JPH04332A - スクロールコンプレッサ渦巻状部品材料 - Google Patents
スクロールコンプレッサ渦巻状部品材料Info
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- JPH04332A JPH04332A JP2099607A JP9960790A JPH04332A JP H04332 A JPH04332 A JP H04332A JP 2099607 A JP2099607 A JP 2099607A JP 9960790 A JP9960790 A JP 9960790A JP H04332 A JPH04332 A JP H04332A
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-
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-
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- Powder Metallurgy (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はスクロールコンプレッサ渦巻状部品材料に関し
、さらに詳しくは、スクロール型コンプレッサの動態ま
たは足弱等の渦巻状部品に適したスクロールコンプレッ
サ渦巻状部品材料に関するものである。
、さらに詳しくは、スクロール型コンプレッサの動態ま
たは足弱等の渦巻状部品に適したスクロールコンプレッ
サ渦巻状部品材料に関するものである。
［従来技術］
従来より、スクロール型コンプレッサの動態または足弱
等の渦巻状部品は、鋳鉄等の鉄系材料および軽量化を図
るため鋳造アルミニウム合金または急冷凝固アルミニウ
ム合金粉末を使用することは知られていた。
等の渦巻状部品は、鋳鉄等の鉄系材料および軽量化を図
るため鋳造アルミニウム合金または急冷凝固アルミニウ
ム合金粉末を使用することは知られていた。
しかして、鋳鉄等の鉄系材料からなる渦巻状部品におい
ては、重量が重いためコンプレッサの効率低下を招来し
、振動が大きくなる等の問題があり、そして、アルミニ
ウム合金を使用すると軽量化は図れるものの、線膨張係
数が大きいのでクリアランスの設定に問題があり、かつ
、耐摩耗性に劣るという欠点がある。
ては、重量が重いためコンプレッサの効率低下を招来し
、振動が大きくなる等の問題があり、そして、アルミニ
ウム合金を使用すると軽量化は図れるものの、線膨張係
数が大きいのでクリアランスの設定に問題があり、かつ
、耐摩耗性に劣るという欠点がある。
これらの問題点を解決する１こめに、特開昭６２２６３
８５９号公報には、スクロール全体に繊維またはセラミ
ックス粒子を分散させて強化したアルミニウム合金によ
り構成することが提案されており、或いは、特開昭６３
−０４５４５８号公報には、スクロール全体を上記した
繊維強化アルミニウム合金により強化する場合の、比重
の増大に伴う遠心力の増加と軸受負荷の増加を防止する
ため、スクロールの先端部等の一部に繊維強化アルミニ
ウム合金を使用することが提案されている。
８５９号公報には、スクロール全体に繊維またはセラミ
ックス粒子を分散させて強化したアルミニウム合金によ
り構成することが提案されており、或いは、特開昭６３
−０４５４５８号公報には、スクロール全体を上記した
繊維強化アルミニウム合金により強化する場合の、比重
の増大に伴う遠心力の増加と軸受負荷の増加を防止する
ため、スクロールの先端部等の一部に繊維強化アルミニ
ウム合金を使用することが提案されている。
しかしながら、これら繊維強化アルミニウム合金は基本
的には、溶湯鍛造法、重力鋳造法、高圧ダイカスト法、
真空鋳造法等アルミニウム合金を溶融した状態より製造
するため、特開昭６３−０４５４５８号公報にも記載さ
れているように、溶湯中における強化繊維の均一分散が
困難であり、分散の不均一を避けることができず、組織
の不均一性のために製品化を行なえるものではなく、ま
た、アルミニウム合金の溶融による以上、アルミニウム
合金の成分含有量にも限界があり、アルミニウム合金自
体でスクロールに要求される低い線膨張係数を得ること
には限界がある。
的には、溶湯鍛造法、重力鋳造法、高圧ダイカスト法、
真空鋳造法等アルミニウム合金を溶融した状態より製造
するため、特開昭６３−０４５４５８号公報にも記載さ
れているように、溶湯中における強化繊維の均一分散が
困難であり、分散の不均一を避けることができず、組織
の不均一性のために製品化を行なえるものではなく、ま
た、アルミニウム合金の溶融による以上、アルミニウム
合金の成分含有量にも限界があり、アルミニウム合金自
体でスクロールに要求される低い線膨張係数を得ること
には限界がある。
また、Ａｌ−５ｉ系合金の急冷凝固したアルミニウム合
金粉末は、線膨張係数の低下と耐摩耗性の向上を図った
材料であり、特開昭６０−２１６９７０号公報、特開昭
６３−２９０２０３号公報および特開昭６４−０５６８
０５号公報等数多く提案されてはいるが、未だ充分な特
性を有しているとは言い難い。
金粉末は、線膨張係数の低下と耐摩耗性の向上を図った
材料であり、特開昭６０−２１６９７０号公報、特開昭
６３−２９０２０３号公報および特開昭６４−０５６８
０５号公報等数多く提案されてはいるが、未だ充分な特
性を有しているとは言い難い。
［発明が解決しようとする課題］
本発明は上記に説明した従来において提案されている種
々のスクロール型コンプレッサ渦巻状部品材料の問題点
に鑑み、本発明者が鋭意研究を行ない、検討を重ねた結
果、線膨張係数をより一層低下させて鋳鉄に近いものと
し、さらに、耐摩耗性を向上させることができる材料を
選択することにより、スクロール型コンプレッサの動態
または定態等の渦巻状部品に適したスクロールコンプレ
ッサ渦巻状部品材料を開発したのである。
々のスクロール型コンプレッサ渦巻状部品材料の問題点
に鑑み、本発明者が鋭意研究を行ない、検討を重ねた結
果、線膨張係数をより一層低下させて鋳鉄に近いものと
し、さらに、耐摩耗性を向上させることができる材料を
選択することにより、スクロール型コンプレッサの動態
または定態等の渦巻状部品に適したスクロールコンプレ
ッサ渦巻状部品材料を開発したのである。
［問題点を解決するための手段］
本発明に係るスクロールコンプレッサ渦巻状部品材料は
、 （Ｌ） Ｓｉ １２〜４０ｖｔ％ を含有する急冷凝固アルミニウム合金粉末をマトリック
スとし、セラミックスの粒子、短繊維、ウィスカの内か
ら選んだ１種または２Ｍ以上のセラミックス分散材を分
散させたことを特徴とするスクロールコンプレッサ渦巻
状部品材料を第１の発明とし、 （２）セラミックスの合計体積率２〜３０％の範囲で、
かつ、アルミニウム合金粉末中のＳｉ量に応じて、２２
２２−Ｓｉｗｔ％〜４２−５ｉｖｔ％の範囲とすること
を特徴とする請求項第１項記載のスクロールコンプレッ
サ渦巻状部品材料を第２の発明とし、（３）アルミニウ
ム合金粉末か、さらに、Ｇｏ、 Ｍｇ、、Ｚｎ１Ｆｅ、
Ｎｉ１Ｃｒ、 Ｍｎ ０．５〜８ｗｔ％ の内から選んだ１種または２種以上 を含有することを特徴とする請求項第１項または請求項
第２項記載のスクロールコンプレッサ渦巻状部品材料を
第３の発明とする３つの発明よりなるものである。
、 （Ｌ） Ｓｉ １２〜４０ｖｔ％ を含有する急冷凝固アルミニウム合金粉末をマトリック
スとし、セラミックスの粒子、短繊維、ウィスカの内か
ら選んだ１種または２Ｍ以上のセラミックス分散材を分
散させたことを特徴とするスクロールコンプレッサ渦巻
状部品材料を第１の発明とし、 （２）セラミックスの合計体積率２〜３０％の範囲で、
かつ、アルミニウム合金粉末中のＳｉ量に応じて、２２
２２−Ｓｉｗｔ％〜４２−５ｉｖｔ％の範囲とすること
を特徴とする請求項第１項記載のスクロールコンプレッ
サ渦巻状部品材料を第２の発明とし、（３）アルミニウ
ム合金粉末か、さらに、Ｇｏ、 Ｍｇ、、Ｚｎ１Ｆｅ、
Ｎｉ１Ｃｒ、 Ｍｎ ０．５〜８ｗｔ％ の内から選んだ１種または２種以上 を含有することを特徴とする請求項第１項または請求項
第２項記載のスクロールコンプレッサ渦巻状部品材料を
第３の発明とする３つの発明よりなるものである。
本発明に係るスクロールコンプレッサ渦巻状部品材料に
ついて、以下詳細に説明する。
ついて、以下詳細に説明する。
本発明に係るスクロールコンプレッサ渦巻状部品材料に
おいては、線膨張係数を低下させるためにはアルミニウ
ムにＳｉを含有させるのであり、これにさらに、セラミ
ックス粒子、短繊維、ウィスカ等のセラミックス分散材
を含有させた複合材料にすると、線膨張係数はより一層
低下する。また、耐摩耗性はセラミックス粒子を含有さ
せることにより飛躍的に向上する。
おいては、線膨張係数を低下させるためにはアルミニウ
ムにＳｉを含有させるのであり、これにさらに、セラミ
ックス粒子、短繊維、ウィスカ等のセラミックス分散材
を含有させた複合材料にすると、線膨張係数はより一層
低下する。また、耐摩耗性はセラミックス粒子を含有さ
せることにより飛躍的に向上する。
マトリックスとしてのアルミニウム合金には、Ｓｉを１
２〜４０ｖｔ％含有するものであり、このＳｉ含有量が
１２ｗｔ％未満では線膨張係数を充分に低下させること
はできず、また、Ｓｉ含有量が４０ｖｔ％を越えて含有
させると押出、鍛造、粉末鍛造、スプレーフォーミング
、機械加工等複合材料の成彫加工を行なうことが困難と
なる。よって、マトリックスとしてのアルミニウム合金
のＳｉ含有量は１２〜４０ｗｔ％とする。
２〜４０ｖｔ％含有するものであり、このＳｉ含有量が
１２ｗｔ％未満では線膨張係数を充分に低下させること
はできず、また、Ｓｉ含有量が４０ｖｔ％を越えて含有
させると押出、鍛造、粉末鍛造、スプレーフォーミング
、機械加工等複合材料の成彫加工を行なうことが困難と
なる。よって、マトリックスとしてのアルミニウム合金
のＳｉ含有量は１２〜４０ｗｔ％とする。
また、マトリックスとしてのアルミニウム合金には、強
度を増大させるために、含有量が０．５〜８ｗｔ％であ
るＣｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅ１Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎの１種ま
たは２種以上を含有させることができる。
度を増大させるために、含有量が０．５〜８ｗｔ％であ
るＣｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅ１Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎの１種ま
たは２種以上を含有させることができる。
そして、これら各元素の含有量が０．５ｗｔ％未満では
強度を向上させる効果は少なく、また、８ｗｔ％を越え
て含有させると強度の向上はあまり期待することはでき
ないばかりか、アルミニウム合金の延性を著しく低下さ
せるので、複合材料の成形加工が困難となる。よって、
Ｃｕ、 Ｍｇ、 Ｚｎ、 Ｆｅ。
強度を向上させる効果は少なく、また、８ｗｔ％を越え
て含有させると強度の向上はあまり期待することはでき
ないばかりか、アルミニウム合金の延性を著しく低下さ
せるので、複合材料の成形加工が困難となる。よって、
Ｃｕ、 Ｍｇ、 Ｚｎ、 Ｆｅ。
Ｎｉ１Ｃｒ、Ｍｎの含有量は０．５〜８ｗｔ％とする。
なお、Ｆｅは上記の効果の他に摺動時における焼き付き
の防止効果がある。
の防止効果がある。
分散材のセラミックスの形態としては、線膨張係数の低
下にはウィスカが最も効果的であるが、短繊維や粒子を
含有させても充分な特性を得ることができ、ウィスカと
してはＳｉｃ、チタン酸カリウムおよび９ＡｌｔＯ３・
２ＢｔＯ３を使用することができ、また、短繊維として
はＳｉＣ，ＡｌｔＯ＋、粒子としてはＳｉＣ，ＡｌｔＯ
３、ＡＩＮ等が挙げられる。また、粒子の寸法は２〜３
０μｍとするのが望ましく、２μｍ未満では凝集し易く
簡単な混合法では分散が困難であり、また、３０μｍを
越えると切削等機械加工性が著しく悪化する。
下にはウィスカが最も効果的であるが、短繊維や粒子を
含有させても充分な特性を得ることができ、ウィスカと
してはＳｉｃ、チタン酸カリウムおよび９ＡｌｔＯ３・
２ＢｔＯ３を使用することができ、また、短繊維として
はＳｉＣ，ＡｌｔＯ＋、粒子としてはＳｉＣ，ＡｌｔＯ
３、ＡＩＮ等が挙げられる。また、粒子の寸法は２〜３
０μｍとするのが望ましく、２μｍ未満では凝集し易く
簡単な混合法では分散が困難であり、また、３０μｍを
越えると切削等機械加工性が著しく悪化する。
この分散材のセラミックスの含有量は、複合材料中に占
める体積率であられして、２％未満では線膨張係数の低
下および耐摩耗性の向上の効果は少なく、２％以上にお
いては体積率の増加と共に線膨張係数は低下し、耐摩耗
性も著しく向上するが、体積率２％以上であっても２２
２２−Ｓｉｗｔ％未満では渦巻状部品としての特性を満
足せず、また、セラミックス体積率が３０％を越えると
押出、鍛造、粉末鍛造、スプレーフォーミング、機械加
工等複合材料の成形加工が困難になる。特に、渦巻状部
品に仕上切削加工を行なう時に工具摩耗等の問題を生じ
る。そして、体積率が３０以下であっても４２−５ｉｖ
ｔ％を越えると同様の問題が生じる。
める体積率であられして、２％未満では線膨張係数の低
下および耐摩耗性の向上の効果は少なく、２％以上にお
いては体積率の増加と共に線膨張係数は低下し、耐摩耗
性も著しく向上するが、体積率２％以上であっても２２
２２−Ｓｉｗｔ％未満では渦巻状部品としての特性を満
足せず、また、セラミックス体積率が３０％を越えると
押出、鍛造、粉末鍛造、スプレーフォーミング、機械加
工等複合材料の成形加工が困難になる。特に、渦巻状部
品に仕上切削加工を行なう時に工具摩耗等の問題を生じ
る。そして、体積率が３０以下であっても４２−５ｉｖ
ｔ％を越えると同様の問題が生じる。
従って、複合材料中の分散材のセラミックス体積率は２
〜３０％、かつ、アルミニウム合金粉末中のＳｉ量に応
じて２２−５ｉｖｔ％以上、４２４２−Ｓｉｗｔ％以下
とする必要がある。
〜３０％、かつ、アルミニウム合金粉末中のＳｉ量に応
じて２２−５ｉｖｔ％以上、４２４２−Ｓｉｗｔ％以下
とする必要がある。
第１図はＳｉＣを分散強化したアルミニウム合金粉末成
形体につき、アルミニウム合金粉末中のＳｉ量と成形体
中のＳｉＣ含有体積率との関係を示しである。なお、製
造法は後述する実施例と同じである。
形体につき、アルミニウム合金粉末中のＳｉ量と成形体
中のＳｉＣ含有体積率との関係を示しである。なお、製
造法は後述する実施例と同じである。
第１図の・印が線膨張率か１６Ｘ１０’／’Ｃ以下で、
渦巻状部品としての特性と成形加工性が良好なものであ
り、×１は成形加工性が悪いものであり、×２は線膨張
率が１６ＸｌＯ’／℃を越えるものである。
渦巻状部品としての特性と成形加工性が良好なものであ
り、×１は成形加工性が悪いものであり、×２は線膨張
率が１６ＸｌＯ’／℃を越えるものである。
即ち、第１図の・印の斜線内のものが特性と加工性の両
者を満足しているもので、線Ａは４２−８ ｉｗｔ％、
４Ｂが２２２２−５ｉ（％）を示している。
者を満足しているもので、線Ａは４２−８ ｉｗｔ％、
４Ｂが２２２２−５ｉ（％）を示している。
［実 施 例］
本発明に係るスクロールコンプレッサ渦巻状部品材料の
実施例を比較例と共に説明する。
実施例を比較例と共に説明する。
実施例
第１表に示すマトリックスとしてのアルミニウム合金を
溶融して、エアーアトマイズ法により製造したアルミニ
ウム合金粉末と、また、第１表に示すセラミックス分散
材とを、Ｖミキサを使用して混合した。
溶融して、エアーアトマイズ法により製造したアルミニ
ウム合金粉末と、また、第１表に示すセラミックス分散
材とを、Ｖミキサを使用して混合した。
得られた混合粉末を圧力４ｔｏｎ／ｃｍ”で圧粉成形し
、温度３５０℃、圧力３ｔｏｎ／ｃｍ’により検地形状
に熱間鍛造を行なった後、温度５００℃、圧力４ｔｏｎ
／ｃｍ”で渦巻状部品に仕上げ鍛造を行なった。
、温度３５０℃、圧力３ｔｏｎ／ｃｍ’により検地形状
に熱間鍛造を行なった後、温度５００℃、圧力４ｔｏｎ
／ｃｍ”で渦巻状部品に仕上げ鍛造を行なった。
このようにして製作された各種複合材料の渦巻状部品の
鍛造材表面性状および線膨張係数と比摩耗量を測定し、
第１表にその結果を示す。
鍛造材表面性状および線膨張係数と比摩耗量を測定し、
第１表にその結果を示す。
なお、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｎ含有材料は熱処理（Ｔ６）状態
、その他の材料は無熱処理の状態で評価した。
、その他の材料は無熱処理の状態で評価した。
この第１表より明らかなように、本発明に係るスクロー
ルコンプレッサ渦巻状部品材料では、線膨張係数が１６
Ｘ １０ ”／’Ｃ以下と小さく、鋳鉄に近い線膨
張係数が得られ、さらに、比摩耗量はセラミックスの含
有により１／１０以下に低減することができた。また、
鍛造材表面には割れ等がなく健全な製品が製造できた。
ルコンプレッサ渦巻状部品材料では、線膨張係数が１６
Ｘ １０ ”／’Ｃ以下と小さく、鋳鉄に近い線膨
張係数が得られ、さらに、比摩耗量はセラミックスの含
有により１／１０以下に低減することができた。また、
鍛造材表面には割れ等がなく健全な製品が製造できた。
製造法は上記に説明した方法以外に、混合粉末−ＣＩＰ
成形−熱間押出−熱間鍛造、スプレーフォーミング−熱
間鍛造等何れの方法によってもよい。
成形−熱間押出−熱間鍛造、スプレーフォーミング−熱
間鍛造等何れの方法によってもよい。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明に係るスクロールコンプレ
ッサ渦巻状部品材料は上記の構成であるから、線膨張係
数を低下でき、かつ、耐摩耗性も向上させることができ
、さらに、弾性率、引張強度、疲労強度等の機械的特性
も著しく向上させることができる複合材料であるから、
高性能のスクロールコンプレッサ渦巻状部品を得ること
が可能となる効果を有している。
ッサ渦巻状部品材料は上記の構成であるから、線膨張係
数を低下でき、かつ、耐摩耗性も向上させることができ
、さらに、弾性率、引張強度、疲労強度等の機械的特性
も著しく向上させることができる複合材料であるから、
高性能のスクロールコンプレッサ渦巻状部品を得ること
が可能となる効果を有している。
第１図は５ｉｌｌとセラミックス体積率との関係を示す
図である。 セラミ、７２人４１学（＋＋／４）
図である。 セラミ、７２人４１学（＋＋／４）
Claims (3)
- （１）Ｓｉ １２〜４０ｗｔ％ を含有する急冷凝固アルミニウム合金粉末をマトリック
スとし、セラミックスの粒子、短繊維、ウィスカの内か
ら選んだ１種または２種以上のセラミックス分散材を分
散させたことを特徴とするスクロールコンプレッサ渦巻
状部品材料。 - （２）セラミックスの合計体積率２〜３０％の範囲で、
かつ、アルミニウム合金粉末中のＳｉ量に応じて、２２
−Ｓｉｗｔ％〜４２−Ｓｉｗｔ％の範囲とすることを特
徴とする請求項第１項記載のスクロールコンプレッサ渦
巻状部品材料。 - （３）アルミニウム合金粉末が、さらに、 Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ ０．５〜
８ｗｔ％ の内から選んだ１種または２種以上 を含有することを特徴とする請求項第１項または請求項
第２項記載のスクロールコンプレッサ渦巻状部品材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2099607A JPH04332A (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | スクロールコンプレッサ渦巻状部品材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2099607A JPH04332A (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | スクロールコンプレッサ渦巻状部品材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04332A true JPH04332A (ja) | 1992-01-06 |
Family
ID=14251783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2099607A Pending JPH04332A (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | スクロールコンプレッサ渦巻状部品材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04332A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5478219A (en) * | 1994-02-22 | 1995-12-26 | Carrier Corporation | Lightweight scroll element and method of making |
| JP2012072474A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd | シリンダスリーブ用合金及びそれを使用したシリンダスリーブ |
| CN117418132A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-01-19 | 阜新中孚轻金属科技有限公司 | 一种Al2O3/A356复合材料的制备方法 |
-
1990
- 1990-04-16 JP JP2099607A patent/JPH04332A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5478219A (en) * | 1994-02-22 | 1995-12-26 | Carrier Corporation | Lightweight scroll element and method of making |
| CN1065948C (zh) * | 1994-02-22 | 2001-05-16 | 运载器有限公司 | 轻型涡旋构件及其制造方法 |
| JP2012072474A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd | シリンダスリーブ用合金及びそれを使用したシリンダスリーブ |
| CN117418132A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-01-19 | 阜新中孚轻金属科技有限公司 | 一种Al2O3/A356复合材料的制备方法 |
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