【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高密度无磁压缩机平衡块及其制备方法，本专利技术的高密度无磁压缩机平衡块密度高、无磁性，有利于降低平衡块的体积，实现压缩机的小型化。
技术介绍
1、在制冷设备压缩机中，平衡块是常见部件。由于压缩机的曲轴在转动过程中离心力的作用，会导致压缩机在工作时失衡，为了调节曲轴旋转过程中的动平衡，需要在曲轴上安装配重部件（即平衡块），这样，可以极大的减少压缩机工作过程中的振动和噪音，也能够避免曲轴在应力失衡条件下工作，提高曲轴的寿命。
2、平衡块需要是无磁材料制成的，这样可以避免其对电机磁场产生干扰。以前，平衡块通常是铜材质的，因为铜的密度高，有利于压缩机的小型化，但是铜价格比较贵。后来，逐渐采用廉价的高锰钢替代铜来作为平衡块的材质，高锰钢是奥氏体单相钢，具有无磁特性。利用高锰钢制备平衡块，可以采用熔炼铸造和粉末冶金两种方式进行，熔铸法的材料密度较高，可以达到7.7g/cm3以上，但是制备过程相对复杂，能耗高，污染大，不能做到一次成型，后续加工比较复杂；粉末冶金法能够直接一次成型得到平衡块材料，工序也较为简单，制备过程节能环保，但是其材料的致密度比熔铸法要低，不利于压缩机的小型化。
3、故此，本专利技术提供一种通过粉末冶金工艺制备的高密度无磁平衡块。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决前述
技术介绍
中指出的现有技术面临的技术问题。本专利技术提供了一种高密度无磁平衡块，其通过粉末冶金（烧结）方法制备，具有高密度和无磁特性，有利于减少平衡块的体积，实现压缩机
2、本专利技术是通过以下的技术方案解决本专利技术的技术问题并获得相应的技术效果的。
3、本专利技术提供了一种高密度无磁压缩机平衡块，其特征在于，所述高密度无磁压缩机平衡块通过烧结工艺制备，其成分为：0.3-0.8%的c、13-18%的mn、4-6%的pb，其余为fe，所述高密度无磁压缩机平衡块的密度在7.8g/cm3以上，磁感应强度0.05mt以下。
4、本专利技术提供的高密度无磁压缩机平衡块具有室温奥氏体单相组织，所以其呈现无磁特性，适合作为压缩机平衡块材料使用。
5、本专利技术的高密度无磁压缩机平衡块的密度在7.8g/cm3以上，优选能够达到7.9g/cm3以上，特别是，在pb含量接近上限6%，而mn的添加量在下限13%附近时，本专利技术的高密度压缩机平衡块的密度可以达到7.95g/cm3以上，在相同质量的前提下，减小了压缩机平衡块的体积，有利于压缩机小型化。
6、c和mn是确保本专利技术压缩机平衡块具有室温奥氏体组织的元素，二者均可以提高淬透性，提高奥氏体室温稳定性，确保得到室温奥氏体单相组织，从而保证本专利技术的压缩机平衡块具有无磁特性，c和mn也均是确保本专利技术压缩机平衡块机械性能的重要元素。本专利技术中，c的添加量控制在0.3-0.8%，mn的添加量控制在13-18%。在确保室温奥氏体稳定的前提下，c和mn的添加量越低越好，二者含量越低，越有利于提高压缩机平衡块的密度。
7、pb是本专利技术对传统高锰钢成分的重要改进方面之一。pb具有高密度特性，其密度达到11.34g/cm3，并且其熔点很低，约为327.5℃，沸点约为1750℃。传统技术理念中，除了在某些特殊钢材（如易切削钢）中，pb通常都被认为是杂质元素，导致钢材性能的恶化，因而被限制添加。然而，在实际工作中发现，对于平衡块来说，其工作过程中发挥的作用主要是配重，对性能的要求主要是无磁，对机械性能的要求很低，从这一点出发，本专利技术的专利技术人突破传统认知的禁锢，大胆的尝试pb作为平衡块钢材的添加物，以牺牲钢材一定的机械性能为代价，换取高锰钢密度的提高，即舍弃了一部分对于平衡块来说不重要的机械性能，而提高了对于压缩机小型化来说至关重要的平衡块密度。
8、本专利技术pb的添加具有的优势至少体现在以下两个方面：一、pb元素密度很高，适当的添加pb有利于提高平衡块材质的密度，从而实现压缩机的小型化；二、pb元素的熔点很低，在高锰钢烧结温度范围内（约1100℃）其已经熔化，熔融的pb在烧结过程中形成液相，有利于其他粉末的扩散，能够促进烧结颈的连接和长大，并且很好的对孔隙进行填充，从而提高平衡块的致密度。
9、也就是说，本专利技术添加一定量pb的高锰钢，必须采用烧结的方式制备，因为传统的高锰钢熔炼温度已经接近pb的沸点，pb容易挥发，并且pb具有毒性，而烧结温度远低于pb的沸点，因此，从pb元素的收得率和制备环境友好两个方面来说，都需要采用粉末冶金的工艺来制备本专利技术的平衡块。
10、本专利技术中，为了确保压缩机平衡块具有高密度，并且确保机械强度仍在可接受的范畴之内，添加pb的含量在4-6%。pb添加量过高，机械性能损害太大，影响压缩机工作的可靠性，pb添加量过低，提高密度的效果不够显著。
11、通过控制c、mn、pb的添加量，本专利技术的压缩机平衡块具有至少7.8g/cm3的密度，磁感应强度0.05mt以下，室温的抗拉强度达到380mpa以上，屈服强度达到300mpa以上，延伸率4.5%以上，在兼顾压缩机平衡块机械性能、磁性性能的基础上，提升了压缩机平衡块的密度，有利于压缩机的小型化。
12、本专利技术的高密度无磁压缩机平衡块通过粉末冶金工艺制备，其制备步骤包括：1）按照成分准备c、mn、pb、fe原料粉末；2）将原料置于行星式球磨机中，进行低能球磨，得到混合粉料；3）将混合粉料压坯成型；4）对压坯进行烧结，获得高密度无磁压缩机平衡块。
13、c、mn、pb、fe原料粉末优选为单质原料粉末，各个单质原料粉末的粒径控制在20-50μm。
14、在提高无磁压缩机平衡块密度的同时，获得均匀的密度分布同样重要，平衡块均匀的密度分布可以有效的避免压缩机工作过程中的振动和噪音，也有利于提高平衡块和压缩机的寿命。
15、本专利技术特意添加的pb元素的质地比较软，因此，在制备混合粉料过程中需要严格控制球磨工艺参数，以避免pb元素粉末和其他原料粉末的冷焊。由于pb质软，因此，一旦发生pb与其他元素粉末的冷焊，pb将会包裹在其他元素粉末的表面，而随着球磨的进行，这种冷焊效果将会像“滚雪球”一样成倍增加，最终导致混合粉料的团聚，这种冷焊和团聚一方面会导致pb在混合粉料中的分布失衡，另一方面，由于pb分布的失衡也将会使材料在烧结过程中pb对于密度的提高作用不平衡，最终影响压缩机平衡块密度分布的均匀性，导致压缩机平衡块在压缩机工作过程中失衡。
16、因此，本专利技术的压缩机平衡块制备在混料阶段必须采用低能球磨并且需要为添加过程控制剂的湿磨工艺，例如可以为去离子水、无水乙醇等。并且，湿磨过程控制剂加入量不低于原料粉末总重量的45%，如果过程控制剂的加入量过少，这球磨后混合料出现团聚现象，将影响压缩机平衡块的密度分布。另外，本专利技术原料成分适宜的球磨为低能球磨，高能球磨能量引入过大，将会出现大量的冷焊现象，无法避免团聚，因此，本专利技术含有加高pb的压缩机本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高密度无磁压缩机平衡块，其特征在于，所述高密度无磁压缩机平衡块通过烧结工艺制备，其成分为：0.3-0.8%的C、13-18%的Mn、4-6%的Pb，其余为Fe，所述高密度无磁压缩机平衡块的密度在7.8g/cm3以上，磁感应强度0.05mT以下。
2.根据权利要求1所述的一种高密度无磁压缩机平衡块，其特征在于，所述高密度无磁压缩机平衡块具有室温奥氏体单相组织。
3.根据权利要求1所述的一种高密度无磁压缩机平衡块，其特征在于，所述高密度无磁压缩机平衡块通过以下工艺制备：
4.根据权利要求1所述的一种高密度无磁压缩机平衡块，其特征在于，所述低能球磨为湿磨。
5.根据权利要求1所述的一种高密度无磁压缩机平衡块，其特征在于，所述湿磨过程控制剂加入量不低于原料粉末总重量的45%。
6.根据权利要求1所述的一种高密度无磁压缩机平衡块，其特征在于，所述低能球磨的球磨转速为20-40r/min，球磨时间为2-5h。
7.根据权利要求1所述的一种高密度无磁压缩机平衡块，其特征在于，所述压坯成型的压制压力为800-1500
8.权利要求1所述的一种高密度无磁压缩机平衡块的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种高密度无磁压缩机平衡块的制备方法，其特征在于，所述低能球磨为湿磨，湿磨过程控制剂加入量不低于原料粉末总重量的45%；所述低能球磨的球磨转速为20-40r/min，球磨时间为2-5h。
10.根据权利要求9所述的一种高密度无磁压缩机平衡块的制备方法，其特征在于，所述湿磨之后对混合粉料进行干燥之后进行压坯成型。
...【技术特征摘要】
1.一种高密度无磁压缩机平衡块，其特征在于，所述高密度无磁压缩机平衡块通过烧结工艺制备，其成分为：0.3-0.8%的c、13-18%的mn、4-6%的pb，其余为fe，所述高密度无磁压缩机平衡块的密度在7.8g/cm3以上，磁感应强度0.05mt以下。
2.根据权利要求1所述的一种高密度无磁压缩机平衡块，其特征在于，所述高密度无磁压缩机平衡块具有室温奥氏体单相组织。
3.根据权利要求1所述的一种高密度无磁压缩机平衡块，其特征在于，所述高密度无磁压缩机平衡块通过以下工艺制备：
4.根据权利要求1所述的一种高密度无磁压缩机平衡块，其特征在于，所述低能球磨为湿磨。
5.根据权利要求1所述的一种高密度无磁压缩机平衡块，其特征在于，所述湿磨过程控制剂加入量不低于原料粉末总重量的45%。
6.根据权利要求1所述的...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。