专利名称：一种无油润滑气体压缩机用活塞杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及活塞杆，尤其是一种无油润滑气体压縮机用耐磨损活塞杆制造工艺。
背景技术：
活塞杆是气体压縮机的重要部件，其功能是将作用在连杆上的作用力传递给活 塞，进而推动活塞压縮气体，工作状态下，活塞杆一直做高速的往复直线运动，特别是对于 无油润滑气体压縮机而言，其对密封性、耐磨性、可靠性提出了更高的要求。在无油润滑气 体压縮机中，活塞杆的密封主要采用组合密封来防止油、气的沿活塞杆的泄漏问题。如专利 号为03116104. 9的中国发明专利"无油润滑气体压縮机活塞杆防油密封组件"，公开了一 种新型的防油密封组件，该组件包括自紧式的帽式密封和杆式密封，帽式密封采用的材料 为碳纤维填充聚四氟乙烯，帽式密封通过自紧的方式压紧在活塞杆上，防止气体泄漏。考虑 到强度，耐磨损性能，活塞杆通常选用牌号为38CrMoAl的锻造钢件加工。上述的活塞杆，密 封效果较好。但上述的活塞杆，在使用一段时间后，运行时间较长时，特别是运行超过500h 后，活塞杆与帽式密封配合部位出现严重的磨粒磨损，活塞杆工作表面和帽式密封磨损加 剧，影响到了密封效果及密封组件的使用寿命，活塞杆工作寿命短，可靠性差， 一般到500 小时左右就需要更换活塞杆或/和密封组件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无油润滑气体压縮机用活塞杆，解决目前活塞杆工作
表面耐磨性差，工作寿命短、可靠性差的技术问题。 本发明的目的是通过以下的技术方案来解决的 —种无油润滑气体压縮机用活塞杆，所述的活塞杆材料为38CrMoAl，加工工艺如 下 a)用锻造方法加工出活塞杆毛坯，再对活塞杆毛坯进行粗加工； b)活塞杆完成粗加工后进行调质处理，淬火温度为80(TC 90(rC，回火温度
550°C 650°C ; c)活塞杆调质处理后，再按图纸进行半精加工； d)活塞杆半精加工后进行消除应力的退火处理，退火温度为550°C 650°C ;
e)活塞杆退火处理后，进行精加工；
f)对活塞杆进行离子氮化； g)活塞杆离子氮化后，对工作表面进行抛光或超精磨加工。 上述的无油润滑气体压縮机用活塞杆，对活塞杆进行离子氮化时，氮化温度为 550°C 65(TC，氮化层厚度为0. 1 0. 3mm。 上述的无油润滑气体压縮机用活塞杆，活塞杆退火处理后，进行精加工，将活塞杆
工作表面粗糙度精加工至RaO. 4，工作表面单边留余量0. 01 0. 03mm。 上述的无油润滑气体压縮机用活塞杆，在活塞杆离子氮化后，对工作表面进行抛光或超精磨加工处理，使工作表面粗糙度达到RaO. 2。 上述的无油润滑气体压縮机用活塞杆，活塞杆退火处理后，精加工所用工艺为精磨。 本发明的无油润滑气体压縮机用活塞杆，材料首次采用为38CrMoAl，并采用离子 氮化工艺，制造了无油润滑气体压縮机用活塞杆，取得了显著的效果。本发明的有益效果如 下 1、具有很好的耐磨性能，经过2000小时配机耐久考核试验，未出现气体泄漏故 障，拆检发现活塞杆表面状态良好，未见明显磨损，密封效果良好，使用寿命提高了数倍以 上。 2、该发明不仅可以应用于无油润滑气体压縮机上，还可以应用于其他存在无油润 滑密封要求的发动机上，如斯特林发动机。
图1是本发明活塞杆的结构示意图。
具体实施例方式
如图所示，活塞杆的中间部分为工作表面，需与密封组件配合，工作时，活塞杆往 复运动，活塞杆与密封组件之间形成无油润滑动态密封，因此，要求活塞杆具有很好的耐磨 性，以及与密封组件之间良好的动密封效果。 本发明的无油润滑气体压縮机用活塞杆采用38CrMoAl材料，并采用以下工艺加 工 a)用锻造方法加工出活塞杆毛坯；
b)再对毛坯进行粗加工，主要是机加工； c)粗加工后进行调质处理，淬火温度为800°C 900°C，回火温度550°C 650°C ;
d)调质处理后进行半精加工； e)半精加工后进行消除应力的退火处理，退火温度为550°C 650°C ; f)并对工作表面进行精加工，将活塞杆工作表面精磨至粗糙度RaO. 4，工作表面
单边留余量0. 01 0. 03mm ; g)活塞杆精加工后，对工作表明进行离子氮化，氮化温度为55(TC 65(rC，氮化 层厚度为0. 1 0. 3mm ; h)离子氮化后需对工作表面进行超精加工，进行抛光或超精磨加工，使工作表面 的粗糙度达到Ra0.2。 按照上述工艺，发明人进行了工艺试验，分别取不同的调质处理温度、、离子氮化 温度、氮化层厚度，进行了试验，分别如下 实施例1 :活塞杆粗加工后进行调质处理，淬火温度分别取800°C、850°C、90(rC，
回火温度分别取550°C 、600°C 、650°C ，进行工艺试验。 实施例2 :氮化温度分别取550°C 、600°C 、650°C ，进行工艺试验。 实施例3 :氮化层厚度分别取0. lrnm、0. 2mm、0. 3mm，进行工艺试验。 按照上述加工出的活塞杆，进行了台架试验和配机试验，可靠性均达到了 2000小时，2000小时耐久试验考核后，拆检发现，活塞杆工作表面无明显磨损，密封效果良好，活塞 杆的工作寿命和可靠性得到显著提高。 上述的活塞杆，对于密封要求不是很高的场合，活塞杆运动线速度、强度不是很高
的场合，活塞杆毛坯采用其他加工方法，如机加工方法、紧密铸造法也是可以的。 以上实施例仅用于说明本发明而非限制本发明所描述的技术方案，并不局限于以
上的形式，还可以对本发明进行修改或等同的替换；一切不脱离本发明的精神和范围的技
术方案及其改进，都将落入本发明的保护范围。
权利要求
一种无油润滑气体压缩机用活塞杆，其特征在于所述的活塞杆材料为38CrMoAl，加工工艺如下a)用锻造方法加工出活塞杆毛坯，再对活塞杆毛坯进行粗加工；b)活塞杆完成粗加工后进行调质处理，淬火温度为800℃～900℃，回火温度550℃～650℃；c)活塞杆调质处理后，再按图纸进行半精加工；d)活塞杆半精加工后进行消除应力的退火处理，退火温度为550℃～650℃；e)活塞杆退火处理后，进行精加工；f)对活塞杆进行离子氮化；g)活塞杆离子氮化后，对工作表面进行抛光或超精磨加工。
2. 根据权利要求1所述的无油润滑气体压縮机用活塞杆，其特征在于对活塞杆进行 离子氮化时，氮化温度为550°C 65(TC，氮化层厚度为0. 1 0. 3mm。
3. 根据权利要求1或2所述的无油润滑气体压縮机用活塞杆，其特征在于活塞杆 退火处理后，进行精加工，将活塞杆工作表面粗糙度精加工至RaO. 4 ;工作 表面单边留余量 0. 01 0. 03mm。
4. 根据权利要求1或2所述的无油润滑气体压縮机用活塞杆，其特征在于在活塞杆离子氮化后，对工作表面进行抛光或超精磨加工处理，使工作表面粗糙度达到RaO. 2。
5. 根据权利要求1或2所述的无油润滑气体压縮机用活塞杆，其特征在于活塞杆退 火处理后，精加工所用工艺为精磨。
全文摘要
本发明公开了一种无油润滑气体压缩机用活塞杆，其材料为38CrMoAl，先用锻造方法加工出活塞杆毛坯，再进行粗加工；粗加工后进行调质处理，淬火温度为800℃～900℃，回火温度550℃～650℃；调质处理后，再进行半精加工，半精加工后进行消除应力的退火处理，退火温度为550℃～650℃；退火处理后，进行精加工，再对工作表面进行离子氮化，氮化温度为550℃～650℃，氮化层厚度为0.1～0.3mm；离子氮化后，最后对工作表面进行抛光或超精磨加工，加工出成品；上述的活塞杆具有耐磨性好、可靠性高、寿命长的特点，适用于无油润滑气体压缩机和斯特林发动机用。
文档编号F04B39/00GK101705932SQ200910201750
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月4日 优先权日2009年11月4日
发明者梁鹏飞, 金永星, 陈志林 申请人:上海齐耀动力技术有限公司