[发明专利]具有涂层耗尽区的磨损零件和生产该磨损零件的方法

说明书

公开了具有耗尽区的磨损零件（12）和生产该磨损零件的方法、用于生产具有耗尽区的磨损零件（12）的系统和控制结构以及相关的方法和软件。一些方法利用等离子体增强化学气相沉积过程来生产在磨损零件上具有所需涂层轮廓（28）的涂层。

技术领域

本公开涉及磨损零件。

背景技术

术语“磨损零件”指零件，例如机械组件，其经受反复运动，与其他零件重复地相对接合，且/或其他方式通常遭受一段时间后要求磨损零件被替换的过程。磨损零件的示例可以包括这些说明的、不排他的示例，如紧固件、轴衬、轴承承载件、套管和销钉。例如，在航空工业中，磨损零件可以包括与起落装置系统、襟翼和致动器系统或者包括随着时间通常需要替换的零件的任意其他系统相关的零件。飞行器、汽车、宇宙飞船、火车、机床、机器人、制造机器、钻探设备、泵送设备、能量生成设备、减震器系统以及许多许多其他的机械系统也利用需要替换的磨损零件。

磨损零件或者至少磨损零件的磨损表面经常被涂覆有或者至少部分被涂覆有镀铬层以作为硬的保护层从而延长磨损零件的使用寿命。使用在磨损零件上的镀铬层附加地或者替代性地可以被称为硬铬、工业铬和/或工程铬。使用在磨损零件上的镀铬层通常厚度范围为近似1到5密耳，其可以被称为标准镀铬层。有时，可以使用厚度在近似0.3到1密耳范围内的镀铬层，并且其可以称为稀密度镀铬层。

磨损零件的镀铬层通常在零件的被涂覆部分、区域或特征和未涂覆层部分、区域或者特征之间包括过渡或渐缩段（taper）。因此镀铬层可以描述为限定涂层轮廓，其包括均匀厚度的镀层区域以及镀层从均匀厚度区域渐缩到零的一个或更多个区域。厚度渐缩的这些区域可以附加地或者替代性地被称为耗尽（run-out）区域或者减重（run-off）区域，和/或镀层可以描述为已经被耗尽或者减重。需要厚度渐缩的这些区域，以便限制应力增强区域、限制边缘磨损并且大体增加零件的疲劳寿命。

由于与包括磨损零件的机械组件相关的容限以及有时的临界容限（criticaltolerance）的原因，经常需要替换磨损零件以具有尽可能精密匹配的涂层轮廓，如果不能精确匹配，则要替换零件的涂层轮廓。替换零件和被替换的零件之间的涂层和耗尽区的厚度差小于0.5甚至小于0.1密耳在许多应用中是重要的。

发明内容

公开了具有耗尽区的磨损零件以及生产该磨损零件的方法。也公开了用来生产具有耗尽区的磨损零件的系统和控制结构。根据本公开的一些磨损零件包括具有所需或预定涂层轮廓的涂层。对于具有所需或预定涂层轮廓的零件，根据本公开的一些磨损零件是替换零件。根据本公开的一些磨损零件包括用沉积过程被施加的涂层。根据本公开的方法包括在磨损零件表面上沉积涂层，以便该涂层具有所需或预定涂层轮廓。也公开了设计与沉积过程一起使用以生产具有所需或预定涂层轮廓的磨损零件的定制掩模夹具的方法。

附图说明

图1是根据本公开示意地说明包括磨损零件、控制结构和沉积机器的系统的图解。

图2是描述根据本公开的磨损零件的说明性、非限制性示例的示意侧视图。

图3是描述根据本公开的控制结构和磨损零件的说明性、非限制性示例的示意侧视图，以及在与控制结构和磨损零件相关联的等离子增强的化学气相沉积过程期间产生的电场的示意描述。

图4是示意地描述根据本公开的说明性、非限制性方法的流程图。

图5显示了可以对应于根据本公开的磨损零件的基体的横截面轮廓的示意描述，以及为了测试的目的而构造的掩模夹具的说明性非限制性示例。

图6以图表表示了轮廓测定数据以及因此以图表表示被施加涂层的最终涂层轮廓。

具体实施方式