JP2000283072A - Compressor vane - Google Patents

Compressor vane

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Publication number
JP2000283072A
JP2000283072A JP8506999A JP8506999A JP2000283072A JP 2000283072 A JP2000283072 A JP 2000283072A JP 8506999 A JP8506999 A JP 8506999A JP 8506999 A JP8506999 A JP 8506999A JP 2000283072 A JP2000283072 A JP 2000283072A
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JP
Japan
Prior art keywords
ion plating
plating layer
chromium nitride
vane
type chromium
Prior art date
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Pending
Application number
JP8506999A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Aizawa
健 相沢
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Nippon Piston Ring Co Ltd
Original Assignee
Nippon Piston Ring Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the swelling or chipping of a corner part by forming an ion plating layer consisting of a mixture of Cr2N type chromium nitride and CrN type chromium nitride on the sliding surface of a base material consisting of high-speed tool steel (SKH51) directly or through an undercoat. SOLUTION: As the base material 2 of a vane 1, quenched and tempered high-speed tool steel (SKH51) is used. An ion plating layer 3 consisting of a mixture of Cr2N type chromium nitride and CrN type chromium nitride is formed on the sliding surface of the base material 2. The thickness of the ion plating layer 3 is set to the largest 4-11 μm in a top end surface 5, 3-7 μm slightly smaller than it on both surfaces 6, and the smallest 1-5 μm on both side surfaces. According to this, since the sliding part of the vane 1 is covered with the ion plating layer 3, the wear resistance and the wear compatibility with a counter member can be improved. Thus, the swelling or chipping of the corner part of the vane 1 can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、母材の摺動面にイ
オンプレーティング層が形成された圧縮機用ベーンに関
する。
The present invention relates to a compressor vane having an ion plating layer formed on a sliding surface of a base material.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧縮機用ベーン等の圧縮機用摺動部材
は、摺動面上に充分な耐摩耗性、耐衝撃性を有し、剥離
や亀裂の発生が抑制され、相手材との摩耗上の相性にも
優れている被覆層が形成されることが望ましい。このよ
うな圧縮機用摺動部材として、特開平7−286589
号は、母材上には窒化層を形成し、該窒化層上にはCr
2N型窒化クロムとCrN型窒化クロムが混合している
イオンプレーティング層を形成したものを開示してい
る。
2. Description of the Related Art A sliding member for a compressor, such as a vane for a compressor, has a sufficient abrasion resistance and impact resistance on a sliding surface, and the occurrence of peeling and cracks is suppressed. It is desirable to form a coating layer that is also excellent in abrasion compatibility. As such a sliding member for a compressor, JP-A-7-286589
No. 1 forms a nitrided layer on a base material, and a Cr layer is formed on the nitrided layer.
It discloses an ion plating layer in which 2N-type chromium nitride and CrN-type chromium nitride are mixed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、高速度工具鋼
(SKH51)からなる圧縮機用ベーンの母材上に窒化
処理を施した後にイオンプレーティング処理を施すと、
次のような問題が生じる。 1.窒化したコーナ部分に盛り上がりが生じやすい。 2.耐衝撃性が若干低下して脆くなり、コーナ部分に欠
けが発生しやすい。 3.窒化処理とイオンプレーティング処理の2種類の異
なる処理を施すため、製造コストが増大する。
However, when a nitriding treatment is performed on a base material of a compressor vane made of high-speed tool steel (SKH51) and then an ion plating treatment is performed,
The following problems arise. 1. A bulge is likely to occur in the nitrided corner portion. 2. The impact resistance is slightly reduced to make it brittle, and chipping is likely to occur at corners. 3. Since two different kinds of processing, ie, nitriding and ion plating, are performed, the manufacturing cost increases.

【0004】本発明はこれらの問題を解決するためにな
されたものであり、その課題は、摺動面にCr2 N型窒
化クロムとCrN型窒化クロムが混合しているイオンプ
レーティング層を有する耐摩耗性、耐衝撃性、耐剥離性
に優れた圧縮機用ベーンであって、コーナ部に盛り上が
りが生じたり、コーナ部が欠けたりするおそれが少な
く、かつ製造コストの低減が可能なものを提供すること
にある。
The present invention has been made in order to solve these problems, and an object of the present invention is to provide a sliding surface having an ion plating layer in which Cr2 N-type chromium nitride and CrN-type chromium nitride are mixed. Provide compressor vanes with excellent abrasion, impact resistance, and peeling resistance, which are less likely to cause bulging at the corners or chipping at the corners, and which can reduce manufacturing costs. Is to do.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するた
め、本発明が採用する手段は、高速度工具鋼(SKH5
1)からなる圧縮機用ベーンの母材の少なくとも摺動面
上にCr2 N型窒化クロムとCrN型窒化クロムが混合
しているイオンプレーティング層を直接又はアンダーコ
ートのイオンプレーティング層を介して形成したことに
ある。
In order to achieve the above object, the present invention employs a high speed tool steel (SKH5).
An ion plating layer containing a mixture of Cr2 N-type chromium nitride and CrN-type chromium nitride is provided directly or through an undercoat ion plating layer on at least the sliding surface of the base material of the compressor vane of 1). It has been formed.

【0006】アンダーコートとしては、金属クロムのイ
オンプレーティング層又は金属クロムとCr2 N型窒化
クロムが混合しているイオンプレーティング層を形成す
る。圧縮機用ベーンの母材上に形成するイオンプレーテ
ィング層の厚さは、先端面が最大の4〜11μm、細幅
な両側面が最小の1〜5μm、広幅な表裏面が中間の3
〜7μmとすることが好ましい。
As the undercoat, an ion plating layer of chromium metal or an ion plating layer in which chromium metal and Cr 2 N-type chromium nitride are mixed is formed. The thickness of the ion plating layer formed on the base material of the compressor vane is 4 to 11 μm at the tip end surface, 1 to 5 μm at the narrow narrow side surfaces, and 3 mm at the wide front and back surfaces.
It is preferable to set it to 7 μm.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の圧縮機用ベーンを図1及
び図2に示す第1実施例に基づいて説明する。図1は第
1実施例の斜視図であり、圧縮機用ベーン1は先端の曲
面状端面5が圧縮機のハウジングの内周面又はロータの
外周面を摺動し、広幅の表裏面6がベーン溝内面を摺動
し、細幅の両側面7が圧縮機ハウジングの側面を摺動す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A compressor vane according to the present invention will be described based on a first embodiment shown in FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment. In a compressor vane 1, a curved end surface 5 at the tip slides on an inner peripheral surface of a compressor housing or an outer peripheral surface of a rotor. Sliding on the inner surface of the vane groove, narrow side surfaces 7 slide on the side surfaces of the compressor housing.

【0008】図2は第1実施例の断面であり、ベーン1
の母材2は焼き入れ、焼き戻しされた高速度工具鋼(S
KH51)である。母材2の摺動面にはCr2 N型窒化
クロムとCrN型窒化クロムが混合しているイオンプレ
ーティング層3が形成されている。このイオンプレーテ
ィング層3の厚さは、先端面5が最大の4〜11μm、
表裏面6がそれより少し薄い3〜7μmである。図示し
ていないが、両側面のイオンプレーティング層の厚さは
最小の1〜5μmである。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the first embodiment.
The base material 2 of quenched and tempered high-speed tool steel (S
KH51). On the sliding surface of the base material 2, an ion plating layer 3 in which Cr2 N-type chromium nitride and CrN-type chromium nitride are mixed is formed. The thickness of the ion plating layer 3 is such that the tip surface 5 has a maximum of 4 to 11 μm,
The front and back surfaces 6 are 3 to 7 μm slightly thinner. Although not shown, the thickness of the ion plating layers on both sides is a minimum of 1 to 5 μm.

【0009】このイオンプレーティング層3は、ベーン
と図外のイオンプレーティング装置の容器内にセットし
て形成するが、始めに、イオンボンバードによるクリー
ニンング処理を行う。イオンプレーティング法における
基板温度は、通常200〜600℃程度に制御する。好
ましくは550℃以下に制御する。次に、容器内に反応
ガスとして窒素ガスを導入し、該反応ガス中にCrを蒸
発させ、気相状態でイオン化して母材をマイナスにバイ
アスしてその表面に反応ガスと蒸発物質イオンとの反応
生成物を密着させ、Cr2 N型窒化クロムとCrN型窒
化クロムが混合しているイオンプレーティング層を形成
する。最後に、イオンプレーティング層を形成した表面
にペーパラップを施して所望の表面粗さに仕上げる。ペ
ーパラップは、イオンプレーティング処理前に施して母
材表面の酸化膜を除去してもよい。
The ion plating layer 3 is formed by setting the vane and a container of an ion plating apparatus (not shown). First, a cleaning process using ion bombardment is performed. The substrate temperature in the ion plating method is usually controlled to about 200 to 600 ° C. Preferably, it is controlled to 550 ° C. or lower. Next, nitrogen gas is introduced as a reaction gas into the container, Cr is evaporated into the reaction gas, ionized in a gaseous state, the base material is negatively biased, and the reaction gas and the vaporized substance ions are formed on the surface thereof. To form an ion plating layer in which Cr2 N-type chromium nitride and CrN-type chromium nitride are mixed. Finally, a paper wrap is applied to the surface on which the ion plating layer is formed to finish to a desired surface roughness. The paper wrap may be applied before the ion plating treatment to remove an oxide film on the surface of the base material.

【0010】このベーン1は、摺動部分の皮膜自体の硬
さは硬度Hv1800以上のイオンプレーティング層3
に覆われているから、耐摩耗性に優れ、相手材との摩耗
上の相性も良好である。母材の硬度はHv750程度で
ありイオンプレーティング層との硬度差は大きいが、イ
オンプレーティングの前処理としてなされたイオンボン
バードにより、イオンプレーティング層は密着し、耐剥
離性にも優れている。又、従来の窒化層を下地としてい
たものとは異なり、イオンプレーティング層を形成した
ときに、コーナ部分が盛り上がったり、欠けたりするお
それはない。
The vane 1 has an ion plating layer 3 having a hardness of Hv 1800 or more in hardness of the coating itself on the sliding portion.
Since it is covered with, it has excellent wear resistance and good compatibility with the mating material in terms of wear. Although the hardness of the base material is about Hv750 and the hardness difference from the ion plating layer is large, the ion plating layer adheres and is excellent in peeling resistance due to ion bombardment performed as a pretreatment for ion plating. . Also, unlike the conventional nitride layer, the corner portion does not rise or chip when the ion plating layer is formed.

【0011】さらに、このベーンは母材にイオンプレー
ティング処理を施すだけであるから、従来の窒化処理と
イオンプレーティング処理を施していたものに比べる
と、製造コストは大幅に低減する。なお、窒素ガス圧の
調整によりCr2 N型窒化クロムとCrN型窒化クロム
が混合している。
Further, since the vane is only subjected to the ion plating treatment on the base material, the production cost is greatly reduced as compared with the conventional vane which has been subjected to the nitriding treatment and the ion plating treatment. In addition, Cr2 N-type chromium nitride and CrN-type chromium nitride are mixed by adjusting the nitrogen gas pressure.

【0012】この様な混合組成皮膜とすることによりC
r2 N型単独の窒化クロム皮膜よりも耐摩耗性において
優れている。なお、CrN型の窒化クロムとCr2 N型
の窒化クロムの含有比率はCrN型の窒化クロムが全体
の45%以上、好ましくは80%以上が望ましい。この
場合は耐摩耗性を低下させずにイオンプレーティング層
の強度を向上させることができる。又、耐摩耗性が更に
必要な場合はCrN型の窒化クロム単独にすることによ
り耐摩耗性を向上させることが出来る。
By forming such a mixed composition film, C
It is superior in abrasion resistance to the chromium nitride film of r2 N type alone. The content ratio of CrN-type chromium nitride to Cr2 N-type chromium nitride is desirably 45% or more, preferably 80% or more, of the total CrN-type chromium nitride. In this case, the strength of the ion plating layer can be improved without lowering the wear resistance. If further wear resistance is required, the wear resistance can be improved by using CrN type chromium nitride alone.

【0013】[0013]

【実施例】次に、図3に示す実施例について説明する。
図3に示すように、第2実施例のベーン1aは、母材2
にアンダーコートとして、金属クロムからなるイオンプ
レーティング層又は金属クロムとCr2 N型窒化クロム
が混合しているイオンプレーティング層4を形成し、そ
の上に、Cr2N型窒化クロムとCrN型窒化クロムが
混合しているイオンプレーティング層を形成したもので
ある。このアンダーコートのイオンプレーティング層4
と次のイオンプレーティング層3は同じイオンプレーテ
ィング装置の容器内において、反応ガス圧を調整するこ
とにより連続して形成することができるから、これらの
処理は、1つのイオンプレーティング処理とみなすこと
ができる。アンダーコートの内側イオンプレーティング
層4の硬度は、母材2の硬度より高く、外側のイオンプ
レーティング層の硬度よりは低いから、アンダーコート
のないものに比べると、隣接するもの同士の硬度差は小
さくなり、硬度差による不都合は少なくなる。
Next, an embodiment shown in FIG. 3 will be described.
As shown in FIG. 3, the vane 1a of the second embodiment is
Then, as an undercoat, an ion plating layer made of chromium metal or an ion plating layer 4 in which chromium metal and Cr2 N-type chromium nitride are mixed is formed, and Cr2 N-type chromium nitride and CrN-type chromium nitride are formed thereon. This is one in which a mixed ion plating layer is formed. This undercoat ion plating layer 4
And the next ion plating layer 3 can be formed continuously by adjusting the reaction gas pressure in the same ion plating apparatus container. Therefore, these processes are regarded as one ion plating process. be able to. The hardness of the inner ion-plating layer 4 of the undercoat is higher than the hardness of the base material 2 and lower than the hardness of the outer ion-plating layer. And the inconvenience due to the hardness difference is reduced.

【0014】第2実施例の上記以外の構成及び効果は第
1実施例と同様である。なお、本発明に於いては先端面
5のみにイオンプレーティング層3が形成されたもので
もよい。
The other configurations and effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment. In the present invention, the ion plating layer 3 may be formed only on the tip surface 5.

【0015】[0015]

【発明の効果】上記のとおり、本発明の圧縮機用ベーン
は、母材が高速度工具鋼(SKH51)からなり、その
摺動面には、中間に窒化層を形成することなく、Cr2
N型窒化クロムとCrN型窒化クロムが混合しているイ
オンプレーティング層を形成したから、従来の中間に窒
化層を形成したものと同様に耐摩耗性、耐剥離性、相手
材との摩耗上の相性に優れているが、従来のものとは異
なり、コーナ部分が盛り上がったり、欠けたりするおそ
れはなく、処理工程で1つであるため、製造コストも低
減するという優れた効果を奏する。
As described above, in the compressor vane of the present invention, the base material is made of high-speed tool steel (SKH51), and the sliding surface thereof has a Cr2 layer without an intermediate nitride layer.
Since an ion-plating layer in which N-type chromium nitride and CrN-type chromium nitride are mixed is formed, wear resistance, peeling resistance, and abrasion with a mating material are improved in the same manner as a conventional intermediate layer with a nitride layer formed. However, unlike the conventional one, there is no possibility that the corner portion is raised or chipped, and since there is only one in the processing step, an excellent effect of reducing the manufacturing cost is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の圧縮機用ベーンの第1実施例の斜視
図、
FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a compressor vane according to the present invention;

【図2】第1実施例の断面図、FIG. 2 is a sectional view of the first embodiment,

【図3】第2実施例の断面図、FIG. 3 is a sectional view of a second embodiment,

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1a:ベーン 2:母材 3:イオンプレーティング層 4:イオンプレーティング層(アンダーコート) 5:先端面 6:表裏面 7:側面 1, 1a: Vane 2: Base material 3: Ion plating layer 4: Ion plating layer (undercoat) 5: Tip surface 6: Front and back surface 7: Side surface

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高速度工具鋼(SKH51)からなる母
材の少なくとも摺動面上には、直接、又はアンダーコー
トのイオンプレーティング層を介して、Cr2 N型窒化
クロムとCrN型窒化クロムが混合しているイオンプレ
ーティング層が形成されていることを特徴とする圧縮機
用ベーン。
1. A Cr2 N-type chromium nitride and a CrN-type chromium nitride are provided directly on at least a sliding surface of a base material made of high-speed tool steel (SKH51) or through an undercoat ion plating layer. A vane for a compressor, wherein a mixed ion plating layer is formed.
【請求項2】 アンダーコートは金属クロム又は金属ク
ロムとCr2 N型窒化クロムが混合しているイオンプレ
ーティング層であることを特徴とする圧縮機用ベーン。
2. The compressor vane according to claim 1, wherein the undercoat is an ion plating layer formed of chromium metal or a mixture of chromium metal and Cr2 N-type chromium nitride.
【請求項3】 イオンプレーティング層の厚さは、ベー
ンの先端面が4〜11μm、広幅の表面及び裏面が3〜
7μm、細幅の両側面が1〜5μmであることを特徴と
する請求項1又は2記載の圧縮機用ベーン。
3. The thickness of the ion plating layer is 4 to 11 μm on the tip end surface of the vane, and 3 to 3 on the wide front and back surfaces.
The vane for a compressor according to claim 1 or 2, wherein both sides of the narrow width are 7 m and 1 to 5 m.
JP8506999A 1999-03-29 1999-03-29 Compressor vane Pending JP2000283072A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009133218A (en) * 2007-11-28 2009-06-18 Showa Corp Vane pump

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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