CN114603089B - 一种低合金低变形量压缩机滚子及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低合金低变形量压缩机滚子，其成分配比如下：废钢20份～30份，回炉料35份～40份，铁屑35份～40份，增碳剂0.5～1份，电解镍0.1份～0.15份，镍纯度>99.9％，铬合金0.3～0.4份，铬合金纯度>99.9％，钼合金0.2～0.3份，钼合金纯度>99.9％，锑锭0.009份，锑锭纯度>99％，T1#红铜0.005～0.01份，T1#红铜的铜纯度>99％，采用本配方生产的滚子，使压缩机活塞环热变形量＜0.005％，确保微型化的活塞环在0‑300°的工作环境内其变化量小，使活塞与配套的气缸等精密度提升，工作效能提升，额定工作功率下降，达到了压缩机节能降耗的目的。
Description
技术领域
本发明涉及制冷设备技术领域，具体涉及一种制冷设备用压缩机滚子的新配方。
背景技术
现今空调压缩机逐渐微型化、小型化，受压缩机小型化影响，其压缩机关键零部件活塞环也逐步微型化、小型化，在微型化过程中，原活塞变形量逐渐无法满足压缩机需求，高变形量导致微型化活塞环在工作过程中逐渐受热膨胀，经常出现卡死或者阻力过大，致使工作电流上升，电耗增加，无法满足其压缩机和空调低耗能要求。
现行业中尚无对低变形量活塞的特定熔炼和配套的热处理工艺，因此需研发一种特定成分的低变形量活塞环，在保证耐磨性和致密性前提下，使活塞在0-300度温度范围内其变形量少于0.005%。
发明内容
针对背景技术中存在的技术缺陷，本发明提出一种低合金低变形量压缩机滚子及其制作方法，解决了上述技术问题以及满足了实际需求，具体的技术方案如下所示：
低合金低变形量压缩机滚子，其成分配比如下：
废钢20份~30份，废钢的元素含量：铁>98%，碳<1%，硅<0.8%，锰<0.5%，其余含量<3%；
回炉料35份~40份，回炉料的元素含量：铁>92%、碳3.2~3.4%、硅1.7~2.0%、锰0.6~0.8%、镍0.15~0.2%、钼0.15~0.2%、铬0.7~1.0%，其余含量为<2%；
铁屑35份~40份，铁屑的元素含量：铁>92%、碳3.2~3.4%、硅1.7~2.0%、锰0.6~0.8%、镍0.15~0.2%、钼0.15~0.2%、铬0.7~1.0%，其余含量<2%；
增碳剂0.5~1份，增碳剂的元素含量：固定碳含量98%以上、硫≤0.3%、氮≤0.3%、灰分≤0.8；
电解镍0.1份~0.15份，镍纯度>99.9%；
铬合金0.3~0.4份，铬合金纯度>99.9%，铬合金的元素含量：铬55~57%，碳7~8%，硅2.5~3%，余量为铁；
钼合金0.2~0.3份，钼合金纯度>99.9%，元素含量：钼58~60%，铜0.5~0.7%，硅0.2~0.5%，余量为铁；
锑锭0.009份，锑锭纯度>99%；
T1#红铜0.005~0.01份，T1#红铜的铜纯度>99%。
为生产上述配方的压缩机滚子，特发明了如下工艺方法进行生产：
①中频炉熔炼时先放入起融铁水，然后依次投放30份回炉料和20份铁屑和全部增碳剂，接着投放电解镍总量的80%、钼合金总量的80%、铬合金总量的80%、T1#红铜总量的80%，以及其余的铁屑和10份废钢；
②检验，检验初始碳、硅、镍、铬、钼、铜的含量；
③接下来添加其余的废钢，其余的回炉料，以及把其余的电解镍、钼合金、铬合金、T1#红铜全部添加进去；
④检验，在保持温度在1530~1560℃的条件下进行成分检验；
⑤成分合格就出水，出水温度1530~1560℃，此过程进行第一次孕育，放入中转大包内，冲入法，无时间要求；
⑥中转，倒入浇铸包，同时加入锑粉，锑粉的颗粒度0.2~0.5mm，此过程进行第二次孕育，放入浇铸包内，冲入法，无时间要求；
⑦浇铸，并且第三次孕育，随铁水流入时孕育，浇铸温度为1450~1470℃
本发明具有的有益效果在于：通过高价值镍、钼合金的低加入量，低价值的铬高加入量来保证其制作的滚子变形量低于0.005%.而为避免过量碳化物使用高碳含量、低硅多次孕育的方法降低活塞白口倾向。其中Mo钼合金由同行业的0.25%降低至0.17%。镍Ni由同行业的0.30%降低至0.22%。
通过本发明，使压缩机活塞环热变形量＜0.005%，确保微型化的活塞环在0-300°的工作环境内其变化量小，使活塞与其配套的气缸等精密度提升，工作效能提升，额定工作功率下降，达到了压缩机节能降耗的目的。
具体实施方式
下面结合相关实施例对本发明的实施方式进行说明，需要指出的是，以下相关实施例仅是为了更好说明本发明本身而举的优选实施例，而本发明的实施方式不局限于如下的实施例中，并且本发明涉及本技术领域的相关必要部件，应当视为本技术领域内的公知技术，是本技术领域所属的技术人员所能知道并掌握的。
本发明提供了一种低合金低变形量压缩机滚子，其成分配比如下：
实施例一
废钢20份，废钢的元素含量：铁>98%，碳<1%，硅<0.8%，锰<0.5%，其余含量<3%；
回炉料40份，回炉料的元素含量：铁>92%、碳3.2~3.4%、硅1.7~2.0%、锰0.6~0.8%、镍0.15~0.2%、钼0.15~0.2%、铬0.7~1.0%，其余含量为<2%；
铁屑35份，铁屑的元素含量：铁>92%、碳3.2~3.4%、硅1.7~2.0%、锰0.6~0.8%、镍0.15~0.2%、钼0.15~0.2%、铬0.7~1.0%，其余含量<2%；
增碳剂0.5份，增碳剂的元素含量：固定碳含量98%以上、硫≤0.3%、氮≤0.3%、灰分≤0.8；
电解镍0.15份，镍纯度>99.9%；
铬合金0.4份，铬合金纯度>99.9%，铬合金的元素含量：铬55~57%，碳7~8%，硅2.5~3%，余量为铁；
钼合金0.2份，钼合金纯度>99.9%，元素含量：钼58~60%，铜0.5~0.7%，硅0.2~0.5%，余量为铁；
锑锭0.009份，锑锭纯度>99%；
T1#红铜0.005份，T1#红铜的铜纯度>99%。
实施例二
废钢30份，废钢的元素含量：铁>98%，碳<1%，硅<0.8%，锰<0.5%，其余含量<3%；
回炉料35份，回炉料的元素含量：铁>92%、碳3.2~3.4%、硅1.7~2.0%、锰0.6~0.8%、镍0.15~0.2%、钼0.15~0.2%、铬0.7~1.0%，其余含量为<2%；
铁屑40份，铁屑的元素含量：铁>92%、碳3.2~3.4%、硅1.7~2.0%、锰0.6~0.8%、镍0.15~0.2%、钼0.15~0.2%、铬0.7~1.0%，其余含量<2%；
增碳剂0.5份，增碳剂的元素含量：固定碳含量98%以上、硫≤0.3%、氮≤0.3%、灰分≤0.8；
电解镍0.1份，镍纯度>99.9%；
铬合金0.3份，铬合金纯度>99.9%，铬合金的元素含量：铬55~57%，碳7~8%，硅2.5~3%，余量为铁；
钼合金0.3份，钼合金纯度>99.9%，元素含量：钼58~60%，铜0.5~0.7%，硅0.2~0.5%，余量为铁；
锑锭0.009份，锑锭纯度>99%；
T1#红铜0.01份，T1#红铜的铜纯度>99%。
实施例三
废钢25份，废钢的元素含量：铁>98%，碳<1%，硅<0.8%，锰<0.5%，其余含量<3%；
回炉料38份，回炉料的元素含量：铁>92%、碳3.2~3.4%、硅1.7~2.0%、锰0.6~0.8%、镍0.15~0.2%、钼0.15~0.2%、铬0.7~1.0%，其余含量为<2%；
铁屑37份，铁屑的元素含量：铁>92%、碳3.2~3.4%、硅1.7~2.0%、锰0.6~0.8%、镍0.15~0.2%、钼0.15~0.2%、铬0.7~1.0%，其余含量<2%；
增碳剂0.7份，增碳剂的元素含量：固定碳含量98%以上、硫≤0.3%、氮≤0.3%、灰分≤0.8；
电解镍0.13份，镍纯度>99.9%；
铬合金0.35份，铬合金纯度>99.9%，铬合金的元素含量：铬55~57%，碳7~8%，硅2.5~3%，余量为铁；
钼合金0.25份，钼合金纯度>99.9%，元素含量：钼58~60%，铜0.5~0.7%，硅0.2~0.5%，余量为铁；
锑锭0.009份，锑锭纯度>99%；
T1#红铜0.08份，T1#红铜的铜纯度>99%。
工艺生产方法：
①中频炉熔炼时先放入起融铁水（连续生产时可用预留200公斤铁液或炉容积的5~10（份）），然后依次投放30份回炉料和20份铁屑和全部增碳剂，接着投放电解镍总量的80%、钼合金总量的80%、铬合金总量的80%、T1#红铜总量的80%，以及其余的铁屑和10份废钢；
②检验，检验初始碳、硅、镍、铬、钼、铜的含量，为下一步调整做出依据数据；
③接下来添加其余的废钢，其余的回炉料，以及把其余的电解镍、钼合金、铬合金、T1#红铜全部添加进去；
④检验，在保持温度在1530~1560℃的条件下进行成分检验，成分范围至如下：
⑤成分合格就出水，出水温度1530℃~1560℃，此过程进行第一次孕育，放入中转大包内，冲入法，无时间要求；
⑥中转，倒入浇铸包，同时加入锑粉，锑粉的颗粒度0.2~0.5mm，此过程进行第二次孕育，放入浇铸包内，冲入法，无时间要求；
⑦浇铸，并且进行第三次孕育，随铁水流入时孕育，浇铸温度为1450℃~1470℃，通过提前加入使镍、钼、铬、铜合金提前溶解降低随渣带出量，将成分调配至如下：
通过高价值镍、钼合金的低加入量，低价值的铬高加入量来保证其制作的滚子变形量低于0.005%.而为避免过量碳化物使用高碳含量、低硅多次孕育的方法降低活塞白口倾向。其中Mo钼合金由同行业的0.25%降低至0.17%。镍Ni由同行业的0.30%降低至0.22%。
浇铸过程孕育处理方案，浇铸过程共分三次孕育：
浇铸后保温作业30分钟~50分钟。自然开箱。
通过上述配方及工艺实现活塞环热处理前硬度97-105HRB、热处理后硬度48-52HRC，金相组织为马氏体，碳化物占比约5%，石墨A型95%以上，石墨长度5-6级，热变形量为＜0.005%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种低合金低变形量压缩机滚子，其铸造配方配比如下：
废钢20份~30份，废钢的元素含量：铁>98%，碳<1%，硅<0.8%，锰<0.5%，其余含量<3%；
回炉料35份~40份，回炉料的元素含量：铁>92%、碳3.2~3.4%、硅1.7~2.0%、锰0.6~0.8%、镍0.15~0.2%、钼0.15~0.2%、铬0.7~1.0%，其余含量为<2%；
铁屑35份~40份，铁屑的元素含量：铁>92%、碳3.2~3.4%、硅1.7~2.0%、锰0.6~0.8%、镍0.15~0.2%、钼0.15~0.2%、铬0.7~1.0%，其余含量<2%；
增碳剂0.5~1份，增碳剂的元素含量：固定碳含量98%以上、硫≤0.3%、氮≤0.3%、灰分≤0.8；
电解镍0.1份~0.15份，镍纯度>99.9%；
铬合金0.3~0.4份，铬合金纯度>99.9%，铬合金的元素含量：铬55~57%，碳7~8%，硅2.5~3%，余量为铁；
钼合金0.2~0.3份，钼合金纯度>99.9%，元素含量：钼58~60%，铜0.5~0.7%，硅0.2~0.5%，余量为铁；
锑锭0.009份，锑锭纯度>99%；
T1#红铜0.005~0.01份，T1#红铜的铜纯度>99%。
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