一种汽车空调压缩机行星盘及其生产方法技术

本发明专利技术提供了一种汽车空调压缩机行星盘，所述行星盘由包括以下重量百分比的组分的铝合金制成：Si：8％～9％，Cu：1％～1.5％，Mg：0.4％～0.7％，C：0.1％～0.3％，Ni：0.8％～1.5％，Mn：0～0.1％，Fe：0～0.2％，Zn：0～0.1％，Ti：0.3％～0.4％，RE：0.1％～0.2％，余量为Al。本发明专利技术还提供了一种汽车空调压缩机行星盘的生产方法。本发明专利技术通过对行星盘用铝合金中元素的选择和控制，进一步采用锻造工艺代替铸造工艺，并优化锻造前的预处理及锻造后的后处理，同时优化各项处理过程中的工艺参数，提高了行星盘的强度，从而提高了行星盘的使用性能和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车空调压缩机行星盘及其生产方法
本专利技术涉及汽车工业
，尤其是涉及一种汽车空调压缩机行星盘及其生产方法。
技术介绍
随着国民生活水平的不断提高，对汽车的需求量越来越大，对汽车性能的要求也越来越高，导致国内汽车工业迅速发展，汽车零配件国产化程度不断提高。汽车空调压缩机是汽车空调系统的核心部件，摇摆斜盘式压缩机是将五个或七个气缸均匀分布在压缩机缸体内的往复式单向活塞结构。当主轴旋转时，行星盘作轴向往复摇摆，带动压缩机活塞做往复运动，从而完成制冷剂的吸入、压缩和排出过程。行星盘是汽车空调压缩机的核心部件，被称为汽车空调压缩机的心脏，鉴于其恶劣的工作环境，对其强度等力学性能具有很高的要求。目前，现有铝合金行星盘一般采用含有下列重量百分比的组分的铝合金材料制备，Si：6.5％～7.5％，Cu：0～0.2％，Mg：0.4％～0.7％，Mn：0～0.1％，Fe：0～0.2％，Zn：0～0.1％，Ti：0.2％，余量为Al，但是该铝合金材料制备的行星盘强度较低，导致行星盘的使用性能和寿命较低，已无法满足汽车工业迅速发展的要求。传统的压缩机行星盘采用铝合金浇铸工艺加工生产。浇铸生产工艺主要存在以下不足：过程较难控制，铸件易产生质量缺陷，导致行星盘强度较低，从而造成行星盘的使用性能和寿命较低。因此，如何提高行星盘的强度，进而提高行星盘的使用性能和寿命是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种汽车空调压缩机行星盘，该行星盘具有较高的强度，能够提高行星盘的使用性能和寿命。本专利技术另一目的是提供一种上述汽车空调压缩机行星盘的生产方法。为解决上述的技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种汽车空调压缩机行星盘，所述行星盘由包括以下重量百分比的组分的铝合金制成：Si：8％～9％，Cu：1％～1.5％，Mg：0.4％～0.7％，C：0.1％～0.3％，Ni：0.8％～1.5％，Mn：0～0.1％，Fe：0～0.2％，Zn：0～0.1％，Ti：0.3％～0.4％，RE：0.1％～0.2％，余量为Al。优选的，所述Si的重量百分比为8.2％～8.8％。优选的，所述Cu的重量百分比为1.1％～1.4％。优选的，所述Ni的重量百分比为1.0％～1.3％。优选的，所述Ti的重量百分比为0.32％～0.38％。优选的，所述C的重量百分比为0.15％～0.25％。优选的，所述RE的重量百分比为0.12％～0.18％。本专利技术的有益技术效果：本专利技术在空心活塞用铝合金材料中添加了Si元素，Si元素能够提高铝合金的抗拉强度和硬度，还能与Mg形成Mg-Si金属化合物，改善铝合金的热性能；本专利技术在空心活塞用铝合金材料中添加了Cu元素，Cu元素与Al元素形成θ相，而θ相起固溶强化和弥散强化作用，提高了铝合金的拉伸强度和屈服强度；本专利技术在空心活塞用铝合金材料中添加了Ni元素，Ni元素在熔体中能够形成AlNi2、Al3Ni等高温强化相，呈弥散相分布于基体晶界，提高合金的室温强度和高温强度以及体积、尺寸稳定性；本专利技术还在空心活塞用铝合金中添加了Ti元素，Ti元素在合金熔体中与Mg、Cu、RE等多种元素形成铝基复杂化合物，有效细化结晶，改善晶体组织结构，并在铝基的晶界上析出复合合金化合物，提高铝合金的抗蠕变性能改善合金的铸造性能；本专利技术在空心活塞用铝合金材料中添加了C元素，C元素能够提高铝合金的强度、硬度、伸长率、断裂韧度和耐磨性能等综合力学性能，减小合金的热膨胀系数，增加合金的导热性能，显著地提高耐磨性和高温稳定性；本专利技术在空心活塞用铝合金材料中添加了稀土元素，稀土元素RE为表面活性元素，可集中分布在晶界面上，降低相与相之间的拉力，因而使形成临界尺寸晶核的功减小，结晶核数量增加，从而使晶粒细化，提高铝合金的强度和硬度，稀土元素RE还能够提高铝合金的伸长率、断裂韧度和耐磨性能等其它力学性能，减小合金的热膨胀系数，增加合金的导热性能，显著地提高耐磨性和高温稳定性。综上所述，本专利技术通过对行星盘用铝合金中元素的选择和控制，提高了行星盘的强度，从而提高了行星盘的使用性能和使用寿命。Ni还具有良好的抗氧化性、耐磨性、耐热性、热稳定性，可以减小合金膨胀系数变化；Mn能提高耐热性；Ti不仅能细化组织，提高活塞表面质量，又能提高耐热性和锻压时铝合金的流动性，从而改善活塞表面质量，提高材料高温机械性能；C元素和稀土元素RE在电磁搅拌作用下，能在铝合金中形成一种介于金属和非金属之间的复合自润滑物质，由于自润滑物质的存在，大大地降低了气缸比压，并使磨擦偶摩擦面之间得到充分润滑，自润滑物质的组成成份有利于避免粘着磨损的发生，从而保证空调压缩机的气密性，提高了压缩机的使用性能。本专利技术还提供一种上述任意一项所述汽车空调压缩机行星盘的生产方法，包括以下步骤：1)将Al源、Si源、Cu源、Mg源、C源、Ni源、Mn源、Fe源、Zn源、Ti源、RE源熔化成熔液，将所述熔液在温度为680℃～700℃下利用无氯精炼剂进行精炼；2)将所述步骤1)精炼后的熔液在760℃～850℃下，加入0.6％～0.8％所述熔液总重的Al-8Sr中间合金进行变质处理；3)将所述步骤2)变质处理后的熔液在720℃～760℃下利用无氯精炼剂进行精炼，将精炼后的熔液利用半连续铸造机制得料棒；4)将所述步骤3)制得的料棒加热至350℃～450℃进行热挤压变形处理；5)将所述步骤4)热挤压变形处理后的料棒加热至400℃～420℃进行锻造，然后进行热处理；6)将所述步骤5)热处理后的料棒加热至435℃～465℃，然后锻造制得行星盘毛坯；7)将所述步骤6)制得的行星盘毛坯依次进行热处理、抛丸处理及机加工制得行星盘。优选的，所述步骤5)中热处理具体操作为500℃～510℃下固溶处理5h～6h，40℃～60℃下水冷2min～5min；200℃～210℃下时效处理5h～6h，空冷。优选的，所述步骤7)热处理具体操作为495℃～505℃下保温3h～4h，采用水温不高于60℃的冷水淬火2min～4min；然后220℃～230℃下时效处理5h～6h，空冷。上述生产方法的有益技术效果：与现有技术相比，本专利技术提供的生产方法采用上述优选的铝合金材料作为生产行星盘的原材料，进一步采用锻造工艺生产行星盘，克服了铸造生产行星盘的诸多问题，同时在锻造前依次采用氮气精炼、变质处理、氮气精炼、半连铸铸造、大变形度的热挤压变形处理，优化了锻造前的预处理；在锻造后依次采用热处理及抛丸处理，优化了锻造后的后处理。本专利技术在优化原材料铝合金的强度的基础上，通过采用锻造工艺代替铸造工艺，并优化锻造前的预处理及锻造后的后处理，同时优化各项处理过程中的工艺参数，提高了行星盘的强度，从而提高了行星盘的使用性能和使用寿命。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本专利技术的特征及优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术提供了一种汽车空调压缩机行星盘，所述行星盘由包括以下重量百分比的组分的铝合金制成：Si：8％～9％，Cu：1％～1.5％，Mg：0.4％～0.7％，C：0.1％～0.3％，Ni：0.8％～1.5％，Mn：0～0.1％，Fe：0～0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车空调压缩机行星盘，其特征在于，所述行星盘由包括以下重量百分比的组分的铝合金制成：Si：8％～9％，Cu：1％～1.5％，Mg：0.4％～0.7％，C：0.1％～0.3％，Ni：0.8％～1.5％，Mn：0～0.1％，Fe：0～0.2％，Zn：0～0.1％，Ti：0.3％～0.4％，RE：0.1％～0.2％，余量为Al。

【技术特征摘要】
1.一种汽车空调压缩机行星盘的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将Al源、Si源、Cu源、Mg源、C源、Ni源、Mn源、Fe源、Zn源、Ti源、RE源熔化成熔液，将所述熔液在温度为680℃～700℃下利用无氯精炼剂进行精炼；2)将所述步骤1)精炼后的熔液在760℃～850℃下，加入0.6％～0.8％所述熔液总重的Al-8Sr中间合金进行变质处理；3)将所述步骤2)变质处理后的熔液在720℃～760℃下利用无氯精炼剂进行精炼，将精炼后的熔液利用半连续铸造机制得料棒；所述料棒包括以下重量百分比的组分：Si：8％～9％，Cu：1％～1.5％，Mg：0.4％～0.7％，C：0.1％～0.3％，Ni：0.8％～1.5％，Mn：0～0.1％，Fe：0～0.2％，Zn：0～0.1％，Ti：0.3％～0.4％，RE：0.1％～0.2％，余量...

【专利技术属性】
技术研发人员：解居麟，
申请(专利权)人：山东汇川汽车部件有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37