CN104662199A - 用于压缩机磨损表面的抗磨损涂层 - Google Patents

用于压缩机磨损表面的抗磨损涂层 Download PDF

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Abstract

提供了抗磨损表面涂层和用于制作所述抗磨损表面涂层的方法。这种抗磨损表面涂层特别适合在诸如涡旋压缩机或旋转压缩机之类的压缩机中使用。能够通过喷涂而向涡旋压缩机或旋转压缩机的金属部件的磨损表面施用前体粉末材料。该前体粉末材料包含粉末化热塑性聚合物(例如，PEEK)、第一润滑剂颗粒(例如，二硫化钼(MoS2))和第二润滑剂颗粒(例如，聚四氟乙烯(PTFE))，该前体粉末材料被加热以形成覆盖下面的金属部件的厚度小于或等于约0.006英寸(约152μm)的大致均匀的涂层。该抗磨损表面涂层可以用在用于压缩机的波纹管型轴封的面密封件上。

Description

用于压缩机磨损表面的抗磨损涂层
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)。
在另一些其他方面中，本公开涉及一种由金属形成并限定包含抗磨损涂层的磨损表面的涡旋压缩机部件。在某些变化方案中，该抗磨损涂层的厚度为小于或等于约0.006英寸(约152μm)。在其他变化方案中，该抗磨损涂层的厚度为小于或等于约0.005英寸(约127μm)。该抗磨损涂层可选地包含热塑性聚合物、第一润滑剂颗粒以及第二润滑剂颗粒。第一润滑剂颗粒与第二润滑剂颗粒彼此不同。在某些变化方案中，该抗磨损涂层包括以下或基本由以下组成：(i)热塑性聚芳醚酮(PAEK)聚合物；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。在某些其他变化方案中，该抗磨损涂层包括以下或基本由以下组成：(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)第一润滑剂颗粒以及(iii)第二润滑剂颗粒。
在其他方面中，本公开还提供了一种制作用于涡旋压缩机的抗磨损表面涂层的方法。该方法可选地包括将前体粉末材料施用至该涡旋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用于涡旋压缩机的金属部件。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)。
在其他方面中，本公开涉及旋转压缩机部件。该旋转压缩机部件包括限定磨损表面的金属表面。该磨损表面包括厚度为小于或等于约0.006英寸(约152μm)的抗磨损涂层。在其他变化方案中，抗磨损涂层的厚度为小于或等于约0.005英寸(约127μm)。旋转压缩机部件上的抗磨损涂层包含(i)热塑性聚合物；(ii)第一润滑剂颗粒以及(iii)第二润滑剂颗粒，其中，第一润滑剂颗粒与第二润滑剂颗粒彼此不同。在某些变化方案中，抗磨损涂层包括以下或基本由以下组成：(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。在某些其他变化方案中，抗磨损涂层包括以下或基本由以下组成：(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。
在其他方面中，本公开还提供了一种制作用于旋转压缩机使用的部件的抗磨损表面涂层的方法。该方法可以可选地包括将前体粉末材料施用至金属旋转压缩机部件的磨损表面。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以形成覆盖下面的金属旋转压缩机部件并且厚度为小于或等于约0.006英寸(约1252μm)的大致均匀的涂层。
在某些其他方面中，本公开还提供了一种波纹管型轴封。以非限定性示例的方式，这种波纹管型轴封可以用在开放式驱动的涡旋压缩机中。波纹管型轴封包括套环和柔性波纹管区域，该套环具有用于接纳驱动轴的开口，该柔性波纹管区域限定面密封磨损表面。该面密封磨损表面上设置有抗磨损涂层。该抗磨损涂层的厚度为小于或等于约0.006英寸(约152μm)。此外，该抗磨损涂层包含热塑性聚合物和选自二硫化钼(MoS2)、聚四氟乙烯(PTFE)、石墨和碳纤维的至少一种润滑剂颗粒。
在其他方面中，本公开提供了一种波纹管型轴封，该波纹管型轴封包括套环和柔性波纹管区域，该套环具有用于接纳驱动轴的开口，该柔性波纹管区域限定面密封磨损表面。该面密封磨损表面上设置有厚度为小于或等于约0.006英寸(约152μm)的抗磨损涂层。该抗磨损涂层包含热塑性聚合物、第一润滑剂颗粒以及第二不同的润滑剂颗粒。
适用性的其他区域从本文中提供的描述中将变得明显。在本概述中的描述和具体示例仅出于说明的目的，并且并非意在限制本公开的范围。
此外，以上联系本发明的任何特定的一个或更多个所述方面提供的以及以下联系本发明或权利要求的任何特定的一个或更多个所述方面描述的和示例的细节、示例和优选方案同等地适用于本发明的所有方面。
附图说明
本文中所述附图仅用于对选择的实施方案而并非所有可能的实现方式的仅说明性目的，并且并非意在限制本公开的范围。
根据具体实施方式及附图，将更充分地理解本公开，在附图中：
图1为通过具有常规设计的涡旋压缩机的中心的剖视图；
图2为示出如图1中的下轴承组件的局部剖视图；
图3为示出图2中的下支承板组件的部件的一部分的立体图；
图4为用于具有常规设计的涡旋压缩机的驱动衬套的立体图；
图5为根据本公开的某些原理准备的涡旋压缩机的顶部的详细剖视图；
图6为根据本公开的某些原理准备的用于涡旋压缩机的曲轴的立体图；
图7为根据本公开的某些原理准备的用于涡旋压缩机的驱动衬套的立体图；
图8A为根据本公开的某些原理限定与十字滑块联接器相接的区域的主轴承座的立体图；
图8B为图8A的主轴承座的截面图；
图9为在图8A至图8B中示出的主轴承座的推力板部件的立体图；
图10A为根据本公开的某些原理准备的十字滑块联接环的从第一侧观察的立体图；
图10B为根据本公开的某些原理准备的十字滑块联接环的从与图10A中示出的第一侧相反的第二侧观察的立体图；
图11A为根据本公开的某些原理用于涡旋压缩机的动涡旋部件的第一侧的立体图；
图11B为示出动涡旋部件的与图11A的第一侧相反的第二侧的立体图；
图12为根据本公开的某些原理用于涡旋压缩机的固定的定涡旋部件的立体图；
图13为根据本公开的某些原理准备的下轴承的一个实施方案的立体图；
图14A为根据本公开的某些原理准备的下轴承的替代性实施方案的立体图；
图14B为图14A中的下轴承的剖视图；
图15A为根据本公开的某些原理准备的替代性涡旋压缩机设计的顶部的详细剖视图；
图15B为图15A中示出的剖视区域的详细视图，其示出根据本公开的某些原理准备的浮动密封组件和上密封板。
图16为类似在图15A至图15B中示出的浮动密封组件的上密封板的立体图；
图17为根据本公开的某些方面的水平的开放式驱动的涡旋压缩机的剖视图；
图18为根据本公开的某些原理准备的用于在图17的水平的开放式驱动的涡旋压缩机中使用的波纹管型轴封组件的立体图；
图19为根据本公开的某些方面准备的可变容量旋转压缩机组件的剖视图；
图20为图19的可变容量的压缩机组件的剖视图；
图21为根据本公开的某些方面准备的另一可变容量旋转压缩机组件的下剖视图；
图22为图21的可变容量压缩机组件的剖视图；
图23为根据本公开的某些方面准备的可变容量的旋转压缩机组件的另一变化方案的下剖视图；
图24为图23的可变容量压缩机组件的剖视图；
图25为根据本公开的某些方面准备的可变容量旋转压缩机组件的另一变化方案的下剖视图；以及
图26为图25的可变容量压缩机组件的剖视图。
贯穿附图的多幅视图，对应的附图标记表示对应的零部件。
具体实施方案
现在将参照附图更全面地描述示例性实施方案。
提供了示例性实施方案使得本公开将透彻地、并且将全面地向本领域的技术人员传达范围。阐述了诸如具体部件、装置、和方法的示例之类的多个具体细节，以提供本公开的实施方案的透彻的理解。对于本领域技术人员而言明显的是无需使用具体的细节，那些示例性实施方案可以以许多不同的形式来实施并且那些示例性实施方案均不能被解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施方案中，公知的处理、公知的装置结构以及公知的技术并未详细地描述。
本文中使用的术语仅出于描述特定示例性实施方案的目的，并且并非意在限制。如在本文中使用的，物数量词限定的单数形式可以意在也包括复数形式，除非上下文中另外有明确的指示。术语“包括”、“包括有”、“包含”以及“具有”为包括性的，因此特指存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或补充。本文中所描述的方法步骤、过程和操作并非被解释为必须要求以讨论的或图示的特定的顺序来对其执行，除非具体指出执行次序。同样应理解的是可以使用附加的或替代性的步骤。
在元件或层被称为“处于另一元件或层的上方”、“接合至”、“连接至”、或“联接至”另一元件或层的情况下，其可以直接地位于另一元件或层的上方、直接地接合、连接或联接至另一元件或层，或者可以存在中介元件或层。对比而言，在元件被称为“直接地位于另一元件或层的上方”、“直接地接合至”、“直接地连接至”或“直接地联接至”另一元件或层的情况下时，即不存在中介元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以类似的方式来解释(例如，“在……之间”对“直接地在……之间”、“相邻”对“直接地相邻”等)。如在本文中使用的，术语“和/或”包括相关联的列出的项目中的一个或更多个列出的项目的任何组合和所有组合。
尽管术语第一、第二、第三等在本文中可用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当受这些术语限制。这些术语可仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。诸如“第一”、“第二”、和其他数值性术语之类的术语当在本文中使用时并不隐含着顺序或次序，除非通过上下文清晰地表示。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被说成第二元件、部件、区域、层或部分而不背离示例性实施方案的教导。
空间相对术语，诸如“内”、“外”、“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等可在本文中出于易于描述的目的用于描述如在图中示出的一个元件或特征与另一(些)元件或另一(些)特征的关系。空间相对术语可意在包括在使用或操作中的装置的除了在附图中描绘的指向之外的不同的指向。例如，如果附图中的装置被翻转，则描述为在其他元件或其他特征的“下方”或“下面”的元件可以被定向为在其他元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“在…下方”可以包括上和下两种取向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或以其他取向)，可以相应地解释文中使用的空间相对描述用语。
贯通本公开，数值代表了对包括从具有大约提到的值的给定值和给定实施方案以及那些具有确切的提到的值的给定值和给定实施方案轻微偏差的范围的近似的测量值或限值。除了在具体实施方式的末尾处提供的工作实施例中之外，在包括所附权利要求的本说明书中的参数(例如，数量或条件)的所有数值均被理解为在所有情况下通过术语“约”来修改，无论“约”是否实际地存在于该数值之前。“约”表明所述数值允许一些轻微的不精确(通过与值的准确度的一些近似；大致地或合理地接近该值，近似地)。如果通过“约”提供的不精确在本领域中不被另外地理解为具有该普通的意义，则如在本文中使用的“约”表示了至少会因测量这些参数和使用这些参数的普通方法而引起的变化。
另外，范围的公开包括所有值的公开以及落入整个范围中的进一步划分的子范围，包括对于所述范围给出的端点以及不包括端点的子范围。
通过背景、诸如在金属衬垫或金属套筒上设置有金属聚合物复合材料之类的标准压制的套筒轴承，如从Glacier Garlock Bearing可商购的轴承材料常常被用作压缩机中的驱动轴承(例如，其中，旋转轴驱动如涡旋压缩机的动涡旋的部件)或作为用于支承旋转轴的不同部位的轴颈轴承。如以上所讨论的，这种套筒型轴承通常包括具有多孔的金属层的圆筒形钢制套筒，如沿着金属套筒的一侧形成的多孔的烧结青铜材料层。在多孔的烧结青铜层中设置有聚合物或树脂以形成磨损表面。例如，普通轴承为具有多孔的青铜层的钢制套筒/衬垫，该多孔的青铜层具有其内分散有铅颗粒的良好分散的PTFE树脂。如轴承材料的驱动轴承通常具有从直径的观点而言的相当宽的公差。例如，标准轴承设计能够具有0.065mm(0.002559in)直径公差范围，这例如通过按压操作和与轴承相关联的金属衬垫来确定。这种大的直径公差能够反过来引起轴承磨损表面与(各)相对表面之间的更大的间隙。用于驱动轴承的精加工的表面(如用于加工的下轴承)从直径观点而言小得多为约0.013mm(或近似0.0005in)。其中通常经历低速和高负载的压缩机应用要求更小的公差，期望的是所述更小的公差更类似于用于有效执行的加工支承表面。因此，使轴承的以及工作/相接表面之间的公差变紧的能力通常在某些压缩机运行情景中是有利的，例如，在可变速度的压缩机运行中。
本技术提供了对于那些常规使用的轴承或磨损表面的替代性轴承或磨损表面，并且特别有利于在压缩机中使用，尤其是在涡旋压缩机或旋转压缩机中使用。例如，在某些变化方案中，本公开提供了在诸如压缩机部件上的金属磨损表面之类的磨损表面上的抗磨损涂层。因此，根据本教导的某些方面，一层薄的聚合物复合涂层直接地施用到诸如加工的金属表面之类的磨损表面上，并且被处理以在该磨损表面上形成抗磨损涂层而不进行额外的精加工。在某些方面中，本发明性抗磨损涂层也为抗摩擦涂层。在某些变化方案中，该薄的聚合物复合涂层为可喷涂涂层。这种材料涂层是坚固的，具有低的摩擦系数，更好的润滑性以及更严格的公差，并且此外能够符合严格的环境管制，诸如以非限定性示例的方式列举的欧洲共同体的管制、化学物质的评估、授权及限制(REACH)或英国的在电气和电子设备中使用某些危险物质的限制(RoHS)。发明性材料涂层能够承受与各种压缩机操作条件相关联的侵蚀性环境。此外，本发明性涂层的符合REACH和RoHS标准的能力使其特别适合在全球系统生产中使用。此外，本抗磨损涂层技术与在某些压缩机应用中的许多常规使用的金属摩擦和磨损诱导部件相比能够改进公差并且能够提供性能提升。
在某些方面中，本公开提供了一种设置在磨损表面的至少一部分上的抗磨损涂层。磨损表面可以是金属磨损表面，该金属磨损表面能够可选地是加工的金属表面(例如，下轴承、驱动轴承、轴或其他磨损表面)。在某些变化方案中，抗磨损涂层包含热塑性聚合物和至少一种润滑剂颗粒。在某些优选的变化方案中，抗磨损涂层包含热塑性聚合物、第一润滑剂颗粒和与第一润滑剂颗粒不同的第二润滑剂颗粒。可向抗磨损表面施用一层或不同的多层材料以形成抗磨损涂层。在某些实施方案中，该发明性的薄的大致均匀的抗磨损涂层的最大厚度为小于或等于约0.006英寸(约152μm)。在某些其他变化方案中，该发明性的薄的大致均匀的抗磨损涂层的厚度为小于或等于约0.005英寸(约127μm)。在某些实施方案中，该发明性的薄的大致均匀的抗磨损涂层具有大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)的厚度。这种在磨损表面上的薄的抗磨损涂层提供了消除传统轴承(例如，套筒型轴承和/或衬套)的能力或替代性地，能够与传统的轴承和/或衬套一起使用以进一步提高性能。在某些替代性变化方案中，抗磨损涂层可在常规的套筒型轴承或衬套中使用为设置在例如衬垫套筒材料上的磨损表面材料。
在多层的抗磨损材料形成抗磨损涂层的情况下，这种层可以由相同的组合物形成或具有不同的组合物。在某些替代性变化方案中，抗磨损材料可包含一个或更多个纯聚合物底涂层，所述一个或更多个纯聚合物底涂层可以被认为是施用至磨损表面的包含第一热塑性聚合物的“底漆”层。这种底涂层或底漆层没有任何润滑剂颗粒。在这种实施方案中，通过使用没有填料的第一热塑性聚合物能够将这种底涂底漆层建立成预选择的厚度，从而形成了包含一个或更多个纯聚合物层的底层。在某些方面中，能够使用一至三层的这种第一热塑性聚合物以形成纯聚合物层。需注意的是，第一热塑性聚合物可实际上包含多个不同的热塑性聚合物层，但出于方便，将被称为第一热塑性聚合物。由具有第二热塑性聚合物和至少一种润滑剂颗粒的抗磨损涂层形成的顶涂层可被应用在(各)纯聚合物层上以形成用于抗磨损材料的抗磨损顶涂层。在某些变化方案中，这种抗磨损涂层包含第二热塑性聚合物、第一润滑剂颗粒和与第一润滑剂颗粒不同的第二润滑剂颗粒。因此，在包含第一热塑性聚合物的一个或更多个纯聚合物层被首先形成在磨损表面上之后，然后包含第二热塑性聚合物和一个或更多个润滑剂颗粒的一个或更多个抗磨损涂层可被施用在(各)纯聚合物层上。第一热塑性聚合物与第二热塑性聚合物可以是相同的或不同的。
如以上所提到的，在某些替代性变化方案中，根据本教导的实施方案中的任一实施方案的抗磨损涂层材料可包括在磨损表面与抗磨损涂层之间的底涂层、粘结剂层或底漆层。在某些变化方案中，根据本教导的实施方案中的任一实施方案的抗磨损材料可包括在磨损表面与包含一个或更多个纯聚合物层的底涂层之间的底涂层、粘结剂层或底漆层，在其上可涂覆有一个或更多个抗磨损涂层。在其他变化方案中，含的抗磨损涂层材料的抗磨损涂层可在不应用底漆或粘结剂的情况下直接施用至磨损表面。
因此，本公开的抗磨损材料能够以非限制性示例的方式提供一个或更多个以下益处：(i)涂覆的磨损表面(具有设置在磨损表面上的抗磨损涂层)；(ii)包含符合各种环境管制如REACH和RoHS管制的填料的无铅抗磨损组合物，(iii)增强了施用了抗磨损涂层的支承表面的热稳定性；(iv)提高了低油循环(贫油)操作条件下的润滑性；以及(V)提高了标准化的套筒型轴承系统上的尺寸控制。
在其他方面中，本公开提供了一种制作用于诸如压缩机部件的磨损表面之类的金属部件的磨损表面的抗磨损表面涂层的方法。设想了各种压缩机的部件，包括用于涡旋压缩机和旋转叶片压缩机的部件。例如，发明性抗磨损涂层可被施用于多个不同种类的压缩机的磨损区域，包括涡旋压缩机、旋转叶片压缩机、离心压缩机、单螺杆压缩机、双螺杆压缩机、往复式压缩机等。抗磨损表面涂层特别适用于与涡旋压缩机部件一起使用，并且在某些其他变化方案中，与旋转压缩机部件一起使用。
本方法包括将前体粉末材料施加至金属部件的磨损表面。前体粉末材料可选地包含粉末化的热塑性聚合物，第一润滑剂颗粒以及第二不同的润滑剂颗粒。这种粉末化前体材料可被分散或悬浮在载体中或液体载体中，以被施用至目标表面。“粉末化”意指干材料被粉碎或研磨以提供具有相对小尺寸的多个固体颗粒。在某些优选的方面中，多个粉末颗粒具有小于或等于约50μm，可选地小于或等于约40μm，可选地小于或等于约30μm，可选地小于或等于约25μm，可选地小于或等于约20μm，可选地小于或等于约15μm，以及在某些变化方案中，可选地小于或等于约10μm的平均颗粒尺寸直径。
在各个方面中，热塑性树脂为发明性抗磨损涂层的各种实施方案的包含两种或更多种不同润滑剂颗粒的润滑剂颗粒提供了耐热及耐磨损的粘结基质。在以上讨论的某些替代性实施方案中，这种热塑性树脂也可被用于建立底涂层。如以上提到的，在某些优选的变化方案中，以粉末化干燥形式提供了一个或更多个热塑性聚合物。这种热塑性聚合物包含来自聚芳醚酮(PAEK)族的聚合物。在某些变化方案中，该聚芳醚酮(PAEK)热塑性聚合物可以选自聚醚酮(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。在其他变化方案中，热塑性基质材料可包含聚酰胺-酰亚胺(PAI)；聚苯硫醚(PPS)，或聚酰亚胺(PI)，单独地或与以上刚讨论的其他合适的热塑性聚合物中的任何热塑性聚合物的组合物。在某些变化方案中，粉末化的热塑性聚合物选自聚芳醚酮(PAEK)或其他超性能聚合物，包括但不限于聚(苯硫醚)(PPS)，聚(砜)(PS)聚酰胺-酰亚胺(PAI)，聚(苯并咪唑)(PBI)，或聚酰亚胺(PI)。在某些变化方案中，特定的期望的载体材料或热塑性聚合物为粉末状形式的超性能、高温度的热塑性树脂，即，聚醚醚酮(PEEK)，聚芳醚酮(PAEK)族中的一员。
润滑剂颗粒填料可以是任何数目的摩擦/磨损化合物，包括但不限于无机填料、有机填料以及用作填料的聚合物颗粒。“润滑剂颗粒”包括有助于低的摩擦系数或向整个抗磨损材料组合物提供附加的摩擦学性能或协同性能的颗粒形式的固体材料(例如，多个固体颗粒)。在某些优选的方面中，抗磨损涂层包含彼此不同的第一润滑剂颗粒和第二润滑剂颗粒。在某些变化方案中，抗磨损涂层包含选自聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼(MoS2)、二硫化钨(WS2)、六方氮化硼、碳纤维、石墨、石墨烯、氟化镧、碳纳米管、聚酰亚胺颗粒(或粉末化的聚酰亚胺聚合物)、聚苯并咪唑(PBI)颗粒及其组合的至少一种润滑剂颗粒。在某些优选的变化方案中，抗磨损涂层包含第一润滑剂颗粒和与第一润滑剂颗粒不同的第二润滑剂颗粒。第一润滑剂颗粒和第二润滑剂颗粒可以独立地选自聚四氟乙烯(PTFE)颗粒(或粉末化的聚四氟乙烯)、二硫化钼(MoS2)颗粒、二硫化钨(WS2)、六方氮化硼颗粒、碳纤维、石墨颗粒、石墨烯颗粒、氟化镧、碳纳米管、聚酰亚胺颗粒(或粉末化的聚酰亚胺聚合物)、聚(苯并咪唑)(PBI)颗粒(例如，纤维)及其组合。在某些优选的变化方案中，第一润滑剂颗粒包含二硫化钼(MoS2)，第二不同的润滑剂颗粒包含聚四氟乙烯(PTFE)，例如粉末化的PTFE颗粒。
在某些替代性实施方案中，本方法可包括将第一前体粉末材料施用至金属部件的磨损表面。该方法可选地包括将无任何润滑剂颗粒但包含第一粉末化的热塑性聚合物的第一前体粉末材料施用至金属部件的磨损表面以形成底涂层(或多层的底涂层)。然后可将第二前体粉末材料施用在底涂层上，该第二前体粉末材料能够可选地以多个涂层施用以形成多层的抗磨损涂层。第二前体粉末材料包含第二粉末化热塑性聚合物、第一润滑剂颗粒和第二不同的润滑剂颗粒，如在以上实施方案中所描述的。
在一个方面中，一个或更多个润滑剂颗粒包含被选择作为摩擦/磨损化合物以提高抗磨损涂层材料的磨损特性的聚四氟乙烯(PTFE)和二硫化钼(MoS2)。PTFE可选地以按重量计大于或等于约5％至小于或等于约30％的量并入，所存在的PTFE的最优选的量为大于或等于约15％至小于或等于约20％。在某些方面中，避免过高浓度的PTFE(即，按质量计超过30％)可以是有利的，因为PTFE形成能够捕获碎屑并产生不期望的粘附磨损的软相。二硫化钼MoS2可被包含为按重量计大于或等于约2.5％至小于或等于约25％，可选地为按重量计大于或等于约2.5％至小于或等于约15％，特别地期望的MoS2的量为按重量计约10％。当然，在本公开的其他实施方案中也同样设想了其他抗磨损涂层，如以上所概述的。
在某些方面中，粉末化的热塑性塑料可包含具有大于或等于约2μm至小于或等于约25μm、可选地大于或等于约5μm至小于或等于约15μm，以及在某些变化方案中，约10μm的平均颗粒尺寸(直径)的聚醚醚酮(PEEK)。同样地，第一润滑剂颗粒，如PTFE可具有大于或等于约2μm至小于或等于约30μm、可选地大于或等于约5μm至小于或等于约15μm，以及在某些变化方案中，约10μm的平均颗粒尺寸(直径)。第二润滑剂颗粒，如MoS2，可具有大于或等于约0.1μm至小于或等于约30μm、可选地大于或等于约2μm至小于或等于约10μm，以及在某些变化方案中，约5μm的平均颗粒尺寸(直径)。在某些情况下，填料颗粒的特定化学性质有利于促进有机或无机填料与有机基质之间的增强界面粘附性。在这种情况下，可选地是利用可能被封装或与其表面通过添加表面活性剂被改性的有机表面活性剂反应的那些填料形式。
在某些变化方案中，前体粉末材料包含以质量计为总的前体粉末材料的大于或等于约45％至小于或等于约92.5％的粉末化热塑性聚合物，而第一润滑剂颗粒和第二润滑剂颗粒加起来以质量计为总的前体粉末材料的大于或等于约7.5％至小于或等于约45％存在。在某些方面中，第一润滑剂颗粒存在以质量计为前体粉末材料的总质量的大于或等于约2.5％至小于或等于约25％存在于前体粉末材料中。第二润滑剂颗粒以质量计为前体粉末材料的总质量的大于或等于约5％至小于或等于约30％存在。
在某些变化方案中，抗磨损涂层基本由(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、氟化镧、碳纳米管、聚酰亚胺、聚(苯并咪唑)(PBI)及其组合的至少一种润滑剂颗粒组成。在某些其他变化方案中，根据本教导的合适的前体粉末材料或抗磨损涂层基本由第一润滑剂颗粒和第二润滑剂颗粒组成。第一润滑剂颗粒与第二润滑剂颗粒彼此不同。在这种实施方案中，合适的前体粉末材料或抗磨损涂层基本由以质量计为前体粉末材料或抗磨损涂层的大于或等于约2.5％至小于或等于约25％的第一润滑剂颗粒；以质量计为前体粉末材料或抗磨损涂层的大于或等于约5％至小于或等于约30％的第二润滑剂颗粒以及以质量计为前体粉末材料或抗磨损涂层的大于或等于约45％至小于或等于约92.5％的热塑性聚合物组成。
在某些变化方案中，前体粉末材料包括：包含有聚醚醚酮(PEEK)的粉末化的热塑性聚合物；包含二硫化钼(MoS2)的第一润滑剂颗粒以及包含聚四氟乙烯(PTFE)的第二不同的润滑剂颗粒。因此，在某些实施方案中，前体粉末材料包含以质量计为总的前体粉末材料的大于或等于约45％至小于或等于约92.5％的包含PEEK的粉末化的热塑性聚合物。第一润滑剂颗粒二硫化钼(MoS2)以质量计为总的前体粉末材料的大于或等于约2.5％至小于或等于约25％。第二润滑剂颗粒包含以质量计为总的前体粉末材料的大于或等于约5％至小于或等于约30％的聚四氟乙烯(PTFE)。
在某些实施方案中，前体粉末材料或抗磨损涂层可基本由热塑性聚合物组成。这种热塑性聚合物可包含来自聚芳醚酮(PAEK)族的聚合物。在某些变化方案中，聚芳醚酮(PAEK)热塑性聚合物可以选自聚醚酮(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。因此，前体粉末材料或抗磨损涂层可基本由以下组成：聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚醚醚酮(PEEEK)及其组合；第一润滑颗粒以及第二润滑颗粒组成。在其他实施方案中，前体粉末材料或抗磨损涂层基本由包含聚醚醚酮(PEEK)的热塑性聚合物；第一润滑剂颗粒以及第二不同的润滑剂颗粒。
在某些实施方案中，前体粉末材料或抗磨损涂层基本由选自聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚醚醚酮(PEEEK)以及聚酰胺-酰亚胺(PAI)的热塑性聚合物与选自二硫化钼(MoS2)、聚四氟乙烯(PTFE)、石墨、碳纤维及其组合的至少两种不同的润滑剂颗粒组成。
在一个实施方案中，前体粉末材料或抗磨损涂层基本由选自聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚醚醚酮(PEEEK)的热塑性聚合物；包含二硫化钼(MoS2)的第一润滑剂颗粒和包含聚四氟乙烯(PTFE)的第二不同的润滑剂颗粒组成。在另一些实施方案中，前体粉末材料或抗磨损涂层基本由包含聚醚醚酮(PEEK)的热塑性聚合物组成；而第一润滑剂颗粒包含二硫化钼(MoS2)，以及第二不同的润滑剂颗粒包含聚四氟乙烯(PTFE)。
在某些实施方案中，前体粉末材料或抗磨损涂层可选地包括一层或更多层底漆层或下涂层和一个或更多个抗磨损顶涂层。底漆层可包括一个、两个或更多个包含聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺-酰亚胺聚合物材料(PAI)或其组合的层。如以上讨论的，这种底漆层可以相对薄的层，例如具有约0.0005英寸(约12.7μm)的厚度施用。每个这样的层可具有大于或等于约0.001英寸(约25微米)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)的总厚度。
因此，前体材料可包含施用至部件的磨损表面的(i)粉末化热塑性前体材料、(ii)第一润滑剂颗粒以及(iii)第二润滑剂颗粒。在某些变化方案中，前体材料还包含(iv)溶剂、媒介物或液体载体，其中，前体粉末材料(包含粉末化热塑性前体材料、第一润滑剂以及第二润滑剂)被悬浮或分散。在这种变化方案中，包含粉末化的热塑性材料基质(i)、润滑剂(ii和iii)以及(iv)液体载体的前体材料被喷涂以最终沉积在基底上。在某些变化方案中，磨损表面为涡旋部件的金属磨损表面。液体载体提供了粘性以使得前体混合物变成可喷涂流体(尽管并非溶解的混合物)。合适的液体载体包括水或其他分散介质。因此，液体载体可包括水、乙醇、甲醇、乙烷或它们的其他合适组合。尽管可选用任何常规溶剂作为液体载体，但优选的是该液体载体不会挥发过快并且不与任何表面活性剂和粉末化前体粉末成分发生反应。因此，表面活性剂可以可选地与液体载体(例如水)组合以改进粉末化前体颗粒的分散。在某些变化方案中，包含粉末化前体颗粒和液体载体的前体材料可具有以重量计小于或等于约50％的固体，余量为液体载体。
此外，部件的未被涂覆的区域可通过遮蔽等来保护，使得喷涂的材料仅施用至磨损表面的暴露的区域。在某些变化方案中，包含液体载体中的粉末化热塑性前体材料、第一润滑剂和第二润滑剂的前体材料在喷涂之前受到剪切力和/或搅动以最小化在喷涂过程期间的相分离。在某些替代性的实施方案中，可经由静电或电泳沉积或已知用于施用这种粉末化材料的其他施用技术来施用粉末化的前体材料。
在将前体粉末材料施用至磨损表面之后，本教导的方法还包括对材料进行加热以通过将基础聚合物加热至或高于其结晶熔融温度(在结晶聚合物的情况下)或替代性地加热至或高于其玻璃液体转变温度(Tg)或软化温度(在非晶聚合物的情况下)以形成紧密融合的基质来形成覆盖下面的金属部件的大致均匀的涂层。加热通常促进粉末材料熔融和融合(例如，尤其是热塑性聚合物基质)到磨损表面上以形成大致均匀的涂层。“大致均匀”意味着涂层散开以形成具有最小的缺陷(未涂覆区域、销孔、断裂等)的连续的或持续的表面涂层。该大致均匀的涂层被施用为薄的表面层。在某些变化方案中，该大致均匀的涂层具有小于或等于约0.006英寸(约152μm)的平均厚度，并且在某些变化方案中，可选地具有小于或等于约0.005英寸(约127μm)的平均厚度。在某些实施方案中，该大致均匀的涂层的平均厚度为从大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)。
在某些方面中对设置在磨损表面上的前体粉末材料进行加热有利于前体粉末材料中的粉末化的热塑性树脂的结晶熔融，使得前体材料形成在其内分散有第一润滑剂颗粒和第二润滑剂颗粒的连续的、大致均匀的涂层。在非晶材料的情况下，所述加热至或高于玻璃液体转变温度(Tg)有利于软化和流动以允许形成大致均匀的表面。在前体材料包含液体载体并喷涂到表面上的情况下，液体载体挥发将热塑性树脂和润滑剂颗粒留到物质的表面上。在某些方面中，第一润滑剂颗粒和第二润滑剂颗粒遍及形成在磨损表面上的该大致均匀的抗磨损涂层以相对均匀的浓度分布。在某些变化方案中，在前体粉末材料中的结晶热塑性聚合物的结晶熔点大于或等于约700°F(约371℃)至小于或等于约775°F(约413℃)，使得加热步骤涉及至少部分地溶解前体粉末材料以有利于形成大致均匀的涂层。在其他变化方案中，前体粉末材料中的非结晶热塑性聚合物的玻璃液体转变温度(Tg)或软化温度大于或等于约700°F(约371℃)至小于或等于约775°F(约413℃)，使得加热步骤涉及至少部分地软化前体粉末材料以有利于形成大致均匀的涂层。
在某些方面中，可通过常规的热源如在工业加热器中、炉或烘箱中进行加热。该加热可在具有大于或等于约700°F(约371℃)至小于或等于约775°F(约399℃)的预定温度的加热器中进行。然而，取决于前体材料的成分，其他温度也是适宜的以利于从粉末化的起始材料形成均匀的涂层。在某些变化方案中，加热进行(例如，在热源处于预定温度之处)大于或等于约15分钟至小于或等于约45分钟的时间。在某些变化方案中，加热可以可选地进行大于或等于约15分钟至小于或等于约30分钟的时间。在某些优选的实施方案中，加热可被进行约20分钟。
此外，本公开设想了用于前体粉末材料的多个不同的应用步骤(例如，不同的喷涂阶段)以实现涂层的期望的厚度和覆盖范围。因此，本公开的方法也设想了在前体粉末材料的每个各自的施用之后的多个不同的加热步骤。在某些变化方案中，用于形成底涂层的前体材料可包含无任何润滑剂颗粒的粉末化热塑性前体材料，该前体材料可通过喷涂一层或多层来施用以形成纯的聚合物底涂层。在形成纯的聚合物底涂层之后，用于抗摩擦涂层的前体材料可以以上面描述的方式通过喷涂(i)粉末化的热塑性前体材料、(ii)第一润滑剂颗粒以及(iii)第二润滑剂颗粒被施用至部件的磨损表面。
在某些方面中，每个加热步骤不仅利于粉末材料的散开以在部件的(各)磨损表面上形成大致均匀的涂层，而且在存在润滑剂PTFE颗粒的情况下，进一步促进了PTFE颗粒在涂层的暴露的表面处的迁移和集聚，使得涂层的暴露的部分具有更高浓度的PTFE颗粒。通常，PTFE对聚合物基质不具有强的亲和力，并且其电负性导致对常规聚合物分子结构的吸引力较小，因此形成无剪切诱导型混合的聚集体。因此，PTFE能够迁移到聚合物复合基质中的表面，尤其是以本发明性涂层的某些实施方案中使用的浓度。尽管在本教导中未限制于任何特定的理论，但认为PTFE主要因为两个原因迁移至暴露的表面，包括：PTFE相对于标准热塑性聚合物基质的密度(1.1g/cc至1.4g/cc)的增大的密度(通常在2.10g/cc至2.25g/cc的等级)，以及与低得多的常规热塑性熔体粘度相比PTFE的提高的熔体粘度，这倾向于导致复合涂层包含富含PTFE树脂的暴露的表面。
另外，在抵靠金属物质的滑动型研磨性磨损中，复合物中的PTFE的一部分通常转移为至相对面的薄膜。PTFE的低的摩擦系数导致聚合物复合材料与金属物质之间的改进的磨损表面。该滑动层(在相对表面上的转移的PTFE)并未物理上结合至表面，因此其在某些条件下能够从金属物质中物理地移除。
如此形成的大致均匀的抗磨损涂层保护下面的磨损表面，并形成可选地以不同的层施用至金属物质的热塑性复合涂层的抗磨损表面或支承面。例如，抗磨损涂层可被施用至诸如直接地加工成涡旋压缩机的动涡旋部件的驱动支承区域或毂之类的部件。涂层因此能够经由粉末化的前体材料(该聚合物复合物包含合适的润滑剂填料)的层的沉积以受控的方式形成至期望的厚度。这种在材料厚度上的控制为在之前讨论的标准DU型套筒轴承的厚度上的巨大的改进。在某些方面中，每个相应的层可以是在磨损表面上(例如，在支承表面的每一侧上)约25μm(约0.001英寸)，尽管在某些替代性实施方案中，可被沉积的每个层的厚度达0.003英寸至0.004英寸。
在各个方面中，如此形成的抗磨损涂层具有相对低的摩擦系数。这种摩擦系数总体上计量表面施加到在其上移动的其他材料或物体的阻力的量并通常等于表面所施加的最大摩擦力与朝向表面推动材料或物体的力之间的比率。静摩擦系数(μs)为施加至不动的材料或物体的摩擦系数，而运动或滑动摩擦系数(μk)为用于运动中的物体的摩擦系数。在某些方面中，热塑性聚合物包含PEEK，并具有大于或等于约0.33至小于或等于约0.36的动摩擦系数(μk)。PTFE润滑剂颗粒具有大于或等于约0.06至小于或等于约0.08的动摩擦系数(μk)。MoS2润滑剂颗粒具有大于或等于约0.03至小于或等于约0.06的动摩擦系数(μk)。在某些非限制性方面中，抗磨损涂层为这种热塑性聚合物和润滑剂颗粒的复合物，该复合物可选地具有大于或等于约0.03至小于或等于约0.15的动摩擦系数(μk)。
在某些方面中，本公开的方法还可包括准备磨损表面的接收抗磨损涂层的部分。因此，在施用之前，金属部件的磨损表面优选地进行喷砂处理。在各种方面中，喷砂处理被执行为使得一个或更多个磨料以相对较高的速度朝向金属物质或金属表面推进。这种磨料通常被称为“喷射微粒”或“喷砂介质”并包括材料的对受腐蚀表面层和/或金属物质进行侵蚀的颗粒或碎片。可用于喷砂处理的喷涂介质的非限制性列举包括玻璃或沙子，切削金属碎片或切削金属颗粒，诸如铝氧化物颗粒或不锈钢颗粒、金属弹丸或珠子及其组合。在某些方面中，合适的喷砂介质包括铝氧化物颗粒。
在某些方面中，需被涂覆的磨损表面通过有足够磨蚀作用的介质被喷砂处理以产生具有明显的纹理和/或表面粗糙度的表面轮廓。表面形貌或纹理可以以粗糙度、波纹度(waviness)和平坦度(lay)为特征。粗糙度指的是表面的不规则性的最短的波长，例如，相对细地间隔开的表面不规则性，其高度、宽度及方向建立了主导性的表面图案。波纹度总体上测量表面的从其标称形状更宽的间隔开的(更长的波长)的偏移。平坦度表示表面纹理是否具有主导方向，换言之是否表面是各向异性的。
在各种方面中，金属表面的表面轮廓(如果有的话，表面的沿垂直于层面截取的两维轮廓)在喷砂处理之后具有较高的平均表面粗糙度(Ra)，该平均表面粗糙度(Ra)可选地大于或等于约140μm，可选地大于或等于约150μm，可选地大于或等于约160μm，可选地大于或等于约170μm，可选地大于或等于约180μm，可选地大于或等于约190μm，可选地大于或等于约200μm，可选地大于或等于约210μm，以及在某些变化方案中，可选地大于或等于约220μm。在某些变化方案中，金属表面在喷砂处理之后具有从大于或等于约140μm至小于或等于约225μm的较高的平均表面粗糙度(Ra)。
在某些变化方案中，在施用之前，金属部件的磨损表面进行第一喷砂处理以提供具有大于或等于约140μm的表面粗糙度(Ra)的磨损表面。本方法可包括多个不同的相继的喷砂处理以在施用前体材料粉末之前实现磨损表面的期望的表面粗糙度(Ra)。因此，在某些变化方案中，在第一喷砂处理之后，金属部件的磨损表面进行第二喷砂处理。例如，第二喷砂处理可被执行以在施用前体粉末材料之前提供具有大于或等于约200μm的表面粗糙度(Ra)的磨损表面。同样设想了其他的随后的喷砂处理。
喷砂介质因此包括喷砂颗粒。通过喷砂所实现的表面光洁度通常取决于喷砂步骤的数目、喷砂时间、压力和所选择的喷砂介质。喷砂介质颗粒可经过选择以实现给定的表面光洁度，例如在上述的表面光洁度范围(Ra)内的那些。需注意的是，表面的不施用任何抗磨损涂层的区域可在喷砂处理期间以及在用于前体材料粉末的应用处理期间被遮蔽以保护下面的基底。
因此，本公开的某些方面可包括在施用前体材料粉末之前对磨损表面的一个或更多个区域进行喷砂处理。此外，在某些替代性的实施方案中，在施用前体材料粉末之前，可向磨损表面施用底漆的下涂层，随后将前体粉末材料施用至磨损表面(该磨损表面被随后加热以形成大致均匀的抗磨损涂层)。因此，在喷砂处理之后，底漆材料可以可选地被施用至磨损表面的喷砂部分。在某些变化方案中，特别合适的底漆包含聚酰胺-酰亚胺聚合物。在某些变化方案中，底漆，如基于聚酰胺-酰亚胺(PAI)的底漆以小于约25μm(约0.001英寸)的厚度施用至金属磨损表面；可选地以小于或等于约15μm(约0.0006英寸)的厚度施用至金属磨损表面；在某些方面中，底漆以大于或等于约12μm(约0.00047英寸)至小于或等于约13μm(约0.0005英寸)的厚度施用。
在某些实施方案中，本公开的方法可包括如下。第一，基底可被选择性地加热以移除有机污染物。然后，基底经过珠粒喷砂处理以产生预定的表面粗糙度。可选的底漆作为底涂层被喷涂到基底的期望的区域上。这种底漆可以是基于聚酰胺-酰亚胺(PAI)的底漆涂层或基于聚醚醚酮(PEEK)的底漆涂层。底漆然后可被加热或焙烧以提高与下面的物质的粘附性。基底和底漆然后被冷却。在替代性实施方案中，取决于各种因素，包括基底材料和表面粗糙度、施用的聚合物、施用的填料等，底漆并不是必须的。
包括前体粉末材料——该前体粉末材料包含热塑性聚合物和一个或更多个润滑剂颗粒——的前体材料然后经由喷涂被施用至基底的一个或更多个目标区域(在施用了底漆涂层的区域中)。在某些变化方案中，前体粉末材料可选地以多个不同的层被施用至大于或等于约25μm(约0.001英寸)至小于或等于约38μm(约0.0015英寸)的总厚度。在某些方面中，例如包含热塑性塑料如聚芳醚酮(PAEK)的层可被以大于或等于约76μm(约0.003英寸)至约102μm(约0.004英寸)的厚度在单个应用中施用。这是有利的，因为该层可在无需多遍的情况下形成。该喷涂上的前体材料然后被焙烧以粘附和促进基底上的热塑性聚合物的结晶熔融或软化以形成大致均匀的涂层。具有喷涂的前体材料的基底被允许冷却。在可选的精加工步骤中，抗磨损涂层表面可被研磨(抛光)以提高表面粗糙度，并提升磨损表面的平坦度。这种研磨过程在磨损表面例如为面密封的情况下可提高密封性。
在其他实施方案中，本公开的方法可提供如下。第一，基底可被可选地加热以移除有机污染物。然后，基底被珠粒喷砂处理以形成预定的表面粗糙度。可选的底漆被喷涂到基底的期望的区域上作为一个或更多个层的底涂层。这种底漆可包含基于聚酰胺-酰亚胺(PAI)的底漆涂层和/或基于聚醚醚酮(PEEK)的底漆涂层。底漆可以然后被加热或焙烧以提高与下面的基底的粘附性。然后将基底和底漆冷却。
包括第一前体粉末材料——该第一前体粉末材料包含热塑性聚合物——的第一底涂层前体材料经由喷涂被施用至基底的一个或更多个目标区域(在施用底漆涂层的区域中或在底漆被省略的情况下直接地于磨损表面上)。在某些变化方案中，前体粉末材料可选地以多个不同的纯聚合物层施用至大于或等于约20μm(约0.0008英寸)至小于或等于约35μm(约0.0014英寸)的总厚度。底涂层纯聚合物底漆层可通过进行多遍形成为多层。喷涂上的底涂层/底漆前体材料然后被焙烧以粘附并且促进基底上的结晶熔融或软化以形成大致均匀的涂层。具有喷涂的前体材料的基底被允许冷却。
包括第二前体粉末材料——该第二前体粉末材料包含热塑性聚合物和一个或更多个润滑剂颗粒——的前体材料然后能够经由喷涂施用至基底的一个或更多个目标区域，以在底涂层上形成抗磨损涂覆顶涂层。顶涂层材料可选地以多个不同的抗磨损涂层被施用至大于或等于约20μm(约0.0008英寸)至小于或等于约35μm(约0.0014英寸)的总厚度。喷涂的顶涂层前体材料然后被焙烧以粘附并促进基底上的结晶熔融或软化以形成大致均匀的涂层。具有喷涂的前体材料的基底被允许冷却。在可选的精加工步骤中，可研磨(抛光)抗磨损顶涂层表面以提高表面粗糙度并提高磨损表面的平整度。这种研磨处理在磨损表面为例如面密封的情况下可提高密封性。
在某些优选的变化方案中，以这种过程形成的抗磨损涂层由包含热塑性前体粉末材料的前体粉末材料形成，该热塑性前体粉末材料包含聚芳醚酮(PAEK)如聚醚醚酮(PEEK)、包含有MoS2的第一润滑剂颗粒、包含有聚四氟乙烯(PTFE)的第二润滑剂颗粒。在这方面，本公开的方法有利于形成具有使用第一润滑剂颗粒和第二润滑剂颗粒二者填充的PAEK层的抗磨损表面。在某些实施方案中，本公开的方法有利于形成具有使用第一润滑剂颗粒和第二润滑剂颗粒二者填充的PEEK层的抗磨损表面。这种方法能够沿着抗磨损涂层的暴露的表面或在抗磨损涂层的暴露的表面的顶上形成富含PTFE的层。
在某些变化方案中，底漆底涂层、如基于聚酰胺-酰亚胺(PAI)的底漆或基于聚醚醚酮(PEEK)的底漆以约12μm至13μm(约0.0005英寸)的厚度施用至金属磨损表面。底漆层在单个的施用步骤中被喷涂并然后被焙烧。然后，包含以重量计约71％的PEEK、以重量计约11％的MoS2和以重量计约19％的PTFE的前体粉末材料在两个不同的顺序喷涂步骤中施用至底漆层。在喷涂步骤中的每个喷涂步骤之间执行焙烧过程。抗磨损涂层的最终的厚度可选地大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)。在某些其他变化方案中，抗磨损材料可包括一个或更多个底涂层——该一个或更多个底涂层包括第一热塑性聚合物——和设置在底涂层上的包含第二热塑性聚合物的和至少一种润滑剂颗粒的抗磨损涂层顶涂层，其中，抗磨损材料的总厚度为大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)。
在某些方面中，本教导的抗磨损涂层特别适合于结合压缩机使用。例如，发明性抗磨损涂层可被施用至多个不同种类的压缩机的磨损区域，包括涡旋压缩机、旋转叶片压缩机、离心压缩机、单螺杆压缩机、双螺杆压缩机、往复式压缩机等。压缩机中的所有潜在的支承表面或磨损表面均可被涂覆根据本公开的抗磨损涂层。在压缩机运行期间，多个部件能够经历严苛的条件，如许多部件持续地经受制冷材料、油、高温、腐蚀性环境以及高的物理应力、特别是扭转应力。所述部件因而由耐磨损、并且还具有足够承受这种环境中的疲劳和应力的强度的材料制成。在某些优选的方面中，本教导的抗磨损涂层特别适合结合涡旋压缩机的部件使用。
在某些方面中，磨损率是通过标准压力-速度(PV)测试来确定的，由于PV＝50,000ft＊lb/in2min(磨损系数单位＝(in3min/ft/lb/hr)E-10)。200ft/min的标准速度被用于测试并且相对面表面由C1018钢形成。标准的热固性聚酰亚胺具有在这种条件下的约为8至约为10的磨损率。抗磨损涂层复合物另一方面具有大于或等于约为8至约为100的磨损率。在某些变化方案中，磨损率大于约100。如由本领域中的技术人员所理解的，这种磨损率可取决于部件的表面光洁度、流体介质的使用与干燥环境、温度和涂层被施用至的基底(金属成分)而显著地变化。
在某些方面中，涡旋压缩机部件包括限定至少一个磨损表面的金属。在其他方面中，旋转压缩机部件包括限定至少一个磨损表面的金属。在另一实施方案中，金属可包括铁、铝和钛，包括其合金，如钢或不锈钢。另外，部件可由金属通过铸造、粉末金属的烧结、冲压、挤出、压铸等制成。部件的金属磨损表面可在施用本教导的抗磨损涂层之前被机加工、研磨和/或抛光。
在某些涡旋压缩机机器中，无充分的润滑和坚固的磨损表面，由常规的铁基或铝基金属材料形成的部件当长时间地处于高摩擦条件下并且润滑不足时具有过早地降级的潜在性，使得在压缩机中能够形成颗粒和碎片，这些颗粒和碎片不利地污染了某些轴承、特别是下轴承，从而减小了使用寿命。这在气密的涡旋装置中特别是一个问题，其要求气密地密封在外壳中的所有内部部件的长期的耐久性，由于通常不能选择维修和替换部件或轴承。然而，发明性抗磨损涂层的使用提供了具有长期热稳定性和坚固性的低摩擦磨损表面，所述低摩擦磨损表面能够延长压缩机中的各种部件的使用寿命。
在某些方面中，具有带发明性抗磨损涂层的部件的压缩机能够承受运行高的负载而不会示出明显的磨损，并且能够用于至少1500小时的压缩机运行而无故障。在某些方面中，具有带发明性抗磨损涂层的部件的压缩机能够承受至少2000小时的压缩机运行。在另一些其他方面中，具有发明性抗磨损涂层的压缩机部件能够用于至少2500小时的压缩机运行。
如进一步参照的，图纸特别是图1示出了常规的制冷涡旋压缩机10，该制冷涡旋压缩机10包括大致圆筒状的气密的外壳12，该外壳12在其上端部处焊接有帽14。帽14设置有制冷剂排放部18，该制冷剂排放部18的内部可具有通常的排放阀。固定至外壳的其他主要元件包括具有配件(未示出)的压缩机入口79；横向延伸的间隔件22，该间隔件22绕其周部在与帽14焊接至外壳12的相同的点处被焊接。排放室23通过帽14和间隔件22限定。
包括马达定子30的马达28设置在主轴承座24与下轴承支承件26之间。驱动轴或曲轴32(图5中详细地示出了替代性实施方案)在其上端处具有偏心曲柄销34，并且被以可旋转的方式轴颈连接在上轴承35中。上轴承35可包括邻近的常规驱动衬套36(例如，压配合在其内)。因此，动涡旋58的圆筒形毂61接纳偏心曲柄销34和上轴承35。曲轴32同样由附接至下轴承支承件26的下轴承组件38支承并以可旋转的方式轴颈连接在下轴承组件38中。在涡旋压缩机10的中央区域中，曲轴32穿过主轴承座24的孔41并在孔41内旋转，主轴承座24会包括设置在孔口41内的圆筒状的主轴承构件37。
主轴承座24和下轴承支承件26各自限定径向地向外延伸的腿部，所述腿部各自被固定至外壳12。主轴承座24的上表面设置有平坦的推力支承表面56，动涡旋58设置在该平坦的推力支承表面56上，动涡旋58具有从其延伸的螺旋涡卷或螺旋叶片60。从动涡旋58的下表面向下凸出的为圆筒状毂61。如之前讨论的，在常规设计中，上轴承35为自润滑式套筒型轴承，其内接纳有驱动衬套36。圆筒状毂61、上轴承35和驱动衬套36各自限定同心内孔66，该同心内孔66中驱动地设置有曲轴32的曲柄销34。
如在图4中更详细地示出的，驱动衬套36具有大致周向内孔66。然而，孔66的一部分限定能够接纳曲柄销34的驱动平坦表面27，该曲柄销34自身具有驱动地接合形成在孔66的一部分中的驱动平坦表面27以提供径向柔性驱动布置的平坦表面，诸如在受托人的美国专利No.4,877,382中示出的，该申请的公开内容在此通过参引合并到本文中。
定涡旋70被设置为将螺旋涡卷或螺旋叶片72定位成与动涡旋58的动螺旋叶片60啮合地接合。定涡旋70具有居中地设置的排放通道74，该排放通道74由基板部限定并与上开口82连通，该上开口82与由帽14和间隔件22限定的消音排放室23流体连通。定涡旋70也包括环形毂部或升起的肩部77，该毂部或肩部77包围排放通道74。定涡旋70中也形成有环形凹部76，在该环形凹部76中设置有浮动密封组件71。
吸入隔室75与压缩机入口79流体连通，通过该压缩机入口79引入了需在相互啮合的螺旋叶片60、72(用于压缩)内被压缩的流体(例如，制冷剂)。流体在穿过吸入隔室75之后在螺旋叶片60、72中被压缩，使得被压缩的流体然后经由排放通道74来释放。在排放通道74中设置有簧片阀组件78或其他已知的阀组件以对从排放通道74至通孔82并进入排放室23的流进行调节。
浮动密封组件71通过定涡旋70的环形凹部76支承并接合安装到间隔件22的座部73以密封地将吸入隔室75与排放室23划分开。凹部76与浮动密封组件71配合以限定轴向偏压室，该轴向偏压室接纳通过螺旋叶片60和72压缩的加压流体以便将轴向偏置力施加到定涡旋70上以由此将各个螺旋叶片60、72的端部推靠成与相对的基板表面密封接合。
外壳12的内部的下部限定油槽46，该油槽46中充满了润滑油。孔40用作泵以迫使润滑流体沿曲轴32向上并进入孔42中并最终到达压缩机的需要润滑的各个部分中的所有部分。曲轴32由电动马达28以可旋转的方式驱动，电动马达28包括马达定子30、从马达定子30穿过的绕组48和压配合在曲轴32上并具有相应的上配重部52和下配重部54的马达转子50。
动涡旋58与主轴承座24之间设置有十字滑块联接器68。十字滑块联接器68键合至动涡旋58和定涡旋70并因此防止了动涡旋58的自转运动。十字滑块联接器68，例如如在图1中所示，可以是在受托人的美国专利No.5,320,506中公开的类型，其公开内容在此通过参引合并入本文中。
如在图2和图3中所示，常规的下轴承组件38包括下磨损表面，该下轴承组件38具有从其中延伸穿过的圆筒形开口202和径向延伸的凸缘部38”，该径向延伸的凸缘部38”在其内具有允许轴承座38’被安装至下轴承支承件26的多个安装开口38”’。自润滑圆筒形下轴承39接纳在轴承座38’中并且抵靠曲轴32直接地设置。曲轴32在其下端部处具有相对大的直径的同心孔40，该同心孔40与从同心孔40向上延伸至曲轴32的顶部的径向向外的较小直径的孔42连通。
以下详细讨论涉及涡旋压缩机中的能够在其上使用根据本教导的抗磨损涂层的各种磨损表面。以上讨论的抗磨损涂层实施方案的任何变化方案或组合被设想用于结合涡旋部件磨损表面使用。本发明性抗磨损涂层特别适用于涂覆在涡旋压缩机中的各种磨损表面(换言之，经受与旁边表面或部件的重复的频繁的接触因而经受磨损的表面)，包括各种支承表面。在某些方面中，本教导设想了在涡旋压缩机中代替通常常规的套筒轴承在磨损表面或支承表面上使用本发明性的薄的(各)抗磨损涂层。在某些方面中，抗磨损涂层可代替套筒型主轴承构件37、动涡旋58的圆筒形毂61内的套筒型上轴承35和/或套筒型下轴承组件38被用在各种磨损表面上。
更具体地，抗磨损涂层可被施用至磨损表面，诸如驱动轴的限定能够于是与动涡旋中的毂或衬套通过非限定性示例的方式相接的磨损表面的平坦部。因此，无需在毂中设置常规轴承或套筒。替代性地，具有涂覆了抗磨损涂层的磨损表面的涡旋压缩机部件可包括与曲轴的具有抗磨损涂层的平坦部相接的毂或衬套以提高整体的性能并减小磨损。
例如，在图5中，示出了涡旋压缩机10A的替代性实施方案，其中，消除了常规的套筒型轴承(图1中的套筒型主轴承构件37、套筒型上轴承35和套筒型下轴承39)。出于简略，至在以下的实施方案中和附图中的部件与在图1的背景中描述的那些部件相同的范围内，这些部件可以被假定为具有相同的构型和功能并且将不会在本文中明确地讨论。在图5中的涡旋压缩机中，根据本教导的某些方面却能够可选地将一个或更多个抗磨损涂层90引入到可旋转地支承旋转曲轴32A并与旋转曲轴32A相接的这些磨损表面。应当注意的是尽管图1的套筒型主轴承构件37、套筒型上轴承35和套筒型下轴承39中的每一者在图5中示出为被替代，可以预期的是这些轴承构件的仅单一构件(或这三个轴承构件中的两个轴承构件)可通过施用抗磨损涂层而被替代。此外，抗磨损涂层90可具有相同的成分或在涡旋压缩机中的不同的位置中可以使用不同的抗磨损涂层成分，如被本领域中的技术人员所理解的。如下面进一步讨论的，这也适用于每个涡旋部件及其各个磨损表面。
如在图11B中最佳地示出的，动涡旋58A的圆筒形毂61A限定了能够接纳旋转曲轴32A的内周向磨损表面92。圆筒形毂61A的周向磨损表面92可容置驱动衬套36A(图7)，该驱动衬套36A限定驱动平坦表面130，在该驱动衬套36A中驱动地设置有曲柄销34A的平坦驱动表面62A。在图11B中，毂的内周向磨损表面92具有设置在磨损表面上并覆盖磨损表面的第一抗磨损涂层102，该第一抗磨损涂层102将在圆筒形毂61A的内直径中遇到摩擦。
曲轴32A的对应于曲柄销34A的上区域同样限定了磨损表面104(包括平坦驱动表面62A)，在该磨损表面104上设置有第二抗磨损涂层106(同样参见图6)。在替代性变化方案中，驱动衬套36A可省去第五抗磨损涂层134，但具有与曲柄销34A类似的形状，该驱动衬套36A可被附接至曲轴32A作为具有类似62A的驱动平坦表面的额外部件。这种驱动衬套除了在驱动平坦部130上之外，还可在其他区域类似地涂覆有抗磨损涂层。注意，优选地是彼此接合和接触的两个磨损表面由不同的材料形成以减小摩擦并提高摩擦学性能。因此，在圆筒形毂61A的内周向磨损表面92和曲柄销34A的磨损表面104二者相应地涂覆有第一抗磨损涂层102和第二抗磨损涂层106的情况下，优选地是这些材料成分彼此不同。在某些优选的变化方案中，圆筒形毂61A的内周向磨损表面92或包括曲柄销34A的平坦驱动表面62A的磨损表面104中的仅一者具有抗磨损涂层(或者102或者106)，而另一磨损表面未涂覆(例如，暴露的机加工的金属磨损表面)。
在替代性实施方案中，圆筒形毂61A的内周向磨损表面92可接纳驱动衬套(在图4中示出)，该驱动衬套具有用于接纳曲柄销34A的平坦驱动表面62A的驱动平坦表面27，其中曲柄销34A的平坦驱动表面62A用于驱动动涡旋58A。在这种实施方案中，在毂61A的内周向磨损表面92上的第一抗磨损涂层102能够可选地被省掉。因此，驱动衬套36可坐置在圆筒形毂(图1的61或图5的61A)中，并且能够因而接纳曲柄销(34或34A)。参照图7，示出了根据本技术的某些方面准备的驱动衬套36A。驱动衬套36A的具体磨损表面，其可以可选地机加工并能够另外在其上设置有第五抗磨损涂层134，包括驱动平坦表面130、内孔66A和/或对应于驱动衬套36A的外直径的外周表面132。在图7中，第五抗磨损涂层134仅设置在驱动平坦表面130和外周向表面132上(但可以施用至其他区域，诸如内孔66A)。如以上讨论的，这些表面因与内周向磨损表面92、可选的上轴承35或曲柄销34或34A接合而受到磨损，并因此这些表面中的一个表面或所有表面可被涂覆有第五抗磨损涂层134。
类似地，如在图5和图8A至图8B中所示，主轴承座24A包括设置在其内的用于接纳曲轴32A的居中地设置的孔口41A。多个臂或突出部140将主轴承座24A连接并附接至压缩机外壳12。中央设置的孔口41A(其如所示具有两个不同的直径，包括较宽直径的上区域和较窄直径的下区域)。居中地设置的孔口41A的狭窄区域接纳并支承曲轴32A并因此限定第三磨损表面108，在该第三磨损表面108上可设置有第三抗磨损涂层110。曲轴32A的中间区域类似地限定中间轴磨损表面112或主轴颈支承表面，在该中间轴磨损表面112或主轴颈支承表面上可设置有第四抗磨损涂层114(参见图5和图6)。如以上讨论的，优选地是两个彼此接合和接触的磨损表面由不同的材料形成以减小摩擦并提高摩擦学性能。因此，在该居中地设置的孔口41A的第三磨损表面108和曲轴32A的中间轴磨损表面112二者相应地涂覆有第三抗磨损涂层110和第四抗磨损涂层114的情况下，则优选地是这些材料成分是彼此不同的。在某些优选的变化方案中，配合的第三磨损表面108与中间轴磨损表面112中仅一者具有抗磨损涂层(或者110或者114)，而另一磨损表面未涂覆(例如，暴露的金属磨损表面)。
重新参照图8A和图8B，主轴承座24A上的能够涂覆有抗磨损涂层的其他磨损表面为如下。环形推力支承表面56A示出为在主轴承座24A上，动涡旋58A在该环形推力支承表面56A上停置及绕动(如在图5中最佳示出的)。图9示出了推力板57的立体图，该推力板57可在其他涡旋压缩机设计中使用(例如，图15A)。推力板57类似地示出环形推力支承表面56A。该推力支承表面56A可类似地涂覆有根据本教导的各个方面制备的第六抗磨损涂层144。在图8A至图8B中，第三抗磨损涂层110和第六抗磨损涂层144示出为分立的涂层，潜在地由不同的材料制成。需注意的是，尽管未示出，第三抗磨损涂层110和第六抗磨损涂层144可以形成自相同的材料成分，并因此形成从居中地设置的孔口41A的终端部跨对应于周向区域147的第一直径的内表面145延伸至环形推力支承表面56A的相同的连续的涂层。
主轴承座24A中的另一磨损表面为如下。多个结构凹部146形成在将主轴承座24A附接至外壳12的多个臂或多个突出部140中。这些凹部146绕周向区域147延伸以限定一个或更多个十字滑块联接器接纳表面148，在所述十字滑块联接器接纳表面148上坐置并设置有十字滑块联接器，使得当涡旋压缩机被组装以及操作时十字滑块联接器68可在这些凹部146中抵靠接纳表面148滑动。如示出的，十字滑块联接器接纳表面148形成为绕周向区域147的外周部设置的单个环形区域。这些十字滑块联接器接纳区域(磨损表面)148中的每个十字滑块联接器接纳区域(磨损表面)148也能够被可选地涂覆第七抗磨损涂层150。
现在转至图10A和图10B，示出了十字滑块联接器68A(也组装至图5中的涡旋压缩机10A中)。十字滑块联接器68A的第一侧160在图10A中示出，而第二相反侧162在图10B中示出。如以上讨论的，十字滑块联接器68A被键合至动涡旋58A以及至定涡旋70以防止当动涡旋58A在被曲轴32驱动时动涡旋58A的自转运动。
十字滑块联接环171上设置有多个十字滑块键170。第一对键172成大致直径上对准的关系，并且各自从十字滑块联接环171的表面174向上凸出。第二对键176类似地呈在十字滑块联接环171上直径上对准地分开并且同样从表面174向上凸出。第二对的键176大致向上更远地延伸，使得第二对键能够与定涡旋70接合。第一对的键172更短并因此能够与动涡旋58A接合。十字滑块联接器68A在由动涡旋键172驱动时在其平移运动中由定涡旋键176引导。
如在图11A和图11B中示出的，动涡旋58A的基板300设置有一对向外凸出的凸缘部302，每个凸缘部302设置有向外的开口槽304。槽304被定尺寸为滑动地接纳所述第一对的十字滑块键172。类似地，如在图12中示出的，固定的定涡旋70A的基板350设置有一对向外凸出的凸缘部352，每个凸缘部352设置有向外的开口槽354。槽354被定尺寸为滑动地接纳第二对的十字滑块键176。键172和176具有以便与相应涡旋部件接合，而同时避免凸出至阻碍其他部件的运动或运行的轴向长度或高度。通常，十字滑块联接器68A的竖向运动通过设置在十字滑块联接环171的第二侧162上的多个十字滑块衬垫173的接触来限制。随着十字滑块联接器68A被驱动，惯性力和摩擦力倾向于使多个十字滑块衬垫173接触主轴承座24A的一个或更多个十字滑块联接器接纳表面148。
因此，在每个十字滑块键170的末端部处的接触区域上形成有第一多个十字滑块联接器磨损表面178(无论是在第一对键172中还是在第二对键176中)。每个十字滑块键170上的每个磨损表面178均可涂覆有第八抗磨损涂层180。第二多个十字滑块联接器磨损表面182在靠近或邻近十字滑块键170的区域中沿着十字滑块联接环171的第一侧160被升起并且形成分立的接触区域。在每个十字滑块衬垫173的末端部处的接触区域上沿着十字滑块联接环171的第二侧162形成有第三多个十字滑块联接器磨损表面186。因此十字滑块联接器68A上的每个各自的磨损表面，包括磨损表面178、182或186均可以涂覆第八抗磨损涂层180。如以上提到的，出于简略，涂层被称为第八抗磨损涂层，但可实际上包括施用到部件的不同的磨损表面上的多个不同的涂层。另外，抗磨损涂层可被施用到那些描述的表面中的仅一个磨损表面上或仅选择的磨损表面上。
因此，十字滑块联接器68A的可被机加工并且可施用有抗磨损涂层的各种磨损表面包括十字滑块键170的整个区域(或仅键170的末端接触区域/磨损表面178)、邻近十字滑块键170的任何表面，包括磨损表面182、十字滑块衬垫173或十字滑块联接环171上可经受接触的其他区域。如以上讨论的，这些表面因与包括动涡旋58A和定涡旋70或主轴承座24A的多个其他表面接合而受到磨损。
重新参照图11A和图11B，根据本教导的某些方面，除了施用至圆筒形毂61A的内周向磨损表面92的第一涂层102之外，动涡旋58A上的各种磨损表面也可施用抗磨损涂层。基板300的第一侧311上的一个或更多个表面区域310形成在压缩机运行期间与相对的螺旋涡卷或螺旋叶片(例如，这里图1中的定涡旋70的螺旋涡卷或螺旋叶片72的末端部或尖端)接触的磨损表面。类似地，螺旋叶片60A具有各种磨损表面、包括侧壁312和末端尖端314，所述侧壁312和末端尖端314当螺旋叶片60A与相对的螺旋叶片72在压缩机运行期间相互啮合时，与相对的螺旋叶片72接触。此外，如以上讨论的，基板300包括槽304，该槽304滑动地接纳所述第一对十字滑块键172并因此在槽的内表面上形成了磨损表面。基板300的与其他部件(如主轴承座的部分或十字滑块联接器或其他相邻的涡旋部件)接触的其他部分限定也可被涂覆本发明性抗磨损涂层的磨损表面。
在基板300的第二相反侧313上示出了能够涂覆本发明性的抗磨损涂层的各种磨损表面。除了与凸缘部302上的用于接纳十字滑块联接键的槽304相对应的磨损表面之外，环形推力支承表面315能够接触主轴承座24并因此形成可被涂覆有发明性抗磨损涂层(例如，第九抗磨损涂层318)的磨损表面。
这些动涡旋磨损表面中的任何表面，包括所述一个或更多个表面区域310、槽304的内部表面、环形推力支承表面315、螺旋叶片60A的侧壁312或末端尖端314均可被涂覆有第九抗磨损涂层318。如在以上讨论的，在常规设计中，套筒型轴承(具有其内设置有多孔的金属层和树脂的圆筒形金属套筒)被压配合入圆筒形毂61中，并接纳驱动衬套36或能够直接地接纳曲轴32的曲柄销34。
另外，基板300具有限定内周向磨损表面92的圆筒形毂61A，该内周向磨损表面92接纳并以可旋转的方式支承曲柄销34A的平坦表面或者设置在圆筒形毂61A内的用于接纳曲轴32A的驱动衬套36A。根据本公开的某些方面，由于第一抗磨损涂层102能够被直接地施用至毂的内周向磨损表面92，因而上轴承35能够被一起消除。在存在第一抗磨损涂层102的情况下，可以一起消除常规的套筒轴承和/或衬套，这提供了环境方面的益处并改进了压缩机性能。
如以上讨论的，常规套筒轴承针对毂可具有0.065mm(0.002559英寸)的直径公差范围。这是相对地大的直径公差(比用于单独的机加工的表面的公差大得多)，这能够导致轴承磨损表面与相对的(各)表面之间的更大的间隙，诸如在毂的内周向磨损表面92与曲柄销34之间。由于抗磨损涂层的总体厚度相对较小或较薄，用本发明性的抗磨损涂层消除通常的支承表面有利地使工作表面或相接表面之间的公差变得更严格。由于更有效的性能期望更小的公差(更类似于机加工的支承表面)，因而这对于通常经受低速度和高负载的涡旋压缩机应用而言是特别有利的。
在某些替代性的实施方案中，毂的内周向磨损表面92可涂覆有第一抗磨损涂层102，但也可以使用衬套来接纳曲轴。例如，之前在图7的背景中描述的驱动衬套36A，可坐置在圆筒形毂61A内。
图12示出了根据本教导的某些方面在定涡旋70A上的也可以施用抗磨损涂层的各种磨损表面。基板350的第一侧360上的一个或更多个表面区域358形成在压缩机运行期间与相对的螺旋涡卷或螺旋叶片(这里，例如图1中的动涡旋58的螺旋涡卷或螺旋叶片60的末端或尖端)接触的磨损表面。类似地，螺旋叶片72A具有各种磨损表面，包括在压缩机运行期间当螺旋叶片72A与相对的螺旋叶片58相互啮合时与相对的螺旋叶片58或基板310接触的侧壁362和末端尖端364。此外，如以上讨论的，基板350包括突出部352，该突出部352限定滑动地接纳所述第二对十字滑块键176的槽354，并因此在槽354的内表面上形成有磨损表面。基板350的与其他部件(如间隔件22的部分、浮动密封组件71的部分或其他相邻的涡旋部件的部分)接触的其他部分限定也可涂覆有本发明性的抗磨损涂层的磨损表面。因此，定涡旋部件70A上的每个相应的磨损表面，包括一个或更多个表面区域358，槽354的内表面、螺旋叶片72A的侧壁362或末端尖端364，可被涂覆第十抗磨损涂层370。如之前实施方案中的，本公开设想了第十抗磨损涂层370可被涂覆至磨损表面中的仅一个磨损表面(或指磨损表面的选择区域)并且另外能够包括设置在不同的分立的磨损表面区域上的多个成分上不同的涂覆材料。
参照图13，下轴承组件38A包括支承板222，该支承板222在其相反的端部上限定轴向延伸腿部224。支承板222构造成跨外壳12的内部延伸，使得腿部224与外壳12的内表面接合并焊接至外壳12的内表面以将支承板222保持就位。支承板222可由各种材料制成，诸如冲压金属。下毂226居中地设置在支承板222内并包括开口228，曲轴32A穿过该开口228延伸。下毂226具有向上的凸起部232和具有大致圆形边缘的下凸起部234。向上凸出部限定环形下推力支承表面区域236，其为潜在性地与曲轴32A接触的磨损表面。下毂226通过多个紧固件238以可旋转的方式轴向地固定至支承板222。下毂226的内周表面类似地限定以可旋转的方式支承曲轴32A的下轴颈磨损表面240。下轴承组件38A上的磨损表面中的每个磨损表面，诸如环形下推力支承表面区域236或下轴颈磨损表面240可被涂覆有第十一抗磨损涂层250。如与之前的实施方案相同的，本公开设想了第十一抗磨损涂层250可被施用至磨损表面中的仅一个磨损表面(或至磨损表面的选择区域)并且另外可包括设置在不同的分立磨损表面区域上的多个成分上不同的涂覆材料。
在下轴承组件38B的替代性实施方案中，如在图14A和图14B中所示，支承结构件251限定了四个正交地指向的腿部252。该支承结构件251构造成使得腿部252跨外壳12的内部延伸并且与外壳12的内表面接合并紧固至外壳12的内表面以将支承结构件251保持就位。支承结构件251的中央区域254形成在腿部252的交叉处并且包括居中地设置的开口260，曲轴232A穿过该居中地设置的开口260延伸。凹进的环形下推力支承表面区域262围绕该居中地设置的开口260形成，并因此为在压缩机运行期间潜在地接触曲轴32A的磨损表面。居中地设置的开口260还限定一体的周向表面，该周向表面限定以可旋转的方式支承曲轴32A的下轴颈磨损表面264。下轴承组件38B上的磨损表面中的每个磨损表面，诸如该凹进的环形下推力支承表面区域262或下轴颈磨损表面264可被涂覆有第十二抗磨损涂层270。如与之前实施方案相同的，本公开设想了第十二抗磨损涂层270可被施用至磨损表面中的仅一个磨损表面(或至磨损表面的选择区域)并且还能够包括设置在不同的分立磨损表面区域上的多个成分上不同的涂覆材料。
重新参照图6，曲轴32A的末端区域限定下磨损表面280，该下磨损表面280与下轴承组件中的相对的下轴颈轴承磨损表面(例如，图13中的下轴承组件38A中的环形下推力支承表面区域236或下轴颈磨损表面240，或图14A和14B中的下轴承组件38B中的凹进环形下推力支承表面区域262或下轴颈磨损表面264)相接。下轴承组件38A或38B上的磨损表面中的每个磨损表面可涂覆有第十一抗磨损涂层250或第十二抗磨损涂层270。类似地，曲轴32A的下磨损表面280可包括第十四涂层282。如以上讨论的，在某些变化方案中，彼此相互作用的相对表面由彼此不同的材料组合物形成以提高摩擦学性能。在某些优选的变化方案中，曲轴32A的配合的下磨损表面280、图13的实施方案中的下轴颈磨损表面240或在下轴承组件38A或38B中的图14A和14B的实施方案中示出的下轴颈磨损表面264中的仅一个磨损表面具有抗磨损涂层，而另一磨损表面未涂覆(例如，暴露的金属磨损表面)。
本教导的某些方面反映在图15A、15B和16中示出的另一替代性实施方案中，图15A、15B和16示出了具有根据本教导的某些方面制备的发明性浮动密封组件的实施方案的涡旋压缩机10B(如比照图1中示出的常规的浮动密封组件71)。在涡旋压缩机10B享有图1中的涡旋压缩机10的特征的范围内，这些特征在此将不会被重新介绍或讨论。定涡旋70B包括环形毂或升起的肩部77，该肩部77围绕排放通道74。定涡旋70B中也形成有环形凹部76，在该环形凹部76中设置有浮动密封组件71B。
吸入隔室75B与压缩机入口(未示出)流体连通，通过该压缩机入口需被压缩至相互啮合的螺旋叶片60、72腔室中的流体(例如，制冷剂)进入。在流体被压缩到螺旋叶片60、72中后，流体然后经由排放通道74释放。排放通道74中设置有簧片阀组件78B或其他已知的阀组件以调节从排放通道74经由开口82B进入排放室23B中的流。间隔件22B的设计和构型形成了相对于盖14的渐缩的锥形，这与图1中的设计是不一样的。因此，排放消声室23B与排放部18流体连通。
浮动密封组件71B包括环形浮动密封件440和上密封板452。上密封板452包括向上凸起的密封唇部或环形密封边沿454，该向上凸起的密封唇部或环形密封边沿454与配合到间隔件22B中的开口82B中的插入件456接合以将涡旋压缩机10B的排放区域(例如，排放室23B)与涡旋压缩机10B的抽吸区域(例如，吸入隔室75B)分隔开。插入件456可用作附接至间隔件22B的磨损环，并抵靠上密封板452的环形密封边沿454密封。代替磨损环或插入件456，间隔件22B的下表面可以通过渗氮、碳氮共渗或本领域中已知的其他硬化处理来局部地硬化。环形浮动密封件440由定涡旋70B的环形凹部76来支承。如在图15B中示出的，环形浮动密封件440能够坐置在形成于上密封板452中的多个孔口442中。因此，环形浮动密封件440能够延伸经由孔口442从上密封板452的侧部的第一侧444至第二侧446。
根据本教导的某些方面，如在图16中所示，环形上密封板磨损表面458限定在上密封板452上的环形凸起密封边沿454的末端面上。环形上密封板磨损表面458当组装在涡旋压缩机10B中时接触插入件456上的相对的表面。可在上密封板磨损表面458上设置第十三抗磨损涂层460，该上密封板磨损表面458限定到上密封板452上的环形凸起密封边沿454的末端面上。
在图15A至15B和16中示出的实施方案中，第十三抗磨损涂层460可选地包括设置在上密封板磨损表面458上并临近上密封板磨损表面458的底漆层470。上密封板452可由金属、诸如铸铁、粉末状金属(如包含粉末金属的铁)、铝或诸如部分由塑料形成的能够满足性能要求的其他材料而形成。这里描述的磨损表面中的任何磨损表面可以通过喷砂预处理以提高表面粗糙度，如以上先前讨论过的。
如以上讨论的，在某些变化方案中，底漆层470可选地包括施用的聚酰胺-酰亚胺(PAI)聚合物材料(例如，在喷涂喷涂过程中施用一次，随后通过焙烧)。这种底漆层470被施用作相对薄的层，例如，厚度为约0.0005英寸(约12.7μm)。在底漆层470上可施用一层或更多层的抗磨损顶涂层472。以示例的方式，两个不同层可通过以下方式施用：首先喷涂，然后在喷涂前体的涂覆之间施加热(例如焙烧)。这种层的总厚度可以为大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)。在一个实施方案中，合适的抗磨损顶涂层472可包含聚醚醚酮(PEEK)、约19重量％的聚四氟乙烯(PTFE)和约11重量％的二硫化钼(MoS2)。
如其他抗磨损涂层中的任何抗磨损涂层，该第十三抗磨损涂层460可以可选地在将底漆层470和抗磨损顶涂层472二者被施用至上密封板磨损表面458之后被研磨(抛光)。这种研磨过程通常使表面更平并减小了表面粗糙度，这在用于面密封的某些应用中会是特别期望的(其形成了与相对表面的紧密接触以实现流体密封)。
如以上提到的，在各个方面中，下轴承组件38包括下轴承39，该下轴承39包括自润滑轴承材料。主轴承构件37和/或在动涡旋58的圆筒形毂61内的上轴承35也可以可选地包括这种自润滑轴承材料。这种材料必须满足某些性能标准同时避免因暴露至各种制冷剂而产生的降级。某些制冷剂可用作有机的溶解剂和/或腐蚀剂并且可潜在地渗透入材料中并引起物理变化或化学变化。因此，根据本公开，期望的是提供自润滑轴承材料，该材料当暴露至制冷剂时贯穿压缩机运行条件是稳定的。气密的压缩机尤其需要具有长期运行寿命以及优越的长期耐磨损性的轴承材料，由于这种材料通常不能通过维修来替换。
在图17中示出的另一实施方案中，示出了水平的开放式驱动涡旋压缩机。尽管本教导适用于结合入各种不同类型的涡旋压缩机和旋转压缩机中。出于示例性的目的，开放式驱动的压缩机510被示出为水平涡旋压缩机，这在Elson等人的美国专利公开No.2009/0136372中有描述，该专利的全部内容在此通过参引合并入本文中。需注意的是压缩机510具有与图1中的涡旋压缩机10或者图5中的涡旋压缩机10A相同的操作原理，但具有使用了将在本文中讨论的波纹管型轴封组件556的开放式驱动构型。
压缩机510可包括压缩机壳体组件512，主轴承座组件514、驱动轴组件516、压缩机构518、保持组件520、密封组件522、排放阀组件524、油分离器526以及进油机构528。壳体组件512可包括圆筒形气密外壳530、端盖532、横向延伸的间隔件534、基部组件536、抽吸气体入口配件538以及制冷剂排放配件540。
圆筒形气密外壳530可包括开口542，抽吸气体入口配件538附接至该开口542。端盖532和横向延伸的间隔件534可大致限定排放室544。更具体地，横向延伸的间隔件534可被固定至外壳530的第一端并且端盖532可被固定至横向延伸的间隔件534。端盖532可包括开口546，制冷剂排放配件540固定至该开口546。间隔件534可包括提供压缩机构518与排放室544之间的流体连通的开口548。排放室544可大致形成用于压缩机510的排放消声器。基部组件536可在与间隔件534大致相反的一端被固定至外壳530。
基部组件536可包括基部构件550、轴承组件552、密封壳体554以及密封组件556。基部构件550可包括中央开口558，该中央开口558包括第一部分560、第二部分562以及设置在其之间的径向向内延伸的突出部564。轴承组件552可位于开口558的第一部分560中，并且可包括球轴承组件。密封壳体554可位于开口558的第二部分562中，并且可被固定至基部构件550。
密封组件556可位于密封壳体554内并且可包括轴封566，如在图17和图18中所示。在某些变化方案中轴封566为限定用于接纳轴586的中央开口642并具有第一端部644和第二端部646的波纹管型密封件。更具体地，轴封566限定位于第二端部646处的套环652和在第一端部644处的柔性的波纹管区域654。套环652因此接纳驱动轴586并能够被联接至驱动轴586。第一端部644还限定抵靠密封壳体554的相对磨损表面650坐置并与其相互作用的面密封接触或磨损表面648。相对磨损表面650通常为坐置在密封壳体554的凹部内的不同的静态配合环。
主轴承座组件514可包括主轴承座568和推力构件570。主轴承座568可被压配入外壳530中并且可以抵接其内的台阶572以将主轴承座568定位在外壳530内。驱动轴组件516可包括驱动轴586、第一配重部588和第二配重部590。驱动轴586可包括第一端部592和第二端部594，以及设置在其之间的第一轴颈部596和第二轴颈部598。第一端部592可包括偏心曲柄销600，该偏心曲柄销600上具有平坦部602。第二端部594可轴向地延伸经过基部组件536并且可被设置在壳体组件512外部，因而形成开放式驱动压缩机构型。驱动机构(未示出)可接合第二端部594以为驱动轴586的旋转提供动力。第一轴颈部596和第二轴颈部598可以可旋转的方式分别设置在轴承576和轴承组件552内。
轴封566可以与驱动轴586在第二端部594与第二轴颈部598之间的位置处密封地接合以防止油从壳体组件512泄漏。因此，轴封566的第一端部644通常抵靠静态配重磨损表面650与驱动轴586一起旋转并因此防止了油和制冷剂泄漏出开放式驱动的压缩机。第一配重部588可以在第一端部592和第一轴颈部596之间的位置处固定至驱动轴586，第二配重部590可以在第一轴颈部596与第二轴颈部598之间的位置处固定至驱动轴586。
如以上所提到的，第一端部644限定了与密封壳体554的相对磨损表面650相互作用的面密封接触或磨损表面648。根据本公开的某些方面，轴封566的面密封磨损表面648可被涂覆有第十五抗磨损涂层660。由于磨损表面648涂覆有第十五抗磨损涂层660，因而轴封566的套环652和波纹管区域654可由多种与常规材料不同的材料形成，但是其将可靠地形成密封。
用于形成轴封566的下面结构的合适的材料包括金属，例如铁基合金，如钢、不锈钢、钢和铸铁，以及铜基合金，如青铜、黄铜等，以及能够满足性能要求的非金属材料。例如，合适的材料包括青铜、锑碳、石墨碳化硅及其任何组合。下面的轴封566能够由通过铸造、锻造或被精炼的这种金属材料形成。这里所描述的磨损表面中的任何表面可通过喷砂处理被预处理以提高表面粗糙度，如以上之前讨论过的。在某些变化方案中，相对磨损表面650，其可以是不同的配合环的形式，可以由碳化钨、碳化硅、石墨碳化硅、碳化硅或任何其组合形成。
在某些实施方案中，第十五抗磨损涂层660可选地包括设置在磨损表面648上并邻近磨损表面648的一层或更多层底漆层以及一层或更多层顶涂层(未示出，但类似图15A、15B和图16中示出的实施方案的具有可选的底漆层470的第十三抗磨损涂层460)。因此，在某些变化方案中，施用了一层或更多层薄的底漆层(例如，在喷涂过程中施用一次，随后通过焙烧)。底漆层可包括包含有聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺-酰亚胺聚合物材料(PAI)或其组合的一层、两层或更多层。如以上讨论的，这种底漆层可以被用作相对薄的层，例如，厚度为约0.0005英寸(约12.7μm)。
在底漆层上可施用一层或更多层上抗磨损顶涂层。通过示例的方式，两个不同的层可通过首先喷涂，然后在喷涂前体的应用之间施加热(例如，焙烧)来施用。每个这样的层的总厚度可以为大于或等于约0.001英寸(约25μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)。
在一个实施方案中，合适的第十五抗磨损涂层660可以可选地包括一层或更多层包含聚醚醚酮(PEEK)聚合物自身的底漆层，随后在其上施用一层或更多层上抗磨损顶涂层，所述上抗磨损顶涂层包含聚醚醚酮(PEEK)聚合物以及选自0重量％至小于或等于约30重量％的聚四氟乙烯(PTFE)、0重量％至小于或等于约30重量％的石墨、0重量％至小于或等于约30重量％的二硫化钼(MoS2)、0重量％至30重量％的碳纤维及其组合的至少一种润滑剂颗粒。在某些方面中，包含(各)底漆层和(各)上层的第十五抗磨损涂层660形成大致均匀的涂层，该涂层的干膜厚度为大于或等于约0.001英寸(约25μm)至小于或等于约0.006英寸(约152μm)，可选地大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)。在一个实施方案中，这种抗磨损涂层可包括含有PEEK的底漆层和包含PEEK、约19重量％的含PTFE的第一润滑剂颗粒以及约11重量％的含MoS2的第二润滑剂颗粒的抗磨损涂层，该底漆和该抗磨损涂层二者的最终干膜厚度为约0.002英寸(约51μm)至约0.003英寸(约76μm)。在另一实施方案中，抗磨损涂层可包括包含PEEK的底漆层和包含PEEK的抗磨损涂层，该包含PEEK的抗磨损涂层具有约30重量％的包含PTFE的第一润滑剂颗粒，底漆和抗磨损涂层二者的最终干膜厚度为约0.002英寸(约51μm)至约0.003英寸(约76μm)。
在另一实施方案中，合适的第十五抗磨损涂层660可以可选地包括包含聚酰胺-酰亚胺聚合物材料(PAI)自身的一层或更多层底漆层，随后施用一层或更多层上抗磨损顶涂层，所述上抗磨损顶涂层包含聚醚醚酮(PEEK)聚合物和选自0重量％至小于或等于约30重量％的聚四氟乙烯(PTFE)、0重量％至小于或等于约30重量％的石墨、0重量％至小于或等于约30重量％的二硫化钼(MoS2)、0重量％至30重量％的碳纤维及其组合的至少一种润滑剂颗粒。在某些方面中，包括(各)底漆层和(各)上层的第十五抗磨损涂层660形成大致均匀的涂层，该涂层具有大于或等于约0.001英寸(约25μm)至小于或等于约0.006英寸(约152μm)，可选地大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)的干膜厚度。
在一个实施方案中，合适的第十五抗磨损涂层660可以可选地包括一层或更多层包含聚醚醚酮(PEEK)聚合物自身的底漆层，随后在其上施用一层或更多层上抗磨损顶涂层，所述上抗磨损顶涂层包含聚醚醚酮(PEEK)聚合物和选自0重量％至小于或等于约30重量％的聚四氟乙烯(PTFE)、0重量％至小于或等于约30重量％的石墨、0重量％至小于或等于约30重量％的二硫化钼(MoS2)、0重量％至30重量％的碳纤维及其组合的至少一种润滑剂颗粒。在某些方面中，包括(各)底漆层和(各)上层的第十五抗磨损涂层660形成大致均匀的涂层，该大致均匀的涂层的干膜厚度为大于或等于约0.001英寸(约25μm)至小于或等于约0.006英寸(约152μm)，可选地大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)。
在另一实施方案中，合适的第十五抗磨损涂层660可以可选地包括两层或更多层底漆层，所述两层或更多层底漆层包括包含聚酰胺-酰亚胺聚合物材料(PAI)的第一底漆层和随后的包含聚醚醚酮(PEEK)聚合物的第二底漆层。在所述双底漆层之后施用一层或更多层上抗磨损顶涂层，所述上抗磨损顶涂层包含聚醚醚酮(PEEK)聚合物和选自0重量％至小于或等于约30重量％的聚四氟乙烯(PTFE)、0重量％至小于或等于约30重量％的石墨、0重量％至小于或等于约30重量％的二硫化钼(MoS2)、0重量％至30重量％的碳纤维及其组合的至少一种润滑剂颗粒。在某些方面中，包含(各)底漆层和(各)上层的第十五抗磨损涂层660形成大致均匀的涂层，该大致均匀的涂层的干膜厚度为大于或等于约0.001英寸(约25μm)至小于或等于约0.006英寸(约152μm)，可选地大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)。
在另一实施方案中，合适的第十五抗磨损涂层660可以可选地包括一层或更多层包含有聚酰胺-酰亚胺聚合物材料(PAI)的底漆层(例如，从一至三层底漆层)。在(各)底漆层上施用一层或更多层上抗磨损顶涂层，其包含聚酰胺-酰亚胺聚合物材料(PAI)聚合物和选自0重量％至小于或等于约30重量％的聚四氟乙烯(PTFE)、0重量％至小于或等于约30重量％的石墨、0重量％至小于或等于约30重量％的二硫化钼(MoS2)、0重量％至30重量％的碳纤维及其组合的至少一种润滑剂颗粒。在某些方面中，包含(各)底漆层和(各)上层的第十五抗磨损涂层660形成大致均匀的涂层，该大致均匀的涂层的干膜厚度为大于或等于约0.001英寸(约25μm)至小于或等于约0.006英寸(约152μm)；可选地大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)。
与其他抗磨损涂层中的任何抗磨损涂层类似，第十五抗磨损涂层660在底漆层和抗磨损顶涂层被施用至磨损表面648之后可以可选地被研磨(抛光)。这种研磨过程通常使表面更平坦并且减小了表面粗糙度，这在用于面密封(其形成与相对的表面的更紧密接触以实现流体密封)的某些应用中可能是特别期望的。此外，与前实施方案中的类似，本公开设想了第十五抗磨损涂层660可被施用至磨损表面648的仅选择的区域，并且还可包括设置在不同的分立磨损表面区域上的多个成分上不同的涂覆材料。
需注意的是将抗磨损涂层660施用至轴封566的磨损表面648具有特别的优点。例如，在设计的高压侧油槽压缩机中的高油压将密封面处的接触压力增大至使得未涂覆的常规磨损表面随着时间的推移会潜在地损坏并因此导致泄漏的水平。另外，可以与形成轴封566磨损表面648的某些材料(例如，青铜)起反应的某些油添加物可以与下面金属反应并引起剥落并潜在地形成碎片。通过将第十五抗磨损涂层660施用至磨损表面648，除了提高耐磨性以外，潜在反应的量也被减小至最低并因此降低了在高压侧油槽压缩机中的高油压下发生泄漏的可能性。另外，第十五抗磨损涂层660允许更高水平地顺应密封壳体554的静态的相对磨损表面650从而产生了比常规的金属对金属或金属对碳化物组合的优越地多的密封。此外，由于系统具有更低的摩擦和更好的承受磨损的能力，因而根据本教导某些方面的第十五抗磨损涂层660和相对的磨损表面650提供了在无磨损情况下的用于更高的操作压力的能力。此外，通过利用第十五抗磨损涂层660，能够使用更广范围的油品添加物而不用担心与轴封566的磨损表面648的下面的金属的反应性。需注意的是，尽管在文中未明确地讨论，但压缩机510中的除轴封566的磨损表面648以外的其他磨损表面和部件也可以涂覆有本发明性的抗磨损涂层。
在根据本公开的某些方面的另一实施方案中，旋转压缩机的一个或更多个磨损表面可涂覆有本发明性抗磨损涂层。参照图19和图20，示出了具有容量调节装置的示例性旋转压缩机700。在Caillat的美国专利No.RE40,830中详细地描述了类似的压缩机，该申请以其全部内容通过参引合并入本文中。旋转压缩机700包括在Fargo等人的PCT公开No.WO2012/041259中描述的直接启动无刷永磁体马达组件704，该公开以其全部内容通过参引合并到本文中。
旋转压缩机700包括外壳702，在该外壳702内设置有压缩机组件和马达组件704，该马达组件704具有定子706和使轴710旋转的转子708。压缩转子720偏心地安装在轴710上，并且适于由轴710驱动。压缩转子720固定至轴710，轴710以可旋转的方式分别由上轴颈轴承724和下轴颈轴承726支承。压缩转子720设置在设置于壳体732中的转子缸730内，该压缩转子720与叶片734(图20中示出)配合以对通过入口通道740吸入转子缸730中的流体进行压缩。入口通道740连接至设置在外壳702中的向压缩机700供给抽吸气体的抽吸配件742。
三通阀744操作成交替地连接在抽吸气体与排放气体之间以控制叶片734。当三通阀将排放气体施加至叶片734时，叶片被偏置成抵靠压缩转子720以为旋转压缩机700加载。当三通阀744将抽吸气体施加至叶片734时，叶片被偏置远离压缩转子720(如在图20中示出的)以对旋转压缩机700进行卸载。
此外，三通阀744可通过脉冲宽度调制而受到控制以在任何给定的循环时间期间合适地改变加载状态时间以及卸载状态时间。以此方式，可以以合适的循环时间使用脉冲宽度调制器，以将旋转压缩机700的容量改变至介于满容量和中间容量之间的任何容量。
因此，压缩转子720具有外转子磨损表面750，在该外转子磨损表面750处，压缩转子720与转子缸730磨损表面752相接。因此，如在图20中最佳地观察到的，外转子磨损表面750可在其上设置有第十六抗磨损涂层760。如以上讨论的，优选地是彼此接合和接触的两个磨损表面由不同的材料形成以减小摩擦并提高摩擦学性能。因此，转子缸730的磨损表面752可以被设置成不具有任何抗磨损涂层。此外，在图20中示出的压缩转子720也具有与轴710的一部分相接的内转子磨损表面754，该内转子磨损表面754可以涂覆有第十七抗磨损涂层762。替代性地，代替压缩转子720的内转子磨损表面754，轴710的与内转子磨损表面754相接的一部分可以涂覆有抗磨损涂层。
在图21和图22中示出的替代性实施方案中，旋转压缩机700A包括施用至与图19和图20中的旋转压缩机700的磨损表面不同的磨损表面的抗磨损涂层。出于简洁，在以下实施方案中和附图中的部件与在图19和图20的上下文中描述的部件一样的范围，这些部件可被假定为具有相同的构型和功能，并且将不会在本文中进行特意地讨论。压缩转子720A具有外转子磨损表面750A，在该外转子磨损表面750A处压缩转子720A与形成在壳体732A中的转子缸730A的磨损表面752A相接。磨损表面752A具有施加至磨损表面的会与转子720A相接的多个部分的第十八抗磨损涂层770。第十八抗磨损涂层770也可被施用至叶片734。另外，如在图22中所示，转子720A的与轴710的一部分相接的内转子磨损表面754A可选地涂覆有第十九抗磨损涂层772。
在图23和图24中示出的替代性实施方案中，旋转压缩机700B包括施用至与图19和图20中的旋转压缩机700中或图21和图22中的旋转压缩机700A中的磨损表面不同的磨损表面的抗磨损涂层。出于简洁，至在以下实施方案中和附图中的部件与在图19和图20的上下文中描述的部件一样的范围，这些部件可被假定为具有相同的构型和功能，并且将不会在本文中进行特意地讨论。
压缩转子720偏心地安装在轴710上并且适于通过轴710驱动。压缩转子720固定至轴710，轴710分别由上轴承724和下轴承726以可旋转的方式支承。压缩转子720被置于设置在壳体732中的转子缸730内，并且与叶片734(在图20中示出)配合以对经由入口通道740吸入转子缸730中的流体进行压缩。入口通道740连接至设置在外壳702内的抽吸配件742以将抽吸气体供给至压缩机700。
压缩转子720B具有与轴710B的一部分相接的内转子磨损表面754B，该内转子磨损表面754B可涂覆有第二十抗磨损涂层780。另外，如在图23中最佳示出的，上轴颈轴承724B的壳体的与轴710B的一部分相接的内直径磨损表面782涂覆有第二十抗磨损涂层780。类似地，下轴颈轴承726B的壳体的与轴710B的下部分相接的内直径磨损表面786具有设置在其上的第二十抗磨损涂层780。如由本领域中技术人员所理解的，第二十抗磨损涂层给780可以选择性地施用至仅某些磨损区域而不是例如内转子磨损表面754B、上轴承724B的壳体的内直径磨损表面782和下轴承726B的壳体的内直径磨损表面786中的每一者。
在图25和图26中示出的另一替代性实施方案中，旋转压缩机700C包括施用至与图19和图20中的旋转压缩机700中、图21和图22中的旋转压缩机700A中以及图23和图24中的旋转压缩机700B中的磨损表面不同的磨损表面的抗磨损涂层。出于简洁，在以下实施方案中和附图中的部件与在图19和图20的上下文中描述的部件一样的范围，这些部件可被假定为具有相同的构型和功能，并且将不会在本文中进行特意地讨论。
在该变化方案中，轴710C分别由上轴颈轴承724C和下轴颈轴承726C以可旋转的方式支承。与上轴承788的壳体的内直径磨损表面782C相接的上轴磨损表面788可被涂覆有第二十一抗磨损涂层790。类似地，轴710C的与压缩转子720C的内转子磨损表面754C相接的中间轴磨损区域792可以涂覆有第二十一抗磨损涂层790。另外，轴710C的与下轴颈轴承726C的壳体的内直径磨损表面786C相接的下轴磨损区域794类似地具有设置在其上的第二十一抗磨损涂层790。
如由本领域技术人员所理解的，第二十一抗磨损涂层790可以选择性地施用至轴710C的仅某些磨损区域而并非例如轴710C的上轴磨损表面788、中轴磨损区域792以及下轴磨损区域794中的每一者。此外，如以上讨论的，优选地是彼此接合和接触的两个磨损表面由不同的材料形成以减小摩擦并提高摩擦学性能。因此，设想了磨损表面的任何组合可以被涂覆有抗磨损涂层，诸如图19至图26中的那些磨损表面的选择的组合之类的。此外，尽管无必要示出，但设想的是压缩机的其他磨损区域可被涂覆有抗磨损涂层。此外，设想的是抗磨损涂层可被施用至任何旋转压缩机部件并且在可变容量的旋转压缩机中示出的布置和构型仅为示例性的而非限制性的。
本公开还提供了一种制作用于旋转压缩机的部件的抗磨损表面涂层的方法。该方法可以可选地包括将前体粉末材料施用至金属旋转压缩机部件的磨损表面。该前体粉末材料包括粉末化的热塑性聚合物、第一润滑剂颗粒以及第二不同的润滑剂颗粒。该方法还包括对在磨损表面上施用的前体粉末材料进行加热以形成覆盖下面的金属旋转压缩机部件并且厚度为小于或等于约0.006英寸(约152μm)的大致均匀的涂层。在某些变化方案中，该大致均匀的涂层的厚度可以为小于或等于0.005(127μm)，并且可具有先前指定的层厚度。在这种方法中，前体粉末材料可以与液体载体组合，以形成可喷涂前体材料，使得施用可涉及将前体材料喷涂到金属旋转压缩机部件的磨损表面上。如以上提到过的，在施用前体粉末材料之前，例如包括聚酰胺-酰亚胺或聚芳醚酮的底漆被施用至磨损表面。然后底漆可以被加热和/或干燥，随后将前体粉末材料施用至磨损表面以形成抗磨损涂层。应当注意的是，在本公开的其他地方描述的方法的任何变化方案被类似地设想用于这些方法，然而，出于简洁将不会在本文中重复。
在各个方面中，一个或更多个磨损表面(或压缩机部件的与涡旋压缩机中的其他部件接触的部分)包括金属材料。具有磨损表面的该涡旋压缩机部件或旋转压缩机部件的材料可包括金属材料，诸如类似灰铁之类的铁合金、不锈钢、铝或铝合金。该涡旋压缩机部件或旋转压缩机部件可以是由粉末状金属以本领域中认识到的常规方式锻制、铸造或烧结而成。在抗磨损材料被通过以上之前描述的技术中的任何技术施用至例如涡旋部件磨损表面或旋转部件磨损表面之后，其提供了用作诸如支承表面之类的抗磨损表面的抗磨损涂层。根据本教导的各个方面形成的抗磨损涂层提供了合适的耐磨蚀性，高的耐磨性以及润滑性，以及强度和坚固性以承受在涡旋压缩机或旋转压缩机中的各种操作条件。
本抗磨损涂层特别地适用于涡旋压缩机的磨损表面，包括支承表面。在某些方面中，本教导设想了在涡旋压缩机中的磨损表面或支承表面上应用较薄的抗磨损涂层以代替通常的常规的套筒轴承。在某些变化方案中，具有涂覆有抗磨损涂层的磨损表面的涡旋压缩机部件可选地选自曲轴上的驱动平坦部、曲轴上的主轴颈轴承、曲轴上的下轴颈轴承、衬套上的滑动块或驱动平坦部、衬套的外直径、十字滑块联接器、密封组件的上密封板、面密封、推力板、动涡旋、定涡旋、位于主轴承座上的推力支承表面、下支承板组件、主轴承座上的十字滑块滑动区域、位于波纹管型轴承上的面密封及其组合。
在某些特定的期望的变化方案中，具有涂覆有抗磨损涂层的磨损表面的涡旋压缩机部件选自曲轴上的驱动平坦部、曲轴上的主轴颈轴承、曲轴上的下轴颈轴承、下支承板组件、密封组件的上密封板、面密封件、位于波纹管型密封件上的面密封件、推力板、动涡旋、定涡旋、主轴承座上的推力支承表面及其组合。在某些变化方案中，具有磨损表面的涡旋压缩机部件为涂覆有抗磨损涂层的面密封件。结合有具有本发明性低摩擦系数的抗磨损涂层的这种涡旋部件的涡旋压缩机为坚固的，具有非常高的润滑性，是无铅的并且更环保，并且可以具有更严格的公差以及因而提高的抗磨损性能和抗擦伤性能，尤其是对于某些涡旋压缩机运行条件和设计而言，类似那些经受低的速度以及高的负载运行条件的涡旋压缩机。
在其他方面中，本抗磨损涂层可被用于旋转压缩机的磨损表面，包括支承表面。在某些方面中，本教导设想了在旋转压缩机中的磨损表面或支承表面上使用较薄的抗磨损涂层来代替通常的常规的套筒或轴颈轴承。在某些变化方案中，具有涂覆有抗磨损涂层的磨损表面的旋转压缩机部件可选地选自转子的内磨损表面、转子的外磨损表面、转子缸的磨损表面、叶片的磨损表面、上轴颈轴承座、下轴颈轴承座、轴上的上磨损表面、轴上的中间磨损表面、轴上的下磨损表面及其组合。
本技术的该描述本质上仅为示例性的，并因此意在将不偏离本公开的要旨的变化方案包括在本发明的范围内。这些变化方案并不被认为是脱离了本发明的精神和范围。
本公开设想了制作用于压缩机的抗磨损表面涂层的方法，特别是用于涡旋压缩机中或旋转压缩机中的部件的抗磨损表面涂层。具体地公开的为这种方法的实施方法，其包括将前体粉末材料施用至金属压缩机部件的磨损表面，其中，该前体粉末材料包含粉末化的热塑性聚合物、第一润滑剂颗粒以及第二不同的润滑剂颗粒。该方法还可包括将施用在磨损表面上的前体粉末材料加热以形成覆盖下面的金属压缩机部件并且厚度为小于或等于约0.005英寸(约127μm)的大致均匀的涂层，该方法可选地具有以下步骤或特征中的任何一个步骤或特征或多于一个步骤或特征的任何组合：(1)其中，前体粉末材料与液体载体相组合以形成可喷涂前体材料并且该施用包括将前体材料喷涂到金属压缩机部件的磨损表面上；(2)其中，该大致均匀的涂层的厚度为大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)；(3)其中，在施用之前，金属压缩机部件的磨损表面暴露至喷砂处理以便为磨损表面提供大于或等于约140μm的表面粗糙度(Ra)；(4)其中，在施用之前，包含聚酰胺-酰亚胺的底漆被施用至磨损表面，随后将前体粉末材料施用至磨损表面；(5)其中，粉末化的热塑性聚合物的结晶熔点或玻璃液体转变温度为大于或等于约700°F(约371℃)至小于或等于约775°F(约413℃)，使得加热步骤有助于前体粉末材料的结晶熔融或软化以形成大致均匀的涂层；(6)所述加热在温度为大于或等于约700°F(约371℃)至小于或等于约750°F(约399℃)的炉中进行；(7)该加热在该炉中于该温度下进行大于或等于约15分钟至小于或等于约45分钟的时间；(8)其中，粉末化的热塑性聚合物包含选自聚醚酮(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；第一润滑剂颗粒和第二不同的润滑剂颗粒彼此不同并且独立地选自聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼(MoS2)、二硫化钨(WS2)、六方氮化硼、碳纤维、石墨、石墨烯、氟化镧、碳纳米管、聚酰亚胺颗粒、聚苯并咪唑颗粒及其组合；(9)其中，粉末化的热塑性聚合物包含聚醚醚酮(PEEK)；第一润滑剂颗粒包含二硫化钼(MoS2)，以及第二不同的润滑剂颗粒包含聚四氟乙烯(PTFE)；(10)其中，前体粉末材料基本由包含聚醚醚酮(PEEK)的粉末化热塑性聚合物；包含二硫化钼(MoS2)的第一润滑剂颗粒；以及包含聚四氟乙烯(PTFE)的第二润滑剂颗粒组成；(11)其中，前体粉末材料包括：以质量计为总前体粉末材料的大于或等于约2.5％至小于或等于约25％的包含MoS2的第一润滑剂颗粒；以质量计为总前体粉末材料的大于或等于约5％至小于或等于约30％的包含聚四氟乙烯(PTFE)的第二润滑剂颗粒；以及以质量计为总前体粉末材料的大于或等于约45％至小于或等于约92.5％的粉末化的热塑性聚合物；(12)其中，所述施加为至金属压缩机部件的磨损表面，该金属压缩机部件为选自面密封件、曲轴上的驱动平坦部、曲轴上的主轴颈轴承、曲轴上的下轴颈轴承、滑块、衬套上的驱动平坦部、衬套的外直径、十字滑块联接器、密封组件的上密封板、推力板、动涡旋、定涡旋、主轴承座上的推力支承表面、下支承板组件、主轴承座上的十字滑块滑动区域及其组合的涡旋压缩机部件；和/或(13)其中，所述施加为至金属压缩机部件的磨损表面。该金属压缩机部件为选自转子的内磨损表面、转子的外磨损表面、转子缸的磨损表面、叶片的磨损表面、上轴颈轴承座、下轴颈轴承座、驱动轴上的上磨损表面、驱动轴上的中间磨损表面、驱动轴上的下磨损表面及其组合的旋转压缩机部件。
以上之前讨论的以及列举的作为这些方法的可选步骤或特征的所有可能的组合被具体公开为实施方案。同样具体地公开了包括制作用于压缩机的抗磨损表面涂层的可选地具有列举的特征(1)至(13)中的任何一个特征或多于一个特征的任何组合的该方法的组合。
在其他方面中，具体地公开了压缩机部件的实施方案，该压缩机部件包括设置在压缩机部件的金属磨损表面的至少一部分上的厚度为小于或等于约0.006英寸(约152μm)的抗磨损涂层，其中该抗磨损涂层包括热塑性聚合物、包含二硫化钼(MoS2)的第一润滑剂颗粒以及包含聚四氟乙烯(PTFE)的第二润滑剂颗粒，该抗磨损涂层可选地具有以下特征中的任何一个特征或多于一个特征的任何组合：(14)该热塑性聚合物为选自聚醚酮(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)聚合物；(15)设置在压缩机部件的金属磨损表面的至少一部分上的抗磨损涂层的厚度为小于或等于约0.005英寸(约127μm)；(16)该抗磨损涂层的厚度为大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)；(17)压缩机部件还包括设置在金属磨损表面与抗磨损涂层之间的包含聚酰胺-酰亚胺聚合物的底漆层；(18)压缩机部件还包括设置在金属磨损表面与抗磨损涂层之间的包含聚芳醚酮(PAEK)聚合物的底涂层；(19)抗磨损涂层基本由包含聚醚醚酮(PEEK)的热塑性聚合物、包含二硫化钼(MoS2)的第一润滑剂颗粒以及包含聚四氟乙烯(PTFE)的第二不同的润滑剂颗粒组成；(20)该抗磨损涂层包含以质量计为该抗磨损涂层的大于或等于约2.5％至小于或等于约25％的包含MoS2的第一润滑剂颗粒、以质量计为该抗磨损涂层的大于或等于约5％至小于或等于约30％的包含聚四氟乙烯(PTFE)的第二润滑剂颗粒；以及以质量计为该抗磨损涂层的大于或等于约45％至小于或等于约92.5％的热塑性聚合物；(21)该压缩机部件为选自面密封件、曲轴上的驱动平坦部、曲轴上的主轴颈轴承、曲轴上的下轴颈轴承，滑块、衬套上的驱动平坦部、衬套的外直径、十字滑块联接器、密封组件的上密封板、推力板、动涡旋、定涡旋、位于主轴承座上的推力支承表面、下支承板组件、位于主轴承座上的十字滑块滑动区域及其组合的涡旋压缩机部件；和/或(22)压缩机部件为选自转子的内磨损表面、转子的外磨损表面、转子缸的磨损表面、叶片的磨损表面、上轴颈轴承座、下轴颈轴承座、位于驱动轴上的上磨损表面、位于驱动轴上的中间磨损表面、位于驱动轴上的下磨损表面及其组合的旋转压缩机部件。
再次，以上讨论的以及列举的作为具有抗磨损表面的这些压缩机部件的可选特征的所有可能的组合均具体地作为实施方案公开。同样具体地公开了包括压缩机部件的可选地具有列举的特征(14)至(22)中的任何一个特征或多于一个特征的任何组合的组合。另外，这种压缩机部件可以由以上公开的包括之前公开的步骤或特征(1)至(13)中的一个步骤或特征或任何步骤或特征的组合的方法形成。
在其他方面中，具体公开了一种涡旋压缩机部件，该涡旋压缩机部件包括限定磨损表面的涡旋压缩机部件的金属表面，该磨损表面包括厚度为小于或等于约0.005英寸(约127μm)的抗磨损涂层，其中，该抗磨损涂层基本由(i)选自聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚醚醚酮(PEEEK)及其组合的热塑性聚合物；(ii)第一润滑颗粒以及(iii)第二润滑颗粒组成，其中，第一润滑剂颗粒和第二润滑剂颗粒彼此不同，该抗磨损涂层可选地具有下述特征中的任何一个特征或多于一个特征的任何组合：(23)抗磨损涂层基本由包含聚醚醚酮(PEEK)的热塑性聚合物组成；第一润滑剂包含二硫化钼(MoS2)；以及第二不同的润滑剂颗粒包含聚四氟乙烯(PTFE)；(24)该抗磨损涂层包括以质量计为抗磨损涂层的大于或等于约2.5％至小于或等于约25％的包含MoS2的第一润滑剂颗粒；以质量计为该抗磨损涂层的大于或等于约5％至小于或等于约30％的包含聚四氟乙烯(PTFE)的第二润滑剂颗粒；以及以质量计为该抗磨损涂层的大于或等于约45％至小于或等于约92.5％的热塑性聚合物，和/或(25)还包括设置在金属磨损表面与抗磨损涂层之间的包含聚酰胺-酰亚胺聚合物的底漆层。
以上讨论的和列举的作为具有抗磨损表面的这些压缩机部件的可选的特征的所有可能的组合具体地公开为实施方案。同样也具体地公开了包括可选地具有列举的特征(23)至(25)中的任何一个特征或多于一个特征的任何组合的涡旋压缩机部件的组合。类似地，还设想了具有特征(14)至(21)中的一个或更多个特征的涡旋压缩机部件的任何组合。另外，这种压缩机部件可由以上公开的方法形成，包括之前公开的步骤或特征(1)至(13)的一个步骤或特征或任何组合。
同样，具体公开的为这种旋转压缩机部件的实施方案，该旋转压缩机部件包括旋转压缩机部件的限定磨损表面的金属表面，该磨损表面包括厚度为小于或等于约0.006英寸(约152μm)的抗磨损涂层，其中该抗磨损涂层包含(i)热塑性聚合物；(ii)第一润滑剂颗粒以及(iii)第二润滑剂颗粒，其中，第一润滑剂颗粒和第二润滑剂颗粒彼此不同，该抗磨损涂层可选地具有以下特征中的任何一个特征或多于一个特征的任何组合：(26)该热塑性聚合物选自聚芳醚酮(PAEK)热塑性聚合物，该聚芳醚酮(PAEK)热塑性聚合物选自聚醚酮(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；(27)该热塑性聚合物选自聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚醚醚酮(PEEEK)及其组合；(28)其中，该抗磨损涂层基本由(i)选自聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚醚醚酮(PEEEK)及其组合的热塑性聚合物；(ii)第一润滑剂颗粒以及(iii)第二润滑剂颗粒组成，其中，第一润滑剂颗粒与第二润滑剂颗粒彼此不同；(29)其中，该抗磨损涂层包括包含有聚醚醚酮(PEEK)的热塑性聚合物；第一润滑剂颗粒包含二硫化钼(MoS2)；以及第二不同的润滑剂颗粒包含聚四氟乙烯(PTFE)；(30)其中，该抗磨损涂层包含以质量计为该抗磨损涂层的大于或等于约2.5％至小于或等于约25％的包含MoS2的第一润滑剂颗粒、以质量计为该抗磨损涂层的大于或等于约5％至小于或等于约30％的包含聚四氟乙烯(PTFE)的第二润滑剂颗粒；以及以质量计为该抗磨损涂层的大于或等于约45％至小于或等于约92.5％的热塑性聚合物；(31)其中，第一润滑剂颗粒和第二润滑剂颗粒独立地选自二硫化钼(MoS2)、聚四氟乙烯(PTFE)、石墨以及碳纤维；(32)其中，第一润滑剂颗粒包含二硫化钼(MoS2)，第二不同的润滑剂颗粒包含聚四氟乙烯(PTFE)；(33)该热塑性聚合物为第一热塑性聚合物，并且该磨损表面还包括设置在金属磨损表面与抗磨损涂层之间的位于抗磨损涂层下方的底涂层底漆层，该底涂层底漆层包含选自聚芳醚酮(PAEK)聚合物、聚酰胺-酰亚胺聚合物(PAI)及其组合的第二热塑性聚合物；和/或(34)旋转压缩机部件的磨损表面选自转子的内磨损表面，转子的外磨损表面、转子缸的磨损表面、叶片的磨损表面、上轴颈轴承座、下轴颈轴承座、位于驱动轴上的上磨损表面、位于驱动轴上的中间磨损表面、位于驱动轴上的下磨损表面及其组合。
以上讨论的以及列举的作为具有位于磨损表面上的抗磨损涂层的这些旋转压缩机部件的可选特征的所有可能的组合均具体地公开为实施方案。同样具体地公开的为包括可选地具有列举的特征(26)至(34)的任何一个特征或多于一个特征的任何组合的旋转压缩机部件的组合。类似地，还设想了具有特征(14)至(20)以及(22)中的一个特征或更多个特征的旋转压缩机部件的任何组合。另外，这种旋转压缩机部件可以由以上公开的方法形成，包括之前公开的步骤或特征(1)至(13)中的一个步骤或特征或任何组合。
在另一些其他方面中，特别公开了一种波纹管型轴封，包括套环和柔性波纹管区域，该套环具有用于接纳驱动轴的开口，该柔性波纹管区域限定面密封磨损表面，该面密封磨损表面上设置有厚度为小于或等于约0.006英寸(约152μm)的抗磨损涂层，其中，该抗磨损涂层包含热塑性聚合物和选自二硫化钼(MoS2)、聚四氟乙烯(PTFE)、石墨以及碳纤维的至少一种润滑剂颗粒；该抗磨损涂层可选地具有以下特征中的任何一个特征或多于一个特征的任何组合：(35)热塑性聚合物为选自聚醚酮(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；(36)该抗磨损涂层的厚度为小于或等于约0.005英寸(约127μm)；(37)该抗磨损涂层的厚度为大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)；(38)热该塑性聚合物为第一热塑性聚合物，该面密封磨损表面还包括设置在该面密封磨损表面与抗磨损涂层之间的位于抗磨损涂层下方的底涂层底漆层，该底涂层底漆层包含选自聚芳醚酮(PAEK)聚合物、聚酰胺-酰亚胺聚合物(PAI)及其组合的第二热塑性聚合物；和/或(39)该抗磨损涂层包含0重量％至小于或等于约30重量％的聚四氟乙烯(PTFE)、0重量％至小于或等于约30重量％的石墨，0重量％至小于或等于约30重量％的二硫化钼(MoS2)、0重量％至30重量％的碳纤维及其组合。
再次，以上讨论和列举的作为具有抗磨损涂层的这些波纹管型轴封部件的可选的特征的所有可能的组合被具体地公开为实施方案。同样具体地公开了包括可选地具有列举的特征(35)至(39)中的任何一个特征或多于一个特征的任何组合的波纹管型轴封部件。类似地，还设想了具有本文中讨论的特征(40)至(45)中的一个或更多个特征的的波纹管型轴封部件的任何组合。此外，这种波纹管型轴封压缩机部件可通过以上公开的方法形成，该方法包括之前公开的步骤或特征(1)至(13)中的一个步骤或特征或任何组合。
同样具体地公开了波纹管型轴封，该波纹管型轴封包括套环和柔性波纹管区域，该套环具有用于接纳驱动轴的开口，该柔性波纹管区域限定面密封磨损表面，该面密封磨损表面上设置有厚度为小于或等于约0.006英寸(约152μm)的抗磨损涂层，其中，该抗磨损涂层包含热塑性聚合物、第一润滑剂颗粒和第二不同的润滑剂颗粒；该抗磨损涂层可选地具有以下特征中的任何一个特征或多于一个特征的任何组合：(40)该热塑性聚合物为选自聚醚酮(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)聚合物；(41)该抗磨损涂层的厚度小于或等于约0.005英寸(约127μm)；(42)该抗磨损涂层的厚度为大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)；(43)热塑性聚合物为第一热塑性聚合物并且面密封磨损表面还包括设置在面密封磨损表面与抗磨损涂层之间的位于抗磨损涂层下方的底涂层底漆层，该底涂层底漆层包含选自聚芳醚酮(PAEK)聚合物、聚酰胺-酰亚胺聚合物(PAI)及其组合的第二热塑性聚合物；(44)其中，该抗磨损涂层基本由包含聚醚醚酮(PEEK)的热塑性聚合物、包含二硫化钼(MoS2)的第一润滑剂颗粒、包含聚四氟乙烯(PTFE)的第二不同的润滑剂颗粒组成；和/或(45)其中，该抗磨损涂层基本由包含聚醚醚酮(PEEK)的热塑性聚合物、包含二硫化钼(MoS2)的第一润滑剂颗粒、包含聚四氟乙烯(PTFE)的第二不同的润滑剂颗粒组成。
以上讨论和列举的作为具有抗磨损涂层的这些波纹管型轴封部件的可选的特征的所有可能的组合被具体地公开为实施方案。同样具体地公开了包括可选地具有列举的特征(40)至(45)中的任何一个特征或多于一个特征的任何组合的波纹管型轴封部件。类似地，还设想了具有特征(35)至(39)中的一个或更多个特征的波纹管型轴封部件的任何组合。此外，这种波纹管型轴封压缩机部件可通过以上公开的方法形成，包括之前公开的步骤或特征的(1)至(13)中的一个步骤或特征或任何组合。
已经出于说明和描述的目的提供了实施方案中的前述描述。并非意在穷尽或限制本公开。特定实施方案的单独的元件或特征总体上并不限于该特定的实施方案，而是在可适用之处，这些单独的元件或特征是可互换的并且可被用在选择的实施方案中，即使未具体地示出或描述。同样的元件或特征也可以以许多方式改变。这些变化方案不应当被认为是偏离了本公开，并且意在将所有这些变型包括在本公开的范围内。

Claims (45)

1.一种制造用于涡旋压缩机涡旋部件的抗磨损表面涂层的方法，所述方法包括：
将前体粉末材料施用至金属涡旋压缩机部件的磨损表面，其中，所述前体粉末材料包含粉末化热塑性聚合物、第一润滑剂颗粒和第二不同的润滑剂颗粒；以及
对所述施用在所述磨损表面上的前体粉末材料进行加热以形成覆盖下面的所述金属涡旋压缩机部件并且厚度小于或等于约0.005英寸(约127μm)的大致均匀的涂层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述前体粉末材料与液体载体组合以形成可喷涂前体材料，其中所述施用包括将所述前体材料喷涂到所述金属涡旋压缩机部件的所述磨损表面上。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述大致均匀的涂层的厚度为大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述施用之前，对所述金属涡旋压缩机部件的所述磨损表面进行喷砂处理以向所述磨损表面提供大于或等于约140μm的表面粗糙度(Ra)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述施用之前，将包含聚酰胺-酰亚胺的底漆施用至所述磨损表面，随后将所述前体粉末材料施用至所述磨损表面。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述粉末化热塑性聚合物的结晶熔点或玻璃液体转变温度为大于或等于约700°F(约371℃)至小于或等于约775°F(约413℃)，使得所述加热步骤有利于所述前体粉末材料的结晶熔化或软化以形成所述大致均匀的涂层。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述加热在温度大于或等于约700°F(约371℃)至小于或等于约750°F(约399℃)的炉中进行。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述加热在所述炉中于所述温度下进行大于或等于约15分钟至小于或等于约45分钟的时间段。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述粉末化热塑性聚合物包含选自聚醚酮(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；所述第一润滑剂颗粒和所述第二不同的润滑剂颗粒彼此不同并且均独立地选自聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼(MoS2)、二硫化钨(WS2)、六方氮化硼、碳纤维、石墨、石墨烯、氟化镧、碳纳米管、聚酰亚胺颗粒、聚苯并咪唑颗粒及其组合。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述粉末化热塑性聚合物包含聚醚醚酮(PEEK)，所述第一润滑剂颗粒包含二硫化钼(MoS2)，所述第二不同的润滑剂颗粒包含聚四氟乙烯(PTFE)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述前体粉末材料基本由包含聚醚醚酮(PEEK)的所述粉末化热塑性聚合物、包含二硫化钼(MoS2)的所述第一润滑剂颗粒和包含聚四氟乙烯(PTFE)的所述第二不同的润滑剂颗粒组成。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述前体粉末材料包含：以总的所述前体粉末材料的质量计大于或等于约2.5％至小于或等于约25％的包含二硫化钼(MoS2)的所述第一润滑剂颗粒；以总的所述前体粉末材料的质量计大于或等于约5％至小于或等于约30％的包含聚四氟乙烯(PTFE)的所述第二润滑剂颗粒；以及以总的所述前体粉末材料的质量计大于或等于约45％至小于或等于约92.5％的所述粉末化热塑性聚合物。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述施用为施用至所述金属涡旋压缩机部件的所述磨损表面，所述金属涡旋压缩机部件选自面密封件、曲轴上的驱动平坦部、曲轴上的主轴颈轴承、曲轴上的下轴颈轴承，滑块、衬套上的驱动平坦部、衬套的外直径、十字滑块联接器、密封组件的上密封板、推力板、动涡旋、定涡旋、主轴承座上的推力支承表面、下支承板组件、主轴承座上的十字滑块滑动区域及其组合。
14.一种压缩机部件，包括：设置在所述压缩机部件的金属磨损表面的至少一部分上的厚度为小于或等于约0.005英寸(约127μm)的抗磨损涂层，其中，所述抗磨损涂层包含热塑性聚合物、包含二硫化钼(MoS2)的第一润滑剂颗粒以及包含聚四氟乙烯(PTFE)的第二润滑剂颗粒。
15.根据权利要求14所述的压缩机部件，其中，所述热塑性聚合物为选自聚醚酮(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)聚合物。
16.根据权利要求14至15中任一项所述的压缩机部件，其中所述抗磨损涂层的厚度为大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的压缩机部件，其中所述压缩机部件还包括设置在所述金属磨损表面与所述抗磨损涂层之间的包含聚酰胺-酰亚胺聚合物的底漆层。
18.根据权利要求14至16中任一项所述的压缩机部件，其中所述压缩机部件还包括设置在所述金属磨损表面与所述抗磨损涂层之间的包含聚芳醚酮(PAEK)聚合物的底涂层。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的压缩机部件，其中所述抗磨损涂层基本由包含聚醚醚酮(PEEK)的所述热塑性聚合物、包含二硫化钼(MoS2)的所述第一润滑剂颗粒和包含聚四氟乙烯(PTFE)的所述第二润滑剂颗粒组成。
20.根据权利要求14至19中任一项所述的压缩机部件，其中所述抗磨损涂层包含：以质量计为所述抗磨损涂层的大于或等于约2.5％至小于或等于约25％的包含二硫化钼(MoS2)的所述第一润滑剂颗粒；以质量计为所述抗磨损涂层的大于或等于约5％至小于或等于约30％的包含聚四氟乙烯(PTFE)的所述第二润滑剂颗粒；以及以质量计为所述抗磨损涂层的大于或等于约45％至小于或等于约92.5％的所述热塑性聚合物。
21.根据权利要求14至20中任一项所述的压缩机部件，其中所述压缩机部件为选自面密封件、曲轴上的驱动平坦部、曲轴上的主轴颈轴承、曲轴上的下轴颈轴承、滑块、衬套上的驱动平坦部、衬套的外直径、十字滑块联接器、密封组件的上密封板、推力板、动涡旋、定涡旋、主轴承座上的推力支承表面、下支承板组件、主轴承座上的十字滑块滑动区域及其组合的涡旋压缩机部件。
22.一种涡旋压缩机部件，包括：
所述涡旋压缩机部件的限定磨损表面的金属表面，所述磨损表面包含厚度为小于或等于约0.005英寸(约127μm)的抗磨损涂层，其中所述抗磨损涂层基本由(i)选自聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚醚醚酮(PEEEK)、及其组合的热塑性聚合物；(ii)第一润滑剂颗粒；以及(iii)第二润滑剂颗粒组成，其中所述第一润滑剂颗粒和所述第二润滑剂颗粒彼此不同。
23.根据权利要求22所述的涡旋压缩机部件，其中所述抗磨损涂层基本由包含聚醚醚酮(PEEK)的所述热塑性聚合物、包含二硫化钼(MoS2)的所述第一润滑剂颗粒以及包含聚四氟乙烯(PTFE)的所述第二不同的润滑剂颗粒组成。
24.根据权利要求22和23中任一项所述的涡旋压缩机部件，其中所述抗磨损涂层包含：以质量计为所述抗磨损涂层的大于或等于约2.5％至小于或等于约25％的包含二硫化钼(MoS2)的所述第一润滑剂颗粒；以质量计为所述抗磨损涂层的大于或等于约5％至小于或等于约30％的包含聚四氟乙烯(PTFE)的所述第二润滑剂颗粒；以及以质量计为所述抗磨损涂层的大于或等于约45％至小于或等于约92.5％的所述热塑性聚合物。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的涡旋压缩机部件，还包括设置在所述磨损表面与所述抗磨损涂层之间的包含聚酰胺-酰亚胺聚合物的底漆层。
26.一种旋转压缩机部件，包括：
所述旋转压缩机部件的限定磨损表面的金属表面，所述磨损表面包含厚度为小于或等于约0.006英寸(约152μm)的抗磨损涂层，其中所述抗磨损涂层包含：(i)热塑性聚合物；(ii)第一润滑剂颗粒以及(iii)第二润滑剂颗粒，其中，所述第一润滑剂颗粒和所述第二润滑剂颗粒彼此不同。
27.根据权利要求26所述的旋转压缩机部件，其中所述热塑性聚合物包含选自聚醚酮(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。
28.根据权利要求26至27中任一项所述的旋转压缩机部件，其中所述热塑性聚合物选自聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚醚醚酮(PEEEK)及其组合。
29.根据权利要求26至28中任一项所述的旋转压缩机部件，其中所述抗磨损涂层基本由(i)选自聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚醚醚酮(PEEEK)、及其组合的所述热塑性聚合物；(ii)所述第一润滑剂颗粒；以及(iii)所述第二润滑剂颗粒组成，其中所述第一润滑剂颗粒和所述第二润滑剂颗粒彼此不同。
30.根据权利要求26至29中任一项所述的旋转压缩机部件，其中所述抗磨损涂层包含：包含聚醚醚酮(PEEK)的所述热塑性聚合物、包含二硫化钼(MoS2)的所述第一润滑剂颗粒以及包含聚四氟乙烯(PTFE)的所述第二润滑剂颗粒。
31.根据权利要求26至30中任一项所述的旋转压缩机部件，其中所述抗磨损涂层包含：以质量计为所述抗磨损涂层的大于或等于约2.5％至小于或等于约25％的包含二硫化钼(MoS2)的所述第一润滑剂颗粒；以质量计为所述抗磨损涂层的大于或等于约5％至小于或等于约30％的包含聚四氟乙烯(PTFE)的所述第二润滑剂颗粒；以及以质量计为所述抗磨损涂层的大于或等于约45％至小于或等于约92.5％的所述热塑性聚合物。
32.根据权利要求26至29中任一项所述的旋转压缩机部件，其中所述第一润滑剂颗粒和所述第二润滑剂颗粒独立地选自二硫化钼(MoS2)、聚四氟乙烯(PTFE)、石墨以及碳纤维。
33.根据权利要求26至32中任一项所述的旋转压缩机部件，其中所述第一润滑剂颗粒包含二硫化钼(MoS2)，和所述第二润滑剂颗粒包含聚四氟乙烯(PTFE)。
34.根据权利要求26至33中任一项所述的旋转压缩机部件，其中所述热塑性聚合物为第一热塑性聚合物，所述磨损表面还包括设置在所述磨损表面与所述抗磨损涂层之间的位于所述抗磨损涂层下面的底涂底漆层，所述底涂底漆层包含选自聚芳醚酮(PAEK)聚合物、聚酰胺-酰亚胺(PAI)聚合物及其组合的第二热塑性聚合物。
35.根据权利要求26至34中任一项所述的旋转压缩机部件，其中所述旋转压缩机部件的所述磨损表面选自转子的内磨损表面、转子的外磨损表面、转子缸的磨损表面、叶片的磨损表面、上轴颈轴承座、下轴颈轴承座、驱动轴上的上磨损表面、驱动轴上的中间磨损表面、驱动轴上的下磨损表面及其组合。
36.一种波纹管型轴封，包括：
套环和柔性波纹管区域，所述套环具有用于接纳驱动轴的开口，所述柔性波纹管区域限定面密封磨损表面，所述面密封磨损表面上设置有厚度为小于或等于约0.006英寸(约152μm)的抗磨损涂层，其中所述抗磨损涂层包含热塑性聚合物和选自二硫化钼(MoS2)、聚四氟乙烯(PTFE)、石墨以及碳纤维的至少一种润滑剂颗粒。
37.根据权利要求36所述的波纹管型轴封，其中所述热塑性聚合物为选自聚醚酮(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)聚合物。
38.根据权利要求36和37中任一项所述的波纹管型轴封，其中所述抗磨损涂层的厚度为大于或等于约0.002英寸(约51μm)至小于或等于约0.003英寸(约76μm)。
39.根据权利要求36至38中任一项所述的波纹管型轴封，其中所述热塑性聚合物为第一热塑性聚合物，所述面密封磨损表面还包括设置在所述面密封磨损表面与所述抗磨损涂层之间的位于所述抗磨损涂层下方的底涂底漆层，所述底涂底漆层包含选自聚芳醚酮(PAEK)聚合物，聚酰胺-酰亚胺(PAI)聚合物及其组合的第二热塑性聚合物。
40.根据权利要求36至39中任一项所述的波纹管型轴封，其中所述抗磨损涂层包含0重量％至小于或等于约30重量％的聚四氟乙烯(PTFE)、0重量％至小于或等于约30重量％的石墨、0重量％至小于或等于约30重量％的二硫化钼(MoS2)、0重量％至小于或等于约30重量％的碳纤维及其组合。
41.一种波纹管型轴封，包括：
套环和柔性波纹管区域，所述套环具有用于接纳驱动轴的开口，所述柔性波纹管区域限定面密封磨损表面，所述面密封磨损表面上设置有厚度为小于或等于约0.006英寸(约152μm)的抗磨损涂层，其中，所述抗磨损涂层包含热塑性聚合物、第一润滑剂颗粒以及第二不同的润滑剂颗粒。
42.根据权利要求41所述的波纹管型轴封，其中所述热塑性聚合物为选自聚醚酮(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)聚合物。
43.根据权利要求41和42中任一项所述的波纹管型轴封，其中所述热塑性聚合物为第一热塑性聚合物，所述面密封磨损表面还包括设置在所述面密封磨损表面与所述抗磨损涂层之间的位于所述抗磨损涂层下面的底涂底漆层，所述底涂底漆层包含选自聚芳醚酮(PAEK)聚合物，聚酰胺-酰亚胺(PAI)聚合物及其组合的第二热塑性聚合物。
44.根据权利要求41至43中任一项所述的波纹管型轴封，其中所述抗磨损涂层包含：包含聚醚醚酮(PEEK)的所述热塑性聚合物、包含二硫化钼(MoS2)的所述第一润滑剂颗粒以及包含聚四氟乙烯(PTFE)的所述第二不同的润滑剂颗粒。
45.根据权利要求41至44中任一项所述的波纹管型轴封，其中所述抗磨损涂层基本由包含聚醚醚酮(PEEK)的所述热塑性聚合物、包含二硫化钼(MoS2)的所述第一润滑剂颗粒以及包含聚四氟乙烯(PTFE)的所述第二不同的润滑剂颗粒组成。
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