JP2514052B2 - コンプレッサ用ロ―ラ - Google Patents

コンプレッサ用ロ―ラ

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JP2514052B2 JP62291746A JP29174687A JP2514052B2 JP 2514052 B2 JP2514052 B2 JP 2514052B2 JP 62291746 A JP62291746 A JP 62291746A JP 29174687 A JP29174687 A JP 29174687A JP 2514052 B2 JP2514052 B2 JP 2514052B2
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は耐摩耗性と気密性の高い焼結合金を用いたコ
ンプレッサ用のローラに関する。
［従来の技術］ 現在、家庭用電気製品で使用するロータリーコンプレ
ッサは軽量、小型化するとともに、低コスト化、高性能
化の要求から各部品を形成する材料においても改良が求
められている。すなわち、ロータリーコンプレッサは第
１図に示すように、ケース10、ハウジング11、ハウジン
グの溝に収容されるベーン12、ローラ13等から構成され
てローラ13が偏心回転することによって作動室に吸入し
た流体を圧送するが、これらの中でも特に高負荷を受け
て互いに摺動するために耐摩耗性が要求されているのが
ベーン12とローラ13である。
従って両者共に改良された材料が提案されつつあり、
特に焼結材料による提案が多くなされているがベーンに
ついては製品としては未だにSKH51材が主流となってい
る。
一方、ローラ材としては鋳鉄材に代わって基地中に硬
質の金属炭化物と水蒸気処理による金属酸化物を分散さ
せた焼結材が特開昭60-73082号や特開昭60-174853号な
どにより提案されている。
［発明が解決しようとする問題点］ 上述のローラ用焼結材は耐摩耗性と気密性の向上を狙
いとしたものであり、焼結空孔を埋めた金属酸化物はコ
ンプレッサの気密性の向上のために不可欠であるが、近
年インバータ方式の採用によってよりいっそうの高負荷
を受けるようになったコンプレッサ用ローラはかかる焼
結材を用いても摩耗とスカッフィングが生じ、これらを
防ぐためには分散された金属炭化物に代わる手段を講ず
ることが求められている。
［問題点を解決するための手段］ そこで本発明の目的は、高負荷時におけるコンプレッ
サ用ローラの摩耗とスカッフィングを防止し、またコン
プレッサの気密性をも高めることであって、本発明によ
れば、成分組成が重量％で、C:0.5〜2.0％、Cu:1.0〜5.
0％、Mo:1.2〜3.0％、残部Feと不可避不純物からなり、
パーライト又は焼戻しマルテンサイト基地中にFe-Mo合
金硬質粒子が分散し、かつ焼結空孔が四三酸化鉄によっ
て封孔された焼結合金からなるコンプレッサ用ローラが
提供される。
［作用］ 本発明のローラは、黒鉛粉、純銅粉、純鉄粉にFe-Mo
合金粉末を2.0〜5.0％加えてプレスした後、焼結し、パ
ーライト基地とする場合は焼結後に水蒸気処理を行な
い、また焼戻しマルテンサイト基地とする場合は焼結後
に焼入れ、水蒸気処理、焼戻しの工程を順に行なって製
造する。
パーライト基地は強靭であるが、マルテンサイト基地
はさらに硬度が高くなって耐摩耗性が増す。Fe-Mo合金
粉末は焼結後、高硬度のFe-Mo合金硬質粒子として基地
中に分散してローラの耐摩耗性、耐スカッフィング性を
著しく高くする。配合時のFe-Mo粉末を2.0％未満とすれ
ば耐摩耗性の効果が少なくなり、また5.0％を超えると
相手攻撃性を増すばかりでなく経済的に高コストとな
る。焼結後には連続空孔が存在してコンプレッサの気密
性が損なわれるので水蒸気処理による四三酸化鉄（Fe3O
4）で封孔するが、これは耐摩耗性の向上にも寄与す
る。
以下に成分組成の限定理由を説明する。
Ｃ成分は基地に固溶してこれを強化する。0.5％未満
ではパーライト、マルテンサイトの生成が不十分となっ
て強度が低下し、2.0％を超えると基地中のセメンタイ
ト量が過多となって脆化する。
Cu成分は基地を強化、安定化させる。1.0％未満では
この効果が少なく、5.0％を超えると効果が飽和し、か
えって経済的に不利となるのみならず偏析が起きて製品
の寸法精度を低下させる。
Mo成分はFe-Mo合金粉末の形で2.0〜5.0％添加するこ
とによってMoの量が1.2〜3.0％となるが、粉末の微粒は
基地に固溶して焼入性を向上させるとともに焼戻し脆化
を防止する一方、粗粉はFe-Mo合金硬質粒子として基地
中に分散して耐摩耗性、耐スカッフィング性を高める。
Fe-Mo粉末が2.0％未満ではこれらの効果が不十分で、5.
0％を超えると相手攻撃性を増すばかりでなくかえって
経済的に不利となる。
［実施例］ 以下、本発明材の性能確認試験結果を説明する。
（供試材製造方法） 第１表に示すNo.1〜11（１〜5:本発明材、６〜11:比
較材）の混合粉を５〜6ton/cm2のプレス面圧で40mmφ×
10mmの円柱形状に加圧成形し、第２表に示す処理（表に
おいて（水）は水蒸気処理、（焼）は焼入れ、焼戻し、
（焼＋水）は焼入れ、焼戻し、水蒸気処理の組合せを各
々示す）を行なった結果、第２表に示す組成、組織、硬
度を有する試料が得られた。
またNo.12（比較材）の試料としてローラ材として最
も普及しているFC30材（C:3.2％、Si:2.3％、Mn:0.7
％、P:0.11％、S:0.04％、Cu:0.3％、Cr:0.2％、Fe:
残）を40mmφ×10mmの円柱形状に加工し、約870℃で焼
入れをした。
（試験方法） 以上の供試材についてアムスラー式基礎摩耗試験を行
なった。No.1〜12の円柱形状の供試材（ローラ相当）を
平面接触滑り摩耗試験機における回転片とし、これらに
対して8mm×7mm×5mmの平板状に加工したSKH51材（ベー
ン相当）を固定片として圧接し、その圧接面に潤滑油を
供給しつつ回転片を高速回転させた。
試験条件は以下の通りである。
荷重…100Kg、周速…1m/s、潤滑油…スニソ4GD1D、油
温…75℃、試験時間…20時間。以上の方法により固定片
と回転片の摩耗量を測定し、第２表に示す測定値が得ら
れた。
また同じくアムスラー式摩耗試験によりスカッフィン
グ試験を行なった。試料は上記摩耗試験と同一であり、
No.1〜12の回転片を周速1.13m/sで回転させながら固定
片の圧接荷重をスタート時10Kgとして２分毎に20Kgずつ
荷重し、50Kg以上からは10Kgずつ荷重し、これによって
スカッフィングが発生した荷重をスカッフィング限界荷
重として第２表に示す測定値が得られた。
（試験結果） 第２表に示す測定結果からわかるように、本発明のロ
ーラを用いた場合、ベーン材（固定片）、ローラ材（回
転片）ともに比較材を用いた場合に比べて摩耗量が少な
く、スカッフィング限界荷重が大きいので耐摩耗性、耐
スカッフィング性が優れている。
（組織写真） 第１表におけるNo.1の供試材の顕微鏡組織写真（ナイ
タール液腐食、200倍）を第２図に示す。パーライト基
地１中にFe-Mo合金硬質粒子２と四三酸化鉄３が分散し
ている。
［発明の効果］ 上述のように本発明のローラは優れた耐摩耗性、耐ス
カッフィング性と気密性を有し、特に高負荷のかかるコ
ンプレッサに使用した場合に優れた性能を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のローラを用いるコンプレッサの構造を
示す縦断面図である。第２図は本発明ローラに用いる焼
結材の顕微鏡金属組織写真である。 図中、12はベーン、13はローラ、１はパーライト基地、
２はFe-Mo合金硬質粒子、３は四三酸化鉄である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】成分組成が重量％で、C:0.5〜2.0％、Cu:
    1.0〜5.0％、Mo:1.2〜3.0％、残部Feと不可避不純物か
    らなり、パーライト又は焼戻しマルテンサイト基地中に
    Fe-Mo合金硬質粒子が分散し、かつ焼結空孔が四三酸化
    鉄によって封孔された焼結合金からなるコンプレッサ用
    ローラ。
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