一種滾子及其加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，是涉及一種滾子及其加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、質(zhì)量輕、效率高而得到極為廣泛的應(yīng)用。
[0003]其中，旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的泵體組件主要包括曲軸、滾子、滑片、上法蘭、下法蘭、氣缸或中間隔板組成(雙缸)，氣缸徑向開(kāi)槽放置滑片，滑片在氣缸開(kāi)槽內(nèi)上下滑動(dòng)，且滑片頭部始終與滾子表面緊密接觸，滑片將氣缸、上法蘭、下法蘭、滾子形成的腔體分為兩個(gè)部分，分別是排氣腔和吸氣腔，曲軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滾子壓縮制冷介質(zhì)，不斷地進(jìn)行吸氣-壓縮-排氣過(guò)程。
[0004]在惡劣工況下，滑片頭部以較高載荷、較大速度與滾子表面滑動(dòng)接觸，而通常組成壓縮腔組件的滾子均采用鑄鐵或合金鑄鐵材料加工而成，使得滑片頭部與滾子表面極易被磨損。尤其是，當(dāng)摩擦面出現(xiàn)磨屑后，滾子表面的磨損會(huì)急劇加快，呈現(xiàn)出較深的溝痕，磨粒磨損嚴(yán)重，造成壓縮機(jī)性能下降及可靠性變差等問(wèn)題。
[0005]由于陶瓷材料具有硬度高、耐磨性好、彈性模量高、抗壓強(qiáng)度大，特別是熱膨脹系數(shù)小、密度小等一般金屬材料所不具備的優(yōu)點(diǎn)，因此，現(xiàn)有技術(shù)中采用陶瓷滾子以提高其耐磨性，從而提高壓縮機(jī)性能。
[0006]但是，由于陶瓷材料本身的弱電是脆性大，使得陶瓷滾子在使用過(guò)程中不能承受劇烈的沖擊，而導(dǎo)致其缺乏可靠性，易破碎，增加了生產(chǎn)成本。
[0007]因此，如何提高陶瓷滾子的抗沖擊性，以降低破碎率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種滾子，提高陶瓷滾子的抗沖擊性，以降低破碎率。本發(fā)明還提供了一種上述滾子的加工方法。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0010]一種滾子，其中，所述滾子為加入能夠增強(qiáng)陶瓷抗沖擊性的增強(qiáng)基體后燒結(jié)的陶瓷滾子，且所述增強(qiáng)基體為纖維基體或/和晶須基體。
[0011]優(yōu)選地，上述的滾子中，所述纖維基體為彈性模量不小于250Gpa的碳纖維基體或彈性模量不小于300Gpa的碳化硅纖維基體，所述晶須基體為彈性模量不小于400Gpa的碳化硅晶須。
[0012]優(yōu)選地，上述的滾子中，所述纖維基體的長(zhǎng)度不大于5 μ m,直徑為0.5-1.5 μ m ;所述晶須基體的長(zhǎng)度不大于3 μ m,直徑為0.5-1.5 μ m。
[0013]優(yōu)選地，上述的滾子中，所述陶瓷滾子的材料還包括燒結(jié)助劑，且所述燒結(jié)助劑為硼、碳化硼、氧化鎂、氧化硼或三氧化二釔。
[0014]優(yōu)選地，上述的滾子中，所述增強(qiáng)基體質(zhì)量分?jǐn)?shù)占總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10% _25%，所述燒結(jié)助劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.5% -2.0%。
[0015]優(yōu)選地，上述的滾子中，所述陶瓷滾子為密度為3.5-4.0g/cm3的氧化鋁陶瓷、密度為2.7?3.2g/cm3的碳化娃陶瓷或密度為3.1?3.4g/cm3的氮化娃陶瓷。
[0016]一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，包括滾子，其中，所述滾子為上述任一項(xiàng)所述的滾子。
[0017]一種滾子的加工方法，其用于加工上述任一項(xiàng)所述的滾子，包括步驟:
[0018]I)、在陶瓷基材中加入增強(qiáng)基材和無(wú)水乙醇，并混料直至形成混料均勻的材料；
[0019]2)、對(duì)混料均勻的材料進(jìn)行干燥，并進(jìn)行壓制形成生坯；
[0020]3)、對(duì)所述生坯進(jìn)行燒結(jié)，得到滾子。
[0021]優(yōu)選地，上述的加工方法中，所述步驟I)中的通過(guò)行星球磨機(jī)進(jìn)行混料。
[0022]優(yōu)選地，上述的加工方法中，所述行星球磨機(jī)的球料比為7:1，所述行星球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為 250-300r/min。
[0023]優(yōu)選地，上述的加工方法中，所述步驟3)中采用熱等靜壓法對(duì)所述生坯進(jìn)行燒結(jié)，且燒結(jié)溫度為1800-2000°C，燒結(jié)壓力為200-250Mpa，壓力介質(zhì)為氬氣或氮?dú)狻?br>[0024]經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開(kāi)了一種滾子，其重點(diǎn)是該滾子為加入增強(qiáng)陶瓷抗沖擊性的增強(qiáng)基體后燒結(jié)的陶瓷滾子，且該增強(qiáng)基體為纖維基體或/和晶須基體。通過(guò)在陶瓷滾子燒結(jié)前加入纖維基體或/和晶須基體等結(jié)構(gòu)，以提高陶瓷基體的強(qiáng)度，同時(shí)提高陶瓷基體連接的韌性，即提高陶瓷抗沖擊性，降低破碎率，從而降低生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0025]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種旋轉(zhuǎn)式單缸空調(diào)系統(tǒng)壓縮機(jī)剖面圖；
[0027]圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種雙缸空調(diào)系統(tǒng)壓縮機(jī)剖面圖；
[0028]圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的泵體裝配結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的陶瓷滾子示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的滾子的加工流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明的核心是提供一種滾子，提高陶瓷滾子的抗沖擊性，以降低破碎率。本發(fā)明另一核心是提供一種上述滾子的加工方法。
[0032]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033]如圖1-圖4所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種滾子，其重點(diǎn)是該滾子為加入增強(qiáng)陶瓷抗沖擊性的增強(qiáng)基體后燒結(jié)的陶瓷滾子1，且該增強(qiáng)基體為纖維基體或/和晶須基體。通過(guò)在陶瓷滾子I燒結(jié)前加入纖維基體或/和晶須基體等結(jié)構(gòu)，以提高陶瓷基體的強(qiáng)度，同時(shí)提高陶瓷基體連接的韌性，即提高陶瓷滾子I抗沖擊性，降低破碎率，從而降低生產(chǎn)成本。
[0034]具體的實(shí)施例中，上述的纖維基體為彈性模量不小于250Gpa的碳纖維基體或彈性模量不小于300Gpa的碳化硅纖維基體，而晶須基體為彈性模量不小于400Gpa的碳化硅晶須。本申請(qǐng)中對(duì)纖維基體和晶須基體的彈性模量進(jìn)行了限定以進(jìn)一步保證該滾子的抗沖擊性能。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，在實(shí)際中可根據(jù)不同的需要選擇上述范圍內(nèi)的任意值，在此不做詳細(xì)描述。
[0035]進(jìn)一步的實(shí)施例中公開(kāi)了纖維基體的長(zhǎng)度不大于5 μ m,直徑范圍為0.5-1.5 μ m ；而晶須基體的長(zhǎng)度不大于3 μ m,直徑為0.5-1.5 μ m。通過(guò)對(duì)纖維基體和晶須基體的進(jìn)一步限定可進(jìn)一步保證陶瓷滾子I的強(qiáng)度，提高抗沖擊性能。
[0036]在對(duì)陶瓷滾子I進(jìn)行燒結(jié)加工時(shí)，需要在陶瓷材料中加入燒結(jié)助劑，以使晶格畸變而得到活化，提高燒結(jié)后陶瓷滾子I的致密性。本申請(qǐng)中提供了陶瓷滾子I加工過(guò)程中燒結(jié)助劑具體可為:硼、碳化硼、氧化鎂、氧化硼和三氧化二釔中一者或任意混合，本申請(qǐng)中提供的燒結(jié)助劑的種類是根據(jù)加工陶瓷滾子I的材料進(jìn)行選擇的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，可根據(jù)陶瓷的材料選擇對(duì)應(yīng)的燒結(jié)助劑。
[0037]優(yōu)選的實(shí)施例中，在加工過(guò)程中將增強(qiáng)基體質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)置為占總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10% _25%，并將燒結(jié)助劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)置為占總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.5% -2.0%。通過(guò)上述設(shè)置該陶瓷材料的密度比現(xiàn)有滾子材料減少49?65% ;熱膨脹系數(shù)比現(xiàn)有滾子材料減小18?70%;該陶瓷材料比普通陶瓷斷裂韌度提高50?200%?？照{(diào)系統(tǒng)壓縮機(jī)采用該滾子材料，則磨性能優(yōu)異，避免滾子出現(xiàn)沖擊斷裂現(xiàn)象，且泵體制冷介質(zhì)泄露少、效率高；同時(shí)，電機(jī)平衡塊質(zhì)量減輕20?30%，有利于電機(jī)高速化、高效化，壓縮機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊。
[0038]本申請(qǐng)實(shí)施例中還對(duì)陶瓷滾子I的陶瓷材料進(jìn)行了限定，具體的為:密度為3.5-4.0g/cm3的氧化鋁陶瓷、密度為2.7?3.2g/cm3的碳化硅陶瓷或密度為3.1?3.4g/cm3的氮化硅陶瓷。通過(guò)采用氧化鋁陶瓷、碳化硅陶瓷或氮化硅陶瓷可進(jìn)一步提高加工成型后的陶瓷滾子I的硬度以及致密性。
[0039]本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，包括滾子，且該滾子為上述任一項(xiàng)所述的滾子，因此，具有上述滾子的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)也具有上述所有技術(shù)效果，在此不做具體說(shuō)明。
[0040]如圖5所示，更進(jìn)一步的實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種滾子的加工方法，具體包括以下步驟:
[0041]步驟S1:在陶瓷基材中加入增強(qiáng)基材和無(wú)水乙醇，并混料直至形成混料均勻的材料。
[0042]由于陶瓷基材和增強(qiáng)基材均為粉末狀材料，為了保證這些粉末狀的材料混合均勻，本申請(qǐng)中在陶瓷基材和增強(qiáng)基材中添加了無(wú)水乙醇，以通過(guò)液體的添加將粉末狀的材料溶解，進(jìn)行濕混