CN1433861A - 生产烧结金属的方法及用该方法生产的旋转式压缩机法兰 - Google Patents

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Abstract

一种用来生产具有较高抗磨损性和耐用性烧结金属的方法，以及一种用该方法生产的旋转式压缩机法兰。所述烧结金属通过揉和金属粉末，压模铸造揉和的粉末，并烧结模制粉末而生产。烧结金属进一步通过把烧结金属粉末零下处理一段预定时间并把得到的烧结金属粉末在预定残余压应力下回火制成。

Description

生产烧结金属的方法及用该方法生产的旋转式压缩机法兰
技术领域
本发明涉及一种生产具有高抗磨损性和耐用性的烧结金属的方法，和一种用该方法生产的旋转式压缩机法兰。
背景技术
用来压缩制冷系统冷却剂的传统旋转式压缩机包括固定于密封容器1内的定子2和具有可转动地设置在定子2内的转子3的驱动部分4。压缩部分5设置在密封容器1的下部用来通过由驱动部分4产生的转动力来压缩冷却剂(见图1)。
所述压缩部分5包括旋转轴6，其与转子3同心结合，延伸到压缩部分5，并具有预定长度的偏心转子6a。圆筒7设置在压缩部分5内以容纳旋转轴6的偏心转子6a。两法兰8和9分别安装在圆筒7的上端和下端，并转动地支撑旋转轴6。而且，压缩部分5包括旋转地安装在偏心转子6a上的滚筒10，这样在偏心转子6a旋转时，滚筒10在与圆筒7内表面相接触的同时自转并公转。叶片(未示出)设置在圆筒7内并与滚筒10的外表面相接触。叶片上面的一部分沿滚筒10的径向推进和后退，因此圆筒7的内部就被分成两个可变的腔(例如，一个低压腔和一个高压腔)。
在传统旋转式压缩机中，当偏心转子6a在转子3的转动力作用下旋转时，滚筒10与圆筒7的内表面相接触并且自转和公转，并且在叶片沿滚筒10径向推进和后退时，冷却剂被吸入到圆筒7内并被压缩。换句话说，通过吸入口12流入到圆筒7内的低温低压冷却剂被压缩并通过上法兰8的出口13从圆筒7内排出。
但是，这种传统旋转式压缩机具有以下的缺点，即法兰8和9的表面在使用较长一段时间后被磨损，因为当冷却剂被压缩时，在法兰8和9，旋转轴6，偏心转子6a，和滚筒10的接触表面上会发生严重的摩擦。从法兰8和9上产生的金属粉末溶解到冷却剂中，并且通过溶解冷却剂产生的物质引起旋转式压缩机的金属零件被侵蚀和腐蚀而产生淤渣。因此，妨碍了旋转式压缩机的光滑运转。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种生产具有较好的抗磨损性和耐用性以承受较大磨损的烧结金属的方法，和一种用这种方法生产的旋转式压缩机法兰。
本发明的其它目标和优点部分将会在以下的描述中说明，部分将在描述中变得清楚，或通过发明的实施而获得。
本发明的前述和其它目的通过提供一种生产烧结金属的方法而实现，该方法包括揉和金属粉末并压模铸造揉和的金属粉末，烧结金属粉末，把金属粉末零下处理预定的一段时间，并在预定的残余压应力下回火所得到的烧结金属粉末。
根据本发明的一个方面，金属粉末包括0.2到0.8(重量)％的碳(C)粉末，0.5到4.0(重量)％的铜粉末(Cu)，1.0(重量)％或更少的镍(Ni)粉末，和作为主要成分的铁(Fe)粉末。
根据本发明的一个方面，零下处理在-196到-200℃的温度下进行。
根据本发明的一个方面，零下处理进行30分钟。
根据本发明的一个方面，回火步骤在100到120℃的温度下进行。
附图介绍
本发明的以上和其它目的和优点从下面结合附图对优选实施例的详细描述中会变得更加清楚和更容易理解，其中：
图1是传统旋转式压缩机的截面图；
图2是根据本发明实施例的旋转式压缩机法兰的透视图；
图3是根据本发明实施例的生产烧结金属的方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的烧结金属热处理过程中温度作为时间函数的曲线图；
图5是根据本发明实施例的用于测试烧结金属磨损材料量的试验装置的透视图；
图6是烧结金属和一种对比样本磨损材料量的柱状图。
具体实施方式
以下将对本发明优选实施例进行详细描述，本发明优选实施例将在附图中说明，其中相同的编号始终表示相同的元件。
如图2所示，旋转式压缩机法兰20包括轴连接部分21，其与旋转式压缩机的旋转轴相连接，和与圆筒相连接以形成压缩空间的法兰部分22。在图3中，旋转式压缩机法兰20通过揉和金属粉末(操作31)，在高温下压模铸造揉和的粉末(操作32)并且在高温下烧结得到的烧结金属粉末(操作33)而制成。
然后，由烧结金属制成的法兰20的抗磨损性通过进行热处理而提高。热处理包括在低温温度零下处理法兰20(操作34)以及在100到120℃回火法兰20(操作35)。
在金属粉末揉和操作31中，0.2到0.8(重量)％的碳(C)粉末，1.0(重量)％或更少的镍(Ni)粉末，和铁(Fe)粉末被机械揉和。把揉和的金属粉末用模具压缩并模制形成法兰20并在800到1200℃烧结，从而制造出由烧结金属制成的具有较大密度的法兰20。
在零下处理(操作34)中，法兰20通过在-196到-200℃的液氮中浸泡30分钟进行淬火，如图4所示。
由烧结金属制成的法兰20在-196到-200℃的低温下淬火，这个温度比例如法兰20的奥氏体结构变成马氏体结构的转换温度更低。因此，烧结金属制成的法兰20的表面形成残余压应力，从而提高法兰20的抗磨损性和耐用性。而且，金属结构通过零下处理以沉淀一种铜化合物(CuX)而变成针状结构，因此法兰20的抗磨损性进一步提高。
零下处理(操作34)后，对法兰20进行回火(操作35)。这里，法兰20被放置预定时间(如大约30分钟)，然后在100到120℃中加热，如图4所示，因此形成于法兰20表面的潮气被除去并且为法兰20提供了延展性。
法兰20在100到120℃中被加热120分钟，这样法兰20就具有一定的延展性，并且在回火后通过在零下处理中形成的残余压应力而具有高抗磨损性。当所述温度过高或加热时间过长时，所述残余压应力就被去除掉，由此降低了法兰20的抗磨损性。因此，在恰当的条件范围内对法兰20进行热处理，才能使法兰20具有延展性和抗磨损性。
对经历零下处理和回火的烧结金属与另一种不进行任何热处理的烧结金属用如图5所示的装置进行抗磨损测试。
当与法兰20具有相同材料的旋转盘通过采用独立的驱动装置以预定的速度旋转时，预定的载荷施加到与旋转式压缩机旋转轴的偏心转子具有相同材料的压样50上，其与旋转盘40的上表面相接触。预定时间后，把用两种不同材料制成的旋转盘40的磨损部分进行比较。而且，当烧结金属应用到旋转式压缩机上时，可预测法兰20磨损材料的量，一种旋转式压缩机常用的润滑剂覆盖在与压样50接触的旋转盘40上。与压样50接触的旋转盘40的磨损材料的量以毫米3计算。
旋转盘40的磨损材料量根据不同种润滑剂而稍有差别，而经过如零下处理和回火的热处理的烧结金属与没有进行任何热处理的烧结金属相比具有相当高的抗磨损性(见图6)。
当5公斤的载荷施加到压样50上一段预定的时间后，两种不同的烧结金属具有几乎相同的抗磨损性。另一方面，当30公斤的载荷施加到压样上时，一种烧结金属具有3.22毫米3的磨损量，而另一种作为对比样本的烧结金属具有5.8毫米3的磨损量。当60公斤的载荷施加到压样上时，一种烧结金属的磨损量是8.1毫米3，而另一种对比样本烧结金属的磨损量是12.68毫米3。
因此，经过诸如零下处理(操作34)和回火(操作35)的热处理的烧结金属与没有进行任何热处理的烧结金属相比具有高得多的抗磨损性。
如前所述，所述烧结金属具有以下优点，即烧结金属经历零下处理和回火以便在烧结金属制成的法兰20的表面形成残余压应力并沉淀铜化合物(CuX)，从而提高法兰20的抗磨损性和延展性。
尽管已展示和描述了本发明的优选实施例，可以理解的是本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和精神范围内可对实施例进行修改，本发明的范围在权利要求和其等同体中限定。

Claims (13)

1.一种生产烧结金属的方法，所述方法包括：
揉和金属粉末并压模铸造揉和的金属粉末；
烧结所述金属粉末；
把烧结的金属粉末零下处理一段预定的时间；及
把得到的烧结金属粉末在预定残余压应力下回火。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属粉末包括0.2到0.8(重量)％的碳(C)粉末，0.5到4.0(重量)％的铜粉末(Cu)，1.0(重量)％或更少的镍(Ni)粉末，和作为主要成分的铁(Fe)粉末。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述零下处理在-196到-200℃的温度下进行。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述零下处理进行30分钟。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述回火在100到120℃的温度下进行。
6.一种用根据权利要求1所述的方法生产的旋转式压缩机法兰。
7.一种生产由烧结金属制成的旋转式压缩机法兰的方法，所述方法包括：
揉和金属粉末；
压模铸造揉和的金属粉末；
在800到1200℃下烧结所述金属粉末；
通过把法兰在-196到-200℃的液氮中淬火一段预定的时间而对烧结金属进行零下处理；
在所述零下处理后回火所述烧结金属粉末，从而提高法兰的抗磨损性和耐用性。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述零下处理在法兰表面形成残余压应力以提高法兰的抗磨损性和耐用性。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述零下处理通过沉淀铜化合物(CuX)而把法兰的结构改变成针状结构，以提高其抗磨损性。
10.根据权利要求7所述的方法，其中在所述回火后，法兰以静止状态放置，然后加热到120℃或较低的温度，这样形成于法兰表面上的潮气就被去除掉，并且使其具有一定的延展性。
11.根据权利要求7所述的方法，采用一种具有与法兰相同材料的旋转盘和一个压样来测定法兰的抗磨损性。
12.根据权利要求7所述的方法，其中对烧结金属的所述零下处理进行30分钟。
13.根据权利要求7所述的方法，其中所述压模铸造使揉和金属粉末形成法兰的形状。
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