空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤的制備方法，包括：模具制作、混合粉末的選用：霧化粉：60-70％；所述的霧化粉具有由以下重量份的各組分組成：鐵70-80份，鎳5-8份，Y?2-6份；合金粉：30-40％；所述的合金粉具有由以下重量百分比的各組分組成：鎳1～3％，銅4～12％，鉬?0.5～2％，鉻8-15％，石墨0.2～0.8％，其余為鐵；分別壓制出圓盤和螺旋槽作為一個(gè)整體的成型件、管體的成型件；二者接觸面上涂上焊膠，彼此粘結(jié)在一起，構(gòu)成完整的空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤；燒結(jié)、熱處理得空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤。本發(fā)明具有壓制過程不易發(fā)熱、變形，強(qiáng)度和硬度高，不易磨損能適應(yīng)動(dòng)盤嚴(yán)苛的使用環(huán)境且可以大規(guī)模應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤【技術(shù)領(lǐng)域】，具體設(shè)計(jì)一種空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]空氣壓縮機(jī)的動(dòng)盤，是壓縮機(jī)中至關(guān)重要的機(jī)械用件，其結(jié)構(gòu)一般包括螺旋槽，圓盤和管體，三者依次連接構(gòu)成完整的動(dòng)盤；動(dòng)盤隨著管體內(nèi)部軸承的帶動(dòng)做軸向旋轉(zhuǎn)，空氣由螺旋槽形成的壓縮腔由外到內(nèi)體積逐漸縮小，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣的壓縮。在該過程，動(dòng)盤要受到氣體體積變化帶來的沖擊壓力，以及高速旋轉(zhuǎn)帶來的沖擊力；因此，要求構(gòu)成完整的動(dòng)盤螺旋槽，圓盤和管體的三個(gè)部分結(jié)構(gòu)緊湊、牢固，性能穩(wěn)定。
[0003]但是，上述三個(gè)部分，傳統(tǒng)工藝均是采用的將三者分別機(jī)加工出來，然后進(jìn)行焊接組合，由于三部分彼此之間均要焊接組合，特別是螺旋槽與圓盤之間的焊接，由于螺旋槽面積大、同時(shí)與圓盤之間的接觸面積小，接觸面狹窄，不易焊接，就會(huì)造成焊接不牢固，長(zhǎng)期使用容易開裂的風(fēng)險(xiǎn)。為了規(guī)避上述風(fēng)險(xiǎn)， 申請(qǐng)人:于2009年研發(fā)了一種通過粉末冶金的方法制備完整動(dòng)盤的工藝，雖然一定程度上解決了焊接帶來的上述風(fēng)險(xiǎn)；但是該粉末冶金方法制備的產(chǎn)品，完全采用整體金屬粉末壓制，由于整體工件比較大，且粉末金屬中含有鋁，這樣在壓制成型過程很容易發(fā)熱、變形，造成成品率下降，次品率升高；此外，由于材料沒有公開后期具體的熱處理工藝，材料最終性能的獲得不好控制因此，造成材料脆性大、強(qiáng)度和硬度低，容易磨損；另外，由于材料本身用料單一，僅僅采用霧化粉和合金粉兩種，而合金粉作為其中的關(guān)鍵材料，并沒有具體限定其組分組成，導(dǎo)致其硬度和加工性能模糊，不能滿足動(dòng)盤嚴(yán)苛的使用環(huán)境；因此，在一定程度上仍然限制該產(chǎn)品的大規(guī)模應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種壓制過程不易發(fā)熱、變形，強(qiáng)度和硬度高，不易磨損能適應(yīng)動(dòng)盤嚴(yán)苛的使用環(huán)境且可以大規(guī)模應(yīng)用的空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤的制備方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤的制備方法，該方法步驟包括:
[0006](I)模具制作:用車床加工出動(dòng)盤的管體的模具，用線切割機(jī)床加工出動(dòng)盤的螺旋槽的模具，用數(shù)控成型機(jī)床加工出動(dòng)盤剩余部分即圓盤的模具；
[0007](2)混合粉末的選用:
[0008]霧化粉:60-70%;
[0009]所述的霧化粉具有由以下重量份的各組分組成:鐵70-80份，鎳5-8份，Y 2-6份；
[0010]合金粉:30-40%;
[0011]所述的合金粉具有由以下重量百分比的各組分組成:鎳I?3%，銅4?12%，鑰0.5?2%，鉻8-15%石墨0.2?0.8%，其余為鐵；
[0012]將上述組分在混料筒中進(jìn)行混合加工；
[0013](3)壓形:用干粉成型液壓機(jī)將步驟(2)混合好的粉末放置于步驟⑴制備好的模具內(nèi)，分別壓制出圓盤和螺旋槽作為一個(gè)整體的成型件、管體的成型件，壓力數(shù)值為660 ?760MPa ；
[0014](4)涂焊膠:將步驟(3)壓制成型的圓盤和螺旋槽作為一個(gè)整體的成型件與管體的成型件的接觸面上涂上焊膠，彼此粘結(jié)在一起，構(gòu)成完整的空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤；
[0015](5)燒結(jié):用燒結(jié)爐對(duì)步驟(4)的空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1120?1350°C，燒結(jié)時(shí)間為10-18分鐘，然后隨爐冷卻降至室溫，進(jìn)行打磨、拋光；
[0016](6)熱處理:將步驟(5)打磨、拋光后的工件先淬火，淬火溫度為800?950°C，淬火時(shí)間1.5-2.5小時(shí)；再進(jìn)行回火，回火溫度為120?180°C，回火時(shí)間1_1.5小時(shí)，然后冷卻到室溫，得到空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤。
[0017]本發(fā)明上述霧化粉和合金粉要求為大小100?300目的粉狀材料。
[0018]本發(fā)明步驟(4)的焊膠為ZS-1071耐高溫?zé)o機(jī)粘合劑，如北京志盛威華公司生產(chǎn)的ZS-1071耐高溫?zé)o機(jī)粘合劑，可耐1800度高溫，粘結(jié)性能不受到高溫環(huán)境影響；燒結(jié)后兩部件之間連接牢固。
[0019]本發(fā)明上述合金粉中各組分作用如下:
[0020]鎳:鎳能強(qiáng)化鐵素體并細(xì)化珠光體，總的效果是提高強(qiáng)度。
[0021]銅:能提高強(qiáng)度和屈服比以及耐磨性能。
[0022]鑰:能提高了產(chǎn)品的強(qiáng)度和硬度，從而增加動(dòng)盤整體的機(jī)械性能。
[0023]鉻:能增加鋼的淬透性并有二次硬化作用?？商岣哂捕群湍湍バ远皇逛撟兇?。
[0024]石墨:能增加材料的耐磨損性能，同時(shí)提高工件強(qiáng)度。
[0025]本發(fā)明步驟(I)所述的數(shù)控機(jī)床為CA20浸水式精密數(shù)控慢走絲線切割機(jī)床和SA20數(shù)控精密電火花成型機(jī)；步驟(2)中所述的混料筒為HL500型混料筒。步驟(3)所述的干粉成型液壓機(jī)為FS79Z-1000型干粉自動(dòng)成型液壓機(jī)。
[0026]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0027]1.本發(fā)明通過對(duì)粉末冶金原料進(jìn)行合理的配比和設(shè)置，使得最終得到的動(dòng)盤達(dá)到高強(qiáng)度，高硬度和耐磨性高的性能；在配方中適當(dāng)?shù)脑黾予€和鉻等元素，有效提高了上述性能，使得制備出的產(chǎn)品強(qiáng)度和硬度高；添加石墨不易磨損能適應(yīng)動(dòng)盤嚴(yán)苛的使用環(huán)境且可以大規(guī)模應(yīng)用；霧化粉采用，具有顆粒均勻、采用鐵70-80份，鎳5-8份，Y 2-6份，其中Y作為稀土元素能有效提高材料的機(jī)械性能，同時(shí)可以保證霧化粉與合金粉充分混合、結(jié)合牢固，制備出的產(chǎn)品圍觀結(jié)構(gòu)緊密、強(qiáng)度大。
[0028]2.本發(fā)明是首次采用先將兩部分部件分別粉末金屬壓制成型，然后再通過對(duì)制備出的粗工件進(jìn)行兩部分涂上焊膠粘結(jié)后進(jìn)行燒結(jié)的工藝；由于采用將圓盤和螺旋槽作為一個(gè)整體的成型件、管體的成型件分別壓制成型，且粉末金屬不含有鋁，因此在壓制成型過程不易發(fā)成發(fā)熱、變形，提高了成品率；同時(shí)燒結(jié)后進(jìn)行熱處理，具體為淬火溫度為800?950°C，淬火時(shí)間1.5-2.5小時(shí)；再進(jìn)行回火，回火溫度為120?180°C，回火時(shí)間1-1.5小時(shí)，然后冷卻到室溫，得到空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤其機(jī)械性能更加優(yōu)異，不會(huì)出現(xiàn)脆性大、易開裂的不足，而是能有效提高耐脆性，大大增加了使用壽命以滿足動(dòng)盤嚴(yán)苛的使用環(huán)境要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1本發(fā)明工藝制備的動(dòng)盤結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2圖1的的A-A剖視圖。
[0031]如圖所示:1.螺旋槽，2.圓盤，3.管體。

【具體實(shí)施方式】
[0032]如圖1-2所示的空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤的制備方法，【具體實(shí)施方式】如下:
[0033]實(shí)施例1
[0034](I)模具制作:用車床加工出動(dòng)盤的管體3的模具，用線切割機(jī)床加工出動(dòng)盤的螺旋槽I的模具，用數(shù)控成型機(jī)床加工出動(dòng)盤剩余部分即圓盤2的模具；
[0035](2)混合粉末的選用:
[0036]霧化粉:60%;
[0037]所述的霧化粉具有由以下重量份的各組分組成:鐵80份，鎳8份，Y6份；(霧化粉采用行業(yè)常規(guī)技術(shù)，如先將三種組分感應(yīng)爐內(nèi)氬氣氣氛保護(hù)下加熱熔融成合金，然后將合金采用緊耦合式霧化噴嘴，霧化溫度1600K，氬氣壓力3.0MPa下進(jìn)行霧化出來得到霧化粉)
[0038]合金粉:40%;
[0039]所述的合金粉具有由以下重量百分比的各組分組成:鎳2%，銅6%，鑰1%，鉻10%石墨0.5%，其余為鐵；
[0040]將上述組分在混料筒中進(jìn)行混合加工；
[0041](3)壓形:用干粉成型液壓機(jī)將步驟(2)混合好的粉末放置于步驟(I)制備好的模具內(nèi)壓制成形，壓力數(shù)值為750-760MPa ；
[0042](4)涂焊膠:將步驟(3)壓制成型的圓盤和螺旋槽作為一個(gè)整體的成型件與管體的成型件的接觸面上涂上焊膠，彼此粘結(jié)在一起，構(gòu)成完整的空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤；
[0043](5)燒結(jié):用燒結(jié)爐對(duì)步驟(3)壓制成形的工件進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1120?1350°C，燒結(jié)時(shí)間為12-15分鐘，然后隨爐冷卻降至室溫，進(jìn)行打磨、拋光；
[0044](6)熱處理:將步驟(4)打磨、拋光后的工件先淬火，淬火溫度為800?850°C，淬火時(shí)間1.5-2小時(shí)；再進(jìn)行回火，回火溫度為170-180°C，回火時(shí)間1-1.5小時(shí)，然后冷卻到室溫，得到空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤。
[0045]實(shí)施例2
[0046](I)模具制作:用車床加工出動(dòng)盤的管體模具，用線切割機(jī)床加工出動(dòng)盤的螺旋槽模具，用數(shù)控成型機(jī)床加工出動(dòng)盤剩余部分的模具；
[0047](2)混合粉末的選用:
[0048]霧化粉:70%;
[0049]所述的霧化粉具有由以下重量份的各組分組成:鐵75份，鎳6份，Y5份；
[0050]合金粉:30%;
[0051]所述的合金粉具有由以下重量百分比的各組分組成:鎳1%，銅10%，鑰1.5%，鉻15%石墨0.6%，其余為鐵；
[0052]將上述組分在混料筒中進(jìn)行混合加工；
[0053](3)壓形:用干粉成型液壓機(jī)將步驟(2)混合好的粉末放置于步驟⑴制備好的模具內(nèi)壓制成形，壓力數(shù)值為740?760MPa ；
[0054](4)涂焊膠:將步驟(3)壓制成型的圓盤和螺旋槽作為一個(gè)整體的成型件與管體的成型件的接觸面上涂上焊膠，彼此粘結(jié)在一起，構(gòu)成完整的空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤；
[0055](5)燒結(jié):用燒結(jié)爐對(duì)步驟(3)壓制成形的工件進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200?1300°C，燒結(jié)時(shí)間為10-18分鐘，然后隨爐冷卻降至室溫，進(jìn)行打磨、拋光；
[0056](6)熱處理:將步驟(4)打磨、拋光后的工件先淬火，淬火溫度為900_950°C，淬火時(shí)間2小時(shí)；再進(jìn)行回火，回火溫度為170-180°C，回火時(shí)間1-1.5小時(shí)，然后冷卻到室溫，得到空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤。
[0057]實(shí)驗(yàn)依據(jù):在軸承帶動(dòng)正向與反向旋轉(zhuǎn)50000個(gè)循環(huán)的情況下無任何異常。
[0058]試驗(yàn)或校正結(jié)果記錄:取樣一件，在驅(qū)動(dòng)軸正向50ο,反向50ο,循環(huán)頻率0.6赫茲的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，至循環(huán)270000次停止實(shí)驗(yàn)，功能正常，經(jīng)拆解后發(fā)現(xiàn)僅輕微磨損。
[0059]實(shí)測(cè)維氏硬度:HV680?410。
[0060]從上述實(shí)驗(yàn)可知，本發(fā)明的粉末冶金傳動(dòng)齒輪具有高強(qiáng)度、高硬度、耐磨損的優(yōu)點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤的制備方法，其特征在于:該方法步驟包括: (1)模具制作:用車床加工出動(dòng)盤的管體(3)的模具，用線切割機(jī)床加工出動(dòng)盤的螺旋槽(I)的模具，用數(shù)控成型機(jī)床加工出動(dòng)盤剩余部分即圓盤(2)的模具； (2)混合粉末的選用: 霧化粉:60-70% ； 所述的霧化粉具有由以下重量份的各組分組成:鐵70-80份，鎳5-8份，Y 2-6份； 合金粉:30-40% ； 所述的合金粉具有由以下重量百分比的各組分組成:鎳I?3%，銅4?12%，鑰0.5?2%，鉻8-15%石墨0.2?0.8%，其余為鐵； 將上述組分在混料筒中進(jìn)行混合加工； (3)壓形:用干粉成型液壓機(jī)將步驟(2)混合好的粉末放置于步驟(I)制備好的模具內(nèi)，分別壓制出圓盤和螺旋槽作為一個(gè)整體的成型件、管體的成型件，壓力數(shù)值為660?760MPa ； (4)涂焊膠:將步驟(3)壓制成型的圓盤和螺旋槽作為一個(gè)整體的成型件與管體的成型件的接觸面上涂上焊膠，彼此粘結(jié)在一起，構(gòu)成完整的空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤； (5)燒結(jié):用燒結(jié)爐對(duì)步驟⑷的空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1120?1350°C，燒結(jié)時(shí)間為10-18分鐘，然后隨爐冷卻降至室溫，進(jìn)行打磨、拋光； (6)熱處理:將步驟(5)打磨、拋光后的工件先淬火，淬火溫度為800?950°C，淬火時(shí)間1.5-2.5小時(shí)；再進(jìn)行回火，回火溫度為120?180°C，回火時(shí)間1-1.5小時(shí)，然后冷卻到室溫，得到空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤的制備方法，其特征在于:所述的合金粉和霧化粉顆粒大小100?300目的粉狀材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣壓縮機(jī)動(dòng)盤的制備方法，其特征在于:步驟(4)所述的焊膠為ZS-1071耐高溫?zé)o機(jī)粘合劑。
【文檔編號(hào)】C22C38/44GK104148646SQ201410412685
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】潘成群 申請(qǐng)人:寧波市群星粉末冶金有限公司