JPH0790511A - 耐摩耗性のすぐれたコンプレッサ用鉛含浸Fe基焼結合金製摺動部材 - Google Patents

耐摩耗性のすぐれたコンプレッサ用鉛含浸Fe基焼結合金製摺動部材

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JPH0790511A
JPH0790511A JP25119393A JP25119393A JPH0790511A JP H0790511 A JPH0790511 A JP H0790511A JP 25119393 A JP25119393 A JP 25119393A JP 25119393 A JP25119393 A JP 25119393A JP H0790511 A JPH0790511 A JP H0790511A
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JP
Japan
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sintered alloy
sliding member
lead
based sintered
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JP25119393A
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Inventor
Koji Kobayashi
孝司 小林
Kazuyuki Hoshino
和之 星野
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータリーコンプレッサやスクロールコンプ
レッサなどのコンプレッサの構造部材である耐摩耗性の
すぐれた摺動部材を提供する。 【構成】 コンプレッサ用摺動部材が、分散相形成成分
としてMo−Ni合金、Mo−Co合金、およびMo−
Ni−Co合金のうちの1種以上:2〜20%を含有
し、以下いずれも素地形成成分として、C:1〜3%、
Si:0.3〜1.5%、Cr:8.5〜16%、M
o:1〜5%、V:0.4〜3%、Mn:0.1〜2%
を含有し、さらに必要に応じてNi:0.1〜2%およ
びCo:0.1〜8%のうちの1種以上を含有し、残り
がFeと不可避不純物からなる組成(以上重量%)、並
びに5〜20%の空孔率を有するFe基焼結合金に、P
bまたはPb合金を含浸してなる鉛含浸Fe基焼結合金
からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、苛酷な条件下での使
用でもすぐれた耐摩耗性を発揮し、かつ相手攻撃性も著
しく低いコンプレッサ用鉛含浸Fe基焼結合金製摺動部
材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば冷蔵庫やエアコンなどに組
込まれて使用されるロータリーコンプレッサの構造部材
であるベーン部材やローラ部材、さらにスクロールコン
プレッサのスクロール部材などのコンプレッサ用摺動部
材の製造に、特開平1−188649号公報に記載され
るFe基焼結合金や、その他多くのFe基焼結合金が用
いられていることは良く知られるところである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年のロータリ
ーコンプレッサやスクロールコンプレッサなどの各種コ
ンプレッサの高性能化および小型化はめざましく、これ
に伴ない、これらの構造部材である摺動部材にも薄肉化
および小型化が要求され、かつ一段と苛酷な条件下での
使用を予儀なくされ、さらに最近ではオゾン層破壊の原
因となっているフロンR12に代ってフロンR134a
を冷媒として使用する傾向になりつつあるが、かかる使
用環境下では、従来の各種Fe基焼結合金製摺動部材
は、摩耗進行が速く、比較的短時間で使用寿命に至るの
が現状である。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、より一段と耐摩耗性のすぐれた
コンプレッサ用摺動部材を開発すべく研究を行なった結
果、摺動部材を、分散相形成成分として、望ましくはN
i:0.1〜10%含有のMo−Ni合金、同じくC
o:0.1〜10%含有のMo−Co合金、および同じ
くNi+Co:0.1〜10%含有のMo−Ni−Co
合金のうちの1種または2種以上:2〜20%、を含有
し、以下いずれも素地形成成分として、C:1〜3%、
Si:0.3〜1.5%、Cr:8.5〜
16%、 Mo:1〜5%、V:0.4〜3%、
Mn:0.1〜2%、を含有し、さらに必要に応じ
て、Ni:0.1〜2%、 Co:0.1〜8%、
のうちの1種または2種、を含有し、残りがFeと不可
避不純物からなる組成(以上重量%、以下組成に関する
%は重量%を示す)、並びに5〜20%の空孔率を有
し、かつ素地が、微細な炭化物が分散析出したマルテン
サイト組織からなるFe基焼結合金に、PbまたはPb
合金を含浸してなる鉛含浸Fe基焼結合金で構成する
と、この結果の銅溶浸Fe基焼結合金製摺動部材は、苛
酷な条件下での実用に際してすぐれた耐摩耗性を示し、
相手攻撃性も低く、著しく長期に亘ってすぐれた性能を
発揮するという研究結果を得たのである。
【0005】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、分散相形成成分として、Mo−
Ni合金、Mo−Co合金、およびMo−Ni−Co合
金のうちの1種または2種以上:2〜20%、を含有
し、以下いずれも素地形成成分として、C:1〜3%、
Si:0.3〜1.5%、Cr:8.5〜
16%、 Mo:1〜5%、V:0.4〜3%、
Mn:0.1〜2%、を含有し、さらに必要に応じ
て、Ni:0.1〜2%、 Co:0.1〜8%、
のうちの1種または2種、を含有し、残りがFeと不可
避不純物からなる組成、並びに5〜20%の空孔率を有
し、かつ素地が、微細な炭化物が分散析出したマルテン
サイト組織からなるFe基焼結合金に、PbまたはPb
合金を含浸してなる鉛含浸Fe基焼結合金で構成したコ
ンプレッサ用摺動部材に特徴を有するものである。
【0006】つぎに、この発明のコンプレッサ用摺動部
材を構成するFe基焼結合金の成分組成および空孔率を
上記の通りに限定した理由を説明する。 (a) 分散相形成成分 これらの成分は、望ましくはNiおよび/またはCoを
0.1〜10%の割合で含有するMo−Ni合金、Mo
−Co合金、およびMo−Ni−Co合金からなり、焼
結時のNiおよび/またはCoの素地への拡散によって
素地と強固に接合し、かつ素地に分散して耐焼付性を向
上させ、苛酷な条件下での実用に際してもスムーズな運
転を可能として、摩耗進行を抑制する作用をもつが、そ
の含有量が2%未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方その含有量が20%を越えると強度が急激に低
下するようになることから、その含有量を2〜20%と
定めた。
【0007】(b) C C成分には、素地に固溶して、これを強化するほか、焼
入れおよび焼戻しの熱処理によって素地中に微細に析出
する炭化物を形成して素地の硬さを高め、もって耐摩耗
性向上に寄与する作用があるが、その含有量が1%未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量
が3%を越えると靭性が急激に低下するようになること
から、その含有量を1〜3%と定めた。
【0008】(c) Si Si成分には、素地に固溶して、これの硬さを向上させ
るほか、脱酸作用があるが、その含有量が0.3%未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量
が1.5%を越えると靭性が低下するようになることか
ら、その含有量を0.3〜1.5%と定めた。
【0009】(d) Cr Cr成分には、素地に固溶して耐食性を向上させるほ
か、平均粒径で10μm以下の微細な炭化物を形成して
素地の硬さを一段と向上させ、耐摩耗性向上に寄与する
作用があるが、その含有量が8.5%未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方その含有量が16%を越
えると相手攻撃性が急激に増大するようになることか
ら、その含有量を8.5〜16%と定めた。
【0010】(e) Mo Mo成分にも、Crと同様に素地中に微細に分散析出す
る炭化物を形成して素地の硬さを向上させるほか、分散
相形成成分が含有するNiおよび/またはCoの焼結時
の素地への拡散を促進して、これの素地に対する接合強
度を向上させる作用があるが、その含有量が1%未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が
5%を越えると靭性が低下するようになることから、そ
の含有量を1〜5%と定めた。
【0011】(f) V V成分にも、CrおよびMoと同様に平均粒径で10μ
m以下の微細な析出炭化物を形成して硬さを向上させる
ほか、結晶粒を微細化して強度を向上させる作用がある
が、その含有量が0.4%未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方その含有量が3%を越えると相手攻
撃性が増すようになることから、その含有量を0.4〜
3%と定めた。
【0012】(g) Mn Mn成分には、素地に固溶して、これの靭性を向上させ
る作用があるが、その含有量が0.1%未満では所望の
靭性向上効果が得られず、一方その含有量が2%を越え
ると炭化物の素地への析出が抑制されるようになること
から、その含有量を0.1〜2%と定めた。
【0013】(h) NiおよびCo これらの成分には、素地に固溶して、強度と靭性を向上
させる作用があるので、必要に応じて含有されるが、そ
の含有量がいずれの場合もそれぞれ0.1%未満では前
記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含有量が
Ni:2%、およびCo:5%を越えると素地の硬さが
低下し、耐摩耗性が低下するようになることから、その
含有量をNi:0.1〜2%およびCo:0.1〜5%
と定めた。
【0014】(i) 空孔率 その割合が5%未満では、鉛含浸が十分に行なわれず、
この結果十分な気密性および耐食性、さらになじみ性を
確保することができないばかりでなく、相手攻撃性が現
われるようになり、一方その割合が20%を越えると耐
摩耗性が急激に低下するようになることから、その割合
を5〜20%と定めた。
【0015】
【実施例】つぎに、この発明のコンプレッサ用摺動部材
を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、い
ずれも100mesh以下の粒度をもち、かつ表1〜3に示
される成分組成をもった水アトマイズの素地形成用Fe
基合金粉末A1〜A17並びにB1〜B5、さらに10
〜50μmの範囲内の所定の平均粒径をもち、かつ表3
に示される成分組成をもった分散相形成用Mo基合金粉
末a〜l並びに金属Mo粉末、そして粒度:−325me
sh以下の黒鉛粉末を用意し、これら原料粉末を、表4,
5に示される配合組成に配合し、ボールミルで72時間
湿式混合し、乾燥した後、5〜7ton /cm2 の範囲内の
所定の圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を、真
空中、1090〜1120℃の範囲内の所定の温度に
1.5時間保持の条件で焼結し、引続いて1000〜1
050℃の範囲内の所定温度からガス強制冷却による焼
入れと、500〜600℃の範囲内の所定温度に2時間
保持の焼戻しの熱処理を2回繰り返し施して、マルテン
サイト素地に平均粒径で10μm以下の微細な炭化物を
均一に析出させることにより、実質的に配合組成と同一
の成分組成を有し、いずれも幅:20mm×長さ:17mm
×厚さ:4mmの長方形板状にして、相手部材であるロー
ラーピストンと当接する長手方向の片側端面をR4の曲
面としてロータリーコンプレッサのベーン部材形状と
し、かつ同じく表4,5に示される空孔率をもったFe
基焼結合金、並びに上記の特開平1−188649号公
報に記載されるFe基焼結合金に相当する組成をもった
Fe基焼結合金で構成された従来Fe基焼結合金製摺動
部材(以下、従来焼結摺動部材という)1〜5を製造
し、さらに前記従来焼結摺動部材1〜5を除いた前記F
e基焼結合金に、表4,5に示される組合せで、窒素雰
囲気中、浴表面に8kg/cm2の圧力を付加した状態で、
500℃に加熱した純鉛またはPb−5%Snの組成を
有するPb合金の浴中に1時間浸漬保持の条件で鉛含浸
を施すことにより本発明鉛含浸Fe基焼結合金製摺動部
材(以下、本発明鉛含浸焼結摺動部材という)1〜17
をそれぞれ製造した。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】
【表4】
【0020】
【表5】
【0021】つぎに、この結果得られた本発明鉛含浸焼
結摺動部材1〜17および従来焼結摺動部材1〜5を、 圧縮室の寸法:内径41mm×幅20mm、 ローラーピストンの材質:FC300の熱処理材、 ローラーピストンの寸法:外径32mm×幅20mm、 からなるロータリーコンプレッサに組込み、 使用冷媒:フロン134a、 ローラーピストンへの押付力:19kgf 、 ローラーピストンの回転数:1100r.p.m 、 試験時間:1500時間、 の条件で実機試験を行ない、最大摩耗深さを測定した。
これらの測定結果を表4,5に相手部材であるローラー
ピストンの最大摩耗深さと共に示した。
【0022】
【発明の効果】表4,5に示される結果から、本発明鉛
含浸焼結摺動部材1〜17は、いずれも厳しい腐食環境
下で従来焼結摺動部材1〜5に比して一段とすぐれた耐
摩耗性を示し、かつ相手攻撃性も著しく低いことが明ら
かである。上述のように、この発明のコンプレッサ用鉛
含浸Fe基焼結合金製摺動部材は、苛酷な条件下での実
用に際しても、きわめて低い相手攻撃性を保持した状態
で、すぐれた耐摩耗性を発揮し、ロータリーコンプレッ
サやスクロールコンプレッサなどのコンプレッサの小型
化および軽量化、さらに高性能化に十分対応することが
できるのである。
【手続補正書】
【提出日】平成6年1月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項2
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、より一段と耐摩耗性のすぐれた
コンプレッサ用摺動部材を開発すべく研究を行なった結
果、摺動部材を、分散相形成成分として、望ましくはN
i:0.1〜10%含有のMo−Ni合金、同じくC
o:0.1〜10%含有のMo−Co合金、および同じ
くNi+Co:0.1〜10%含有のMo−Ni−Co
合金のうちの1種または2種以上:2〜20%、を含有
し、以下いずれも素地形成成分として、C:1〜3%、
Si:0.3〜1.5%、Cr:8.5〜
16%、 Mo:1〜5%、V:0.4〜3%、
Mn:0.1〜2%、を含有し、さらに必要に応じ
て、Ni:0.1〜2%、 Co:0.1〜8%、
のうちの1種または2種、を含有し、残りがFeと不可
避不純物からなる組成(以上重量%、以下組成に関する
%は重量%を示す)、並びに5〜20%の空孔率を有
し、かつ素地が、微細な炭化物が分散析出したマルテン
サイト組織からなるFe基焼結合金に、PbまたはPb
合金を含浸してなる鉛含浸Fe基焼結合金で構成する
と、この結果の鉛含浸Fe基焼結合金製摺動部材は、苛
酷な条件下での実用に際してすぐれた耐摩耗性を示し、
相手攻撃性も低く、著しく長期に亘ってすぐれた性能を
発揮するという研究結果を得たのである。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】(h) NiおよびCo これらの成分には、素地に固溶して、強度と靭性を向上
させる作用があるので、必要に応じて含有されるが、そ
の含有量がいずれの場合もそれぞれ0.1%未満では前
記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含有量が
Ni:2%、およびCo:%を越えると素地の硬さが
低下し、耐摩耗性が低下するようになることから、その
含有量をNi:0.1〜2%およびCo:0.1〜
と定めた。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分散相形成成分として、Mo−Ni合
    金、Mo−Co合金、およびMo−Ni−Co合金のう
    ちの1種または2種以上:2〜20%、を含有し、以下
    いずれも素地形成成分として、 C:1〜3%、 Si:0.3〜1.5%、 Cr:8.5〜16%、 Mo:1〜5%、 V:0.4〜3%、 Mn:0.1〜2%、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)、並びに5〜20%の空孔率を有し、かつ素
    地が、微細な炭化物が分散析出したマルテンサイト組織
    からなるFe基焼結合金に、PbまたはPb合金を溶浸
    してなる銅溶浸Fe基焼結合金で構成したことを特徴と
    する耐摩耗性のすぐれたコンプレッサ用鉛含浸Fe基焼
    結合金製摺動部材。
  2. 【請求項2】 分散相形成成分として、Mo−Ni合
    金、Mo−Co合金、およびMo−Ni−Co合金のう
    ちの1種または2種以上:2〜20%、を含有し、以下
    いずれも素地形成成分として、 C:1〜3%、 Si:0.3〜1.5%、 Cr:8.5〜16%、 Mo:1〜5%、 V:0.4〜3%、 Mn:0.1〜2%、 を含有し、さらに、 Ni:0.1〜2%、 Co:0.1〜8%、 のうちの1種または2種、を含有し、残りがFeと不可
    避不純物からなる組成(以上重量%)、並びに5〜20
    %の空孔率を有し、かつ素地が、微細な炭化物が分散析
    出したマルテンサイト組織からなるFe基焼結合金に、
    PbまたはPb合金を溶浸してなる銅溶浸Fe基焼結合
    金で構成したことを特徴とする耐摩耗性のすぐれたコン
    プレッサ用鉛含浸Fe基焼結合金製摺動部材。
JP25119393A 1993-09-13 1993-09-13 耐摩耗性のすぐれたコンプレッサ用鉛含浸Fe基焼結合金製摺動部材 Withdrawn JPH0790511A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1331395A3 (en) * 2002-01-24 2003-09-10 Copeland Corporation 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

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