本發(fā)明涉及壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種渦旋式壓縮機(jī)組件及其制造方法、及渦旋式壓縮機(jī)。
背景技術(shù):
渦旋式壓縮機(jī)作為一種新型、節(jié)能、省材和低噪的容積式壓縮機(jī),被越來越廣泛的使用,其主要原理是利用動、靜渦旋盤的相對公轉(zhuǎn)運(yùn)動形成閉死容積的連續(xù)變化,來實現(xiàn)壓縮氣體的目的。其中動渦旋盤和靜渦旋盤的材質(zhì)、機(jī)加工質(zhì)量和兩者的配合精度直接決定著氣體壓縮量進(jìn)而影響整機(jī)的性能和可靠性。
基于節(jié)能減排的需求,目前越來越多的動渦旋盤和靜渦旋盤均采用鑄造或鍛造鋁合金材質(zhì)。通常來講,為避免同類型材質(zhì)作為摩擦副時產(chǎn)生粘著磨損,需對動渦旋盤和靜渦旋盤中至少一個進(jìn)行表面改性處理,但會存在以下三個問題:一是經(jīng)過表面改性后的部件表面形成疏松層,該疏松層與另一個渦旋盤在初期磨合時會產(chǎn)生較大的摩擦系數(shù)。更為嚴(yán)重的情況是,有可能由于改性后表面的硬質(zhì)顆粒與渦旋盤磨合時產(chǎn)生瞬時高溫而使得冷凍機(jī)油發(fā)生碳化,導(dǎo)致冷凍油變質(zhì),從而對壓縮機(jī)性能和可靠性造成嚴(yán)重影響;二是壓縮機(jī)在實際運(yùn)行一段時間后,由于涂層磨損量逐漸增加,動、靜渦旋盤的配合精度與裝配前的配合精度相差較大,這會導(dǎo)致壓縮氣體的泄露進(jìn)而影響壓縮機(jī)的性能;三是由于壓縮機(jī)長期工作導(dǎo)致表面改性后的渦旋盤涂層逐漸磨掉而漏出渦旋盤的鋁基,此時與同類型鋁合金作為摩擦配副時極易產(chǎn)生粘著磨損,使兩種零件發(fā)生咬合最終整機(jī)失效。因此如何能降低動渦旋盤和靜渦旋盤初期磨合時的摩擦系數(shù)、減小由于鍍層磨損導(dǎo)致的壓縮氣體的泄露、避免由于鍍層快速磨損導(dǎo)致的壓縮機(jī)失效,對改善壓縮機(jī)的性能及可靠性具有重大意義。
中國專利文獻(xiàn)CN2519859Y和CN1065025C對動渦旋盤或靜渦旋盤進(jìn)行了硬質(zhì)陽極氧化或陽極氧化處理。但需注意的是硬質(zhì)陽極氧化表面質(zhì)量與材料化學(xué)成分、顯微組織分布、成型工藝、機(jī)加工工藝、熱處理狀態(tài)等有很大關(guān)系,對于反應(yīng)條件的精確性要求較高,較小的條件改變即可能導(dǎo)致硬氧表面質(zhì)量變差而無法滿足可靠性測試要求,并且硬質(zhì)陽極氧化膜層的粗糙度較機(jī)加工狀態(tài)低1-2級,動、靜渦旋盤屬于高精度配合零件,尤其是渦旋齒頂和基板部位高的粗糙度都會影響壓縮腔內(nèi)的氣體壓縮量,進(jìn)而導(dǎo)致壓縮機(jī)的整體性能受到影響。盡管陽極氧化膜表面質(zhì)量略好,但是陽極氧化膜的低硬度也是無法改變的,無法滿足壓縮機(jī)渦旋盤對于長期耐磨性的需求。
中國專利文獻(xiàn)CN1212332A對鋁基動渦旋盤表面進(jìn)行Ni-P-B表面處理,盡管該鍍層截面硬度較高,但該種鍍層是附著設(shè)置在基體之外,雖然其與基體有一定的附著力但還是較容易脫落,并且脫落掉的片狀鍍層會作為雜質(zhì)影響壓縮機(jī)的性能和可靠性。
同時,以上對于壓縮機(jī)動渦旋盤或靜渦旋盤進(jìn)行表面處理的方式均需要或部分需要進(jìn)行一次或多次酸洗、堿洗等操作,導(dǎo)致處理步驟繁瑣,處理過程能量消耗及污水排放量較大,不符合節(jié)能減排的環(huán)保理念。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題,本發(fā)明提供了一種渦旋式壓縮機(jī)組件及其制造方法、及渦旋式壓縮機(jī)。目的在于,使動渦旋件和/或靜渦旋件的表面具有良好的耐磨性能及不易脫落的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種渦旋式壓縮機(jī)組件,包括動渦旋件和靜渦旋件;
所述動渦旋件包括第一主體,所述靜渦旋件包括第二主體;定義所述第一主體上與所述第二主體相對的表面為第一表面,所述第二主體上與所述第一主體相對的表面為第二表面;
所述第一表面、和/或所述第二表面處通過微弧氧化處理形成陶瓷層,以減少所述動渦旋件和所述靜渦旋件的工作磨損。
優(yōu)選地,所述第一主體和所述第二主體均由鋁合金材料制成,所述鋁合金材料的組成成分包括(以重量百分?jǐn)?shù)計):9-14%Si、0.5-3%Cu、Mg≤1%,F(xiàn)e>1%、Zn≤0.8%、Ni≤0.5%,其余為Al;
所述陶瓷層為鋁氧化物層。
優(yōu)選地,所述陶瓷層的厚度為5-30μm。
優(yōu)選地,所述陶瓷層的厚度為10-20μm。
優(yōu)選地,所述陶瓷層的截面維氏顯微硬度不小于900HV。
優(yōu)選地,所述陶瓷層的表面粗糙度不大于1μm。
優(yōu)選地,所述陶瓷層的表面經(jīng)過拋光處理,拋光厚度為2-5μm。
優(yōu)選地,所述陶瓷層的表面設(shè)置有潤滑層,所述潤滑層的表面粗糙度不大于1μm。
優(yōu)選地,所述潤滑層的厚度為5-15μm。
優(yōu)選地,所述潤滑層為有機(jī)硅層、聚四氟乙烯層或二硫化鉬層中的一種。
一種渦旋式壓縮機(jī),包括所述的渦旋式壓縮機(jī)組件。
一種所述的渦旋式壓縮機(jī)組件的制造方法,包括以下步驟:
對所述第一主體的第一表面、和/或所述第二主體的第二表面進(jìn)行微弧氧化處理,使所述第一表面處、和/或所述第二表面處形成所述陶瓷層。
優(yōu)選地,將所述第一主體、和/或所述第二主體置于電解液中進(jìn)行微弧氧化處理,所述電解液的組成成分包括:
磷酸鹽10-15g/L、鎢酸2-5g/L、氫氧化鈉0.2-1.5g/L、EDTA二鈉1.5-5g/L。
優(yōu)選地,進(jìn)行微弧氧化處理的反應(yīng)條件為:
電源脈沖頻率400-700Hz、脈沖占空比10-20%、電流密度2.5-6.5A/dm2、電壓300-500V、微弧氧化時間為10-30min,所使用的電解液的溫度為20-40℃。
優(yōu)選地,所述制造方法還包括以下步驟:
對所述陶瓷層進(jìn)行拋光,使拋光后的所述陶瓷層的表面粗糙度Ra不大于1μm。
優(yōu)選地,對所述陶瓷層進(jìn)行拋光的拋光厚度為2-5μm。
優(yōu)選地,當(dāng)包括所述潤滑層時,所述渦旋式壓縮機(jī)組件的制造方法還包括以下步驟:
在所述陶瓷層的表面烘烤固化形成所述潤滑層;所述潤滑層為有機(jī)硅層、聚四氟乙烯層或二硫化鉬層中的一種;且使所述潤滑層的表面粗糙度不大于1μm,厚度為5-15μm。
本發(fā)明的有益效果為:
1、所述第一表面和/或所述第二表面處通過微弧氧化處理的方式形成陶瓷層,所述陶瓷層結(jié)構(gòu)致密,硬度高,耐磨性能良好,能夠降低動渦旋件和靜渦旋件在工作時的磨損速度,減少磨損量,從而避免由于磨損導(dǎo)致的壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)配合精度變差、壓縮氣體泄漏、或產(chǎn)生粘著磨損及咬合失效的問題,有利于延長設(shè)備使用壽命。同時,所述陶瓷層由第一主體和/或第二主體材料原位生長得到,其與第一主體和/或第二主體的結(jié)合十分牢固,因而可以避免出現(xiàn)陶瓷層脫落而損害壓縮機(jī)運(yùn)行可靠性的問題。
2、所述陶瓷層具有良好的表面質(zhì)量,能夠降低所述動渦旋件和所述靜渦旋件之間進(jìn)行初期磨合的摩擦系數(shù),有利于減少磨合時間,并防止由于表面尺寸較大的硬質(zhì)顆粒與相配合的渦旋盤摩擦產(chǎn)生瞬時高溫而使冷凍機(jī)油碳化變質(zhì)的問題,保證壓縮機(jī)穩(wěn)定可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。
3、所述渦旋式壓縮機(jī)組件的制造方法操作簡單,工藝穩(wěn)定可靠,設(shè)備成本較低,易于操作,反應(yīng)可在常溫下進(jìn)行,且無需進(jìn)行后續(xù)酸洗或堿洗處理,使用的試劑均為環(huán)保型試劑,符合環(huán)保排放要求,且污水排放量較小,能量消耗較少,有利于節(jié)能環(huán)保。
附圖說明
圖1是本發(fā)明所述的動渦旋件的主視圖;
圖2是本發(fā)明所述的動渦旋件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖(包括所述陶瓷層和所述潤滑層);
圖3是本發(fā)明所述的靜渦旋件的主視圖;
圖4是本發(fā)明所述的靜渦旋件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖(所述陶瓷層和所述潤滑層未示出);
圖5是本發(fā)明所述的渦旋式壓縮機(jī)的局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6示出了由多種不同表面處理方式所得試件的磨損率測試結(jié)果。
圖中:1、動渦旋件;11、第一主體;2、靜渦旋件;21、第二主體;3、陶瓷層;4、潤滑層;5、殼體上蓋;6、殼體下蓋;7、上支架;8、曲軸。
具體實施方式
為進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效,以下結(jié)合附圖以及較佳實施例,對依據(jù)本發(fā)明申請的具體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效,詳細(xì)說明如后。在下述說明中,一或多個實施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特點可由任何合適形式組合。
一種渦旋式壓縮機(jī)組件,包括動渦旋件1(見圖1、圖2)和靜渦旋件2(見圖3、圖4);
通常地,對于常用的渦旋式壓縮機(jī),所述動渦旋件1為動渦旋盤,所述靜渦旋件2為靜渦旋盤。所述動渦旋件1和所述靜渦旋件2配合設(shè)置,以在二者之間形成壓縮腔體,在壓縮機(jī)運(yùn)行時,所述動渦旋件1受驅(qū)動而沿一定軌跡平動,與靜渦旋件2按照設(shè)計好的間隙配合,形成相對公轉(zhuǎn)運(yùn)動,從而形成體積不斷周期變化的壓縮腔,冷劑氣體能夠在這類壓縮腔內(nèi)完成吸氣、壓縮以及排氣過程,從而實現(xiàn)壓縮氣體的目的。
所述動渦旋件1包括第一主體11,所述靜渦旋件2包括第二主體21;定義所述第一主體11上與所述第二主體21相對的表面為第一表面,所述第二主體21上與所述第一主體11相對的表面為第二表面;所述第一表面、和/或所述第二表面處通過微弧氧化處理形成陶瓷層3,以減少所述動渦旋件1和所述靜渦旋件2的工作磨損。圖1、圖2示出了具有所述陶瓷層3的所述動渦旋件1的結(jié)構(gòu)示意圖。
在所述第一表面和所述第二表面中至少一處形成所述陶瓷層3,使得在壓縮機(jī)工作過程中,所述第一主體11和所述第二主體21不直接接觸,可以防止出現(xiàn)由同種材料制成的所述第一主體11和所述第二主體21相互摩擦造成粘著磨損、甚至發(fā)生咬合失效的問題。而且,更重要的是,由微弧氧化處理得到的所述陶瓷層3的結(jié)構(gòu)十分致密,具有高硬度以及良好的耐磨性,有利于減少所述動渦旋件1和所述靜渦旋件2相互摩擦產(chǎn)生的磨損,有效降低磨損速度,減少磨損量,從而保證所述動渦旋件1和所述靜渦旋件2能夠在長期工作中保持精確配合,避免由于壓縮機(jī)組件結(jié)構(gòu)隨部件磨損而配合精度變差,造成的壓縮腔內(nèi)氣體泄漏的問題。同時,改善的耐磨性能還能夠防止所述陶瓷層3在壓縮機(jī)組件工作時被磨穿而露出基體材料,從而避免所述第一主體11和所述第二主體21直接接觸而發(fā)生結(jié)構(gòu)咬合失效的問題。
此外,通過微弧氧化處理方式獲得的所述陶瓷層3,是通過在第一主體11和/或第二主體21基體材料上原位生長所得的耐磨層,其與第一主體11和/或第二主體21的結(jié)合十分牢固,難以脫落,因而在壓縮機(jī)工作過程中,可以避免出現(xiàn)陶瓷層3脫落、碎片進(jìn)入壓縮腔等損害壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行可靠性的問題。
需要說明的是,對所述第一表面和/或所述第二表面進(jìn)行微弧氧化處理,是由于所述第一表面和所述第二表面是壓縮機(jī)在工作過程中會發(fā)生長期相互摩擦的表面。對所述第一表面和所述第二表面進(jìn)行擇一處理,有利于降低生產(chǎn)成本。但這不代表將微弧氧化處理的位置局限于所述第一表面和/或所述第二表面處。更具體地,在實際生產(chǎn)制造過程中,也可以對所述第一主體11上包括所述第一表面的更大面積的表面(例如所述第一主體11的整個表面)、和/或所述第二主體21上包括所述第二表面的更大面積的表面(例如所述第二主體21的整個表面)進(jìn)行微弧氧化處理,以簡化微弧氧化處理的操作步驟,提高生產(chǎn)效率,并提高所述動渦旋件1和所述靜渦旋件2表面的平整性和美觀性。
作為一種較佳的實施方式,所述第一主體11和所述第二主體21均由鋁合金材料制成,所述鋁合金材料的組成成分包括(以重量百分?jǐn)?shù)計):9-14%Si、0.5-3%Cu、Mg≤1%,F(xiàn)e>1%、Zn≤0.8%、Ni≤0.5%,其余為Al;所述陶瓷層3為鋁氧化物層。鋁合金材料密度較小,且具有良好的強(qiáng)度和韌性,使用鋁合金材料制造所述第一主體11和所述第二主體21有利于降低壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時的能量消耗,滿足節(jié)能減排的環(huán)保要求。在上述較佳的實施方式中,具有該優(yōu)選組成成分的所述鋁合金材料具有良好的制造和加工性能,可以采用鑄造或鍛造的方式制得所述第一主體11和所述第二主體21,并通過精加工等后處理工藝得到尺寸精密的零件,使用所述鋁合金材料有利于降低制造加工成本,提高生產(chǎn)效率,同時獲得強(qiáng)度及韌性等方面均滿足渦旋式壓縮機(jī)要求的零部件。所述陶瓷層3為通過微弧氧化反應(yīng),氧化所述鋁合金材料形成的鋁氧化物層,其除具有上文中所述的多種優(yōu)良性能外,還具有耐高溫、質(zhì)量輕等特性。
作為一種較佳的實施方式,所述陶瓷層3的厚度為5-30μm(見圖2中標(biāo)注h),進(jìn)一步優(yōu)選地,所述陶瓷層3的厚度為10-20μm,以綜合重量、機(jī)械性能、生產(chǎn)成本等各方面因素,獲得具有良好綜合性能的所述陶瓷層3。改善的耐磨性能使得所述陶瓷層3的設(shè)計厚度減小,有利于提高制造效率,降低生產(chǎn)成本,減小零件重量,延長設(shè)備使用壽命。
作為一種較佳的實施方式,所述陶瓷層3的截面維氏顯微硬度不小于900HV。所述陶瓷層3的硬度較高,能夠防止所述陶瓷層3在組裝及工作過程中受到劃傷破損。
作為一種較佳的實施方式,所述陶瓷層3的表面粗糙度Ra不大于1μm。所述陶瓷層3的表面光滑,粗糙度低,有利于降低所述動渦旋件1和所述靜渦旋件2之間初期配合時的摩擦系數(shù),減少磨合時間。且所述陶瓷層3表面處不具有尺寸較大的硬質(zhì)顆粒,因而不會在所述動渦旋件1和所述靜渦旋件2進(jìn)行初期配合的時候產(chǎn)生局部瞬時高溫,避免出現(xiàn)冷凍機(jī)油碳化變質(zhì)的問題,保證壓縮機(jī)運(yùn)行可靠性。
具體地,所述陶瓷層3的良好的表面質(zhì)量可以通過多種方式得到,例如,通過調(diào)整微弧氧化反應(yīng)的反應(yīng)條件,從而使得微弧氧化反應(yīng)產(chǎn)生的所述陶瓷層3具有不大于1μm的表面粗糙度,或者,通過對于微弧氧化反應(yīng)產(chǎn)生的所述陶瓷層3進(jìn)行后續(xù)表面處理操作,從而進(jìn)一步改善所述陶瓷層3的表面質(zhì)量,此處所說的后續(xù)表面處理操作可以有多種,例如可為拋光處理,拋光厚度優(yōu)選為2-5μm。或者,作為一種較佳的實施方式,可以在所述陶瓷層3的表面設(shè)置潤滑層4,并使所述潤滑層4的表面粗糙度Ra不大于1μm,以改善所述動渦旋件1和/或所述靜渦旋件2的表面質(zhì)量。優(yōu)選地,所述潤滑層4的厚度為5-15μm(見圖1中標(biāo)注l)。所述潤滑層4的材質(zhì)可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行選用,優(yōu)選地,所述潤滑層4為有機(jī)硅層、聚四氟乙烯層或二硫化鉬層中的任意一種。所述有機(jī)硅層、聚四氟乙烯層、二硫化鉬層具有良好的潤滑性能以及化學(xué)惰性,且對于高溫條件具有良好的耐受性,結(jié)構(gòu)、性質(zhì)穩(wěn)定,使用壽命較長。
如圖5所示,本發(fā)明還涉及一種渦旋式壓縮機(jī),包括所述的渦旋式壓縮機(jī)組件。
本發(fā)明還涉及一種所述的渦旋式壓縮機(jī)組件的制造方法,包括以下步驟:
對所述第一主體11的第一表面、和/或所述第二主體21的第二表面進(jìn)行微弧氧化處理,使所述第一表面處、和/或所述第二表面處形成所述陶瓷層3。
更具體地,所述制造方法的第一優(yōu)選實施例為:
對待處理的所述第一主體11和所述第二主體21進(jìn)行除油處理,之后對二者進(jìn)行水洗、烘干;除油處理和水洗烘干操作有利于在進(jìn)行氧化反應(yīng)前得到更加潔凈的表面,從而避免所述第一主體11和所述第二主體21表面處的雜質(zhì)參與氧化反應(yīng)、降低生成的所述陶瓷層3的質(zhì)量;
將烘干后的所述第一主體11和所述第二主體21置于盛有電解液的微弧氧化槽中,所述電解液的組成成分包括:磷酸鹽10g/L、鎢酸2g/L、氫氧化鈉0.2g/L、EDTA二鈉1.5g/L,所述電解液的溫度為20℃;
對置于所述電解液中的所述第一主體11和所述第二主體21進(jìn)行微弧氧化處理,處理的反應(yīng)條件為:電源脈沖頻率400Hz、脈沖占空比10%、電流密度2.5A/dm2、電壓300V、微弧氧化時間為10min;
微弧氧化反應(yīng)結(jié)束后,對所得的所述第一主體11和所述第二主體21進(jìn)行水洗干燥,即得具有所述陶瓷層3的所述動渦旋件1和所述靜渦旋件2。通過該種優(yōu)選實施例處理得到的所述第一主體11和所述第二主體21表面的所述陶瓷層3的厚度約為9.2μm,陶瓷層3截面維氏顯微硬度平均值為950HV。
所述制造方法的第二優(yōu)選實施例為:
為簡化制造過程、節(jié)省制造成本,本優(yōu)選實施例僅對所述動渦旋件1進(jìn)行微弧氧化處理,即,對待處理的所述第一主體11進(jìn)行除油處理,之后進(jìn)行水洗、烘干;
將烘干后的所述第一主體11置于盛有電解液的微弧氧化槽中,所述電解液的組成成分包括:磷酸鹽12g/L、鎢酸3.5g/L、氫氧化鈉1g/L、EDTA二鈉3g/L,所述電解液的溫度為30℃;
對置于所述電解液中的所述第一主體11進(jìn)行微弧氧化處理,處理的反應(yīng)條件為:電源脈沖頻率500Hz、脈沖占空比15%、電流密度4A/dm2、電壓400V、微弧氧化時間為20min;
微弧氧化反應(yīng)結(jié)束后,對所得的所述第一主體11進(jìn)行水洗干燥,即得具有所述陶瓷層3的所述動渦旋件1。通過該種實施方式處理得到的所述第一主體11表面的所述陶瓷層3的厚度約為15.6μm,陶瓷層3截面維氏顯微硬度平均值為1086HV;
對本優(yōu)選實施例中所得的陶瓷層3進(jìn)行拋光處理,拋光厚度為2-5μm,以去除經(jīng)微弧氧化處理得到的陶瓷層3表面的結(jié)構(gòu)相對疏松的疏松層,改善所述陶瓷層3表面的光滑程度,使其表面粗糙度Ra不大于1μm,降低所述動渦旋件1和所述靜渦旋件2初期磨合時的摩擦系數(shù),從而減少磨合時間,并防止所述動渦旋件1和所述靜渦旋件2相配合的部位產(chǎn)生局部瞬時高溫。
為說明通過本優(yōu)選實施例所述的制造方法制得的具有所述陶瓷層3的所述動渦旋件1的耐磨性能,對所述動渦旋件1的耐磨性能進(jìn)行測試,并與其它表面處理方法進(jìn)行對比,即,對相同試件分別進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化、化學(xué)鍍鎳處理和微弧氧化處理,在相同的摩擦測試條件下,如圖6所示,通過本優(yōu)選實施例得到的所述動渦旋件1的磨損率僅為2.5%,顯著小于經(jīng)過硬質(zhì)陽極氧化處理的試件的磨損率(37.5%)、和經(jīng)過化學(xué)鍍鎳處理的試件的磨損率(14.4%)。
試驗表明,采用本優(yōu)選實施例,可以使得所述靜渦旋件2和所述動渦旋件1的磨損率大大降低,從而顯著提高渦旋式壓縮機(jī)的可靠性和使用壽命。
所述制造方法的第三優(yōu)選實施例為:
為簡化制造過程、節(jié)省制造成本,本優(yōu)選實施例僅對所述靜渦旋件2進(jìn)行微弧氧化處理,即,對待處理的所述第二主體21進(jìn)行除油處理,之后進(jìn)行水洗、烘干;
將烘干后的所述第二主體21置于盛有電解液的微弧氧化槽中,所述電解液的組成成分包括:磷酸鹽15g/L、鎢酸5g/L、氫氧化鈉1.5g/L、EDTA二鈉5g/L,所述電解液的溫度為40℃;
對置于所述電解液中的所述第二主體21進(jìn)行微弧氧化處理,處理的反應(yīng)條件為:電源脈沖頻率700Hz、脈沖占空比20%、電流密度6.5A/dm2、電壓500V、微弧氧化時間為30min;
微弧氧化反應(yīng)結(jié)束后,對處理后的所述第二主體21進(jìn)行水洗干燥,即得具有所述陶瓷層3的所述靜渦旋件2。通過該種實施方式處理得到的所述第二主體21表面的所述陶瓷層3的厚度約為24.3μm,陶瓷層3截面維氏顯微硬度平均值為1265HV。
為進(jìn)一步改善經(jīng)過微弧氧化處理后的所述靜渦旋件2的表面性能,本優(yōu)選實施例在所述陶瓷層3的表面涂覆用于形成所述潤滑層4的材料,并采用烘烤固化的方式使所述潤滑層4牢固固定于所述陶瓷層3的表面,具體地,所述潤滑層4可以為有機(jī)硅層、聚四氟乙烯層或二硫化鉬層中的任意一種,所述潤滑層4的表面粗糙度不大于1μm,厚度為5-15μm。
需要說明的是,對于部分所述壓縮機(jī)組件,當(dāng)所述動渦旋件1和所述靜渦旋件2均經(jīng)過微弧氧化處理得到所述陶瓷層3時,可以僅在所述動渦旋件1和所述靜渦旋件2其中之一的所述陶瓷層3表面制備潤滑層4,可在達(dá)到減小初期摩擦的摩擦系數(shù)的效果的同時,有利于節(jié)省成本。
所述渦旋式壓縮機(jī)組件的制造方法的上述優(yōu)選實施例操作簡單,工藝穩(wěn)定可靠,設(shè)備成本較低,易于操作,反應(yīng)可在常溫下進(jìn)行,且無需進(jìn)行后續(xù)酸洗或堿洗操作,能量消耗較少,污水排放量較小,且使用的試劑均為環(huán)保型試劑,符合環(huán)保排放要求,有利于節(jié)能環(huán)保。需要注意的是,以上優(yōu)選實施例并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍,一或多個實施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特點可由任何合適形式組合。
下面介紹一下本發(fā)明的工作原理和優(yōu)選實施例:
本發(fā)明采用的主要技術(shù)手段及取得的技術(shù)效果為:
1.將渦旋式壓縮機(jī)中的動、靜渦旋件中的其中之一或者二者的全部或局部表面做微弧氧化處理,形成陶瓷層3,該陶瓷層3的耐磨性極佳,可大大減少零件磨損量逐漸增加導(dǎo)致動、靜渦旋件配合精度偏離預(yù)設(shè)值,而導(dǎo)致壓縮氣體泄露的問題,提升整體壓縮機(jī)的性能;同時涂層的磨損量極小可延長渦旋盤的使用壽命,進(jìn)而可大幅提升整個壓縮機(jī)的使用壽命;
2.避免了壓縮機(jī)長期工作導(dǎo)致陶瓷層3磨穿,裸露出的鋁基與同類型鋁合金作為摩擦配副時產(chǎn)生粘著磨損,使動、靜渦旋件咬死最終導(dǎo)致整機(jī)失效的現(xiàn)象;
3.大大減少了動、靜渦旋件表面磨損量,極大地提高了壓縮機(jī)的可靠性;
4.降低了陶瓷層3表面與渦旋盤在初期磨合時的摩擦系數(shù),當(dāng)將微弧氧化表面拋光或在表面涂覆一層潤滑涂層時,可以進(jìn)一步降低動、靜渦旋件之間的初期磨合的摩擦系數(shù),避免產(chǎn)生局部瞬時高溫,使得冷凍機(jī)油發(fā)生變質(zhì)而嚴(yán)重影響壓縮機(jī)性能和可靠性的現(xiàn)象;
5.微弧氧化工藝簡單、高效、節(jié)能,減少污染。
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例為:
本發(fā)明的渦旋壓縮機(jī)的特點是將動、靜渦旋件中的任意一個的部分或全部表面進(jìn)行微弧氧化處理,處理后的表面可以再進(jìn)行拋光或涂覆一層潤滑涂層,具有減少初期磨合時間、降低初期磨合時的摩擦系數(shù)、避免了冷凍機(jī)油變質(zhì)、減少了壓縮氣體泄露,提升了壓縮機(jī)性能并極大地降低渦旋盤的磨損率,提高了壓縮機(jī)的使用壽命。
如圖5所示,以車用渦旋式壓縮機(jī)為例,所述渦旋式壓縮機(jī)包括殼體上蓋5、靜渦旋件2、壓縮腔、動渦旋件1、殼體下蓋6、上支架7、曲軸8。
將動渦旋件1和/或靜渦旋件2除油后經(jīng)水洗并烘干后置于微弧氧化槽中,經(jīng)微弧氧化后所得到的致密的陶瓷層3具有超高硬度并且是在原位基材上生長出,具有優(yōu)異的耐磨性和良好的粗糙度。微弧氧化的電解液的組成成分包括磷酸鹽10-15g/L、鎢酸2-5g/L、氫氧化鈉0.2-1.5g/L、EDTA二鈉1.5-5g/L。微弧氧化時:電源的脈沖頻率400-700HZ,脈沖占空比10-20%、電流密度為2.5-6.5A/dm2,電壓為300-500V,電解液溫度為20-40℃,微弧氧化時間為10-30min。微弧氧化結(jié)束后將工件進(jìn)行水洗并干燥。
所述第一主體11和所述第二主體21的材質(zhì)均采用鍛造或鑄造鋁合金,該鋁合金的組成成分包括(以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計):Si:9-14%,Cu:0.5-3%,Mg不多于1%,F(xiàn)e多于1%,Zn不多于0.8%,Ni不多于0.5%,其余為Al。對二者其中一個的表面進(jìn)行微弧氧化處理。
該發(fā)明方案中所述的微弧氧化工藝所得到的陶瓷層3的厚度為5-30微米、優(yōu)選10-20微米。
該發(fā)明方案中所述的動渦旋件1或靜渦旋件2,表面的陶瓷層3截面維氏顯微硬度不小于900HV。
在該發(fā)明方案中,另外提出動渦旋件1或靜渦旋件2在微弧氧化后再進(jìn)行拋光或在微弧氧化表面再烘烤固化一層有機(jī)硅或聚四氟乙烯(PTFE)或二硫化鉬(MoS2)潤滑涂層的一種,拋光厚度在2-5微米為最佳,涂覆的潤滑層4的厚度為5-15微米。
該發(fā)明方案中所述的動渦旋件1或靜渦旋件2經(jīng)過微弧氧化工藝或微弧氧化及后處理得到的表面粗糙度Ra不大于1微米。
綜上,本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是,在不沖突的前提下,上述各有利方式可以自由組合、疊加。
以上所述,僅為本發(fā)明的較佳實施方式,并非對本發(fā)明做任何形式上的限制。任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品,但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化,凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案,均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。