生产一种具有腔室的静压流体轴承的方法技术

本发明专利技术涉及一种方法，其包括在定子(36)主体(4)的内表面上沉积一种包括金属材料的涂层，使所述涂层浸渍有自润滑复合材料(20)，在涂层(10)的厚度中加工内部腔室(28)，以及加工通向腔室的孔(34)。

Method for producing a hydrostatic fluid bearing with a chamber

The invention relates to a method which comprises the stator (36) within the body (4) is deposited on the surface of a metal material including coating, the coating impregnated with self-lubricating composite material (20), (10) in the coating thickness in the internal processing chamber (28), and the processing to pass the chamber hole (34).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产一种具有腔室的静压流体轴承的方法
技术介绍
本说明书涉及具有支撑旋转轴的腔室的静压流体轴承的领域，特别地在用于将流体置于压力下的火箭发动机涡轮泵中。如法国专利申请号2809782所述，这种轴承包括其中接收有转子的环形定子，例如构成涡轮泵轴的转子。在其环形内表面中，定子具有经由通向其外表面的孔进给有流体的腔室。因此，通过被悬挂在定子中，转子在经由腔室中的孔被引入的压力下被保持在薄层流体上。更准确地，法国专利申请2809782涉及一种具有圆柱形定子的静压流体轴承，所述圆柱形定子在其内表面上包括环，所述环通过组装具有与流体插入孔协作的孔的金属板构成，以及包括在孔周围布置的腔室的自润滑复合材料层。这种轴承在其内表面上具有复合材料层，所述复合材料层的厚度能够使其磨损而在轴-轴承接触时没有对轴或轴承造成不可挽回损害风险，因此也可以没有帮助下具有瞬态阶段。制造这种轴承的方法，如法国专利申请2809782所述以及如下参考附图1到3简要提出的，包括如下步骤：在具有对应于定子内表面进展的尺寸的平面金属板2表面上组装自润滑复合材料3的层，在组件1的复合材料层的厚度中加工腔室5，使组件1弯曲成开口环6的形式，将该组件以开口环6的形式插入在定子4的内表面上，并且通过定子及被插入到腔室5内的组件的厚度加工孔7。该方法有效和可靠。然而，其需要使用一种接收复合材料的平面金属板。需要基于圆柱形表面的展开非常准确地计算板的长度。此外，在将其放置在定子中适当位置之前将板弯曲成开口环的形状是很难实施并且影响腔室形状的步骤。还应该注意到的是，这些孔的加工通过夹芯板，所述夹芯板包括定子的基材，板的材料以及复合材料。这三种材料具有不同硬度，因此加工相对复杂。专利技术目的和概述因此需要一种制造静压流体轴承的方法，所述静压流体轴承具有一种带有圆柱形内表面的定子，所述定子包括诸多腔室，所述方法基本克服了上述缺点。因此，在一个方面，本专利技术提供了一种制造静压流体轴承的方法，所述静压流体轴承包括具有圆柱形内表面的定子，所述定子包括诸多腔室，所述方法包括：·在定子主体的内表面上沉积金属材料的涂层；·用自润滑复合材料浸渍所述涂层；·在涂层厚度中加工内部腔室，并加工通向该腔室的孔。因此，对于本专利技术，金属材料直接沉积在定子内表面上，并且在其已经涂敷有该表面同时其浸渍有自润滑复合材料。这避免了求助于需要切掉到正确尺寸并弯曲的平面板，同时也可以具有一种具有明显厚度的复合材料涂层。金属涂层有效地粘附到定子主体内表面，并且通过由浸渍被致使穿透其厚度，复合材料本身被固定到金属涂层。因此，由浸渍有自润滑复合材料并占据与金属涂层相同的明显厚度的金属涂层所形成的自润滑复合涂层被有效地固定到定子主体的内表面。此外，腔室被加工在自润滑复合涂层中并且形状可非常准确，不受在它们已被加工后所实施的诸如弯曲的操作所影响。腔室可在一种具有五轴铣刀轴和弯头的车削加工中心上加工，特别地具有精密数控的超高速(UHS)类型的弯头。此外，由于省略了弯曲中间板，与上述现有技术相比简化了孔的加工。可选地，金属材料包括铜。可选地，自润滑复合材料包括聚四氟乙烯。可选地，在浸渍涂层后并且特别地在加工内部腔室时，被涂敷内表面的孔受到重镗。对于本专利技术，当涂层在表面上适当位置时，可实施修整由定子主体内表面所形成孔的该步骤，并且具有很大准确性。可用刀具或通过再次研磨定子主体的内表面实施该重镗。此外，可在与加工该腔室的相同操作中实施再次研磨，而没有拆卸。可选地，可在该操作中通过去毛刺工具实施对腔室边缘的自动去毛刺。可选地，涂层通过金属材料的热喷涂粒子沉积在定子的内表面上。该技术被发现特别地适合于实施本专利技术的方法。首先它使用很灵活，特别地因为它可以改变涂层的厚度。具体地，对于该技术，使用相对于表面移动的喷枪，金属材料被喷涂到定子的内表面上。为了增加涂层的厚度，其足以以在喷枪和定子之间的相对速度作用，或与喷枪一起实施一个或多个额外通道。此外，令人惊讶的，专利技术人已经观察到的是，该技术用于增强用复合材料对涂层的浸渍，因为使用该技术获得的涂层具有一定量的孔隙度，其孔隙度体积分数可能在1％到10％之间。可选地，涂层沉积在与空气相比更少氧化的环境中，特别地在具有惰性气体的封闭罩壳中。这可以避免在涂层和被涂敷表面之间接口的氧化。例如，该惰性气体可以是氮气。可选地，沉积涂层，使得涂层的至少一个内层在圆柱形内表面上，以及涂层的至少一个顶层在所述内层上，顶层具有与内层的孔隙相比更大的孔隙。内层用于在涂层和被涂敷表面之间提供粘合。因此对它们有利的是具有小孔隙度，例如约1％或更少的孔隙比例。相比之下，对顶层有利的是具有更大的孔隙度，从而增强它们被自润滑材料的浸渍。可选地，涂层的沉积在热处理之后，该热处理先于浸渍涂层。该热处理用于缓解在涂层中或在涂层和定子主体内表面之间的压力并且用于使涂层在被浸渍之前更均匀。该热处理可以是淬火。可选地，通过施加复合材料到该涂层并将其挤压到涂层上，浸渍该涂层。可选地，通过以浆料形式施加包括自润滑组分的自润滑复合材料到涂层，浸渍该涂层。附图简要说明从经由非限制性示例并参照附图给出的本专利技术实施方式的以下描述，本专利技术的其它特征和优点显而易见，其中：·如上所述的图1到3示出了现有技术的方法；·图4是在将涂层沉积在其内表面上之前，定子主体的局部等距视图；·图5示出了通过喷涂沉积的涂层；·图6示出了在涂层上施加自润滑复合材料；·图7示出了被挤压在涂层上的复合材料；·图8示出了加工腔室和加工通向腔室的孔的阶段；以及·图9是定子的局部等距视图。具体实施方式与参照图1到3描述的现有技术方法相似，本专利技术的方法适用于定子主体4。该主体如图4所示。它包括具有限定中心孔4’的圆柱形内表面4A的环形圆柱形主体。例如，主体4可由硬质合金制成，特别地具有大于300的布氏硬度数(HB)，甚至330HB，例如以Inconel718名称已知的合金。图5示出了沉积在主体4的圆柱形内表面上的涂层10。具体地，通过使用一种其头部指向表面4A的喷枪12喷涂来实施该沉积。在图5中，主体4由支撑件14保持，该支撑件14具有夹持到主体上的卡爪14’。主体4和喷枪12彼此相对地活动。例如，喷枪12可平行于主体4的内表面的轴线A而平移移动T，而支撑件14可在该轴线以上旋转移动R。这些运动都由电子控制单元(ECU)16控制，从而被同步，并且同时也考虑了喷枪的输送速率，以获得涂层10的所需厚度。该沉积涂层的装置可被布置在罩壳18内侧，在该罩壳18中的气氛不是氧化性的，或者实际上与环境空气相比更少氧化性。特别地，罩壳可填充有惰性气体，诸如氮。用于形成涂层10的金属材料可以是铝、铜、不锈钢、镍、或事实上基于这些材料的合金，特别地铝和镍的合金。该材料可有利地是铜。可通过热喷涂来喷涂金属材料。例如，这可以是高速氧燃料(HVOF)喷涂或超音速火焰喷涂或等离子喷涂，其中通过气体等离子体熔化和加速材料粒子，或者它可包括动态冷喷涂，其中粒子以粉末状态被加速和喷射在主体4的表面4A上。用于喷涂的金属材料粒子可(例如)具有在5微米(μm)到40μm范围中的等效直径，特别地当所使用的喷涂技术是动态冷喷涂时。为了获得所需的涂层厚度，涂层可作为多个叠加层沉积，例如喷枪12的多个连续通过。在这种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造静压流体轴承的方法，所述静压流体轴承包括具有圆柱形内表面的定子(36)，所述定子包括诸多腔室，所述方法的特征在于，它包括：·在定子(36)的主体(4)内表面(4A)上沉积金属材料涂层(10)；·使所述涂层(10)浸渍有自润滑复合材料(20)；·在涂层(10)的厚度中加工诸多内部腔室(28)，并且加工通向诸多腔室的孔(34)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.14 FR 14598501.一种制造静压流体轴承的方法，所述静压流体轴承包括具有圆柱形内表面的定子(36)，所述定子包括诸多腔室，所述方法的特征在于，它包括：·在定子(36)的主体(4)内表面(4A)上沉积金属材料涂层(10)；·使所述涂层(10)浸渍有自润滑复合材料(20)；·在涂层(10)的厚度中加工诸多内部腔室(28)，并且加工通向诸多腔室的孔(34)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，金属材料包括铜。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，自润滑复合材料包括聚四氟乙烯。4.根据权利要求1到3任一所述的方法，其中，在浸渍涂层(10)后并且特别地在加工内部腔室(29)时，涂层内表面受到重镗。5.根据权利要求1到4任一所述的方法，其中，通过热喷涂金属材料的粒子在定子内表面(4A)上，沉积涂层(10)...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·杰弗洛伊，约翰菲茨杰拉德·勒福隆，帕斯卡尔·雷德拉尔，
申请(专利权)人：赛峰航空器发动机，
类型：发明
国别省市：法国,FR