專利名稱：壓縮機凸緣的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓縮機凸緣的制造方法，具體涉及一種為了防止凸緣在工作中變形而使用粉末冶金法制造帶有保護凹槽的壓縮機凸緣的方法。
背景技術(shù)：
壓縮機通常用在空調(diào)、冰箱等當(dāng)中，用于制冷壓縮。在圖1中示出了這種壓縮機的一種典型示例。
參照圖1，定子2和轉(zhuǎn)子3安裝在外殼1內(nèi)。轉(zhuǎn)子3由上、下凸緣5和6可旋轉(zhuǎn)地支撐，其內(nèi)設(shè)置有回轉(zhuǎn)軸4。偏心滾柱7可旋轉(zhuǎn)地安裝在汽缸8內(nèi)，并位于回轉(zhuǎn)軸4下端的上、下凸緣5和6之間。
在具有這種結(jié)構(gòu)的壓縮機中，當(dāng)轉(zhuǎn)子3開始轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)軸4時，轉(zhuǎn)子3下面的偏心滾柱7也在汽缸8內(nèi)轉(zhuǎn)動，將通過進氣管9吸入的制冷氣體壓縮成高溫高壓狀態(tài)，并將其排出到汽缸8外面。上述經(jīng)壓縮的制冷氣體通過排氣管10排出，然后以制冷循環(huán)進行流通，其中排氣管10位于外殼1的上部。
分別被稱為主軸承和副軸承的傳統(tǒng)壓縮機的上下凸緣用于支撐回轉(zhuǎn)軸，考慮到精度、性能、價格競爭等因素，通常使用粉末冶金法進行制造。
但由于回轉(zhuǎn)軸是驅(qū)動壓縮機的關(guān)鍵部件，安裝時需要穿過凸緣的中空部，所以在回轉(zhuǎn)軸由于驅(qū)動力而產(chǎn)生變形時會導(dǎo)致凸緣產(chǎn)生變形。回轉(zhuǎn)軸的變形不僅使凸緣變形，而且還會導(dǎo)致凸緣與偏心滾柱之間發(fā)生熔融粘接或磨損，或者導(dǎo)致油膜失效，這將惡化壓縮機的性能并產(chǎn)生噪音。
近來，為了防止由上述回轉(zhuǎn)軸變形而引起的凸緣變形，已經(jīng)提出了一種在凸緣5的中空部5a周圍形成保護凹槽5b的壓縮機，如圖2所示。該保護凹槽5b通常是在制造凸緣之后使用機械切削工藝形成，或者通過粉末冶金法中的成型工藝中的鑄模形成。但是，前面的機械切削工藝需要在凸緣成型之后獨立進行，因此不可避免地會使成本上升。而后者使用鑄模需要獨立制造形狀與保護凹槽對應(yīng)的鑄模。此外，對應(yīng)保護凹槽的鑄模部分強度低，容易損壞，所以生產(chǎn)率低。而且，根據(jù)傳統(tǒng)方法制造的凸緣在保護凹槽周圍的部分強度低，并且作為凸緣基本要求之一的密封性能也得不到保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的設(shè)計克服了現(xiàn)有技術(shù)中的問題和缺點。本發(fā)明的目的是提供一種凸緣的制造方法，該方法可以簡單有效地在凸緣上形成保護凹槽而無需使用任何機械工藝或附加的造型工藝。
根據(jù)本發(fā)明，該方法可以使用傳統(tǒng)鑄模。此外，通過該方法制造的凸緣的保護凹槽具有非常好的強度和密封性，從而改善了使用該凸緣的壓縮機的可靠性。
為完成上述目的，本發(fā)明提供一種壓縮機凸緣的制造方法，包括如下步驟將用于凸緣的粉末材料加入到鑄模中；在準(zhǔn)備形成保護凹槽的位置設(shè)置燒蝕件，該燒蝕件的熔點低于粉末材料的熔點；通過對粉末材料和燒蝕件進行加壓而形成凸緣；以低于粉末材料的熔點和高于燒蝕件的熔點之間的溫度來燒結(jié)形成的凸緣，以熔化和除去燒蝕件。
此時，燒蝕件可選自由銅(Cu)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、鋁(Al)、它們的合金、以及增強塑料(FRP)所組成的組中。
此外，用于凸緣的粉末材料優(yōu)選選自由Fe、Fe-Cu合金和Fe-Cu-C合金所組成的組中，并且優(yōu)選將燒結(jié)溫度定在1100℃與1300℃之間。而且優(yōu)選的是，燒蝕件為環(huán)形。


結(jié)合附圖，通過下面的詳細說明對本發(fā)明優(yōu)選實施方式的這些和其他特征、方面、以及優(yōu)點進行更加詳盡地描述。
圖1是顯示傳統(tǒng)壓縮機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的截面圖；圖2是顯示帶有保護凹槽的、用于傳統(tǒng)壓縮機的凸緣的立體圖；圖3是說明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的利用壓力形成凸緣的工藝的截面圖；圖4是流程圖，說明根據(jù)本發(fā)明凸緣的制造方法。
具體實施例方式
下面將參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行詳細說明。
本發(fā)明的凸緣可以使用傳統(tǒng)鑄模單元進行制造，如圖3所示。參考圖3，本發(fā)明的凸緣100通過向鑄模單元內(nèi)施加壓力而形成，其中鑄模包括底模30，上模31，下模32和型芯33。盡管在這里作為例子示出并具體說明了鑄模單元，但鑄模的結(jié)構(gòu)并不限于該例子，能形成形狀與凸緣對應(yīng)的鑄件的任何類型的鑄模均能使用。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，在準(zhǔn)備形成保護凹槽5b(見圖2)的位置圍繞凸緣100的中空部備置燒蝕件110，其中凸緣是在上述鑄模單元內(nèi)形成的。當(dāng)燒結(jié)凸緣100時燒蝕件110被熔化和除去，如下所述。該燒蝕件110由熔點相對低的材料(或易熔金屬)制成環(huán)形，其優(yōu)選為銅(Cu1084.5℃時熔化)、鉛(Pb327.5℃時熔化)、鋅(Zn419.6℃時熔化)、鋁(Al660.4℃時熔化)、或它們的合金。作為選擇，制成環(huán)形的增強塑料(FRP)也能用作燒蝕件110。對于這種情況，在燒結(jié)過程中增強塑料被完全氧化而被除去。此外，與凸緣材料相比，熔點相對低以便能在燒結(jié)過程中被熔化的任何材料都能用作燒蝕件110，而不限于上述例子。
凸緣材料可從Fe、Fe-Cu合金和Fe-Cu-C合金中選擇，優(yōu)選是Fe-Cu-C合金，其中包含0.001～5重量％的Cu，0.001～1.2重量％的C和占合金中余下百分比的Fe。但是，在制造時合金內(nèi)不可避免地還會包含一些其他雜質(zhì)。
燒蝕件110能通過將易熔金屬進行彎曲、切削、壓力成型或鑄造以成環(huán)形而制成。
當(dāng)燒結(jié)形成的凸緣100時，易熔金屬熔化而被除去，以在凸緣100的中空部周圍生成保護凹槽。
現(xiàn)在，參照圖3和4具體描述具有上述結(jié)構(gòu)的壓縮機凸緣的制造方法。
將適量粉末材料，例如包括Fe-Cu-C合金，加入鑄模單元內(nèi)，鑄模單元如圖3所示，其具有底模30、下模32和型芯33。(步驟S200)用于凸緣的粉末材料通過混合適量的Fe、Cu和C來制備。此時，將型芯33插入凸緣的中空部。
將粉末材料加入鑄模之后，由易熔金屬制成的環(huán)形燒蝕件110設(shè)置在中空部周圍。(步驟S210)然后，以很高的壓力對裝配的上模31加壓來鑄造凸緣。(步驟S220)當(dāng)凸緣被按需要鑄好時，鑄造的凸緣與鑄模單元分離。(步驟S230)此時，在凸緣100內(nèi)形成中空部，將環(huán)形燒蝕件110嵌入中空部周圍并暴露到外面。
此后，在燒結(jié)爐內(nèi)對凸緣100進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度在1100℃到1300℃之間，優(yōu)選是1100℃到1160℃之間。(步驟S240)在該燒結(jié)過程中，易熔金屬制成的燒蝕件110被熔化流出而除去。但易熔金屬部分滲透到凸緣結(jié)構(gòu)內(nèi)，能提高凸緣的密封性。
通過上述程序，獲得一種在中空部周圍具有環(huán)形保護凹槽的凸緣。盡管示出和說明的燒蝕件為環(huán)形，但本發(fā)明并不限于這種情況。本發(fā)明的發(fā)明主要在于具有與熔點相對低的保護凹槽對應(yīng)的形狀的燒蝕件被預(yù)先設(shè)置在鑄模內(nèi)，與凸緣用粉末材料一起被加壓成型，然后在燒結(jié)過程中被除去。因此，燒蝕件可具有連續(xù)或非連續(xù)結(jié)構(gòu)，其分別能形成具有連續(xù)或非連續(xù)形狀的保護凹槽。
本發(fā)明的壓縮機凸緣的制造方法根據(jù)下述實驗示例能被證明是有效的。
實驗例將平均粒度為45um的1.5重量％的Cu粉末，平均粒度為10um的0.8重量％的C粉末和平均粒度為100um的平衡量的Fe粉末混合并加入到鑄模內(nèi)。然后，將由純度為99.9重量％的Cu制成的環(huán)形燒蝕件設(shè)置在中空部周圍。然后，鑄模和燒蝕件一起被以6噸/cm2的壓力加壓，形成直徑為90mm，高度為50mm的本發(fā)明的凸緣。隨后，將凸緣送到燒結(jié)爐內(nèi)，以1130±30℃的溫度加熱30分鐘，將燒蝕件熔化并除去。通過上述程序，完成了外徑為27mm，內(nèi)徑為23mm，深度為10mm的保護凹槽。
另一方面，利用現(xiàn)有技術(shù)使用常規(guī)鑄模通過加壓和燒結(jié)工藝以及隨后的機械切削工藝形成尺寸與本發(fā)明相同的保護凹槽。
為了比較現(xiàn)有技術(shù)的凸緣與本發(fā)明的凸緣，將錐形型芯夾具插入每個凸緣的中空部。然后，對具有錐形型芯夾具的每個凸緣的中空部做保護凹槽破壞試驗并進行加載。此外，將凸緣安裝到試驗夾具上，然后通過氮氣對試驗夾具施加20kg/cm2的壓力。試驗結(jié)果如表1所示。
表1

從表1的結(jié)果可以清楚地看出，根據(jù)本發(fā)明制造的凸緣的強度和氣密性能優(yōu)于傳統(tǒng)凸緣。其原因是在燒結(jié)過程中燒蝕件熔化并滲透到凸緣結(jié)構(gòu)內(nèi)，從而提高了氣密性能和強度。
根據(jù)本發(fā)明的壓縮機凸緣的制造方法可使用現(xiàn)有技術(shù)中常用的鑄模。這可以節(jié)省為制造形成保護凹槽的其他鑄模所需的資金。
此外，本發(fā)明可通過簡單地在凸緣壓力成型過程中插入燒蝕件，在燒結(jié)過程中熔化并除去燒蝕件，而不需要任何如現(xiàn)有技術(shù)中的機械過程，這能顯著增加生產(chǎn)率和急劇降低制造成本。
另外，在實現(xiàn)本發(fā)明的方法當(dāng)中，相對低熔點的金屬或者易熔金屬滲透到凸緣結(jié)構(gòu)內(nèi)，從而能提高凸緣結(jié)構(gòu)的強度和氣密性能。這能很顯著地提升產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。
已經(jīng)詳細描述了根據(jù)本發(fā)明的壓縮機凸緣的制造方法。但應(yīng)該理解的是，在本發(fā)明優(yōu)選實施方式中描述的詳細說明和特定實施例僅作為說明性的目的而給出，本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種變化和改進將通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員閱讀該詳細說明而變的更加清楚。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機凸緣的制造方法，包括以下步驟將用于凸緣的粉末材料加入到鑄模內(nèi)；在準(zhǔn)備形成保護凹槽的地方設(shè)置燒蝕件，該燒蝕件的熔點低于該粉末材料的熔點；通過對粉末材料和燒蝕件進行加壓而形成凸緣；和以粉末材料的熔點與燒蝕件的熔點之間的溫度燒結(jié)形成的凸緣，以便熔化和除去燒蝕件。
2.如權(quán)利要求1所述的壓縮機凸緣的制造方法，其中燒蝕件選自由銅(Cu)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、鋁(Al)、它們的合金、以及增強塑料(FRP)所組成的組中。
3.如權(quán)利要求2所述的壓縮機凸緣的制造方法，其中用于凸緣的粉末材料選自由Fe、Fe-Cu合金和Fe-Cu-C合金所組成的組中；并且其中燒結(jié)溫度大約在1100℃至1300℃之間。
4.如權(quán)利要求1所述的壓縮機凸緣的制造方法，其中燒蝕件為環(huán)形。
全文摘要
為了通過粉末冶金法制造帶有保護凹槽的壓縮機凸緣，以防止壓縮機在工作中變形，將用于凸緣的粉末材料加入到鑄模內(nèi)；在準(zhǔn)備形成保護凹槽的地方設(shè)置燒蝕件，該燒蝕件的熔點低于該粉末材料的熔點；通過對粉末材料和燒蝕件進行加壓而形成凸緣；以粉末材料的熔點與燒蝕件的熔點之間的溫度燒結(jié)形成的凸緣以便熔化和除去燒蝕件。
文檔編號B22F5/00GK1494468SQ01823086
公開日2004年5月5日 申請日期2001年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月28日
發(fā)明者樸鐘寬 申請人:大韓燒結(jié)金屬株式會社