旋转式压缩的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种旋转式压缩机，该旋转式压缩机具有泵体、电机以及壳体，其中，泵体包括轴承、驱动轴、气缸，气缸与轴承形成压缩腔室，轴承和气缸中至少一个由蠕墨铸铁制成。根据本发明实施例的旋转式压缩机以蠕墨铸铁作为气缸和轴承材料，能够显著提高气缸和轴承的刚性、疲劳强度、抗拉强度和耐磨性。
【专利说明】旋转式压缩机
【技术领域】
[0001]本发明属于制冷压缩机【技术领域】，具体而言，本发明涉及一种旋转式压缩机。
【背景技术】
[0002]旋转式压缩机的压缩工作是在圆环形气缸及上下轴承密封腔内完成，气缸及轴承都受到高压气体及壁面温度梯度差的作用，其受到相当大的热应力及机械压力，而导致变形，活塞在腔内高速反复运转，使气缸与活塞间泄漏增大，导致性能下降。随着压缩机的研发，对气缸、轴承的强度、尺寸稳定性、耐磨性提出了更高的要求。
[0003]目前，气缸轴承材质多为普通灰铸铁或合金灰铸铁。其中，普通灰铸铁刚性低，变形大；为满足其高强度及高耐磨要求，合金铸件多采用较低碳当量、加入较多的钥、镍、铜、铬等合金元素，依靠合金强化来满足气缸轴承的强度、稳定性及耐磨性，但材质决定性能，这些材质抗拉强度及硬度很难有较大提升，往往不能满足当代高频化、高强化、高性能、长寿命压缩机要求，虽然通过合金提高灰铸铁的抗拉强度，然而加入钥、镍、铜等合金元素获得铸态贝氏体或等温淬火得到贝氏体组织，必然大大提高制造成本。
[0004]因此，现有的旋转式压缩机有待进一步改善。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种旋转式压缩机，该压缩机以蠕墨铸铁作为气缸和轴承材料，能够显著提高气缸和轴承的刚性、疲劳强度、抗拉强度和耐磨性。
[0006]在本发明的一个方面，本发明提出了一种旋转式压缩机，所述旋转式压缩机具有泵体、电机以及壳体，所述泵体包括轴承、驱动轴、气缸，所述气缸与所述轴承形成压缩腔室，所述轴承和所述气缸中的至少一个由蠕墨铸铁制成。由此，可以显著提高气缸和轴承的刚性、疲劳强度、抗拉强度和耐磨性。
[0007]另外，根据本发明上述实施例的旋转式压缩机还可以具有如下附加的技术特征:
[0008]在本发明的一些实施例中，所述轴承包括上轴承和下轴承，所述上轴承和下轴承中的至少一个由蠕墨铸铁制成。由此，可以显著提高轴承的刚性、疲劳强度、抗拉强度和耐磨性。
[0009]在本发明的一些实施例中，所述上轴承和下轴承均由蠕墨铸铁制成。由此，可以显著提高轴承的刚性、疲劳强度、抗拉强度和耐磨性。
[0010]在本发明的一些实施例中，所述蠕墨铸铁中的石墨以蠕虫状或者蠕虫状和少量球状形态存在。由此，可以抑制气缸和轴承裂纹的发生及扩展，从而显著提高气缸和轴承的抗拉强度和疲劳强度。
[0011]在本发明的一些实施例中，所述蠕墨铸铁的基体组织为珠光体或珠光体掺杂铁素体。由此，可以显著提高轴承的刚性、疲劳强度、抗拉强度和耐磨性。
[0012]在本发明的一些实施例中，所述蠕墨铸铁的硬度不小于HRB100。由此，可以进一步提高轴承的刚性、疲劳强度、抗拉强度和耐磨性。
[0013]在本发明的一些实施例中，所述蠕墨铸铁的弹性模量不小于103GPa。由此，可以进一步提高轴承的刚性、疲劳强度、抗拉强度和耐磨性。
[0014]在本发明的一些实施例中，所述蠕墨铸铁的弹性模量为140~170GPa。由此，可以进一步提高轴承的刚性、疲劳强度、抗拉强度和耐磨性。
[0015]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0017]图1是根据本发明实施例的旋转式压缩机的气缸和轴承的金相组织；
[0018]图2是采用灰铸铁制备旋转式压缩机的气缸和轴承的金相组织。
【具体实施方式】
[0019]下面参考附图详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0020]随着压缩机的研发，对气缸、轴承的强度、尺寸稳定性、耐磨性提出了更高的要求。现有技术中，气缸和轴承`材质多为普通灰铸铁或合金灰铸铁，其中，普通灰铸铁普遍存在刚性低和变形大等缺点，合金灰铸铁通过加入较低含量的碳和较多的钥、镍、铜和铬合金元素来提高压缩机气缸和轴承的强度、稳定性和耐磨性，然而提升空间往往有限，仍然无法满足当代高频化、高强化、高性能和长寿命的要求，同时，加入较多的合金元素导致压缩机成本大幅度提高。本发明的发明人通过对旋转式压缩机材质进行积极探索，旨在解决现有技术中的缺陷，得到具有高的刚性、高的疲劳强度、高的抗拉强度及耐磨性优异的气缸和轴承的旋转式压缩机。
[0021]为此，在本发明的一个方面，本发明提出了一种旋转式压缩机，该旋转式压缩机具有泵体、电机以及壳体，其中，泵体包括轴承、驱动轴、气缸，气缸与轴承形成压缩腔室，根据本发明的实施例，轴承和气缸中至少一个由蠕墨铸铁制成。
[0022]图1为根据本发明实施例的旋转式压缩机的气缸和轴承的金相组织，可见蠕墨铸铁中石墨形态短而厚，端部圆滑且分布均匀，可以有效抑制裂纹的发生及扩展，从而显著提高气缸和轴承的抗拉强度、疲劳强度、弹性模量及耐磨性，进而减少气缸和轴承的变形和断
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[0023]图2为现有的气缸和轴承中灰铸铁的金相组织，可见灰铸铁中的片状石墨其尖端部尖锐，易割裂基体，同时，在承受负荷时，尖部易产生应力集中，从而使得铸铁强度及韧性下降。
[0024]根据本发明实施例的旋转式压缩机以蠕墨铸铁作为气缸和轴承材料，与以往灰铸铁材质的压缩机相比，可以显著提高气缸和轴承的抗拉强度、疲劳强度、弹性模量及耐磨性，进而减少气缸和轴承的变形和断裂。
[0025]根据本发明的实施例，旋转式压缩机中的轴承包括上轴承和下轴承，根据本发明的具体实施例，上轴承和下轴承的材质并不受特别限制，根据本发明的具体示例，上轴承和下轴承中的至少一个可以由蠕墨铸铁制成，例如，上轴承和下轴承均由蠕墨铸铁制成。发明人发现，由蠕墨铸铁制成的轴承具有较高的刚性、疲劳强度、抗拉强度和耐磨性。
[0026]根据本发明的实施例，蠕墨铸铁中石墨形态并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，蠕墨铸铁中石墨以蠕虫状或者蠕虫状及少量球状形态存在。发明人发现，蠕墨铸铁中的石墨以蠕虫状或者蠕虫状及少量球状形态存在时，其抗拉强度在低高温都较片状石墨铸铁高，同时在高温下其抗拉强度较球状铸铁高。根据本发明的具体实施例，上述蠕墨铸铁中的石墨以蠕虫状存在的数量不小于50%。由此可以进一步提高蠕墨铸铁的抗拉强度等。
[0027]根据本发明的实施例，蠕墨铸铁的基体组织并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，蠕墨铸铁的基体组织可以为珠光体或珠光体掺杂铁素体。发明人发现，以珠光体或珠光体掺杂铁素体作为蠕墨铸铁的基体组织可以显著提高压缩机气缸和轴承的韧性，从而提高气缸和轴承的抗拉强度。
[0028]根据本发明的实施例，蠕墨铸铁的硬度并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，蠕墨铸铁的硬度不小于HRB100。根据本发明的实施例，蠕墨铸铁的弹性模量并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，蠕墨铸铁的弹性模量可以为不小于103GP，例如可以为140?150GPa。发明人发现，蠕墨铸铁的硬度不小于HRB100和弹性模量不小于103GPa时，可以显著提高压缩机气缸和轴承的抗拉强度、疲劳强度、弹性模量及耐磨性，进而减少气缸和轴承的变形和断裂。
[0029]下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
[0030]实施例1
[0031]蠕墨铸铁包含:硫含量为0.03质量％的原铁液，0.5质量％的稀土蠕化剂以及0.7
质量％的孕育剂。
[0032]采用上述蠕墨铸铁制备气缸和轴承，并对气缸和轴承力学性能进行测试，其抗拉强度为320?380MPa，弹性模量140?150GPa。
[0033]实施例2
[0034]蠕墨铸铁包含:硫含量为0.028质量％的原铁液，0.6质量％的稀土蠕化剂以及0.5
质量％的孕育剂。
[0035]采用上述蠕墨铸铁制备气缸和轴承，并对气缸和轴承力学性能进行测试，其抗拉强度为330?380MPa，弹性模量140?150GPa。
[0036]对比例I
[0037]灰铸铁包含:磷含量为0.06?0.25质量％的铁液，0.5质量％的孕育剂。
[0038]采用上述灰铸铁制备气缸和轴承，并对气缸和轴承力学性能进行测试，其抗拉强度为215MPa，弹性模量lOOGPa。
[0039]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。[0040]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种旋转式压缩机，所述旋转式压缩机具有泵体、电机以及壳体，所述泵体包括轴承、驱动轴、气缸，所述气缸与所述轴承形成压缩腔室，其特征在于， 所述轴承和所述气缸中的至少一个由蠕墨铸铁制成。
2.根据权利要求1所述旋转式压缩机，其特征在于，所述轴承包括上轴承和下轴承，所述上轴承和下轴承中的至少一个由蠕墨铸铁制成。
3.根据权利要求2所述旋转式压缩机，其特征在于，所述上轴承和下轴承均由蠕墨铸铁制成。
4.根据权利要求1-3任一项所述旋转式压缩机，其特征在于，所述蠕墨铸铁中的石墨以蠕虫状或者蠕虫状和球状形态存在。
5.根据权利要求1-3任一项所述旋转式压缩机，其特征在于，所述蠕墨铸铁的基体组织为珠光体或珠光体掺杂铁素体。
6.根据权利要求1-3任一项所述旋转式压缩机，其特征在于，所述蠕墨铸铁的硬度不小于 HRBlOO。
7.根据权利要求1-3任一项所述旋转式压缩机，其特征在于，所述蠕墨铸铁的弹性模量不小于103GPa。
8.根据权利要求7所述旋转式压缩机，其特征在于，所述蠕墨铸铁的弹性模量为140?170GPa。
【文档编号】F04C29/00GK103775342SQ201410005545
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月6日 优先权日:2014年1月6日
【发明者】夏小鸽, 江波, 梁双建 申请人:广东美芝制冷设备有限公司