CN100453835C

CN100453835C - 转动部件、机箱、轴承、齿轮箱、转动机械、轴构造及表面处理方法

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Publication number: CN100453835C
Application number: CNB2004800207957A
Authority: CN
Inventors: 落合宏行; 渡边光敏; 古川崇; 后藤昭弘; 秋吉雅夫
Original assignee: IHI Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: IHI Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2024-06-10
Also published as: CN1826478A

Abstract

本发明的转动部件(5)，可以转动自如地与机箱(3)结合，以由金属粉末或金属化合物或陶瓷粉末所形成的成型体，或者，将所述成型体进行加热处理后的成型体作为电极，在加工液或空气中使电极与所述转动部件(5)之间发生脉冲状的放电，通过该放电能在与所述机箱(3)结合的结合部(15)上形成由电极材料或电极材料通过放电能所反应的物质构成的保护膜。

Description

转动部件、机箱、轴承、齿轮箱、转动机械、轴构造及表面处理方法

技术领域

本发明涉及转动体的轴承，与例如在齿轮箱的机箱和所述齿轮箱的转动部件的结合部，将由金属化合物粉末形成的成型体等作为电极，使电极与所述转动部件之间发生脉冲状的放电，并通过该放电能在所述结合部形成电极材料的保护膜有关。

还与例如燃气轮机的压缩机上配备的可变定子叶片之轴，或涡轮增压器的可变涡轮喷嘴的可变叶片的轴的构造及其表面处理方法有关，进一步详细地说，与在所述轴上配备具有耐磨性、润滑性涂覆层的构造及其表面处理方法有关。

背景技术

图6为配件·驱动装置·齿轮箱200的简要构造的剖面图。

根据航空机用的燃气轮机的涡轮轴的不同，用于驱动发电机、油压泵等的所述燃气轮机的配件的现有的配件·驱动装置·齿轮箱200备有机箱202。

另外，与齿轮204构成一体的转动轴部件(转动部件)206通过圆筒滚柱轴承等的滚动轴承208，被设置为可相对所述机箱202自由旋转。(例如社团法人日本航空技术协会发行的“新航空工学讲座第8卷喷气式发动机(构造编)”，2000年5月29日第1版第6次印刷P99图3-73)另一方面，在比所述的配件·驱动装置·齿轮箱200的转动部件的转动数还要多的减速机等中，使用流体轴承代替所述滚动轴承已广为所知。

另外，在燃气轮机所配备的压缩机上备有可变定子叶片，当该可变定子叶片的轴发生磨损使其与轴承之间的间隙变大时，就会降低可变定子叶片的方向角的精度，因此当所述轴的磨损变大时，需要将整个可变定子叶片拆下进行更换。对此，提出如下结构：针对所述轴设计一装卸自由的磨损套保护该轴，当所述磨损套受到很大的磨损后，将磨损了的磨损套与新的磨损套进行更换(特开2000-329139公报)。

但是，由于所述现有的配件·驱动装置·齿轮箱200，使用滚动轴承作为轴承，所以存在在如此小的空间中设置轴承具有困难的问题。

另外，还有在流体轴上，当出于某种原因油膜一时消失时，机箱与转动部件之间就会发生直接接触，引起轴承耐久性降低的问题。

上述问题还发生在配件·驱动装置·齿轮箱以外的齿轮箱，以及备有机箱和对于该机箱自由旋转的转动部件的机械或装置的轴承上(设置在所述机箱与所述转动部件之间轴承)。

上述专利公报所公开的结构如图7所示，在与燃气轮机外壳141所备有的孔嵌合的筒状轴衬143中，嵌入具有可以装卸的磨损套145的可变定子叶片的轴部147，所述磨损套145的外周面与所述轴衬143的内周面之间具备由低摩擦材料构成的减摩层149。根据所述结构，轴部147因磨损套145的保护，可以防止轴部147的磨损，但是磨损套145受到磨损，需要进行磨损套145的装卸更换。也就是说，为了防止轴部147的磨损，虽然可以不用更换整个可变定子叶片，但出现了需要频繁地装卸更换磨损套145的问题。

发明内容

本发明的第1方案为一种转动部件，其构造为：在相对机箱可以自由转动或可以自由回转地结合的转动部件上，以由金属粉末或金属化合物或陶瓷中的一种或多种混合的粉末所形成的成型体，或者，将所述成型体进行加热处理后的成型体作为电极，在加工液或空气中使电极与所述转动部件之间发生脉冲状的放电，通过该放电能在所述与机箱结合的结合部上，形成由电极材料或电极材料通过放电能起反应的物质构成的保护膜。

根据所述第1方案所述的转动部件，本发明的第2方案的转动部件，在所述结合部上形成有储存润滑油用的沟槽。

根据所述第1或第2方案所述的转动部件，本发明的第3方案的转动部件，所述金属粉末或金属化合物或陶瓷为Ti、Si、cBN(立方氮化硼)、TiC(钛碳化物；碳化钛)、WC(钨碳化物；碳化钨)、SiC(硅碳化物；碳化硅)、Cr₃C₂(碳化铬)、Al₂O₃(三氧化二铝；矾土)、ZrO₂-Y(稳定化氧化锆；稳定化锆)、TiN(钛氮化物；氮化钛)、TiB(硼化钛)、6方BN(六方氮化硼)、MoS₂(二硫化钼)、Cr₂O₃、WS₂(二硫化钨)、BaZrO₄(锆酸钡)。

根据所述第1至3方案任意一项所述的转动部件，本发明的第4方案的转动部件，使所述转动部件一边旋转，一边发生脉冲状放电以形成被覆膜。

本发明的第5方案为一种机箱，其在转动部件自由转动或自由回转地结合的机箱上，以由金属粉末或金属化合物或陶瓷中的一种或多种混合的粉末所形成的成型体，或者，将所述成型体进行加热处理后的成型体作为电极，在加工液或空气中使电极与所述机箱之间发生脉冲状的放电，通过该放电能在所述结合有转动部件的结合部上，形成由电极材料或电极材料通过放电能起反应的物质构成的保护膜。

根据所述第5方案所述的机箱，本发明的第6方案的机箱，在所述结合部上形成有为储存润滑油用的沟槽。

本发明的第7方案为一种转动部件的轴承，其在相对机箱可以转动自由地结合的转动部件的轴承上，在与所述机箱结合的所述转动部件的结合部，与具有比所述结合部的外径稍微大的内径、并与所述结合部相结合的所述机箱的被结合部的至少一方上，以由金属粉末或金属化合物或陶瓷中的一种或多种混合的粉末所形成的成型体，或者，将所述成型体进行加热处理后的成型体作为电极，在加工液或空气中使电极与所述机箱或所述转动部件之间发生脉冲状的放电，通过该放电能，形成由电极材料或电极材料通过放电能起反应的物质构成的保护膜。

根据所述第7方案所述的转动部件的轴承，本发明的第8方案的转动部件的轴承，所述结合部、所述被结合部的至少一方上形成有用于储存润滑油的沟槽。

本发明的第9方案为一种齿轮箱结构，其在燃气轮机的涡轮轴所驱动的齿轮箱中，具有在所述燃气轮机的发动机外壳的外侧由所述发动机外壳所支撑机箱，和备有与所述机箱的被结合部结合的结合部、并通过在该结合部的连接，在所述机箱内部相对所述机箱可以自由旋转地设置的转动部件。所述被结合部的内径略大于所述结合部的外径。另外，在所述转动部件的所述结合部形成有：以由金属粉末或金属化合物或陶瓷中的一种或多种混合的粉末所形成的成型体，或者，将所述成型体进行加热处理后的成型体作为电极，在加工液或空气中使电极与转动部件之间发生脉冲状的放电，通过该放电能，由电极材料或电极材料通过放电能起反应的物质构成的保护膜。在所述机箱的被结合部上形成有用于储存润滑油的沟槽。

本发明的第10方案为一种转动机械，其在转动部件通过滚动轴承在外壳上可以自由转动地设置的转动机械上，在所述转动部件与所述滚动轴承相结合的部位形成被覆膜，所述被覆膜是以由金属粉末或金属化合物或陶瓷中的一种或多种混合的粉末所形成的成型体，或者，将所述成型体进行加热处理后的成型体作为电极，在加工液或空气中使电极与转动部件之间发生脉冲状的放电，通过该放电能，由电极材料或电极材料通过放电能起反应的物质而构成。

本发明的第11方案为一种流体控制用可变叶片的轴构造，在流体控制用可变叶片所配备的轴部周面上，一体具备有耐磨性的陶瓷，或含有陶瓷与固体润滑材料的涂覆层。

根据所述第11方案中所述的流体控制用可变叶片的轴构造，本发明的第12方案的流体控制用可变叶片的轴构造，所述陶瓷为含有cBN、TiC、WC、SiC、Cr₃C₂、Al₂O₃、ZrO₂-Y、TiN、TiB中的一种或多种的陶瓷；固体润滑材料为含有6方BN、MoS₂、Cr₂O₃、WS₂、BaZrO₄中的一种或多种的润滑材料。

根据所述第11或12方案中所述的流体控制用可变叶片的轴构造，本发明的第13方案的流体控制用可变叶片的轴构造，所述流体控制用的可变叶片为配备于燃气轮机或增压器的压缩机或/及涡轮机的可变定子叶片。

本发明的第14方案为一种流体控制用可变叶片的轴表面处理方法。使含有cBN、TiC、WC、SiC、Cr₃C₂、Al₂O₃、ZrO₂-Y、TiN、TiB等的陶瓷，或含有这些陶瓷和6方BN、MoS₂、Cr₂O₃、WS₂、BaZrO₄等的固体润滑材料的电极与流体控制用可变叶片的轴部之间发生脉冲状放电，在所述轴部的表面形成由所述电极成分或在放电状态下所化合的化合物构成的被覆膜，并形成具有耐磨性，或耐磨性和润滑性的涂覆层。

根据所述第14方案所述的表面处理方法，本发明的第15方案的表面处理方法，使流体控制用可变叶片的轴一边旋转一边形成涂覆层。

附图说明

图1表示本发明第一实施例的配件·驱动装置·齿轮箱的简要构成剖面图。

图2表示图1的IIA-IIB剖面图。

图3为在作为可变叶片安装在燃气轮机的压缩机的可变定子叶片的轴部实施本发明的说明图。

图4为在可变叶片的轴部上形成具有耐磨性、润滑性的涂覆层的说明图。

图5为涂覆层构成的说明图。

图6表示现有的配件·驱动装置·齿轮箱的简要构成剖面图。

图7表示现有的可变定子叶片轴部构成的说明图。

具体实施方式

第一实施例

图1所示与本发明第一实施例有关的配件·驱动装置·齿轮箱的简要构成剖面图。图2所示图1的IIA-IIB剖面图。

配件·驱动装置·齿轮箱(以下称为齿轮箱)1是由燃气轮机的涡轮轴所驱动的齿轮箱，用于驱动所述燃气轮机的配件(发电机，油压泵等)。

配件·驱动装置·齿轮箱1备有机箱3，该机箱3在所述燃气轮机的发动机外壳的外侧由所述发动机外壳所支撑。另外，所述发动机外壳做成筒状以便在内部形成具备压缩机或涡轮机气体流路。

在所述机箱3的内部，具备导电性的圆柱状的转动部件5对于所述机箱3可自由旋转地设置。在该转动部件5的长边方向的中间部位一体设置有齿轮7。在该齿轮7上啮合有相对于所述机箱3可以旋转自由地设置的、与其他各个转动部件(图中未表示)一体设置的各齿轮9、11。因此，通过所述各齿轮9、7接受燃气轮机的涡轮轴的转动力，使得转动部件5可以旋转。另外，转动部件5连接有图中未表示的发电机，油压泵等的配件，通过所述转动部件5的旋转使发电机进行发电，或油压泵产生油压。另外，通过所述齿轮7和所述齿轮11，可以使其他转动部件旋转。

在所述转动部件5，在例如长边方向的一端部(图1左侧的一端部)设有与所述机箱3的被结合部(圆柱侧面形状的孔)13相结合的圆柱侧面形状的结合部15。而且，通过在所述结合部15的结合，在所述机箱3的内部所述转动部件5相对于所述机箱3可以自由旋转。

所述机箱3的被结合部13的内径D1做成稍微大于所述转动部件5的结合部15的外径D3，在所述机箱3的被结合部13的表面，形成有多条用于储存润滑油等润滑液的沟槽13A。

各沟槽13A沿着所述转动部件的长边方向延伸，并且设置在将圆柱侧面形状的所述被结合部13的圆周大致均等分割的位置上。另外，所述各沟槽13A也可以设置在所述转动部件5的结合部15上。

在沟槽13A，例如通过由所述转动部件5的旋转力所驱动的泵(图中未表示)，可供给润滑油等润滑液，并通过所供给的润滑液，在所述机箱3的被结合部13与所述转动部件5的结合部15之间的空间(非常小的间隙)17上形成润滑液的很薄的保护膜，由此形成流体轴承。

另外，由所述泵向沟槽13A供给润滑液是通过例如设在所述机箱3的贯通孔(图中未表示)所进行。该贯通孔一端与所述沟槽13A连同，另一端通过供给润滑液用管(图中未表示)与所述泵的排出口相通。另外，供给所述沟槽13A的润滑液还返回到所述机箱3内，通过所述泵再次供给所述沟槽13A。

另外，在所述机箱3设有与筒状的轴衬19的外周部分19A相结合、用于保持所述轴衬19的穿孔3A。而且，通过将所述轴衬19插入所述穿孔3A进行固定，可使所述机箱3的被结合部13由所述轴衬19的内周部分19B而形成。

通过这种构造，可以容易地在所述被结合部13上进行沟槽13A的加工。同时，可以使用白铜构成所述轴衬19，并使用比白铜更便宜的材料构成所述机箱3，以降低齿轮箱1的制造成本。

在所述转动部件5上设有轴环5A，该轴环5A平面状的一端面5B面向所述轴衬的长边方向平面状的一端面19C。另外，所述一端面5B与所述一端面19C之间有一点微小间隔，形成空间(微小的间隙)21。

另外，通过所述泵供给沟槽13A润滑液在返回所述机箱3内部时由于经过所述空间21，所以，充满所述润滑液的所述空间21形成转动部件5的推力方向的流体轴承。因此，所述被结合部13可称作径向的被结合部，所述结合部15可称作径向的结合部，所述一端面5B可称作推力方向的结合部，所述一端面19C可称作推力方向的被结合部。

另外，在所述转动部件5的长边方向的另一端部(图1的右侧的一端部)，也与左端同样形成有流体轴承。

以下，就转动部件5的结合部15的表面所形成的保护膜进行说明。

在所述结合部15的表面形成有硬质的或是摩擦系数小的保护膜。

所述保护膜是将在成型体上形成的部材作为电极，使该电极与所述转动部件5的结合部15互相接近(例如，接近到0.02mm左右)，在加工液或空气中使电极与所述转动部件5的结合部15之间发生脉冲状的微小放电，通过该放电能，在所述结合部15的表面一点一点地堆积电极材料而形成。

作为所述电极材料使用的是例如，将含有cBN(立方氮化硼)、TiC(钛碳化物；碳化钛)、WC(钨碳化物；碳化钨)、SiC(硅碳化物；碳化硅)、Cr₃C₂(碳化铬)、Al₂O₃(氧化铝；矾土)、Zr2O₂-Y(稳定化氧化锆；稳定化锆)、TiN(钛氮化物；氮化钛)、TiB(硼化钛)等硬质陶瓷(金属化合物)中的一种或多种的陶瓷，或含有这些陶瓷和6方BN(六方氮化硼)、MoS₂(二硫化钼)、Cr₂O₃、WS₂(二硫化钨)、BaZrO₄(锆酸钡)等的一种或多种的固体润滑剂的粉末，进行例如压缩成型的多孔的成型体。或者，使用将所述成型体，例如通过真空炉进行加热处理而制成的成型体。因此，所述保护膜是由与所述电极同样的材料或在放电状态下所化合的化合物构成的材料所形成的。

另外，在所述电极为不具有导电性的材料时，将微粉末状的金属与微粉末状的陶瓷混合而成的材料作为堆积用电极使用。或者，使用表面为通电性的材料涂敷的微粉末状的陶瓷压缩而成的堆积用电极。

另外，也可以将Si(硅)或Ti(钛)等金属粉末压缩成型，并根据需要，将所述压缩成型的材料进行加热处理，用形成的粉压体来代替所述电极。即，可以使用由Si或Ti等微小的金属粉末结合而形成的多孔质的电极。在这种情况下，使所述电极与所述转动部件5的结合部15在放置于含有煤油等链烷烃的加工用液中使其产生放电，在所述转动部件5的结合部15的表面形成通过所述放电能起反应的物质(例如由Si或Ti等构成的物质)的保护膜。

另外，也可以使用泥浆铸造，MIM(Metal Injection Molding)，喷射成型(喷镀成型)等来代替压缩成型使所述电极成型。

另外，也可以使用由金属状的Si(内部没有空洞的Si结晶)所形成的电极代替结合Si的微小金属的粉末所形成的多孔质电极。

根据所述齿轮箱1，在所述转动部件5与所述机箱3之间的轴承，可以取消滚动式轴承，代之形成流体式轴承，并且，在所述转动部件5的结合部15上形成硬质或是摩擦系数小的保护膜。

另外，由于保护膜是因放电产生的微小焊接反复地一点点地形成的堆积层所构成，所以，在所述保护膜的厚度方向形成倾斜的金属层，使得所述保护膜与所述转动部件5的本体部之间的结合力变强，所述保护膜不容易从所述转动部件5的本体部剥落。

因此，即使由于某种原因使得所述转动部件5的结合部15与所述机箱3的被结合部13之间的润滑液的保护膜一时消失，换句话说就是即使所述转动部件5的结合部15与所述机箱3的被结合部13相互直接发生接触，所述轴承也不易产生磨损。另外，还可以使所述轴承不易产生因烧焦等的损坏，同时与现有的产品相比该轴承可以设置在较小的空间内。

即，根据所述所述齿轮箱1的轴承，换句话说就是所述转动部件5与轴衬19(机箱3)之间的流体轴承，其耐久性高于现有的流体轴承，其设置空间(转动部件5的半径方向的小空间)小于现有的滚动轴承。由于能够在小空间进行设置，所以在轴承设计时可以提高设计的自由度。

因此，很适合用于在设计时对节省设置空间有要求的航空机用燃气轮机的齿轮箱。

另外，由于不需要滚动轴承，所以能够使组装变得容易，并可以减低制造成本。

另外，如果使用泵在所述转动部件5的结合部15与所述机箱3的被结合部13之间强制供给润滑液，可以使得所述转动部件5的结合部15与所述机箱3的被结合部13之间润滑液的保护膜不易断开，进一步提高轴承的耐久性。

另外，由于不需使用轴衬19，所以也可以在机箱3上直接形成被结合部13或沟槽13A。

另外，还可以除去所述泵，例如在所述机箱3内储存适量的润滑液，用所述转动部件5的齿轮7搅拌所述润滑液，向所述结合部15与被结合部13之间的空间17或空间21供给润滑液。

并且，可以代替在所述转动部件5的结合部15上形成所述保护膜，或者，在所述转动部件5的结合部15上形成所述保护膜的情况下，再在所述机箱3的被结合部13上形成保护膜。另外，在这种情况下，在机箱3的被结合部13上形成沟槽13A后再形成保护膜。

另外最好与结合部15或被结合部13同样，将所述电极所生成的保护膜形成在一端面5B或一端面19C上。

另外，还可以将所述保护膜构成为多孔状。通过这样的构成可以使所述保护膜本身能存储润滑液，不易发生所担心的轴承被擦伤等弊病。

另外，除了配件·驱动装置·齿轮箱以外的齿轮箱，所述实施例还适用于具有机箱和相对于该机箱自由旋转的转动部件的机械或装置的轴承(在所述机箱与所述转动部件之间所设置的轴承)。

但是，虽然燃气轮机(燃气轮机发动机)的涡轮或压缩机等转动机械(流体机械)的转动部件是通过滚动轴承，相对于所述燃气轮机的发动机外壳可旋转自由地设置的，但也可将所述电极所生成的保护膜施于燃气轮机的涡轮或压缩机等转动机械的转动部件部位，即与所述滚动轴承的内轮结合的部位的表面。另外，在不存在内轮的滚动轴承的情况下，可以在与该滚动轴承的转子等的接触部位的表面形成所述保护膜。

通过这样在滚动轴承的内轮等结合部位形成被覆层，可以防止在所述燃气轮机的涡轮或压缩机等转动机械的转动部件与所述滚动轴承进行组装等时发生的擦伤，或所述燃气轮机运转时发生的磨损等弊病。

实施例2

以下使用附图对本发明的第二实施例进行说明，即对在设于燃气轮机的压缩机的可变定子叶片上实施本发明的情况进行说明。在燃气轮机的轴流压缩机，改变入口导向内叶及最初的几组定子叶片的安装角，以使其对于动子叶片的相应角尽量调整为合适的数值。

如图3所示，可以变化安装角的可变定子叶片(可变叶片)101在燃气轮机的轴流压缩机的环状空气流路内，在动子叶片列(省略示图)之间的周边方向被等间隔地(图3中只表示了其中的一个)配置，可变定子叶片101的外端侧的轴部103在配备于外壳105的孔缘107处通过轴衬109被可旋转地支撑着。另外，配备于所述可变定子叶片101的内端侧轴部111，在设于围绕具备轴流压缩机的动子叶片的转子(省略示图)的环状轴承113的孔缘115处被可旋转地支撑着。

并且，为使所述可变定子叶片101可以以所述轴部103、111为中心进行旋转，在外端侧的所述轴部103上，相对于该轴部103的垂直方向安装有长臂117，该臂117的先端部枢轴连接在设于围绕所述外壳105的环状部件<省略示图)的连接部上。

因此，当使所述环状部件在外壳105的周边方向旋转时，所述臂117的先端部向周边方向移动，轴部103会绕轴心旋转。因此，所述可变定子叶片101会绕轴部103、111的轴心旋转，使得相对外壳105的安装角发生变化。

如上所述可知，当反复转动需要变更角度的可变定子叶片101的轴部103、111时，在轴部103、111处就会发生磨损，该轴部103、111的间隙也就会随之变大。当所述间隙变大时，由于可变定子叶片101的调整角度会发生混乱，所以要进行整个可变定子叶片101的装卸更换。

此时，在本实施例中，为了抑制所述轴部103、111的磨损，在所述轴部103、111的外周面设有具有耐磨损性、并具有润滑性的涂覆层119。所述涂覆层119由含有可提高耐磨损性的cBN、TiC、WC、SiC、Cr₃C₂、Al₂O₃、ZrO₂-Y、TiN、TiB等陶瓷，及含有可提高润滑性的6BN、MoS₂、Cr2O3、WS₂、BaZrO₄等构成。

所述涂覆层119的形成方法如下，即，将确保有通电性的Ti粉末(约10％)、作为具有耐磨损性的陶瓷之一例的TiC粉末(约40％)、及作为具有润滑性的润滑材料之一例的6BN粉末(约50％)混合，例如进行压缩成型而形成成型体电极121(参照图4)。该成型体电极121在压缩成型之后，最好再在烧结温度以下的温度中使用真空炉等进行类似临时烧结的热处理。

由所述可知，将成型体电极121压缩成型之后，或者压缩并进行临时烧结后，在放电加工机(省略图示)的加工槽(省略图示)内，所述成型体电极121与可变定子叶片101的轴部103、111之间保持微小间隙的状态下，使所述可变定子叶片101的轴部103、111旋转的同时让两者之间发生脉冲状放电时，所述成型体电极121的电极成分或者在放电状态中化合的化合物就会向作为母材的所述轴部103、111移动。并堆积在轴部103、111的表面形成涂覆层119。该涂覆层119含有TiC及6BN，并可提高耐磨损性、润滑性。

另外，作为所述电极121也可以使用Ti粉末及6BN粉末混合压缩成型的成型电极，或者如上所述进行了类似临时烧结的适当的热处理的电极。在这种情况下，当成型体电极121与所述轴部103、111之间进行脉冲状放电时，放电加工机的加工槽内的加工液中的碳化物与Ti中的一部分化合生成作为化合物的TiC。

另外，所述电极121可以使用泥浆铸造，MIM(Metal Injection Molding)，喷射成型(喷镀成型)等方法形成。

如上所述，在轴部103、111上形成涂覆层119时，作为母材的轴部103、111的表面由于脉冲状放电被瞬间熔融并凝固，所以所述涂覆层119如图5所示，形成有电极材料TiC和6BN从母材表面扩散渗透数微米的深度的扩散渗透层119A，在该扩散渗透层119A的上部形成有所述电极材料的微小粒子所堆积的堆积层119B。

由所述说明可以得知，在本实施例中，由于是在燃气轮机发动机的压缩机上配备的可变定子叶片101的轴部103、111上具备有耐磨损性及润滑性的涂覆层119的结构，所以，在可变定子叶片101的旋转得以顺利进行的同时，可提高轴部103、111的耐磨损性，延长可变定子叶片101的更换寿命，解决所述的现有问题。

即，因为在流体控制用可变叶片所配备的轴部周围表面，一体具备包含具有耐磨损性的陶瓷和润滑材料的涂覆层，所以，可以提高所述轴部的耐磨损性及润滑性，使轴部的使用寿命更长。

另外，在流体控制用可变叶片的轴构造中，由于所述涂覆层含有cBN、TiC、WC、SiC、Cr₃C₂、Al₂O₃、ZrO₂-Y、TiN、TiB等陶瓷，或者含有这些陶瓷和6BN、MoS₂、Cr2O3、WS₂、BaZrO₄等固体润滑材料，所以可提高耐磨损性及润滑性。

另外，由于使含有cBN、TiC、WC、SiC、Cr₃C₂、Al₂O₃、ZrO₂-Y、TiN、TiB等陶瓷，或者含有这些陶瓷和6BN、MoS₂、Cr2O3、WS₂、BaZrO₄等固体润滑材料的电极与流体控制用可变叶片的轴部之间发生脉冲状放电，在所述轴部形成所述电极成分或放电状态中化合的化合物构成的被覆膜，形成具有耐磨损性及润滑性的涂覆层，所以可以提高所述轴部的耐磨损性及润滑性，进一步延长轴部的使用寿命。

另外，本发明不限于所述实施方式，例如在利用来自发动机的排气，压缩供给发动机的空气的涡轮增压器上，改变排气的流动方向以控制排气对于涡轮叶片的冲击角的旋转自由的叶片(可变叶片)转动轴部分上，也可以使用所述涂覆层119。

当在涡轮增压器的旋转自由的叶片的转动轴部分使用涂覆层119时，叶片的转动可得以顺利进行的同时还可以提高转动轴的耐磨损性，延长其寿命。达到同样的效果。

另外，所述说明中，就以含有Ti、TiC、6BN作为涂覆层119的成分进行了说明，但作为陶瓷，也可以采用TiN、TiB等代替TiC。即，可以根据耐磨损性、润滑性及与碳化的结合所得到的硬化度适当选择。

另外，日本专利申请第2003-166992号(2003年6月11日申请)及日本专利申请第2003-167030号(2003年6月11日申请)的全部内容如参照所示，纳入本说明书。

另外，本发明不限于所述实施方式，通过适当的变更，可以实施其他的实施方式。

Claims

1.一种转动部件，转动自如或者回转自如地与机箱结合，其特征在于：

以由金属粉末或Si粉末或金属化合物或陶瓷中的一种或多种混合的粉末所形成的成型体作为电极，或者，将所述成型体进行加热处理后的成型体作为电极，在加工液或空气中使电极与所述转动部件之间发生脉冲状的放电，通过该放电能，在与所述机箱结合的结合部上，形成由电极材料或电极材料通过放电能起反应的物质形成、并由通过所述放电不断反复焊接形成的堆积层构成的保护膜。

2.根据权利要求1所述的转动部件，其特征在于：

在所述结合部上形成有用于储存润滑油的沟槽。

3.根据权利要求1所述的转动部件，其特征在于：

所述金属粉末或所述Si粉末或金属化合物或所述陶瓷为Ti、Si、cBN、TiC、WC、SiC、Cr₃C₂、Al₂O₃、ZrO₂-Y、TiN、TiB、6方BN、MoS₂、Cr₂O₃、WS₂、BaZrO₄。

4.根据权利要求2所述的转动部件，其特征在于：

所述金属粉末或所述Si粉末或金属化合物或所述陶瓷为Ti、Si、cBN、TiC、WC、

Cr₃C₂、Al₂O₃、ZrO₂-Y、TiN、TiB、6方BN、MoS₂、Cr₂O₃、WS₂、BaZrO₄。

5.根据权利要求1所述的转动部件，其特征在于：

使所述转动部件旋转的同时，发生脉冲状放电以形成保护膜。

6.根据权利要求2所述的转动部件，其特征在于：

7.根据权利要求3所述的转动部件，其特征在于：

8.根据权利要求4所述的转动部件，其特征在于：

9.一种机箱，转动自如或者回动自如地与旋转部件结合，其特征在于：

以由金属粉末或金属化合物或陶瓷中的一种或多种混合的粉末所形成的成型体作为电极，或者，将所述成型体进行加热处理后的成型体作为电极，在加工液或空气中使电极与所述机箱之间发生脉冲状的放电，通过该放电能，在结合所述转动部件的结合部上形成由电极材料或电极材料通过放电能起反应的物质形成、并由通过所述放电不断反复焊接形成的堆积层构成的保护膜。

10.根据权利要求9所述的机箱，其特征在于：

在所述结合部上形成有用于储存润滑油的沟槽。

11.一种转动部件的轴承，旋转自如地与机箱结合，其特征在于：

在与所述机箱结合的所述转动部件的结合部，与具有比所述结合部的外径稍微大的内径、并与所述结合部相结合的所述机箱的被结合部的至少一方，以由金属粉末或金属化合物或陶瓷中的一种或多种混合的粉末所形成的成型体作为电极，或者，将所述成型体进行加热处理后的成型体作为电极，在加工液或空气中使电极与所述机箱或所述转动部件之间发生脉冲状的放电，通过该放电能，形成由电极材料或电极材料通过放电能起反应的物质形成、并由通过所述放电不断反复焊接形成的堆积层构成的保护膜。

12.根据权利要求11所述的转动部件的轴承，其特征在于：

在所述结合部、所述被结合部的至少一方形成有用于储存润滑油的沟槽。

13.一种齿轮箱，由燃气轮机的涡轮轴所驱动，其特征在于，

具有：在所述燃气轮机的发动机外壳的外侧被支撑在所述发动机外壳上的机箱，

备有与所述机箱的被结合部结合的结合部、并通过在该结合部的结合，在所述机箱内部相对于所述机箱可以自由旋转地设置的转动部件；

所述被结合部的内径做成稍大于所述结合部的外径，在所述转动部件的结合部形成有以由金属粉末或金属化合物或陶瓷中的一种或多种混合的粉末所形成的成型体作为电极，或者，将所述成型体进行加热处理后的成型体作为电极，在加工液或空气中使电极与转动部件之间发生脉冲状的放电，通过该放电能，由电极材料或电极材料通过放电能起反应的物质形成、并由通过所述放电不断反复焊接形成的堆积层构成的保护膜；

在所述机箱的被结合部上形成有用于储存润滑油的沟槽。

14.一种转动机械，转动部件通过滚动轴承旋转自如地设置在外壳上，其特征在于：

所述转动部件与所述滚动轴承相结合的部分形成保护膜；所述保护膜是以由金属粉末或金属化合物或陶瓷中的一种或多种混合的粉末所形成的成型体作为电极，或者，将所述成型体进行加热处理后的成型体作为电极，在加工液或空气中使电极与转动部件之间发生脉冲状的放电，通过该放电能，由电极材料或电极材料通过放电能起反应的物质形成、并由通过所述放电不断反复焊接形成的堆积层构成。

15.一种流体控制用可变叶片的轴构造，其特征在于：

在流体控制用可变叶片所配备的轴部周面一体具备涂覆层，该涂覆层是含有具有耐磨性的陶瓷，或含有陶瓷与固体润滑材料的涂覆层，所述涂敷层是将含有所述陶瓷的粉末或者含有所述陶瓷和所述固体润滑材料的粉末所形成的成型体作为电极，或者将所述成型体进行加热处理后的成型体作为电极并在加工液中使电极与所述周面之间发生脉冲状的放电，通过该放电能，由电极材料或电极材料通过放电能起反应后的物质构成、通过所述放电不断反复焊接的同时形成在所述周面上。

16.根据权利要求15所述的流体控制用可变叶片的轴构造，其特征在于：

所述陶瓷为含有cBN、TiC、WC、SiC、Cr₃C₂、Al₂O₃、ZrO₂-Y、TiN、TiB中的一种或多种的陶瓷；固体润滑材料为含有6方BN、MoS₂、Cr₂O₃、WS₂、BaZrO₄中的一种或多种的润滑材料。

17.根据权利要求15所述的流体控制用可变叶片的轴构造，其特征在于：

所述流体控制用可变叶片为配备于燃气轮机或增压器的压缩机或涡轮机的可变定子叶片。

18.根据权利要求16所述的流体控制用可变叶片的轴构造，其特征在于：

19.一种流体控制用可变叶片的轴表面处理方法，其特征在于：

使含有选自cBN、TiC、WC、SiC、Cr₃C₂、Al₂O₃、ZrO₂-Y、TiN、TiB的任一个的陶瓷，或含有选自这些陶瓷和6方BN、MoS₂、Cr₂O₃、WS₂、BaZrO₄的任一个的固体润滑材料的电极与流体控制用可变叶片的轴部之间发生脉冲状放电，在所述轴部的表面形成由所述电极成分或在放电状态下所化合的化合物形成、并由通过所述放电不断反复焊接形成的堆积层构成的保护膜，并形成具有耐磨性，或耐磨性和润滑性的涂覆层。

20.根据权利要求19所述的表面处理方法，其特征在于：

使流体控制用可变叶片的轴旋转的同时，形成涂覆层。