CN102562521A

CN102562521A - 一种压缩机滑动件及其用于压缩机滑动件的滑动膜材料

Info

Publication number: CN102562521A
Application number: CN2010106192806A
Authority: CN
Inventors: 周继峥; 杨念萱; 姚奕; 马骏; 宋小斌
Original assignee: Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co Ltd
Current assignee: Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co Ltd
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明提供一种压缩机滑动件，所述滑动件包括：基体；设在基体表面的滑动膜，所述滑动膜的材料中含有以滑动膜总重量计0.5～10重量％的晶须。本发明还提供用于压缩机滑动件的滑动膜材料。本发明的压缩机滑动件的滑动膜材料可减小摩擦系数或者提高润滑性，同时具有高结合强度，在剧烈磨擦时或在高温环境运行时不容易脱落。

Description

一种压缩机滑动件及其用于压缩机滑动件的滑动膜材料

技术领域

本发明涉及一种压缩机内的滑动件，特别涉及压缩机的斜盘表面的滑动膜材料。

背景技术

压缩机中的滑动件之间，比如斜盘式压缩机中的斜盘与滑履之间、滑片式压缩机的滑动叶片与缸体之间，滑动摩擦力大，容易磨损，为此，一般需要在滑动件基体上施加能减小摩擦系数或者提高润滑性的滑动膜。

申请号为CN02149852.0，授权公告号为CN1232579C的中国专利涉及了一种滑动件的滑动膜材料。滑动膜材料含聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼(MoS₂)、石墨等颗粒作为固体润滑剂，分布在热固性树脂，如聚酰亚胺(PI)、聚酰胺-酰亚胺(PAI)等粘结树脂中。

树脂有粘结作用，可将固体润滑剂粘结在滑动件表面，以提高滑动件表面润滑效果。但实践表明，上述专利中的滑动膜附着在滑动件上的结合力不够，在剧烈磨擦时或在高温环境运行时较容易脱落。所以需要一种结合强度更高的滑动膜。

综上所述，本领域缺乏一种可减小摩擦系数或者提高润滑性，同时具有高结合强度，在剧烈磨擦时或在高温环境运行时不容易脱落的滑动膜材料，及其含有该滑动膜材料的压缩机滑动件。

发明内容

本发明的第一目的在于获得一种含有可减小摩擦系数或者提高润滑性，同时具有高结合强度，在剧烈磨擦时或在高温环境运行时不容易脱落的滑动膜材料的压缩机滑动件。

本发明的第二目的在于获得一种可减小摩擦系数或者提高润滑性，同时具有高结合强度，在剧烈磨擦时或在高温环境运行时不容易脱落的滑动膜材料。

在本发明的第一方面，提供了一种压缩机滑动件，所述滑动件包括：

-基体；

-设在基体表面的滑动膜，所述滑动膜的材料中含有以滑动膜总重量计0.5～10重量％的晶须。

在本发明的一个具体实施方式中，所述滑动膜的材料由以下组分：

20～80重量％粘结树脂、

10～70重量％固体润滑剂；

0.5～10重量％晶须。

在本发明的一个具体实施方式中，晶须的堆比重为0.05-7。

在本发明的一个具体实施方式中，晶须为无机晶须。

在本发明的一个具体实施方式中，晶须包含碳化硅晶须。

在本发明的一个具体实施方式中，晶须包含二氧化钛晶须。

在本发明的一个具体实施方式中，晶须包含钛酸钾晶须。

在本发明的一个具体实施方式中，晶须含四钛酸钾晶须、六钛酸钾晶须、八钛酸钾晶须中的一种或多种。

在本发明的一个具体实施方式中，粘结树脂为热固性树脂，固体润滑剂为聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨中的至少一种。

在一优选例中，粘结树脂选用热固性树脂如聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚苯酯树脂、酚树脂、呋喃树脂中的一种或多种，粘结树脂在滑动膜中的重量百分比为20～80％，优选40～70％，数均分子量不低于100000。

在一优选例中，固体润滑剂可以从聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼、石墨中选取一种或多种，优选聚四氟乙烯(PTFE)，固体润滑剂在滑动膜中的重量百分比为10～70％，优选30～50％。

在本发明的一个具体实施方式中，滑动件为斜盘式压缩机中的斜盘。

本发明的第二方面提供一种用于压缩机滑动件的滑动膜材料，，所述滑动膜的材料由以下组分：

20～80重量％粘结树脂、

10～70重量％固体润滑剂；

0.5～10重量％晶须。

附图说明

图1示出了斜盘式压缩机的外壳示意图；

图2示出了图1的部件的局部斜剖视示意图。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，通过改进制备工艺，获得了一种可减小摩擦系数或者提高润滑性，同时具有高结合强度，在剧烈磨擦时或在高温环境运行时不容易脱落的滑动膜材料，及其含有该滑动膜材料的压缩机滑动件。在此基础上完成了本发明。

本发明的技术构思如下：

由于滑动膜中分布有晶须，使滑动膜与基体的结合强度大为改进，即使在恶劣的运行环境下，也不易脱落，有效地将润滑剂保持在滑动膜中，提高了滑动件的耐磨性和润滑性。

以下对本发明的各个方面进行详述：

压缩机滑动件

一种压缩机滑动件，所述滑动件包括：

-基体；

本发明中，所述基体是指滑动件的金属基体。所述金属基体对于本领域技术人员是已知的，可以是各种滑动件类型。

在一个具体实施方式中，所述滑动膜的材料包括以下组分：

20～80重量％粘结树脂、

10～70重量％固体润滑剂；

0.5～10重量％晶须。

本发明中，“晶须”是在人工控制条件下以单晶形式生长成的一种纤维，其直径达到微米数量级，机械强度等于邻接原子间力。晶须的高度取向结构使其具有高强度、高模量和高伸长率。用于增加树脂强度和韧性。所述的“晶须”可以市售获得。

具体地，晶须的堆比重为0.05-7。

优选地，晶须为无机晶须。

优选地，晶须包含碳化硅晶须。

优选地，晶须包含二氧化钛晶须。

优选地，晶须包含钛酸钾晶须。

优选地，晶须含四钛酸钾晶须、六钛酸钾晶须、八钛酸钾晶须中的一种或多种。

本发明中，所述“粘结树脂”和“固体润滑剂”是本领域技术人员已知的，可以市售获得。

优选地，粘结树脂为热固性树脂，固体润滑剂为聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨中的至少一种。

具体地，滑动件为斜盘式压缩机中的斜盘。

本发明中，所述“压缩机中的滑动件”包括但不限于斜盘式压缩机中的斜盘与滑履之间的斜盘、滑片式压缩机的滑动叶片与缸体之间的滑片、涡盘式压缩机的涡盘。

如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。

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，所述的聚合物分子量为数均分子量。

实施例1～4和对比例1～6

压缩机滑动件

如图1和2所示斜盘式压缩机的外壳是由前缸盖2、缸体1和后盖4装配而成，形成曲轴腔5，吸气腔6、排气腔7和多个气缸孔21。压缩机工作时，驱动轴9在曲轴腔中旋转，并带动装在其上的驱动盘11以及与驱动盘铰接的斜盘10同时旋转，斜盘的端面与主轴成一倾角。多个活塞18分别装在各气缸孔中，每个活塞与斜盘之间设置一对滑履8，斜盘转动过程中活塞在气缸孔内往复运动。活塞朝顶部和底部运动时，分别将制冷气体从吸气腔吸入气缸孔，以及从气缸孔排至排气腔，从而完成对气体的压缩。

在上述运动过程中，斜盘转速一般达到800转/分钟以上，活塞朝气缸孔底部运动时气缸孔内气体压强可达到约2MPa，活塞端面所承受的压力以及活塞运动中的惯性力经滑履传递作用在斜盘上，一个滑履作用在斜盘上的压力可达到约1200N。

斜盘一般采用铁，例如QT500铸铁或45钢，或者铝合金作为基体。滑履一般由铁系金属制成，如轴承钢、GCr15钢，并经淬火和回火处理，硬度高。由于滑履硬度高，斜盘基体较易磨损。如图2(斜盘组件局部剖视图)所示，在斜盘基体10A表面增加滑动膜10B，以减小斜盘与滑履的磨擦系数，提高润滑效果。

斜盘滑动膜成分主要包含粘结树脂、固体润滑剂，并添加晶须。粘结树脂选用热固性树脂如聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚苯酯树脂、酚树脂、呋喃树脂中的一种或多种，粘结树脂在滑动膜中的重量百分比为20～80％，优选40～70％，数均分子量不低于100000。固体润滑剂可以从聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼、石墨中选取一种或多种，优选聚四氟乙烯(PTFE)，固体润滑剂在滑动膜中的重量百分比为10～70％，优选30～50％。晶须选用四钛酸钾晶须(K₂Ti₄O₉)、六钛酸钾晶须(K₂Ti₆O₁₃)、八钛酸钾晶须(K₂Ti₈O₁₇)以及二氧化钛晶须(TiO₂)、碳化硅晶须(SiC)中选取一种或多种，优选六钛酸钾晶须，晶须含量的重量百分比0.5％～10％范围内，优选1～5％。晶须的堆比重为0.05～0.7，优选0.1～0.3。

滑动膜材料

制备滑动膜材料时，将晶须与滑动膜所需的其它材料混按一定比例混合，搅拌均匀。晶须分布在滑动膜中，其致密和重叠程度影响其强化膜层的效果。滑动膜材料制备好之后，可将之喷涂于斜盘基体，而后进行固化、烧结，形成滑动膜。

干磨擦对比试验

对含有不同成分和比例的滑动膜进行干磨擦对比试验，以说明其效果。斜盘试样基体为45钢，尺寸Φ95mm×Φ55mm×6mm，表面粗糙度为Ra1.6μm，其表面的滑动膜成分分别如下表；滑履试样采用直径Φ15的半球状滑履，材料GCr15，硬度HV650～880，表面粗糙度为Ra0.2μm。试验条件和方法为：3个滑履均布在斜盘试样表面，并通过转盘对3个滑履施加共1200N的压力。并在转盘的带动下以800r/min的转速在斜盘试样上转动，产生滑动摩擦副。在上述条件下测量斜盘和滑履的从开始工作至产生咬合时间。

耐磨剥落对比试验

对含有不同成分和比例的滑动膜进行耐磨剥落对比试验，以说明其效果。斜盘试样基体为45钢，尺寸Φ95mm×Φ55mm×6mm，表面粗糙度为Ra1.6μm，其表面的滑动膜成分分别如下表；滑履试样采用直径Φ5，材料GCr15的标准钢球，硬度HV650～880，表面粗糙度为Ra0.2μm。试验条件和方法为：3个钢球均布在斜盘试样表面，并通过转盘对3个钢球施加共1200N的压力。并在转盘的带动下以800r/min的转速在斜盘试样上转动，产生滑动摩擦副。在上述条件下测量斜盘滑动膜从开始工作至发生破损时间。

表格中的试验结果表明，滑动膜中添加晶须后，其滑动膜的抗咬合能力和耐磨性优于未添加晶须的现有技术，与压缩机内的其它滑动件配合，表现出优异性。试验证明热固性聚酰亚胺、PTFE、六钛酸钾晶须滑动膜，以及热固性聚酰亚胺、二硫化钼、六钛酸钾晶须的滑动膜与滑履磨擦配合，效果更好。

实施例以斜盘为例，说明该滑动件的效果。由于运行环境、配合关系相近，熟悉压缩机技术的人员容易将本发明应用于压缩机内的其它滑动件，如滑片式压缩机的滑片、涡盘式压缩机的涡盘等，能达到相近的效果。

实施例5～9和对比例7

为验证晶须的优选比例，按前述试验方法进行干摩擦试验和耐磨耐剥落试验。斜盘试样滑动膜主材均采用热固性聚酰亚胺+PTFE+六钛酸钾晶须，其中每个试样的晶须含量不同。试验数据见下表。

从试验结果分析，晶须含量0.5％～5％，滑动部件的滑动特性较好，特别是晶须含量1％～5％，综合效果更好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种压缩机滑动件，其特征在于，所述滑动件包括：

-基体；以及

2.如权利要求1所述的压缩机滑动件，其特征在于，所述滑动膜的材料包括如下组分：

20～80重量％粘结树脂；

10～70重量％固体润滑剂；以及

5～10重量％晶须。

3.如权利要求1所述的压缩机滑动件，其特征在于，所述晶须的堆比重为0.05-7。

4.如权利要求1所述的压缩机滑动件，其特征在于，所述晶须为无机晶须。

5.如权利要求4所述的压缩机滑动件，其特征在于，所述晶须包含碳化硅晶须。

6.如权利要求4所述的压缩机滑动件，其特征在于，所述晶须包含二氧化钛晶须。

7.如权利要求4所述的压缩机滑动件，其特征在于，所述晶须包含钛酸钾晶须，优选地，所述晶须含四钛酸钾晶须、六钛酸钾晶须、八钛酸钾晶须中的一种或多种。

8.如权利要求2所述的压缩机滑动件，其特征在于，所述粘结树脂为热固性树脂，所述固体润滑剂为聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨中的至少一种；

优选地，所述粘结树脂选用的热固性树脂选自聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚苯酯树脂、酚树脂、呋喃树脂中的一种或多种，粘结树脂在滑动膜中的重量百分比为20～80％，优选40～70％，数均分子量不低于100000；

优选地，固体润滑剂优选聚四氟乙烯(PTFE)，固体润滑剂在滑动膜中的重量百分比为10～70％，优选30～50％。

9.如权利要求1所述的压缩机滑动件，其特征在于，所述滑动件为斜盘式压缩机中的斜盘。

10.一种用于压缩机滑动件的滑动膜材料，其特征在于，所述滑动膜的材料包括以下组分：

20～80重量％粘结树脂；

10～70重量％固体润滑剂；以及

0.5～10重量％晶须。