[发明专利]合金铸铁和采用该合金铸铁的叶片的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金铸铁和采用该合金铸铁的用于回转式压缩机的叶片的制造方法。

背景技术

通常，压缩机包括一在机壳内部空间产生驱动动力的驱动马达和一联接于驱动马达且压缩制冷剂的压缩装置(compression unit)。根据制冷剂压缩方法，压缩机可以分为多种类型。例如，就回转式压缩机的情况来说，压缩装置包括一形成压缩空间的气缸(cylinder)，一将气缸的压缩空间分成一吸气室和一排气室的叶片，多个用于支撑叶片并与气缸一起形成压缩空间的承载部件，和一通过转动安装在气缸中的旋转活塞(rolling piston)。

叶片被插入到气缸的叶片槽里，并且由于叶片的端部被固定于旋转活塞的外周部而将压缩空间分成两部分。在压缩过程中，叶片持续地在叶片槽内滑动。这里，叶片应当具有高强度和高耐磨性(abrasion resistance)，因为它需要持续地接触高温和高压的制冷剂，并且与旋转活塞和轴承保持连接状态以防止制冷剂泄露。

特别是，诸如氢氟烃(HFC)的新制冷剂替代了因臭氧消耗被禁止使用的氯氟烃(CFC)，其具有比CFC更低的润滑性能，并且与现有技术相比显示出更增强的耐磨性，这由于使用变频器(inverter)以降低能源消耗而是叶片所需要的。

为了满足这些条件，最近通过将高速钢或不锈钢加工成预定的形状，随后进行后处理，例如表面处理等来制造叶片。

发明内容

技术问题

然而，这些叶片过多地含有为昂贵的稀土金属的Gr、W、Mo、V、Co等，并且通过锻造被加工成预定的形状，从而具有低生产率和高价格。特别是，该叶片具有高硬度以便提高耐磨性，但这使得其难以通过锻造实施加工操作。

技术方案

因此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的一方面是为了提供一种能够提高生产率且降低制造成本，同时满足叶片所需的强度和耐磨性要求的合金铸铁。

本发明的另一方面是为了提供这种叶片的制造方法。

为了达到这些和其他的优点，和根据本发明的目的，如在本文中所体现的和广义描述的，提供了一种合金铸铁，其包含：按重量计，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、以及余量的铁和外来杂质(foreignmaterial)，其中，该合金铸铁可包含马氏体基体结构、片状石墨和体积比为15％～30％的碳化物。

该合金铸铁可以在从熔化炉取出的熔融金属状态下被添加入孕育剂(inoculant)。在此，该孕育剂可以是钡基孕育剂(Fe-Si-Ba)。该孕育剂可以以熔融体质量的0.4％到1.0％进行添加。

该合金铸铁可以通过经由淬火和回火冷却铸型中的熔融金属以转变成马氏体基体结构来形成。在此，可以如下实施淬火：使合金铸铁在860～950℃的温度下保持0.5～1.5小时，并油冷该合金铸铁至室温。可以如下实施回火：使淬火后的合金铸铁在180～220℃的温度下保持0.5～1.5小时，并气冷该合金铸铁至室温。

该合金铸铁可以进一步包含0.005～0.0015mm厚的硫化层。这里，硫化层可以通过对已转变成马氏体基体结构的合金铸铁实施离子渗硫来形成。

该合金铸铁可以进一步含有按重量计0.01～0.5％的铌(Nb)。

该合金铸铁可以进一步含有按重量计0.1～0.5％的钒(V)。

该合金铸铁可以进一步含有按重量计0.06～0.01％的硼(B)。

该合金铸铁可以进一步含有按重量计0.2～0.4％的铜(Cu)。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造用于压缩机的叶片的方法，该方法包括：熔炼步骤，其中制备熔融金属，所述熔融金属包含按重量计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、余量的铁和外来杂质；浇铸步骤，其中通过将熔融金属注入铸型中，并冷却熔融金属，获得包含片状石墨和按体积计15～30％的碳化物的半制品；磨削步骤，其中将冷却后的半制品磨削成预定的形状；和热处理步骤，其中对磨削后的半制品实施热处理使其转变成马氏体基体结构。

该方法可以进一步包括孕育步骤，其中取出熔融金属并将孕育剂注入到熔融金属中。