[发明专利]一种蠕状石墨铸铁涡旋盘及其生产工艺

说明书

本发明公开了一种蠕状石墨铸铁涡旋盘及生产工艺，由蠕状石墨铸铁铸造制得，以质量百分比计，其原料含有：C:3.6%~4.0%、Si:1.6%~2.0%、Mn:0.4%~0.8%、P:0%~0.25%、S:0.01%~0.04%、Cu:0.20%~0.6%、Sn:0.04%~0.08%、Cr:0.10%~0.3%、余量为Fe和伴随杂质，原料生产过程中采用0.30%~0.40%的变质处理剂控制石墨形态的蠕化率为20%~60%，涡旋盘的机械性能得到极大提升，抗拉强度≥450N/mm²、屈服强度≥315N/mm²、延伸率≤3%、硬度范围为HB200~HB250，耐久寿命测试高达2600小时。

技术领域

本发明涉及一种蠕状石墨铸铁涡旋盘及其生产工艺；属于石墨铸铁技术领域。

背景技术

目前市场上用于商场办公以及大众交通工具上的空调、食品保鲜用的冷藏以及冷链运输用的制冷型压缩机核心零件涡旋盘都使用普通灰口铸铁作为原材料。但是，用于制冷系统上的灰口铸铁涡旋盘，在应用于高温差条件的热泵式涡旋压缩机时，在恶劣工况使用条件下会发生因机械强度不足而导致涡旋断裂的问题，其机械强度无法满足使用需求。

根据石墨的形态，可将灰铸铁分为：普通灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁以及蠕墨铸铁，普通灰铸铁的石墨呈片状，金相观察时，石墨以单独的片状散布在基体上，它们是分隔的，互不联系的，如图1所示；球墨铸铁中的石墨呈球状，可锻铸铁中的石墨成团絮状，而蠕墨铸铁中石墨呈蠕虫状，又称蠕状石墨铸铁。

灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态密切相关，灰铸铁中的片状石墨对基体的割裂严重，在石墨尖角处易造成应力集中，使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢，但抗压强度与钢相当，在压缩机涡旋盘等领域中广为应用。目前市场上用于商场办公以及大众交通工具上的空调、食品保鲜用的冷藏以及冷链运输用的制冷型压缩机核心零件涡旋盘都使用灰口铸铁作为首选材料。近年来，在国家环保政策的要求下，为了减少冬季燃煤污染、改善空气质量，冬季供暖的方式由传统燃煤供暖改为电能式供暖。在这样的背景下，用于冬季供暖的热泵式压缩机近年开始蓬勃发展。制冷型压缩机的工作温度在-10℃～60℃的工作区间；热泵式压缩机因为主要用于北方冬季的制热供暖，工作温度在-30℃～90℃的工作区间；热泵式压缩机核心零件涡旋盘所需耐受的工作温差高达120℃，但是市场上用于制冷型压缩机用的涡旋盘可耐受的工作温差只有70℃。正如前面所述，在高温差恶劣工况的工作环境中，普通灰铸铁制作的涡旋盘会因机械强度不足存在断裂的风险。

鉴于上述问题，必须发展新的高机械强度的涡旋盘才能适用于热泵式涡旋压缩机的应用上。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种蠕状石墨铸铁涡旋盘，另一目的在于提供该蠕状石墨铸铁涡旋盘的生产工艺。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种蠕状石墨铸铁涡旋盘，其特征在于，由蠕状石墨铸铁铸造制得，以质量百分比计，其原料含有：C:3.6％～4.0％、Si:1.6％～2.0％、Mn:0.4％～0.8％、P:0％～0.25％、S:0.01％～0.04％、Cu:0.20％～0.6％、Sn:0.04％～0.08％、Cr:0.10％～0.3％、余量为Fe和伴随杂质，原料生产过程中采用占铁水总质量0.30％～0.40％的变质处理剂控制石墨形态的蠕化率为20％～60％。

C(碳)是成为石墨组织的元素，其含量对于材料的延伸率有至关重要的额影响，C含量过高也容易产生铁素体，因此，本发明中，C的含量为3.6％～4.0％，碳当量C.E.值控制在4.3～4.8之间。

Si是促进石墨结晶的元素，如果Si含量不够，则不利于蠕状石墨铸铁的形态稳定，如果Si含量太多，则石墨形状变大，基地组织中的铁素体含量会增加，不利于蠕状石墨铸铁机械性能的提升，因此，Si含量为1.6％～2.0％。