專利名稱：：渦旋壓縮機的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于可動渦形盤等可動構件，具有高機械強度而且不會發(fā)生材料破壞，適用于渦旋壓縮機。渦旋壓縮機的結構是，為形成對冷媒氣體進行壓縮的空間，將各自具有螺旋形溝道的固定渦形盤與可動渦形盤二者偏心地組合起來，在使在作為可動要素的可動渦形盤公轉的同時將吸入壓縮空間中的冷媒氣體等流體進行壓縮。通常，為實現(xiàn)可動渦形盤的公轉，要使用對可動渦形盤的自轉進行抑制的環(huán)形歐式聯(lián)軸節(jié)。安裝在可動渦形盤下表面與構架上表面二者之間的歐氏環(huán)，其上表面上設有的兩個鍵和下表面上設有的兩個鍵分別與可動渦形盤的鍵槽和構架的鍵槽相嵌合，渦旋壓縮機旋轉時，歐氏環(huán)與可動渦形盤二者相對移動的同時可動渦形盤進行公轉。但是，上述可動渦形盤包括固定渦形盤大部分以Al-Si系合金制成。由于這種合金具有優(yōu)異的耐腐蝕性及耐磨性，熱膨脹系數(shù)也較小，迄今為止雖也取得了人們所期望的效果；然而在機械強度方面卻無論如何未達到令人滿意的程度。此外，Al-Si系合金特別相對于Fe系材料的耐磨性差，存在著由Al-Si系合金制作的可動渦形盤因與歐氏環(huán)的鍵相互摩擦而易于磨損的難點。近年來，在空調和冷凍領域積極地進行著冷媒氣體的開發(fā)，與這一新冷媒氣體的開發(fā)相應地，人們還加緊開發(fā)具有比迄今為止的現(xiàn)有技術更高的機械強度的Al-Si合金。同時，特別是要求可動渦形盤具有比現(xiàn)有可動渦形盤更能耐受與歐氏環(huán)的滑動摩擦的強耐磨性。本發(fā)明的目的是提供一種渦旋壓縮機，其可動渦形盤等可動構件具有與苛刻的運行條件相適應的足夠的機械強度且摩擦損耗可大幅度降低。如權利要求1的發(fā)明是這樣一種渦旋壓縮機，它具有設在構架的上方、與構架之間保持一定距離設置的具有旋渦狀溝道的固定渦形盤，與該固定渦形盤面對面地、旋渦狀溝道與固定渦形盤的溝道相組合地且下表面與構架相接觸并設置成可滑動的可動渦形盤，將構架的與可動渦形盤相接觸的滑動面圍住、上表面的鍵與可動渦形盤的鍵槽嵌合、下表面的鍵與構架的鍵槽嵌合的環(huán)形的歐氏節(jié)；其特征是固定渦形盤和/或可動渦形盤以按重量百分比由Si8～10、Cu2～5、Mg0.5～0.8、其余為Al組成的合金材料構成。另外，權利要求2的發(fā)明的特征是可動渦形盤被浸含二硫化鉬的硬質鈍化鋁膜所覆蓋。此外，權利要求3之發(fā)明的特征是歐式環(huán)以按重量百分比由Si8～10、Cu2～5、Mg0.5～0.8、其余為Al組成的合金材料構成。權利要求4之發(fā)明的特征是可動渦形盤的至少鍵槽部分或歐氏環(huán)的至少上表面的鍵被浸含二硫化鉬的硬質鈍化鋁膜所覆蓋。圖1(a)是本發(fā)明之可動渦形盤的俯視圖，(b)是該可動渦形盤的剖視圖。圖2是本發(fā)明之渦旋壓縮機的剖視圖。圖3是同時顯示按照本發(fā)明的Al-Si-Cu-Mg系合金與其他對比材料的高溫疲勞強度的曲線圖。下面，結合附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。圖2中，渦旋壓縮機具有各自有旋渦狀溝道的固定渦形盤1及可動渦形盤2。為形成對冷媒氣體進行壓縮的空間3，將固定渦形盤1及可動渦形盤2偏心組合，固定渦形盤1與固定于外殼4上的構架5之間設置成保持一定分離距離，而可動渦形盤2的下表面與構架5相接觸并與配置于構架5的中心部位的軸6相配合。該可動渦形盤2上可設置將軸6的旋轉變成可動渦形盤2的公轉動作的歐氏環(huán)7。設置成將構架5的與可動渦形盤2相接觸的滑動面圍起來的歐氏環(huán)7，其上表面上設有的2個鍵8(圖中僅示出一個)分別與可動渦形盤2的鍵槽9相嵌合，而設在下表面上的兩個鍵10(圖中僅示出一個)分別與構架5的鍵槽11相嵌合。從而，當軸6旋轉時，在歐氏環(huán)7與可動渦形盤2二者相對移動的同時可動渦形盤2進行公轉。另一方面，軸6的上端部和下端部分別受到構架5和軸承盤12的支承而能夠旋轉。軸6的上端部上具有曲軸部13，它插入在可動渦形盤2的軸配合部14中。軸6上設有作為動力的電機15，靠該電機15的驅動力軸6旋轉。上述構成中，固定渦形盤1及可動渦形盤2由具有表1所示成分的材料所構成。表1</tables>上述各成分的含量是除了考慮機械強度的提高之外還根據(jù)改善耐磨性、加工性及表面處理性等的要求而分別予以確定的。Si是為了增加機械強度，特別是高溫疲勞強度所不可或缺的成分，定為8～10％。若Si含量過多，可加工性和表面處理性將降低，在后續(xù)的機械加工及表面處理工序中不能得到所期的結果，因此將上限定在10％。另外，Cu是作為提高可加工性的同時提高高溫疲勞強度所不能缺少的成分而進行添加的，為達到上述要求至少需要2％，上限定為5％。而Mg是為提高機械強度而添加的元素，最少也需要0.5％。但是，Mg含量若過多，材料將失去延展性，使可加工性劣于已有的Al-Si系合金，故上限限定在0.8％。這種新材料的機械強度如表2所示比現(xiàn)有的Al-Si系合金材料有所提高。表2</tables>此外，對于可動渦形盤2，至少對圖1(a)(b)所示的包括鍵槽9部分的下表面實施表面處理。本實施例中實施的是浸含二硫化鉬(MoS2)的硬質鈍化鋁膜處理。硬質鈍化鋁膜處理是利用陽極氧化法生成氧化鋁保護膜的方法，而本實施例則是在該硬質鈍化鋁膜處理過程中使之浸含二硫化鉬而制成氧化鋁的保護膜的。硬質鈍化鋁膜處理可增加硬度而適用于提高機械要素的耐磨性，但難點在于初期的磨合性差，易產生啃咬。經微細化的二硫化鉬可起到有效地減少摩擦的作用，將其埋入氧化鋁層中，使之發(fā)揮大幅度減少摩擦損耗的作用。具有上述結構的渦旋壓縮機中，通過軸6的旋轉使可動渦形盤2進行公轉，低溫低壓的冷媒氣體被吸入兩個渦形盤1、2之間。該冷媒氣體在容積逐漸縮小的空間3內被壓縮，呈高溫、高壓狀態(tài)而通過固定渦形盤1向機器外流出。與這種高溫冷媒氣體相接觸的可動渦形盤2上反復作用高應力而使材料疲勞。一般而言，在疲勞極限范圍內即使受應力的反復作用材料也不會遭受破壞，但是在改變所使用的冷媒氣體而其溫度變高的情況下，因隨著溫度變高，材料的疲勞極限將降低，因此，迄今尚能使用的材料由于冷媒氣體的改變而不能放心地使用。由于這種理由，采用冷媒氣體R410A的渦旋壓縮機中，其固定及可動渦形盤1、2以采用具有高機械強度的Al-Si-Cu-Mg系合金為宜。要獲得高的機械強度，可通過增加Si含量便能很容易做到，但還有必要使耐磨性、可加工性及表面處理性也得到改善。表1所示成分組成的材料則能夠滿足上述所有的要求。圖3是就高溫疲勞強度將本實施例的Al-Si-Mg系合金與其他合金材料進行比較的結果。若僅限于高溫疲勞強度，增加Si含量的確有效，但相應地，可加工性及表面處理性將降低。這是由于在鈍化鋁膜處理中Si粒子不被氧化而生成針孔的緣故。由表1所示成分所組成的材料，其Si含量的上限受到限制而能夠獲得所期望的耐磨性、可加工性及表面處理性。此外，本實施例的可動渦形盤2的鍵槽9部分在鈍化鋁膜處理時含浸了二硫化鉬。因此，靠微細化了的二硫化鉬使歐氏環(huán)7的鍵8易于在鍵槽9內滑動，能大幅度減少初期的摩擦損耗。通過硬質鈍化鋁膜處理而獲得高硬度的鍵槽9因磨合性有改善，故磨損降低，耐磨性大幅度提高。通過將其應用于實際機器中的試驗，可以確認其耐磨性提高了50％以上。進而對本發(fā)明的其他實施例進行說明。上述實施例中，固定及可動渦形盤1、2二者以本發(fā)明的Al-Si-Cu-Mg系合金構成，但歐氏環(huán)7也可以與此相同的合金構成。歐氏環(huán)7是環(huán)形構件，上表面上有兩個鍵8，下表面上有兩個鍵10，因這些鍵8、10分別與鍵槽9、11相嵌合并滑動，故至少對鍵8、10實施使之浸含二硫化鉬的硬質鈍化鋁膜處理。在這種場合，對可動渦形盤2的鍵槽11部分進行使之浸含二硫化鉬的硬質鈍化鋁膜處理予以省略。本實施例也能獲得與上述實施例相同的效果。在此基礎上，例如歐氏環(huán)7與鐵系燒結性環(huán)相比，本實施例的旋轉體的質量減少，故對振動和噪音等的抑制極為有效而更富于實用性。上述各實施例的固定及可動渦形盤1、2二者由Al-Si-Cu-Mg系合金構成，顯然也可以只對反復承受高應力的可動渦形盤2采用該材料。正如上所述，權利要求1所涉及的發(fā)明，其固定渦形盤和/或可動渦形盤以由Si8～10、Cu2～5、Mg0.5～0.8、其余為Al所組成的合金材料所構成，故特別是可動渦形盤即使在苛刻的運行條件下使用時，應力總是在材料的疲勞極限之內，能夠避免材料斷裂等破壞，使可靠性提高。再有，權利要求2所涉及的發(fā)明，其可動渦形盤被浸含有二硫化鉬的硬質鈍化鋁膜被覆住，故可切實防止摩擦損耗變大，能夠延長可動渦形盤的耐用壽命。此外，權利要求3所涉及的發(fā)明，其歐氏環(huán)是以由Si8～10、Cu2～5、Mg0.5～0.8、其余為Al所組成的合金材料所構成，故應力總是在疲勞極限內，能夠避免材料發(fā)生斷裂，提高可靠性。還有，權利要求4所涉及的發(fā)明，其可動渦形盤的至少鍵槽或歐氏環(huán)的至少上表面的鍵被浸含二硫化鉬的硬質鈍化鋁膜所被覆，故可切實防止可動構件的某個部位的摩擦損耗變大，能夠延長可動構件的耐用壽命。權利要求1.一種渦旋壓縮機，它具有設在構架上方、設置成與該構架之間保持間距的、具有旋渦狀溝道的固定渦形盤，與該固定渦形盤面對面地、旋渦狀溝道與所述固定渦形盤的溝道相組合且下表面與所述構架相接觸并設置成可滑動的可動渦形盤，將上述構架的與該可動渦形盤相接觸的滑動面圍起來、上表面的鍵與所述可動渦形盤的鍵槽相嵌合，下表面的鍵與所述構架的鍵槽相嵌合的環(huán)形歐氏節(jié)；其特征是所述固定渦形盤和/或所述可動渦形盤以按重量百分比由Si8～10、Cu2～5、Mg0.5～0.8、其余為Al組成的合金材料所構成。2.如權利要求1所述的渦旋壓縮機，其特征是，所述可動渦形盤被浸含有二硫化鉬的硬質鈍化鋁膜所被覆。3.如權利要求1所述的渦旋壓縮機，其特征是，所述歐氏環(huán)以按重量百分比由Si8～10、Cu2～5、Mg0.5～0.8、其余為Al組成的合金材料構成。4.如權利要求3所述的渦旋壓縮機，其特征是，所述可動渦形盤的至少該鍵槽部分或所述歐氏環(huán)的至少上表面的該鍵被浸含有二硫化鉬的硬質鈍化鋁膜所被覆。全文摘要使可動渦形盤等可動構件具有與苛刻的運行條件相適應的足夠的機械強度且可大幅度減少摩擦損耗的渦旋壓縮機?？蓜訙u形盤(2)以按重量百分比由Si8～10、Cu2～5、Mg0.5～0.8、其余為Al所組成的合金材料構成。該可動渦形盤(2)的鍵槽(9)部分被浸含了二硫化鉬的硬質鈍化鋁膜所被覆。文檔編號F04C18/02GK1185538SQ97119628公開日1998年6月24日申請日期1997年9月26日優(yōu)先權日1996年9月27日發(fā)明者光永敏彥,杉本和禧,里和哉,藤原一昭申請人:三洋電機株式會社