JPH1088203A - 圧縮機用摺動部品材料およびその製造方法 - Google Patents
圧縮機用摺動部品材料およびその製造方法Info
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- JPH1088203A JPH1088203A JP23694396A JP23694396A JPH1088203A JP H1088203 A JPH1088203 A JP H1088203A JP 23694396 A JP23694396 A JP 23694396A JP 23694396 A JP23694396 A JP 23694396A JP H1088203 A JPH1088203 A JP H1088203A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】油潤滑が困難な環境や高負荷条件下で使用され
る圧縮機の摺動部品として優れた耐摩耗性，摺動性，耐
圧性を有し、圧縮機の性能および耐久性を向上させるこ
とが可能な圧縮機用摺動部品材料およびその製造方法を
提供する。 【解決手段】パーライトまたはベイナイト組織を有する
多孔質鉄基焼結合金の空孔部に、四弗化エチレン（ＰＴ
ＦＥ），四弗化エチレン・パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体（ＰＦＡ）および四弗化エチレン・六
弗化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）から選択される少な
くとも１種の弗素樹脂が充填されていることを特徴とす
る。また多孔質鉄基焼結合金における空孔部の体積割合
が５％以上４０％以下であることを特徴とする。
る圧縮機の摺動部品として優れた耐摩耗性，摺動性，耐
圧性を有し、圧縮機の性能および耐久性を向上させるこ
とが可能な圧縮機用摺動部品材料およびその製造方法を
提供する。 【解決手段】パーライトまたはベイナイト組織を有する
多孔質鉄基焼結合金の空孔部に、四弗化エチレン（ＰＴ
ＦＥ），四弗化エチレン・パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体（ＰＦＡ）および四弗化エチレン・六
弗化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）から選択される少な
くとも１種の弗素樹脂が充填されていることを特徴とす
る。また多孔質鉄基焼結合金における空孔部の体積割合
が５％以上４０％以下であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧縮機用摺動部品材
料およびその製造方法に係り、特に油潤滑が困難な環境
や高負荷条件下で使用される圧縮機の摺動部品として優
れた耐摩耗性，摺動性，耐圧性を有し、圧縮機の性能お
よび耐久性を向上させることが可能な圧縮機用摺動部品
材料およびその製造方法に関する。
料およびその製造方法に係り、特に油潤滑が困難な環境
や高負荷条件下で使用される圧縮機の摺動部品として優
れた耐摩耗性，摺動性，耐圧性を有し、圧縮機の性能お
よび耐久性を向上させることが可能な圧縮機用摺動部品
材料およびその製造方法に関する。
【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、ケーシング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
され、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、図２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
１０ａ，１０ｂの回転に応じて各ローラ外周面に摺接し
ながら往復動し、各シリンダ８ａ，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１０ａ，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、吸込
み口１２を通り、シリンダ８ａ，８ｂ内の吸込みチャン
バ１３ａ，１３ｂに吸入したガスを圧縮チャンバ１４
ａ，１４ｂ方向に移動させながら圧縮して吐出口１５か
ら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
され、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、図２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
１０ａ，１０ｂの回転に応じて各ローラ外周面に摺接し
ながら往復動し、各シリンダ８ａ，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１０ａ，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、吸込
み口１２を通り、シリンダ８ａ，８ｂ内の吸込みチャン
バ１３ａ，１３ｂに吸入したガスを圧縮チャンバ１４
ａ，１４ｂ方向に移動させながら圧縮して吐出口１５か
ら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、ＦＣＤ６０
０材，ＦＣ２５０材、ＳＭＦ４０３０材（鉄−銅−炭素
系焼結合金）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合金鋼（モニクロ鋳鉄）が広く利用され、またベ
ーン材としてはＳＵＳ４４０Ｃ、シリンダ材としては、
ＦＣ２５０等が一般に使用されている。
０材，ＦＣ２５０材、ＳＭＦ４０３０材（鉄−銅−炭素
系焼結合金）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合金鋼（モニクロ鋳鉄）が広く利用され、またベ
ーン材としてはＳＵＳ４４０Ｃ、シリンダ材としては、
ＦＣ２５０等が一般に使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋳造品
で製造された従来の摺動部品は摺動部位に適合した特別
な油潤滑機構を付加しない限り、摺動面における金属部
材の摩擦係数を低下させることができないという問題点
があった。
で製造された従来の摺動部品は摺動部位に適合した特別
な油潤滑機構を付加しない限り、摺動面における金属部
材の摩擦係数を低下させることができないという問題点
があった。
【０００７】一方、粉末冶金法によれば、比較的に寸法
精度が高い摺動部品が得られるが、鋳造品と同様に摩擦
係数を低減させ、摩耗量を低減させるには未だ十分では
ない。また粉末冶金法による金属焼結体として形成した
摺動部材においては、部材本体が多孔質に形成されてい
るため、気密性が乏しく、部材内を気体が透過するため
に耐圧性が低い難点がある。特にこの金属焼結体で形成
した摺動部材を圧縮機用の摺動部品材料として使用した
場合には、冷媒ガス等の被圧縮ガスが透過するため、圧
縮機の体積効率が低下する問題点もある。
精度が高い摺動部品が得られるが、鋳造品と同様に摩擦
係数を低減させ、摩耗量を低減させるには未だ十分では
ない。また粉末冶金法による金属焼結体として形成した
摺動部材においては、部材本体が多孔質に形成されてい
るため、気密性が乏しく、部材内を気体が透過するため
に耐圧性が低い難点がある。特にこの金属焼結体で形成
した摺動部材を圧縮機用の摺動部品材料として使用した
場合には、冷媒ガス等の被圧縮ガスが透過するため、圧
縮機の体積効率が低下する問題点もある。
【０００８】そこで、摺動部品として使用される金属焼
結体表面に樹脂やリン酸金属塩や硬質金属から成る被膜
を一体に形成し、自己潤滑性を高めて摩擦係数や摩耗量
を低減するとともに酸化処理による封孔を行って耐圧性
を高めることが行われている。しかしながら、一般に被
膜自体の機械的強度が不十分であり、高い負荷状態にお
いては被膜が破壊され易い問題点があった。
結体表面に樹脂やリン酸金属塩や硬質金属から成る被膜
を一体に形成し、自己潤滑性を高めて摩擦係数や摩耗量
を低減するとともに酸化処理による封孔を行って耐圧性
を高めることが行われている。しかしながら、一般に被
膜自体の機械的強度が不十分であり、高い負荷状態にお
いては被膜が破壊され易い問題点があった。
【０００９】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、特に油潤滑が困難な環境や高負荷条件下で
使用される圧縮機の摺動部品として優れた耐摩耗性，摺
動性，耐圧性を有し、圧縮機の性能および耐久性を向上
させることが可能な圧縮機用摺動部品材料およびその製
造方法を提供することを目的とする。
れたもので、特に油潤滑が困難な環境や高負荷条件下で
使用される圧縮機の摺動部品として優れた耐摩耗性，摺
動性，耐圧性を有し、圧縮機の性能および耐久性を向上
させることが可能な圧縮機用摺動部品材料およびその製
造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明者は鋭意検討を行った結果、特に多孔質鉄
基焼結合金を基材とし、その焼結合金の少なくとも表面
部の空孔部にある種の弗素樹脂を充填したときに、弗素
樹脂が焼結合金の微細な空孔部にも浸透し易く、また得
られた材料が長期間に亘って優れた潤滑性，耐摩耗性，
耐熱性，耐圧性を発揮することを見い出し、本願発明を
完成した。
め、本願発明者は鋭意検討を行った結果、特に多孔質鉄
基焼結合金を基材とし、その焼結合金の少なくとも表面
部の空孔部にある種の弗素樹脂を充填したときに、弗素
樹脂が焼結合金の微細な空孔部にも浸透し易く、また得
られた材料が長期間に亘って優れた潤滑性，耐摩耗性，
耐熱性，耐圧性を発揮することを見い出し、本願発明を
完成した。
【００１１】すなわち本発明に係る圧縮機用摺動部品材
料は、パーライトまたはベイナイト組織を有する多孔質
鉄基焼結合金の空孔部に、四弗化エチレン（ＰＴＦ
Ｅ），四弗化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエ
ーテル共重合体（ＰＦＡ）および四弗化エチレン・六弗
化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）から選択される少なく
とも１種の弗素樹脂が充填されていることを特徴とす
る。また多孔質鉄基焼結合金における空孔部の体積割合
が５％以上４０％以下であることを特徴とする。さら
に、前記弗素樹脂は、多孔質鉄基焼結合金の空孔部に対
して３０％以上の体積割合で充填されていることを特徴
とする。また耐圧性が０．５ＭＰａ以上であることを特
徴とする。さらに多孔質鉄基焼結合金の表面部の空孔部
のみに弗素樹脂が充填されていることを特徴とする。
料は、パーライトまたはベイナイト組織を有する多孔質
鉄基焼結合金の空孔部に、四弗化エチレン（ＰＴＦ
Ｅ），四弗化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエ
ーテル共重合体（ＰＦＡ）および四弗化エチレン・六弗
化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）から選択される少なく
とも１種の弗素樹脂が充填されていることを特徴とす
る。また多孔質鉄基焼結合金における空孔部の体積割合
が５％以上４０％以下であることを特徴とする。さら
に、前記弗素樹脂は、多孔質鉄基焼結合金の空孔部に対
して３０％以上の体積割合で充填されていることを特徴
とする。また耐圧性が０．５ＭＰａ以上であることを特
徴とする。さらに多孔質鉄基焼結合金の表面部の空孔部
のみに弗素樹脂が充填されていることを特徴とする。
【００１２】また本発明に係る圧縮機用摺動部品材料の
製造方法は、パーライトまたはベイナイト組織を有する
多孔質鉄基焼結合金を調製する工程と、四弗化エチレン
（ＰＴＦＥ），四弗化エチレン・パーフルオロアルキル
ビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）および四弗化エチレ
ン・六弗化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）から選択され
る少なくとも１種の弗素樹脂の融液中に上記多孔質鉄基
焼結合金を浸漬し、多孔質鉄基焼結合金の少なくとも表
面部の空孔部に上記弗素樹脂を充填含浸する工程とから
成ることを特徴とする。
製造方法は、パーライトまたはベイナイト組織を有する
多孔質鉄基焼結合金を調製する工程と、四弗化エチレン
（ＰＴＦＥ），四弗化エチレン・パーフルオロアルキル
ビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）および四弗化エチレ
ン・六弗化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）から選択され
る少なくとも１種の弗素樹脂の融液中に上記多孔質鉄基
焼結合金を浸漬し、多孔質鉄基焼結合金の少なくとも表
面部の空孔部に上記弗素樹脂を充填含浸する工程とから
成ることを特徴とする。
【００１３】ここで本発明において使用される多孔質鉄
基焼結合金としては、例えば重量％で、ニッケル（Ｎ
ｉ）を０．２〜４％，モリブデン（Ｍｏ）を０．１〜６
％，炭素（Ｃ）を０．１〜３％，残部鉄（Ｆｅ）から成
る鉄基焼結合金を使用することができる。上記組成の焼
結合金は、摺動部材を形成するために必要な硬度を有す
るパーライト組織やベイナイト組織が形成され、摺動部
品としての耐摩耗性が良好となる。
基焼結合金としては、例えば重量％で、ニッケル（Ｎ
ｉ）を０．２〜４％，モリブデン（Ｍｏ）を０．１〜６
％，炭素（Ｃ）を０．１〜３％，残部鉄（Ｆｅ）から成
る鉄基焼結合金を使用することができる。上記組成の焼
結合金は、摺動部材を形成するために必要な硬度を有す
るパーライト組織やベイナイト組織が形成され、摺動部
品としての耐摩耗性が良好となる。
【００１４】上記多孔質鉄基焼結合金の空孔部に充填さ
れる弗素樹脂は、摺動部品に潤滑性を付与し、摩擦係数
を低下させて摺動特性を向上するとともに、空孔部を封
孔して摺動部品の耐圧性を向上させるために使用され
る。
れる弗素樹脂は、摺動部品に潤滑性を付与し、摩擦係数
を低下させて摺動特性を向上するとともに、空孔部を封
孔して摺動部品の耐圧性を向上させるために使用され
る。
【００１５】上記弗素樹脂としては、使用温度条件に耐
える耐熱性が良好である点，封孔効果が良好で耐圧性の
改善効果が大きい点，摩擦係数の低減効果が大きい点な
どの観点から四弗化エチレン（ＰＴＦＥ），四弗化エチ
レン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体
（ＰＦＡ）および四弗化エチレン・六弗化プロピレン共
重合体（ＦＥＰ）から選択される少なくとも１種の弗素
樹脂が使用される。
える耐熱性が良好である点，封孔効果が良好で耐圧性の
改善効果が大きい点，摩擦係数の低減効果が大きい点な
どの観点から四弗化エチレン（ＰＴＦＥ），四弗化エチ
レン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体
（ＰＦＡ）および四弗化エチレン・六弗化プロピレン共
重合体（ＦＥＰ）から選択される少なくとも１種の弗素
樹脂が使用される。
【００１６】なお、上記弗素樹脂のうち、ＰＴＦＥは耐
熱性および耐摩耗性を付与する効果が最大となるが、溶
融時における粘度がＰＦＡと比較して大きいために特に
微細な空孔部を有する焼結合金中に含浸しにくい難点が
ある。またＰＦＡは耐熱性，耐摩耗性，耐圧性を付与す
る効果が大きく、また溶融粘度も低いために含浸操作が
容易となり、特に好ましい。
熱性および耐摩耗性を付与する効果が最大となるが、溶
融時における粘度がＰＦＡと比較して大きいために特に
微細な空孔部を有する焼結合金中に含浸しにくい難点が
ある。またＰＦＡは耐熱性，耐摩耗性，耐圧性を付与す
る効果が大きく、また溶融粘度も低いために含浸操作が
容易となり、特に好ましい。
【００１７】多孔質鉄基焼結合金における空孔部の体積
割合は５〜４０％とされる。この体積割合が５％未満の
場合には、弗素樹脂の含浸充填量が不十分となる一方、
体積割合が４０％を超えると、摺動部材の基材としての
焼結合金の機械的強度が不足し、いずれにしても耐久性
が良好な摺動部品が得られない。
割合は５〜４０％とされる。この体積割合が５％未満の
場合には、弗素樹脂の含浸充填量が不十分となる一方、
体積割合が４０％を超えると、摺動部材の基材としての
焼結合金の機械的強度が不足し、いずれにしても耐久性
が良好な摺動部品が得られない。
【００１８】また上記焼結合金の全空孔部に対する弗素
樹脂の充填割合は体積割合で３０％以上とする。この充
填割合が３０％未満の場合には、弗素樹脂の充填・含浸
による潤滑性の改善効果が不十分となり、耐摩耗性に優
れた摺動部材が得られず、また十分な耐圧性が得られな
い。
樹脂の充填割合は体積割合で３０％以上とする。この充
填割合が３０％未満の場合には、弗素樹脂の充填・含浸
による潤滑性の改善効果が不十分となり、耐摩耗性に優
れた摺動部材が得られず、また十分な耐圧性が得られな
い。
【００１９】なお、上記弗素樹脂を焼結合金の全空孔部
に充填・含浸してもよいが、摺動面を構成する焼結合金
の少なくとも表面部の空孔部のみに充填含浸して封孔処
理を行う一方、焼結合金の表面部を除く中間部には弗素
樹脂を充填しない領域を形成することにより、摺動部品
の軽量化を図ることも可能である。
に充填・含浸してもよいが、摺動面を構成する焼結合金
の少なくとも表面部の空孔部のみに充填含浸して封孔処
理を行う一方、焼結合金の表面部を除く中間部には弗素
樹脂を充填しない領域を形成することにより、摺動部品
の軽量化を図ることも可能である。
【００２０】本発明の圧縮機用摺動部品材料は、例えば
以下のような手順で製造される。まず所定組成を有する
合金粉末と黒鉛粉末とを離型用潤滑剤とともに均一に混
合して原料混合体を調製し、得られた原料混合体を汎用
の金型プレス成形機等を使用し、４００〜６００ＭＰａ
の成形圧力で加圧成形して所定形状の成形体とする。
以下のような手順で製造される。まず所定組成を有する
合金粉末と黒鉛粉末とを離型用潤滑剤とともに均一に混
合して原料混合体を調製し、得られた原料混合体を汎用
の金型プレス成形機等を使用し、４００〜６００ＭＰａ
の成形圧力で加圧成形して所定形状の成形体とする。
【００２１】次に得られた成形体をＡｒやＮ2 ガスなど
の非酸化性雰囲気中て温度１１００〜１２００℃で０．
５〜２時間焼結する。
の非酸化性雰囲気中て温度１１００〜１２００℃で０．
５〜２時間焼結する。
【００２２】次に得られれた多孔質鉄基焼結合金を、大
気雰囲気下で３５０〜４００℃に予熱した後に、加熱・
溶融した弗素樹脂中に浸漬して焼結合金の空孔部に弗素
樹脂を充填・含浸する。充填・含浸方法としては真空ま
たは減圧雰囲気中で行う真空含浸法や含浸液の浸透を利
用して常温・常圧下で焼結合金を弗素樹脂中に浸漬する
方法などがあるが、含浸状態の安定度を考慮すると真空
含浸法が好ましい。真空含浸法には、真空容器内を減圧
した後に、弗素樹脂溶融液中に、焼結合金を浸漬する方
法，浸漬後にさらに容器内を加圧する方法などが採用で
きる。
気雰囲気下で３５０〜４００℃に予熱した後に、加熱・
溶融した弗素樹脂中に浸漬して焼結合金の空孔部に弗素
樹脂を充填・含浸する。充填・含浸方法としては真空ま
たは減圧雰囲気中で行う真空含浸法や含浸液の浸透を利
用して常温・常圧下で焼結合金を弗素樹脂中に浸漬する
方法などがあるが、含浸状態の安定度を考慮すると真空
含浸法が好ましい。真空含浸法には、真空容器内を減圧
した後に、弗素樹脂溶融液中に、焼結合金を浸漬する方
法，浸漬後にさらに容器内を加圧する方法などが採用で
きる。
【００２３】上記弗素樹脂の充填・含浸後に焼結合金を
樹脂融液中から取り出し、大気中にて空冷して充填した
樹脂を凝固せしめて本発明の圧縮機用摺動部品材料が調
製される。なお、焼結合金表面に付着した過剰の樹脂材
料はショットブラスト処理などによって除去される。
樹脂融液中から取り出し、大気中にて空冷して充填した
樹脂を凝固せしめて本発明の圧縮機用摺動部品材料が調
製される。なお、焼結合金表面に付着した過剰の樹脂材
料はショットブラスト処理などによって除去される。
【００２４】上記のように調製された圧縮機用摺動部品
材料では多孔質鉄基焼結合金の空孔部に弗素樹脂が充填
含浸されて封孔処理がなされているため、耐圧性が０．
５ＭＰａ以上と優れている。
材料では多孔質鉄基焼結合金の空孔部に弗素樹脂が充填
含浸されて封孔処理がなされているため、耐圧性が０．
５ＭＰａ以上と優れている。
【００２５】ここで、耐圧性は摺動部品材料の一方の表
面に加圧した窒素ガスを作用させた場合に、材料内部を
透過して他方の表面から窒素ガスが漏出するときの窒素
ガスの圧力で定義される。漏出する窒素ガスは、材料の
他方の表面に塗布した油の膨れおよび気泡の発生により
確認される。上記耐圧性が０．５ＭＰａ以上であれば、
摺動部品材料を圧縮機の構成部品として使用した場合に
おいても被圧縮ガスの透過が少なく、圧縮機の効率低下
を防止できる。
面に加圧した窒素ガスを作用させた場合に、材料内部を
透過して他方の表面から窒素ガスが漏出するときの窒素
ガスの圧力で定義される。漏出する窒素ガスは、材料の
他方の表面に塗布した油の膨れおよび気泡の発生により
確認される。上記耐圧性が０．５ＭＰａ以上であれば、
摺動部品材料を圧縮機の構成部品として使用した場合に
おいても被圧縮ガスの透過が少なく、圧縮機の効率低下
を防止できる。
【００２６】上記構成に係る圧縮機用摺動部品材料によ
れば、焼結合金の空孔部に潤滑性に優れた弗素樹脂が充
填されて封孔処理されて形成しているため、優れた耐摩
耗性，摺動性，耐圧性を有しており、圧縮機を構成する
摺動部品として使用した場合に、圧縮機の性能および耐
久性を大幅に向上させることができる。特にインバータ
ー制御が主流となっている空調機に装備される圧縮機の
ように、常に負荷が大幅に変動する過酷な条件下で使用
される圧縮機の摺動部品を構成する材料として極めて有
効である。
れば、焼結合金の空孔部に潤滑性に優れた弗素樹脂が充
填されて封孔処理されて形成しているため、優れた耐摩
耗性，摺動性，耐圧性を有しており、圧縮機を構成する
摺動部品として使用した場合に、圧縮機の性能および耐
久性を大幅に向上させることができる。特にインバータ
ー制御が主流となっている空調機に装備される圧縮機の
ように、常に負荷が大幅に変動する過酷な条件下で使用
される圧縮機の摺動部品を構成する材料として極めて有
効である。
【００２７】
【発明の実施の形態】次に本発明に係る圧縮機用摺動部
品材料の実施形態について、以下の実施例および従来の
摺動部品材料である比較例を参照して、より具体的に説
明する。
品材料の実施形態について、以下の実施例および従来の
摺動部品材料である比較例を参照して、より具体的に説
明する。
【００２８】実施例１〜１０ 最大粒径１４５μｍの各種Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ合金粉末
に、粒径２０μｍ以下の黒鉛粉末を０．４〜３．０重量
％と離型用潤滑剤を１．５重量％とを添加配合し、最終
的な焼結合金の組成が表１の左欄に示す比率となるよう
に混合して、それぞれ実施例１〜１０用の原料混合体を
調製した。
に、粒径２０μｍ以下の黒鉛粉末を０．４〜３．０重量
％と離型用潤滑剤を１．５重量％とを添加配合し、最終
的な焼結合金の組成が表１の左欄に示す比率となるよう
に混合して、それぞれ実施例１〜１０用の原料混合体を
調製した。
【００２９】次に得られた各原料混合体を金型プレスの
成形型に充填し、４００〜５００ＭＰａの成形圧力で加
圧成形することにより、成形密度が６．５〜６．６ｇ／
cm3の主軸受用，副軸受用，シリンダ用の成形体をそれ
ぞれ形成した。
成形型に充填し、４００〜５００ＭＰａの成形圧力で加
圧成形することにより、成形密度が６．５〜６．６ｇ／
cm3の主軸受用，副軸受用，シリンダ用の成形体をそれ
ぞれ形成した。
【００３０】次の各成形体を非酸化性雰囲気（９０％Ｎ
2 ＋１０％Ｈ2 ）中で１１２０℃の温度条件下で３０分
間焼結し、それぞれ実施例１〜１０に係る多孔質鉄基焼
結合金を製造した。
2 ＋１０％Ｈ2 ）中で１１２０℃の温度条件下で３０分
間焼結し、それぞれ実施例１〜１０に係る多孔質鉄基焼
結合金を製造した。
【００３１】次に、上記のように製造した各多孔質鉄基
焼結合金を大気雰囲気中で温度３８０℃に予熱した後
に、表１に示すように、予め真空容器内において４００
℃に加熱溶融した四弗化エチレン・パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ），四弗化エチレン
・六弗化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）または四弗化エ
チレン（ＰＴＦＥ）などの弗素樹脂融液中に浸漬した。
さらに、真空容器内の圧力が−９３ＭＰａとなるように
減圧し、この圧力で３０分間保持した後に、真空容器内
を常圧に戻し、弗素樹脂融液を各多孔質鉄基焼結合金の
空孔部に充填・含浸させた。
焼結合金を大気雰囲気中で温度３８０℃に予熱した後
に、表１に示すように、予め真空容器内において４００
℃に加熱溶融した四弗化エチレン・パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ），四弗化エチレン
・六弗化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）または四弗化エ
チレン（ＰＴＦＥ）などの弗素樹脂融液中に浸漬した。
さらに、真空容器内の圧力が−９３ＭＰａとなるように
減圧し、この圧力で３０分間保持した後に、真空容器内
を常圧に戻し、弗素樹脂融液を各多孔質鉄基焼結合金の
空孔部に充填・含浸させた。
【００３２】さらに、各多孔質鉄基焼結合金を弗素樹脂
融液中から取り出し、大気中にて空冷し、空孔部に充填
した弗素樹脂を凝固させることにより、それぞれ実施例
１〜１０に係る摺動部品材料を調製した。
融液中から取り出し、大気中にて空冷し、空孔部に充填
した弗素樹脂を凝固させることにより、それぞれ実施例
１〜１０に係る摺動部品材料を調製した。
【００３３】このとき、得られた各摺動部品材料の含浸
部に充填された弗素樹脂の含有量（充填率）は、全空孔
部に対して３８〜９１vol.％であり、充填深さは表面よ
り１．４〜３．７mmであり、部品の厚さに対する充填率
は１９〜７９％であった。また各部品の耐圧性は３．３
〜６．３ＭＰａであった。
部に充填された弗素樹脂の含有量（充填率）は、全空孔
部に対して３８〜９１vol.％であり、充填深さは表面よ
り１．４〜３．７mmであり、部品の厚さに対する充填率
は１９〜７９％であった。また各部品の耐圧性は３．３
〜６．３ＭＰａであった。
【００３４】そして、これらの各摺動部品材料に切削加
工および研磨加工を施すことにより、所定寸法に仕上
げ、図１に示すような圧縮機用の主軸受５，副軸受６お
よびシリンダ８ａ，８ｂを摺動部品としてそれぞれ調製
した。
工および研磨加工を施すことにより、所定寸法に仕上
げ、図１に示すような圧縮機用の主軸受５，副軸受６お
よびシリンダ８ａ，８ｂを摺動部品としてそれぞれ調製
した。
【００３５】比較例１ 一方、従来材であるＦＣ２５０溶製材に切削研磨加工を
施し、実施例１〜１０と同一寸法，形状を有する主軸
受，副軸受およびシリンダを比較例１に係る摺動部材と
してそれぞれ製造した。
施し、実施例１〜１０と同一寸法，形状を有する主軸
受，副軸受およびシリンダを比較例１に係る摺動部材と
してそれぞれ製造した。
【００３６】比較例２ 一方、従来材であるＳＭＦ−４０３０焼結材に切削研磨
加工を施し、実施例１〜１０と同一寸法，形状を有する
主軸受，副軸受およびシリンダを比較例２に係る摺動部
材としてそれぞれ製造した。
加工を施し、実施例１〜１０と同一寸法，形状を有する
主軸受，副軸受およびシリンダを比較例２に係る摺動部
材としてそれぞれ製造した。
【００３７】こうして製造した実施例１〜１０および比
較例１〜２に係る摺動部品としての主軸受，副軸受およ
びシリンダを、図１，２に示すようにＦＣＤ６００材で
形成した回転軸４と、ＳＵＳ４４０Ｃ焼入材から成り表
面にイオン窒化処理を施したベーン１１ａ，１１ｂとを
有するロータリ式圧縮機に実装し、高負荷で低周波数条
件という最も油潤滑条件が悪化する運転条件下で、各圧
縮機を連続的に３０００時間運転する耐久試験を実施し
た。そして運転終了後における回転軸の外周面，主軸受
および副軸受の内周面，シリンダのベーン溝およびベー
ンの側面部の摩耗量を測定して、下記表１に示す結果を
得た。
較例１〜２に係る摺動部品としての主軸受，副軸受およ
びシリンダを、図１，２に示すようにＦＣＤ６００材で
形成した回転軸４と、ＳＵＳ４４０Ｃ焼入材から成り表
面にイオン窒化処理を施したベーン１１ａ，１１ｂとを
有するロータリ式圧縮機に実装し、高負荷で低周波数条
件という最も油潤滑条件が悪化する運転条件下で、各圧
縮機を連続的に３０００時間運転する耐久試験を実施し
た。そして運転終了後における回転軸の外周面，主軸受
および副軸受の内周面，シリンダのベーン溝およびベー
ンの側面部の摩耗量を測定して、下記表１に示す結果を
得た。
【００３８】
【表１】
【００３９】表１に示す結果から明らかなように、実施
例１〜１０に係る摺動部品を実装した各圧縮機において
は、耐摩耗性，潤滑性および熱的安定性に優れた材料で
摺動部品を構成しているため、高温度で過酷な運転条件
下で長時間運転した後においても、摺動部の摩耗が、比
較例１〜２で示す従来材で形成した圧縮機よりも小さく
なり、優れた耐久性を有している。特に摺動部における
かじりの発生が少なく、特に主軸受の内径摩耗量はいず
れも１μｍ前後と半減しており、またシリンダ内面にお
いて焼付きなどの異常摩耗の現象も発生せず、初期摺動
特性も改善されることが確認された。
例１〜１０に係る摺動部品を実装した各圧縮機において
は、耐摩耗性，潤滑性および熱的安定性に優れた材料で
摺動部品を構成しているため、高温度で過酷な運転条件
下で長時間運転した後においても、摺動部の摩耗が、比
較例１〜２で示す従来材で形成した圧縮機よりも小さく
なり、優れた耐久性を有している。特に摺動部における
かじりの発生が少なく、特に主軸受の内径摩耗量はいず
れも１μｍ前後と半減しており、またシリンダ内面にお
いて焼付きなどの異常摩耗の現象も発生せず、初期摺動
特性も改善されることが確認された。
【００４０】なお、上記各実施例においては、弗素樹脂
としてのＰＦＡ，ＦＥＰおよびＰＴＦＥをそれぞれ単独
で含浸させた例を示しているが、上記ＰＦＡ，ＦＥＰお
よびＰＴＦＥの２種以上を混合した弗素樹脂を使用した
場合においても同様な効果が得られた。
としてのＰＦＡ，ＦＥＰおよびＰＴＦＥをそれぞれ単独
で含浸させた例を示しているが、上記ＰＦＡ，ＦＥＰお
よびＰＴＦＥの２種以上を混合した弗素樹脂を使用した
場合においても同様な効果が得られた。
【００４１】
【発明の効果】以上説明の通り、本発明に係る圧縮機用
摺動部品材料によれば、焼結合金の空孔部に潤滑性に優
れた弗素樹脂が充填されて封孔処理されて形成している
ため、優れた耐摩耗性，摺動性，耐圧性を有しており、
圧縮機を構成する摺動部品として使用した場合に、圧縮
機の性能および耐久性を大幅に向上させることができ
る。特にインバーター制御が主流となっている空調機に
装備される圧縮機のように、常に負荷が大幅に変動する
過酷な条件下で使用される圧縮機の摺動部品を構成する
材料として極めて有効である。
摺動部品材料によれば、焼結合金の空孔部に潤滑性に優
れた弗素樹脂が充填されて封孔処理されて形成している
ため、優れた耐摩耗性，摺動性，耐圧性を有しており、
圧縮機を構成する摺動部品として使用した場合に、圧縮
機の性能および耐久性を大幅に向上させることができ
る。特にインバーター制御が主流となっている空調機に
装備される圧縮機のように、常に負荷が大幅に変動する
過酷な条件下で使用される圧縮機の摺動部品を構成する
材料として極めて有効である。
【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 ケーシング 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 １２ 吸込み口 １３ａ，１３ｂ 吸込みチャンバ １４ａ，１４ｂ 圧縮チャンバ １５ 吐出口
Claims (6)
- 【請求項１】 パーライトまたはベイナイト組織を有す
る多孔質鉄基焼結合金の空孔部に、四弗化エチレン（Ｐ
ＴＦＥ），四弗化エチレン・パーフルオロアルキルビニ
ルエーテル共重合体（ＰＦＡ）および四弗化エチレン・
六弗化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）から選択される少
なくとも１種の弗素樹脂が充填されていることを特徴と
する圧縮機用摺動部品材料。 - 【請求項２】 多孔質鉄基焼結合金における空孔部の体
積割合が５％以上４０％以下であることを特徴とする請
求項１記載の圧縮機用摺動部品材料。 - 【請求項３】 前記弗素樹脂は、多孔質鉄基焼結合金の
空孔部に対して３０％以上の体積割合で充填されている
ことを特徴とする請求項１記載の圧縮機用摺動部品材
料。 - 【請求項４】 耐圧性が０．５ＭＰａ以上であることを
特徴とする請求項１記載の圧縮機用摺動部品材料。 - 【請求項５】 多孔質鉄基焼結合金の表面部の空孔部の
みに弗素樹脂が充填されていることを特徴とする請求項
１記載の圧縮機用摺動部品材料。 - 【請求項６】 パーライトまたはベイナイト組織を有す
る多孔質鉄基焼結合金を調製する工程と、四弗化エチレ
ン（ＰＴＦＥ），四弗化エチレン・パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）および四弗化エチ
レン・六弗化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）から選択さ
れる少なくとも１種の弗素樹脂の融液中に上記多孔質鉄
基焼結合金を浸漬し、多孔質鉄基焼結合金の少なくとも
表面部の空孔部に上記弗素樹脂を充填含浸する工程とか
ら成ることを特徴とする圧縮機用摺動部品材料の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23694396A JPH1088203A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 圧縮機用摺動部品材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23694396A JPH1088203A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 圧縮機用摺動部品材料およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1088203A true JPH1088203A (ja) | 1998-04-07 |
Family
ID=17008057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23694396A Abandoned JPH1088203A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 圧縮機用摺動部品材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1088203A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008047561A1 (fr) | 2006-09-28 | 2008-04-24 | Daikin Industries, Ltd. | Élément coulissant et machine à fluide utilisant celui-ci |
| JP2011047286A (ja) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Panasonic Corp | 冷媒圧縮機 |
| JP2015218344A (ja) * | 2014-05-14 | 2015-12-07 | 大同メタル工業株式会社 | 摺動部材 |
| JP2016017195A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | 大同メタル工業株式会社 | 摺動部材 |
-
1996
- 1996-09-06 JP JP23694396A patent/JPH1088203A/ja not_active Abandoned
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008047561A1 (fr) | 2006-09-28 | 2008-04-24 | Daikin Industries, Ltd. | Élément coulissant et machine à fluide utilisant celui-ci |
| JP2011047286A (ja) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Panasonic Corp | 冷媒圧縮機 |
| JP2015218344A (ja) * | 2014-05-14 | 2015-12-07 | 大同メタル工業株式会社 | 摺動部材 |
| JP2016017195A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | 大同メタル工業株式会社 | 摺動部材 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050826 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20050830 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A762 | Written abandonment of application |
Effective date: 20051028 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 |