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。
Ozone layer destruction is the environment problem, which the whole world faces now. HCFC working fluid which is widely used by HVAC industry destroys the ozone layer and threatens the human survival. Prohibition on production and use of HCFC working fluid, as well as seeking the new substitution working fluids, are the most urgent and popular research contents in the HVAC industry in recent years. For compressor being the heart of room air-conditioner,the refrigerant substitution requirement has also brought into schedule. Due to the use of the the new working fluid R410A, the compressor lubrication condition worsens and vane’s surface in the sliding part increases, causing the low compressor efficiency; Once abrasion is serious, the compressor will be failure. Therefore the discussion of enhancing wear resistance of the vane’s surface disposal is the important topic in the development of R410A compressor .
In this paper, the movement characteristics and lubrication condition of R410A compressor vane and piston have been analyzed at first. It is pointed out the abrasion of vane’s surface form and the reason why the abrasion increased, Improving infiltrate nitride method of vane is useful for decreasing the abrasion of vane’s surface.
The choosing of vane’s material has been analyzed.At last, W6Mo5Cr4V2 steel is choosed for vane’s material. The technology of vane’s manufacture and characteristic of W6Mo5Cr4V2 steel’s composing have been analyzed. Especially, the effect of W6Mo5Cr4V2 steel’s alloy elements with the emphases on the Co elements.
Infiltrate nitride method of vane have been analyzed.The methods involve solt bath (immersed S element) infiltrate nitride method and both the nitrogen and carbon infiltrating by gas infiltrate nitride method.Through the analysis of these two infiltrate nitride method’s technology principle, characteristic , rigidity of vane’s surface and organization of vane.At last it is found these two infiltrate nitride method’s technic data is similar.
Carries on the appraisal to the wear resistance of two infiltrate nitride method’s vanes through the simple wear test resistance to wear. After the wear test, the electricity microscope observation of vane outside surface indicated that, so many technology requirement just like the thickness of nitride and transition tier are according with the standard. The result showed the vanes of two infiltrate nitride method wearing weightlessness is obviously similar.
Finally, the R410A compressor which adopting the vane of gas infiltrate nitride pass through the bench test smoothly, the mainly sliding parts of compressor didn’t happen exceptionally abrasion, the compressor efficiency keep invariableness after the experiment . The new vane of gas infiltrate nitride research has solved the difficult problem in the development of R410A compressor , enabled the enterprise promptly to put forward the new product and participating the international competition; and making Chinese compressor and air-conditioner technical level follows close to the world refrigeration technology.
引文
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