CN103628002B - 奥氏体无磁钢以及平衡块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属材料领域，公开了一种奥氏体无磁钢，包括0‑0.12%wt的C、6‑9%wt的Cr、17.5‑22.5%wt的Mn、0‑1.0%wt的Cu、0.1‑1%wt的Si、0‑0.05%wt的S、0‑0.7%wt的Ni以及余量为Fe，并公开了一种应用上述奥氏体无磁钢制得的用于压缩机的平衡块，亦公开了一种应用上述平衡块制得的压缩机以及将上述平衡块用于制备空调压缩机的应用。本发明的优点在于，制得的材料不易生锈，磁性小，消磁快，兼具良好的韧性，适用于制造压缩机用的平衡块，具有较好的应用价值。

Description

奥氏体无磁钢以及平衡块

技术领域

本发明涉及金属材料领域，尤其是不锈钢材料，特别涉及一种具有较高的锰含量的奥氏体无磁钢。

背景技术

压缩机是用于空调、冰箱等空气调节装置的核心部件，在空调或者冰箱等装置的制冷回路中起到压缩驱动制冷剂的作用。在压缩机中，通常是使用活塞来压缩驱动制冷剂，即往复活塞式，通过活塞在气缸内做往复运动改变气体的工作容积，达到压缩驱动制冷剂的目的。另外适用于大型制冷设备的旋转式压缩机或者螺杆式压缩机则使用刮片，亦称为滑片来实现压缩作用。活塞式压缩机中，驱动活塞的运动需要用到曲轴实现活塞的往复作用。为了能够平衡曲轴的受力，需要在曲轴上配置相应的平衡块。现有的铸造压缩机用平衡块的材料通常为奥氏体无磁钢，即俗称的高锰钢。但现有的平衡块所用的材料制备复杂，铸造困难，所得材料的加工性能较差，难以加工得到形状复杂的平衡块。由此，有必要研制一种具有更好性能的用于平衡块制备的奥氏体无磁钢材料。

发明内容

本发明针对现有的用于铸造平衡块的奥氏体高锰钢加工性能较差缺点，提供了一种新型的具有更为优良的材料性能的奥氏体无磁钢，该奥氏体无磁钢制造的产品不易生锈，产品的磁性更小，材料性能更为优良。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

奥氏体无磁钢，包括0-0.12%wt的C（碳）、6-9%wt的Cr（铬）、17.5-22.5%wt的Mn（锰）、0-1.0%wt的Cu（铜）、0.1-1%wt的Si（硅）、0-0.05%wt的S（硫）、0-0.7%wt的Ni（镍）以及余量为Fe（铁）。

作为优选，所述C的含量为0.1%wt<C≤0.12%wt。

作为优选，所述Cr的含量为8%wt<Cr≤9%wt。

作为优选，所述Cu的含量为0<Cu<0.5%wt。

作为优选，所述Si的含量为0.8%wt<Si≤1%wt。

作为优选，所述S的含量为0.03%wt<S≤0.05%wt。

应用上述的奥氏体无磁钢制得的平衡块。

将上述的平衡块用于压缩机的应用。

应用上述的平衡块制成的压缩机。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

材料性能更优，不易生锈，磁性小，适用于铸造加工为平衡块等具有复杂外形结构的产品。更好的加工、铸造性能，可塑性强，在铸造加工的过程中可以在表层生成足够厚度的硬化层，令铸造后的平衡块兼具韧性和更好的表层硬度，可以承受外界的冲击、挤压，耐磨性更好。用上述奥氏体无磁钢制作的平衡块可以更好地运行于空调、冰箱等装置的压缩机内，进一步提高了压缩机的使用寿命。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1

奥氏体无磁钢，包括0-0.12%wt的C、6-9%wt的Cr、17.5-22.5%wt的Mn、0-1.0%wt的Cu、0.1-1%wt的Si、0-0.05%wt的S、0-0.7%wt的Ni以及余量为Fe。

可选地，所述C的含量为0.1%wt<C≤0.12%wt。

可选地，所述Cr的含量为8%wt<Cr≤9%wt。

可选地，所述Cu的含量为0<Cu<0.5%wt。

可选地，所述Si的含量为0.8%wt<Si≤1%wt。

可选地，所述S的含量为0.03%wt<S≤0.05%wt。

为了进一步地验证本实施例所记载的奥氏体无磁钢的性能和效果，特选取若干例本实施例所记载的奥氏体无磁钢，具体元素组成如下表1所示：

表1

验证上表1所记载的奥氏体无磁钢的力学性能：将上表1所记载的奥氏体无磁钢分别制成测试和制作平衡块所需要的规格，主要是圆棒的形状，分别进行力学拉伸试验，各项性能如下表2所示：

表2

由上表2可知，本实施例所述的奥氏体无磁钢具有较好的力学性能。

进一步地，对上表1所记载的奥氏体无磁钢进行锻造加工，然后在铸态时以及锻造后的奥氏体无磁钢分别采用相对的仪器设备进行硬度测试，试样于锻造前后的硬度值以及压痕直径的变化如下表3所示：

表3*

*表2与表3由于测试的条件不同，因而所测得的硬度数字不一，上述验证例分别用于验证奥氏体无磁钢的力学拉升试验以及锻造前后的硬度变化，由于验证例所使用的实验条件不同，两验证试验之间不具可比性。

此外，上述表1所记载的奥氏体无磁钢亦具有较好的电工性能，经测定，磁导率均≤1.1μH/m；电阻率≥13MΩ/m；同时，上述奥氏体无磁钢在普通机床上进行切削试加工，可以在现有的任意冲床上冲压成型，加工性能较现有技术中的无磁钢更好，更易加工。

此外，从经济成本的角度，上述奥氏体无磁钢的生产成本低廉，仅仅为现有的含铝、含磷或者含铅的奥氏体无磁钢的50%-70%，在具有相同或者更优的性能的前提下，本实施例所述奥氏体无磁钢无疑更具有优势。

此外，还包括有一种应用上述的奥氏体无磁钢为原料制得的平衡块，该平衡块用于制作可用于冰箱、空调等制冷设备的压缩机。平衡块的本体100由通过将外形为矩形的奥氏体无磁钢钢条弯曲成弧形或者半圆形得到，其结构如图1所示，可选地，本体100的内侧弧面300具有与外侧弧面400不同的弧面直径，优选地，内侧弧面300的弧面直径小于外侧弧面400的弧面直径，令平衡块中部相较平衡块两端的端部具有更大的质量，这样得到的具有不均一质量的平衡块具有更好的平衡效果。本体100的两端沿着弧形或者半圆形的轴向方向分别开有通孔200，通孔200相较于弧形或者半圆形的内侧弧面300更接近于弧形或者半圆形的外侧弧面400，通孔200的孔径约为本体100宽度的80-95%，通孔200距离弧形或者半圆形的外侧弧面400或者内侧弧面300的距离均小于通孔200距离本体100两端的距离。可选地，钢条的宽高比约为0.7-1.1:1。通孔200两端的开口处设置有倒角201，倒角201有利于润滑油的进入，起到减少摩擦，提高平衡效果的作用。进一步地，本体100两端的端面500突起呈弧形，端面500的四个侧边均设置有圆弧形的倒角。弧形的端面500可以减少平衡块与其他部件的碰撞面积，减少摩擦，提高平衡效果。此外，内侧弧面300的两侧均设置有圆形倒角，有利于润滑剂进入内侧弧面300提高润滑效果，减少摩擦，提高平衡效果。

进一步地，本体100的沿着弧形或者半圆形轴向的一侧设置有突起600，如图2所示，突起600位于本体100两端的通孔200之间，可选地，突起600的高度约为本体100的高度的0.3-2.5倍，突起600可以与本体100一体铸造成型，也可以是分别铸造，然后通过粘合或者螺栓等方式连接。通常，应用现有的奥氏体无磁钢所制得的平衡块的突起600，其高度不超过本体高度的0.2-0.5，过大的突起600将会令本体100两端，特别是通孔200的边缘承受过大的扭矩，导致疲劳断裂。而本实施例所记载的奥氏体无磁钢可以赋予材料本体更好的韧性以及抗疲劳性能，因此可以提高本体的高度，从而提高平衡块的平衡效果。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种平衡块，其特征在于，平衡块的本体由通过将外形为矩形的奥氏体无磁钢钢条弯曲成弧形或者半圆形得到，本体的内侧弧面具有与外侧弧面不同的弧面直径，本体的两端沿弧形或者半圆形的轴向方向分别开有通孔，通孔相较于弧形或者半圆形的内侧弧面更接近于弧形或者半圆形的外侧弧面，通孔的孔径为本体宽度的80-95％，通孔距离弧形或者半圆形的外侧弧面或者内侧弧面的距离均小于通孔距离本体两端的距离；所述奥氏体无磁钢包括0-0.12％wt的C、6-9％wt的Cr、20.92-22.5％wt的Mn、0.09-0.39％wt的Cu、0.1-0.89％wt的Si、0-0.049％wt的S、0-0.7％wt的Ni以及余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的平衡块，其特征在于，所述C的含量为0.1％wt<C≤0.12％wt。

3.根据权利要求1所述的平衡块，其特征在于，所述Cr的含量为8％wt<Cr≤9％wt。

4.应用上述权利要求1-3任一所述的平衡块制成的压缩机。