合金鑄鐵和采用該合金鑄鐵的葉片的制造方法技術

本發明專利技術涉及一種合金鑄鐵、一種制造用于回轉式壓縮機的葉片的方法和采用該合金鑄鐵的用于回轉式壓縮機的葉片。根據一個示例性實施方式的合金鑄鐵包含按重量計3.2～3.8％的C、2.0～2.6％的Si、0.5～1.0％的Mn、0.2～0.6％的Cr、0.1～0.6％的Mo、0.04～0.15％的Ti、小于0.3％的P、小于0.1％的S、和余量的鐵和外來雜質，其中，該合金鑄鐵包含馬氏體基體結構、片狀石墨和體積比為15％～30％的碳化物。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】本專利技術涉及一種合金鑄鐵、一種制造用于回轉式壓縮機的葉片的方法和采用該合金鑄鐵的用于回轉式壓縮機的葉片。根據一個示例性實施方式的合金鑄鐵包含按重量計3.2～3.8％的C、2.0～2.6％的Si、0.5～1.0％的Mn、0.2～0.6％的Cr、0.1～0.6％的Mo、0.04～0.15％的Ti、小于0.3％的P、小于0.1％的S、和余量的鐵和外來雜質，其中，該合金鑄鐵包含馬氏體基體結構、片狀石墨和體積比為15％～30％的碳化物。【專利說明】
本專利技術涉及一種合金鑄鐵和采用該合金鑄鐵的用于回轉式壓縮機的葉片的制造方法。
技術介紹
通常，壓縮機包括一在機殼內部空間產生驅動動力的驅動馬達和一聯接于驅動馬達且壓縮制冷劑的壓縮裝置(compression unit)。根據制冷劑壓縮方法，壓縮機可以分為多種類型。例如，就回轉式壓縮機的情況來說，壓縮裝置包括一形成壓縮空間的氣缸(cylinder)，一將氣缸的壓縮空間分成一吸氣室和一排氣室的葉片，多個用于支撐葉片并與氣缸一起形成壓縮空間的承載部件，和一通過轉動安裝在氣缸中的旋轉活塞(rollingpiston)。葉片被插入到氣缸的葉片槽里，并且由于葉片的端部被固定于旋轉活塞的外周部而將壓縮空間分成兩部分。在壓縮過程中，葉片持續地在葉片槽內滑動。這里，葉片應當具有高強度和高耐磨性(abrasion resistance),因為它需要持續地接觸高溫和高壓的制冷劑，并且與旋轉活塞和軸承保持連接狀態以防止制冷劑泄露。特別是，諸如氫氟烴(HFC)的新制冷劑替代了因臭氧消耗被禁止使用的氯氟烴(CFC)，其具有比CFC更低的潤滑性能，并且與現有技術相比顯示出更增強的耐磨性，這由于使用變頻器(inverter)以降低能源消耗而是葉片所需要的。為了滿足這些條件，最近通過將高速鋼或不銹鋼加工成預定的形狀，隨后進行后處理，例如表面處理等來制造葉片。
技術實現思路
技術問題然而，這些葉片過多地含有為昂貴的稀土金屬的Gr、W、M0、V、C0等，并且通過鍛造被加工成預定的形狀，從而具有低生產率和高價格。特別是，該葉片具有高硬度以便提高耐磨性，但這使得其難以通過鍛造實施加工操作。技術方案因此，為了克服現有技術的缺陷，本專利技術的一方面是為了提供一種能夠提高生產率且降低制造成本，同時滿足葉片所需的強度和耐磨性要求的合金鑄鐵。本專利技術的另一方面是為了提供這種葉片的制造方法。為了達到這些和其他的優點，和根據本專利技術的目的，如在本文中所體現的和廣義描述的，提供了一種合金鑄鐵，其包含:按重量計，3.2~3.8 %的C、2.0~2.6 %的S1、0.5 ~1.0%的 Μη、0.2 ~0.6%的 Cr、0.1 ~0.6%的 Μο、0.04 ~0.15%的 T1、小于 0.3%的P、小于0.1%的S、以及余量的鐵和外來雜質(foreignmaterial),其中，該合金鑄鐵可包含馬氏體基體結構、片狀石墨和體積比為15%~30%的碳化物。該合金鑄鐵可以在從熔化爐取出的熔融金屬狀態下被添加入孕育劑(inoculant)。在此，該孕育劑可以是鋇基孕育劑(Fe-S1-Ba)。該孕育劑可以以熔融體質量的0.4%到1.0%進行添加。該合金鑄鐵可以通過經由淬火和回火冷卻鑄型中的熔融金屬以轉變成馬氏體基體結構來形成。在此，可以如下實施淬火:使合金鑄鐵在860~950°C的溫度下保持0.5~1.5小時，并油冷該合金鑄鐵至室溫。可以如下實施回火:使淬火后的合金鑄鐵在180~220°C的溫度下保持0.5~1.5小時，并氣冷該合金鑄鐵至室溫。該合金鑄鐵可以進一步包含0.005~0.0015mm厚的硫化層。這里，硫化層可以通過對已轉變成馬氏體基體結構的合金鑄鐵實施離子滲硫來形成。該合金鑄鐵可以進一步含有按重量計0.01~0.5%的鈮(Nb)。該合金鑄鐵可以進一步含有按重量計0.1~0.5 %的釩(V)。該合金鑄鐵可以進一步含有按重量計0.06~0.01%的硼(B)。該合金鑄鐵可以進一步含有按重量計0.2~0.4%的銅(Cu)。根據本專利技術的另一方面，提供了一種制造用于壓縮機的葉片的方法，該方法包括:熔煉步驟，其中制備熔融金屬，所述熔融金屬包含按重量計3.2~3.8%的C、2.0~2.6%的 S1、0.5 ~1.0%的 Μη、0.2 ~0.6%的 Cr、0.1 ~0.6%的 Μο、0.04 ~0.15%的 T1、小于0.3%的P、小于0.1%的 S、余量的鐵和外來雜質；澆鑄步驟，其中通過將熔融金屬注入鑄型中，并冷卻熔融金屬，獲得包含片狀石墨和按體積計15~30%的碳化物的半制品；磨削步驟，其中將冷卻后的半制品磨削成預定的形狀；和熱處理步驟，其中對磨削后的半制品實施熱處理使其轉變成馬氏體基體結構。該方法可以進一步包括孕育步驟，其中取出熔融金屬并將孕育劑注入到熔融金屬中。熱處理步驟可以包括:淬火過程，其中使磨削后的半制品在860~950°C的溫度下保持0.5~1.5小時，并油冷該半制品至室溫；和回火過程，其中使淬火后的半制品在180~220°C的溫度下保持0.5~1.5小時，并氣冷該半制品至室溫。該方法可以進一步包括精磨步驟，其中精細地磨削通過熱處理完全加工后的半制品O該方法可以進一步包括離子滲硫步驟，其中在經過完全熱處理的半制品的表面上形成硫化層。這里，硫化層可以厚0.005~0.0015mm。該合金鑄鐵可以進一步含有按重量計0.01~0.5%的鈮(Nb)。該合金鑄鐵可以進一步含有按重量計0.1~0.5 %的釩(V)。該合金鑄鐵可以進一步含有按重量計0.06~0.01 %的硼(B)。該合金鑄鐵可以進一步含有按重量計0.2~0.4%的銅(Cu)。根據本專利技術的另一個方面，提供了采用該合金鑄鐵制造的用于壓縮機的葉片。專利技術有益效果根據這些方面，具有這種構造的本專利技術可以提供一種借助于以適當比例混合的元素以及馬氏體基體結構、片狀石墨結構和碳化物的組合而能夠同時提高耐磨性和抗張強度的合金鑄鐵。這有助于以低成本制造被用于高溫和高壓環境下的部件，諸如壓縮機葉片。現有技術中通過添加昂貴的稀土元素來滿足壓縮機葉片的要求，可以使用相對低價的元素代替這些昂貴的稀土元素來制造用于壓縮機的葉片，從而降低了原材料成本。根據本專利技術的另一方面，葉片可以通過澆鑄而非現有技術中所使用的鍛造來制造。因此，可以顯著地減少后處理，并且可以同時制造出多個葉片，導致生產率顯著地得到提高。另外，采用相對低價的合金鑄鐵而非用于鍛造的昂貴的高速鋼的制造方法可以顯著地降低原材料成本。【專利附圖】【附圖說明】圖1是示意性地示出了用于測試根據本專利技術的一個示例性實施方式的合金鑄鐵的抗張強度的樣品(試件)的前視圖；和圖2至圖12是通過捕捉根據本專利技術的第I個到第11個示例性實施方式的合金鑄鐵的表面結構而獲得的放大照片。【具體實施方式】現在將結合附圖詳細描述示例性實施方式。出于結合附圖簡要說明的目的，相同的或等同的部件將被賦予同樣的標號，不再重復對其的描述。通常，鑄鐵具有諸如因其高硬度所帶來的高耐磨性以及良好的機械加工性(machinability)的性能。然而,鑄鐵具有低抗張強度和高脆性，因此，它不太適合用作暴露于高壓氣氛的部件。特別是，用于壓縮機的葉片需要具有比現有技術更高的耐磨性，因為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種合金鑄鐵，按重量計，其包含：3.2～3.8％的C、2.0～2.6％的Si、0.5～1.0％的Mn、0.2～0.6％的Cr、0.1～0.6％的Mo、0.04～0.15％的Ti、小于0.3％的P、小于0.1％的S、和余量的Fe和外來雜質，其中，該合金鑄鐵包含馬氏體基體結構、片狀石墨和體積比為15～30％的碳化物。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：樸載奉，
申請(專利權)人：LG電子株式會社，
類型：發明
國別省市：韓國;KR