專利名稱：一種粉末冶金制冷壓縮機閥片的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉末冶金制冷壓縮機閥片的制備方法，應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)式空調(diào)制冷壓縮機領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前在制冷壓縮機行業(yè)，國內(nèi)的旋轉(zhuǎn)式空調(diào)壓縮機均采用普通高速鋼素材，或不銹鋼素材通過機加工的閥片。與粉末冶金壓縮機閥片相比，普通高速鋼素材或不銹鋼素材機加工制造的閥片加工速度較慢，材料利用率不高，而粉末冶金工藝制造壓縮機閥片，不僅材料利用率高，且適于大批量生產(chǎn)，但壓縮機廠家在裝配使用前需要對粉末冶金閥片進行少量精磨加工。粉末冶金壓縮機閥片材料與普通粉末冶金材料相比，需要添加一定的合金成分， 通過在燒結(jié)過程中的有效合金化，并在組織中形成均勻的硬質(zhì)點，提高材料的耐磨性。因此，選擇適當?shù)牟牧吓浞?，以及在高合金成分的前提下提高閥片的密度和材料的有效合金化，是本發(fā)明解決的重要技術(shù)難點。一般而言，粉末冶金材料的密度和合金含量是保證產(chǎn)品耐磨性的兩大因素；通常采用的合金添加方法，不僅對于提高成形密度和降低成形模具磨損不利，而且高合金含量對于燒結(jié)條件要求也很嚴格。較高的合金含量對于實現(xiàn)粉末冶金閥片的6. 8g/cm3以上的密度影響很大。選擇適當?shù)姆勰┮苯鸩牧铣煞?、粉末冶金高合金的添加方式和有效合金化的技術(shù)，是實現(xiàn)采用粉末冶金工藝制造制冷壓縮機閥片的關(guān)鍵。粉末冶金合金的有效添加方法，可以降低粉末冶金零件成形壓力，減少模具損耗， 提高成形密度，以及通過燒結(jié)過程實現(xiàn)材料充分的合金化，提高材料的耐磨性，是本發(fā)明主要解決的兩個關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述旋轉(zhuǎn)式空調(diào)制冷壓縮機閥片制造和粉末冶金工藝技術(shù)現(xiàn)狀，而提供的一種生產(chǎn)效率高、制造成本較低的粉末冶金制冷壓縮機閥片的制備方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種粉末冶金制冷壓縮機閥片的制備方法，其特征在于依次包括以下步驟(1)將鐵粉、高合金母粉、石墨粉、硫化錳粉及硬脂酸鋅粉按下述質(zhì)量比例混合，使得各元素在總組分中的質(zhì)量百分含量為碳0. 5 2. 0%，鈷3. 0 6. 5%，鉻2. 5 4. 5%; 鉬2. 5 4. 5 %，鎳0. 5 2. 0 %，釩0. 2 1. 0 %，不超過3 %的不可避免雜質(zhì)，余量為鐵；鐵粉余量高合金母粉20 石墨粉0. 6 0. 8% 硫化錳粉0. 4 0. 6% 硬脂酸鋅粉0. 65 0. 75%;鐵粉余量含義就是100%減去其它組分的質(zhì)量百分比獲得的含量。(2)使用模具壓制成形得到粉末冶金生坯，成形密度大于6. 9g/cm3 ；(3)將粉末冶金生坯置于燒結(jié)爐中進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1150 1250°C時間大于5分鐘，燒結(jié)坯密度大于6. 8g/cm3 ；
(4)對燒結(jié)坯進行復(fù)壓精整；(5)在保護氣氛下進行淬火和回火；(6)對閥片進行磨削加工，達到最終尺寸要求。作為優(yōu)選，所述步驟(1)中的鐵粉采用高純度霧化鐵粉，該霧化鐵粉中碳含量小于0. 02%，氧含量小于0. 25%，硅含量小于0. 05%，磷含量小于0. 02%，硫含量小于 0. 02%，壓制性能在600Mpa下大于7. lg/cm3，松裝密度大于2. 9g/cm3，酸不融小于物0. 5g。作為改進，所述步驟O)中的模具采用硬質(zhì)合金陰模和高速鋼模沖。再改進，所述步驟C3)是在保護氣氛下進行，保護氣氛為通常的吸熱性氣氛或氮基氣氛或真空，所述燒結(jié)爐為網(wǎng)帶爐、推桿爐、鐘罩爐或真空爐。優(yōu)選，所述步驟(5)中的保護氣氛是指0.2ΤΟΠ·以下的氮氣氣氛，回火溫度為 570 590°C，時間80 100分鐘，回火為兩次。最后，所述步驟(6)中的磨削加工采用普通平面磨床或雙面磨床。獲得了本發(fā)明的一種粉末冶金閥片材料，其材料配方為各元素在總組分中的質(zhì)量百分含量為碳0. 5 2.0%，鈷3.0 6. 5%，鉻2. 5 4. 5%;鉬2. 5 4. 5%，鎳0. 5 2. 0 %，釩0. 2 1. 0 %，不超過3 %的不可避免雜質(zhì)，余量為鐵。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于采用高合金母粉添加的手段得到高合金材料，且粉末材料具有良好的壓制性能，同時一般無須特殊燒結(jié)氣氛，適于經(jīng)濟性批量生產(chǎn)； 本發(fā)明解決了粉末冶金高合金的添加方式和有效合金化問題，實現(xiàn)了粉末冶金閥片材料所需較高合金含量下較高的成形密度，使粉末冶金壓縮機閥片達到所需的耐磨性能；對于要求高合金、高密度的粉末冶金制品，不需要過高的成形壓力和特殊的燒結(jié)條件，整個工藝過程簡單且易于操作。與現(xiàn)有高速鋼素材或不銹鋼素材機加工制造旋轉(zhuǎn)式空調(diào)制冷壓縮機閥片相比，該粉末冶金材料及制造工藝具有較高的生產(chǎn)連續(xù)性，且材料利用率高，適合于大批量生產(chǎn)，降低成本。


圖1為旋轉(zhuǎn)式空調(diào)制冷壓縮機閥片零件圖；圖2為粉末冶金制冷壓縮機閥片成形示意圖；圖3為粉末冶金制冷壓縮機閥片金相組織照片。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。一種粉末冶金制冷壓縮機閥片制造方法，依次包括如下步驟1、將鐵粉、高合金母粉、石墨粉、硫化錳粉及硬脂酸鋅粉按一定比例(鐵粉為余量高合金母粉20 石墨粉0. 6 0. 8% 硫化錳粉0. 4 0. 6% 硬脂酸鋅粉0. 65 0. 75% )混合，使得各元素在總組分中的百分含量為碳0. 5 2. 0%，鈷3. 0 6. 5%，鉻 2. 5 4. 5 % ；鉬2. 5 4. 5 %，鎳0. 5 2. 0 %，釩0. 2 1. 0 %，不超過3 %的不可避免雜質(zhì)，余量為鐵。2、將混合均勻的閥片材料粉末，在自動成形壓機上按圖2所示的成形示意圖方
4式，在設(shè)計的模具中壓制成形得到粉末冶金閥片生坯，生坯的成形密度大于6. 9g/cm3。3、將壓制成形的粉末冶金閥片生坯整齊排放在燒結(jié)舟中，并將燒結(jié)舟置于連續(xù)燒結(jié)爐的網(wǎng)帶上，或?qū)Y(jié)舟直接置于鐘式燒結(jié)爐或真空燒結(jié)爐內(nèi)進行燒結(jié)。燒結(jié)溫度為 1150 1250°C，燒結(jié)氣氛為正常的吸熱性氣氛或氮基氣氛或真空，燒結(jié)時間大于5分鐘，燒結(jié)爐為網(wǎng)帶爐或推桿爐或者鐘罩爐或真空爐，粉末冶金閥片的燒結(jié)硬度為HRB90以上，燒結(jié)后材料的金相組織見圖3。4、燒結(jié)結(jié)束后取出粉末冶金閥片燒結(jié)坯進行復(fù)壓精整，復(fù)壓精整在整形壓機上， 在整形模具中進行全整形，以矯正因燒結(jié)而引起的粉末冶金閥片燒結(jié)坯的變形，經(jīng)整形后的粉末冶金閥片的密度為6. 85g/cm3以上，閥片的硬度為HRB90以上。5、經(jīng)精整后，粉末冶金閥片在保護氣氛中進行淬火和回火；回火在氮氣氣氛中加熱至570 590°C保溫90分鐘后冷卻，回火兩次。6、按旋轉(zhuǎn)式空調(diào)制冷壓縮機閥片圖紙，對閥片的兩平面進行精密磨削。所述鐵粉采用高純度霧化鐵粉，具體化學成分及性能見表1、2。表1高純度霧化鐵粉的化學成分(％ )
權(quán)利要求
1.一種粉末冶金制冷壓縮機閥片的制備方法，其特征在于依次包括以下步驟(1)將鐵粉、高合金母粉、石墨粉、硫化錳粉及硬脂酸鋅粉末按下述質(zhì)量比例混合，使得各元素在總組分中的質(zhì)量百分含量為碳0. 5 2. 0%，鈷3. 0 6. 5%，鉻2. 5 4. 5% ； 鉬2. 5 4. 5%，鎳0. 5 2. 0%，釩0. 2 1. 0%，不超過3%的不可避免雜質(zhì)，余量為鐵；材料的混合配比按鐵粉余量高合金母粉20 石墨粉0. 6 0. 8% 硫化錳粉0. 4 0. 6% 硬脂酸鋅粉0. 65 0.75% ；(2)使用模具壓制成形得到粉末冶金生坯，成形密度大于6.9g/cm3 ；(3)將生坯置于燒結(jié)爐中進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1150 1250°C，時間大于5分鐘，燒結(jié)坯密度大于6. 8g/cm3 ；(4)對燒結(jié)坯進行復(fù)壓精整；(5)在保護氣氛下進行淬火和回火；(6)對閥片進行磨削加工，達到最終尺寸要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的鐵粉采用高純度霧化鐵粉，純度大于99%，該霧化鐵粉中碳含量小于0. 02%，氧含量小于0. 25%，硅含量小于 0. 05%，磷含量小于0. 02%，硫含量小于0. 02%，壓制性能在600Mpa下大于7. lg/cm3，松裝密度大于2. 9g/cm3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的高合金母粉選用特制的 ^-Co-Cr-Mo-Ni-V系粉末，其中各元素在總組分中的百分含量為鈷20 22%，鉻 14 18%，鉬14 18%，鎳5 8%，釩0.6 2.0%，碳0.2 2.5%，不超過2%的不可避免雜質(zhì)，余量為鐵；松裝密度大于3. 5g/cm3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟O)中的模具采用硬質(zhì)合金陰模和高速鋼模沖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟C3)是在保護氣氛下進行，保護氣氛為通常的吸熱性氣氛或氮基氣氛或真空，所述燒結(jié)爐為網(wǎng)帶爐、推桿爐、鐘罩爐或真空爐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟(5)中的保護氣氛是指 0. 2Torr以下的氮氣氣氛，回火溫度為570 590°C，時間80 100分鐘，回火為兩次。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟(6)中的磨削加工采用普通平面磨床或雙面磨床。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粉末冶金制冷壓縮機閥片的制備方法，其特征在于包括以下步驟將鐵粉、高合金母粉、石墨粉、硫化錳粉及硬脂酸鋅粉按一定比例混合，使得各元素在總組分中的質(zhì)量百分含量為碳0.5～2.0％，鈷3.0～6.5％，鉻2.5～4.5％；鉬2.5～4.5％，鎳0.5～2.0％，釩0.2～1.0％，不超過3％的雜質(zhì)，余量為鐵；使用模具壓制成形得到粉末冶金生坯；置于燒結(jié)爐中進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1150～1250℃時間大于5分鐘；對燒結(jié)坯進行復(fù)壓精整；在保護氣氛下進行淬火和回火；對閥片進行磨削加工。解決了粉末冶金高合金的添加方式和有效合金化問題，實現(xiàn)了粉末冶金閥片材料所需較高合金含量下較高的成形密度，使粉末冶金壓縮機閥片達到所需的耐磨性能，制得的粉末冶金閥片具有材料成本低、材料利用率高、適合于大批量生產(chǎn)的優(yōu)點。
文檔編號B22F3/16GK102380613SQ20101026765
公開日2012年3月21日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者曹陽 申請人:東睦新材料集團股份有限公司