JPH0828493A - アルミニウム合金製スクロールの製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金製スクロールの製造方法Info
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- JPH0828493A JPH0828493A JP16163494A JP16163494A JPH0828493A JP H0828493 A JPH0828493 A JP H0828493A JP 16163494 A JP16163494 A JP 16163494A JP 16163494 A JP16163494 A JP 16163494A JP H0828493 A JPH0828493 A JP H0828493A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 生産性の良いアルミニウム合金製スクロール
の製造方法を提供する。 【構成】 Ｓｉ１．０〜１５．０wt％、Ｆｅ０．１〜
１．０wt％、Ｃｕ１．０〜５．０wt％、Ｍｇ０．２〜
１．５wt％、Ｍｎ０．１〜０．５wt％、Ｃｒ０．０５〜
０．５wt％、Ｎｉ０．０５〜１．０wt％、Ｔｉ０．３wt
％を含有し、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ
合金を鍛造用素材とし、この鍛造用素材を、鍛造型温度
１００〜１５０℃、素材温度２００〜３５０℃、ラム下
降速度１００〜８００ｍｍ／ｓｅｃの条件で、ＭｏＳ2
を含有させた冷間鍛造用潤滑油を用いて１回の鍛造加工
により成形する。
の製造方法を提供する。 【構成】 Ｓｉ１．０〜１５．０wt％、Ｆｅ０．１〜
１．０wt％、Ｃｕ１．０〜５．０wt％、Ｍｇ０．２〜
１．５wt％、Ｍｎ０．１〜０．５wt％、Ｃｒ０．０５〜
０．５wt％、Ｎｉ０．０５〜１．０wt％、Ｔｉ０．３wt
％を含有し、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ
合金を鍛造用素材とし、この鍛造用素材を、鍛造型温度
１００〜１５０℃、素材温度２００〜３５０℃、ラム下
降速度１００〜８００ｍｍ／ｓｅｃの条件で、ＭｏＳ2
を含有させた冷間鍛造用潤滑油を用いて１回の鍛造加工
により成形する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鍛造加工により製造す
る気体圧縮機部材として用いられるアルミニウム合金製
スクロールの製造方法に関するものである。
る気体圧縮機部材として用いられるアルミニウム合金製
スクロールの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スクロール型気体圧縮機は、２個のスク
ロール（渦巻き羽根、図１参照）が互いに接しながら回
転運動をして吸い込み気体を圧縮する装置であり、固定
スクロールと旋回スクロールとがつくり出す三日月状の
圧縮空間を外側から内側へ連続的に小さくしていって吸
い込み気体を圧縮するものであり、レシプロ型の圧縮機
よりも低振動、低騒音であるために広く用いられてい
る。
ロール（渦巻き羽根、図１参照）が互いに接しながら回
転運動をして吸い込み気体を圧縮する装置であり、固定
スクロールと旋回スクロールとがつくり出す三日月状の
圧縮空間を外側から内側へ連続的に小さくしていって吸
い込み気体を圧縮するものであり、レシプロ型の圧縮機
よりも低振動、低騒音であるために広く用いられてい
る。
【０００３】一般にスクロールは、鋳鉄または鋼製のも
のも用いられているが、近年軽量化のためにアルミニウ
ム合金が用いられるようになっている。
のも用いられているが、近年軽量化のためにアルミニウ
ム合金が用いられるようになっている。
【０００４】従来スクロール用アルミニウム合金として
は、Ｓｉを１１〜１３％含み、これに合金の硬化用元素
として、少量のＣｕ、Ｍｇ、Ｎｉを添加したＡＣ−８Ａ
合金等のＡｌ−Ｓｉ系の鋳物用合金が用いられ、また製
品の使用特性上、組織が緻密で鋳巣等の内部欠陥の無い
ものが要求される関係上、合金中にＳｂを添加して、そ
の結晶微細化効果による鍛造組織の改善を図ったり、合
金をスクイズキャスティング等の特殊鍛造法によって鍛
造すること等が行われている。
は、Ｓｉを１１〜１３％含み、これに合金の硬化用元素
として、少量のＣｕ、Ｍｇ、Ｎｉを添加したＡＣ−８Ａ
合金等のＡｌ−Ｓｉ系の鋳物用合金が用いられ、また製
品の使用特性上、組織が緻密で鋳巣等の内部欠陥の無い
ものが要求される関係上、合金中にＳｂを添加して、そ
の結晶微細化効果による鍛造組織の改善を図ったり、合
金をスクイズキャスティング等の特殊鍛造法によって鍛
造すること等が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに単に合金組織の微細化を図ったり、特殊鍛造法を採
用したりしただけでは製品中の鋳巣を完全に無くすこと
が困難であり、切削加工後の製品にしばしば鋳巣による
欠陥が発見されることがあって、生産効率上問題があっ
た。
うに単に合金組織の微細化を図ったり、特殊鍛造法を採
用したりしただけでは製品中の鋳巣を完全に無くすこと
が困難であり、切削加工後の製品にしばしば鋳巣による
欠陥が発見されることがあって、生産効率上問題があっ
た。
【０００６】ところで、上述したような鍛造法に替わ
り、鍛造法により製造する方法も検討されている。しか
しながら、当該スクロールはその形状が複雑であるた
め、鍛造法により最終製品の形状まで実用コストで加工
することが困難である。一方、切削加工により当該スク
ロールを製造する方法では、製品強度、寸法精度等の観
点で優れたものが得られるものの、製造コストが高くな
り過ぎる問題がある。
り、鍛造法により製造する方法も検討されている。しか
しながら、当該スクロールはその形状が複雑であるた
め、鍛造法により最終製品の形状まで実用コストで加工
することが困難である。一方、切削加工により当該スク
ロールを製造する方法では、製品強度、寸法精度等の観
点で優れたものが得られるものの、製造コストが高くな
り過ぎる問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような状
況に鑑みアルミニウム合金押出材から得た円板状の鍛造
用素材を使用して、１回の鍛造加工により製品であるス
クロールを成形することにより、上記の各種問題を解決
すると共に、切削加工を必要としないため、大幅な生産
性向上を実現したアルミニウム合金製スクロールの製造
方法を開発したものである。
況に鑑みアルミニウム合金押出材から得た円板状の鍛造
用素材を使用して、１回の鍛造加工により製品であるス
クロールを成形することにより、上記の各種問題を解決
すると共に、切削加工を必要としないため、大幅な生産
性向上を実現したアルミニウム合金製スクロールの製造
方法を開発したものである。
【０００８】即ち、本発明は、Ｓｉ１．０〜１５．０wt
％、Ｆｅ０．１〜１．０wt％、Ｃｕ１．０〜５．０wt
％、Ｍｇ０．２〜１．５wt％、Ｍｎ０．１〜０．５wt
％、Ｃｒ０．０５〜０．５wt％、Ｎｉ０．０５〜１．０
wt％、Ｔｉ０．３wt％を含有し、残部Ａｌと不可避的不
純物とからなるＡｌ合金を鍛造用素材とし、この鍛造用
素材を、鍛造型温度１００〜１５０℃、素材温度２００
〜３５０℃、ラム降下速度１００〜８００ｍｍ／ｓｅｃ
の条件で、ＭｏＳ2 を含有させた冷間鍛造用潤滑油を用
いて１回の鍛造加工により成形することを特徴とするア
ルミニウム合金製スクロールの製造方法である。
％、Ｆｅ０．１〜１．０wt％、Ｃｕ１．０〜５．０wt
％、Ｍｇ０．２〜１．５wt％、Ｍｎ０．１〜０．５wt
％、Ｃｒ０．０５〜０．５wt％、Ｎｉ０．０５〜１．０
wt％、Ｔｉ０．３wt％を含有し、残部Ａｌと不可避的不
純物とからなるＡｌ合金を鍛造用素材とし、この鍛造用
素材を、鍛造型温度１００〜１５０℃、素材温度２００
〜３５０℃、ラム降下速度１００〜８００ｍｍ／ｓｅｃ
の条件で、ＭｏＳ2 を含有させた冷間鍛造用潤滑油を用
いて１回の鍛造加工により成形することを特徴とするア
ルミニウム合金製スクロールの製造方法である。
【０００９】
【作用】先ず、本発明において使用するアルミニウム合
金の組成を上記のように限定した理由について説明す
る。Ｓｉは材料の強度向上、耐磨耗性の向上に寄与し、
また熱膨脹係数を低下させる。その含有量を１．０〜１
５．０wt％と限定したのは、１．０wt％未満ではこれら
の効果が充分ではなく、１５wt％を超えると初晶Ｓｉお
よび共晶Ｓｉが粗大化して鍛造性が悪くなるからであ
る。
金の組成を上記のように限定した理由について説明す
る。Ｓｉは材料の強度向上、耐磨耗性の向上に寄与し、
また熱膨脹係数を低下させる。その含有量を１．０〜１
５．０wt％と限定したのは、１．０wt％未満ではこれら
の効果が充分ではなく、１５wt％を超えると初晶Ｓｉお
よび共晶Ｓｉが粗大化して鍛造性が悪くなるからであ
る。
【００１０】Ｆｅは合金の硬度を高め、耐磨耗性を向上
させる。その含有量を０．１〜１．０wt％と限定したの
は、０．１wt％未満ではその効果が充分ではなく、１．
０wt％を超えると巨大な晶出物が発生して延性や靱性が
低下し、鍛造性が劣化する。
させる。その含有量を０．１〜１．０wt％と限定したの
は、０．１wt％未満ではその効果が充分ではなく、１．
０wt％を超えると巨大な晶出物が発生して延性や靱性が
低下し、鍛造性が劣化する。
【００１１】Ｃｕは合金の強度および耐磨耗性を向上さ
せる。その含有量を１．０〜５．０wt％と限定したの
は、１．０wt％未満ではその効果が不充分であり、５．
０wt％を超えると加工性および耐食性が劣化し、また耐
応力腐食割れ性も低下するからである。
せる。その含有量を１．０〜５．０wt％と限定したの
は、１．０wt％未満ではその効果が不充分であり、５．
０wt％を超えると加工性および耐食性が劣化し、また耐
応力腐食割れ性も低下するからである。
【００１２】ＭｇはＭｇ2 Ｓｉなる析出物を生成して強
度を向上させる。その含有量を０．２〜１．５wt％と限
定したのは、０．２wt％未満ではその効果が不充分であ
り、１．５wt％を超えると伸びが悪くなり、鍛造性も悪
くなるからである。
度を向上させる。その含有量を０．２〜１．５wt％と限
定したのは、０．２wt％未満ではその効果が不充分であ
り、１．５wt％を超えると伸びが悪くなり、鍛造性も悪
くなるからである。
【００１３】Ｍｎは結晶粒微細化の効果があり、靱性を
向上させる。その添加量を０．１〜０．５wt％と限定し
たのは、０．１wt％未満ではその効果が充分ではなく、
０．５wt％を超えると延性が低下し、鍛造性が劣化する
からである。
向上させる。その添加量を０．１〜０．５wt％と限定し
たのは、０．１wt％未満ではその効果が充分ではなく、
０．５wt％を超えると延性が低下し、鍛造性が劣化する
からである。
【００１４】Ｃｒは合金の耐磨耗性を向上させる。その
添加量を０．０５〜０．５wt％と限定したのは、０．０
５wt％未満ではその効果が不充分であり、０．５wt％を
超えると焼入感受性が高くなり、強度が低下するからで
ある。
添加量を０．０５〜０．５wt％と限定したのは、０．０
５wt％未満ではその効果が不充分であり、０．５wt％を
超えると焼入感受性が高くなり、強度が低下するからで
ある。
【００１５】Ｎｉは耐熱性（高温強度）や耐磨耗性を向
上させる。その添加量を０．０５〜１．０wt％と限定し
たのは、０．０５wt％未満ではその効果が不充分であ
り、１．０wt％を超えるとＡｌ3 Ｎｉ等の金属間化合物
が粗大化して延性や靱性が低下し、鍛造性が劣化するか
らである。
上させる。その添加量を０．０５〜１．０wt％と限定し
たのは、０．０５wt％未満ではその効果が不充分であ
り、１．０wt％を超えるとＡｌ3 Ｎｉ等の金属間化合物
が粗大化して延性や靱性が低下し、鍛造性が劣化するか
らである。
【００１６】Ｔｉは結晶の微細化効果と、強度および靱
性を向上させる効果がある。その添加量を０．３wt％以
下と限定したのは、０．３wt％を超えるとその効果が飽
和するためである。
性を向上させる効果がある。その添加量を０．３wt％以
下と限定したのは、０．３wt％を超えるとその効果が飽
和するためである。
【００１７】次に、本発明アルミニウム合金製スクロー
ルの製造方法について説明する。本発明アルミニウム合
金製スクロールは、上記の合金組成を有するＡｌ合金を
鍛造用の素材とする。この鍛造用素材は、例えば、上記
の合金組成を有するＡｌ合金鋳塊に通常の均質化処理を
施し、これを押出加工後、焼鈍処理したもの等が鍛造加
工性に優れ望ましい。前記鍛造用素材は、２００〜３５
０℃に加熱して１００〜１５０℃に加熱した金型によ
り、ラム降下速度１００〜８００ｍｍ／ｓｅｃで鍛造
し、１回の鍛造加工によりスクロール形状に成形するも
のである。この際、潤滑剤としてＭｏＳ2を用いる。こ
の潤滑剤は加熱前に塗布してもよいし、加熱後に塗布し
てもよい。尚、ここでいうラム降下速度とは、型鍛造金
型の下型に対する上型の加工速度の意味である。
ルの製造方法について説明する。本発明アルミニウム合
金製スクロールは、上記の合金組成を有するＡｌ合金を
鍛造用の素材とする。この鍛造用素材は、例えば、上記
の合金組成を有するＡｌ合金鋳塊に通常の均質化処理を
施し、これを押出加工後、焼鈍処理したもの等が鍛造加
工性に優れ望ましい。前記鍛造用素材は、２００〜３５
０℃に加熱して１００〜１５０℃に加熱した金型によ
り、ラム降下速度１００〜８００ｍｍ／ｓｅｃで鍛造
し、１回の鍛造加工によりスクロール形状に成形するも
のである。この際、潤滑剤としてＭｏＳ2を用いる。こ
の潤滑剤は加熱前に塗布してもよいし、加熱後に塗布し
てもよい。尚、ここでいうラム降下速度とは、型鍛造金
型の下型に対する上型の加工速度の意味である。
【００１８】ここにおいて鍛造加工時の素材温度を２０
０〜３５０℃と限定したのは、２００℃未満では鍛造が
困難であり、３５０℃を超えると鍛造後の組織が劣化す
るからである。
０〜３５０℃と限定したのは、２００℃未満では鍛造が
困難であり、３５０℃を超えると鍛造後の組織が劣化す
るからである。
【００１９】また金型温度を１００〜１５０℃と限定し
たのは、１００℃未満では素材の割れを生じ易く、また
金型内のメタルの流れが悪くなるからであり、１５０℃
を超えると組織が劣化するからである。
たのは、１００℃未満では素材の割れを生じ易く、また
金型内のメタルの流れが悪くなるからであり、１５０℃
を超えると組織が劣化するからである。
【００２０】更に、ラム降下速度を１００〜８００ｍｍ
／ｓｅｃと限定したのは、１００ｍｍ／ｓｅｃ未満で
は、素材温度が低下し鍛造時に素材の割れが生じ易く、
また金型内のメタルの流れが悪くなり、８００ｍｍ／ｓ
ｅｃを超えると素材温度が上昇して鍛造後の組織が劣化
するからである。
／ｓｅｃと限定したのは、１００ｍｍ／ｓｅｃ未満で
は、素材温度が低下し鍛造時に素材の割れが生じ易く、
また金型内のメタルの流れが悪くなり、８００ｍｍ／ｓ
ｅｃを超えると素材温度が上昇して鍛造後の組織が劣化
するからである。
【００２１】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。Ｓｉ５．０wt％、Ｆｅ０．１５wt％、Ｃｕ３．５
wt％、Ｍｎ０．１５wt％、Ｍｇ１．５wt％、Ｃｒ０．０
６wt％、Ｔｉ０．０８wt％、Ｎｉ０．２１wt％、残部Ａ
ｌからなる合金組成を有し、直径が２１５ｍｍのＡｌ合
金鋳塊を半連続鍛造法により製造し、４７０℃×８時間
の均質化処理を施した後、押出温度４２０℃で直径８０
ｍｍの押出棒とした。この押出棒に３９０℃×２時間の
焼鈍処理を施した後、切断して単重３００ｇの円板状の
鍛造用素材とした。この鍛造用素材に一般的な冷間鍛造
用油にＭｏＳ2 を含有させた潤滑剤を塗布して、２８０
℃に加熱した。一方、直径８０ｍｍのスクロール形状の
金型にもＭｏＳ2 系潤滑剤を塗布し、１２０℃に加熱し
た。金型は下型と上型とからなるが、この１２０℃に加
熱された下型に、前記潤滑剤を塗布して２８０℃に加熱
した鍛造用素材を装入し、同じく１２０℃に加熱した上
型を降下させ、１日の鍛造加工でスクロールに形成し
た。この際、上型の降下速度（ラム降下速度）を２５０
ｍｍ／ｓｅｃと６００ｍｍ／ｓｅｃの２種類とした。こ
の製品であるスクロールの形状は、図１に示すように直
径８０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのフランジ１の片面に高さ１
３ｍｍ、巾２ｍｍの３重の渦巻状のスクロール部２を有
し、他の片面にボス部（図示せず）を有するものであ
る。上記鍛造条件でスクロールを製造した場合、寸法精
度の良い製品が得られた。これに対し鍛造用素材の加熱
温度を４００℃、金型の加熱温度を２００℃、ラム降下
速度を４００ｍｍ／ｓｅｃとした場合は、渦巻き状のス
クロール部の強度が不充分であると共に、抜け勾配を付
けないと鍛造後の離型が不可能であって、生産性が大幅
に低下した。
する。Ｓｉ５．０wt％、Ｆｅ０．１５wt％、Ｃｕ３．５
wt％、Ｍｎ０．１５wt％、Ｍｇ１．５wt％、Ｃｒ０．０
６wt％、Ｔｉ０．０８wt％、Ｎｉ０．２１wt％、残部Ａ
ｌからなる合金組成を有し、直径が２１５ｍｍのＡｌ合
金鋳塊を半連続鍛造法により製造し、４７０℃×８時間
の均質化処理を施した後、押出温度４２０℃で直径８０
ｍｍの押出棒とした。この押出棒に３９０℃×２時間の
焼鈍処理を施した後、切断して単重３００ｇの円板状の
鍛造用素材とした。この鍛造用素材に一般的な冷間鍛造
用油にＭｏＳ2 を含有させた潤滑剤を塗布して、２８０
℃に加熱した。一方、直径８０ｍｍのスクロール形状の
金型にもＭｏＳ2 系潤滑剤を塗布し、１２０℃に加熱し
た。金型は下型と上型とからなるが、この１２０℃に加
熱された下型に、前記潤滑剤を塗布して２８０℃に加熱
した鍛造用素材を装入し、同じく１２０℃に加熱した上
型を降下させ、１日の鍛造加工でスクロールに形成し
た。この際、上型の降下速度（ラム降下速度）を２５０
ｍｍ／ｓｅｃと６００ｍｍ／ｓｅｃの２種類とした。こ
の製品であるスクロールの形状は、図１に示すように直
径８０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのフランジ１の片面に高さ１
３ｍｍ、巾２ｍｍの３重の渦巻状のスクロール部２を有
し、他の片面にボス部（図示せず）を有するものであ
る。上記鍛造条件でスクロールを製造した場合、寸法精
度の良い製品が得られた。これに対し鍛造用素材の加熱
温度を４００℃、金型の加熱温度を２００℃、ラム降下
速度を４００ｍｍ／ｓｅｃとした場合は、渦巻き状のス
クロール部の強度が不充分であると共に、抜け勾配を付
けないと鍛造後の離型が不可能であって、生産性が大幅
に低下した。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によればアル
ミニウム合金製スクロールが効率良く製造できるもの
で、工業上顕著な効果を奏するものである。
ミニウム合金製スクロールが効率良く製造できるもの
で、工業上顕著な効果を奏するものである。
【図１】スクロールの斜視図である。
１ フランジ ２ スクロール部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｆ 1/043
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｓｉ１．０〜１５．０wt％、Ｆｅ０．１
〜１．０wt％、Ｃｕ１．０〜５．０wt％、Ｍｇ０．２〜
１．５wt％、Ｍｎ０．１〜０．５wt％、Ｃｒ０．０５〜
０．５wt％、Ｎｉ０．０５〜１．０wt％、Ｔｉ０．３wt
％を含有し、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ
合金を鍛造用素材とし、この鍛造用素材を、鍛造型温度
１００〜１５０℃、素材温度２００〜３５０℃、ラム降
下速度１００〜８００ｍｍ／ｓｅｃの条件で、ＭｏＳ2
を含有させた冷間鍛造用潤滑油を用いて１回の鍛造加工
により成形することを特徴とするアルミニウム合金製ス
クロールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16163494A JPH0828493A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | アルミニウム合金製スクロールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16163494A JPH0828493A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | アルミニウム合金製スクロールの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0828493A true JPH0828493A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=15738921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16163494A Pending JPH0828493A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | アルミニウム合金製スクロールの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828493A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1994
- 1994-07-14 JP JP16163494A patent/JPH0828493A/ja active Pending
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