一种转子式压缩机和空调器的制作方法

本实用新型属于压缩机技术领域，具体涉及一种转子式压缩机和空调器。

背景技术：

转子式压缩机是一种容积回转式压缩机，气缸工作容积的变化是依靠具有偏心装置的转子在气缸内的滚动来实现的，由于其结构简单、零部件少、体积小和不设吸气阀被广泛的应用在各个制冷的领域。

常见的转子式压缩机泵体零件由上法兰、曲轴、下法兰、气缸、滚子和滑片构成。目前产业化的泵体零部件材质均为铁基材质，基于铁基材质重量大、转动惯力的缺点目前已很难满足压缩机向节能化发展的需求。铝合金的密度仅为铁基材料的三分之一，比强度、比模量大，已被广泛的用在活塞、斜盘、涡旋式压缩机中。若转子式压缩机中部分泵体采用轻质、高强耐磨的铝合金将会大大减小整机的重量和转动惯力，进而减小整机的振动、噪声及提升压缩机的性能。转子式压缩机泵体零部件耐磨性要求高并且摩擦配副多、摩擦副匹配间隙达到微米级。替换铁基材质的铝合金要求高强、耐磨，并且为了避免同种材质作为摩擦配副产生严重的粘着磨损导致压缩机整机的失效，必须对其中一个零件进行兼具润滑、耐磨的硬质涂层处理。那么，铝合金表面经过处理后的零件如何保证高的加工质量及表面粗糙度显然很重要。

转子压缩机中曲轴、轴承、活塞、气缸至少一个以及滑片的材质为铝硅合金，并且铝硅合金可做硬质阳极氧化微弧氧化来提高其耐磨性。采用以上质轻、强度高、不易卡死、且耐磨性能与现有金属材料至少相当的材料作为旋转式压缩机主要部件的材料，有效提高了压缩机的可靠性。

但需要说明的是该专利铝硅合金中硅含量规定为10～70％，已属于高硅铝合金。总所周知，当铝合金中硅含量＞8％时，其表面硬质阳极氧化和微弧氧化是比较困难的，并且生长出的氧化膜层膜层均匀性很差、粗糙度低，而转子压缩机对零件的匹配间隙要求极高，因此该组合对压缩机的性能提升是有限的。

由于现有技术中的转子式压缩机存在粗糙度差，与匹配的摩擦副啮合精度差，泄漏多，耐磨性差，整机可靠性差，整机重量重等技术问题，因此本实用新型研究设计出一种转子式压缩机和空调器。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的转子式压缩机存在粗糙度差的缺陷，从而提供一种转子式压缩机和空调器。

本实用新型提供一种转子式压缩机，其包括：

上法兰、下法兰、气缸、滚子和滑片，且所述上法兰、所述下法兰、所述气缸、所述滚子和所述滑片中的至少一个的材质为硅铝合金，且所述硅铝合金表面涂覆有具有润滑和/或耐磨作用的化学复合镀层。

优选地，

所述化学复合镀层包括基材和沉积在所述基材上的镍磷镀液，且在所述镍磷镀液中还添加具有耐磨颗粒和/或润滑颗粒。

优选地，

所述耐磨颗粒包括：碳化钨、氧化锆、碳化钛、氧化铝、金刚石、碳化硅、氧化钛中的至少一种。

优选地，

所述润滑颗粒包括：石墨、PTFE、MoS2、WS2中的至少一种。

优选地，

所述硅铝合金为硅含量在8-30重量％范围内的硅铝合金。

优选地，

所述化学复合镀层的膜厚5～40微米。

优选地，

所述化学复合镀层的截面显微硬度大于400HV。

优选地，

所述化学复合镀层的表面粗糙度Ra小于1.0微米。

优选地，

当所述化学复合镀层的截面显微硬度大于400HV时，所述转子式压缩机使用的制冷剂为低压冷媒R134a或R22。

优选地，

当所述化学复合镀层的截面显微硬度大于750HV时，所述转子式压缩机使用的制冷剂为低压冷媒R410A、R32、R407C、或无机物制冷剂R744。

本实用新型还提供一种空调器，其包括前任一项所述的转子式压缩机。

本实用新型提供的一种转子式压缩机和空调器具有如下有益效果：

本实用新型通过将上法兰、下法兰、气缸、滚子和滑片中的至少一个采用轻质、耐磨的高硅铝合金，并将铝合金零件表面涂覆兼具耐磨和润滑作用的化学复合镀层，该种涂层处理方式表面粗糙度优异、膜层均匀性极好，既可满足压缩机减重需求也可以满足耐磨性要求，提升压缩机性能的同时也可增加压缩机可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的转子式压缩机的纵向截面结构示意图。

图中附图标记表示为：

1、上法兰；2、下法兰；3、气缸；4、滚子；5、滑片；6、曲轴。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供一种转子式压缩机，其包括：

上法兰1、下法兰2、气缸3、滚子4和滑片5，且所述上法兰1、所述下法兰2、所述气缸3、所述滚子4和所述滑片5中的至少一个的材质为硅铝合金，且所述硅铝合金表面涂覆有具有润滑和/或耐磨作用的化学复合镀层。

本实用新型通过将上法兰、下法兰、气缸、滚子和滑片中的至少一个采用轻质、耐磨的高硅铝合金，并将铝合金零件表面涂覆兼具耐磨和润滑作用的化学复合镀层，该种涂层处理方式表面粗糙度优异、膜层均匀性极好，既可满足压缩机减重需求也可以满足耐磨性要求，提升压缩机性能的同时也可增加压缩机可靠性。

在转子式压缩机运行时，曲轴6驱动偏心滚子4并使滚子4紧贴着气缸3 内壁面旋转，造成月牙状空间容积周期性变化，完成吸排气和压缩过程，进而实现压缩气体的目的。为了减轻重量和减小零件的转动惯力，上法兰1、气缸 3、下法兰2、滚子4、滑片5中的至少一个零部件采用半固态成型工艺再经致密化处理的铝硅合金。采用铝合金零件需再进行化学复合镀处理。

优选地，

所述化学复合镀层包括基材和沉积在所述基材上的镍磷镀液，且在所述镍磷镀液中还添加具有耐磨颗粒和/或润滑颗粒。这是本实用新型的化学复合镀层的优选结构形式，即通过基材以及沉积在基材上的镍磷镀液，并且在镍磷镀液中添加耐磨颗粒和/或润滑颗粒，能够使得化学复合镀层具有有效的润滑和耐磨的作用。

本发明的转子压缩机的特点是对泵体零件上法兰、下法兰、气缸、滚子和滑片至少一种采用轻质、耐磨的高硅铝合金，锭坯采用半固态成型工艺后再经致密化处理，其显微组织中的硅相呈颗粒状且均匀弥散的分布在基体上，硬度和强度均较铸铁优异，可以延长零件的使用寿命。将至少一个铝合金表面进行化学复合镀。其中以化学镀镍磷作为打底层，可选择添加耐磨和润滑颗粒。化学复合镀涂层硬度高、基体结合力强、表面粗糙度可以与铸铁媲美、膜层均匀性极佳与零件形状无关。经过以上处理的上法兰、下法兰、气缸、滚子和滑片在运转时时可以减少初期磨合时间、大大降低初期磨合时的摩擦系数、减少压缩腔气体泄漏，提升了压缩机性能，提高了压缩机的使用寿命。

优选地，

所述耐磨颗粒包括：碳化钨、氧化锆、碳化钛、氧化铝、金刚石、碳化硅、氧化钛中的至少一种。这是本实用新型的耐磨颗粒的具体结构形式，使其具有良好的耐磨效果和作用。

优选地，

所述润滑颗粒包括：石墨、PTFE、MoS2、WS2中的至少一种。这是本实用新型的耐磨颗粒的具体结构形式，使其具有良好的润滑效果和作用。

泵体零件上法兰、下法兰、气缸、滚子和滑片至少一种采用轻质、耐磨的高硅铝合金，并且在铝合金上进行化学复合镀，厚度为5～30微米，优选10～15 微米，它以镍磷打底再添加润滑或耐磨物质，其中P重量百分比为1～12％，耐磨/润滑颗粒重量百分比为5～30％，余量为镍。耐磨颗粒包括：碳化钨、氧化锆、碳化钛、氧化铝、碳化硅、金刚石、氧化钛或它们的组合。润滑颗粒包括：石墨、PTFE、MoS2、WS2或它们的组合。

基于以上组合，可得到良好的耐磨兼具润滑作用的铝合金零部件。如此组合压缩机运行时减少初期磨合时间、大大降低初期磨合时的摩擦系数、可快速制冷或制热。同时可提高摩擦配副的啮合精度，可减少压缩腔气体泄漏，提升了压缩机性能。制冷剂使用低压冷媒，如R134a、R22等。

优选地，

所述硅铝合金为硅含量在8-30重量％范围内的硅铝合金。这样能够进一步提高粗糙度和耐磨度。

铝硅合金各元素含量进一步优选如下：Si:8-30％、Cu:0.5-2.5％、 Mg:0.5～2.5％、Mn:0.5-1.5％、Fe≥1.0％、Ni：0.5-2.5％、Zn≤0.25％，其余为 Al。锭坯成型工艺为半固态工艺，再经致密化处理成型。

优选铝硅材质的显微组织中硅相呈颗粒状并且均匀弥散的分布在Al软质的基体上，硅相的尺寸在1～15微米，优选3～7微米。

优选铝硅合金的硬度大于80HRB，抗拉强度大于350MPa。

优选所述的化学复合镀层中，P重量百分比为1～12％，耐磨/润滑颗粒重量百分比为5～30％，余量为镍。

优选地，

所述化学复合镀层的膜厚5～40微米，优选10～20微米；能够有效地提高粗糙度和耐磨度。

优选地，

所述化学复合镀层的截面显微硬度大于400HV；

所述化学复合镀层的表面粗糙度Ra小于1.0微米。这是本实用新型的硬度和粗糙度的优选数值范围，这样能够进一步增强化学复合镀层的耐磨性和润滑性能。

优选地，

当所述化学复合镀层的截面显微硬度大于400HV时，所述转子式压缩机使用的制冷剂为低压冷媒R134a或R22。

优选地，

当所述化学复合镀层的截面显微硬度大于750HV时，所述转子式压缩机使用的制冷剂为低压冷媒R410A、R32、R407C、或无机物制冷剂R744(C02)。

化学复合镀的工艺为：通过对铝合金表面预处理后再对铝合金表面化学复合镀。包括：化学除油-水洗-电解除油-水洗-碱腐蚀-水洗-硝酸出光-水洗-活化- 水洗-一次浸锌-硝酸退锌-水、洗-二次浸锌-水洗-化学镀镍-钝化-热处理加热保温-冷却。材质为铸铝。化学镀镍溶液为：30-35g/L硫酸镍，18-20ml/L次磷酸钠，4-6ml/L络合剂，络合剂为乳酸和苹果酸混合液，12ml/L氢氟酸，溶液的 PH为4.6，温度为70-90°，时间为40-60min。

在上述结构的基础上对化学复合镀层进行热处理，工艺条件为真空度为 4×10-3Pa的条件下，在(250～350)℃温度下保温1-3h。可得到截面显微硬度大于750HV；Ra小于1.0微米的化学复合镀层。基于以上信息，可得到优异的铝合金零件。当制冷剂为高压冷媒，如R410A，R32，无机物制冷剂R744(C02) 等，如此组合的摩擦副可表现出优异的耐磨性，减少密封腔的气体泄漏量，提升性能并可提高压缩机的可靠性。

本实用新型还提供一种空调器，其包括前任一项所述的转子式压缩机。解决了转子式压缩机整机重量重的问题；解决了泵体表面改性后粗糙度差，与匹配的摩擦副啮合精度差，泄漏多的问题；解决了泵体采用铝合金后耐磨性差，整机可靠性差的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。