一种汽车空调压缩机斜盘及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车工业技术领域，尤其是涉及一种汽车空调压缩机斜盘及其生产方 法。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003]目前双向斜盘式汽车空调压缩机主要包括：机体、汽缸、活塞、传动轴、固定在传动 轴上的斜盘，以及斜盘与活塞的连接装置。斜盘式压缩机中，旋转斜盘倾斜安装在一传动轴 上，斜盘与活塞通过滑履相连，通过斜盘的旋转与滑履滑动，实现活塞在汽缸孔内的往复运 动，达到压缩机的吸气、排气过程。
[0004]斜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，鉴于其长期 高速运转以及耐受摩擦产生的高温，对其耐磨性、强度及硬度等力学性能具有很高的要求。 目前，现有铝合金斜盘一般采用A390过共晶铝硅合金材料制备，虽然其室温强度和室温硬 度满足使用要求，但是其高温强度和高温硬度较差，导致斜盘的使用寿命较低。
[0005] 目前斜盘的生产工艺主要为重力浇铸，存在以下缺点：组织密度低，造成斜盘在工 作时比较容易磨损，整体强度不高，易变形；容易出现缩松、冷隔、夹渣，造成斜盘内在质量 不良，容易发生断裂，卡死等，进而造成压缩机损坏；斜盘尺寸精度不够，尺寸均一性较差。 而采用模锻A390铝合金材料生产斜盘，主要有以下不足：1.国内A390铝合金原材料多为 从国外进口，导致斜盘的生产成本较高；2.由于A390铝合金硅含量高，铝合金硬度高，导致 斜盘的切削加工性能差，刀具磨损严重，机加工困难；3. A390铝合金的塑性差，模锻产出的 斜盘毛坯容易产出裂纹等缺陷。
[0006] 因此，如何提供具有较高高温强度和高温硬度，低成本且易加工的斜盘是目前本 领域技术人员亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种汽车空调压缩机斜盘，该斜盘具有较高的高温强度和高 温硬度，低成本且易加工。本发明另一目的是提供一种上述汽车空调压缩机斜盘的生产方 法。
[0008] 为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
[0009] 一种汽车空调压缩机斜盘，其特征在于，所述斜盘由包括以下重量百分比的组分 的铝合金制成：Si:13%~15%;Cu:4%~5%;Mg:0? 2%~0? 3%;Ni:0? 8%~1. 5%;Mn: 0 ~0? 1%;Fe:0 ~0? 5%;Zn:0 ~0? 1%;Ti:0 ~0? 2%;C:0? 1%~0? 3%;RE:0? 1%~ 0. 3% ;其余为A1。
[0010] 优选的，所述Si的重量百分比为13. 5%~14. 5%。
[0011] 优选的，所述Mg的重量百分比为0? 22 %~0? 28 %。
[0012] 优选的，所述Ni的重量百分比为1.0%~1.3%。
[0013] 优选的，所述C的重量百分比为0. 15%~0.25%。
[0014] 优选的，所述RE的重量百分比为0.15%~0.25%。
[0015] 本发明的有益技术效果：
[0016] 本发明在斜盘用铝合金材料中添加了Si元素，通过合理优化铝合金中Si元素的 含量，在保证材料强度的基础上，提高了斜盘用铝合金材料的切削加工性能，减小了加工中 刀具的成本，同时也提高了铝合金的塑性，提高了锻造加工性能，降低了锻造时锻件出现裂 纹等倾向的可能性；本发明在斜盘用铝合金材料中添加了Mg元素，Mg元素能够使晶格产生 畸变，引起固溶强化，从而提高铝合金的强度和硬度，同时Mg元素还可以提高铝合金的耐 腐蚀性和耐热性能；本发明在斜盘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；本发明在斜盘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，显著地提高铝合金的高温强度和高温硬度；本发明在斜盘用铝合金材 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，显著地提高铝合金的高温强度 和高温硬度。综上所述，本发明通过对斜盘用铝合金中元素的选择和控制，在保持斜盘室温 强度和室温硬度的前提下，提高了斜盘的高温强度和高温硬度，同时提高了斜盘的切削加 工性能及塑性，使得斜盘易于加工，由于具有上述性能，使得该铝合金可以代替A390过共 晶铝硅合金生产斜盘，不用再从外国进口铝合金原料，实现了斜盘的低成本生产。
[0017] 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能提尚耐热性；Ti不仅能细化组织，又能提尚其耐热性和锻压时错合金的流动性，从 而改善斜盘表面质量，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， 大大地降低了汽缸比压，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。
[0018] 本发明还提供了上述任意一项所述汽车空调压缩机斜盘的生产方法，包括以下步 骤：
[0019] 1)将A1源、Si源、C源、Mg源、Fe源、Cu源、Ni源、Mn源、RE源、Zn源、Ti源熔化 成熔液，将所述熔液在温度为680°C~700°C下利用无氯精炼剂进行精炼；
[0020] 2)将所述步骤1)精炼后的熔液在760°C~850°C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；
[0021] 3)将所述步骤2)变质处理后的熔液在720°C~760°C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；
[0022] 4)将所述步骤3)制得的料棒加热至350°C~450°C进行热挤压变形处理；
[0023] 5)将所述步骤4)热挤压变形处理后的料棒加热至320°C~390°C进行锻造，然后 进行热处理；
[0024] 6)将所述步骤5)热处理后的料棒加热至400°C~420°C，然后利用全封闭斜盘模 具锻造制得斜盘毛坯；
[0025] 7)将所述步骤6)制得的斜盘毛坯依次进行热处理及机加工制得斜盘。
[0026] 优选的，所述步骤5)中热处理具体操作为500°C~510°C下固溶处理8h~10h， 60°C~82°C水温下水冷2min~5min;200°C下时效处理8h~10h，空冷。
[0027] 优选的，所述步骤6)中全封闭斜盘模具在锻造前需做淬火处理和抛光处理，使得 模具硬度为48HRC~55HRC，粗糙度为0. 2Ra~0. 4Ra。
[0028] 优选的，所述步骤7)热处理具体操作为495°C~505°C下固溶处理3h，采用 30°C~60°C的水淬火2min~6min;然后165°C下时效处理8h~10h，空冷。
[0029]与现有技术相比，本发明提供的生产方法采用上述优选的铝合金材料作为生产斜 盘的原材料，进一步采用锻造工艺生产斜盘，克服了铸造生产斜盘的诸多问题，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；在锻造过程中，对锻造所用模具在锻造前做淬火处理和抛光处理；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。本发明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，提高了斜盘的强度，从而提高了斜盘的使用性 能和使用寿命。
【具体实施方式】
[0030] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明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发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限 制。
[0031] 本发明提