R410A空调压缩机用滑片的表面处理

论文摘要

臭氧层破坏是当今全球面临的环境问题。制冷、空调行业广泛采用的氢氯氟烃类工质对臭氧层产生破坏,威胁人类生存。禁止生产和使用氢氯氟烃类工质、寻找新的替代工质,已经成为制冷及空调领域近年来最为迫切和热门的研究内容之一。作为家用空调器心脏的压缩机的冷媒替代要求也已提上日程。采用R410A新工质,压缩机润滑条件恶化,滑动部件中的滑片表面磨损增大,导致压缩机效率降低。当严重磨损时,压缩机可能堵转失效。所以探讨优化滑片表面氮化处理方式既是R410A压缩机开发的重要课题,又是保护环境的重要技术变更(气体氮化方式对环境影响较小,而盐浴氮化方式对环境有相当的污染)。本文通过对R410A压缩机滑片与活塞的运动特点和润滑条件的了解,指出叶片表面磨损形式及磨损增大的原因,并提出滑片表面氮化处理将对滑片的耐磨性起到积极作用。通过对滑片的选材进行研究,最终确定以W6Mo5Cr4V2钢为滑片的原材料,并对滑片的制造工艺过程及W6Mo5Cr4V2钢的材料组织特点进行总结,特别是其化学成分和合金元素的作用,并对钴元素的作用予以了分析。分别采用盐浴浸硫氮化处理方式和气体氮碳共渗处理方式,通过对这两种氮化方式工艺原理、特点及氮化后滑片表面硬度、组织成分等的比较,发现气体氮碳共渗方式和盐浴浸硫氮化方式基本技术点数据相当。通过简单的磨损试验对两种氮化方式的耐磨性进行评价,通过对各自的微观形貌分析显示,氮化层厚度、过渡层厚度等技术要求均符合预定的标准,结果二者的耐磨性测定基本相似,性能相当。采用气体碳氮共渗处理滑片的R410A压缩机顺利通过台架试验考核,压缩机主要滑动部件未发生异常磨损,试验后压缩机效率保持不变。气体氮碳共渗处理滑片不仅符合R410A压缩机开发中对滑片耐磨性的要求,而且在制造生产中减少了对环境的污染,使企业能及时推出新品,参与国际竞争,使中国的压缩机和空调器技术水平紧跟世界制冷技术。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 滚动活塞式空调压缩机
• 1.2 滑片材料的应用简介
• 1.3 新冷媒环保压缩机
• 1.4 课题的提出及研究的意义
• 第二章 新冷媒环境对滑片材料的耐磨性要求
• 2.1 R22 与R410A 工质（冷媒）及使用润滑油比较
• 2.2 新冷媒环境下滑片与活塞的摩擦情况及对滑片材料的要求
• 2.2.1 旋转式空调压缩机滑片、活塞运动特点及润滑条件
• 2.2.2 边界膜和润滑油
• 2.2.3 R410A 冷媒对滑片和活塞的润滑条件的影响
• 2.2.4 滑片和活塞的磨损特点及耐磨性提高
• 第三章 滑片材料分析
• 3.1 滑片材料的选择判定
• 3.1.1 滑片材料的工作要求
• 3.1.2 滑片材料选择的考虑因素
• 3.1.3 滑片材料选择的基本方向
• 3.1.4 滑片材料的基本选型
• 3.2 选用高速工具钢的型号及其基本性能
• 3.2.1 滑片选材（W6Mo5Cr4V2 钢）的化学成分和物理性能
• 3.2.2 淬火、回火对W6Mo5Cr4V2 钢的力学性能的影响
• 3.3 滑片材料W6Mo5Cr4V2 钢中合金元素的特性和作用
• 3.3.1 合金元素在W6Mo5Cr4V2 钢中的存在方式
• 3.3.2 W6Mo5Cr4V2 钢中合金元素对钢的平衡组织的影响
• 3.3.3 W6Mo5Cr4V2 钢中合金元素对钢的热处理的影响
• 3.3.4 W6Mo5Cr4V2 钢中合金元素对钢的氧化与腐蚀的影响
• 3.3.5 W6Mo5Cr4V2 钢中合金元素对钢的工艺性能的影响
• 3.3.6 钴元素
• 3.4 上海日立所用滑片选用W6Mo5CR4V2 钢的技术要求
• 3.5 滑片制造工艺过程和产品技术要求
• 3.5.1 滑片制造工艺过程
• 3.5.2 滑片技术要求
• 第四章 滑片表面热处理方法
• 4.1 化学热处理简介
• 4.1.1 化学热处理定义
• 4.1.2 化学热处理的目的
• 4.1.3 化学热处理的基本过程
• 4.2 渗氮工艺
• 4.2.1 渗氮的定义
• 4.2.2 渗氮层具备的性能
• 4.2.3 渗氮强化具有的特点
• 4.3 盐浴氮化热处理工艺
• 4.3.1 盐浴氮化方法简介
• 4.3.2 盐浴氮化方法的特点
• 4.4 上海日立选用的盐浴氮化工艺的滑片
• 4.4.1 上海日立选用滑片的盐浴浸硫氮化工艺方法
• 4.4.2 盐浴浸硫氮化工艺流程
• 4.4.3 盐浴浸硫氮化工艺滑片生产的设备
• 4.4.4 盐浴浸硫氮化工艺选用的原材料
• 4.4.5 盐浴浸硫氮化试样滑片的效果分析
• 4.5 气体氮碳共渗工艺方法
• 4.5.1 气体氮化工艺方法
• 4.5.2 气体氮碳共渗工艺方法
• 4.5.3 气体氮碳共渗工艺流程
• 4.5.4 气体氮碳共渗工艺滑片生产的设备
• 4.5.5 气体氮碳共渗工艺试样滑片的效果分析
• 第五章 耐磨性测定及微观形貌观察
• 5.1 耐磨性测定
• 5.1.1 测试方法
• 5.1.2 试验条件
• 5.1.3 试验结果
• 5.2 微观形貌分析
• 第六章 压缩机台架试验验证
• 第七章 结论
• 参考文献
• 附录1
• 攻读学位期间公开发表的论文及科研成果
• 致谢