DE3840310A1 - Verfahren zum beschleunigten auftragen einer dicken erneuerungsschicht auf einem abgenutzten werkstueck - Google Patents
Verfahren zum beschleunigten auftragen einer dicken erneuerungsschicht auf einem abgenutzten werkstueckInfo
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Description
Erneuerung und Reparatur von abgenutzten und beschädigten
Bauteilen thermischer Maschinen, insbesondere von Dampf
und Gasturbinenschaufeln. Auftragen von dicken Schichten
auf die Bauteile.
Die Erfindung bezieht sich auf die Wiederherstellung der
ursprünglichen Form eines Bauteils einer thermischen Maschine,
welches im Betrieb eine nicht mehr zulässige Form durch
Abnutzung, Erosion, Korrosion, Oxydation, mechanische Be
schädigung usw. angenommen hat.
Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zum beschleunigten
Auftragen einer dicken Erneuerungsschicht auf einem als
Turbinenbauteil vorliegenden abgenutzten und/oder beschädigten
Werkstück unter Zuhilfenahme eines elektrochemischen Pro
zesses mit unlöslicher Anode, wobei ein die aufzutragenden
Elemente in Ionenform enthaltender Elektrolyt als Strom
gegen die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks ge
drückt wird.
Das Aufbringen von Oberflächenschichten jedwelcher Art auf
Maschinenbauteile spielt in der modernen Technik, insbeson
dere beim Bau und Betrieb thermischer Maschinen eine wichtige
Rolle.
Es ist bekannt, daß bei gebrauchten oder beschädigten Tur
binenteilen wie - Gehäuse, Schaufeln, usw. - die erodierten
oder abgebröckelten Stellen mit einem dicken Auftrag von
Metallen oder metallähnlichem Material erneuert werden.
Solche Reparaturen wurden bis jetzt je nach der Art der
Belastung - sei es durch Temperatur, Korrosion oder Ero
sion - mit Hilfe von Schweißen, Spritzen oder Kleben durch
geführt. Das Aufbringen von dicken Schichten durch diese
erwähnten Verfahren kann in relativ kurzer Zeit ausgeführt
werden. Die Qualität von solchen Beschichtungen bringt aber
sehr oft Mängel im Bezug auf die Haftung zum Grundmaterial,
sowie Strukturänderungen durch miteingebaute Eigenspannungen
(Rißbildung) mit sich.
In der Technik sind zahlreiche Verfahren bekannt, Oberflächen
schichten auf galvanischem (elektrolytischem, elektrochemischem)
Wege auf ein meist metallisches oder zuvor in geeigneter
Weise vorbehandeltes (metallisiertes) Substrat aufzubringen.
Dabei handelt es sich meistens um verhältnismässig dünne,
von Bruchteilen von Mikrometern bis zu einigen Zehntelsmilli
metern reichende Schichten. Zufolge ihrer beschränkten Dicke
zeichnen sich derartige Schichten meistens durch gute Haft
festigkeit und genügende Abriebfestigkeit gegenüber ihrer
Unterlage (Substrat) aus. Andererseits ist ihre Verwend
barkeit auf diejenigen Fälle beschränkt, wo ihre begrenzte
Dimension senkrecht zur Oberfläche den betrieblichen Anfor
derungen genügt und wo nicht Veränderungen oder gar Zer
störungen durch Diffusionsvorgänge während des Betriebes
zu befürchten sind.
Aus der Galvanotechnik sind Verfahren bekannt, die es ge
statten, Gegenstände mittels elektrochemischer Prozesse
örtlich selektiv zu beschichten. Darunter fallen unter an
derem die sogenannten Schwall-, Tampon- und Düsenströmungs
verfahren. Dabei wird entweder ein Schwall oder eine Strö
mung des Elektrolyten gezielt auf den als Kathode geschal
teten, zu beschichtenden Gegenstand gerichtet oder letzterer
wird durch örtlich begrenztes Bestreichen mit einem vom
Elektrolyten durchtränkten Werkzeug benetzt (vgl. Sauter,
"Grundgedanken der Selektivgalvanik", Galvanotechnik 76,
1985, Nr. 12, S. 1950-1951, D-7968 Saulgau; M. Rubinstein,
"Das Tampongalvanisieren", Eugen G. Leuze Verlag, 1985,
D-7968 Saulgau).
Für die Erreichung des oben genannten Zweckes der Erneue
rung und Instandhaltung von Werkstücken weisen die bekannten
Verfahren eine Reihe von Unzulänglichkeiten auf:
Das Tauchverfahren (normales Galvanisieren in einem Elektro
lyten) läßt sich nur bei niedrigen Stromdichten (0,5-2A/dm2)
durchführen, was entsprechend niedrige Auftragsgeschwindig
keiten (durchschnittlich 6-12 µm/h, höchstens 24 µm/h für
Nickel) zur Folge hat. Es ist eine Abdeckung ("Maskierung")
der nicht zu beschichtenden Flächen notwendig. Deshalb ist
dieses Verfahren auf kleine Gegenstände begrenzt.
Beim "Tampon"- (Bestreichungs-, Benetzungs-)Verfahren sind
nur einfache geometrische Formen des Werkstücks möglich,
wobei der manuelle Aufwand für das Tränken der "Tampons"
beträchtlich ist. Eine Mechanisierung ist bei komplizierten
Formen des Werkstücks nicht durchführbar.
Das Aufspritzen des Elektrolyten im "Flut/Strahl"-Verfahren
führt zu einer sehr unregelmässigen Überflutung des Werk
stücks, wobei eine bevorzugte Metallabscheidung an Ecken
und Kanten stattfindet. Der Ionentransport in der der Kathode
am nächsten liegenden Diffusionszone im Elektrolyten ist
schlecht. Es ergeben sich übermässig hohe Stromdichten an
der Anode. Bei unlöslichen Anoden ist ein hoher Aufwand
an massivem Edelmetall (Platin) erforderlich, wenn nicht
eine vorzeitige Zerstörung einer lediglich platinierten
Anode in Kauf genommen wird. Bei löslichen Anoden ergeben
sich Unregelmäßigkeiten durch periodische Passivierungs
("Pump"-)Erscheinungen, Abbröckeln, Knospenbildung, Kurz
schlüsse etc. Es kommt zu einer starken Sauerstoffabscheidung
auf der Anodenoberfläche mit der Bildung von unerwünschten
Oxyden und einer Störung der chemischen Elektrolytzusammen
setzung. An der Kathode (Werkstück) ergibt sich eine hohe
Wasserstoffentwicklung mit Grübchen- und Warzenbildung in
der aufgetragenen Schicht.
Aus dem Vorstehenden geht klar hervor, daß es ein starkes
Bedürfnis gibt, die obigen Mängel tunlichst zu beseitigen
und die bestehenden Verfahren weiter zu entwickeln und zu
verbessern. Dabei soll das galvanische Auftragen von dicken
Schichten im Vordergrund stehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzu
zeigen und Mittel anzugeben, wie ein gebrauchtes, durch
Abnutzung, Erosion, Korrosion, Oxydation, mechanische Beschä
digung in seiner Form, insbesondere seiner Oberflächenge
stalt im Verlaufe des Betriebes verändertes Turbinenbauteil
erneuert, repariert und in den voll funktionsfähigen Zustand
gebracht werden kann. Dabei soll sich die neu aufzubringende
Oberflächenschicht durch feste Haftung und gute chemisch
physikalische Verträglichkeit gegenüber dem vorhandenen
Kern (Substrat) auszeichnen. Ferner soll sich das erneuerte
Bauteil durch Freiheit von Rißanfälligkeit und schädlichen,
im Betrieb zu unerwünschten chemisch-physikalischen (metal
lurgischen) Veränderungen führenden Diffusionen auszeichnen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im eingangs erwähn
ten Verfahren an der durch den Elektrolyten beaufschlagten
Auftragsstelle des als Kathode geschalteten Werkstücks mit
einer Stromdichte von mindestens 10 A/dm2 gefahren wird,
und daß der diese Stelle benetzende Elektrolyt mechanisch
stark bewegt und die an dieser Stelle auf dem Werkstück
bereits aufgetragene metallische Schicht gleichzeitig während
oder unmittelbar nach dem Auftragen durch leichtes Reiben
oder Bestreichen mit einem porösen weichen Medium, in welches
abrasive Teilchen eingebettet sind, mechanisch beeinflußt
wird.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden, durch Figuren
erläuterten Ausführungsbeispiele beschrieben.
Dabei zeigt:
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Anlage zur Durchführung
des galvanischen Auftragsverfahrens,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung zur
Durchführung des Auftragsverfahrens mit Tampon und
Glättungsmittel in Form einer "Schleppe",
Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung zur
Durchführung des Auftragsverfahrens mit Glättungs
mittel in Form von "Schwämmen",
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung zur
Durchführung des Auftragsverfahrens mit Elektrolyt
zufluß durch das Glättungsmittel in Form von "Schwäm
men".
In Fig. 1 ist der schematische Aufbau einer Anlage zur Durch
führung des galvanischen Auftragsverfahrens dargestellt.
1 ist der Elektrolyt, der über eine Elektrolytleitung 2
mittels einer Umwälzpumpe 3 einem Trichter 5 zugeführt wird.
Letzterer ist in einer Haltestange 6 befestigt, welche ihrer
seits in zwei Richtungen in der Horizontalebene (Ebene senk
recht zur Zeichnungsebene) verschiebbar gelagert ist (nicht
gezeichnet): Die Bewegungsmöglichkeit ist durch Pfeile an
gedeutet. Eine Wanne 4 (Elektrolytgefäß) dient zum Auffangen
des herabfließenden Elektrolyten 1 und zu dessen Rückführung
über die Umwälzpumpe 3. Der Elektrolyt 1 durchströmt nach
Verlassen des Trichters 5 ein abrasive Teilchen enthaltendes
Kunststoff-Vlies 8 (Tampon), in welches ein als Anode dienener
Platindrahtwendel 7 eingebettet ist. Das als Kathode wir
kende Werkstück 9 ist in den Werkstückhalter 10 geklemmt
und mit ihm kraftschlüssig und elektrisch leitend verbunden.
Der Elektrolyt 1 benetzt und umströmt das Werkstück 9 in
unmittelbarer Nähe des Kunststoff-Vlieses 8 und fließt
bzw. tropft dann in die Wanne 4 ab. Die abrasiven Teilchen
des Kunststoff-Vlieses (Tampon) glätten bei der Hin- und
Herbewegung die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks
9 fortwährend.
Fig. 2 stellt einen Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung
zur Durchführung des Auftragsverfahrens mit Tampon und Glät
tungsmittel in Form einer "Schleppe" dar. 1 ist der Elektrolyt,
der in einem Zufuhrkanal 12 auf das Kunststoff-Vlies 8 und
das als Anode an den +/-Pol einer Stromquelle angeschlossenen
Platindrahtwendel 7 geleitet wird. Der Elektrolytzufluß
11 ist durch einen vertikal nach unten gerichteten Pfeil
angedeutet. Die seitliche Beweglichkeit des Zufuhrkanals
12 in der Horizontalebene ist durch horizontale Pfeile mar
kiert. Der Elektrolytzufluß 11 ist so geregelt, daß das
Vlies 8 vollständig durchtränkt wird und sich unterhalb
desselben eine permanente Elektrolytsäule 13 zwischen Anode
und Kathode ausbildet, welche den unmittelbar in der Nähe
liegenden Teil des Werkstücks 9 vollständig benetzt. Die
ungefähre Begrenzung der Elektrolytsäule 13 ist durch eine
gestrichelte Linie angedeutet. Das Kunststoff-Vlies 8 ent
hält abrasive Teilchen (Schleifmittel), durch Punkte angedeutet.
Es endet in einen als Glättungsmittel ausgebildeten Teil,
der als "Schleppe" 15 auf der Oberfläche des Werkstücks
9 hin- und hergeleitet. Dabei wird sowohl dessen ursprüngliche
Oberfläche wie auch die auf ihm unmittelbar zuvor aufgetragene
metallische Schicht 14 geglättet und sauber gehalten.
In Fig. 3 ist ein Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung
zur Durchführung des Auftragsverfahrens mit Glättungsmittel
in Fom von "Schwämmen" dargestellt. Der mittlere Teil der
Vorrichtung entspricht der Fig. 2 mit Ausnahme der "Schleppe"
15, die hier fehlt. Der Elektrolyt 1 durchströmt nacheinander
den Zufuhrkanal 12, den Platindrahtwendel 7 und das Kunst
stoff-Vlies 16 (Tampon), welches hier keine abrasiven Teil
chen enthält. Die Glättung und Reinigung der Oberfläche
des Werkstücks 9 sowie der aufgetragenen metallischen Schicht
14 wird durch die beidseits des Elektrolytzuflusses 11 bzw.
der Elektrolytsäule 13 angeordneten "Schwämme" 17 vorgenommen.
Letztere bestehen aus einem Kunststoff-Vlies mit eingela
gerten abrasiven Teilchen. Die "Schwämme" 17 sitzen in vertikal
frei beweglichen Rohren 18, welche ihrerseits in horizontal
verschiebbaren Führungshülsen 19 gelagert sind. Dadurch
wird eine optimale Anpassung an die Unebenheiten der aufge
tragenen metallischen Schicht 14 und somit beste Reinigung
und Glättung gewährleistet. Die Bewegungsmöglichkeiten sind
jeweils durch Pfeile angedeutet.
Fig. 4 stellt einen Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung
zur Durchführung des Auftragsverfahrens mit Elektrolytzufluß
durch das Glättungsmittel in Form von "Schwämmen" dar. Die
Anordnung ähnelt derjenigen von Fig. 3, wobei jedoch der
mittlere Teil vollständig fehlt. 1 ist der Elektrolyt, 13
die Elektrolytsäule zwischen Anode und Kathode. Der Elektro
lytzufluß 11 erfolgt durch je ein in einer Führungshülse
19 vertikal bewegliches Platinrohr 20, welches als Anode
mit dem +/-Pol der Stromquelle verbunden ist. Die Führungs
hülsen 19 sind in der Horizontalebene verschiebbar. Die
aus Kunststoff-Vlies bestehenden Schwämme 17 enthalten abra
sive Teilchen. Die Platinrohre 20 können durch platinierte
Rohre aus geeignetem leitenden Material ersetzt sein.
Siehe Fig. 1 und 2!
Als Werkstück 9 lag eine abgenutzte, zum Teil an ihrer oberen
Blatthälfte beschädigte Gasturbinenschaufel vor. Das Schaufel
blatt hatte die nachfolgenden Abmessungen:
Länge|175 mm | |
Größte Breite | 88 mm |
Größte Dicke | 22 mm |
Profilhöhe | 28 mm |
Die Gasturbinenschaufel bestand aus einer oxyddispersionsgehärteten
Superlegierung mit folgender Zusammensetzung:
Cr | |
17,0 Gew.-% | |
Al | 6,0 Gew.-% |
Mo | 2,0 Gew.-% |
W | 3,5 Gew.-% |
Ta | 2,0 Gew.-% |
Zr | 0,15 Gew.-% |
B | 0,01 Gew.-% |
C | 0,05 Gew.-% |
Y₂O₃ | 1,1 Gew.-% |
Ni | Rest |
Das Werkstück 9 wurde zunächst einer Vorbehandlung unterworfen:
- - Elektrolytisches Entfetten in einem
handelsüblichen Entfettungsbad:
Stromdichte: 10 A/dm²
Temperatur: 40°C
Zeit: 30 sec kathodischer Betrieb
15 sec anodischer Betrieb - - Ätzen in HCl-Lösung (konz. HCl: H₂O = 1 : 1):
Stromdichte: 10 A/dm²
Temperatur: 20°C
Zeit: 45 sec anodischer Betriebe - - Neutralisieren:
Zeit: 30 sec kathodischer Betrieb,
15 sec anodischer Betrieb - - Ätzen:
Zeit: 5 sec anodischer Betrieb - - Vorvernickeln in einem Bad folgender Zusammensetzung:
300 g/l NiCl₂ · 6 H₂O
60 ml/l konzentrierte HCl
Zeit: 3 sec anodischer Betrieb (Ätzen)
1 min kathodischer Betrieb (Vorvernickeln)
Nun wurde das vorvernickelte Werkstück 9 in den Werkstückhalter
10 geklemmt und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
mit einer ca. 1,5 mm dicken Nickelschicht überzogen. Die
Betriebsbedingungen stellten sich wie folgt:
Badzusammensetzung:
700 g/l Nickelsulfamat
5 g/l NiCl₂ · 6 H₂O
30 g/l H₃BO₃
Rest H₂O
700 g/l Nickelsulfamat
5 g/l NiCl₂ · 6 H₂O
30 g/l H₃BO₃
Rest H₂O
Virtuelle mittlere Stromdichte: 80 A/dm²
Temperatur: 70°C
Auftragsgeschwindigkeit: 50 µm/h
Zeitdauer: 30 h
Temperatur: 70°C
Auftragsgeschwindigkeit: 50 µm/h
Zeitdauer: 30 h
Der in der horizontal verschiebbaren Haltestange 6 befestigte
Trichter 5 bzw. der Zufuhrkanal 12 für den Elektrolyten
1 wurde während des elektrochemischen Auftragsprozesses
dauernd langsam hin und her bewegt. Dabei wurde die Ober
fläche des Werkstücks 9 bzw. die bereits aufgetragene metal
lische Schicht 14 ununterbrochen durch die "Schleppe" 15
aus Kunststoff-Vlies mit abrasiven Teilchen geglättet und
gereinigt. Dadurch wurden Wasserstoffblasen sowie vorspringende
Dendriten ständig entfernt und es konnten sich weder Grüb
chen noch "Knospen" oder Warzen an der Oberfläche der auf
getragenen Schicht 14 bilden.
Nach dem Vernickeln wurde das Werkstück 9 gespült und getrock
net. Die aufgetragene Nickelschicht wies keinerlei Risse
oder Poren auf.
Siehe Fig. 1 und 3!
Das Werkstück 9 bestand aus einem Schaufelblatt einer am Kopfende beschädigten Gasturbinenschaufel mit folgenden Abmessungen:
Das Werkstück 9 bestand aus einem Schaufelblatt einer am Kopfende beschädigten Gasturbinenschaufel mit folgenden Abmessungen:
Länge|160 mm | |
Größte Breite | 78 mm |
Größte Dicke | 20 mm |
Profilhöhe | 27 mm |
Das Werkstück 9 bestand aus einer oxyddispersionsgehärteten
Nickelbasis-Superlegierung mit der Handelsbezeichnung MA
6000 von INCO und hatte die nachfolgende Zusammensetzung:
Cr | |
15 Gew.-% | |
W | 4,0 Gew.-% |
Mo | 2,0 Gew.-% |
Al | 4,5 Gew.-% |
Ti | 2,5 Gew.-% |
Ta | 2,0 Gew.-% |
C | 0,05 Gew.-% |
B | 0,01 Gew.-% |
Zr | 0,15 Gew.-% |
Y₂O₃ | 1,1 Gew.-% |
Ni | Rest |
Das Werkstück 9 wurde der gleichen Vorbehandlung wie unter
Beispiel 9 unterworfen. Dann wurde das vorvernickelte Werk
stück 9 in den Werkstückhalter 10 geklemmt und mit einer
ca. 1,8 mm dicken Nickelschicht überzogen, in die gleich
zeitig Chrom in Form von Partikeln aus Chromkarbid Cr3C2
eingelagert wurde. Die Cr3C2-Partikel wurden in Form einer
Suspension dem Elektrolyten 1 beigegeben. Zum Auftragen
wurde die Vorrichtung gemäß Fig. 3 benutzt. Die Betriebs
bedingungen stellten sich wie folgt:
Badzusammensetzung:
380 g/l -5-Sulfosalizylsäure
192 g/l NiCO₃
380 g/l -5-Sulfosalizylsäure
192 g/l NiCO₃
Virtuelle mittlere Stromdichte: 30 A/dm²
Zellenspannung: 6 V
Temperatur: 40°C
Auftragsgeschwindigkeit: 150 µm/h
Zeitdauer: 12 h
Chromkarbid-Partikel: 30 g/l
Partikeldurchmesser: 10-50 µm
Zellenspannung: 6 V
Temperatur: 40°C
Auftragsgeschwindigkeit: 150 µm/h
Zeitdauer: 12 h
Chromkarbid-Partikel: 30 g/l
Partikeldurchmesser: 10-50 µm
Während des Auftragsprozesses wurde der Trichter 5 bzw.
der Zufuhrkanal 12 für den Elektrolyten 1 sowie die aus
Kunststoff-Vliesen mit abrasiven Teilchen bestehenden "Schwäm
me" 17 bzw. die Führungshülsen 19 dauernd hin und her bewegt.
Die Wirkung war die gleiche wie unter Beispiel 1 angegeben.
Die aufgetragene, mit Cr3C2 dotierte Nickelschicht wies
weder Poren noch Risse auf.
Siehe Fig. 1 und 4!
Als Werkstück 9 lag eine beschädigte Gasturbinenschaufel mit den nachfolgenden Abmessungen des Schaufelblattes vor:
Als Werkstück 9 lag eine beschädigte Gasturbinenschaufel mit den nachfolgenden Abmessungen des Schaufelblattes vor:
Länge|185 mm | |
Größte Breite | 94 mm |
Größte Dicke | 23 mm |
Profilhöhe | 30 mm |
Das Werkstück 9 bestand aus einer Nickelbasis-Guß-Super
legierung mit dem Handelsnamen IN 738 von INCO und der nach
folgenden Zusammensetzung:
Cr | |
16,0 Gew.-% | |
Co | 8,5 Gew.-% |
Mo | 1,75 Gew.-% |
W | 2,6 Gew.-% |
Ta | 1,75 Gew.-% |
Nb | 0,9 Gew.-% |
Al | 3,4 Gew.-% |
Ti | 3,4 Gew.-% |
Zr | 0,1 Gew.-% |
B | 0,01 Gew.-% |
C | 0,11 Gew.-% |
Ni | Rest |
Nach der Vorbehandlung des Werkstücks 9 gemäß Beispiel 1
wurde dieser in den Werkstückhalter 10 geklemmt und mit
einer ca. 2 mm dicken Nickelschicht überzogen. Zur Durchfüh
rung des Auftragens wurde die Vorrichtung gemäss Fig. 4
verwendet. Die Betriebsbedingungen waren die folgenden:
Badzusammensetzung:
200 g/l NiSO₄ · 7 H₂O
100 g/l (NH₄)₂ SO₄
60 g/l CoCl₂ · 6 H₂O
NH₄OH bis pH = 8,5
200 g/l NiSO₄ · 7 H₂O
100 g/l (NH₄)₂ SO₄
60 g/l CoCl₂ · 6 H₂O
NH₄OH bis pH = 8,5
Virtuelle mittlere Stromdichte: 225 A/dm²
Zellenspannung: 7 V
Temperatur: 50°C
Auftragsgeschwindigkeit: 250 µm/h
Zeitdauer: 8 h
Zellenspannung: 7 V
Temperatur: 50°C
Auftragsgeschwindigkeit: 250 µm/h
Zeitdauer: 8 h
Über die Zufuhr des Elektrolyten 1 und die Bewegung der
"Schwämme" 17 gibt Fig. 4 Aufschluß. Für die anodische
Stromführung wurden Platinrohre 20 benutzt. Die aufgetragene
Nickel/Kobalt-Schicht war glatt und porenfrei.
Die Erfindung erschöpft sich nicht in den Ausführungsbeispielen.
Die an der durch den Elektrolyten 1 beaufschlagten Auftrags
stelle des als Kathode geschalteten Werkstücks 9 herrschende
Stromdichte beträgt mindestens 10 A/dm2, wobei der Elektrolyt
1 an dieser Stelle mechanisch stark bewegt wird. Die hier
bereits aufgetragene metallische Schicht 14 wird gleichzeitig
während oder unmittelbar nach dem Auftragen durch leichtes
Reiben/Bestreichen mit einem porösen weichen Medium 15;
17 mechanisch beeinflußt. Das reibende oder streichende
Medium enthält eingebettete abrasive Teilchen, welche die
Oberfläche reinigen und glätten. Der Elektrolytzufluß 11
erfolgt entweder an einer einzigen Stelle, an welcher gleich
zeitig die mechanische Beeinflussung der Oberfläche vorge
nommen wird, wobei ein als Schleppe 15 gestalteter Fortsatz
eines als Tampon wirkenden saugfähigen, mit abrasiven Teilchen
dotierten Kunststoff-Vlieses 8 verwendet wird, oder es sind
nach der Aufgabe getrennte Elemente vorhanden. In diesem
Fall erfolgt der Elektrolytzufluß 11 zu einem nicht mit
abrasiven Teilchen dotierten Kunststoff-Vlies 16, während
die separat angeordneten dotierten Kunststoff-Vliese 17
die Reinigung übernehmen. Eine weitere Möglichkeit besteht
im Elektrolytzufluß 11 an mehreren Stellen, wobei die do
tierten Kunststoff-Vliese 17 gleichzeitig zur Übertragung
des Elektrolyten 1 auf die Oberfläche des Werkstücks 9 wie
zu dessen mechanischer Beeinflussung dienen.
Die Vorteile des Verfahrens sind:
- - Riß- und porenfreie dichte Oberflächenschicht auch bei dicken Überzügen (mehrere Millimeter).
- - Keine Warzen-, Knospen- und Grübchenbildung.
- - Keine Veränderung des Elektrolyten.
- - Hohe kathodische Stromdichte.
- - Vergleichsweise kurze Zeitdauer des metallischen Auftragens.
Claims (4)
1. Verfahren zum beschleunigten Auftragen einer dicken Er
neuerungsschicht auf einem als Turbinenbauteil vorlie
genden abgenutzten und/oder beschädigten Werkstück (9)
unter Zuhilfenahme eines elektrochemischen Prozesses
mit unlöslicher Anode, wobei ein die aufzutragenden Ele
mente in Ionenform enthaltender Elektrolyt (1) als Strom
gegen die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks
(9) gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der
durch den Elektrolyten (1) beaufschlagten Auftragsstelle
des als Kathode geschalteten Werkstücks (9) mit einer
Stromdichte von mindestens 10 A/dm2 gefahren wird, und
daß der diese Stelle benetzende Elektrolyt (1) mechanisch
stark bewegt und die an dieser Stelle auf dem Werkstück
(9) bereits aufgetragene metallische Schicht (14) gleich
zeitig während oder unmittelbar nach dem Auftragen durch
leichtes Reiben oder Bestreichen mit einem porösen weichen
Medium (15; 17), in welches abrasive Teilchen eingebettet
sind, mechanisch beeinflußt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Elektrolyt (1) in Form eines Stromes in einem Zufuhr
kanal (12) einem Tampon aus einem saugfähigen Kunststoff-
Vlies (8) zugleitet und von diesem über mindestens einen
als Schleppe (15) gestalteten Fortsatz örtlich auf die
Oberfläche des zu beschichtenden Werkstücks (9) aufge
tragen wird, wobei die Schleppe (15) ununterbrochen über
das Werkstück (9) hin- und hergeführt und die frisch
aufgetragene metallische Schicht (14) dauernd mit der
Schleppe (15) bestrichen und mit frischem Elektrolyt
(1) benetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Elektrolytzufluß (11) getrennt über ein nicht mit
abrasiven Teilchen dotiertes Kunststoff-Vlies (16) als
Tampon bewerkstelligt wird und daß die mechanische Beein
flussung der Oberfläche des Werkstücks (9) und der bereits
aufgetragenen metallischen Schicht (14) durch separate,
vertikal frei bewegliche, horizontal zwangsweise mit
dem Tampon (16) hin und her bewegte, als Schwamm (17)
mit abrasiven Teilchen ausgebildete Kunststoff-Vliese
erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Elektrolytzufluß (11) über gleichzeitig der mechani
schen Beeinflussung der Oberfläche des Werkstücks (9)
und der bereits aufgetragenen metallischen Schicht (14)
dienende, als Schwamm (17) mit abrasiven Teilchen aus
gebildete Kunststoff-Vliese erfolgt, welche vertikal
frei beweglich, horizontal zwangsweise hin und her be
wegt werden.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH506187 | 1987-12-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3840310A1 true DE3840310A1 (de) | 1989-07-06 |
Family
ID=4287286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3840310A Withdrawn DE3840310A1 (de) | 1987-12-24 | 1988-11-30 | Verfahren zum beschleunigten auftragen einer dicken erneuerungsschicht auf einem abgenutzten werkstueck |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE3840310A1 (de) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19500727C1 (de) * | 1995-01-12 | 1996-05-23 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung zum Auftragen elektrochemisch abscheidbarer Schichten |
DE19809487A1 (de) * | 1998-03-06 | 1999-09-09 | Greising | Verfahren und Vorrichtung zur Aufbringung einer räumlich begrenzten metallischen Deckschicht auf einer elektrisch leitenden Materialoberfläche |
DE19844832A1 (de) * | 1998-09-30 | 2000-04-13 | Kai Greising | Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Metalloberflächen |
WO2001013416A1 (en) * | 1999-08-13 | 2001-02-22 | Nutool, Inc. | Method and apparatus for depositing and controlling the texture of a thin film |
WO2002092878A2 (en) * | 2001-05-10 | 2002-11-21 | Ebara Corporation | Electroless plating method and device, and substrate processing method and apparatus |
FR2827311A1 (fr) * | 2001-07-12 | 2003-01-17 | Snecma Moteurs | Procede de reparation locale de pieces revetues d'une barriere thermique |
US7204917B2 (en) | 1998-12-01 | 2007-04-17 | Novellus Systems, Inc. | Workpiece surface influencing device designs for electrochemical mechanical processing and method of using the same |
WO2013009412A1 (en) * | 2011-07-12 | 2013-01-17 | The Boeing Company | Methods for repairing steel components |
EP3378974A1 (de) * | 2017-03-23 | 2018-09-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Verfahren zur herstellung eines nickelfilms und dafür verwendete nickellösung |
RU2695790C1 (ru) * | 2017-09-28 | 2019-07-26 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Способ формирования металлической пленки и устройство для формирования металлической пленки |
RU2778809C1 (ru) * | 2021-06-03 | 2022-08-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Способ гальваноконтактного восстановления металлических деталей и инструмент для выглаживания и раскатки слоев гальванического покрытия |
-
1988
- 1988-11-30 DE DE3840310A patent/DE3840310A1/de not_active Withdrawn
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19500727C1 (de) * | 1995-01-12 | 1996-05-23 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung zum Auftragen elektrochemisch abscheidbarer Schichten |
DE19809487A1 (de) * | 1998-03-06 | 1999-09-09 | Greising | Verfahren und Vorrichtung zur Aufbringung einer räumlich begrenzten metallischen Deckschicht auf einer elektrisch leitenden Materialoberfläche |
DE19844832A1 (de) * | 1998-09-30 | 2000-04-13 | Kai Greising | Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Metalloberflächen |
US6837979B2 (en) | 1998-12-01 | 2005-01-04 | Asm-Nutool Inc. | Method and apparatus for depositing and controlling the texture of a thin film |
US7670473B1 (en) | 1998-12-01 | 2010-03-02 | Uzoh Cyprian E | Workpiece surface influencing device designs for electrochemical mechanical processing and method of using the same |
US7204917B2 (en) | 1998-12-01 | 2007-04-17 | Novellus Systems, Inc. | Workpiece surface influencing device designs for electrochemical mechanical processing and method of using the same |
US6409904B1 (en) | 1998-12-01 | 2002-06-25 | Nutool, Inc. | Method and apparatus for depositing and controlling the texture of a thin film |
WO2001013416A1 (en) * | 1999-08-13 | 2001-02-22 | Nutool, Inc. | Method and apparatus for depositing and controlling the texture of a thin film |
WO2002092878A3 (en) * | 2001-05-10 | 2004-04-15 | Ebara Corp | Electroless plating method and device, and substrate processing method and apparatus |
WO2002092878A2 (en) * | 2001-05-10 | 2002-11-21 | Ebara Corporation | Electroless plating method and device, and substrate processing method and apparatus |
FR2827311A1 (fr) * | 2001-07-12 | 2003-01-17 | Snecma Moteurs | Procede de reparation locale de pieces revetues d'une barriere thermique |
WO2013009412A1 (en) * | 2011-07-12 | 2013-01-17 | The Boeing Company | Methods for repairing steel components |
US8529747B2 (en) | 2011-07-12 | 2013-09-10 | The Boeing Company | Methods for repairing steel components |
EP3378974A1 (de) * | 2017-03-23 | 2018-09-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Verfahren zur herstellung eines nickelfilms und dafür verwendete nickellösung |
RU2694305C1 (ru) * | 2017-03-23 | 2019-07-11 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Способ формирования никелевой пленки и используемый для него никелевый раствор |
US11168405B2 (en) | 2017-03-23 | 2021-11-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of forming nickel film and nickel solution used for the method |
RU2695790C1 (ru) * | 2017-09-28 | 2019-07-26 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Способ формирования металлической пленки и устройство для формирования металлической пленки |
RU2778809C1 (ru) * | 2021-06-03 | 2022-08-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Способ гальваноконтактного восстановления металлических деталей и инструмент для выглаживания и раскатки слоев гальванического покрытия |
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