一种汽车空调压缩机行星盘及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车工业技术领域，尤其是涉及一种汽车空调压缩机行星盘及其生产 方法。
【背景技术】
[0002] 随着国民生活水平的不断提高，对汽车的需求量越来越大，对汽车性能的要求也 越来越高，导致国内汽车工业迅速发展，汽车零配件国产化程度不断提高。
[0003] 汽车空调压缩机是汽车空调系统的核心部件，摇摆斜盘式压缩机是将五个或七个 气缸均匀分布在压缩机缸体内的往复式单向活塞结构。当主轴旋转时，行星盘作轴向往复 摇摆，带动压缩机活塞做往复运动，从而完成制冷剂的吸入、压缩和排出过程。
[0004] 行星盘是汽车空调压缩机的核心部件，被称为汽车空调压缩机的心脏，鉴于其恶 劣的工作环境，对其强度等力学性能具有很高的要求。目前，现有铝合金行星盘一般采用 含有下列重量百分比的组分的铝合金材料制备，Si :6. 5%~7. 5%，Cu :0~0. 2%，Mg : 0? 4%~0? 7%，Mn :0 ~0? 1%，Fe :0 ~0? 2%，Zn :0 ~0? 1%，Ti :0? 2%，余量为 A1，但是 该铝合金材料制备的行星盘强度较低，导致行星盘的使用性能和寿命较低，已无法满足汽 车工业迅速发展的要求。
[0005] 传统的压缩机行星盘采用铝合金浇铸工艺加工生产。浇铸生产工艺主要存在以下 不足：过程较难控制，铸件易产生质量缺陷，导致行星盘强度较低，从而造成行星盘的使用 性能和寿命较低。
[0006] 因此，如何提高行星盘的强度，进而提高行星盘的使用性能和寿命是目前本领域 技术人员亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种汽车空调压缩机行星盘，该行星盘具有较高的强度，能 够提高行星盘的使用性能和寿命。本发明另一目的是提供一种上述汽车空调压缩机行星盘 的生产方法。
[0008] 为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
[0009] 一种汽车空调压缩机行星盘，所述行星盘由包括以下重量百分比的组分的铝合金 制成：Si :8%~9%，Cu :1%~1. 5%，Mg :0? 4%~0? 7%，C :0? 1%~0? 3%，Ni :0? 8%~ 1. 5%，Mn :0 ~0? l%，Fe :0 ~0? 2%，Zn :0 ~0? l%，Ti :0? 3%~0? 4%，RE :0? 1%~0? 2%， 余量为A1。
[0010] 优选的，所述Si的重量百分比为8. 2%~8. 8%。
[0011] 优选的，所述Cu的重量百分比为1. 1 %~1. 4%。
[0012] 优选的，所述Ni的重量百分比为1.0%~1.3%。
[0013] 优选的，所述Ti的重量百分比为0.32%~0.38%。
[0014] 优选的，所述C的重量百分比为0.15%~0.25%。
[0015] 优选的，所述RE的重量百分比为0.12 %~0.18%。
[0016] 本发明的有益技术效果：
[0017] 本发明在空心活塞用铝合金材料中添加了 Si元素，Si元素能够提高铝合金的抗 拉强度和硬度，还能与Mg形成Mg-Si金属化合物，改善错合金的热性能；本发明在空心活 塞用铝合金材料中添加了 Cu元素，Cu元素与A1元素形成0相，而0相起固溶强化和弥 散强化作用，提高了铝合金的拉伸强度和屈服强度；本发明在空心活塞用铝合金材料中添 加了 Ni元素，Ni元素在熔体中能够形成AlNi2、Al3Ni等高温强化相，呈弥散相分布于基体 晶界，提高合金的室温强度和高温强度以及体积、尺寸稳定性；本发明还在空心活塞用铝合 金中添加了 Ti元素，Ti元素在合金熔体中与Mg、Cu、RE等多种元素形成铝基复杂化合物， 有效细化结晶，改善晶体组织结构，并在铝基的晶界上析出复合合金化合物，提高铝合金的 抗蠕变性能改善合金的铸造性能；本发明在空心活塞用铝合金材料中添加了 C元素，C元素 能够提高铝合金的强度、硬度、伸长率、断裂韧度和耐磨性能等综合力学性能，减小合金的 热膨胀系数，增加合金的导热性能，显著地提高耐磨性和高温稳定性；本发明在空心活塞用 铝合金材料中添加了稀土元素，稀土元素RE为表面活性元素，可集中分布在晶界面上，降 低相与相之间的拉力，因而使形成临界尺寸晶核的功减小，结晶核数量增加，从而使晶粒细 化，提高铝合金的强度和硬度，稀土元素RE还能够提高铝合金的伸长率、断裂韧度和耐磨 性能等其它力学性能，减小合金的热膨胀系数，增加合金的导热性能，显著地提高耐磨性和 高温稳定性。综上所述，本发明通过对行星盘用铝合金中元素的选择和控制，提高了行星盘 的强度，从而提高了行星盘的使用性能和使用寿命。
[0018]Ni还具有良好的抗氧化性、耐磨性、耐热性、热稳定性，可以减小合金膨胀系数变 化；Mn能提尚耐热性；Ti不仅能细化组织，提尚活塞表面质量，又能提尚耐热性和锻压时错 合金的流动性，从而改善活塞表面质量，提高材料高温机械性能；C元素和稀土元素RE在电 磁搅拌作用下，能在错合金中形成一种介于金属和非金属之间的复合自润滑物质，由于自 润滑物质的存在，大大地降低了气缸比压，并使磨擦偶摩擦面之间得到充分润滑，自润滑物 质的组成成份有利于避免粘着磨损的发生，从而保证空调压缩机的气密性，提高了压缩机 的使用性能。
[0019] 本发明还提供一种上述任意一项所述汽车空调压缩机行星盘的生产方法，包括以 下步骤：
[0020] 1)将A1源、Si源、Cu源、Mg源、C源、Ni源、Mn源、Fe源、Zn源、Ti源、RE源熔化 成熔液，将所述熔液在温度为680°C~700°C下利用无氯精炼剂进行精炼；
[0021] 2)将所述步骤1)精炼后的熔液在760°C~850°C下，加入0.6%~0.8%所述熔液 总重的Al-8Sr中间合金进行变质处理；
[0022] 3)将所述步骤2)变质处理后的熔液在720°C~760°C下利用无氯精炼剂进行精 炼，将精炼后的熔液利用半连续铸造机制得料棒；
[0023] 4)将所述步骤3)制得的料棒加热至350°C~450°C进行热挤压变形处理；
[0024] 5)将所述步骤4)热挤压变形处理后的料棒加热至400°C~420°C进行锻造，然后 进行热处理；
[0025] 6)将所述步骤5)热处理后的料棒加热至435°C~465°C，然后锻造制得行星盘毛 坯；
[0026] 7)将所述步骤6)制得的行星盘毛坯依次进行热处理、抛丸处理及机加工制得行 星盘。
[0027] 优选的，所述步骤5)中热处理具体操作为500°C~510°C下固溶处理5h~6h， 40°C~60°C下水冷2min~5min ;200°C~210°C下时效处理5h~6h，空冷。
[0028] 优选的，所述步骤7)热处理具体操作为495°C~505°C下保温3h~4h，采用水温 不高于60°C的冷水淬火2min~4min ;然后220°C~230°C下时效处理5h~6h，空冷。
[0029] 上述生产方法的有益技术效果：
[0030]与现有技术相比，本发明提供的生产方法采用上述优选的铝合金材料作为生产行 星盘的原材料，进一步采用锻造工艺生产行星盘，克服了铸造生产行星盘的诸多问题，同时 在锻造前依次采用氮气精炼、变质处理、氮气精炼、半连铸铸造、大变形度的热挤压变形处 理，优化了锻造前的预处理；在锻造后依次采用热处理及抛丸处理，优化了锻造后的后处 理。本发明在优化原材料铝合金的强度的基础上，通过采用锻造工艺代替铸造工艺，并优化 锻造前的预处理及锻造后的后处理，同时优化各项处理过程中的工艺参数，提高了行星盘 的强度，从而提高了行星盘的使用性能和使用寿命。
【具体实施方式】
[0031] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限 制。
[0032] 本发明提供了一种汽车空调压缩机行星盘，所述行星盘由包括以下重量百分比的 组分的铝合金制成：Si :8%~9%，Cu :1%~1. 5%，Mg :0? 4%~0? 7%，C :0? 1%~0? 3%， Ni :0?