一种汽车空调压缩机斜盘及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车空调压缩机斜盘，所述斜盘由包括以下重量百分比的组分的铝合金制成：Si：13％～15％；Cu：4％～5％；Mg：0.2％～0.3％；Ni：0.8％～1.5％；Mn：0～0.1％；Fe：0～0.5％；Zn：0～0.1％；Ti：0～0.2％；C：0.1％～0.3％；RE：0.1％～0.3％；其余为Al。本发明专利技术还提供了一种汽车空调压缩机斜盘的生产方法。本发明专利技术通过对斜盘用铝合金中元素的选择和控制，进而采用锻造代替铸造，并优化锻造的预处理及后处理，优化各项处理过程中的工艺参数，提高了斜盘的高温强度和高温硬度，同时提高了切削性能及塑性，实现了低成本生产。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车空调压缩机斜盘及其生产方法
本专利技术涉及汽车工业
，尤其是涉及一种汽车空调压缩机斜盘及其生产方法。
技术介绍
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。目前双向斜盘式汽车空调压缩机主要包括：机体、汽缸、活塞、传动轴、固定在传动轴上的斜盘，以及斜盘与活塞的连接装置。斜盘式压缩机中，旋转斜盘倾斜安装在一传动轴上，斜盘与活塞通过滑履相连，通过斜盘的旋转与滑履滑动，实现活塞在汽缸孔内的往复运动，达到压缩机的吸气、排气过程。斜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，鉴于其长期高速运转以及耐受摩擦产生的高温，对其耐磨性、强度及硬度等力学性能具有很高的要求。目前，现有铝合金斜盘一般采用A390过共晶铝硅合金材料制备，虽然其室温强度和室温硬度满足使用要求，但是其高温强度和高温硬度较差，导致斜盘的使用寿命较低。目前斜盘的生产工艺主要为重力浇铸，存在以下缺点：组织密度低，造成斜盘在工作时比较容易磨损，整体强度不高，易变形；容易出现缩松、冷隔、夹渣，造成斜盘内在质量不良，容易发生断裂，卡死等，进而造成压缩机损坏；斜盘尺寸精度不够，尺寸均一性较差。而采用模锻A390铝合金材料生产斜盘，主要有以下不足：1.国内A390铝合金原材料多为从国外进口，导致斜盘的生产成本较高；2.由于A390铝合金硅含量高，铝合金硬度高，导致斜盘的切削加工性能差，刀具磨损严重，机加工困难；3.A390铝合金的塑性差，模锻产出的斜盘毛坯容易产出裂纹等缺陷。因此，如何提供具有较高高温强度和高温硬度，低成本且易加工的斜盘是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种汽车空调压缩机斜盘，该斜盘具有较高的高温强度和高温硬度，低成本且易加工。本专利技术另一目的是提供一种上述汽车空调压缩机斜盘的生产方法。为解决上述的技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种汽车空调压缩机斜盘，其特征在于，所述斜盘由包括以下重量百分比的组分的铝合金制成：Si：13％～15％；Cu：4％～5％；Mg：0.2％～0.3％；Ni：0.8％～1.5％；Mn：0～0.1％；Fe：0～0.5％；Zn：0～0.1％；Ti：0～0.2％；C：0.1％～0.3％；RE：0.1％～0.3％；其余为Al。优选的，所述Si的重量百分比为13.5％～14.5％。优选的，所述Mg的重量百分比为0.22％～0.28％。优选的，所述Ni的重量百分比为1.0％～1.3％。优选的，所述C的重量百分比为0.15％～0.25％。优选的，所述RE的重量百分比为0.15％～0.25％。本专利技术的有益技术效果：本专利技术在斜盘用铝合金材料中添加了Si元素，通过合理优化铝合金中Si元素的含量，在保证材料强度的基础上，提高了斜盘用铝合金材料的切削加工性能，减小了加工中刀具的成本，同时也提高了铝合金的塑性，提高了锻造加工性能，降低了锻造时锻件出现裂纹等倾向的可能性；本专利技术在斜盘用铝合金材料中添加了Mg元素，Mg元素能够使晶格产生畸变，引起固溶强化，从而提高铝合金的强度和硬度，同时Mg元素还可以提高铝合金的耐腐蚀性和耐热性能；本专利技术在斜盘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；本专利技术在斜盘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，显著地提高铝合金的高温强度和高温硬度；本专利技术在斜盘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，显著地提高铝合金的高温强度和高温硬度。综上所述，本专利技术通过对斜盘用铝合金中元素的选择和控制，在保持斜盘室温强度和室温硬度的前提下，提高了斜盘的高温强度和高温硬度，同时提高了斜盘的切削加工性能及塑性，使得斜盘易于加工，由于具有上述性能，使得该铝合金可以代替A390过共晶铝硅合金生产斜盘，不用再从外国进口铝合金原料，实现了斜盘的低成本生产。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能提高耐热性；Ti不仅能细化组织，又能提高其耐热性和锻压时铝合金的流动性，从而改善斜盘表面质量，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，能在铝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，大大地降低了汽缸比压，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。本专利技术还提供了上述任意一项所述汽车空调压缩机斜盘的生产方法，包括以下步骤：1)将Al源、Si源、C源、Mg源、Fe源、Cu源、Ni源、Mn源、RE源、Zn源、Ti源熔化成熔液，将所述熔液在温度为680℃～700℃下利用无氯精炼剂进行精炼；2)将所述步骤1)精炼后的熔液在760℃～850℃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；3)将所述步骤2)变质处理后的熔液在720℃～760℃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；4)将所述步骤3)制得的料棒加热至350℃～450℃进行热挤压变形处理；5)将所述步骤4)热挤压变形处理后的料棒加热至320℃～390℃进行锻造，然后进行热处理；6)将所述步骤5)热处理后的料棒加热至400℃～420℃，然后利用全封闭斜盘模具锻造制得斜盘毛坯；7)将所述步骤6)制得的斜盘毛坯依次进行热处理及机加工制得斜盘。优选的，所述步骤5)中热处理具体操作为500℃～510℃下固溶处理8h～l0h，60℃～82℃水温下水冷2min～5min；200℃下时效处理8h～l0h，空冷。优选的，所述步骤6)中全封闭斜盘模具在锻造前需做淬火处理和抛光处理，使得模具硬度为48HRC～55HRC，粗糙度为0.2Ra～0.4Ra。优选的，所述步骤7)热处理具体操作为495℃～505℃下固溶处理3h，采用30℃～60℃的水淬火2min～6min；然后165℃下时效处理8h～l0h，空冷。与现有技术相比，本专利技术提供的生产方法采用上述优选的铝合金材料作为生产斜盘的原材料，进一步采用锻造工艺生产斜盘，克服了铸造生产斜盘的诸多问题，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；在锻造过程中，对锻造所用模具在锻造前做淬火处理和抛光处理；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。本专利技术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，提高了斜盘的强度，从而提高了斜盘的使用性能和使用寿命。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车空调压缩机斜盘，其特征在于，所述斜盘由包括以下重量百分比的组分的铝合金制成：Si：13％～15％；Cu：4％～5％；Mg：0.2％～0.3％；Ni：0.8％～1.5％；Mn：0～0.1％；Fe：0～0.5％；Zn：0～0.1％；Ti：0～0.2％；C：0.1％～0.3％；RE：0.1％～0.3％；其余为Al。

【技术特征摘要】
1.一种汽车空调压缩机斜盘的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将Al源、Si源、C源、Mg源、Fe源、Cu源、Ni源、Mn源、RE源、Zn源、Ti源熔化成熔液，将所述熔液在温度为680℃～700℃下利用无氯精炼剂进行精炼；2)将所述步骤1)精炼后的熔液在760℃～850℃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；3)将所述步骤2)变质处理后的熔液在720℃～760℃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；所述料棒包括以下重量百分比的组分：Si：13％～15％；Cu：4％～5％；Mg：0.2％～0.3％；Ni：0.8％～1.5％；Mn：0～0.1％；Fe：0～0.5％；Zn：0～0.1％；Ti：0～0.2％；C：0.1％～0.3％；RE：0.1％～0.3％；其余为Al；4)将所述步骤3)制得的料棒加热至350℃～450℃进行热挤压变形处理；5)将...

【专利技术属性】
技术研发人员：解居麟，
申请(专利权)人：山东汇川汽车部件有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37