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。

请参阅图1，图1为本申请压缩机活塞的制造方法一实施方式的流程示意图，该方法包括：

S101：采用球墨铸铁基材进行加工以形成活塞半成品。

具体地，球墨铸铁是一种通过球化和孕育处理得到的碳以球状石墨析出的铸铁，具有良好的铸造性、耐磨性、切削加工性。球墨铸铁具有优良的力学性能和工艺性能，并能通过热处理进一步提高其力学性能，因此，可用于制造负荷较大、受力较复杂的零件，比如本申请中的压缩机活塞，或者曲轴、连杆、齿轮、机床主轴等。

在一个实施方式中，上述步骤S101中采用的球墨铸铁基材的化学成分包括：碳C：3.0％-4.0％(例如，3.2％、3.5％、3.8％等)；硅Si：2.0％-3.0％(例如，2.2％、2.5％、2.7％等)；锰Mn：≤1.0％(例如，0.7％、0.5％、0.2等)；磷P：≤0.1％(例如，0.08、0.05等)；硫S：≤0.06％(例如，0.05％、0.03％等)；镁Mg：0.03％-0.06％(例如，0.04％、0.05％等)；铜Cu：0.5％-0.8％(例如，0.6％、0.7％等)，其余部分由Fe构成，其中，上述百分比为质量百分比。

其中，球墨铸铁基材中的碳C是使球状石墨结晶析出的所需元素，上述3.0％-4.0％范围的碳含量使得球状石墨结晶析出。硅Si是为了使球状石墨结晶析出的所需元素，上述2.0％-3.0％范围内的硅含量有利于球状石墨结晶析出，且可以抑制浮渣缺陷、石墨漂浮产生。锰Mn是具有使石墨细微化且使珠光体组织强化作用的元素，上述≤1.0％范围的锰Mn有利于发挥其作用。镁Mg是为了得到球状石墨所需的元素，上述0.03％-0.06％范围内的镁Mg有利于实现该目的，且可以抑制浮渣缺陷、气孔缺陷、缩孔、反白口等。铜Cu能够抑制碳化物，有利于获得球状石墨。磷P、硫S为球墨铸铁中不可避免的杂质，可以尽量降低其含量。

进一步，上述步骤S101具体包括：对熔融金属进行球化处理，其中，球化处理的作用是使石墨在结晶生长时长成球状来改善基材的形貌，提高铸件的力学性能；将熔融金属浇注入铸模中，添加孕育剂进行孕育处理，其中，孕育处理的目的是消除白口、增加共晶团、石墨球并细化、消除偏析、消除结晶过冷倾向等，孕育剂可以为Si-Fe等；冷却后从铸模中获得活塞半成品。

S102：对活塞半成品进行热处理，其中，热处理包括淬火处理和低温回火处理。

具体地，在本实施例中，步骤S101中提供的未热处理的活塞半成品的金相组织由球状石墨和基体组织组成，基体组织包括珠光体和铁素体；其中，铁素体是单相组织，是由碳溶解在α-Fe中形成的间隙固溶体，其强度、硬度低，但塑性和韧性好；珠光体是双相组织，是铁素体和渗碳体一起组成的机械混合物，渗碳体是指铁与碳形成的金属化合物，其化学通式为Fe₃C，珠光体强度、硬度高。具有上述金相组织的未经热处理的活塞半成品的可以通过铁素体和珠光体来平衡强度和塑性。

进一步，上述未热处理的活塞半成品的金相组织的石墨球化率70％以上(例如，80％、90％等)，上述70％以上的石墨球化率可以提高球墨铸铁的冲击强度，疲劳性能、耐腐蚀性能、以及耐磨性能。

在一个具体地应用场景中，上述未热处理的活塞半成品的金相组织包括球形石墨、牛眼组织和铁素体，其中，石墨球化率80％以上，铁素体含量25％以下；其中，牛眼组织是一种球状石墨的周围围绕铁素体，铁素体外围围绕珠光体所形成的一种类似于牛眼形状的组织，上述牛眼组织中的铁素体含量在25％以下(例如，5％、10％等)，且整个金相组织中铁素体含量在25％以下(例如，20％、15％等)。上述金相组织的未热处理的活塞半成品的强度和硬度性能好，有利于制备耐磨的活塞，尤其是适用于旋转式压缩机用活塞。

在又一个实施方式中，经上述步骤S102热处理后的活塞半成品的金相组织包括：回火马氏体、球状石墨、均匀分布的碳化物及残余奥氏体组织；其中，回火马氏体是淬火处理时形成的片状马氏体(晶体结构为面心立方)于回火第一阶段发生分解，其中的碳以过渡碳化物的形式脱溶所形成的、在固溶体基体(晶体结构已变为体心立方)内弥散分布着极其细小的过渡碳化物薄片(与基体的界面是共格界面)的复相组织，具有高的硬度和高的耐磨性，因内应力有所降低，故韧性有所提高。碳化物是指金属或非金属与碳组成的二元化合物，碳化物可以呈颗粒状，且均匀分布在金相组织中，颗粒状的碳化物可以提高球墨铸铁的综合力学性能。残余奥氏体组织是在淬火过程中未转变的部分，其与淬火处理工艺相关，例如，淬火时的保温温度、冷却速率等。上述残余的少量奥氏体组织具有一定韧性，以薄膜状或者块状存在于强度较高的回火马氏体之间，能够释放裂纹尖端的应力，增加裂纹扩展所需的能量，可以有效防止裂纹扩展，在一定程度上提高整体强度和韧性。

在又一个实施方式中，上述步骤S102中淬火处理过程包括：首先将活塞半成品加热到共析温度以上某个温度，并保温一段时间，此时球墨铸铁基材奥氏体化；然后以大于珠光体形成的冷却速度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，上述淬火处理的淬火温度为830℃-950℃(即上述过程中加热到共析温度以上的某个温度)，例如，870℃、900℃等；和/或，保温时间为1h-4h，例如，2h、3h等；和/或，淬火液为油或者水。上述球墨铸铁经淬火过程后其强度、硬度、耐磨性得到提升。

由于淬火处理中快速冷却，活塞半成品内部会出现内应力，塑性和韧性有所降低，为了进一步提高活塞半成品的综合性能，在上述淬火处理之后对活塞半成品进行低温回火处理，低温回火工艺过程包括：将淬火处理后的活塞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，上述低温回火处理的保温温度为180℃-200℃，例如，190℃等；和/或，保温时长2h-6h，例如，3h、4h、5h等。此外，上述进行低温回火处理的次数可以为一次或者多次等。

进一步，在上述实施例中，经热处理后的活塞半成品的表面硬度处于45HRc-58HRc(例如，48HRc、50HRc、55HRc等)范围内，和/或，抗拉强度≥400MPa(例如，450Mpa、500Mpa、550Mpa等)。该硬度和抗拉强度表明经热处理后的活塞半成品的耐磨性较好。

此外，在对上述热处理后的活塞半成品在170℃下保温24h条件下进行热变形试验时，测得其尺寸变化在0.01％以下。该测试结果表面由该热处理获得的活塞半成品的热稳定性较高。

S103：对热处理后的活塞半成品进行加工以形成活塞成品。

具体地，可以对热处理后的活塞半成品进行打磨精加工处理以形成活塞成品。

下面以一个具体的实施方式对本申请所提供的压缩机活塞的制造方法作进一步说明。

首先将型号为QT600/QT500球墨铸铁铸件粗加工成活塞半成品；然后对该活塞半成品进行淬火处理，淬火温度为860℃，保温时间为60min；接着对该活塞半成品进行低温回火处理，保温温度为200℃，保温时长为180min，此时，热处理完毕的活塞半成品表面硬度为55HRc；最后对该热处理完毕的活塞半成品进行精加工以形成活塞成品。

请参阅图2-图3，图2为本申请压缩机活塞一实施方式的结构示意图，图3为旋转式压缩机的压缩机构一实施方式的结构示意图。该压缩机活塞采用上述任一实施例中的制造方法制成，本申请对于压缩机活塞100的具体外形不作限定，本申请所提供的压缩机活塞100可以应用于旋转式压缩机、往复式压缩机等。

下面以旋转式压缩机为例进行说明。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。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活塞100的耐磨性较高。

在一个实施方式中，该压缩机活塞100的材质为球墨铸铁，其化学成分包括：碳C：3.0％-4.0％(例如，3.2％、3.5％、3.8％等)；硅Si：2.0％-3.0％(例如，2.2％、2.5％、2.7％等)；锰Mn：≤1.0％(例如，0.7％、0.5％、0.2等)；磷P：≤0.1％(例如，0.08、0.05等)；硫S：≤0.06％(例如，0.05％、0.03％等)；镁Mg：0.03％-0.06％(例如，0.04％、0.05％等)；铜Cu：0.5％-0.8％(例如，0.6％、0.7％等)，其余部分由Fe构成，其中，上述百分比为质量百分比。

其中，球墨铸铁基材中的碳C是使球状石墨结晶析出的所需元素，上述3.0％-4.0％范围的碳C含量使得球状石墨结晶析出。硅Si是为了使球状石墨结晶析出的所需元素，上述2.0％-3.0％范围内的硅Si含量有利于球状石墨结晶析出，且可以抑制浮渣缺陷、石墨漂浮产生。锰Mn是具有使石墨细微化且使珠光体组织强化作用的元素，上述≤1.0％范围的锰Mn有利于发挥其作用。镁Mg是为了得到球状石墨所需的元素，上述0.03％-0.06％范围内的镁Mg有利于实现该目的，且可以抑制浮渣缺陷、气孔缺陷、缩孔、反白口等。铜Cu能够抑制碳化物，有利于获得球状石墨。磷P、硫S为球墨铸铁中不可避免的杂质，可以尽量降低其含量。

在又一个实施方式中，该压缩机活塞100的表面硬度处于45HRc-58HRc(例如，48HRc、50HRc、55HRc等)范围内，和/或，抗拉强度≥400MPa(例如，450Mpa、500Mpa、550Mpa等)。

在又一个实施方式中，该压缩机活塞100的金相组织包括：回火马氏体、球状石墨、均匀分布的碳化物及残余奥氏体组织；其中，回火马氏体是淬火处理时形成的片状马氏体(晶体结构为面心立方)于回火第一阶段发生分解，其中的碳以过渡碳化物的形式脱溶所形成的、在固溶体基体(晶体结构已变为体心立方)内弥散分布着极其细小的过渡碳化物薄片(与基体的界面是共格界面)的复相组织，具有高的硬度和高的耐磨性，因内应力有所降低，故韧性有所提高。碳化物是指金属或非金属与碳组成的二元化合物，碳化物可以呈颗粒状，且均匀分布在金相组织中，颗粒状的碳化物可以提高球墨铸铁的综合力学性能。残余奥氏体组织是在淬火过程中未转变的部分，其与淬火处理工艺相关，例如，淬火时的保温温度、冷却速率等。上述残余的少量奥氏体组织具有一定韧性，以薄膜状或者块状存在于强度较高的马氏体之间，能够释放裂纹尖端的应力，增加裂纹扩展所需的能量，可以有效防止裂纹扩展，在一定程度上提高整体强度和韧性。

总而言之，本申请压缩机活塞100的形成材料为球墨铸铁，球墨铸铁具有铸造性能好、抗震以及耐磨的优点，其成本比传统灰铸铁活塞低；且经过淬火处理和低温回火处理后，球墨铸铁的硬度提高，其耐磨性进一步提高，从而可以达到满足压缩机用活塞的耐磨性要求。

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。