压缩机泵体用活塞及其制备方法以及压缩机和制冷设备技术

本发明专利技术公开了压缩机泵体用活塞及其制备方法以及压缩机和制冷设备，其中，压缩机泵体用活塞由蠕墨铸铁制成，蠕墨铸铁包含：3.2～3.8重量％的C；2.0～3.0重量％的Si；0.5～1重量％的Mn；不高于1.0重量％的Cu；不高于0.3重量％的P；不高于0.06重量％的S；以及余量的铁。

【技术实现步骤摘要】
压缩机泵体用活塞及其制备方法以及压缩机和制冷设备
本专利技术涉及压缩机领域，具体地，涉及压缩机泵体用活塞及其制备方法以及压缩机和制冷设备。
技术介绍
国际国内各大空调厂商普遍采用全封闭滚动活塞旋转式空调压缩机。压缩机泵体包含气缸、上下轴承、活塞、滑片及曲轴等组件，并由气缸、上下轴承、活塞及滑片构成压缩冷媒混合气体的腔体。由于泵体零件间隙泄漏、吸排气压力损失及摩擦损失均会对压缩机效率造成极大影响，各零件间磨损过大时会造成压缩机的性能明显下降甚至失效，而上述因素又与泵体零件的材质及机加工有极大的关系，要求泵体部件材质有良好的加工精度及耐磨性能。气缸、上下轴承及活塞材料，压缩机行业相关厂家一般采用灰口铸铁进行制造。尤其是活塞，通常各大压缩机厂均采用牌号较高的HT300，同时，为增强耐磨性，还在基体中添加N1、Cr、Mo等合金元素。活塞采用HT300合金灰铸铁，存在如下问题:制造性差:首先，灰口铸铁随着牌号的提高铸造性下降，缩孔率增加。HT300铸件缩孔率高达3.94%，同时，为提高其耐磨性，在其成分中添加合金元素以便在基体中形成硬质点，这也使得铸件成品率进一步降低并大大增加的机加工的困难。与其他泵体零件线膨胀系数差异较大。由于泵体各零件采用不同的材质，其中气缸及轴承采用HT200~250 ，活塞采用HT300合金铸铁，曲轴则采用QT600。三种材质的线膨胀系数差别较大，尤其是活塞与气缸的线膨胀性，在压缩机工作温度范围时，相差达1.5X ιο-6/κ;而活塞与曲轴的线膨胀系数相差也较大。如果各配合尺寸间隙设计较大，则造成整机的容积效率损失较大，而间隙设计较小时，则造成运转时实际间隙的变化，导致压缩机运转故障。耐磨性不足:活塞与压缩机泵体其他零件存在着滚动摩擦及滑动摩擦，是压缩机泵体各零件中摩擦条件最恶劣的零件之一，即使相较其他零件采用了更高牌号、更耐磨的材料，但长期重负荷运转后，由于其片状石墨形态所具有的对基体的割裂作用所决定，其往往仍然是磨损最严重的零件。成本较闻:随着灰口铸铁牌号的增加，铸造成本明显提闻，同时，由于向基体中增加合金元素，尤其是Ni和Mo都属于贵重金属，造成活塞成本的进一步提高。因此，无论从材料特性对压缩机使用要求的满足，或是原材料及制造成本，现阶段压缩机的泵体使用的合金灰铸铁活塞仍有待改善。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种制造性好、线膨胀系数与气缸、曲轴材料接近、抗磨损能力强及成本较低的用于压缩机的活塞。如前所述，活塞采用灰口铸铁或灰口合金铸铁存在诸多问题，因而寻找一种更合适的材料作为灰口铸铁的替代材质，以更好地发挥压缩机的性能，成为一个刻不容缓的任务。因而，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种压缩机泵体用活塞，其特征在于，所述活塞由蠕墨铸铁制成，所述蠕墨铸铁包含:3.2~3.8重量％的C ; 2.0~3.0重量％的Si ;0.5~I重量％的Mn ;不高于1.0重量％的Cu ;不高于0.3重量％的P ;不高于0.06重量％的S ;以及余量的铁。由此本专利技术上述实施例的压缩机泵体用活塞由具有上述组分的蠕墨铸铁制成，使得其具有更好的切削性，配合间隙的稳定性提高，同时还增强了活塞的抗磨损性，降低了成本。另外，根据本专利技术上述实施例的压缩机泵体用活塞还可以具有如下附加的技术特征:在本专利技术的一些实施例中，所述蠕墨铸铁还包含:0.5~1.0重量％的0、0.1~0.5重量％的Ni和不高于0.5重量％的]?0。在本专利技术的一些实施例中，所述蠕墨铸铁的蠕化率为40 %~90 %。由此可保证活塞基体中蠕虫状石墨的数量，进一步增强压缩机泵体用活塞的耐磨损性，改善活塞、滑片及气缸的磨耗，使压缩机具体优良的精度保持性。在本专利技术的一些实施例中，所述蠕墨铸铁的抗拉强度不低于320MPa。由此可以有效提高压缩机泵体用活塞的强度，提升活塞的耐压能力，增大其使用的压缩比范围，适应用于更多的冷媒。在本专利技术的一些实施例中，所述蠕墨铸铁的弹性模量不低于145GPa。由此可以进一步提高压缩机泵体用活塞的刚性及配合间隙的热稳定性，进而为减小选配间隙提供空间，可使得压缩机性能得以提升。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种制备压缩机泵体用活塞的方法，包括:提供熔炼原料混合物；将所述熔炼原料混合物进行熔炼，以便得到混合铁水；向所述混合铁水中加入蠕化剂进行蠕化处理；将经过所述蠕化处理的混合铁水进行浇注，以便得到活塞粗品；以及将所述活塞粗品进行加工处理，以便得到所述压缩机泵体用活塞，其中，所述熔炼原料混合物包含:3.2~3.8重量％的C ;2.0~3.0重量％的Si ;0.5~I重量％的Mn ;不高于1.0重量％的Cu ;不高于0.3重量％的P ;不高于0.06重量％的S ;以及余量的铁。利用上述方法制备得到的压缩机泵体用活塞具有成本较低，变形量较低，耐磨损性能较强的优点。 根据本专利技术的一些实施例，所述蠕化剂为稀土锌镁铝合金。根据本专利技术的一些实施例，所述稀土锌镁铝合金的加入量为所述混合铁水的0.3~0.5重量％。根据本专利技术的一些实施例，将所述活塞粗品进行加工处理之前，进一步包括:将所述活塞粗品进行淬火-回火处理。由此可以提高蠕墨铸铁的硬度至HRC43~53。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提出了一种压缩机，该压缩机包含前面所述的压缩机泵体用活塞或者由前面所述的制备压缩机泵体用活塞的方法制备得到的压缩机泵体用活塞。由此，本专利技术的压缩机成本较低，制造性好，配合尺寸稳定性好，变形量较低，耐磨损性能较强。根据本专利技术的第四方面，本专利技术提出了一种制冷设备，该制冷设备包含前面所述的压缩机，所述制冷设备为空调和/或冰箱。由此可以进一步提高制冷设备的品质。【具体实施方式】下面详细描述本专利技术上述实施例的压缩机泵体用活塞。根据本专利技术实施例的压缩机泵体用活塞由蠕墨铸铁制成，蠕墨铸铁包含:3.2~3.8重量％的C ; 2.0~3.0重量％的Si ;0.5~I重量％的]^ ;不高于1.0重量％的Cu ;不高于0.3重量％的卩；不高于0.06重量％的S ;以及余量的铁。由此可以显著提高活塞的强度、弹性模量和抗磨损性；并且无需加入价格昂贵的合金材料来提升抗变形能力和抗磨损性能，由此能够有效降低成本。根据本专利技术的具体实施例，上述蠕墨铸铁还可以包含:0.5~1.0重量％的Cr、0.1~0.5重量％的Ni和不高于0.5重量％的此。由此可以进一步提高铸铁组织的均匀性、硬度和耐磨性。通过控制Cr、Ni和Mo的加入量，可以有效提高铸件硬度和耐磨性，同时又不至于显著地增大成本。因此，本专利技术上述实施例的蠕墨铸铁的性价比较高，因此利用其制备的活塞在具有良好性 能的同时成本更加优惠。根据本专利技术的具体实施例，具有上述组分的蠕墨铸铁的蠕化率可以达到40%~90%。由此可以进一步增强压缩机泵体用活塞的耐磨损性，改善活塞、滑片及气缸的磨耗，使压缩机具体优良的精度保持性。活塞的铸态基体组织包含珠光体和铁素体，其中珠光体含量为35 %~100 %。铁素体含量为O %~65 %，由此使得蠕墨铸铁具有良好的制造性。而一般蠕墨铸铁具有较高的铁素体含量，而以铁素体为基体的金属材料，因延展性好，材质发黏，切削加工时刀刃会很快变钝，磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压缩机泵体用活塞，其特征在于，所述活塞由蠕墨铸铁制成，所述蠕墨铸铁包含：3.2～3.8重量％的C；2.0～3.0重量％的Si；0.5～1重量％的Mn；不高于1.0重量％的Cu；不高于0.3重量％的P；不高于0.06重量％的S；以及余量的铁。

【技术特征摘要】
1.一种压缩机泵体用活塞，其特征在于，所述活塞由蠕墨铸铁制成，所述蠕墨铸铁包含: 3.2~3.8重量％的C ;2.0~3.0重量％的Si ;0.5~I重量％的]^ ;不高于1.0重量％的Cu ;不高于0.3重量％的P ;不高于0.06重量％的S ;以及余量的铁。2.根据权利要求1所述的压缩机泵体用活塞，其特征在于，所述蠕墨铸铁还包含:0.5~1.0重量％的Cr、0.1~0.5重量％的Ni和不高于0.5重量％的]?0。3.根据权利要求1所述的压缩机泵体用活塞，其特征在于，所述蠕墨铸铁的蠕化率为40%~90%。4.根据权利要求1所述的压缩机泵体用活塞，其特征在于，所述蠕墨铸铁的抗拉强度不低于320MPa。5.根据权利要求1所述的压缩机泵体用活塞，其特征在于，所述蠕墨铸铁的弹性模量不低于145GPa。6.一种制备压缩机泵体用活塞的方法，其特征在于，包括: 提供熔炼原料混合物； 将所述熔炼原料混合物进行熔炼，以便得到混合铁水； 向所述混合铁水中加入蠕化剂进行蠕化处理； 将经过所述蠕化处理的混合铁水进行浇注，以便得到活塞粗品；以及 将所述活塞粗品进行加...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐利华，虞阳波，苏建辉，
申请(专利权)人：广东美芝精密制造有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44