CN1691988A - 制造研磨涂层片的装置和方法以及研磨涂层片 - Google Patents

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Abstract

在基台(110)上设置具有凹槽(121)的片盘(120)，在凹槽中装有钎接金属片。滑动元件(140)可以在片盘(120)的上方的位置沿着片盘(120)的纵向方向滑动。通过固定于滑动元件(140)并被其支撑的千分尺(170)可以上下移动刮刀(160)。钎接金属片装在凹槽(121)中，并且涂敷有研磨涂层材料。滑动元件(140)滑动，同时使用千分尺(170)调节刮刀(160)和片盘(120)之间的间隙。结果，研磨涂层材料的多余部分被刮掉，并且研磨涂层材料的厚度均匀。因此，可以方便地制造高质量的具有均匀研磨涂层材料厚度的研磨涂层片。

Description

制造研磨涂层片的装置和方法以及研磨涂层片
技术领域
本发明涉及制造研磨涂层片的装置和方法以及研磨涂层片，该装置和方法设计为能制造具有相同研磨涂层材料厚度的研磨涂层片。
背景技术
在燃气轮机中，在可动叶片的顶部和相对于叶片顶部的外壳之间设置预定的间隙。利用燃气轮机，高温的燃烧气流通过气体通道，从而可动叶片受热膨胀拉长。如果受热拉长是明显的，那么可动叶片的顶部和外壳可能发生接触。
为了确保即使发生这种接触时仍然安全，一种硬的研磨涂层应用于可动叶片的顶部，同时一种能被容易地刮去的可研磨涂层应用于外壳。因为这种措施，即使可动叶片的顶部接触到外壳时，可动叶片顶部上的硬的研磨涂层刮去应用在外壳上的易于轻松刮去的可研磨涂层。因此，保证了安全性，并且可以确保适当的间隙(例如见日本专利申请公开2001-303904)。
CBN/MCrAlY经常用作研磨涂层。在这种涂层中，立方氮化硼(CBN)用作磨料颗粒，MCrAlY作为基体金属将磨料颗粒设置在适当的位置。在MCrAlY中的M表示在铁、镍和钴中的一种或多种金属。
在可动叶片的顶部应用研磨涂层的其中一种方法是使用研磨涂层片。参考附图3(a)至3(d)，说明制造研磨涂层片的程序以及制造研磨涂层片的方法。
首先，如图3(a)所示，制备好商业上可获得的钎接金属片1以备用。例如采用符合JIS标准的“Bni-2”作为钎接金属片1。钎接金属片1通过层压钎料层1a、压敏粘合剂层1b和背衬片1c形成。
然后，如图3(b)所示，研磨涂层材料2以浆的形式涂敷到钎接金属片1的钎料层1a上。研磨涂层材料2是粘合剂2a、MCrAlY2b和CBN2c的混合物。然后，用刮刀或者类似物以片状形式涂敷研磨涂层材料2，并且在这个过程中，多余的研磨涂层材料2被刮掉。至此，这种用刮刀或者类似物以片状形式涂敷研磨涂层材料2的操作仍由操作者手工完成。
当涂敷在钎接金属片1的钎料层1a上的浆状研磨涂层材料2变干时，形成研磨涂层片3。
沿着可动叶片的形状切割完工的研磨涂层片3，之后剥离背衬片1c，并且剩余部分粘到可动叶片的顶部。在这种情况中，将研磨涂层片3(背衬片1c已剥离)和可动叶片一起加热。结果，如图3(c)所示，形成凝固层4，其具有分布在McrAlY的基体金属2b’中的CBN2c。在图3(c)中，5表示可动叶片。
如图3(d)所示，当对凝固层4喷砂处理时，CBN2c从基体金属2b’突出，因此获得所谓“修整(dressing)”。以这种方式，形成研磨涂层6。
根据现有的工艺，涂敷于钎接金属片1上的研磨涂层材料2通过使用刮刀或者类似物由操作员手工操作以片状形式进行涂敷。因此，薄膜厚度变化很大以致于产量很低，并且因此增加了制造成本。
通常，当要制造1m长的片时，以每秒几毫米的速率手工移动刮刀。因此必须指定另一个人进行提供浆的操作，这导致高的劳动成本。
而且，研磨涂层片3通过手工操作制造。因此为了使薄膜厚度变化减到最小，需要一些专门的技术人员。如果更换操作员，将立刻导致薄膜厚度的变化(质量变坏)。
通常接受的刮板工艺具有如下缺点，即如果浆的粘性太高则浆不能以片状形式涂敷。刮板工艺很难使浆的粘性适合于这样的使用(粘性高)。
鉴于上述现有工艺，本发明的目的是提供用于制造研磨涂层片的装置和方法，该装置和方法能制造薄膜厚度不变的研磨涂层片；并提供研磨涂层片。
发明内容
为了实现上述目的，根据本发明的用于制造研磨涂层片的装置包括：基台；设置在基台上的片盘，片盘具有形成于其内的凹槽，凹槽中装有钎接金属片；滑动元件，其设置在基台上以便可以在片盘上方的位置沿片盘纵向方向滑动；刮刀，其可滑动地设置在滑动元件中以便可以靠近和远离片盘的凹槽；以及高度调节机构，用于通过滑动刮刀调节刮刀自片盘的高度。
根据本发明的用于制造研磨涂层片的装置还包括：基台；设置在基台上的片盘，片盘具有形成于其内的凹槽，凹槽中装有钎接金属片；滑动元件，其设置在基台上以便可以在片盘上方的位置沿片盘纵向方向滑动；刮刀，其可滑动地设置在滑动元件中以便可以靠近和远离片盘的凹槽；高度调节机构，用于通过滑动刮刀调节刮刀自片盘的高度；以及间隙测量装置，用于测量片盘和刮刀之间的间隙。
根据本发明的用于制造研磨涂层片的装置的特征在于，包括滑动机构，用于使滑动元件相对于基台滑动。
根据本发明的用于制造研磨涂层片的方法包括：将钎接金属片装到片盘的凹槽中并且通过片夹具夹持钎接金属片的步骤；设置刮刀高度的步骤，刮刀可以在相对于片盘的上表面需要的位置沿着片盘的上表面滑动；将预定量的研磨涂层材料提供到钎接金属片上的步骤；和沿着片盘的上表面以恒定的速度滑动刮刀的步骤，同时将刮刀相对于片盘的上表面的高度保持在高度位置，从而将研磨涂层材料涂敷到钎接金属片上。
根据本发明的用于制造研磨涂层片的方法的特征还在于，在将预定量的研磨涂层材料提供到钎接金属片上的步骤中，研磨涂层材料不是一次性提供，而是以70至80mm间隔提供。
根据本发明的用于制造研磨涂层片的方法的特征还在于，刮刀的滑动速度为1至5毫米/秒(mm/sec)。
根据本发明的用于制造研磨涂层片的方法的特征还在于，刮刀滑动同时相对于钎接金属片的上表面以30至60度的刃口角度倾斜。
根据本发明的研磨涂层片的特征在于，其由上述方法中的任一种制造。
附图说明
图1是根据本发明的制造研磨涂层片的装置的平面图。
图2是本发明的制造研磨涂层片的装置的侧面图。
图3(a)至3(d)是表示制造研磨涂层片的程序以及涂敷这种研磨涂层片的方法的说明图。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本发明的最佳实施方式。
图1是根据本发明最佳实施例的用于制造研磨涂层片的装置100的平面图。图2是装置100的右视图。
如在这些图中所示，多个调节器111连接到基台110的下表面，用于校正和调节基台110的倾斜。具有连续长度的片盘120设置在基台110的上表面。长形的凹槽121形成于片盘120的上表面中。凹槽121的宽度限定为使得钎接金属片(未示出)可以紧紧地固定于片盘120的凹槽121中。
一对线性轨道130，131设置在基台110的上表面上。这些线性轨道130，131设置为与片盘120平行同时将片盘120置于它们之间。
滑动元件140是具有刚性的整体元件，其通过由螺栓将平面材料141、门形材料142和平面材料143紧紧连接到一起而构成。横跨线性导轨130并沿线性导轨130滚动的轴承块132固定于平面材料141的下表面。横跨线性导轨131并沿线性导轨131滚动的轴承块133固定于平面材料143的下表面。因此，滑动元件140可以在片盘120上方的位置沿着片盘120的纵向方向滑动。在这情况下，线性轨道130，130和横跨线性轨道130，131的轴承块132，133之间的间隙非常小，所以滑动元件140的间隙也非常小。
滚珠丝杠150由滚珠丝杠支架151，152可转动地支撑，并设置在基台110的上表面上。滚珠丝杠150在驱动电动机153的转动力下旋转。例如采用齿轮电动机作为驱动电动机153，并且它的旋转速度由变极器控制。旋拧在滚珠丝杠150上的螺母部分154固定于平面材料143的下表面。结果，当滚珠丝杠150被驱动电动机153转动时，它的转动运动通过螺母部分154转化成线性运动，从而滑动元件140可以进行滑动。滑动元件140的滑动速度(即，后面将描述的刮刀160的滑动速度)设置为大约1至5mm/sec。简而言之，元件150至154组成滑动机构。
如图2中所示，刮刀160可以相对于门形材料142沿上下方向滑动，同时它的两侧由导轨161，162引导。刮刀160具有与片盘120的凹槽121几乎相同的宽度，并且可以靠近和远离凹槽121移动。也就是，刮刀160的高度变化，从而刮刀160下侧面和凹槽121的凹槽表面之间的间隙改变。
此时，刮刀160可以滑动地上下移动，同时刮刀160相对于凹槽121的凹槽表面(即将被固定到凹槽中的钎接金属片的上表面)以30至60度中的角度倾斜。结果，当滑动元件140滑动时，刮刀160可以滑动并且相对于钎接金属片的上表面以30至60度中的角度倾斜。
千分尺170固定于门形材料142并由其支撑，并且它的下端固定于刮刀160的上侧。因此，当转动千分尺170的转动部分171时，轴172沿上下方向前进和后退，并且因此调节刮刀160的高度。而且，千分尺170可以测量刮刀160的下侧和凹槽121的凹槽表面之间的间隙。
在这个例子中，千分尺170结合高度调节机构用来调节刮刀160的高度，具有间隙测量装置，用于测量片盘120和刮刀160之间的间隙。
当拧入锁止螺钉180时，刮刀160被锁紧并且它的高度被固定。在片盘120的两端，设置有弹簧型的片夹具181，182。当钎接金属片紧紧地固定在片盘120的凹槽121中时，片夹具181，182夹持钎接金属片的相对两端。
为了利用如上构造的用于制造研磨涂层片的装置100制造研磨涂层片，首先将滑动元件140退到最远的位置。在这种状态下，将钎接金属片紧紧地固定在片盘120的凹槽121中，并且由片夹具181，182夹持钎接金属片的相对两端。
然后，转动千分尺170的转动部分171来调节刮刀160的高度。此时，将由千分尺170测量的刮刀160的下侧和凹槽121的凹槽表面之间的间隙设置为一个预定的长度。
研磨涂层材料(浆状)被涂敷到钎接金属片上。在涂敷后，发动驱动电动机153以沿着片盘120以恒定的速度从片盘的一端到另外一端移动滑动元件140。这样，刮刀160散布浆，同时与凹槽121的凹槽表面保持恒定的间隙。这里重要的是不一次性提供浆，而是以70至80mm的间隔供应(提供)。因此，浆在钎接金属片上保持恒定的厚度。结果，可以形成具有恒定厚度的研磨涂层材料(浆)的高质量的研磨涂层片。
这时，最好是将刮刀160的滑动速度设置为3mm/sec并且刮刀160对于钎接金属片的刃口角度(刮刀斜度)设置为45度。通过将滑动速度和刃口角度设置为这些值，可以得到均匀的涂层。
通过利用千分尺170调节刮刀160的高度，可以以1/1000mm为单位调节研磨涂层材料(浆)的厚度。同时，千分尺170可以精确地测量该厚度。因此，研磨涂层材料的厚度可以被精确地设置为需要的厚度，并且该厚度可以制造的均匀。
而且，滑动元件140通过滑动机构(元件150至154)移动。因此，可以节省劳动，并且即使非专业的操作员也可以制造高质量的研磨涂层片。
根据图1和图2示出的实施例，设置有滑动机构(元件150至154)。然而，也可以设置没有该滑动机构的结构并且可以通过手动力移动滑动元件140。
而且，可以设置一种结构，其中使用线性导轨代替导轨161，162来确保刮刀160平滑地上下运动。
另外，高度调节机构和间隙测量元件可以由单独元件组成。在这种情况下，可以采用进给螺杆机构或者类似物作为高度调节机构，并且可以采用千分尺或者数字指示器作为间隙测量装置。
上述的本发明可以产生下列效果：
钎接金属片固定于凹槽中，并且用研磨涂层材料涂敷，随后移动滑动元件。仅通过这样做，就可以容易地形成具有恒定研磨涂层材料厚度的高质量研磨涂层片。
而且，可以精确地测量研磨涂层材料的厚度，并且该厚度可以精确地设置为需要的厚度。
而且，通过滑动机构可以自动地移动滑动元件。因此，可以节省劳动力，并且即使非专业的操作员也可以制造出高质量的研磨涂层片。
工业应用性
根据上述的本发明，可以高质量地制造用做施加研磨涂层的方法的研磨涂层片。

Claims (8)

1.一种用于制造研磨涂层片的装置，包括：
基台；
设置在所述基台上的片盘，所述片盘具有形成于其内的凹槽，凹槽中装有钎接金属片；
滑动元件，其设置在所述基台上以便可以在所述片盘上方的位置沿片盘纵向方向滑动；
刮刀，其可滑动地设置在所述滑动元件中以便可以靠近和远离所述片盘的所述凹槽；以及
高度调节机构，用于通过滑动所述的刮刀调节所述刮刀自所述片盘的高度。
2.一种用于制造研磨涂层片的装置，包括：
基台；
设置在所述基台上的片盘，所述片盘具有形成于其内的凹槽，凹槽中装有钎接金属片；
滑动元件，其设置在所述基台上以便可以在所述片盘上方的位置沿片盘纵向方向滑动；
刮刀，其可滑动地设置在所述滑动元件中以便可以靠近和远离所述片盘的所述凹槽；
高度调节机构，用于通过滑动所述的刮刀调节所述刮刀自所述片盘的高度；以及
间隙测量装置，用于测量所述片盘和所述刮刀之间的间隙。
3.根据权利要求1或2中的用于制造研磨涂层片的装置，其特征在于，包括滑动机构，用来相对于所述基台滑动所述滑动元件。
4.一种用于制造研磨涂层片的方法，包括以下步骤：
将钎接金属片装到片盘的凹槽中，并且通过片夹具夹持所述的钎接金属片；
设置刮刀高度，刮刀可以在相对于所述片盘的上表面的需要的位置沿着所述片盘的所述上表面滑动；
将预定量的研磨涂层材料提供在所述的钎接金属片上；以及
沿着所述片盘的所述上表面以恒定的速度滑动所述刮刀，同时将所述刮刀相对于所述片盘的所述上表面的高度保持在所述的高度位置，从而将所述的研磨涂层材料涂敷在所述的钎接金属片上。
5.根据权利要求4中的用于制造研磨涂层片的方法，其特征在于，在将预定量的所述研磨涂层材料提供到所述的钎接金属片上的步骤中，所述的研磨涂层材料不是一次性提供，而是以70至80mm的间隔提供。
6.根据权利要求4中的用于制造研磨涂层片的方法，其特征在于，刮刀的滑动速度为1至5毫米/秒。
7.根据权利要求4中的用于制造研磨涂层片的方法，其特征在于，所述的刮刀滑动同时相对于所述钎接金属片的上表面以30至60度的刃口角度倾斜。
8.一种研磨涂层片，其特征在于，其利用根据权利要求4至7中的任一项所述的方法制造。
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