CN1260475C

CN1260475C - 叶片基材与润滑剂相匹配的环保型旋转式压缩机

Info

Publication number: CN1260475C
Application number: CN 00125104
Authority: CN
Inventors: 沈建芳; 苏志军; 杨军; 乐红胜; 赵潺; 刘春慧
Original assignee: Shanghai Hitachi Household Appliance Co Ltd
Current assignee: Shanghai Highly Electrical Appliances Co Ltd
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2020-09-08
Also published as: CN1316591A

Abstract

一种叶片基材与润滑剂相匹配的环保型旋转式压缩机，该压缩机以不含氯的环保型HFC作制冷剂，其紧贴活塞的叶片的基材为一种经浸硫氮化处理的高速工具钢，该高速工具钢的一组化学成分为：C为0.8～0.9%，Si≤0.40%，Mn≤0.40%，P≤0.30%，S≤0.03%，Cr为3.80～4.50%，Mo为4.50～5.50%，W为5.50～6.70%，V为1.60～2.20%，其余为Fe；叶片基材的硬度为HRC58～65；润滑剂采用烷基苯油。采用本发明的叶片与润滑剂，经长期寿命运转试验证明，表明在使用HFC制冷剂的前提下，该本发明的叶片基材与烷基苯油润滑剂相匹配，叶片无明显磨耗，具有良好的耐磨性能。

Description

叶片基材与润滑剂相匹配的环保型旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及空调、冰箱制冷用旋转式压缩机，尤指一种叶片基材与润滑剂相匹配的环保型旋转式压缩机。

背景技术

旋转式压缩机由于其效率高、体积小、重量轻，近年来获得广泛的应用。图1为一旋转式压缩机气缸部分的示意图，在气缸1中，偏心配置一圆柱形滚动活塞2，该活塞2与气缸1的圆柱面相切，形成一月牙状空间，安装在气缸体滑槽中的叶片3在弹簧4的作用下，紧贴活塞2的圆柱面。将所述月牙形空间分为吸气腔5和排气腔6。当活塞2偏心旋转时，吸气腔5和排气腔6的大小不断变化，将从吸气口7吸入的气体压缩后从排气口8排出。在该压缩机中，由于叶片3的前端始终紧贴旋转的活塞2的圆柱面，其接触部分极易磨损，因此所述叶片的材质与润滑状况对提高压缩机的可靠性至关重要。

原有的非环保型旋转式压缩机，一般以高速工具钢为叶片材料，以CFC为工质，以矿物油为润滑剂，由于CFC中含有氯原子，可以在滑动部件表面形成一层耐磨的金属氯化物，从而可以减少滑动部分的摩擦和磨损。但CFC对臭氧层的破坏已被作为全球性的环境问题。一种替代的制冷剂是不含氯的HFC。与CFC比较，使用HFC尽管减轻了对环境的破坏，但由于HFC中不含氯原子，使压缩机的制冷剂和润滑剂的润滑特性变差，导致叶片与活塞接触部位磨损加剧，无法满足压缩机的可靠性要求。

发明内容

本发明的目的是从改进叶片的材质和挑选润滑剂入手，提出一种叶片基材与润滑剂相匹配的环保型旋转式压缩机，从而改善叶片与活塞之间的润滑性能，降低叶片的磨损。

本发明提出的一种叶片基材与润滑剂相匹配的环保型旋转式压缩机，主要包括一气缸，在该气缸中偏心配置一圆柱形滚动活塞，该活塞与气缸的圆柱面相切，一安装在气缸体的滑槽中的叶片在弹簧的作用下，紧贴所述活塞的圆柱面，该压缩机以不含氯的环保型HFC作制冷剂，其中：a)所述叶片基材为一种经浸硫氮化处理的高速工具钢，该高速工具钢的一组化学成分为：C为0.8～0.9％，Si≤0.40％，Mn≤0.40％，P≤0.30％，S≤0.03％，Cr为3.80～4.50％，Mo为4.50～5.50％，W为5.50～6.70％，V为1.60～2.20％，其余为Fe；b)所述叶片基材的硬度为HRC58～65；c)所述高速工具钢叶片的浸硫氮化处理工艺为：(1)将以含硫磺的氰酸为基本盐的碱金属盐在565±5℃条件下加热保温；(2)将待加工叶片浸入熔化的盐浴中，在叶片表面附近形成化合物层，在该化合物层的下层形成氮原子扩散于母材的扩散层；d)所述润滑剂采用烷基苯油。

本发明的优点在于：由于高速工具钢经过浸硫氮化处理后，生成的化合物层由硫化物和氮化物组成的多孔质层和以Fe₃N为主要成分的氮化物单一组织组成，可有效地消除粘着磨损和擦损，提高叶片的耐磨性能，同时，由硫化物和氮化物组成的多孔质层有存储润滑油的作用，可提高叶片表面的润滑性能；所以，当经浸硫氮化处理的叶片、烷基苯油和HFC冷冻油一起使用时，由于它们之间相互匹配，可大幅度降低叶片的磨损，从而提高了压缩机运行的可靠性。实验证明，采用原高速工具钢的叶片与R407C(HFC的一种)制冷剂和矿物油共用的压缩机经过较长期连续运行的，叶片前端严重磨耗，且叶片前端圆弧方向有较深的划痕。而将所述经浸硫氮化处理的高速工具钢叶片与R407C制冷剂及烷基苯油(AB油)装机后进行压缩机长期寿命运转试验，叶片无明显磨耗，表明在使用R407C制冷剂的前提下，该经浸硫氮化处理的高速工具钢叶片与烷基苯油相匹配，具有良好的耐磨性能。

附图说明

现结合一实施例及其附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明的旋转式压缩机气缸部分的示意图；

图2为叶片经浸硫氮化处理后的表层金相结构示意图。

具体实施方式

在本实施例中，用于所述叶片的高速工具钢的化学成分为：C为0.8～0.9％，Si≤0.4％，Mn≤0.40％，P≤0.30％，S≤0.03％，Cr为3.80～4.50％，Mo为4.50～5.50％，o为5.50～6.70％，V为1.60～2.20％，其余为o。该材料的硬度应达到HRC58～65。

所述高速工具钢叶片的浸硫氮化处理工艺为：(1)将含硫磺的氰酸(NCNO)为基本盐的碱金属盐在565±5℃条件下加热保温；(2)将待加工叶片浸入熔化的盐浴中，在叶片表层附近形成化合物层，在该化合物层的下层，形成氮原子扩散于母材的扩散层。

所述化合物层11是由硫化物和氮化物组成的多孔质层11a及该多孔质层下面的以Fe₃N为主要成分的氮化物单一组织11b组成，化合物层的厚度＜30μm，其下层为氮原子扩散于母材的扩散层12，参见图2。该扩散层的硬度应达到如下要求：将叶片在垂直于长度的方向切断，使用显微维氏硬度计，载荷为2.94N，测量位置距表面30μm深度处(见图2中的A点)的扩散层硬度，应在HMV800以上。

所述润滑剂烷基苯油(AB油)几乎不吸水、不水解，其低溶解度有利于降低磨损，且耐磨添加剂在其中有更好的效果，通过使用低粘度的烷基苯油可保证系统的回油性，一般选用粘度为22±10cSt。

Claims

1.一种叶片基材与润滑剂相匹配的环保型旋转式压缩机，主要包括一气缸，在该气缸中偏心配置一圆柱形滚动活塞，该活塞与气缸的圆柱面相切，一安装在气缸体的滑槽中的叶片在弹簧的作用下，紧贴所述活塞的圆柱面，该压缩机以不含氯的环保型HFC作制冷剂，其特征在于：

a)所述叶片基材为一种经浸硫氮化处理的高速工具钢，该高速工具钢的化学成分为：C为0.8～0.9％，Si≤0.4％，Mn≤0.40％，P≤0.30％，S≤0.03％，Cr为3.80～4.50％，Mo为4.50～5.50％，W为5.50～6.70％，V为1.60～2.20％，其余为Fe；

b)所述叶片基材的硬度为HRC58～65；

c)所述叶片的浸硫氮化处理工艺为：(1)将含硫磺的氰酸为基

本盐的碱金属盐在565±5℃条件下加热保温；(2)将待加工叶片浸入熔化的盐浴中，在叶片表面附近形成化合物层，在该化合物层的下层，形成氮原子扩散于母材的扩散层；

d)所述润滑剂采用烷基苯油。

2.根据权利要求1所述的环保型旋转式压缩机，其特征在于所述高速工具钢的表面的化合物层系由硫化物和氮化物组成的多孔质层，及该多孔质层下面的以Fe₃N为主要成分的氮化物单一组织层组成，该化合物层的厚度＜30μm。

3.根据权利要求1或2所述的环保型旋转式压缩机，其特征在于所述叶片扩散层的硬度在HMV800以上，该硬度值在下述条件下测得：在垂直于长度的方向将材料切断，使用显微维氏硬度计，载荷为2.94N，测量位置距表面30μm深度处。

4.根据权利要求1或2所述的环保型旋转式压缩机，其特征在于所述润滑剂烷基苯油的粘度为22±10cSt。