CN1386977A - 用于斜盘式压缩机的滑履以及制造该滑履的方法 - Google Patents

Abstract

一种生产斜盘式压缩机的滑履的方法,所述滑履设置于斜盘式压缩机的斜盘和活塞之间,其特征在于该方法包括:将钢质毛坯加工成滑履产品的成型步骤(S1),所述滑履产品包括一种成形品滑履和一种尺寸预调节的滑履;以及在滑履产品上进行氮化处理的氮化步骤(S4);其中在所述成型步骤之后并不进行淬火处理。

Description

用于斜盘式压缩机的滑履以及制造该滑履的方法

本申请基于2001年5月21日提交的日本专利申请No.2001-150406和2001年11月16日提交的日本专利申请No.2001-351106，这些申请的内容将以参引的方式结合到本申请中。

技术领域

本发明总体上涉及一种滑履，该滑履用于斜盘式压缩机并且设置于斜盘式压缩机的斜盘和活塞之间。本发明还涉及一种生产该滑履的方法。

背景技术

用作汽车空调系统中制冷压缩机的斜盘式压缩机包括：(a)旋转驱动轴，(b)由驱动轴支承的斜盘，该斜盘相对于垂直于该驱动轴的旋转轴线的平面倾斜或可以倾斜，(c)支承驱动轴的壳体，该壳体支承着驱动轴使得驱动轴可旋转并且相对于壳体不可以轴向运动，该壳体上具有多个缸孔，这些缸孔位于相距驱动轴的轴线一段径向距离的各个相应周向部分，并沿着平行于驱动轴的方向延伸，以及(d)多个活塞，每个活塞都包括一个头部和一个接合部分，该头部可以与相应的一个缸孔滑动配合，该接合部分与斜盘上的相对表面的径向外部相接合，每个活塞都可以由于斜盘随旋转驱动轴的旋转而往复运动。在斜盘和每个活塞之间，设有一对滑履。每个滑履起到一个滑动件的作用，以便在斜盘和活塞上滑动。由于斜盘以相对较高的速度旋转且活塞相对较高的速度往复运动，就要求滑履具有良好的滑动性能。换句话说，滑履必须展现出一种各种优良的特性，例如高度的耐磨损和抗咬缸性能。

因为采用钢材制成滑履的生产成本相对较低，且钢材制成的滑履(以下称之为“钢质滑履”)具有较高的强度，滑履优选采用钢材制成。为了使得钢质滑履能够具有高度的抗磨损和抗咬缸性能，钢质滑履要经受调质处理，如淬火和回火，以及诸如氮化处理之类的表面处理。不过，调质处理和氮化处理都需要加热滑履的能源和在滑履上进行处理时的一段相对较长的时间，这样就不必要地提高了滑履的制造成本。

发明内容

因此，本发明的目的是为了提供一种钢质滑履，该滑履具有良好的滑动特性并通过限制对滑履进行热处理和使热处理最小化，以使其制造起来较为经济。本发明的另一个目的是为了提供一种方法，该方法能够以一种简单而经济的方式生产钢质滑履。根据本发明的下面的方式中的任何一种都能实现这些目的，这些方式如附后的权利要求一样进行标号，并从属于其它方式或其它一些方式，如果合适的话，指出并弄清楚本发明的要素或技术特征之间的组合。需要理解的是，本发明并不限于这些技术特征或其任何组合，这仅仅是出于说明性的目的所做的描述。还需要理解的是，包含在本发明的下述方式的任何一个之中的多个要素或特征并不是必须要一起提供，并且没有就相同方式所进行描述的一些要素和特征也可以实施本发明。

(1)一种制造用于斜盘式压缩机的滑履的方法，该滑履设置于该斜盘式压缩机的斜盘和活塞之间，该方法包括：

将钢质毛坯加工成滑履产品的成型步骤，该滑履产品包括一成形品滑履和一尺寸预调节的滑履；以及

在滑履产品上进行氮化处理的氮化步骤；并且

其中，在成型步骤之后不进行淬火处理。

滑履的磨损影响到斜盘式压缩机的寿命。氮化处理使得滑履在其表面部分具有高硬度，从而经氮化处理的滑履展示出良好的耐磨性和良好的耐腐蚀性。因此，装有经氮化处理的滑履的斜盘式压缩机就具有高度的耐用性。

滑履的耐磨性极大地依赖于其表面部分的硬度(以下称之为“表面硬度”)。因此，当滑履具有高度的表面硬度时就会展示出足够高的耐磨性。通常进行的淬火处理使得滑履不仅在表面部分具有高度的硬度，而且在内部也具有高度的硬度。但是，滑履在其内部的硬度不会对滑履的耐磨性有较大的影响。因此，即使不对滑履进行淬火处理，滑履也会具有良好的滑动性能而不会在其耐磨性方面造成显著地下降。淬火处理使得滑履的材料变形，因此滑履会承受大的残余应力。当滑履在随后的氮化处理中加热时，残余应力从滑履中去掉。因此，当在经过淬火处理的滑履上进行氮化处理时，滑履会不必要地经受一次应变。由于滑履的形状就会影响滑履的滑动特性，因此当由于该应变而改变滑履的形状时，就必须对滑履进行一次额外的加工操作，例如磨削操作，以便调节其尺寸。在这种情况下，制造滑履的工艺步骤就不可避免地要复杂化，且滑履的制造成本就会不必要地增加。

按照上述方式(1)制造滑履的方法可以通过消除淬火处理，同时通过在滑履上进行氮化处理使得滑履具有良好的滑动特性，从而使得滑履的制造经济并简单。

根据上述方式(1)的本方法中的成型步骤可以按照任何已知的方法进行，这些方法都将在“具体实施方式”中进行描述。术语“滑履成形品”指的是不需磨削操作以调节其尺寸就可以安装到压缩机上的滑履，而“尺寸预调节的滑履”指的是在滑履安装到压缩机上之前还需要经过磨削操作以调节其尺寸的滑履。下面将对氮化处理进行描述。

(2)根据上述方式(1)所述的方法，其中，在成型步骤之后不进行除氮化处理之外的任何热处理。

在制造钢质滑履时，通常，滑履在经过成型步骤后除了要经受淬火处理外还要经受另一次热处理。例如，滑履在受到淬火处理后要经受一次回火处理，或在氮化处理后进行一次回火处理以便调节其硬度。在根据上述方式(2)的本方法中，在成型步骤之后并不进行淬火处理，也不必进行通常在淬火处理之后的回火处理。另外，通常滑履的表面硬度需要通过淬火和回火处理进行调节，如果在适当和优化的条件下滑履的表面硬度也能够通过氮化处理进行调节。因此，在根据上述方式(2)的本方法中，热处理减至最小，使得钢质滑履的制造简单并经济。通常，根据加热条件例如加热温度的不同，热处理会在滑履中造成残余应力或导致滑履的形状变化。就此而论，通过据上述方式(2)的方法制造的滑履，其中在滑履上所进行的热处理减至最小或受到限制，以确保其质量的提高，同时不会具有热处理的缺陷。

(3)一种根据上述方式(1)或(2)所述的方法，其中在氮化处理之后并不进行调节尺寸的磨削操作。

当滑履在经过氮化处理后经磨削操作时，通过氮化处理形成于滑履表面上的氮化层不可避免地会被去掉。鉴于此，就有必要通过例如增加进行氮化处理时间从而在滑履的表面上形成具有相对较大厚度的氮化层。在按照本方法制造的滑履中，消除了淬火处理以免于变形，这种变形是常规滑履由于在氮化处理后进行淬火处理所造成的。因此，在氮化处理后滑履维持所需的形状。因此，在根据上述方式(3)的本方法中，在氮化步骤之后并不进行磨削操作就有效地减少了氮化处理所需的时间并以较低的成本制造滑履。

(4)一种根据上述方式(3)所述的方法，其中成形品的滑履在成型步骤中形成，并在成型步骤后并不进行调节尺寸的磨削操作。

如上所述，在本方法中，去除了淬火处理，以有效地防止了滑履的变形。通过在压锻时采用适当的模具组件，能够在该成型步骤中将钢质毛坯加工成滑履成形品。在这种情况下，在成型步骤之后没必要在滑履上进行调节尺寸的磨削操作。通常，进行磨削操作要花掉相当长的一段时间。因此，在根据上述方式(4)的本方法中，在成型步骤之后不进行磨削操作，使得钢质滑履的制造简单并经济。

(5)一种根据上述方式(1)-(4)中任何一个所述的方法，其中，滑履为部分球冠形滑履，该滑履具有与斜盘保持滑动接触的平坦部分和与活塞保持滑动接触的部分球形部分，该平坦部分加工形成具有一微凸表面。

通常，滑履为一部分球冠形，且以其平坦部分在斜盘上滑动。由于斜盘以相对较高的速度旋转，滑履相对于斜盘的滑动特性在斜盘式压缩机中特别重要。滑履的平坦部分通过包含在制冷剂中的润滑剂进行润滑。如果润滑剂能有效地引入平坦部分的中心部分就能显示出足够高的滑动特性。为此，理想的是，滑履的平坦部分为凸形，其中心部分要略微高于径向外围部分。正如从下述试验结果清楚显示的那样，经本发明的发明人证实，由于在氮化处理后进行淬火处理会导致凸形平坦部分变形成凹形。如上所述，理想的是，将滑履的平坦部分加工成凸形以确保有足够高的滑动特性。因此已经变形成凹形的平坦部分需要经磨削操作，使得凹形平坦部分的径向外围部分经磨削形成凸形平坦部分。在此情况中，在凹形平坦部分的径向外围部分通过磨削操作的磨削量必然会较大，这就会导致在滑履的表面上氮化层的过多去除。而且，会不必要地增加进行磨削操作的时间。因此，根据方式(5)的本方法就使具有凸形平坦部分的滑履享有热处理最小化的优点。

(6)一种根据上述方式(1)-(5)中的任何一个所述的方法，其中钢质毛坯由高碳铬轴承钢制成。

应用于本发明的原理所采用的钢质滑履的材料并不进行特别限制，但是可以从那些具有足够高强度并通过氮化处理在滑履的表面上形成合适的氮化层的材料中进行选择。由于方式(6)中描述的由高碳铬轴承钢(根据日本工业标准JIS G 4805的SUJ)制成的滑履经过软氮化处理而使其表面较高的硬度超过了Hv 500，该氮化处理将在下面进行描述，由高碳铬轴承钢制成的滑履显示出优良的耐磨性。就滑履是一个相对较小的部件来说，比较理想的是采用高碳铬轴承钢SUJ2(按JIS G4805)来形成滑履。

如果在氮化步骤中采用软氮化处理，就可以从各种不同的材料中选择滑履的材料。例如构成滑履的材料可以为合金钢，例如软钢、低碳钢、中碳钢、高碳钢、低合金钢、以及不锈钢、或者如铸铁的含铁材料。通过软氮化处理而得到的滑履表面硬度随着钢铁中的含碳量的增加而增加，使得所得到的滑履具有优良的耐磨性。当滑履的主体采用中碳钢或高碳钢，按JIS G 4105例如为S45C、S50C、S55C，或低碳钢以及低合金钢，按JIS G 4105例如为SCM415制成时，滑履的表面维氏(Vichers)硬度不会低于Hv 400，从而显示出优良的耐磨性。由于中碳钢、高碳钢以及低碳钢和低合金钢不含有大量的昂贵的合金元素并且相对较为便宜，因此其主体由这些钢制成的滑履相对较为便宜。通过改变待添加的合金元素的种类和含量，所获得的各种不锈钢就会显示出各自不同的特性(良好的耐热性和良好的耐腐蚀性)。因此，如果采用不锈钢作为滑履主体的材料，滑履具有与不锈钢相应的特性。

(7)一种根据上述方式(1)-(6)中的任何一个所述的方法，其中氮化处理包括气体软氮化处理。

通过氮化处理，在滑履的主体表面上形成例如硬质层的氮化层。氮化层显示出优良的耐磨性和耐腐蚀性。氮化处理通常被分为气体氮化处理和软氮化处理，其中气体氮化处理形成的氮化层相对较硬，而软氮化处理形成的氮化层相对较软。在下面的说明中，将把气体氮化处理称之为“硬氮化处理”。在硬氮化处理时，氮(N)扩散到含NH3的环境中形成氮化物。软氮化处理包括例如气体软氮化方法、盐浴氮化方法(通常称之为扩散渗氮方法)以及离子氮化方法。这些氮化处理方法中的任何一种都可以采用。还可以采用其它氮化处理方法，例如碳氮共渗法和渗硫氮化法。氮化处理可以根据要获得滑履的所需特性确定在适当条件下并采用现有的方式进行。

如上所述，软氮化处理的优点在于，软氮化处理能够在相对较短的时间内在形成滑履的各种材料上进行。另一方面，由于通过硬氮化处理而形成的氮化层的表面或最外面部分的硬度过高，因此硬氮化处理需要一个附加步骤，即去掉氮化层的表面或最外面部分或者加热使该部分软化。根据上述问题，在本方法中采用软氮化处理较为理想。

如在上述方式(5)中所述，优选的是采用气体软氮化处理作为软氮化处理。在气体软当化处理时，将氮(N)和碳(C)扩散到处于一种含有RX气体和NH3气体的混合气体环境中的钢材中。通过进行气体软氮化处理，滑履具有不低于Hv 500的较高表面硬度。气体软氮化处理不会造成严重的污染问题，能够改善工作环境。而且气体软氮化处理能够有效地进行滑履的批量生产，而且有利于滑履的表面处理。

(8)一种用于斜盘式压缩机的滑履，该滑履设置于斜盘式压缩机的斜盘和活塞之间，根据上述方式(1)-(7)中的任何一个所述的方法进行制造。

根据上述方式(1)-(7)中的任何一个所述的方法制造的滑履相对较为便宜，同时具有高度的抗咬缸性和耐磨性以及优良的滑动特性。

附图说明

本发明的上述以及其它目的、特征、优点以及技术和工业重要性将会通过阅读下面针对本发明的优选实施例的详细说明而理解得更清楚，其中参考附图进行考虑，其中：

图1是安装有采用本发明原理的滑履的斜盘式压缩机的剖面正视图；

图2是图1所示滑履的正视图；

图3是滑履平坦部分的示意性正视图，其中平坦部分的凸起被夸大化；

图4是表示根据本发明的一实施例用于制造滑履的工艺步骤流程图；

图5是表示图4所示流程图中成型步骤S1的细节的流程图；

图6是表示图4所示流程图中氮化步骤S4的细节的流程图；

图7A是用于制造本发明的另一个实施例的滑履的工艺步骤的流程图的主要部分；

图7B是用于制造本发明的又一个实施例的滑履的工艺步骤的流程图的主要部分；以及

图8是示意性正视图，其示出在淬火处理后经氮化处理的滑履的变形的平坦部分。

具体实施方式

参照附图，现在将本发明的优选实施例进行描述，该发明应用到安装在汽车空调系统的斜盘式压缩机中的滑履上。在下述说明中，将按照斜盘压缩机的结构、滑履的构形和结构以及生产滑履的方法的顺序进行解释。

首先参见图1，所示的是其上安装有根据本发明生产的滑履的斜盘式压缩机。在图1中，标记10指的是具有多个缸孔12的缸体，这些缸孔沿径向方向延伸，以便缸孔12沿一其中心位于缸体10的中心线上的圆布置。总体上采用14表示的单头活塞(以下简称为“活塞14”)在各个缸孔12内往复运动。一前部壳体16安装到缸体10的轴向相对端面中的其中一个(如图1中的左端面所示，下面将称之为“前端面”)上。一后部壳体18通过一阀板20安装到缸体10的轴向相对端面中的另一端(如图1中的右端面所示，下面将称之为“后端面”)上。前部壳体16、后部壳体18以及缸体10一起构成了斜盘式压缩机的壳体组件。后部壳体18和阀板20一起构成了一个吸气腔22和一排气腔24，这两个腔通过入口26和出口28分别与制冷回路(未示出)相连。阀板20上具有吸气孔32、吸气阀34、排气孔36以及排气阀38。

旋转驱动轴50设置在缸体10和前部壳体16内，从而驱动轴50的旋转轴线与缸体10的中心线对齐。驱动轴50在其相对端部分别由前部壳体16和缸体10通过各自的轴承进行支承。缸体10在其中心部分形成有一中心轴承孔56，且轴承设置在该中心轴承孔56内，用以在其后端部分支承驱动轴50。驱动轴50的前端部分通过离合机构如电磁离合器与车辆发动机这种形式的外部驱动源(未示出)相连。在压缩机工作时，驱动轴50通过离合机构与运转中的车辆发动机相连，从而使驱动轴绕其轴线旋转。

旋转驱动轴50承载着斜盘60，使得斜盘60相对于驱动轴50轴向运动和倾斜。斜盘60具有一中心孔61，驱动轴60穿过该中心孔。沿图1的垂直方向测量，该中心孔61的内部尺寸沿着从轴向中间部分向每一轴向相对端的方向逐渐增加，且该中心孔61在每一端轴向相对端处的横截断面形状被拉长。在驱动轴50上固定有一个作为力矩传递元件的旋转元件62，该元件通过推力轴承与前部壳体相接合。斜盘60在驱动轴50旋转过程中通过铰接机构66与驱动轴50一起旋转。铰接机构66引导斜盘60使其进行轴向和倾斜运动。该铰接机构66包括一对固定在旋转元件62上的支撑臂67；形成于斜盘60上并与形成于支撑臂67中的导销孔68滑动接合的导向销69；斜盘60上的中心孔61以及驱动轴的外圆周表面。

上述活塞14包括与斜盘60上的相对表面的径向外围部分接合的接合部分70以及与该接合部分70一体形成并装配在缸孔12内的头部72。本实施例中，头部72做成空心状，以便减轻活塞14的重量。头部72、缸孔12以及阀板20相互一起限定了一个压力腔。接合部分70通过一对呈部分球冠状的滑履76与斜盘60上的相对表面的径向外围部分接合。该滑履将在下面进行更为详细的说明。

斜盘60的旋转运动通过滑履转换成活塞14的往复运动。当活塞14从其上死点向其下死点运动时，也就是说，当活塞处于其吸气冲程时，在吸气腔22内的制冷剂气体通过吸气孔32和吸气阀34就会被吸入缸孔12的增压腔内。当活塞14从其下死点向其上死点运动时，也就是说，当活塞处于其压缩冲程时，在增压腔内制冷剂气体被活塞14加压。在增压腔内的加压的制冷剂气体就会通过排气孔36和排气阀38排出到排气腔24中。由于制冷剂气体在增压腔内被压缩的原因，反作用力沿着轴向方向作用在活塞14上。通过活塞、斜盘60、旋转件62以及推力轴承64，前部壳体16承受该压缩反作用力。

缸体10具有经其形成的吸入通道80，用以在排气腔24和限定于前部壳体16和缸体10之间的曲柄腔86之间起连通作用。吸入通道80与用来控制曲柄腔86中的压力的电磁操纵控制阀90相连。该电磁操纵控制阀90含有一个电磁线圈92。施加到电磁线圈92上的电流量根据空调负载通过未示出的控制装置来进行控制，该控制装置主要由计算机构成。

旋转驱动轴50形成有通过其中的排放通道100。该排放通道100其相对端中的一端处通向中心轴承孔56，而在另一端处通向曲柄腔86。中心轴承孔56的底部通过连通孔104与吸气腔22相连。

该斜盘式压缩机为一种可变容量式的。通过利用作为高压源的排气腔24中的压力和作为低压源的吸气腔22中的压力之间的压差来控制曲柄腔86中的压力，可以调节增压腔内的压力和曲柄腔86内的压力之间的压差，从而改变斜盘60相对于一垂直于驱动轴50的旋转轴线的平面的倾斜角，由此改变活塞14的往复行程(吸气和压缩行程)，从而就能调节压缩机的排量。详细地说，通过激励电磁操纵控制阀90的电磁线圈92和解除对电磁线圈92的激励，就能选择性地使曲柄腔86与排气腔24相连或断开，从而控制曲柄腔86内的压力。

缸体10和每个活塞14都由铝合金制成。活塞14的外圆周表面上涂有一层氟树脂薄膜，该薄膜能够防止活塞的铝合金直接与缸体10的铝合金直接接触，从而防止了两者之间的咬合，并可使得活塞14和缸孔12之间的间隙量减至最小。对于缸体10、活塞14以及涂膜也可以采用其它材料。

活塞14接合部分70的端部远离头部72，该端部的断面为U形。详细地说，接合部分70具有一限定U形底的底部124和一对基本上平行的臂部120、122，该臂部从底部124沿垂直于活塞14的轴线的方向延伸。接合部分70的U形的两个相对侧壁各自具有彼此相面对的凹口128。这些凹口128中的每一个由侧壁的部分球形的内表面限定。凹口128的部分球形的内表面位于同一球形表面上。

与滑履76接合的斜盘60的主体由球墨铸铁制成，通常称之为延性铸铁，例如按JIS G 5502的FCD700或FCD600。斜盘60包括与滑履76保持滑动接触的滑动表面132、134。在设置每一滑动表面132、134的斜盘60主体的每个部分上按照顺序形成有喷铝薄膜和润滑薄膜。润滑薄膜采用合成树脂制成，在该合成树脂中分散有MoS2和石墨。润滑薄膜能通过降低斜盘60和滑履76的滑动表面之间的摩擦来有效地改善斜盘60和滑履76的滑动特性。喷铝薄膜能有效地保持良好的滑动特性，同时能防止斜盘60的主体与滑履76直接接触，即使在润滑薄膜被去掉或者由于磨损而脱离时也是如此。

如图2所示，每对滑履76中的每一个都具有一个部分球冠形状，且包括一具有大体凸出的球形表面的部分球形部分136以及一具有大体呈平坦表面的平坦部分138。严格地说，平坦部分138略微有点凸，且在其中心部分形成有一凹口140，用来容纳润滑油作为润滑剂，以便确保滑履76相对于斜盘60具有良好的滑动特性。因此，平坦部分138提供了一个与斜盘60保持滑动接触的环形滑动表面。在部分球形部分136和平坦部分138之间，形成一已修圆的边缘142，该边缘具有相对较小的曲率半径。在滑履76与斜盘60滑动接合时，略凸平坦部分138和修圆的边缘142能有效地将润滑油引入斜盘60和每对滑履76的平坦部分138的滑动表面132、134之间，同时防止杂质进入斜盘60和每对滑履76的平坦部分138的滑动表面132、134之间。该对滑履76以其部分球形部分136与活塞14的凹口128的部分球形内表面滑动接合，并以其平坦部分138与斜盘60上的相对表面的径向外围部分即滑动表面132、134滑动接合。换句话说，该对滑履76以其平坦部分138和部分球形部分136分别在斜盘60和活塞14上滑动。该对滑履76设计成使得部分球形部分136的凸出的部分球形表面位于相同的球形表面上。换而言之，每个滑履76都具有一个部分球冠形状，其尺寸小于半球尺寸，小于量与斜盘60的厚度的一半相同。滑履的形状并不限于上述情况。例如，用于定容量式压缩机的滑履的尺寸略微要大于半球，即使在滑履的平坦部分磨损时也能防止滑动表面积下降。

如上所述，平坦部分138的凸出量(以下称之为“凸出量”)和修圆的边缘142的存在会影响滑履76的滑动特性。图3示意性地表示出了滑履76的平坦部分138，其中将平坦部分138的凸出量“h”夸张表示。平坦部分138的凸出量“h”优选地保持在大于等于1μm小于等于10μm的范围内。如果平坦部分138的凸出量“h”保持在该特定范围内，润滑油就能有效地引入斜盘60和滑履76的滑动表面之间，同时防止杂质进入其间，因此滑履76展现出良好的滑动特性。在淬火处理之后进行氮化处理时会使得凸出的平坦部分138变形成凹形，这将在下面的试验中进行描述。当修圆的边缘142的曲率半径比要求的小，例如滑履就会由于在例如滚筒抛光操作中滑履彼此碰撞而产生凹陷。基于此，要适当地确定修圆的边缘142的曲率半径。

滑履76为经受过氮化处理的钢质滑履。在本实施例中，滑履76的主体146是由高碳铬轴承钢(根据JIS G 4805的SUJ2)制成，且滑履76的整个表面(主体146的整个表面)覆有一层如硬质层的氮化层152，该氮化层152通过软氮化处理，即气体软氮化处理形成。在图2中，氮化层152的厚度被放大表示以便于理解。详细地说，氮化层152包括：一具有高硬度并作为表面和最外面层的化合物层和一扩散层，在扩散层中氮扩散成，使得氮的浓度沿着从离开化合物层向滑履内部的方向降低。尽管化合物层的和扩散层之间的边界并不清楚，但是化合物层的厚度优选大约为5-20μm。滑履76的主体146的材料并不限于上述的SUJ2。而且氮化处理和化合物层的厚度并不限于上面所述，而是可以按照“发明内容”中所述的那样进行修改。

下面将参照图4的流程图根据本发明的第一实施例对制造滑履76的方法进行解释。根据第一实施例的方法包括：形成滑履的成型步骤；对成型滑履进行磨削的磨削步骤；在滑履上进行抛光操作的抛光步骤；进行氮化处理的氮化步骤；在滑履上进行滚筒抛光操作从而对经过氮化步骤的滑履进行表面抛光的滚筒抛光步骤；以及对滑履的表面进行清洁的表面清洁步骤。在本方法中，除了进行氮化处理外，不在滑履上进行任何热处理(例如淬火处理)。

在成型步骤S1中，将钢质毛坯，在本实施例中即为SUJ2(JIS G4805)钢条，被加工成尺寸预调滑履。成型步骤S1包括多个在图5所示的流程图中表示出的子步骤，即切割步骤S11、毛坯锻造步骤S12、平整步骤S13、钢珠磨削步骤S14、退火步骤S15、第一次锻造步骤S16以及第二次锻造步骤。详细地说，在切割步骤S11中，SUJ2的条状钢质毛坯被切割成多件，每件具有预定的长度。钢质毛坯的切割件的长度如此确定，使得切割件体积略微大于钢珠毛坯的体积，该钢珠毛坯将在下述第一和第二锻造步骤S16和S17被锻造成滑履产品。条状毛坯采用锯床或剪床进行切割。在切割步骤S11之后是毛坯锻造步骤S12，在该步骤中，切割件在冷加工条件下经受闭模锻造，使得切割件变成钢珠形。在毛坯锻造步骤S12中采用的模具组件设计成，过量的材料形成毛刺或飞边，使得所获得的钢珠具有基本上恒定的体积。在下一个平整步骤S13中，去掉钢珠上的毛刺或飞边，从而提供具有基本恒定体积的钢珠。例如首先通过将带有毛刺或飞边的钢珠夹在两个带凹槽的铸铁盘中，随后两个盘相对彼此旋转，进行平整步骤S13。在平整步骤S13之后是钢珠磨削步骤S14，在该步骤中，对去掉毛刺或飞边后的钢珠进行磨削操作。采用铸铁磨削盘或磨石在钢珠上进行磨削操作以便提高钢珠的尺寸精度和表面粗糙度。在下一个退火步骤S15中，将对钢珠进行退火操作以便于随后在滚珠上进行锻造操作。该钢珠在包括加热温度和冷却速度的适当退火条件下在真空炉中经过退火以降低硬度。

经过退火步骤S15后的钢珠在第一和第二步骤S16和S17中被锻造成滑履产品。在第一步骤16中，钢珠毛坯锻造成中间滑履，并在第二锻造步骤S17中将中间滑履锻造成尺寸预调节滑履。步骤S16和S17中的每个锻造步骤采用模具组件进行冷压锻。在本实施例中，钢珠毛坯要经过两个锻造步骤。如果锻造比相对较低的话，那么钢珠毛坯就可以只经过一个锻造步骤。另一方面，如果锻造比相对较高或钢珠需要以相当高的精度进行锻造的话，钢珠也可以经过三个或更多的锻造步骤。在两个连续的锻造步骤之间，可以进行退火处理。

成型步骤S1之后是表面磨削处理S2，在该磨削处理步骤中，在成型步骤S1中所获得的尺寸预调节滑履在其平坦部分进行磨削操作。由于滑履的高度对其滑动特性具有大的影响，因此要求滑履具有高精度的预期高度。在表面磨削步骤S2中进行的表面磨削操作主要是对滑履的高度进行调节。在本实施例中，在表面磨削步骤S2中进行的表面磨削操作与调节尺寸的磨削操作一致。该表面磨削操作可以采用例如自由磨粒通过表面磨床来进行。通过表面磨削操作将尺寸预调节滑履加工成成形品滑履。在作为精加工步骤的下一抛光步骤S3中，对滑履的平坦部分进行抛光，平坦部分的凸出度和修圆的边缘的曲率半径被调节到各自预期值。采用自由磨粒通过抛光机进行该抛光操作。

抛光步骤S3之后是氮化步骤S4，在该氮化步骤中，对抛光后的滑履进行氮化处理。在本实施例中，采用气体软氮化方法进行氮化处理。氮化步骤S4包括多个示于在图6中的流程图中的子步骤，即脱油脂步骤S41、初步氧化步骤S42、作为氮化步骤S4中的主要子步骤的氮化处理步骤S43、以及后清洁步骤S44。详细地说，在脱油脂步骤S41中，就是去掉粘附在滑履的油脂成分。在下一个初步氧化步骤S42中，就是要去掉滑履中含水成分。鉴于此，初步氧化步骤也可以称之为脱水步骤。由于这两个初步处理步骤，粘附在滑履表面上的如冷却剂和抑制剂一样的物质都被去掉，从而改善了氮化层表面的平面度。初步氧化步骤S42之后为氮化处理步骤S43，在氮化处理步骤S43中，滑履受到气体软氮化处理。进行气体软氮化处理的条件根据滑履主体材料的种类、所要形成氮化层的厚度等进行适当的确定。在本实施例中，使滑履在从一小时到三小时的时间段内在大约560-580℃下经受气体软氮化处理。通过气体软氮化处理，在滑履的表面上形成厚度大约为10-20μm的氮化层，严格地说应为化合物层。这样形成的氮化层的硬度大约在Hv 600-1000。下一个后清洁步骤S44中，清除掉滑履表面上的油脂成分。

经过如上所述的氮化步骤S4之后的滑履接着在滚筒抛光步骤S5中经受滚筒抛光操作。进行滚筒抛光操作是为了使得滑履的表面光滑。在下一个表面清洁步骤S6中，对滑履的表面进行清洁，由此提供一个将要被安装在压缩机上的滑履。

在上述方法中，在成型步骤之后，除了氮化处理之外，不进行任何热处理(例如淬火)。本方法能加速和简化滑履的制造。在本方法中，由于没有进行淬火，滑履就会免于通常由于在淬火处理之后进行氮化处理而造成的变形，因此就没有必要在氮化处理之后进行调节尺寸的磨削操作。因此，采用氮化处理形成的并具有充分厚度的氮化层就被留下而不会由于磨削操作而被去掉。

下面参照图7A和7B，分别对根据第二和第三实施例生产滑履的方法的变化形式进行解释。在根据第二和第三实施例的方法中，去掉了表面磨削步骤S2，且在成型步骤S1中获得成形品滑履。也就是说，在成型步骤S1中以较高的精度成形具有预期高度的滑履，并去掉主要是用来调节滑履高度的表面磨削步骤S2。在根据第二实施例的图7A的流程图的方法中，在第二锻造步骤S17中所使用的模具组件的设计成使得所要得到的滑履具有预期的高度并使得修圆的边缘142具有预期的曲率半径，从而在成型步骤S1中形成成形品滑履。在成型步骤S1中所得到的成形品滑履随后不进行表面磨削步骤S2就进行抛光步骤S3，从而通过抛光操作来调节滑履平坦部分的凸出量。根据第二实施例的图7A的流程图的方法能加速和简化滑履的制造。下面参看图7B中的流程图，其中所示的是按照本发明的第三实施例制造滑履的一种方法。在根据图7B中的流程图的方法中，该成型步骤S1包括一个附加的锻造步骤，即在第二锻造步骤S17之后的精锻步骤S18。在该精锻步骤S18中，在第二锻造步骤S17中所获得的尺寸预调节滑履被加工成成形品滑履。在该精锻步骤S18中所得到的成形品滑履随后不进行表面磨削步骤S2就进行抛光步骤S3。制造滑履的方法并不限于解释性实施例的细节，而是可以根据所要获得的滑履的形状进行改动。

尽管上面已经对本发明的目前给出的优选实施例进行了描述，但是这仅仅是为了说明的目的，需要理解的是，本发明并不限于说明性实施例的细节。例如本发明的原理可以应用到用于装配有双头活塞的斜盘式压缩机的滑履上，该双头活塞在接触部分的相对侧都有头部；或者应用到用于定容量式斜盘式压缩机的滑履上。需要理解的是，本发明可以以各种变化和改进方式进行实施例，例如在发明内容中所述的改变和改进，这些对于本领域的普通技术人员都能做得到的。

用于证实取消掉淬火处理后的效果的试验。

在根据本发明的方法中的抛光步骤和氮化步骤之间，在作为对比例的5件滑履样品上进行真空硬化或淬火处理，从而对滑履进行平面部分的变形进行检测。对另5件滑履样品在本发明的上述实施例中进行氮化处理而不进行淬火处理。也对滑履进行平面部分的变形进行检测。如下所述，经确证不进行淬火处理的方法要优于在氮化处理之前进行淬火处理的方法。

每个滑履都由上述SUJ2制成。对作为对比例的5件滑履样品进行真空硬化处理并在500-750℃下保持45-60分钟，并且随后在800-840℃下保持60-90分钟，接着迅速冷却。随后将经上述真空硬化处理的5件滑履样品进行抛光操作，使得滑履的平坦部分的凸出量h保持在1-2μm的范围内。然后在这些滑履上进行气体软氮化处理。在气体软氮化处理后，这5件对比滑履的平均凸出量大约为-2μm，也就是说，平均凹入度为2μm。换而言之，每件滑履的平坦部分的中心部分平均凹进量大约为4μm，也就是说，如图8所示，在经过气体软氮化处理后，平坦部分变成了凹面。

其平坦部分的凸出量经过抛光操作而调节在1-2μm范围之内的另外5件滑履样品没有经过淬火处理就进行氮化处理。每件滑履的平坦部分都保持凸形。这5件滑履的平均凸出量大约为1.6μm。换句话说，每件滑履的平坦部分在其中心部分都升高了大约0.2μm的平均量。因此，在没有经过淬火处理就进行氮化处理的滑履中，平坦部分在其中心部分处会升高，或者平坦部分会保持氮化处理之前的凸出量。

从上述结果可以确知，如果在氮化处理之前不进行淬火处理，滑履不会变形。当由于在淬火处理之后进行氮化处理而导致变形成凹形的平坦部分被加工成凸形时，就必须在滑履的平坦部分的径向外围部分上进行磨削或抛光操作，这样由于磨削或抛光操作而导致的必要的磨削量就必然会较大。而且，在滑履上进行磨削或抛光操作会花费相当长的一段时间。在滑履的平坦部分的径向外围部分进行磨削或抛光操作不可避免地会去掉大量的在该部分上形成的氮化层，导致滑履的特性变坏，例如耐磨性变坏。为了避免这种情况，就有必要通过增加进行氮化处理期间的时间来形成具有相当大厚度的的氮化层。因此，生产滑履所需的总的时间(包括磨削或抛光以及氮化处理)就会不必要地增加，降低滑履的生产效率。相比而言，在氮化处理之前不进行淬火处理的本方法就能够简化和加速这种具有良好滑动特性的滑履的制造。

Claims (8)

1.一种制造用于斜盘式压缩机的滑履的方法，所述滑履设置于所述斜盘式压缩机的斜盘和活塞之间，该方法包括：

使钢质毛坯成型为滑履产品的成型步骤(S1)，所述滑履产品包括一成形品滑履和一尺寸预调节的滑履；以及

在所述滑履产品上进行氮化处理的氮化步骤(S4)；并且

其中，在所述成型步骤之后并不进行淬火处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述成型步骤之后，除了所述氮化处理之外不进行任何热处理。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述氮化步骤之后不进行调节尺寸的磨削操作。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述成型步骤中，使所述成形品滑履成型，并且在所述成型步骤之后不进行所述调节尺寸的磨削操作。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滑履是部分球冠形的滑履(76)，该滑履具有一与所述斜盘(60)保持滑动接触的平坦部分(138)和一与所述活塞(14)保持滑动接触的部分球形部分(136)，所述平坦部分加工成具有略微凸出的表面。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢质毛坯包括高碳铬轴承钢。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氮化处理包括气体软氮化处理。

8.一种用于斜盘式压缩机的滑履，所述滑履设置于所述斜盘式压缩机的斜盘和活塞之间，并且按照权利要求1所述的方法制造。

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