[實用新型]壓縮機部件

有效

• 申請號: 201720901189.0
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN207494519U
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 羅克薩娜·E·L·魯克桑達;馬克·J·斯坎卡雷洛;克里斯托弗·S·里斯;肯尼斯·P·揚
• 申請（專利權）人: 艾默生環境優化技術有限公司
• 主分類號: B22D17/00
• 分類號: B22D17/00;F04C18/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 潘煒;李新燕

本實用新型提供了一種壓縮機部件。該壓縮機部件包括至少一個支承磨損表面，所述至少一個支承磨損表面包括均質地分布在金屬合金材料的基體內的多個固體潤滑劑顆粒，其中，所述多個固體潤滑劑顆粒沿著所述至少一個支承磨損表面以大于等于約10體積％至小于等于約30體積％存在，并且所述至少一個支承磨損表面具有按體積計小于等于約10％的孔隙率，所述金屬合金材料包括銅合金，并且所述壓縮機部件基本上是無鉛的。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年7月22日提交的美國臨時申請No.62/365,756的權益。上述申請的全部公開內容通過引用并入本文中。

技術領域

本公開涉及用于制造支承材料的半固態金屬鑄造方法，其對固體潤滑顆粒在金屬合金基體中的分布提供高水平的控制，并且涉及由其形成的支承材料。

背景技術

在用于加熱、通風、空氣調節和制冷(HVAC&R)工業的空調和制冷壓縮機中使用的支承件與其他應用(如汽車空調壓縮機)相比在所需的設計壽命方面是獨特的。支承件通常用于減小接合磨損表面的摩擦同時支撐徑向和軸向載荷的目的。住宅HVAC&R應用的典型壓縮機壽命大于50,000小時，HVAC&R商業應用的典型壓縮機壽命超過100,000小時。相比之下，典型的汽車空調壓縮機壽命為約3000小時。因此，在用于HVAC&R應用的壓縮機中使用的支承件必須被設計成比其他壓縮機應用具有顯著更長的壽命。此外，將HVAC&R壓縮機部分或完全密封以防止制冷劑泄漏和確保長時間、可靠、不間斷的運行而不需要檢修。因此，油或支承件在壓縮機的整個壽命期間不改變。因此，這樣的支承件的耐久性要求高。只有精心設計的支承件才能夠在連續壓縮機操作而無需維護或更換的情況下實現如此長的壽命。

此外，制冷和空氣調節壓縮機支承件具有潛在的固有潤滑問題。在很大程度上，潤滑油與制冷劑在化學和物理上是可混溶的，制冷劑被壓縮和循環通過封閉系統以在制冷回路內向壓縮機提供回油。這種可混溶性特征反過來意味著制冷劑對潤滑油具有高度的溶解能力。這在關閉系統一段時間后可導致重復的“干”啟動條件，因為在這樣的關機時間期間，制冷劑可用作從關鍵支承表面除去油的脫脂劑。

此外，其在發生重復制冷劑溢流情況的壓縮機的使用壽命期間、特別是在啟動期間或在系統除霜期間并不罕見，因此將油-制冷劑混合物的有效粘度降低至支承件變得嚴重受力的程度。該制冷劑溢流事件除去了合適的支承性能所需的極重要的潤滑。其他現象通常也與HVAC&R壓縮機有關，例如由于這樣的系統的室內與室外部分之間的溫度平衡而在壓縮機的各種內表面上重復出現冷凝和沸騰。

因此，支承件的潤滑性能是非常重要的并且與制冷和空氣調節壓縮機的高耐久性和可靠性要求直接相關。由于存在幫助減小摩擦和防止磨損的固體潤滑顆粒，這些特性在HVAC&R工業的大多數支承件中得以實現并且對于壓縮機支承件尤為重要。在壓縮機以及其他設備中，通常使用圓柱形套筒式支承件，其可包括具有與聚合物設置在其中以形成磨損表面的套筒相鄰的多孔金屬層的外部金屬套筒或背襯(例如，由鋼形成)。例如，用作壓縮機中的軸頸軸承的普通軸承具有含有多孔青銅層的鋼套筒/背襯，所述多孔青銅層具有良好分散的PTFE樹脂，并且還具有分散在整個多孔青銅層中的樹脂(例如，通過使用基于溶劑的漿料)中的鉛顆粒。在其他變體中，套筒軸承可用分散在金屬合金基體中的潤滑劑顆粒(例如鉛)澆鑄，或者可具有通過這樣的技術形成的軸承層。

對于鑄造HVAC&R軸承，理想地，固體潤滑顆粒應當位于固體支承件內的預定位置。將固體潤滑顆粒引入液態金屬合金基體并不困難，只要熔融金屬合金基體和固體潤滑顆粒的密度相對匹配即可。傳統上，制造支承件的方法將固體潤滑顆粒引入100％液相。例如，鉛(Pb)是用于支承件的特別有效的潤滑劑，并且Pb顆粒與用作金屬合金基體的許多合金具有相似的密度。嚴格的環境法規限制了鉛的使用，進一步使HVAC&R應用中壓縮機伴隨的潤滑問題復雜化。因此，提供無鉛軸承的全球命令需要開發相對于常規軸承(如套筒式軸承)提供同等和/或提高的效率的替代無鉛設計。