[發(fā)明專利]一種壓縮機(jī)用粉末冶金鋁合金連桿的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410717250.7
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN105710373B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳睿;周國燕;包崇璽;毛增光
• 申請（專利權(quán)）人: 東睦新材料集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: B22F3/16
• 分類號: B22F3/16;B22F1/00;C22C21/00
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi)

一種壓縮機(jī)用粉末冶金鋁合金連桿的制備方法，步驟：鋁合金連桿的化學(xué)成分為：Cu：0.1?7wt％，Mg：0.1?3wt％，Si：0.1?6wt％，Zn：0.1?8wt％，Sn：0.02?2wt％，其他細(xì)化晶粒助劑含量小于2wt％，Al為余量；混合含有Al、Cu、Mg、Si、Zn、Sn元素的粉末，將混合粉在100?600MPa的壓力下模壓成形得到生坯，成形密度為2.30?2.65g/cm³；進(jìn)行脫蠟、燒結(jié)處理；進(jìn)行熱處理；進(jìn)行整形；噴砂或刷毛處理；機(jī)加工，使產(chǎn)品尺寸滿足圖紙要求。本發(fā)明制備工藝簡單，具有加工量少、材料利用高的特點(diǎn)，降低了生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，制得的連桿材質(zhì)組分配比科學(xué)合理，拉伸強(qiáng)度高，耐磨性能良好，有利于優(yōu)化壓縮機(jī)設(shè)計(jì)，提高壓縮機(jī)效率，適合大批量高效率生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種壓縮機(jī)用粉末冶金鋁合金連桿的制備方法。

背景技術(shù)

連桿在壓縮機(jī)中的作用是將曲軸和活塞連接起來并進(jìn)行力的傳接，將曲軸的圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊闹本€往復(fù)運(yùn)動。連桿的主要生產(chǎn)方法為鍛造、粉末冶金、鑄造，力學(xué)性能以鍛造最高，鑄造最低，粉末冶金方法居中。相比鍛造和鑄造，粉末冶金具有機(jī)加工少，尺寸精度高，組織均勻，偏析和夾雜少、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，目前粉末冶金連桿以鐵基材料為主。與鋁基材料相比，鐵基材料力學(xué)性能較高，能夠在較高的負(fù)載下工作，但難于生產(chǎn)出密度均勻、致密度高(>90％理論密度)的零件，且鐵的導(dǎo)熱性相對較差，機(jī)加工過程中必須使用冷卻液。在表面封孔處理不徹底的情況下，冷卻液會滲入到連桿基體中，在使用過程中又逐步溢出。溢出的冷卻液老化后會造成零件匹配或潤滑異常，導(dǎo)致壓縮機(jī)運(yùn)行不正常，如噪聲增大，壓力不正常等情況，甚至直接停機(jī)。采用鋁合金連桿則能夠避免以上問題，首先鋁基材料具有較好的壓制性能，較低壓力下成型密度就可以達(dá)到理論密度的95％(含潤滑劑)以上，且鋁合金通常會有一定的燒結(jié)收縮，因此燒結(jié)后致密度可≥97％，此時孔隙球化，形成閉孔，密封性能良好。鋁的導(dǎo)熱性能良好，僅次于銅、銀，比鐵高一個數(shù)量級，因此在機(jī)加工過程中可采用吹氣冷卻，不需要加入冷卻液，徹底避免冷卻液滲入的問題。利用鋁合金熱導(dǎo)率高的優(yōu)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)連桿的時候也可簡化設(shè)計(jì)。鋁的密度是鐵的0.34倍，因此采用鋁合金連桿可以極大地降低壓縮機(jī)工作時的功耗，提高能量利用率。

除以上所述優(yōu)點(diǎn)外，粉末冶金鋁合金與傳統(tǒng)鑄造和壓鑄鋁合金相比，表面與內(nèi)部缺陷少，組織均勻，晶粒細(xì)小，因?yàn)殍T件存在一些固有缺陷，比如：在澆鑄時，熔液前端的溫度太低，相疊時產(chǎn)出痕跡(冷紋)；容易產(chǎn)生氣孔、縮孔等缺陷，顯微組織不均勻，表面晶粒較細(xì)，心部晶粒粗大，嚴(yán)重影響零件的力學(xué)性能；大多數(shù)壓鑄鋁合金不可熱處理，所以強(qiáng)度不高，但燒結(jié)鋁合金可以通過熱處理(T6)，顯著提高材料的強(qiáng)度和硬度。因此，粉末冶金鋁合金特別適合于服役條件要求更高的領(lǐng)域。采用粉末冶金方法制造鋁合金連桿是一種簡單、高效、節(jié)能、環(huán)保的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種工藝簡單、材料利用率高、成本低的壓縮機(jī)用粉末冶金鋁合金連桿的制備方法，可適合批量生產(chǎn)，制得的鋁合金連桿具有較好的力學(xué)性能。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種壓縮機(jī)用粉末冶金鋁合金連桿的制備方法，其特征在于依次包括以下步驟：

1)設(shè)計(jì)材料組成：鋁合金連桿的化學(xué)成分為：Cu：0.1-7wt％，Mg：0.1-3wt％，Si：0.1-6wt％，Zn：0.1-8wt％，Sn：0.02-2wt％，其他細(xì)化晶粒助劑或燒結(jié)助劑含量小于2wt％，Al為余量；

2)按照上述成分配比，混合含有Al、Cu、Mg、Si、Zn、Sn元素的粉末，混合時添加粉末質(zhì)量0.5～2.0％的粉末成型潤滑劑；

3)將上述混合粉在100-600MPa的壓力下模壓成形得到生坯，成形密度為2.30～2.65g/cm³；

4)將成形生坯在250-470℃氣氛保護(hù)或真空下進(jìn)行脫蠟15-90分鐘，脫除潤滑劑，氣氛選擇氮?dú)狻鍤饣驓錃庵械娜我庖环N；