CN110453152B - 一种制冷压缩机滑片及其制备方法 - Google Patents

一种制冷压缩机滑片及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种制冷压缩机滑片，该滑片由低碳含量、低锰含量的钢材制得，所述钢材的化学成分及其质量百分含量为：碳0.32％～0.40％；锰0.50％～0.90％；硅0.10～0.35％；Fe为余量。通过将所述钢材下料、粗加工后进行碳氮共渗处理或渗碳处理，然后进行精加工制得该滑片。与现有技术相比，本发明的制冷压缩机滑片具有原材料充足、价格低的优势，并且制备工艺简单，在保证制冷压缩机滑片性能要求的同时能够大幅度降低制备成本，因此在制冷压缩机领域具有良好的应用。

Description

一种制冷压缩机滑片及其制备方法
技术领域
本发明制冷压缩机技术领域，具体涉及一种制冷压缩机滑片及其制备方法。
背景技术
旋转式制冷压缩机因其制冷效率高、结构紧凑、体积小、重量轻而大量应用于家用等空调器内部。
滑片是旋转式制冷压缩机的重要元件，与活塞、气缸以及主、副轴承形成动密封，将气缸内部分割成高低压两个气室，滑片尾部依靠弹簧力将端面紧压在滚动活塞的外表面上，将空间分成吸气腔与压缩腔，在偏心轴的带动下，完成吸气、压缩、排气的过程。
在长达十年以上的压缩机工作周期中，不仅要求滑片具有超高的微米级尺寸精度以保证气密性，而且由于滑片本身除去尾部，其他面均与气缸、主副轴承和活塞发生表面摩擦，特别是其顶端与压缩机的滚动活塞紧贴，其磨损最为剧烈，且长期在冷媒介质的高温、高压、高速冲击负荷的条件下工作，因此滑片需要具有极高的滑动性能、耐疲劳性和耐磨损性。
现有技术中，用于旋转式制冷压缩机中的滑片一般由特殊的钢材制得，目前主要局限于11Cr17不锈钢与高速钢，这些材料不易得到、价格较高，造成滑片制作成本高昂。而且，这些钢材如果未经加工，其硬度与抗磨性都很难满足制冷压缩机的工作要求，为了提高滑片表面的硬度与抗磨性等，需要对滑片材料及其表面处理进行大量的研究，并提供相应的制备方法。但是，目前所选用的钢材存在含碳量过高、硬度过大等问题，造成制备困难，工序较多，成品率低，导致滑片成本进一步提高。
发明内容
针对上述技术现状，本发明旨在提供一种制冷压缩机滑片，其原料易得、成本低、制备方便。
为了实现上述技术目的，本发明人经过大量实验探索后发现，当滑片材料选用以下化学成分及其质量百分含量组成的钢材时，不仅大幅度降低成本，而且制备工艺简单易行，还能够满足滑片的硬度与抗磨性要求。
即，本发明所采用的技术方案为：一种制冷压缩机滑片，其特征在于：由以下化学成分及其质量百分含量组成的钢材制得：
碳(C)：0.32％～0.40％；锰(Mn)：0.50％～0.90％；硅(Si)：0.10～0.35％；Fe为余量。
作为优选，碳含量为0.32％～0.38％，进一步优选为0.35％～0.38％
作为优选，锰含量为0.6％～0.9％，进一步优选为0.6％～0.8％，更优选为0.6％～0.7％。
作为优选，硅含量优选为0.10％～0.25％，进一步优选为0.15％～0.25％。
所述的余量Fe中可以包含一些杂质，例如硫(S)、磷(P)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)等中的一种或者几种，其中，铬的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.2％；镍的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.2％；铜的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.3％；硫的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.035％；磷的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.035％。
作为优选，铬的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.1，更优选为≤0.02％。
作为优选，镍的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.1，更优选为≤0.02％。
作为优选，铜的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.1，更优选为≤0.03％。
作为优选，硫的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.03％，更优选为≤0.02％。
作为优选，磷的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.03％，更优选为≤0.02％。
作为优选，所述的余量Fe中包含硫(S)、磷(P)中的一种或者两种，其中硫(S)的质量占滑片材料的质量百分含量≤0.035％，磷(P)的质量占滑片材料的质量百分含量≤0.035％。
本发明还提供了一种上述制冷压缩机滑片的制备方法，包括如下步骤：
(1)选用所述化学成分及其质量百分含量组成的钢材，按照滑片的形状与尺寸下料、正火处理、粗加工，得到粗加工制件：
(2)将粗加工制件进行渗碳处理；
(3)将步骤(2)处理后的制件进行精加工，得到成品滑片。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)选用低碳含量、低锰含量的钢材作为用于制冷压缩机中滑片的原材料，该钢材中含碳量仅为0.32％～0.4％，锰含量仅为0.50％～0.90％，结合其他化学组分及其含量组成，具有原材料充足，价格低的优势，能够大幅度降低滑片的制作成本。
(2)目前，制备压缩机滑片时，在下料过程中采用锯床先将原材料板材或条钢切割，再采用铣床将尾槽铣出，效率低。选用本发明的低碳含量、低锰含量的钢材作为制冷压缩机中滑片的原材料时，下料过程中可以采用冷锻、冷镦、冷冲、冷挤压等一次成型的冷加工方式替代现有的锯床、铣床等多工序成型工艺，将原材料板材或条钢直接成型，包括尾槽，从而减少了工序，提高了加工效率，并且材料利用率高，适应于滑片产品的批量生产，进一步降低了制冷压缩机滑片的成本，制得的滑片经测定满足压缩机厂4000小时耐久试验对制冷压缩机滑片的抗磨性的要求。
因此，本发明在保证制冷压缩机滑片性能要求的同时能够大幅度降低成本，在制冷压缩机领域具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
实施例1：
一种制冷压缩机用滑片，由以下化学成分及其质量百分含量组成的钢材制得：
碳0.32％，锰0.50％，硅0.25％，Fe为余量。
该制冷压缩机用滑片的制备包括如下步骤：
(1)选用所述化学成分及其质量百分含量组成的条钢作为原材料，按照滑片的形状与尺寸，采用冷锻的一次成型的冷加工方式将原材料直接成型，包括尾槽，然后正火处理、粗加工，得到粗加工制件；
(2)将粗加工制件进行渗碳处理，得到粗加工制件；
(3)将粗加工制件按照滑片的形状与尺寸进行精加工，得到成品滑片。
对上述制得的滑片进行4000小时耐久试验测试，测试结果显示该滑片的抗磨性满足压缩机厂对滑片的要求。
实施例2：
一种制冷压缩机用滑片，由以下化学成分及其质量百分含量组成的钢材制得：
碳0.40％，锰0.80％，硅0.2％，硫0.035％，磷0.035％，Fe为余量。
该制冷压缩机用滑片的制备包括如下步骤：
(1)选用所述化学成分及其质量百分含量组成的条钢作为原材料，按照滑片的形状与尺寸，采用冷墩的一次成型的冷加工方式将原材料直接成型，包括尾槽，然后正火处理、粗加工，得到粗加工制件；
(2)将粗加工制件进行渗碳处理，得到粗加工制件；
(3)将粗加工制件按照滑片的形状与尺寸进行精加工，得到成品滑片。
对上述制得的滑片进行4000小时耐久试验测试，测试结果显示该滑片的抗磨性满足压缩机厂对滑片的要求。
实施例3：
一种制冷压缩机用滑片，由以下化学成分及其质量百分含量组成的钢材制得：
碳0.35％，锰0.70％，硅0.1％，硫0.025％，磷0.015％，铬0.01％，铜0.02％，Fe为余量。
该制冷压缩机用滑片的制备包括如下步骤：
(1)选用所述化学成分及其质量百分含量组成的条钢作为原材料，按照滑片的形状与尺寸，采用冷冲的一次成型的冷加工方式将原材料直接成型，包括尾槽，然后正火处理、粗加工，得到粗加工制件；
(2)将粗加工制件进行渗碳处理，得到粗加工制件；
(3)将粗加工制件按照滑片的形状与尺寸进行精加工，得到成品滑片。
对上述制得的滑片进行4000小时耐久试验测试，测试结果显示该滑片的抗磨性满足压缩机厂对滑片的要求。
实施例4：
一种制冷压缩机用滑片，由以下化学成分及其质量百分含量组成的钢材制得：
碳0.38％，锰0.60％，硅0.15％，硫0.02％，磷0.025％，铬0.02％，Fe为余量。
该制冷压缩机用滑片的制备包括如下步骤：
(1)选用所述化学成分及其质量百分含量组成的条钢作为原材料，按照滑片的形状与尺寸，采用冷冲的一次成型的冷加工方式将原材料直接成型，包括尾槽，然后正火处理、粗加工，得到粗加工制件；
(2)将粗加工制件进行渗碳处理，得到粗加工制件；
(3)将粗加工制件按照滑片的形状与尺寸进行精加工，得到成品滑片。
对上述制得的滑片进行4000小时耐久试验测试，测试结果显示该滑片的抗磨性满足压缩机厂对滑片的要求。
实施例5：
一种制冷压缩机用滑片，由以下化学成分及其质量百分含量组成的钢材制得：
碳0.36％，锰0.90％，硅0.35％，硫0.03％，磷0.03％，铬0.2％，Fe为余量。
该制冷压缩机用滑片的制备包括如下步骤：
(1)选用所述化学成分及其质量百分含量组成的条钢作为原材料，按照滑片的形状与尺寸，采用冷冲的一次成型的冷加工方式将原材料直接成型，包括尾槽，然后正火处理、粗加工，得到粗加工制件；
(2)将粗加工制件进行渗碳处理，得到粗加工制件；
(3)将粗加工制件按照滑片的形状与尺寸进行精加工，得到成品滑片。
对上述制得的滑片进行4000小时耐久试验测试，测试结果显示该滑片的抗磨性满足压缩机厂对滑片的要求。
实施例6：
一种制冷压缩机用滑片，由以下化学成分及其质量百分含量组成的钢材制得：
碳0.38％，锰0.65％，硅0.3％，硫0.02％，磷0.02％，铜0.3％，镍0.02％，Fe为余量。
该制冷压缩机用滑片的制备包括如下步骤：
(1)选用所述化学成分及其质量百分含量组成的条钢作为原材料，按照滑片的形状与尺寸，采用冷墩的一次成型的冷加工方式将原材料直接成型，包括尾槽，然后正火处理、粗加工，得到粗加工制件；
(2)将粗加工制件进行渗碳处理，得到粗加工制件；
(3)将粗加工制件按照滑片的形状与尺寸进行精加工，得到成品滑片。
对上述制得的滑片进行4000小时耐久试验测试，测试结果显示该滑片的抗磨性满足压缩机厂对滑片的要求。
实施例7：
一种制冷压缩机用滑片，由以下化学成分及其质量百分含量组成的钢材制得：
碳0.37％，锰0.55％，硅0.2％，硫0.02％，磷0.02％，铬0.02％，铜0.03％，镍0.1％，Fe为余量。
该制冷压缩机用滑片的制备包括如下步骤：
(1)选用所述化学成分及其质量百分含量组成的条钢作为原材料，按照滑片的形状与尺寸，采用冷墩的一次成型的冷加工方式将原材料直接成型，包括尾槽，然后正火处理、粗加工，得到粗加工制件；
(2)将粗加工制件进行渗碳处理，得到粗加工制件；
(3)将粗加工制件按照滑片的形状与尺寸进行精加工，得到成品滑片。
对上述制得的滑片进行4000小时耐久试验测试，测试结果显示该滑片的抗磨性满足压缩机厂对滑片的要求。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种低成本与抗磨性的制冷压缩机滑片的制备方法，其特征在于：由以下化学成分及其质量百分含量组成的钢材制得：
碳0.32％～0.40％；锰0.5～0.7％；硅0.10～0.35％；Fe为余量；
所述滑片经4000小时耐久试验满足制冷压缩机滑片的抗磨性要求；
所述的制备方法包括如下步骤；
(1)选用所述化学成分及其质量百分含量组成的钢材，按照滑片的形状与尺寸采用一次成型的冷加工方式直接成型、正火处理、粗加工，得到粗加工制件：
(2)将粗加工制件进行渗碳处理；
(3)将步骤(2)处理后的制件进行精加工，得到成品滑片。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：碳含量为0.32％～0.38％。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：碳含量为0.35％～0.38％。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：硅含量为0.10％～0.25％。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：硅含量为0.15～0.25％。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：锰含量为0.6～0.7％。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的余量Fe中包含杂质硫、磷、铬、镍、铜中的一种或者几种，其中，
铬的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.2％；
镍的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.2％；
铜的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.3％；
硫的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.035％；
磷的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.035％。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：铬的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.1。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：铬的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.02％。
10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：镍的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.1。
11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于：镍的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.02％。
12.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：铜的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.1。
13.如权利要求12所述的制备方法，其特征在于：铜的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.03％。
14.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：硫的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.03％。
15.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于：硫的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.02％。
16.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：磷的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.03％。
17.如权利要求16所述的制备方法，其特征在于：磷的质量占滑片材料质量的百分含量≤0.02％。
18.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述冷加工方式包括冷冲、冷锻、冷镦以及冷挤压方式中一种或者几种。
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