[发明专利]旋转式压缩机用叶片

说明书

技术领域

本发明涉及适用于旋转式压缩机的铁基烧结合金叶片(以下也称为“烧结铁叶片”)。

背景技术

叶片型的旋转式压缩机，作为一例，如图1所示，具有使内周截面为非圆形的气缸2的内侧进行旋转运动的转子1，叶片3被插入在转子1的外周部所形成的凹槽中，在未图示的弹簧或液压、进一步因旋转运动的惯性力的作用而从后面被推向气缸2，由此叶片3的前端部与气缸2的内周面抵接，由叶片3、转子1、气缸2及未图示的侧板在气缸2内形成多个工作空间6。在转子1上紧固有轴7，由未图示的动力源使轴7旋转，从而转子1在气缸内旋转。若转子1旋转，则工作空间6的容积发生变化，因此会从吸入口4吸入制冷气体，并压缩工作空间6内的制冷气体，从喷出口5喷出压缩的制冷气体而作为压缩机发挥作用。作为叶片型旋转式压缩机，除了图1所示的以外，还有气缸2的内周截面为圆形，使气缸2的中心与转子1的中心偏心的形式的压缩机；叶片3不在转子1的外周部，而是配置在气缸2侧的压缩机。

因为有高载荷作用于这样的机构之中所使用的叶片3的抵接面，所以要求耐磨耗性高的材料。迄今为止，使用的有高铬铸铁、马氏体系不锈钢(SUS440C)、高速工具钢(SKH51)等的熔炼材料、高速工具钢(SKH51)烧结材料、高强度铝合金、铝含浸碳等。高强度铝合金和铝含浸碳等，与铁系材料相比因为轻量，所以具有降低压缩机的重量，降低转子旋转时的叶片的惯性力，还有肃静性等的优点，但却有材料费高昂这样的问题。

若将铁系材料的叶片(以下称为“铁叶片”)与高强度铝合金的叶片(以下称为“铝叶片”)加以对比，则铁叶片其比重(密度)是铝叶片的约3倍，所以转子旋转时的叶片的惯性力比铝叶片大得多。因此，就存在叶片与气缸的各自的滑动部、与叶片的转子或侧板的接触部的磨耗增大的问题，以及转子在旋转起动时叶片与气缸的碰撞声变大这样的问题。

作为这些问题的应对，在日本特开2006-322414中公开有一种铁叶片，其是在叶片上形成减重部而使之轻量化，以实现磨耗的降低，再将橡胶和树脂等嵌插入减重部以降低噪音。

另外，在日本特开平8-49048中公开有一种烧结铁叶片，其是用C：0.6～1.3％、Cr：3.4～4.8％、Mo：3.6～5.5％、V：1.4～3.0％、W：5.2～7.0％的工具钢粉末，使之具有一定比例的空穴，由此使烧结密度为6.0～7.4g/cm³，相对于没有空穴而言，可使硬度大幅降低，从而减少滑动对方的转子与气缸的磨耗。此外，在日本特开平11-13668中还公开，对于日本特开平8-49048的铁叶片实施借助蒸汽处理等的封孔处理，再进行软氮化处理。

但是，日本特开2006-322414和日本特开平8-49048的烧结铁叶片，通过减重部的形成使之拥有空穴而低密度化，虽然相对于相同组成的熔炼铁叶片来说可使之轻量化(例如，约15％)，但实际情况是，仍不能充分解决磨耗和声音的问题。由减重部进一步形成和进一步低密度化带来的轻量化，也可能因空隙部和空穴的增加造成材料强度的降低和磨耗量的增大、使用中的压曲、折损，或也可能因空穴的连通而发生制冷气体的泄漏量的增加。

发明内容

本发明鉴于上述问题，其课题在于，提供一种轻量、且即使不进行封孔处理，空穴也不会连通的、适用于旋转式压缩机的铁基烧结合金叶片。

本发明者们对于烧结铁叶片进行锐意研究的结果，想到了在以铁为主体的烧结体中使低密度的化合物粒子分散，由此能够维持烧结体强度并实现轻量化，另外通过提高铁基体的烧结性，能够得到空穴不会连通的烧结体。

即，本发明的铁基烧结合金叶片，是用于旋转式压缩机的叶片，其特征在于，由分散有密度5.5g/cm³以下的化合物粒子的铁作为主成分的烧结体构成，所述烧结体的密度处于5.4～6.5g/cm³的范围。优选所述化合物粒子耐磨耗性和/或润滑性优异，更优选由从Al、Ti、Si、B的氮化物或氧化物，Mo、Mn的硫化物，和碱土金属或者稀土类的氟化物或氧化物中选择的至少一种或两种以上构成。另外，进一步优选所述化合物粒子其平均粒径为1～200μm，分散量为15～45体积％。

所述烧结体的基体，优选由如下构成：以质量％计含有C：0.2～2.0％；从Si、Cu、Ni、Mo、Cr、W、Mn、V和Co中选择的一种或两种以上：0.5～10％；和余量为Fe及不可避免的杂质。