CN212803592U - 一种表面涂覆特氟龙低摩擦系数转轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种表面涂覆特氟龙低摩擦系数转轴，属于转子式压缩机技术领域，所述转轴基体的表面设有特氟龙涂层，且所述转轴基体与所述特氟龙涂层之间从内到外依次设有CrN层、胶结层、膨胀石墨层和CuNiSn合金层。本实用新型通过特氟龙涂层、CuNiSn合金层、膨胀石墨层和CrN层等形成复合涂层，能够显著降低转轴的摩擦系数，有效保持转轴表面的润滑状态，从而减小压缩机机械功耗，提升压缩机能效；而且CuNiSn合金层、膨胀石墨层等的化学稳定性好，耐磨性高，使得转轴的抗磨性能大大增强，有利于减少磨损，从而提高压缩机转轴自身及压缩机的使用寿命。

Description

一种表面涂覆特氟龙低摩擦系数转轴

技术领域

本实用新型涉及转子式压缩机技术领域，特别涉及一种表面涂覆特氟龙低摩擦系数转轴。

背景技术

摆动转子压缩机因其效率高、结构紧凑、体积小、重量轻而被广泛应用于各种电器设备中，例如：冰箱、空调、冷冻机、热泵热水器等，其主要作用是将冷媒气体从低温低压状态压缩成高温高压状态。摆动转子压缩机的不同之处在于，将转子和滑块加工为一体结构形成摆动转子，使二者之间不存在密封和润滑问题，气缸上设置有滑片槽，滑片槽内安装有转轴，转轴由相同且对称的两部分构成，转轴可绕滑片槽旋转，摆动转子一端伸入所述转轴内并沿所述滑片槽可移动且可摆动，减小了滑块的侧向力，同时消除了转子与滑块间的摩擦磨损，使压缩机的机械效率有所提高。但是由于在压缩机运行过程中，转轴与滑片槽内壁以及滑块与转轴之间存在相对运动，受力磨耗较严重，从而影响压缩机效率。

中国专利号CN02217189.4公开了一种具有润滑覆膜层的滑块，包括由金属加工而成的滑块基体，所述滑块的金属基体表面设一层多孔的磷酸锰覆膜层，所述磷酸锰覆膜层上还涂有一层二硫化钼层，以改善滑块的外圆与滑块孔内壁以及滑块与叶片之间的润滑状况；由于磷酸锰覆膜层和二硫化钼层在长期的使用过程中，会逐渐磨损变薄，导致滑块与滑块孔内壁缝隙越来越大，进而影响压缩机的密封性。而且上述两层结构存在耐磨性能差，使用寿命短的问题。

实用新型内容

针对以上现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种表面涂覆特氟龙低摩擦系数转轴，通过特氟龙涂层、CuNiSn合金层、膨胀石墨层和CrN层等形成复合涂层，能够显著降低转轴的摩擦系数，有效保持转轴表面的润滑状态，从而减小压缩机机械功耗，提升压缩机能效；而且CuNiSn合金层、膨胀石墨层等的化学稳定性好，耐磨性高，使得转轴的抗磨性能大大增强，有利于减少磨损，从而提高压缩机转轴自身及压缩机的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型具体通过以下技术实现：

一种表面涂覆特氟龙低摩擦系数转轴，所述转轴基体的表面设有特氟龙涂层，所述特氟龙涂层的厚度为10～15μm。

采用上述的技术方案：在转轴与气缸内壁和滑块接触的部位设置特氟龙涂层，其摩擦系数低，可以降低转轴的摩擦系数，有效降低摩擦功耗，使压缩机输入功率降低，并且可增强其耐磨性，减少其磨损程度，有利于延长使用寿命。其次，由于特氟龙涂层为高分子塑料，在气缸工作温度下会膨胀，能够减少转轴与气缸内壁、转轴与滑块之间间隙，降低气体泄露的可能。

进一步的，所述转轴基体与所述特氟龙涂层之间设有膨胀石墨层。

膨胀石墨是一种功能性碳素材料，由天然石墨鳞片经插层、水洗、干燥、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质。膨胀石墨受热达到一定温度时，由于吸留在层间点阵中化合物分解，便开始膨胀，膨胀后的石墨称为膨胀石墨或石墨蠕虫，由原鳞片状变成密度很低的蠕虫状。膨胀石墨还是良好的绝热层，能有效隔热，具有热释放率低的特点。因此，在气缸工作温度下，由于转轴摩擦生热，膨胀石墨受热体积膨胀，能够缩小转轴与气缸以及转轴与滑块的间隙，以保证转轴与气缸以及转轴与滑块的间隙始终较小，进而减小气体泄露，提高制冷量。其次，膨胀石墨形成隔热层，能够防止短时间内大量的热传递至转轴内部而引起晶格畸变，避免转轴受到热震损伤，即通过隔热层来对转轴内部进行绝热保护。

进一步的，所述膨胀石墨层的厚度为1～3μm。膨胀石墨层的厚度小，密封效果会降低，而其厚度过大，又会影响转轴基体的滑动，因此，优选设置膨胀石墨层的厚度为1～3μm，更优选膨胀石墨层的厚度为1.6～2.2μm。

进一步的，所述膨胀石墨层与所述转轴基体之间设有CrN层，所述CrN层的厚度为5～7μm。CrN的内应力小、膨胀系数和金属材料相近，与金属材料和膨胀石墨层的相容性好，可保证复合涂层与转轴基体的高结合强度，防止复合涂层脱落。

进一步的，所述膨胀石墨层与所述CrN层之间设有胶结层，所述胶结层厚度为0.5～1μm。所述胶结层为有机硅改性酚醛树脂。通过胶结层使得膨胀石墨层与CrN层之间具有良好的结合强度，不易脱落。

进一步的，所述膨胀石墨层与所述特氟龙涂层之间设有CuNiSn合金层，所述CuNiSn合金层的厚度为4～6μm。CuNiSn合金层具有高硬度、高强度、低摩擦、耐磨损及自润滑特性，有利于增强复合涂层的强度和耐磨性，进而增加复合涂层的抗划痕和抗磨损能力，延长转轴的使用寿命。而且位于膨胀石墨层外侧的CuNiSn合金层和特氟龙涂层能够形成保护层，避免膨胀石墨吸附油类、有机分子及疏水性物质等，有利于延长膨胀石墨层的使用寿命。

本实用新型的有益效果是：

1、在活塞与气缸内壁接触的部位设置特氟龙涂层，降低活塞的摩擦系数，减少活塞的磨损，延长整机运行寿命。而且特氟龙涂层在气缸工作温度下会膨胀，能够在保证活塞正常运转的同时减小活塞外径和气缸内径之间的间隙，减小泄露，提高压缩机效率。

2、进一步在特氟龙涂层的下方设置膨胀石墨层，利用膨胀石墨受热膨胀的特性，使气缸达到最佳的间隙运转状态，有利于提升密封效果。而此时位于膨胀石墨层外侧的特氟龙涂层能够形成保护层，避免膨胀石墨吸附油类、有机分子及疏水性物质等，延长膨胀石墨层的使用寿命。

3、增设铬基金刚石层可有效形成从膨胀石墨层到铬基金刚石层的硬度梯度，进而增加复合涂层的抗划痕、抗磨损和抗剥离能力，使得活塞使用寿命大大延长。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例1的表面涂覆特氟龙低摩擦系数转轴的安装示意图；

图2是实施例1的表面涂覆特氟龙低摩擦系数转轴的结构示意图；

图3是实施例2的表面涂覆特氟龙低摩擦系数转轴的结构示意图；

图中，1、转轴；2、转轴槽；3、摆动转子；31、转子；32、滑块；4、特氟龙涂层；5、CrN层；6、胶结层；7、膨胀石墨层；8、CuNiSn合金层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

一种表面涂覆特氟龙低摩擦系数转轴，参见图1～2，所述转轴1由相同且对称的两部分构成，2片所述转轴1对称安装于气缸上的滑片槽内，所述转轴1可绕滑片槽旋转，摆动转子3的一端伸入所述转轴1内并沿所述转轴1可移动且可摆动，所述摆动转子3由转子31和滑块32一体构成。所述转轴1基体的表面设有特氟龙涂层4，所述特氟龙涂层4的厚度为10～15μm。

采用上述的技术方案：在转轴1与气缸内壁和滑块32接触的部位设置特氟龙涂层4，可以降低转轴1的摩擦系数，有效降低摩擦功耗，使压缩机输入功率降低，并且可增强转轴1的耐磨性，减少其磨损程度，有利于延长使用寿命。其次，由于特氟龙涂层4为高分子塑料，在气缸工作温度下会膨胀，能够减少转轴1与气缸内壁、转轴1与滑块32之间间隙，降低气体泄露的可能。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，其区别在于：参见图3，所述转轴1基体与所述特氟龙涂层4之间从内到外依次设有CrN层5、胶结层6、膨胀石墨层7和CuNiSn合金层8；所述CrN层5由于与金属材料和膨胀石墨层7的相容性好，可保证复合涂层与转轴1基体的高结合强度；所述CrN层5的厚度为5～7μm。所述胶结层6为有机硅改性酚醛树脂，用于使膨胀石墨层7与CrN层5形成紧密粘结，提高结合强度；所述胶结层6厚度为0.5～1μm。所述膨胀石墨层7具有受热膨胀的特性，可弥补转轴1磨损产生的间隙，以保证转轴1与气缸以及转轴1与滑块32的间隙始终较小，进而提升密封效果，提高压缩机工作效率；所述膨胀石墨层7的厚度为1～3μm，更优选膨胀石墨层7的厚度为1.6～2.2μm。所述CuNiSn合金层8用于增强复合涂层的强度和耐磨性，进而增加复合涂层的抗划痕和抗磨损能力，延长转轴1的使用寿命；且CuNiSn合金层8和特氟龙涂层4形成保护层，防止膨胀石墨层7吸油、吸湿；所述CuNiSn合金层8的厚度为4～6μm。

通过上述复合涂层，能够显著降低转轴1的摩擦系数，有效保持转轴1表面的润滑状态，从而减小压缩机机械功耗，提升压缩机能效；而且CuNiSn合金层8、膨胀石墨层7等的化学稳定性好，耐磨性高，使得转轴1的抗磨性能大大增强，有利于减少磨损，从而提高压缩机转轴1自身及压缩机的使用寿命。

Claims (6)

1.一种表面涂覆特氟龙低摩擦系数转轴，其特征在于，所述转轴(1)基体的表面设有特氟龙涂层(4)，所述特氟龙涂层(4)的厚度为10～15μm。

2.如权利要求1所述的表面涂覆特氟龙低摩擦系数转轴，其特征在于，所述转轴(1)基体与所述特氟龙涂层(4)之间设有膨胀石墨层(7)，所述膨胀石墨层(7)的厚度为1～3μm。

3.如权利要求2所述的表面涂覆特氟龙低摩擦系数转轴，其特征在于，所述膨胀石墨层(7)与所述转轴(1)基体之间设有CrN层(5)，所述CrN层(5)的厚度为5～7μm。

4.如权利要求3所述的表面涂覆特氟龙低摩擦系数转轴，其特征在于，所述膨胀石墨层(7)与所述CrN层(5)之间设有胶结层(6)，所述胶结层(6)厚度为0.5～1μm。

5.如权利要求4所述的表面涂覆特氟龙低摩擦系数转轴，其特征在于，所述胶结层(6)为有机硅改性酚醛树脂。

6.如权利要求2所述的表面涂覆特氟龙低摩擦系数转轴，其特征在于，所述膨胀石墨层(7)与所述特氟龙涂层(4)之间设有CuNiSn合金层(8)，所述CuNiSn合金层(8)的厚度为4～6μm。

Images