JPH0551707A - 圧縮機用耐摩耗材料 - Google Patents
圧縮機用耐摩耗材料Info
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- JPH0551707A JPH0551707A JP20810291A JP20810291A JPH0551707A JP H0551707 A JPH0551707 A JP H0551707A JP 20810291 A JP20810291 A JP 20810291A JP 20810291 A JP20810291 A JP 20810291A JP H0551707 A JPH0551707 A JP H0551707A
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- JP
- Japan
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- compressor
- alloy
- resistant material
- wear resistant
- sliding
- Prior art date
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
- F05C2201/0466—Nickel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0469—Other heavy metals
- F05C2201/0475—Copper or alloys thereof
Landscapes
- Compressor (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、冷媒の変更に伴って使用温度
が上昇した場合においても、寸法変化や硬度低下が少な
く安定した耐摩耗性を発揮する圧縮機用耐摩耗材料を提
供することにある。 【構成】本発明に係る圧縮機用耐摩耗材料は、Ｎｉを１
〜８wt％、Ｃｒを０．５〜３wt％、Ｍｏを０．５〜３wt
％、Ｃｕを０．２wt％以下、Ｃを１〜２．５wt％、残部
実質的にＦｅから成る鉄系焼結合金であり、合金のオー
ステナイト組織の面積率が５％以下であると共に鉄酸化
物の含有量が５〜１０vol ％である鉄系焼結合金から形
成されたことを特徴とする。
が上昇した場合においても、寸法変化や硬度低下が少な
く安定した耐摩耗性を発揮する圧縮機用耐摩耗材料を提
供することにある。 【構成】本発明に係る圧縮機用耐摩耗材料は、Ｎｉを１
〜８wt％、Ｃｒを０．５〜３wt％、Ｍｏを０．５〜３wt
％、Ｃｕを０．２wt％以下、Ｃを１〜２．５wt％、残部
実質的にＦｅから成る鉄系焼結合金であり、合金のオー
ステナイト組織の面積率が５％以下であると共に鉄酸化
物の含有量が５〜１０vol ％である鉄系焼結合金から形
成されたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧縮機用耐摩耗材料に係
り、特に高温度条件下で運転される圧縮機の摺動部の耐
摩耗性および耐焼付性を改善し、耐久性に優れた圧縮機
を提供し得る圧縮機用耐摩耗材料に関する。
り、特に高温度条件下で運転される圧縮機の摺動部の耐
摩耗性および耐焼付性を改善し、耐久性に優れた圧縮機
を提供し得る圧縮機用耐摩耗材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】冷凍機、冷蔵庫、空調機やショーケース
においては冷媒を圧縮する圧縮機が主要機器として装備
されている。上記用途例において一般的に使用されてい
る圧縮機として、図１および図２に示すような密閉型の
ロータリ圧縮機がある。
においては冷媒を圧縮する圧縮機が主要機器として装備
されている。上記用途例において一般的に使用されてい
る圧縮機として、図１および図２に示すような密閉型の
ロータリ圧縮機がある。
【０００３】この圧縮機１は、ケ―シング２の内部にモ
ータ３ａと圧縮要素３ｂとを内装し、圧縮要素３ｂはモ
ータ３から延びる回転軸４を主軸受５と副軸受６に挿通
させ、この主軸受５と副軸受６との間に、仕切板７を介
して２基のシリンダ８ａ，８ｂを配設し、各シリンダ８
ａ，８ｂ内において、前記回転軸４に形成された偏心部
９ａ，９ｂにそれぞれ円筒状のローラ１０ａ，１０ｂを
嵌合させる一方、第２図に示すように偏心回転するロー
ラ１０ａ，１０ｂに対して常時押し付けて接触するよう
に、ベーン１１ａ，１１ｂが配設されて構成される。ベ
ーン１１ａ，１１ｂは偏心部９ａ，９ｂおよびローラ１
０ａ，１０ｂの回転に応じて往復動し、各シリンダ８
ａ，８ｂ内部を圧力的に仕切る役割を果している。こう
して圧縮機１は、モータ３の駆動によって前記ローラ１
０ａ，１０ｂをシリンダ８ａ，８ｂ内において偏心回転
させることにより、シリンダ８ａ，８ｂ内に吸入したガ
スを圧縮して吐出するものである。
ータ３ａと圧縮要素３ｂとを内装し、圧縮要素３ｂはモ
ータ３から延びる回転軸４を主軸受５と副軸受６に挿通
させ、この主軸受５と副軸受６との間に、仕切板７を介
して２基のシリンダ８ａ，８ｂを配設し、各シリンダ８
ａ，８ｂ内において、前記回転軸４に形成された偏心部
９ａ，９ｂにそれぞれ円筒状のローラ１０ａ，１０ｂを
嵌合させる一方、第２図に示すように偏心回転するロー
ラ１０ａ，１０ｂに対して常時押し付けて接触するよう
に、ベーン１１ａ，１１ｂが配設されて構成される。ベ
ーン１１ａ，１１ｂは偏心部９ａ，９ｂおよびローラ１
０ａ，１０ｂの回転に応じて往復動し、各シリンダ８
ａ，８ｂ内部を圧力的に仕切る役割を果している。こう
して圧縮機１は、モータ３の駆動によって前記ローラ１
０ａ，１０ｂをシリンダ８ａ，８ｂ内において偏心回転
させることにより、シリンダ８ａ，８ｂ内に吸入したガ
スを圧縮して吐出するものである。
【０００４】上記のような圧縮機１においては、主副軸
受５，６と回転軸４、シリンダ８とベーン１１、仕切板
７とローラ１０など相互に摺接する摺動部における摩耗
が特に顕著になるため、高い耐摩耗性を有する材料で形
成する必要がある。
受５，６と回転軸４、シリンダ８とベーン１１、仕切板
７とローラ１０など相互に摺接する摺動部における摩耗
が特に顕著になるため、高い耐摩耗性を有する材料で形
成する必要がある。
【０００５】従来、この種の材料としては、高速度鋼や
共晶黒鉛鋳鉄の溶解材、さらにより具体的には２．２Ｓ
ｉ−３．４Ｃ−残Ｆｅから成るＦＣ２００、ＳＭＦ４０
３０などのＳＭＦ−４種材（鉄−炭素−銅系合金）など
耐摩耗性を高めた材料が一般に使用されている。特に高
度の耐焼付性および耐摩耗性が要求されるローラを構成
する耐摩耗材料としては、Ｍｏ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｃ−Ｓｉ
−残Ｆｅ合金が広く利用されている。
共晶黒鉛鋳鉄の溶解材、さらにより具体的には２．２Ｓ
ｉ−３．４Ｃ−残Ｆｅから成るＦＣ２００、ＳＭＦ４０
３０などのＳＭＦ−４種材（鉄−炭素−銅系合金）など
耐摩耗性を高めた材料が一般に使用されている。特に高
度の耐焼付性および耐摩耗性が要求されるローラを構成
する耐摩耗材料としては、Ｍｏ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｃ−Ｓｉ
−残Ｆｅ合金が広く利用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
冷凍機用、冷蔵庫用、空調機用などの圧縮機用の冷媒と
して一般的に使用されていたフロンが環境破壊の一因と
なることが判明し、フロンに代替する新しい冷媒の開発
が進められている。
冷凍機用、冷蔵庫用、空調機用などの圧縮機用の冷媒と
して一般的に使用されていたフロンが環境破壊の一因と
なることが判明し、フロンに代替する新しい冷媒の開発
が進められている。
【０００７】ところが現在までに開発段階にある新規な
冷媒はいずれも運転温度が、従来のフロンと比較して大
幅に上昇するため、従来の耐摩耗材料で摺動部を形成し
た圧縮機では種々の問題点が発生することが確認されて
いる。
冷媒はいずれも運転温度が、従来のフロンと比較して大
幅に上昇するため、従来の耐摩耗材料で摺動部を形成し
た圧縮機では種々の問題点が発生することが確認されて
いる。
【０００８】すなわち冷媒の変更に伴い使用環境温度の
上昇が必至となり、そのため、ローラ等の摺動部材の寸
法が熱膨張により変化し、摺動部材相互の微小なクリア
ランスが拡大して冷媒の圧縮効率が低下し、最終的に冷
却能力の低下を招来する問題点がある。
上昇が必至となり、そのため、ローラ等の摺動部材の寸
法が熱膨張により変化し、摺動部材相互の微小なクリア
ランスが拡大して冷媒の圧縮効率が低下し、最終的に冷
却能力の低下を招来する問題点がある。
【０００９】また使用温度の上昇に伴い、摺動材を構成
する合金組織の変態等により、その硬度および耐摩耗性
が低下して圧縮機としての能力が低下してしまう問題点
が確認されている。
する合金組織の変態等により、その硬度および耐摩耗性
が低下して圧縮機としての能力が低下してしまう問題点
が確認されている。
【００１０】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、冷媒の変更に伴って使用温度が上昇
した場合においても、寸法変化や硬度低下が少なく安定
した耐摩耗性を発揮する圧縮機用耐摩耗材料を提供する
ことを目的とする。
されたものであり、冷媒の変更に伴って使用温度が上昇
した場合においても、寸法変化や硬度低下が少なく安定
した耐摩耗性を発揮する圧縮機用耐摩耗材料を提供する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
を達成するため、圧縮機の摺動部を構成する合金材料を
種々変えて、その摺動特性を比較検討し、さらに各合金
材料の高温度使用条件下においても安定した合金組織を
形成することが可能な材料の調製方法を研究した結果、
所定組織を有する鉄系焼結合金であり、そのオーステナ
イト組織を低減し、さらに鉄酸化物量を所定範囲に設定
した焼結合金で摺動部材を形成したときに、高温度使用
条件下においても極めて安定した耐摩耗特性を有する材
料が得られた。本発明は上記知見に基づいて完成された
ものである。
を達成するため、圧縮機の摺動部を構成する合金材料を
種々変えて、その摺動特性を比較検討し、さらに各合金
材料の高温度使用条件下においても安定した合金組織を
形成することが可能な材料の調製方法を研究した結果、
所定組織を有する鉄系焼結合金であり、そのオーステナ
イト組織を低減し、さらに鉄酸化物量を所定範囲に設定
した焼結合金で摺動部材を形成したときに、高温度使用
条件下においても極めて安定した耐摩耗特性を有する材
料が得られた。本発明は上記知見に基づいて完成された
ものである。
【００１２】すなわち本発明に係る圧縮機用耐摩耗材料
は、Ｎｉを１〜８ｗｔ％、Ｃｒを０．５〜３ｗｔ％、Ｍ
ｏを０．５〜３ｗｔ％、Ｃｕを０．２ｗｔ％以下、Ｃを
１〜２．５ｗｔ％、残部Ｆｅから成る鉄系焼結合金であ
り、合金のオーステナイト組織の面積率が５％以下であ
ると共に鉄酸化物の含有量が５〜１０ｖｏｌ％である鉄
系焼結合金から形成されたことを特徴とする。
は、Ｎｉを１〜８ｗｔ％、Ｃｒを０．５〜３ｗｔ％、Ｍ
ｏを０．５〜３ｗｔ％、Ｃｕを０．２ｗｔ％以下、Ｃを
１〜２．５ｗｔ％、残部Ｆｅから成る鉄系焼結合金であ
り、合金のオーステナイト組織の面積率が５％以下であ
ると共に鉄酸化物の含有量が５〜１０ｖｏｌ％である鉄
系焼結合金から形成されたことを特徴とする。
【００１３】また、焼結合金の密度は、７．０〜７．７
ｇ／cm3 の範囲に設定するとよい。
ｇ／cm3 の範囲に設定するとよい。
【００１４】以下本発明に係る材料組成等の限定理由を
述べる。
述べる。
【００１５】Ｎｉは材料の焼付きを抑制する元素であ
り、１〜８ｗｔ％含有する。Ｎｉ含有量が１ｗｔ％未満
の場合には耐焼付き性を付与する効果が少ない一方、含
有量が８ｗｔ％を超える場合には、後述する焼結合金中
に残留するオーステナイト組織の割合が高まり、材料の
安定性や硬度が低下してしまう。
り、１〜８ｗｔ％含有する。Ｎｉ含有量が１ｗｔ％未満
の場合には耐焼付き性を付与する効果が少ない一方、含
有量が８ｗｔ％を超える場合には、後述する焼結合金中
に残留するオーステナイト組織の割合が高まり、材料の
安定性や硬度が低下してしまう。
【００１６】Ｃｒは、材料の耐摩耗性を向上させる元素
であり、０．５〜３ｗｔ％含有する。Ｃｒの含有量が
０．５ｗｔ％未満の場合には、添加の効果が少ない一
方、含有量が３ｗｔ％を超える場合には、成形性が阻害
されてしまう。
であり、０．５〜３ｗｔ％含有する。Ｃｒの含有量が
０．５ｗｔ％未満の場合には、添加の効果が少ない一
方、含有量が３ｗｔ％を超える場合には、成形性が阻害
されてしまう。
【００１７】Ｍｏは、材料の耐摩耗性および摺動特性を
改善する元素であり、０．５〜３ｗｔ％の範囲で含有す
る。Ｍｏ含有量が０．５ｗｔ％未満の場合には、材料の
耐摩性および摺動特性を改善する効果が十分ではなく、
含有量が３ｗｔ％を超えると、Ｃｒと同様に成形性を阻
害する。 Ｃｕは摺動部材として使用される材料の初期
摺動特性を改善する元素であるが、一方で焼付きを誘発
する元素でもある。特に含有量が０．２ｗｔ％を超える
場合には焼付きが生じ易くなるため、その含有量は０．
２ｗｔ％以下に設定される。
改善する元素であり、０．５〜３ｗｔ％の範囲で含有す
る。Ｍｏ含有量が０．５ｗｔ％未満の場合には、材料の
耐摩性および摺動特性を改善する効果が十分ではなく、
含有量が３ｗｔ％を超えると、Ｃｒと同様に成形性を阻
害する。 Ｃｕは摺動部材として使用される材料の初期
摺動特性を改善する元素であるが、一方で焼付きを誘発
する元素でもある。特に含有量が０．２ｗｔ％を超える
場合には焼付きが生じ易くなるため、その含有量は０．
２ｗｔ％以下に設定される。
【００１８】Ｃは、焼結合金基地を構成するＦｅと反応
して耐摩耗性を有するパーライトを生成する元素であ
り、かつ基地中に遊離黒鉛として分散し、摺動面の潤滑
性を高めて摺動材のかじりを防止し、初期摺動特性を改
善するために１〜２．５ｗｔ％添加される。Ｃ含有量が
１ｗｔ％未満の場合には摺動特性の改善効果が十分では
なく、含有量が２．５ｗｔ％を超える場合には、脆化し
成形性が低下し、高密度かつ高強度の焼結体が得られに
くい。また基地中に分散した遊離黒鉛量はＣの総含有量
の３０％以上が望ましい。
して耐摩耗性を有するパーライトを生成する元素であ
り、かつ基地中に遊離黒鉛として分散し、摺動面の潤滑
性を高めて摺動材のかじりを防止し、初期摺動特性を改
善するために１〜２．５ｗｔ％添加される。Ｃ含有量が
１ｗｔ％未満の場合には摺動特性の改善効果が十分では
なく、含有量が２．５ｗｔ％を超える場合には、脆化し
成形性が低下し、高密度かつ高強度の焼結体が得られに
くい。また基地中に分散した遊離黒鉛量はＣの総含有量
の３０％以上が望ましい。
【００１９】また焼結合金のオーステナイト組織の面積
率の多少は、材料の安定性に大きく関係することが本発
明者らの実験によって確認されている。すなわち焼結合
金のオーステナイト組織の面積率が５％を超えると、合
金の熱的安定性が低下し、高温度条件下において材料の
寸法変化が大きくなる。特にこの材料で圧縮機の摺動部
材を形成した場合には、摺動部材間のクリアランスが拡
大して気密保持が困難となり、冷媒の体積効率の低下を
招き易くなる。一方、上記面積率を５％以下に設定する
ことによって、３００℃以下の使用温度範囲において、
寸法変化や硬度低下の影響を受けにくい材料とすること
ができる。
率の多少は、材料の安定性に大きく関係することが本発
明者らの実験によって確認されている。すなわち焼結合
金のオーステナイト組織の面積率が５％を超えると、合
金の熱的安定性が低下し、高温度条件下において材料の
寸法変化が大きくなる。特にこの材料で圧縮機の摺動部
材を形成した場合には、摺動部材間のクリアランスが拡
大して気密保持が困難となり、冷媒の体積効率の低下を
招き易くなる。一方、上記面積率を５％以下に設定する
ことによって、３００℃以下の使用温度範囲において、
寸法変化や硬度低下の影響を受けにくい材料とすること
ができる。
【００２０】上記焼結合金のオーステナイト組織の面積
率は、焼結合金の焼戻し処理の温度および時間によって
調整される。
率は、焼結合金の焼戻し処理の温度および時間によって
調整される。
【００２１】また鉄酸化物は圧縮機内に充填した潤滑油
の保持特性（保油性）を改善するとともに、後述するよ
うに焼結合金の気密性および摺動特性を改善するため
に、焼結合金の容積に対して５〜１０ｖｏｌ％になるよ
うに設定される。
の保持特性（保油性）を改善するとともに、後述するよ
うに焼結合金の気密性および摺動特性を改善するため
に、焼結合金の容積に対して５〜１０ｖｏｌ％になるよ
うに設定される。
【００２２】ところで、近年圧縮機も、インバータ制御
によってその回転数が大きく変動するような過酷な条件
で運転される場合が多く、回転数が急激に増加する瞬間
において潤滑状態が悪化して焼付きを生じる危険性も高
くなっている。しかるに本願材料のように潤滑油を含浸
できる焼結体で摺動部材を形成することにより、上記焼
付きの危険性を低減することが可能になる。
によってその回転数が大きく変動するような過酷な条件
で運転される場合が多く、回転数が急激に増加する瞬間
において潤滑状態が悪化して焼付きを生じる危険性も高
くなっている。しかるに本願材料のように潤滑油を含浸
できる焼結体で摺動部材を形成することにより、上記焼
付きの危険性を低減することが可能になる。
【００２３】上記諸特性を発揮する本発明の圧縮機用耐
摩耗材料は、下記の手順によって製造される。すなわ
ち、まず鉄粉に前記元素粉末および潤滑材を所定量添加
して混合粉末とし、得られた混合粉末を成形圧６００〜
７００ＭＰａで圧縮して所定形状の成形体とした後に、
得られた成形体を水素等の還元ガス雰囲気、ないし非酸
化性ガス雰囲気において、温度５００〜７００℃で１〜
２時間脱脂処理する。さらに脱脂した成形体を、減圧雰
囲気ないし還元性ガス雰囲気において温度１０００〜１
２００℃で１．５〜３時間加熱して焼結体とし、この焼
結体を温度８５０〜９５０℃で４０〜９０分間保持した
後に、ガス冷却を施して焼入れ処理を行なう。さらに焼
入れ処理した焼結体を水蒸気処理によって酸化すると同
時に、封孔処理および焼戻処理を行なって、５〜１０ｖ
ｏｌ％の鉄酸化物を合金中に分散させると共に、残留オ
ーステナイト組織の面積率を５％以下に設定する。
摩耗材料は、下記の手順によって製造される。すなわ
ち、まず鉄粉に前記元素粉末および潤滑材を所定量添加
して混合粉末とし、得られた混合粉末を成形圧６００〜
７００ＭＰａで圧縮して所定形状の成形体とした後に、
得られた成形体を水素等の還元ガス雰囲気、ないし非酸
化性ガス雰囲気において、温度５００〜７００℃で１〜
２時間脱脂処理する。さらに脱脂した成形体を、減圧雰
囲気ないし還元性ガス雰囲気において温度１０００〜１
２００℃で１．５〜３時間加熱して焼結体とし、この焼
結体を温度８５０〜９５０℃で４０〜９０分間保持した
後に、ガス冷却を施して焼入れ処理を行なう。さらに焼
入れ処理した焼結体を水蒸気処理によって酸化すると同
時に、封孔処理および焼戻処理を行なって、５〜１０ｖ
ｏｌ％の鉄酸化物を合金中に分散させると共に、残留オ
ーステナイト組織の面積率を５％以下に設定する。
【００２４】ここで焼結合金の密度は７．０〜７．７ｇ
／cm3 の範囲が好ましい。この密度が７．０ｇ／cm3 未
満であると摺動材の部品としての構造強度および硬度が
低下する一方、密度が７．７ｇ／cm3 を超えると、潤滑
油の保油性が優れる鉄酸化物の生成量が減少して摺動特
性および耐久性が共に低下してしまう。
／cm3 の範囲が好ましい。この密度が７．０ｇ／cm3 未
満であると摺動材の部品としての構造強度および硬度が
低下する一方、密度が７．７ｇ／cm3 を超えると、潤滑
油の保油性が優れる鉄酸化物の生成量が減少して摺動特
性および耐久性が共に低下してしまう。
【００２５】ここで水蒸気処理は温度５００〜６５０
℃、圧力０．１３〜０．２ＭＰａの過熱水蒸気中に焼結
体を１〜４時間保持するものである。
℃、圧力０．１３〜０．２ＭＰａの過熱水蒸気中に焼結
体を１〜４時間保持するものである。
【００２６】この水蒸気処理により焼結合金の基地組織
の空孔に鉄酸化物が分散生成される。この鉄酸化物量は
焼結体の全容積に対して５〜１０ｖｏｌ％に設定すると
よい。この鉄酸化物は焼結合金の耐摩耗性を向上させる
とともに、焼結合金の基地組織の空孔を封じる役割（封
孔作用）を果して気密性を与える。この封孔処理を行な
うことにより、圧縮機内の冷媒ガスが焼結体中を通り抜
けることが防止できるため、圧縮機の体積効率を大幅に
改善することができる。鉄酸化物はまた潤滑油の保油性
に優れている。鉄酸化物の生成量が５ｖｏｌ％未満であ
ると上記効果が少なく、一方生成量が１０ｖｏｌ％を超
えると、焼結体の強度が低下してしまう。さらに、水蒸
気処理により焼結合金の基地組織に存在している窒素分
が拡散して、基地組織の粒子中に固溶するために、窒素
分の存在による焼結体の脆化を大幅に改善できる。
の空孔に鉄酸化物が分散生成される。この鉄酸化物量は
焼結体の全容積に対して５〜１０ｖｏｌ％に設定すると
よい。この鉄酸化物は焼結合金の耐摩耗性を向上させる
とともに、焼結合金の基地組織の空孔を封じる役割（封
孔作用）を果して気密性を与える。この封孔処理を行な
うことにより、圧縮機内の冷媒ガスが焼結体中を通り抜
けることが防止できるため、圧縮機の体積効率を大幅に
改善することができる。鉄酸化物はまた潤滑油の保油性
に優れている。鉄酸化物の生成量が５ｖｏｌ％未満であ
ると上記効果が少なく、一方生成量が１０ｖｏｌ％を超
えると、焼結体の強度が低下してしまう。さらに、水蒸
気処理により焼結合金の基地組織に存在している窒素分
が拡散して、基地組織の粒子中に固溶するために、窒素
分の存在による焼結体の脆化を大幅に改善できる。
【００２７】また上記水蒸気処理の条件、すなわち温度
５００〜６５０℃で１〜４時間加熱することにより、酸
化物を形成する処理と同時に焼結体の焼戻処理が実施さ
れる。この焼戻処理により焼結体中の残留オーステナイ
ト量を５％以下に調整することができ、３００℃程度の
高温度条件下における材料の寸法変化割合をほぼ解消す
ることが可能となる。
５００〜６５０℃で１〜４時間加熱することにより、酸
化物を形成する処理と同時に焼結体の焼戻処理が実施さ
れる。この焼戻処理により焼結体中の残留オーステナイ
ト量を５％以下に調整することができ、３００℃程度の
高温度条件下における材料の寸法変化割合をほぼ解消す
ることが可能となる。
【００２８】
【実施例】次に本発明に係る圧縮機用耐摩耗材料の一実
施例についてロータリ式圧縮機のローラに適した場合を
例にとり、従来材と比較して説明する。
施例についてロータリ式圧縮機のローラに適した場合を
例にとり、従来材と比較して説明する。
【００２９】実施例１〜５として、１４５μｍ以下のＦ
ｅ粉、４５μｍ以下のＦｅ粉、１４５μｍ以下のＳＵＳ
４１０Ｌ粉、１０μｍ以下のＮｉ粉、１０μｍ以下のＭ
ｏ粉および黒鉛粉末を所定量ずつ秤量し、最終的に表１
の左欄に示す組成となるように、各粉末を混合し、この
混合粉末１００重量部に対して潤滑剤を１重量部添加し
て混合し、５種類の均一な混合体を製造した。
ｅ粉、４５μｍ以下のＦｅ粉、１４５μｍ以下のＳＵＳ
４１０Ｌ粉、１０μｍ以下のＮｉ粉、１０μｍ以下のＭ
ｏ粉および黒鉛粉末を所定量ずつ秤量し、最終的に表１
の左欄に示す組成となるように、各粉末を混合し、この
混合粉末１００重量部に対して潤滑剤を１重量部添加し
て混合し、５種類の均一な混合体を製造した。
【００３０】次に各混合体を成形圧６〜７ｔ／cm2 で加
圧して、外径３３mm、内径２３mm、高さ１５mmの寸法を
有し、成形密度が６．８〜７．０ｇ／cm3 の成形体を得
た。そして各成形体を水素ガス雰囲気において温度６０
０℃で２時間加熱することにより脱脂した。
圧して、外径３３mm、内径２３mm、高さ１５mmの寸法を
有し、成形密度が６．８〜７．０ｇ／cm3 の成形体を得
た。そして各成形体を水素ガス雰囲気において温度６０
０℃で２時間加熱することにより脱脂した。
【００３１】次に脱脂した各成形体を減圧した水素ガス
雰囲気において温度１１００〜１１９０℃で２時間焼結
し徐冷した。そして温度８５０〜９５０℃で４０〜９０
分間保持した後にガス冷却を行なって各焼結体の焼入処
理を実施した結果、密度が７．２〜７．５ｇ／cm3 の焼
結体を得た。
雰囲気において温度１１００〜１１９０℃で２時間焼結
し徐冷した。そして温度８５０〜９５０℃で４０〜９０
分間保持した後にガス冷却を行なって各焼結体の焼入処
理を実施した結果、密度が７．２〜７．５ｇ／cm3 の焼
結体を得た。
【００３２】次に焼入処理した各焼結体を温度５００〜
６５０℃で圧力０．１５ＭＰａの過熱水蒸気中に２〜３
時間保持する水蒸気処理を施すことによりＦｅ酸化物を
形成する封孔処理を行なうと同時に焼戻処理を行なっ
た。その結果、５〜８ｖｏｌ％の鉄酸化物が分散し、残
留オーステナイト組織の面積率が２〜４％である実施例
１〜５のリング状のローラをそれぞれ製造した。
６５０℃で圧力０．１５ＭＰａの過熱水蒸気中に２〜３
時間保持する水蒸気処理を施すことによりＦｅ酸化物を
形成する封孔処理を行なうと同時に焼戻処理を行なっ
た。その結果、５〜８ｖｏｌ％の鉄酸化物が分散し、残
留オーステナイト組織の面積率が２〜４％である実施例
１〜５のリング状のローラをそれぞれ製造した。
【００３３】一方、上記焼結合金性のローラと比較する
ため、比較例１として従来材であるモニクロ鋳鉄（Ｆｅ
−０．３Ｍｏ−０．３Ｎｉ−０．８Ｃｒ−２．２Ｓｉ−
３．４Ｃ）溶製品を使用し、実施例１〜５と同一寸法の
ローラを製造した。
ため、比較例１として従来材であるモニクロ鋳鉄（Ｆｅ
−０．３Ｍｏ−０．３Ｎｉ−０．８Ｃｒ−２．２Ｓｉ−
３．４Ｃ）溶製品を使用し、実施例１〜５と同一寸法の
ローラを製造した。
【００３４】こうして製造した実施例１〜５および比較
例１の各ローラを図１，２に示すロータリ式圧縮機に実
装し、インバータ制御により所定間隔で高速運転および
低速運転を繰り返すという最も潤滑条件が悪化する条件
を設定し、また圧縮する冷媒ガス温度を３００℃に設定
して連続的に３０００時間運転する耐久試験を実施し
た。そして運転時間が３０００時間に達した時点におけ
る各ローラの寸法変化割合および摩耗量を測定するとと
もに、各圧縮機の体積効率をそれぞれ測定し、下記表１
に示す結果を得た。
例１の各ローラを図１，２に示すロータリ式圧縮機に実
装し、インバータ制御により所定間隔で高速運転および
低速運転を繰り返すという最も潤滑条件が悪化する条件
を設定し、また圧縮する冷媒ガス温度を３００℃に設定
して連続的に３０００時間運転する耐久試験を実施し
た。そして運転時間が３０００時間に達した時点におけ
る各ローラの寸法変化割合および摩耗量を測定するとと
もに、各圧縮機の体積効率をそれぞれ測定し、下記表１
に示す結果を得た。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１に示す結果から明らかなように、実施
例１〜５に係るローラを使用した圧縮機においては、耐
摩耗性および熱的安定性に優れた材料でローラを構成し
ているため、高温度で過酷な運動条件下で長時間運転し
た後においても、ローラの寸法変化割合および摩耗量
が、比較例１で示す従来材で形成したローラよりも小さ
くなり、優れた耐久性を有している。またローラの表面
粗さも小さくなっており、摺動部におけるかじりの発生
が少なく、初期摺動特性が改善されることが確認され
た。
例１〜５に係るローラを使用した圧縮機においては、耐
摩耗性および熱的安定性に優れた材料でローラを構成し
ているため、高温度で過酷な運動条件下で長時間運転し
た後においても、ローラの寸法変化割合および摩耗量
が、比較例１で示す従来材で形成したローラよりも小さ
くなり、優れた耐久性を有している。またローラの表面
粗さも小さくなっており、摺動部におけるかじりの発生
が少なく、初期摺動特性が改善されることが確認され
た。
【００３７】特に実施例１〜５においては、水蒸気処理
によって封孔処理を施した焼結合金でローラを形成して
いるため含浸された潤滑油の保持性が優れており、いわ
ゆる油切れの危険性がより低減され摩耗量も小さくなっ
ている。
によって封孔処理を施した焼結合金でローラを形成して
いるため含浸された潤滑油の保持性が優れており、いわ
ゆる油切れの危険性がより低減され摩耗量も小さくなっ
ている。
【００３８】また、鉄酸化物を形成して封孔処理を行な
っているため、冷媒ガスがローラを透過するおそれも少
なく、圧縮機全体としての体積効率が低下することも少
ない。
っているため、冷媒ガスがローラを透過するおそれも少
なく、圧縮機全体としての体積効率が低下することも少
ない。
【００３９】さらに熱的に不安定なオーステナイト組織
の面積率を２〜４％と小さく設定しているため、高温度
使用条件下においてもローラの寸法変化や硬度低下が少
なく、スティック等の故障や圧縮効率の低下が少ない圧
縮機を提供することができる。
の面積率を２〜４％と小さく設定しているため、高温度
使用条件下においてもローラの寸法変化や硬度低下が少
なく、スティック等の故障や圧縮効率の低下が少ない圧
縮機を提供することができる。
【００４０】上記実施例においては、ロータリ圧縮機の
ローラに本発明の耐摩耗材料を適用した例で示している
が、適用対象はロータリ圧縮機に限定されす、例えば、
スクロール圧縮機、レシプロ圧縮機等の種々の形式の圧
縮機についても同様に適用することができる。
ローラに本発明の耐摩耗材料を適用した例で示している
が、適用対象はロータリ圧縮機に限定されす、例えば、
スクロール圧縮機、レシプロ圧縮機等の種々の形式の圧
縮機についても同様に適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明の通り、本発明に係る圧縮機用
耐摩耗材料によれば、従来材と比較して高温度条件下に
おいても安定であり、かつ優れた耐摩耗性および耐焼付
性を有しているため、長期間に亘って過酷な条件で運転
した場合においても、優れた耐久性を発揮する圧縮機を
提供することができる。
耐摩耗材料によれば、従来材と比較して高温度条件下に
おいても安定であり、かつ優れた耐摩耗性および耐焼付
性を有しているため、長期間に亘って過酷な条件で運転
した場合においても、優れた耐久性を発揮する圧縮機を
提供することができる。
【００４２】特に熱的に不安定なオーステナイト組織の
割合を小さく設定しているため、冷媒の変更に伴って使
用温度が上昇した場合においても、材料の寸法変化や硬
度低下が少なく、長寿命の圧縮機を提供することができ
る。
割合を小さく設定しているため、冷媒の変更に伴って使
用温度が上昇した場合においても、材料の寸法変化や硬
度低下が少なく、長寿命の圧縮機を提供することができ
る。
【００４３】また鉄酸化物を形成して、封孔処理を施し
た焼結体で形成されているため、潤滑油の保持性および
気密性に優れ、冷媒ガス等の被圧縮ガスを透過させるこ
とがない。したがって圧縮機の体積効率を損うことな
く、耐摩耗性に優れた圧縮機を提供することができる。
た焼結体で形成されているため、潤滑油の保持性および
気密性に優れ、冷媒ガス等の被圧縮ガスを透過させるこ
とがない。したがって圧縮機の体積効率を損うことな
く、耐摩耗性に優れた圧縮機を提供することができる。
【図１】密閉型ロータリ圧縮機の構造を示す縦断面図。
【図２】図１に示す圧縮機のロータ部を示す平断面図。
１ 圧縮機 ２ ケ―シング ３ａ モータ ３ｂ 圧縮要素 ４ 回転軸 ５ 主軸受 ６ 副軸受 ７ 仕切板 ８，８ａ，８ｂ シリンダ ９，９ａ，９ｂ 偏心部 １０，１０ａ，１０ｂ ローラ １１，１１ａ，１１ｂ ベーン
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｎｉを１〜８ｗｔ％、Ｃｒを０．５〜３
ｗｔ％、Ｍｏを０．５〜３ｗｔ％、Ｃｕを０．２ｗｔ％
以下、Ｃを１〜２．５ｗｔ％、残部実質的にＦｅから成
る鉄系焼結合金であり、合金のオーステナイト組織の面
積率が５％以下であると共に鉄酸化物の含有量が５〜１
０ｖｏｌ％である鉄系焼結合金から形成されたことを特
徴とする圧縮機用耐摩耗材料。 - 【請求項２】 焼結合金の密度が７．０〜７．７ｇ／cm
3 であることを特徴とする請求項１記載の圧縮機用耐摩
耗材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20810291A JPH0551707A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 圧縮機用耐摩耗材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20810291A JPH0551707A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 圧縮機用耐摩耗材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0551707A true JPH0551707A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16550672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20810291A Pending JPH0551707A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 圧縮機用耐摩耗材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0551707A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007154806A (ja) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Hitachi Appliances Inc | 密閉形圧縮機 |
| US8568117B2 (en) | 2002-01-24 | 2013-10-29 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Powder metal scrolls |
| US8684711B2 (en) | 2007-01-26 | 2014-04-01 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Powder metal scroll hub joint |
| US8955220B2 (en) | 2009-03-11 | 2015-02-17 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Powder metal scrolls and sinter-brazing methods for making the same |
-
1991
- 1991-08-20 JP JP20810291A patent/JPH0551707A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8568117B2 (en) | 2002-01-24 | 2013-10-29 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Powder metal scrolls |
| JP2007154806A (ja) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Hitachi Appliances Inc | 密閉形圧縮機 |
| JP4694956B2 (ja) * | 2005-12-07 | 2011-06-08 | 日立アプライアンス株式会社 | 密閉形圧縮機 |
| US8684711B2 (en) | 2007-01-26 | 2014-04-01 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Powder metal scroll hub joint |
| US8955220B2 (en) | 2009-03-11 | 2015-02-17 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Powder metal scrolls and sinter-brazing methods for making the same |
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