[发明专利]用于压缩机磨损表面的抗磨损涂层

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年7月23日提交的美国发明申请No.13/948,458、于2013年7月23日提交的美国发明申请No.13/948,653的优先权，并且也同样要求于2012年7月23日提交的美国临时申请No.61/674,663的权益。以上申请的全部公开内容在此通过引用合并到本文中。

技术领域

本公开涉及压缩机部件的具有改进的抗磨损涂层的磨损表面，并且更具体地，本公开涉及从可喷涂的聚合物基材料制造这种用于压缩机部件的磨损表面的抗磨损涂层的方法。

背景技术

本部分提供了涉及本公开的背景信息，所述背景信息并非必需为现有技术。

轴承通常用于在界面磨损表面处减小摩擦的目的，同时支承径向负载和轴向负载。在压缩机中，以及在其他设备中，圆筒状套筒型轴承被普遍地使用，并且通常包括外金属套筒或外金属衬垫，该外金属套筒或外金属衬垫邻近该套筒具有多孔的金属层，并在其内设置有聚合物以形成磨损表面。例如，用作压缩机中的轴颈轴承的普通轴承具有带多孔的青铜层的钢制套筒/钢制衬垫，该多孔的青铜层具有很好地散布的PTFE树脂，并且同时也具有散布在该树脂中的铅颗粒(例如，通过使用基于溶剂的浆料)。全球范围内均要求提供无铅轴承，需要研发提供与常规轴承、如套筒型轴承相比对等的和/或改进的效率的替代性无铅设计。

发明内容

本部分提供了本公开的大致概要，而并非其全部范围或其所有特征的全面公开。

在多个方面中，本公开提供了制作抗磨损表面涂层的方法和抗磨损涂层自身。在某些方面中，该抗磨损表面涂层可被应用至诸如涡旋压缩机部件或旋转压缩机部件之类的压缩机部件的磨损表面。如此，在一方面中，本公开提供了一种压缩机部件，该压缩机部件包括金属并限定其上设置有抗磨损涂层的一个或更多个磨损表面。在某些变化方案中，该抗磨损层具有小于或等于约0.006英寸(约152μm)的厚度。在某些其他变化方案中，该抗磨损涂层具有小于或等于约0.005英寸(约127μm)的厚度。该抗磨损涂层可包含热塑性聚合物、第一润滑剂颗粒和不同于该第一润滑剂颗粒的第二润滑剂颗粒。在某些方面中，第一润滑剂颗粒可以可选地为二硫化钼(MoS₂)，第二润滑剂颗粒可以可选地为聚四氟乙烯(PTFE)。在某些变化方案中，该抗磨损涂层基本由以下组成：(i)热塑性聚芳醚酮(PAEK)聚合物；以及选自聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼(MoS₂)、二硫化钨(WS₂)、六方氮化硼、碳纤维、石墨、石墨烯、碳纳米管、热固性聚酰亚胺及其组合的至少一种润滑剂颗粒。在某些可选的变化方案中，该抗磨损涂层基本由以下组成：(i)选自聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醚醚酮(PEEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)、聚醚酮醚醚酮(PEKEEK)、聚醚醚酮醚酮(PEEKEK)及其组合的聚芳醚酮(PAEK)热塑性聚合物；(ii)第一润滑剂颗粒和(iii)第二润滑剂颗粒。

在另一些方面中，本公开提供了一种制作用于压缩机部件的抗磨损表面涂层的方法。该压缩机部件可以是用于涡旋压缩机或旋转压缩机的压缩机部件。该方法可选地包括将前体粉末材料施用至压缩机的金属部件的磨损表面。该前体粉末材料包含粉末化热塑性聚合物、第一润滑剂颗粒以及第二不同的润滑剂颗粒。该方法也可包括将在磨损表面上施用的前体粉末材料加热至或高于结晶热塑性聚合物的结晶熔融温度，或加热至或高于非晶热塑性聚合物的玻璃液体转变温度，以利于均匀地粘合至下面的金属部件。在某些变化方案中，该大致均匀的涂层的厚度为小于或等于约0.005英寸(约127μm)。