JPS60174858A - コンプレツサのベ−ン部材用Fe基焼結合金 - Google Patents

コンプレツサのベ−ン部材用Fe基焼結合金

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JPS60174858A
JPS60174858A JP3128384A JP3128384A JPS60174858A JP S60174858 A JPS60174858 A JP S60174858A JP 3128384 A JP3128384 A JP 3128384A JP 3128384 A JP3128384 A JP 3128384A JP S60174858 A JPS60174858 A JP S60174858A
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JP
Japan
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alloy
wear resistance
oil
martensite
porosity
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Pending
Application number
JP3128384A
Other languages
English (en)
Inventor
Mutsuhiko Sugano
菅野 睦彦
Hidetoshi Akutsu
阿久津 英俊
Masahiro Imai
正洋 今井
Koji Kobayashi
孝司 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Metal Corp filed Critical Mitsubishi Metal Corp
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Publication of JPS60174858A publication Critical patent/JPS60174858A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08Rotary pistons
    • F01C21/0809Construction of vanes or vane holders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、コンプレッサ、特にロータリ型コンプレッ
サのベーン部材として用いた場合に、すぐれた耐摩耗性
と自己潤滑性を示すFe基焼結合金に関するものである
従来、一般に、ロータリコンプレッサの構造部材におい
て、著しく高速での往復摺動作用を受けるベーン部材の
製造には、JISに5up(ばね銅鋼材)、5UJ(高
炭素クロム軸受銅鋼材)。
および5KH(高速度工具鋼鋼材)などとして規格化さ
れている鋼材や、特殊鋳鉄などが用いられているが、前
者の鋼材は、熱処理によって高硬度を付与せしめること
ができるので、実用に際してはすぐれた耐摩耗性を示す
が、自己潤滑性に劣るものであるため、相手部材を損傷
し、場合によって、゛かじシ現象″や焼付きなどの問題
が生じ、かつ製造コストの高いものであシ、また、後者
の特殊鋳鉄は、自己潤滑性にすぐれているものの。
耐摩耗性に劣るなどの問題がある。
そこで、本発明者等は、コンプレッサのベーン部材とし
て用いるのに適した材料を開発すべく研究を行なった結
果、重量%(以下、単にチの表示は重量%を意味する)
で、 C:0.4〜2チ。
Cu:0.5〜10%。
Ni’:0.5〜20チ。
Mo: 0.1〜5 % 。
Cr: 0.5〜10 %。
S:0.1〜2%。
P:0.05〜2 %。
を含有し、さらに必要に応じて、 Sn: 0.05〜”3 % 。
B:O,001〜05%。
を含有し、残シが’Feと不可避不純物からなる組成、
並びに主としてマルテンサイトからなる素地中に金属炭
化物と金属硫化物とが均一に分散した組織を有し、さら
に多孔率:5〜30容量チの含油孔を有するFe基焼結
合金は、これをコンプレッサ、特にロータリ型コンプレ
ッサのベーン部材の製造に用いた場合、その実用に際し
て、前記上としてマルテンサイトからなる素地と、素地
中に均一に分散した金属炭化物によってすぐれた耐摩耗
性が確保され、一方同じく素地中に均一に分散する金属
硫化物と含油孔によってすぐれた自己潤滑性が確保され
ることから、″かじシ″′や焼付きの発生がなく、また
相手部材に対する損傷もない状態で、著しく長期に亘る
使用を可能にするという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に成分組成を上記の通シに眼定した理由を説明
する。
(a) C C成分には、素地に固溶して、これを強化するほか、素
地の主体であるマルテンサイト(パーライトおよびフェ
ライトのいずれか、あるいは両方が共存する場合がある
)、並びにこの素地に均一に分散する金属炭化物を形成
して、合金の強度および耐摩耗性を向上させる作用があ
るが、その含有量がO,+4未満では素地におけるフェ
ライトの形成量が多くなり、所望のすぐれた耐摩耗性を
確保することができず、一方2%を越えて含有させると
、セメンタイトやCr炭化物の析出量が多くなシすぎて
相手部材への攻撃性が増大するようになることから、そ
の含有量を04〜2%と定めた。
(b) Cu CU酸成分は、素地に固溶して、これを硬化し、素地の
耐摩耗性を向上させるほか、S成分と結合してCu硫化
物を形成し、この素地中に均一に分散析出した金属硫化
物によって合金の自己潤滑性およびなじみ性を向上させ
る作用があるが、その含有量が0.5−未満では前記作
用に所望の効果が得られず、一方10%を越えて含有さ
せると、素地中に多量の金属Cuが分散するようになっ
て合金の耐摩耗性が劣化するようになることから、その
含有量を05〜10チと定めた。
(c) Ni N1成分にも、素地に固溶して、これを強化し、もって
合金の強度および耐摩耗性を向上させる作用があるが、
その含有量が0.5%未満では所望の強度および耐摩耗
性を確保することができず、一方20%を越えて含有さ
せると、素地が軟化するようになって耐摩耗性の劣化を
きたすことから、その含有量を05〜20%と定めた。
(d) M。
Mo成分には、素地に固溶し、特にCUおよびN1−と
の共存において、これを相剰的に強化し、もって合金の
強度および耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含
有量が0.1%未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方5チを越えて含有させると、合金強度が低下す
るようKなることから。
その含有量を0.1〜5’%と定めた。
(e) S S成分には、主としてFeおよびCr成分と反応して金
属硫化物を形成し、もって合金の自己潤滑性を向上させ
るほか、相手部材に対する攻撃性を著しく緩和する作用
があるが、その含有量が0.1%未満では金属硫化物の
形成量が少なすぎて前記作用に所望の効果が得られず、
一方2飴を越えて含有させると5金属硫化物の形成量が
多くなりすぎて強度低下をきたすようになることから、
その含有量を0.1〜2%と定めた。
(f) ’C’r Cr成分には、素地に固溶して組織を微細化するほか、
合金強度を向上させ、さらにC成分と結合して素地中に
均一に分散したCr炭化物を形成し、合金の耐摩耗性を
向上させる作用があるが、その含有量が0.5%未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方10%を越え
て含有させると、Cr炭化物の量が多くなシすぎて相手
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05〜10%と定めた。
(リ P P成分には、焼結を活性化して、C,Ni、Cu。
Cr、およびMoなどの合金成分の素地への固溶拡散を
促進すると共に、マルテンサイト相の形成およびPの共
晶の析出を促進し、もって合金の強度および耐摩耗性を
著しく向上させる作用があるが、その含有量が0.05
%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方2%
を越えて含有させると、合金に脆化傾向が現われるよう
になることから、その含有量を0.05〜2%と定めた
(b) 5n Sn成分には、素地に固溶して合金の強度と硬さを一段
と向上させる作用があるので、特にこれらの特性が要求
される場合に必要に応じて含有されるが、その含有量が
0.05%未満では前記特性に所望の向上効果が得られ
ず、一方3%を越えて含有させると、素地が硬くなりす
ぎて脆化するようになることから、その含有量を005
〜3%と定めた。
(i) B B成分には、素地に固溶して焼結を活性化し、C,Ni
、Cu、Cr、およびMoなどの合金成分の素地への固
溶拡散を促進して合金の強度と硬さを一段と向上させる
作用があるので、これらの特性が要求される場合に必要
に応じて含有されるが、その含有量がO,OO11未満
では前記作用に所望の向上効果が得られず、一方0.5
%を越えて含有させてもより一層の向上効果が現われな
いことから、その含有量を0001〜0.5%と定めた
(j) 多孔率 その多孔率が5%未満では、過酷な使用条件下では摺動
面に油膜切れ現象が発生しゃすくなシ。
この結果金属接触を起して凝着摩耗を起し、耐摩耗性の
著しい低下をきたすようになるので、多孔率を5チ以上
にして、ベーン部材と相手部材との摺動面には常に含油
孔から油が供給されるようにしなければならないが、多
孔率が30%を越えると合金の強度低下が著しくなるこ
とから、その多孔率を5〜30俤と定めた。
つぎに、この発明のFe基焼結合金を実施例によシ具体
的に説明する。
実施例 原料粉末として、いずれも粒度−100meshを有す
る、S二〇、27チ含有のFe−8合金粉末、S:1.
45%含有のFe−8合金粉末、S:5.82%含有の
Fe−8合金粉末、 Fe粉末、黒鉛粉末、 Cu粉末
、 Ni粉末、 Mo粉末、 Cr粉末、P:8.4%
含有のCu−’P合金粉末、P:17%含有のCu−P
合金粉末、 Sn粉末、およびB : 20%含有のF
e−8合金粉末を用意し、・これら原料粉末をそれぞれ
第1表に示される配合組成に配合し、通常の条件で混合
した後、これら混合粉末を3〜6 t、on/crlの
範囲内の所定の圧力でプレス成形して幅:20mmX長
さ:30wILX厚さ:411L11の寸法をもったベ
ーン部材用圧粉体に成形し、引続いて、これら圧粉体を
、アンモニア分解ガス雰囲気中、:LO60〜1170
℃の範囲内の所定温度に15分間保持の条件で焼結する
ことによって、実質的に配合組成と同一の成分組成、並
びに第1表に示される割合のマルテンサイト相および多
孔率をもった焼結体とし、さらに、この焼結体に、通常
の条件で真空含油処理を施して、本発明Fe基燻焼結合
金製ベーン部材〜24をそれぞれ製造した。
つぎに、この結果得られた本発明Fe基燻焼結合金製ベ
ーン部材〜24について、耐摩耗性を評価する。目的で
ビッカース硬さを測定し、さらにこれらベーン部材をコ
ンプレッサシュミレー)試験機に組み込み、回転子の周
速: 4 m /see 、試験時間=lO時間の条件
でシュミレート試験を行ない、ベーン部材および相手部
材である回転子の摺動面における最大摩耗深さを測定し
た。これらの測定結果を第1表に示した。また、第1表
には、それぞれ、5tLJ−2,5KH−9,および特
殊鋳鉄(C:3.Oチ、Si:1.7チ含有)で製造さ
れた従来ベーン部材1〜3の同一条件での試験結果を示
した。
第1表に示される結果から明らかなように、本発明Fe
基燻焼結合金製ベーン部材〜24は、いずれもすぐれた
耐摩耗性を有し、かつ自己潤滑性にもすぐれているので
、著しく低い相手攻撃性を示すのに対して、従来ぺ一7
部材1−3は、これら両特性のうちいずれかの特性が劣
るものになっている。
上述のように、この発明のFe基焼結合金は、素地を構
成するマルテンサイト相と素地中に均一に分散する金属
炭化物相によって、すぐれた耐摩耗性が確保され、一方
同じく素地中に均一に分散する金属硫化物相と含油孔に
よって、すぐれた自己潤滑性が確保されるので、これを
ロータリコンプレッサのベーン部材の製造に用いた場合
には、相手部材を損傷せしめることなく、著しく長期に
亘っての安定的使用を可能とするのである。
出願人 三菱金属株式会社 代理人 富 1) 和 夫 外1名 手 続 補 正 書 (自 発) ( 昭和59年4月11日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 特願昭59−31283号 2、発明の名称 コンプレッサのベーン部材用Fe基焼結合金3、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区大手町−丁目5番2号氏名(名称
) (626)三菱金属株式会社代表者 永 野 健 4、代理人 住所 東京都千代田区神田錦町−丁目23番地宗保第二
ビル8階 〒101 電話(03) 233−1676・1611
明細書の発明の詳細な説明の欄 7、補正の内容 別紙の通り 第10行、 1’p:17%含有のCu−P合金」とあるを、rP:
17%含有のl”e−p合金」と訂正する。
以上

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)C:0.4〜2チ。 Cu:05〜10%。 Ni:0.5〜20%。 Mo:0.1〜5チ。 Cr: O,り 〜10 s。 S:0.1〜2%。 P:0.05〜2チ。 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%)、並びに主としてマルテンサイトからなる
    素地に金属炭化物と金属硫化物が均一に分散した組織を
    有し、さらに多孔率:5〜30容量チの含油孔を有する
    ことを特徴とする自己潤滑性および耐摩耗性のすぐれた
    コンプレッサのベーン部材用Fe基焼結合金。
  2. (2)C:0.4〜2%。 Cu:0.5〜10%。 Ni:0.5〜20%。 Mo:O,1〜5チ。 Cr二05〜10%。 S:01〜2チ。 P:0.05〜2%。 を含有し、さらに、 Sn:0.05〜3%。 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%)、並びに主としてマルテンサイトからなる素
    地に金属炭化物と金属硫化物が均一に分散した組織を有
    し、さらに多孔率=5〜30容量チの含油孔を有するこ
    とを特徴とする自己潤滑性および耐摩耗性のすぐれたコ
    ンプレッサのベーン部材用Fe基焼結合金。
  3. (3)C:0.4〜2%。 Cu: 0.5〜10 s。 Ni:0.5〜20チ。 Mo:O,1〜5 %。 Cr’+ 0.5〜1 0 %。 S:0.1〜2チ。 P:0.05〜2チ。 を含有し、さらに、 B:O,001〜05%。 を含有し、残シがFeと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)、並びに主としてマルテンサイトからなる素
    地に金属炭化物と金属硫化物が均一に分散した組織を有
    し、さらに多孔率:5〜3o容量チの含油孔を有するこ
    とを特徴とする自己潤滑性および耐摩耗性のすぐれたコ
    ンプレッサのベーン部材用Fe基焼結合金。
  4. (4) C:0.4〜2%。 Cu:0.5〜10%。 Ni : 0.5〜20%。 Mo :、 0.1〜5チ。 Cr:0.5〜10%。 S:0.1〜2チ。 P:0.05〜2チ。 を含有し、さらに、 Sn:0.05〜3%。 B:O,001〜05%。 を含有し、残シがFeと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)、並びに主としてマルテンサイトからなる素
    地に金属・炭化物と金属硫化物が均一に分散した組織を
    有し、さらに多孔率:15〜3o容量チの含油孔を有す
    ることを特徴とする自己潤滑性および耐摩耗性のすぐれ
    たコンプレッサのベーン部材用Fe基焼結合金。
JP3128384A 1984-02-21 1984-02-21 コンプレツサのベ−ン部材用Fe基焼結合金 Pending JPS60174858A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000160307A (ja) * 1998-11-19 2000-06-13 Eaton Corp 粉末冶金バルブシ―トインサ―ト

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000160307A (ja) * 1998-11-19 2000-06-13 Eaton Corp 粉末冶金バルブシ―トインサ―ト
JP2010216016A (ja) * 1998-11-19 2010-09-30 Eaton Corp 粉末冶金用混合物及びこれを用いた粉末冶金部品の製造方法

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