压缩机曲轴及其制备方法
【专利摘要】本发明提出了压缩机曲轴及其制备方法，其中，压缩机曲轴包括主轴和偏心部，所述偏心部具有偏心孔，所述主轴插设在所述偏心孔内且与所述偏心部烧结相连，所述偏心部由冶金粉末制成，所述冶金粉末包含：0.2～1.6重量％的石墨粉；0～4重量％的铜粉或者铬粉；0.3～1.0重量％的润滑剂；以及余量的铁。由此该压缩机曲轴的主轴和偏心部具有良好的结合力，且二者在粉末冶金偏心部制作过程中完成结合，无需额外的加工工序，因此该压缩机曲轴具有良好的生产效率，且成本较低。
【专利说明】
压缩机曲轴及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于压缩机领域，具体而言，本发明涉及压缩机曲轴及其制备方法。
【背景技术】
[0002]压缩机是空调器、电冰箱等利用制冷循环系统工作的家用电器的重要组成部件。利用其在电机带动下运动的部件(滚动转子或往复运动话塞等)将机械能转变为压力能，实现对压缩机气缸内制冷剂的压缩，并将压缩的制冷剂排出进入制冷循环。常用压缩机主要有往复活寨式压缩机、旋转式压缩机等。滚动转子式压缩机是最常见的旋转式压缩机，其通过分别与电机转子和气缸内滚动转子联接的曲轴，将电机的转动转化为气缸内压缩制冷剂部件的运动。然而，目前的压缩机曲轴的制备方法比较复杂，成本较高，并且有些分体式曲轴存在结合差，影响压缩机可靠性的问题。
[0003]因此现有的压缩机曲轴有待进一步改进。
【发明内容】
[0004]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有压缩机曲轴及其制备方法，采用该方法制备压缩机曲轴工艺步骤更加简单易行，成本低，并且制备得到的压缩机曲轴中的主轴与偏心部的结合力良好。
[0005]根据本发明的一个方面，本发明提出了一种压缩机曲轴，包括主轴和偏心部，所述偏心部具有偏心孔，所述主轴插设在所述偏心孔内且与所述偏心部烧结相连，所述偏心部由冶金粉末制成，所述冶金粉末包含:
[0006]0.2?1.6重量％的石墨粉；
[0007]O?4重量％的铜粉或者络粉；
[0008]0.3?1.0重量％的润滑剂；以及
[0009]余量的铁。
[0010]由此，本发明上述实施例的压缩机曲轴偏心部采用冶金粉末制备而成，通过烧结偏心部毛坯时，将偏心部和主轴固定在一起。由此该分体式压缩机曲轴的主轴和偏心部具有良好的结合力，且在粉末冶金偏心部制作过程中完成，无需额外的加工工序，具有良好的生产效率，且成本较低。
[0011]另外，根据本发明上述实施例的压缩机曲轴还可以具有如下附加的技术特征:
[0012]在本发明的一些实施例中，所述主轴由钢管制备得到。由此可以进一步降低压缩机曲轴的成本。
[0013]根据本发明的另一方面，本发明提出了一种压缩机，所述压缩机具有前面所述的压缩机曲轴。由此可以进一步提高压缩机的可靠性。
[0014]根据本发明的再一方面，本发明提出了一种制备前面所述的压缩机曲轴的方法，包括:
[0015]对钢管进行加工，以便得到所述主轴；
[0016]将冶金粉末进行模压成型，以便得到粉末冶金偏心部生坯；以及
[0017]将所述粉末冶金偏心部生坯与所述主轴结合后进行烧结处理，以便获得所述压缩机曲轴，
[0018]其中，所述冶金粉末包含:0.2?1.6重量％的石墨粉;O?4重量％的铜粉或者铬粉;0.3?1.0重量％的润滑剂；以及余量的铁。
[0019]另外，根据本发明上述实施例的制备压缩机曲轴的方法还可以具有如下附加的技术特征:
[0020]在本发明的一些实施例中，上述实施例的制备压缩机曲轴的方法，进一步包括:对所述压缩机曲轴进行精加工。
[0021]在本发明的一些实施例中，所述主轴具有插设在所述偏心孔内的配合段，所述粉末冶金偏心部生坯上的偏心孔的内径大于所述配合段外径0.0lmm以上。由此可以提高主轴与偏心部的结合力。
[0022]在本发明的一些实施例中，所述粉末冶金偏心部生坯的密度为6.4?7.3g/cm3。
[0023]在本发明的一些实施例中，所述烧结处理是在1000?1400摄氏度的条件下进行至少20分钟完成的。
[0024]在本发明的一些实施例中，所述烧结处理是在氮气气氛或者真空下进行的。
【附图说明】
[0025]图1是根据本发明一个实施例的压缩机曲轴的主视图。
[0026]图2是根据本发明一个实施例的压缩机曲轴中主轴的主视图。
[0027]图3是根据本发明一个实施例的压缩机曲轴中偏心部的俯视图。
【具体实施方式】
[0028]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0029]本发明是发明人基于下列发现完成的:压缩机的曲轴将电机转子的转动转化成实现对制冷剂压缩部件的转动，一直在高速旋转状态下工作。在现有的曲轴制作中，一般采用铸铁通过铸造制作成毛坯，然后对毛坯切片、粗加工、精加工，得到所需尺寸精度。但该方式存在加工过程中造成材料浪费比较严重，成本较高。申请号为201510090277.2专利提出了一种分体式曲轴，通过热套方式将轴体和偏心固定在一起，但这种方式存在结合力差问题，特别在压缩机运转过程中存在高温，可能导致脱落问题，影响压缩机的可靠性。
[0030]为此，根据本发明的一个方面，如图1所示，本发明提出了一种压缩机曲轴10，包括主轴11和偏心部12，偏心部12具有偏心孔121，主轴11插设在偏心孔121内且与偏心部12烧结相连，偏心部12由冶金粉末制成，冶金粉末包含:0.2?1.6重量％的石墨粉;O?4重量％的铜粉或者络粉;0.3?1.0重量％的润滑剂；以及余量的铁。
[0031]由此，本发明上述实施例的压缩机曲轴偏心部采用冶金粉末制备而成，通过烧结偏心部毛坯时，将偏心部和主轴固定在一起。由此该分体式压缩机曲轴的主轴和偏心部具有良好的结合力，且二者在粉末冶金偏心部制作过程中完成结合，无需额外的加工工序，具有良好的生产效率，且成本较低。
[0032]另外，采用上述组分的冶金粉末制成的偏心部具有高强度、高耐磨性，可满足曲轴耐磨性需要。
[0033]根据本发明的具体实施例，优选地，上述冶金粉末包含:0.5重量％的石墨粉;2.0重量%的铜粉;0.6重量％的润滑剂;不超过2 %的不可避免的杂质；以及余量的铁。由此，可以进一步提高曲轴偏心部的耐磨性。
[0034]根据本发明的具体实施例，优选地，上述冶金粉末包含:0.7重量％的石墨粉；1.5重量％的铜粉;0.6重量％的润滑剂;不超过2%的不可避免的杂质；以及余量的铁。由此，可以进一步提高曲轴偏心部的硬度和更好的耐磨性。
[0035]在本发明的一些实施例中，所述主轴由钢管制备得到。由此可以进一步降低压缩机曲轴的成本。
[0036]根据本发明的另一方面，本发明提出了一种压缩机，所述压缩机具有前面所述的压缩机曲轴。由于上述实施例的压缩机曲轴为分体式压缩机曲轴，并且该分体式压缩机曲轴的主轴和偏心部具有良好的结合力，进而可以避免由于结合力差的问题导致压缩机在高温运转过程中出现的脱落问题，进而可以保证压缩机的可靠性。另外，由于上述实施例的压缩机曲轴在粉末冶金偏心部制作过程中完成，无需额外的加工工序，具有良好的生产效率，且成本较低，进而可以降低压缩机的成本。
[0037]根据本发明的再一方面，本发明提出了一种制备前面所述的压缩机曲轴的方法，包括:
[0038]对钢管进行加工，以便得到所述主轴；
[0039]将冶金粉末进行模压成型，以便得到粉末冶金偏心部生坯；以及
[0040]将所述粉末冶金偏心部生坯与所述主轴结合后进行烧结处理，以便获得所述压缩机曲轴，
[0041]其中，所述冶金粉末包含:0.2?1.6重量％的石墨粉;O?4重量％的铜粉或者络粉;0.3?1.0重量％的润滑剂；以及余量的铁。
[0042]由此，本发明上述实施例的制备压缩机曲轴的方法中，偏心部采用冶金粉末制备而成，通过烧结偏心部毛坯时，将偏心部和主轴固定在一起。由此制备得到的分体式压缩机曲轴的主轴和偏心部具有良好的结合力，且二者在粉末冶金偏心部制作过程中完成结合，无需额外的加工工序，具有良好的生产效率，且成本较低。
[0043]另外，采用上述组分的冶金粉末制成的偏心部具有高强度、高耐磨性，可满足曲轴耐磨性需要。
[0044]根据本发明的具体实施例，上述实施例的制备压缩机曲轴的方法，进一步包括:对所述压缩机曲轴进行精加工。由此，上述制备压缩机曲轴的方法仅需要对最后的产品进行一步精加工，进而省去了传统铸件的车削等粗加工工序，减少材料浪费。进而采用本上述实施例的制备压缩机曲轴的方法可以显著节省制备步骤，提高制备效率，同时降低了制备成本。
[0045]根据本发明的具体实施例，在对粉末冶金偏心部生坯进行烧结处理之前，预先将制备好的钢管主轴插入粉末冶金偏心部生坯上的偏心孔内，由此，通过对粉末冶金偏心部生坯进行烧结处理的同时完成了粉末冶金偏心部与主轴的结合。并且采用烧结连接的方式具有更好的结合力，尤其较热套方式结合的结合力更好。由此采用上述制备方法，不仅简化了工艺步骤，同时还提高了压缩机曲轴的质量。
[0046]根据本发明的具体实施例，如图2和3所示，主轴11具有插设在偏心孔121内的配合段111，粉末冶金偏心部生坯上的偏心孔121的内径Φ D大于配合段111外径Φ(1 0.0lmm以上。由于，在后续的烧结处理过程中，粉末冶金偏心部生坯上的偏心孔121的内径会缩小，偏心孔121和配合段111没有间隙的话，偏心孔121和配合段会因偏心孔内径的缩小与配合段产生应力，会导致粉末冶金偏心部开裂。由此通过预留出至少0.0lmm的距离，可以使得烧结后的粉末冶金偏心部更好地填满与偏心孔，实现主轴与偏心部的更好结合，提高其结合力。
[0047]根据本发明的具体实施例，粉末冶金偏心部生坯的密度为6.4?7.3g/cm3。若密度太低，偏心部强度太小，满足不了曲轴使用要求;若强度太高，需要采用特种设备制造，生产成本高，因此采用上述配比的合冶金粉末组成，可以将密度控制在6.4?7.3g/cm3，进而可在保证曲轴在满足使用要求的情况下将成本最优化。
[0048]根据本发明的具体实施例，上述烧结处理可以为在1000?1400摄氏度的条件下进行至少20分钟完成的。由此，通过采用上述烧结条件，可以进一步提高粉末冶金偏心部的强度、硬度等性能。
[0049]根据本发明的具体实施例，烧结处理是在氮气气氛或者真空下进行的，进而可以避免坯料与空气接触在高温下氧化。
[0050]实施例1
[0051]制备图1所示的旋转式压缩机的曲轴10，曲轴10包括主轴11和偏心部12。
[0052]主轴加工:将主轴加工成图2所需的形状；
[0053]混料:将组分为石墨粉:0.5% ;铜粉2% ;粉末成型润滑剂0.6% ;不超过2%的不可避免的杂质;铁余量;上述百分比为质量百分比。
[0054]设计磨具:根据图3的产品设计粉末冶金成型模具；
[0055]成型:将模具安装到成型机上，并将上述混合好的粉末进行压制偏心部生坯，生坯的密度为6.9g/cm3;
[0056]主轴和偏心固定:将偏心部生坯套入主轴上，并用工装将生坯固定在所需位置，其中偏心部内径D与主轴外径d的间隙要求多0.0 Imm以上；
[0057]烧结:将固定好的曲轴放入炉中烧结，烧结温度为13000C，时间30分钟，炉中通过真空保护；
[0058]加工:将烧结好的曲轴进行粗、精加工，得到所需尺寸的曲轴。
[0059]实施例2
[0060]制备图1所示的旋转式压缩机的曲轴10，曲轴10包括主轴11和偏心部12。
[0061]主轴加工:将主轴加工成图2所需的形状；
[0062]混料:将组分为石墨粉:0.7% ;铬粉1.5 % ;粉末成型润滑剂0.6%；不超过2 %的不可避免的杂质;铁余量;上述百分比为质量百分比。
[0063]设计磨具:根据图3的产品设计粉末冶金成型模具；
[0064]成型:将模具安装到成型机上，并将上述混合好的粉末进行压制偏心部生坯，生坯的密度为6.9g/cm3;
[0065]主轴和偏心固定:将偏心部生坯套入主轴上，并用工装将生坯固定在所需位置，其中偏心部内径D与主轴外径d的间隙要求多0.0 Imm以上；
[0066]烧结:将固定好的曲轴放入炉中烧结，烧结温度为13000C，时间30分钟，炉中通过真空保护；
[0067]加工:将烧结好的曲轴进行粗、精加工，得到所需尺寸的曲轴。
[0068]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0069]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0070]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0071]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0072]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0073]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种压缩机曲轴，其特征在于，包括主轴和偏心部，所述偏心部具有偏心孔，所述主轴插设在所述偏心孔内且与所述偏心部烧结相连，所述偏心部由冶金粉末制成，所述冶金粉末包含: 0.2?1.6重量％的石墨粉； O?4重量％的铜粉或者络粉； 0.3?1.0重量%的润滑剂；以及 余量的铁。2.根据权利要求1所述的压缩机曲轴，其特征在于，所述主轴由钢管制备得到。3.—种压缩机，其特征在于，所述压缩机具有权利要求1或2所述的压缩机曲轴。4.一种制备权利要求1或2所述的压缩机曲轴的方法，其特征在于，包括: 对钢管进行加工，以便得到所述主轴； 将冶金粉末进行模压成型，以便得到粉末冶金偏心部生坯；以及 将所述粉末冶金偏心部生坯与所述主轴结合后进行烧结处理，以便获得所述压缩机曲轴， 其中， 所述冶金粉末包含:0.2?1.6重量％的石墨粉;O?4重量％的铜粉或者络粉;0.3?1.0重量％的润滑剂；以及余量的铁。5.根据权利要求4所述的制备压缩机曲轴的方法，其特征在于，进一步包括:对所述压缩机曲轴进行精加工。6.根据权利要求4所述的制备压缩机曲轴的方法，其特征在于，所述主轴具有插设在所述偏心孔内的配合段，所述粉末冶金偏心部生坯上的偏心孔的内径大于所述配合段外径0.0lmm 以上。7.根据权利要求4所述的制备压缩机曲轴的方法，其特征在于，所述粉末冶金偏心部生还的密度为6.4?7.3g/cm308.根据权利要求4所述的制备压缩机曲轴的方法，其特征在于，所述烧结处理是在1000?1400摄氏度的条件下进行至少20分钟完成的。9.根据权利要求4所述的制备压缩机曲轴的方法，其特征在于，所述烧结处理是在氮气气氛或者真空下进行的。
【文档编号】B22F1/00GK105972055SQ201610248932
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】龙春仙, 郭宏, 张 诚
【申请人】广东美芝制冷设备有限公司, 安徽美芝精密制造有限公司