冰箱壓縮機(jī)粉末冶金件加工工藝控制

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摘要：冰箱壓縮機(jī)常用的粉末件連桿、活塞在加工、磷化等工藝過程中容易出現(xiàn)銹蝕、孔徑不穩(wěn)定以及磷化出現(xiàn)發(fā)紅、磷化不上的工藝問題，文章探討了出現(xiàn)這些問題的原因以及解決方法，結(jié)果表明所采取的方法有效可行，為這類零件加工過程的工藝控制提供了幫助。

關(guān)鍵詞：粉末冶金件；銹蝕；銷孔孔徑；磷化

粉末冶金零件廣泛應(yīng)用于汽車、家電、軍工、航天等領(lǐng)域。粉末冶金零件制造工藝包括粉料制備、壓制成型、燒結(jié)、后處理（精整、機(jī)加工、熱處理及發(fā)藍(lán)表面處理），看似步驟簡單，但是這四個(gè)模塊中任何一個(gè)模塊出現(xiàn)問題均會(huì)影響后續(xù)機(jī)加工工藝。壓縮機(jī)常用的粉末冶金零件有連桿、活塞、閥板，其中連桿活塞需要機(jī)加工、磷化再裝配使用。在加工過程中常會(huì)出現(xiàn)銹蝕、加工銷孔孔徑不穩(wěn)定的現(xiàn)象；在磷化工藝中會(huì)出現(xiàn)磷化不上、表面發(fā)紅的情況，這些都會(huì)直接影響到零件的質(zhì)量，降低產(chǎn)品合格率。此現(xiàn)象在壓縮機(jī)行業(yè)很普遍，研究解決這些工藝問題很有必要。

1在機(jī)加工過程中出現(xiàn)異常情況

粉末冶金件在機(jī)加工中，容易出現(xiàn)銹蝕和孔徑不穩(wěn)定現(xiàn)象，尤其是孔徑越小，越容易出現(xiàn)孔徑不穩(wěn)定現(xiàn)象。

1.1零件過程流轉(zhuǎn)出現(xiàn)銹蝕問題

機(jī)加工后的零件碼放在周轉(zhuǎn)盒中，放置一段時(shí)間零件與零件接觸部位會(huì)出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。這是因?yàn)榱慵g接觸位置的氧氣濃度低，如果環(huán)境濕度大、溫度高，切削液沒有附著，由此造成零件發(fā)生縫隙（疊印）腐蝕。為了避免出現(xiàn)這種銹蝕，我們將工藝調(diào)整為：當(dāng)零件最終加工完后碼放在周轉(zhuǎn)盒內(nèi)后，添加切削液浸泡零件表面（切削液濃度與保持一致）。采用這種浸泡方式就解決了零件過程流轉(zhuǎn)出現(xiàn)的銹蝕問題。

1.2銷孔孔徑不穩(wěn)定現(xiàn)象

當(dāng)孔徑越小時(shí)，加工過程中孔徑的的穩(wěn)定性很差，甚至出現(xiàn)調(diào)整好孔徑后，連續(xù)加工50件或者20件后孔徑就會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，這種現(xiàn)象和刀桿的韌性有很大的關(guān)系。同時(shí)也和粉末冶金件的密度有關(guān)。其影響情況如圖1和圖2所示：專用刀桿（增加韌性和縮短刀桿長度）。從圖1中可以看出，普通刀桿和專用刀桿對銷孔加工的穩(wěn)定性有很大的區(qū)別。專用刀桿是通過增加韌性和縮短刀桿長度后的刀桿，采用專用刀桿的鏜床可以多加工300多件，且過程孔徑的穩(wěn)定性也非常好，銷孔孔徑比普通刀桿調(diào)整頻次少于7次以上，還不會(huì)產(chǎn)生孔徑鏜大現(xiàn)象。這是因?yàn)榈稐U韌性增加和長度縮短之后，避免了刀桿在加工過程中的抖動(dòng)，降低了參與切削時(shí)刀桿讓刀的影響。從圖2中可得出，由于粉末冶金件有許多空隙，浸入切削液后密度發(fā)生變化。使零件本身的氣孔產(chǎn)生飽和狀態(tài)，刀桿在切削過程中，刀片磨損異常，刀角容易鈍，出現(xiàn)切不動(dòng)現(xiàn)象，從而導(dǎo)致孔徑下降較快，孔徑調(diào)整頻次增加，引發(fā)孔徑不穩(wěn)定現(xiàn)象的出現(xiàn)。所以加工零件在鏜孔前盡量不要長時(shí)間浸泡切削液或其它液體。

2磷化工藝中的主要問題

2.1粉末零件磷化后出現(xiàn)發(fā)紅現(xiàn)象

粉末活塞和連桿在磷化工藝中會(huì)有部分零件表面出現(xiàn)發(fā)紅情況，發(fā)紅現(xiàn)象的位置處于非加工面（也就是有發(fā)藍(lán)層的位置才會(huì)有此現(xiàn)象），如圖3所示。研究分析后發(fā)現(xiàn)與粉末活塞表面發(fā)藍(lán)層成分有關(guān)。粉末活塞在成型后需要對表面進(jìn)行蒸汽發(fā)藍(lán)處理，處理后的零件表面有一層厚度為10滋m的以Fe3O4（變成黑色物質(zhì)）為主要成分的發(fā)藍(lán)層。如果發(fā)藍(lán)層中有部分反應(yīng)成了FeO（表面的顏色雖然為黑色，但是顏色純度不高），那么該粉末冶金件在磷化時(shí)發(fā)藍(lán)層中的FeO與磷酸發(fā)生反應(yīng)，就會(huì)變成Fe2O3呈棕紅色，由此導(dǎo)致粉末冶金件表面發(fā)藍(lán)層出現(xiàn)不同程度的發(fā)紅現(xiàn)象。而發(fā)藍(lán)過程中產(chǎn)生FeO的量與表面處理時(shí)蒸汽爐中的溫度和爐內(nèi)的壓力關(guān)系較大。如果蒸汽爐的溫度低，零件表面鐵氧化反應(yīng)不充分，就會(huì)生成FeO；如果溫度高了，零件表面氧化反應(yīng)過于充分，又會(huì)導(dǎo)致發(fā)藍(lán)層過厚超標(biāo)。如果蒸汽爐的壓力小了，水蒸汽無法充進(jìn)零件的氣孔里，反應(yīng)不充分，就會(huì)生成FeO；但蒸汽爐的壓力大了，零件表面氧化反應(yīng)過于充分，又會(huì)導(dǎo)致發(fā)藍(lán)層過厚超標(biāo)。所以控制好蒸汽爐中的溫度和爐內(nèi)的壓力是發(fā)藍(lán)工藝的核心指標(biāo)，也是解決活塞、連桿磷化后發(fā)藍(lán)層發(fā)紅問題的有效方法。

2.2粉末連桿存在磷化不上現(xiàn)象

粉末連桿在磷化清洗過程中出現(xiàn)磷化不均勻和磷化不上現(xiàn)象時(shí)，分析除了磷化工藝執(zhí)行存在異常和磷化前未進(jìn)行清洗以及過程珩磨油變質(zhì)能造成此現(xiàn)象外，還有粉末冶金件本身表面的光潔度過于光滑也會(huì)產(chǎn)生此現(xiàn)象。粉末連桿通常采用噴丸去毛刺方式，在這個(gè)方式中，砂石數(shù)量、與粉末粉末連桿的數(shù)量的比例、噴丸時(shí)間、噴丸速度都會(huì)影響粉末連桿表面狀態(tài)。砂石數(shù)量過多、噴丸時(shí)間長，粉末冶金件少，會(huì)造成粉末冶金件表面過于光滑，磷化后磷化膜粗糙、有斑點(diǎn)不均勻；反之砂石數(shù)量過少、噴丸時(shí)間短，粉末冶金件過多，會(huì)使得粉末冶金件毛刺去除不到位，磷化后磷化膜發(fā)黃或根本磷化不上。如圖4所示。從圖4中可以看出毛刺去除不到位磷化后粉末連桿表面發(fā)黃且無磷化膜現(xiàn)象。為了得到適宜的噴丸表面，選取了不同的砂石、零件數(shù)量比，采用不同的噴丸時(shí)間，摸索出了合理可行的噴丸工藝，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。由表1可見，粉末冶金件表面毛刺處理工藝中所采用的噴丸砂石數(shù)量多少、噴丸時(shí)間的長短對后續(xù)磷化膜的影響較大。實(shí)驗(yàn)表明對粉末連桿表面毛刺處理工藝中所采用的砂石數(shù)量和零件數(shù)量為1頤3、噴丸時(shí)間在40min就能保證粉末連桿表面即不過于光滑（發(fā)亮）又不粗糙有扎手現(xiàn)象，磷化后得到的磷化膜色差一致、均勻致密。圖5所示的就是采用了合理去毛刺工藝后的磷化效果。

3結(jié)語

（1）壓縮機(jī)粉末零件可以在最終加工后用切削液浸泡以防止零件疊加面銹蝕。（2）粉末零件鏜孔應(yīng)采用專用刀桿，還要避免加工前浸泡在加工液等液體中而導(dǎo)致的零件密度變化，這些都會(huì)導(dǎo)致銷孔孔徑不穩(wěn)定。（3）粉末零件磷化后表面出現(xiàn)發(fā)紅現(xiàn)象與其前處理工藝中的發(fā)藍(lán)有關(guān)，控制好發(fā)藍(lán)蒸汽爐中的溫度和爐內(nèi)的壓力是發(fā)藍(lán)工藝的核心指標(biāo)，也是解決粉末活塞、連桿磷化后發(fā)藍(lán)層發(fā)紅問題的有效方法。（4）粉末連桿磷化前的去毛刺工藝對磷化膜影響很大。實(shí)驗(yàn)表明對粉末連桿表面噴丸處理工藝中所采用的砂石數(shù)量和被噴丸零件數(shù)量為1：3，噴丸時(shí)間在40min就能保證粉末連桿表面即不過于光滑（發(fā)亮）和又不粗糙，從而得到均勻致密的磷化膜。

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作者：洪鈞 單位：蕪湖歐寶機(jī)電有限公司