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EP1367144A1 - Process for removing portions of a metallic article - Google Patents

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Publication number
EP1367144A1
EP1367144A1 EP02011965A EP02011965A EP1367144A1 EP 1367144 A1 EP1367144 A1 EP 1367144A1 EP 02011965 A EP02011965 A EP 02011965A EP 02011965 A EP02011965 A EP 02011965A EP 1367144 A1 EP1367144 A1 EP 1367144A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
diffusion means
layer
diffusion
acid
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.)
Withdrawn
Application number
EP02011965A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ralph Reiche
Werner Dr. Stamm
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.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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 Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to EP02011965A priority Critical patent/EP1367144A1/en
Priority to PCT/EP2003/005573 priority patent/WO2003100110A2/en
Priority to EP03735475A priority patent/EP1507882A2/en
Priority to US10/516,085 priority patent/US20060112976A1/en
Publication of EP1367144A1 publication Critical patent/EP1367144A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/60—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F4/00—Processes for removing metallic material from surfaces, not provided for in group C23F1/00 or C23F3/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents

Definitions

  • the invention relates to a method for removing one Part area, in particular a layer area of a Metal or metal compound existing component, which the subarea after application of the method easier to remove or remove.
  • the efficiency plays an important role, because thereby the costs for the operation of the gas turbine plant can be reduced.
  • the efficiency increase and thus reduce operating costs therein, inlet temperatures of a combustion gas within to increase a gas turbine.
  • thermal barrier coatings have been developed on thermally stressed components, for example made of superalloys, which are applied alone the high inlet temperatures in the long term no longer withstand could.
  • the ceramic thermal barrier coating offers the advantage of a high temperature resistance due to their ceramic properties and the metallic substrate offers the advantage of good mechanical properties in this composite or Layer system.
  • composition of these MCrAlY layers can vary, however, all MCrAlY layers are subject despite the overlying Ceramic layer of corrosion or degradation by Oxidation, sulfidation, nitridation, diffusion or others chemical and / or mechanical attacks.
  • the MCrAlY layer often degrades to a greater extent than the metallic substrate, ie the lifetime of the composite system of substrate and layer is determined by the lifetime of the MCrAlY layer.
  • the MCrAlY interlayer is only partially functional after prolonged use, however, the substrate can still be fully functional.
  • a process for the removal of corrosion products is out the US-PS 6,217,668 known.
  • the corroded component housed in a large crucible, wherein the component there in a powder bed with an aluminum source is arranged.
  • the crucible must be partially closed and then heated in an oven.
  • aluminum is supplied to the corroded component, which causes the areas by a subsequent acid treatment remove, which previously wear off worse had a higher erosion resistance.
  • the powder bed requires a lot of material and the crucible takes up a lot of space in the oven during the heat treatment. The heat process also takes because of the large heat capacity longer.
  • the invention overcomes the disadvantages described a method as described in claim 1.
  • the diffusion agent can be prepared by simple known coating methods such as plasma spraying, evaporation, CVD, packing methods (Component in the powder bed) or other methods (Paste order) are applied.
  • FIG. 1 shows a component 1 made of metal, a metal alloy or a metal compound which has corrosion products 4 on a surface 13 and / or in the interior of the component 1 in at least one partial region, which are present, for example, in regions formed separately from one another.
  • the corrosion products 4 may also be present continuously or on / under the entire surface 13, thus also forming a corrosion layer 4.
  • a portion 28 represents the dashed bordered area.
  • the component 1 can be solid or a layer or a region of a composite or layer system 14.
  • a substrate 7 made of metal or ceramic is present, on which the metallic layer 10, for example an MCrAlY layer is applied, where M means that a metal of nickel, chromium or iron is used.
  • the partial area 28 can also be a partial area of the layer 10 or the entire layer 10 of the layer system 14 and / or Represent part of the metallic substrate 7.
  • the corrosion products 4 have during the use of the Component 1 formed and are for further use of the Component undesirable and must be removed. This happens often by a treatment in an acid bath.
  • the material of the component 1 under or over the layer 10 degraded areas and / or the Corrosion products 4 a different reactivity in an acid bath, i. ablation resistant.
  • the different solution behavior in the acid bath is caused due to the different solution behavior of the corrosion products 4 or because an original composition the material of the component 1 or the layer 10 is changed has, e.g. because the corrosion product 4 is a region of Component 1 in the area around the corrosion product 4 a component withdraws and creates a depletion area there. Therefore there is an uneven erosion or no erosion the corrosion products 4 or the material in the depletion area.
  • the inventive method allows the Corrosion products or the modified layer or Base material areas completely and evenly with the Material of the component 1 or the layer 10 to remove.
  • a rough removal of corrosion products 4 or other areas by mechanical methods, e.g. sandblasting and / or chemical agents, e.g. Acid bath done.
  • a multicomponent diffusion agent 16 is applied to the corroded component 1 on the surface 13, in particular in the region with the corrosion product 4 or on the corrosion layer 4, for example, or at least one component of the diffusion agent 16 diffuses directly out the gas phase in the component 1, wherein the corrosion products 4 represent the erosion-resistant areas in this example.
  • the diffusion means 16 contains, for example, two components, both of which diffuse into the layer 10 or the component 1 by a heat treatment, where they change the chemical composition and materials. Due to the diffusion in and the heat treatment, new phases can also form, which can be removed more easily by means of an acid bath 19 (FIG. 4).
  • FIG. 3 shows a component according to FIG. 2, in which the diffusion means 16 is completely diffused into the layer 10 due to a heat treatment at a temperature T.
  • the layer 10 represents the portion 28 to be removed, which does not only consist of erosion-resistant areas.
  • the diffusion means 16 is at least two-component. At least one component of the diffusion means 16 is, for example, metallic such as aluminum. Another metallic component is, for example, cobalt. Other components may be silicon or carbon.
  • FIG. 4 shows two components which are arranged in an acid bath 19 or are exposed to an acid attack.
  • FIG. 5 shows the component 22 after the acid treatment.
  • the component 22 still has acid-resistant areas 25 which were not removed during the acid attack or less, so that an uneven removal of a layer region of the component 22 took place.
  • FIG. 6 shows a component 1 or layer system 14, in which a uniform removal of a layer region of Component 1 or the layer 10 was carried out.

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Abstract

Verfahren zur Entfernung von zumindest einem Schichtbereich eines Bauteils aus Metall oder einer MetallverbindungMethod for removing at least one layer area a component made of metal or a metal compound

Bauteile weisen nach dem Einsatz im Hochtemperaturbereich degradierte Bereiche auf, die durch einen Säureangriff entfernt werden. Der Abtrag bei dieser Säurebehandlung ist jedoch ungleichmäßig, da durch die Degradation Bereiche entstanden sind, die ein unterschiedliches Säurelösungsverhalten aufweisen.Components have degraded after use in the high temperature range Areas removed by an acid attack become. However, the erosion in this acid treatment is uneven because of the degradation caused by areas are that have a different acid solubility behavior.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird die chemische Zusammensetzung und die Phasenzusammensetzung des Bauteils (1) so verändert, dass ein gleichmäßiger Abtrag bei einer Säurebehandlung erfolgt.

Figure 00000001
The inventive method, the chemical composition and the phase composition of the component (1) is changed so that a uniform removal takes place in an acid treatment.
Figure 00000001

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von einem Teilbereich, insbesondere einem Schichtbereich eines aus Metall oder einer Metallverbindung bestehenden Bauteils, wodurch sich der Teilbereich nach Anwendung des Verfahrens leichter entfernen oder abtragen lässt.The invention relates to a method for removing one Part area, in particular a layer area of a Metal or metal compound existing component, which the subarea after application of the method easier to remove or remove.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

In heutigen modernen Energieerzeugungsanlagen, wie z.B. Gasturbinenanlagen, spielt der Wirkungsgrad eine wichtige Rolle, weil dadurch die Kosten für den Betrieb der Gasturbinenanlage reduziert werden können. Eine Möglichkeit, den Wirkungsgrad zu erhöhen und damit die Betriebskosten zu reduzieren besteht darin, Einlasstemperaturen eines Verbrennungsgases innerhalb einer Gasturbine zu erhöhen.In today's modern power generation plants, such as Gas turbine systems, the efficiency plays an important role, because thereby the costs for the operation of the gas turbine plant can be reduced. One way, the efficiency increase and thus reduce operating costs therein, inlet temperatures of a combustion gas within to increase a gas turbine.

Aus diesem Grunde wurden keramische Wärmedämmschichten entwickelt, die auf thermisch belasteten Bauteilen, beispielsweise aus Superlegierungen, aufgebracht werden, die alleine den hohen Einlasstemperaturen auf Dauer nicht mehr Stand halten könnten.For this reason, ceramic thermal barrier coatings have been developed on thermally stressed components, for example made of superalloys, which are applied alone the high inlet temperatures in the long term no longer withstand could.

Die keramische Wärmedämmschicht bietet den Vorteil einer hohen Temperaturresistenz aufgrund ihrer keramischen Eigenschaften und das metallische Substrat bietet den Vorteil der guten mechanischen Eigenschaften in diesem Verbund oder Schichtsystem.The ceramic thermal barrier coating offers the advantage of a high temperature resistance due to their ceramic properties and the metallic substrate offers the advantage of good mechanical properties in this composite or Layer system.

Typischerweise ist zwischen dem Substrat und der keramischen Wärmedämmschicht eine Haftvermittlungsschicht der Zusammensetzung MCrAlY (Hauptbestandteile) aufgebracht, wobei M bedeutet, dass ein Metall aus Nickel, Chrom oder Eisen verwendet wird.Typically, between the substrate and the ceramic Thermal barrier coating an adhesive layer of the composition MCrAlY (main constituents) applied, where M means that uses a metal of nickel, chromium or iron becomes.

Die Zusammensetzung dieser MCrAlY-Schichten kann variieren, jedoch unterliegen alle MCrAlY-Schichten trotz der aufliegenden Keramikschicht einer Korrosion oder Degradation durch Oxidation, Sulfidation, Nitridation, Diffusion oder anderen chemischen und/oder mechanischen Angriffen.The composition of these MCrAlY layers can vary, however, all MCrAlY layers are subject despite the overlying Ceramic layer of corrosion or degradation by Oxidation, sulfidation, nitridation, diffusion or others chemical and / or mechanical attacks.

Die MCrAlY-Schicht degradiert dabei häufig in einem stärkeren Maße als das metallische Substrat, d.h. die Lebensdauer des Verbundsystems aus Substrat und Schicht wird bestimmt durch die Lebensdauer der MCrAlY-Schicht.
Die MCrAlY-Zwischenschicht ist nach längerem Einsatz nur noch bedingt funktionstüchtig, hingegen kann das Substrat noch voll funktionstüchtig sein.The MCrAlY layer often degrades to a greater extent than the metallic substrate, ie the lifetime of the composite system of substrate and layer is determined by the lifetime of the MCrAlY layer.
The MCrAlY interlayer is only partially functional after prolonged use, however, the substrate can still be fully functional.

Es besteht also der Bedarf, die im Einsatz degradierten Bauteile, beispielsweise Turbinenschaufeln, Leitschaufeln oder Brennkammerteile aufzuarbeiten, wobei die korrodierten Schichten der Zonen der MCrAlY-Schicht abgetragen werden müssen, um eventuell neue MCrAlY-Schichten und/oder wiederum eine Wärmedämmschicht aufzubringen. Die Verwendung von vorhandenen benutzten Substraten führt zu einer Kostenreduzierung beim Betrieb von Gasturbinenanlagen.There is therefore a need to reduce the components degraded in use, For example, turbine blades, vanes or Refurbish combustion chamber parts, with the corroded Layers of the zones of the MCrAlY layer have to be removed, possibly new MCrAlY layers and / or turn apply a thermal barrier coating. The use of existing ones used substrates leads to a cost reduction in the operation of gas turbine plants.

Dabei muss beachtet werden, dass das Design der Turbinenschaufeln nicht verändert wird, d.h. dass ein gleichmäßiger Oberflächenabtrag von Material erfolgt.It should be noted that the design of the turbine blades is not changed, i. that a more even Surface removal of material takes place.

Weiterhin dürfen keine Korrosionsprodukte zurückbleiben, die bei einer neuen Beschichtung mit einer MCrAlY-Schicht und/oder einer keramischen Wärmedämmschicht eine Fehlerquelle darstellen und zu einer schlechten Haftung der Wärmedämmschicht führen. Furthermore, no corrosion products must remain, the for a new coating with an MCrAlY coating and / or a ceramic thermal barrier coating a source of error pose and poor adhesion of the thermal barrier coating to lead.

Ein Verfahren zur Entfernung von Korrosionsprodukten ist aus der US-PS 6,217,668 bekannt. Bei diesem Verfahren wird das korrodierte Bauteil in einem großen Tiegel untergebracht, wobei das Bauteil dort in einem Pulverbett mit einer Aluminiumquelle angeordnet ist. Der Tiegel muss teilweise abgeschlossen und dann in einem Ofen erwärmt werden. Durch den Wärmeprozess wird dem korrodierten Bauteil Aluminium zugeführt, wodurch sich die Bereiche durch eine anschließende Säurebehandlung entfernen lassen, die sich vorher schlechter abtragen ließen, also eine höhere Abtragungsresistenz aufwiesen. Für das Pulverbett wird viel Material benötigt und der Tiegel beansprucht viel Raum im Ofen während der Wärmebehandlung. Der Wärmeprozess dauert wegen der großen Wärmekapazität auch länger.A process for the removal of corrosion products is out the US-PS 6,217,668 known. In this method, the corroded component housed in a large crucible, wherein the component there in a powder bed with an aluminum source is arranged. The crucible must be partially closed and then heated in an oven. Through the heat process aluminum is supplied to the corroded component, which causes the areas by a subsequent acid treatment remove, which previously wear off worse had a higher erosion resistance. The powder bed requires a lot of material and the crucible takes up a lot of space in the oven during the heat treatment. The heat process also takes because of the large heat capacity longer.

Ein weiteres Verfahren zur Entfernung von Oberflächenschichten von metallischen Beschichtungen ist aus der US-PS 6,036,995 bekannt. Bei diesem Verfahren wird eine Aluminiumquelle als Paste auf ein korrodiertes Bauteil aufgetragen. Das Bauteil mit der Paste muss jedoch erwärmt werden, bis das Aluminium schmilzt, so dass erst dann eine Diffusion von Aluminium in das Bauteil hinein stattfinden kann. Die geschmolzene Aluminiumschicht lässt sich schlecht entfernen, da sie sehr gut auf dem Bauteil haftet.Another method for removing surface layers of metallic coatings is from the US PS 6,036,995 known. In this process, an aluminum source applied as a paste on a corroded component. However, the component with the paste must be heated until the Aluminum melts, leaving only a diffusion of aluminum into the component can take place. The melted Aluminum layer is difficult to remove, as it adheres very well to the component.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Erfindung ĂĽberwindet die beschriebenen Nachteile durch ein Verfahren, wie es im Anspruch 1 beschrieben ist.The invention overcomes the disadvantages described a method as described in claim 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den UnteransprĂĽchen aufgelistet.Further advantageous embodiments of the method are in listed in the dependent claims.

Das Diffusionsmittel kann durch einfache bekannte Beschichtungsverfahren wie Plasmaspritzen, Verdampfen, CVD, Packverfahren (Bauteil im Pulverbett) oder sonstige Verfahren (Pastenauftrag) aufgebracht werden.The diffusion agent can be prepared by simple known coating methods such as plasma spraying, evaporation, CVD, packing methods (Component in the powder bed) or other methods (Paste order) are applied.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt.In the figures, embodiments of the inventive Process illustrated.

Es zeigen:

  • Figur 1 ein korrodiertes metallisches Bauteil,
  • Figur 2 ein Bauteil, bei dem das Diffusionsmittel aufgetragen ist,
  • Figur 3 das Bauteil gemäß Fig. 2 nach einer Wärmebehandlung,
  • Figur 4 Bauteile, die einer Säurebehandlung unterzogen werden,
  • Figuren 5, 6 Bauteile nach einer Säurebehandlung fĂĽr ein erfindungsgemässes Verfahren und nach dem Stand der Technik.
    • Show it:
  • FIG. 1 shows a corroded metallic component,
  • FIG. 2 shows a component in which the diffusion agent is applied,
  • FIG. 3 shows the component according to FIG. 2 after a heat treatment,
  • FIG. 4 components which are subjected to an acid treatment,
  • Figures 5, 6 components after an acid treatment for a method according to the invention and the prior art.

    • Beschreibung der AusfĂĽhrungsbeispieleDescription of the embodiments

    Figur 1 zeigt ein Bauteil 1 aus Metall, eine Metalllegierung oder aus einer Metallverbindung, das an einer Oberfläche 13 und/oder im Inneren des Bauteils 1 in zumindest einem Teilbereich Korrosionsprodukte 4 aufweist, die beispielsweise in getrennt voneinander ausgebildeten Gebieten vorhanden sind. Die Korrosionsprodukte 4 können auch zusammenhängend oder auf/unter der ganzen Oberfläche 13 vorhanden sein, also auch eine Korrosionsschicht 4 bilden.
    Einen Teilbereich 28 stellt bspw. der gestrichelt umrandete Bereich dar.
    Das Bauteil 1 kann massiv oder eine Schicht oder ein Bereich eines Verbund- oder Schichtsystems 14 sein. Bei einem Schichtsystem 14 ist ein Substrat 7 aus Metall oder Keramik vorhanden, auf dem die metallische Schicht 10, beispielsweise eine MCrAlY-Schicht aufgebracht ist, wobei M bedeutet, dass ein Metall aus Nickel, Chrom oder Eisen verwendet wird.     FIG. 1 shows a component 1 made of metal, a metal alloy or a metal compound which has corrosion products 4 on a surface 13 and / or in the interior of the component 1 in at least one partial region, which are present, for example, in regions formed separately from one another. The corrosion products 4 may also be present continuously or on / under the entire surface 13, thus also forming a corrosion layer 4.
    For example, a portion 28 represents the dashed bordered area.
    The component 1 can be solid or a layer or a region of a composite or layer system 14. In a layer system 14, a substrate 7 made of metal or ceramic is present, on which the metallic layer 10, for example an MCrAlY layer is applied, where M means that a metal of nickel, chromium or iron is used.

    Der Teilbereich 28 kann auch ein Teilbereich der Schicht 10 sein oder die ganze Schicht 10 des Schichtsystems 14 und/oder Teil des metallischen Substrats 7 darstellen.The partial area 28 can also be a partial area of the layer 10 or the entire layer 10 of the layer system 14 and / or Represent part of the metallic substrate 7.

    Die Korrosionsprodukte 4 haben sich während des Einsatzes des Bauteils 1 gebildet und sind für den weiteren Einsatz des Bauteils unerwünscht und müssen entfernt werden. Dies geschieht häufig durch eine Behandlung in einem Säurebad.The corrosion products 4 have during the use of the Component 1 formed and are for further use of the Component undesirable and must be removed. this happens often by a treatment in an acid bath.

    Es kommt jedoch vor, dass das Material des Bauteils 1 unter oder über der Schicht 10 degradierte Bereiche und/oder die Korrosionsprodukte 4 ein unterschiedliches Reaktionsvermögen in einem Säurebad aufweisen, d.h. abtragungsresistenter sind. Das unterschiedliche Lösungsverhalten im Säurebad ist verursacht durch das unterschiedliche Lösungsverhalten der Korrosionsprodukte 4 oder weil eine ursprüngliche Zusammensetzung des Materials des Bauteils 1 oder der Schicht 10 sich verändert hat, z.B. weil das Korrosionsprodukt 4 einem Bereich des Bauteils 1 im Bereich um das Korrosionsprodukt 4 eine Komponente entzieht und dort ein Verarmungsgebiet erzeugt. Daher kommt es zu einem ungleichmäßigen Abtrag oder zu keinem Abtrag der Korrosionsprodukte 4 bzw. dem Material in dem Verarmungsgebiet.However, it happens that the material of the component 1 under or over the layer 10 degraded areas and / or the Corrosion products 4 a different reactivity in an acid bath, i. ablation resistant. The different solution behavior in the acid bath is caused due to the different solution behavior of the corrosion products 4 or because an original composition the material of the component 1 or the layer 10 is changed has, e.g. because the corrosion product 4 is a region of Component 1 in the area around the corrosion product 4 a component withdraws and creates a depletion area there. Therefore there is an uneven erosion or no erosion the corrosion products 4 or the material in the depletion area.

    Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht es, die Korrosionsprodukte bzw. die veränderten Schicht- oder Grundwerkstoffbereiche vollständig und gleichmäßig mit dem Material des Bauteils 1 oder der Schicht 10 zu entfernen.The inventive method allows the Corrosion products or the modified layer or Base material areas completely and evenly with the Material of the component 1 or the layer 10 to remove.

    Dabei kann beispielsweise in einem ersten Verfahrensschritt eine grobe Abtragung der Korrosionsprodukte 4 oder andere Bereiche durch mechanische Verfahren, wie z.B. Sandstrahlen und/oder chemischen Mittel, wie z.B. Säurebad erfolgen.In this case, for example, in a first process step a rough removal of corrosion products 4 or other areas by mechanical methods, e.g. sandblasting and / or chemical agents, e.g. Acid bath done.

    In einem weiteren Verfahrensschritt (Fig. 2) wird ein mehrkomponentiges Diffusionsmittel 16 auf das korrodierte Bauteil 1 auf die Oberfläche 13, insbesondere in dem Bereich mit dem Korrosionsprodukten 4 oder auf die Korrosionsschicht 4 bspw. aufgetragen oder zumindest eine Komponente des Diffusionsmittels 16 diffundiert direkt aus der Gasphase in das Bauteil 1, wobei die Korrosionsprodukte 4 in diesem Beispiel die abtragungsresistenteren Bereiche darstellen.
    Das Diffusionsmittel 16 enthält bspw. zwei Komponenten, die beide durch eine Wärmebehandlung in die Schicht 10 oder das Bauteil 1 hineindiffundieren und dort die chemische Zusammensetzung und Werkstoffe verändern. Durch das Eindiffundieren und die Wärmebehandlung können sich auch neue Phasen bilden, die sich durch ein Säurebad 19 (Fig. 4) leichter entfernen lassen.    In a further method step (FIG. 2), a multicomponent diffusion agent 16 is applied to the corroded component 1 on the surface 13, in particular in the region with the corrosion product 4 or on the corrosion layer 4, for example, or at least one component of the diffusion agent 16 diffuses directly out the gas phase in the component 1, wherein the corrosion products 4 represent the erosion-resistant areas in this example.
    The diffusion means 16 contains, for example, two components, both of which diffuse into the layer 10 or the component 1 by a heat treatment, where they change the chemical composition and materials. Due to the diffusion in and the heat treatment, new phases can also form, which can be removed more easily by means of an acid bath 19 (FIG. 4).

    Figur 3 zeigt ein Bauteil gemäß Figur 2, bei dem das Diffusionsmittel 16 aufgrund einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur T vollständig in die Schicht 10 hineindiffundiert ist. Die Schicht 10 stellt den abzutragenden Teilbereich 28, der nicht nur aus abtragungsresistenteren Bereichen besteht.
    Das Diffusionsmittel 16 ist zumindest zweikomponentig. Zumindest eine Komponente des Diffusionsmittels 16 ist bspw. metallisch wie z.B. Aluminium. Eine weitere metallische Komponente stellt bspw. Kobalt dar. Weitere Komponenten können Silizium oder Kohlenstoff sein.    FIG. 3 shows a component according to FIG. 2, in which the diffusion means 16 is completely diffused into the layer 10 due to a heat treatment at a temperature T. The layer 10 represents the portion 28 to be removed, which does not only consist of erosion-resistant areas.
    The diffusion means 16 is at least two-component. At least one component of the diffusion means 16 is, for example, metallic such as aluminum. Another metallic component is, for example, cobalt. Other components may be silicon or carbon.

    Besonders gut funktioniert das Verfahren, wenn Kobalt und Aluminium als Komponenten des Diffusionsmittel 16 in den Teilbereich 28 hineindiffundieren.
    Im Beispiel einer MCrAlY-Schutzschicht (M = Fe, Ni, Co) wird die RĂĽckbildung der Îł'-Phase verhindert.
    Andererseits erfolgt durch eine Anreicherung der MCrAlY-Schicht mit Aluminium und/oder Kobalt die Umsetzung von γ und γ'-Phase in eine Aluminium-reiche β-Phase.
    Die Anreicherung mit den Elementen oder die beschriebene Phasenumwandlung bewirkt, dass ein verbesserter Säureangriff möglich ist.     The process works particularly well when cobalt and aluminum diffuse into the partial region 28 as components of the diffusion agent 16.
    In the example of an MCrAlY protective layer (M = Fe, Ni, Co), the reformation of the Îł'-phase is prevented.
    On the other hand, an enrichment of the MCrAlY layer with aluminum and / or cobalt results in the conversion of γ and γ'-phase into an aluminum-rich β-phase.
    The enrichment with the elements or the described phase transformation causes an improved acid attack is possible.

    Figur 4 zeigt zwei Bauteile, die in einem Säurebad 19 angeordnet sind oder einem Säureangriff ausgesetzt sind.
    Das Bauteil 1 oder das Schichtsystem 14 und ein Bauteil 22 nach dem Stand der Technik, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren nicht angewendet wurde, weisen Korrosionsprodukte 4 auf und sind die selbe Zeit dem Säureangriff ausgesetzt.    FIG. 4 shows two components which are arranged in an acid bath 19 or are exposed to an acid attack.
    The component 1 or the layer system 14 and a component 22 according to the prior art, in which the inventive method was not applied, have corrosion products 4 and are exposed to the same time the acid attack.

    Figur 5 zeigt das Bauteil 22 nach der Säurebehandlung.
    Das Bauteil 22 weist noch säureresistente Bereiche 25 auf, die bei dem Säureangriff nicht oder weniger abgetragen wurden, so dass ein ungleichmäßiger Abtrag eines Schichtbereichs des Bauteils 22 erfolgte.    FIG. 5 shows the component 22 after the acid treatment.
    The component 22 still has acid-resistant areas 25 which were not removed during the acid attack or less, so that an uneven removal of a layer region of the component 22 took place.

    Hingegen zeigt Figur 6 ein Bauteil 1 oder Schichtsystem 14, bei dem ein gleichmäßiger Abtrag eines Schichtbereichs des Bauteils 1 oder der Schicht 10 erfolgte.On the other hand, FIG. 6 shows a component 1 or layer system 14, in which a uniform removal of a layer region of Component 1 or the layer 10 was carried out.

    Durch das Eindiffundieren des Diffusionsmittels 16 kann der Teilbereich 28 auch so spröde geworden sein, dass sich der Teilbereich 28 durch eine mechanische Behandlung (Sandstrahlen, Ultraschall, Trockeneisstrahlen) entfernen lässt.By diffusing the diffusion means 16 of the Teilbereich 28 also become so brittle that the Section 28 by a mechanical treatment (sandblasting, Ultrasonic, dry ice blasting).

    Claims (12)

    Verfahren zur Entfernung von zumindest einem Teilbereich, insbesondere Schichtbereich eines Bauteils aus Metall und/oder aus zumindest einer Metallverbindung,
    bei dem ein Abtrag des Teilbereichs durch eine Säurebehandlung oder eine mechanische Behandlung erfolgt,
    wobei in einem Zwischenschritt ein zumindest zweikomponentiges Diffusionsmittel (16) zumindest in den Teilbereich (28) des Bauteils (1) hineindiffundiert.    Method for removing at least one subregion, in particular layer region of a metal component and / or of at least one metal compound,
    in which a removal of the portion by an acid treatment or a mechanical treatment,
    wherein in an intermediate step, an at least two-component diffusion means (16) diffuses at least into the partial region (28) of the component (1).         Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    bei dem zumindest eine Komponente des Diffusionsmittels (16) metallisch ist.    Method according to claim 1,
    characterized in that
    wherein at least one component of the diffusion means (16) is metallic.         Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Komponente des Diffusionsmittels (16) aus Aluminium ist.    Method according to claim 1,
    characterized in that
    a component of the diffusion means (16) is aluminum.         Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Komponente des Diffusionsmittels (16) aus Kobalt ist.    Method according to claim 1,
    characterized in that
    is a component of the diffusion means (16) of cobalt.         Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    bei dem das zweikomponentige Diffusionsmittel (16) aus Kobalt und Aluminium besteht.     Method according to claim 1,
    characterized in that
    wherein the two-component diffusion means (16) consists of cobalt and aluminum.         Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Diffusionsmittel (16) auf eine Oberfläche (13) des Bauteils (1) aufgebracht wird.    Method according to claim 1,
    characterized in that
    the diffusion means (16) is applied to a surface (13) of the component (1).         Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Diffusionsmittel (16) durch Plasmaspritzen aufgebracht wird.    Method according to claim 6,
    characterized in that
    the diffusion means (16) is applied by plasma spraying.         Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Diffusionsmittel (16) durch Verdampfen aufgebracht wird.    Method according to claim 6,
    characterized in that
    the diffusion means (16) is applied by evaporation.         Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Diffusionsmittel (16) durch CVD (chemical vapour deposition) aufgebracht wird.    Method according to claim 6,
    characterized in that
    the diffusion means (16) is applied by CVD (chemical vapor deposition).         Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Diffusionsmittel (16) durch ein Packverfahren auf das aufgebracht wird.     Method according to claim 6,
    characterized in that
    the diffusion means (16) is applied thereto by a packing method.         Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    durch das Eindiffundieren zumindest eine Phasenänderung in dem Bauteil (1) oder dem Teilbereich (28) bewirkt wird.    Method according to claim 1,
    characterized in that
    at least one phase change in the component (1) or the partial area (28) is caused by the diffusion.         Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Teilbereich (28) eine MCrAlY-Schicht (10) ist,
    wobei M fĂĽr ein Element Eisen, Kobalt oder Nickel steht.    Method according to claim 1,
    characterized in that
    the subregion (28) is an MCrAlY layer (10),
    where M is an element iron, cobalt or nickel.
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