JPH1077968A - 回転板式圧縮機の摺動部材 - Google Patents

回転板式圧縮機の摺動部材

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JPH1077968A
JPH1077968A JP8253926A JP25392696A JPH1077968A JP H1077968 A JPH1077968 A JP H1077968A JP 8253926 A JP8253926 A JP 8253926A JP 25392696 A JP25392696 A JP 25392696A JP H1077968 A JPH1077968 A JP H1077968A
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賢治 渡邊
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公男 川越
Toshiro Fujii
俊郎 藤井
Kazuro Murakami
和朗 村上
Masayoshi Hori
真嘉 堀
Takahisa Tokushige
貴久 徳重
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Al−Si共晶系合金基材にSnめっきを施
した、回転板式圧縮機の摺動部においてSi粒子2によ
るカジリ、焼付きを防止する。 【解決手段】 共晶Si粒子のほとんどが脱落しかつ最
大表面粗さ(Rz)が5.5μm以下であるAl−Si
合金基材1の表面に電解Snめっき3を施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転板式圧縮機の
摺動部材に関するものであり、さらに詳しく述べるなら
ば斜板式、ウェーブプレート式などの回転板式コンプレ
ッサーに摺動部材の基材として使用されるAl−Si合
金の表面構造を改善した摺動部材に関するものである。
【0002】斜板式コンプレッサーでは斜板の1回転に
対して両頭ピストンの往復回転が1回のみであるために
圧縮能率が低いという問題があると言われており、この
斜板の代わりに周方向に沿ってウェーブする立体カム状
プレートを使用するウェーブプレート式圧縮機が特開平
7−97978号にて提案されている。
【0003】これらの圧縮機の摺動部材としては、軽量
及び耐摩耗性に特長があるAl−Si共晶系合金を基材
とする斜板、ウェーブプレート及びピストンなどが使用
されている。
【0004】
【従来の技術】Al−Si共晶系合金は通常1〜20%
程度のSiを含有しており、このSiは硬い初晶Siも
しくは共晶Siとして分散しているために、相手材であ
る通常Fe系材料製シューとの摺動面を平坦にし、かつ
相手材からの荷重も受け、しかもアルミ材自体の摩耗も
少なくしている。一方かかるAl−Si共晶系合金に無
電解スズめっきを施すことによって、潤滑性及び初期な
じみ性を良好にした斜板式圧縮機用斜板も公知である。
この無電解Snめっきの際には、本出願人は、2回のア
ルカリエッチング処理により表面の酸化膜を除去し、引
続きスマットと称される反応生成物を硝酸−フッ酸系洗
浄液にて除去した後無電解めっきを行っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の圧縮機摺動部材
のめっき前の表面粗さはRz10μm以上であり、また
めっき後の粗さは、Al−Si共晶系合金基材1(図1
参照)の表面全体の凹凸によるが、特に突出したSi粒
子2中でも比較的粗大な初晶Si粒子に起因しているこ
とが分かった。またSnめっき3の厚さは通常10〜2
0μmであったために、めっき表面も基材表面の凹凸を
再現しており、一部ではSi粒子2がめっき表面から突
出していた。さらに、初晶Si粒子より微細な共晶Si
はほとんどがアルカリ液でのエッチング処理によっても
残存していることが分かった。
【0006】図1に概念的に示す表面を有する圧縮機摺
動部材が相手材と摺動すると、潤滑油の供給が十分では
なくかつ面圧が高い場合に相手材をかじる事故や焼付な
どが発生していた。また、Al−Si共晶系合金基材1
が突出したSi粒子2を介して相手材から受ける荷重P
はSi粒子2とAl合金マトリックスの界面に伝えら
れ、界面で繰り返し剪断応力Ps が発生してAlマトリ
ックスの疲労が起こる結果、Si粒子2の保持力が弱く
なり、Si粒子2がAl−Si共晶系合金基材1から脱
落するピッチングを起こしていた。また、残存共晶Si
粒子上に被着されたSnめっきは摺動特性が不良である
ことを確認し、その原因はSiとSnの接合強度はAl
とSnとの接合強度に比べて低いことにあるものと考察
した。
【0007】したがって、本発明は回転板式圧縮機に使
用され、Snめっきが施されるAl−Si共晶系合金の
摺動特性を高めることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
本発明は、Al−Si共晶系合金基材にSnめっきを回
転板式圧縮機の摺動部材において、共晶Si粒子のほと
んど脱落して微細な凹部が形成されており、かつ最大粗
さ(Rz)が5.5μm以下である前記Al−Si共晶
系合金表面に電解Snめっきが施されていることを特徴
とするものである。
【0009】上記のように基板表面を調整するために
は、基材のアルカリエッチング液の濃度を高くしかつ処
理時間は短めに、かつスマット処理酸性液の濃度を低
く、処理時間は長めにすることが必要であり、具体的に
は前者におけるNaOH濃度は100g/L以上、時間
は10秒程度であり、後者における硝酸濃度は600m
L/L以下かつフッ酸濃度は40mL/L以下、処理時
間は10〜20秒が好ましい処理条件である。アルカリ
エッチングの温度は45℃程度、スマット処理の温度は
室温が好ましい。
【0010】従来スマット処理はアルカリエッチングの
反応生成物であるスマットを分解するだけであると考え
られていたが、本発明者の実験によるとスマット処理液
の酸濃度が高いと初晶Siを溶解してしまい、溶解後の
基材表面には大きい凹部が形成されることが分かった。
またこの条件では共晶Siはほとんど全部脱落するが初
晶Siも脱落し、その凹部が大きい粗さとなるので、摺
動特性の面からは好ましくない。したがって、スマット
処理液の濃度は低くして処理時間を長くすることによ
り、スマットを十分に分解し、共晶Siはほとんどを溶
解させるが初晶Siはある程度抑制して溶解させること
ができる。
【0011】アルカリエッチングの濃度が低くかつエッ
チング時間が長いと、アルミニウムマトリックスの侵食
量が大きくなり、一方アルカリによる初晶及び共晶Si
自体の溶解は遅いために、粗さが大きくなり所望の表面
構造が得られない。
【0012】本発明において、Al−Si共晶系合金基
材の最大表面粗さ(Rz)5.5μm以下とした理由
は、Snめっき表面の凹凸を少なくして潤滑油が少なく
かつ面圧が高い摺動条件においてもEHL(弾性流体潤
滑)式での潤滑とさせ、カジリ、焼き付きを防止する。
また突出高さが少なくなったSi粒子は摺動中に脱落し
難く、また、Snめっきにより摺動部真実接触点を増加
させ、実質面圧を減少させるため、その結果として耐摩
耗性、耐疲労性が大幅に向上する。次に、本発明におい
て、好ましい最大粗さ(Rz)は1.5〜2μmであ
る。共晶Siのほとんどを除去する理由は、残存する微
細な凹部に突入するSnがAlと強固に接着されて、S
nめっき皮膜の接合強度を高めるからである。なお、基
材表面に存在する共晶Siは摺動特性にほとんど寄与し
ないので全部を除去してもよい。さらに、残存する初晶
Siには相手軸からの荷重が集中するが、この突出高さ
の小さい初晶Siは脱落し難いので、安定して耐荷重性
及び耐摩耗性を発揮する。最後にSnめっきを電解スズ
めっきにしたのは密着力が高いためである。以上のよう
な特長を組み合わせることにより、300〜400MP
aの高面圧下で弾性流体潤滑条件が安定して実現され、
摺動部真実接点を増加させることにより実質面圧を減少
させることができる。その結果として摺動部材の耐摩耗
性及び耐疲労性が大幅に向上する。
【0013】本発明において使用されるAl−Si共晶
系合金基材は通常の溶製法により製造される鋳造、鍛
造、圧延その他の任意の加工法ならびに焼鈍などの熱処
理によるものである。また、加工後の素材を研摩、切
削、アルマイトなどの各種表面処理もしくは仕上加工を
施して摺動部材の形状や表面状態にすることもできるの
はもちろんである。さらに、Si以外に、公知の添加元
素例えば、脱酸剤としてのP,時効析出性を付与するM
g,Cu,結晶粒微細化剤であるTi,B,初晶Siの
接種剤などの1種又は2種以上を添加することもでき
る。前記Snめっきは2〜10μmの厚さとすることに
より好ましい摺動特性が安定して得られる。Snめっき
の厚さが2μm未満であると表面の凹凸が大きくなり、
10μmを超えても摺動特性は良好にはならない。より
好ましいSnめっきの厚さは2〜10μmである。電解
Snめっきは、酸性浴を使用する一般的な方法によるこ
とができる。
【0014】Al−Si共晶系合金基材とSnめっきの
中間にAlとの密着性が優れたZn,CuまたはNiめ
っきを、好ましくは0.1〜1μmの厚さで行うとSn
めっきの密着性が一層高められる。なお、Znめっきは
無電解めっきの一種である置換めっきにより行うことが
できる。これら以外の金属の中間めっきを施すことも可
能であるが、高価であるかもしくは一般的でない。以
下、実施例により本発明をより詳しく説明する。
【0015】
【実施例】
実施例1 17wt%Siを含有するAl−Si共晶系合金鍛造材
(Si以外はAlと少量の不純物)の斜板用素材を切削
により粗さをRz0.4μmとした後、以下の表面処理
を行った。 (1)アルカリ脱脂(300sec) (2)水洗(市水) (3)アルカリエッチング(NaOH濃度110g/
L,50℃,10秒) (4)水洗(市水) (5)スマット処理(HNO3 600mL/L,HF4
0mL/L,20℃10秒) 表面処理後の最大粗さ(Rz)は1.6μmであり、表
面の組織状態は図2’500倍の顕微鏡写真)に示すよ
うにやや角張った初晶Siは全部残っているが、丸みを
帯びた微細は共晶Siはほとんど(概算の個数換算で6
0%)が脱落し、脱落により形成された微細な凹部にA
l地が露出している。ここで、脱落した共晶Siの割合
の算定は、残存共晶Siの平均粒径のものが処理(1)
〜(5)の前に存在していたものとして、その全個数に
対する脱落粒子個数を計算したものである。
【0016】上記表面処理後下記のいずれかのめっきを
行った。 (a)電解Snめっきめっき浴組成 硫酸第1錫 45 g/L 硫酸 100 g/L アサヒスタナー 30mL/L(上村工業) 温度 40℃ めっき厚さ 3.5μm (b)Cuめっき後電解Snめっき(上記(a)と同
じ) Cuめっき後(Snめっき前)活性化処理 濃硫酸 100mL/L、30℃、40秒Cuめっき浴組成 ピロリン酸銅 15g/L ピロリン酸カリ120g/L 温度 30℃ めっき厚さ 0.5μm
【0017】比較例1 実施例と同一の基材に下記の表面処理を施した。 (1)アルカリ脱脂(NaOH濃度 40g/L,50
℃,300秒) (2)水洗(市水) (3)アルカリ脱脂(NaOH濃度 50g/L,50
℃,30秒) (4)水洗(市水) (5)スマット処理(HNO3 530mL/L,HF1
00g/L,30℃35秒) この表面処理された基材の最大粗さ(Rz)は1μmで
あり、かつ初晶Siは全部残存しかつ共晶Siもほとん
ど全部が残存していた。上記表面処理を施した基材自
体、及び無電解めっきめっきを施したものを供試材とし
た。無電解めっきは厚さが2μmとなるように行った。
【0018】焼付試験条件 試験機:実機テスト 回転数:1000rpm 潤滑条件:貧潤滑
【0019】疲労試験条件 荷重:380N 面圧:280MPa
【0020】
【表1】 耐 焼 付 性 耐疲労性 (sec) (繰返数) 実施例 電解Snめっき 90以上 5×107 Cu中間めっき+ 90以上 5×107 電解Snめっき 比較例 Snめっきなし 10以上 1×107 無電解Snめっき 25以上 1×107
【0021】表1に示すように本発明によると5倍以上
の耐焼付性及び耐疲労性が得られる。なお、比較のため
に上記した試験条件よりは面圧が低い条件で焼付試験を
行ったところ耐焼付性の差は5倍から大幅に低下した。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は特に面圧
が高い回転板式圧縮機に適した摺動部材として優れた特
性を発揮するものであるために、近年潤滑油の供給機構
も簡単にし、その他の面でも小型化を図りながら高性能
を追求した回転板式圧縮機に特に適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】表面にSnめっきが施されたAl−Si系合金
の摺動特性を説明する図である。
【図2】本発明に係るAl−Si系合金基材の表面の金
属組織写真(500倍)である。
【符号の説明】
1 Al−Si系合金基材 2 Si粒子 3 Snめっき P 相手軸からの荷重 P3 剪断応力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 俊郎 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 村上 和朗 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 堀 真嘉 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 徳重 貴久 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Al−Si共晶系合金基材にSnめっき
    を施した、回転板式圧縮機の摺動部材において、 共晶Si粒子のほとんどが脱落しかつ最大表面粗さ(R
    z)が5.5μm以下である前記Al−Si合金基材の
    表面に電解Snめっきが施されていることを特徴とする
    回転板式圧縮機の摺動部材。
  2. 【請求項2】 前記電解Snめっきの厚さが1〜30μ
    mである請求項1記載の回転板式圧縮機の摺動部材。
  3. 【請求項3】 前記電解SnめっきとAl−Si合金基
    材の表面の間にZn,CuまたはNiめっきからなる中
    間めっきが介在している請求項1又は2記載の回転板式
    圧縮機の摺動部材。
  4. 【請求項4】 前記中間めっきの厚さが0.1〜5μm
    である請求項3記載の回転板式圧縮機の摺動部材。
  5. 【請求項5】 前記Al−Si共晶系合金のSi含有量
    が8〜20wt%である請求項1から4までのいずれか
    1項記載の回転板式圧縮機の摺動部材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2135735A1 (en) 2008-06-20 2009-12-23 Daido Metal Company Ltd. Slide member
KR101327059B1 (ko) * 2011-03-09 2013-11-07 현대자동차주식회사 스와시 플레이트 및 그 제조방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6308615B1 (en) 1999-03-08 2001-10-30 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Compressor
EP2135735A1 (en) 2008-06-20 2009-12-23 Daido Metal Company Ltd. Slide member
US8053088B2 (en) 2008-06-20 2011-11-08 Daido Metal Company Ltd. Slide member
KR101327059B1 (ko) * 2011-03-09 2013-11-07 현대자동차주식회사 스와시 플레이트 및 그 제조방법
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