CN101294557A - 斜盘式压缩机的斜盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种斜盘式压缩机的斜盘，包括一基体，其中在所述基体与压缩机的滑履的滑动面上设有耐磨层，所述耐磨层由锌铝合金材料制成。该锌铝合金材料中可包含锌、铝、铜、镁等金属成分。各金属的质量分数为51％～78％的锌，20％～47％的铝，1.2％～3％的铜，0.01％～0.03％的镁。此外，还可以利用碳化硅(SiC)颗粒对锌铝合金材料进行增强，以成倍提高其耐磨性能。本发明的斜盘式压缩机的斜盘既提高了斜盘耐磨性、改善了斜盘和滑履接触面的润滑减摩性能，又不含有对人体和环境有害的铅成分。

Description

斜盘式压缩机的斜盘

技术领域

本发明涉及一种斜盘式压缩机的斜盘，特别涉及用以改善压缩机中斜盘与滑履间的润滑减磨性能的斜盘。

背景技术

图1是一种斜盘式压缩机的剖面结构示意图。如图1所示，压缩机包括汽缸体9，位于汽缸体9一端的前盖3，在汽缸体9和前盖3之间具有曲轴腔15，在汽缸体9的另一端设有阀板组件10，控制阀13以及汽缸盖12，分别由螺钉16连接为一体。

在前盖3以及汽缸体9中的轴承支撑着驱动轴2，位于曲轴腔15内的驱动轴2上，固定有驱动盘4，且支撑有旋转斜盘6，斜盘6沿驱动轴2的轴线滑动并相对倾斜。斜盘6通过一铰接机构5安装在驱动盘4上。铰接机构5引导斜盘6的轴向和倾斜运动，同时，铰接机构5使斜盘6与驱动轴2一体旋转。

发动机(图未示)通过电磁离合器1带动驱动轴2旋转，通过驱动盘4和铰接机构5，斜盘6与驱动轴2作一体转动。斜盘6的旋转通过滑履8转换为每个活塞7在相应的汽缸孔中的直线往复运动。活塞7的往复运动将低压腔11中的制冷剂气体吸入到汽缸孔中，并在汽缸孔中的气体被压缩到预定压力时，排出到高压腔14。当蒸发器热负荷或压缩机转速变化时，使汽缸盖12中控制阀13通道开闭，使曲轴腔15内压力变化，从而使斜盘6角度相应变化改变活塞7冲程。

在上述压缩机中，活塞7随驱动轴2的旋转，通过安装在曲轴腔15内的驱动轴2上的斜盘6和滑履8，在汽缸孔内从上死点到下死点之间往复运动。在该压缩机中，在高滑动载荷条件下，大载荷与高滑速周期性地作用于斜盘6和滑履8的接触面上，因此，斜盘6和滑履8的接触面由于润滑油供给不足很容易变干，使得斜盘6容易被钢制滑履磨损，从而在斜盘6和滑履8的接触面上容易产生卡住现象。另外，当压缩机在一段相对较长时间处于不工作状态时，斜盘6和滑履8接触面的润滑油会在压缩机重新起动的时候被冷却气体吹掉，处于无润滑起动状态，此时也较容易造成斜盘6和滑履8卡住。

针对上述斜盘滑动特性，有人提出了在铁基斜盘上烧结或喷涂含铅铜合金(如中国专利公开号CN1321220A)，以改善斜盘滑动性能，但其材料成分中含有较多的铅，而铅是一种对人体有害的物质，已被许多国家禁止使用或添加。

因此，本领域亟需一种既具有较高耐磨性能，又不含有污染环境的金属成分(铅)的压缩机斜盘。

发明内容

本发明的目的提供一种斜盘式压缩机的斜盘，采用环保的材料提高斜盘耐磨性、改善斜盘和滑履接触面的润滑减摩性能。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种斜盘式压缩机的斜盘，包括一基体，其中在所述基体与压缩机的滑履的滑动面上设有耐磨层，所述耐磨层由锌铝合金材料制成。

在上述的斜盘式压缩机的斜盘中，所述锌铝合金中还含有铜和镁。

上述锌铝合金中，各金属的质量分数为51％～78％的锌，20％～47％的铝，1.2％～3％的铜，0.01％～0.03％的镁。

在上述锌铝合金中，优选地，各金属的质量分数为70％～75％的锌，23％～28％的铝，1.5％～2.0％的铜，0.01％～0.02％的镁。

在上述斜盘式压缩机的斜盘中，锌铝合金还含有碳化硅(SiC)增强颗粒。

上述SiC颗粒占锌铝合金的质量分数为1％～30％，粒度为0.5～20μm。

在上述的斜盘式压缩机的斜盘中，所述耐磨层的厚度为0.03～0.5mm。

在上述的斜盘式压缩机的斜盘中，所述锌铝合金材料是通过烧结、焊接、压力焊接或热喷涂中的任意一种方法形成于所述基体的滑动面上。

在上述的斜盘式压缩机的斜盘中，所述耐磨层表面还覆有一滑动接触层，所述滑动接触层含有热固性树脂，或者含有选自二硫化钼和石墨的其中一种的固体润滑剂。

在上述的斜盘式压缩机的斜盘中，所述基体为铁基或铝基的基体。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下显著优点：

1、采用锌铝合金材料作为斜盘的耐磨层，具有优良的铸造性能、力学性能和耐磨性能；

2、采用碳化硅颗粒增强，可使耐磨层的耐磨性能成倍提高；

3、耐磨层中不含有对人体和环境有害的金属铅。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是一种斜盘式压缩机的剖面结构示意图。

图2是本发明的斜盘式压缩机的斜盘局部剖面示意图。

具体实施方式

图2是本发明的斜盘式压缩机的斜盘局部剖面示意图。请参阅图2，本发明的斜盘式压缩机的斜盘20包括一铁基或铝基的基体21，在基体21的两个侧面上与压缩机的滑履(图中未示)接触的部份(即滑动面)上设有耐磨层22，其中，该耐磨层是由锌铝合金材料制成。

锌铝合金材料的力学性能和耐磨性能优良，其铸态组织是由初生α相和(α+η)共析相组成。其中α相为锌溶于铝中形成的铝基固溶体，η相为铝溶于锌中形成的固溶体。在锌铝合金中，还可加入铜、镁以及其他合金成分。在一个实施例中，按质量分数计算，锌铝合金含有：51％～78％的锌，20％～47％的铝，1.2％～3％的铜，以及0.01％～0.03％的镁。作为本发明的优选实施例，在锌铝合金中，各金属的质量分数为：70％～75％的锌，23％～28％的铝，1.5％～2.0％的铜，0.01％～0.02％的镁。

在本发明中，为进一步增强锌铝合金的耐磨性能，还可使用碳化硅(SiC)颗粒进行增强。可以采用挤压浸渗法、或者混合后热喷涂的方法，往合金中加入SiC颗粒。在一个实施例中，SiC颗粒占处理后的锌铝合金的质量分数为1％～30％，相应地，包含锌、铝、铜、镁等合金成分的金属占处理后的锌铝合金的质量分数为70％～99％。更优选的是，SiC颗粒占处理后的锌铝合金的质量分数为1％～10％。此外，SiC的颗粒粒度为0.5～20μm。

经过SiC颗粒强化后，SiC颗粒均匀的分布在合金中，界面结合良好，SiC颗粒周边存在着大量的锌化铜化合物，SiC颗粒可作为锌化铜化合物的非自发结晶核心。

上述锌铝合金材料通过烧结或热喷涂中的任意一种方法形成于基体21的滑动面上，耐磨层的厚度为0.03～0.5mm。

耐磨层22表面可以经过阳极氧化处理，以增强润滑减摩性能，然而较佳地是，在耐磨层22表面覆有一滑动接触层23，如图2所示。该滑动接触层可含有热固性树脂(如聚四氟乙烯)，或者含有选自二硫化钼和石墨的其中一种的固体润滑剂。滑动接触层23可改善斜盘其与滑履的接触面的润滑减摩性能，避免斜盘和滑履接触摩擦发热而造成咬死。

本发明的压缩机的斜盘与现有技术相比，具有如下显著优点：

1、采用锌铝合金材料作为斜盘的耐磨层，具有优良的铸造性能、力学性能和耐磨性能；

2、采用碳化硅颗粒增强，可使耐磨层的耐磨性能成倍提高；

3、耐磨层中不含有对人体和环境有害的金属铅。

本发明的斜盘不仅可用于带有单头活塞的可变排量的斜盘式压缩机，也可用于带有双头活塞的固定排量的斜盘式压缩机。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比。

实施例1

选择70.00％的Zn、28.00％的Al、1.99％的Cu、0.01％的Mg，经过熔炼形成锌铝合金材料，通过烧结方法，在基体21的滑动面上形成厚度为0.3mm的耐磨层。

实施例2

选择75.00％的Zn、23.48％的Al、1.5％的Cu、0.02％的Mg，经过熔炼形成锌铝合金材料，通过烧结方法，在基体21的滑动面上形成厚度为0.3mm的耐磨层。

实施例3

选择70.00％的Zn、28.00％的Al、1.99％的Cu、0.01％的Mg，经过熔炼形成锌铝合金材料，通过热喷涂方法，在基体21的滑动面上形成厚度为0.3mm的耐磨层。

实施例4

选择75.00％的Zn、23.48％的Al、1.5％的Cu、0.02％的Mg，经过熔炼形成锌铝合金材料，通过热喷涂方法，在基体21的滑动面上形成厚度为0.3mm的耐磨层。

实施例5

选择72.4％的Zn、26.18％的Al、1.4％的Cu、0.02％的Mg，经过熔炼形成锌铝合金材料，通过烧结方法，在基体21的滑动面上形成厚度为0.3mm的耐磨层。

实施例6

选择72.4％的Zn、26.18％的Al、1.4％的Cu、0.02％的Mg，经过熔炼形成锌铝合金材料，通过热喷涂方法，在基体21的滑动面上形成厚度为0.3mm的耐磨层。

以上实施例通过室温磨损试验，试样尺寸为90mm×Φ50mm×8mm，在统一的斜盘制造0.3mm的耐磨层。摩擦副为40Cr钢，摩擦副的转速2000r/min，10kg负载，干摩擦状态。磨损量用试样的单位质量损失表示，用万分之一电光分析天平称量。测定结果显示在表1中。

	磨损质量损失
		实施例1	1.2112
实施例2	1.1806
		实施例3	1.0615
实施例4	1.0411
		实施例5	1.2001
实施例6	1.0597

表1

以下是经过SiC颗粒强化的锌铝合金材料的实施例。

实施例7

在实施例3的锌铝合金中，使用SiC颗粒进行增强后，再通过热喷涂方法，在基体21的滑动面上形成厚度为0.3mm的耐磨层。SiC颗粒增强采用的是挤压浸渗法，往合金中加入SiC颗粒。经过处理后，SiC颗粒占锌铝合金的质量分数1％，而其他合金成分所占的总质量分数为99％。SiC颗粒的平均粒度为10μm。

实施例8

在实施例3的锌铝合金中，使用SiC颗粒进行增强后，再通过热喷涂方法，在基体21的滑动面上形成厚度为0.3mm的耐磨层。SiC颗粒增强采用的是挤压浸渗法，往合金中加入SiC颗粒。经过处理后，SiC颗粒占锌铝合金的质量分数7％，而其他合金成分所占的总质量分数为93％。SiC颗粒的平均粒度为10μm。

实施例9

在实施例3的锌铝合金中，使用SiC颗粒进行增强后，再通过热喷涂方法，在基体21的滑动面上形成厚度为0.3mm的耐磨层。SiC颗粒增强采用的是挤压浸渗法，往合金中加入SiC颗粒。经过处理后，SiC颗粒占锌铝合金的质量分数9％，而其他合金成分所占的总质量分数为91％。SiC颗粒的平均粒度为10μm。

实施例10

在实施例3的锌铝合金中，使用SiC颗粒进行增强后，再通过热喷涂方法，在基体21的滑动面上形成厚度为0.3mm的耐磨层。SiC颗粒增强采用的是挤压浸渗法，往合金中加入SiC颗粒。经过处理后，SiC颗粒占锌铝合金的质量分数10％，而其他合金成分所占的总质量分数为90％。SiC颗粒的平均粒度为10μm。

由于SiC颗粒的加入，耐磨层的耐磨性能相比未进行SiC颗粒增强前将有成倍提高，并且随着SiC颗粒质量分数的增大，耐磨性的提高倍数随之增大。下表2是实施例7～10的耐磨性能与实施例3的比较，其中耐磨性一栏中，实施例7～10的耐磨性是以实施例3的耐磨性为基准的提高倍数。本领域技术人员可依据对耐磨层的耐磨性能要求而选择合适的SiC颗粒质量分数。

	磨损质量损失	耐磨性
			实施例3	1.0615	1
实施例7	0.1977	5.37
			实施例8	0.0163	44.4
实施例9	0.0137	65.1
			实施例10	0.0239	77.6

表2

以上的实施例说明仅为本发明的较佳实施例说明，本领域技术人员可依据本发明的上述实施例说明而作出其它种种等效的替换及修改。然而这些依据本发明实施例所作的种种等效替换及修改，属于本发明的发明精神及由权利要求所界定的专利范围内。

Claims (10)

1.一种斜盘式压缩机的斜盘，包括一基体，其特征在于，在所述基体与压缩机的滑履的滑动面上设有耐磨层，所述耐磨层由锌铝合金材料制成。

2.如权利要求1所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，所述锌铝合金中还含有铜和镁。

3.如权利要求2所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，所述锌铝合金中，各金属的质量分数为51％～78％的锌，20％～47％的铝，1.2％～3％的铜，0.01％～0.03％的镁。

4.如权利要求2所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，所述锌铝合金中，各金属的质量分数为70％～75％的锌，23％～28％的铝，1.5％～2.0％的铜，0.01％～0.02％的镁。

5.如权利要求1所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，所述锌铝合金还含有SiC增强颗粒。

6.如权利要求5所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，所述SiC颗粒占锌铝合金的质量分数为1％～30％，粒度为0.5～20μm。

7.如权利要求1所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，所述耐磨层的厚度为0.03～0.5mm。

8.如权利要求1所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，所述锌铝合金材料是通过烧结或热喷涂中的任意一种方法形成于所述基体的滑动面上。

9.如权利要求1所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，所述耐磨层表面还覆有一滑动接触层，所述滑动接触层含有热固性树脂，或者含有选自二硫化钼和石墨的其中一种的固体润滑剂。

10.如权利要求1所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，所述基体为铁基或铝基的基体。

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