[發明專利]涂層前驅體材料、渦輪機械部件及該部件的成形方法

有效

• 申請號: 200910164674.4
• 申請日: 2009-07-29
• 公開（公告）號: CN101638993A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: R·奧布迪;J·皮亞西克;B·申克
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: F01D1/00
• 分類號: F01D1/00;F16C33/12;B05D7/14;F01D5/28;F01D9/02;F01D25/00;F01D25/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 溫大鵬;曹 若

技術領域

本發明主要涉及渦輪機械，特別是，本發明涉及渦輪機械中使用的 涂層和經過涂覆的部件。

背景技術

渦輪增壓器通常用以增強裝置的可操作性。例如，對于渦輪發動 機而言，可以使用渦輪增壓器對發動機排氣的體積流進行加熱，從而 對進氣氣流加壓或推進進氣氣流進入到燃燒室中。在這方面，來自發 動機的排氣可按給定路線進入到渦輪增壓器的渦輪殼體中，在所述渦 輪殼體內裝配有渦輪。排氣流沖擊渦輪從而致使渦輪進行旋轉。因為 渦輪被裝配在軸的一端上面，在所述軸的相對的一端上面裝配有徑向 式空氣壓縮機，所以渦輪的旋轉運動同樣導致空氣壓縮機進行旋轉。 空氣壓縮機的旋轉運動致使進氣氣流進入壓縮機殼體并且在進氣氣流 與燃料相混合且在發動機燃燒室內進行燃燒之前受到加壓或得到推 進。

為了減輕摩擦以及延長渦輪增壓器中的轉動部件的使用壽命，可 以使用箔帶軸承來支承渦輪發動機、渦輪增壓器等的轉動部件。一般 來說，箔帶軸承包括被裝配到轉動部件上面的軸頸和被設置在所述軸 頸周圍的圓柱形的頂部箔片。所述軸頸和頂部箔片被構造從而使得當 轉動部件以最佳運行速度進行旋轉時，所述箔片和所述軸頸彼此間分 開從而形成空氣間隙。隨著所述箔片與所述軸頸之間的空氣間隙變大， 加壓空氣被吸入從而起到載荷支架的作用并且作為所述轉動部件和環 繞靜止部件的潤滑劑。

在所述軸頸與所述頂部箔片之間沒有加壓空氣的情況下，這兩個 部件可彼此相接觸或者與其它環繞部件形成接觸。因此，為了保護所 述部件免受過早磨損，所述部件中的一個或多個部件上面可包括涂層。 該涂層可具有這樣的配方，所述配方中包含一種或多種固體潤滑劑組 分，例如氟化石墨/聚合物復合材料、二硫化鉬、銀、氟化鈣和/或三 元碳化物和氮化物材料。為了將固體潤滑劑組分結合到基底上，在涂 層配方中可包含一種或多種結合組分。

過去使用氟化物作為結合組分。然而，在一些條件下，氟化物可 能會所不希望地導致要在處理過程中進行涂覆的部件至少部分地分 解。其它的結合組分例如低共熔混合物已被用在其它一些配方中。然 而，在一些受限于低處理溫度(例如約1000℃)的涂層形成工藝(例 如燒結工藝)中可能不會使用包含低共熔混合物的涂層配方。具體而 言，表示所述涂層配方中低共熔混合物部分的軟化點的溫度可能會超 出低處理溫度限值。

因此，需要一種用于對渦輪增壓器部件進行涂覆的方法，所述方 法不影響待進行涂覆的部件并且可在低溫涂覆工藝中使用，在所述低 溫涂覆工藝中，處理溫度可被限制為約1000℃。另外，與傳統涂層相 比，需要一種在抗氧化性方面得到改進的涂層。此外，所希望的是需 要一種以實施相對簡單且廉價的方式生產所述涂層的方法。

發明內容

本發明涉及涂層前驅體材料、渦輪機械部件及所述部件的生產方 法。

在一個實施例中，僅通過實例的方式，一種涂層前驅體材料包括固 體膜潤滑劑成分和結合成分，所述結合成分包含至少一種低共熔混合 物，所述至少一種低共熔混合物選自包括氟化鋇/氟化鎳、氟化鋇/氟 化鈷、以及氟化鋇/氟化鋇-氧化硼的物質組。

在另一個實施例中，僅通過實例的方式，一種渦輪機械部件包括基 底和涂層。所述涂層位于基底之上并且包括固體膜潤滑劑成分和結合成 分。所述結合成分包含至少一種低共熔混合物，所述至少一種低共熔混 合物選自包括氟化鋇/氟化鎳、氟化鋇/氟化鈷、以及氟化鋇/氟化鋇- 氧化硼的物質組。

在又一個實施例中，僅通過實例的方式，一種生產渦輪機械部件的 方法，所述方法包括以下步驟：將涂層前驅體材料施加到基底上面，其 中所述涂層前驅體材料包括固體膜潤滑劑成分和結合成分，且所述結合 成分包含至少一種低共熔混合物，所述至少一種低共熔混合物選自包括 氟化鋇/氟化鎳、氟化鋇/氟化鈷、以及氟化鋇/氟化鋇-氧化硼的物質 組；并且將基底加熱達到預定的處理溫度從而在所述基底上面形成一 部分涂層。

附圖說明

下面結合附圖對本發明進行詳細描述，在所述附圖中使用相似的附 圖標號表示相似的元件。

圖1是根據本發明的一個實施例的渦輪增壓器的側剖視圖；

圖2是根據本發明的一個實施例的可在圖1所示渦輪增壓器中使用 的部件的一部分的剖視圖；和

圖3是根據本發明的一個實施例的用于生產渦輪增壓器中的部件的 方法的流程圖。