[发明专利]形成涡旋件的方法以及涡旋件

说明书

本申请是申请号为200810099173.8、申请日为2002年8月28日、发明名称为“粉末金属涡旋件”的专利申请的分案申请。另外，200810099173.8专利申请又是申请号为02141404.1、申请日为2002年8月28日、发明名称为“粉末金属涡旋件”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明通常涉及压缩机，尤其是涉及一种形成压缩机的部件的方法。

背景技术

目前制造涡旋件的方法是熔融金属法（“铸造”）。通常，液体灰铸铁特别形成合金、进行孕育（inoculate）并倒入腔体内，然后再固化后形成涡旋件。目前的铸造方法生成涡旋件的毛坯铸件，其线性尺寸精度为大约+/-0.020英寸每英寸。而且，因为由铸造所引起的固有的冶金表面不规则或变形，除了导致形成大约0.060+/-0.020英寸的总余量和变量的该公差外还必须加上额外的需要机械加工去除的机械加工余量（大约0.060英寸）。因为砂子（或陶瓷）与金属的界面在固化和冷却时发生复杂的热力学、动力学和冶金/化学方面的相互作用，因此产生趋肤效应（skin effect）。

用于铸造方法中的模具包括砂子、粘接剂和/或陶瓷涂层，熔融金属将流入该模具中，且该模具的结构并不完全为刚性。当液态铁与模具壁面接触时，将向该模具施加压力，这使得模具壁面膨胀。灰铸铁尤其易于固化膨胀，因为碳或石墨含量高。该现象是所述尺寸变化和公差增大的主要原因。

为了能合适地工作，涡旋件必须没有泄漏、磨损或破裂，因此必须保证非常精确的最终尺寸。为此，需要对毛坯铸件进行大量、复杂和昂贵的机械加工，以便通过目前铸件加工方法将它们转变成可用的涡旋件。因此，由于目前的铸造方法的前述能力，过多的机械加工余量是大批量生产的主要障碍，因为需要进行机械加工以切去一定量的材料。最难进行机械加工的涡旋件区域是渐开线涡旋结构自身。铣该部分将引起最大的工具磨损，并花费最长的加工时间。因此，“渐开线涡旋结构”的尺寸精度是最重要的。

发明内容

本文所述的两种基本类型的粉末金属制造方法能够以“趋肤效应”层更少和尺寸公差更好的方式制造涡旋件，同时还能满足涡旋件工作所需的严格应力和压力要求。它们是金属注入模制和普通挤压和粉末烧结冶金技术。这两种方法都有在粉末冶金实践中使用的相关实施例，并可用于制造接近净形状的涡旋件或制造净形状的涡旋件。该涡旋件既可以整体形成，也可以以部件方式形成，然后连接在一起，以形成整个涡旋件。

通常，本发明涉及在形成涡旋件压缩机的涡旋件的过程中使用粉末金属。可以考虑整个涡旋件都利用粉末金属技术形成。还可以考虑，涡旋件压缩机部件的一部分利用粉末冶金技术制造。这些部分例如涡旋件的渐开线部分，该部分需要极高的尺寸公差，然后再将它们固定在涡旋件的、通过例如铸造、锻造等方法形成的其它部分上，或者甚至固定在其它粉末金属部分上。

通过下面的详细说明，能够更好地理解本发明的应用领域。应当知道，表示本发明优选实施例的详细说明和特定实例都是为了解释目的，不是对本发明范围的限定。

附图说明

通过详细说明和附图，能够更好地理解本发明，附图中：

图1－2是本发明的涡旋件；

图3a－3b是本发明第二实施例的涡旋件的分解透视图；

图4a－4b是本发明第三实施例的涡旋件的分解透视图；

图5a－5b是本发明第四实施例的涡旋件的分解透视图；

图6是本发明第五实施例的分解图；

图7－7e是涡旋件渐开线与基座之间的交界面的可选截面；以及

图8－10是本发明的涡旋件的冶金结构的显微照片。

具体实施方式

下面将参考附图，附图中是为了举例表示本发明的优选实施例，而不是为了进行限定。图1－2表示了根据本发明制造的涡旋件的透视图。

渐开线涡旋结构10与基板12连接，该基板12由基座14和轮毂16形成。所示渐开线涡旋结构10是粉末金属的，而基板12是（最小Grade 30）灰铸铁的。优选是，由于经济原因，该基板12由普通的砂铸方法制成，例如垂直分模法（DISA等）。