CN109128137A

CN109128137A - 压缩机高锰钢平衡块和压缩机高锰钢平衡块制作方法

Info

Publication number: CN109128137A
Application number: CN201811050978.3A
Authority: CN
Inventors: 阮吉林; 张启斌
Original assignee: ZHEJIANG BAIDA PRECISION Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG BAIDA PRECISION Co Ltd
Priority date: 2018-09-10
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2019-01-04

Abstract

本发明提供了一种压缩机高锰钢平衡块和压缩机高锰钢平衡块制作方法，属于压缩机技术领域。它解决了现有的粉末冶金高锰钢平衡块的制造成本高的问题。本压缩机高锰钢平衡块采用合金粉末压制成型和高温烧结定型，合金粉末由高锰钢粉末和润滑剂混合而成，高锰钢粉末由以下化学成分组成并以重量百分比计算，C：≤1.0%；Si：≤0.9%；Mn：15%‑21%；S：≤0.03%；P：≤0.06%；余量为Fe。本压缩机高锰钢平衡块和利用压缩机高锰钢平衡块制造方法生产的压缩机高锰钢平衡块均具有制造成本更低，产品品质更高的优点。同时还具有压缩机高锰钢平衡块精度高，密度与铸造成型平衡块密度接近的优点。

Description

压缩机高锰钢平衡块和压缩机高锰钢平衡块制作方法

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，涉及一种压缩机平衡块，特别是一种压缩机高锰钢平衡块。

本发明属于压缩机技术领域，涉及一种压缩机平衡块，特别是一种压缩机高锰钢平衡块制作方法。

背景技术

旋转活塞式压缩机是利用带偏心轴的曲轴带动活塞在汽缸内旋转。利用叶片端部的圆弧面与活塞表面接触，将气缸分成二个区域，进行吸气—压缩—排气。电机转子带动曲轴旋转时，由于曲轴存在的偏心，运转时会产生不平衡，由此压缩机产生振动和噪音。为减少压缩机的振动与噪音，在压缩机转子的两端各安装一块平衡块，以平衡由于带偏心轴的曲轴在运转时产生的不平衡。

为了提高动平衡的效果，平衡块大都采用比重比较大、对电磁感应比较不敏感的材料制作。黄铜是优选材料之一，但随着国际铜价的不断攀升，导致平衡块的制作成本也不断攀升。

为了降低成本，采用低磁或无磁的高锰钢制作平衡块。低磁或无磁的高锰钢其含锰量大于15%以上，由于高锰钢极易在加工时因刀具与材料的挤压产生冷作硬化，因而高锰钢平衡块通常采用铸造成型，并存在着精度低和后续需大量机加工的问题。

为了进一步降低高锰钢平衡块的制造成本，人们有提出了采用粉末冶金方法制作高锰钢制作平衡块。其相关文献较多，如一种无磁压缩机电机平衡块（申请公布号CN102517520A），合金钢粉末中金属元素重量百分比为：0-2.2%C、5-40%Mn、0-0.8%Si、0-0.05%S、0-0.05%P、0.1-10%Cu、0.01-5%Al、0.01-2%V、0-0%Cr、0.1-10%W，其余为Fe；金属粉末先压制成型，再进行高温烧结固化，最后进行去毛刺。又如一种压缩机用平衡块的制造方法（申请公布号CN103691955A），先将金属粉末压制成型，再在外表面覆盖铜片，然后烧结固化；最后打磨去毛刺；合金粉末的原材料各组份的重量百分比为锰17-25%，碳0.5-1.5%，余量为Fe；或锰5-40%，碳0-2.2%，硅0-0.8%，硫0-0.05%，磷0-0.05%，铝0.01-5%，钒0.01-2%，铬0-10%，钨0.1-10%，余量为Fe。又如一种压缩机用平衡块的制造方法（申请公布号CN103691955A），通过将Fe-Mn-C预合金与WC经高速压制、高温烧结实现。现有粉末冶金制作的压缩机用平衡块中含有铜、铝、钨、钒、铬等金属，存在着制作成本高的问题，换言之，本领域技术人员希望能够进一步降低粉末冶金高锰钢平衡块的制造成本。

发明内容

本发明提出了一种压缩机高锰钢平衡块，本发明要解决的技术问题是如何降低粉末冶金高锰钢平衡块的制造成本。

本发明提出了一种压缩机高锰钢平衡块制作方法，本发明要解决的技术问题是如何降低粉末冶金高锰钢平衡块的制造成本。

本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：一种压缩机高锰钢平衡块采用合金粉末压制成型和高温烧结定型，合金粉末由高锰钢粉末和润滑剂混合而成，高锰钢粉末由以下化学成分组成并以重量百分比计算，C：≤1.0%；Si：≤0.9%；Mn：15%-21%；S：≤0.03%；P：≤0.06%；余量为Fe。

一种压缩机高锰钢平衡块制作方法是按下述顺序步骤进行的，第一步，混合合金粉末；第二步，将合金粉末压制成平衡块压坯；第三步，将平衡块压坯高温烧结定型，得到平衡块烧结坯，平衡块烧结坯的形状与平衡块成品形状相对应；第四步，待平衡块烧结坯冷却到750℃-800℃时，放入挤压模具内进行挤压成型，得到平衡块成品。

本压缩机高锰钢平衡块采用高锰钢粉末压制和烧结而成，与现有采用不同元素金属粉末混合而成相比，具有化学成分分别更均匀，平衡块质量分布更均匀以及品质更易控制，进而有效地提高了平衡块合格率。

本压缩机高锰钢平衡块采用的原料中不含有铜、铝、钨、钒、铬等金属，因而原料采购成本较低，进而有效地降低了平衡块制造成本。

本压缩机高锰钢平衡块在烧结成型后利用余温进行温锻，既有效提高了平衡块的密度，使平衡块的密度达到7.3g/cm³-7.6g/cm³，与铸造成型的平衡块密度相接近；又调整平衡块的外形和尺寸，显著提高平衡块外形尺寸一致性；以及无需进行打磨去毛刺处理。温锻加工相对于打磨加工具有生产效率更高，加工成本更低的优点，进而降低了平衡块制造成本。

综上所述，与现有技术相比，本压缩机高锰钢平衡块和利用压缩机高锰钢平衡块制造方法生产的压缩机高锰钢平衡块均具有制造成本更低，产品品质更高的优点。利用压缩机高锰钢平衡块制造方法生产的压缩机高锰钢平衡块还具有产品精度高，密度与铸造成型平衡块密度接近的优点。

附图说明

图1是压缩机高锰钢平衡块的立体结构示意图。

图2是平衡块烧结坯的立体结构示意图。

图3是利用挤压模具挤压平衡块烧结坯的剖视结构示意图。

图中，1、平衡块成品；1a、孔；2、平衡块烧结坯；2a、预成型孔；3、下模；3a、成型腔；3b、成型柱；4、上模；4a、压头部；4b、避让孔。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，一种压缩机高锰钢平衡块大致呈半圆环状，压缩机高锰钢平衡块上开设有多个孔1a，说明书附图给出孔1a的数量为3个，孔1a的形状为直孔；根据实际情况可以调整孔1a的数量和形状，如台阶孔。

一种压缩机高锰钢平衡块制作方法是按下述顺序步骤进行的，第一步，混合合金粉末；合金粉末由高锰钢粉末和润滑剂混合而成，润滑剂的重量为高锰钢粉末重量的0.3%-0.5%。高锰钢粉末由以下化学成分组成并以重量百分比计算，C：≤1.0%；Si：≤0.9%；Mn：15%-21%；S：≤0.03%；P：≤0.06%；余量为Fe。润滑剂为硬脂酸锌和/或硬脂酸锂。

高锰钢粉末的松装密度为2.9±0.3g/cm³，高锰钢粉末粒度组成与重量百分比如下表：

粒度μm	≤63	63-150	150-180	180-250
					重量百分比	58%-68%	≤35%	≤6%	≤2.5%

将润滑剂与高锰钢粉末混合并搅拌均匀。

第二步，将合金粉末压制成平衡块压坯，压制平衡块压坯的模具中模腔形状与平衡块成品1形状相对应。

第三步，将平衡块压坯放置在含保护气体气氛的烧结炉中烧结定型，烧结炉的加热温度为1150℃-1300℃，保护气体为氨气、氮气和二氧化碳中的一种或多种。如图3所示，烧结定型的零件称为平衡块烧结坯2，平衡块烧结坯2的形状与平衡块成品1形状相对应，即平衡块烧结坯2大致呈半圆环状，平衡块烧结坯2上具有与平衡块成品1中孔1a一一对应的预成型孔2a，预成型孔2a为直孔。若平衡块成品1中孔1a为台阶孔，则预成型孔2a也为台阶孔。

第四步，待平衡块烧结坯2冷却至750℃-800℃时，将平衡块烧结坯2从烧结炉内取出并放入挤压模具内进行挤压成型，成型后零件称为平衡块成品1。

挤压模具包括下模3和上模4，下模3内具有与平衡块外形相吻合的成型腔3a和与平衡块中孔1a一一对应地成型柱3b，成型柱3b的高度大于平衡块烧结坯2的厚度，成型柱3b的顶部具有导向面；上模4具有嵌入成型腔3a内的压头部4a，压头部4a的端面上开有与成型柱3b一一对应地避让孔4b。挤压模具逐渐合模时成型柱3b的顶部先穿入避让孔4b内，再压头部4a的端面挤压平衡块烧结坯2，平衡块烧结坯2沿预成型孔2a的轴向被挤压，沿该方向挤压具有挤压模具结构简单，既能修整产品的外形尺寸，又能修整孔径。

第五步，将平衡块成品1从挤压模具内取出并放入保温炉内，利用平衡块成品1余热进行去应力退火。平衡块成品1放入保温炉时温度为400℃-500℃，保温时长为1.5小时-2小时，这样既保证去应力达到产品技术要求，又具有效率高和节约能源的优点。

Claims

1.一种压缩机高锰钢平衡块，采用合金粉末压制成型和高温烧结定型，其特征在于，合金粉末由高锰钢粉末和润滑剂混合而成，高锰钢粉末由以下化学成分组成并以重量百分比计算，C：≤1.0%；Si：≤0.9%；Mn：15%-21%；S：≤0.03%；P：≤0.06%；余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的压缩机高锰钢平衡块，其特征在于，所述润滑剂的重量为高锰钢粉末重量的0.3%-0.5%。

3.根据权利要求1所述的压缩机高锰钢平衡块，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸锌和/或硬脂酸锂。

4.根据权利要求1或2或3所述的压缩机高锰钢平衡块，其特征在于，所述高锰钢粉末的松装密度为2.9±0.3g/cm³。

5.根据权利要求1或2或3所述的压缩机高锰钢平衡块，其特征在于，所述高锰钢粉末的粒度组成并以重量百分比计算：≤63μm的高锰钢粉末重量百分比为58%-68%，63μm-150μm的高锰钢粉末重量百分比为≤35%，150μm-180μm的高锰钢粉末重量百分比为≤6%，180μm -250μm的高锰钢粉末重量百分比为≤2.5%。

6.一种权利要求1至5中任意一项所述压缩机高锰钢平衡块制作方法，其特征在于，压缩机高锰钢平衡块制作方法是按下述顺序步骤进行的，

第一步，混合合金粉末；第二步，将合金粉末压制成平衡块压坯；第三步，将平衡块压坯高温烧结定型，得到平衡块烧结坯（2），平衡块烧结坯（2）的形状与平衡块成品（1）形状相对应；第四步，待平衡块烧结坯（2）冷却到750℃-800℃时，放入挤压模具内进行挤压成型，得到平衡块成品（1）。

7.根据权利要求6所述的压缩机高锰钢平衡块制作方法，其特征在于，所述压缩机高锰钢平衡块上具有多个孔（1a），平衡块烧结坯（2）上具有与平衡块成品（1）中孔（1a）一一对应的预成型孔（2a）；平衡块烧结坯（2）沿预成型孔（2a）的轴向被挤压。

8.根据权利要求6所述的压缩机高锰钢平衡块制作方法，其特征在于，所述挤压模具包括下模（3）和上模（4），下模（3）内具有与平衡块外形相吻合的成型腔（3a）和与平衡块中孔（1a）一一对应地成型柱（3b），成型柱（3b）的高度大于平衡块烧结坯（2）的厚度；上模（4）具有嵌入成型腔（3a）内的压头部（4a），压头部（4a）的端面上开有与成型柱（3b）一一对应地避让孔（4b）。

9.根据权利要求6或7或8所述的压缩机高锰钢平衡块制作方法，其特征在于，将所述平衡块成品（1）从挤压模具内取出后利用平衡块成品（1）余热进行去应力退火。

10.根据权利要求6或7或8所述的压缩机高锰钢平衡块制作方法，其特征在于，所述平衡块成品（1）放入保温炉内，放入保温炉时平衡块成品（1）温度为400℃-500℃，保温时长为1.5小时-2小时。