JPH05171212A - 可動スクロールの製造法 - Google Patents
可動スクロールの製造法Info
- Publication number
- JPH05171212A JPH05171212A JP35342191A JP35342191A JPH05171212A JP H05171212 A JPH05171212 A JP H05171212A JP 35342191 A JP35342191 A JP 35342191A JP 35342191 A JP35342191 A JP 35342191A JP H05171212 A JPH05171212 A JP H05171212A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- green compact
- punch
- forging
- double action
- upper punch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
- F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
- F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 上部割れおよび側面割れのない羽根部および
軸部を有する可動スクロール製造用熱間鍛造体を作るこ
と。 【構成】 Al−Si系合金粉末をプレス成形して圧粉
体を作製し、この圧粉体を熱間鍛造して羽根部、支持体
部および軸部を有する熱間鍛造体を作製し、ついで上記
熱間鍛造体に仕上機械加工を施す可動スクロールの製造
法において、上記圧粉体を熱間鍛造するに際し、羽根部
および軸部に背圧を施しつつ熱間鍛造することを特徴と
する。
軸部を有する可動スクロール製造用熱間鍛造体を作るこ
と。 【構成】 Al−Si系合金粉末をプレス成形して圧粉
体を作製し、この圧粉体を熱間鍛造して羽根部、支持体
部および軸部を有する熱間鍛造体を作製し、ついで上記
熱間鍛造体に仕上機械加工を施す可動スクロールの製造
法において、上記圧粉体を熱間鍛造するに際し、羽根部
および軸部に背圧を施しつつ熱間鍛造することを特徴と
する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スクロール型コンプ
レッサーに用いる可動スクロールの製造法に関するもの
である。
レッサーに用いる可動スクロールの製造法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】一般に、スクロール型コンプレッサー
は、運転時の騒音が少ないことから、近年、家庭用エア
コンなどにも用いられるようになってきた。
は、運転時の騒音が少ないことから、近年、家庭用エア
コンなどにも用いられるようになってきた。
【0003】上記スクロール型コンプレッサーに組込ま
れる可動スクロールは、例えば図7に示されるように、
羽根1、支持体2および軸3から構成されており、上記
可動スクロールは、(1) 慣性モーメントを小さくし
てエネルギーの消費を少なくするために軽量でかつ耐摩
耗性に優れていること、(2) コンプレッサー作動中
に相手Fe合金製固定スクロールとのクリアランス変動
(圧縮空間の容量変動)を少なくするために上記Fe合
金に近い熱膨脹係数の材料で作製すること、などが必要
とされ、かかる理由からSiが極めて多く含まれてい
る、例えばSi:10〜42重量%、必要に応じてC
u,Mn,Mg,Fe,Ni,Co,Crのうち1種ま
たは2種以上:1〜10重量%を含むAl合金(以下、
Al−Si系合金という)が用いられている。
れる可動スクロールは、例えば図7に示されるように、
羽根1、支持体2および軸3から構成されており、上記
可動スクロールは、(1) 慣性モーメントを小さくし
てエネルギーの消費を少なくするために軽量でかつ耐摩
耗性に優れていること、(2) コンプレッサー作動中
に相手Fe合金製固定スクロールとのクリアランス変動
(圧縮空間の容量変動)を少なくするために上記Fe合
金に近い熱膨脹係数の材料で作製すること、などが必要
とされ、かかる理由からSiが極めて多く含まれてい
る、例えばSi:10〜42重量%、必要に応じてC
u,Mn,Mg,Fe,Ni,Co,Crのうち1種ま
たは2種以上:1〜10重量%を含むAl合金(以下、
Al−Si系合金という)が用いられている。
【0004】上記Al−Si系合金で可動スクロールを
製造する方法としては、まずAl−Si系合金粉末を冷
間圧縮成形して圧粉体4を作製し、この圧粉体4を図5
に示されるように鍛造金型5に装入し、ついで凹部9を
有する上パンチ7を圧粉体4に向って作動させ、上記圧
粉体4を鍛造することにより図6に示される軸部13、
羽根部11および支持体部12を有する熱間鍛造体6を
作製し、上記軸部13、羽根部11および支持体部12
の表面を機械加工して所定の形状および寸法に仕上げる
ことにより図7の可動スクロールを製造する方法、また
は上記圧粉体4を予備鍛造して予備鍛造体(図示せず)
を作製し、この予備鍛造体をさらに熱間鍛造して図6に
示される熱間鍛造体6を作製し、同様に機械加工して所
定の形状および寸法を有する可動スクロールを製造する
方法などが知られている(例えば、特開昭63−290
202号公報参照)。
製造する方法としては、まずAl−Si系合金粉末を冷
間圧縮成形して圧粉体4を作製し、この圧粉体4を図5
に示されるように鍛造金型5に装入し、ついで凹部9を
有する上パンチ7を圧粉体4に向って作動させ、上記圧
粉体4を鍛造することにより図6に示される軸部13、
羽根部11および支持体部12を有する熱間鍛造体6を
作製し、上記軸部13、羽根部11および支持体部12
の表面を機械加工して所定の形状および寸法に仕上げる
ことにより図7の可動スクロールを製造する方法、また
は上記圧粉体4を予備鍛造して予備鍛造体(図示せず)
を作製し、この予備鍛造体をさらに熱間鍛造して図6に
示される熱間鍛造体6を作製し、同様に機械加工して所
定の形状および寸法を有する可動スクロールを製造する
方法などが知られている(例えば、特開昭63−290
202号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記A
l−Si系合金粉末は、一般に多量の添加元素を含有す
るために鍛造性が悪く、その圧粉体を図5に示されるよ
うな鍛造装置を用いて鍛造すると、低密度の圧粉体が緻
密化しないまま凹部9および凹部10に流入し、さらに
流入して成形された軸部13および羽根部11にはせん
断変形の集中、圧粉体4と上パンチ7および下パンチ8
の凹部9および10の摩擦、並びに圧粉体4の鍛造性の
悪さなどのために、図6に示されるように軸部13およ
び羽根部11に上部割れ14および側面割れ15が発生
し、かかる側面割れ15の発生を阻止するためには上記
凹部9および10のテーパーを大きくとればよいことは
知られているが、上記テーパーを大きくとると余肉を大
きく取らなければならず、切削または研削などの仕上機
械加工に多大の労力を必要とし、コストを上昇せしめる
などの要因となっていた。
l−Si系合金粉末は、一般に多量の添加元素を含有す
るために鍛造性が悪く、その圧粉体を図5に示されるよ
うな鍛造装置を用いて鍛造すると、低密度の圧粉体が緻
密化しないまま凹部9および凹部10に流入し、さらに
流入して成形された軸部13および羽根部11にはせん
断変形の集中、圧粉体4と上パンチ7および下パンチ8
の凹部9および10の摩擦、並びに圧粉体4の鍛造性の
悪さなどのために、図6に示されるように軸部13およ
び羽根部11に上部割れ14および側面割れ15が発生
し、かかる側面割れ15の発生を阻止するためには上記
凹部9および10のテーパーを大きくとればよいことは
知られているが、上記テーパーを大きくとると余肉を大
きく取らなければならず、切削または研削などの仕上機
械加工に多大の労力を必要とし、コストを上昇せしめる
などの要因となっていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
かかる観点から羽根部11および軸部13に上部割れ1
4および側面割れ15が発生することなくしかもテーパ
ーを可及的に小さくして仕上機械加工の労力を可能な限
り減少させるべく研究を行った結果、圧粉体または予備
鍛造体を鍛造金型に装入し、上パンチにより加圧して熱
間鍛造するに際し、上記上パンチおよび下パンチの凹部
に流入する羽根部および軸部に油圧による背圧を加えつ
つ鍛造すると、上記凹部にテーパーを設けなくても上部
割れおよび側面割れが発生することなく十分に緻密化し
た熱間鍛造体を作製することができるという知見を得た
のである。
かかる観点から羽根部11および軸部13に上部割れ1
4および側面割れ15が発生することなくしかもテーパ
ーを可及的に小さくして仕上機械加工の労力を可能な限
り減少させるべく研究を行った結果、圧粉体または予備
鍛造体を鍛造金型に装入し、上パンチにより加圧して熱
間鍛造するに際し、上記上パンチおよび下パンチの凹部
に流入する羽根部および軸部に油圧による背圧を加えつ
つ鍛造すると、上記凹部にテーパーを設けなくても上部
割れおよび側面割れが発生することなく十分に緻密化し
た熱間鍛造体を作製することができるという知見を得た
のである。
【0007】この発明は、かかる知見にもとづいてなさ
れたものであって、Al−Si系合金粉末をプレス成形
して圧粉体を熱間鍛造し、上記羽根部、軸部および支持
体部からなる熱間鍛造体を作製する際に、上記羽根部お
よび軸部に背圧を施しつつ熱間鍛造することを特徴とす
るものである。
れたものであって、Al−Si系合金粉末をプレス成形
して圧粉体を熱間鍛造し、上記羽根部、軸部および支持
体部からなる熱間鍛造体を作製する際に、上記羽根部お
よび軸部に背圧を施しつつ熱間鍛造することを特徴とす
るものである。
【0008】このようにして作製された熱間鍛造体には
上部割れおよび側面割れが発生しないので、その後の仕
上機械加工量を大幅に軽減することができる。
上部割れおよび側面割れが発生しないので、その後の仕
上機械加工量を大幅に軽減することができる。
【0009】上記熱間鍛造体を作製するには、圧粉体を
300〜520℃に保持し、圧力:3.5ton /cm2 以
上で行うのが好ましい。
300〜520℃に保持し、圧力:3.5ton /cm2 以
上で行うのが好ましい。
【0010】つぎに、この発明の可動スクロールの製造
法を図面に基づいて一層詳細に説明する。
法を図面に基づいて一層詳細に説明する。
【0011】図1〜図4は、複動プレス装置を用いて圧
粉体から熱間鍛造体を作製する工程を示す断面説明図で
ある。
粉体から熱間鍛造体を作製する工程を示す断面説明図で
ある。
【0012】図1は、鍛造金型5に圧粉体4を装入した
状態を示し、かかる状態で複動上パンチ16を複動下パ
ンチ17に相対的に近づける方向に作動させ、圧粉体を
圧密化する。
状態を示し、かかる状態で複動上パンチ16を複動下パ
ンチ17に相対的に近づける方向に作動させ、圧粉体を
圧密化する。
【0013】このとき中子上パンチ26および渦巻状下
パンチ27のプレス圧力は低く設定されているので複動
上パンチ16によりさらに上記圧粉体4をプレスする
と、圧粉体の一部は図2に示されるように背圧20,2
1を受けながら複動上パンチ16の中央孔、8および複
動下パンチ17の渦巻状溝19に圧入され、軸部13お
よび羽根部11が形成され、熱間鍛造体が成形される。
パンチ27のプレス圧力は低く設定されているので複動
上パンチ16によりさらに上記圧粉体4をプレスする
と、圧粉体の一部は図2に示されるように背圧20,2
1を受けながら複動上パンチ16の中央孔、8および複
動下パンチ17の渦巻状溝19に圧入され、軸部13お
よび羽根部11が形成され、熱間鍛造体が成形される。
【0014】複動上パンチ16の中央孔18に挿入自在
に設けられている中子上パンチ26は上記複動上パンチ
16とは独立して作動することができるようになってお
り、さらに複動下パンチ17の渦巻状溝19に挿入自在
に設けられている渦巻状下パンチ27は複動下パンチ1
7とは独立して作動することができるようになってい
る。そのために、熱間鍛造体を成形する際の軸部および
羽根部に付加される背圧20,21の強さは自由に調節
することができる。
に設けられている中子上パンチ26は上記複動上パンチ
16とは独立して作動することができるようになってお
り、さらに複動下パンチ17の渦巻状溝19に挿入自在
に設けられている渦巻状下パンチ27は複動下パンチ1
7とは独立して作動することができるようになってい
る。そのために、熱間鍛造体を成形する際の軸部および
羽根部に付加される背圧20,21の強さは自由に調節
することができる。
【0015】このようにして圧粉体を熱間鍛造すること
により所定の大きさとなるように羽根部11および軸部
13を成長させたのち、図3に示されるように、中子上
パンチ26をそのままにして複動上パンチ17を上昇せ
しめ、ついで中子上パンチも上昇せしめたのち、複動下
パンチ17と共に渦巻状下パンチ27も上昇せしめ、図
4に示されるように、渦巻状下パンチ27をさらに上昇
せしめて羽根部11、支持体部12および軸部13から
なる熱間鍛造体6を鍛造金型5から取出すことができ
る。
により所定の大きさとなるように羽根部11および軸部
13を成長させたのち、図3に示されるように、中子上
パンチ26をそのままにして複動上パンチ17を上昇せ
しめ、ついで中子上パンチも上昇せしめたのち、複動下
パンチ17と共に渦巻状下パンチ27も上昇せしめ、図
4に示されるように、渦巻状下パンチ27をさらに上昇
せしめて羽根部11、支持体部12および軸部13から
なる熱間鍛造体6を鍛造金型5から取出すことができ
る。
【0016】このようにして作製された熱間鍛造体6は
十分に緻密化し、その羽根部11および軸部13にはテ
ーパーを設けなくとも従来の製法に見られる上部割れ1
4および側面割れ15のような鍛造割れが見られず、上
記鍛造割れを除去するための機械加工も省略または軽減
することができる。
十分に緻密化し、その羽根部11および軸部13にはテ
ーパーを設けなくとも従来の製法に見られる上部割れ1
4および側面割れ15のような鍛造割れが見られず、上
記鍛造割れを除去するための機械加工も省略または軽減
することができる。
【0017】
【実施例】原料粉末として、Si:25重量%、Cu:
3重量%、Mg:1重量%、Fe:1重量%を含有し、
残りがAlおよび不可避不純物からなる組成を有し、粒
度:−100メッシュの空気アトマイズ高Si含有Al
−Si系合金粉末を用意し、このAl−Si系合金粉末
をプレス成形して圧粉体を作製し、この圧粉体を480
℃に加熱し、図1に示される外径:20mmの中子上パン
チ26を含む直径:78mmの複動上パンチ16、幅:4
mmの渦巻状下パンチ27を含む直径:78mmの複動下パ
ンチ17、および内径:79mmの円筒状空間部を有する
鍛造金型5からなる複動プレス装置に充填し、複動上パ
ンチ16に3〜6ton /cm2 の圧力が中子上パンチ26
に0〜3ton /cm2 の圧力がそれぞれ加わるように調節
し、同時に渦巻状下パンチ28に0〜3ton /cm2 の圧
力がそれぞれ加わるように調節し、図2に示されるよう
に中子上パンチ26および渦巻状下パンチ27をそれぞ
れ後退させながらかつ軸部13および羽根部11に背圧
を加え、羽根部11、支持体部12および軸部13から
なる熱間鍛造体6を作製し、ついで図3および図4に示
されるようにして熱間鍛造体6を鍛造金型5から取出し
た。この熱間鍛造体6の羽根部11および軸部13を観
察し、その結果と密度測定結果を表1に示す。
3重量%、Mg:1重量%、Fe:1重量%を含有し、
残りがAlおよび不可避不純物からなる組成を有し、粒
度:−100メッシュの空気アトマイズ高Si含有Al
−Si系合金粉末を用意し、このAl−Si系合金粉末
をプレス成形して圧粉体を作製し、この圧粉体を480
℃に加熱し、図1に示される外径:20mmの中子上パン
チ26を含む直径:78mmの複動上パンチ16、幅:4
mmの渦巻状下パンチ27を含む直径:78mmの複動下パ
ンチ17、および内径:79mmの円筒状空間部を有する
鍛造金型5からなる複動プレス装置に充填し、複動上パ
ンチ16に3〜6ton /cm2 の圧力が中子上パンチ26
に0〜3ton /cm2 の圧力がそれぞれ加わるように調節
し、同時に渦巻状下パンチ28に0〜3ton /cm2 の圧
力がそれぞれ加わるように調節し、図2に示されるよう
に中子上パンチ26および渦巻状下パンチ27をそれぞ
れ後退させながらかつ軸部13および羽根部11に背圧
を加え、羽根部11、支持体部12および軸部13から
なる熱間鍛造体6を作製し、ついで図3および図4に示
されるようにして熱間鍛造体6を鍛造金型5から取出し
た。この熱間鍛造体6の羽根部11および軸部13を観
察し、その結果と密度測定結果を表1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】表1に示される結果から、試料番号1,
6,7および11は、いずれも密度比が低く、観察結果
も好ましくないところから、複動上パンチ17の圧力は
3.5ton /cm2 以上必要であり、中子上パンチおよび
渦巻状下パンチの圧力は0.3〜2.0ton /cm2 の範
囲内にあることが好ましいことがわかる。
6,7および11は、いずれも密度比が低く、観察結果
も好ましくないところから、複動上パンチ17の圧力は
3.5ton /cm2 以上必要であり、中子上パンチおよび
渦巻状下パンチの圧力は0.3〜2.0ton /cm2 の範
囲内にあることが好ましいことがわかる。
【0020】また、同種の試験をAl−40%Si合金
について、複動上パンチ16に6.0ton /cm2 、中子
上パンチ26および渦巻状下パンチ27にそれぞれ0.
5ton /cm2 の圧力がかかるようにして行ったが、鍛造
割れがなく、密度比も99.8%まで緻密化された。
について、複動上パンチ16に6.0ton /cm2 、中子
上パンチ26および渦巻状下パンチ27にそれぞれ0.
5ton /cm2 の圧力がかかるようにして行ったが、鍛造
割れがなく、密度比も99.8%まで緻密化された。
【0021】
【発明の効果】この発明の製造法によると、羽根部およ
び軸部にテーパーを設けなくても上部割れおよび側面割
れなどの鍛造割れのない十分に緻密化した熱間鍛造体を
製造することができ、したがって従来法のように上記鍛
造割れを除去するためまたは大きなテーパー部を除去す
るための機械加工を行う必要がなく、寸法精度を出すた
めの簡単な仕上加工を施すだけで可動スクロールを製造
することができるので、従来よりも製造コストおよび製
造時間を大幅に低減することができる効果がある。
び軸部にテーパーを設けなくても上部割れおよび側面割
れなどの鍛造割れのない十分に緻密化した熱間鍛造体を
製造することができ、したがって従来法のように上記鍛
造割れを除去するためまたは大きなテーパー部を除去す
るための機械加工を行う必要がなく、寸法精度を出すた
めの簡単な仕上加工を施すだけで可動スクロールを製造
することができるので、従来よりも製造コストおよび製
造時間を大幅に低減することができる効果がある。
【図1】この発明で使用する複動プレス装置に圧粉体を
装入した状態を示す断面概略図である。
装入した状態を示す断面概略図である。
【図2】この発明で使用する複動プレスにより圧粉体を
熱間鍛造して熱間鍛造体を成形した状態を示す断面概略
図である。
熱間鍛造して熱間鍛造体を成形した状態を示す断面概略
図である。
【図3】この発明で使用する複動プレスから熱間鍛造体
を取出すための方法を説明するための断面概略図であ
る。
を取出すための方法を説明するための断面概略図であ
る。
【図4】この発明で使用する複動プレスから熱間鍛造体
を取出した状態を示す断面概略図である。
を取出した状態を示す断面概略図である。
【図5】従来のプレス装置に圧粉体を装入した状態を示
す断面概略図である。
す断面概略図である。
【図6】従来のプレス装置により鍛造して得られた羽根
部、支持体部および軸部を有する熱間鍛造体の断面図で
ある。
部、支持体部および軸部を有する熱間鍛造体の断面図で
ある。
【図7】一般に使用されている可動スクロールの斜視図
である。
である。
1 羽根 2 支持体 3 軸 4 圧粉体 5 鍛造金型 6 熱間鍛造体 7 上パンチ 8 下パンチ 9 凹部 10 凹部 11 羽根部 12 支持体部 13 軸部 14 上部割れ 15 側面割れ 16 複動上パンチ 17 複動下パンチ 18 中央孔 19 渦巻状溝 20 背圧 21 背圧 26 中子上パンチ 27 渦巻状下パンチ
フロントページの続き (72)発明者 河野 通 埼玉県大宮市北袋町1−297 三菱マテリ アル株式会社中央研究所内 (72)発明者 森本 耕一郎 群馬県藤岡市牛田700番地 三菱マテリア ル株式会社藤岡製作所内
Claims (1)
- 【請求項1】 Al−Si系合金粉末をプレス成形して
圧粉体とし、この圧粉体を熱間鍛造することにより羽根
部、軸部および支持体部からなる熱間鍛造体を作製し、
ついでこの熱間鍛造を機械加工して所定の寸法に仕上げ
加工する可動スクロールの製造法において、 上記圧粉体を熱間鍛造して熱間鍛造体を作製する際に、
上記羽根部および軸部に背圧を施しつつ熱間鍛造するこ
とを特徴とする可動スクロールの製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35342191A JPH05171212A (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 可動スクロールの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35342191A JPH05171212A (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 可動スクロールの製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05171212A true JPH05171212A (ja) | 1993-07-09 |
Family
ID=18430727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35342191A Withdrawn JPH05171212A (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 可動スクロールの製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05171212A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100461282B1 (ko) * | 2001-10-16 | 2004-12-14 | 한국기계연구원 | Al합금 스크롤 로터의 열간단조용 배압 성형장치 및성형방법 |
WO2008006254A1 (fr) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Han's Laser Technology Co., Ltd | Procédé d'utilisation de détecteurs capacitifs |
AU2008202166B2 (en) * | 2002-01-24 | 2011-04-14 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Formation of scroll components |
CN103624486A (zh) * | 2002-01-24 | 2014-03-12 | 艾默生环境优化技术有限公司 | 形成涡旋件的方法以及涡旋件 |
-
1991
- 1991-12-17 JP JP35342191A patent/JPH05171212A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
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