一种旋转式压缩机滑片的制造方法及旋转式压缩机滑片

文档序号:824938 发布日期:2021-03-30 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 一种旋转式压缩机滑片的制造方法及旋转式压缩机滑片 (Manufacturing method of rotary compressor sliding vane and rotary compressor sliding vane ) 是由 李海成 龙春仙 于 2019-09-27 设计创作,主要内容包括:本申请提供了一种旋转式压缩机滑片的制造方法及旋转式压缩机滑片,该制造方法包括:采用氮化钢基材制成滑片半成品;对所述滑片半成品依次进行调质热处理和氮化处理,以在所述滑片半成品的表面形成白亮层,其中,所述白亮层的厚度为0.004mm-0.03mm,表面硬度为1100HV-1350HV,与所述白亮层接触的扩散层厚度为0.15mm-0.45mm;对氮化处理后的与所述滑片半成品的先端相邻的侧面进行精磨,维持所述滑片半成品的先端不变,使所述滑片半成品的所述侧面上的所述白亮层的厚度为0mm-0.03mm,表面粗糙度≤1.6μm;而所述滑片半成品的先端上的所述白亮层的厚度为0.004mm-0.03mm,表面粗糙度≤2.5μm,以制成所述滑片。通过上述方式,本申请能够提供一种成本较低且性能符合要求的氮化钢基材的滑片。(The application provides a manufacturing method of a rotary compressor slip sheet and the rotary compressor slip sheet, wherein the manufacturing method comprises the following steps: manufacturing a semi-finished product of the sliding sheet by adopting a steel nitride substrate; carrying out quenching and tempering heat treatment and nitriding treatment on the semi-finished product of the slip sheet in sequence to form a white and bright layer on the surface of the semi-finished product of the slip sheet, wherein the thickness of the white and bright layer is 0.004-0.03 mm, the surface hardness is 1100HV-1350HV, and the thickness of a diffusion layer in contact with the white and bright layer is 0.15mm-0.45 mm; finely grinding the side surface adjacent to the front end of the semi-finished product of the sliding sheet after the nitriding treatment, and maintaining the front end of the semi-finished product of the sliding sheet unchanged to ensure that the thickness of the white and bright layer on the side surface of the semi-finished product of the sliding sheet is 0-0.03 mm and the surface roughness is less than or equal to 1.6 mu m; and the thickness of the white and bright layer on the front end of the semi-finished product of the slip sheet is 0.004mm-0.03mm, and the surface roughness is less than or equal to 2.5 mu m, so as to prepare the slip sheet. By the mode, the sliding sheet of the steel nitride base material is low in cost and meets the performance requirement.)

一种旋转式压缩机滑片的制造方法及旋转式压缩机滑片

技术领域

本申请涉及压缩机技术领域,特别是涉及一种旋转式压缩机滑片的制造方法及旋转式压缩机滑片。

背景技术

滑片作为旋转式压缩机重要的部件,在旋转式压缩机工作过程中,滑片与旋转式压缩机的偏心活塞紧贴,滑片与活塞接触的部分容易磨损,因此需要滑片具有一定的耐磨性能。

目前,一般采用采用高碳不锈钢、高级合金工具钢作为滑片基材并对其进行相应的热处理,以使其性能满足要求。由于上述基材中含有的高含量合金元素,制造工艺复杂、成本较高,例如,目前市场上SUS440C型号的高碳不锈钢约为2万/吨、W6Mo5Cr4V2型号的高级合金工具钢约为6万/吨。因此,有必要开发出一种成本较低,且性能满足要求的旋转式压缩机滑片。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种旋转式压缩机滑片的制造方法及旋转式压缩机滑片,能够提供一种成本较低且性能符合要求的氮化钢基材的滑片。

为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:提供一种旋转式压缩机滑片的制造方法,包括:采用氮化钢基材制成滑片半成品;对所述滑片半成品依次进行调质热处理和氮化处理,以在所述滑片半成品的表面形成白亮层,其中,所述白亮层的厚度为0.004mm-0.03mm,表面硬度为1100HV-1350HV,与所述白亮层接触的扩散层厚度为0.15mm-0.45mm;对氮化处理后的与所述滑片半成品的先端相邻的侧面进行精磨,维持所述滑片半成品的先端不变,使所述滑片半成品的所述侧面上的所述白亮层的厚度为0mm-0.03mm,表面粗糙度≤1.6μm;而所述滑片半成品的先端上的所述白亮层的厚度为0.004mm-0.03mm,表面粗糙度≤2.5μm,以制成所述滑片。

其中,对所述滑片半成品进行调质热处理的步骤,包括:对所述滑片半成品进行淬火处理;对淬火处理后的所述滑片半成品进行至少一次回火处理。

其中,所述对所述滑片半成品进行淬火处理之前,所述制造方法还包括:对所述滑片半成品进行预热处理。

其中,所述预热处理的预热温度为550℃-850℃;和/或,所述淬火处理的保温温度为830℃-1100℃;和/或,所述回火温度为450℃-650℃。

其中,对所述滑片半成品进行所述调质热处理之后,进行所述氮化处理之前,所述制造方法还包括:对所述调质热处理后的所述滑片半成品进行去应力退火处理;其中,所述去应力退火处理的退火温度为400℃-650℃,且处理时间为2小时-5小时。

其中,所述采用氮化钢基材制成滑片半成品,包括:对所述氮化钢基材进行正火处理或退火处理;其中,所述正火处理温度为930℃-970℃,处理时间为2小时-5小时;所述退火处理温度为680℃-830℃,处理时间为2小时-4.5小时。

其中,所述氮化处理采用气体氮化工艺,处理温度为450℃-650℃,处理时间为5小时-7小时。

其中,氮化处理后的所述滑片半成品的先端或者所述滑片的先端中,距离表面30μm的端面的硬度≥900HV,距离表面60μm的端面的硬度≥500HV,芯部硬度≥360HV。

其中,所述氮化钢的型号为38CrMoAl。

为解决上述技术问题,本申请采用的另一个技术方案是:提供一种旋转式压缩机滑片,所述旋转式压缩机滑片采用上述任意一项所述的制造方法而制成。

本申请的有益效果是:本申请在制造旋转式压缩机滑片时,将氮化钢基材依次进行调质热处理、氮化处理、精磨后,以在其滑片的先端表面形成白亮层,白亮层的厚度为0.004mm-0.03mm、表面粗糙度≤2.5μm、表面硬度为1100HV-1350HV,且与白亮层接触的扩散层厚度为0.15mm-0.45mm,而与滑片的先端相邻的侧面的白亮层的厚度为0mm-0.03mm,表面粗糙度≤1.6μm。上述方式所提供的滑片的先端的表面硬度较大,耐磨性好;而滑片的先端周侧的侧面的表面粗糙度小,以使得滑片侧面与其周围的结构之间的磨合较好,摩擦损耗低。即上述氮化钢基材的滑片能够适用于旋转式压缩机,且由于氮化钢基材的成本较低,因此可以降低制造旋转式压缩机滑片的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例,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。其中:

图1为本申请旋转式压缩机的压缩机构一实施方式的结构示意图;

图2为本申请旋转式压缩机滑片一实施方式的结构示意图;

图3为本申请压缩机滑片的制造方法一实施方式的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

为了便于理解,下面首先介绍一下旋转式压缩机滑片和旋转式压缩机的压缩机构。请参阅图1和图2,图1为本申请旋转式压缩机的压缩机构一实施方式的结构示意图,图2为本申请旋转式压缩机滑片一实施方式的结构示意图。

旋转式压缩机一般可用于空调、冰箱等,该旋转式压缩机包括壳体以及位于壳体内的电机部和压缩机构10,其中,电机部用于输出旋转动力,压缩机构10与电机部之间通过曲轴进行运动传递。压缩机构10包括在曲轴的驱动下作偏心回转的活塞100以及与活塞100配合的气缸102,气缸102的内周面与活塞100的外周面之间形成有压缩腔104。气缸102上设置有滑片安装槽(未标示),滑片安装槽内活动设置有滑片106,滑片106的先端A伸出滑片安装槽且抵持于活塞100的外周面上,以将压缩腔104分隔为吸气腔和排气腔。滑片106的先端A与活塞100的外周面抵持的一端可以为弧形端面(如图1和图2中所示),由于活塞100与滑片106的先端A始终相抵,因此,要求本申请所提供的滑片106的先端A的耐磨性较高。滑片106的先端A周围的侧面(如图2中四个侧面)位于气缸的滑片安装槽内,因此需要该滑片106的侧面与气缸之间的磨损较小。

请参阅图3,图3为本申请压缩机滑片的制造方法一实施方式的流程示意图,该制造方法包括:

S101:采用氮化钢基材制成滑片半成品。

具体地,该氮化钢的型号可以为38CrMoAl,38CrMoAl氮化钢具有高的表面硬度、耐磨性及疲劳强度,并具有良好的耐热性及耐腐蚀性。目前市场上38CrMoAl氮化钢约为5000元/吨,其成本远低于传统的SUS440C型号的高碳不锈钢材质、W6Mo5Cr4V2型号的高级合金工具钢材质的滑片的成本。

该38CrMoAl主要包括以下化学成分,碳C:0.35%-0.42%(例如,0.37%、0.40%等)、硅Si:0.20%-0.45%(例如,0.30%、0.40等)、锰Mn:0.30%-0.60%(例如,0.40%、0.50%等)、硫S:≤0.035%(例如,0.03%、0.02%等)、磷P≤0.035%(例如,0.03%、0.02%等)、铬Cr:1.35%-1.65%(例如,1.45%、1.55%等)、铝Al:0.70%-1.10%(例如,0.9%、1.0%等)、镍Ni:≤0.30%(例如,0.2%、0.1%等)、铜Cu:≤0.30%(例如,0.2%、0.1%等)、钼Mo:0.15%-0.25%(例如,0.2%等)。

其中,上述化学成分中各个元素的作用如下:碳元素是保证氮化钢强度的基本元素。硅元素可以增加氮化钢的淬透性,且可以降低碳在铁素体中的扩散速度,使回火时所析出的碳化物不易聚集,从而增加氮化钢淬火后的回火稳定性。锰元素能显著地降低氮化钢的形成奥氏体的温度和奥氏体分解速度,提高钢的淬透性。铬元素是优良的氮化物促进元素,是渗氮钢的主要合金元素。铝元素与氮、氧的亲和力较高,能够用来脱氧和细化晶粒,促进氮化钢形成耐腐蚀层。镍元素、铜元素能够细化铁素体晶粒,提高氮化钢的塑性和韧性。钼元素在氮化钢中存在于固溶体相和碳化物相中,能提高氮化钢的淬透性、防止回火脆性。

在本实施例中,上述步骤S101具体包括:将氮化钢基材依次进行切割、机械粗加工后形成滑片半成品。

此外,在上述步骤S101还包括:对氮化钢基材进行正火处理或退火处理;其中,正火处理温度为930℃-970℃(例如,940℃、950℃、960℃等),处理时间为2小时-5小时(例如,3小时、4小时等);退火处理温度为680℃-830℃(例如,700℃、750℃、800℃等),处理时间为2小时-4.5小时(例如,3小时、4小时等)。

上述正火处理是一种改善氮化钢韧性的热处理过程,具体过程可以为:将氮化钢加热到Ac3温度(即所有铁素体均转变为奥氏体温度)以上后,保温一段时间出炉空冷,正火处理可以使氮化钢的结晶晶粒细化,强度改善,且可以明显提高韧性,降低氮化钢的开裂的概率。上述正火处理的次数可以为一次或者多次。

上述退火处理是一种将氮化钢曝露于高温一段时间后,然后再慢慢冷却的热处理制程,其主要目的是释放应力、增加氮化钢延展性和韧性。上述退火处理的次数可以为一次或者多次。

S102:对滑片半成品依次进行调质热处理和氮化处理,以在滑片半成品的表面形成白亮层,其中,白亮层的厚度为0.004mm-0.03mm(例如,0.01mm、0.02mm等),表面硬度为1100HV-1350HV(例如,1200HV、1300HV等),与白亮层接触的扩散层厚度为0.15mm-0.45mm(例如,0.20mm、0.30mm、0.40mm等)。

具体地,在一个实施方式中,上述步骤S102中对对滑片半成品进行调质热处理的步骤,包括:A、对滑片半成品进行淬火处理;B、对淬火处理后的滑片半成品进行至少一次回火处理。

上述淬火处理过程包括:首先将滑片半成品加热到共析温度以上某个温度,并保温一段时间,此时氮化钢基材奥氏体化;然后在淬火液中快速冷却至贝氏体转变区域进行等温,此时奥氏体化部分转变为贝氏体,贝氏体的强度、韧性较高。在本实施例中,上述淬火处理的保温温度为830℃-1100℃(即上述过程中加热到共析温度以上的某个温度),例如,900℃、1000℃等,淬火液为油或者水。上述氮化钢经淬火过程后其强度、硬度、耐磨性得到提升。

由于淬火处理冷却后,滑片半成品内部会出现内应力,塑性和韧性有所降低,为了进一步提高滑片半成品的综合性能,在上述淬火处理之后对滑片半成品进行回火处理,回火工艺过程包括:将淬火处理后的滑片半成品再加热到适当温度,保温若干时间,然后缓慢或快速冷却。在本实施例中,上述回火处理的回火温度为450℃-650℃,例如,500℃、550℃等。此外,上述进行回火处理的次数可以为一次或者多次等,例如,可以对上述滑片半成品进行三次回火,三次回火的温度可以相同或者不同。

在一个应用场景中,在上述步骤A对滑片半成品进行淬火处理之前,本申请所提供的制造方法还包括:对滑片半成品进行预热处理,预热处理的预热温度为550℃-850℃,例如,600℃、700℃、750℃、800℃等。该预热处理可以降低后续淬火处理时的热应力,降低滑片半成品变形的概率。在本实施例中,该预热处理步骤可以为一次或者多次增温预热。

在另一个实施方式中,上述步骤S102中氮化处理是指在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺,经氮化处理后的滑片半成品的耐磨性、耐疲劳性、耐腐蚀性及耐高温性提高,上述氮化钢中的铝元素、铬元素、钼元素有利于渗氮作用。在本实施例中,上述步骤S102中对滑片半成品进行氮化处理具体包括:采用气体氮化工艺对滑片半成品进行处理,处理温度为450℃-650℃(例如,480℃、500℃、520℃、600℃等),处理时间为5小时-7小时(例如,6小时等)。在一个应用场景中,上述气体氮化工艺过程为:将滑片半成品放置于450℃-650℃氮化炉内,氮化炉内的温度为上述处理温度值;然后将氨气输入上述氮化炉内处理5小时-7小时,氨气分解出的氮元素扩散进入氮化钢的表面,以在其表面形成耐磨、耐腐蚀的白亮层,该白亮层的厚度为0.004mm-0.03mm(例如,0.01mm、0.02mm等),表面硬度为1100HV-1350HV(例如,1200HV、1300HV等),与白亮层直接接触的扩散层厚度为0.15mm-0.45mm(例如,0.25mm、0.35mm等)。上述形成的白亮层具有硬度较大以及耐磨的特点。

氮化处理后的滑片半成品的先端中,距离表面30μm的端面的硬度≥900HV(例如,950HV、1000HV等),距离表面60μm的端面的硬度≥500HV(例如,600HV、700HV、800HV等),而芯部硬度≥360HV(例如,400HV、450HV等),其中芯部硬度一般指扩散层以内的硬度。上述氮化处理后的滑片半成品的性能满足压缩机滑片的要求。

在又一个实施方式中,上述步骤S102中对滑片半成品进行调质热处理之后,进行氮化处理之前,本申请所提供的制造方法还包括:对调质热处理后的滑片半成品进行去应力退火处理;其中,去应力退火处理的退火温度为400℃-650℃(例如,450℃、550℃等),且处理时间为2小时-5小时(例如,3小时、4小时等)。该去应力退火处理可以消除氮化钢的内应力。

S103:对氮化处理后的与滑片半成品的先端相邻的侧面进行精磨,维持滑片半成品的先端不变,使滑片半成品的侧面上的白亮层的厚度为0mm-0.03mm(例如,0.01mm、0.02mm等),表面粗糙度≤1.6μm(例如,1.2um、1.0um等);而滑片半成品的先端上的白亮层的厚度为0.004mm-0.03mm(例如,0.01mm、0.02mm),表面粗糙度≤2.5μm(例如,2.0um、2.2um等),以制成滑片。

具体地,上述滑片的先端是一直与活塞抵顶的部分,容易产生磨损,上述维持滑片半成品的先端不变的方式有利于提高滑片的先端的耐磨性,进而提高其寿命。此外,在本实施例中,在滑片的先端中,距离表面30μm的端面的硬度≥900HV(例如,950HV、1000HV等),距离表面60μm的端面的硬度≥500HV(例如,600HV、700HV、800HV等),而芯部硬度≥360HV(例如,400HV、450HV等)。上述氮化处理后的滑片的先端的性能满足压缩机滑片的要求。

上述对滑片半成品的先端的侧面进行精磨处理的方式可以为:对滑片半成品厚度方向和高度方向进行精密研磨,该方式可以有效降低滑片半成品的先端的侧面的表面粗糙度,使得滑片在气缸的滑片安装槽中进行滑动时,与周围的气缸的磨合较好,摩擦损耗较低。

下面以一个具体地应用场景,对本申请所提供的压缩机滑片的制造方法作进一步说明。该制造方法包括:a、将38CrMoAl板材进行切割,机械粗加工成半成品;b、进行氮化处理前调质热处理:将上述38CrMoAl半成品滑片在930℃下进行淬火处理,在560℃下进行第一次回火处理,在580℃下进行第二次回火处理,在550℃下进行第三次回火处理,此时38CrMoAl基材的硬度为38HRc;c、在550℃、2.5h条件下进行去应力退火处理,之后还可以对滑片半成品进行一次精加工处理;d、在450℃-550℃、5h-7h条件下进行气体氮化处理;e、对氮化处理后的滑片半成品在厚度方向和高度方向上的侧面进行精磨,维持滑片半成品的先端不变,滑片的先端氮化后断面距表面30μm处硬度1151HV,60μm处硬度1040HV,芯部硬度403HV,白亮层厚度为0.018mm。

请再次参阅图2,图2中所提供的旋转式压缩机滑片可采用上述任一实施例中的制造方法制成。

该旋转式压缩机滑片106的材质为氮化钢,例如,型号为38CrMoAl的氮化钢。该旋转式压缩机滑片106包括先端A以及与先端A相邻的侧面,该先端A的白亮层的厚度为0.004mm-0.03mm(例如,0.01mm、0.02mm),表面粗糙度≤2.5μm(例如,2.0um、2.2um等),表面硬度为1100HV-1350HV(例如,1200HV、1300HV等),与白亮层接触的扩散层厚度为0.15mm-0.45mm(例如,0.20mm、0.30mm、0.40mm等)。与该先端A相邻的侧面的白亮层的厚度为0mm-0.03mm(例如,0.01mm、0.02mm等),表面粗糙度≤1.6μm(例如,1.2um、1.0um等)。

以上所述仅为本申请的实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

9页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种阀门加工的热处理装置

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!