冰箱壓縮機粉末冶金件加工工藝控制
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摘要：冰箱壓縮機常用的粉末件連桿、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。
關鍵詞：粉末冶金件；銹蝕；銷孔孔徑；磷化
粉末冶金零件廣泛應用于汽車、家電、軍工、航天等領域。粉末冶金零件制造工藝包括粉料制備、壓制成型、燒結、后處理（精整、機加工、熱處理及發(fā)藍表面處理），看似步驟簡單，但是這四個模塊中任何一個模塊出現(xiàn)問題均會影響后續(xù)機加工工藝。壓縮機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加工、磷化再裝配使用。在加工過程中常會出現(xiàn)銹蝕、加工銷孔孔徑不穩(wěn)定的現(xiàn)象；在磷化工藝中會出現(xiàn)磷化不上、表面發(fā)紅的情況，這些都會直接影響到零件的質量，降低產(chǎn)品合格率。此現(xiàn)象在壓縮機行業(yè)很普遍，研究解決這些工藝問題很有必要。
1在機加工過程中出現(xiàn)異常情況
粉末冶金件在機加工中，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。
1.1零件過程流轉出現(xiàn)銹蝕問題
機加工后的零件碼放在周轉盒中，放置一段時間零件與零件接觸部位會出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。這是因為零件之間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?。└g。為了避免出現(xiàn)這種銹蝕，我們將工藝調整為：當零件最終加工完后碼放在周轉盒內后，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出現(xiàn)的銹蝕問題。
1.2銷孔孔徑不穩(wěn)定現(xiàn)象
當孔徑越小時，加工過程中孔徑的的穩(wěn)定性很差，甚至出現(xiàn)調整好孔徑后，連續(xù)加工50件或者20件后孔徑就會出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，這種現(xiàn)象和刀桿的韌性有很大的關系。同時也和粉末冶金件的密度有關。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整頻次少于7次以上，還不會產(chǎn)生孔徑鏜大現(xiàn)象。這是因為刀桿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，降低了參與切削時刀桿讓刀的影響。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)切不動現(xiàn)象，從而導致孔徑下降較快，孔徑調整頻次增加，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)藍層的位置才會有此現(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)藍層成分有關。粉末活塞在成型后需要對表面進行蒸汽發(fā)藍處理，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）為主要成分的發(fā)藍層。如果發(fā)藍層中有部分反應成了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發(fā)藍層中的FeO與磷酸發(fā)生反應，就會變成Fe2O3呈棕紅色，由此導致粉末冶金件表面發(fā)藍層出現(xiàn)不同程度的發(fā)紅現(xiàn)象。而發(fā)藍過程中產(chǎn)生FeO的量與表面處理時蒸汽爐中的溫度和爐內的壓力關系較大。如果蒸汽爐的溫度低，零件表面鐵氧化反應不充分，就會生成FeO；如果溫度高了，零件表面氧化反應過于充分，又會導致發(fā)藍層過厚超標。如果蒸汽爐的壓力小了，水蒸汽無法充進零件的氣孔里，反應不充分，就會生成FeO；但蒸汽爐的壓力大了，零件表面氧化反應過于充分，又會導致發(fā)藍層過厚超標。所以控制好蒸汽爐中的溫度和爐內的壓力是發(fā)藍工藝的核心指標，也是解決活塞、連桿磷化后發(fā)藍層發(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，分析除了磷化工藝執(zhí)行存在異常和磷化前未進行清洗以及過程珩磨油變質能造成此現(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、噴丸時間、噴丸速度都會影響粉末連桿表面狀態(tài)。砂石數(shù)量過多、噴丸時間長，粉末冶金件少，會造成粉末冶金件表面過于光滑，磷化后磷化膜粗糙、有斑點不均勻；反之砂石數(shù)量過少、噴丸時間短，粉末冶金件過多，會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，采用不同的噴丸時間，摸索出了合理可行的噴丸工藝，實驗結果如表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、噴丸時間的長短對后續(xù)磷化膜的影響較大。實驗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結語
（1）壓縮機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致的零件密度變化，這些都會導致銷孔孔徑不穩(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)藍有關，控制好發(fā)藍蒸汽爐中的溫度和爐內的壓力是發(fā)藍工藝的核心指標，也是解決粉末活塞、連桿磷化后發(fā)藍層發(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。實驗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：蕪湖歐寶機電有限公司