[发明专利]用于机械密封件的热涂层

说明书

一种制造机械面密封件的方法，该方法包括获取具有内径(1120)、外径(1110)和平坦表面(1140)的铸造或锻造基底部分(1100)的步骤。该方法可包括在基底部分(1100)的平坦表面(1140)上形成孔、峰和谷的粗糙表面处理步骤(1020)。该方法可进一步包括将喷涂层材料(1250)供应到基底部分(1100)上以在基底部分(1100)上形成保护性热喷涂层(1300)的喷涂步骤(1030)。

技术领域

本发明总体涉及通过材料沉积工艺形成的机械部件领域，并且更具体地涉及使用激光熔覆工艺或热喷涂工艺形成的机械密封件。

背景技术

在具有可旋转轴的设备和机器中，通常使用密封件来保持润滑剂，同时排除来自可旋转轴的轴承表面的异物。特别是金属或机械面密封件用于重载旋转应用中，例如轴、变速箱、履带车辆、传送系统等，其中部件曝光于转轴密封件可能快速磨损的恶劣、磨损和腐蚀环境中。机械面密封件通常包括两个相同的金属密封环，它们彼此面对面地安装在两个分离的壳体或保持器中。两个金属环中的一个通常在其相应的保持器内保持静止，而两个金属环中的另一个通常与其相对面一起旋转。

由于操作要求和这些部件所处的环境条件范围广泛，机械面密封件的金属接触表面可能由于摩擦接触，应力和极端温度等而受到加速磨损。因此，机械面密封件可由更持久和特殊的材料制成。但是，这样的材料昂贵且难以形成。

标题为“对机械面密封件涂覆耐磨涂层的方法(Method for Applying WearResistant Coating to Mechanical Face Seal)”以及公开号为2011/0285091('091发明)的美国专利申请旨在解决降低成本同时保持期望的耐腐蚀性和耐磨损性的问题。然而，相关技术中的涂覆工艺已经遭受了显着的粘合失败。相应地，需要一种用于形成机械部件例如面密封件的改进工艺。

发明内容

在一个方面，本发明描述了一种制造机械面密封件的方法。该方法可包括形成铸造或锻造基底部分，其具有内径、外径和在内径和外径之间延伸的平坦表面。该方法可包括粗糙化所述基底部分的平坦表面。该方法可包括将涂层材料施加到平坦表面上以在基底部分上形成热涂层，该涂层材料包括铁基合金、镍基合金、钴基合金、碳化物基材料和陶瓷材料中的至少一种。

在另一方面，本发明描述了一种制造机械面密封件的方法，包括形成铸造或锻造基底部分。该基底部分可具有内径、外径以及在内径和外径之间延伸的平坦表面。该方法可以包括粗化基底部分的平坦表面以在基底部分的平坦表面上形成孔、峰和谷。该方法可包括将已经经由加热元件加热成熔融颗粒的涂层材料经由喷头喷涂到平坦表面上以在基底部分上形成热喷涂层，涂层材料包括铁基合金、镍基合金、钴基合金、碳化物基材料及陶瓷材料中的至少一种。

在又一方面，本发明描述了一种制造机械面密封件的方法，包括形成铸造或铸造基底部分，该基底部分具有内径、外径以及在内径和外径之间延伸的平坦表面。该方法可包括粗糙化基底部分的平坦表面。该方法可包括将涂层材料经由喷涂器喷涂到平坦表面上以在基底部分上形成热喷涂层，涂层材料包括铁基合金、镍基合金、钴基合金、碳化物基材料及陶瓷材料中的至少一种。铁基合金可由0.78％至1.05％的碳、0.15％至0.40％的锰、0.20％至0.45％的硅、2.0％至4.5％的铬、4.5％至5.5％的钼、5.5％至6.75％的钨、1.75％至2.20％的钒、至多0.3％的镍、至多0.25％的铜、至多0.03％的磷、至多0.03％的硫以及余量的铁组成。镍基合金可由16-17％的铬、3.3％的硼、3.8％的硅、0.8％-1.0％的碳和余量的镍组成。钴基合金可由26.5％至33％的铬、0.8％至2.7％的碳、3.5％至20％的钨、0.8％至1.2％的硅、至多3％的铁、至多1.5％的钼、至多1％的锰和余量的钴组成。碳化物基材料可包括钨和铬中的至少一种。陶瓷材料可包括氧化铝、氧化钴和氧化钛中的至少一种。

附图说明

从以下结合附图的详细描述中将更全面地理解本发明，其中相同的附图标记表示相同的元件。