JPH05171376A - Material for vane, vane and manufacture of vane - Google Patents
Material for vane, vane and manufacture of vaneInfo
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- JPH05171376A JPH05171376A JP4140856A JP14085692A JPH05171376A JP H05171376 A JPH05171376 A JP H05171376A JP 4140856 A JP4140856 A JP 4140856A JP 14085692 A JP14085692 A JP 14085692A JP H05171376 A JPH05171376 A JP H05171376A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ロータリーコンプレッ
サ、ベーンポンプ等の圧縮機に用いられるベーンに関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vane used in a compressor such as a rotary compressor and a vane pump.
【0002】[0002]
【従来の技術】ベーンを用いた圧縮機の一例を図1に示
すように、ベーン1はスプリング4により常時ロータ2
に押し付けられており、ロータ2の偏心回転によって、
ロータ2とシリンダ3によって形成される空間の容積変
化により気体を圧縮する。従来、冷媒となる気体はフロ
ンガスが用いられている。ベーンの先端は常にロータ
と、またベーンの側面はシリンダと接して摺動している
ため、ベーンに要求される特性は、ベーン自身が摩耗し
ないのと同時に相手のロータやシリンダも摩耗させない
ことである。従来より、このベーンにはSKH51種相
当の溶製高速度鋼が一般に用いられており、一部はこれ
に酸窒化などの表面処理が施されている。また、ベーン
の材質や組成を改良し、耐摩耗性を向上させたり、自己
潤滑性をよくしたりする目的で特開昭56−47550
号、特開昭59−20446号、特開昭61−4855
6号、特開昭64−35091号、特開平2−1023
92号に記載されるものが提案されている。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 1, an example of a compressor using a vane, a vane 1 has a spring 4 and a rotor 2 at all times.
Is pressed against the eccentric rotation of the rotor 2,
The gas is compressed by the volume change of the space formed by the rotor 2 and the cylinder 3. Conventionally, Freon gas has been used as the refrigerant gas. Since the tip of the vane is always in contact with the rotor and the side surface of the vane is in contact with the cylinder, the characteristic required for the vane is that the vane itself does not wear and at the same time the other rotor or cylinder does not wear. is there. Conventionally, a molten high speed steel corresponding to SKH51 type has been generally used for this vane, and a part of this has been subjected to a surface treatment such as oxynitriding. Further, for the purpose of improving the material and composition of the vane, improving wear resistance, and improving self-lubricating property, JP-A-56-47550.
No. 59-20446 and 61-4855.
6, JP-A-64-35091, JP-A-2-1023.
The one described in No. 92 has been proposed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前記の圧縮機に使用さ
れている冷媒は、クロロフルオロカーボン(以下CFC
と記す)系のフロンであるが、このCFCは成層圏にま
で拡散した後、紫外線に当って分解し、塩素を放出する
のでオゾン層が破壊される。このために、CFCは、西
暦2000年までに全廃する計画で、これに代替する冷媒剤
の開発が進められている。代替冷媒としては塩素を含ま
ないハイドロフルオロカーボン(以下HFCと記す)系
のフロンが最も有望であり、この種のフロンは環境への
害が少ない。ところが、HFC系のフロンを使用するベ
ーンポンプやロータリコンプレッサは、従来のCFC系
のフロンを使用するものと比較して以下の問題がある。 冷媒の潤滑性が劣る。 圧縮比を高くする必要があり、ベーンに加わる負荷が
高くなる。 冷媒の吸湿性が大きい。 潤滑油の潤滑性が劣る。 潤滑油の吸湿性が大きくなる。The refrigerant used in the above-mentioned compressor is a chlorofluorocarbon (hereinafter referred to as CFC).
The CFC diffuses into the stratosphere and then decomposes upon exposure to ultraviolet rays to release chlorine, thereby destroying the ozone layer. For this reason, CFC is planned to be completely abolished by the year 2000, and development of a refrigerant agent to replace it is in progress. As an alternative refrigerant, hydrofluorocarbon (hereinafter referred to as HFC) -based CFC containing no chlorine is the most promising, and this type of CFC has little environmental damage. However, the vane pump and the rotary compressor using HFC-based CFCs have the following problems as compared with the conventional CFC-based CFCs. The lubricity of the refrigerant is poor. It is necessary to increase the compression ratio, which increases the load on the vanes. The hygroscopicity of the refrigerant is high. The lubricity of lubricating oil is inferior. The hygroscopicity of the lubricating oil increases.
【0004】上記の原因によって、従来のベーンではロ
ータとの摺動摩耗が極端に加速され、はなはだしい場合
は、ロータとのカジリを起すことがあり、実用的な圧縮
機としての寿命が得られないことが明らかとなってき
た。本発明の目的は、主にHFC系フロンを冷媒とする
圧縮機に用いられる新規なベーン用材料をおよびベーン
ならびにベーンの製造方法を提供することである。Due to the above-mentioned causes, sliding wear with the rotor is extremely accelerated in the conventional vane, and if it is excessive, it may cause galling with the rotor, so that the practical life of the compressor cannot be obtained. It has become clear. An object of the present invention is to provide a novel vane material mainly used in a compressor using HFC-based CFC as a refrigerant, a vane and a method for producing the vane.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明のうち第1発明
は、重量%でC 1.0〜2.5%、Si 1.5%以下、Mn 1.0%以
下、Cr 3〜6%と、W 20%以下、Mo 12%以下の1種また
は2種がW+2Moで15〜28%、V,Nbの1種または2種
を3.5〜10%を含み、残部Feおよび不可避的不純物の組
成からなり、基地中には炭化物が均一分散し、その平均
粒径が1.5μm以下、最大粒径が6μm以下であることを特
徴とするベーン用材料であり、第2の発明は、重量%で
C 1.0〜2.5%、Si 1.5%以下、Mn 1.0%以下、Cr 3〜6
%と、W 20%以下、Mo 12%以下の1種または2種がW+
2Moで15〜28%、V,Nbの1種または2種を3.5〜10%、
Co,Niの1種または2種を合計で1〜15%を含み、残部
Feおよび不可避的不純物の組成からなり、基地中には
炭化物が均一分散し、その平均粒径が1.5μm以下、最大
粒径が6μm以下であることを特徴とするベーン用材料で
あり、第3の発明は、各元素の範囲が最も望ましい範囲
からなるもので、重量%でC 2.0〜2.5%、Si 0.1〜0.6
%、Mn 0.1〜0.6%以下、Cr 3〜6%と、W 20%以下、Mo
12%以下の1種または2種がW+2Moで17〜26%、V,
Nbの1種または2種を6〜10%、Co,Niの1種または2
種を合計で7〜12%を含み、残部Feおよび不可避的不純
物の組成からなり、基地中には炭化物が均一分散し、そ
の平均粒径が1.5μm以下、最大粒径が6μm以下であるこ
とを特徴とするベーン用材料である。第4の発明は、基
地中にMC型炭化物の分散する面積率が15%以上である
第1ないし3の発明に記載のベーン用材料であり、第5
の発明は、第1ないし第4の発明のいずれかに記載の組
成からなるベーンであり、第6の発明は第1ないし第4
発明のいずれかに記載のベーンの少なくとも摺動面に硬
化処理層を有することを特徴とするベーンであり、第7
の発明は第1ないし第4発明のいずれかに記載のベーン
の少なくとも摺動面に硬化皮膜処理層を有することを特
徴とするベーンであり、第8の発明は、第1ないし第4
の発明のいずれかに記載の組成からなるアトマイズ粉末
を圧密化後、熱間加工または熱間加工および冷間加工に
より製造し、実質的に空孔のないことを特徴とするベー
ンの製造方法である。The first aspect of the present invention is, in terms of weight%, C 1.0 to 2.5%, Si 1.5% or less, Mn 1.0% or less, Cr 3 to 6%, W 20% or less, Mo. 1% or less of 12% or less contains 15 to 28% in W + 2Mo, 3.5% to 10% of 1 or 2 types of V and Nb, and consists of the composition of the balance Fe and unavoidable impurities. Is uniformly dispersed, and the average particle size is 1.5 μm or less and the maximum particle size is 6 μm or less. A vane material is characterized in that the second invention is C 1.0 to 2.5% by weight and Si 1.5 % Or less, Mn 1.0% or less, Cr 3 to 6
%, W 20% or less, Mo 12% or less 1 type or 2 types W +
15 to 28% at 2 Mo, 3.5 to 10% of one or two kinds of V and Nb,
It contains 1 to 15% of Co and Ni in total of 1 to 15% and consists of the composition of balance Fe and unavoidable impurities. Carbides are uniformly dispersed in the matrix, and the average particle size is 1.5 μm or less, the maximum. A vane material having a particle size of 6 μm or less. The third invention is such that the range of each element is the most desirable range, and C 2.0 to 2.5% by weight% and Si 0.1 to 0.6% by weight.
%, Mn 0.1 to 0.6% or less, Cr 3 to 6%, W 20% or less, Mo
1 or 2 of 12% or less is 17 to 26% at W + 2Mo, V,
6-10% of one or two of Nb, one or two of Co, Ni
The total amount of seeds is 7 to 12%, the balance is Fe and the composition of unavoidable impurities, the carbide is uniformly dispersed in the matrix, and the average particle size is 1.5 μm or less and the maximum particle size is 6 μm or less. It is a material for vanes characterized by. A fourth invention is the vane material according to the first to third inventions, wherein the area ratio of the MC type carbide dispersed in the matrix is 15% or more, and the fifth invention is
The present invention is a vane having the composition according to any one of the first to fourth inventions, and the sixth invention is the first to fourth inventions.
A vane according to any one of the inventions, characterized in that it has a hardening treatment layer on at least the sliding surface.
The present invention is a vane characterized by having a cured coating layer on at least the sliding surface of the vane according to any one of the first to fourth inventions, and the eighth invention is the vane according to the first to fourth inventions.
In the method for producing a vane, characterized in that after atomizing an atomized powder having a composition according to any one of the inventions, it is produced by hot working or hot working and cold working, and that it has substantially no pores. is there.
【0006】[0006]
【作用】以下に本発明における各元素の作用および数値
の限定理由について述べる。Cは同時に添加するW,M
o,Vなどと結合して硬い炭化物を形成し、耐摩耗性を高
め、相手材とのカジリを少なくする効果がある。また、
一部は基地に固溶して基地の硬さを高くし、耐摩耗性を
向上する効果もある。したがって、W,Mo,Vなどの炭
化物形成元素の添加量との兼ね合いで最適のC含有量が
ある。本発明の範囲ではCが1.0%未満では基地の硬さが
十分に得られず、形成される炭化物量も少ない。逆に2.
5%を越えると靭性が劣化すること、また熱間加工性が難
しくなることの理由で、Cは1.0〜2.5%とした。最も優
れた特性が得られるCの範囲は2.0〜2.5%である。The function of each element and the reason for limiting the numerical values in the present invention will be described below. C is added at the same time W, M
Combined with o, V, etc., it forms hard carbides, has the effect of increasing wear resistance and reducing galling with the mating material. Also,
Some of them also form a solid solution in the matrix to increase the hardness of the matrix and also have the effect of improving wear resistance. Therefore, there is an optimum C content in consideration of the addition amounts of carbide forming elements such as W, Mo, and V. In the range of the present invention, when C is less than 1.0%, the hardness of the matrix is not sufficiently obtained, and the amount of carbide formed is small. Conversely 2.
If it exceeds 5%, the toughness deteriorates and the hot workability becomes difficult, so C is set to 1.0 to 2.5%. The range of C that gives the best characteristics is 2.0 to 2.5%.
【0007】Siは脱酸元素として鋼質を改良する効果
がある。また、基地に固溶して基地の硬さを高める効果
もある。しかし、1.5%以上となると靭性が低下するので
Siは1.5%以下とした。Siの望ましい範囲は0.1〜0.6%
である。Mnも脱酸元素として鋼質を改良する効果があ
るので、Mn1.0%以下とした。Mnの望ましい範囲は0.1
〜0.6%である。Si has the effect of improving the steel quality as a deoxidizing element. It also has the effect of increasing the hardness of the base by forming a solid solution in the base. However, if it exceeds 1.5%, the toughness decreases, so Si was made 1.5% or less. Desirable range of Si is 0.1-0.6%
Is. Since Mn also has an effect of improving the steel quality as a deoxidizing element, Mn is set to 1.0% or less. The desirable range of Mn is 0.1
~ 0.6%.
【0008】Crは炭化物を形成して耐摩耗性を高める
効果がある。さらに基質に固溶して焼入れ性を付与し、
また基地の耐食性も向上させる。特に本発明において
は、代替フロンのHFCが吸湿性が高いこと、潤滑油が
分解してカルボン酸のごとき酸を形成することのため
に、ベーンは弱い腐食環境下において作動している。こ
のために、ベーンにおきる異常摩耗は、単純なアブレッ
シブ型摩耗のみでなく、腐食も介在したメカニズムによ
って発生しているものと推定される。この場合、Crの
他、後述するMoやCo,Niの基地への固溶がベーンの耐
食性を高め、摩耗を減少させる効果がある。Crが3%未
満では、上記の効果が少なく、逆に6%を越えると熱処理
によって硬さが得られにくくなるなどの理由でCrは3〜
6%とした。Cr has the effect of forming carbides and increasing wear resistance. Furthermore, it forms a solid solution in the substrate to give hardenability,
It also improves the corrosion resistance of the base. Particularly in the present invention, the vane operates in a weak corrosive environment because the alternative CFC HFC has high hygroscopicity and the lubricating oil decomposes to form an acid such as a carboxylic acid. Therefore, it is estimated that the abnormal wear on the vanes is caused not only by simple abrasive wear but also by a mechanism involving corrosion. In this case, in addition to Cr, the solid solution of Mo, Co, and Ni, which will be described later, to the base has the effect of increasing the corrosion resistance of the vane and reducing wear. If the Cr content is less than 3%, the above-mentioned effect is small. On the contrary, if the Cr content exceeds 6%, it becomes difficult to obtain hardness by heat treatment.
It was 6%.
【0009】WおよびMoは、Cと結合して、M6C型の
炭化物を形成し、耐摩耗性、耐カジリ性を高める。ま
た、基地に固溶した後、焼もどしで析出硬化し、基地の
硬さを高める効果もある。Moはカルボン酸による腐食
を抑える効果もある。MoはWに対し2倍の効果があ
る。W 20%以下、Mo 12%以下の1種または2種がW+2
Mo量で15%未満では上記の効果が少なく、逆に28%を越
えると靭性が低下し、熱間加工性も低下するのでW+2
Moで15〜28%とした。W+2Moの望ましい範囲は17〜26
%である。W and Mo combine with C to form an M 6 C type carbide, which enhances wear resistance and galling resistance. In addition, it has the effect of increasing the hardness of the matrix by solidifying it in the matrix and then precipitating and hardening it by tempering. Mo also has the effect of suppressing corrosion due to carboxylic acid. Mo is twice as effective as W. One or two with W 20% or less and Mo 12% or less is W + 2
If the Mo content is less than 15%, the above effect is small, and if it exceeds 28%, toughness decreases and hot workability also decreases, so W + 2
The Mo was set to 15 to 28%. Desirable range of W + 2Mo is 17-26
%.
【0010】VおよびNbは、本発明において重要な作
用を示す元素である。すなわち、VおよびNbは、Cと
結合してMC型の炭化物を形成する。この炭化物をベー
ン表面に微細かつ均質に分散させると、ベーンの摩耗が
減少するとともに相手のロータの摩耗をも抑えることが
できる。圧縮機の構造や相手ロータの材質、また必要と
する寿命数にもよるが、VおよびNbの1種または2種
を3.5%以上でHFC系の代替フロン用ベーンとして必要
な特性を付与可能となるが、特に6%以上を添加するとそ
の効果は顕著となる。3.5%未満では上記の効果が十分で
なく、逆に10%を越えると、アトマイズが難しいこと、
熱間加工が難しいことの理由でVおよびNbの1種また
は2種を3.5〜10%とした。V and Nb are elements that have an important effect in the present invention. That is, V and Nb combine with C to form MC type carbides. When this carbide is finely and uniformly dispersed on the surface of the vane, the wear of the vane is reduced and the wear of the rotor of the other party can be suppressed. Depending on the structure of the compressor, the material of the mating rotor, and the number of required lives, it is possible to add the characteristics required as a vane for CFC alternatives for HFCs with one or two of V and Nb at 3.5% or more. However, the effect becomes remarkable especially when 6% or more is added. If it is less than 3.5%, the above effect is not sufficient, and if it exceeds 10%, atomization is difficult,
Due to the difficulty of hot working, the content of one or two of V and Nb was set to 3.5 to 10%.
【0011】CoおよびNiは基地に固溶して、本発明で
重要なカルボン酸による腐食を抑える効果が高い。すな
わち、前記のごとく、HFC系等の代替フロンを冷媒に
用いると腐食摩耗的作用も併発してベーンの異常摩耗が
起きるが、CoおよびNiの1種または2種を合計で1〜1
5%を基地に固溶させることにより異常摩耗を軽減でき、
特に7%以上で硬化が大きい。しかし、12%を越えると靭
性が低下するので上限は12%とした。また、Coは基地の
硬さを高くして、ベーンの摩耗を抑える作用もあり、さ
らには相手ロータとのカジリを抑える作用も認められ
た。Co and Ni form a solid solution in the matrix and have a high effect of suppressing the corrosion due to the carboxylic acid which is important in the present invention. That is, as described above, when an alternative CFC such as HFC is used as a refrigerant, corrosive wear also occurs and abnormal wear of the vane occurs, but one or two of Co and Ni in total is 1 to 1
Abnormal wear can be reduced by making 5% solid solution in the base,
Especially when it is 7% or more, curing is large. However, if it exceeds 12%, the toughness decreases, so the upper limit was made 12%. Also, Co has the effect of increasing the hardness of the base to suppress the wear of the vanes, and further has the effect of suppressing galling with the mating rotor.
【0012】ベーンはロータやシリンダと摺動しなが
ら、圧縮機としての機能を果たしている。従来から知ら
れている高V系高速度鋼や高Co系高速度鋼をベーン材
として用いた場合、ベーンの耐摩耗性は良くなる。しか
し、ミクロ組織を構成する炭化物粒子のサイズが大きい
ために、相手のロータやシリンダを攻撃して極度に摩耗
させるので、ベーン材としては適さない。これを解決す
るために、本発明ではベーンのミクロ組織を構成する炭
化物粒子の径を相手ロータやシリンダを攻撃しないまで
に微細化させるとよいことを見出した。具体的には、炭
化物の平均粒径が1.5μm以下であり、かつ最も大きい炭
化物の径が6μm以下とすることが必要である。これより
大きくなると、ベーンの摩耗は少ないが、ロータやシリ
ンダの摩耗が進んで圧縮能力が低下する。The vane functions as a compressor while sliding on the rotor and the cylinder. When the conventionally known high V type high speed steel or high Co type high speed steel is used as the vane material, the wear resistance of the vane is improved. However, since the size of the carbide particles forming the microstructure is large, the other rotor or cylinder is attacked and extremely worn, which is not suitable as a vane material. In order to solve this, it has been found in the present invention that the diameter of the carbide particles forming the microstructure of the vane should be made fine enough not to attack the mating rotor or cylinder. Specifically, it is necessary that the average particle diameter of the carbide is 1.5 μm or less and the largest carbide diameter is 6 μm or less. If it is larger than this, the vane wears less, but the rotor and the cylinder wear more, and the compression capacity decreases.
【0013】また、ベーンのミクロ組織を構成する炭化
物の中では、特にMC型炭化物がベーンの摩耗を抑制す
るだけでなく、相手ロータやシリンダの摩耗をも抑える
効果が大きいことを知見した。MC型炭化物の分散する
面積率が15%未満では効果が少ないため、MC型炭化物
の分散する面積率を15%以上に限定する。ベーン材の炭
化物を微細、均一分散させるには、上記組成のアトマイ
ズ粉をHIP等を用いて圧密化した後、熱間加工により
さらに必要に応じて冷間加工によって、ベーンの断面形
状に近い平角鋼を製造し、ベーンとすることが最適であ
る。この手法によれば溶製法に比較して、微細な金属組
織のベーン用材料を得ることができ、また、ミクロボイ
ドなどの焼結法特有の欠陥もないので品質のバラツキも
小さく有効である。上述のベーン用材料を用いて製造し
たベーンに窒化、浸硫窒化、酸窒化などの表面を硬化さ
せたり、窒化物などの分散粒子の面積率を増やす処理を
施すと、ベーンおよびロータの寿命はさらに向上する。
また、TiNやNi-Pコンポジット膜などの硬質で摩擦
力を下げる膜を被覆してもベーンやロータの寿命は大幅
に向上する。Further, among the carbides forming the microstructure of the vane, it has been found that especially MC type carbides not only suppress the wear of the vane but also suppress the wear of the mating rotor and the cylinder. If the area ratio of the MC-type carbide dispersed is less than 15%, the effect is small. Therefore, the area ratio of the MC-type carbide dispersed is limited to 15% or more. In order to finely and uniformly disperse the carbide of the vane material, after atomizing the atomized powder of the above composition using HIP or the like, hot working and further cold working as necessary, a flattened shape close to the cross-sectional shape of the vane is used. It is best to manufacture square steel and use it as a vane. According to this method, as compared with the melting method, a vane material having a fine metal structure can be obtained, and since there are no defects such as microvoids peculiar to the sintering method, variations in quality are small and effective. When the vane manufactured by using the above-mentioned vane material is hardened on the surface such as nitriding, sulfuritriding, and oxynitriding, or subjected to a treatment for increasing the area ratio of dispersed particles such as nitride, the life of the vane and the rotor is shortened. Further improve.
In addition, even if a hard and friction-reducing film such as a TiN or Ni-P composite film is coated, the life of the vane and the rotor is significantly improved.
【0014】[0014]
【実施例】以下に実施例を示す。 (実施例1)表1に示す10種類のベーン用材料を作製
した。このうち、本発明の材料であるA〜IおよびK〜
Mはガスアトマイズ粉をキャンニング後、HIPで圧密
化し、熱間鍛造と熱間圧延で平角鋼としたものを用い
た。従来材Jは従来の高速度工具鋼SKH51であり、
大気溶解、造塊した鋼塊を同様に熱間鍛造と熱間圧延で
平角鋼としたものを用いた。表2には表1に示したベー
ン材の焼入れ−焼もどし硬さ(HRC)、この状態で鋼材中
に含有される炭化物の面積率と平均粒径および最大粒
径、摩耗試験による摩耗減量、腐食試験による腐食減量
をそれぞれ示す。なお。摩耗試験は以下の要領で実施し
た。ベーン材を板形状とし、ロータ材に相当するFC2
5をリング形状として、HFCフロンの代表であるHF
C134aに相溶するエステル系潤滑油を滴下しなが
ら、互いに摺動させ、その摩耗減量を求めた。表2中に
は、従来材SKH51を板、FC25をリングとして試
験したときの板、リングそれぞれの摩耗量を1.0とし
て、各種ベーン材およびそのときのリングの摩耗量を相
対比較値として求めて評価した。EXAMPLES Examples will be shown below. (Example 1) Ten kinds of vane materials shown in Table 1 were prepared. Among these, the materials of the present invention, AI and K
For M, a gas atomized powder was canned, then consolidated by HIP, and made into a rectangular steel by hot forging and hot rolling. Conventional material J is conventional high speed tool steel SKH51,
A steel ingot melted and ingot in the air was similarly hot-forged and hot-rolled into a rectangular steel. Table 2 shows the quenching-tempering hardness (HRC) of the vane material shown in Table 1, the area ratio and average particle size and maximum particle size of the carbide contained in the steel material in this state, the wear reduction by the wear test, The corrosion weight loss by the corrosion test is shown respectively. Incidentally. The abrasion test was carried out as follows. FC2 equivalent to rotor material with vane material in plate shape
HF, which is a representative of HFC Freon, has a ring shape of 5.
The ester-based lubricating oil compatible with C134a was dropped and slid on each other to determine the wear reduction. In Table 2, the wear amount of each vane material and the ring at that time was obtained as a relative comparison value, and the wear amount of each of the plate and the ring when tested by using the conventional material SKH51 as the plate and FC25 as the ring was set to 1.0 and evaluated. did.
【0015】[0015]
【表1】 [Table 1]
【0016】[0016]
【表2】 [Table 2]
【0017】(実施例2)表1に示す記号C,H,Kの
材料を用いて、実施例1と同じ摩耗試験用の試験片を作
製した後、これの摩擦面に窒化、浸硫窒化、酸窒化処理
を施した。さらに別の試験片においては、物理蒸着法に
よりTiN膜をメッキ法によりNi-P-SiCコンポジッ
トメッキ膜をそれぞれ形成させた。これらの試験片を用
いて実施例1と同じ条件で摩耗試験および腐食試験を行
なった。その結果を表3に示す。表3によれば、本発明
のベーン用材料に表面硬化処理あるいは硬質膜被覆処理
を施すことにより、ベーンおよび相手材の摩耗を大幅に
低減させることができる。(Example 2) Using the materials of symbols C, H, and K shown in Table 1, a test piece for the same wear test as in Example 1 was prepared, and then the friction surface thereof was nitrided and sulfuritrided. , Oxynitriding treatment was performed. In another test piece, a TiN film was formed by physical vapor deposition and a Ni-P-SiC composite plating film was formed by plating. A wear test and a corrosion test were performed under the same conditions as in Example 1 using these test pieces. The results are shown in Table 3. According to Table 3, by subjecting the vane material of the present invention to the surface hardening treatment or the hard film coating treatment, the wear of the vane and the mating material can be significantly reduced.
【0018】[0018]
【表3】 [Table 3]
【0019】(実施例3)表1に示す記号A、記号Hお
よび従来の溶製高速度工具鋼であるSKH51(記号
J)の材料を用いて、実際にベーンを作製し、HFC1
34aを冷媒とする実機ロータリーコンプレッサに組み
込んで寿命評価試験を行なった。なお、実機テスト中の
評価はロータリーコンプレッサに設けた圧力計の圧力変
化によってベーンの摩耗ないし損傷状況を推定した。実
機テストの結果、従来材のSKH51をベーンに用いた
テスト機の圧力が運転開始後125時間目に圧力が急変し
たため、運転を停止してベーンの状況を観察した。その
結果、SKH51製のベーンはロータと摺動する面に部
分的なカジリが認められ、一方対向するロータ周面にも
カジリによる条痕が観察された。これに対して、本発明
の記号Aおよび記号H製のベーンを用いたロータリーコ
ンプレッサは運転時間が720時間経過した後も圧力変化
が認められずテストを中止した。Example 3 A vane was actually produced by using the material of the symbols A and H shown in Table 1 and SKH51 (symbol J) which is a conventional molten high speed tool steel, and HFC1 was used.
A life evaluation test was carried out by incorporating it into an actual rotary compressor using 34a as a refrigerant. In the evaluation during the actual machine test, the vane wear or damage was estimated by the pressure change of the pressure gauge installed in the rotary compressor. As a result of the actual machine test, the pressure of the test machine using the conventional material SKH51 for the vane suddenly changed 125 hours after the start of the operation, so the operation was stopped and the condition of the vane was observed. As a result, the SKH51 vanes were partially scratched on the surface sliding with the rotor, while scratches were also observed on the opposing rotor peripheral surface. On the other hand, in the rotary compressor using the vanes made of the symbols A and H of the present invention, the pressure change was not observed even after 720 hours of operation, and the test was stopped.
【0020】[0020]
【発明の効果】本発明によれば、HFC系フロンに代表
される代替フロンを冷媒とする圧縮機において、従来の
ベーン材料であるSKH51クラスでは不十分であった
ベーンの耐摩耗性が大幅に向上する。また本発明のベー
ンは、炭化物を微細に均一分散あるいはMC型炭化物の
分散する面積率を多くすることで相手材であるロータや
シリンダの摩耗やカジリを抑える効果が大きいだけでな
く、HFC系フロン用圧縮機の潤滑油が分解して形成さ
れるカルボン酸のごとき酸に対しても耐食性が大きい。
さらに、少なくともベーンの摺動面に表面硬化処理層や
硬質皮膜処理層を設けることで、より長寿命の圧縮機と
することができる。したがって本発明のベーンは、大き
い耐摩耗性と耐食性により新しい冷媒に対応できるので
環境規制に対応した圧縮機が実用化できるものである。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, in a compressor using an alternative CFC represented by HFC type CFC as a refrigerant, the wear resistance of the vane, which has been insufficient in the conventional vane material SKH51 class, is significantly improved. improves. Further, the vane of the present invention not only has a great effect of suppressing wear and galling of the counterpart material such as the rotor and cylinder by increasing the area ratio in which carbides are finely and uniformly dispersed or MC type carbides are dispersed, but also HFC-based flon is used. Corrosion resistance is high against acids such as carboxylic acids formed by decomposition of lubricating oil for compressors.
Further, by providing a surface hardening treatment layer or a hard coating treatment layer on at least the sliding surface of the vane, a compressor having a longer life can be obtained. Therefore, the vane of the present invention can be applied to a new refrigerant due to its large wear resistance and corrosion resistance, so that a compressor that meets environmental regulations can be put to practical use.
【図1】ロータリーコンプレッサの一例を示す断面図で
ある。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a rotary compressor.
1 ベーン 2 ロータ 3 シリンダ 4 スプリング 1 vane 2 rotor 3 cylinder 4 spring
Claims (8)
Mn 1.0%以下、Cr 3〜6%と、W 20%以下、Mo 12%以下
の1種または2種がW+2Moで15〜28%、V,Nbの1種
または2種を3.5〜10%を含み、残部Feおよび不可避的
不純物の組成からなり、基地中には炭化物が均一分散
し、その平均粒径が1.5μm以下、最大粒径が6μm以下で
あることを特徴とするベーン用材料。1. C 1.0 to 2.5% by weight, Si 1.5% or less,
Mn 1.0% or less, Cr 3 to 6%, W 20% or less, Mo 12% or less 1 type or 2 types and W + 2 Mo 15 to 28%, V or Nb 1 type or 2 types 3.5 to 10%. A vane material which contains the balance Fe and unavoidable impurities, and has carbides uniformly dispersed in the matrix and having an average particle size of 1.5 μm or less and a maximum particle size of 6 μm or less.
Mn 1.0%以下、Cr 3〜6%と、W 20%以下、Mo 12%以下
の1種または2種がW+2Moで15〜28%、V,Nbの1種
または2種を3.5〜10%、Co,Niの1種または2種を1〜
15%含み、残部Feおよび不可避的不純物の組成からな
り、基地中には炭化物が均一分散し、その平均粒径が1.
5μm以下、最大粒径が6μm以下であることを特徴とする
ベーン用材料。2. C 1.0 to 2.5% by weight, Si 1.5% or less,
Mn 1.0% or less, Cr 3 to 6%, W 20% or less, Mo 12% or less 1 type or 2 types, W + 2Mo 15 to 28%, V or Nb 1 type or 2 types 3.5 to 10%, 1 or 2 types of Co and Ni
It contains 15% and consists of the composition of balance Fe and unavoidable impurities. Carbides are uniformly dispersed in the matrix, and the average particle size is 1.
A vane material having a maximum particle size of 5 μm or less and a maximum particle size of 6 μm or less.
%、Mn 0.1〜0.6%、Cr 3〜6%と、W 20%以下、Mo 12%
以下の1種または2種がW+2Moで17〜26%、V,Nbの
1種または2種を6〜10%、Co,Niの1種または2種を
合計で7〜12%を含み、残部Feおよび不可避的不純物の
組成からなり、基地中には炭化物が均一分散し、その平
均粒径が1.5μm以下、最大粒径が6μm以下であることを
特徴とするベーン用材料。3. C 2.0-2.5% by weight, Si 0.1-0.6
%, Mn 0.1 to 0.6%, Cr 3 to 6%, W 20% or less, Mo 12%
The following 1 or 2 contains 17 to 26% of W + 2Mo, 6 to 10% of 1 or 2 of V and Nb, and 7 to 12% of 1 or 2 of Co and Ni, and the balance A vane material comprising Fe and unavoidable impurities, in which carbides are uniformly dispersed in the matrix, and the average particle size is 1.5 μm or less and the maximum particle size is 6 μm or less.
が15%以上である請求項1ないし3のいずれかに記載の
ベーン用材料。4. The vane material according to claim 1, wherein the area ratio of the MC-type carbide dispersed in the matrix is 15% or more.
料からなるベーン。5. A vane made of the material according to any one of claims 1 to 4.
請求項1ないし4のいずれかに記載のベーン。6. The vane according to claim 1, which has a hardening treatment layer on at least the sliding surface.
する請求項1ないし4のいずれかに記載のベーン。7. The vane according to claim 1, wherein at least the sliding surface has a cured coating layer.
成からなるアトマイズ粉末を圧密化後、熱間加工または
熱間加工および冷間加工により製造し、実質的に空孔の
ないことを特徴とするベーンの製造方法。8. Atomized powder having the composition according to any one of claims 1 to 4 is manufactured by hot working or hot working and cold working after consolidation and is substantially void-free. A method for producing a characteristic vane.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4140856A JPH05171376A (en) | 1991-06-28 | 1992-06-02 | Material for vane, vane and manufacture of vane |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3-158159 | 1991-06-28 | ||
JP15815991 | 1991-06-28 | ||
JP4140856A JPH05171376A (en) | 1991-06-28 | 1992-06-02 | Material for vane, vane and manufacture of vane |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05171376A true JPH05171376A (en) | 1993-07-09 |
Family
ID=26473247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4140856A Pending JPH05171376A (en) | 1991-06-28 | 1992-06-02 | Material for vane, vane and manufacture of vane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05171376A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5591023A (en) * | 1995-10-10 | 1997-01-07 | Hitachi Metals, Ltd. | Rotary type compressor |
CN114622122A (en) * | 2022-03-04 | 2022-06-14 | 长沙市萨普新材料有限公司 | High-niobium iron-based superhard material and preparation method thereof |
-
1992
- 1992-06-02 JP JP4140856A patent/JPH05171376A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5591023A (en) * | 1995-10-10 | 1997-01-07 | Hitachi Metals, Ltd. | Rotary type compressor |
CN114622122A (en) * | 2022-03-04 | 2022-06-14 | 长沙市萨普新材料有限公司 | High-niobium iron-based superhard material and preparation method thereof |
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