CN1186872A - 金属表面处理方法、其处理的制冷剂压缩机用旋转轴和滑片以及该制冷剂压缩机 - Google Patents
金属表面处理方法、其处理的制冷剂压缩机用旋转轴和滑片以及该制冷剂压缩机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1186872A CN1186872A CN97117063A CN97117063A CN1186872A CN 1186872 A CN1186872 A CN 1186872A CN 97117063 A CN97117063 A CN 97117063A CN 97117063 A CN97117063 A CN 97117063A CN 1186872 A CN1186872 A CN 1186872A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- weight
- slide plate
- steel
- equivalent
- fertile material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
- F05C2201/0436—Iron
- F05C2201/0439—Cast iron
- F05C2201/0442—Spheroidal graphite cast iron, e.g. nodular iron, ductile iron
Landscapes
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
本发明提供包括由旋转轴驱动的压缩单元,通过压缩单元将吸入的HFC系制冷剂或以HFC系制冷剂为主体的制冷剂压缩和排出的制冷剂压缩机,该制冷剂压缩机采用了表面上经过等离子体渗碳氮化处理的旋转轴,或者采用在相当于高速工具钢的钢制滑片表面上进行了等离子体渗碳氮化处理的滑片。因此,甚至在使用酯类冷冻机油、醚类冷冻机油作为冷冻机油以及使用HFC系制冷剂的场合,可以提供包括表面滑动部位的摩擦系数低、耐磨性高的旋转轴或滑片的制冷剂压缩机。
Description
本发明涉及金属表面处理方法、用该方法处理的部件以及使用该部件的制冷剂压缩机，更具体地说，本发明涉及采用没有破坏臭氧层危险的HFC系制冷剂等的冷冻装置中使用的制冷剂压缩机，是关于旋转轴或滑片的滑动面的耐磨性得到提高的制冷剂压缩机。
以往，冷冻机的制冷剂一直是使用二氯二氟甲烷(R-12)或由R-22和一氯五氟乙烷(R-115a)组成的共沸混合制冷剂R-502，这些制冷剂适合于通常的冷冻装置。另外，使用与这些制冷剂具有相容性的矿物油或烷基苯类油等冷冻机油的冷冻循环，其可靠性和耐久性等品质达到了较高的水准。
但是，上述制冷剂对于臭氧具有很大的破坏作用，一旦释放到大气中，到达地球上空的臭氧层，将会破坏臭氧层。臭氧层的破坏是由于制冷剂中的氯原子(C1)而引起的。
为此，人们考虑使用氯含量较少的制冷剂例如氯二氟代甲烷(HCFC-22、R-22)、以及不含氯的制冷剂例如二氟甲烷(HFC-32、R-32)、五氟乙烷(HFC-125、R-125)和1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a、R-134a)作为上述制冷剂的替代物(以下简称HFC系制冷剂)。
相对于HFC系制冷剂而使用的冷冻机油的实例有与HFC系制冷剂不具有相容性的矿物油、烷基苯类油等，或者与HFC系制冷剂具有相容性的酯类冷冻机油、醚类冷冻机油以及它们的混合油等。
以往，旋转式压缩机、往复式压缩机等压缩机的旋转轴，为了提高其滑动表面的耐磨性，要进行例如盐浴软氮化(salt bath soft nitriding)处理、离子氮化(ion nitriding)处理、盐浴渗硫氮化(salt bath sulphonitriding)处理、电解渗硫氮化(eletrolytic sulphonitriding)处理等表面处理。但是，如果将制冷剂换成HFC系制冷剂，将冷冻机油改为酯类冷冻机油或醚类冷冻机油，采用上述以往的处理方法形成的化合物层(以氮化物(ε-Fe3N)为主体)的摩擦系数高，导致耐磨性不足，因而不能长期稳定地运转。由于上述原因，迫切需要改进的旋转轴处理方法以及配备有用该方法处理的旋转轴的旋转式压缩机、往复式压缩机等压缩机。
另外，如果将制冷剂改成HFC系制冷剂，将冷冻机油换成酯类冷冻机油或醚类冷冻机油，那么旋转轴的材料也必须使用高弹性的球墨铸铁(FCD)。但是，旋转轴的中心孔，即用于使冷冻机油从位于制冷剂压缩机下部的油槽循环到制冷剂压缩机上部的孔，以往一直是采用机械加工来开孔，如果使用高弹性的材料，特别是使用FCD，机械加工将难以进行。因此，迫切需要配备有能够经济、容易地制成中心孔的高弹性旋转轴的制冷剂压缩机。
另一方面，旋转式压缩机的滑片使用SKH51等材料制成，为了提高耐磨性，需要进行离子氮化处理、CrN涂覆处理等表面处理，或者使用浸渗铝的碳素材料或纤维增强的铝材制成的滑片。
但是，如果将制冷剂改成HFC系制冷剂，将冷冻机油换成酯类冷冻机油或醚类冷冻机油，在上述的常规表面处理的情况下，例如离子氮化处理，会使摩擦系数提高，由于摩擦时温度升高，酯类冷冻机油或醚类冷冻机油被冷冻回路内存在的水份水解而产生酸。由于所产生的酸而形成金属皂等淤渣，这些淤渣沉积在滑片表面的滑动部位上，引起腐蚀和磨损等问题。另外，在CrN涂覆处理的场合，存在着运转过程中涂膜剥落以及由于涂膜厚度不均匀难以生产对应的问题。此外，采用浸渗铝的碳素材料或纤维增强的铝材制成的滑片，机械强度和耐磨性不足，并且对与之相配合的转子具有攻击性，因此，配备有这样的滑片的旋转式压缩机不能长期稳定地运转。
本发明的目的是，提供配备有甚至在使用酯类冷冻机油、醚类冷冻机油作为冷冻机油、并且使用HFC系制冷剂的场合，旋转轴或滑片表面滑动部位的摩擦系数低、耐磨性高的旋转轴或滑片的制冷剂压缩机；提供配备有可以经济、容易地制成中心孔的高弹性旋转轴的制冷剂压缩机；以及提供可以防止滑片表面的滑动部位上产生淤渣、能长期稳定地运转的制冷剂压缩机。另外，本发明的目的还在于提供所采用的处理方法。
为了解决上述任务，本发明人反复进行了研究，结果发现，使用表面上经过等离子体渗硫氮化(plasma sulphonitriding)处理的相当于高速工具钢的钢制成的滑片或不锈钢制成的滑片可以解决上述任务，从而完成了本发明；此外，本发明人还发现，对旋转轴的表面进行等离子体渗硫氮化处理，可以降低摩擦系数，提高耐磨性，此外，通过在旋转轴的铸造过程中使用烧失模型(sublimation pattern model)或壳芯(shell core)制作中心孔，可以解决上述任务，从而完成了本发明。
根据上述目的，本发明提供了一种金属表面处理方法，其特征在于，是对以含有相当于高速工具钢的钢或相当于不锈钢的钢为母体材料的金属表面进行等离子体渗硫氮化处理，在该表面上形成含氮化合物层和含硫表层部分。本发明还提供了经过上述处理的滑片。
母体材料包含相当于高速工具钢的下列成份的钢是优选的。
组分：
C：1.0-2.0％(重量)
Si：0.1-0.4％(重量)
Mn：0.2-0.5％(重量)
Cr：3.0-5.0％(重量)
W：11.0-14.0％(重量)
Mo：0.5-2.5％(重量)
V：3.0-5.0％(重量)
Fe：余量。
母体材料包含相当于高速工具钢的下列成份的钢是优选的。
组分：
C：2.0-2.5％(重量)
Si：0.2-0.4％(重量)
Mn：0.2-0.4％(重量)
Cr：2-6％(重量)
W：10-12％(重量)
Mo：2.0-3.0％(重量)
V：5.0-8.0％(重量)
Co：6.0-9.0％(重量)
Fe：余量。
母体材料包含相当于高速工具钢的下列成份的钢是优选的。
组分：
C：3.3-3.6％(重量)
Si：0.2-0.4％(重量)
Mn：0.2-0.4％(重量)
Cr：3.0-3.5％(重量)
W：12-14％(重量)
Mo：7.0-9.0％(重量)
V：9.0-10.5％(重量)
Co：9.0-11％(重量)
TiN粒子：13.0％(重量)或13.0％(重量)以下
Fe：余量。
母体材料包含相当于不锈钢的下列成份的钢是优选的。
组分：
C：0.95-1.20％(重量)
Si：1.0％(重量)或1.0％(重量)以下
Mn：0.6％(重量)或0.6(重量)以下
Ni：0.6％(重量)或0.6(重量)以下
Cr：16-18％(重量)
Mo：0.75％(重量)或0.75％(重量)以下
Fe：余量。
上述的母体材料用热等静压(Hot Isotastatic Press，HIP)模压成形也是优选的。
或者，优选将相当于高速工具钢的钢注塑成形得到的空心滑片。
另外，优选相当于不锈钢的钢被烧结(液相烧结或气相烧结)。
本发明还提供了制冷剂压缩机，该制冷剂压缩机配备有带旋转轴的电动单元和由该电动单元的旋转轴驱动的压缩单元，通过该压缩单元将吸入的HFC系制冷剂或以HFC系制冷剂为主体的制冷剂压缩和排出，其中，所述的压缩单元包括气缸、通过上述旋转轴的偏心部驱动的在该气缸内回转的转子、与该转子接触并将气缸内分割开的滑片、以及封闭上述气缸的开口的上轴承部和下轴承部，这些滑动部件即转子和滑片的滑动表面用冷冻机油润滑，所述的滑片由表面上经过等离子体渗硫氮化处理的相当于高速工具钢的钢或相当于不锈钢的钢制成。
此时，冷冻机油优选选自由酯类润滑油、醚类润滑油组成的组以及它们的混合物。
本发明还提供了金属表面的处理方法，是对含以球墨铸铁为母体材料的金属制成的轴表面进行等离子体渗硫氮化处理。另外，本发明还提供了旋转轴，是对含球墨铸铁为母体材料的金属表面进行等离子体渗硫氮化处理。
优选的是，该旋转轴是用烧失模型或壳芯制成中心孔的球墨铸铁制成的中空旋转轴。
此外，本发明提供了制冷剂压缩机，它配备有压缩单元，用于驱动压缩单元的旋转轴，利用该压缩单元将吸入的HFC系制冷剂或以HFC为主体的制冷剂压缩和排出，该旋转轴的滑动表面用冷冻机油润滑，并且对该以球墨铸铁作为旋转轴母体材料的金属制成的轴表面进行了等离子体渗硫氮化处理。
通过采用这些措施，可以提供配备有甚至在使用酯类冷冻机油或醚类冷冻机油作为冷冻机油、并且使用HFC系制冷剂的场合，旋转轴或滑片表面滑动部位的摩擦系数低、耐磨性高的旋转轴或滑片的制冷剂压缩机。
附图的简要说明如下：
图1是冷冻装置的冷冻回路图。
图2是本发明的制冷剂压缩机的一个实施方案的纵剖面图。
图3是图2的制冷剂压缩机的横剖面图。
下面，参照图1-3来说明本发明。
图1表示冷冻装置的冷冻循环，该冷冻装置是由冷冻剂配管依次将下列部件连接而形成的：将蒸发气化的HFC系制冷剂压缩和排出到冷凝器的本发明的制冷剂压缩机a、使该制冷剂冷凝并液化的冷凝器b、减小该制冷剂的压力的毛细管c、以及将液化的制冷剂蒸发的蒸发器d。
在图2和图3中，1是密闭容器，在该容器内，上部装有电动单元2，下部装有由该电动单元驱动的旋转压缩单元3。电动单元2包括定子5和转子6，定子5具有用有机材料绝缘的绕组4，转子6设置在定子5的内侧。旋转压缩单元3包括气缸7、转子10、滑片12、上部轴承13和下部轴承14，转子10通过旋转轴8的偏心部9的驱动在气缸内沿气缸7的内壁回转，滑片12由弹簧11压紧，与上述转子10的周面压接而将气缸7内部分成吸入侧和排出侧，上部轴承13和下部轴承14将气缸7的开口封闭并支承旋转轴8。
上部轴承13上设有与气缸7的排出一侧连通的排出孔15。另外，上部轴承13上还安装有打开或关闭排出孔15的排出阀16和遮盖住该排出阀16的排出消声室(discharging muffler)17。
在密闭容器1内的底部封入HFC系制冷剂，例如R134a、R32和R125的3种组分的混合制冷剂(以下简称R407C)，或者R32和R125的2种组分的混合制冷剂(以下简称R410A)。这些制冷剂流入旋转压缩单元3的气缸7内，在转子10和滑片12的共同作用下被压缩。
作用冷冻机油18的酯类冷冻机油或醚类冷冻机油润滑旋转压缩单元3的滑动部件，即转子10或滑片12的滑动表面，或旋转轴8的滑动表面。
19是安装在密闭容器1上、将制冷剂导入气缸7的吸入侧的吸入管，20是安装在密闭容器1的上壁、将被旋转压缩单元3压缩、通过电动单元2将制冷剂排出到密闭容器1外面的排出管。
由吸入管19流入气缸7内的吸入侧的制冷剂，在转子10和滑片12的共同作用下被压缩，从而通过排出孔15打开排出阀16，被排出到排气消声室17内。该排气消声室17内的制冷剂通过电动单元2由排出管20排出到密闭容器1外。
装在密闭容器1底部的油18，由于旋转轴8的高速转动在上方开放端形成涡流而产生的真空现象，通过旋转轴8的中空孔21被吸上去，从而供给到旋转压缩单元3的转子10和滑片12等滑动部件之间的滑动表面、或者旋转轴8和上部轴承13、下部轴承14的滑动表面，起到润滑作用。另外，使在气缸7内被压缩的制冷剂不致于泄漏到低压一侧。
上述旋转轴8是由高弹性的球墨铸铁(ductile case iron，FCD)制成，其表面经过等离子体渗硫氮化处理。因而，其表面的摩擦系数降低，耐磨性提高。因此，即使将制冷剂换成HFC系制冷剂，并将冷冻机油改成酯类冷冻机油或醚类冷冻机油，旋转轴8和上部件轴承13、下部轴承14之间的滑动表面上的涂膜也不致于脱落。另外，本发明中的滑片12是由相当于高速工具钢的钢或相当于不锈钢的钢制成，其表面上经过等离子体渗硫氮化处理。因而，可以起到与上述旋转轴同样的作用，因此，即使将制冷剂换成HFC系制冷剂，将冷冻机油改成酯类冷冻机油，滑片12和转子10之间的滑动表面上的涂膜也不致于剥落。
产生上述结果的原因据认为是，经过等离子体渗硫氮化处理，旋转轴8或滑片12表面上的铁与硫发生化学反应生成的硫化铁，形成含硫的表层部分，因而摩擦系数降低。另外，还有一种看法认为，铁与氮发生化学反应生成的化合物层例如FeN、Fe3N4等，覆盖住表面，因而可以得到耐磨性高的表面。但本发明不限于上述的看法。
本发明中使用的等离子体渗硫氮化处理的条件没有特别的限制。处理条件的具体例子例如可以举出，用1-2小时将旋转轴8或滑片12在炉内加热至540-570℃，在N2/H2＝1∶1的气氛中处理约2小时，接着在540-570℃及N2/H2S混合气体气氛中处理3小时左右，然后炉冷2小时。在炉冷阶段中通过导入气体使内压达到3乇。
另外，上述旋转轴8在铸造过程中使用烧失模型或壳芯形成孔21，因此不需要在后续工序中用机械加工开孔。
由于本发明中作为相当于高速工具钢的钢制成的滑片采用了C、W、V含量比SKH51高的、相当于高速工具钢的含有下列成分的钢制成的滑片，因而可以进一步提高滑片本身的耐磨性。
组分：
C：1.0-2.0％(重量)
Si：0.1-0.4％(重量)
Mn：0.2-0.5％(重量)
Cr：3.0-5.0％(重量)
W：11.0-14.0％(重量)
Mo：0.5-2.5％(重量)
V：3.0-5.0％(重量)
Fe：余量。
本发明中使用的滑片的制造方法没有特别的限制，不过，使用含有相当于高速工具钢的下列成分的钢(在相当于SKH57的材料中加入TiN粒子(粒径约1-2μm))进行下面将要描述的HIP模压的方法，成形比较容易，可以制造耐磨性优异的滑片，因而是优选的方法。所谓热等静压模压(Hot Isostatic Press Molding、HIP模压)，是将粉末或预成形体封入在高温下能形成被覆体的金属箔中，脱气后插入容器内，通过惰性气氛介质在各个方向上施加同样的压力、同时进行加热和烧结的方法，用这种方法可以得到均质、高密度的烧结体。在本发明中，如上所述，通过在相当于SKH57的材料中配入TiN粒子、采用公知的HIP成形方法可以加工成形滑片。
组分：
C：3.3-3.6％(重量)
Si：0.2-0.4％(重量)
Mn：0.2-0.4％(重量)
Cr：3.0-3.5％(重量)
W：12-14％(重量)
Mo：7.0-9.0％(重量)
V：9.0-10.5％(重量)
Co：9.0-11％(重量)
TiN粒子：13.0％(重量)或13.0％(重量)以下
Fe：余量。在本发明中，可以使用由相当于高速工具钢的钢经过注塑成、烧结得到的具有中空部的均质、高密度、高强度的空心滑片。注塑成形时优选使用相当于高速工具钢的含有下列成分的钢。因为这种空心滑片重量轻，强度高，使用这种滑片的制冷剂压缩机可以达到比常规产品的速度快3倍的工作状态。
组分：
C：2.0-2.5％(重量)
Si：0.2-0.4％(重量)
Mn：0.2-0.4％(重量)
Cr：2-6％(重量)
W：10-12％(重量)
Mo：2.0-3.0％(重量)
V：5.0-8.0％(重量)
Co：6.0-9.0％(重量)
Fe：余量。
上述各成分及其含量是根据能批量生产并且提高滑片的耐磨性的原则而确定的。
另一方面，本发明中的由相当于不锈钢的钢制造的滑片，采用含有下列成分的、Cr含量高的SUS440系不锈钢制的滑片时，可以进一步提高滑片的耐磨性。
C：0.95-1.20％(重量)
Si：1.0％(重量)或1.0％(重量)以下
Mn：0.6％(重量)或0.6％(重量)以下
Ni：0.6％(重量)或0.6％(重量)以下
Cr：16-18％(重量)
Mo：0.75％(重量)或0.75％(重量)以下
Fe：余量
上述各成分及其含量是根据能批量生产并且提高滑片的耐磨性的原则而确定的。
优选使用通过上述HIP模压或注塑成形容易烧结得到的相当于不锈钢的钢制成的滑片。
滑片中的C含量与热处理后的硬度和耐磨性有关，因此必是特定的数值或者在特定的范围内。尤其是，含量低于下限值时，淬火后的硬度降低，耐磨性低下。另外，滑片中的Cr是碳化物析出元素，对耐磨性有很大贡献，因此必须选择最适宜的数值或最适宜的范围。W、Mo、V、Co、Si和Mo也是强化基体的元素，它们也必须选择最适宜的数值或最适宜的范围，因为这些元素在规定的数值或范围之外时，会对耐磨性产生不利的影响。
本发明的制冷剂压缩机的形式可以是上述的封闭型压缩机，也可以是开启型的压缩机，没有特别的限制。至于旋转轴，具体地说例如可以用来作为旋转式压缩机、往复式压缩机、振动式压缩机、多滑片和旋转式压缩机、涡管式压缩机等的旋转轴。
实施例
下面通过实施例和比较例更具体地说明本发明，但本发明不受这些实施例的限制。
实施例1
在铸造工序中使用烧失模型或壳芯制成旋转轴的中心孔21，将所得到的旋转轴8装入炉内，在570℃下将旋转轴8加热1-2小时，然后在供给N2/H2＝1∶1的气氛中处理2小时。接着在570℃下、供给N2/H2＝1∶1和N2/H2S＝99∶1的混合气体的气氛中处理3小时。然后炉冷2小时(炉内压3乇)，进行等离子体渗硫氮化处理。
将配备有经过等离子体渗硫氮化处理的旋转轴8的旋转式压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器用配管连接，制成台架试验装置，使用该台架试验装置按下列试验条件进行耐久试验，测定旋转式压缩机的旋转轴滑动部位的磨损度。
压力条件：高压27-28kg/cm2·G、低压4.6kg/cm2·G
运转频率：100Hz、运转时间：1000hr、
制冷剂：杜邦公司制造的R407C[R134a∶R32∶R125＝52∶23∶25的混合制冷剂]
机身上部温度：95-100℃
滑动部件的材料如下。
滑片：高速工具钢(High Speed Steel)
转子：铸铁
组成(重量％)：T.C(总碳量)3.0-3.7
Si：1.5-2.5，Mn：0.5-1.0，
P：0.2-0.3，S：0.15或0.15以下
Ni：0.15-0.4，Cr：0.5-1.2
Mo：0.15-0.4，Fe：余量。
润滑剂组合物(油)：以多元醇酯系油(Fureol α68S、Japan EnergyCorp.制造)为基油，对该基油添加0.1-2.0％(重量)的磷酸三甲苯酯(TCP)和0.01-10％(重量)的环氧化合物(EP)添加剂。另外，在基油中可以再添加0.05-0.5％(重量)的2，6-二叔丁基对甲酚(以下简称#1油)。
试验的结果，旋转轴8的磨损度是1。磨损度分5级评价，用数字表示，5是最差，3以下是可以允许的范围，1是优异。
比较例1
使用离子氮化处理的旋转轴代替等离子体渗硫氮化处理的旋转轴8，除此之外与实施例1同样进行试验。试验的结果，旋转轴8的磨损度是4。
实施例2
将含有下列成分的相当于高速工具钢的钢制滑片装入炉中，于570℃加热1-2小时，在供给N2/H2＝1∶1气体的气氛中处理2小时。接着在570℃下、供给N2/H2＝1∶1和N2/H2S＝99∶1的混合气体的气氛中处理3小时。然后炉冷2小时(炉内压3乇)，完成等离子体渗硫氮化处理。
组分：
C：1.0-2.0％(重量)
Si：0.1-0.4％(重量)
Mn：0.2-0.5％(重量)
Cr：3.0-5.0％(重量)
W：11.0-14.0％(重量)
Mo：0.5-1.5％(重量)
V：3.0-5.0％(重量)
Fe：余量。
将配备有经过等离子体渗硫氮化处理的滑片12的旋转式压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器用配管连接，制成台架试验装置，使用该台架试验装置按下列试验条件进行耐久试验，测定滑片12的滑动部位的磨损度。
压力条件：高压27-28kg/cm2·G、低压4.6kg/cm2.G
运转频率：100Hz、运转时间：1000hr、
制冷剂：杜邦公司制造的R407C
机身上部温度：95-100℃
转子：铸铁
组成(重量％)：T.C(总碳量)3.0-3.7
Si：1.5-2.5，Mn：0.5-1.0，
P：0.2-0.3，S：0.15或0.15以下
Ni：0.1 5-0.4，Cr：0.5-1.2
Mo：0.15-0.4，Fe：余量。
润滑油组合物(油)：上述的#1油
试验的结果，滑片12的磨损度是1。磨损度分5级评价，用数字表示，5是最差，3以下是可以允许的范围，1是良好。旋转式压缩机经过长期运转后，油的酸值没有上升，也未观察到滑片12表面的滑动部位上产生淤渣，能够稳定地运行。
实施例3
将含有下列成分的相当于不锈钢的钢制滑片置于炉中，570℃下加热1-2小时，在供给1.5升/分N2、1.5升/分H2的气氛中处理2小时。接着在570℃下、供给N2/H2＝1∶1的混合气体和N2/H2S＝99∶1的混合气体的气氛中处理3小时。然后炉冷2小时(炉内压3乇)，进行等离子体渗硫氮化处理。
组分：
C：0.95-1.20％(重量)
Si：1.0％(重量)或1.0％(重量)以下
Mn：0.6％(重量)或0.6％(重量)以下
Ni：0.6％(重量)或0.6％(重量)以下
Cr：16-18％(重量)
Mo：0.75％(重量)或0.75％(重量)以下
Fe：余量。
将配备有经过等离子体渗硫氮化处理的滑片12的旋转式压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器用配管连接，制成台架试验装置，使用该台架试验装置按下列试验条件进行耐久试验，测定滑片12的滑动部位的磨损度。
压力条件：高压27-28kg/cm2·G、低压4.6kg/cm2·G
运转频率：100Hz、运转时间：1000hr、
制冷剂：杜邦公司制造的R407C
机身上部温度：95-100℃
转子：铸铁
组成(重量％)：T.C(总碳量)：3.0-3.7
Si：1.5-2.5，Mn：0.5-1.0，
P：0.2-0.3，S：0.15或0.15以下
Ni.0.1 5-0.4，Cr：0.5-1.2
Mo：0.15-0.4，Fe：余量。
润滑油组合物(油)：上述的#1油
试验的结果，滑片12的磨损度是1。旋转式压缩机经过长期运转后，油的酸值没有上升，也未观察到滑片12表面的滑动部位上产生淤渣，能够稳定地运行。
比较例2
用离子氮化处理的滑片12代替等离子体渗硫氮化处理的滑片12，除此之外与实施例2同样进行试验。试验的结果，观察到有一部分涂膜剥落，滑片12的磨损度是4。
本发明由于采用上述构成，甚至在使用酯类冷冻机油或醚类冷冻机油作为冷冻机油，并且使用HFC系制冷剂的场合，旋转轴表面滑动部位的摩擦系数较低，耐磨性高，安装了该旋转轴的制冷剂压缩机可以长期稳定地运行。另外，可以经济、容易地制成旋转轴的中心孔。
除此以外，本发明由于采用上述构成，甚至在使用酯类冷冻机油或醚类冷冻机油作为冷冻机油，并且使用HFC系制冷剂的场合，滑片表面滑动部位的摩擦系数较低，耐磨性高。安装了该滑片的制冷剂压缩机可以长期稳定地运行。
因此，本发明在产业上有广阔的应用前景。
虽然本发明仅显示和表述了本发明的优选实施方案，但可以理解本发明不仅限于此，在不偏离后附权利要求书中所规定的本发明的范围内，本领域的熟练人员可以作出各种改变和修正。
Claims (32)
1、金属表面处理方法，其特征在于包括，对以含有相当于高速工具钢的钢作为母体材料的金属表面进行等离子体渗硫氮化处理，在该表面上形成含氮化合物层和含硫表层部分。
2、权利要求1所述的金属表面处理方法，其特征在于，母体材料含有相当于高速工具钢的下列成份的钢：
C：1.0-2.0％(重量)
Si：0.1-0.4％(重量)
Mn：0.2-0.5％(重量)
Cr：3.0-5.0％(重量)
W：11.0-14.0％(重量)
Mo：0.5-2.5％(重量)
V：3.0-5.0％(重量)
Fe：余量。
3、权利要求1所述的金属表面处理方法，其特征在于，母体材料含有相当于高速工具钢的下列成份的钢：
C：2.0-2.5％(重量)
Si：0.2-0.4％(重量)
Mn：0.2-0.4％(重量)
Cr：2-6％(重量)
W：10-12％(重量)
Mo：2.0-3.0％(重量)
V：5.0-8.0％(重量)
Co：6.0-9.0％(重量)
Fe：余量。
4、权利要求1所述的金属表面处理方法，其特征在于，母体材料含有相当于高速工具钢的下列成份的钢：
C：3.3-3.6％(重量)
Si：0.2-0.4％(重量)
Mn：0.2-0.4％(重量)
Cr：3.0-3.5％(重量)
W：12-14％(重量)
Mo：7.0-9.0％(重量)
V：9.0-10.5％(重量)
Co：9.0-11％(重量)
TiN粒子： 13％(重量)或13％(重量)以下
Fe：余量。
5、金属表面处理方法，其特征在于包括，对以相当于不锈钢的钢作为母体材料的金属表面进行等离子体渗硫氮化处理，在该表面上形成含氮化合物层和含硫表层部分。
6、权利要求5所述的金属表面处理方法，其特征在于，母体材料包含相当于不锈钢的下列成份的钢：
C：0.95-1.20％(重量)
Si： 1.0％(重量)或1.0％(重量)以下
Mn：0.6％(重量)或0.6％(重量)以下
Ni：0.6％(重量)或0.6％(重量)以下
Cr：16-18％(重量)
Mo：0.75％(重量)或0.75％(重量)以下
Fe：余量。
7、滑片，其特征在于，该滑片是通过对以含有相当于高速工具钢的钢作为母体材料的滑片进行等离子体渗硫氮化处理，在该表面上形成含氮化合物层和含硫表层部分生产的。
8、权利要求7所述的滑片，其特征在于，母体材料包含相当于高速工具钢的下列成份的钢：
C：1.0-2.0％(重量)
Si：0.1-0.4％(重量)
Mn：0.2-0.5％(重量)
Cr：3.0-5.0％(重量)
W：11.0-14.0％(重量)
Mo：0.5-2.5％(重量)
V：3.0-5.0％(重量)
Fe：余量。
9、权利要求7所述的滑片，其特征在于，母体材料包含相当于高速工具钢的下列成份的钢：
C：2.0-2.5％(重量)
Si：0.2-0.4％(重量)
Mn：0.2-0.4％(重量)
Cr：2-6％(重量)
W：10-12％(重量)
Mo：2.0-3.0％(重量)
V：5.0-8.0％(重量)
Co：6.0-9.0％(重量)
Fe：余量。
10、权利要求7所述的滑片，其特征在于，母体材料含有相当于高速工具钢的下列成份的钢：
C：3.3-3.6％(重量)
Si：0.2-0.4％(重量)
Mn：0.2-0.4％(重量)
Cr：3.0-3.5％(重量)
W：12-14％(重量)
Mo：7.0-9.0％(重量)
V：9.0-10.5％(重量)
Co：9.0-11％(重量)
TiN粒子：13.0％(重量)或13.0％(重量)以下
Fe：余量。
11、权利要求10所述的滑片，其特征在于，所述的滑片是将上述母体材料热等静压(HIP)模压制成的。
12、权利要求7所述的滑片，其特征在于，包括将相当于高速工具钢的钢注塑制成的空心滑片。
13、滑片，其特征在于，所述的滑片是通过对以相当于不锈钢的钢作为母体材料的滑片进行等离子体渗硫氮化处理，在该表面上形成含氮化合物层和含硫表层的部分。
14、权利要求13所述的滑片，其特征在于，上述母体材料包含相当于不锈钢的下列成份的钢：
C：0.95-1.20％(重量)
Si：1.0％(重量)或1.0％(重量)以下
Mn：0.6％(重量)或0.6％(重量)以下
Ni：0.6％(重量)或0.6％(重量)以下
Cr：16-18％(重量)
Mo：0.75％(重量)或0.75％(重量)以下
Fe：余量。
15、权利要求13所述的滑片，其特征在于，相当于不锈钢的钢被烧结。
16、制冷剂压缩机，该制冷剂压缩机包含有带旋转轴的电动单元和由该电动单元的旋转轴驱动的压缩单元，通过该压缩单元将吸入的HFC系制冷剂或以HFC系制冷剂为主体的制冷剂压缩和排出，其特征在于，所述的压缩单元包括气缸、通过上述旋转轴的偏心部驱动的在气缸内回转的转子、与该转子接触并将气缸内分割开的滑片、以及封闭上述气缸的开口的上轴承部和下轴承部，这些滑动部件即转子和滑片的滑动表面用冷冻机油润滑，所述的滑片是由表面上经过等离子体渗硫氮化处理的相当于高速工具钢的钢制成的。
17、权利要求16所述的制冷剂压缩机，其特征在于，所述的母体材料包含相当于高速工具钢的下列成份的钢：
C：1.0-2.0％(重量)
Si：0.1-0.4％(重量)
Mn：0.2-0.5％(重量)
Cr：3.0-5.0％(重量)
W：11.0-14.0％(重量)
Mo：0.5-2.5％(重量)
V：3.0-5.0％(重量)
Fe：余量。
18、权利要求16所述的制冷剂压缩机，其特征在于，母体材料包含相当于高速工具钢的下列成份的钢：
C：2.0-2.5％(重量)
Si：0.2-0.4％(重量)
Mn：0.2-0.4％(重量)
Cr：2-6％(重量)
W：10-12％(重量)
Mo：2.0-3.0％(重量)
V：5.0-8.0％(重量)
Co：6.0-9.0％(重量)
Fe：余量。
19、权利要求16所述的制冷剂压缩机，其特征在于，母体材料包含相当于高速工具钢的下列成份的钢：
C：3.3-3.6％(重量)
Si：0.2-0.4％(重量)
Mn：0.2-0.4％(重量)
Cr：3.0-3.5％(重量)
W：12-14％(重量)
Mo：7.0-9.0％(重量)
V：9.0-10.5％(重量)
Co：9.0-11％(重量)
TiN粒子：13.0％(重量)或13.0％(重量)以下
Fe：余量。
20、权利要求19所述的制冷剂压缩机，其特征在于，上述母体材料是通过热等静压(HIP)模压制成的。
21、权利要求16所述的制冷剂压缩机，其特征在于，该滑片是通过将相当于高速工具钢的钢注塑制成的空心滑片。
22、权利要求16所述的制冷剂压缩机，其特征在于，冷冻机油选自酯类润滑油、醚类润滑油以及它们的混合物。
23、制冷剂压缩机，该制冷剂压缩机包括带旋转轴的电动单元和由该电动单元的旋转轴驱动的压缩单元，通过该压缩单元将吸入的HFC系制冷剂或以HFC系制冷剂为主体的制冷剂压缩和排放，其特征在于，所述的压缩单元由气缸、通过上述旋转轴的偏心部驱动的在气缸内回转的转子、与该转子接触并将气缸内分割开的滑片、以及封闭上述气缸的开口的上轴承部和下轴承部，这些滑动部件即转子和滑片的滑动表面用冷冻机油润滑，所述的滑片由表面上经过等离子体渗硫氮化处理的相当于不锈钢的钢制成。
24、权利要求23所述的制冷剂压缩机，其特征在于，母体材料包含相当于不锈钢下列成份的钢：
C：0.95-1.20％(重量)
Si：1.0％(重量)或1.0％(重量)以下
Mn：0.6％(重量)或0.6％(重量)以下
Ni：0.6％(重量)或0.6％(重量)以下
Cr：16-18％(重量)
Mo：0.75％(重量)或0.75％(重量)以下
Fe：余量。
25、权利要求23所述的制冷剂压缩机，其特征在于，使用烧结得到的相当于不锈钢的钢制滑片。
26、权利要求23所述的制冷剂压缩机，其特征在于，冷冻机油选自酯类润滑油、醚类润滑油组成的组以及它们的混合物。
27、金属表面的处理方法，其特征在于包括，对以含球墨铸铁作为母体材料的金属表面进行等离子体渗硫氮化处理。
28、旋转轴，其特征在于，该旋转轴是以球墨铸铁作为母体材料的金属制成的，并对其表面进行等离子体渗硫氮化处理。
29、权利要求28所述的旋转轴，其特征在于，它包括用烧失模型或壳芯制成中心孔的球墨铸铁制的中空旋转轴。
30、制冷剂压缩机，该制冷剂压缩机包括压缩单元，用于驱动压缩单元的旋转轴，通过该压缩单元将吸入的HFC系制冷剂或以HFC系制冷剂为主体的制冷剂压缩和排出，其特征在于，该旋转轴的滑动表面用冷冻机油润滑，并且，对以含球墨铸铁作为母体材料的金属表面进行了等离子体渗硫氮化处理。
31、权利要求30所述的制冷剂压缩机，其特征在于，旋转轴是用烧失模型或壳芯制成中心孔的球墨铸铁制的中空旋转轴。
32、权利要求30所述的制冷剂压缩机，其特征在于，冷冻机油选自由酯类润滑油、醚类润滑油组成的组以及它们的混合物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN97117063A CN1186872A (zh) | 1996-10-11 | 1997-10-13 | 金属表面处理方法、其处理的制冷剂压缩机用旋转轴和滑片以及该制冷剂压缩机 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP270036/1996 | 1996-10-11 | ||
| JP270035/1996 | 1996-10-11 | ||
| JP270032/1996 | 1996-10-11 | ||
| CN97117063A CN1186872A (zh) | 1996-10-11 | 1997-10-13 | 金属表面处理方法、其处理的制冷剂压缩机用旋转轴和滑片以及该制冷剂压缩机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1186872A true CN1186872A (zh) | 1998-07-08 |
Family
ID=5174310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN97117063A Pending CN1186872A (zh) | 1996-10-11 | 1997-10-13 | 金属表面处理方法、其处理的制冷剂压缩机用旋转轴和滑片以及该制冷剂压缩机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1186872A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102101106A (zh) * | 2009-12-17 | 2011-06-22 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 低摩擦涂覆系统及方法 |
| CN102251166A (zh) * | 2011-06-29 | 2011-11-23 | 乐金电子（秦皇岛）有限公司 | 空调压缩机滑片的制造方法 |
| CN103930579A (zh) * | 2011-11-14 | 2014-07-16 | Lg电子株式会社 | 合金铸铁和采用该合金铸铁的叶片的制造方法 |
| CN103946546A (zh) * | 2012-10-23 | 2014-07-23 | 松下电器产业株式会社 | 回转式压缩机 |
| CN107177800A (zh) * | 2017-05-14 | 2017-09-19 | 合肥鼎鑫模具有限公司 | 一种数控铣床铣刀用高速工具钢及其制造方法 |
| CN108026914A (zh) * | 2015-09-07 | 2018-05-11 | 松下知识产权经营株式会社 | 冷媒压缩机和使用该冷媒压缩机的冷冻装置 |
| CN108026913A (zh) * | 2015-09-07 | 2018-05-11 | 松下知识产权经营株式会社 | 冷媒压缩机和使用该冷媒压缩机的冷冻装置 |
| CN111378897A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-07-07 | 燕山大学 | 一种助卷辊的辊面修复材料及一种助卷辊的激光熔覆再制造方法 |
-
1997
- 1997-10-13 CN CN97117063A patent/CN1186872A/zh active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102101106A (zh) * | 2009-12-17 | 2011-06-22 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 低摩擦涂覆系统及方法 |
| CN102251166A (zh) * | 2011-06-29 | 2011-11-23 | 乐金电子（秦皇岛）有限公司 | 空调压缩机滑片的制造方法 |
| CN102251166B (zh) * | 2011-06-29 | 2013-05-22 | 乐金电子（秦皇岛）有限公司 | 空调压缩机滑片的制造方法 |
| CN103930579A (zh) * | 2011-11-14 | 2014-07-16 | Lg电子株式会社 | 合金铸铁和采用该合金铸铁的叶片的制造方法 |
| CN103930579B (zh) * | 2011-11-14 | 2016-09-14 | Lg电子株式会社 | 合金铸铁和采用该合金铸铁的叶片的制造方法 |
| CN103946546A (zh) * | 2012-10-23 | 2014-07-23 | 松下电器产业株式会社 | 回转式压缩机 |
| CN103946546B (zh) * | 2012-10-23 | 2016-08-24 | 松下电器产业株式会社 | 回转式压缩机 |
| US9482231B2 (en) | 2012-10-23 | 2016-11-01 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Rotary compressor having an oil groove in an inner peripheral surface of a bearing |
| CN108026914B (zh) * | 2015-09-07 | 2019-12-20 | 松下知识产权经营株式会社 | 冷媒压缩机和使用该冷媒压缩机的冷冻装置 |
| CN108026914A (zh) * | 2015-09-07 | 2018-05-11 | 松下知识产权经营株式会社 | 冷媒压缩机和使用该冷媒压缩机的冷冻装置 |
| CN108026913A (zh) * | 2015-09-07 | 2018-05-11 | 松下知识产权经营株式会社 | 冷媒压缩机和使用该冷媒压缩机的冷冻装置 |
| CN108026913B (zh) * | 2015-09-07 | 2019-06-28 | 松下知识产权经营株式会社 | 冷媒压缩机和使用该冷媒压缩机的冷冻装置 |
| US10760563B2 (en) | 2015-09-07 | 2020-09-01 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Refrigerant compressor and refrigeration device including refrigerant compressor |
| US10890363B2 (en) | 2015-09-07 | 2021-01-12 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Refrigerant compressor and refrigeration device including refrigerant compressor |
| CN107177800A (zh) * | 2017-05-14 | 2017-09-19 | 合肥鼎鑫模具有限公司 | 一种数控铣床铣刀用高速工具钢及其制造方法 |
| CN111378897A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-07-07 | 燕山大学 | 一种助卷辊的辊面修复材料及一种助卷辊的激光熔覆再制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1244670C (zh) | 冷却装置 | |
| CN1055527C (zh) | 密封型压缩机 | |
| CN1120936C (zh) | 涡旋压缩机及其制造方法 | |
| CN1116520C (zh) | 回转式压缩机及其制造方法 | |
| CN1054185C (zh) | 密闭形压缩机 | |
| CN1085823C (zh) | 制冷装置的压缩机 | |
| KR100928623B1 (ko) | 냉동 장치 | |
| CN1680612A (zh) | 铁系耐磨滑动材料及滑动构件 | |
| CN1186872A (zh) | 金属表面处理方法、其处理的制冷剂压缩机用旋转轴和滑片以及该制冷剂压缩机 | |
| CN1643265A (zh) | 用于带式连续变速传动机构上的滚动轴承 | |
| CN1057557C (zh) | 与氢氯氟烃和氢氟烃制冷剂一起使用的制冷机油组合物 | |
| CN1108456C (zh) | 用于冷冻机的压缩机 | |
| CN1101535C (zh) | 冷冻循环 | |
| US6139296A (en) | Method for treating metal surface, rotary shaft for refrigerant compressor treated by the method, vane for refrigerant compressor treated by the method, and refrigerant compressor using the same | |
| CN1928362A (zh) | 制冷剂压缩机、冷却装置及冷藏库 | |
| CN1207496C (zh) | 旋转式压缩机用叶片及其制造方法 | |
| CN1916419A (zh) | 压缩机 | |
| CN1191385C (zh) | 热或温条件下使用的钢构件及其生产方法 | |
| CN1095943C (zh) | 旋转压缩机 | |
| CN1099430A (zh) | 刮板材料及其制法 | |
| JP4996214B2 (ja) | 冷媒圧縮機 | |
| JP5016645B2 (ja) | 冷媒圧縮機 | |
| JP2001271774A (ja) | 回転圧縮機 | |
| JP2008128476A (ja) | 軸受 | |
| JP5007106B2 (ja) | 軸受 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |