[發(fā)明專利]壓縮機(jī)泵體用活塞及其制備方法以及壓縮機(jī)和制冷設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410225658.2
• 申請(qǐng)日: 2014-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103993216A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐利華;虞陽(yáng)波;蘇建輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東美芝精密制造有限公司
• 主分類號(hào): C22C37/04
• 分類號(hào): C22C37/04;C22C37/10;F04B39/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓縮機(jī)領(lǐng)域，具體地，涉及壓縮機(jī)泵體用活塞及其制備方法以及壓縮機(jī)和制冷設(shè)備。

背景技術(shù)

國(guó)際國(guó)內(nèi)各大空調(diào)廠商普遍采用全封閉滾動(dòng)活塞旋轉(zhuǎn)式空調(diào)壓縮機(jī)。壓縮機(jī)泵體包含氣缸、上下軸承、活塞、滑片及曲軸等組件，并由氣缸、上下軸承、活塞及滑片構(gòu)成壓縮冷媒混合氣體的腔體。由于泵體零件間隙泄漏、吸排氣壓力損失及摩擦損失均會(huì)對(duì)壓縮機(jī)效率造成極大影響，各零件間磨損過(guò)大時(shí)會(huì)造成壓縮機(jī)的性能明顯下降甚至失效，而上述因素又與泵體零件的材質(zhì)及機(jī)加工有極大的關(guān)系，要求泵體部件材質(zhì)有良好的加工精度及耐磨性能。氣缸、上下軸承及活塞材料，壓縮機(jī)行業(yè)相關(guān)廠家一般采用灰口鑄鐵進(jìn)行制造。尤其是活塞，通常各大壓縮機(jī)廠均采用牌號(hào)較高的HT300，同時(shí)，為增強(qiáng)耐磨性，還在基體中添加Ni、Cr、Mo等合金元素。

活塞采用HT300合金灰鑄鐵，存在如下問(wèn)題：

制造性差：首先，灰口鑄鐵隨著牌號(hào)的提高鑄造性下降，縮孔率增加。HT300鑄件縮孔率高達(dá)3.94％，同時(shí)，為提高其耐磨性，在其成分中添加合金元素以便在基體中形成硬質(zhì)點(diǎn)，這也使得鑄件成品率進(jìn)一步降低并大大增加的機(jī)加工的困難。

與其他泵體零件線膨脹系數(shù)差異較大。由于泵體各零件采用不同的材質(zhì)，其中氣缸及軸承采用HT200～250，活塞采用HT300合金鑄鐵，曲軸則采用QT600。三種材質(zhì)的線膨脹系數(shù)差別較大，尤其是活塞與氣缸的線膨脹性，在壓縮機(jī)工作溫度范圍時(shí)，相差達(dá)1.5×10^-6/K；而活塞與曲軸的線膨脹系數(shù)相差也較大。如果各配合尺寸間隙設(shè)計(jì)較大，則造成整機(jī)的容積效率損失較大，而間隙設(shè)計(jì)較小時(shí)，則造成運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)際間隙的變化，導(dǎo)致壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)故障。

耐磨性不足：活塞與壓縮機(jī)泵體其他零件存在著滾動(dòng)摩擦及滑動(dòng)摩擦，是壓縮機(jī)泵體各零件中摩擦條件最惡劣的零件之一，即使相較其他零件采用了更高牌號(hào)、更耐磨的材料，但長(zhǎng)期重負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)后，由于其片狀石墨形態(tài)所具有的對(duì)基體的割裂作用所決定，其往往仍然是磨損最嚴(yán)重的零件。

成本較高：隨著灰口鑄鐵牌號(hào)的增加，鑄造成本明顯提高，同時(shí)，由于向基體中增加合金元素，尤其是Ni和Mo都屬于貴重金屬，造成活塞成本的進(jìn)一步提高。

因此，無(wú)論從材料特性對(duì)壓縮機(jī)使用要求的滿足，或是原材料及制造成本，現(xiàn)階段壓縮機(jī)的泵體使用的合金灰鑄鐵活塞仍有待改善。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種制造性好、線膨脹系數(shù)與氣缸、曲軸材料接近、抗磨損能力強(qiáng)及成本較低的用于壓縮機(jī)的活塞。

如前所述，活塞采用灰口鑄鐵或灰口合金鑄鐵存在諸多問(wèn)題，因而尋找一種更合適的材料作為灰口鑄鐵的替代材質(zhì)，以更好地發(fā)揮壓縮機(jī)的性能，成為一個(gè)刻不容緩的任務(wù)。

因而，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種壓縮機(jī)泵體用活塞，其特征在于，所述活塞由蠕墨鑄鐵制成，所述蠕墨鑄鐵包含：3.2～3.8重量％的C；2.0～3.0重量％的Si；0.5～1重量％的Mn；不高于1.0重量％的Cu；不高于0.3重量％的P；不高于0.06重量％的S；以及余量的鐵。

由此本發(fā)明上述實(shí)施例的壓縮機(jī)泵體用活塞由具有上述組分的蠕墨鑄鐵制成，使得其具有更好的切削性，配合間隙的穩(wěn)定性提高，同時(shí)還增強(qiáng)了活塞的抗磨損性，降低了成本。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的壓縮機(jī)泵體用活塞還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述蠕墨鑄鐵還包含：0.5～1.0重量％的Cr、0.1～0.5重量％的Ni和不高于0.5重量％的Mo。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述蠕墨鑄鐵的蠕化率為40％～90％。由此可保證活塞基體中蠕蟲(chóng)狀石墨的數(shù)量，進(jìn)一步增強(qiáng)壓縮機(jī)泵體用活塞的耐磨損性，改善活塞、滑片及氣缸的磨耗，使壓縮機(jī)具體優(yōu)良的精度保持性。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述蠕墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度不低于320MPa。由此可以有效提高壓縮機(jī)泵體用活塞的強(qiáng)度，提升活塞的耐壓能力，增大其使用的壓縮比范圍，適應(yīng)用于更多的冷媒。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述蠕墨鑄鐵的彈性模量不低于145GPa。由此可以進(jìn)一步提高壓縮機(jī)泵體用活塞的剛性及配合間隙的熱穩(wěn)定性，進(jìn)而為減小選配間隙提供空間，可使得壓縮機(jī)性能得以提升。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提出了一種制備壓縮機(jī)泵體用活塞的方法，包括：

提供熔煉原料混合物；

將所述熔煉原料混合物進(jìn)行熔煉，以便得到混合鐵水；