[发明专利]部件、涡轮增压器和形成该部件的方法

说明书

技术领域

本发明主题大体涉及涡轮增压器，更特别地涉及涡轮增压器中使用的涂层 和涂层部件。

背景技术

涡轮增压器通常用于增强设备的可操作性。例如，在涡轮发动机的环境 中，涡轮增压器可用来加热发动机排气的容积流，以使进入燃烧室的进气空气 流加压或增压。这样，发动机排气可按流动路线进入涡轮增压器涡轮外壳，该 涡轮外壳中安装有涡轮。排气气流冲击涡轮使其转动。因为涡轮安装在轴的一 端，而轴的另一端安装径向空气压缩器，因此涡轮的转动动作也促使空气压缩 器转动。空气压缩器的转动动作使得进气进入压缩器外壳，并在进气与燃料混 合而在发动机燃烧室内燃烧之前进行加压或增压。

为了减小涡轮增压器的转动部件之间的摩擦并延长其使用寿命，可以用 箔片轴承支撑涡轮发动机、涡轮增压器等的转动部件。一般地，箔片轴承包括 安装在转动部件上的轴颈和环绕轴颈设置的圆柱形上箔片。轴颈和上箔片这样 构造，使得当转动部件以最佳运行速度转动时，箔片和轴颈相互分开形成空隙。 随着箔片和轴颈之间的空隙增大，加压空气被抽入其中以用作负载支承，并作 为转动部件和转动部件周围的静止部件的润滑剂。

如果在轴颈和上箔片之间没有加压空气，那么上述两个部件互相接触或 与其他周围部件接触。因此，为了避免部件过早磨损，可以在一个或多个部件 上设置固体润滑涂层。一些已知的固体润滑剂包括氟化石墨/聚合物和二硫化钼。 然而，这些材料对高温机械不是特别有用，因为它们仅仅在低于约250℃时才稳 定。其他已知的固体润滑剂包括银、氟化钙和氟化钡，但这些材料在某些情况 下的表现不是很好，因为这些材料具有较高的孔隙度因而较难涂敷。三元碳化 物和氮化物材料也用作固体润滑剂。然而，在涂覆过程中会将该材料至少部分 分解，因此，在用作暴露于涡轮增压器高温运行环境下(例如，高于535℃的温 度)部件的涂层时，该材料的性能不会达到最优。

因此，需要提供一种制造和/或涂敷涡轮增压器部件的方法，其中当与超 合金材料摩擦耦合(tribocouple)时，得到的涂层中材料的性能(例如涂层的低 摩擦系数和低磨损率性能)会最优化。另外，需要提供一种涂层，比普通涂层 具有更好的抗氧化性能。除此之外，需要提供制造所述涂层的相对简单和便宜 的方法。

发明内容

提供了方法、部件和涡轮增压器。

在一个实施例中，仅为举例说明，提供一种部件形成方法。该方法包括： 涂覆多个涂敷粒子到基体上，其中每个涂敷粒子包括固体膜润滑粒子和包围固 体膜润滑粒子整个表面的层，每个固体膜润滑粒子包括至少一种化合物，所述 层包括当处于预定处理温度时具有比所述化合物更强抗氧化性能的涂层材料； 和加热基体到达预定处理温度以在基体上形成涂层的一部分。

在另一个实施例中，仅为举例说明，部件包括基体和基体上的涂层。该 涂层包括多个固体膜润滑粒子，每个固体膜润滑粒子包括至少一种具有化学式 M_n+1AX_n的化合物，其中M为至少一种选自族IIIB、IVB、VB和VIB的前过渡 金属，A为至少一种选自族IIIA、IVA、VA、VIA和VIIA的元素，X为碳和氮 中的一种或两种，n为1到3的整数，所述多个固体膜润滑粒子包括全部包围的 固体膜润滑粒子和部分包围的固体膜润滑粒子，每个所述全部包围的固体膜润 滑粒子被涂层材料包围，所述涂层材料在处于预定处理温度时具有比所述至少 一种化合物更强的抗氧化能力，且涂层表面包括多个所述部分包围的固体膜润 滑粒子。

在又一个实施例中，仅为举例说明，提供一种涡轮增压器，包括轴和围 绕轴设置的箔片轴承。该箔片轴承包括基体和基体上的涂层，该涂层包括多个 固体膜润滑粒子，每个固体膜润滑粒子包括至少一种具有化学式M_n+1AX_n的化 合物，其中M为至少一种选自族IIIB、IVB、VB和VIB的前过渡金属，A为 至少一种选自族IIIA、IVA、VA、VIA和VIIA的元素，X为碳和氮中的一种或 两种，n为1到3的整数，所述多个固体膜润滑粒子包括全部包围的固体膜润滑 粒子和部分包围的固体膜润滑粒子，每个所述全部包围的固体膜润滑粒子被涂 层材料包围，所述涂层材料在处于预定处理温度时具有比所述至少一种化合物 更强的抗氧化能力，且涂层表面包括多个所述部分包围的固体膜润滑粒子。

附图说明