用于高效变频压缩机的连杆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于高效变频压缩机的连杆及其制备方法，连杆由大头、小头和中间筋三部分组成，连杆通过粉末冶金方式加工而成。本发明专利技术创造性地将粉末冶金免加工技术和离子氮化技术有机结合开发出高性能变频冰箱压缩机连杆，免去了传统压缩机连杆复杂的机加工工艺的同时，也省去了磷化工艺，避免了连杆孔隙的吸出物产生。采用将精整洗净烘干后的连杆进行离子氮化处理的技术，使得连杆表面和大小孔内壁生成一层10um‑15um厚的致密的性能稳定的ε相层氮化白亮层，大大提升连杆大小孔的耐磨性和磨损过程中的承载能力，满足高效变频压缩机耐磨性要求，本发明专利技术连杆生产成本比传统连杆降低50％以上。

【技术实现步骤摘要】
用于高效变频压缩机的连杆及其制备方法
本专利技术涉及压缩机和粉末冶金
，具体涉及一种用于高效变频压缩机的连杆及其制备方法。
技术介绍
压缩机的高效变频节能化、小型轻量化是发展趋势，压缩机连杆是往复式压缩机的核心部件，连杆质量直接影响压缩机性能。目前国内高效变频压缩机的连杆均依赖进口，成本极高；国内传统的压缩机连杆制造方法一般为以下两种：1、采用铸铝和机加工方法生产，体积大、成本高、精度低、耐磨性差，满足不了高效变频压缩机高速运转的需求。2、粉末冶金工艺结合精密机加工的工艺制造，其工艺流程为：成形→烧结→精镗大小孔→粗磨大小孔→精磨大小孔→洗净干燥→磷化。该生产方法的缺陷如下：(1)大小孔耐磨性差，满足不了高效压缩机高速运转的需求，运转中连杆孔内壁磨损严重，影响压缩机性能；(2)机加工和磷化过程中，切削液、磷化液可能渗入到连杆孔隙，渗入的液体干燥后在连杆内孔表面可能出现吸出物，导致连杆与活塞或电机卡死，最终引起压缩机失效。(3)机加工的工序较多，加工过程复杂，工序间流转途中易生锈，影响连杆光洁度、清洁度和磷化效果，同时连杆的加工成本较高。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种用于高效变频压缩机的连杆，其精度和耐磨性满足高效变频压缩机高转速、低噪音要求。本专利技术的另一目的是提供一种高效变频压缩机连杆的制备方法，其生产工艺优化、适合批量生产，制备出的产品精度高、耐磨性好，满足高效变频压缩机使用需求，生产成本低、产品质量稳定。为了实现上述专利技术的目的，本专利技术选择合适的粉末冶金材料，创造性地将免加工技术的精整工艺与离子氮化工艺有机结合，生产出高精度、高耐磨、无吸出物的高效变频压缩机连杆。本专利技术的目的是通过采用以下技术方案来实现的：一种用于高效变频压缩机的连杆，所述连杆由大头、小头和中间筋三部分组成，连杆的大头和小头分别设有大孔和小孔，所述连杆通过粉末冶金方式加工而成，其粉末冶金组份质量百分比如下：C0.35-0.55％；Ni1.0-3.0％；余量为Fe和不可避免的杂质。作为本专利技术的优选技术方案，所述连杆通过离子氮化处理，在连杆表面、大孔和小孔的内壁生成一层致密的ε相层氮化白亮层。所述氮化白亮层的厚度为10um-15um。一种用于高效变频压缩机连杆的制备方法，包括以下步骤：(1)混料：根据粉末冶金原料和组份配比，称量原料后混料；(2)成形：选择60T成形压机，将混料完毕的粉末冶金原料放入成形机的连杆模具中压制成形，连杆生坯的筋部、大孔和小孔上下端的密度分割均匀，生坯脱模后自动去毛刺；(3)烧结：将成形生坯放入到高温网带炉内进行烧结处理；(4)精整：根据连杆成品精度要求，带油进行模压精整，确保连杆尺寸和位置度的精度要求，其中，大孔和小孔内径精整后设计目标值是根据氮化层的厚度和成品精度确定，从而免去复杂的机加工工艺；(5)洗净烘杆：上述步骤精整后的产品通过超声波清洗烘干；(6)离子氮化：将精整的产品置于离子氮化设备中进行氮化处理，连杆表面和大孔、小孔的孔壁均匀氮化，产生10um-15um深度的氮化白亮层；(7)成品检验入库。作为本专利技术的优选技术方案，所述步骤(2)采用的成形压机带有自动刷生坯毛刺的辅助机构，连杆毛坯的各个部位密度分布均匀，整体密度控制在6.90-7.0g/cm3。作为本专利技术的优选技术方案，所述步骤(3)烧结过程的生坯首先在高温网带炉中经过5-10分钟的预热，然后在1110-1130℃下保温35分钟，最后在保护气氛下逐渐冷却至室温，烧结气氛的CO2含量控制在0.3-0.5％，预热阶段的温度区间是650-800℃。作为本专利技术的优选技术方案，所述步骤(4)根据连杆成品精度要求，带油进行模压精整，确保连杆尺寸和位置度满足设计要求，其中所述大孔和小孔内径精整后设计目标值是根据氮化层的厚度和成品精度确定，其他尺寸和位置度设计值根据成品精度确定；确保大小孔内径尺寸和粗糙度，两孔平行度、圆度及圆柱度等满足设计要求。作为本专利技术的优选技术方案，所述步骤(6)中离子氮化处理的工序流程包括：装炉、屏蔽、打弧升温、保温、冷却出炉，离子氮化处理温度530-540℃，保温5-6小时。本专利技术的有益效果：与现有技术相比较，本专利技术用于高效变频压缩机连杆的制造成本比进口连杆低80％以上，比传统连杆低50％以上，同时连杆的精度高、耐磨性好、无吸出物，满足高效变频压缩机的使用需求。本专利技术创造性地将免加工技术的精整工艺与离子氮化工艺有机结合生产出高精度、高耐磨性的粉末冶金连杆。该连杆具有以下特点：(1)连杆经离子氮化处理，内孔壁生成10-15um深度的高耐磨氮化白亮层，满足高效变频压缩机高耐磨性的要求；(2)连杆通过精整满足图面精度要求，大孔内径公差区间±0.008、大孔圆度0.004、圆柱度0.008；小孔内径公差区间0-+0.013、小孔圆度0.003、圆柱度0.004，中心距公差±0.05；(3)生产过程中省去了机加工、磷化工程，杜绝了传统机加工切削液和磷化液渗入连杆孔隙，从而避免渗入的液体干燥后在连杆内孔表面可能出现吸出物，导致连杆与活塞或电机卡死，引起压缩机失效的风险。本专利技术大大提升了压缩机连杆大小孔的耐磨性和磨损过程中的承载能力,满足高性能变频压缩机高耐磨性要求；连杆不需要进行复杂的机加工，通过粉末冶金免加工技术的精整工艺确保高精度的技术要求。附图说明图1是本专利技术压缩机连杆的主视结构示意图。图2是图1的中间剖视结构示意图。图中：1、连杆大头，2、连杆小头，3、连杆中间筋，4、大孔，5、小孔。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1和图2所表示,一种用于高效变频压缩机的连杆由大头1、小头2和中间筋3三部分组成，连杆的大头1和小头2分别设有大孔4和小孔5，连杆通过粉末冶金方式加工而成，粉末冶金组分质量百分比为C：0.35-0.55％,Ni：1.0-3.0％,剩余为Fe和不可避免的杂质。该压缩机连杆主要参数有：连杆各部分密度分割均匀，整体密度6.90-7.00g/cm3，大孔内径公差区间±0.008、大孔圆度0.004、圆柱度0.008；小孔内径公差区间0-+0.013、小孔圆度0.003、圆柱度0.004，中心距公差±0.05；连杆表面和大小孔内壁有厚度10um-15um耐磨性高的氮化白亮层。实施例1用于高效变频压缩机连杆的制备方法，包括以下步骤：(1)混料：设计原料组成和混料，按质量百分比将下述原料混合均匀：C：0.35％,Ni：3.0％,剩余为Fe和不可避免的杂质；(2)成形：选择60T成形压机，将配制完毕的粉末冶金原料放入成形机的模具中压制成形，生坯密度分割均匀，连杆整体和各部位密度控制在6.90g/cm3；(3)烧结：将成形生坯放入到高温网带炉内进行烧结,生坯经过5分钟的预热，然后在1110℃下保温35分钟，最后在保护气氛下逐渐冷却至室温，烧结气氛的CO2含量控制在0.3-0.5％，预热阶段的温度区间是650-800℃；(4)精整：根据连杆成品精度要求进行模压精整，连杆带油进行精整；(5)洗净干燥：精整后的产品超声波清洗烘干；(6)离子氮化：将洗净干燥后的连杆置于氮化炉中进行离子氮化，氮化处理温度540℃，保温时间5小时；(7)成品检验入库。合格品的主要指标如下：实施例2用于高效变频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高效变频压缩机的连杆，其特征在于：所述连杆由大头、小头和中间筋三部分组成，连杆的大头和小头分别设有大孔和小孔，所述连杆通过粉末冶金方式加工而成，其粉末冶金组份质量百分比如下：C  0.35‑0.55％；Ni 1.0‑3.0％；余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种用于高效变频压缩机的连杆，其特征在于：所述连杆由大头、小头和中间筋三部分组成，连杆的大头和小头分别设有大孔和小孔，所述连杆通过粉末冶金方式加工而成，其粉末冶金组份质量百分比如下：C0.35-0.55％；Ni1.0-3.0％；余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的用于高效变频压缩机的连杆，其特征在于：所述连杆通过离子氮化处理，在连杆表面、大孔和小孔的内壁生成一层致密的ε相层氮化白亮层。3.根据权利要求2所述的用于高效变频压缩机的连杆，其特征在于：所述氮化白亮层的厚度为10um-15um。4.一种如权利要求1至3任一项所述的用于高效变频压缩机连杆的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)混料：根据粉末冶金原料和组份配比，称量原料后混料；(2)成形：选择60T成形压机，将混料完毕的粉末冶金原料放入成形机的连杆模具中压制成形，连杆生坯的筋部、大孔和小孔上下端的密度分布均匀，生坯脱模后自动去毛刺；(3)烧结：将成形生坯放入到高温网带炉内进行烧结处理；(4)精整：根据连杆成品精度要求，带油进行模压精整，确保连杆尺寸和位置度的精度要求；(5)洗净烘杆：上述步骤精整后的产品通过超声波清洗烘干；(6)离子氮化：将精整的产品置于离子氮化设备中进行氮化处理，连杆表面和大孔、小孔的孔壁均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏敏，施昌旭，石小荣，戴定中，黄亿奇，
申请(专利权)人：江苏智造新材有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32