装炉方式对制冷压缩机用铁基阀板烧结变形的影响

　　制冷压缩机是电冰箱、空调等制冷设备的核心部件,用量很大,而阀板则是制冷压缩机中必不可少的零件。目前,阀板的生产方法主要有冲裁法和粉末冶金法两种,由于粉末冶金法具有材料利用率高、原料成本低等优点,因此在对阀板的生产中占居着主导地位[1-6]。但是,由于阀板复杂的形状(凹槽及孔的存在)使其在烧结及冷却时各部位受到的应力不同,导致阀板在烧结时发生变形[7]。除此之外,阀板压制成形后,压坯存在残余应力,且粉末与模壁间的摩擦以及粉末间的摩擦,导致压坯中存在密度和残余应力分布不均,而在烧结过程中,扩散作用使合金产生收缩,残余应力得到释放,不均匀的残余应力导致收缩不一致,促使变形加剧[8,9]。这使阀板在烧结后需要经过后续的磨削加工才能使平面度达到使用要求,增加了阀板的生产工序和生产成本。因此,如何减小烧结变形是现阶段阀板生产企业面临的主要问题。烧结过程中,影响烧结变形的主要因素有烧结气氛、烧结温度、烧结时间及阀板的装炉方式等[10-13]。目前,对控制烧结变形的研究主要集中在烧结气氛、烧结温度及烧结时间等方面,很少有对装炉方式研究的报道。本文通过对烧结过程中装炉方式的研究,试图找出阀板的最佳装炉方式及其对阀板烧结变形的影响规律,从而进一步优化烧结工艺,为实现阀板的最终成形生产做前期准备。

　　1 试验材料及方法

　　1.1 试验材料

　　试验所用样品的材料为易切削铁粉(牌号300WSA)、铜粉、硬脂酸锌和石墨粉。试验原始粉料配比见表1。

　　1.2 阀板制备

　　图1为阀板的零件图。阀板的尺寸要求为:长度5112?013 mm,宽度4312?013 mm,厚度313+01150mm,平面度[0104 mm。

　　首先在250 kg双锥形混料机中进行混料50min;混合后的粉末采用160 t粉末成形机压制成形,压制压力为600 MPa,成形密度为619 g/cm3。

　　阀板烧结工艺流程为:预加热→加热→缓慢冷却→快速冷却→冷却,如图2所示。阀板用网带式烧结炉进行烧结,预加热和加热段炉温度控制分别为550e→750e→900e和1 200e;冷却方式为水套冷。。

　　1.3 数据采集

　　每种装炉方式在相同条件下烧结后随机取20块样板,并用Q326W履带式抛丸机处理十分钟;然后用平面度测试仪测量阀板A、B面(见图1)的平面度;在国产Y-200四柱液压机上精整后再次测试平面度。平面度测量方法:在阀板表面随机取一点作为零点,找出平面内最大值与最小值,最大值与最小值之差为该面平面度的值,本试验阀板的平面度值取A、B面平面度值较大的一面。

　　2 结果与分析