專(zhuān)利名稱(chēng)：空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的合金材料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金材料及其生產(chǎn)方法，特別涉及一種空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的合金材料及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
軸封靜環(huán)是空調(diào)壓縮機(jī)的關(guān)鍵部件，其主要作用防止軸向介質(zhì)泄露。也就是說(shuō)，防止在軸封靜環(huán)和主軸封蓋之間發(fā)生介質(zhì)間隙泄露，以及在動(dòng)環(huán)和軸封靜環(huán)的端面緊密貼合做相對(duì)滑動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)密封。其中，動(dòng)環(huán)和軸封靜環(huán)的端面彼此貼合做相對(duì)滑動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)的密封也稱(chēng)作動(dòng)密封，其構(gòu)成機(jī)械密封中的主密封，也是決定機(jī)械密封性能和壽命的重要因素。然而，現(xiàn)有的球墨鑄鐵軸封靜環(huán)由于其材料組織密度不夠，使得其經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期摩擦后密封性能變差，容易造成軸向介質(zhì)的泄露，并由此產(chǎn)生空調(diào)壓縮機(jī)售后維護(hù)費(fèi)用高以及空調(diào)壓縮機(jī)使用壽命短的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的合金材料及其生產(chǎn)方法，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案一種空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的合金材料，其組成包括鉻Cr、錳Mn、鑰Mo、硅S1、鎳N1、銅Cu、微量烯土、其它細(xì)化組織的金屬材料及低硫低磷生鐵Fe，其中，按質(zhì)量百分比，生鐵Fe為95_97%、鉻Cr為0. 15-0. 20%、錳Mn 為 0. 70-0. 9%、鑰 Mo 為 0. 10-0. 15%、硅 Si 為 2. 20-2. 40%、鎳 Ni 為 0. 1-0. 2%、銅 Cu 為
0.40-0. 60%、碳 C 為 3. 10-3. 40%、硫 S 彡 0. 020%、磷 P 彡 0. 02%。一種空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的生產(chǎn)方法，包括如下步驟
1)根據(jù)配比將材料中的低硫低磷生鐵Fe、鎳N1、銅Cu、鉻Cr加入到中頻爐內(nèi)熔煉，待低硫低磷生鐵Fe、鎳N1、銅Cu、鉻Cr熔化后，鋼溫在1450 1470 V時(shí)進(jìn)行第一次脫氧處理，時(shí)間3 5分種，然后根據(jù)配比加入硅S1、錳Mn進(jìn)行第二次脫氣處理，時(shí)間2 3分種，渣料變成白色時(shí)脫氧完成，即可排渣出爐，得鋼水；
2)利用高達(dá)2100r/ min高速離心鑄造所產(chǎn)生的離心力均勻加壓制造軸封靜環(huán)的毛
坯；
3)將軸封靜環(huán)的毛坯均勻固定放置在爐膛內(nèi)，加溫至760°C，保持恒溫3小時(shí)，自然冷卻至510°C，保持恒溫2小時(shí)，再加溫至600°C，保持恒溫2小時(shí)，加溫至750°C，保持恒溫3小時(shí)，加溫至800°C，保持恒溫4小時(shí)，然后按技術(shù)要求溫度加至850°C，保持恒溫4小時(shí)；上述步驟結(jié)束后，關(guān)閉電源，軸封靜環(huán)隨爐冷卻，低于200 240°C即可出爐。優(yōu)選地，熱處理步驟中爐膛溫度均勻性溫度誤差不超過(guò)±3°C，以使得通過(guò)退火處理工藝消除冷加工所產(chǎn)生的表面硬化與應(yīng)力，保證產(chǎn)品材料力學(xué)性能的均勻性。本發(fā)明的技術(shù)效果在于1)采用本發(fā)明生產(chǎn)的軸封靜環(huán)具有高致密性的特點(diǎn)，金相組織非常致密均勻，其摩擦磨耗面基本上無(wú)任何鑄造缺陷存在，石墨全部為A型，長(zhǎng)度在IOym以下，在原空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的使用壽命提高80%以上。2)本發(fā)明生產(chǎn)的軸封靜環(huán)的合金材料的摩擦表面的硬度控制在HB210 HB230之間。3)本發(fā)明生產(chǎn)的軸封靜環(huán)的耐磨部分為珠光體組織，珠光體含量大于95%。采用本發(fā)明所制造的空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)具有高組織致密性與高耐磨性。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 :
空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的合金材料包括鉻Cr、錳Mn、鑰Mo、硅S1、鎳N1、銅Cu、微量烯土、其它細(xì)化組織的金屬材料及低硫低磷生鐵Fe。其中，按質(zhì)量百分比，生鐵Fe為95_97%、鉻 Cr 為 0. 15-0. 20%、錳 Mn 為 0. 70-0. 9%、鑰 Mo 為 0. 10-0. 15%、硅 Si 為 2. 20-2. 40%、鎳 Ni為 0. 1-0. 2%、銅 Cu 為 0. 40-0. 60%、碳 C 為 3. 10-3. 40%、硫 S 彡 0. 020%、磷 P 彡 0. 02%。其中，鉻能增強(qiáng)硬度、耐腐蝕與耐磨性；錳能提高強(qiáng)度、耐磨，在熔煉過(guò)程中起脫氧作用；鑰具有耐磨、耐高溫的特點(diǎn)；鎳具有細(xì)化組織、耐磨、提高強(qiáng)度與韌性的作用；銅可增強(qiáng)韌性；烯土元素與微量金屬材料具有細(xì)化組織、調(diào)節(jié)性能的作用。實(shí)施例2:
參見(jiàn)圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提出的 空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的生產(chǎn)方法的流程圖。其中，空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的生產(chǎn)方法采用如下步驟
A.合金材料配方
生產(chǎn)該空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)所用的合金材料包括鉻Cr、錳Mn、鑰Mo、硅S1、鎳N1、銅Cu、微量烯土、其它細(xì)化組織的金屬材料及低硫低磷生鐵Fe。其中，按質(zhì)量百分比，生鐵 Fe 為 95-97%、鉻 Cr 為 0. 15-0. 20%、錳 Mn 為 0. 70-0. 9%、鑰 Mo 為 0. 10-0. 15%、硅 Si 為
2.20-2. 40%、鎳 Ni 為 0. 1-0. 2%、銅 Cu 為 0. 40-0. 60%、碳 C 為 3. 10-3. 40%、硫 S 彡 0. 020%、磷 P 彡 0. 02%。B.冶煉工藝的控制
冶煉工藝的控制原理是嚴(yán)格按配比材料量與純金屬、合金的熔點(diǎn)高低、材料性質(zhì)實(shí)時(shí)加入。根據(jù)配比先將材料中的低硫低磷生鐵Fe、鎳N1、銅Cu、鉻Cr加入到中頻爐內(nèi)熔煉，待低硫低磷生鐵Fe、鎳N1、銅Cu、鉻Cr熔化后，鋼溫在1450 1470°C時(shí)進(jìn)行第一次脫氧處理，時(shí)間3 5分種，然后根據(jù)配比加入硅S1、錳Mn進(jìn)行第二次脫氣處理，時(shí)間2 3分種，渣料變成白色時(shí)脫氧完成，即可排渣出爐，得鋼水。C.高速離心鑄造
通過(guò)高達(dá)2100r / min高速離心鑄造所產(chǎn)生的離心力均勻加壓制造軸封靜環(huán)的毛還，確保材料組織的致密性與均勻性。D.熱處理
軸封靜環(huán)的毛坯產(chǎn)品必須采用專(zhuān)用工裝固定均勻放置在爐膛內(nèi)，以保證軸封靜環(huán)退火溫度的均勻與不變形。將軸封靜環(huán)的毛坯產(chǎn)品加溫至760°C，保持恒溫3小時(shí)，自然冷卻至510°C，保持恒溫2小時(shí)，再加溫至600°C，保持恒溫2小時(shí)，加溫至750°C，保持恒溫3小時(shí)，加溫至800°C，保持恒溫4小時(shí)，然后按技術(shù)要求溫度加至850°C，保持恒溫4小時(shí)；上述步驟結(jié)束后，關(guān)閉電源，軸封靜環(huán)隨爐冷卻，低于200 240°C即可出爐。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)變化，優(yōu)選地，實(shí)施例2中熱處理步驟中爐膛溫度均勻性溫度誤差不超過(guò)±3°C，以使得通過(guò)退火處理工藝消除冷加工所產(chǎn)生的表面硬化與應(yīng)力，保證產(chǎn)品(即軸封靜環(huán))材料力學(xué)性能的均勻性與摩擦磨耗性能。在此實(shí)施例中，通過(guò)配料、冶煉工藝的控制、高速離心鑄造、熱處理等工藝過(guò)程保證空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的合金材料的綜合機(jī)械性能滿(mǎn)足技術(shù)條件，即空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的合金材料的內(nèi)部組織均勻致密，耐磨性能優(yōu)良，經(jīng)熱處理后的材料表面硬度達(dá)到HB210 HB230 ；。此外，本發(fā)明提出的空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的合金材料及其生產(chǎn)方法所制造的空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)通過(guò)疲勞運(yùn)行試驗(yàn)與靜態(tài)理化性能試驗(yàn)檢測(cè)，得出產(chǎn)品的機(jī)械性能、金相組織、密封性能、耐摩與摩擦磨耗性能等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)全部滿(mǎn)足技術(shù)要求。總體來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明提出的空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的合金材料及其生產(chǎn)方法所生產(chǎn)的空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)具有以下優(yōu)點(diǎn)
I)軸封靜環(huán)的合金材料具有高致密性的特點(diǎn)，金相組織非常致密均勻，其摩擦磨耗面基本上無(wú)任何鑄造缺陷存在，石墨全部為A型，長(zhǎng)度在10 y m以下，在原空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的使用壽命提聞80%以上。2)軸封靜環(huán)的合金材料的 摩擦表面的硬度控制在HB210 HB230之間。3)軸封靜環(huán)的耐磨部分為珠光體組織，確保珠光體含量大于95%。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的合金材料，其組成包括鉻Cr、錳Mn、鑰Mo、硅S1、鎳N1、銅Cu、微量烯土、其它細(xì)化組織的金屬材料及低硫低磷生鐵Fe，其中，按質(zhì)量百分比，生鐵 Fe 為 95-97%、鉻 Cr 為 0. 15-0. 20%、錳 Mn 為 0. 70-0. 9%、鑰 Mo 為 0. 10-0. 15%、硅 Si 為2. 20-2. 40%、鎳 Ni 為 0. 1-0. 2%、銅 Cu 為 0. 40-0. 60%、碳 C 為 3. 10-3. 40%、硫 S 彡 0. 020%、磷 P ≤ 0. 02%。
2.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的生產(chǎn)方法，包括如下步驟 1)根據(jù)配比將材料中的低硫低磷生鐵Fe、鎳N1、銅Cu、鉻Cr加入到中頻爐內(nèi)熔煉，待低硫低磷生鐵Fe、鎳N1、銅Cu、鉻Cr熔化后，鋼溫在1450 1470 V時(shí)進(jìn)行第一次脫氧處理，時(shí)間3 5分種，然后根據(jù)配比加入硅S1、錳Mn進(jìn)行第二次脫氣處理，時(shí)間2 3分種，渣料變成白色時(shí)脫氧完成，即可排渣出爐，得鋼水； 2)利用高達(dá)2100r/ min高速離心鑄造所產(chǎn)生的離心力均勻加壓制造軸封靜環(huán)的毛坯； 3)將軸封靜環(huán)的毛坯均勻固定放置在爐膛內(nèi)，加溫至760°C，保持恒溫3小時(shí)，自然冷卻至510°C，保持恒溫2小時(shí)，再加溫至600°C，保持恒溫2小時(shí)，加溫至750°C，保持恒溫3小時(shí)，加溫至800°C，保持恒溫4小時(shí)，然后按技術(shù)要求溫度加至850°C，保持恒溫4小時(shí)；上述步驟結(jié)束后，關(guān)閉電源，軸封靜環(huán)隨爐冷卻，低于200 240°C即可出爐。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的生產(chǎn)方法， 所述步驟3)中該爐膛溫度均勻性溫度誤差不超過(guò)±3°C。
全文摘要
本發(fā)明提供一種空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的合金材料及其生產(chǎn)方法。所述合金材料的主材料低硫低磷生鐵Fe，其余合金材料包括鉻Cr、錳Mn、鉬Mo、硅Si、鎳Ni、銅Cu、微量烯土、其它細(xì)化組織的金屬材料。所述合金材料經(jīng)冶煉工藝的熔鑄、高速離心鑄造、熱處理工藝制成空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)。采用本發(fā)明生產(chǎn)的空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)具有高組織致密性與高耐磨性的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)在軸封靜環(huán)和主軸封蓋之間不會(huì)發(fā)生介質(zhì)間隙泄露，以及在動(dòng)環(huán)和軸封靜環(huán)的端面緊密貼合做相對(duì)滑動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)密封，在原空調(diào)壓縮機(jī)軸封靜環(huán)的使用壽命提高80%以上。
文檔編號(hào)C22C33/04GK103060716SQ20121058896
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者趙建, 江國(guó)固 申請(qǐng)人:湘潭高耐合金制造有限公司