[发明专利]透平机械

说明书

技术领域

本发明涉及一种透平机械。

背景技术

随着科学技术的日新月异，对机械效率的要求也越来越高，同时节能环保的理念也越加深入产品设计和加工制造技术中。在透平机械中，间隙密封的实用性和可靠性对于提升机械效率、确保机械安全运行、节能环保都具有重要意义。以透平机械中的透平压缩机为例，正向着大容量、高效率、高压缩比的应用方向发展。

如图1所示，工作状态下，压缩机1的压气机叶片11绕转轴12转动，压气机叶片11的尖端13和机匣14内壁之间的间隙越小，相对泄漏量(泄漏量与进气量的比值)越小，工作效率越高，且能耗越低，使用寿命越长。据统计，压缩机径向间隙每增大0.13mm，单位消耗就增加0.5％；反之，径向间隙每较少0.25mm，工作效率能提高1％。为此，减少尖端13和机匣14内壁之间的间隙，提高压缩比，已成为提高工作效率、节约能耗的惯用手段。减少间隙的方法有多种，目前行业内应用最广的为级间迷宫式密封技术，即在转轴12周围设若干个依次排列的环行密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，压缩对象在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。但当压缩对象处于高流速状态，且为硬质颗粒物时，会对密封件造成严重磨损，导致间隙变大，降低阻漏效果，从而导致损耗增加、机组效率降低，严重时必须停机检修，影响生产。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可磨耗性能高的封严涂层。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

封严涂层，其特征在于，包括至少两个子涂层，分别为涂覆在基体表面的合金层和涂覆在合金层表面的金属陶瓷层；所述合金层按照重量百分比含量由30％～40％的Co、25％～35％的Ni、15％～25％的Cr、5％～10％的Al、0.5％～5％的Y组成；所述金属陶瓷层按照重量百分比含量由20％～25％的BN、23％～33％的Co、17％～27％的Ni、15％～25％的Cr、4％～8％的Al、1％～2％的Y组成。

优选地是，孔隙率为不大于15％。

优选地是，孔隙率为10％～15％。

优选地是，孔隙直径不大于25μm。

优选地是，其表面硬度为60～80HR15Y。

优选地是，金属陶瓷层的结合强度不小于23MPa。

优选地是，所述合金层的厚度为50um～150um(优选100um)。

优选地是，所述金属陶瓷层的厚度为400um～800um(优选600um)。

优选地是，所述基体为透平机械。

优选地是，所述透平机械为透平压缩机。

本发明的另一个目的是提供一种可磨耗性能高的封严涂层的制备方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

封严涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.采用喷涂设备，将按照所述合金层的元素组成配制的合金材料喷涂至基体表面，形成厚度为50um～150um(优选100um)的合金层；

b.采用喷涂设备，将按照所述陶瓷层的元素组成配制的金属陶瓷材料喷涂至合金层表面，形成厚度为400um～800um(优选600um)的金属陶瓷层，最终制得涂覆在基体表面的封严涂层。

优选地是，喷涂形成合金层之前，对基体表面进行预处理；预处理包括清洗和喷砂处理；预处理后对基体表面进行检查；若检测出基体表面存在孔洞或杂质，需要将杂质清除，并通过补焊打磨的方式将孔洞填平。

优选地是，所述步骤a中，采用超音速喷涂设备喷涂。

优选地是，所述步骤b中，采用超音速喷涂设备喷涂。

优选地是，所述步骤b还包括将喷涂后的基体放置在300℃～500℃(优选400℃)的环境内热处理1～3小时(优选2小时)。

本发明的另一个目的是提供一种机械效率高的透平机械。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

透平机械，其特征在于，涂覆有封严涂层。

优选地是，为透平压缩机。

本发明提供的封严涂层，兼具良好的可磨耗性能和抗冲蚀性能，适用于透平机械密封，可减小透平机械的间隙，降低泄漏量，大大提高透平机械的机械效率。除封严作用，封严涂层还能为透平机械提供绝热保护，避免高温高速气流引起的不稳定现象的发生。

本发明提供的封严涂层包括两层涂层，分别为涂覆在基体表面的合金层和涂覆在合金层表面的金属陶瓷层。