JPH04343621A - 鉄系摺動部品の製造方法 - 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】

【０００１】

【発明の目的】

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄系摺動部品の製造方
法に係り、特に圧縮機構等に用いられる鉄系摺動部品の
洗浄後の防錆性、ならびに洗浄後の摺動部品が組み込ま
れた圧縮機構における摺動特性を改良した鉄系摺動部品
の製造方法に関わる。

【０００３】

【従来の技術】冷凍サイクル用コンプレッサに代表され
る圧縮機構に用いられる摺動部品の素材としては、その
機械的特性、摺動特性、寸法精度、加工性等の観点から
、一般に鋳鉄や超硬工具鋼等の鉄系金属材料が用いられ
ている。これら鉄系金属材料は、所望の部品形状に切削
加工することによって、摺動部品として使用される。 ところで、上記したような切削加工により所望形状に仕
上げた後の部品表面には、加工油残渣、切削加工屑等が
残存するため、必ず脱脂を含む意味での洗浄が行われる
。この洗浄において、従来は灯油のような有機溶剤に防
錆剤を添加したものが洗浄剤として多用されてきた。 しかし、この場合、有機溶剤が可燃性物質であるために
、洗浄のハンドリングへの細心の注意と、洗浄設備の安
全化（防爆対策等）といった措置が必要であった。

【０００４】そこで、近年、可燃性有機溶剤を用いずに
、アルカリ水溶液によって脱脂、洗浄する手法が採用さ
れている。このアルカリ水溶液による洗浄は、その洗浄
力の強さから無機アルカリ水溶液により一次洗浄を行い
、引き続いて二次洗浄を行うようにしている。また、ア
ルカリ水溶液による洗浄、防錆処理後には、被洗浄物表
面に水分が残らないように、フロロカーボン系の溶剤（
例えば　ＣＦＣ　１１３）で水切り乾燥を行っていたが
、フロロカーボン系溶剤が蒸気となり成層圏のオゾン層
を破壊する原因の一つとなると言われており、その使用
が不可能になりつつある。このため、フロロカーボン系
溶剤による水切り乾燥に関わる方法として、洗浄後の部
品を大気中で加熱乾燥する方法が主に採用されるように
なってきている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなアルカリ水溶液を用いた洗浄処方にも、種々の
問題が内包されている。すなわち、無機アルカリ水溶液
で鉄系金属部品を洗浄する場合、無機アルカリ自体は金
属表面上に残り易く、必ず濯ぎを主目的とした二次洗浄
が必要となり、有機溶剤洗浄に比べて工程数が増えてし
まう。また、この際、加熱乾燥後の部品保管時の防錆効
果を維持するために、二次洗浄と加熱乾燥で形成される
防錆被膜の厚さを適切に管理する必要があった。さらに
、仮に防錆力が十分で、かつ防錆被膜の厚さが薄い洗浄
が実現したとしても、洗浄後の鉄系摺動部品が摺動系に
組み込まれた場合には、該鉄系摺動部品の表面自体の潤
滑性は不足しているため、摺動系に潤滑成分を循環させ
たり、洗浄前に予め鉄系摺動部品に表面硬化処理を施す
必要があった。

【０００６】このような事由により、十分な防錆効果の
ある防錆層が適切な厚さで形成され、かつ鉄系摺動部品
の表面潤滑性を発現させるような、簡易なアルカリ水溶
液洗浄の実現が強く望まれている。

【０００７】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、アルカリ性水溶液によって鉄系摺動
部品を洗浄する際に、洗浄後の部品の防錆効果を適切な
厚さの防錆層で維持し、かつ素材への表面硬化処理や潤
滑成分の添加を行わなくとも、該鉄系摺動部品の摺動特
性、とりわけ初期なじみ性を確保することを可能にした
鉄系摺動部品の製造方法を提供することを目的とするも
のである。

【０００８】

【発明の構成】

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明の鉄系摺動部品の製造方法は、鉄系金属
材料をイオウ含有の添加剤を含む加工油を用いて、所望
の摺動部品形状に切削加工する工程と、前記加工後の鉄
系摺動部品を有機アルカリ水溶液によって洗浄し、引き
続いて該鉄系摺動部品を非酸化性雰囲気中で加熱乾燥す
る工程とを有することを特徴としている。

【００１０】本発明の加工工程で用いられるイオウを含
む添加剤としては、例えばイオウ系極圧添加剤が挙げら
れ、このようなイオウ系極圧添加剤を含有する加工油を
用いて鉄系金属材料を所望の部品形状に加工する。

【００１１】また、本発明の洗浄工程で用いられる有機
アルカリ水溶液としては、例えばトリエタノールアミン
やジエタノールアミン等のエタノールアミン類、モノエ
チルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等の水
溶液が挙げられ、その濃度は洗浄対象に応じて適宜設定
するものとする。また、この洗浄工程においては、必要
に応じて超音波洗浄、撹拌洗浄、吹き付け洗浄等を適用
することができる。

【００１２】

【作用】鉄系金属材料をイオウ系極圧添加剤含有の加工
油を用いて切削加工する際、加工に伴う温度上昇、切削
加工工具と鉄系金属材料との高圧接触により、添加剤中
のイオウ成分は単なる吸着力よりも強固な結合力で鉄系
金属材料と結合する。この状態の鉄系摺動部品を有機ア
ルカリ水溶液で洗浄すると、その洗浄力が無機アルカリ
水溶液よりも緩慢なため、付着した切削加工油は溶解除
去するが、上記した鉄と結合したイオウ成分はその表面
に残存する。そして、次いで行われる非酸化性雰囲気中
での加熱乾燥によって、鉄と結合したイオウ成分はさら
にその鉄との結合力を増し、鉄−イオウ不定比化合物層
を形成する。この化合物層は放置雰囲気中での耐蝕性（
防錆性）を有することはむろんのこと、これが形成され
た鉄系摺動部品を実摺動系に適用した際に、その化合物
層自体もしくは摺動初期負荷圧力や温度により形成され
るスキン層的な潤滑膜が、初期摺動なじみの向上に大き
く寄与する。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明による鉄系摺動部品の製造工
程を、図２は従来（後述する比較例１）の製造工程を示
す図である。以下において、図１および図２にしたがっ
て、本発明の実施例による鉄系摺動部品の製造工程およ
び従来例による製造工程について説明する。また、それ
ぞれの方法により得られた鉄系摺動部品の特性を評価し
た結果について述べる。

【００１４】実施例１ まず、摺動部品用素材として、ＦＣＤ−５５（球状黒鉛
鋳鉄）材を選び、このＦＣＤ−５５材をイオウ系極圧添
加剤含有の加工油を用いて、所望の摺動部品形状に切削
加工する（図１−１０１）。

【００１５】次に、上記所望の部品形状に加工された鉄
系摺動部品を有機アルカリ水溶液で洗浄する（図１−１
０２）。この実施例では、まず４０℃に加熱したトリエ
タノールアミンの　３％水溶液で、超音波洗浄を併用し
て３分間洗浄し、次いで４０℃に加熱したアルキルアミ
ドカルボン酸塩の２％水溶液で、超音波洗浄を併用して
　３分間洗浄した。

【００１６】この後、上記被洗浄部品を非酸化性雰囲気
中において、　１２０℃〜　２００℃程度の温度で加熱
乾燥する（図１−１０３）。この実施例では、窒素雰囲
気中にて、　１５０℃の温度で　２分間加熱乾燥を行っ
た。このようにして得た鉄系摺動部品の特性を、後述す
る方法により評価した。

【００１７】実施例２ 上記実施例１における加熱乾燥の具体的条件を、アルゴ
ン雰囲気中、　１８０℃、３分間とする以外は、同一条
件で鉄系摺動部品を製造し、特性評価に供した。

【００１８】比較例１ 図２に示した従来の製造工程にしたがって、鉄系摺動部
品を製造した。まず、実施例１と同素材のＦＣＤ−５５
材をイオウ系極圧添加剤含有の加工油を用いて、所望の
摺動部品形状に切削加工する（図２−２０１）。

【００１９】次に、上記所望の部品形状に加工された鉄
系摺動部品を無機アルカリ水溶液で洗浄する（図２−２
０２）。この例では、４０℃に加熱した、水酸化ナトリ
ウム　１．５％、アニオン界面活性剤　３％、ケイ酸塩
　１％の水溶液で、超音波洗浄を併用して　３分間洗浄
を行った。続いて、有機アルカリ水溶液で洗浄する（図
２−２０３）。この例では、まず４０℃に加熱したトリ
エタノールアミンの　３％水溶液で、超音波洗浄を併用
して　３分間洗浄し、次いで４０℃に加熱したアルキル
アミドカルボン酸塩の２％水溶液で、超音波洗浄を併用
して　３分間洗浄した。

【００２０】この後、上記被洗浄部品を加熱乾燥する（
図２−２０４）。この例では、窒素雰囲気中にて、　１
８０℃の温度で　３分間加熱乾燥を行い、得られた鉄系
摺動部品を特性評価に供した。

【００２１】比較例２ 上記した実施例との比較として、洗浄後の加熱乾燥を空
気中とする以外は、実施例２と同一条件で鉄系摺動部品
を製造し、特性評価に供した。

【００２２】以上の実施例および比較例により得た各鉄
系摺動部品を用いて、防錆性および摺動特性を以下に示
す方法によって評価した。防錆性の評価は、各洗浄部品
を４０℃、９０ＲＨ％の雰囲気中に放置し、発錆までの
時間を測定することによって行った。その結果を表１に
示す。

【００２３】 表１の結果から明らかなように、実施例による摺動部品
はいずれも　７時間以上発錆しないが、比較例によるも
のではいずれも　４時間以下で発錆している。

【００２４】また、摺動特性の評価は、それぞれファレ
ックス試験用のピン形状に加工したものを準備し、上記
した実施例および比較例による条件で洗浄・乾燥した後
、直にＳＭＦ４種系焼結合金でできたブロックに対向さ
せ、無潤滑条件下でファレックス摺動試験（条件：荷重
＝５０ｌｂｓ　、時間＝１ｍｉｎ）を行い、このときの
動摩擦係数を相対的に評価することにより行った。その
結果を表２に示す。

【００２５】 表２の結果から明らかなように、各実施例による摺動部
品は、いずれも比較例によるものに対し、動摩擦係数が
　６割り以下となっており、潤滑性が向上していること
が判る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、鉄
系摺動部品に対して、従来の水溶液アルカリ洗浄による
場合よりも、強固な防錆効果を与えることが可能になる
。また、洗浄・乾燥後に形成される鉄−イオウ不定非化
合物により摺動特性、特に初期なじみ性を向上させるこ
とができる。さらに、無機アルカリ水溶液による洗浄工
程が不要となるため洗浄工程数の削減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の鉄系摺動部品の製造工程を
示す図である。

【図２】従来の鉄系摺動部品の製造工程を示す図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鉄系金属材料をイオウ含有の添加剤を
   含む加工油を用いて、所望の摺動部品形状に切削加工す
   る工程と、前記加工後の鉄系摺動部品を有機アルカリ水
   溶液によって洗浄し、引き続いて該鉄系摺動部品を非酸
   化性雰囲気中で加熱乾燥する工程とを有することを特徴
   とする鉄系摺動部品の製造方法。