JPH0672281B2 - 耐騒音特性に優れたコンプレッサーケース用熱延鋼板 - Google Patents

耐騒音特性に優れたコンプレッサーケース用熱延鋼板

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JPH0672281B2
JPH0672281B2 JP63230508A JP23050888A JPH0672281B2 JP H0672281 B2 JPH0672281 B2 JP H0672281B2 JP 63230508 A JP63230508 A JP 63230508A JP 23050888 A JP23050888 A JP 23050888A JP H0672281 B2 JPH0672281 B2 JP H0672281B2
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steel sheet
rolled steel
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noise resistance
compressor case
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利雄 蔵町
修二 中居
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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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、耐騒音特性に優れる熱延鋼板、たとえば家電
製品等において用いられるコンプレッサーケースの材料
として使用することができる熱延鋼板に関する。
(従来の技術) 従来より家電製品(例えばエアコン等)や産業機械(ガ
スタービン等)にコンプレッサーが広く用いられてい
る。コンプレッサーは一般にピストンの往復運動または
ローターの回転運動により、気体を圧縮して吹き出し口
から吐出す構造となっているため、ピストンまたはロー
ターの運動による振動が発生し、この振動が原因となっ
て、たとえばコンプレッサー本体のケースを振動させて
騒音が発生する。
かかる騒音は家電製品の使用に際しての大きな問題であ
り、コンプレッサーの騒音を減少させる様々な試みが提
案されている。たとえば (i)コンプレッサーケースの鋼板の板厚を増大させて
騒音を吸収・減少せしめる方法 (ii)コンプレッサーケースを、2枚の鋼板の間に樹脂
を挟着してなる制振鋼板で製造する方法がある。これら
の方法はいずれもコンプレッサーケース用材料である鋼
板の騒音吸収能すなわち耐騒音特性の向上を図ったもの
である。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら(i)の方法では、コストの増加を招来す
るばかりでなく、製品重量の増加を来たすという問題が
あり、実用化は容易ではない。また(ii)の方法は、用
いる制振鋼板のプレス加工性がコンプレッサーケース用
材料としては不足しており、またコストの増加を来すと
いう問題があり、適当な制振鋼板が見出されていないの
が現状である。
すなわちいずれの方法を用いても、コスト上昇を起こさ
ずにコンプレッサーの騒音を減少させることはできなか
ったのである。
ここに本発明の目的は、現在用いられているコンプレッ
サーケースと同程度の板厚で、プレス加工性に富み、さ
らには安価であって、コンプレッサーケース用材料とし
て使用することができる、耐騒音特性に優れた熱延鋼板
を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、上記課題を解決するため種々検討を続け
た結果、熱延鋼板の組成および材料特性値〔(加工硬
化係数)×(塑性ひずみ比)で定義する〕を特定する
ことにより、目的とする熱延鋼板を提供することができ
ることを知り、本発明を完成した。ここに本発明の要旨
とするところは、重量%で C:0.08%以下、Si:0.06%以下、 Mn:0.5%以下、Al:0.005〜0.1%、 N:0.005%以下、 ただしAl/N≧5、 残部Feおよび不可避的不純物 からなる鋼組成を有し、加工硬化係数×塑性ひずみ比
で定義される材料特性値が0.18以上である耐騒音特性
に優れたコンプレッサーケース用熱延鋼板である。
(作用) 次に、本発明をその作用効果とともに詳述する。なお、
本明細書においては「%」は特にことわりがない限り
「重量%」を意味するものとする。
本発明者らは、材料毎の耐騒音特性の相違の原因を調査
するため次のような実験を行った。すなわち材料特性
〔(加工硬化係数)×(塑性ひずみ比)で定義す
る〕の異なる同一板厚の熱延鋼板をコンプレッサーケー
スの形状にプレス加工を行い、コンプレッサーに組み付
けてコンプレッサーを運転し、コンプレッサーのモータ
ーの電源周波数が60Hzの時に発生する騒音中の2KHzの音
波の音圧エネルギーをdB表示で測定した。この実験では
42dB以下の騒音に抑えられればコンプレッサーケースと
しては十分な耐騒音特性を有するといわれている。その
結果各種の熱延鋼板について、第1図に示すような耐騒
音特性と材料特性(×)値との関係が得られた。第
1図から(×)値が大きい材料ほど耐騒音特性が優
れていることがわかる。これは(×)値が大きい材
料であるほどプレス加工時の絞り部の板厚減少が少ない
ため、プレス加工後にも耐騒音特性があまり劣化しない
ことによると考えられる。第1図から材料特性(×
)値が0.18以上であれば、コンプレッサーケースとし
ての耐騒音特性を有する熱延鋼板として適当であること
が判明した。
すなわち本発明において用いる鋼片の成分組成を限定し
た理由は、得られる熱延鋼板の絞り加工部の板厚減少を
少なくすることにより、熱延鋼板の耐騒音特性を確保す
ることであり、以下に各元素の成分量を限定した理由に
ついて詳述する。
Cは材料の抗張力、伸びに大きな影響を与える元素であ
るため、鋼片中における含有量は極力少ないほうが望ま
しい。また0.08%を越えると所望の抗張力が得られなく
なるためプレス加工用の熱延鋼板として必要な引張特性
が得られなくなる。よって鋼片中における含有量を0.08
%以下とした。
Siは溶鋼中においてAlとともに溶鋼を脱酸することか
ら、固溶Al量を安定的に確保するために必要な元素であ
るが、固溶硬化型の元素でもあり、コンプレッサーケー
ス用材料のように熱間圧延後に2次加工(プレス加工)
を行う材料においては得られる鋼板の延性を確保するた
め、鋼片中における含有量は極力少ないことが望まし
く、0.06%以下とした。
Mnは、スラブ加熱中のFeSの生成に起因する赤熱脆化を
防止するために必要な元素であるが、Si同様固溶硬化型
の元素であり極力少ないことが望ましいため、0.5%以
下とした。
Alはキルド鋼の脱酸元素として必要であり、0.005%未
満では脱酸効果が乏しく、一方0.1%を越えて添加して
も脱酸効果は飽和するとともにコスト高となるためその
含有量を0.005〜0.1%の範囲に制限した。
NはCと同様に多量に含有されると、鋼板の抗張力が増
加し延性の劣化を招来するので0.005%以下とした。
またAl/Nを5以上と制限した理由は、AlNとしてNを析
出させて固溶Nを減少させることにより、鋼板の延性劣
化および時効硬化を防止するためである。実際の鋼片を
Al/N≧5とするためには、使用スラブ材質の成分範囲管
理項目としてAl/N≧5を加えて管理すればよい。
かかる成分組成を有する鋼片を通常の熱間圧延条件で、
つまり約1200℃に加熱後熱間圧延を施してから巻き取っ
て熱間圧延鋼板を得るのであるが、本発明においては、
鋼片の成分組成の限定とともに鋼板の(×)値を大
きく(×≧0.18)して、耐騒音特性に優れる熱延鋼
板を得る。次にこの際の熱間圧延条件を例示し、説明す
る。
鋼片を加熱後熱間圧延を施し、最終の圧延仕上げ温度は
(Ar3点+20)℃以上が好ましい、かかる温度を確保せ
ずに熱間圧延を行い鋼板を巻き取ると、鋼板の結晶粒が
粗大化し値が低下するため、前述した(×)値の
確保(すなわち×)≧0.18)が困難となるからであ
る。値の確保という観点からは(Ar3点+20)℃以上
であれば問題ないが、圧延仕上げ温度が高すぎると仕上
げ圧延ロールの肌荒れが発生し鋼板に表面疵(スケール
疵)が発生してしまう。これを防止するには、940℃以
下の温度で仕上げ圧延を行うことが望ましい。
さらに熱間圧延後の鋼板の巻き取り温度は600℃以上が
好ましい。これは鋼板のプレス加工性の確保を目的とし
て鋼板の強度を低下させ延性を確保するためと、AlNの
析出を促進して鋼中の固溶N量を減少させて鋼板の時効
硬化を防止するためである。かかる理由から鋼板の巻き
取り温度は600℃以上であれば問題ないが、仕上げ温度
が高すぎるとコイル巻き取り後ダウンコイラーから抜き
出し、搬送および仮置き時にコイルが変形することがあ
る。よって鋼板の巻き取り温度は700℃以下であること
が望ましい。
巻き取り後にコイルの平坦度が良好であれば引き続きコ
イルを切断してコンプレッサーケース用材料としてプレ
ス加工を行えばよいが、コイルの平坦度が良好でない場
合にはスキンパスを行って形状修正を行った後に切断し
てコンプレッサーケース用材料として用いてもよい。本
発明者らは、スキンパス時の冷間加工度の、前述した材
料特性(×)値に対する影響を調査するため、同一
条件(仕上げ温度:880℃、巻取り温度:650℃)で製造し
た板厚2.3、2.7、2.9mmの第1表に示す組成を有する熱
延鋼板を冷間加工度を種々変更してスキンパスを行なっ
た後に鋼板の(×)値を測定した。
結果を第2図に示す。第2図から明らかなようにスキン
パス時の冷間加工度が大きくなると、得られる鋼板の
値が小さくなる傾向がある。そこで得られる鋼板におい
て×≧0.18を確保するためには、スキンパス時の冷
間加工度は0.5%以下であることが望ましい。
このようにして、耐騒音特性に優れた熱延鋼板を提供す
ることが可能となるのである。
さらに本発明を実施例によって詳細に説明するが、これ
はあくまでも本発明の例示であってこれにより本発明が
不当に制限されるものではない。
実施例 転炉で溶製し連続鋳造を行って得た、第2表に示す鋼組
成のスラブAないしH(寸法:270mm×1250mm×10m)
を、第3表に示す圧延条件で熱間圧延を行い、板厚2.3m
mまたは2.9mmの熱延コイルを得た。その後さらに冷間加
工度を変更してスキンパスを行って、それぞれのコイル
から (i)JIS5号引張試験片を2本 (ii)板厚2.3mmまたは2.9mmの熱延鋼板を2枚それぞれ
製作し、試料No.1ないし試料No.11の引張試験片および
熱延鋼板を得た。
これらの試料に対して、試料製作後ただちに、および試
料製作後100℃で60分間加熱保持して鋼板の時効硬化を
促進した後に (a)引張試験片について引張試験を行い、YP、TS、El
および、を測定した。
(b)熱延鋼板について、プレス成形加工を行いコンプ
レッサーケース〔(厚さ:2.3〜2.9mm)×(外径:156m
m)×(高さ:120mm)〕を製作してコンプレッサーに組
み付けた後に、このコンプレッサーを運転しモーターの
電源周波数が60Hzの時に発生する騒音中の2KHzの音波の
音圧エネルギーをdB表示で測定した。
試料No.1ないし試料No.11の試験片について行った引張
試験結果を第4表に示すとともに、試料製作後直ちに行
った引張試験結果よりTSとEl、YPとの関係を第3図に、
TSと、、×との関係を第4図に示す。第3図お
よび第4図における凡例は、第5表に示す。凡例横の数
字は、試料No.を示している。
また試料No.1ないし試料No.11の熱延鋼板について行っ
た音圧のエネルギーの測定結果を同じく第4表に示す。
試料No.1ないし試料No.3は本発明にかかる試料である
が、第3図および第4図から明らかなように試料No.1な
いし試料No.3は、(×)値が大きくなり絞り部の板
厚減少の小さい材料であるとともに、YPが小さく、Elが
大きい、プレス加工に適した材料であることがわかる。
また第4表から明らかなように騒音中の2KHzの音波の音
圧エネルギーも小さくなっていることがわかる。
これに対し試料No.4ないし試料No.11は比較例の試料で
ある。
試料No.4、試料No.7および試料No.8は(×)値が小
さいため(これはスキンパス率が0.7〜3.0%と好ましい
範囲より大きいため、値が小さくなったからであ
る。)、騒音中の音圧エネルギーが大きくなっているこ
とが分かる。
試料No.5は、(×)値が小さくなったため(これ
は、熱間圧延時の仕上げ圧延温度が好ましい範囲よりも
低く、結晶粒が粗大化したため値が小さくなったため
である)、騒音中の音圧エネルギーが大きくなっている
ことが分かる。
試料No.6は(×)値が小さいため(これは、熱間圧
延時の巻き取り温度が好ましい範囲よりも低いため)、
騒音中の音圧エネルギーが大きくなっていることが分か
る。さらに、AlNの析出が少なく固溶N量が減少しなか
ったため、鋼板の時効硬化が激しく(YP:24.0→27.
0)、プレス加工用鋼板として適さないことがわかる。
試料No.9は、Al/N=4の場合であるが、N量に対するAl
量が本発明の範囲より不足しているため固溶N量が増加
し、抗張力が増大しているとともに鋼板の時効硬化が激
しく、やはりプレス加工用鋼板として適さないことがわ
かる。
試料No.10は、鋼片中のCの含有量が本発明の範囲より
多い場合であるが、(×)値が小さくなってしま
い、やはりプレス加工用の鋼板として適さないことがわ
かる。
試料No.11は、鋼片中のC量が本発明の範囲より多く、
かつ鋼片中のN量に対するAl量が少ない場合であるがや
はり加工用鋼板として適当でないことが明らかである。
(発明の効果) 以上詳述してきたように本発明により時効硬化が少な
く、(×)値の大きな、すなわち絞り部の板厚減少
の少ない鋼板を提供することが可能になった。また本発
明にかかる鋼板をプレス加工してコンプレッサーケース
材として用いることにより、従来の鋼板を用いた場合の
ように板厚を上げることなく、すなわちコスト上昇を抑
えてコンプレッサーの静粛性を向上させることが可能と
なった。かかる効果を有する本発明の意義は著しい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、鋼板の材料特性の、耐騒音特性に対する影響
を表わすグラフ; 第2図は、スキンパス時の冷間加工度の、鋼板の材料特
性に対する影響を表わすグラフ;および 第3図および第4図は、実施例において行なった引張試
験結果を表わすグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で、 C:0.08%以下、Si:0.06%以下、Mn:0.5%以下、Al:0.00
    5〜0.1%、N:0.005%以下、ただしAl/N≧5、 残部Feおよび不可避的不純物 からなる鋼組成を有し、加工硬化係数 ×塑性ひずみ比で定義される材料特性値が0.18以上で
    ある耐騒音特性に優れたコンプレッサーケース用熱延鋼
    板。
JP63230508A 1988-09-14 1988-09-14 耐騒音特性に優れたコンプレッサーケース用熱延鋼板 Expired - Lifetime JPH0672281B2 (ja)

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