一种降噪合金材料、升程限位器和制冷设备的制作方法
本发明涉及吸音材料领域，具体涉及一种降噪合金材料、升程限位器和制冷设备。
背景技术：
1、旋转式压缩机是家用空调制冷系统的核心组件，其振动噪音性能直接关系到整个空调系统的振动噪音水平，也直接影响着消费者的使用感受和体验。近年来，随着家电行业的消费升级，空调系统对于压缩机产品的振动噪音性能要求越来越高。
2、压缩机的振动噪音主要包括电磁噪音、机械结构噪音以及气动噪音。压缩机中，由排气阀片、升程限位器和上轴承部件组成的阀组组件是噪音的主要产生部位，噪音来源一方面是由于排气阀片间歇性的张开闭合产生的气动噪音，另一方面主要是排气阀片往复地拍打升程限位器的表面产生的机械结构噪音。目前市面上压缩机升程限位器主要采用的是钢铁材料，其阻尼减振性能较差，其与阀片、上轴承等其它部件装配成阀组组件后装配到压缩机中，使压缩机在2000-2500hz范围内具有较高的振动噪音，直接影响着整个空调系统的产品使用体验和市场竞争力。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术存在的至少一个技术问题，本发明的目的之一在于提供一种降噪合金材料。
2、本发明的目的之二在于提供一种降噪合金材料的制备方法。
3、本发明的目的之三在于提供一种升程限位器。
4、本发明的目的之四在于提供一种压缩机。
5、本发明的目的之五在于提供一种制冷设备。
6、本发明的目的之六在于提供一种降噪合金材料和/或压缩机在电器中的应用。
7、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
8、本发明的第一个方面提供了一种降噪合金材料，包括以下质量百分数的组分：铝15-30％，硅0-8％，镁0-0.8％，锰0.1-3％，铜0.1-5％，锌52.7～84.8％，杂质0～0.5％。
9、本发明关于降噪合金材料的技术方案至少具有以下有益效果：本发明中的降噪合金材料在锌基体材料中引入15～30％的铝，锌基体与铝之间存在相界面，通过相界面的塑性流动或铝颗粒间的变形，可以将外部冲击应力的机械能量有效转化为热能耗散掉，高效吸收振动能，从而实现减振降噪的作用。此外，本发明中的降噪合金材料具有较小的密度、较高的硬度、较高的拉伸强度和较高的阻尼损耗因子，可以应用于升程限位器等需要减振降噪的零部件中。
10、根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料包括以下质量百分数的组分：铝15-30％，硅0-8％，镁0-0.8％，锰0.1-3％，铜0.1-5％，锌60～75％，杂质≤0.5％。
11、根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料是由以下质量百分数的组分组成：铝15-30％，硅0-8％，镁0-0.8％，锰0.1-3％，铜0.1-5％，杂质≤0.5％，锌为余量。
12、根据本发明的一些实施方式，硅的质量百分数不为0％；根据本发明的一些实施方式，硅的质量百分数为0.001～8％。
13、根据本发明的一些实施方式，镁的质量百分数不为0％；根据本发明的一些实施方式，镁的质量百分数为0.001～0.8％。
14、根据本发明的一些实施方式，杂质的质量百分数不为0％；根据本发明的一些实施方式，杂质的质量百分数为0.001～0.5％。杂质为原材料中含有的不可避免的杂质。
15、根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料中存在基体β相和α相，所述α相分布在基体β相中，所述β相包括zn，所述α相包括al。本发明中的降噪合金材料通过调节铝和锌的含量，从而使降噪合金材料中形成基体β相和第二相α相，第二相α相的主要元素是al，是在熔融浇铸过程中析出形成的第二相。在降噪合金材料受到外部冲击振动后，基体β相和第二相α相会在两者之间的界面区域发生塑性流动，或第二相α相发生变形，从而在降噪合金材料内部形成显著的内摩擦效应，吸收振动，将外部的冲击应力机械能量有效转化为热能耗散掉，因此，本发明中的降噪合金材料对外表现出较高的阻尼损耗因子。将本发明中的降噪合金材料制作成升程限位器组装到压缩机中，可以有效吸收压缩机在运转过程中阀片对升程限位器产生的拍击振动能量，从而对压缩机产品起到减振降噪效果。
16、发明人通过大量的研究发现：当降噪合金材料中，al的含量过低(即al的质量百分数小于15％)，al元素就直接固溶在基体β相中，al元素不会单独析出，无法形成第二相α相，即降噪合金材料中仅存在基体β相，从而导致合金材料的阻尼损耗因子很小，无法起到有效的降噪效果。如果al含量过高(即al的质量百分数大于30％)，析出的第二相α相就会相互连接形成网状三维结构，严重降低降噪合金材料的拉伸强度等力学性能。当降噪合金材料中al的质量百分数为15～30％时，可以使降噪合金材料在很宽的频率范围内兼具较好的力学性能和较好的减振降噪性能。
17、根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料在应变振幅为2×10-5、频率为1hz时测得的阻尼损耗因子不低于0.025；根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料在应变振幅为2×10-5、频率为1hz时测得的阻尼损耗因子为0.025～0.04；根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料在应变振幅为2×10-5、频率为1hz时测得的阻尼损耗因子为0.025～0.034；根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料在应变振幅为2×10-5、频率为1hz时测得的阻尼损耗因子为0.03～0.034。
18、根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料在应变振幅为2×10-5、频率为10hz时测得的阻尼损耗因子不低于0.015；根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料在应变振幅为2×10-5、频率为10hz时测得的阻尼损耗因子为0.015～0.021；所述降噪合金材料在应变振幅为2×10-5、频率为10hz时测得的阻尼损耗因子为0.018～0.021。
19、根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料在应变振幅为2×10-5、频率为1200hz时测得的阻尼损耗因子不低于0.008；根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料在应变振幅为2×10-5、频率为1200hz时测得的阻尼损耗因子为0.008～0.011；根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料在应变振幅为2×10-5、频率为1200hz时测得的阻尼损耗因子不低于0.0095～0.011。
20、本发明中的降噪合金材料在较宽的频率范围(1hz～1200hz)均具有较高的阻尼损耗因子和显著的阻尼效应。
21、根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料的布氏硬度≥80hb；根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料的布氏硬度为80hb～100hb；根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料的布氏硬度为80hb～95hb。本发明中的降噪合金材料具有较高的布氏硬度，可以加工成升程限位器应用于压缩机中。
22、根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料的密度≥5.0g/cm3；根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料的密度为5.0～7.0g/cm3；根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料的密度为5.0～6.0g/cm3；根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料的密度为5.0～5.5g/cm3。本发明中的降噪合金材料具有较低的密度，具有质轻的优点，满足轻质化的使用需求。
23、根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料的拉伸强度≥300mpa；根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料的拉伸强度为300mpa～350mpa；根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料的拉伸强度为300mpa～330mpa。本发明中的降噪合金材料具有较高的拉伸强度，可以满足升程限位器的使用要求。
24、根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料的延伸率≥4％；根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料的延伸率为4～10％；根据本发明的一些实施方式，所述降噪合金材料的延伸率为4～9％。本发明中的降噪合金材料具有较低的延伸率，受到外部冲击应力时具有较好的形状稳定性。
25、本发明的第二个方面提供了本发明第一个方面提供的降噪合金材料的制备方法，包括以下步骤：将各原料熔融浇铸，然后热处理，制得所述降噪合金材料。
26、本发明关于降噪合金材料的制备方法的技术方案至少具有以下有益效果：本发明中的制备方法简单易操作，对设备无严苛要求，适用于批量化工业生产。
27、根据本发明的一些实施方式，所述熔融浇铸温度为500～600℃；根据本发明的一些实施方式，所述熔融浇铸温度为520～580℃；根据本发明的一些实施方式，所述熔融浇铸温度为540～560℃。现有技术中的限位升程器采用钢铁材料，需要在较高的熔融温度下熔融浇铸，例如：1550～1700℃，而本发明通过在锌基体中引入铝，且选择低熔点的金属材料，可以实现在500～600℃下实现降噪合金材料的熔融浇铸。
28、根据本发明的一些实施方式，所述热处理温度为350～400℃；根据本发明的一些实施方式，所述热处理温度为360～390℃；根据本发明的一些实施方式，所述热处理温度为360～380℃。本发明在350～400℃对降噪合金材料进行热处理，可以显著提升降噪合金材料的拉伸强度和延伸率。
29、根据本发明的一些实施方式，所述热处理时间为2～6h；根据本发明的一些实施方式，所述热处理时间为3～5h。
30、本发明的第三个方面提供了一种升程限位器，所述升程限位器的材料为本发明第一个方面提供的降噪合金材料。
31、本发明关于升程限位器的技术方案至少具有以下有益效果：本发明中的升程限位器具有质轻、较高的拉伸强度和较高的阻尼损耗因子等性能，将本发明中的升程限位器组装到压缩机中，可以有效吸收压缩机在运转过程中阀片对升程限位器产生的拍击振动能量，从而对压缩机产品起到减振降噪效果。
32、本发明的第四个方面提供了一种压缩机，包括本发明第一个方面提供的降噪合金材料，或本发明第三个方面提供的升程限位器。
33、本发明关于压缩机的技术方案至少具有以下有益效果：本发明中的压缩机在电机转速为60rpm～90rpm时可以将2000hz～2500hz频段的振动噪音值降低2.2～6.1db。
34、本发明的第五个方面提供了一种制冷设备，包括本发明第一个方面提供的降噪合金材料，或本发明第三个方面提供的升程限位器，或本发明第四个方面提供的压缩机。
35、根据本发明的一些实施方式，所述制冷设备包括冰箱、空调、冷风机、制冷的饮水机、冷柜或热泵。
36、本发明关于制冷设备的技术方案至少具有以下有益效果：本发明中的制冷设备具有较低的振动噪音。
37、本发明的第六个方面提供了本发明第一个方面提供的降噪合金材料和/或本发明第四个方面提供的压缩机在电器中的应用。
38、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
技术特征：
1.一种降噪合金材料，其特征在于：包括以下质量百分数的组分：铝15-30％，硅0-8％，镁0-0.8％，锰0.1-3％，铜0.1-5％，锌52.7～84.8％，杂质0～0.5％。
2.根据权利要求1所述的降噪合金材料，其特征在于：所述降噪合金材料包括以下质量百分数的组分：铝15-30％，硅0-8％，镁0-0.8％，锰0.1-3％，铜0.1-5％，锌60～75％，杂质≤0.5％。
3.根据权利要求1所述的降噪合金材料，其特征在于：所述降噪合金材料是由以下质量百分数的组分组成：铝15-30％，硅0-8％，镁0-0.8％，锰0.1-3％，铜0.1-5％，杂质≤0.5％，锌为余量。
4.根据权利要求1～3任一项所述的降噪合金材料，其特征在于：所述硅的质量百分数不为0％。
5.根据权利要求1～3任一项所述的降噪合金材料，其特征在于：所述镁的质量百分数不为0％。
6.根据权利要求1～3任一项所述的降噪合金材料，其特征在于：所述降噪合金材料中存在基体β相和α相，所述α相分布在基体β相中，所述β相包括zn，所述α相包括al。
7.根据权利要求1～3任一项所述的降噪合金材料，其特征在于：所述降噪合金材料具有以下特征中的至少一个：
8.根据权利要求1～3任一项所述的降噪合金材料，其特征在于：所述降噪合金材料具有以下特征中的至少一个：
9.权利要求1～8任一项所述的降噪合金材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将各原料熔融浇铸，然后热处理，制得所述降噪合金材料。
10.根据权利要求9所述的降噪合金材料的制备方法，其特征在于：所述熔融浇铸温度为500～600℃。
11.根据权利要求9所述的降噪合金材料的制备方法，其特征在于：所述热处理温度为350～400℃；
12.一种升程限位器，其特征在于：所述升程限位器的材料为权利要求1～8任一项所述的降噪合金材料。
13.一种压缩机，其特征在于：包括权利要求1～8任一项所述的降噪合金材料，或权利要求12所述的升程限位器。
14.一种制冷设备，其特征在于：包括权利要求1～8任一项所述的降噪合金材料，或权利要求12所述的升程限位器，或权利要求13所述的压缩机。
15.根据权利要求14所述的制冷设备，其特征在于：所述制冷设备包括冰箱、空调、冷风机、制冷的饮水机、冷柜或热泵。
16.权利要求1～8任一项所述的降噪合金材料和/或权利要求13所述的压缩机在电器中的应用。
技术总结
本发明涉及一种降噪合金材料、升程限位器和制冷设备，所述降噪合金材料包括以下质量百分数的组分：铝15‑30％，硅0‑8％，镁0‑0.8％，锰0.1‑3％，铜0.1‑5％，锌52.7～84.8％，杂质0～0.5％。本发明中的降噪合金材料可以将外部冲击应力的机械能量有效转化为热能耗散掉，高效吸收振动能，从而实现减振降噪的作用。此外，本发明中的降噪合金材料具有较小的密度、较高的硬度、较高的拉伸强度和较高的阻尼损耗因子，可以应用于升程限位器等需要减振降噪的零部件中。
技术研发人员：张金睿,李元兵,冯立刚,肖林发,陈辉,张金圈,覃明
受保护的技术使用者：广东美芝制冷设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23