CN105464937B - 一种空调压缩机活塞杆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型空调压缩机活塞杆，属于压缩机领域。所述活塞杆从内到外包括低碳合金调质钢制基体、镁合金制中间涂层和表面涂层。所述表面涂层为高分子纳米固体润滑耐磨涂层。本发明涂层与基体具有非常牢固的结合力，表面十分光滑，耐高温，耐磨、耐粉尘的冲击、不易产生裂纹和脱落。且所制得的活塞杆件通过中间涂层及表面涂层的使用，极大地降低了保护层的孔隙率，并且所制得的活塞杆不仅有很好的耐磨性能，且具良好的韧性和硬度性能。

Description

一种空调压缩机活塞杆
技术领域
本发明属于压缩机领域，更具体地说，涉及一种空调压缩机活塞杆。
背景技术
目前空调需求量的增加，生产商的设计制造也随之加快，如何在大需求量下保证其质量，成为人们关注的热点。压缩机作为空调最重要的部件之一，选材更加重要。活塞在压缩机中承受气体力和惯性力等组成的交变弯曲负荷，而且带有冲击性，因此要求材料表面硬度高、耐磨且内部具有韧性，故而更应慎重选取。以往活塞基本都是使用铸铁和铝合金材料制作，但是铸铁密度大，质量重，运行时惯性大，中大型压缩机常不用铸铁作活塞材料；铝合金的热膨胀系数大，所以无法保证其可靠长寿命运行，成为亟待解决的问题。
为了进一步改善活塞杆在运行时的运行状况，目前通常是对它们进行表面处理，例如锡和铜层的应用，以提高滑动性，锌或锰磷酸盐涂层用于加速磨合性，并抛光以减少腐蚀。但是仍存在如下问题：
1、保护层的高孔隙率，约10～15％，并且耐磨组分在该层中的比例的限度取决于所 用的喷涂工艺；
2、另一个问题在于大容量发动机的活塞环需要，例如，气缸直径大约在190mm到1,000mm需要活塞杆上的涂层足够厚以确保30,000小时的期望使用寿命。然而，随着涂层 变厚，用在活塞环和涂层中的材料的不同的膨胀系数以及不同的热导率所带来的问题也越显著。
因此，为了解决以上问题，本发明的目的在于提供一种耐磨且硬度高的活塞杆及所述活塞杆的制造材料加工工艺来解决上述问题，即一种空调压缩机活塞杆。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种空调压缩机活塞杆，通过 中间涂层及表面涂层的使用，极大地降低了保护层的孔隙率，并且所制得的活塞杆不仅有 很好的耐磨性能，且具良好的韧性和硬度性能。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种空调压缩机活塞杆件，所述活塞杆从内到外包括基体、中间涂层和表面涂层。
优选地，所述基体是低碳合金调质钢。
优选地，所述中间涂层为镁合金，所述镁合金包括重量百分组成为Mn5.0-6.3、Al8.0-14、稀土0.002-0.8、Cu10-25，其余为镁。
优选地，所述稀土为Gd或Gd与Y、Sm、Nd、La、Ce、Tb、Dy、Ho及Er中的至少一 种。
优选地，所述中间涂层厚度为1～2mm。
优选地，所述表面涂层为高分子纳米固体润滑耐磨涂层，其组分包括重量百分含量30-50%的粘结剂、重量百分含量10-20%的耐磨无机填充物和重量百分含量10-20% 的固体润滑剂和重量百分含量10-30%的碳化物。
优选地，所述粘结剂为环氧树脂、氟硅酸钠和丁醚化脲醛树脂中的一种，所述耐磨无机填充物为纳米级氧化铝和纳米级二氧化硅按百分含量比为（3-4）:5的混合物，所述固体润滑剂为氮化硼，所述碳化物为碳化钨。
优选地，所述表面涂层厚度为60-100μm。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明所用基体材料为低碳合金调质钢，其综合力学性能好；中间涂层为镁合金，利用 RE尤其是Gd独特的合金化作用，来提高本铸造镁合金的硬度和高温性能；表面涂层为高分 子纳米固体润滑耐磨涂层，可以相对活塞杆润滑减磨；涂层耐磨损，少量纳米级磨损颗粒不 影响压缩机内活塞杆件的内清洁度；且涂层与基体具有非常牢固的结合力，表面十分光滑， 耐高温，耐磨、耐粉尘的冲击、不易产生裂纹和脱落。本发明所制得的活塞杆件通过中间涂 层及表面涂层的使用，极大地降低了保护层的孔隙率，并且所制得的活塞杆不仅有很好的 耐磨性能，且具良好的韧性和硬度性能，是一种耐磨且硬度高的活塞杆，便于推广使用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
一种空调压缩机活塞杆件，所述活塞杆从内到外包括低碳合金调质钢制的基体、中间涂层和表面涂层。
值得注意的是，所述中间涂层为镁合金，所述镁合金包括重量百分组成为Mn5.5、Al11、稀土0.02、Cu18，其余为镁。所述稀土为Gd。中间涂层厚度为1.5mm。
在本实施例中，所述表面涂层为高分子纳米固体润滑耐磨涂层，其组分包括重量百分含量40%的粘结剂、重量百分含量20%的耐磨无机填充物和重量百分含量15%的 固体润滑剂和重量百分含量25%的碳化物。所述粘结剂为环氧树脂、氟硅酸钠和丁醚化脲醛 树脂中的一种，所述耐磨无机填充物为纳米级氧化铝和纳米级二氧化硅按百分含量比为 3.5:5的混合物，所述固体润滑剂为氮化硼，所述碳化物为碳化钨。表面涂层厚度为80μm。
实施例2
一种空调压缩机活塞杆件，所述活塞杆从内到外包括低碳合金调质钢制的基体、中间涂层和表面涂层。
值得注意的是，所述中间涂层为镁合金，所述镁合金包括重量百分组成为Mn5.0、Al14、稀土0.002、Cu10，其余为镁。所述稀土为Gd或Gd与Y、Sm、Nd、La、Ce、Tb、Dy、Ho 及Er中的至少一种。中间涂层厚度为1mm。
在本实施例中，所述表面涂层为高分子纳米固体润滑耐磨涂层，其组分包括重量百分含量30%的粘结剂、重量百分含量20%的耐磨无机填充物和重量百分含量20%的 固体润滑剂和重量百分含量30%的碳化物。所述粘结剂为环氧树脂、氟硅酸钠和丁醚化脲醛 树脂中的一种，所述耐磨无机填充物为纳米级氧化铝和纳米级二氧化硅按百分含量比为3: 5的混合物，所述固体润滑剂为氮化硼，所述碳化物为碳化钨。表面涂层厚度为60μm。
实施例3
一种空调压缩机活塞杆件，所述活塞杆从内到外包括低碳合金调质钢制的基体、中间涂层和表面涂层。
值得注意的是，所述中间涂层为镁合金，所述镁合金包括重量百分组成为Mn6.3、Al14、稀土0.8、Cu25，其余为镁。所述稀土为Gd或Gd与Y、Sm、Nd、La、Ce、Tb、Dy、Ho及 Er中的至少一种。中间涂层厚度2mm。
在本实施例中，所述表面涂层为高分子纳米固体润滑耐磨涂层，其组分包括重量百分含量50%的粘结剂、重量百分含量20%的耐磨无机填充物和重量百分含量20%的固 体润滑剂和重量百分含量10%的碳化物。所述粘结剂为环氧树脂、氟硅酸钠和丁醚化脲醛树 脂中的一种，所述耐磨无机填充物为纳米级氧化铝和纳米级二氧化硅按百分含量比为4:5 的混合物，所述固体润滑剂为氮化硼，所述碳化物为碳化钨。表面涂层厚度为100μm。
本发明所用基体材料为低碳合金调质钢，其综合力学性能好；中间涂层为镁合金，利用RE尤其是Gd独特的合金化作用，来提高本铸造镁合金的硬度和高温性能；表面涂层为高分子纳米固体润滑耐磨涂层，可以相对活塞杆润滑减磨；涂层耐磨损，少量纳米级磨损颗粒不影响压缩机内活塞杆件的内清洁度；且涂层与基体具有非常牢固的结合力，表面十分光滑，耐高温，耐磨、耐粉尘的冲击、不易产生裂纹和脱落。本发明所制得的活塞杆件通过中间涂层及表面涂层的使用，极大地降低了保护层的孔隙率，并且所制得的活塞杆不仅有很好的耐磨性能，且具良好的韧性和硬度性能，是一种耐磨且硬度高的活塞杆，便于推广使用。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种空调压缩机活塞杆，其特征在于：所述活塞杆从内到外包括基体、中间涂层和表面涂层；
所述中间涂层为镁合金，所述镁合金包括重量百分组成为Mn5.0-6.3、Al8.0-14、稀土0.002-0.8、Cu10-25，其余为镁；
所述表面涂层为高分子纳米固体润滑耐磨涂层，其组分包括重量百分含量30-50％的粘结剂、重量百分含量10-20％的耐磨无机填充物和重量百分含量10-20％的固体润滑剂和重量百分含量10-30％的碳化物；
所述粘结剂为环氧树脂、氟硅酸钠和丁醚化脲醛树脂中的一种，所述耐磨无机填充物为纳米级氧化铝和纳米级二氧化硅按百分含量比为(3-4):5的混合物，所述固体润滑剂为氮化硼，所述碳化物为碳化钨。
2.根据权利要求1所述的一种空调压缩机活塞杆，其特征在于：所述基体是低碳合金调质钢。
3.根据权利要求1所述的一种空调压缩机活塞杆，其特征在于：所述稀土为Gd或Gd与Y、Sm、Nd、La、Ce、Tb、Dy、Ho及Er中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种空调压缩机活塞杆，其特征在于：所述中间涂层厚度为1～2mm。
5.根据权利要求1所述的一种空调压缩机活塞杆，其特征在于：所述表面涂层厚度为60-100μm。
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