專利名稱：用于高溫部件的潤滑劑涂覆裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于高溫部件的潤滑劑涂覆裝置，該裝置采用濺射法在 高溫部件的表面形成潤滑層，從而防止在發電廠或類似場合中使用的高溫部 件由于磨損或擦傷而損壞。
背景技術：
熱電發電廠的鍋爐管或燃氣輪機、原子核反應堆的柱頭螺栓和其它部件 是在高溫下使用的部件。高溫部件可能會受到磨損或擦傷等損壞，例如因接
合處的高負載和高溫、接觸表面的硬顆粒以及停滯時間(stagnationtime)的 增加而導致的磨損或擦傷。
為了減輕因磨損或擦傷而導致的損壞，通常使用在高溫部件的表面應用 防卡復合物(anti-seize compound)的方法。防卡復合物是高金屬含量和高 固體潤滑劑含量的銅基膠。但是，應用防卡復合物并不能很好地防止對高溫 部件的損壞。
發明內容
因此，本發明著眼于現有技術中的上述問題，本發明的目的在于提供一 種用于高溫部件的潤滑劑涂覆裝置，該涂覆裝置能夠有效地防止對在諸如發 電廠等高溫條件下使用的部件的損壞，即，防止磨損和擦傷。
為了實現該目的，本發明提供了一種用于高溫部件的潤滑劑涂覆裝置， 該裝置包括腔室，該腔室具有固定部件和門，所述固定部件用于將所述高 溫部件固定于其中，所述門用于界定所述高溫部件的濺射空間；旋轉驅動部 件，該旋轉驅動部件用于旋轉并驅動固定在所述固定部件內的所述高溫部件；真空泵，該真空泵用于在所述腔室的所述濺射空間內產生真空；惰性氣 體供應部件，該惰性氣體供應部件用于為所述腔室的所述濺射空間提供惰性 氣體狀態；多個靶，所述靶以面向所述高溫部件的方式安裝在所述門的上表 面、前表面和后表面；多個濺射槍，所述濺射槍以與所述靶相對應的方式安 裝在所述門的上表面、前表面和后表面，并從所述靶釋放原子，并將所述原 子沉積到所述高溫部件上；以及控制部件，該控制部件用于控制所述旋轉驅 動部件、真空泵、惰性氣體供應部件和濺射槍。
通過以下結合附圖進行的詳細說明，可以更清楚地理解本發明的以上和 其它目的、特征和優點，在附圖中
圖1是說明根據本發明的優選實施方式的潤滑劑涂覆裝置的外觀的透視
圖2是說明圖1的潤滑劑涂覆裝置在門開啟的狀態的透視圖3是說明高溫部件設置在圖2的潤滑劑涂覆裝置中的狀態的透視圖4是說明用于圖2的潤滑劑涂覆裝置中所安裝的大型部件的固定部件
和旋轉驅動部件的俯視圖5是說明用于圖2的潤滑劑涂覆裝置中所安裝的小型部件的固定部件
和旋轉驅動部件的透視圖6是說明用于將高溫部件送入圖1的潤滑劑涂覆裝置中的升降機的透
視圖7a是說明高溫部件被圖6的升降機提升的狀態的視圖7b是說明設置在圖6的升降機上的操作夾的放大視圖；以及
圖8是說明高溫部件被圖6的升降機設置在潤滑劑涂覆裝置中的狀態的視圖。
具體實施例方式
以下將參考附圖對本發明的優選實施方式進行詳細說明。應該理解的 是，以下實施方式是示例性的而不是限制性的，是為了使本領域的技術人員 完全理解本發明，并且可以進行各種改變和變化。
圖1是說明根據本發明的優選實施方式的潤滑劑涂覆裝置的外觀的透視
圖；圖2是說明圖1的潤滑劑涂覆裝置在門開啟的狀態的透視圖；圖3是說 明高溫部件設置在圖2的潤滑劑涂覆裝置中的狀態的透視圖。
如圖1至圖3所示，根據本發明的優選實施方式的用于高溫部件的潤滑 劑涂覆裝置包括腔室100、真空泵200、惰性氣體供應部件300和安裝在平 臺500上的控制部件400。在腔室100中對高溫部件P進行濺射操作。真空 泵200在腔室100的濺射空間中產生真空。惰性氣體供應部件300在腔室100 的濺射空間中產生惰性氣體狀態。控制部件400控制腔室100內的濺射操作。
在這些部件中，在其中進行濺射操作的腔室IOO包括固定部件(setting unit) 110和門120，要通過濺射操作來潤滑和涂覆的高溫部件P固定在該固 定部件110內，門120界定了用于固定在固定部件110內的高溫部件P的濺 射空間。此外，旋轉驅動部件600安裝在腔室100內，并且使得高溫部件P 旋轉并驅動，從而固定在固定部件110內的每個高溫部件P的表面被均勻地 潤滑和涂覆。
圖4說明了固定部件IIO的詳細結構。如圖所示，固定部件110包括框 架111、移動板112和夾具113。每個框架111設置為在高溫部件P的縱向 伸長。移動板112安裝在每個框架111上，夾具113安裝在每個框架111的 左端和右端。根據本發明，在每個框架111上設置有多個移動板112。例如， 在圖中顯示有三個移動板112。旋轉驅動部件600安裝在移動板112上。具 體地，框架lll上設置有左、右滑軌llla，從而移動板112在框架111上左 右滑動。此外，每個移動板112上設置有前、后滑軌112a，從而旋轉驅動部件600前后滑動。此外，夾具113用于可旋轉地支撐高溫部件P的兩端。這 樣，由于移動板112可以在框架111上左右移動，并且旋轉驅動部件600可 以在移動板112上前后移動，因此，通過根據由夾具113支撐的高溫部件P 的大小和形狀來調節旋轉驅動部件600的設置，可以使得高溫部件P得以穩 定地支撐和旋轉。
根據該實施方式，旋轉驅動部件600包括驅動電機610、驅動輥620和 導向輥630。由驅動電機610產生的旋轉驅動力旋轉并驅動驅動輥620，從 而使得每個高溫部件P旋轉。導向輥630用于在高溫部件P旋轉時穩定地支 撐每個高溫部件P。如圖4所示，設置在每個框架111的中部的移動板112 上安裝有一對驅動輥620，設置在每個框架111的左側和右側的每個左側移 動板112和右側移動板112上安裝有一對導向輥630。
如圖4所示，固定部件110具有適用于大型部件(例如原子核反應堆的 柱頭螺栓)的結構。同時，如圖5所示的固定部件110'可以用于小型部件(例 如蒸汽發生器的人孔柱頭螺栓)。也就是說，圖5的固定部件110'具有設置 在安裝于框架lll'的移動板112，上的支撐件114，，用于支撐小型高溫部件P'。 驅動輥620'與驅動電極610'—起安裝，驅動輥620'用于使由支撐件114'和設 置在框架lll'的相對端的夾具113'支撐的小型高溫部件P'旋轉。由于如圖4 和圖5所示的固定部件110和110'中的每個都使用常規的固定裝置(例如螺 栓)固定到腔室10上，因此可以根據高溫部件的大小和形狀來選擇適當的 固定部件并將該固定部件安裝到腔室100內。
如圖1至圖3所示，腔室100的門120具有長方體的形狀，并且封閉固 定部件110的上部，從而形成濺射空間。門120圍繞翻轉鉸鏈121旋轉，以 便開啟或關閉。門120的開啟或關閉操作由安裝在平臺500的左端和右端的 常規液壓和氣動機構700 (例如液壓缸)來執行。液壓和氣動機構700的操 作包括開啟或關閉門120或者控制開啟角度，該操作由控制部件400來控制。門120的上表面、前表面和后表面上安裝有多個靶(target) 810、 820 和多個濺射槍910、 920，以向固定在固定部件110中的每個高溫部件P進行 濺射操作。也就是說，如圖1和圖2所示，六個靶820成兩行設置在門120 的上表面上，在門120的前表面和后表面上各設置有三個靶810。每個靶810 和820通過固定件(例如螺栓B)固定在門120上。在靶810和820中，位 于上表面、前表面和后表面的中部的耙可以根據每個高溫部件P的長度而改 變其位置。也就是說，拆下螺栓B后，每個中部靶的框架旋轉180度。在這 種狀態中，再使用螺栓B將調節好的靶固定到門120上。濺射槍910、 920 設置在門120的上表面、前表面和后表面上，以與靶810、 820的位置和數 量相對應，該濺射槍910、 920從靶810、 820釋放原子，并將原子沉積到高 溫部件P上。
靶810、 820分為粘接層靶810和潤滑層靶820。具體地說，潤滑層靶 820的材料具有低粘接力，從而難以將潤滑層直接連接到每個高溫部件P的 表面上。因此，為了克服該問題，設置粘接層靶810，以在高溫部件P的表 面上形成薄的粘接層。粘接層靶810由具有優異的粘接力的鎳(Ni)制成， 而潤滑層靶820由摩擦系數較低的銀鈀(AgPd)合金制成。在對高溫部件P 的濺射過程中，潤滑層在粘接層之后形成。在控制部件400的控制下形成粘 接層時，切斷用于潤滑層靶820的濺射槍920的電源。相反，當形成潤滑層 時，切斷用于粘接層靶810的濺射槍910的電源。
同時，真空泵200可以包括旋轉泵或渦輪泵，并且抽真空至1X1(^托， 從而在腔室100的濺射空間內保持真空。此外，惰性氣體供應部件300向產 生真空的腔室100供應純度為99.999%的惰性氣體，例如氬(Ar)、氪(Kr) 或氙(Xe)。惰性氣體形成輝光放電，陽離子碰撞陰極偏壓靶810、 820，從 而靶810、 820的原子沉積在每個高溫部件P的表面上。
高溫部件P進行潤滑和涂覆時，如上所述地構造的旋轉驅動部件600、真空泵200、惰性氣體供應部件300和濺射槍910、 920的操作由控制部件 400來控制。下面將說明使用該實施方式的潤滑劑涂覆裝置進行的濺射操作。
首先，如圖6和圖7a所示，根據本發明，準備好升降機H，以將待濺 射的高溫部件P送入并加載至如上文所述地構造的潤滑劑涂覆裝置。此外， 為了從每個高溫部件P的表面去除油漬或灰塵并且通過濺射在每個高溫部 件P的表面上適當地形成粘接層，對高溫部件P進行預處理，以使得均方根 (RMS)粗糙度約為600nm。
升降機H設置有夾子C，以同時抓取并加載要固定到固定部件110中的 多個高溫部件P。如圖7B顯示了常規的操作夾，該操作夾由工作人員手動 操作以夾住高溫部件P。通過設置在升降機H上的絞盤W將由夾子C夾持 住的高溫部件P升高到預定高度，并送入潤滑劑涂覆裝置的腔室100內。
隨后，當腔室IOO的門120開啟時，如圖8所示，將高溫部件P加載到 設置在固定部件110上的旋轉驅動部件600上。然后，將門120關閉。在這 種狀態中，在控制部件400的控制下啟動真空泵200，從而將所有空氣從腔 室IOO的濺射空間排出。惰性氣體(例如氬)從惰性氣體供應部件300供應 至該濺射空間，從而產生進行濺射操作的環境。
在惰性氣體供應至腔室100的狀態下，濺射槍910進行其對粘接層靶810 的操作。此時，原子從粘接層靶810釋放并沉積到每個高溫部件P的表面上， 從而形成粘接層。此時，控制與潤滑層靶820相對應的濺射槍920，使得該 濺射槍920不操作。從而，僅釋放粘接層靶810的原子。
當粘接層靶810完成了形成粘接層的操作時，用于粘接層靶810的濺射 槍910停止操作，并且用于潤滑層靶820的濺射槍920開始操作。從而，釋 放潤滑層靶820的原子，從而在每個高溫部件P的表面上形成潤滑層。
這樣，形成粘接和潤滑沉積層時，在從靶810、 820釋放并在腔室100 內自由移動的原子中，入射在每個高溫部件上的原子形成沉積層。具體地，濺射的原子通過動量傳遞而具有相對較高的動能。從而，在每個高溫部件的 表面上形成沉積層時，原子表面分布至熱力學穩定位置，從而獲得致密的結 構。以這種方式形成的粘接層或潤滑層的厚度可以通過控制沉積時間來調節。
同時，如圖3所示，由于旋轉驅動部件600使每個高溫部件P旋轉，因 此粘接層和潤滑層均勻地沉積到高溫部件P的表面上。
通常，當彼此接觸的金屬部件的兩個表面由具有相同特性的金屬材料制 成時，這兩個表面趨向于在高溫高壓下彼此粘接。然而，根據本發明，形成 在每個高溫部件P的表面上的潤滑層完全防止部件P與具有相同特性的另一 個部件直接接觸，從而防止部件之間的粘接。
當粘接層和潤滑層已經沉積在每個高溫部件P的表面上時，該高溫部件 P再次被升降機H夾住并送至所需位置。
如上文所述，本發明提供了一種用于高溫部件的潤滑劑涂覆裝置，該裝 置在與其它部件接觸的高溫部件的表面上形成潤滑層，該潤滑層的化學元素 和機械性能與高溫部件的化學元素和機械性能不同，從而防止對高溫部件造 成損壞，例如磨損或擦傷。因此，本發明降低了高溫部件的維修和修復成本， 延長了高溫部件的使用壽命，并提高了裝備的可靠性。
此外，本發明提供了一種用于高溫部件的潤滑劑涂覆裝置，該裝置可以 應用到核電站所安裝的高溫部件上，從而克服在高輻射區域工作的困難，并 顯著地減少輻射暴露的可能性。
雖然以說明為目的公開了本發明的優選實施方式，但是本領域的技術人 員會理解，在不脫離所附權利要求書中公開的本發明的范圍和精神的情況 下，可以實施各種修改、增加和替換。
權利要求
1. 一種用于高溫部件的潤滑劑涂覆裝置，該裝置包括腔室，該腔室具有固定部件和門，所述固定部件用于將所述高溫部件固定于其中，所述門用于界定所述高溫部件的濺射空間；旋轉驅動部件，該旋轉驅動部件用于旋轉并驅動固定在所述固定部件內的所述高溫部件；真空泵，該真空泵用于在所述腔室的所述濺射空間內產生真空；惰性氣體供應部件，該惰性氣體供應部件用于為所述腔室的所述濺射空間提供惰性氣體狀態；多個靶，所述靶以面向所述高溫部件的方式安裝在所述門的上表面、前表面和后表面；多個濺射槍，所述濺射槍以與所述靶相對應的方式安裝在所述門的上表面、前表面和后表面，并從所述靶釋放原子，并將所述原子沉積到所述高溫部件上；以及控制部件，該控制部件用于控制所述旋轉驅動部件、真空泵、惰性氣體供應部件和濺射槍。
2. 根據權利要求l所述的潤滑劑涂覆裝置，其中，所述固定部件包括: 移動板，該移動板具有前滑軌和后滑軌，以使得所述旋轉驅動部件前后滑動；框架，該框架具有左滑軌和右滑軌，以使得所述移動板左右滑動； 夾具，該夾具設置在所述框架的左端和右端中的每個上，以可旋轉地支 撐所述高溫部件。
3. 根據權利要求1或2所述的潤滑劑涂覆裝置，其中，所述固定部件能 夠根據所述高溫部件的大小和形狀而替換。
4. 根據權利要求1所述的潤滑劑涂覆裝置，該裝置還包括 液壓氣動機構，該液壓氣動機構在所述控制部件的控制下操作，并使得所述門旋轉，以開啟或關閉所述門。
5. 根據權利要求l所述的潤滑劑涂覆裝置，其中，所述旋轉驅動部件包括驅動電機，該驅動電機用于產生旋轉驅動力；驅動輥，該驅動輥設置在所述框架的中間，并通過所述驅動電機旋轉；以及導向輥，該導向輥位于所述驅動輥的左側和右側中的每一側上。
6. 根據權利要求1所述的潤滑劑涂覆裝置，其中，每個所述靶通過螺栓 固定在所述門上，從而預定的靶在所述高溫部件的軸向改變該靶的位置。
7. 根據權利要求1所述的潤滑劑涂覆裝置，其中， 一些所述靶為粘接層 耙，其余耙為潤滑層耙。
8. 根據權利要求7所述的潤滑劑涂覆裝置，其中，每個所述粘接層靶由 鎳制成，每個所述潤滑層靶由銀鈀合金制成。
全文摘要
公開了一種用于高溫部件的潤滑劑涂覆裝置，該裝置采用濺射方法在高溫部件的表面上形成潤滑層。該潤滑劑涂覆裝置包括腔室，該腔室具有固定部件和門，所述固定部件用于將所述高溫部件固定于其中，所述門用于界定所述高溫部件的濺射空間。旋轉驅動部件旋轉并驅動所述高溫部件。真空泵在所述濺射空間內產生真空。惰性氣體供應部件為所述濺射空間提供惰性氣體狀態。多個靶安裝在所述門的上表面、前表面和后表面上。多個濺射槍以與所述靶相對應的方式安裝在所述門的上表面、前表面和后表面，并從所述靶釋放原子，并將所述原子沉積到所述高溫部件上。控制部件控制所述旋轉驅動部件、真空泵、惰性氣體供應部件和濺射槍。
文檔編號C23C14/34GK101545092SQ20081017939
公開日2009年9月30日 申請日期2008年12月10日 優先權日2008年3月26日
發明者崔相勛, 李東旻, 金東一 申請人:韓電Kps株式會社