一种压缩机气缸高耐磨内壁处理工艺

技术领域

本发明具体涉及一种压缩机气缸高耐磨内壁处理工艺，属于压缩机气缸加工工艺技术领域。

背景技术

压缩机气缸紧固在压缩机机身上或曲轴箱、中体上，与活塞配合进行压缩气体的部件；一般由气缸盖、气缸体和气缸座三部分或由气缸盖、气缸体两部分组成，其主要作用是与活塞组成压缩容积，承受气体压力；容纳活塞在其中作住复运动；在其上配置气阀组填料函部件等，其中，对气缸要求是:有足够的强度和刚度；工作表面应有良好的耐磨性和密封性，有油润滑压缩机中，应有良好的润滑状态；良好的冷却，以排除疏散气体被压缩时产生的热量和摩擦热；由于压缩机类气缸因结构复杂，一般情况下都选用铸造工艺，因气缸内径需要承受活塞环高频率的往复运动，就要求气缸缸径必须耐磨；由于铸件因材质及铸造工艺的原因，气缸硬度是有局限性的，目前气缸内径最高硬度HB170-220之间，使用寿命较低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种压缩机气缸高耐磨内壁处理工艺，加理工艺简单，安全性高，不会出现二次处理时对气缸造成损伤，处理精度高，处理后，气缸耐磨性有大幅度提高。

本发明的压缩机气缸高耐磨内壁处理工艺，所述工艺具体如下：

第一步，压缩机气缸铸造，根据压力的不同，选择铸造材料，当压缩机气缸工作压力低于0.6MPa时，选用灰铸铁牌号铸造，当工作压力低于4.0MPa时，选用球墨铸铁或铸钢来铸造；

第二步，加工检验，按图纸要求对气缸进行加工、检验根据气缸出厂要求对气缸外形和内壁进行尺寸及硬度检测，检测不合格返回打磨修整和二次质检，当气缸无法修复时，进入报废工序，如果检测合格后，进入到半成品区；

第三步，气缸内壁等离子淬火，将成品区的气缸送入到离子淬火区进行等离子淬火，加工时，通过等离子束对气缸内壁进行快速扫描加热，加热时，通过气缸基体的热传导迅速冷却。热传导方式为：自然热传导或采用定温定流速的风冷；

进一步地，所述扫描加热过程如下：

首先，将等离子枪送入到气缸内侧轴心底部，开启等离子枪的气源、电源和空气冷却源；接着，驱动等离子枪进行圆周扫描或螺旋扫描；圆周扫描具体为：从气缸内壁底部先开始扫描，直至扫描到气缸顶部，扫描时，先完成一圈扫描，并采用步进方式上提等离子枪，每一圈的起始点和终点交叉形成交叉位，且上下的交叉位为螺旋式错位；所述步进方式上提步距为2~3mm；所述螺旋扫描具体为：先从气缸内壁底部开始扫描，直至扫描到气缸顶部，等待气缸冷却后，接着从气缸内壁顶部开始扫描，直至扫描到气缸底部，两次扫描的起始点为对角结构，由于活塞运动是沿着气缸内侧轴向直线运动，而圆周扫描是采用周向扫描，能够很好地抵抗活塞摩擦力，避免在活塞活动线上形成线摩擦缺陷；而采用螺旋扫描形成两道交叉的螺旋纹，当两组扫描带宽度能够相互覆盖时，形成细密的交叉处理面，能够很好地抵抗活塞摩擦力，避免在活塞活动线上形成线摩擦缺陷；通过显微镜组织观察，和显微镜硬度检测；对气缸套网纹状硬化轨迹交叉点处组织与硬度作深入研究分析，结果表明：交叉点处的组织为二次加热淬火得到的隐针马氏体，其硬度高于其他硬化区域，且覆盖了整个气缸内壁，没有出现隐藏缺陷位，经客户使用，完成淬火扫描的气缸使用寿命比普通气缸提升2倍以上。

再进一步地，所述行圆周扫描或螺旋扫描过程如下：等离子枪喷弧处的旋转线速度一般在0.3~0.4m/s；等离子枪嘴部与气缸内壁间距为6~7mm；气源为300~500Kpa的氩气，电源工作电流为60~80A。

进一步地，所述离子淬火区结构如下：

底座，所述底座中心处中空，所述底座顶面通过螺栓固定有定位套；所述定位套内侧设置有气缸承接台；所述底座顶面于定位套外部固定有多个导台；所述导台上滑动设置有滑杆；所述导台外部固定有电动丝杠滑台；所述滑杆一端固定有弧形压套，所述滑杆另一端通过固定座与电动丝杠滑台的滑块固定；一所述导台顶部通过扫描平台固定有等离子扫描装置；

所述等离子扫描装置包括固定于扫描平台上的台座，所述台座上固定有多根滑杆；所述滑杆上滑动设置有导台；所述滑杆顶部固定有电机座；所述电机座上固定有升降动力总成，所述导台上旋接有丝杆；所述丝杆底部活动安装于台座上，所述丝杆顶部与升降动力总成输出轴连接；所述导台上设置有导向轴承，所述导向轴承上活动安装有转台；所述转台通过传动件与旋转驱动总成安装；所述转台底部固定有枪把；所述转台顶部固定有能源站；所述枪把底部通过法兰安装有L型的枪头；所述枪头内侧设置有能源接口；所述能源接口与枪把内侧的能源供给管连接；所述能源供给管分别连接到转台上的能源站。

再进一步地，所述离子淬火区组装和工作如下：根据压缩机气缸内径和外径，选择对应尺寸的定位套和枪头，从而满足定位套对压缩机气缸底沿的限位，及高精度限定等离子枪嘴部与气缸内壁间距；完成选择后，将定位套和枪头分别组装到底座和枪把上；组装完成后，将压缩机气缸放置到定位套上；接着，给电动丝杠滑台信号，电动丝杠滑台驱动滑块滑动，且通过编码器监测丝杆旋转圈数，精确驱动滑块滑动距离，滑块滑动驱动滑杆在导台上滑动，最终实现弧形压套对气缸外壁的夹持；接着进行等离子扫描淬火工作，扫描时，升降动力总成驱动丝杆转动，实现导台在滑杆上升降；通过导台升降，实现扫描枪的升降；旋转驱动总成通过传动件驱动转台转动，通过转台转动，实现扫描枪的圆周运动。

与现有技术相比，本发明的压缩机气缸高耐磨内壁处理工艺，对气缸内壁处理简单，安全性高，不会出现二次加工时对气缸造成损伤，处理精度高，采用高精度的速度控制和距离控制，保证处理深度到达要求，同时能够避免过加工损伤气缸，经客户使用，气缸耐磨性有大幅度提高，使用寿命提升2倍以上。

附图说明

图1为本发明的压缩机气缸定位结构示意图。

图2为本发明的等离子扫描装置结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1和图2所示的压缩机气缸高耐磨内壁处理工艺，所述工艺具体如下：

第一步，压缩机气缸铸造，根据压力的不同，选择铸造材料，当压缩机气缸工作压力低于0.6MPa时，选用灰铸铁牌号铸造，当工作压力低于4.0MPa时，选用球墨铸铁或铸钢来铸造；

第二步，质检，根据气缸出厂要求对气缸外形和内壁进行检测，检测不合格返回打磨修整和二次质检，当气缸无法修复时，进入报废工序，如果检测合格后，进入到成品区；

第三步，气缸内壁等离子淬火，将成品区的气缸送入到离子淬火区进行等离子淬火，加工时，通过等离子束对气缸内壁进行快速扫描加热，加热时，通过气缸基体的热传导迅速冷却。

所述扫描加热过程如下：

首先，将等离子枪送入到气缸内侧轴心底部，开启等离子枪的气源、电源和空气冷却源；接着，驱动等离子枪进行圆周扫描或螺旋扫描；圆周扫描具体为：从气缸内壁底部先开始扫描，直至扫描到气缸顶部，扫描时，先完成一圈扫描，并采用步进方式上提等离子枪，每一圈的起始点和终点交叉形成交叉位，且上下的交叉位为螺旋式错位；所述步进方式上提步距为2~3mm；所述螺旋扫描具体为：先从气缸内壁底部开始扫描，直至扫描到气缸顶部，等待气缸冷却后，接着从气缸内壁顶部开始扫描，直至扫描到气缸底部，两次扫描的起始点为对角结构，由于活塞运动是沿着气缸内侧轴向直线运动，而圆周扫描是采用周向扫描，能够很好地抵抗活塞摩擦力，避免在活塞活动线上形成线摩擦缺陷；而采用螺旋扫描形成两道交叉的螺旋纹，当两组扫描带宽度能够相互覆盖时，形成细密的交叉处理面，能够很好地抵抗活塞摩擦力，避免在活塞活动线上形成线摩擦缺陷；通过显微镜组织观察，和显微镜硬度检测；对气缸套网纹状硬化轨迹交叉点处组织与硬度作深入研究分析，结果表明：交叉点处的组织为二次加热淬火得到的隐针马氏体，其硬度高于其他硬化区域，且覆盖了整个气缸内壁，没有出现隐藏缺陷位，经客户使用，完成淬火扫描的气缸使用寿命比普通气缸提升2倍以上。

所述行圆周扫描或螺旋扫描过程如下：等离子枪喷弧处的旋转线速度一般在0.3~0.4m/s；等离子枪嘴部与气缸内壁间距为6~7mm；气源为300~500Kpa的氩气，电源工作电流为60~80A。

所述离子淬火区结构如下：

底座1，所述底座1中心处中空，所述底座1顶面通过螺栓固定有定位套2；所述定位套2内侧设置有气缸承接台3；所述底座1顶面于定位套外部固定有多个导台4；所述导台4上滑动设置有滑杆5；所述导台4外部固定有电动丝杠滑台6；所述滑杆5一端固定有弧形压套7，所述滑杆5另一端通过固定座与电动丝杠滑台6的滑块固定；一所述导台4顶部通过扫描平台8固定有等离子扫描装置；

所述等离子扫描装置包括固定于扫描平台上的台座9，所述台座9上固定有多根滑杆10；所述滑杆10上滑动设置有导台11；所述滑杆10顶部固定有电机座12；所述电机座12上固定有升降动力总成13，所述导台11上旋接有丝杆14；所述丝杆14底部活动安装于台座9上，所述丝杆14顶部与升降动力总成13输出轴连接；所述导台11上设置有导向轴承，所述导向轴承上活动安装有转台15；所述转台15通过传动件与旋转驱动总成16安装；所述转台15底部固定有枪把17；所述转台15顶部固定有能源站18；所述枪把17底部通过法兰安装有L型的枪头19；所述枪头19内侧设置有能源接口；所述能源接口与枪把17内侧的能源供给管连接；所述能源供给管分别连接到转台上的能源站18。

所述离子淬火区组装和工作如下：根据压缩机气缸A内径和外径，选择对应尺寸的定位套和枪头，从而满足定位套对压缩机气缸底沿的限位，及高精度限定等离子枪嘴部与气缸内壁间距；完成选择后，将定位套和枪头分别组装到底座和枪把上；组装完成后，将压缩机气缸放置到定位套上；接着，给电动丝杠滑台信号，电动丝杠滑台驱动滑块滑动，且通过编码器监测丝杆旋转圈数，精确驱动滑块滑动距离，滑块滑动驱动滑杆在导台上滑动，最终实现弧形压套对气缸外壁的夹持；接着进行等离子扫描淬火工作，扫描时，升降动力总成驱动丝杆转动，实现导台在滑杆上升降；通过导台升降，实现扫描枪的升降；旋转驱动总成通过传动件驱动转台转动，通过转台转动，实现扫描枪的圆周运动。

经过实验耐磨测试，将气缸分为三组，未经过等离子处理的气缸A、圆周扫描的气缸B和螺旋扫描的气缸C，采用同条件耐磨测试，测试结果为：B组气缸出现缺陷的时间比A组气缸出现缺陷的时间平均延长了2.1倍；C组气缸出现缺陷的时间比A组气缸出现缺陷的时间平均延长了2.4倍。

上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。