无磁合金及由其制成的平衡块转让专利
申请号 : CN200710145503.8
文献号 : CN100590219C
文献日 : 2010-02-17
发明人 : 杨建
申请人 : 浙江盾安人工环境设备股份有限公司
摘要 :
本发明提供一种用于压缩机用平衡块的无磁金属合金，其包含重量比5-20%的锰、5-20%的铬、0.05-1.5%的硫和余量的铁和微量。其还可以含有0.4-3%的铜和/或不高于1.5%的镍。采用上述材料可以通过锻压的方法方便地制造压缩机用平衡块。该方法具有简化工序，降低污染，加工灵活的优点，同时，由于采用锻压，消除了产品的气孔、夹渣等缺陷，提高的平衡块的平衡能力。
权利要求 :
1.一种无磁金属合金，其包含以重量比计： 锰：11.2-20％； 铬：13.4-20％； 硫：1.2-1.5％； 铜：0.4-3％； 镍：0-1.4％，以及 余量的铁和微量杂质元素。
2. 根据权利要求1所述的无磁金属合金，在所含的杂质中，以重 量计，碳< 0.15%、；圭《1 % 、石粦< 0.05%。
3. —种用于压缩机的平衡块，其由权利要求1至2任一项所述的 无磁金属合金制得。
4. 一种生产压缩4几用平tf块的方法，其特4正在于，采用^k利要求 1至2任一项所述的无磁金属合金，通过锻压加工而制得。
说明书 :
无磁合金及由其制成的平衡块
技术领域
本发明涉及一种无》兹钢铁合金材料，以及使用其生产压缩机用 平tf块的方法，以及用此方法生产的平4軒块。
背景技术
平衡块是压缩^L转子的重要部件，起到平衡、降噪、减振作用。 目前压缩机用平衡块都为铜合金制作，目前由于铜价格高，原材料 紧缺，所以生产成本较高。而且铜合金中加入的铅元素对人体及环 境危害4交大，已一皮欧盟列为禁用的六种物质之一。
申请号200610116831在中国专利申请z厶开了一种用于平衡块 的金属合金，其由16.00-30.00%的锰、0.50-2.50%的铝、0.04-0.10% 的钒、和0.06-0.30%的碳、及余量的4失构成。然而用该配方制成的 合金材料因无耐腐元素如4各、镍，容易生锈，导致压缩机内出现质 量问题。另夕卜，由该配方制成的合金材泮牛，可加工性太理想，只能 通过铸造来制造工件。铸造法需要经过制模、制壳、熔炼、浇铸、 精整、固熔热处理、表面喷妙、和机械加工步骤，生产工序多，加工 周期长，生产效率低，成本高的缺点，原材料要通过熔化，浇注到 模具中，污染大，同时也很难适合大批量多规格生产的需要。此外， 通过铸造加工出的产品容易产生气孔、夹渣等缺陷，导致平衡块不 平衡，影响压缩机使用性能，所以质量也难以得到提高。因此对平衡块的制造材料加以改进，以提供既有利于制造工件、 又不会导致材料浪费的无磁合金材料符合市场需求。
申请号200610116831在中国专利申请z厶开了一种用于平衡块 的金属合金，其由16.00-30.00%的锰、0.50-2.50%的铝、0.04-0.10% 的钒、和0.06-0.30%的碳、及余量的4失构成。然而用该配方制成的 合金材料因无耐腐元素如4各、镍，容易生锈，导致压缩机内出现质 量问题。另夕卜，由该配方制成的合金材泮牛，可加工性太理想，只能 通过铸造来制造工件。铸造法需要经过制模、制壳、熔炼、浇铸、 精整、固熔热处理、表面喷妙、和机械加工步骤，生产工序多，加工 周期长，生产效率低，成本高的缺点，原材料要通过熔化，浇注到 模具中，污染大，同时也很难适合大批量多规格生产的需要。此外， 通过铸造加工出的产品容易产生气孔、夹渣等缺陷，导致平衡块不 平衡，影响压缩机使用性能，所以质量也难以得到提高。因此对平衡块的制造材料加以改进，以提供既有利于制造工件、 又不会导致材料浪费的无磁合金材料符合市场需求。
发明内容
本发明提供一种用于压缩机用平衡块的无磁金属合金，其包含
重量比5-20%的锰、5-20%的铬、0.05-1.5%的硫和余量的铁和微量。 其还可以含有0.4-3%的铜和/或不高于1.5%的镍。
采用上述才才并+可以通过锻压的方法方使j也制造压缩才几用平衡-块。该方法具有简4匕工序，降j氐污染，力口工灵活的优点，同时，由 于采用锻压，消除了产品表面的气孔、夹渣等缺陷，提高了平衡块 的平^f能力。
重量比5-20%的锰、5-20%的铬、0.05-1.5%的硫和余量的铁和微量。 其还可以含有0.4-3%的铜和/或不高于1.5%的镍。
采用上述才才并+可以通过锻压的方法方使j也制造压缩才几用平衡-块。该方法具有简4匕工序，降j氐污染，力口工灵活的优点，同时，由 于采用锻压，消除了产品表面的气孔、夹渣等缺陷，提高了平衡块 的平^f能力。
附图说明
图1为异形棒材的示意图； 图2为图1的A-A剖一见图；
图3、图5为本发明的两个实施例的平4軒块俯^L图； 图4为图3的A-A剖一见图；
图6为图5的A-A剖^L图。 具体实施方式
用于压缩4几平4軒块的材料应该具有无》兹性、耐腐蚀的性能。为 此，本发明提供的用于压缩机平衡块的合金材料主要由锰、铬、疏、 4同、^4失纟且A。铁作为本发明材料的基础成分，因为其在自然界含量丰富而易 得，因此，作为廉价原料，其在材料的性能得到保障的前提下，总 是希望其用量越多越好，但是出于性能的考虑，常常需要添加一些 辅助成分，以改善其性能。
锰（Mn)与铁是同一周期的相邻族元素，性质非常接近，在材 料中加入锰，可以起到稳固奥氏体的作用，使材料不具有》兹性。同 时其耐腐蚀性远强于铁，用来替代传统不锈钢中的镍，可以达到无 磁性、耐腐蚀的效果。用锰替代镍还具有其他优势：第一，锰的熔 点（1244°C )远低于镍的熔点（1453°C ),便于合金的熔炼；第二， 锰相对易得，其材料成本相对低廉。在根据本发明的材料中，锰的 质量含量适宜在5隱20%之间。
在本发明的材料中包含一定量的铬，用以增强材料的防锈效果。 其适宜的范围为5-20%之间。
为了调节根据本发明从合金材料的可加工性，合金材料中可以 包含适量的硫和铜。本发明的主要目的之一是为了可以通过锻压来 生产工件，因此要求产品具有一定的塑性。在材冲午中加入碌u可以提 高材料的可切削性。经过实验，发明人发现将石克含量控制的0.05-1.5 %的范围是适宜的。在本发明中，加入铜的目的是提高材料的可切 削性，稳固奥氏体，提高锻造性能和耐腐蚀性能，其适宜的用量在 0.4-3 %之间，优选1.0-2.0 %之间。3口杲4氐于0.4 % ，则达不到其?夂 善效果，如杲高于3%,对材料本身的性能无害，^f旦导致成本升高， 使产品没有市场竟争力。
作为优选，在本发明的材料中可以引入适量的镍金属。如人们 所知，镍铬合金具有抗氧化性好、强度高、耐腐蚀的特点，因此， 引入的镍可能与铬一起发挥协同作用而提高上述性质。镍的含量一
5般不超过材料总质量的1.5%。如果高于1.5%,对材料本身的性能 无害，4旦导致成本升高，4吏产品没有市场竟争力。
通常，由于原^+的原因，在生产的最终材料中，常常含有少量 的碳、》圭和磷。实验显示，将碳控制在0.15%以下、将珪控制在1% 以下，以及将磷控制在0.05 %以下，对用于本发明目的的最终材泮十 是没有妨碍的。
在本发明的材并牛中，还可能含有少量的其他杂质元素，其同样 是由原料而引入。
本材并—敝成异形棒材通过以下工艺流程：熔炼一浇注一毛坯成 型一热專L一冷却一调直一热处理一冷拔一调直一睑
实施例1- 5
按照表1中列出的配方称取各种金属单质，采用常规的熔炼方 法制得一羊品1至5。
表1， i式^验样品配方
table see original document page 6* 非人为加入。#非实测值经过对实施例1至5中所得材料的机械性能进行测试，其参数 范围如下：
图3、图5为本发明的两个实施例的平4軒块俯^L图； 图4为图3的A-A剖一见图；
图6为图5的A-A剖^L图。 具体实施方式
用于压缩4几平4軒块的材料应该具有无》兹性、耐腐蚀的性能。为 此，本发明提供的用于压缩机平衡块的合金材料主要由锰、铬、疏、 4同、^4失纟且A。铁作为本发明材料的基础成分，因为其在自然界含量丰富而易 得，因此，作为廉价原料，其在材料的性能得到保障的前提下，总 是希望其用量越多越好，但是出于性能的考虑，常常需要添加一些 辅助成分，以改善其性能。
锰（Mn)与铁是同一周期的相邻族元素，性质非常接近，在材 料中加入锰，可以起到稳固奥氏体的作用，使材料不具有》兹性。同 时其耐腐蚀性远强于铁，用来替代传统不锈钢中的镍，可以达到无 磁性、耐腐蚀的效果。用锰替代镍还具有其他优势：第一，锰的熔 点（1244°C )远低于镍的熔点（1453°C ),便于合金的熔炼；第二， 锰相对易得，其材料成本相对低廉。在根据本发明的材料中，锰的 质量含量适宜在5隱20%之间。
在本发明的材料中包含一定量的铬，用以增强材料的防锈效果。 其适宜的范围为5-20%之间。
为了调节根据本发明从合金材料的可加工性，合金材料中可以 包含适量的硫和铜。本发明的主要目的之一是为了可以通过锻压来 生产工件，因此要求产品具有一定的塑性。在材冲午中加入碌u可以提 高材料的可切削性。经过实验，发明人发现将石克含量控制的0.05-1.5 %的范围是适宜的。在本发明中，加入铜的目的是提高材料的可切 削性，稳固奥氏体，提高锻造性能和耐腐蚀性能，其适宜的用量在 0.4-3 %之间，优选1.0-2.0 %之间。3口杲4氐于0.4 % ，则达不到其?夂 善效果，如杲高于3%,对材料本身的性能无害，^f旦导致成本升高， 使产品没有市场竟争力。
作为优选，在本发明的材料中可以引入适量的镍金属。如人们 所知，镍铬合金具有抗氧化性好、强度高、耐腐蚀的特点，因此， 引入的镍可能与铬一起发挥协同作用而提高上述性质。镍的含量一
5般不超过材料总质量的1.5%。如果高于1.5%,对材料本身的性能 无害，4旦导致成本升高，4吏产品没有市场竟争力。
通常，由于原^+的原因，在生产的最终材料中，常常含有少量 的碳、》圭和磷。实验显示，将碳控制在0.15%以下、将珪控制在1% 以下，以及将磷控制在0.05 %以下，对用于本发明目的的最终材泮十 是没有妨碍的。
在本发明的材并牛中，还可能含有少量的其他杂质元素，其同样 是由原料而引入。
本材并—敝成异形棒材通过以下工艺流程：熔炼一浇注一毛坯成 型一热專L一冷却一调直一热处理一冷拔一调直一睑
实施例1- 5
按照表1中列出的配方称取各种金属单质，采用常规的熔炼方 法制得一羊品1至5。
表1， i式^验样品配方