JPH11140603A

JPH11140603A - 圧縮機部品用耐摩耗性焼結合金材

Info

Publication number: JPH11140603A
Application number: JP9307170A
Authority: JP
Inventors: Teruo Takahashi; 輝夫高橋; Takashi Kawamoto; 尚河本
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1997-11-10
Publication date: 1999-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】圧縮機のベーン、スクロール止めリング等の
圧縮機部品に適用して好適な耐摩耗性に優れた焼結合金
材を提案する。【解決手段】重量比でＣ：2.0 ％以下を含み、Cr、M
o、Ｗ、Ｖ、Ti、Nb、Ｂ、Coのうちから１種以上を含有
する残部Feおよび不可避的不純物からなり、かつ10μm
以下の微細炭化物が析出し、400Hv 以上の硬さのFeを主
成分とする第１相を面積比で30〜95％と、第１相より軟
質である純鉄、炭素鋼あるいは低合金鋼の組成を有する
第２相を面積比で５〜70％有する混合組織を基地とす
る。この基地に、溶浸または予め添加したCu相またはCu
合金相を面積比で１〜20％含有してもよく、また、平均
粒径：20〜100 μm 、硬さ：700 〜1500Hvの硬質粒子を
面積比で１〜20％分散させてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機のベーン、
スクロール止めリング等の圧縮機部品用焼結合金材に関
し、とくに耐摩耗性に優れた圧縮機部品用焼結合金材に
関する。

【０００２】

【従来の技術】焼結合金は、合金粉末を配合混練し、金
型に充填し圧縮成形したのち、所定の温度雰囲気中で焼
結したものであり、通常の溶製方法では得難い金属や合
金が容易に製造でき、また機能の複合化が容易なため、
独特な機能を付与した部品の製造が可能である。さら
に、多孔質材や難加工材などの製造や、形の複雑な機械
部品の製造に適している。近年、耐摩耗性が要求される
圧縮機のベーン等の摺動部材にこの焼結合金が適用され
るようになった。

【０００３】冷凍冷蔵装置や空調機等に使用される圧縮
機は、近年、その使用条件がますます厳しくなってい
る。オゾン層の破壊などの環境問題のため、従来使用し
てきた分子内に塩素を含む冷媒から分子内に塩素を含ま
ない冷媒への変更が検討されている。しかし、塩素を含
まない冷媒では、潤滑性能が悪く圧縮機のベーン等の摺
動材料についてその耐摩耗性の向上が要望されていた。

【０００４】一方、圧縮機ベーン用焼結合金としては、
Cr炭化物を析出させた相とFe−Ｃ系のマルテンサイト相
との混合組織を有するクロム含有の鉄系焼結合金が使用
されている。このクロムを含有する鉄系焼結合金では、
圧縮機ベーン用としては、耐摩耗性が不足する場合があ
り、使用される機種も低出力のものに限定されていた。
圧縮機ベーンの耐摩耗性の向上対策として、例えば、特
開平7 −293463号公報には、クロムを含有する鉄系焼結
合金の表面に鉄とクロムと窒素からなる化合物層を形成
し、さらに窒化クロム、窒化チタンあるいは炭化チタン
のセラミックコーティングを施す方法が提案されてい
る。しかしながら、このような化合物層の形成やセラミ
ックコーティングを施す場合には、製造工程が複雑にな
るうえ、製造コストを増加させるという問題があった。
このようなことから、圧縮機のいかなる機種にも適用で
き耐摩耗性に富む圧縮機ベーン用素材として、耐摩耗性
に優れた焼結合金が要望されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題を有利に解決し、圧縮機のベーン、スクロール止めリ
ング等の圧縮機部品に好適な、耐摩耗性に優れた圧縮機
部品用鉄系焼結合金材を提案することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、微細炭化物が
析出したFeを主成分とする第１相と、Feを主成分とし前
記第１相より軟質である第２相との混合組織からなる鉄
基基地組織を主とする鉄系焼結合金材であって、前記第
１相は、重量比で、Ｃ：2.0 ％以下を含み、Cr：17％以
下、Mo：12％以下、Ｗ：20％以下、Ｖ：６％以下、Ti：
３％以下、Nb：３％以下、Ｂ：３％以下、Co：13％以下
の中から選ばれた１種または２種以上を含有し残部Feお
よび不可避的不純物からなり、かつ10μm 以下の微細炭
化物が析出し、400 Hv以上の硬さを有し、鉄基基地組織
中の面積比が30〜95％の比率であり、前記第２相は、炭
素鋼、あるいは低合金鋼のうちのいずれかの組成を有
し、鉄基基地組織中の面積比が５〜70％の比率であるこ
とを特徴とする耐摩耗性に優れた圧縮機部品用鉄系焼結
合金材である。

【０００７】また、本発明では、前記第２相は、重量比
で、Ｃ：0.5 ％以下を含有する純鉄、あるいはＣ：1.5
％以下、Mn：0.5 ％以下、Si：1.0 ％以下を含有し残部
Feおよび不可避的不純物からなる炭素鋼、あるいはＣ：
1.5 ％以下、Mn：0.5 ％以下、Si：1.0 ％以下を含有し
Cr：４％以下、Mo：３％以下、Ni：５％以下、Ｖ：1.0
％以下、Cu：5.0 ％以下の中から選ばれた１種または２
種以上を含有し残部Feおよび不可避的不純物からなる低
合金鋼のうちのいずれかからなるのが好ましい。

【０００８】また、本発明では、上記した鉄基基地組織
に加えて、溶浸または予め添加したCu相またはCu合金相
を面積比で１〜20％含有させてもよく、また、前記鉄基
基地組織に加えて、平均粒径：20〜100 μm 、硬さ：70
0 〜1500Hvの硬質粒子を面積比で１〜20％分散させても
よい。前記硬質粒子は、Fe−Mo粒子、Fe−Ｗ粒子、Cr−
Mo−Co金属間化合物粒子、Ｃ−Cr−Ｗ−Co粒子のうちの
いずれかがよい。

【０００９】また、本発明では、上記した鉄基基地組織
に加えて、固体潤滑剤を面積比で0.5 〜10％含有させて
もよく、前記固体潤滑剤は、グラファイト、硫化物、窒
化物、フッ化物のうちのいずれかがよい。また、本発明
の焼結合金材では、焼結空孔が、低融点金属により溶浸
されてもよい。前記低融点金属は、Pb、Pb合金、Sn、Sn
合金、Zn、Zn合金の中から選ばれた金属が好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の鉄系焼結合金材は、面積
比で30〜95％の、微細炭化物が析出したFeを主成分とす
る第１相と、面積比で５〜70％の、Feを主成分とし前記
第１相より軟質である第２相との混合組織からなる鉄基
基地組織を主組織とする。第１相は、10μm 以下の微細
炭化物が析出し、400 Hv以上の硬さを有する。析出する
微細炭化物の大きさが10μm を超えると強度が低下し、
相手攻撃性が強まる。また、硬さが400 Hv未満では、耐
摩耗性を向上できない。なお、微細炭化物の大きさは１
〜５μm が好適であり、第１相の硬さは450 〜900 Hvと
するのが耐摩耗性、強度、相手攻撃性の点から好まし
い。なお、第１相の組織は、基本的には微細炭化物が析
出した組織を主とする。

【００１１】また、鉄基基地組織中における第１相の比
率は面積比で30〜95％とする。30％未満では耐摩耗性が
劣化し本発明の目的を達成できない。一方、95％を超え
ると耐摩耗性の向上は飽和し、合金元素量の増加に比し
効果が少なく経済的に不利となる。なお、鉄基基地組織
中の第１相の比率は50〜90％とするのが好ましい。第１
相の組成は、重量比で、Ｃ：2.0 ％以下を含み、Cr：17
％以下、Mo：12％以下、Ｗ：20％以下、Ｖ：６％以下、
Ti：３％以下、Nb：３％以下、Ｂ：３％以下、Co：13％
以下の中から選ばれた１種または２種以上を含有し残部
Feおよび不可避的不純物からなるのが好ましい。

【００１２】以下、第１相の好適な成分組成の限定理由
について説明する。Ｃ：2.0 ％以下Ｃは、相を所定の組織、硬さに調整するために、あるい
は、さらに炭化物を形成するために必要な元素であり、
2.0 ％を超えると、融点が低下し液相が形成されるため
液相焼結となり、炭化物析出量が過多となり、また空孔
の形成が多くなり伸び特性が劣化し寸法精度も低下す
る。また、Ｃは好ましくは0.5 ％以上とする。0.5 ％未
満では、焼結が進行せず、炭化物析出量が少なく耐摩耗
性が劣化する。より好ましくは0.7 〜1.7 ％である。

【００１３】Cr、Mo、Ｗ、Ｖ、Ti、Nb、Ｂ、Coの中から
選ばれた１種または２種以上を含有できる。 Cr：17％以下 Crは、強度、耐熱性および耐摩耗性を高める元素である
が、17％を超えるとCr炭化物の析出量が過多となり被削
性が低下するとともに、相内に析出する炭化物が10μm
以下の微細炭化物となりにくい。Crは好ましくは４％以
上とする。４％未満では、Cr炭化物の析出量が少なく耐
摩耗性が若干低下する。より好ましくは４〜12％であ
る。

【００１４】Mo：12％以下 Moは、固溶および炭化物として析出し相の硬さを高め、
耐摩耗性を向上させるが、12％を超えると、粉末の流動
性が低下し成形性が悪化する。Moは好ましくは３％以上
とする。３％未満では、析出する炭化物量が少なく耐摩
耗性が劣化する。より好ましくは３〜６％である。

【００１５】Ｗ：20％以下Ｗは、炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる元素であ
り、20％を超えると炭化物の析出量が過多となり、強度
が高くなりすぎ伸びが不足する。Ｗは好ましくは４％以
上とする。４％未満では炭化物の析出量が少なく、耐摩
耗性が若干低下する。より好ましくは４〜12％、さらに
より好ましくは４〜７％である。

【００１６】Ｖ：６％以下Ｖは、炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる元素であ
り、６％を超えると炭化物の析出量が過多となり、強度
が高くなりすぎ伸びが不足する。Ｖは好ましくは１％以
上とする。１％未満では炭化物の析出量が少なく、耐摩
耗性が若干低下する。より好ましくは２〜５％、さらに
より好ましくは２〜３％である。

【００１７】Ti：３％以下 Tiは、炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる元素であ
るが、３％を超えると析出量が多すぎ、伸びが不足す
る。なお、Tiは好ましくは0.5 〜2.0 ％である。 Nb：３％以下 Nbは、Tiと同様に炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させ
る元素であるが、３％を超えると析出量が多すぎ、伸び
が不足する。なお、Nbは好ましくは0.5 〜2.0％であ
る。

【００１８】Ｂ：３％以下Ｂは、炭化物形成元素とともに、基地組織を所定の組織
として、耐摩耗性を向上させる元素である。３％を超え
ると、粗大な析出物を形成し、耐摩耗性を劣化させる。
なお、Ｂは好ましくは0.5 〜2.0 ％である。 Co：13％以下 Coは、高温強度を増加させるとともに、温度上昇に伴う
強度低下を抑制することにより耐摩耗性を向上させる元
素であるが、13％を超えるとその効果は飽和し、添加量
に見合う効果が期待できず、経済的に不利となるため、
Coは13％以下に限定した。なお、好ましくは８〜10％の
範囲である。

【００１９】第１相は残部は実質的にFeである。つぎ
に、第２相について説明する。本発明の焼結合金材で
は、成形圧粉性を向上させるために、第２相を形成す
る。第２相は、前記第１相より軟質であればよく、400
Hv以下の硬さとするのが好ましい。鉄基基地組織中に第
２相が存在することにより、硬質な相単独の場合に比
べ、焼結体の強度、靱性が格段に向上する。また、第１
相より合金元素量が少なくコスト的にも有利となる。組
成はFeを主成分とする、純鉄、炭素鋼あるいは低合金鋼
のうちのいずれかからなることが好ましい。

【００２０】また、鉄基基地組織中における第２相の比
率は面積比で５〜70％とする。５％未満では圧粉性が不
足し、70％を超えると耐摩耗性に悪影響を及ぼす。この
ため、鉄基基地中における第２相の比率は５〜70％に限
定した。第２相の組成は、重量比で、Ｃ：0.5 ％以下を
含有し、Feおよび不可避的不純物からなる純鉄、あるい
はＣ：1.5 ％以下、Mn：0.5 ％以下、Si：1.0 ％以下を
含有し残部Feおよび不可避的不純物からなる炭素鋼、あ
るいはＣ：1.5 ％以下、Mn：0.5 ％以下、Si：1.0 ％以
下を含有しCr：４％以下、Mo：３％以下、Ni：５％以
下、Cu：5.0 ％以下、Ｖ：1.0 ％以下の中から選ばれた
１種または２種以上を含有し残部Feおよび不可避的不純
物からなる低合金鋼のうちのいずれかとするのが好まし
い。

【００２１】第２相の選択は、焼結合金材の使用目的に
より適宜選択できる。第２相の組成は、第１相より軟質
とするために、Ｃ：0.5 ％以下を含有し、Feおよぶ不可
避的不純物からなる純鉄とするのが好ましい。Ｃ：0.5
％を超えると第１相より硬質となりやすいため、純鉄の
場合の上限とした。硬さを要求される場合には、合金元
素を添加して所望の硬さとすることができる。本発明で
は、第２相に添加する合金元素量はその目的から上記し
たように比較的少量に限定する。

【００２２】第２相の硬さを純鉄より高くする必要があ
る場合には、炭素鋼を使用するのが好ましい。炭素鋼の
組成は、Ｃ：1.5 ％以下、Mn：0.5 ％以下、Si：1.0 ％
以下を含有し残部Feおよび不可避的不純物とするのが好
ましい。Ｃは1.5 ％を超えると液相が出やすくなるため
であり、Mnは0.5 ％を超えると焼結拡散性が低下するた
めであり、Siは1.0 ％を超えるとMnと同様に焼結拡散性
が低下するため、それぞれ上限とした。

【００２３】さらに、第２相の硬さを高く要求される場
合には、上記炭素鋼に、合金元素を添加した低合金鋼と
するのが好ましい。合金元素は、Cr：４％以下、Mo：３
％以下、Ni：５％以下、Cu：5.0 ％以下、Ｖ：1.0 ％以
下の中から選ばれた１種または２種以上とするのが好ま
しい。これら合金元素は、いずれも鋼の硬さを増加指せ
る元素であり、Crは４％、Moは３％、Niは５％、Cuは5.
0 ％、Ｖは1.0 ％を超えると、硬さが増加しすぎ、さら
に第１相と同等となるため、それぞれ上限とした。

【００２４】また、本発明の焼結合金材では、上記した
鉄基基地組織に加えて、Cu相またはCu合金相を面積比で
１〜20％含有させてもよい。Cu粉またはCu合金粉は鉄粉
に混合して添加してもよく、また、粉末混合時にはCu粉
またはCu合金粉を添加せず、焼結時に圧粉体上あるいは
熱処理時に焼結体上にCuまたはCu合金を載荷してCuまた
はCu合金を焼結空孔に溶浸させてもよい。

【００２５】Cu相またはCu合金相は、基地組織中に析出
することにより、焼結体の熱伝導度や粒子間結合力を向
上させる。また、さらに空孔中に析出して封孔すること
により伸び特性や被削性を向上させる。Cu 相またはCu
合金相が１％未満では、伸びが低下し焼結体の加工性が
低下する。一方、20％を超えると析出するCu相またはCu
合金相が粗大化するため、焼結体の剪断強度、耐摩耗性
が低下する。このため、Cu相またはCu合金相は１〜20％
の範囲に限定した。

【００２６】また、本発明では、上記したCuまたはCu合
金による封孔処理に代えて、焼結空孔を、低融点金属に
より溶浸させてもよい。低融点金属は、Pb、Pb合金、S
n、Sn合金、Zn、Zn合金が好ましい。低融点金属により
溶浸される焼結空孔は、面積比で１〜20％の範囲とする
のがよい。１％未満では、焼結体の伸びが低下し、20％
を超えると焼結体の強度が低下する。

【００２７】また、本発明の焼結合金材では、上記した
鉄基基地組織に加えて、平均粒径：20〜100 μm 、硬
さ：700 〜1500Hvの硬質粒子を面積比で１〜20％分散さ
せてもよい。硬質粒子は焼結合金の耐摩耗性を向上させ
る効果が期待できるが、平均粒径が20μm 未満では焼結
時に拡散しやすく、耐摩耗性の向上効果が小さく、また
100μm を超えると被削性に悪影響を及ぼすため、硬質
粒子の平均粒径を20〜100 μm の範囲とした。また、硬
質粒子の硬さが700 Hv未満では、耐摩耗性の向上効果が
小さく、1500Hvを超えると被削性に悪影響を及ぼすた
め、硬質粒子の硬さは700 〜1500Hvの範囲とした。

【００２８】硬質粒子は面積比で１〜20％分散させる。
１％未満では、耐摩耗性の向上効果が少なく、20％を超
えると、被削性、圧粉性が劣化するため、硬質粒子の分
散量は１〜20％の範囲とした。本発明においては、硬質
粒子は、Fe−Mo粒子、Fe−Ｗ粒子、Cr−Mo−Co金属間化
合物粒子、Ｃ−Cr−Ｗ−Co粒子のうちのいずれかがよ
い。

【００２９】Fe−Mo粒子、Fe−Ｗ粒子は、フェロモリブ
デンあるいはフェロタングステン粉末で添加することに
より、基地中に分散する。フェロモリブデンの組成は、
JISに規定される範囲の組成であれば十分である。フェ
ロモリブデンの組成は、例えば、Mo：50〜70wt％、Fe：
30〜50wt％であり、フェロタングステンの組成は、例え
ば、Ｗ：40〜60wt％、Fe：40〜60wt％である。

【００３０】Cr−Mo−Co金属間化合物粒子は、Cr：10wt
％、Mo：30wt％、Co：60wt％の組成を有する金属間化合
物粉末で添加するとよい。また、Ｃ−Cr−Ｗ−Co粒子
は、Ｃ：１〜５wt％、Cr：40〜70wt％、Ｗ：10〜30wt
％、Co：５〜20wt％の組成を有する粉末で添加するとよ
い。また、本発明では、上記した鉄基基地組織に加え
て、固体潤滑剤を被削性、耐摩耗性、耐相手材攻撃性を
向上させるために添加できる。固体潤滑剤は面積比で0.
5 〜10％含有させるのが望ましい。0.5 ％未満では、そ
の効果が期待できず、一方10％を超えると焼結反応の進
行を妨げ、機械的性質が低下する。固体潤滑剤として
は、グラファイト、硫化物、窒化物、フッ化物のうちの
いずれかがよい。硫化物としては、MnS 、MoS₂が、フッ
化物としてはCaF₂が好適である。

【００３１】本発明の焼結合金材を得るには、第１相と
なるCr、Mo、Ｗ、Ｖ、Ti、Nb、Ｂ、Coの中から選ばれた
１種または２種以上を含有し残部Feからなる組成の合金
鋼粉と、第２相となる純鉄あるいは炭素鋼あるいは低合
金鋼組成の鋼粉を、あるいはさらにCu粉、あるいはCu合
金粉とともに混練する。なお、潤滑剤としてステアリン
酸亜鉛等を配合してもよい。

【００３２】またさらに、固体潤滑剤、あるいは硬質粒
子となるフェロモリブデン粉末等を添加配合してもよ
い。ついで、これら粉末を金型に充填し、成形プレスに
より圧縮・成形し圧粉体とする。ついで、圧粉体を焼結
させて焼結体を得る。本発明では、圧粉体を保護雰囲気
中で1100〜1200℃の温度範囲に加熱し焼結させるのが好
ましい。1100℃未満では、焼結拡散が不足し、1200℃を
超えると硬質粒子、基地の過拡散が生じるため耐摩耗性
が劣化する。

【００３３】また、これら焼結体に、CuまたはＣｕ合
金、あるいは低融点金属を載荷し加熱して、封孔処理を
施してもよい。ついで、焼結体を切削等により加工し、
製品とする。

【００３４】

【実施例】（実施例１）第１相となる合金鋼粉（Ａ、Ｆ
〜Ｉ）と、第２相となる鋼粉（ｅ〜ｇ）を表１の組織割
合となるよう配合し、さらにＣ粉末と、あるいはさら
に、Cu相となるCu粉末を、あるいは硬質粒子としてCr、
Mo、Coからなる金属間化合物を、あるいは固体潤滑剤と
してMnS あるいはグラファイトを、表２に示す割合とな
るように配合し、さらに潤滑剤としてステアリン酸亜鉛
１％配合して、混練したのち、金型に充填、圧縮・成形
し、ＡＸガス雰囲気中で1150℃×0.5hr で焼結した。

【００３５】用いた合金鋼粉の組成は次のとおりであ
る。Ａ粉は、0.9 wt％Ｃ−４wt％Cr−５wt％Mo−６wt％
Ｗ−２wt％Ｖ−残部Feである（試験No.2-1、試験No.2-
2、試験No.2-10 、試験No.2-11 に使用）。Ｆ粉は、1.2
wt％Ｃ−４wt％Cr−５wt％Mo−６wt％Ｗ−３wt％Ｖ−
残部Feである（試験No.2-4、試験No.2-5、試験No.2-12
に使用）。

【００３６】Ｇ粉は、1.5 wt％Ｃ−４wt％Cr−12wt％Ｗ
−５wt％Ｖ−残部Feである（試験No.2-6、試験No.2-7に
使用）。Ｈ粉は、1.3 wt％Ｃ−４wt％Cr−３wt％Mo−10
wt％Ｗ−３wt％Ｖ−10wt％Co-残部Feである（試験No.2-
8に使用）。Ｉ粉は、0.9 wt％Ｃ−４wt％Cr−５wt％Mo
−６wt％Ｗ−２wt％Ｖ−８wt％Co-残部Feである（試験N
o.2-9に使用）。

【００３７】用いた鋼粉の組成は次のとおりである。ｅ
粉は、３wt％Cr−残部Feであり、Ｃは基地に0.8wt ％固
溶させている（試験No.2-1、試験No.2-2、試験No.2-3、
試験No.2-8、試験No.2-9、試験No.2-11 、試験No.2-12
に使用）。ｆ粉は、１wt％Cr−0.5wt ％Mo−残部Feであ
り、Ｃは基地に0.8wt ％固溶させている（試験No.2-4、
試験No.2-5に使用）。

【００３８】ｇ粉は、５wt％Mo−残部Feであり、Ｃは基
地に0.8wt ％固溶させている（試験No.2-6、試験No.2-7
に使用）。これらの焼結体の金属組織を観察し、金属組
織写真の１例を図１、図３に、そのスケッチ図を図２、
図４に示す。図１は、研摩のままの金属組織写真で、図
３は、腐食液で腐食した金属組織写真である。

【００３９】図１（ａ）、図３（ａ）は、試験No.2-1の
光学顕微鏡組織写真、図１（ｂ）、図３（ｂ）は、試験
No.2-2の光学顕微鏡組織写真、図１（ｃ）、図３（ｃ）
は、試験No.2-3の光学顕微鏡組織写真であり、図２
（ａ）は、図１（ａ）の組織写真のスケッチ図で、図２
（ｂ）は図１（ｂ）の組織写真のスケッチ図、図２
（ｃ）は図１（ｃ）の組織写真のスケッチ図である。ま
た、図４（ａ）は図３（ａ）の、図４（ｂ）は図３
（ｂ）の、図４（ｃ）は図３（ｃ）の組織写真のスケッ
チ図である。図２、図４に示すスケッチ図では、Ｈは第
１相で、Ｓは第２相で、ＣはCu相で、Ｖは空孔である。

【００４０】図５は、比較例（試験No.2-10 ）の光学顕
微鏡組織写真組織である。空孔と、炭化物が析出した組
織となっている。本発明例および比較例の焼結体を加工
し、圧縮機用ベーンに加工し、図６に示す高圧雰囲気摩
耗試験機を用いて、下記に示す試験条件で摩耗試験を実
施した。なお、使用した試験片の形状を図７に示す。

【００４１】試験荷重：150kgf 周速：500rpm 試験時間：3hr 使用油：エステル油油温度：110 ℃ 使用冷媒：Ｒ134a 雰囲気圧力：13kg/cm³ ローラ材質：モニクロ鋳鉄試験後、摩耗量を測定し、その結果を表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１から、本発明の範囲の本発明例（試験
No.2-1〜No.2-9）では、ベーンの摩耗量は少なく、また
ローラの摩耗量も少ない。これに比較して第２相がない
試験No.2-10 、Cu相の量が本発明範囲を外れる試験No.2
-11 、および第２相の量が多い試験No.2-12 の比較例で
は、ベーンの摩耗量も、またローラの摩耗量も大きい。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、耐摩耗性に優れた焼結
合金材が得られ、厳しい運転状況の圧縮機のベーン、ス
クロール止めリング等の圧縮機部品に適用できる焼結合
金材が安価に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明例の焼結体の研摩のままの状態における
光学顕微鏡組織を示す写真である。

【図２】図１に示す光学顕微鏡組織写真のスケッチ図で
ある。

【図３】本発明の焼結体の光学顕微鏡組織を示す写真で
ある。

【図４】図３に示す光学顕微鏡組織写真のスケッチ図で
ある。

【図５】比較例の焼結体の光学顕微鏡組織を示す写真で
あり、（ａ）は研摩のままの組織写真であり、（ｂ）は
腐食液で腐食した組織写真である。

【図６】高圧雰囲気摩耗試験機の概略説明図である。

【図７】高圧雰囲気摩耗試験に用いる試験片の寸法形状
を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｈ第１相Ｓ第２相Ｃ Cu相Ｄ硬質粒子Ｌ固体潤滑剤Ａ基地組織Ｂパーライト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０４Ｃ 29/00 Ｆ０４Ｃ 29/00 Ｕ // Ｃ２２Ｃ 33/02 １０３Ｃ２２Ｃ 33/02 １０３Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微細炭化物が析出したFeを主成分とする
第１相と、Feを主成分とし前記第１相より軟質である第
２相との混合組織からなる鉄基基地組織を主とする鉄系
焼結合金材であって、前記第１相は、重量比で、Ｃ：2.
0 ％以下を含み、Cr：17％以下、Mo：12％以下、Ｗ：20
％以下、Ｖ：６％以下、Ti：３％以下、Nb：３％以下、
Ｂ：３％以下、Co：13％以下の中から選ばれた１種また
は２種以上を含有し残部Feおよび不可避的不純物からな
り、かつ10μm 以下の微細炭化物が析出し、400 Hv以上
の硬さを有し、鉄基基地組織中の面積比が30〜95％の比
率であり、前記第２相は、純鉄、炭素鋼あるいは低合金
鋼のうちのいずれかの組成を有し、鉄基基地組織中の面
積比が５〜70％の比率であることを特徴とする耐摩耗性
に優れた圧縮機部品用鉄系焼結合金材。
【請求項２】前記第２相は、重量比で、Ｃ：0.5 ％以
下を含有する純鉄、あるいはＣ：1.5 ％以下、Mn：0.5
％以下、Si：1.0 ％以下を含有し残部Feおよび不可避的
不純物からなる炭素鋼、あるいはＣ：1.5 ％以下、Mn：
0.5 ％以下、Si：1.0 ％以下を含有しCr：４％以下、M
o：３％以下、Ni：５％以下、Ｖ：1.0％以下、Cu：5.0
％以下の中から選ばれた１種または２種以上を含有し残
部Feおよび不可避的不純物からなる低合金鋼のうちのい
ずれかからなることを特徴とする請求項１に記載の圧縮
機部品用鉄系焼結合金材。
【請求項３】前記鉄基基地組織に加えて、溶浸または
予め添加したCu相またはCu合金相を面積比で１〜20％含
有させたことを特徴とする請求項１または２に記載の圧
縮機部品用鉄系焼結合金材。
【請求項４】前記鉄基基地組織に加えて、平均粒径：
20〜100 μm 、硬さ：700 〜1500Hvの硬質粒子を面積比
で１〜20％分散させたことを特徴とする請求項１ないし
３のいずれかに記載の圧縮機部品用鉄系焼結合金材。
【請求項５】前記鉄基基地組織に加えて、固体潤滑剤
を面積比で0.5 〜10％含有させたことを特徴とする請求
項１ないし４のいずれかに記載の圧縮機部品用鉄系焼結
合金材。
【請求項６】焼結空孔が、低融点金属により溶浸され
たことを特徴とする請求項１、２、４または５に記載の
圧縮機部品用鉄系焼結合金材。