CN102534366A

CN102534366A - 一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块

Info

Publication number: CN102534366A
Application number: CN2012100176137A
Authority: CN
Inventors: 杨迎夏; 骆建锋; 刘海波
Original assignee: Zhejiang Dunan Machinery Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Dunan Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明公开了一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，包含以下以重量百分比计算的组分：锰16％-24％，铝0.2％-3.5％，碳≤1％，其余为铁和不可避免杂质。本发明加工方便易行，工序少，污染小，灵活性强，产品表面无气孔、夹渣等缺陷，产品周转期短，规格切换容易、控制精度高、自动化程度高，符合国家提出的“节能减排”精神，产品生产效率大大提高。

Description

一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块

技术领域

本发明涉及一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块。

背景技术

旋转式活塞压缩机工作时，偏心轴绕电机主轴作偏心运动，工作转速达到2880转/分，若不进行平衡，势必造成较大震动，加速压缩机磨损，甚至无法工作，为了减少压缩机的振动与噪音，通常在压缩机电机转子的两端安装平衡块，以故需增加平衡块，在压缩机工作时实现动平衡。压缩机电机采用电磁感应原理产生旋转力矩，带动偏心轴转动，则平衡块须采用无磁或者弱磁的材料加工。

平衡块是压缩机转子的重要部件，起到减振、降噪的作用，铜合金平衡块成本高，且合金中含有少量铅元素，对人体及环境危害较大。

另外，鉴于压缩机所用平衡块采用铜和铜合金加工，目前铜价不断上扬，压缩机生产厂家面临较大的成本压力，寻找一种价格低廉、可加工性强的材料替代现有材料是压缩机厂家亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的问题就是提供一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，具有无磁性、耐腐蚀、密度较大，能够减小压缩机体积的特点。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，其特征在于，包含以下以重量百分比计算的组分：锰16％-24％，铝0.2％-3.5％，碳≤1％，其余为铁和不可避免杂质。锰(Mn)耐腐蚀性较铁好，炼铁过程中加入适量的锰。若加入3.5％的锰，锰钢如同玻璃一样脆；若在钢中加入13％以上的锰，这样成为优异的锰钢，既坚硬、又强韧。锰对于奥氏体的作用不在于形成奥氏体，而是在于它降低钢的临界淬火速度，在冷却时增加奥氏体的稳定性，抑制奥氏体的分解，使高温下形成的奥氏体得以保持到常温。在适当的温度范围内，可以起到稳固奥氏体的作用，同时使材料不具备磁性。与镍相比，第一，锰的熔点1244℃低于镍的熔点1453℃，便于熔炼；第二，锰相对易于冶炼提取，材料成本相对低廉。结合本产品要求无磁性的特点，锰的含量要≥16％。铝(Al)属于有色金属类，比重较轻，延展性良好。铝能在钢表面形成致密的Al2O3保护膜，提高钢材的耐大气以及盐雾腐蚀性能，钢中含量达到0.2％即可以有效提高耐大气腐蚀的性能。铝是优良的脱氧剂，能降低钢的时效倾向，钢板经精轧后可长期存放，不产生应变时效。在钢中加入适量的铝后，利于钢件在加工过程中硬度的降低和延展性的提高，利于产品成型和加工。

进一步的，所述铝的含量为1.6％-3.5％。本发明经过试验，加入到高锰钢中的铝含量控制在1.6％-3.5％，能够进一步细化晶粒，也可以替代镍来提高钢的强度和韧性，并降低成本。

进一步的，所述碳的含量≤0.25％。含碳量不超过0.25％，保证了基本的塑性加工能力。

进一步的，所述碳的含量≤0.1％。含碳量不超过0.1％，塑性加工能力尤其优良。

进一步的，所述压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块还包含以重量百分比计算的组分：铬1％-5％。铬(Cr)在我国目前尚属于稀缺元素，材料中加入适量的铬后促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏方面发展，可增强材料的防锈效果及硬度。

进一步的，所述压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块还包含以重量百分比计算的组分：铜0.1％-3％。铜的主要作用：改善耐蚀能力，但钢的塑性、韧性下降。加入铜可提高钢的可切削性，稳固奥氏体，提高锻造性能和耐腐蚀性能。但铜含量低时，提高钢的强度和屈服比的效果较弱；铜含量较高时，对热变形加工不利，在热变形加工时导致铜脆现象。由于铜有石墨化倾向，所以其仅加入低碳钢中，一般数量不大于1.5％。而且当含铜量超过0.5％时，使钢件在热加工时表面容易产生裂纹。因此，一般优选控制在0.1％-0.4％之间。但由于在本发明中产品对耐腐蚀性能、抗盐雾性能要求比较高，所以提高铜的含量到3％。

进一步的，所述铜的含量为1.5％-3％。优选添加1.5％-3％铜，不仅能替代稀有金属镍，降低成本，还能提高奥氏体钢对硫酸、磷酸及盐酸等的抗腐蚀性及对应力腐蚀的稳定性。

进一步的，在上述所有压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块的组分配比中，所述不可避免杂质中包含以重量百分比计算的组分：硫0.5％-1.5％。经过试验，发现硫含量控制在不高于1.5％的范围内，因为高锰的存在，降低了硫的影响，材料的可切削性能较好。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：加工方便易行，工序少，污染小，灵活性强，产品表面无气孔、夹渣等缺陷，产品周转期短，规格切换容易、控制精度高、自动化程度高，符合国家提出的“节能减排”精神，产品生产效率大大提高。

具体实施方式

本发明提供一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，具体组分配比的可行性方案有以下几种。

实施例一：

一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，包含以下以重量百分比计算的组分：锰为16％，铝的含量可以选择在0.2％、0.7％、1.5％、2.4％或3.5％，碳的含量保证在等于或少于1％，如0.1％、0.25％、0.9％或1％，其余为铁和不可避免杂质，其中不可避免杂质中包含硫，硫的含量以重量百分比计算的可以控制在0.5％、0.6％、0.9％、1.2％或1.5％。

实施例二：

一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，包含以下以重量百分比计算的组分：锰为18％，铝的含量可以选择在0.2％、1.1％、2.0％、3.1％或3.5％，碳的含量保证在等于或少于1％，如0.04％、0.2％、0.8％或1％，其余为铁和不可避免杂质，其中不可避免杂质中包含硫，硫的含量以重量百分比计算的可以控制在0.5％、0.8％、1.0％、1.3％或1.5％。

实施例三：

一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，包含以下以重量百分比计算的组分：锰为21％，铝的含量可以选择在0.2％、0.4％、2.1％、3.2％或3.5％，碳的含量保证在等于或少于1％，如0.1％、0.3％、0.6％或1％，其余为铁和不可避免杂质，其中不可避免杂质中包含硫，硫的含量以重量百分比计算的可以控制在0.5％、0.6％、0.8％、1.4％或1.5％。

实施例四：

一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，包含以下以重量百分比计算的组分：锰为23％，铝的含量可以选择在0.2％、0.6％、1.9％、2.5％或3.5％，碳的含量保证在等于或少于1％，如0.02％、0.2％、0.4％、0.95％或1％，其余为铁和不可避免杂质，其中不可避免杂质中包含硫，硫的含量以重量百分比计算的可以控制在0.5％、0.7％、1.1％、1.3％或1.5％。

实施例五：

一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，包含以下以重量百分比计算的组分：锰为24％，铝的含量可以选择在0.2％、0.9％、2.8％、3.3％或3.5％，碳的含量保证在等于或少于1％，如0.05％、0.08％、0.25％、0.7％或1％，其余为铁和不可避免杂质，其中不可避免杂质中包含硫，硫的含量以重量百分比计算的可以控制在0.5％、0.6％、0.9％、1.2％或1.5％。

在实施例一至五中，压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块的组成成分均为铁(Fe)、锰(Mn)、铝(Al)、碳(C)和不可避免杂质，其中不可避免杂质中控制硫(S)的含量。

铁作为本发明的基础组分，因为其在自然界含量丰富，提取加工工艺成熟，易于获得，因此价格低廉，考虑其硬度、磁性、耐腐蚀性等方面不足，需添加一些辅助成分，以改善其性能。

锰的耐腐蚀性较铁好，炼铁过程中加入适量的锰。若加入3.5％的锰，锰钢如同玻璃一样脆；若在钢中加入13％以上的锰，这样成为优异的锰钢，既坚硬、又强韧。锰对于奥氏体的作用不在于形成奥氏体，而是在于它降低钢的临界淬火速度，在冷却时增加奥氏体的稳定性，抑制奥氏体的分解，使高温下形成的奥氏体得以保持到常温。在适当的温度范围内，可以起到稳固奥氏体的作用，同时使材料不具备磁性。与镍相比，第一，锰的熔点1244℃低于镍的熔点1453℃，便于熔炼；第二，锰相对易于冶炼提取，材料成本相对低廉。结合本产品要求无磁性的特点，锰的含量要≥16％，在本发明中锰的含量在16％-24％之间。

铝属于有色金属类，比重较轻，延展性良好，在钢中加入适量的铝后，利于该钢件在加工过程中硬度的降低和延展性的提高，利于产品成型和加工，而一般铝的添加量不会超过1.5％，本发明经过试验，加入到高锰钢中的铝含量控制在1.6％-3.5％，能够进一步细化晶粒，也可以替代镍来提高钢的强度和韧性，并降低成本。

而硫的含量控制在0.5％-1.5％，一般低碳钢中会控制硫的含量在0.5％以下，经过试验，在本发明中，发现硫含量可以控制在不高于1.5％的范围内，因为高锰的存在，能够降低了硫的影响，材料的可切削性能较好。

而低碳钢中含碳量控制在0.25％及以下，能够保证了钢材基本的塑性加工能力，当含碳量控制在0.1％及以下时，钢材的塑性加工能力尤其优良。

实施例六：

本实施例在实施例一至五中任意一个实施例的基础上，增加新的组分：铬(Cr)。增加铬的含量以重量百分比计算为1％-5％，优选1％、1.35％、2.2％、3.66％、4.1％、4.95％或5％。本实施例增加耐腐蚀元素铬，防锈性能好，然而铬含量过高会造成材料硬度高，不利于切削，导致加工过程中模具、刀具磨损快，加工难度大，加工工艺不成熟。而且铬价格也较高，添加过多会造成材料成本提高，因此铬的含量控制在5％或5％以下。

实施例七：

本实施例在实施例一至六中任意一个实施例的基础上，增加新的组分：铜(Cu)。由于本发明的压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块采用锻压工艺加工，要求材料具有一定的塑性(延展性)、硬度和强度，及较好的可切削性能。为提高本发明的压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块的可加工性，特在材料中加入适量的铜。但添加铜的含量过低，体现出来的作用就与镍相似，但作用效果比较弱，而添加铜的含量过高时，对热变形加工不利，在热变形加工时导致铜脆现象。经过试验，发现加入铜的含量在0.1％-3％之间时可提高材料的可切削性，稳固奥氏体，提高锻造性能和耐腐蚀性能。增加铜的含量以重量百分比计算，可以控制在0.1％、0.4％、1.0％、1.5％、2.0％或3.0％。不仅能替代稀缺金属镍，降低成本，而且能够避免产生铜脆现象。而优选添加1.5％-3％铜，还能提高奥氏体钢对硫酸、磷酸及盐酸等的抗腐蚀性及对应力腐蚀的稳定性。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims

1.一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，其特征在于，包含以下以重量百分比计算的组分：锰16％-24％，铝0.2％-3.5％，碳≤1％，其余为铁和不可避免杂质。

2.根据权利要求1所述的一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，其特征在于，所述铝的含量为1.6％-3.5％。

3.根据权利要求1所述的一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，其特征在于，所述碳的含量≤0.25％。

4.根据权利要求3所述的一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，其特征在于，所述碳的含量≤0.1％。

5.根据权利要求1所述的一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，其特征在于，还包含以重量百分比计算的组分：铬1％-5％。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，其特征在于，还包含以重量百分比计算的组分：铜0.1％-3％。

7.根据权利要求6所述的一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，其特征在于，所述铜的含量为1.5％-3％。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，其特征在于，所述不可避免杂质中包含以重量百分比计算的组分：硫0.5％-1.5％。

9.根据权利要求6所述的一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，其特征在于，所述不可避免杂质中包含以重量百分比计算的组分：硫0.5％-1.5％。

10.根据权利要求7所述的一种压缩机用无磁或弱磁高锰钢平衡块，其特征在于，所述不可避免杂质中包含以重量百分比计算的组分：硫0.5％-1.5％。