[发明专利]合金铸铁和采用该合金铸铁的旋转活塞的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金铸铁和采用该合金铸铁制造用于回转式压缩机的旋转活塞的方法。

背景技术

通常，压缩机包括一在机壳内部空间产生驱动动力的驱动马达，和一联接于驱动马达且压缩制冷剂的压缩装置(compression unit)。根据制冷剂压缩方法，压缩机可以分为多种类型。例如，就回转式压缩机的情况来说，该压缩装置包括一形成压缩空间的汽缸(cylinder)，一将汽缸的压缩空间分成一吸气室和一排气室的叶片，多个用于支撑叶片并与汽缸一起形成压缩空间的承载部件，和一通过转动安装在汽缸内的旋转活塞(rolling piston)。

叶片被插入到汽缸的叶片槽里，并且由于叶片的端部被固定于旋转活塞的外周部而将压缩空间分成两部分。在压缩过程中，叶片持续地在叶片槽内滑动。这里，叶片应当具有高强度和高耐磨性(abrasion resistance)，因为它需要持续地接触高温和高压的制冷剂，并且与旋转活塞和轴承保持连接状态以防止制冷剂泄露。

如同叶片一样，旋转活塞也需要具有高耐磨性，因为它通过线性接触(linearly-contacting)叶片同时接触汽缸的内周表面来进行滑动运动。

发明内容

技术问题

然而，传统的旋转活塞有以下问题。首先，由于传统旋转活塞是由硬度(HRC)为30～40的灰口铸铁制成，当压缩机长时间工作时，它可能会磨损。这可能导致制冷剂的泄露。特别是，诸如HFC的新制冷剂替代了因破坏臭氧层而被停止使用的CFC，其具有比CFC更差的润滑功能。再者，由于压缩机因采用用于降低能源消耗的变频器(inverter)而具有较高的驱动速度或较高的驱动压力，旋转活塞需要比传统旋转活塞具有更高的耐磨性。

为了提高耐磨性，传统的旋转活塞是采用通过将多种类型元素添加到灰口铸铁而获得的合金铸铁来制造的。更具体地说，将Mo、Ni、Cr等添加到灰口铸铁以提高耐磨性或硬度。然而，Mo，Ni，Cr等的高成本相当于合金铸铁的原料成本的40％，可能导致制造成本增加。

技术方案

因此，本发明的一个目的是为了提供用于以比现有技术更低的成本制造旋转活塞的合金铸铁。

本发明的另一个目的是为了提供一种以比现有技术相更低的成本制造旋转活塞的方法。

为了达到这些和其他的优点以及根据本发明的目的，如在本文中具体体现的和广义描述的，本发明提供一种合金铸铁，其由以重量计3.0～3.5％的碳(C)、2.2～2.4％的硅(Si)、0.5～1.0％的锰(Mn)、0.1～0.3％的磷(P)、0.06～0.08％的硫(S)、0.7～1.0％的铬(Cr)、0.6～1.0％的铜(Cu)、和由Fe和不可避免的杂质形成的剩余物组成，其中形成以体积计3～8％的斯氏体结构。

该合金铸铁可以经历包括淬火和回火在内的热处理。可以如下实施淬火：使合金铸铁在900±10℃保持90～150分钟，然后油冷该合金铸铁至50～90℃，然后使该合金铸铁在50～90℃保持5～7小时。

可以如下实施回火：使该合金铸铁在250±10℃保持150～210分钟，然后在空气中冷却该合金铸铁至室温。

回火后的合金铸铁的洛氏硬度(Rockwell hardness)可以为45～55。

为了实现这些和其他的优点以及根据本发明的目的，如在本文中具体化和广义描述的，本发明还提供一种制备用于回转式压缩机的旋转活塞的方法，该方法包括：熔炼步骤，其中制备熔融金属，所述熔融金属由3.0～3.5％的碳(C)、2.2～2.4％的硅(Si)、0.5～1.0％的锰(Mn)、0.1～0.3％的磷(P)、0.06～0.08％的硫(S)、0.7～1.0％的铬(Cr)、0.6～1.0％的铜(Cu)和由铁和不可避免的杂质形成的剩余物组成；浇铸步骤，其中将该熔融金属倒入模具(mold)中并冷却，由此制备其中形成以体积计3～8％的斯氏体结构的半制品；磨削步骤，其中将冷却后的半制品磨削成指定的形状；和热处理步骤，其中对磨削后的半制品进行热处理以达到45～55的硬度。

热处理步骤可以包括淬火和回火。可以如下实施淬火：使合金铸铁在900±10℃保持90～150分钟，然后油冷该合金铸铁至50～90℃，然后使该合金铸铁在50～90℃保持5～7小时。并且，可以如下实施回火：使合金铸铁在250±10℃保持150～210分钟，然后在空气中冷却该合金铸铁至室温。

发明有益效果

本发明可以具有以下优点。