitzten teilweise angefüllten Wabenaufbau (10) mit einer Strömungsrate zwischen 0,7 und 1 Liter/Minute geleitet wird.12. The method according to claim 1, characterized in that that the hydrogen over the heated partially filled honeycomb structure (10) at a flow rate between 0.7 and 1 liter / minute is passed. 15. Verfahren nach den Ansprüchen 11 oder 12, dadurch gekennzei chnet, daß der wenigstens teilweise gefüllte Wabenaufbau (10) in der Wasserstoff-Atmosphäre auf eine Temperatur zwischen 10200C und 10700C erhitzt und eine Stunde lang behandelt wird.15. The method according to claims 11 or 12, characterized in that the at least partially filled honeycomb structure (10) is heated in the hydrogen atmosphere to a temperature between 1020 0 C and 1070 0 C and treated for one hour. 14. Verfahren nach Anspruch 1J5, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens teilweise angefüllte Wabenaufbau (10) in der Wasserstoff-Atmosphäre auf eine Temperatur zwischen 10400C und 1O55°C erhitzt und etwa eine Stunde gehalten wird.14. The method according to claim 1J5, characterized in that the at least partially filled honeycomb structure (10) is heated in the hydrogen atmosphere to a temperature between 1040 0 C and 1055 ° C and held for about one hour. 15. Verfahren nach den Ansprüchen 13 oder 14, dadurch, gekennzeichnet, daß der wenigstens teilweise gefüllte Wabenaufbau (10) auf etwa 50O0C abgekühlt wird, bevor er der Wasserstoff-Atmosphäre entnommen wird.15. The method according to claims 13 or 14, characterized in that the at least partially filled honeycomb structure (10) is cooled to about 50O 0 C before it is removed from the hydrogen atmosphere. 402830/0834402830/0834
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