一种用于二氧化碳制冷压缩机的接线端子的制作方法

文档序号:5464686阅读:292来源:国知局

专利名称::一种用于二氧化碳制冷压缩机的接线端子的制作方法
技术领域
:本发明涉及到一种制冷压縮机部件,尤其涉及到一种用于二氧化碳制冷压縮机的接线端子。
背景技术
:随着科学技术的不断发展,人们越来越多地使用冷柜、空调等降温设备,以前存在于这些设备中的制冷剂会破坏臭氧层从而导致地球温室效应。为保护地球的臭氧层,人们将专业用空调机或冷藏冷冻机的压縮机内所使用的制冷剂'氟利昂'改为HFC,但是HFC等氟利昂的替代品也被实验证明会导致温室效应。因此目前是采用二氧化碳作为制冷剂,采用二氧化碳作为制冷剂臭氧层破坏程度就会很小,可以说对环境的负荷是微不足道的,并且不会存在毒性或可燃性等问题。二氧化碳制冷剂虽然在环保方面有非常出色的效果,但是与过去的制冷剂相比,因二氧化碳的临界温度只有零下三十几度,要使其液化,需要很高的压强,因此压縮机内压力增加了5倍,可达20-30Mpa,极限压力可达50MPa。压縮机金属腔体可以通过加厚来满足要求,而传统的接线端子由于采用1.0-2.0毫米厚度的低碳钢板冲压而成,无法承受如此高的压力。如中国专利号为ZL200520081914.1,名称为'封闭型压縮机电源接线端子'中所述结构,其包括基座和接线柱,接线柱插接于基座的插孔内。接线柱与插孔内壁的空隙内烧结有绝缘体。插孔位于基座装配底板的本体内,插孔的轴向断面具有阶梯段、波形段等变径部位,大大提高了插孔壁与绝缘体间的结合力,具有坚实耐用、可靠性强的特点。目前一般的接线端子制作方法有以下两种方案,第一种方案是盖体采用2.0mm低碳钢冲压而成,经C0-C02混合气体保护烧结而成,第二种方案是盖体采用15号碳钢棒材经机加工而成,经CO-C02混合气体保护烧结而成。不过以上的两种制作方法均是有利有弊,首先是第一种方案中的盖体在气密性测试15MPa液压中变形但不泄漏,而在耐压力测试45Mpa液压时则发生破裂泄漏现象,制造成本相对较低。第二种方案的盖体在气密性测试15MPa液压中合格,而在耐压力测试45Mpa液压时则发生钢件脱碳,轻微形变,但不泄漏,制造成本相对很高。综上所述,采用第一种方案低碳钢板冲压的盖体虽然可以经受正常的工作压力变形但不泄漏,但在极限压力下破裂,无法满足使用要求;采用第二种方案虽然可以满足使用要求但成本偏高,脱碳现象使零件存在潜在的缺陷。现有的盖体采用两种方法制造而成,对于冷媒为HFC的压縮机端子,盖体采用冲压而成,另一种采用15号碳钢棒材切屑而成,因切屑量大且形状相对复杂,工序繁多,导致加工效率很低,成本很高。目前采用的CO-C02烧结工艺,设备投入较大,且由于CO的存在,安全问题将不可忽略,因此保障安全的辅助设备投入大,间接导致了制造成本的提高。另外,又粗CO和C02的高温活性,会使金属件产生脱碳,导致机械强度的下降。基于上述现有二氧化碳制冷压縮机接线端子承压低的不足之处,本发明人设计了成本适中且可以承受50Mpa压强的"一种用于二氧化碳制冷压縮机的接线端子"。
发明内容本发明针对上述现有技术的不足所要解决的技术问题是提供一种成本适中并且可以承受50Mpa压强的二氧化碳制冷压縮机接线端子。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种用于二氧化碳制冷压縮机的接线端子,其包括盖体和接线柱,接线柱插接在盖体上的插孔内,所述的盖体由采用含碳量为0.10.18。/o的碳钢制成,盖体的生产工艺包括粗成型工序和精加工工序两个阶段,粗成型工序是采用含碳量为0.1~0.18%的碳钢形成粗坯,精加工工序是采用车床对粗坯进行切削,以使粗坯达到所需的尺寸精度和表面粗糙度;现有的盖体采用两种方法制造而成,对于冷媒为HFC的压縮机端子,盖体采用冲压而成,另一种采用15号碳钢棒材切屑而成,因切屑量大且形状相对复杂,工序繁多,导致加工效率很低,成本很高。而采用本发明的生产工艺,由粗坯精加工的方法,粗坯釆用锻造而成,形成盖体的基本外形和三个孔,法兰边等,精加工时只需将粗坯外径,三个小孔稍作切屑至规定尺寸即可,经试验验证,采用本发明的方法加工盖体,效率是目前采用钢棒加工方法的10倍,因此盖体成本将明显下降。目前采用的CO-C02烧结工艺,设备投入较大,且由于CO的存在,安全问题将不可忽略,因此保障安全的辅助设备投入大,间接导致了制造成本的提高。另外,又因CO和C02的高温活性,会使金属件产生脱碳,导致机械强度的下降。而采用氮气作为保护气,以上的问题将不存在。接线柱采用446不锈钢或4j28合金制成;446不锈钢是铁铬合金,是一种铁素体不锈钢,成本相对较低;4J28合金是国产牌号的含镍铁铬合金,物理性能和446类似,材质缺陷较少,这两种材料因具有类似的物理和化学性能,均可使用于端子接线柱。接线柱和盖体的插孔之间采用符合RoHs要求的TCG-910S玻璃材料进行密封烧结,烧结工艺采用湿氮气保护的连续式烧结炉进行烧结,用于确保金属材料不会因脱碳导致强度下降或残碳污染导致气密性或电气性能下降;TCG-910S玻璃是在原普通端子玻璃TCG-910的基础上改进而成,和其他玻璃材料比较,优点在于它具有较低的高温粘度和活性,能和金属、陶瓷形成高强度的物理和化学结合层,从而使端子能承受更高的压力,且玻璃力学性能优异,抗压强度和断裂韧度高于其他玻璃。在湿氮气烧结工艺中包括预热、烧结、退火和冷却四个步骤,其中预热区温度为800摄氏度,氧化气氛;烧结区温度为950摄氏度,氧化气氛;退火区温度为400摄氏度,中性气氛;冷却区温度为100摄氏度,中性气氛。这些温度是根据材料的特性制定的,各个温区作用不同,预热区目的为获得合适的氧化层厚度,烧结区是使玻璃在此温度下熔融并产生高温活性,和金属形成化学结合层,退火区温度是使金属微观组织均匀化,并和玻璃形成物理结合层。冷却区温度是为了使玻璃避免强烈的温度冲击。这些温度设定是为了确保产品的可靠性。所述的接线柱设置有陶瓷绝缘子,用于进一步提高电气性能,陶瓷绝缘子采用氧化锆增韧氧化铝制成,具有良好的力学,电学和热学性能,其膨胀系数为8.5±0.5*10八-6/><(@500°。);抗拉强度为400Mpa;断裂韧度为8.0;绝缘强度在温度18-25。C及湿度40-60%时大于3000V/mm。现有的陶瓷绝缘在材料由滑石或镁橄榄石制成,氧化锆增韧氧化铝(ZTA)和别的材料比较主要在于它的韧性和膨胀系数,ZTA韧性是比滑石,镁橄榄石和氧化铝要高很多,膨胀系数和玻璃更加接近,匹配性更好。所述的粗成型工序采用含碳量为0.10.18%的碳钢,可用15号碳钢,通过铸造或锻造形成粗坯。所述的接线柱用446不锈钢包覆无氧铜芯制成,用于大于2000W功率的压縮机,以允许大电流通过。所述的湿氮气烧结中预热时间为20分钟;烧结时间为25分钟;退火时间为30分钟;冷却为20分钟。本发明用于二氧化碳制冷压縮机作为接线部,芯柱上通过阻焊上插片,利于接线;产品和压縮机外壳通过凸焊的方式焊接成为一体,外侧接线柱接外部电源,内侧接线柱接电机,可广泛用于超临界二氧化碳制冷压縮机或二级压縮型二氧化碳压縮机。本发明一种用于二氧化碳制冷压縮机的接线端子的有益效果是-本发明用于二氧化碳制冷压縮机作为接线部,本发明的芯柱上通过阻焊上插片,利于接线;产品和压縮机外壳通过凸焊的方式焊接成为一体,外侧接线柱接外部电源,内侧接线柱接电机,可广泛用于超临界二氧化碳制冷压縮机或二级压縮型二氧化碳压縮机。既能满足未来二氧化碳制冷压縮机接线端子的使用要求,又能达到低制造成本的要求,进一步推进二氧化碳制冷压縮机的产业化生产,以最终取代使用有害环境制冷剂的压縮机。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明的盖体结构正视图;图2是图1的A—A剖视图;图3是本发明的盖体结构后视图;图4是本发明的接线柱整体结构示意图5是本发明的陶瓷绝缘子结构正视图6是图5的B-B剖视图7是本发明整体结构正视图8是图7的C-C剖视图9是本发明整体结构后视图。附图标记说明10、盖体11、插孔20、接线柱30、陶瓷绝缘子具体实施例方式参照图1至图9,本发明是这样实施的在图1至图9中,一种用于二氧化碳制冷压縮机的接线端子,其包括盖体10和接线柱20,接线柱20插接在盖体10上的插孔11内,盖体10由采用含碳量为0.1~0.18%的碳钢制成,盖体10的生产工艺包括粗成型工序和精加工工序两个阶段,粗成型工序是采用含碳量为0.10.18%的碳钢形成粗坯,在本实施例中是采用15号碳钢,精加工工序是采用车床对粗坯进行切削,以使粗坯达到所需的尺寸精度和表面粗糙度;接线柱20采用446不锈钢或4j28合金制成;接线柱20和盖体10的插孔11之间用TCG-910S玻璃材料进行密封烧结,烧结工艺采用湿氮气保护的连续式烧结炉进行烧结,用于确保金属材料不会因脱碳导致强度下降或残碳污染导致气密性或电气性能下降;在湿氮气烧结工艺中包括预热、烧结、退火和冷却四个步骤,其中预热区温度为800摄氏度,氧化气氛;烧结区温度为950摄氏度,氧化气氛;退火区温度为400摄氏度,中性气氛;冷却区温度为100摄氏度,中性气氛。在本实施例的湿氮气烧结中预热时间为20分钟;烧结时间为25分钟;退火时间为30分钟;冷却为20分钟。用本实施例中的数据可得到更好效果。接线柱20设置有陶瓷绝缘子30,用于进一步提高电气性能,陶瓷绝缘子30采用氧化锆增韧氧化铝制成,其膨胀系数为8.5±0.5*10A-6/K(@500°C);抗拉强度为400Mpa3;断裂韧度为8.0;绝缘强度在温度18-25'C及湿度40-60%时大于3000V/mm。粗成型工序采用含碳量为15号的碳钢通过铸造或锻造形成粗坯。接线柱20用446不锈钢包覆无氧铜芯制成,用于大于2000W功率的压縮机,以允许大电流通过。经在测试环境温度18-25'C,湿度40-60%测得以下实验数据<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>以上所述,仅是本发明一种用于二氧化碳制冷压縮机的接线端子的较佳实施例而已,并非对本发明的技术范围作任何限制,凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。权利要求1、一种用于二氧化碳制冷压缩机的接线端子,其包括盖体(10)和接线柱(20),接线柱(20)插接在盖体(10)上的插孔(11)内,其特征在于所述的盖体(10)由采用含碳量为0.1~0.18%的碳钢制成,盖体(10)的生产工艺包括粗成型工序和精加工工序两个阶段,粗成型工序是采用含碳量为0.1~0.18%的碳钢形成粗坯,精加工工序是采用车床对粗坯进行切削,以使粗坯达到所需的尺寸精度和表面粗糙度;接线柱(20)采用446不锈钢或4j28合金制成;接线柱(20)和盖体(10)的插孔(11)之间用TCG-910S玻璃材料进行密封烧结,烧结工艺采用湿氮气保护的连续式烧结炉进行烧结,用于确保金属材料不会因脱碳导致强度下降或残碳污染导致气密性或电气性能下降;在湿氮气烧结工艺中包括预热、烧结、退火和冷却四个步骤,其中预热区温度为800摄氏度,氧化气氛;烧结区温度为950摄氏度,氧化气氛;退火区温度为400摄氏度,中性气氛;冷却区温度为100摄氏度,中性气氛。2、根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳制冷压縮机的接线端子,其特征在于所述的接线柱(20)设置有陶瓷绝缘子(30),用于进一步提高电气性能,陶瓷绝缘子(30)采用氧化锆增韧氧化铝制成,其膨胀系数为(8.5土0.5"10A-6/K(@500°C);抗拉强度为400Mpa3;断裂韧度为8.0;绝缘强度在温度18-25°C及湿度40-60%时大于3000V/mm。3、根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳制冷压縮机的接线端子,其特征在于所述的粗成型工序采用15号碳钢通过铸造或锻造形成粗坯。4、根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳制冷压縮机的接线端子,其特征在于所述的接线柱(20)用446不锈钢包覆无氧铜芯制成,用于大于2000W功率的压縮机,以允许大电流通过。5、根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳制冷压縮机的接线端子,其特征在于所述的湿氮气烧结中预热时间为20分钟;烧结时间为25分钟;退火时间为30分钟;冷却为20分钟。全文摘要本发明涉及到一种制冷压缩机部件,尤其涉及到一种用于二氧化碳制冷压缩机的接线端子。一种用于二氧化碳制冷压缩机的接线端子,其包括盖体和接线柱,接线柱插接在盖体上的插孔内,所述的盖体由采用含碳量为0.1~0.18%的碳钢制成,盖体的生产工艺包括粗成型工序和精加工工序两个阶段,接线柱采用446不锈钢或4j28合金制成;接线柱和盖体的插孔之间采用符合RoHs要求的TCG-910S玻璃材料进行密封烧结。其有益效果是可广泛用于超临界二氧化碳制冷压缩机或二级压缩型二氧化碳压缩机。既能满足未来二氧化碳制冷压缩机接线端子的使用要求,又能达到低制造成本的要求,进一步推进二氧化碳制冷压缩机的产业化生产,以最终取代使用有害环境制冷剂的压缩机。文档编号F04B39/00GK101634285SQ20091010823公开日2010年1月27日申请日期2009年6月19日优先权日2009年6月19日发明者温演声,陈绍鸿申请人:潮州市三江电子有限公司
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