專利名稱：一種無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用活塞桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活塞桿，尤其是一種無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用耐磨損活塞桿制造工藝。
背景技術(shù)：
活塞桿是氣體壓縮機(jī)的重要部件，其功能是將作用在連桿上的作用力傳遞給活 塞，進(jìn)而推動(dòng)活塞壓縮氣體，工作狀態(tài)下，活塞桿一直做高速的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，特別是對(duì)于 無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)而言，其對(duì)密封性、耐磨性、可靠性提出了更高的要求。在無油潤(rùn)滑氣 體壓縮機(jī)中，活塞桿的密封主要采用組合密封來防止油、氣的沿活塞桿的泄漏問題。如專利 號(hào)為03116104. 9的中國(guó)發(fā)明專利"無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)活塞桿防油密封組件"，公開了一 種新型的防油密封組件，該組件包括自緊式的帽式密封和桿式密封，帽式密封采用的材料 為碳纖維填充聚四氟乙烯，帽式密封通過自緊的方式壓緊在活塞桿上，防止氣體泄漏。考慮 到強(qiáng)度，耐磨損性能，活塞桿通常選用牌號(hào)為38CrMoAl的鍛造鋼件加工。上述的活塞桿，密 封效果較好。但上述的活塞桿，在使用一段時(shí)間后，運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，特別是運(yùn)行超過500h 后，活塞桿與帽式密封配合部位出現(xiàn)嚴(yán)重的磨粒磨損，活塞桿工作表面和帽式密封磨損加 劇，影響到了密封效果及密封組件的使用壽命，活塞桿工作壽命短，可靠性差， 一般到500 小時(shí)左右就需要更換活塞桿或/和密封組件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用活塞桿，解決目前活塞桿工作
表面耐磨性差，工作壽命短、可靠性差的技術(shù)問題。 本發(fā)明的目的是通過以下的技術(shù)方案來解決的 —種無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用活塞桿，所述的活塞桿材料為38CrMoAl，加工工藝如 下 a)用鍛造方法加工出活塞桿毛坯，再對(duì)活塞桿毛坯進(jìn)行粗加工； b)活塞桿完成粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，淬火溫度為80(TC 90(rC，回火溫度
550°C 650°C ; c)活塞桿調(diào)質(zhì)處理后，再按圖紙進(jìn)行半精加工； d)活塞桿半精加工后進(jìn)行消除應(yīng)力的退火處理，退火溫度為550°C 650°C ;
e)活塞桿退火處理后，進(jìn)行精加工；
f)對(duì)活塞桿進(jìn)行離子氮化； g)活塞桿離子氮化后，對(duì)工作表面進(jìn)行拋光或超精磨加工。 上述的無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用活塞桿，對(duì)活塞桿進(jìn)行離子氮化時(shí)，氮化溫度為 550°C 65(TC，氮化層厚度為0. 1 0. 3mm。 上述的無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用活塞桿，活塞桿退火處理后，進(jìn)行精加工，將活塞桿
工作表面粗糙度精加工至RaO. 4，工作表面單邊留余量0. 01 0. 03mm。 上述的無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用活塞桿，在活塞桿離子氮化后，對(duì)工作表面進(jìn)行拋光或超精磨加工處理，使工作表面粗糙度達(dá)到RaO. 2。 上述的無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用活塞桿，活塞桿退火處理后，精加工所用工藝為精磨。 本發(fā)明的無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用活塞桿，材料首次采用為38CrMoAl，并采用離子 氮化工藝，制造了無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用活塞桿，取得了顯著的效果。本發(fā)明的有益效果如 下 1、具有很好的耐磨性能，經(jīng)過2000小時(shí)配機(jī)耐久考核試驗(yàn)，未出現(xiàn)氣體泄漏故 障，拆檢發(fā)現(xiàn)活塞桿表面狀態(tài)良好，未見明顯磨損，密封效果良好，使用壽命提高了數(shù)倍以 上。 2、該發(fā)明不僅可以應(yīng)用于無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)上，還可以應(yīng)用于其他存在無油潤(rùn) 滑密封要求的發(fā)動(dòng)機(jī)上，如斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。


圖1是本發(fā)明活塞桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖所示，活塞桿的中間部分為工作表面，需與密封組件配合，工作時(shí)，活塞桿往 復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞桿與密封組件之間形成無油潤(rùn)滑動(dòng)態(tài)密封，因此，要求活塞桿具有很好的耐磨 性，以及與密封組件之間良好的動(dòng)密封效果。 本發(fā)明的無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用活塞桿采用38CrMoAl材料，并采用以下工藝加 工 a)用鍛造方法加工出活塞桿毛坯；
b)再對(duì)毛坯進(jìn)行粗加工，主要是機(jī)加工； c)粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，淬火溫度為800°C 900°C，回火溫度550°C 650°C ;
d)調(diào)質(zhì)處理后進(jìn)行半精加工； e)半精加工后進(jìn)行消除應(yīng)力的退火處理，退火溫度為550°C 650°C ; f)并對(duì)工作表面進(jìn)行精加工，將活塞桿工作表面精磨至粗糙度RaO. 4，工作表面
單邊留余量0. 01 0. 03mm ; g)活塞桿精加工后，對(duì)工作表明進(jìn)行離子氮化，氮化溫度為55(TC 65(rC，氮化 層厚度為0. 1 0. 3mm ; h)離子氮化后需對(duì)工作表面進(jìn)行超精加工，進(jìn)行拋光或超精磨加工，使工作表面 的粗糙度達(dá)到Ra0.2。 按照上述工藝，發(fā)明人進(jìn)行了工藝試驗(yàn)，分別取不同的調(diào)質(zhì)處理溫度、、離子氮化 溫度、氮化層厚度，進(jìn)行了試驗(yàn)，分別如下 實(shí)施例1 :活塞桿粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，淬火溫度分別取800°C、850°C、90(rC，
回火溫度分別取550°C 、600°C 、650°C ，進(jìn)行工藝試驗(yàn)。 實(shí)施例2 :氮化溫度分別取550°C 、600°C 、650°C ，進(jìn)行工藝試驗(yàn)。 實(shí)施例3 :氮化層厚度分別取0. lrnm、0. 2mm、0. 3mm，進(jìn)行工藝試驗(yàn)。 按照上述加工出的活塞桿，進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn)和配機(jī)試驗(yàn)，可靠性均達(dá)到了 2000小時(shí)，2000小時(shí)耐久試驗(yàn)考核后，拆檢發(fā)現(xiàn)，活塞桿工作表面無明顯磨損，密封效果良好，活塞 桿的工作壽命和可靠性得到顯著提高。 上述的活塞桿，對(duì)于密封要求不是很高的場(chǎng)合，活塞桿運(yùn)動(dòng)線速度、強(qiáng)度不是很高
的場(chǎng)合，活塞桿毛坯采用其他加工方法，如機(jī)加工方法、緊密鑄造法也是可以的。 以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案，并不局限于以
上的形式，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同的替換；一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技
術(shù)方案及其改進(jìn)，都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用活塞桿，其特征在于所述的活塞桿材料為38CrMoAl，加工工藝如下a)用鍛造方法加工出活塞桿毛坯，再對(duì)活塞桿毛坯進(jìn)行粗加工；b)活塞桿完成粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，淬火溫度為800℃～900℃，回火溫度550℃～650℃；c)活塞桿調(diào)質(zhì)處理后，再按圖紙進(jìn)行半精加工；d)活塞桿半精加工后進(jìn)行消除應(yīng)力的退火處理，退火溫度為550℃～650℃；e)活塞桿退火處理后，進(jìn)行精加工；f)對(duì)活塞桿進(jìn)行離子氮化；g)活塞桿離子氮化后，對(duì)工作表面進(jìn)行拋光或超精磨加工。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用活塞桿，其特征在于對(duì)活塞桿進(jìn)行 離子氮化時(shí)，氮化溫度為550°C 65(TC，氮化層厚度為0. 1 0. 3mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用活塞桿，其特征在于活塞桿 退火處理后，進(jìn)行精加工，將活塞桿工作表面粗糙度精加工至RaO. 4 ;工作 表面單邊留余量 0. 01 0. 03mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用活塞桿，其特征在于在活塞桿離子氮化后，對(duì)工作表面進(jìn)行拋光或超精磨加工處理，使工作表面粗糙度達(dá)到RaO. 2。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用活塞桿，其特征在于活塞桿退 火處理后，精加工所用工藝為精磨。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)用活塞桿，其材料為38CrMoAl，先用鍛造方法加工出活塞桿毛坯，再進(jìn)行粗加工；粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，淬火溫度為800℃～900℃，回火溫度550℃～650℃；調(diào)質(zhì)處理后，再進(jìn)行半精加工，半精加工后進(jìn)行消除應(yīng)力的退火處理，退火溫度為550℃～650℃；退火處理后，進(jìn)行精加工，再對(duì)工作表面進(jìn)行離子氮化，氮化溫度為550℃～650℃，氮化層厚度為0.1～0.3mm；離子氮化后，最后對(duì)工作表面進(jìn)行拋光或超精磨加工，加工出成品；上述的活塞桿具有耐磨性好、可靠性高、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，適用于無油潤(rùn)滑氣體壓縮機(jī)和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用。
文檔編號(hào)F04B39/00GK101705932SQ200910201750
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者梁鵬飛, 金永星, 陳志林 申請(qǐng)人:上海齊耀動(dòng)力技術(shù)有限公司