[发明专利]摩擦副组件、气浮轴承组件和空气压缩机

说明书

本申请提供一种摩擦副组件、气浮轴承组件和空气压缩机。该摩擦副组件包括第一摩擦件，采用镍基合金制作而成；第二摩擦件，采用铁基合金制作而成；所述第一摩擦件和所述第二摩擦件构成摩擦副；所述铁基合金强度与所述镍基合金强度之比为：0.8～0.9。将摩擦副的两个摩擦件分别采用镍基合金和铁基合金制成，可以解决同金属基体间黏着磨损问题，避免摩擦副之间发生干摩擦的情形，可以进一步提高耐磨性，通过硬度差进行配合，降低转子与箔片之间的摩擦系数。

技术领域

本申请属于压缩机技术领域，具体涉及一种摩擦副组件、气浮轴承组件和空气压缩机。

背景技术

空压机作为动力气源而普遍应用于汽车、医疗器械、食品加工机械、建材及石油化工等行业，目前市面上空压机的结构形式也不尽相同，较为常见的有离心式空压机、螺杆式空压机以及涡旋式空压机等。作为近年来备受关注的气悬浮离心空气压缩机，其以自身出口空气无油、结构简单易于实现小型、轻量化以及相较螺杆压缩机、涡旋压缩机具有更高的压缩比等特点，而被一致认为是车用燃料电池空压机的最优选择。

然而，气悬浮燃料电池空压机作为超高速旋转机械的代表，在工作过程中，其有超高的启动速度以及极高的工作转速，这对气悬浮燃料电池空压机所使用的气悬浮气体箔片轴承提出了较高的要求，尤其是气悬浮气体箔片轴承顶箔表面的涂层将经受巨大考验。

这是由于为了满足高速的工作转速，现有转子与箔片均采用的为高温镍基合金，可以保证在800℃工作下仍然具有较好的强度、耐磨性、抗氧化性等。同时，为了进一步提高基材耐磨可靠性，开发超高速空压机，镍基合金表面喷涂固体润滑剂或者镀层，来降低箔片与转子之间的摩擦系数。但在超高启动速度的工作条件下，转子和气体箔片轴承顶箔表面涂层在启动瞬间将产生巨大的剪切效应，且在空压机转子起飞之前该剪切效应将一直存在，若不能妥善解决气体箔片轴承顶箔表面涂层同转子之间的干摩擦问题，其将直接导致顶箔表面涂层磨损严重甚至被磨破，一方面，这种情况将会影响轴承同转子之间的配合精度使装配尺寸发生改变，而影响空压机效率；另一方面，涂层磨破的区域将会出现顶箔基材同转子直接摩擦的情况，这样金属同金属之间的直接配合旋转极易出现严重的粘着磨损，从而导致运转过程中转子卡死，空压机不能正常运转。

发明内容

因此，本申请提供一种摩擦副组件、气浮轴承组件和空气压缩机，能够解决现有技术中箔片轴承顶箔表面涂层同转子之间的干摩擦问题。

为了解决上述问题，本申请提供一种摩擦副组件，包括：

第一摩擦件，采用镍基合金制作而成；

第二摩擦件，采用铁基合金制作而成；

所述第一摩擦件和所述第二摩擦件构成摩擦副；所述铁基合金强度小于所述镍基合金强度。

可选地，所述铁基合金强度与所述镍基合金强度之比为：0.8～0.9。

可选地，所述铁基合金强度为1100～1300MPa；和/或，所述镍基合金强度为1300～1600MPa。

可选地，所述第一摩擦件的表面依次经酸洗、离子渗氮、氧化和涂覆涂层处理；和/或，所述第二摩擦件的表面经离子渗氮处理。

可选地，所述第一摩擦件表面的渗氮层厚度为20～30μm，氧化层的厚度为1～4μm，涂层厚度为15～20μm；和/或，所述第二摩擦件的渗氮层厚度为15～25μm。

可选地，所述第一摩擦件表面粗糙度为0.1～0.3μm；和/或，所述第二摩擦件的粗糙度小于0.3μm。

可选地，在离子渗氮处理后，所述第一摩擦件的表面硬度与所述第二摩擦件的表面硬度之比为：1.2～1.4。

可选地，所述第一摩擦件的表面硬度为260～300HB；和/或，所述第二摩擦件的表面硬度为220～240HB。