JPH02213442A - コンプレッサ用ロータ材 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明はコンプレッサ用のロータ材、例えばカークー
ラ用のコンプレッサのロータ材として適するものである
。

［従来の技術］ 近年、自動車のＦ−Ｆ化（ＰｒｏｎｔＥｎｇｉｎｅＦｒ
ｏｎｔ　Ｄｒｉｖｅ）が進み、車体フロント部品の軽量
化が重要視されている。その目標の一つとしてカークー
ラ用コンプレッサの軽量化が重要視されている。

従来、カークーラ用コンプレッサの主要部品は鋼製で、
アルミニウム合金はベーン、カバーおよびケース等に限
られている。そして、その重量は大型のカークーラでは
１０ｋｇｆ’を越えるものがある。

現在用いられているロータの形状の一例を図面によって
示すと、幅１〜６１の溝１がロータ２の円周上に等間隔
に２〜５個設けられ、この溝の中をベーン材３が摺動す
るようになっている。

ロータ７２の材料としては鋼、例えばＳＣＭが用いられ
ている。

しかし、コンプレッサの軽量化のためにロータをアルミ
ニウム合金で作製することが提案されている。すなわち
、アルミニウム合金を用いた場合、重量は鋼製のｌ／３
程度になり、それによってコンプレッサの性能を向上す
ることができる。

ところでアルミニウム合金をロータ材として用いるには
下記の問題がある。

■）耐摩耗性を向上させるためにＳｔを１４〜３０％含
有させることが必要であるが、円周部分、特に、鋭角の
部分が割れるので良質の製品ができない。

２）Ｉ／Ｍ合金（Ｉｎｇｏｔ　Ｍｅｔａｔｌｕｒｇｙ合
金）ではＳｔ含有量を１２％以上にすると大きな割れが
発生して、側底完全な製品ができない。

３）充分な高温強度、耐摩耗性を有し、切削性の良好な
材料が得られない。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、ロータ材として必要な高温強度と耐摩耗性
を有し、かつ、切削性の良好なアルミニウム合金を提供
しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するためのこの発明の構成は特許請求の
範囲に記載のとおり、重量基準で、組成が５Ｌ１４〜，
３０％、Ｃｕ０．５〜５％、Ｍｇ０．３〜３％、残部Ａ
ｌおよび不純物からなり、外周部のＳｉの平均粒径は２
μｍ以下、中心部のＳｌの平均粒径が１０μｍ以下であ
る複合材より成るコンプレッサ用ロータ材である。

上記合金の各成分の作用とその含有量について説明する
と、 ＳＩ：耐摩耗性を向上させる成分であり、その量が１４
％未満では耐摩耗性が不足し、３０％を越えると延性が
小さくなるので押出成形が困難になる。

ＣｕおよびＭｇ：ＣｕはＭｇと共存して耐摩耗性を向上
させ、かつ、固溶強化により高温強度を向上させる。Ｃ
ｕの量が０．５％未満では効果が充分でなく、５．０％
を越えても上記効果は向上しないうえ、押出加工性と耐
食性を害する。

また、Ｍｇの量が０．３％未満では効果が充分でなく、
３％を越えても効果は向上しない。

Ｓｔの粒径：Ｓｌの平均粒径が１０μ濡を越えると切削
や研削が困難でロータ材の仕上げ加工ができなくなるう
え熱間加工性が低下して押出しが困難になる。特に、外
周部のＳｔの平均粒径が２μ−を越えると外周部の鋭角
の部分に深さ　３〜４ｓｍ位の割れが発生し、押出が困
難になる。また、これらの割れを考慮して、大きな素材
を作製し、外削すると歩留りが悪化し、原価が上昇する
ので実用的ではない。更にボイドがきつくなって押出時
のダイスの破損の原因になり、製造が困難になる。

これに対して、全体のＳｔの平均粒径が小さく、例えば
１μ−以下になると耐摩耗性が悪化し、実用性がなくな
る。

次に、この発明のロータ材の製造工程の概要を説明する
と、所定の組成のアルミニウム合金の鋳塊からアトマイ
ズ法によって原料粉末をっく　　る　。

つぎに粒径１５０〜３００μ−の原料粉末が中心部にな
り、その周囲に粒径１５０μｍ以下の原料粉末が充填さ
れるようにして中心部と外周部とが異なった粒径の原料
粉末からなる成形体を冷間静水圧プレスにより作製する
。

この成形体を温度３５０〜５００℃でホットプレスして
素材を成形し、その素材を外削して押出成形用ビレット
とし、温度３５０〜５００℃で押出成形によってロータ
材を製作する。

Ｓｔ粒子の粗大化を防止するために、押出温度は５５０
℃以下が適当である。

［実施例］ 以下、実施例によって、その発明を具体的に説明する。

組成が５１１ｇ〜２２％、Ｃｕ　　１．５〜２．５％、
Ｍｇ０．３〜２％残部Ａｌおよび不純物からなる鋳塊か
らアトマイズ法によって原料金属粉を製造する。

この原料金属粉から外周部と中心部とが異なる粒径の成
形体を作製するのに二つの方法がある。

その一方法では、上記原料金属粉を分級して１５０〜３
００μ５（Ｓｉの平均粒径２μｌ）の粉末を冷間静水圧
プレスにより中心部を成形し、それを成形型の中心に配
置してその外周部に１５０μｍ未満（Ｓｌの平均粒径１
．５μｍ）の粉末を充填しこれを冷間静水圧プレスを行
った後、３５０〜５００℃でホットプレスする方法であ
る。

他の方法は、上記原料金属分を分級することなく成形用
の型に入れ、２０〜３０分間振動させると中心に比較的
粗い粒子、外周部に微細粒子が集合す゛る。これを３５
０〜５００℃でホットプレスすることによって、成形体
を作製する。

上記何れかの方法で作製した成形体の外表面を削り取り
（外削）、所定の形状にしたビレットを３５０〜５００
℃で押出して、ロータ材を作製する。

こうして作製されたロータ材中のＳｉ粒子の平均粒径は
外周部が１．５μ腸、中心部は２μｍであった。ただし
、外周部の厚さは、原料粉末を分級してから成形する上
記一方法では外周面から半径の１７３であり、原料粉末
を分級しないで用いる第二の方法では外周面から５〜１
０ｓｖである。

こうして作製したロータ材では先端部の割れがない。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明による効果を要約すると
下記のとおりである。

＜１）溝を切削することなく押出で成形できるので製品
の歩留りが従来法より２０〜３０％向上する。

（２）ボイド部が深くないため、溝幅が２μｍでも押出
することができる。（溝幅の小さいロータ材でもアルミ
ニウム合金で作製することができる。） （３）ロータ材をアルミニウム合金で作製することによ
って、その重量を従来のもののｌ／３にするこ７とがで
き、コンプレッサの軽量化と性能向上に極めて有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明ならびに従来のロータ材とベーンの関係
を示す断面図である。 １・・・溝、２・・・ロータ、３・・・ベーン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　重量基準で、組成がＳｉ１４〜３０％、Ｃｕ０．５〜
   ５％、Ｍｇ０．３〜３％、残部Ａｌおよび不純物からな
   り、外周部のＳｉの平均粒径は２μｍ以下、中心部のＳ
   ｉの平均粒径が１０μｍ以下である複合材より成ること
   を特徴とするコンプレッサ用ロータ材。