專利名稱：旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓縮機(jī)領(lǐng)域，特別是旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用的滑塊及其制備方法。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)由于其效率高、體積小及重量輕的特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的泵體一般由滑塊1、彈簧2、活塞3、汽缸4、曲軸5及上下軸承組成(如圖1、2)，作為壓縮機(jī)泵體的重要部品-滑塊1，在彈簧2的推動(dòng)力下，其先端R 面11始終與高速偏心旋轉(zhuǎn)的活塞3外圓柱面緊密貼合形成摩擦副，該摩擦副為線接觸，接觸面壓極高，且該摩擦副長期處于少油的臨界潤滑狀態(tài)，導(dǎo)致其接觸部位極易發(fā)生磨損。因此，對(duì)于滑塊材料的選取，需要其具有高硬度、高韌性、高耐磨性能以及良好的加工性。長期以來，旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)使用的滑塊材料主要是高速工具鋼和高鉻不銹鋼，通過高含量的Cr、Mo、V、W等貴合金元素，使滑塊具有較高的硬度及耐磨性。由于大量貴合金元素的使用，導(dǎo)致其原材料成本高，制造工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用的滑塊，其材料的合金元素含量低，降低了對(duì)環(huán)境的負(fù)荷及原材料成本。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用的滑塊的制備方法，其制造工藝簡單，制造成本低廉。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊的制造方法，其特征在于包括以下步驟(1)原材料選取選取GCrl5或GCrl5SiMn軸承鋼鋼材；(2)預(yù)處理對(duì)原材料進(jìn)行球化退火處理；(3)冷軋按滑塊寬、高度所需精度冷軋加工為扁形板材；(4)切割按滑塊長度要求切割滑塊，并銑出滑塊槽；(5)熱處理及尺寸安定性處理對(duì)切割成型后的滑塊依次進(jìn)行淬火、深冷及回火。 還包括步驟(6)粗磨對(duì)熱處理后滑塊的各個(gè)平面及R角進(jìn)行磨削加工；(7)精磨將磨削后滑塊的各個(gè)平面及R角進(jìn)行精磨，得到符合要求的滑塊。所述步驟⑴ 的GCrl5軸承鋼，按質(zhì)量百分比計(jì)算含有以下化學(xué)成分C 0.95 1.05%、Si 0. 15 0. 35 %、Mn :0. 25 0. 45 %、Cr :1. 40 1. 65 %、S 彡 0. 025 %、P 彡 0. 025 Ni 彡0. 30%,Mo ^ 0. 10%，余量為Fe以及正常出現(xiàn)的雜質(zhì)。所述步驟(1)的GCrl5SiMn軸承鋼，按質(zhì)量百分比計(jì)算含有以下化學(xué)成分C: 0. 95 1. 05%,Si 0. 45 0. 75%,Mn 0. 95 1. 25% Xr :1. 40 1. 65%、S 彡 0. 025%, P ^ 0. 025%,Ni ^ 0. 30%,Mo ^ 0. 10%，余量為Fe以及正常出現(xiàn)的雜質(zhì)。所述步驟(2)的球化退火處理工藝為爐溫760 780°C，保溫2. 5-3. 5小時(shí)，然后隨爐緩慢冷卻至650°C以下出爐空冷。
所述步驟(5)的淬火處理工藝為爐溫870士5°C，碳勢(shì)保持在0.7-1%，保溫時(shí)間為45-80分鐘。所述步驟(5)的尺寸安定性處理工藝為將淬火后的工件進(jìn)行_40°C以下的深冷處理，保溫時(shí)間為45-80分鐘。所述步驟(5)的回火處理工藝為爐溫190士 10°C，保溫100-140分鐘。由上述制造方法制得的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊。目前廣泛使用的滑塊材料僅僅局限于高速工具鋼及高鉻不銹鋼，因此，存在選材范圍小、制造成本高的問題。本發(fā)明通過合理選材及恰當(dāng)?shù)臒崽幚砉に?，擴(kuò)大了旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊的選材范圍，采用GCrl5或GCrl5SiMn軸承鋼為材料，其合金元素含量低，降低了對(duì)稀缺元素的要求，降低對(duì)環(huán)境的負(fù)荷，同時(shí)低減了滑塊的原材料成本，而且制造工藝簡單，制造成本低廉，而制得滑塊具有高硬度、高韌性和高耐磨性，能夠滿足目前旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的使用要求。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的壓縮機(jī)泵體剖面圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的滑塊立體圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的滑塊滲碳層金相顯微組織(金相顯微鏡500X)；圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的滑塊芯部金相顯微組織(掃描電子顯微鏡2000X)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊，如圖2所示，其制造方法包括以下步驟(1)原材料選取選取GCrl5或GCrl5SiMn軸承鋼鋼材，其中GCrl5軸承鋼，按質(zhì)量百分比計(jì)算含有以下化學(xué)成分C :0. 95 1. 05%,Si 0. 15 0. 35%,Mn :0. 25 0. 45%, Cr 1. 40 1. 65%,S 彡 0. 025%,P 彡 0. 025%,Ni 彡 0. 30%,Mo 彡 0. 10%，余量為 Fe 以及正常出現(xiàn)的雜質(zhì)；GCrl5SiMn軸承鋼，按質(zhì)量百分比計(jì)算含有以下化學(xué)成分C :0. 95 1. 05%, Si 0. 45 0. 75 %、Mn :0. 95 1. 25 %、Cr 1. 40 1. 65 %、S 彡 0. 025 %、P 彡0. 025%,Ni ^ 0. 30%,Mo ^ 0. 10%，余量為Fe以及正常出現(xiàn)的雜質(zhì)。(2)預(yù)處理對(duì)原材料進(jìn)行球化退火處理，為后續(xù)加工做好組織準(zhǔn)備。球化退火處理工藝為爐溫760 780°C，保溫2. 5-3. 5小時(shí)，然后隨爐緩慢冷卻至650°C以下出爐空冷。球化退火的目的是獲得均勻分布的細(xì)粒狀珠光體組織，同時(shí)為淬火提供良好的組織準(zhǔn)備。(3)冷軋按滑塊寬、高度所需精度冷軋加工為扁形板材；(4)切割按滑塊長度要求切割滑塊，并銑出滑塊槽；(5)熱處理及尺寸安定性處理對(duì)切割成型后的滑塊依次進(jìn)行淬火、深冷及回火。上述的滑塊長期在高負(fù)荷及少油的臨界潤滑狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，為保證其具有高硬度及良好的耐磨性能，需對(duì)滑塊進(jìn)行以下的熱處理淬火處理工藝為爐溫870士5°C，碳勢(shì)保持在 0.7-1%，保溫時(shí)間為45-80分鐘。尺寸安定性處理工藝為將淬火后的工件進(jìn)行-40°C以下的深冷處理，保溫時(shí)間為45-80分鐘，其目的是確保其尺寸安定性滿足使用要求，并提高硬度?；鼗鹛幚砉に嚍闋t溫190士 10°C，保溫100-140分鐘。經(jīng)過上述熱處理后，滑塊表面生成厚度40-120 μ m的滲碳層。爐溫、碳勢(shì)、保溫時(shí)間等參數(shù)對(duì)滲碳層形成的影響爐溫及碳勢(shì)越高，保溫時(shí)間越長，在工件表面形成的滲碳層組織就越厚。但是爐溫太高或者碳勢(shì)較大都會(huì)導(dǎo)致滲碳太快，所形成的滲碳層組織過渡不均勻，并且與基體結(jié)合力較弱，實(shí)際應(yīng)用時(shí)在結(jié)合處發(fā)生開裂，導(dǎo)致工件在服役期間發(fā)生失效。經(jīng)研究采用上述工藝效果最佳。(6)粗磨對(duì)熱處理后滑塊的各個(gè)平面及R角進(jìn)行磨削加工；(7)精磨將磨削后滑塊的各個(gè)平面及R角進(jìn)行精磨，得到符合要求的滑塊。由上述制造方法制得的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊。下面通過實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1(1)本實(shí)施例選取GCrl5軸承鋼化學(xué)成分的鋼材，按質(zhì)量百分比計(jì)算含有以下化學(xué)成分C :0. 95 1. 05%,Si 0. 15 0. 35%,Mn :0. 25 0. 45%,Cr :1. 40 1. 65%,S 彡0. 025%,P ^ 0. 025%,Ni ^ 0. 30%,Mo ^ 0. 10%，余量為Fe以及正常出現(xiàn)的雜質(zhì)(2)在冷軋前對(duì)原材料進(jìn)行球化退火處理，退火爐溫770士5°C，保溫3hr，然后隨爐緩慢冷卻至650°C以下出爐空冷。(3)按滑塊寬、高度所需精度進(jìn)行冷軋加工，得到扁形板材；(4)按滑塊長度要求對(duì)扁形板材進(jìn)行切割，并銑出滑塊槽；(5)對(duì)切割成型后的滑塊依次進(jìn)行淬火、深冷及回火。①淬火處理爐溫870 士 5 °C，碳勢(shì)保持在0. 8%，保溫時(shí)間為60min進(jìn)行滲碳淬火處理；②深冷處理將淬火后的工件進(jìn)行_40°C以下的深冷處理，保溫時(shí)間為60min ；③回火處理爐溫190士 10°C，保溫120min。經(jīng)過上述熱處理后，滑塊表面生成厚度40 μ m以上的滲碳層，使滑塊表面具有高耐磨性?；瑝K回火后硬度范圍在HRC58 63，而且滑塊熱處理后顯微組織為隱晶、細(xì)小針狀馬氏體和均勻分布的細(xì)小碳化物以及少量的殘留奧氏體，如圖3、4所示。對(duì)于GCr5鋼，在溫度范圍820-850°C時(shí)經(jīng)過淬火即可產(chǎn)生馬氏體基體，但硬度不能滿足目前滑塊的使用要求；當(dāng)爐溫提升到870°C左右就可以產(chǎn)生滲碳效果。滲碳層太薄，則滑塊表面硬度不足，耐磨性較差；滲碳層太厚，會(huì)導(dǎo)致滑塊表面脆性加大，滲碳層與基體結(jié)合力減小，降低滑塊長期使用的信賴性，因此滲碳層厚度在40-120 μ m為宜，最優(yōu)選在80-100 μ m。從試驗(yàn)結(jié)果來看，在碳勢(shì)為0. 8時(shí)能在滑塊表面生成40 μ m以上的滲碳層，硬度和耐磨性得到大幅提升。(6)粗磨對(duì)熱處理后滑塊的各個(gè)平面及R角進(jìn)行磨削加工；(7)精磨將磨削后滑塊的各個(gè)平面及R角進(jìn)行精磨；按上述步驟操作，即可制造合格的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊，符合目前旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊的使用要求。對(duì)比分析(1)本實(shí)施例的滑塊材料貴合金元素含量少，價(jià)格低廉(預(yù)計(jì)原材料成本可低減 20%以上)；詳細(xì)成分對(duì)比如下?；瘜W(xué)成分(%) GCrl5軸承鋼現(xiàn)有滑塊常用材料(SKH51高速工具鋼)
C0.95 1.050.80 0.90
Si0.15 0.350.20 0.45
Mn0. 25 0. 450. 15 0. 40
S、P0.025以下1.0以下
Cr1.40 1.653. 80 4. 40
Ni0. 30 以下-
Mo0. 10 以下4. 50—5. 50
W --5. 50—6. 75
V --1. 75—2. 20(2)目前使用的滑塊多為SKH51材，其熱處理工程為淬火+3次回火，本發(fā)明的熱處理方法為淬火+深冷+回火，加工周期短，工序也比目前量產(chǎn)品更簡單。同時(shí)，由于本發(fā)明材料的合金元素含量較低，其淬火溫度也較低，能耗更小。熱處理工藝見表1。表 1.
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊的制造方法，其特征在于包括以下步驟(1)原材料選取選取GCrl5或GCrl5SiMn軸承鋼鋼材；(2)預(yù)處理對(duì)原材料進(jìn)行球化退火處理；(3)冷軋按滑塊寬、高度所需精度冷軋加工為扁形板材；(4)切割按滑塊長度要求切割滑塊，并銑出滑塊槽；(5)熱處理及尺寸安定性處理對(duì)切割成型后的滑塊依次進(jìn)行淬火、深冷及回火。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊的制造方法，其特征在于還包括步驟 (6)粗磨對(duì)熱處理后滑塊的各個(gè)平面及R角進(jìn)行磨削加工；(7)精磨將磨削后滑塊的各個(gè)平面及R角進(jìn)行精磨，得到符合要求的滑塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊的制造方法，其特征在于所述步驟(1)的GCrl5軸承鋼，按質(zhì)量百分比計(jì)算含有以下化學(xué)成分C:0.95 1.05%、Si 0. 15 0. 35%,Mn 0. 25 0. 45%,Cr 1. 40 1. 65%,S 彡 0. 025%,P 彡 0. 025%,Ni 彡0. 30%, Mo 彡0. 10%，余量為Fe以及正常出現(xiàn)的雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊的制造方法，其特征在于所述步驟 (1)的GCrl5SiMn軸承鋼，按質(zhì)量百分比計(jì)算含有以下化學(xué)成分C :0. 95 1. 05 %、Si 0. 45 0. 75%,Mn 0. 95 1. 25%,Cr 1. 40 1. 65%,S ^ 0. 025%,P ^ 0. 025%,Ni 彡0. 30%,Mo 彡0. 10%，余量為Fe以及正常出現(xiàn)的雜質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊的制造方法，其特征在于所述步驟(2) 的球化退火處理工藝為爐溫760 780 V，保溫2. 5-3. 5小時(shí)，然后隨爐緩慢冷卻至650°C 以下出爐空冷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊的制造方法，其特征在于所述步驟(5) 的淬火處理工藝為爐溫870士5°C，碳勢(shì)保持在0. 7-1%，保溫時(shí)間為45-80分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊的制造方法，其特征在于所述步驟(5) 的尺寸安定性處理工藝為將淬火后的工件進(jìn)行-40°C以下的深冷處理，保溫時(shí)間為45-80 分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊的制造方法，其特征在于所述步驟(5) 的回火處理工藝為爐溫190士 10°C，保溫100-140分鐘。
9.由權(quán)利要求1-8中任一權(quán)利要求所述制造方法制得的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊，其特征在于所述滑塊表面具有厚度為40-120 μ m的滲碳層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊及其制造方法，其選取GCr15或GCr15SiMn軸承鋼鋼材為材料，通過預(yù)處理、冷軋、切割、熱處理及尺寸安定性處理等步驟得到符合要求的滑塊。本發(fā)明通過合理選材及恰當(dāng)?shù)臒崽幚砉に?，擴(kuò)大了旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用滑塊的選材范圍，材料的合金元素含量低，降低了對(duì)稀缺元素的要求，降低對(duì)環(huán)境的負(fù)荷，同時(shí)低減了滑塊的原材料成本，而且制造工藝簡單，制造成本低廉，制得滑塊具有高硬度、高韌性和高耐磨性，均能滿足目前旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的使用要求。
文檔編號(hào)C21D1/18GK102174936SQ20111005605
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者周紅濤, 龔沛 申請(qǐng)人:松下·萬寶(廣州)壓縮機(jī)有限公司