JP2008169787A - Sliding member for compressor - Google Patents

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Takahiro Sugioka
隆弘 杉岡
Shinobu Okubo
忍 大久保
Takayuki Kato
崇行 加藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compressor sliding member having a base material principally composed of aluminum and a sliding layer, which is formed on the surface of the base material by an electroless plating method and principally composed of nickel while containing phosphorus and can exhibit higher adherence and crack resistance, for improving durability of a compressor. <P>SOLUTION: The shoe 21 of this invention is formed of the base material 21a and a sliding layer 21b formed on the surface of the base material 21a by an electroless plating method. The base material 21a is formed of a material principally composed of aluminum. The sliding layer 21b is principally composed of nickel and contains phosphorus and at least one of indium and thallium. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は圧縮機用摺動部材に関する。   The present invention relates to a sliding member for a compressor.

特許文献1に従来の圧縮機用摺動部材が開示されている。この圧縮機用摺動部材は、アルミニウムを主成分とする材料からなる基材と、この基材の表面に無電解めっき法によって形成され、ニッケル(Ni)を主成分とし、リン(P)を含む摺動層とを有している。   Patent Document 1 discloses a conventional compressor sliding member. This sliding member for a compressor is formed by a base material made of a material mainly composed of aluminum and an electroless plating method on the surface of the base material, and is composed mainly of nickel (Ni) and phosphorus (P). Including a sliding layer.

この圧縮機用摺動部材は斜板式圧縮機のシュー等に具体化され得る。例えば、斜板式圧縮機のシューは略半球状をしており、その半球面がピストンの受け座との間で優れた摺動性を発揮するとともに、略平面が斜板の前後の面との間で優れた摺動性を発揮する。   This sliding member for a compressor can be embodied in a shoe of a swash plate type compressor. For example, the shoe of a swash plate compressor has a substantially hemispherical shape, and the hemispherical surface exhibits excellent slidability with respect to a piston seat, and the substantially flat surface is in contact with the front and rear surfaces of the swash plate. Excellent slidability.

特開2003−161259号公報JP 2003-161259 A

しかし、圧縮機用摺動部材には、圧縮機が高速で駆動され得る関係上、大きな荷重がせん断方向及び垂直方向に作用し得る。そして、圧縮機をより高速で駆動する等、圧縮機の使用環境は近年ますます厳しくなってきている。このため、上記圧縮機用摺動部材には、摺動層が従来にも増して優れた密着性及び耐割れ性を発揮することが求められている。   However, a large load can act on the sliding member for the compressor in the shear direction and the vertical direction because the compressor can be driven at a high speed. And the operating environment of the compressor has become increasingly severe in recent years, such as driving the compressor at a higher speed. For this reason, the sliding member for compressors is required to exhibit superior adhesion and crack resistance compared to conventional sliding layers.

すなわち、圧縮機用摺動部材の摺動層に対し、大きな荷重がせん断方向に作用すれば、摺動層は基材から剥離され易い。基材がアルミニウムを主成分とする材料からなる場合には、基材の変形による摺動層の追従性も考慮する必要もある。このため、摺動層には優れた密着性が要求される。また、摩耗粉等の異物が相手材との間に介在した場合には、摺動層に局部的に大きな荷重が垂直方向に作用し、摺動層に割れを生じるおそれもある。このため、摺動層には優れた耐割れ性も要求される。   That is, if a large load acts on the sliding layer of the sliding member for a compressor in the shear direction, the sliding layer is easily peeled off from the base material. When the substrate is made of a material mainly composed of aluminum, it is necessary to consider the followability of the sliding layer due to deformation of the substrate. For this reason, the sliding layer is required to have excellent adhesion. In addition, when foreign matter such as wear powder is present between the mating material, a large load is locally applied to the sliding layer in the vertical direction, and the sliding layer may be cracked. For this reason, the sliding layer is also required to have excellent crack resistance.

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、アルミニウムを主成分とする材料からなる基材と、この基材の表面に無電解めっき法によって形成され、ニッケルを主成分とし、リンを含む摺動層とを有する圧縮機用摺動部材において、摺動層をより優れた密着性及び耐割れ性を発揮可能なものとすることを解決すべき課題としている。そして、この圧縮機用摺動部材により、圧縮機の耐久性をより高めることも解決すべき課題としている。   The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and is formed of a base material made of a material mainly composed of aluminum, and the surface of the base material by an electroless plating method. In the sliding member for a compressor having a sliding layer containing phosphorus, an object to be solved is to make the sliding layer capable of exhibiting better adhesion and crack resistance. And it is also made into the problem which should be solved to raise the durability of a compressor more by this sliding member for compressors.

発明者らは、上記課題解決のために鋭意研究を行い、上記摺動層の密着性及び耐割れ性の向上のためには、その摺動層がインジウム及びタリウムの少なくとも1種を含むことが必要であることを発見し、本発明を完成させるに至った。   The inventors have intensively studied to solve the above problems, and in order to improve the adhesion and crack resistance of the sliding layer, the sliding layer may contain at least one of indium and thallium. It was discovered that it was necessary and the present invention was completed.

すなわち、本発明の圧縮機用摺動部材は、アルミニウムを主成分とする材料からなる基材と、該基材の表面に無電解めっき法によって形成され、ニッケルを主成分とし、リンを含む摺動層とを有する圧縮機用摺動部材において、前記摺動層はインジウム及びタリウムの少なくとも1種を含むことを特徴とする。   That is, the sliding member for a compressor of the present invention includes a base material made of a material containing aluminum as a main component, and a slide formed on the surface of the base material by an electroless plating method, containing nickel as a main component and containing phosphorus. In the sliding member for a compressor having a moving layer, the sliding layer includes at least one of indium and thallium.

上記特許文献1開示の摺動層はリン以外にホウ素(B)も含み、ホウ素はアルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)及びタリウム(Tl)とともに周期表の3(3B)族に属する。このため、ホウ素を含む摺動層は同族のアルミニウムを主成分とする基材と好適に密着することが予想される。発明者らの試験結果によれば、インジウム及びタリウムの少なくとも1種を含む摺動層は、同族のアルミニウムを主成分とする基材との間で優れた密着性を発揮するだけでなく、優れた耐割れ性を発揮する。   The sliding layer disclosed in Patent Document 1 includes boron (B) in addition to phosphorus, and boron, together with aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and thallium (Tl), group 3 (3B) in the periodic table. Belonging to. For this reason, it is expected that the sliding layer containing boron is preferably in close contact with a base material mainly composed of aluminum of the same family. According to the test results of the inventors, the sliding layer containing at least one of indium and thallium not only exhibits excellent adhesion with a base material mainly composed of aluminum of the same family, but also excellent. Demonstrate crack resistance.

したがって、この圧縮機用摺動部材は、斜板式圧縮機のシュー等に具体化されて優れた耐久性を発揮する。   Therefore, this sliding member for a compressor is embodied in a shoe or the like of a swash plate type compressor and exhibits excellent durability.

なお、米国特許明細書3674447号には、ニッケルの他、リン及びタリウムを含む摺動層が開示されている。しかしながら、この文献は摺動層と基材との密着性を問題としておらず、鉄(Fe)を主成分とする基材上にこの摺動層を形成することしか開示していない。   U.S. Pat. No. 3,674,447 discloses a sliding layer containing phosphorus and thallium in addition to nickel. However, this document does not consider the adhesion between the sliding layer and the base material, and only discloses that the sliding layer is formed on a base material containing iron (Fe) as a main component.

また、特開2003−268558号公報や特開2005−194562号公報には、インジウムやタリウムを含むめっき浴が開示されている。しかしながら、これらの文献は、インジウム等をめっき浴に添加することによってめっき浴を安定させることしか開示していない。   Japanese Patent Laid-Open Nos. 2003-268558 and 2005-194562 disclose plating baths containing indium and thallium. However, these documents only disclose that the plating bath is stabilized by adding indium or the like to the plating bath.

基材はA4032、AC3A、ADC1等のアルミニウムを主成分とする材料からなる。   A base material consists of material which has aluminum as a main component, such as A4032, AC3A, ADC1.

摺動層は基材の表面に無電解めっき法によって形成される。無電解めっき法を採用すれば、バレル研磨程度の後加工を施すだけで好適な厚みの摺動層を形成することができ、摺動層に無駄を生じ難いことから、製造上有利である。発明者らの知見によれば、摺動層の厚みは5〜100μmが適切である。   The sliding layer is formed on the surface of the substrate by an electroless plating method. Employing the electroless plating method is advantageous in manufacturing because it is possible to form a sliding layer having a suitable thickness only by performing post-processing such as barrel polishing, and it is difficult to waste the sliding layer. According to the knowledge of the inventors, the thickness of the sliding layer is suitably 5 to 100 μm.

また、摺動層は、ニッケルを主成分とし、リンを含むとともに、インジウム及びタリウムの少なくとも1種を含む。発明者らの試験結果によれば、摺動層は、タリウムが0.05質量%以上であり、残部が実質的にニッケルであることが好ましい。なお、本明細書において、実質的とは、不可避の不純物は含み得る意味である。特に、摺動層は、タリウムが3.00質量%以下であり、残部が実質的にニッケルであることが好ましい。   The sliding layer is mainly composed of nickel, contains phosphorus, and contains at least one of indium and thallium. According to the test results of the inventors, it is preferable that the sliding layer has 0.05% by mass or more of thallium and the balance is substantially nickel. In the present specification, “substantially” means that unavoidable impurities can be included. In particular, it is preferable that the sliding layer has a thallium content of 3.00% by mass or less and the balance is substantially nickel.

タリウムが0.05質量%以上であれば、割れ発生荷重が十分に大きく、かつ優れた密着性を発揮する。タリウムが3.00質量%を超えると、密着性が低下する。また、タリウムが3.00質量%を超えると、摺動性も低下する。   When thallium is 0.05% by mass or more, the crack generation load is sufficiently large and excellent adhesion is exhibited. If thallium exceeds 3.00% by mass, the adhesion decreases. Moreover, when thallium exceeds 3.00 mass%, slidability will also fall.

また、発明者らの試験結果によれば、摺動層は、インジウムが0.01質量%以上、1.00質量%以下であり、残部が実質的にニッケルであることも好ましい。この場合、インジウムが0.01質量%以上、1.00質量%以下であれば、割れ発生荷重が十分に大きく、かつ優れた密着性を発揮する。インジウムが3.00質量%以上となるように無電解めっき浴を構成しても、基材に摺動層が付着しない。   Further, according to the test results of the inventors, it is also preferable that the sliding layer has 0.01% by mass or more and 1.00% by mass or less of indium, and the balance is substantially nickel. In this case, if indium is 0.01% by mass or more and 1.00% by mass or less, the crack generation load is sufficiently large and excellent adhesiveness is exhibited. Even if the electroless plating bath is configured so that indium is 3.00% by mass or more, the sliding layer does not adhere to the substrate.

また、摺動層は、インジウムが0.01質量%以上、1.00質量%以下であり、タリウムが0.01質量%以上、3.00質量%以下であり、残部が実質的にニッケルであることも好ましい。この場合、割れ発生荷重が十分に大きく、かつ優れた密着性を発揮する。   In the sliding layer, indium is 0.01% by mass or more and 1.00% by mass or less, thallium is 0.01% by mass or more and 3.00% by mass or less, and the balance is substantially nickel. It is also preferable that there is. In this case, the crack generation load is sufficiently large and exhibits excellent adhesion.

摺動層はリンが4質量%以下で含まれていることが好ましい。リンが含まれていない摺動層は無電解めっき法では形成不可能である。次亜リン酸を還元してリンを生じさせる場合には、リンを0.5質量%以下にすることも困難である。   The sliding layer preferably contains phosphorus in an amount of 4% by mass or less. A sliding layer containing no phosphorus cannot be formed by electroless plating. When hypophosphorous acid is reduced to produce phosphorus, it is also difficult to reduce phosphorus to 0.5% by mass or less.

また、アルミニウム合金からなる基材上にNi−Pからなる摺動層を無電解めっき法によって形成し、リンの含有量(質量%)と摺動層の硬度(Hv)との関係を求めたところ、表1の結果が得られた。   Further, a sliding layer made of Ni-P was formed on a base material made of an aluminum alloy by an electroless plating method, and the relationship between the phosphorus content (% by mass) and the hardness (Hv) of the sliding layer was determined. However, the results in Table 1 were obtained.

Figure 2008169787
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表1から明らかなように、リンが4質量%、より正確には3.8質量%を超える摺動層は、硬度が低下し、長期使用時に変形して実用上の問題を生じ易い。   As is apparent from Table 1, a sliding layer in which phosphorus exceeds 4% by mass, more precisely, 3.8% by mass has a reduced hardness and is likely to be deformed during long-term use, causing a practical problem.

始めに、実施例の圧縮機用摺動部材をシューに具体化した容量可変型斜板式圧縮機について説明する。この圧縮機は、図1に示すように、シリンダブロック1の前端にフロントハウジング2が接合されているとともに、シリンダブロック1の後端には弁ユニット3を介してリヤハウジング4が接合されている。シリンダブロック1及びフロントハウジング2には軸方向に延びる軸孔1a、2aが貫設されており、軸孔1a、2aにはそれぞれ軸受装置等を介して駆動軸5が回転可能に支承されている。なお、図1における左側を前側、右側を後側としている。   First, a variable displacement swash plate compressor in which the compressor sliding member of the embodiment is embodied as a shoe will be described. As shown in FIG. 1, the compressor has a front housing 2 joined to the front end of the cylinder block 1 and a rear housing 4 joined to the rear end of the cylinder block 1 via a valve unit 3. . The cylinder block 1 and the front housing 2 are provided with shaft holes 1a and 2a extending in the axial direction, and a drive shaft 5 is rotatably supported in the shaft holes 1a and 2a via bearings or the like. . Note that the left side in FIG. 1 is the front side, and the right side is the rear side.

フロントハウジング2内はクランク室6とされている。クランク室6では、フロントハウジング2との間に軸受装置を介し、ラグプレート7が駆動軸5に固定されている。また、クランク室6には、斜板8がラグプレート7の後方に設けられている。斜板8は、駆動軸5によって挿通され、この状態でラグプレート7との間に設けられたリンク機構9によって傾斜角が変化するようになっている。   The inside of the front housing 2 is a crank chamber 6. In the crank chamber 6, a lug plate 7 is fixed to the drive shaft 5 through a bearing device between the crank chamber 6 and the front housing 2. Further, a swash plate 8 is provided in the crank chamber 6 behind the lug plate 7. The swash plate 8 is inserted through the drive shaft 5, and the inclination angle is changed by the link mechanism 9 provided between the swash plate 8 and the lug plate 7 in this state.

シリンダブロック1には、軸方向に延びる複数個のシリンダボア1bが同心円状に貫設されている。各シリンダボア1b内には片頭のピストン10が往復動可能に収納されている。各ピストン10のクランク室6側は首部とされており、各ピストン10の首部にはそれぞれ球面で凹設された受け座10aが互いに対面して設けられている。   The cylinder block 1 is provided with a plurality of cylinder bores 1b extending concentrically extending in the axial direction. A single-headed piston 10 is accommodated in each cylinder bore 1b so as to be able to reciprocate. The side of the crank chamber 6 of each piston 10 is a neck portion, and a receiving seat 10a that is recessed in a spherical shape is provided on the neck portion of each piston 10 so as to face each other.

斜板8と各ピストン10との間には、前後一対のシュー21が設けられている。図2に示すように、各シュー21は略半球状をしており、各シュー21の半球面がピストン10の受け座10aと当接し、略平面が斜板8の前後の面と当接している。   A pair of front and rear shoes 21 is provided between the swash plate 8 and each piston 10. As shown in FIG. 2, each shoe 21 has a substantially hemispherical shape, the hemispherical surface of each shoe 21 abuts on the receiving seat 10 a of the piston 10, and the substantially flat surface abuts on the front and rear surfaces of the swash plate 8. Yes.

各シュー21は、A4032からなる略半球状の基材21aと、この基材21aの表面に無電解めっき法によって形成された摺動層21bとからなる。摺動層21bは、ニッケルを主成分とし、リンを含むとともに、インジウム及びタリウムの少なくとも1種を含んでいる。   Each shoe 21 includes a substantially hemispherical base material 21a made of A4032, and a sliding layer 21b formed on the surface of the base material 21a by an electroless plating method. The sliding layer 21b contains nickel as a main component, contains phosphorus, and contains at least one of indium and thallium.

図1に示すように、リヤハウジング4には吸入室4a及び吐出室4bが形成されている。シリンダボア1bは、弁ユニット3の吸入弁機構を介して吸入室4aに連通可能になっているとともに、弁ユニット3の吐出弁機構を介して吐出室4bに連通可能になっている。   As shown in FIG. 1, the rear housing 4 is formed with a suction chamber 4a and a discharge chamber 4b. The cylinder bore 1 b can communicate with the suction chamber 4 a via the suction valve mechanism of the valve unit 3 and can communicate with the discharge chamber 4 b via the discharge valve mechanism of the valve unit 3.

また、リヤハウジング4には容量制御弁11が収納されている。容量制御弁11は、検知通路4cにより吸入室4aに連通し、給気通路4dにより吐出室4bとクランク室6とを連通させている。容量制御弁11は、吸入室4aの圧力を検知することにより、給気通路4dの開度を変更し、圧縮機の吐出容量を変更している。また、クランク室6と吸入室4aとは抽気通路4eによって連通している。吐出室4bには配管12によって凝縮器13、膨張弁14及び蒸発器15が接続されており、蒸発器15は配管12によって吸入室4aに接続されている。   A capacity control valve 11 is accommodated in the rear housing 4. The capacity control valve 11 communicates with the suction chamber 4a through the detection passage 4c, and connects the discharge chamber 4b with the crank chamber 6 through the air supply passage 4d. The capacity control valve 11 detects the pressure in the suction chamber 4a, thereby changing the opening degree of the air supply passage 4d and changing the discharge capacity of the compressor. The crank chamber 6 and the suction chamber 4a communicate with each other through an extraction passage 4e. A condenser 13, an expansion valve 14 and an evaporator 15 are connected to the discharge chamber 4 b by a pipe 12, and the evaporator 15 is connected to the suction chamber 4 a by a pipe 12.

フロントハウジング2の前端には軸受装置を介してプーリ16が回転可能に設けられており、プーリ16は駆動軸5に固定されている。プーリ16にはエンジン17によって回転駆動されるベルト18が巻き掛けられている。   A pulley 16 is rotatably provided at the front end of the front housing 2 via a bearing device, and the pulley 16 is fixed to the drive shaft 5. A belt 18 that is rotationally driven by an engine 17 is wound around the pulley 16.

上記シュー21は下記のようにして製造される。まず、略半球状の基材21aが鋳造、切削及び鍛造によって用意される。   The shoe 21 is manufactured as follows. First, a substantially hemispherical base material 21a is prepared by casting, cutting and forging.

一方、Ni供給源を硫酸ニッケル、還元剤を次亜リン酸、錯化剤をりんご酸、pH調整剤を水酸化ナトリウム、インジウム供給源を硝酸インジウム、タリウム供給源を硝酸タリウムとしためっき浴を用意する。めっき浴は、Ni濃度が25g/L、pHが6.2、温度が82°Cである。   On the other hand, a plating bath in which Ni supply source is nickel sulfate, reducing agent is hypophosphorous acid, complexing agent is malic acid, pH adjusting agent is sodium hydroxide, indium supply source is indium nitrate, and thallium supply source is thallium nitrate. prepare. The plating bath has a Ni concentration of 25 g / L, a pH of 6.2, and a temperature of 82 ° C.

そして、硝酸インジウム及び/又は硝酸タリウム量を調整しためっき浴に基材21aを所定時間浸漬し、取り出した後に水洗する。この後、表面全体にバレル研磨を施す。こうして、図2に示すように、基材21a上に厚みが5〜100μmの摺動層21bを無電解めっき法により形成し、シュー21が得られる。   And the base material 21a is immersed in the plating bath which adjusted the amount of indium nitrate and / or thallium nitrate for a predetermined time, and after taking out, it wash | cleans with water. Thereafter, barrel polishing is applied to the entire surface. In this way, as shown in FIG. 2, the sliding layer 21b having a thickness of 5 to 100 μm is formed on the base material 21a by the electroless plating method, and the shoe 21 is obtained.

上記のように構成された圧縮機では、図1に示す駆動軸5が回転することにより斜板8が同期回転し、シュー21を介してピストン10がシリンダボア1b内を往復動する。これにより、ピストン10のヘッド側に形成される圧縮室が容積変化をする。このため、吸入室4a内の冷媒ガスは圧縮室内に吸入されて圧縮された後、吐出室4b内に吐出される。こうして圧縮機、凝縮器13、膨張弁14及び蒸発器15からなる冷凍回路で冷凍作用が行われる。この間、シュー21は、その半球面がピストン10の受け座10aとの間で優れた摺動性を発揮するとともに、略平面が斜板8の前後の面との間で優れた摺動性を発揮する。   In the compressor configured as described above, the swash plate 8 rotates synchronously when the drive shaft 5 shown in FIG. 1 rotates, and the piston 10 reciprocates in the cylinder bore 1 b via the shoe 21. Thereby, the volume of the compression chamber formed on the head side of the piston 10 changes. For this reason, the refrigerant gas in the suction chamber 4a is sucked into the compression chamber and compressed, and then discharged into the discharge chamber 4b. In this way, the refrigeration operation is performed by the refrigeration circuit including the compressor, the condenser 13, the expansion valve 14, and the evaporator 15. During this time, the shoe 21 exhibits excellent slidability between the hemispherical surface and the receiving seat 10 a of the piston 10, and an approximately flat surface between the front and rear surfaces of the swash plate 8. Demonstrate.

実施例の圧縮機の耐久性を評価するため、下記の耐割れ性評価試験及び密着性評価試験を行った。   In order to evaluate the durability of the compressors of the examples, the following crack resistance evaluation test and adhesion evaluation test were performed.

(耐割れ性評価試験)
基材21aと同一材料からなる板状の試験片に上記と同様に無電解めっき法によって摺動層を形成した供試体を用意する。また、圧子が0.2Rのダイヤモンドであるナノテック製スクラッチ試験機を用意する。
(Crack resistance evaluation test)
A specimen is prepared in which a sliding layer is formed on a plate-like test piece made of the same material as the base material 21a by the electroless plating method in the same manner as described above. In addition, a nanotech scratch tester having an indenter of 0.2R diamond is prepared.

供試体に対し、荷重を100N/分で徐々に増加させながら10mm/分の速度で圧子を移動させ、供試体の摺動層の割れを観察した(n=2)。最大荷重は200Nとした。   The indenter was moved at a speed of 10 mm / min while gradually increasing the load at 100 N / min with respect to the specimen, and cracks in the sliding layer of the specimen were observed (n = 2). The maximum load was 200N.

(密着性評価試験)
上記と同様に無電解めっき法によって摺動層21bを形成したシュー21を用意する。そして、図3に示すように、鉄板71に上記シュー21を接着剤(日本チバガイギー製「アラルダイト粉末AT−1」)で接着し、固定治具72によってシュー21を固定しながら鉄板71をせん断方向に引っ張った。接着剤層が鉄板71から剥離した場合(60N程度)は密着性を○とし、摺動層21bがシュー21から剥離した場合は密着性を×とした。
(Adhesion evaluation test)
A shoe 21 having a sliding layer 21b formed by electroless plating is prepared in the same manner as described above. Then, as shown in FIG. 3, the shoe 21 is bonded to the iron plate 71 with an adhesive (“Araldite Powder AT-1” manufactured by Ciba-Geigy Japan), and the iron plate 71 is sheared while fixing the shoe 21 with the fixing jig 72. Pulled on. When the adhesive layer was peeled off from the iron plate 71 (about 60 N), the adhesion was evaluated as ◯, and when the sliding layer 21b was peeled off from the shoe 21, the adhesion was marked as x.

摺動層21bにインジウムを含有させず、タリウムを種々の割合で含有させた場合において、タリウムの含有量(質量%)と割れ発生荷重(N)及び密着性との関係を表2に示す。また、摺動層21bにタリウムを含有させず、インジウムを種々の割合で含有させた場合において、インジウムの含有量(質量%)と割れ発生荷重(N)及び密着性との関係を表3に示す。さらに、摺動層21bにインジウムを0.01質量%で含有させ、かつタリウムを種々の割合で含有させた場合において、タリウムの含有量(質量%)と割れ発生荷重(N)との関係を表4に示す。   Table 2 shows the relationship between the thallium content (% by mass), the cracking load (N), and the adhesiveness when the sliding layer 21b does not contain indium but contains thallium in various proportions. Table 3 shows the relationship between the indium content (% by mass), the crack generation load (N), and the adhesiveness when the sliding layer 21b does not contain thallium but contains indium in various proportions. Show. Furthermore, when the sliding layer 21b contains indium at 0.01% by mass and thallium is contained in various proportions, the relationship between the thallium content (% by mass) and the crack generation load (N) is as follows. Table 4 shows.

Figure 2008169787
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Figure 2008169787
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表2より、インジウムを含有させない摺動層21bは、タリウムが0.05質量%以上であれば、優れた耐割れ性を発揮することがわかる。また、タリウムが5.00質量%含有された摺動層21bは密着性が低下していることから、タリウムが3.00質量%以下であれば、摺動層21bは優れた密着性も発揮している。   From Table 2, it can be seen that the sliding layer 21b not containing indium exhibits excellent crack resistance when thallium is 0.05% by mass or more. Further, since the adhesiveness of the sliding layer 21b containing 5.00% by weight of thallium is lowered, the sliding layer 21b also exhibits excellent adhesiveness if the thallium is 3.00% by weight or less. is doing.

また、表3より、タリウムを含有させない摺動層は、インジウムが0.01質量%以上、1.00質量%以下であれば、優れた耐割れ性及び密着性を発揮することがわかる。インジウムが1.00質量%を超えると、密着性もやや低下した。また、インジウムが3.00質量%では、基材に摺動層が付着しなかった。   Moreover, it can be seen from Table 3 that the sliding layer not containing thallium exhibits excellent crack resistance and adhesion when indium is 0.01 mass% or more and 1.00 mass% or less. When indium exceeded 1.00% by mass, the adhesion was also slightly lowered. Moreover, when indium was 3.00 mass%, the sliding layer did not adhere to the substrate.

さらに、表4より、インジウム及びタリウムを含有させた摺動層は、タリウムが0.01質量%以上、3.00質量%以下であれば、割れ発生荷重が十分に大きいことがわかる。なお、インジウムが0.01質量%以上、1.00質量%以下であることにより、割れ発生荷重が十分に大きく、かつ優れた密着性を発揮することは、表3より明らかである。また、表2と比較して、インジウムを0.01質量%含有させることにより、より少ないタリウム含有量で大きな耐割れ性の向上が見られることがわかる。   Furthermore, it can be seen from Table 4 that if the sliding layer containing indium and thallium has a thallium content of 0.01 mass% or more and 3.00 mass% or less, the crack generation load is sufficiently large. In addition, it is clear from Table 3 that when the indium content is 0.01% by mass or more and 1.00% by mass or less, the crack generation load is sufficiently large and excellent adhesiveness is exhibited. Moreover, it turns out that a big improvement in cracking resistance is seen by less thallium content by containing 0.01 mass% of indium compared with Table 2.

(摺動性評価試験)
摺動性評価試験も行った。この際、図4に示すように、上記と同様に無電解めっき法によって摺動層を形成したシュー21と、斜板8を模した斜板供試体88とを用意する。斜板供試体88は、斜板8と同種の基材88aの上面にMoS2を含む摺動層88bを形成したものである。摺動層88bの表面は、各シュー21が摺動する平坦な摺動面88cを構成している。シュー21は、斜板供試体88の摺動層88bに略平面を当接するように載置される。そして、シュー21の半球面に対応するシュー座38aが凹設された押し付け治具99により、シュー21を斜板供試体88に所定の荷重で押し付ける。こうして、斜板供試体88とシュー21とを当接させた状態で斜板供試体88を周速7.8m/秒、荷重5800N、冷凍機油75mg/分の条件下で回転させ、シュー21との間で焼付きが発生するまでの時間を測定した。
(Slidability evaluation test)
A slidability evaluation test was also conducted. At this time, as shown in FIG. 4, a shoe 21 in which a sliding layer is formed by an electroless plating method as described above and a swash plate specimen 88 simulating the swash plate 8 are prepared. The swash plate specimen 88 is obtained by forming a sliding layer 88b containing MoS 2 on the upper surface of a base material 88a of the same type as the swash plate 8. The surface of the sliding layer 88b constitutes a flat sliding surface 88c on which each shoe 21 slides. The shoe 21 is placed so that a substantially flat surface is brought into contact with the sliding layer 88 b of the swash plate specimen 88. Then, the shoe 21 is pressed against the swash plate specimen 88 with a predetermined load by the pressing jig 99 in which the shoe seat 38 a corresponding to the hemispherical surface of the shoe 21 is recessed. In this way, the swash plate specimen 88 and the shoe 21 are in contact with each other, and the swash plate specimen 88 is rotated under the conditions of a peripheral speed of 7.8 m / sec, a load of 5800 N, and a refrigerator oil of 75 mg / min. The time until seizure occurred was measured.

インジウムを含有させない摺動層21bは、タリウムが3.00質量%を超えると、摺動性が低下傾向を見せた。また、タリウムを含有させない摺動層は、インジウムが1.00質量%を超えた場合に同様の傾向が見えた。   When the thallium exceeds 3.00% by mass, the sliding layer 21b not containing indium showed a tendency to decrease in slidability. Moreover, the sliding layer which does not contain thallium showed the same tendency when indium exceeded 1.00 mass%.

以上の確認により、実施例の圧縮機用摺動部材は容量可変型斜板式圧縮機の耐久性を向上させるものであることがわかる。   From the above confirmation, it can be seen that the compressor sliding member of the example improves the durability of the variable displacement swash plate compressor.

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。   While the present invention has been described with reference to the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be appropriately modified and applied without departing from the spirit thereof.

本発明の圧縮機用摺動部材は、斜板式圧縮機のシュー、ベーン型圧縮機のベーン、スクロール型圧縮機の可動スクロール等に利用可能である。   The sliding member for a compressor of the present invention can be used for a shoe of a swash plate compressor, a vane of a vane compressor, a movable scroll of a scroll compressor, or the like.

圧縮機は、R134a等の一般的な冷媒の他、CO2冷媒を使用するものであり得る。特に、CO2を冷媒とする場合には、本発明の効果を顕著に享受することができる。なぜなら、CO2が冷媒である場合には、圧縮時の圧力が15MPa程度の非常に高い圧力となり、圧縮反力も非常に高くなるからである。また、冷媒としてのCO2は、潤滑成分を添加したとしても、他の一般的な冷媒に比べて潤滑性能が非常に低いからである。 The compressor may use a CO 2 refrigerant in addition to a general refrigerant such as R134a. In particular, when CO 2 is used as the refrigerant, the effects of the present invention can be remarkably enjoyed. This is because when CO 2 is a refrigerant, the pressure at the time of compression becomes a very high pressure of about 15 MPa, and the compression reaction force becomes very high. Further, CO 2 as a refrigerant has a very low lubrication performance compared with other general refrigerants even if a lubricating component is added.

実施例の圧縮機用摺動部材をシューに具体化した容量可変型斜板式圧縮機の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the capacity | capacitance variable swash plate type compressor which materialized the sliding member for compressors of the Example in the shoe. 実施例のシューの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a shoe of an example. 密着性評価試験の方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the method of an adhesive evaluation test. 摺動性評価試験の方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the method of a slidability evaluation test.

符号の説明Explanation of symbols

21…シュー(圧縮機用摺動部材)
21a…基材
21b…摺動層
21 ... Shoe (sliding member for compressor)
21a ... base material 21b ... sliding layer

Claims (6)

アルミニウムを主成分とする材料からなる基材と、該基材の表面に無電解めっき法によって形成され、ニッケルを主成分とし、リンを含む摺動層とを有する圧縮機用摺動部材において、
前記摺動層はインジウム及びタリウムの少なくとも1種を含むことを特徴とする圧縮機用摺動部材。
In a sliding member for a compressor having a base material made of a material containing aluminum as a main component and a surface of the base material formed by an electroless plating method, and having a sliding layer containing nickel as a main component and containing phosphorus,
The sliding member for a compressor, wherein the sliding layer contains at least one of indium and thallium.
前記摺動層は、タリウムが0.05質量%以上であり、残部が実質的にニッケルである請求項1記載の圧縮機用摺動部材。   2. The sliding member for a compressor according to claim 1, wherein the sliding layer has a thallium content of 0.05% by mass or more and the balance is substantially nickel. タリウムが3.00質量%以下である請求項2記載の圧縮機用摺動部材。   The sliding member for a compressor according to claim 2, wherein the thallium is 3.00 mass% or less. 前記摺動層は、インジウムが0.01質量%以上、1.00質量%以下であり、残部が実質的にニッケルである請求項1記載の圧縮機用摺動部材。   2. The sliding member for a compressor according to claim 1, wherein the sliding layer contains 0.01 mass% or more and 1.00 mass% or less of indium, and the balance is substantially nickel. 前記摺動層は、インジウムが0.01質量%以上、1.00質量%以下であり、タリウムが0.01質量%以上、3.00質量%以下であり、残部が実質的にニッケルである請求項1記載の圧縮機用摺動部材。   In the sliding layer, indium is 0.01% by mass or more and 1.00% by mass or less, thallium is 0.01% by mass or more and 3.00% by mass or less, and the balance is substantially nickel. The sliding member for a compressor according to claim 1. 前記摺動層は、リンが4質量%以下である請求項1乃至5のいずれか1項記載の圧縮機用摺動部材。   The sliding member for a compressor according to any one of claims 1 to 5, wherein the sliding layer contains 4 mass% or less of phosphorus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022254923A1 (en) * 2021-06-03 2022-12-08 東洋鋼鈑株式会社 Nickel-phosphorus alloy coated substrate, solution for electroless plating of nickel-phosphorus alloy film, and method for producing nickel-phosphorus alloy coated substrate

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