CN101629573B - 制冷压缩机滑片及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

制冷压缩机滑片，由以下化学成分(质量)％组成的钢材制得：C：0.32-0.54，Si：0.17-0.45，Mn：0.30-1.20，Cr：0.80-1.65，Mo：0.15-0.30，Al：0.60-1.10，V：0-0.2，Fe：余量。本发明的优点在于：由于现有的滑片材料均局限于高速工具钢和高碳不锈钢，因此选材范围较窄，本发明通过合理选材，制得形状、表面硬度及硬度分布完全符合优质压缩机滑片的要求，具有选材范围更广、材料易得、成本低的优点；同时还由于碳含量更进一步的降低，滑片的加工性能更好，产品的良品率提高。

Description

制冷压缩机滑片及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种压缩机部件及其制造方法，特别涉及压缩机滑片及其制造方法。
背景技术
旋转式制冷压缩机因其具有效率高、结构紧凑、体积小、重量轻而得到大量的应用，作为压缩机的重要元件-滑片，需与压缩机的偏心滚动活塞紧贴，滑片长年在冷媒介质高温、高压、高速冲击负荷的条件下工作，因此滑片与活塞的接触部分极易磨损，需要较好的滑动性能、耐疲劳性和耐腐蚀性，其常见要求见表1。
滑片一般由特殊的钢材制得，未经加工的钢材其硬度、抗磨性和耐腐蚀性等都很难满足压缩机的工作要求，为了提高滑片的滑动表面的硬度、抗磨性和耐腐蚀性，需要对滑片材料及其表面处理进行大量的研究，并提供相应的制造方法。
中国专利文献CN1424510A公开的一种压缩机滑片的制造方法，主要包括以下步骤：(1)选料：选择下列不锈钢材(重量百分比)：C 0.95-1.20，Si小于1.00，P小于0.04，S小于0.03，Mn小于1.00，Cr 16.0-18.0，Mo小于0.75，Ni小于0.60，余量为Fe及杂质；(2)切割、定形：按照滑片的形状用线切割方法切出滑片，再用铣刀铣出槽；(3)真空热处理；(4)磨削，抛光：按照滑片的六个面分别进行磨削、抛光；(5)气体渗氮：将磨削、抛光后的滑片进行氨气渗氮；(6)磨削：渗氮后的滑片再磨削至表面符合要求。
对钢材还作了其他选择，如中国专利文献CN101003880A公开的滑片的钢材为(重量百分比)C 0.60-0.90，Cr 16.0-19.0。
但是，采用上述方法需要的钢材局限于高速工具钢和高碳不锈钢，这些材料不易得到、价格较高，限制了滑片的进一步应用，而且含碳量过高、硬度过大，造成加工困难，成品率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺点提供一种制冷压缩机滑片，使其原料易得、成本更低、加工更方便。
本发明还提供了压缩机滑片的相应的制造方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
制冷压缩机滑片，其特征在于：由以下化学成分(质量)％组成的钢材制得：
C：0.32-0.54   Si：0.17-0.45  Mn：0.30-1.20  Cr：0.80-1.65  Mo：0.15-0.30
Al：0.60-1.10  V：0-0.2  Fe余量。
采用此钢类原因是由于有关键性的铝元素起作用，而其他贵金属铬、钼含量不多，故此钢价格不高，能够节省成本而满足性能。另外合金结构钢中，相同价格钢种无一有如此优良氮化性能，它最接近高速工具钢和高碳不锈钢。
选用上述铬钼铝合金钢经过淬火、回火后，滑片心体可获得好的调质状态组织，既有较高的强度，又有较好的韧性。
经表面氮化处理后，其表面可获得高质量的氮化合物层和高硬度层，对于耐磨性，耐接触疲劳性，抗咬合性，均极有效地得到提高。
为更好的制得上述制冷压缩机滑片，还研制了一种压缩机滑片的制造方法，主要包括以下步骤：
(1)选料：选择上述钢材；
(2)热轧：热轧成扁形条状形材：
(3)冷拉：按滑片形状尺寸精密冷拉成扁形条料；
(4)成型：按照滑片长度要求切出滑片块料，再加工出滑片弹簧槽；
(5)真空热处理：成型后的滑片块料进行真空热处理；
(6)磨削：按照滑片块料的六个面分别进行磨削；
(7)表面氮化处理：将磨削后的滑片进行表面渗氮处理；
(8)精磨：渗氮后的滑片进行精磨，得到符合要求的滑片。
上述(3)精密冷拉成符合滑片形状尺寸的宽度、厚度和带有R圆弧形状钢条。
上述(4)经热轧，冷拉后符合滑片形状尺寸的宽度、厚度和带有R圆弧形状钢条用带锯机床切割成符合滑片高度尺寸的块料。
上述槽型若为贯穿形槽型，用组合成形铣刀在铣床上铣成。
上述槽型为圆锥形槽型，则用成形铣刀在铣床上粗铣槽型，用车刀在数控车床上切削完成.为提高效率，则用成形铣刀在铣床上粗铣槽型，再用圆锥成形铣刀在数控车床上完成成型。
上述(8)再分成二步：先按客户要求的尺寸组别，精磨高度尺寸，再按客户要求厚度尺寸组别，精密研磨厚度尺寸。
上述合金钢采取锻造压延等方法，使碳化物充分均匀细化。
为提高滑片的耐磨性、耐疲劳性、抗咬死性，上述氮化需进行常规的滑片氮化处理，通常采用气体氮化、盐浴氮化处理。
气体氮化处理是将滑片在500-550℃的渗氮气氛中数小时，使氮元素渗入钢件中。
盐浴氮化处理是将滑片在500-600℃温度的盐液中处理，使N、C、O元素渗入钢件中。
气体氮化或盐浴氮化处理都能在钢件表面形成4-15μm的氮化物合层(白亮层)和其下面的30μm左右的扩散层(网目层)，从而符合滑片的质量要求。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
由于现有的滑片材料均局限于高速工具钢和高碳不锈钢，因此选材范围较窄，本发明通过合理选材，制得形状、表面硬度及硬度分布完全符合优质压缩机滑片的要求，具有选材范围更广、材料易得、成本低的优点；同时还由于碳含量更进一步的降低，滑片的加工性能更好，产品的良品率提高。
附图说明
图1为本发明实施例圆锥槽型滑片的立体图。
图2为本发明实施例滑片的主视图。
图3为本发明实施例滑片的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
由以下化学成分(质量)％组成的钢坯
C 0.32-0.40  Si 0.17-0.37  Mn 0.40-0.70  Cr 1.00-1.30  Mo 0.20-0.30Al 0.70-1.10  V 0.1-0.2  Fe余量
先经热轧成扁型条状，按滑片尺寸之宽度、厚度、R圆弧尺寸形状冷拉成形，经带锯机床切出滑片所需的形状，然后用铣刀铣出滑片上的凹槽，再用常规真空热处理1050℃淬火、回火处理后，用磨床先进行大平面端面磨削，再进行R面成形磨削然后进行端面的垂直磨削，至符合表面要求后，如图1、图2、图3所示的形式，进行气体渗氮处理。所述的气体氮化工艺为炉温500-550℃，氮气、氨气分段充入，氨分解率为10-60％，氮化时间为8-12小时。渗氮后的滑片再进行表面磨削，得到的滑片，测量结果如表1。
从表1看出，上述滑片完全符合滑片的质量要求。滑片表面颜色全部无异常呈银灰色，无腐蚀点。
如图1所示，R圆弧面是滑片与压缩机滚动活塞转子直接接触面，受弹簧作用力，它始终紧贴压在转子上，互为接触摩擦运动。
氮化前滑片的R圆弧面可以做最终的精加工，氮化后将不再对R圆弧面做切削加工，应保留其包括白亮层在内的完整氮化层，而高度方向的U、V面和厚度方向的S、T面为间隙滑动配合面。氮化前只做半精加工，各面均需预留氮化后的去除量。氮化后的终结加工只去除包括白亮层在内的0.01-0.02mm氮化层，保证各功能面都有理想的耐磨层。
实施例2
由以下化学成分(质量)％组成的钢坯
C 0.35-0.42  Si 0.20-0.45  Mn 0.30-0.60  Cr 1.35-1.65  Mo 0.15-0.25Al 0.70-1.10  Fe余量
除氮化处理外，其余同实施例1.
所述的氮化处理为盐浴氮化处理：将滑片置于由多种碳酸盐及尿素等原料合成的熔盐中，温度保持在500-600℃，时间约1-4小时；然后用氧化液盐浴冷却。渗氮后的滑片再进行表面磨削，得到的滑片，测量结果如表1。
实施例3
由以下化学成分(质量)％组成的钢坯
C 0.37-0.44  Si 0.17-0.37  Mn 0.90-1.20  Cr 0.90-1.20  Mo 0.20-0.30Al 0.60-1.00  Fe余量.
其余条件同实施细1，得到的滑片，测量结果如表1。
实施例4
由以下化学成分(质量)％组成的钢坯
C 0.42-0.49  Si 0.17-0.37  Mn 0.50-0.80  Cr 0.80-1.10  Mo 0.20-0.30Al 0.60-1.00  V 0.1-0.2  Fe余量.
其余条件同实施细1，得到的滑片，测量结果如表1。
实施例5
由以下化学成分(质量)％组成的钢坯
C 0.47-0.54  Si 0.17-0.37  Mn 0.50-0.80  Cr 0.80-1.10  Mo 0.15-0.25Al 0.70-1.10  Fe余量.
其余条件同实施细1，得到的滑片，测量结果如表1。
从表1中可以得知，这些实施例得到的滑片，其质量均符合要求。
表1：压缩机滑片的要求和加工后的滑片质量
硬度分布 质量要求   测定结果实施例1   测定结果实施例2   测定结果实施例3   测定结果实施例4   测定结果实施例5
  表面硬度   900Hv以上   1081   1099   1087   1092   1088
  离表面0.030mm   900Hv以上   1015   1028   1018   1022   1020
  离表面0.060mm   500Hv以上   946   959   953   955   953
心部 300Hv以上   325   333   336   335   335
化合物层厚度mm 0.010   0.011   0.011   0.010   0.012   0.012

Claims (4)

1.制冷压缩机滑片，其特征在于：由以下化学成分（质量）%组成的钢材制得： 
C：0.32-0.54 　Si：0.17 -0.45　 Mn：0.30-1.20 　Cr：0.80-1.65 　Mo:0.15-0.30
Al:0.60-1.10 　V:0-0.2　Fe:余量。
2.制冷压缩机滑片的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)选料：选择如权利要求1所述的钢材；
(2) 热轧：热轧成扁形条状形材：
(3) 冷拉：按滑片形状尺寸精密冷拉成扁形条料；
(4) 成型：按照滑片长度要求切出滑片块料，再加工出槽；
(5) 真空热处理：成型后的滑片块料进行真空热处理；
(6) 磨削：按照滑片块料的六个面分别进行磨削；
(7)表面氮化处理：将磨削后的滑片进行表面渗氮处理；
(8)精磨：渗氮后的滑片进行精磨，得到符合要求的滑片。
3.如权利要求2所述的制冷压缩机滑片的制造方法，其特征在于：所述的表面氮化处理为气体氮化处理：炉温500-550°C,氮气、氨气分段充入，氨分解率为10-60%，氮化时间为8-12小时。
4.如权利要求2或3所述的制冷压缩机滑片的制造方法，其特征在于：所述的槽型为圆锥形槽型，用成形铣刀在铣床上粗铣，而后再用圆锥成形刀在数控车床上切削完成。
 
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