[发明专利]一种轻量化铝合金复合材料、压缩机滚子及其制备方法

说明书

本发明公开了一种轻量化铝合金复合材料，包括润滑相0.5‑2％、陶瓷相0.5‑15％，其余为基体合金；其中，基体合计含有以下质量分数的元素：硅20～30％、铜2～4％、镁2～4％、锆0.1～0.5％、铁0.1～2％、镍0.1～2％，其余为铝；润滑相为二硫化鉬，陶瓷相为氧化锆和碳化硅粉中的一种或两种的组合。本发明还公开了使用上述轻量化铝合金复合材料制备的压缩机滚子及其制备方法。本发明提供的轻量化铝合金复合材料具有良好的耐磨高强度性能，且质轻使用其制造的零件，如滚子，比重小、噪音低，而且耐磨耐蚀性能得以提高，大大减少因磨损造成的维修。

技术领域

本发明涉及铝合金材料及其制备，尤其涉及一种轻量化铝合金复合材料，以及使用该轻量化铝合金复合材料制备的压缩机滚子及其制备方法。

背景技术

旋片式压缩机是空调制冷设备主要技术方式，其核心部分为滑片和滚子，目前旋片式空调压缩机零件滚子为钢制材料制备，比重大、噪音大、耐蚀性差，影响能效、噪音、维修。而且，随着市场竞争的加剧，节能、降噪、自润滑、少维修是竞争的关键点，同时滚子作为旋片式压缩机核心零部件轻量化、低磨擦系数，对节能降耗、降低噪音、延长寿命有重要的意义，也是市场迭代升级的方向。

发明内容

本发明目的之一提供一种耐磨高强度的轻量化铝合金复合材料，使用其制造的零件，如滚子，比重小、噪音低，而且耐磨耐蚀性能得以提高，大大减少因磨损造成的维修。

本发明目的之二是提供一种上述铝合金复合材料制备的旋片式压缩机滚子。

本发明目的之三是提供上述旋片式压缩机滚子的制备方法。

本发明目的之一通过以下技术方案实现：一种轻量化铝合金复合材料，包括润滑相0.5-2％、陶瓷相0.5-15％，其余为基体合金；其中，基体合计含有以下质量分数的元素：硅20～30％、铜2～4％、镁2～4％、锆0.1～0.5％、铁0.1～2％、镍0.1～2％，其余为铝；润滑相为二硫化鉬，陶瓷相为氧化锆和碳化硅粉中的一种或两种的组合。

本发明所述陶瓷相为氧化锆和碳化硅粉。

本发明目的之二通过以下技术方案实现：一种旋片式压缩机滚子，由上述铝合金复合材料制备而成。

本发明目的之三通过以下技术方案实现：上述旋片式压缩机滚子的制备方法，包括以下步骤：

(1)按基体合金元素的质量分数取原料熔炼雾化制粉成基体合金粉末；

(2)将润滑相和陶瓷相按比例与基体合金粉末均匀混合，并进行球磨，制成复合粉末；

(3)将混合粉末预压成圆柱胚，然后热挤压成管材；

(4)挤压成形的管材进行热处理，切割得到滚子。

所述步骤(4)中，热处理后的管材进行精加工，即对管材内外圆精加工，然后按产品高度切割及对端面精加工，得到滚子。

所述步骤(1)中，基体合金原料通过快速凝固气雾化的方式制成基体合金粉末，粉末过100目筛网，雾化气体为氮气或空气，雾化熔体温度780～850℃。

所述步骤(2)中的球磨介质为陶瓷球，球料比2:1到4:1，保护气氛为氮气或真空，球磨时间1-12小时

所述步骤(3)中，通过采用压制成型、冷等静压成型或真空热包套成型的方法将混合粉末预压成圆柱胚。其中，挤压温度为380～480℃，挤压比为6-12，挤压采用正挤压或反挤压。

所述步骤(4)中，热处理包括固溶和淬火及时效，其中，固溶：温度为450～480℃，升温速度5～10度/分钟。保温时间为1～2小时；淬火：温度为55～65℃，介质为水；时效：温度130～160℃，保温12～24小时。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：