旋转式压缩机用活塞及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种旋转式压缩机用活塞及其制造方法。包括基体材料由10#-50#碳钢材料或含Ni、Cr、Mo的铁系低合金钢制成的活塞粗料，其特征在于：先对活塞粗料进行粗磨，然后进行热稳定处理，经过热稳定处理后再进行氮化处理，氮化处理后再对活塞进行精磨或抛光。本发明专利技术使用市场上低成本的材料，经过热处理以及氮化完全能够满足使用要求，可成功替代使用了30年的Ni、Cr、Mo的合金铸铁。达到了节能、降耗的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
目前旋转式空调压缩机是常用的压缩机，其工作原理如图1所示，其中1汽缸，2活塞，3滑片。压缩机工作时，活塞2沿汽缸1内孔作顺时针纯滚动，滑片3在弹簧力作用下与活塞2接触，将汽缸1分隔为密封的A、B两部分。活塞2作顺时针纯滚动时，腔A扩大一吸气，腔B减小一压缩。当活塞2旋转至下死点时，腔B减至最小，压力达到最大，进行排气。 继续旋转，则腔A开始压缩，腔B开始吸气，周而复始。活塞是空调压缩机中重要部件。但是随着对环保、节能和降耗要求不断提高，低氟、无氟冷媒的强制使用被提到议事日程上来。而变频、节能技术的推广和大功率、大容量空调的使用，以及热泵压缩机和二氧化碳压缩机的开发，其工作压力大幅度提高(如采用R410a作冷媒的空调压缩机，其工作压力比采用R22冷媒的压缩机要高40%，达到^ 2^g/cm2)，对活塞强度、耐磨性、耐疲劳性和使用寿命有更高要求，因此亟待专利技术新型的活塞材料工艺以解决存在的问题。长期以来，活塞的材料通常采用含Ni、Cr、Mo的合金铸铁，由于铸造材料的利用率只有50—60%，且成本高，污染大，开发一种材料利用率高低能耗的活塞材料，成为迫切的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中转式空调压缩机因工作压力大幅度提高后，既能够提高使用寿命又能够降低成本，同时提高生产过程中材料利用率，减少环境污染的环保型活塞。本专利技术设计旋转式压缩机用活塞制造方法，包括基体材料由10#—50#碳钢材料或含Ni、Cr、Mo的铁系低合金钢制成的活塞粗料，其特征在于先对活塞粗料进行粗磨，然后进行热稳定处理，经过热稳定处理后再进行氮化处理，氮化处理后再对活塞进行精磨或抛光。其特征在于所述的热稳定处理为加热温度500°C——900°C，然后保温时间为1—— 10小时，冷却方式为空冷或随炉缓冷，处理次数为1——3次。其特征在于热稳定处理可以是真空处理、气氛保护处理或无保护空气炉处理。其特征在于氮化处理可以是气体法、 离子法、液体法。其特征在于气体法氮化处理为氮化温度500-600°C，时间2-20小时，可以采用硬氮化或软氮化。其特征在于离子法氮化处理为氮化温度500-600°C，时间2-20小时，可以采用硬氮化或软氮化。其特征在于液体法氮化方法为采用无污染氰酸盐氮化盐浴，氮化温度520-600°C，时间2-10小时。其特征在于无污染氰酸盐的盐浴离子浓度组分为Na+% 为 15-25%，K+% 为 15 — 30%，Li+% 为 1 一5%，CNOTo 为 15—40%，CNTo 为 1_8%，CO22- % 为 10—30% O所用的活塞粗料包括目前使用最为广泛的10—50#钢，20— 40Cr，20CrMnTi， 42CrMo,38CrMoAi等。上述材料具有良好的机械加工工艺特性，可以通过热轧、冷轧工艺加工成有较高精度的精密钢管，切断后用于活塞制造。或者通过冷挤压，温挤压直接成型活塞基体。对经过氮化的活塞基体进行精磨或抛光，使其达到要求的加工精度。对于成品活塞使其达到氮化后表面硬度达到HV450以上，表面氮化总渗层大于lOum。本专利技术选择的材料(10—50#钢，20— 40Cr，20CrMnTi，42CrMo，38CrMoAi 等)均可通过热轧、冷轧、冷拉工艺加工成有较高精度的精密钢管，切断后用于活塞基体制造。对于本专利技术涉及的部分低碳材料还可以通过冷挤压的方法直接成型活塞基体，部分中、高碳材料可通过加温挤压直接成型活塞基体。通过挤压的方法加工活塞基体有利于提高粗加工精度，同时更加高效的提高材料利用率。对经过氮化的活塞基体进行精磨或抛光，使其达到要求的加工精度。本专利技术使用市场上低成本的材料，经过热处理以及氮化完全能够满足使用要求， 可成功替代使用了 30年的Ni、Cr、Mo的合金铸铁。达到了节能、降耗的目的。本专利技术的核心要点是材料必须经过氮化处理，才能够达到使用寿命的要求。本专利技术所选择的材料经过可控气氛淬火后不经过氮化处理，其硬度也可达到HV450以上的要求，但由于其硬度是通过碳含量达到的，材料摩擦系数相对较高，同时没有石墨态碳的润滑作用，因此使用性能具有局限性。附图说明图1为本专利技术的活塞用于压缩机的运行示意图。图2为本专利技术的扩散层、基体示意图，图3为本专利技术经过氮化处理的活塞硬度梯度图。下面结合实例对本专利技术作详细使用说明。 具体实施例方式旋转式压缩机用活塞制造方法，包括基体材料由10#—50#碳钢材料或含Ni、Cr、 Mo的铁系低合金钢制成的活塞粗料，其特征在于先对活塞粗料进行粗磨，然后进行热稳定处理，经过热稳定处理后再进行氮化处理，氮化处理后再对活塞进行精磨或抛光。其特征在于所述的热稳定处理为加热温度500°C——900°C，然后保温时间为1——10小时，冷却方式为空冷或随炉缓冷，处理次数为1——3次。其特征在于热稳定处理可以是真空处理、气氛保护处理或无保护空气炉处理。其特征在于氮化处理可以是气体法、离子法、液体法。其特征在于气体法氮化处理为氮化温度500-600°C，时间2-20小时，可以采用硬氮化或软氮化。其特征在于离子法氮化处理为氮化温度500-600°C，时间2-20小时，可以采用硬氮化或软氮化。其特征在于液体法氮化方法为采用无污染氰酸盐氮化盐浴，氮化温度520-600°C，时间2-10小时。其特征在于无污染氰酸盐的盐浴离子浓度组分为Na+%为 15-25%，K+% 为 20— 30%，Li+% 为 1 一 5%，CN(T% 为 15—40%，CNI 为 1_8%，CO22Io 为 10—30%。实施例1:活塞采用20CrMnTi材料，经过冷挤压成型活塞基体毛坯，经过粗加工后，在无保护空气炉中进行三次580°C热稳定处理，经精加工后进行气体氮化，温度为550°C，时间为8小时，通入气体为氨气和二氧化碳。经精加工后达到使用精度，形成30 um的扩散层，表面硬度HV大于450，完全达到了使用要求。实施例2:活塞采用42CrMo材料，经过温挤压成型活塞基体毛坯，经过粗加工后，在真空炉中进行两次650°C热稳定处理，经精加工后进行离子氮化，温度为560°C，时间为10小时，通入气体为氨气和二氧化碳。经精加工后达到使用精度，形成30 um的扩散层，表面硬度HV大于 450，完全达到了使用要求。实施例3:活塞采用38CrMoAi材料，经冷轧成精密钢管，按活塞尺寸切断，经过粗加工后，在氨裂解气氛保护炉中进行一次800°C热稳定处理，经精加工后进行液体盐浴氮化处理，温度为 5700C，时间为4小时，离子浓度CN(T%为36%，CNTo为4%，CO广%为19%，Na+%为21%，K+%为 19%，Li+%为1. 2%，经精加工后达到使用精度，形成50 um的扩散层，表面硬度HV大于450， 完全达到了使用要求。权利要求1.旋转式压缩机用活塞制造方法，包括基体材料由10#—50#碳钢材料或含Ni、Cr、 Mo的铁系低合金钢制成的活塞粗料，其特征在于先对活塞粗料进行粗磨，然后进行热稳定处理，经过热稳定处理后再进行氮化处理，氮化处理后再对活塞进行精磨或抛光。2.按权利要求1所述的旋转式压缩机用活塞制造方法，其特征在于所述的热稳定处理为加热温度500°C——900°C，然后保温时间为1——1本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　　旋转式压缩机用活塞制造方法，包括基体材料由１０＃－－５０＃碳钢材料或含Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ的铁系低合金钢制成的活塞粗料，其特征在于：先对活塞粗料进行粗磨，然后进行热稳定处理，经过热稳定处理后再进行氮化处理，氮化处理后再对活塞进行精磨或抛光。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阮吉林，魏成刚，陈朱乐，
申请(专利权)人：台州市百达制冷有限公司，
类型：发明
国别省市：33