專利名稱：相互匹配的壓縮機(jī)葉片基材和潤(rùn)滑劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)、冰箱制冷用旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，尤指用于環(huán)保型旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中的葉片基材和潤(rùn)滑劑。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)由于其效率高，體積小，重量輕，近年來得到了廣泛的應(yīng)用。圖1為一旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)氣缸部分的示意圖，在氣缸1中，偏心配置一圓柱形滾動(dòng)活塞2，該活塞2與氣缸1的圓柱面相切，形成一月牙狀空間，安裝在氣缸體滑槽中的葉片3在彈簧4的作用下，緊貼活塞2的圓柱面，將所述月牙形空間分為吸氣室5和排氣室6。當(dāng)活塞2偏心旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于吸氣腔5和排氣腔6的大小不斷變化，將從吸氣口7吸入的氣體壓縮后從排氣口8排出。在該壓縮機(jī)中，由于葉片3的前端始終緊貼旋轉(zhuǎn)的活塞2的圓柱面，其接觸部分極易磨損，因此所述葉片的材質(zhì)與潤(rùn)滑狀況對(duì)提高壓縮機(jī)的可靠性至關(guān)重要。
原有的非環(huán)保型旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，一般以高速工具鋼為葉片材料，以CFC(如R22)為工質(zhì)，以礦物油為潤(rùn)滑劑，由于R22中含有一個(gè)氯原子，可以在滑動(dòng)部件表面形成一層耐磨的金屬氯化物，從而可以減少滑動(dòng)部分的摩擦和磨損。但CFC對(duì)臭氧層的破壞已被當(dāng)作全球性的環(huán)境問題。一種替代的致冷劑是不含氯的HFC。與CFC比較，使用HFC盡管減輕了對(duì)環(huán)境的破壞，但由于HFC與礦物油不相溶，會(huì)使致冷劑的潤(rùn)滑特性和潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑特性變差，導(dǎo)致葉片與活塞接觸部位磨損加劇，無法滿足壓縮機(jī)的可靠性要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是從改進(jìn)葉片的材質(zhì)和優(yōu)選潤(rùn)滑劑入手，提出一組適用于環(huán)保型旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的相互匹配的壓縮機(jī)葉片基材和潤(rùn)滑劑，從而改善葉片與活塞之間的潤(rùn)滑性能，降低葉片的磨損。
本發(fā)明提出的一組用于環(huán)保型旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中的相互匹配的壓縮機(jī)葉片基材和潤(rùn)滑劑，其中葉片的基材為一種經(jīng)浸硫氮化處理的高速工具鋼，潤(rùn)滑劑采用多元醇類油(POE油)。
所述高速工具鋼的一組化學(xué)組成可以為C為0.8～0.9％，Si≤0.40％，Mn≤0.40％，P≤0.030％，S為0.030％，Cr為3.80～4.50，Mo為4.50～5.50％，W為5.50～6.70％，V為1.60～2.20％，其余為Fe。
所述高速工具鋼葉片的浸硫氮化處理工藝為(1)將含硫磺的氰酸(MCNO)為基本鹽的堿金屬鹽在565±5℃條件下加熱保溫；(2)將待加工葉片浸入熔化的鹽浴中，在其表面附近形成化合物層，在該化合物層下層，形成氮原子擴(kuò)散于母材的擴(kuò)散層。
所述多元酯類油(POE油)系由多元混合醇，如新戊醇、三甲基丙醇或季戊四醇，和直鏈或支鏈酸反應(yīng)生成，這類酯與HFC制冷劑有良好的相溶性，使用于HFC設(shè)備中的POE油，通常為直鏈、支鏈或混合型，如季戊酯。
本發(fā)明的效果在于1.由于高速工具鋼經(jīng)過浸硫氮化處理后，生成的化合層由多孔質(zhì)層和氮化物(主要成分為Fe3N)的單一組織，可有效地消除粘著磨損，提高葉片的耐磨損性能，同時(shí)，由硫化物和氮化物組成的多孔質(zhì)層有存儲(chǔ)潤(rùn)滑油的作用，可提高葉片表面的潤(rùn)滑性能；2.POE油與HFC制冷劑有良好的相溶性，并具有良好的潤(rùn)滑性、低揮發(fā)性、高溶解度以及良好的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性。
所以，經(jīng)浸硫氮化處理的高速工具鋼與多元醇類油匹配，可提高葉片的耐磨損性和表面潤(rùn)滑性，降低磨損，提高運(yùn)行可靠性，對(duì)提高系統(tǒng)效率有利。
試驗(yàn)證明采用原高速工具鋼(SKH51)的葉片與R407C制冷劑和POE油共用的壓縮機(jī)經(jīng)過較長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行后，葉片前端嚴(yán)重磨耗，且葉片前端圓弧方向有較深的劃痕。而將經(jīng)浸氮硫化處理的葉片與R407C制冷劑及POE油裝機(jī)后進(jìn)行壓縮機(jī)長(zhǎng)期壽命運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，葉片無明顯磨耗，表明在使用R407C制冷劑的前提下，該葉片與POE油相匹配，具有良好的耐磨損性能。經(jīng)浸硫氮化處理的葉片、POE油和HFC冷凍油共同使用時(shí)，可大幅度降低葉片的磨損，從而提高了壓縮機(jī)運(yùn)行的可靠性。


圖1為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)氣缸部分的示意圖；圖2為葉片經(jīng)浸硫氮化處理后的表層金相結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式在本實(shí)施例中，用于所述葉片的高速工具鋼的化學(xué)成分為C為0.8～0.9％，Si≤0.4％，Mn≤0.40％，P≤0.030％，S為0.030％，Cr為3.80～4.50，Mo為4.50～5.50％，W為5.50～6.70％，V為1.60～2.20％，其余為Fe。其硬度應(yīng)達(dá)到HRC58～65。
所述高速工具鋼葉片的浸硫氮化處理工藝為(1)將含硫磺的氰酸(MCNO)為基本鹽的堿金屬鹽在565±5℃條件下加熱保溫；(2)將待加工葉片浸入熔化鹽浴中，在其表面附近形成化合物層，在該化合物層的下層，形成氮原子擴(kuò)散于母材的擴(kuò)散層。
所述化合物層11是由硫化物和氮化物組成的多孔質(zhì)層11a及該多孔質(zhì)層下面的氮化物(主要成分為Fe3N)的單一組織11b組成，化合物層的厚度小于30μm，其下層為氮原子擴(kuò)散于母材的擴(kuò)散層12，參見圖2。該擴(kuò)散層的硬度應(yīng)達(dá)到如下要求將葉片切斷，使用顯微維氏硬度計(jì)，載荷為2.94N，測(cè)定位置距表面30μm深度處(參見圖2中的A點(diǎn)處)的擴(kuò)散層硬度，應(yīng)在HMV800以上。
所述多元酯類油(POE油)系由多元混合醇，如新戊醇、三甲基丙醇或季戊四醇，和直鏈或支鏈酸反應(yīng)生成。其分子式為 使用于HFC設(shè)備中的POE油，通常為直鏈、支鏈或混合型，如季戊酯，其粘度等級(jí)一般選取為61-75cSt。這類酯與HFC制冷劑有良好的相溶性，并具有良好的潤(rùn)滑性、低揮發(fā)性、高溶解度以及良好的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保型旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中的相互匹配的壓縮機(jī)葉片基材和潤(rùn)滑劑，其特征在于所述基材為一種經(jīng)浸硫氮化處理的高速工具鋼，所述潤(rùn)滑劑采用多元醇類油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述相互匹配的壓縮機(jī)葉片基材和潤(rùn)滑劑，其特征在于所述高速工具鋼的化學(xué)成分為C為0.8～0.9％，Si≤0.4％，Mn≤0.40％，P≤0.030％，S為0.030％，Cr為3.80～4.50，Mo為4.50～5.50％，W為5.50～6.70％，V為1.60～2.20％，其余為Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相互匹配的壓縮機(jī)葉片基材和潤(rùn)滑劑，其特征在于所述高速工具鋼葉片的浸硫氮化處理工藝為(1)將含硫磺的氰酸(MCNO)為基本鹽的堿金屬鹽在565±5℃條件下加熱保溫；(2)將待加工葉片浸入熔化的鹽浴中，在其表面附近形成化合物層，在該化合物層下層，形成氮原子擴(kuò)散于母材的擴(kuò)散層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相互匹配的壓縮機(jī)葉片基材和潤(rùn)滑劑，其特征在于所述高速工具鋼的硬度為HRC58～65。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相互匹配的壓縮機(jī)葉片基材和潤(rùn)滑劑，其特征在于所述高速工具鋼的化合物層系由硫化物和氮化物組成的多孔質(zhì)層及在其下面為氮化物(主要成分為Fe3N)的單一組織組成，所述化合物層的厚度小于30μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相互匹配的壓縮機(jī)葉片基材和潤(rùn)滑劑，其特征在于所述葉片的擴(kuò)散層(在垂直長(zhǎng)度方向切斷，使用顯微維氏硬度計(jì)，載荷為2.94N，測(cè)定位置距表面30μm深度處)的硬度在HMV800以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相互匹配的壓縮機(jī)葉片基材和潤(rùn)滑劑，其特征在于所述多元醇類油通常為直鏈、支鏈或混合型，其粘度為61-75cSt。
全文摘要
一組適用于環(huán)保型旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的、相互匹配的壓縮機(jī)葉片基材和潤(rùn)滑劑,所述葉片的基材為一種經(jīng)浸硫氮化處理的高速工具鋼,潤(rùn)滑劑采用多元醇類油(POE油)。葉片浸硫氮化處理工藝為:將含硫磺的氰酸為基本鹽的堿金屬鹽在565℃下加熱保溫;將葉片浸入熔化的鹽浴中,在其表面附近形成化合物層,下層形成氮原子擴(kuò)散層。高速工具鋼經(jīng)處理后生成的化合層可有效地消除粘著磨損和擦損,并有儲(chǔ)油作用,POE油與HFC制冷劑有良好的相溶性,并具有良好的潤(rùn)滑性、低揮發(fā)性、高溶解度以及良好的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性。經(jīng)浸硫氮化處理的高速工具鋼與多元醇類油匹配,可提高葉片的耐磨損性和表面潤(rùn)滑性,降低磨損,提高運(yùn)行可靠性。
文檔編號(hào)F04C29/02GK1330225SQ0112640
公開日2002年1月9日 申請(qǐng)日期2001年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月3日
發(fā)明者沈建芳, 蘇志軍, 楊軍, 樂紅勝, 趙潺, 劉春慧 申請(qǐng)人:上海日立電器有限公司