WO2022181165A1 - 摺動部材およびそれを用いた圧縮機および冷凍装置 - Google Patents

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WO2022181165A1
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nickel
coating layer
sliding member
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base material
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貴規 石田
敏 飯塚
章史 兵藤
太朗 森國
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31—Coating with metals
    • C23C18/32—Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00

Definitions

  • the present disclosure relates to a sliding member, a compressor, and a refrigerating device, and in particular, a sliding member used for a sliding portion of the compressor, and a refrigerating device including the sliding member, such as an air conditioner, a water heater, and a refrigerator.
  • the present invention relates to a compressor used in a device using a cycle device, etc., and a refrigeration system including the compressor.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose scroll compressors used in air conditioners and the like.
  • this scroll compressor the fixed spiral wrap of the fixed scroll and the orbiting spiral wrap of the orbiting scroll are meshed with each other, and the orbiting scroll is orbitally moved to compress a working medium such as a refrigerant.
  • the above-mentioned fixed scroll and orbiting scroll serve as sliding members that slide when compressing the working medium.
  • the sliding members are made of the same kind of metal, one of the surfaces is subjected to surface treatment such as anodic oxide film treatment or plating treatment to prevent seizure.
  • Patent Literature 1 uses an aluminum-based alloy for a fixed scroll and an orbiting scroll, and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon carbide (SiC)-based hard particles are added to at least one surface of the nickel. plating.
  • Al 2 O 3 aluminum oxide
  • SiC silicon carbide
  • Patent Document 2 similarly, an alloy containing aluminum as a main component is used, and at least one surface is nickel-plated with boron nitride (BN) dispersed in the film.
  • BN boron nitride
  • the present disclosure provides a sliding member that can effectively suppress or avoid seizure or abnormal wear, and a compressor and a refrigerating device that can achieve good operational efficiency or reliability using the sliding member.
  • the sliding member of the present disclosure provides a mixed layer composed of a base material, at least nickel, a component of the base material, and phosphorus and/or boron; and a nickel coating layer containing nickel above the layer.
  • the nickel coating layer formed on the sliding member can achieve good peeling resistance, so seizure or wear of the sliding member can be satisfactorily suppressed over a long period of time.
  • the compressor and the refrigeration system of the present disclosure include a compression mechanism that compresses refrigerant, an electric mechanism that drives the compression mechanism, the compression mechanism and the electric mechanism. and a closed container having an oil storage portion for storing lubricating oil in the bottom portion thereof, and the sliding portion using the sliding member having the above configuration is included.
  • the sliding member is provided with a nickel coating layer having good peeling resistance, it is possible to effectively suppress or avoid seizure or wear caused by peeling of the surface treatment. Better long-term reliability can be achieved.
  • a sliding member that can effectively suppress or avoid seizure or abnormal wear, and a compressor and a refrigeration system that can achieve good operational efficiency or reliability using the sliding member. There is an effect that it can be provided.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a scroll compressor according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view of the vicinity of the base material interface of the fixed scroll of the scroll compressor according to Embodiment 1.
  • FIG. 3A and 3B are cross-sectional EDS elemental mapping diagrams in the vicinity of the base material interface of the fixed scroll of the scroll compressor in representative examples of Embodiment 1.
  • FIG. 4A and 4B are cross-sectional EDS elemental mapping diagrams near the substrate interface when a nickel coating layer with a low phosphorus concentration is used in a typical comparative example.
  • FIG. 5 is a correlation diagram showing the relationship between the phosphorus concentration and the thickness of the mixed layer.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional schematic diagram of the vicinity of the base material interface of the fixed scroll of the scroll compressor according to Embodiment 2.
  • FIG. 7A and 7B are cross-sectional EDS elemental mapping diagrams near the base material interface of the fixed scroll of the scroll compressor according to Embodiment 2.
  • FIG. 7A and 7B are cross-sectional EDS elemental mapping diagrams near the base material interface of the fixed scroll of the scroll compressor according to Embodiment 2.
  • scroll compressors consisted of at least one of a fixed scroll and an orbiting scroll whose base material was an aluminum alloy, as described in Patent Document 1 or Patent Document 2.
  • a hard coating is applied to the surface to prevent seizure.
  • the present disclosure provides a sliding member that can suppress seizure or wear over a long period of time by improving the adhesion strength and peeling resistance of the hard nickel coating layer.
  • the sliding member of the present disclosure it is possible to avoid seizure or wear caused by peeling of the hard coating on the sliding portion, thereby achieving a compressor and a refrigerating device having high reliability over a long period of time. I will provide a.
  • Embodiment 1 Embodiment 1 will be described below with reference to FIGS. 1 to 3B.
  • the closed container 1 has a body portion 1a, a lower lid 1b, and an upper lid 1c.
  • the trunk portion 1a is formed in a cylindrical shape extending in the vertical direction.
  • the lower lid 1b is a lid member that closes the lower opening of the trunk portion 1a.
  • the upper lid 1c is a lid member that closes the upper opening of the body portion 1a. Both the lower lid 1b and the upper lid 1c are curved toward the outer central portion, and in the configuration example shown in FIG. ing.
  • the sealed container 1 includes a refrigerant suction pipe 2 and a refrigerant discharge pipe 3.
  • the refrigerant suction pipe 2 introduces the refrigerant to the compression mechanism section 10 .
  • the refrigerant discharge pipe 3 discharges the refrigerant compressed by the compression mechanism portion 10 to the outside of the sealed container 1 .
  • An injection pipe 19 is connected to the upper portion (upper lid 1c) of the sealed container 1 together with the refrigerant discharge pipe 3 .
  • the compression mechanism section 10 has a fixed scroll 11, an orbiting scroll 12, and a rotary shaft 13 that orbitally drives the orbiting scroll 12.
  • the electric mechanism section 20 includes a stator 21 fixed to the closed container 1 and a rotor 22 arranged inside the stator 21 .
  • a rotating shaft 13 is fixed to the rotor 22 .
  • An eccentric shaft 13 a eccentric to the rotating shaft 13 is formed at the upper end of the rotating shaft 13 .
  • An oil reservoir 12e is formed in the eccentric shaft 13a by a recess that opens to the upper surface of the eccentric shaft 13a.
  • a main bearing 30 that supports the fixed scroll 11 and the orbiting scroll 12 is provided below the fixed scroll 11 and the orbiting scroll 12 .
  • the main bearing 30 is formed with a bearing portion 31 that supports the rotating shaft 13 and a boss accommodating portion 32 .
  • the main bearing 30 is fixed to the sealed container 1 by welding, shrink fitting, or the like.
  • a lower end portion 13 b of the rotating shaft 13 is supported by a sub-bearing 18 arranged in the lower portion of the sealed container 1 .
  • the fixed scroll 11 includes a fixed scroll end plate 11a, a fixed spiral wrap 11b, an outer peripheral wall portion 11c, and the like.
  • the fixed scroll end plate 11a has a disc shape
  • the fixed spiral wrap 11b has a spiral shape erected on the fixed scroll end plate 11a.
  • the outer peripheral wall portion 11c is erected so as to surround the fixed spiral wrap 11b.
  • a discharge port 14 is formed substantially at the center of the fixed scroll end plate 11a.
  • the orbiting scroll 12 includes an orbiting scroll end plate 12a, an orbiting spiral wrap 12b, a boss portion 12c, and the like.
  • the orbiting scroll end plate 12a is disc-shaped, and the orbiting spiral wrap 12b has a spiral shape erected on the wrap-side end face of the orbiting scroll end plate 12a.
  • the boss portion 12c is cylindrical and formed on the end face of the orbiting scroll end plate 12a on the side opposite to the wrap.
  • the fixed spiral wrap 11b of the fixed scroll 11 and the orbiting spiral wrap 12b of the orbiting scroll 12 are meshed with each other. Thereby, a plurality of compression chambers 15 are formed between the fixed spiral wrap 11b and the orbiting spiral wrap 12b.
  • the boss portion 12c is formed substantially in the center of the orbiting scroll end plate 12a.
  • the eccentric shaft 13a is inserted into the boss portion 12c, and the boss portion 12c is accommodated in the boss accommodating portion 32. As shown in FIG.
  • the fixed scroll 11 is fixed to the main bearing 30 using, for example, a plurality of bolts (not shown) on the outer peripheral wall portion 11c.
  • the orbiting scroll 12 is supported by the fixed scroll 11 via a rotation restraining member 17 such as an Oldham ring.
  • a rotation restraining member 17 is provided between the fixed scroll 11 and the main bearing 30 .
  • the rotation restricting member 17 restricts rotation of the orbiting scroll 12 .
  • the orbiting scroll 12 orbits relative to the fixed scroll 11 without rotating.
  • an oil storage section 4 is formed to store lubricating oil.
  • the inside of the lower lid 1b serves as the oil reservoir 4.
  • a positive displacement oil pump 5 is provided at the lower end of the rotating shaft 13 .
  • the oil pump 5 is arranged such that its suction port exists within the oil reservoir 4 .
  • the oil pump 5 is driven by a rotating shaft 13 and properly sucks up the lubricating oil in the oil reservoir 4 provided at the bottom of the sealed container 1 regardless of the pressure conditions, operating speed, etc., so there is no risk of running out of oil. Avoided.
  • the rotating shaft 13 is provided with a rotating shaft oil supply hole 13c.
  • the rotating shaft oil supply hole 13c is formed so as to extend from the lower end portion 13b of the rotating shaft 13 to the eccentric shaft 13a.
  • the lubricating oil sucked up by the oil pump 5 is supplied to the bearing of the auxiliary bearing 18, the bearing portion 31, and the boss portion 12c through the rotating shaft oil supply hole 13c formed in the rotating shaft 13. As shown in FIG.
  • Refrigerant sucked from the refrigerant suction pipe 2 is led to the compression chamber 15 through the suction port 15a.
  • the compression chamber 15 moves from the outer peripheral side toward the central portion while shrinking its volume.
  • the refrigerant reaching a predetermined pressure in the compression chamber 15 is discharged into the discharge chamber 6 from the discharge port 14 provided in the central portion of the fixed scroll 11 .
  • the discharge port 14 is provided with a discharge reed valve (not shown).
  • the refrigerant reaching a predetermined pressure in the compression chamber 15 pushes open the discharge reed valve and is discharged into the discharge chamber 6 .
  • the refrigerant discharged into the discharge chamber 6 is led to the upper part of the closed container 1 and discharged from the refrigerant discharge pipe 3 .
  • the scroll compressor configured as described above includes a plurality of sliding portions.
  • the sliding portion may be a combination of sliding members such as the fixed scroll 11 and the orbiting scroll 12, or the eccentric shaft 13a of the rotating shaft 13 and the eccentric bushing 33 or the like.
  • the fixed scroll 11 and the orbiting scroll 12, which are the sliding members, are both made of non-ferrous material having a hardness of HV 50 to 200 (in FIG. 1, the base material 11d of the fixed scroll 11 is shown).
  • the base material of the non-ferrous material include, for example, aluminum alloys (e.g., various aluminum (Al)-silicon (Si) alloys of the 4000 series), but are not particularly limited.
  • the aluminum alloy has a specific gravity of 2.6 to 2.8 g/cm 3 but is not limited thereto.
  • the hardness HV is the result of multi-point measurement based on the Vickers hardness test-test method specified in JIS Z2244. The same applies to the hardness HV described later.
  • the test method specified in JIS Z2244 can be replaced by national standards or international standards of each country.
  • the fixed scroll 11 and the orbiting scroll 12 of the present embodiment are each provided with a surface treatment for hardening the surface.
  • a surface treatment for hardening the surface For example, if the orbiting scroll 12 is made of an aluminum alloy, the surface of the orbiting scroll 12 is formed with an anodized film (alumite film) having a hardness of, for example, HV200 to 300, which is harder than the base material.
  • the surface treatment for hardening is not limited to this, and a known method is used according to the material of the substrate.
  • a surface treatment film including a mixed layer laminated on the surface of the substrate 11d and a nickel coating layer laminated on the mixed layer is formed. It is In the present disclosure, only the nickel coating layer may be considered as a hard coating (single-layer hard coating), or the nickel coating layer and the lower mixed layer may be collectively considered as a hard coating (composite hard coating). However, the composite hard coating may include other known layers as necessary in addition to the nickel coating layer and the mixed layer.
  • FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of the mixed layer 41a formed on the base material 11d of the fixed scroll 11 and the nickel coating layer 41b.
  • the mixed layer 41a may be composed of at least nickel, a component of the base material 11d, and phosphorus (or phosphorus and/or boron as described later).
  • the mixed layer 41 formed below the nickel coating layer 41b is believed to have been clarified for the first time by the present disclosure.
  • the mixed layer 41a is composed of aluminum (Al), nickel (Ni), and phosphorus (P), which are the main components of the base material 11d. be.
  • the nickel coating layer 41b formed above (on the surface side, hereinafter the same) the mixed layer 41a is a single-layer hard coating containing nickel as a main component.
  • a main component here means 80 wt% or more in all components.
  • the content or concentration herein does not include known impurities (the content of known impurities can be substantially ignored).
  • the mixed layer 41a is composed of a "base material component part 41c" composed of aluminum (Al), which is the main component of the base material 11d, and a “coating layer component part 41c” composed of nickel (Ni) and (P). 41d" are schematically shown so as to be alternately arranged.
  • the illustration in FIG. 2 is a schematic illustration for facilitating understanding of the mixed layer 41a, and the mixed layer 41a in the present disclosure is not limited to this illustration.
  • the mixed layer 41a and the nickel coating layer 41b can be formed by electroless nickel-phosphorus plating, for example.
  • wt% % by weight
  • mass% % by mass
  • the nickel coating layer 41b contains nickel and phosphorus as long as it is obtained by electroless nickel-phosphorus plating.
  • the phosphorus concentration (content rate of phosphorus) contained in the nickel coating layer 41b is 8 to 10 wt %, and nickel accounts for almost the rest (content rate of nickel is 90 to 92 wt %).
  • the surface hardness of the nickel coating layer 41b was HV550-600.
  • 3A and 3B are cross-sectional EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) elemental mapping near the interface of the base material 11d of the fixed scroll 11 in a representative example of the present embodiment. An example.
  • Nickel Ni
  • Al aluminum
  • a mixed layer 41a composed of nickel (Ni), aluminum (Al) which is the main component of the base material 11d, and phosphorus (P) is formed above the base material 11d (mainly aluminum).
  • a nickel film layer 41b containing nickel (Ni) as a main component are formed above the mixed layer 41a.
  • the mixed layer 41a is not composed of a compound of the components (nickel and phosphorus) of the nickel coating layer 41b and the component (aluminum) of the base material 11d, but nickel (Ni) and phosphorus ( P) and aluminum (Al) are formed independently of each other.
  • nickel (Ni) and phosphorus (P) erode from the interface 11e of the base material 11d (aluminum alloy) into the inside of the base material 11d, exhibiting a distribution as if they were rooted. ing.
  • the maximum thickness of the mixed layer 41a in this example was about 600 nm.
  • the sliding member according to the present disclosure includes at least nickel, aluminum (a component of the base material 11d), phosphorus, and As shown in FIG. 2, this mixed layer consists of a "base material component portion 41c" made of aluminum (a component of the base material 11d), nickel (Ni) and (P ) are alternately arranged.
  • the specific configuration of the scroll compressor configured as described above is not particularly limited, and various known configurations can be suitably used.
  • the base material of the orbiting scroll 12 may be iron-based.
  • the compressor is not limited to a scroll compressor, and may be a reciprocating compressor, a rotary compressor, or the like.
  • a surface treatment film harder than the base material 11d is formed on the surface of the base material 11d made of the aluminum alloy of the fixed scroll 11.
  • the surface hardness of the nickel coating layer 41b of the base material 11d of the fixed scroll 11 is 4 to 12 times the hardness of the base material 11d.
  • the difference in hardness that is, the difference in mechanical strength between the aluminum base material and the surface treatment film, as already mentioned, becomes excessive. becomes. Therefore, when a shearing force acts parallel to the interface due to friction sliding, the hard surface treatment film peels off at the interface, and the base material just below the interface is ripped off, resulting in destruction. As a result, the hard surface treatment film was removed, and the aluminum substrate was sometimes exposed between the sliding surfaces.
  • a mixed layer 41a composed of aluminum (Al), which is the main component of the base material 11d, nickel (Ni), and phosphorus (P) is formed on the surface of the base material.
  • a nickel film layer 41b containing nickel (Ni) as a main component is formed on the substrate.
  • the mixed layer 41a formed by penetrating the components (nickel and phosphorus) of the nickel coating layer 41b into the base material 11d acts like a nail or a wedge even when a shearing force due to sliding acts. to exert a so-called anchor effect. Therefore, even if there is a large difference in hardness between the base material 11d and the surface treatment film, peeling or breakage of the coating near the interface 11e of the base material 11d is avoided or suppressed, ensuring sufficient coating adhesion. can do. As a result, the wear resistance of the nickel coating layer 41b is sufficiently exhibited, and the long-term reliability of the compressor can be improved.
  • the surface hardness of the nickel coating layer 41b of the substrate 11d is 4 to 12 times the hardness of the substrate 11d. From the experimental efforts so far by the inventors of the present application, it has become clear that if the hardness of the nickel coating layer 41b is at least 6 times that of the base material 11d, a more pronounced anchoring effect can be obtained. .
  • the surface hardness of the orbiting scroll 12 on the other side is lower than the surface hardness of the fixed scroll 11, the surface of the orbiting scroll 12 wears moderately during operation of the compressor. That is, by truncating and flattening the tip protrusions (mountains) of the roughness of the sliding surface, the local contact surface pressure can be reduced and the sliding state can be alleviated. As a result, it is possible to remarkably suppress the progress of wear beyond moderate wear.
  • the nickel coating layer 41b is formed by electroless nickel-phosphorus plating, and the phosphorus concentration in the nickel coating layer 41b is set to 8 to 10 wt%.
  • Nickel Ni
  • Al aluminum
  • EDS elemental mapping phosphorus: P
  • the region represented by the bright gray color is almost the same as the region represented by slightly light black in FIG. 4A.
  • EDS elemental mapping phosphorus:P
  • phosphorous (P) is present in the upper light gray area
  • aluminum (Al) is also predominantly present in the lower black area.
  • the mixed layer 41a as shown in FIGS. 3A and 3B could not be confirmed as in the example described above, and nickel ( It can be recognized that the nickel film layer 41b made of Ni) and phosphorus (P) is directly formed.
  • FIG. 5 shows the relationship between the phosphorus concentration in the nickel coating layer 41b and the maximum thickness of the mixed layer 41a, obtained from the experimental efforts made by the inventors of the present application.
  • the mixed layer 41a has a maximum thickness of 100 nm or more.
  • the mixed layer 41a formed by the components (nickel and phosphorus) of the nickel coating layer 41b penetrating into the base material 11d has an anchoring effect. demonstrate. Therefore, even if there is a large difference in hardness between the substrate 11d and the surface treatment film, peeling or breakage of the film near the interface 11e can be avoided or suppressed, and sufficient film adhesion can be ensured. .
  • the nickel coating layer 41b when the phosphorus concentration in the nickel coating layer 41b is higher than 3 wt %, the nickel coating layer 41b is not relatively hard, and its durability tends to be low. However, the adhesiveness to the interface of the substrate 11d tends to be high. On the other hand, when the phosphorus concentration of the nickel coating layer 41b is as low as 3 wt % or less, the nickel coating layer 41b becomes relatively hard and tends to have high durability. Adhesion tends to be low.
  • the minimum phosphorus concentration that can improve the adhesion of the base material 11d can be clarified.
  • a mixed layer 41a is formed between the substrate 11d and the nickel coating layer 41b, and this mixed layer 41a makes it possible to increase the adhesion of the nickel coating layer 41b.
  • the nickel coating layer 41b formed on the sliding member can achieve even better adhesion to the base material 11d, and the nickel coating layer 41b itself can maintain excellent durability.
  • the sliding member according to the present disclosure can be widely and suitably used in the field of compressors that require long-term reliability.
  • At least the phosphorus concentration in the nickel coating layer 41b should be 3 wt % or more.
  • the bath preparation temperature in the nickel-phosphorus plating process can be set within the range of 80 to 100° C., for example.
  • the bath preparation temperature When the bath preparation temperature is lower than 80° C., depending on various conditions, the plating formation speed becomes too slow, and uneven deposition (a phenomenon in which the plating film (nickel film layer 41b) is formed only in places) occurs. there's a possibility that.
  • the bath preparation temperature is higher than 100° C., depending on various conditions, the plating formation speed may become too fast, and the thickness of the plating film (nickel film layer 41b) may vary greatly.
  • the thickness of the mixed layer 41b may exceed 1000 nm, or the component ratio of the base material 11d in the mixed layer 41b may decrease significantly.
  • the bath temperature can be set within the range of 85-95°C.
  • the bath preparation temperature is within this range, it becomes easier to form a better mixed layer 41a, and the peeling resistance of the surface treatment film can be further improved.
  • the preferable range of the bath making temperature is set mainly to achieve a good plating formation rate. Therefore, in the present disclosure, in order to form the surface treatment film (film including the nickel coating layer 41b and the mixed layer 41a) on the base material 11d, the bath preparation temperature in the electroless nickel-phosphorus plating treatment must be within the above range.
  • the temperature is not limited, and a bath preparation temperature outside the above range can be adopted depending on various conditions.
  • other known conditions for electroless nickel-phosphorus plating can also be set within suitable ranges.
  • the phosphorus concentration in the nickel coating layer 41b is adjusted to a predetermined value (higher than 3 wt%),
  • the nickel coating layer 41b it is possible to form the surface treatment film (composite hard coating including the mixed layer 41a and the nickel coating layer 41b) according to the present disclosure. Therefore, it is not necessary to roughen the surface of the base material 11d before treatment in advance, for example, to add a process such as shot blasting, and a general electroless nickel-phosphorus plating treatment can be used.
  • the surface treatment film can be formed at a low cost, and the base material 11d on which the surface treatment film is formed, that is, the sliding member according to the present disclosure, is extremely excellent in terms of mass productivity.
  • the mixed layer 41a may have a thickness of 100 nm or more and 1000 nm or less.
  • the thickness of the mixed layer 41a is less than 100 nm, it is difficult to obtain a sufficient anchoring effect as described above.
  • the phosphorus concentration of the nickel coating layer 41b is increased, the thickness of the mixed layer 41a will inevitably increase.
  • the phosphorus concentration is preferably 15 wt % or less, and the mixed layer 41 a has a thickness of about 1000 nm when the phosphorus concentration is 15 wt %. Therefore, it is desirable that the mixed layer 41a has a thickness of 1000 nm or less.
  • the aluminum (Al) -silicon (Si) alloy is used as the base material of the sliding member. Even with a soft non-ferrous material having hardness, the same effect as the aluminum-silicon alloy described above can be obtained.
  • aluminum (Al)-copper (Cu)-magnesium (Mg) system (2000 series etc.) containing aluminum (Al) as the main component
  • aluminum (Al)-magnesium (Mg) system ( 5000 series)
  • aluminum (Al) - magnesium (Mg) - silicon (Si) system (6000 series)
  • aluminum (Al) - zinc (Zn) - magnesium (Mg) system (7000 series)
  • Addition-based aluminum alloys (8000 series, etc.) also provide the same effects as those of the aforementioned aluminum-silicon alloys.
  • a magnesium alloy containing magnesium (Mg) as a main component for example, a magnesium (Mg)-aluminum (Al)-zinc (Zn)-based alloy has the same effect as the aluminum-silicon-based alloy described above. can get.
  • the sliding member is a mixed layer composed of the base material 11d, at least nickel, and components of the base material 11d, which are aluminum and phosphorus in the present embodiment. 41a and a nickel coating layer 41b containing nickel as a main component above the mixed layer 41a.
  • the sliding member can have sufficient film adhesion in addition to the anti-seizure property of the hard film treatment. This makes it possible to avoid breakage or peeling of the coating near the interface between the substrate 11d and the hard coating (nickel coating layer 41b) caused by the difference in hardness between the substrate 11d and the hard coating.
  • the sliding member may include a configuration other than the base material 11d, the mixed layer 41a, and the nickel coating layer 41b. That is, the sliding member according to the present disclosure may have a configuration including the base material 11d, the mixed layer 41a, and the nickel coating layer 41b.
  • the mixed layer 41a can be configured such that the components of the nickel coating layer 41b and the components of the base material 11d exist independently.
  • the mixed layer 41a formed by infiltrating the components (nickel and phosphorus) of the nickel coating layer 41b into the base material 11d sufficiently exerts a so-called anchor effect that acts like a nail or a wedge, Adhesion can be significantly improved.
  • the mixed layer 41a may have a thickness of 100 nm or more and 1000 nm or less.
  • the mixed layer 41a formed by infiltrating the components (nickel and phosphorus) of the nickel coating layer 41b into the base material 11d has an anchor effect and the high wear resistance of the nickel coating layer 41b.
  • the nickel coating layer 41b can be configured as an electroless nickel-phosphorus composite plating. In this configuration, the nickel coating layer 41b can have a phosphor concentration higher than 3 wt %.
  • the coating of the nickel coating layer 41b can be configured to have a film thickness of 2 ⁇ m or more.
  • the anchor effect of the mixed layer 41a formed by penetrating the components (nickel and phosphorus) of the nickel coating layer 41b into the base material 11d can be fully exhibited, and a sliding member with high long-term reliability can be obtained.
  • the base material has a hardness of HV50 to 200, and can be configured as an alloy containing aluminum as a main component. As a result, a lightweight sliding member having both high abrasion resistance and high peeling resistance can be obtained.
  • the compressor configured using the sliding member accommodates a compression mechanism portion for compressing refrigerant, an electric mechanism portion for driving the compression mechanism portion, the compression mechanism portion and the electric mechanism portion, and a bottom portion. and a sealed container having an oil reservoir for storing lubricating oil, and a sliding portion using the sliding member having the above configuration, that is, at least one of the sliding portions has the above configuration.
  • a configuration in which a sliding member is arranged can be employed.
  • the compressor can be stably operated over a long period of time while maintaining high performance.
  • the specific configuration of the refrigeration apparatus according to the present disclosure is not limited as long as it includes a known refrigerant circuit (refrigeration cycle) including the compressor according to the present disclosure.
  • the specific configuration of the refrigerating device is also not particularly limited, and any known refrigerating device such as an air conditioner, a water heater, or a refrigerator may be used.
  • the compression mechanism includes a fixed scroll, an orbiting scroll, and a rotary shaft for orbiting the orbiting scroll
  • the sliding member is used for at least one of the fixed scroll and the orbiting scroll, That is, the sliding portion of at least one of the process scroll and the orbiting scroll may include the sliding member having the above configuration.
  • the long-term reliability of the scroll compressor can be improved by having a sliding member that has both high self-wear resistance and film adhesion. Furthermore, by using a material such as aluminum having a low specific gravity for the base material of the fixed scroll or orbiting scroll, it is possible to significantly reduce the weight. Therefore, it is possible to provide a scroll compressor that can be applied to fields where weight reduction is desired, such as vehicle-mounted type.
  • the centrifugal force acting on the compression mechanism can be reduced, and the vibration of the compressor during operation can be suppressed. Therefore, it is possible to increase the refrigerating capacity by rotating at high speed. Furthermore, since the radial load acting on the rotating shaft is reduced, it is possible to change the design to reduce the diameter of the rotating shaft. As a result, it is possible to provide a high efficiency scroll compressor by reducing the input loss, or to provide a compact scroll compressor with high product appeal.
  • the compressor of the present invention can be configured to use a working medium such as R134a, R32, R410A, R407C, isobutane, propane, carbon dioxide, or a refrigerant having double bonds between carbon atoms.
  • a working medium such as R134a, R32, R410A, R407C, isobutane, propane, carbon dioxide, or a refrigerant having double bonds between carbon atoms.
  • the compressor can stably exhibit high self-wear resistance and film adhesion over a long period of time.
  • the sliding member provided in the compressor is a substance generated by decomposition of the refrigerant generated in the process of sliding (for example, fluoride found in refrigerants having double bonds between carbon atoms) It can effectively suppress deterioration and deformation even when exposed to water. As a result, the compressor can stably exhibit high self-wear resistance and film adhesion over a long period of time.
  • Embodiment 2 will be described below with reference to FIGS. 6 to 7B. Reference is made to FIGS. 1 to 5 as appropriate. Further, the same reference numerals are assigned to the same configurations as those described with reference to FIGS. 1 to 5, and the description thereof is partially omitted.
  • the fixed scroll 11 and the orbiting scroll 12, which are sliding members, are both made of a non-ferrous material having a hardness of HV50-200, for example.
  • the base material of the non-ferrous material include, but are not particularly limited to, aluminum alloys (eg, various aluminum (Al)-silicon (Si) alloys of the 4000 series).
  • the aluminum alloy has a specific gravity of 2.6 to 2.8 g/cm 3 but is not limited thereto.
  • the fixed scroll 11 and the orbiting scroll 12 of the present embodiment are each provided with a surface treatment for hardening the surface.
  • a surface treatment for hardening the surface For example, if the orbiting scroll 12 is made of an aluminum alloy, the surface of the orbiting scroll 12 is formed with an anodized film (alumite film) having a hardness of, for example, HV 200 to 300, which is harder than the base material 11d.
  • the hardening surface treatment is not limited to this, and a known method is used according to the material of the base material 11d.
  • the base material 11d of one fixed scroll 11 includes a mixed layer laminated on the surface of the base material 11d and a nickel coating layer laminated on the mixed layer, as in the first embodiment.
  • a surface treatment film is formed.
  • FIG. 6 shows a representative example of the surface treatment film in this embodiment.
  • FIG. 6 is an enlarged schematic cross-sectional view of the mixed layer 51a formed on the base material 11d of the fixed scroll 11, as well as the first nickel coating layer 51b and the second nickel coating layer 51c.
  • the mixed layer 51a is composed of aluminum (Al), which is the main component of the base material 11d, nickel (Ni), and phosphorus (P). be.
  • a first nickel coating layer 51b is formed above the mixed layer 41a, and a second nickel coating layer 51 is formed further above the first nickel coating layer 51b (on the outermost surface side).
  • Both the first nickel coating layer 51b and the second nickel coating layer 51c are single-layer hard coatings containing nickel as a main component. These nickel coating layers 51b and 51c constitute a multilayer nickel coating layer 51d.
  • the multilayer nickel coating layer 51d may be composed of three or more layers, and each layer may have different components (nickel concentration, phosphorus concentration, etc.).
  • the mixed layer 51a is composed of a "base material component portion 51e" composed of aluminum (Al), which is the main component of the base material 11d, and nickel ( Ni) and (P) are shown schematically so as to be alternately arranged.
  • the illustration in FIG. 6 is a schematic illustration like FIG. 2, and the mixed layer 51a in the present disclosure is not limited to this illustration.
  • Both the first nickel coating layer 51b and the second nickel coating layer 51c are formed by electroless nickel-phosphorus plating.
  • the first nickel coating layer 51b has a phosphorus concentration (phosphorus content) of 8 to 10 wt%, and the rest is almost entirely nickel (nickel content of 90 to 92 wt%).
  • the nickel coating layer 51c has a phosphorus concentration of 1 to 3 wt %, and nickel accounts for almost the rest (the nickel content is 97 to 99 wt %). This content does not include known impurities.
  • a zincate treatment was performed in advance to form a zinc film on the surface of the substrate 11d.
  • the zinc film formed in this pretreatment step was replaced with nickel in the electroless plating solution for the first nickel film layer 51b to form the first nickel film layer 51b (plating film).
  • it was immersed in the electroless plating solution for the second nickel film layer 51c to form the second nickel film layer 51c.
  • a multilayer nickel coating layer 51d as schematically shown in FIG. 6 was produced (manufactured).
  • the hardness of the produced multilayer nickel coating layer 51d was measured according to JIS Z2244 using a nanoindentation device TI-950 Triboindenter (trade name) manufactured by Hygitron.
  • the hardness of the first nickel coating layer 51b was HV550-600
  • the hardness of the second nickel coating layer 51c was HV650-700.
  • the multi-layered nickel coating layer 51d is formed of two layers by plating twice, but as described above, a multi-layered nickel coating layer of three or more layers may be used.
  • 7A and 7B are examples of cross-sectional EDS elemental mapping near the interface 11e of the base material 11d of the fixed scroll 11 in a representative example of the present embodiment.
  • Nickel Ni
  • Al aluminum
  • Phosphorus (P) is present in the light gray portion shown in FIG. 7B, and similarly aluminum (Al) is mainly present in the lower black portion. Further, the upper grey-colored portion (corresponding to 51c in the figure) differs in color tone from the lower grey-colored portion (corresponding to 51b in the figure). This indicates the difference in phosphorus concentration, and indicates that the phosphorus concentration in the upper dark-colored portion (corresponding to 51c in the figure) is lower than that in the lower portion (corresponding to 51b in the figure). .
  • the mixed layer 51a may be composed of a compound of the components (nickel and phosphorus) of the first nickel coating layer 51b and the second nickel coating layer 51c and the component (aluminum) of the substrate 11d. It can be seen that nickel (Ni), phosphorus (P), and aluminum (Al) are individually and independently formed.
  • the mixed layer 51a had a maximum thickness of about 600 nm.
  • the sliding member according to the present disclosure includes at least nickel, aluminum (a component of the base material 11d), phosphorus, and As shown in FIG. 6, this mixed layer consists of a "base material component portion 51e" made of aluminum (a component of the base material 11d), nickel (Ni) and (P ) are alternately arranged.
  • At least the phosphorus concentration in the first nickel coating layer 51b is set to 3 wt % or more, preferably as described above, in order to form the mixed layer 51a. It may be 8 to 10 wt %, and in this case also, as in the first embodiment, for example, the bath preparation temperature in the electroless nickel-phosphorus plating process can be set within a suitable range.
  • the nickel film on the outermost surface (or the outermost surface), that is, the second nickel film 51c has a phosphorus concentration of 1 to 3 wt %, and the first nickel film 51b (mixed It is set lower than the nickel film in contact with the layer 51a and the innermost nickel film).
  • the bath preparation temperature in the electroless nickel-phosphorus plating treatment can be set within the range of 60 to 100.degree.
  • the bath preparation temperature When the bath preparation temperature is lower than 60° C., depending on various conditions, the plating formation speed becomes too slow, and deposition unevenness (a phenomenon in which the plating film (second nickel film layer 51c) is formed only in places) occurs. may occur. On the other hand, if the bath preparation temperature is higher than 100° C., depending on various conditions, the plating formation rate becomes too fast, making it difficult to stably control the film thickness during mass production. In addition, if the second nickel coating layer 51c is not well formed, the underlying first nickel coating layer 51b or the mixed layer 51a may be affected.
  • the bath temperature for forming the nickel film on the outermost surface can be set within the range of 70-95°C. Although it depends on various conditions, if the bath preparation temperature is within this range, the physical properties of the surface treatment film comprising a plurality of nickel films and the mixed layer 51a can be further improved.
  • a surface treatment film harder than the base material 11d is formed on the surface of the base material 11d made of the aluminum alloy of the fixed scroll 11.
  • the surface hardness of the first nickel coating layer 51b of the base material 11d of the fixed scroll 11 is 4 to 12 times the hardness of the base material 11d.
  • a hard surface treatment film is formed directly on the surface of the substrate 11d, the difference in hardness between the aluminum substrate and the surface treatment film, that is, the difference in mechanical strength becomes excessive. Therefore, when a shearing force acts parallel to the interface due to friction sliding, the hard surface treatment film peels off at the interface, or destruction such as "plucking" occurs with the base material immediately below the interface. As a result, the hard surface treatment film was removed, and the aluminum substrate was sometimes exposed between the sliding surfaces.
  • a mixed layer 51a composed of aluminum (Al), which is the main component of the base material 11d, nickel (Ni), and phosphorus (P),
  • a first nickel film layer 51b containing nickel as a main component is formed above the mixed layer 51a.
  • the mixed layer 51a formed by penetrating the components (nickel and phosphorus) of the first nickel coating layer 51b into the base material 11d looks like a nail or a wedge. It exerts a so-called anchor effect. Therefore, even if there is a large difference in hardness between the base material 11d and the surface treatment film, peeling or breakage near the interface 11e of the base material 11d can be avoided or suppressed, and sufficient film adhesion can be ensured. can be done.
  • the second nickel coating layer 51c has a lower phosphorus concentration (1 to 3 wt %) than the first nickel coating layer 51b.
  • the hardness (HV) of the outermost coating layer that slides on the mating material becomes very high, so that remarkably excellent self-wear resistance can be secured.
  • the surface hardness of the orbiting scroll 12 on the other side is lower than the surface hardness of the fixed scroll 11, the surface of the orbiting scroll 12 wears moderately during operation of the compressor. That is, by truncating and flattening the tip protrusions (mountains) of the roughness of the sliding surface, the local contact surface pressure can be reduced and the sliding state can be alleviated. As a result, it is possible to remarkably suppress the progress of wear beyond moderate wear.
  • the sliding member is a mixed layer composed of the base material 11d, at least nickel, and components of the base material 11d, which are aluminum and phosphorus in the present embodiment.
  • 51a and above the mixed layer 51a, a first nickel coating layer 51b and a second nickel coating layer 51c containing nickel as a main component in this embodiment.
  • the sliding member can have sufficient film adhesion to avoid breakage or peeling of the film near the substrate interface due to the difference in hardness between the substrate and the hard film.
  • the nickel coating layer contains nickel as the main component, but as described above, it can be a multi-layer nickel coating layer having at least two layers, and the nickel coating layer on the mixed layer side has a phosphorus concentration of , the phosphorus concentration can be higher than that of the nickel coating layer on the outermost surface side.
  • the nickel coating layer on the mixed layer side (the first nickel coating layer 51b in this embodiment) has a phosphorus concentration higher than 3 wt%, and the nickel coating layer on the outermost surface side (in this embodiment Then, the second nickel coating layer 51c) can have a phosphorus concentration of 3 wt % or less.
  • the sliding member can have sufficient film adhesion in addition to the anti-seizure property of the hard film treatment. This makes it possible to avoid breakage or peeling of the coating near the interface between the substrate and the hard coating due to the difference in hardness between the substrate and the hard coating.
  • the nickel film layer on the outermost surface side can have sufficient self-wear resistance.
  • the nickel coating layer has a structure in which phosphorus is added. Boron may be included.
  • both the nickel coating layer containing boron and the nickel coating layer containing both phosphorous and boron can provide excellent adhesion strength and self-wear resistance, similar to the nickel coating layer containing phosphorus. . Therefore, the mixed layer should contain at least one of phosphorus and boron in addition to nickel and the components of the base material.
  • boron electroless nickel-boron composite plating
  • boron electroless nickel-boron
  • a known method such as electroless nickel-boron (boron) composite plating can be used to obtain the nickel coating layer in the first embodiment or the present embodiment described above.
  • boron electroless nickel-boron
  • the nickel coating layer contains boron instead of phosphorus, or contains both phosphorus and boron
  • the phosphorus concentration described in the first embodiment or the second embodiment can be replaced with the boron concentration.
  • the conditions described in the first embodiment or the second embodiment can be applied as they are to the electroless nickel-boron plating treatment.
  • the bath preparation temperature in the electroless nickel-boron plating process can be set within the range of 80 to 100.degree. C. or within the range of 85 to 95.degree.
  • the bath temperature in the electroless nickel-boron plating process can be set within the range of 80 to 100.degree. C. or within the range of 85 to 95.degree.
  • the bath preparation temperature in the electroless nickel-boron plating process can be set within the range of 80 to 100.degree. C. or within the range of 85 to 95.degree.
  • the bath temperature in the second embodiment when forming a plurality of nickel films, the nickel film on the outermost surface side is formed by electroless nickel-boron plating, and the bath temperature is set to 60 to 100 ° C. or within the range of 70 to 95°C. Thereby, a surface treatment film including a mixed layer can be suitably formed.
  • the nickel coating layer may contain components other than nickel, and the mixed layer may contain components other than nickel and phosphorus or nickel and boron.
  • the content of such other components is not particularly limited as long as it does not affect the film adhesion and self-wear resistance.
  • the nickel coating layer or the mixed layer may contain unavoidable impurities according to technical common sense, such unavoidable impurities can be ignored as components of the nickel coating layer and the mixed layer. Therefore, the lower limit of the content of other components should be an amount exceeding the amount of unavoidable impurities.
  • the sliding member according to the present disclosure is described as a compressor that compresses a refrigerant as a working medium, but it may be a compressor that compresses a working medium that is not a refrigerant. .
  • the sliding member according to the present disclosure can be used not only in compressors but also in car engines and the like to obtain similar effects. Therefore, it can also be applied to a compressor that does not use a refrigerant as a working medium.
  • the sliding member according to the present disclosure can suppress breakage or peeling of the film near the substrate interface, and can ensure sufficient film adhesion. can enhance sexuality.
  • the compressor according to the present disclosure includes the sliding member, the reliability and efficiency are improved, and the compressor is used for refrigerators, hot water heaters, air conditioners, water heaters, refrigerators, and the like. It is useful for refrigeration equipment using cycles.
  • the present invention can be widely and suitably used in the field of sliding members, particularly in the field of compressors such as refrigerant compressors, or in the field of refrigeration cycles using such compressors, as well as compressors. It can be suitably used in the field having a sliding portion of
  • Airtight container 4 Oil reservoir 10: Compression mechanism 11: Fixed scroll 11a: Fixed scroll end plate 11b: Fixed spiral wrap 11d: Base material 12: Orbiting scroll 12a: Orbiting scroll end plate 12b: Orbiting spiral wrap 13: Rotating shaft 20 : electric mechanism part 41a, 51a: mixed layer 41b: nickel coating layer 51b, first nickel coating layer 51c, second nickel coating layer 51d: multilayer nickel coating layer (nickel coating layer)

Abstract

摺動部材は、基材（１１ｄ）と、少なくとも、ニッケルと、基材（１１ｄ）の成分であるアルミニウムと、リンと、から構成される混在層（４１ａ）と、混在層（４１ａ）の上方にニッケルを主成分とするニッケル皮膜層（４１ｂ）と、を備えている。これにより、摺動部材に形成されるニッケル皮膜層（４１ｂ）は良好な耐剥離性を実現できるので、摺動部材の焼付きまたは摩耗を長期に亘って良好に抑制することができる。

Description

摺動部材およびそれを用いた圧縮機および冷凍装置
　本開示は、摺動部材および圧縮機、並びに冷凍装置に関し、特に、圧縮機の摺動部に用いられる摺動部材と、当該摺動部材を備え、空気調和機、給湯器、冷蔵庫等の冷凍サイクル装置を用いた機器等に用いられる圧縮機と、当該圧縮機を備える冷凍装置に関する。
　特許文献１、２は、空気調和機等に用いられているスクロール圧縮機を開示する。このスクロール圧縮機は、固定スクロールの固定渦巻きラップと旋回スクロールの旋回渦巻きラップを互いに噛み合わせ、旋回スクロールを旋回運動させることで冷媒等の作動媒体を圧縮している。
　上記固定スクロールと旋回スクロールは、作動媒体を圧縮する時に摺動する摺動部材となるものである。それぞれの摺動部材が互いに同種の金属を用いる場合、どちらか一方の表面に陽極酸化被膜処理またはメッキ処理といった表面処理を施して、焼付きを防ぐという方法が採用されている。
　例えば、特許文献１は、固定スクロールと旋回スクロールにアルミニウムを主成分とする合金を用いて、少なくとも一方の表面に酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）系硬質粒子を配合したニッケルメッキを行っている。また特許文献２は、同様にアルミニウムを主成分とする合金を用いて、少なくとも一方の表面に窒化ホウ素（ＢＮ）が膜中に分散されたニッケルメッキを行っている。
実開平３－９９８０１号公報 特開２０００－６４９７０号公報
　本開示は、焼付きまたは異常摩耗を効果的に抑制または回避できる摺動部材と、それを用いて良好な運転効率または信頼性を実現できる圧縮機および冷凍装置とを提供する。
　本開示の摺動部材は、前記の課題を解決するために、基材と、少なくとも、ニッケルと、前記基材の成分と、リンおよび／またはホウ素と、から構成される混在層と、前記混在層の上方にニッケルを含有するニッケル皮膜層と、を備えている構成である。
　前記構成によれば、摺動部材に形成されるニッケル皮膜層は良好な耐剥離性を実現できるので、摺動部材の焼付きまたは摩耗を長期に亘って良好に抑制することができる。
　また、本開示の圧縮機および冷凍装置は、前記の課題を解決するために、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、前記圧縮機構部および前記電動機構部を収容し、底部に潤滑油を貯留する貯油部を有した密閉容器と、を備え、前記構成の摺動部材を用いた摺動部が含まれている構成である。
　前記構成によれば、摺動部材が、良好な耐剥離性を有するニッケル皮膜層を備えているので、表面処理の剥離に伴って生じる焼付きまたは摩耗を有効に抑制または回避することができ、より一層良好な長期信頼性を実現することができる。
　本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
　以上のように、本発明によれば、焼付きまたは異常摩耗を効果的に抑制または回避できる摺動部材と、それを用いて良好な運転効率または信頼性を実現できる圧縮機および冷凍装置とを提供することができるという効果を奏する。
図１は、実施の形態１におけるスクロール圧縮機の縦断面図である。 図２は、実施の形態１におけるスクロール圧縮機の固定スクロールの基材界面近傍の模式的拡大断面模式図である。 図３Ａ，図３Ｂは、実施の形態１における代表的な実施例において、スクロール圧縮機の固定スクロールの基材界面近傍の断面ＥＤＳ元素マッピング図である。 図４Ａ，図４Ｂは、代表的な比較例において、リン濃度が低いニッケル皮膜層を用いた場合の基材界面近傍の断面ＥＤＳ元素マッピング図である。 図５は、リン濃度と混在層の厚さの関係を示す相関図である。 図６は、実施の形態２におけるスクロール圧縮機の固定スクロールの基材界面近傍の拡大断面模式図である。 図７Ａ，図７Ｂは、実施の形態２におけるスクロール圧縮機の固定スクロールの基材界面近傍の断面ＥＤＳ元素マッピング図である。
　（本開示の基礎となった知見等）
　本願発明者らが本開示に想到するに至った当時、スクロール圧縮機は、特許文献１または特許文献２にあるように、基材をアルミニウム合金とした固定スクロールと旋回スクロールの少なくともどちらか一方の表面に硬質皮膜処理を施して、焼付きを防止するようにしている。
　しかしながら、アルミニウムのような軟質基材上にニッケルメッキのような硬質皮膜を形成した場合、アルミニウム基材と硬質皮膜との硬さの差、即ち機械的強度の差が著しく大きい。そのため、摩擦摺動によって界面に対し平行方向のせん断力が作用した際に、界面での硬質皮膜の剥離、または、界面直下で基材を伴う破壊（むしれ等）が生じ、摺動面間にアルミニウム基材が露出する可能性があった。
　また、硬質皮膜が剥離してアルミニウム基材同士が摺動すれば、アルミニウムは活性な金属なため、異常摩耗または凝着による焼付きが発生するおそれがある。そのため、長期に亘って信頼性を確保することが困難になるという課題があった。
　本願発明者らはこのような課題を見出し、これらを解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
　そこで本開示は、硬質であるニッケル皮膜層の密着強度、耐剥離性を向上させることで、長期に亘って焼付きまたは摩耗を抑制できる摺動部材を提供する。また、本開示の摺動部材を用いることで、摺動部における硬質皮膜の剥離に伴って生じる焼付きまたは摩耗を回避し、これにより、長期に亘って高い信頼性を有する圧縮機および冷凍装置を提供する。
　以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
　なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
　（実施の形態１）
　以下、図１～図３Ｂを用いて、実施の形態１を説明する。
　［１－１．構成］
　本実施の形態に係るスクロール圧縮機は、図１に示すように、密閉容器１内に、冷媒を圧縮する圧縮機構部１０と、圧縮機構部１０を駆動する電動機構部２０とを配置して構成されている。
　密閉容器１は、胴部１ａ、下蓋１ｂ、上蓋１ｃを備えている。胴部１ａは、上下方向に沿って延びる円筒状に形成されている。下蓋１ｂは、胴部１ａの下部開口を塞ぐ蓋部材である。上蓋１ｃは、胴部１ａの上部開口を塞ぐ蓋部材である。下蓋１ｂおよび上蓋１ｃは、いずれも外側中央部に向かって湾曲しており、図１に示す構成例では、胴部１ａの下部開口または上部開口の内側にはめ込まれるようなボウル形状を有している。
　密閉容器１は、冷媒吸込管２と冷媒吐出管３とを備えている。冷媒吸込管２は、圧縮機構部１０に冷媒を導入する。冷媒吐出管３は、圧縮機構部１０にて圧縮された冷媒を密閉容器１の外に吐出する。密閉容器１の上部（上蓋１ｃ）には、冷媒吐出管３とともにインジェクションパイプ１９が接続されている。
　圧縮機構部１０は、固定スクロール１１と、旋回スクロール１２と、旋回スクロール１２を旋回駆動する回転軸１３とを有している。電動機構部２０は、密閉容器１に固定されたステータ２１と、ステータ２１の内側に配置されたロータ２２とを備える。ロータ２２には回転軸１３が固定される。
　回転軸１３の上端には、回転軸１３に対して偏心した偏心軸１３ａが形成されている。偏心軸１３ａには、偏心軸１３ａの上面に開口する凹部によってオイル溜まり１２ｅを形成している。
　固定スクロール１１および旋回スクロール１２の下方には、固定スクロール１１および旋回スクロール１２を支持する主軸受３０が設けられている。主軸受３０には、回転軸１３を軸支する軸受部３１と、ボス収容部３２とが形成されている。主軸受３０は、密閉容器１に溶接または焼き嵌め等によって固定される。回転軸１３の下端部１３ｂは、密閉容器１の下部に配置された副軸受１８に軸支されている。
　固定スクロール１１は、固定スクロール鏡板１１ａ、固定渦巻きラップ１１ｂ、外周壁部１１ｃ等を備える。固定スクロール鏡板１１ａは円板状であり、固定渦巻きラップ１１ｂは固定スクロール鏡板１１ａに立設した渦巻状である。外周壁部１１ｃは、固定渦巻きラップ１１ｂの周囲を取り囲むように立設している。固定スクロール鏡板１１ａの略中心部に吐出ポート１４が形成されている。
　旋回スクロール１２は、旋回スクロール鏡板１２ａ、旋回渦巻きラップ１２ｂ、ボス部１２ｃ等を備える。旋回スクロール鏡板１２ａは円板状であり、旋回渦巻きラップ１２ｂは旋回スクロール鏡板１２ａのラップ側端面に立設した渦巻状である。ボス部１２ｃは、旋回スクロール鏡板１２ａの反ラップ側端面に形成した円筒状である。
　固定スクロール１１の固定渦巻きラップ１１ｂと旋回スクロール１２の旋回渦巻きラップ１２ｂとは相互に噛み合わされる。これにより、固定渦巻きラップ１１ｂと旋回渦巻きラップ１２ｂとの間に複数の圧縮室１５が形成される。ボス部１２ｃは、旋回スクロール鏡板１２ａの略中央に形成される。偏心軸１３ａはボス部１２ｃに挿入され、ボス部１２ｃはボス収容部３２に収容される。
　固定スクロール１１は、外周壁部１１ｃで例えば複数本のボルト（図示せず）を用いて主軸受３０に固定される。一方、旋回スクロール１２は、オルダムリング等の自転拘束部材１７を介して固定スクロール１１に支持される。固定スクロール１１と主軸受３０との間には、自転拘束部材１７が設けられる。自転拘束部材１７は、旋回スクロール１２の自転を拘束する。これにより、旋回スクロール１２は、固定スクロール１１に対して、自転しないで旋回運動をする。
　密閉容器１の底部には、潤滑油を貯留する貯油部４が形成されている。図１に示す例では、下蓋１ｂの内部が貯油部４となっている。回転軸１３の下端には容積型のオイルポンプ５を設けている。オイルポンプ５は、その吸い込み口が貯油部４内に存在するように配置される。オイルポンプ５は、回転軸１３によって駆動され、密閉容器１の底部に設けられた貯油部４にある潤滑油を、圧力条件または運転速度等に関係なく、適切に吸い上げるので、オイル切れのおそれが回避される。
　回転軸１３には、回転軸オイル供給孔１３ｃが設けられる。回転軸オイル供給孔１３ｃは、回転軸１３の下端部１３ｂから偏心軸１３ａに至るように形成される。オイルポンプ５で吸い上げた潤滑油は、回転軸１３内に形成している回転軸オイル供給孔１３ｃを通じて、副軸受１８の軸受、軸受部３１、ボス部１２ｃ内に供給される。
　冷媒吸込管２から吸入される冷媒は、吸入ポート１５ａから圧縮室１５に導かれる。圧縮室１５は、外周側から中央部に向かって容積を縮めながら移動する。圧縮室１５で所定の圧力に到達した冷媒は、固定スクロール１１の中央部に設けた吐出ポート１４から吐出室６に吐出される。
　吐出ポート１４には吐出リード弁（図示せず）が設けられる。圧縮室１５で所定の圧力に到達した冷媒は、吐出リード弁を押し開いて吐出室６に吐出される。吐出室６に吐出された冷媒は、密閉容器１内の上部に導出され、冷媒吐出管３から吐出される。
　前記構成のスクロール圧縮機は、複数の摺動部を備えている。例えば、摺動部としては、固定スクロール１１および旋回スクロール１２、あるいは、回転軸１３の偏心軸１３ａおよび偏心ブッシュ３３等といった摺動部材の組合せが挙げられる。
　本実施の形態において、摺動部材となる固定スクロール１１と旋回スクロール１２は、例えば、いずれもＨＶ５０～２００の硬さを有する非鉄材料の基材（図１では固定スクロール１１の基材１１ｄを図示）で形成される。非鉄材料の基材としては、具体的には、例えば、アルミニウム合金（例えば、４０００番系の各種のアルミニウム（Ａｌ）－ケイ素（Ｓｉ）系合金）を挙げることができるが、特に限定されなない。当該アルミニウム合金の比重は２．６～２．８ｇ／ｃｍ3 であるがこれに限定されない。
　なお、硬さＨＶについては、ＪＩＳ　Ｚ２２４４に規定されるビッカース硬さ試験―試験方法に基づいて多点測定した結果である。以降に記述している硬さＨＶについても同様である。ＪＩＳ　Ｚ２２４４に規定される試験方法は、各国の国家規格または国際規格で代替できる。
　また、本実施の形態の固定スクロール１１および旋回スクロール１２には、それぞれ表面を硬質化する表面処理が形成される。例えば、旋回スクロール１２がアルミニウム合金製であれば、当該旋回スクロール１２の表面には、基材よりも硬い、例えばＨＶ２００～３００の硬さを有する陽極酸化皮膜（アルマイト皮膜）が形成される。硬質化する表面処理は、これに限定されず、基材の材質に合わせて公知の方法が用いられる。
　一方の固定スクロール１１の基材１１ｄには、当該基材１１ｄの表面に積層される混在層と、混在層の上に積層されるニッケル皮膜層と、を備える表面処理膜（硬質皮膜）が形成されている。なお、本開示では、ニッケル皮膜層のみを硬質皮膜（単層硬質皮膜）と見なしてもよいし、ニッケル皮膜層および下層の混在層とをまとめて硬質皮膜（複合硬質皮膜）と見なしてもよいし、複合硬質皮膜には、ニッケル皮膜層および混在層に加えて、必要に応じて公知の他の層を含んでもよい。
　複合硬質皮膜の代表的な一例を図２に示す。図２は、固定スクロール１１の基材１１ｄ上に形成されている混在層４１ａ、並びにニッケル皮膜層４１ｂの拡大断面模式図である。混在層４１ａは、少なくとも、ニッケルと、基材１１ｄの成分と、リン（あるいは、後述するように、リンおよび／またはホウ素）と、から構成されればよい。後述するように、ニッケル皮膜層４１ｂの下層に形成される混在層４１は、本開示によって初めて明らかになったものと考えられる。
　本実施の形態では、固定スクロール１１の基材１１ｄがアルミニウムなので、混在層４１ａは、基材１１ｄの主成分であるアルミニウム（Ａｌ）と、ニッケル（Ｎｉ）と、リン（Ｐ）とから構成される。混在層４１ａの上方（表面側、以下同じ）に形成されるニッケル皮膜層４１ｂは、ニッケルを主成分とする単層硬質皮膜が形成される。なお、ここでいう主成分とは、全成分中８０ｗｔ％以上を意味する。また、本明細書における含有率または濃度には公知の不純物は含まれない（公知の不純物の含有は実質的に無視できる）。
　図２では、混在層４１ａを、基材１１ｄの主成分であるアルミニウム（Ａｌ）で構成される「基材成分部位４１ｃ」と、ニッケル（Ｎｉ）および（Ｐ）で構成される「皮膜層成分部位４１ｄ」とが交互に配置されるように模式的に示している。この図２の図示は、混在層４１ａを理解しやすくするための模式的な図示であり、本開示における混在層４１ａはこの図示に限定されない。
　混在層４１ａおよびニッケル皮膜層４１ｂは、例えば無電解ニッケル－リンメッキ処理により形成することができる。なお、本明細書では、ｗｔ％（重量％）はｍａｓｓ％（質量％）に置き換えることができる。
　ニッケル皮膜層４１ｂは、無電解ニッケル－リンメッキ処理により得られるものであれば、ニッケルおよびリンを含有する。当該ニッケル皮膜層４１ｂに含有するリン濃度（リンの含有率）は８～１０ｗｔ％であり、残りをニッケルがほぼ占める（ニッケルの含有率９０～９２ｗｔ％）。後述するように、本実施の形態における代表的な実施例では、ニッケル皮膜層４１ｂの表面硬さはＨＶ５５０～６００であった。
　図３Ａおよび図３Ｂは、本実施の形態における代表的な実施例において、固定スクロール１１の基材１１ｄの界面近傍の断面ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析；Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ－ｒａｙ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）元素マッピングの一例である。
　図３Ａに示すＥＤＳ元素マッピング（ニッケル：Ｎｉ）から、向かって上方から順にやや薄い黒色部位（図中、ニッケル皮膜層４１ｂが該当）、やや薄い黒色部位と濃い黒色部位が混在している領域（図中、混在層４１ａが該当）、その下方に濃い黒色部位（図中、１１ｄが該当）が確認される。上方のやや薄い黒色部位にはニッケル（Ｎｉ）が存在し、下方の濃い黒色部位には、ニッケル以外の元素であるアルミニウム（Ａｌ）が主として存在している。
　図３Ｂに示すＥＤＳ元素マッピング（リン：Ｐ）から、向かって上方の明るいねずみ色で表される領域と、図３Ｂのやや薄い黒色で表される領域がほぼ同じである。明るいねずみ色部位にはリン（Ｐ）が存在し、下方の黒色部位には同様にアルミニウム（Ａｌ）が主として存在している。
　図３Ａおよび図３Ｂに基づいて、固定スクロール１１の基材１１ｄの断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡；Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）またはＴＥＭ（透過型電子顕微鏡；Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）などで観察しながら、ＥＤＳ元素マッピングすることで、基材１１ｄ（主にアルミニウム）の上方に、ニッケル（Ｎｉ）と、基材１１ｄの主成分であるアルミニウム（Ａｌ）と、リン（Ｐ）とから構成される混在層４１ａと、混在層４１ａの上方にニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケル皮膜層４１ｂと、が形成されていることを容易に認識可能である。
　さらに、ニッケル（Ｎｉ）、リン（Ｐ）が存在する領域にはアルミニウム（Ａｌ）はほとんど存在していない。このような結果から、混在層４１ａは、ニッケル皮膜層４１ｂの成分（ニッケルとリン）と基材１１ｄの成分（アルミニウム）とが化合物として構成されているのではなく、ニッケル（Ｎｉ）、リン（Ｐ）とアルミニウム（Ａｌ）とは個々に独立して構成されていることがわかる。
　また、このような結果から、ニッケル（Ｎｉ）とリン（Ｐ）とが、基材１１ｄ（アルミニウム合金）の界面１１ｅから基材１１ｄの内部に浸食して、あたかも根を張るような分布を呈している。なお、本実施例における混在層４１ａの厚みは、最大６００ｎｍ程度であった。
　すなわち、前述した代表的な実施例から明らかなように、本開示に係る摺動部材には、ニッケル皮膜層の下層に、少なくとも、ニッケルと、アルミニウム（基材１１ｄの成分）と、リンと、から構成される混在層が形成され、この混在層は、図２に示すように、アルミニウム（基材１１ｄの成分）で構成される「基材成分部位４１ｃ」と、ニッケル（Ｎｉ）および（Ｐ）で構成される「皮膜層成分部位４１ｄ」とが交互に配置されるような構成として模式化できることがわかる。
　なお、前記構成のスクロール圧縮機の具体的な構成は特に限定されず、公知の各種構成を好適に用いることができる。例えば、スクロール圧縮機が横置きであっても、旋回スクロール１２の基材は鉄系であってもよい。また、スクロール圧縮機に限定されず、レシプロ圧縮機またはロータリー圧縮機などであってもよい。
　［１－２．動作］
　以上のように構成されたスクロール圧縮機について、以下その動作、作用について説明する。
　前記構成のスクロール圧縮機は、固定スクロール１１のアルミニウム合金からなる基材１１ｄの表面に、基材１１ｄよりも硬い表面処理膜を形成している。
　本実施の形態では、固定スクロール１１の基材１１ｄのニッケル皮膜層４１ｂの表面硬さは、基材１１ｄの硬さに比べて４～１２倍である。ここで、基材の表面上に、直に硬質の表面処理膜を形成した場合では、すでに述べている通りアルミニウム基材と表面処理膜との硬さの差、すなわち機械的強度の違いが過大となる。そのため、摩擦摺動による界面に対し平行方向のせん断力が作用すると、界面にて硬質の表面処理膜の剥離、界面直下の基材を伴う「むしれ」といった破壊を生じさせる。これにより、硬質の表面処理膜が欠落し、摺動面間にアルミニウム基材が露出することがあった。
　本実施の形態では、基材表面に、基材１１ｄの主成分であるアルミニウム（Ａｌ）と、ニッケル（Ｎｉ）と、リン（Ｐ）とから構成される混在層４１ａと、混在層４１ａに上方にニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケル皮膜層４１ｂを形成させる構成を採用している。
　これにより、摺動によるせん断力が作用しても、ニッケル皮膜層４１ｂの成分（ニッケル、リン）が基材１１ｄ内に浸入して形成された混在層４１ａが、釘またはくさびのような働きをする、いわゆるアンカー効果を発揮する。そのため、基材１１ｄと表面処理膜との硬さの差が大きい場合であっても、基材１１ｄの界面１１ｅ付近での皮膜の剥離または破壊が回避、抑制され、十分な皮膜密着性を確保することができる。その結果、ニッケル皮膜層４１ｂの耐摩耗性が十分に発揮されることで、圧縮機の長期信頼性を向上させることができる。
　本実施の形態では、基材１１ｄのニッケル皮膜層４１ｂの表面硬さは、基材１１ｄの硬さに比べて４～１２倍とした。本願発明者らによる、これまでの実験的な取組みから、ニッケル皮膜層４１ｂの硬さは基材１１ｄの６倍以上であれば、より一層顕著なアンカー効果が得られることが明らかとなっている。
　一方、相手側の旋回スクロール１２の表面硬さは、固定スクロール１１の表面硬さよりも低いので、圧縮機の運転中に、旋回スクロール１２の表面は適度に摩耗して馴染む。すなわち、摺動表面の粗さの先端突起（山部）がトランケートされて平坦化することで、局所的な接触面圧が低減して摺動状態を緩和することができる。これにより、適度な摩耗以上に摩耗が進行することを顕著に抑制できる。
　また、本実施の形態では、無電解ニッケル－リンメッキ処理により形成されたもので、ニッケル皮膜層４１ｂにおけるリン濃度を８～１０ｗｔ％としている。
　ここで、本実施の形態における代表的な比較例として、リン濃度を２ｗｔ％未満とした無電解ニッケル－リンメッキ処理により形成されたニッケル皮膜層４１ｂの基材界面近傍の断面ＥＤＳ元素マッピングの一例を図４Ａおよび図４Ｂに示す。
　図４Ａに示すＥＤＳ元素マッピング（ニッケル：Ｎｉ）から、向かって上方からやや薄い黒色部位（図中、４１ｂが該当）、その直下に濃い黒色部位（図中、１１ｄが該当）がある。上方のやや薄い黒色部位にはニッケル（Ｎｉ）が存在し、下方の濃い黒色部位には、ニッケル以外の元素であるアルミニウム（Ａｌ）が主として存在している。
　図４Ｂに示すＥＤＳ元素マッピング（リン：Ｐ）から、明るいねずみ色で表される領域と、図４Ａのやや薄い黒色で表される領域がほぼ同じである。ＥＤＳ元素マッピング（リン：Ｐ）から、上方の明るいねずみ色部位にはリン（Ｐ）が存在し、下方の黒色部位には同様にアルミニウム（Ａｌ）が主として存在している。
　図４Ａおよび図４Ｂから明らかなように、比較例では、前述した実施例のように、図３Ａおよび図３Ｂに示されたような混在層４１ａは確認できず、基材１１ｄの上方にニッケル（Ｎｉ）とリン（Ｐ）からなるニッケル皮膜層４１ｂが直接的に形成されていることが認識できる。
　以上の結果から、本開示においては、無電解ニッケル－リンメッキ処理工程において形成されるニッケル皮膜層４１ｂに関し、リン濃度が低いと、混在層４１ａが形成されないことを明確化された。
　本願発明者らによる、これまでの実験的な取組みから得られた、ニッケル皮膜層４１ｂ中のリン濃度と混在層４１ａの最大厚さの関係を図５に示す。
　ニッケル皮膜層４１ｂ中のリン濃度を３ｗｔ％よりも高くすることで、混在層４１ａの最大厚さが１００ｎｍ以上となる。これにより、摩擦摺動による界面１１ｅに対し平行方向のせん断力が作用しても、ニッケル皮膜層４１ｂの成分（ニッケル、リン）が基材１１ｄに浸入して形成された混在層４１ａがアンカー効果を発揮する。よって、基材１１ｄと表面処理膜との硬さの差が大きい場合であっても、界面１１ｅ付近での皮膜の剥離または破壊を回避、抑制し、十分な皮膜密着性を確保することができる。
　本願発明者らの鋭意検討によれば、ニッケル皮膜層４１ｂにおけるリン濃度が３ｗｔ％よりも高い場合には、当該ニッケル皮膜層４１ｂは、相対的に硬くないものとなり、その耐久性も低い傾向にあるが、基材１１ｄの界面との密着性が高くなる傾向にある。一方、ニッケル皮膜層４１ｂのリン濃度が３ｗｔ％以下と低い場合には、当該ニッケル皮膜層４１ｂは、相対的に硬いものとなり、その耐久性も高い傾向にあるが、基材１１ｄの界面との密着力が低くなる傾向にある。
　本開示では、摺動部材（特に冷媒圧縮機用の摺動部材）に形成する無電解ニッケル－リンメッキにおいて、基材１１ｄの密着力をより一層良好なものにできる最少のリン濃度を明らかにできたとともに、基材１１ｄとニッケル皮膜層４１ｂとの間に混在層４１ａが生じ、この混在層４１ａによりニッケル皮膜層４１ｂの密着力を高くできることを、初めて明らかにしたものである。
　これにより、摺動部材に形成されたニッケル皮膜層４１ｂは、基材１１ｄに対して、より一層良好な密着性を実現できるとともに、ニッケル皮膜層４１ｂそのものも優れた耐久性を保持できることになる。その結果、本開示に係る摺動部材は、長期に亘る信頼性が求められる圧縮機の分野で広く好適に活用することができる。
　混在層４１ａを形成するためには、前記の通り、少なくとも、ニッケル皮膜層４１ｂにおけるリン濃度を３ｗｔ％以上とすればよいが、このような表面処理膜を形成するためには、例えば、無電解ニッケル－リンメッキ処理における建浴温度を、例えば８０～１００℃の範囲内とすることができる。
　建浴温度が８０℃よりも低くなると、諸条件にもよるが、メッキ形成速度が遅くなり過ぎて、析出ムラ（メッキ膜（ニッケル皮膜層４１ｂ）が所々にしか形成されない現象）が発生したりする可能性がある。一方、建浴温度が１００℃よりも高くなると、諸条件にもよるが、メッキ形成速度が速くなりすぎて、メッキ膜（ニッケル皮膜層４１ｂ）の膜厚にバラつきが大きくなる可能性があることに加え、混在層４１ｂの厚さが１０００ｎｍを超えたり、混在層４１ｂに占める基材１１ｄの成分比率が著しく低下したりする可能性がある。
　このように、建浴温度によってメッキ形成速度が遅くなったり早くなったりすると、特に、良好な混在層４１ａの形成に影響を及ぼすおそれがある。その結果、得られる表面処理膜において、十分な耐剥離性を確保できなくなる可能性がある。
　特に、圧縮機のように、長期に亘る信頼性確保が求められる分野では、建浴温度を８５～９５℃の範囲内にすることもできる。諸条件にもよるが、建浴温度がこの範囲内であれば、より一層良好な混在層４１ａを形成しやすくなり、表面処理膜の耐剥離性をより一層良好なものとすることができる。
　なお、前記の建浴温度の好適な範囲は、前述した通り、主として、良好なメッキ形成速度を実現するために設定されるものである。したがって、本開示において、基材１１ｄに表面処理膜（ニッケル皮膜層４１ｂおよび混在層４１ａを備える膜）を形成するために、無電解ニッケル－リンメッキ処理における建浴温度は、必ずしも前記の範囲内に限定されるものではなく、諸条件に応じて前記の範囲外の建浴温度を採用することもできる。さらに、本開示においては、無電解ニッケル－リンメッキ処理における公知の他の条件を好適な範囲内に設定することもできる。
　このように、本開示においては、従来の無電解ニッケル－リンメッキ処理工程を踏襲した上で、ニッケル皮膜層４１ｂ内のリン濃度を所定の値（３ｗｔ％より高く）となるように調合して、当該ニッケル皮膜層４１ｂを形成すれば、本開示に係る表面処理膜（混在層４１ａおよびニッケル皮膜層４１ｂを備える複合硬質皮膜）を形成することができる。そのため、処理前の基材１１ｄに対して、その表面を予め荒らす、例えばショットブラストなどの工程を追加する必要がなく、かつ、一般的な無電解ニッケル－リンメッキ処理を利用することができるので、安価に表面処理膜を形成することができるとともに、表面処理膜が形成された基材１１ｄ、すなわち本開示に係る摺動部材において、その量産性の観点でも非常に優れている。
　なお、本実施の形態（本開示）においては、混在層４１ａは、厚みを１００ｎｍ以上で、かつ１０００ｎｍ以下としてもよい。
　混在層４１ａの厚みが１００ｎｍ未満では前記した如く十分なアンカー効果は得られ難い。一方、ニッケル皮膜層４１ｂのリン濃度を上げれば必然的に混在層４１ａの厚みは厚くなる。しかしながら、リン濃度が１５ｗｔ％以上になると、ニッケル皮膜層４１ｂの硬さが低くなり、高い耐摩耗性を確保することが困難となる可能性がある。耐摩耗性確保の観点から、リン濃度は１５ｗｔ％以下が望ましく、リン濃度が１５ｗｔ％での混在層４１ａの厚みは約１０００ｎｍとなる。よって、混在層４１ａの厚みは１０００ｎｍ以下が望ましい。
　また、本実施の形態では、摺動部材の基材をアルミニウム（Ａｌ）－ケイ素（Ｓｉ）系合金としたが、基材の比重が３．０ｇ／ｃｍ3 以下で、かつ、ＨＶ５０～２００の硬さを有する軟質の非鉄材料であっても、前述したアルミニウム－ケイ素系合金と同様の効果が得られる。
　例えば、アルミニウム合金であれば、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とするアルミニウム（Ａｌ）－銅（Ｃｕ）－マグネシウム（Ｍｇ）系（２０００番系など）、アルミニウム（Ａｌ）－マグネシウム（Ｍｇ）系（５０００番系）、アルミニウム（Ａｌ）－マグネシウム（Ｍｇ）－ケイ素（Ｓｉ）系（６０００番系）、アルミニウム（Ａｌ）－亜鉛（Ｚｎ）－マグネシウム（Ｍｇ）系（７０００番系）、リチウム（Ｌｉ）添加系アルミニウム合金（８０００番系など）においても、前述したアルミニウム－ケイ素系合金と同様の効果が得られる。
　また、マグネシウム（Ｍｇ）を主成分とするマグネシウム合金であれば、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）－アルミニウム（Ａｌ）－亜鉛（Ｚｎ）系合金においても、前述したアルミニウム－ケイ素系合金と同様の効果が得られる。
　［１－３．効果等］
　以上のように、本実施の形態において、摺動部材は、基材１１ｄと、少なくとも、ニッケルと、前記基材１１ｄの成分、本実施の形態ではアルミニウムと、リンと、から構成される混在層４１ａと、前記混在層４１ａの上方にニッケルを主成分とするニッケル皮膜層４１ｂとからなる構成である。
　これにより、摺動部材は、硬質皮膜処理による焼付き防止性に加えて、十分な皮膜密着性も併せ持つことができる。これにより、基材１１ｄと硬質皮膜（ニッケル皮膜層４１ｂ）との硬さの差を起因とする基材界面付近での破壊または皮膜の剥離を回避することが可能となる。
　なお、本開示においては、後述する実施の形態２も含めて、摺動部材は、基材１１ｄ、混在層４１ａ、およびニッケル皮膜層４１ｂ以外の構成を含んでもよい。すなわち、本開示に係る摺動部材は、基材１１ｄ、混在層４１ａおよびニッケル皮膜層４１ｂを備える構成であればよい。
　また、本実施の形態のように、前記混在層４１ａは、前記ニッケル皮膜層４１ｂの成分と、前記基材１１ｄの成分とは、独立して存在する構成とすることができる。
　これにより、ニッケル皮膜層４１ｂの成分（ニッケル、リン）が基材１１ｄに浸入して形成された混在層４１ａが、釘またはくさびのような働きをする、いわゆるアンカー効果を十分に発揮し、皮膜密着性を顕著に向上させることができる。
　また、本実施の形態のように、前記混在層４１ａは、厚みを１００ｎｍ以上で、かつ１０００ｎｍ以下とした構成とすることができる。
　これにより、ニッケル皮膜層４１ｂの成分（ニッケル、リン）が基材１１ｄに浸入して形成された混在層４１ａのアンカー効果と、ニッケル皮膜層４１ｂの高い耐摩耗性を併せ持たせた摺動部材とすることができる。
　また、ニッケル皮膜層４１ｂは、無電解ニッケル－リン複合メッキとした構成とすることができる。この構成においては、ニッケル皮膜層４１ｂは、リン濃度を３ｗｔ％よりも高くした構成とすることができる。
　これにより、ニッケル皮膜層４１ｂ内のリン濃度を所定の値（３ｗｔ％より高く）になるように調合した従来の無電解ニッケル－リンメッキ処理工程を踏襲することで、本実施の形態のような、ニッケル皮膜層４１ｂと混在層４１ａとからなる表面処理膜を形成することができる。そのため、基材１１ｄの表面を予め荒らすなどの工程を追加する必要がなく、優れた量産性を実現できる。
　また、ニッケル皮膜層４１ｂの皮膜は、膜厚を２μｍ以上とした構成とすることができる。
　これにより、ニッケル皮膜層４１ｂの成分（ニッケル、リン）が基材１１ｄに浸入して形成された混在層４１ａのアンカー効果を十分に発揮させ、長期信頼性の高い摺動部材とすることができる。用途または運転条件、運転時間等の諸条件に応じて適切な膜厚を選択することも可能である。
　また、基材は、ＨＶ５０～２００の硬さを有し、アルミニウムを主成分とする合金とした構成とすることができる。これにより、高耐摩耗性と高耐剥離性を併せ持つ軽量な摺動部材とすることができる。
　一方、上記摺動部材を用いて構成した圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、前記圧縮機構部および前記電動機構部を収容し、底部に潤滑油を貯留する貯油部を有した密閉容器と、を備え、前記構成の摺動部材を用いた摺動部が含まれている構成、すなわち、摺動部分の少なくともいずれかに前記構成の摺動部材を配した構成とすることができる。
　これにより、高い自己耐摩耗性と皮膜密着性を併せ持つ摺動部材を擁することによって、圧縮機の摺動部における摩耗または剥離に起因する性能低下または動作不良などを回避、抑制することができる。これにより、当該圧縮機を、長期に亘って、高い性能を維持した状態で安定的に稼働させることができる。
　そして、この圧縮機を搭載して冷凍装置を構成すれば、冷凍装置の高効率化に加え、信頼性を顕著に向上させることができる。なお、本開示に係る冷凍装置の具体的な構成は限定されず、本開示に係る圧縮機を含む公知の冷媒回路（冷凍サイクル）を備える構成であればよい。冷凍装置の具体的な構成も特に限定されず、空気調和機、給湯器、冷蔵庫等の公知の冷凍装置であればよい。
　また、圧縮機構部は、固定スクロールと、旋回スクロールと、前記旋回スクロールを旋回駆動する回転軸とを備え、摺動部材は、少なくとも前記固定スクロール、前記旋回スクロールのどちらか一方に用いられる構成、すなわち、前記工程スクロールおよび前記旋回スクロールの少なくともいずれか一方の摺動部が、前記構成の摺動部材を含む構成とすることができる。
　これにより、高い自己耐摩耗性と皮膜密着性を併せ持つ摺動部材を擁することによって、スクロール圧縮機の長期信頼性を向上できる。さらに、固定スクロールまたは旋回スクロールの基材に比重の軽いアルミニウムなどを使用することで、顕著な軽量化を図ることができる。それゆえ、軽量化が望まれる分野、例えば車載式等への展開が可能なスクロール圧縮機を提供することができる。
　加えて、旋回スクロールを軽量化すれば、圧縮機構部に作用する遠心力が低減して、運転中の圧縮機の振動を抑制することができる。そのため、高速回転による冷凍能力の増加を図ることができる。さらに、回転軸に作用するラジアル荷重が低くなるので、回転軸の直径を小さくする設計変更が可能となる。これにより、入力損失低減による高効率化、または、圧縮機の小型化を図った商品力の高いスクロール圧縮機を提供することができる。
　また、本発明の圧縮機には、Ｒ１３４ａ、Ｒ３２、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、イソブタン、プロパン、二酸化炭素、又は、炭素間に二重結合を有する冷媒などの作動媒体を用いる構成とすることができる。
　これにより、圧縮機に配設された摺動部材は、いずれの冷媒に暴露されても変質、変形することを有効に抑制、回避できる。これにより、当該圧縮機は、長期に亘って高い自己耐摩耗性と皮膜密着性を安定的に発揮することができる。
　加えて、圧縮機に配設された摺動部材は、摺動の過程で生じた冷媒が分解して生成された物質（例えば、炭素間に二重結合を有する冷媒に見られるフッ化物など）に曝されても変質、変形することを有効に抑制できる。これにより、当該圧縮機は、長期に亘って高い自己耐摩耗性と皮膜密着性を安定的に発揮することができる。
　（実施の形態２）
　以下、図６～図７Ｂを用いて、実施の形態２を説明する。適宜、図１～図５を参照する。また、図１から図５で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。
　［２－１．構成］
　本実施の形態において、摺動部材となる固定スクロール１１と旋回スクロール１２は、例えば、いずれも基材を、ＨＶ５０～２００の硬さを有する非鉄材料の基材で形成される。非鉄材料の基材としては、具体的には、アルミニウム合金（例えば、４０００番系の各種のアルミニウム（Ａｌ）－ケイ素（Ｓｉ）系合金）を挙げることができるが、特に限定されない。当該アルミニウム合金の比重は２．６～２．８ｇ／ｃｍ3 であるがこれに限定されない。
　また、本実施の形態の固定スクロール１１および旋回スクロール１２には、それぞれ表面を硬質化する表面処理が形成される。例えば、旋回スクロール１２がアルミニウム合金製であれば、当該旋回スクロール１２の表面には、基材１１ｄよりも硬い、例えばＨＶ２００～３００の硬さを有する陽極酸化皮膜（アルマイト皮膜）が形成されている。硬質化する表面処理は、これに限定されず、基材１１ｄの材質に合わせて公知の方法が用いられる。
　一方の固定スクロール１１の基材１１ｄには、前記実施の形態１と同様に、当該基材１１ｄの表面に積層される混在層と、混在層の上に積層されるニッケル皮膜層と、を備える表面処理膜が形成されている。本実施の形態における表面処理膜の代表的な一例を図６に示す。図６は、固定スクロール１１の基材１１ｄ上に形成されている混在層５１ａ、並びに第一のニッケル皮膜層５１ｂおよび第二のニッケル皮膜層５１ｃの拡大断面模式図である。
　本実施の形態では、固定スクロール１１の基材１１ｄがアルミニウムなので、混在層５１ａは、基材１１ｄの主成分であるアルミニウム（Ａｌ）と、ニッケル（Ｎｉ）と、リン（Ｐ）とから構成される。混在層４１ａの上方には第一のニッケル皮膜層５１ｂが形成され、当該第一のニッケル皮膜層５１ｂのさらに上方（最表面側）には、第二のニッケル皮膜層５１が形成される。
　第一のニッケル皮膜層５１ｂおよび第二のニッケル皮膜層５１ｃは、いずれもニッケルを主成分とする単層硬質皮膜である。これらニッケル皮膜層５１ｂ，５１ｃは、複層ニッケル皮膜層５１ｄを構成している。なお、複層ニッケル皮膜層５１ｄは３層以上で構成されてもよいし、各層の成分（ニッケル濃度またはリン濃度等）に違いがあってもよい。
　図６でも、前記実施の形態１で参照した図２と同様に、混在層５１ａを、基材１１ｄの主成分であるアルミニウム（Ａｌ）で構成される「基材成分部位５１ｅ」と、ニッケル（Ｎｉ）および（Ｐ）で構成される「皮膜層成分部位５１ｆ」とが交互に配置されるように模式的に示している。この図６の図示は、図２と同様に模式的な図示であり、本開示における混在層５１ａはこの図示に限定されない。
　第一のニッケル皮膜層５１ｂおよび第二のニッケル皮膜層５１ｃは、いずれも無電解ニッケル－リンメッキ処理により形成されている。本実施の形態では、第一のニッケル皮膜層５１ｂはリン濃度（リンの含有率）が８～１０ｗｔ％であり、残りをニッケルがほぼ占め（ニッケルの含有率９０～９２ｗｔ％）、第二のニッケル皮膜層５１ｃはリン濃度が１～３ｗｔ％であり、残りをニッケルがほぼ占める（ニッケルの含有量９７～９９ｗｔ％）。この含有量には公知の不純物は含まれない。
　本実施の形態における代表的な実施例では、複層構造のメッキ皮膜層を安定的に形成させるために、基材１１ｄ表面に亜鉛皮膜を形成させるジンケート（zincate）処理を予め行った。この前処理工程で形成された亜鉛皮膜を、第一のニッケル皮膜層５１ｂ用の無電解メッキ液中でニッケルに置換させて、第一のニッケル皮膜層５１ｂ（メッキ皮膜）を形成した。続けて第二のニッケル皮膜層５１ｃ用の無電解メッキ液に浸漬させて第二のニッケル皮膜層５１ｃを形成した。これにより、図６に模式的に示すような、複層ニッケル皮膜層５１ｄを作製（製造）した。
　作製した複層ニッケル皮膜層５１ｄについて、ＪＩＳ　Ｚ２２４４に基づいて、ハイジトロン社製のナノインデンテーション装置ＴＩ－９５０トライボインデンター（商品名）により硬さ測定を行った。第一のニッケル皮膜層５１ｂの硬さはＨＶ５５０～６００、第二のニッケル皮膜層５１ｃの硬さはＨＶ６５０～７００であった。
　一般的に、リン濃度が低くなるほど、ニッケル皮膜層の硬さは硬くなる傾向にあることは知られている。すなわち、リン濃度が異なるメッキ処理を複数回行うことで、段階的に各層の硬さを制御された複層構造のメッキ皮膜層を形成することが可能である。本実施の形態では二回メッキ処理を行い二層からなる複層ニッケル皮膜層５１ｄとしたが、前記の通り、三層以上の複層ニッケル皮膜層としてもよい。
　図７Ａおよび図７Ｂは、本実施の形態における代表的な実施例において、固定スクロール１１の基材１１ｄの界面１１ｅ近傍の断面ＥＤＳ元素マッピングの一例である。
　図７Ａに示すＥＤＳ元素マッピング（ニッケル：Ｎｉ）から、向かって上方から順にやや薄い黒色部位（図中、５１ｂ、５１ｃが該当）、その下方にやや薄い黒色部位と濃い黒色部位が混在している領域（図中、５１ａが該当）がある。やや薄い黒色部位にはニッケル（Ｎｉ）が存在し、一方の濃い黒色部位には、ニッケル以外の元素であるアルミニウム（Ａｌ）が主として存在している。
　図７Ｂに示すＥＤＳ元素マッピング（リン：Ｐ）から、明るいねずみ色で表される領域と、前記実施の形態１で説明した、比較例である図４Ａに示す、やや薄い黒色で表される領域がほぼ同じである。
　図７Ｂに示す、明るいねずみ色部位にはリン（Ｐ）が存在し、下方の黒色部位には同様にアルミニウム（Ａｌ）が主として存在している。また、上方のねずみ色部位（図中、５１ｃが該当）は、下方のねずみ色部位（図中、５１ｂが該当）に比べて色調が異なる。これはリン濃度の違いを表しており、上方の色調が濃い部位（図中、５１ｃが該当）のリン濃度が、下方の部位（図中、５１ｂが該当）に比べて低いことを示している。
　図７Ａおよび図７Ｂより、固定スクロール１１の基材１１ｄの断面をＳＥＭまたはＴＥＭなどで観察しながら、ＥＤＳ元素マッピングすることで、基材１１ｄ（図示せず）の上方に、ニッケル（Ｎｉ）と、基材１１ｄの主成分であるアルミニウム（Ａｌ）、リン（Ｐ）から構成される混在層５１ａと、混在層５１ａの上方にニッケル（Ｎｉ）を主成分とする第一のニッケル皮膜層５１ｂ、並びに第二のニッケル皮膜層５１ｃが形成されていることを容易に認識可能である。
　さらに、ニッケル（Ｎｉ）、リン（Ｐ）が存在する領域にはアルミニウム（Ａｌ）が存在していない。このことから、混在層５１ａは、第一のニッケル皮膜層５１ｂおよび第二のニッケル皮膜層５１ｃの成分（ニッケルとリン）と、基材１１ｄの成分（アルミニウム）が化合物として構成されているのではなく、ニッケル（Ｎｉ）、リン（Ｐ）とアルミニウム（Ａｌ）とは個々に独立して構成されていることがわかる。
　また、このような結果から、ニッケル（Ｎｉ）とリン（Ｐ）が、基材１１ｄ（アルミニウム合金）の界面１１ｅから基材１１ｄの内部に浸食して、あたかも根を張るような分布を呈している。混在層５１ａの厚みは、図示していないが、最大６００ｎｍ程度であった。
　すなわち、前述した代表的な実施例から明らかなように、本開示に係る摺動部材には、ニッケル皮膜層の下層に、少なくとも、ニッケルと、アルミニウム（基材１１ｄの成分）と、リンと、から構成される混在層が形成され、この混在層は、図６に示すように、アルミニウム（基材１１ｄの成分）で構成される「基材成分部位５１ｅ」と、ニッケル（Ｎｉ）および（Ｐ）で構成される「皮膜層成分部位５１ｆ」とが交互に配置されるような構成として模式化できることがわかる。
　ここで、本実施の形態においても、混在層５１ａを形成するためには、前記実施の形態１の通り、少なくとも、第一のニッケル皮膜層５１ｂにおけるリン濃度を３ｗｔ％以上、好ましくは前記の通り８～１０ｗｔ％とすればよく、この場合も、前記実施の形態１と同様に、例えば、無電解ニッケル－リンメッキ処理における建浴温度を好適な範囲内に設定することができる。
　さらに、本実施の形態では、最表面（あるいは最外面）側となるニッケル皮膜すなわち第二のニッケル皮膜５１ｃのリン濃度を１～３ｗｔ％と、基材１１ｄに接する第一のニッケル皮膜５１ｂ（混在層５１ａに接するニッケル皮膜、最内面側のニッケル皮膜）よりも低く設定している。このような低リン濃度のニッケル皮膜を形成するには、無電解ニッケル－リンメッキ処理における建浴温度を６０～１００℃の範囲内とすることができる。
　建浴温度が６０℃よりも低くなると、諸条件にもよるが、メッキ形成速度が遅くなり過ぎて、析出ムラ（メッキ膜（第二のニッケル皮膜層５１ｃ）が所々にしか形成されない現象）が発生したりする可能性がある。一方、建浴温度が１００℃よりも高くなると、諸条件にもよるが、メッキ形成速度が速くなりすぎて、量産時の安定的な膜厚の管理が困難となる。また、第二のニッケル皮膜層５１ｃが良好に形成されないと、その下層に位置する第一のニッケル皮膜層５１ｂまたは混在層５１ａにも影響が生じるおそれもある。
　特に、圧縮機のように、長期に亘る信頼性確保が求められる分野では、最表面側となるニッケル皮膜を形成するための建浴温度を７０～９５℃の範囲内にすることもできる。諸条件にもよるが、建浴温度がこの範囲内であれば、複数のニッケル皮膜と混在層５１ａを備える表面処理膜の物性をより一層良好なものとすることができる。
　［２－２．動作］
　以上のように構成されたスクロール圧縮機について、以下その動作、作用について説明する。
　前記構成のスクロール圧縮機は、固定スクロール１１のアルミニウム合金からなる基材１１ｄの表面に、基材１１ｄよりも硬い表面処理膜を形成している。
　本実施の形態では、固定スクロール１１の基材１１ｄの第一のニッケル皮膜層５１ｂの表面硬さは、基材１１ｄの硬さに比べて４～１２倍である。ここで、基材１１ｄの表面上に、直に硬質の表面処理膜を形成した場合では、アルミニウム基材と表面処理膜との硬さの差、すなわち機械的強度の違いが過大となる。そのため、摩擦摺動による界面に対し平行方向のせん断力が作用すると、界面において硬質の表面処理膜の剥離、あるいは、界面直下の基材を伴う「むしれ」といった破壊を生じさせる。これにより、硬質の表面処理膜が欠落し、摺動面間にアルミニウム基材が露出することがあった。
　本実施の形態のように、基材１１ｄの表面に、当該基材１１ｄの主成分であるアルミニウム（Ａｌ）と、ニッケル（Ｎｉ）と、リン（Ｐ）とから構成される混在層５１ａと、混在層５１ａの上方にニッケルを主成分とする第一のニッケル皮膜層５１ｂと、を形成させる構成を採用している。
　これにより、摩擦摺動によるせん断力が作用しても、第一のニッケル皮膜層５１ｂの成分（ニッケル、リン）が基材１１ｄに浸入して形成された混在層５１ａが、釘またはくさびのような働きをする、いわゆるアンカー効果を発揮する。そのため、基材１１ｄと表面処理膜との硬さの差が大きい場合であっても、基材１１ｄの界面１１ｅ付近での剥離または破壊が回避、抑制され、十分な皮膜密着性を確保することができる。
　加えて、本実施の形態では、第二のニッケル皮膜層５１ｃは、第一のニッケル皮膜層５１ｂに比べてリン濃度を低く（１～３ｗｔ％）設定している。これにより、相手材と摺動する最表面の皮膜層の硬さ（ＨＶ）が非常に高くなるので、顕著に優れた自己耐摩耗性を確保することができる。
　一方、相手側の旋回スクロール１２の表面硬さは、固定スクロール１１の表面硬さよりも低いので、圧縮機の運転中に、旋回スクロール１２の表面は適度に摩耗して馴染む。すなわち、摺動表面の粗さの先端突起（山部）がトランケートされて平坦化することで、局所的な接触面圧が低減して摺動状態を緩和することができる。これにより、適度な摩耗以上に摩耗が進行することを顕著に抑制できる。
　［２－３．効果等］
　以上のように、本実施の形態において、摺動部材は、基材１１ｄと、少なくとも、ニッケルと、前記基材１１ｄの成分、本実施の形態ではアルミニウムと、リンと、から構成される混在層５１ａと、前記混在層５１ａの上方にニッケルを主成分とする、本実施の形態では第一のニッケル皮膜層５１ｂ、第二のニッケル皮膜層５１ｃとからなる構成である。
　これにより、摺動部材は、基材と硬質皮膜の硬さの差を起因とする基材界面付近での破壊または皮膜の剥離を回避する十分な皮膜密着性を有することができる。
　また、ニッケル皮膜層は、主成分をニッケルとするものであるが、前記の通り、少なくとも２層以上である複層ニッケル皮膜層とすることができ、混在層側のニッケル皮膜層のリン濃度は、最表面側のニッケル皮膜層のリン濃度よりも高い構成とすることができる。
　さらに詳しくは、前記混在層側のニッケル皮膜層（本実施の形態では第一のニッケル皮膜層５１ｂ）は、リン濃度を３ｗｔ％よりも高くし、最表面側のニッケル皮膜層（本実施の形態では第二のニッケル皮膜層５１ｃ）は、リン濃度を３ｗｔ％以下とした構成とすることができる。
　これにより、摺動部材は、硬質皮膜処理による焼付き防止性に加えて、十分な皮膜密着性も併せ持つことができる。これにより、基材と硬質皮膜との硬さの差を起因とする基材界面付近での破壊または皮膜の剥離を回避することが可能となる。しかも、焼付き防止性および皮膜密着性に加えて、最表面側のニッケル皮膜層に十分な自己耐摩耗性も併せ持たせることができる。
　また、本実施の形態および前記実施の形態１では、ニッケル皮膜層はリンを配合した構成であるが、本願発明者のこれまでの取り組みによれば、本開示はリンの配合に限定されず、ホウ素が配合されてもよい。
　ホウ素を配合したニッケル皮膜層であっても、さらにリンおよびホウ素双方を配合したニッケル皮膜層でも、リンを配合したニッケル皮膜層と同様に、優れた密着強度と自己耐摩耗性を得ることができる。したがって、混在層には、ニッケルおよび基材の成分に加えて、リンおよびホウ素の少なくとも一方が含まれていればよい。
　なお、ニッケル皮膜層へのホウ素の配合については、無電解ニッケル－ホウ素（ボロン）複合メッキ等の公知の手法を用いることで、前述した実施の形態１または本実施の形態における、ニッケル皮膜層へのリンの配合と同様に実施することができる。したがって、リンの配合をホウ素に置き換えれば、当業者は、ホウ素を含有するニッケル皮膜層の構成および形成を容易に理解することができる。
　また、ニッケル皮膜層がリンではなくホウ素を含む場合、あるいは、リンおよびホウ素の双方を含む場合、前記実施の形態１または本実施の形態２で説明したリン濃度を、ホウ素濃度に置き換えることができる。
　また、ニッケル皮膜層がホウ素を含む場合、無電解ニッケル－ホウ素メッキ処理については、前記実施の形態１または本実施の形態２で説明した諸条件をそのまま適用することができる。代表的には、無電解ニッケル－ホウ素メッキ処理における建浴温度を８０～１００℃の範囲内に設定したり、８５～９５℃の範囲内に設定したりすることができる。あるいは、本実施の形態２のように、ニッケル皮膜を複数層形成する場合には、最表面側のニッケル皮膜を無電解ニッケル－ホウ素メッキ処理で形成する際に、建浴温度を６０～１００℃の範囲内に設定したり、７０～９５℃の範囲内に設定したりすることができる。これにより、混在層を含む表面処理膜を好適に形成することができる。
　また、ニッケル皮膜層は、ニッケル以外の成分を含有してもよいし、混在層は、ニッケルおよびリン、またはニッケルおよびホウ素以外の成分を含有してもよい。このような他の成分の含有量は特に限定されず、皮膜密着性および自己耐摩耗性に影響を及ぼさない範囲内であればよい。ニッケル皮膜層または混在層は、技術常識的に不可避的不純物を含有し得るが、このような不可避的不純物は、ニッケル皮膜層および混在層の成分としては無視できる。したがって、他の成分の含有量の下限は不可避的不純物を超える量であればよい。
　なお、前述した各実施の形態では、本開示に係る摺動部材について、冷媒を作動媒体としてこれを圧縮する圧縮機で説明したが、冷媒ではない作動媒体を圧縮する圧縮機であってもよい。あるいは、本開示に係る摺動部材は、圧縮機だけでなく、車のエンジン等に用いても同様の効果を得ることが可能である。そのため、冷媒を作動媒体としない圧縮機に適用することもできる。
　このように、本開示に係る摺動部材は、基材界面付近での破壊または皮膜の剥離を抑制し、十分な皮膜密着性が確保できるので、摺動部を構成したときに長期に亘る信頼性を高めることができる。
　また、本開示に係る圧縮機は、前記の摺動部材を備えているため、信頼性及び効率が向上し、冷凍冷蔵庫または、温水暖房装置、空気調和装置、給湯器、または冷凍機などの冷凍サイクルを用いた冷凍装置に有用である。
　前述した説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、前述した説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
　本発明は、摺動部材の分野に広く好適に用いることができ、特に、冷媒圧縮機等の圧縮機の分野、あるいは、当該圧縮機を用いた冷凍サイクルの分野、さらには、圧縮機と同様の摺動部を有する分野に好適に用いることができる。
１：密閉容器
４：貯油部
１０：圧縮機構部
１１：固定スクロール
１１ａ：固定スクロール鏡板
１１ｂ：固定渦巻きラップ
１１ｄ：基材
１２：旋回スクロール
１２ａ：旋回スクロール鏡板
１２ｂ：旋回渦巻きラップ
１３：回転軸
２０：電動機構部
４１ａ、５１ａ：混在層
４１ｂ：ニッケル皮膜層
５１ｂ　第一のニッケル皮膜層
５１ｃ　第二のニッケル皮膜層
５１ｄ：複層ニッケル皮膜層（ニッケル皮膜層）

Claims (13)

  1. 　基材と、
    　少なくとも、ニッケルと、前記基材の成分と、リンおよび／またはホウ素と、から構成される混在層と、
    　前記混在層の上方にニッケルを含有するニッケル皮膜層と、
    を備えている、
    摺動部材。
  2. 　前記混在層は、前記ニッケル皮膜層の成分と、前記基材の成分とが、
    独立して存在する、
    請求項１に記載の摺動部材。
  3. 　前記混在層は、厚みを１００ｎｍ以上で、かつ１０００ｎｍ以下とした、
    請求項１または２に記載の摺動部材。
  4. 　前記ニッケル皮膜層は、リン濃度またはホウ素濃度を３ｗｔ％よりも高くした、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の摺動部材。
  5. 　前記ニッケル皮膜層が少なくとも２層以上であるときに、
    　混在層側のニッケル皮膜層のリン濃度またはホウ素濃度は、最表面側のニッケル皮膜層のリン濃度またはホウ素濃度よりも高い、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の摺動部材。
  6. 　前記混在層側のニッケル皮膜層は、リン濃度またはホウ素濃度を３ｗｔ％よりも高くした、
    請求項５のいずれか１項に記載の摺動部材。
  7. 　最表面側のニッケル皮膜層は、リン濃度またはホウ素濃度を３ｗｔ％以下とした、
    請求項５または６に記載の摺動部材。
  8. 　ニッケル皮膜層は、無電解ニッケル－リン複合メッキ、または、無電解ニッケル－ホウ素複合メッキとした、
    請求項１から７のいずれか１項に記載の摺動部材。
  9. 　ニッケル皮膜層の皮膜は、膜厚を２μｍ以上とした、
    請求項１から８のいずれか１項に記載の摺動部材。
  10. 　基材は、ＨＶ５０～２００の硬さからなり、アルミニウムを主成分とする合金とした、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の摺動部材。
  11. 　冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
    　前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、
    　前記圧縮機構部および前記電動機構部を収容し、底部に潤滑油を貯留する貯油部を有した密閉容器と、
    を備え、
    　請求項１から１０のいずれか１項に記載の摺動部材を用いた摺動部が含まれている、
    圧縮機。
  12. 　圧縮機構部は、固定スクロールと、旋回スクロールと、前記旋回スクロールを旋回駆動する回転軸と、を備え、
    　前記摺動部材は、少なくとも前記固定スクロール、前記旋回スクロールのどちらか一方に用いられる、
    請求項１１に記載の圧縮機。
  13. 　請求項１１または１２のいずれか１項に記載の圧縮機を用いた冷凍装置。
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