專利名稱：相互匹配的壓縮機(jī)活塞基材和潤滑劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)、冰箱制冷用旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，尤指用于環(huán)保型旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中的活塞基材和潤滑劑。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)近年來由于其效率高，體積小，重量輕，得到了廣泛的應(yīng)用。圖1所示為一旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)氣缸部分的示意圖，氣缸1中，偏心配置一圓柱形滾動活塞2，該活塞2與氣缸1的圓柱面相切，形成一月牙狀空間，安裝在氣缸體滑槽中的葉片3在彈簧4的作用下，緊貼活塞2的圓柱面，將所述月牙形空間分為吸氣室5和排氣室6。當(dāng)活塞2偏心旋轉(zhuǎn)時，吸氣腔5和排氣腔6的大小不斷變化，并使從吸氣口7吸入的氣體經(jīng)壓縮后從排氣口8排出。在所述壓縮機(jī)中，由于葉片3的前端始終緊貼旋轉(zhuǎn)的活塞2的圓柱面，其接觸部分極易磨損，因此所述活塞的材質(zhì)與潤滑狀況對提高壓縮機(jī)的可靠性至關(guān)重要。
原有的非環(huán)保型旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，一般以普通灰鑄鐵為活塞材料，以CFC(如R22)為工質(zhì)，以礦物油為潤滑劑，由于R22中含有一個氯原子，可以在滑動部件表面形成一層耐磨的金屬氯化物，從而可以減少滑動部分的摩擦和磨損。但CFC對臭氧層的破壞已被當(dāng)作全球性的環(huán)境問題。一種替代的致冷劑是不含氯的HFC。與CFC比較，使用HFC盡管減輕了對環(huán)境的破壞，但由于HFC中不含氯原子，使壓縮機(jī)的致冷劑的潤滑特性和潤滑劑的潤滑特性變差，導(dǎo)致活塞的磨損加劇，無法滿足壓縮機(jī)的可靠性要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是從優(yōu)選活塞的材質(zhì)和潤滑劑入手，提出一組適用于環(huán)保型旋轉(zhuǎn)式的相互匹配的壓縮機(jī)活塞基材和潤滑劑，從而改善活塞與滑片之間的潤滑性能，降低活塞的磨損。
本發(fā)明的一種用于環(huán)保型旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的相互匹配的壓縮機(jī)活塞基材和潤滑劑，其中所述活塞的基材為一種有目的地加大普通灰鑄鐵中鎳、鉻、鉬元素的含量的鎳、鉻、鉬鑄鐵，在所述鎳、鉻、鉬鑄鐵中，Ni為0.2～0.4％，Cr為0.5～1.0％，Mo為0.15～0.40％，所述潤滑劑采用多元醇類油(POE油)。
由于在鎳、鉻、鉬鑄鐵的基體中均勻地分布著硬質(zhì)碳化物顆粒，在與POE油潤滑劑、HFC冷凍油共同使用時，可大幅度降低活塞的磨損，從而提高了壓縮機(jī)運行的可靠性。所述多元醇類油與HFC制冷劑有良好的相溶性，并具有良好的潤滑性、低揮發(fā)性、高溶解度以及良好的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性，不會附在蒸發(fā)器上，對系統(tǒng)有利。
試驗驗證明，采用普通灰鑄鐵活塞、R407C制冷劑和POE油的壓縮機(jī)經(jīng)過長期連續(xù)運轉(zhuǎn)后，活塞外徑嚴(yán)重磨耗，且活塞外徑圓周方向有較深的劃痕。而采用本發(fā)明的鎳、鉻、鉬鑄鐵活塞、R407C制冷劑及POE油裝機(jī)進(jìn)行壓縮機(jī)的長期壽命運轉(zhuǎn)試驗后，活塞無明顯磨耗，表明同樣在使用R407C制冷劑的情況下，該活塞與POE油相匹配，具有良好的耐磨性能。


圖1為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)氣缸部分的示意圖；圖2為復(fù)合碳化物(磷共晶)分布圖(深腐蝕，×50)；圖3為石墨形狀與分布圖(未浸蝕，×100)；其中3a，3b，3c為ASTM標(biāo)準(zhǔn)A型；3d為ASTM標(biāo)準(zhǔn)(A+E)型；3e為ASTM標(biāo)準(zhǔn)C型；3f為ASTM標(biāo)準(zhǔn)E型。
具體實施例方式在本實施例中，所述鎳、鉻、鉬鑄鐵的化學(xué)成分為C為3.0～3.6％，Si為1.8～2.4％，Mn為0.5～1.0％，P為0.1～0.3％，S＜0.1 5％，Ni為0.2～0.4％，Cr為0.5～1.0％，Mo為0.15～0.40％，其余為Fe。
這種鎳、鉻、鉬鑄鐵的抗拉強(qiáng)度要求≥294MPa，洛氏硬度要求達(dá)到HRB 95～108。其組織中，基體為珠光體，復(fù)合碳化物(磷共晶)的析出量合計3～6％，且在基體中均勻分布，如圖2，鐵素體含量≤3％。用顯微鏡觀察活塞的徑向斷面可見，石墨呈均勻的片狀分布，其平均大小為ASTM標(biāo)準(zhǔn)4～6級，其中以ASTM標(biāo)準(zhǔn)的A型為主(如圖3a，b，c)，分布有少量的A+E型(如圖3d)及B型石墨的混合組織，C(如圖3e)、D、E型(如圖3f)的面積在1/3以下。
所述多元酯類油(POE油)系由多元混合醇，如新戊醇、三甲基丙醇或季戊四醇，和直鏈或支鏈酸反應(yīng)生成。其分子式為 使用于HFC設(shè)備中的POE油，通常為直鏈、支鏈或混合型，如季戊酯，其粘度等級一般選取為61-75cSt。這類酯與HFC制冷劑有良好的相溶性，并具有良好的潤滑性、低揮發(fā)性、高溶解度以及良好的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一組用于環(huán)保型旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的相互匹配的壓縮機(jī)活塞基材和潤滑劑，其特征在于所述活塞的基材為一種有目的地加大普通灰鑄鐵中鎳、鉻、鉬元素的含量的鎳、鉻、鉬鑄鐵，在所述鎳、鉻、鉬鑄鐵中，Ni為0.2～0.4％，Cr為0.5～1.0％，Mo為0.15～0.40％，所述潤滑劑采用多元醇類油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相互匹配的壓縮機(jī)活塞基材和潤滑劑，其特征在于所述鎳、鉻、鉬鑄鐵的抗拉強(qiáng)度≥294MPa，洛氏硬度HRB為95～108。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相互匹配的壓縮機(jī)活塞基材和潤滑劑，其特征在于所述鎳、鉻、鉬鑄鐵的基體為珠光體，復(fù)合碳化物(磷共晶)的析出量為3～6％，且在基體中均勻分布，地方鐵素體含量≤3％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相互匹配的壓縮機(jī)活塞基材和潤滑劑，其特征在于所述鎳、鉻、鉬鑄鐵中的石墨呈均勻的片狀分布，其平均大小為ASTM標(biāo)準(zhǔn)4～6級，其中以ASTM標(biāo)準(zhǔn)的A型為主，分布有少量的A+E型及B型石墨的混合組織，C、D、E型的面積在1/3以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相互匹配的壓縮機(jī)活塞基材和潤滑劑，其特征在于所述多元醇類油通常為直鏈、支鏈或混合型，其粘度為61-75cSt。
全文摘要
一組用于環(huán)保型旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的、相互匹配的壓縮機(jī)活塞基材和潤滑劑，所述活塞基材為一種有目的地加大普通灰鑄鐵中鎳、鉻、鉬含量的鎳、鉻、鉬鑄鐵，其中Ni為0.2～0.4％，Cr為0.5～1.0％，Mo為0.15～0.40％，潤滑劑為多元醇類油。由于在鎳、鉻、鉬鑄鐵的基體中均勻地分布著硬質(zhì)碳化物顆粒，多元醇類油與HFC制冷劑有良好的相溶性，并具有良好的潤滑性、低揮發(fā)性、高溶解度以及良好的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性。壓縮機(jī)在鎳、鉻、鉬鑄鐵與多元醇類油、HFC冷凍油共用時，可大幅度降低活塞的磨損，提高壓縮機(jī)運行的可靠性。
文檔編號F04C18/356GK1400394SQ0112640
公開日2003年3月5日 申請日期2001年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月3日
發(fā)明者沈建芳, 蘇志軍, 楊軍, 樂紅勝, 趙潺, 劉春慧 申請人:上海日立電器有限公司