JPH0543987A - ベーン用材料およびベーンならびにベーンの製造方法 - Google Patents
ベーン用材料およびベーンならびにベーンの製造方法Info
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- JPH0543987A JPH0543987A JP20170991A JP20170991A JPH0543987A JP H0543987 A JPH0543987 A JP H0543987A JP 20170991 A JP20170991 A JP 20170991A JP 20170991 A JP20170991 A JP 20170991A JP H0543987 A JPH0543987 A JP H0543987A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
- F01C21/08—Rotary pistons
- F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 代替フロンを冷媒とした圧縮機に使われ、特
に耐食性と耐摩耗性を向上させるベーン用材料およびベ
ーンならびにベーンの製造方法。 【構成】 重量%でＣ 1.50〜2.80%、Ｓi 1.00%以下、Ｍ
n 1.00%以下、Ｃr 15.00〜25.00%、残部Ｆeおよび通常
の不純物からなり、必要に応じてＮi，Ｗ，Ｍo，Ｖ，Ｃ
o，Ｃuの合金元素のうち、いずれかを単独または複合し
て添加することができるベーン用材料およびベーンであ
り、上記組成からなるアトマイズ粉末を圧密化後、熱間
加工または熱間加工および冷間加工により製造するベー
ンの製造方法。
に耐食性と耐摩耗性を向上させるベーン用材料およびベ
ーンならびにベーンの製造方法。 【構成】 重量%でＣ 1.50〜2.80%、Ｓi 1.00%以下、Ｍ
n 1.00%以下、Ｃr 15.00〜25.00%、残部Ｆeおよび通常
の不純物からなり、必要に応じてＮi，Ｗ，Ｍo，Ｖ，Ｃ
o，Ｃuの合金元素のうち、いずれかを単独または複合し
て添加することができるベーン用材料およびベーンであ
り、上記組成からなるアトマイズ粉末を圧密化後、熱間
加工または熱間加工および冷間加工により製造するベー
ンの製造方法。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロータリーコンプレッ
サ、ベーンポンプ等の圧縮機に用いられるベーンに関す
るものである。
サ、ベーンポンプ等の圧縮機に用いられるベーンに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ベーンを用いた圧縮機の一例を図１に示
すように、ベーン１はスプリング４により常時ロータ２
に押し付けられており、ロータ２の偏心回転によって、
ロータ２とシリンダ３によって形成される空間の容積変
化により気体を圧縮する。従来、冷媒となる気体はフロ
ンガスが用いられている。ベーンの先端は常にロータ
と、またベーンの側面はシリンダと接して摺動している
ため、ベーンに要求される特性は、ベーン自身が摩耗し
ないのと同時に相手のロータやシリンダも摩耗させない
ことである。従来より、このベーンにはＳＫＨ５１種相
当の溶製高速度鋼が一般に用いられており、一部はこれ
に酸窒化などの表面処理が施されている。また、ベーン
の材質や組成を改良し、耐摩耗性を向上させたり、自己
潤滑性をよくしたりする目的で特開昭５６−４７５５０
号、特開昭５９−２０４４６号、特開昭６１−４８５５
６号、特開昭６４−３５０９１号、特開平２−１０２３
９２号に記載されるものが提案されている。
すように、ベーン１はスプリング４により常時ロータ２
に押し付けられており、ロータ２の偏心回転によって、
ロータ２とシリンダ３によって形成される空間の容積変
化により気体を圧縮する。従来、冷媒となる気体はフロ
ンガスが用いられている。ベーンの先端は常にロータ
と、またベーンの側面はシリンダと接して摺動している
ため、ベーンに要求される特性は、ベーン自身が摩耗し
ないのと同時に相手のロータやシリンダも摩耗させない
ことである。従来より、このベーンにはＳＫＨ５１種相
当の溶製高速度鋼が一般に用いられており、一部はこれ
に酸窒化などの表面処理が施されている。また、ベーン
の材質や組成を改良し、耐摩耗性を向上させたり、自己
潤滑性をよくしたりする目的で特開昭５６−４７５５０
号、特開昭５９−２０４４６号、特開昭６１−４８５５
６号、特開昭６４−３５０９１号、特開平２−１０２３
９２号に記載されるものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記の圧縮機にしよう
されている冷媒は、クロロフルオロカーボン（以下ＣＦ
Ｃと記す）系のフロンであるが、このＣＦＣは成層圏に
まで拡散した後、紫外線に当って分解し、塩素を放出す
るのでオゾン層が破壊される。このために、ＣＦＣは、
西暦2000年までに全廃する計画で、これに代替する冷媒
剤の開発が進められている。代替冷媒としては塩素を含
まないハイドロフルオロカーボン(以下ＨＦＣと記す）
系のフロンが最も有望であり、この種のフロンは環境へ
の害が少ない。ところが、ＨＦＣ系のフロンを使用する
ベーンポンプやロータリコンプレッサは、従来のＣＦＣ
系のフロンを使用するものと比較して以下の問題があ
る。 冷媒の潤滑性が劣る。 圧縮比を高くする必要があり、ベーンに加わる負荷が
高くなる。 冷媒の吸湿性が大きい。 潤滑油の潤滑性が劣る。 潤滑油の吸湿性が大きくなる。
されている冷媒は、クロロフルオロカーボン（以下ＣＦ
Ｃと記す）系のフロンであるが、このＣＦＣは成層圏に
まで拡散した後、紫外線に当って分解し、塩素を放出す
るのでオゾン層が破壊される。このために、ＣＦＣは、
西暦2000年までに全廃する計画で、これに代替する冷媒
剤の開発が進められている。代替冷媒としては塩素を含
まないハイドロフルオロカーボン(以下ＨＦＣと記す）
系のフロンが最も有望であり、この種のフロンは環境へ
の害が少ない。ところが、ＨＦＣ系のフロンを使用する
ベーンポンプやロータリコンプレッサは、従来のＣＦＣ
系のフロンを使用するものと比較して以下の問題があ
る。 冷媒の潤滑性が劣る。 圧縮比を高くする必要があり、ベーンに加わる負荷が
高くなる。 冷媒の吸湿性が大きい。 潤滑油の潤滑性が劣る。 潤滑油の吸湿性が大きくなる。
【０００４】上記の原因によって、従来のベーンではロ
ータとの摺動摩耗が極端に加速され、はなはだしい場合
は、ロータとのカジリを起すことがあり、実用的な圧縮
機としての寿命が得られないことが明らかとなってき
た。本発明の目的は、主にＨＦＣ系フロンを冷媒とする
圧縮機に用いられる新規なベーン用材料をおよびベーン
ならびにベーンの製造方法を提供することである。
ータとの摺動摩耗が極端に加速され、はなはだしい場合
は、ロータとのカジリを起すことがあり、実用的な圧縮
機としての寿命が得られないことが明らかとなってき
た。本発明の目的は、主にＨＦＣ系フロンを冷媒とする
圧縮機に用いられる新規なベーン用材料をおよびベーン
ならびにベーンの製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、高Ｃ−Ｓi−
Ｍn−高Ｃr系組成をベースとし、用途、要求条件に応じ
てＮi，Ｍo，Ｗ，Ｖ，Ｃu，Ｃo等を単独あるいは複合で
添加してなる、ベーン用材料およびベーンならびにベー
ンの製造方法である。すなわち、本願の第１の発明は重
量％でＣ 1.50〜2.80%、Ｓi 1.00%以下、Ｍn1.00%以
下、Ｃr 15.00〜25.00%、残部Ｆeおよび通常の不純物か
らなることを特徴とするベーン用材料、第２発明は前記
第１発明にＮi 1.20%以下を含有してなる材料、第３発
明は前記第１発明に(1/2Ｗ＋Ｍo) 1.00〜7.50%の範囲で
選ばれるＷとＭo、およびＶ 0.50〜8.00%の一種または
二種を含有してなる材料、第４発明は、前記第１発明に
Ｃo 0.20〜8.00%、Ｃu 0.20〜5.00%の一種または二種を
含有してなる材料、第５発明は前記第１発明にＮi 1.20
%以下および(1/2Ｗ＋Ｍo)1.00〜7.50%の範囲で選ばれる
ＷとＭo、およびＶ 0.50〜8.00%の一種または二種を含
有してなる材料、第６発明は前記第１発明にＮi 1.20%
以下およびＣo 0.20〜8.00%、Ｃu 0.20〜5.00%の一種ま
たは二種を含有してなる材料、第７発明は前記第１発明
に(1/2Ｗ＋Ｍo) 1.00〜7.50%の範囲で選ばれるＷとＭo
および、Ｖ 0.50〜8.00%の一種または二種、およびＣo
0.20〜8.00%、Ｃu0.20〜5.00%の一種または二種を含有
してなる材料、第８発明は前記第１発明にＮi 1.20%以
下、さらに(1/2Ｗ＋Ｍo) 1.00〜7.50%の範囲で選ばれる
ＷとＭoおよびＶ 0.50〜8.00%の一種または二種、Ｃo
0.20〜8.00%、Ｃu 0.20〜5.00%の一種または二種を含有
してなることを特徴とするベーン用材料であり、第９の
発明は、第１ないし第８の発明のいずれかに記載の組成
からなるベーンであり、第１０の発明は、第１ないし第
８の発明のいずれかに記載の組成からなるアトマイズ粉
末を圧密化後、熱間加工または熱間加工および冷間加工
により製造することを特徴とするベーンの製造方法であ
る。
Ｍn−高Ｃr系組成をベースとし、用途、要求条件に応じ
てＮi，Ｍo，Ｗ，Ｖ，Ｃu，Ｃo等を単独あるいは複合で
添加してなる、ベーン用材料およびベーンならびにベー
ンの製造方法である。すなわち、本願の第１の発明は重
量％でＣ 1.50〜2.80%、Ｓi 1.00%以下、Ｍn1.00%以
下、Ｃr 15.00〜25.00%、残部Ｆeおよび通常の不純物か
らなることを特徴とするベーン用材料、第２発明は前記
第１発明にＮi 1.20%以下を含有してなる材料、第３発
明は前記第１発明に(1/2Ｗ＋Ｍo) 1.00〜7.50%の範囲で
選ばれるＷとＭo、およびＶ 0.50〜8.00%の一種または
二種を含有してなる材料、第４発明は、前記第１発明に
Ｃo 0.20〜8.00%、Ｃu 0.20〜5.00%の一種または二種を
含有してなる材料、第５発明は前記第１発明にＮi 1.20
%以下および(1/2Ｗ＋Ｍo)1.00〜7.50%の範囲で選ばれる
ＷとＭo、およびＶ 0.50〜8.00%の一種または二種を含
有してなる材料、第６発明は前記第１発明にＮi 1.20%
以下およびＣo 0.20〜8.00%、Ｃu 0.20〜5.00%の一種ま
たは二種を含有してなる材料、第７発明は前記第１発明
に(1/2Ｗ＋Ｍo) 1.00〜7.50%の範囲で選ばれるＷとＭo
および、Ｖ 0.50〜8.00%の一種または二種、およびＣo
0.20〜8.00%、Ｃu0.20〜5.00%の一種または二種を含有
してなる材料、第８発明は前記第１発明にＮi 1.20%以
下、さらに(1/2Ｗ＋Ｍo) 1.00〜7.50%の範囲で選ばれる
ＷとＭoおよびＶ 0.50〜8.00%の一種または二種、Ｃo
0.20〜8.00%、Ｃu 0.20〜5.00%の一種または二種を含有
してなることを特徴とするベーン用材料であり、第９の
発明は、第１ないし第８の発明のいずれかに記載の組成
からなるベーンであり、第１０の発明は、第１ないし第
８の発明のいずれかに記載の組成からなるアトマイズ粉
末を圧密化後、熱間加工または熱間加工および冷間加工
により製造することを特徴とするベーンの製造方法であ
る。
【０００６】本発明材は高Ｃ−高Ｃr系であるにもかか
わらず、粗大な炭化物は存在せず、均一微細な炭化物組
織を示し、すぐれた表面の超仕上性を示し、また高合金
化に伴いがちな被切削性、被研削性の低下が少ない。溶
製材では熱間加工の困難な高Ｃ高Ｃr系で多量の高硬度
のＣr系炭化物が分布し、高い耐摩耗特性を有している
上、Ｗ，Ｍo，Ｖの添加により、これらの炭化物が形成
され、ベーンとして必要な一層高度の耐摩耗性を示すも
のである。また、Ｍo，ＷやＣu，Ｃoの添加は高Ｃrの基
地とあいまって、特に高度の耐食性を示し、多量の炭化
物の分布およびＣoの基地への固溶、高い熱処理硬さと
の関係により、ロータやシリンダに対する極めて優れた
耐焼付性や自己潤滑性を呈するものである。
わらず、粗大な炭化物は存在せず、均一微細な炭化物組
織を示し、すぐれた表面の超仕上性を示し、また高合金
化に伴いがちな被切削性、被研削性の低下が少ない。溶
製材では熱間加工の困難な高Ｃ高Ｃr系で多量の高硬度
のＣr系炭化物が分布し、高い耐摩耗特性を有している
上、Ｗ，Ｍo，Ｖの添加により、これらの炭化物が形成
され、ベーンとして必要な一層高度の耐摩耗性を示すも
のである。また、Ｍo，ＷやＣu，Ｃoの添加は高Ｃrの基
地とあいまって、特に高度の耐食性を示し、多量の炭化
物の分布およびＣoの基地への固溶、高い熱処理硬さと
の関係により、ロータやシリンダに対する極めて優れた
耐焼付性や自己潤滑性を呈するものである。
【０００７】
【作用】以下に本発明における各元素の作用および数値
の限定理由について述べる。Ｃは本願発明材料の硬さを
HRC62以上の高硬度とし、かつＣr,Ｗ,Ｍo,Ｖなど炭化物
形成元素との間に高硬度の炭化物を形成し、優れた耐摩
耗性や耐焼付性を付与するために添加される。多すぎる
と炭化物量が過度に多くなり、靭性の低下や熱間加工性
の低下をまねくので2.80%以下とし、低すぎると上記添
加の効果が得られないので1.50%以上とする。Ｓiは本願
発明材料の低温域での焼もどしにおける焼もどし硬さを
高め、また用途により耐酸化性を一層高めるために添加
される。多すぎると靭性を低下させるので1.00%以下と
する。Ｍnは本願発明材料の焼入性を特に高めるために
添加される。多すぎると安定な残留オーステナイトを増
加させ、熱処理硬さを低下させ、また被切削性を低下さ
せるので1.00%以下とする。Ｎiは本願発明材料の焼入性
を高め、また耐食性を向上させるために目的、用途によ
り添加される。多すぎると焼なまし硬さを過度に高く
し、被切削性を低下させ、また焼入時に過度の残留オー
ステナイトを生成させ、硬さの低下をまねくので1.20%
以下とする。
の限定理由について述べる。Ｃは本願発明材料の硬さを
HRC62以上の高硬度とし、かつＣr,Ｗ,Ｍo,Ｖなど炭化物
形成元素との間に高硬度の炭化物を形成し、優れた耐摩
耗性や耐焼付性を付与するために添加される。多すぎる
と炭化物量が過度に多くなり、靭性の低下や熱間加工性
の低下をまねくので2.80%以下とし、低すぎると上記添
加の効果が得られないので1.50%以上とする。Ｓiは本願
発明材料の低温域での焼もどしにおける焼もどし硬さを
高め、また用途により耐酸化性を一層高めるために添加
される。多すぎると靭性を低下させるので1.00%以下と
する。Ｍnは本願発明材料の焼入性を特に高めるために
添加される。多すぎると安定な残留オーステナイトを増
加させ、熱処理硬さを低下させ、また被切削性を低下さ
せるので1.00%以下とする。Ｎiは本願発明材料の焼入性
を高め、また耐食性を向上させるために目的、用途によ
り添加される。多すぎると焼なまし硬さを過度に高く
し、被切削性を低下させ、また焼入時に過度の残留オー
ステナイトを生成させ、硬さの低下をまねくので1.20%
以下とする。
【０００８】Ｃrは、本発明において重要な作用を示す
元素である。すなわち、ＣrはＣと結合してＭ7Ｃ3型の
炭化物を形成する。この炭化物をベーン表面に微細かつ
均質に分散させると、耐摩耗性、耐カジリ性を大幅に向
上させ得ることができる。Ｃrはさらに基質に固溶して
焼入れ性を付与し、また基地の耐食性も向上させる。特
に本発明においては、代替フロンのＨＦＣが吸湿性が高
いこと、潤滑油が分解してカルボン酸のごとき酸を形成
することのために、ベーンは腐食環境下において作動し
ている。このために、ベーンにおきる異常摩耗は、単純
なアブレッシブ型摩耗のみでなく、腐食も介在したメカ
ニズムによって発生している。この場合、Ｃrの他、後
述するＭoやＣoの基地への固溶がベーンの耐食性を高
め、摩耗を減少させる効果がある。Ｃrが15.00%未満で
は、上記の効果が少なく、逆に多すぎると焼入温度を過
度に高くし、また炭化物量が過度に多くなり靭性の低下
をまねくので25.00%以下とする。
元素である。すなわち、ＣrはＣと結合してＭ7Ｃ3型の
炭化物を形成する。この炭化物をベーン表面に微細かつ
均質に分散させると、耐摩耗性、耐カジリ性を大幅に向
上させ得ることができる。Ｃrはさらに基質に固溶して
焼入れ性を付与し、また基地の耐食性も向上させる。特
に本発明においては、代替フロンのＨＦＣが吸湿性が高
いこと、潤滑油が分解してカルボン酸のごとき酸を形成
することのために、ベーンは腐食環境下において作動し
ている。このために、ベーンにおきる異常摩耗は、単純
なアブレッシブ型摩耗のみでなく、腐食も介在したメカ
ニズムによって発生している。この場合、Ｃrの他、後
述するＭoやＣoの基地への固溶がベーンの耐食性を高
め、摩耗を減少させる効果がある。Ｃrが15.00%未満で
は、上記の効果が少なく、逆に多すぎると焼入温度を過
度に高くし、また炭化物量が過度に多くなり靭性の低下
をまねくので25.00%以下とする。
【０００９】ＭoおよびＷはＣとの間に硬質の炭化物を
形成し、耐摩耗性を与え、また基地に固溶して耐食性を
高め、さらに500℃以上の焼もどしにおいて、基地より
特殊炭化物を析出させ、二次硬化を与えるために１種ま
たは２種を添加する。その添加量は、ＭoはＷに対して
２倍の効果があるので1/2Ｗ＋Ｍo(Ｍo当量)で規定す
る。またＭoはカルボン酸による腐食を抑える効果もあ
る。これらの元素は多すぎると炭化物量を過度に増加さ
せて靭性の低下をまねき、また焼入温度を過度に高める
ため1/2Ｗ＋Ｍoで7.50%以下とし、低すぎると上記添加
の効果が得られないので1.00%以上とする。Ｗは耐摩耗
性の点ではＭoの場合より有利であり、一方靭性につい
てはＭoの方が有利で、目的、用途により単独あるいは
複合添加される。
形成し、耐摩耗性を与え、また基地に固溶して耐食性を
高め、さらに500℃以上の焼もどしにおいて、基地より
特殊炭化物を析出させ、二次硬化を与えるために１種ま
たは２種を添加する。その添加量は、ＭoはＷに対して
２倍の効果があるので1/2Ｗ＋Ｍo(Ｍo当量)で規定す
る。またＭoはカルボン酸による腐食を抑える効果もあ
る。これらの元素は多すぎると炭化物量を過度に増加さ
せて靭性の低下をまねき、また焼入温度を過度に高める
ため1/2Ｗ＋Ｍoで7.50%以下とし、低すぎると上記添加
の効果が得られないので1.00%以上とする。Ｗは耐摩耗
性の点ではＭoの場合より有利であり、一方靭性につい
てはＭoの方が有利で、目的、用途により単独あるいは
複合添加される。
【００１０】Ｖも本発明において重要な作用を示す元素
である。すなわちＶは、Ｃと結合してＭＣ型の炭化物を
形成する。この炭化物をベーン表面に微細かつ均質に分
散させると、耐摩耗性、耐カジリ性を大幅に向上させ得
ることができる。また、焼もどし時に特殊炭化物を析出
させ２次硬化を与える。圧縮機の構造や必要とする寿命
数にもよるが、Ｖを0.5%以上でＨＦＣ系の代替フロン用
ベーンとして必要な特性を付与可能となるが、多すぎる
と靭性を低下させ、また、被切削性や被研削性を過度に
低下させるので8.00%以下とし、低すぎると上記の添加
の効果が得られないので0.50%以上とする。Ｃoは基地に
固溶して耐食性を大幅に向上させ、カルボン酸による腐
食を抑える効果が高い。また、ロータやシリンダなどベ
ーンと摺動する他の鉄鋼材料との摺動摩擦における潤滑
性や耐焼付性を高めるために、また熱処理硬さを高める
ために添加される。多すぎると靭性の低下をまねくので
8.00%以下とし、低すぎると上記添加の効果が得られな
いので0.20%以上とする。Ｃuは基地に固溶して耐食性を
大幅に向上させるための重要な添加元素であり、また焼
入性を高めるために添加される。多すぎると熱間加工性
を低下させるので5.00%以下とし、低すぎると上記添加
の効果が得られないので0.20%以上とする。
である。すなわちＶは、Ｃと結合してＭＣ型の炭化物を
形成する。この炭化物をベーン表面に微細かつ均質に分
散させると、耐摩耗性、耐カジリ性を大幅に向上させ得
ることができる。また、焼もどし時に特殊炭化物を析出
させ２次硬化を与える。圧縮機の構造や必要とする寿命
数にもよるが、Ｖを0.5%以上でＨＦＣ系の代替フロン用
ベーンとして必要な特性を付与可能となるが、多すぎる
と靭性を低下させ、また、被切削性や被研削性を過度に
低下させるので8.00%以下とし、低すぎると上記の添加
の効果が得られないので0.50%以上とする。Ｃoは基地に
固溶して耐食性を大幅に向上させ、カルボン酸による腐
食を抑える効果が高い。また、ロータやシリンダなどベ
ーンと摺動する他の鉄鋼材料との摺動摩擦における潤滑
性や耐焼付性を高めるために、また熱処理硬さを高める
ために添加される。多すぎると靭性の低下をまねくので
8.00%以下とし、低すぎると上記添加の効果が得られな
いので0.20%以上とする。Ｃuは基地に固溶して耐食性を
大幅に向上させるための重要な添加元素であり、また焼
入性を高めるために添加される。多すぎると熱間加工性
を低下させるので5.00%以下とし、低すぎると上記添加
の効果が得られないので0.20%以上とする。
【００１１】ベーンはロータやシリンダと摺動しなが
ら、圧縮機としての機能を果たしている。したがい、ベ
ーンのみ耐摩耗性が高くても、相手のロータやシリンダ
を攻撃して極度に摩耗させるようであれば、ベーン材と
しては適さない。そのためには、ベーン材の基地中に分
散する炭化物が微細でかつ均質なことが望ましい。この
手法として、本発明のベーン用材料の組成を有するアト
マイズ粉をＨＩＰ等を用いて圧密化した後、熱間加工に
より、さらに必要に応じて冷間加工によって、ベーンの
断面形状に近い平角鋼を製造し、ベーンとすることが最
適である。この手法によれば溶製法に比較して、微細な
金属組織のベーン用材料を得ることができ、また、品質
のバラツキも小さく有効である。
ら、圧縮機としての機能を果たしている。したがい、ベ
ーンのみ耐摩耗性が高くても、相手のロータやシリンダ
を攻撃して極度に摩耗させるようであれば、ベーン材と
しては適さない。そのためには、ベーン材の基地中に分
散する炭化物が微細でかつ均質なことが望ましい。この
手法として、本発明のベーン用材料の組成を有するアト
マイズ粉をＨＩＰ等を用いて圧密化した後、熱間加工に
より、さらに必要に応じて冷間加工によって、ベーンの
断面形状に近い平角鋼を製造し、ベーンとすることが最
適である。この手法によれば溶製法に比較して、微細な
金属組織のベーン用材料を得ることができ、また、品質
のバラツキも小さく有効である。
【００１２】
【実施例】以下に実施例を示す。 (実施例１）表１に示す１８種類のベーン用材料を作製
した。このうち、本発明の材料であるＡ〜Ｑはガスアト
マイズ粉をキャンニング後、ＨＩＰで圧密化し、熱間鍛
造と熱間圧延で平角鋼としたものを用いた。比較鋼Ｒは
従来の高クロム鋼 ＳＵＳ４４０Ｃであり、大気溶解、
造塊した鋼塊を同様に熱間鍛造と熱間圧延で平角鋼とし
たものを用いた。表２には表１に示したベーン材の焼入
れ−焼もどし硬さ（HRC)、摩耗試験による摩耗減量、腐
食試験による腐食減量をそれぞれ示す。なお。摩耗試験
は以下の要領で実施した。ベーン材を板形状とし、ロー
タ材に相当するＦＣ２５をリング形状として、ＨＦＣフ
ロンの代表であるＨＦＣ１３４ａに相溶するエステル系
潤滑油を滴下しながら、互いに摺動させ、その摩耗減量
を求めた。表２中には、従来材ＳＵＳ４４０Ｃを板、Ｆ
Ｃ２５をリングとして試験したときの板、リングそれぞ
れの摩耗量を1.0として、各種ベーン材およびそのとき
のリングの摩耗量を相対比較値として求めて評価した。
した。このうち、本発明の材料であるＡ〜Ｑはガスアト
マイズ粉をキャンニング後、ＨＩＰで圧密化し、熱間鍛
造と熱間圧延で平角鋼としたものを用いた。比較鋼Ｒは
従来の高クロム鋼 ＳＵＳ４４０Ｃであり、大気溶解、
造塊した鋼塊を同様に熱間鍛造と熱間圧延で平角鋼とし
たものを用いた。表２には表１に示したベーン材の焼入
れ−焼もどし硬さ（HRC)、摩耗試験による摩耗減量、腐
食試験による腐食減量をそれぞれ示す。なお。摩耗試験
は以下の要領で実施した。ベーン材を板形状とし、ロー
タ材に相当するＦＣ２５をリング形状として、ＨＦＣフ
ロンの代表であるＨＦＣ１３４ａに相溶するエステル系
潤滑油を滴下しながら、互いに摺動させ、その摩耗減量
を求めた。表２中には、従来材ＳＵＳ４４０Ｃを板、Ｆ
Ｃ２５をリングとして試験したときの板、リングそれぞ
れの摩耗量を1.0として、各種ベーン材およびそのとき
のリングの摩耗量を相対比較値として求めて評価した。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】腐食試験は、ＨＦＣ系フロン用の潤滑油が
分解して生成するとされている5%蟻酸−5%酢酸水溶液中
で60℃×30h浸漬して、その腐食減量を求めた。表２に
よれば、本発明のベーン用材料は従来のベーン用材料の
１つであるＳＵＳ４４０Ｃと比較してベーンそのものの
摩耗が少ないと同時に、相手材の摩耗も減少するので、
実際の圧縮機に組み込まれたときは、相対的な摩耗量は
大幅に減少する。さらには、耐食性も改善されているの
で、この効果が相乗して実用的には多大な効果として現
われる。
分解して生成するとされている5%蟻酸−5%酢酸水溶液中
で60℃×30h浸漬して、その腐食減量を求めた。表２に
よれば、本発明のベーン用材料は従来のベーン用材料の
１つであるＳＵＳ４４０Ｃと比較してベーンそのものの
摩耗が少ないと同時に、相手材の摩耗も減少するので、
実際の圧縮機に組み込まれたときは、相対的な摩耗量は
大幅に減少する。さらには、耐食性も改善されているの
で、この効果が相乗して実用的には多大な効果として現
われる。
【００１６】（実施例２）表１に示す記号Ａ、記号Ｉお
よび従来の溶製高速度工具鋼であるＳＫＨ５１（記号
Ｓ）の材料を用いて、実際にベーンを作製し、ＨＦＣ１
３４ａを冷媒とする実機ロータリーコンプレッサに組み
込んで寿命評価試験を行なった。なお、実機テスト中の
評価はロータリーコンプレッサに設けた圧力計の圧力変
化によってベーンの摩耗ないし損傷状況を推定した。実
機テストの結果、従来材のＳＫＨ５１をベーンに用いた
テスト機の圧力が運転開始後125時間目に圧力が急変し
たため、運転を停止してベーンの状況を観察した。その
結果、ＳＫＨ５１製のベーンはロータと摺動する面に部
分的なカジリが認められ、一方対向するロータ周面にも
カジリによる条痕が観察された。これに対して、本発明
の記号Ａおよび記号Ｉ製のベーンを用いたロータリーコ
ンプレッサは運転時間が720時間経過した後も圧力変化
が認められずテストを中止した。
よび従来の溶製高速度工具鋼であるＳＫＨ５１（記号
Ｓ）の材料を用いて、実際にベーンを作製し、ＨＦＣ１
３４ａを冷媒とする実機ロータリーコンプレッサに組み
込んで寿命評価試験を行なった。なお、実機テスト中の
評価はロータリーコンプレッサに設けた圧力計の圧力変
化によってベーンの摩耗ないし損傷状況を推定した。実
機テストの結果、従来材のＳＫＨ５１をベーンに用いた
テスト機の圧力が運転開始後125時間目に圧力が急変し
たため、運転を停止してベーンの状況を観察した。その
結果、ＳＫＨ５１製のベーンはロータと摺動する面に部
分的なカジリが認められ、一方対向するロータ周面にも
カジリによる条痕が観察された。これに対して、本発明
の記号Ａおよび記号Ｉ製のベーンを用いたロータリーコ
ンプレッサは運転時間が720時間経過した後も圧力変化
が認められずテストを中止した。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、ＨＦＣ系フロンに代表
される代替フロンを冷媒とする圧縮機において、従来の
ベーン材料であるＳＫＨ５１クラスでは不十分であった
ベーンの耐摩耗性が大幅に向上する。また本発明のベー
ンは、ＨＦＣ系フロン用圧縮機の潤滑油が分解して形成
されるカルボン酸のごとき酸に対しても耐食性が大き
い。したがって本発明のベーンは、大きい耐摩耗性と耐
食性により新しい冷媒に対応できるので環境規制に対応
した圧縮機が実用化できるものである。
される代替フロンを冷媒とする圧縮機において、従来の
ベーン材料であるＳＫＨ５１クラスでは不十分であった
ベーンの耐摩耗性が大幅に向上する。また本発明のベー
ンは、ＨＦＣ系フロン用圧縮機の潤滑油が分解して形成
されるカルボン酸のごとき酸に対しても耐食性が大き
い。したがって本発明のベーンは、大きい耐摩耗性と耐
食性により新しい冷媒に対応できるので環境規制に対応
した圧縮機が実用化できるものである。
【図１】ロータリーコンプレッサの一例を示す断面図で
ある。
ある。
１ ベーン ２ ロータ ３ シリンダ ４ スプリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０４Ｃ 18/356 Ｐ 8608−3Ｈ 29/00 Ｕ 8608−3Ｈ
Claims (10)
- 【請求項１】 重量%でＣ 1.50〜2.80%、Ｓi 1.00%以
下、Ｍn 1.00%以下、Ｃr 15.00〜25.00%、残部Ｆeおよ
び通常の不純物からなることを特徴とするベーン用材
料。 - 【請求項２】 重量%でＣ 1.50〜2.80%、Ｓi 1.00%以
下、Ｍn 1.00%以下、Ｎi 1.20%以下、Ｃr 15.00〜25.00
%、残部Ｆeおよび通常の不純物からなることを特徴とす
るベーン用材料。 - 【請求項３】 重量％でＣ 1.50〜2.80%、Ｓi 1.00%以
下、Ｍn 1.00%以下、Ｃr 15.00〜25.00%、これにＷ，Ｍ
o(ただし1/2Ｗ＋Ｍoで1.00〜7.50%)およびＶ0.50〜8.00
%の一種または二種、残部Ｆeおよび通常の不純物からな
ることを特徴とするベーン用材料。 - 【請求項４】 重量％でＣ 1.50〜2.80%、Ｓi 1.00%以
下、Ｍn 1.00%以下、Ｃr 15.00〜25.00%、これにＣo 0.
20〜8.00%、Ｃu 0.20〜5.00%の一種または二種、残部Ｆ
eおよび通常の不純物からなることを特徴とするベーン
用材料。 - 【請求項５】 重量％でＣ 1.50〜2.80%、Ｓi 1.00%以
下、Ｍn 1.00%以下、Ｎi 1.20%以下、Ｃr 15.00〜25.00
%、これにＷ，Ｍo(ただし1/2Ｗ＋Ｍoで1.00〜7.50%)お
よびＶ 0.50〜8.00%の一種または二種、残部Ｆeおよび
通常の不純物からなることを特徴とするベーン用材料。 - 【請求項６】 重量％でＣ 1.50〜2.80%、Ｓi 1.00%以
下、Ｍn 1.00%以下、Ｎi 1.20%以下、Ｃr 15.00〜25.00
%、これにＣo 0.20〜8.00%、Ｃu 0.20〜5.00%の一種ま
たは二種、残部Ｆeおよび通常の不純物からなることを
特徴とするベーン用材料。 - 【請求項７】 重量％でＣ 1.50〜2.80%、Ｓi 1.00%以
下、Ｍn 1.00%以下、Ｃr 15.00〜25.00%、これにＷ，Ｍ
o(ただし1/2Ｗ＋Ｍoで1.00〜7.50%)およびＶ0.50〜8.00
%の一種または二種、およびＣo 0.20〜8.00%、Ｃu 0.20
〜5.00%の一種または二種、残部Ｆeおよび通常の不純物
からなり、粉末法によることを特徴とするベーン用材
料。 - 【請求項８】 重量％でＣ 1.50〜2.80%、Ｓi 1.00%以
下、Ｍn 1.00%以下、Ｎi 1.20%以下、Ｃr 15.00〜25.00
%、これにＷ，Ｍo(ただし1/2Ｗ＋Ｍoで1.00〜7.50%)お
よびＶ 0.50〜8.00%の一種または二種、およびＣo 0.20
〜8.00%、Ｃu 0.20〜5.00%の一種または二種、残部Ｆe
および通常の不純物からなることを特徴とするベーン用
材料。 - 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかに記載の組
成からなるベーン。 - 【請求項１０】 請求項１ないし８のいずれかに記載の
組成からなるアトマイズ粉末を圧密化後、熱間加工また
は熱間加工および冷間加工により製造することを特徴と
するベーンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20170991A JPH0543987A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | ベーン用材料およびベーンならびにベーンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20170991A JPH0543987A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | ベーン用材料およびベーンならびにベーンの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0543987A true JPH0543987A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16445631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20170991A Pending JPH0543987A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | ベーン用材料およびベーンならびにベーンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0543987A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006169624A (ja) * | 2004-11-18 | 2006-06-29 | Hitachi Metals Ltd | 変寸抑制特性および耐カジリ性に優れた冷間ダイス鋼 |
| CN102086870A (zh) * | 2009-12-03 | 2011-06-08 | 耐力压缩机(北京)有限公司 | 一种空压机机头用滑片 |
| JP2025138837A (ja) * | 2021-05-28 | 2025-09-25 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 耐食性に優れた工具鋼 |
-
1991
- 1991-08-12 JP JP20170991A patent/JPH0543987A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006169624A (ja) * | 2004-11-18 | 2006-06-29 | Hitachi Metals Ltd | 変寸抑制特性および耐カジリ性に優れた冷間ダイス鋼 |
| CN102086870A (zh) * | 2009-12-03 | 2011-06-08 | 耐力压缩机(北京)有限公司 | 一种空压机机头用滑片 |
| JP2025138837A (ja) * | 2021-05-28 | 2025-09-25 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 耐食性に優れた工具鋼 |
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