[发明专利]调节界面

说明书

技术领域

本发明涉及插在彼此相对运动的由镍制成或由镍合金制成或由钴-铬合金制成的两个部件之间的调节界面(interface d’adaptation)。该界面能够减少这些部件之间的摩擦造成的两个部件的表面磨损。本发明还涉及能够获得该界面的方法。

本发明更具体涉及插在彼此相对运动的由镍制成或由镍合金制成或由钴-铬合金制成的两个部件之间的高温摩擦调节界面。该界面使得能够降低在含氧气氛中在高温(即300℃至650℃)下两个部件之间的摩擦造成的两个部件的表面磨损。这种界面特别适于在需要特殊摩擦学性能的应用中使用的部件。

背景技术

镍合金如Inconel 718(注册商标)因其在高温下的机械强度和对高温下氧化的耐受性而具有在航空工业中高度合意的性质。

但是，镍合金具有与显著的刮擦倾向相关联的非常差的摩擦行为，以及对刮痕效果的高敏感性，并且它们的用途特别限于需要在高温下特殊的摩擦学性能的应用。

在航空工业中，在发动机与塔架组件之间在高温下起作用的铰接接合(liaisons d’articulation)通过由球形接头(rotule)、轴和环构成的组装件来提供。构成该系统的部件可以由镍合金如Inconel 718制造。

该球形接头系统通常包含凹形部件和由轴承载的球形部件。容纳在该凹形部件中的球形部件通过在所有方向上的旋转运动来驱动；球形部件的表面与凹形部件的表面彼此永久性摩擦。

在球形接头系统的情况下和在其它类似类型的系统中，主要区分两种类型的摩擦磨损，通常为约几微米至几十毫米数量级的极低振幅摩擦造成的磨损，也称为微动磨损或在负载下的振动摩擦磨损，以及附加的 滑动磨损，其运动幅度达到几十毫米。摩擦磨损由接触并倾向于粘在一起的摩擦面上存在的细微凹凸形成。当局部施加的载荷高并且在其中摩擦表面的材料具有类似组成的情况下，该摩擦引起表面磨损和劣化，其可能达到该轴或该球形接头磨损的程度。当这些部件由镍合金制成时，这些磨损现象甚至更高。此外，环境的高温(300℃至650℃)有利于出现最终导致磨损情况的粘着磨损。

因此合意的是对经受连续摩擦的系统，对镍或镍合金或钴-铬合金制成的部件进行表面处理。

本申请人于2006年10月20日提交了一份涉及低温调节界面的专利，其公开号为FR 2 907 468。在该专利中描述的是通过物理气相沉积(PVD)法获得的基于WC-C：H的涂层结合通过热喷涂获得的铜合金涂层。这种涂层在低于250℃的温度下令人满意。另一方面，这些对界面材料可以证实在高于一定温度时不太有效或甚至无效，因为铜转化为一氧化铜，并且WC-C：H石墨化；因此，铰接快速磨损，且这种类型的界面对400至650℃的极高温度导致快速磨损。

因此，本发明提出了在镍或镍合金或钴-铬合金制成的两个摩擦表面之间的调节界面，特别适于球形接头、轴、环等等类型的部件，旨在容易和均匀方式处理由镍或镍合金或钴铬合金制成的部件，而不考虑该部件的几何学与形状，并且能够通过明智地使用摩擦学相容且相对于该部件材料在硬度方面合适的材料，能够显著降低高运行温度(即300℃至650℃)的粘着摩擦磨损以改善和保持滑动性能，并能够在运行后用手拆卸。

发明内容

为此，本发明提出了插在与由镍制成或由镍合金制成或由钴-铬合金制成的第二部件相对运动的由镍制成或由镍合金制成或由钴-铬合金制成的第一部件之间的调节界面，其特征在于所述界面包含两个调节层：

-第一调节层沉积在两个部件之一上，并具有能使其随着与另一部件的摩擦产生釉质类型的层的组成；

-第二调节层沉积在第二部件上，能通过充当与第一层的摩擦形成的氧化物的催化剂以便与第一层协作。

该界面的第一釉质层改善了该部件在摩擦下的滑动。由第二层提供的催化剂功能能够稳定通过摩擦形成的氧化物，并由此确保在延长的高温范围内的润滑功能。在材料领域，“釉质(glaze layer)”层如已知那样是指保护性氧化物层。当两种金属在高温下彼此滑动时形成该层。

该界面可能具有独立或组合采用的下列任选特征的至少一种。

所述第一调节层是钴合金层，其钴含量为至少40％。

所述第一调节层是钴、铬、钼和硅的合金。

在该调节层的钴、铬、钼和硅的合金中，钴含量为51％±1％，钼含量为28％±1％，铬含量为17％±1％，硅含量为4％±1％。

所述第一层在经历摩擦之前在525℃的最低温度和650℃的最高温度下预氧化。