JP2002004063A - Method of forming metallic film - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、基材の表面に金属
材料よりなる皮膜を形成するための金属皮膜形成方法に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a metal film on a surface of a base material.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば斜板式等の圧縮機では、部品の摺
動部の潤滑は、冷媒ガスにミスト状潤滑油を運搬させて
各摺動部に潤滑油を供給することで確保している。とこ
ろが例えば低温下でかつ圧縮機の運転が初期状態のとき
には、摺動部に付着していた潤滑油が冷媒ガスによって
洗い流され、摺動部はドライ状態になり易いという実状
がある。そこで各摺動部材が耐焼付性や耐摩耗性に優れ
た摺動特性を有するように、摺動部材には表面処理が施
されている。その一つの手法として、粉末状にした例え
ば銅系またはアルミニウム系合金等の金属材料を溶融状
態として、火炎とともに加工面に吹き付ける溶射技術が
用いられている。2. Description of the Related Art In a compressor of a swash plate type, for example, lubrication of sliding parts of parts is ensured by supplying mist-like lubricating oil to refrigerant gas and supplying lubricating oil to each sliding part. . However, for example, when the operation of the compressor is in an initial state at a low temperature, lubricating oil adhering to the sliding portion is washed away by the refrigerant gas, and the sliding portion tends to be in a dry state. Therefore, the sliding members are subjected to a surface treatment so that each sliding member has sliding characteristics excellent in seizure resistance and wear resistance. As one of the techniques, a thermal spraying technique is used in which a metal material such as a copper-based or aluminum-based alloy in a powdered state is melted and sprayed onto a processing surface together with a flame.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところがこの溶射法を
用いると、溶射を施す前に加工面に対してショットブラ
スト等による事前の粗化処理を行う必要があるため、作
業時間が長くなる傾向にあり、その粗化処理分のコスト
も余計にかかるという問題もあった。さらに粗化処理時
にはかなりの騒音が発生し、作業者はそのような悪条件
下で作業をしなければならないという問題もあった。However, when using this thermal spraying method, it is necessary to perform a roughening process by shot blasting or the like on a processing surface before performing thermal spraying. There is also a problem that the cost for the roughening treatment is additionally required. Further, there is a problem that considerable noise is generated during the roughening treatment, and the operator must work under such bad conditions.
【0004】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、簡素で作業性の優れた手法に
より皮膜を形成でき、しかもその手法を用いた皮膜形成
時の作業性やコスト低減効果を一層向上できる金属皮膜
形成方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to form a film by a simple and excellent workability method, and to further improve the workability at the time of film formation using the method. Another object of the present invention is to provide a method for forming a metal film which can further improve the cost reduction effect.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め請求項1に記載の発明では、鋳造により成形される溶
着材を摩擦溶着することによって基材の表面に皮膜を形
成する金属皮膜形成方法であって、前記溶着材を鋳造す
るときに外面にできた黒皮を残したまま当該溶着材を前
記基材の表面に摩擦溶着する。According to the first aspect of the present invention, a metal film is formed on a surface of a substrate by friction welding a welding material formed by casting. A method of friction-welding the welding material to the surface of the base material while leaving the black scale formed on the outer surface when casting the welding material.
【0006】この発明によれば、摩擦溶着を施したと
き、溶着材の先端は軟化するに連れてその外周が巻き上
がり、溶着材が略きのこ状に変形する。よって、この変
形作用により皮膜に黒皮が混在し難いため、外面に黒皮
が残ったままの溶着材を用いて摩擦溶着を施してもさほ
ど問題はない。従って、黒皮を残したままの溶着材を摩
擦溶着に使用すれば、機械加工等により溶着材の黒皮を
取除く作業が省略され、基材の表面に皮膜を形成するま
での作業が簡素になる。また、摩擦溶着を用いることで
例えば溶射時に必要であった特別な加工処理が不要にな
るため、製造コストが減り、しかも作業環境も向上す
る。According to the present invention, when friction welding is performed, the outer periphery of the welding material is curled up as it softens, and the welding material is deformed into a substantially mushroom shape. Therefore, since black scale is unlikely to be mixed in the film due to this deformation action, there is no problem even if friction welding is performed using a welding material with black scale remaining on the outer surface. Therefore, if the welding material with the black scale left is used for friction welding, the work of removing the black scale of the welding material by machining or the like is omitted, and the operation up to forming a film on the surface of the base material is simplified. become. In addition, the use of friction welding eliminates the need for special processing, for example, required at the time of thermal spraying, thereby reducing manufacturing costs and improving the working environment.
【0007】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記溶着材は、連続鋳造法により形
成されている。この発明によれば、請求項1に記載の発
明の作用に加え、例えば溶着材を一つずつ個々に鋳造す
る場合に比べて溶着材の生産性が向上し、ひいては皮膜
形成作業が一層簡素になる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the welding material is formed by a continuous casting method. According to this invention, in addition to the effect of the invention described in claim 1, the productivity of the welding material is improved as compared with, for example, a case where the welding material is cast individually one by one, and thus the film forming operation is further simplified. Become.
【0008】請求項3に記載の発明では、請求項1又は
2に記載の発明において、前記溶着材は、アルミ系材料
が使用されている。この発明によれば、請求項1又は2
に記載の発明の作用に加え、皮膜にアルミニウム系材料
を使用することによって、摺動部の高い摺動特性が確保
される。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the welding material is made of an aluminum material. According to this invention, claim 1 or 2
In addition to the effects of the invention described in (1), by using an aluminum-based material for the film, high sliding characteristics of the sliding portion can be secured.
【0009】請求項4に記載の発明では、請求項1〜3
のうちいずれか一項に記載の発明において、前記基材は
圧縮機用の斜板であって、前記皮膜は当該斜板の表面に
形成されている。According to the fourth aspect of the invention, the first to third aspects are provided.
In the invention described in any one of the above, the base material is a swash plate for a compressor, and the coating is formed on a surface of the swash plate.
【0010】この発明によれば、請求項1〜3のうちい
ずれか一項に記載の発明の作用に加え、摺動特性の良い
斜板が効率良く製造される。According to this invention, in addition to the operation of the invention described in any one of the first to third aspects, a swash plate having good sliding characteristics can be efficiently manufactured.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明を可変容量型の斜板
式圧縮機に用いられる斜板の皮膜形成方法に具体化した
一実施形態を図1〜図5に従って説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention embodied in a method for forming a swash plate film used in a variable capacity swash plate compressor will be described below with reference to FIGS.
【0012】図5に示すように、斜板式圧縮機11は、
シリンダブロック12と、その前端に接合されたフロン
トハウジング13と、シリンダブロック12の後端に弁
形成体14を介して接合されたリヤハウジング15とを
備え、これら部材11〜15は複数の通しボルト(図示
省略)により相互に接合固定されて圧縮機のハウジング
を構成している。As shown in FIG. 5, the swash plate type compressor 11 comprises:
The cylinder block 12 includes a front housing 13 joined to a front end thereof, and a rear housing 15 joined to a rear end of the cylinder block 12 via a valve body 14. These members 11 to 15 are provided with a plurality of through bolts. (Not shown), they are joined and fixed to each other to form a compressor housing.
【0013】ハウジング内には、クランク室16、吸入
室17および吐出室18が区画形成されている。シリン
ダブロック12には複数のシリンダボア(一つのみ図
示)19が形成され、各シリンダボア19には片頭型の
ピストン20が往復動可能に収容されている。吸入室1
7と吐出室18は、弁形成体14の各種フラッパ弁を介
して各シリンダボア19と選択的に連通されている。A crank chamber 16, a suction chamber 17, and a discharge chamber 18 are defined in the housing. A plurality of cylinder bores (only one is shown) 19 are formed in the cylinder block 12, and a single-headed piston 20 is housed in each cylinder bore 19 so as to be able to reciprocate. Inhalation chamber 1
The discharge chamber 7 and the discharge chamber 18 are selectively communicated with the respective cylinder bores 19 via various flapper valves of the valve body 14.
【0014】ハウジングには駆動軸21が回転可能に貫
設されている。駆動軸21には、基材としての斜板22
がクランク室16に収容された状態で支持されている。
この斜板22は、ヒンジ機構23およびラグプレート2
4を介して駆動軸21に作動連結され、駆動軸21と同
期回転可能かつ駆動軸21の軸線方向への摺動を伴いな
がら駆動軸21に対し傾動可能となっている。A drive shaft 21 is rotatably provided through the housing. A swash plate 22 as a base material is provided on the drive shaft 21.
Are supported in a state accommodated in the crank chamber 16.
The swash plate 22 includes a hinge mechanism 23 and a lug plate 2.
The drive shaft 21 is operatively connected to the drive shaft 21 via the drive shaft 4 and is rotatable in synchronization with the drive shaft 21 and tiltable with respect to the drive shaft 21 while sliding in the axial direction of the drive shaft 21.
【0015】そして、斜板22の端部が前後一対のシュ
ー25,26を介して各ピストン20の端部に摺動自在
に係留されることで、全てのピストン20が斜板に作動
連結されている。駆動軸21とともに所定角度に傾斜し
た斜板22が回転すると、各ピストン20が斜板22の
傾角に応じたストロークで往復動され、各シリンダボア
19では、吸入室17からの冷媒ガスの吸入、吸入冷媒
ガスの圧縮、吐出室18への圧縮済み冷媒ガスの吐出が
順次繰り返される。The ends of the swash plate 22 are slidably anchored to the ends of the pistons 20 via a pair of front and rear shoes 25 and 26, so that all the pistons 20 are operatively connected to the swash plate. ing. When the swash plate 22 inclined at a predetermined angle rotates together with the drive shaft 21, each piston 20 reciprocates with a stroke corresponding to the inclination angle of the swash plate 22, and in each cylinder bore 19, suction and suction of refrigerant gas from the suction chamber 17 is performed. The compression of the refrigerant gas and the discharge of the compressed refrigerant gas to the discharge chamber 18 are sequentially repeated.
【0016】斜板22の傾角は、斜板回転時の遠心力に
基づく回転運動のモーメント、傾角減少バネ27の付勢
作用に基づくバネ力によるモーメント、ピストン20の
往復慣性力によるモーメント、ガス圧によるモーメント
等の各種モーメントの相互バランスに基づき決定され
る。ここでガス圧によるモーメントとは、シリンダボア
19の内圧と、ピストン20の背圧にあたるクランク室
16の内圧とに基づいて決まるモーメントであり、クラ
ンク圧に応じて傾角減少方向にも増大方向にも作用す
る。The tilt angle of the swash plate 22 includes the moment of the rotational motion based on the centrifugal force when the swash plate rotates, the moment due to the spring force due to the urging action of the tilt reduction spring 27, the moment due to the reciprocating inertial force of the piston 20, the gas pressure. Is determined based on the mutual balance of various moments such as the moment by Here, the moment due to the gas pressure is a moment determined based on the internal pressure of the cylinder bore 19 and the internal pressure of the crank chamber 16 corresponding to the back pressure of the piston 20, and acts on the inclination decreasing direction and the increasing direction in accordance with the crank pressure. I do.
【0017】可変容量型の斜板式圧縮機11はリヤハウ
ジング15に制御弁28を備え、この制御弁28はクラ
ンク室16と吐出室18とを連通する圧力供給経路29
上に介在している。また、クランク室16と吸入室17
は放圧通路(絞り通路)30によって連通されている。
本例のような可変容量型の斜板式圧縮機11では、制御
弁28の開度調節によってクランク圧を調節することに
よりガス圧によるモーメントを適宜変更する。そして、
クランク圧を高めに誘導すれば斜板22の傾角が小さく
なりピストン20のストロークが小さくなって吐出容量
が減少し、クランク圧を低めに誘導すれば斜板22の傾
角が大きくなりピストン20のストロークが大きくなっ
て吐出容量が増大する。The variable displacement type swash plate type compressor 11 has a control valve 28 in the rear housing 15, and the control valve 28 communicates with the crank chamber 16 and the discharge chamber 18 through a pressure supply path 29.
Intervening above. Also, the crank chamber 16 and the suction chamber 17
Are communicated by a pressure release passage (throttle passage) 30.
In the variable displacement type swash plate type compressor 11 as in this example, the moment due to the gas pressure is appropriately changed by adjusting the crank pressure by adjusting the opening of the control valve 28. And
If the crank pressure is increased, the inclination angle of the swash plate 22 becomes smaller, the stroke of the piston 20 becomes smaller, and the discharge capacity decreases. If the crank pressure is reduced, the inclination angle of the swash plate 22 becomes larger, and the stroke of the piston 20 becomes larger. And the discharge capacity increases.
【0018】次に、斜板22の構成を図3および図5に
従って説明する。図5に示すように、斜板22は、中心
側のランド部31と、そのランド部31の外周に肉厚が
薄く形成された外周部32とを有している。斜板22の
外周部32には、その両面に一対のシュー25,26が
係合されている。Next, the configuration of the swash plate 22 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 5, the swash plate 22 has a land portion 31 on the center side and an outer peripheral portion 32 formed on the outer periphery of the land portion 31 with a small thickness. A pair of shoes 25 and 26 are engaged with the outer peripheral portion 32 of the swash plate 22 on both surfaces thereof.
【0019】図3に示すように、各シュー25,26は
平面部33,34と球面部35,36を有し、平面部3
3,34が斜板22のフロント面37およびリヤ面38
にそれぞれ当接し、球面部35,36がピストン20の
シュー座39に当接している。斜板22の外周部32に
は、フロント側とリヤ側の両面にそれぞれ皮膜42,4
3が周方向全域に亘って形成されている。シュー25,
26の平面部33,34は、皮膜42,43の表面(フ
ロント面37,リヤ面38)とそれぞれ当接し、皮膜4
2,43はシュー25,26に対する摺動面として機能
する。As shown in FIG. 3, each shoe 25, 26 has flat portions 33, 34 and spherical portions 35, 36.
3, 34 are the front surface 37 and the rear surface 38 of the swash plate 22.
, And the spherical portions 35 and 36 are in contact with the shoe seat 39 of the piston 20. On the outer peripheral portion 32 of the swash plate 22, coatings 42, 4 are provided on both the front side and the rear side, respectively.
3 is formed over the entire circumferential direction. Shoe 25,
The flat portions 33 and 34 of the 26 abut against the surfaces (the front surface 37 and the rear surface 38) of the films 42 and 43, respectively.
Reference numerals 2 and 43 function as sliding surfaces for the shoes 25 and 26.
【0020】斜板22の基材(母材)44には鉄系材料
(例えばFCD700等の鋳鉄)が使用される。これ
は、斜板22回転時の遠心力に基づく回転運動のモーメ
ントを適正に発生させるために斜板22を比較的重くす
るためである。シュー25,26には、その機械的強度
等を配慮して同じく鉄系材料(例えば軸受鋼)が使用さ
れている。なお、基材44の外周部において、皮膜4
2,43が形成される面が加工面40,41となってい
る。As the base material (base material) 44 of the swash plate 22, an iron-based material (for example, cast iron such as FCD700) is used. This is to make the swash plate 22 relatively heavy in order to appropriately generate a moment of rotational movement based on the centrifugal force when the swash plate 22 rotates. The shoes 25 and 26 are also made of an iron-based material (for example, bearing steel) in consideration of the mechanical strength and the like. In the outer peripheral portion of the base material 44, the coating 4
The surfaces on which the surfaces 2 and 43 are formed are the processing surfaces 40 and 41.
【0021】各皮膜42,43には、例えばA390
系,A390−5系,AS−1系等のアルミニウム系材
料(以下、単にアルミ系材料と称す)が使用されてい
る。これらアルミ系材料は、その成分としてAlにS
i、Fe,Cu,Mn,Mgの材質が含有されている。
詳述すると、A390系材料は、Alに対して各成分の
含有量が、Siが16〜18、Feが0.5以下、Cu
が4〜5、Mnが0.1以下、Mgが0.45〜0.6
5(単位は全て重量%)である。またA390−5系材
料は、Si含有量が14〜16重量%で他の成分の含有
量は同じある。またAS−1系材料は、Si含有量が1
3.5〜14.5重量%で他の成分の含有量は同じであ
る。特にアルミ系材料には、Si含有量が11.7重量
%以上の過共晶アルミが良く、望ましくは13.5〜1
8重量%のものが良い。それは、この過共晶アルミ中に
存在する初晶シリコンによって摺動効果が向上し、この
過共晶アルミからなる皮膜を採用すれば耐摩耗性、高強
度等の優れた摺動特性が確保されるからである。Each of the films 42 and 43 has, for example, A390
Systems, A390-5 systems, AS-1 systems and other aluminum-based materials (hereinafter simply referred to as aluminum-based materials). These aluminum-based materials contain S
i, Fe, Cu, Mn, and Mg are contained.
More specifically, in the A390-based material, the content of each component with respect to Al is 16 to 18 for Si, 0.5 or less for Fe,
Is 4 to 5, Mn is 0.1 or less, and Mg is 0.45 to 0.6.
5 (all units are% by weight). The A390-5 material has a Si content of 14 to 16% by weight and the same content of other components. The AS-1 material has a Si content of 1
The content of other components is the same at 3.5 to 14.5% by weight. In particular, as the aluminum material, hypereutectic aluminum having a Si content of 11.7% by weight or more is preferable, and preferably 13.5 to 1
It is preferably 8% by weight. The sliding effect is improved by the primary crystal silicon present in this hypereutectic aluminum, and the use of a film made of this hypereutectic aluminum ensures excellent sliding characteristics such as wear resistance and high strength. This is because that.
【0022】次に、斜板22の皮膜形成手順を図1,図
2および図4に従って説明する。図1および図2に示す
ように、溶着材としてのアルミ棒45を斜板22の加工
面40,41にそれぞれ摩擦溶着することにより皮膜4
2,43を形成するが、まずアルミ棒45の形成手順に
ついて図4を基に説明する。Next, a procedure for forming a film on the swash plate 22 will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 4. As shown in FIGS. 1 and 2, an aluminum rod 45 as a welding material is friction-welded to the processing surfaces 40 and 41 of the swash plate 22, respectively.
First, the procedure for forming the aluminum rod 45 will be described with reference to FIG.
【0023】アルミ棒45の材料は、例えばA390系
のアルミ系材料が使用される。そして連続鋳造法によっ
て、図4(a)に示す円柱状の棒材46が鋳造される。
ところで連続鋳造法では製造する棒材の径の細さに限度
がある。よって連続鋳造法により形成可能な棒材46の
径よりも小さな径を形成する場合には、この棒材46を
ダイス(図示省略)で押し抜いて径を小さくする押出し
法を用いることによって比較的径の小さな図4(b)に
示す棒材47を形成する。なお、棒材46の径が斜板2
2の加工面の幅に合えば、棒材46を使用してもよい。
ここで、この連続鋳造法と押出し法により形成された棒
材47には、全面に黒皮(図4にストライプ状で図示)
が形成されている。また棒材47の径は、斜板22の加
工面40,41の幅W(図2に図示)とほぼ同じとなる
ように設定される。The material of the aluminum rod 45 is, for example, an A390-based aluminum material. Then, the columnar bar 46 shown in FIG. 4A is cast by the continuous casting method.
By the way, in the continuous casting method, there is a limit to the fineness of the diameter of a bar to be manufactured. Therefore, when a diameter smaller than the diameter of the bar 46 that can be formed by the continuous casting method is formed, the bar 46 is extruded with a die (not shown) to reduce the diameter. A bar 47 having a small diameter as shown in FIG. 4B is formed. The diameter of the bar 46 is equal to the swash plate 2.
The bar 46 may be used if it fits the width of the processing surface of No. 2.
Here, the bar 47 formed by the continuous casting method and the extrusion method has a black scale (shown in a stripe shape in FIG. 4) on the entire surface.
Are formed. The diameter of the bar 47 is set to be substantially the same as the width W (shown in FIG. 2) of the processing surfaces 40 and 41 of the swash plate 22.
【0024】そして棒材47にT6熱処理(溶体化処理
+時効硬化処理)が施され、これにより摩擦溶着時のア
ルミ系材料の付着効果が高まり、しかもアルミ棒45の
硬さや強度が向上する。なお、このT6熱処理は溶着材
の材質がアルミ系材料に限った処理であり、材質がアル
ミ系材料以外の場合には実施されないか、または付着効
率を高めるための他の所定加工処理が実施される。次に
図4(c)に示すように、この棒材47を所定の本数分
に切断し、一本の棒材47から複数のアルミ棒45が形
成される。従ってアルミ棒45は、表面(外周面)が機
械加工(例えば切削加工等)されていないため、その表
面に黒皮が残ったままとなっている。また、アルミ棒4
5の切断加工された端面48は黒皮がない状態にある。Then, the rod material 47 is subjected to T6 heat treatment (solution treatment + age hardening treatment), whereby the adhesion effect of the aluminum material during friction welding is enhanced, and the hardness and strength of the aluminum rod 45 are improved. This T6 heat treatment is a treatment in which the material of the welding material is limited to an aluminum-based material. If the material is other than an aluminum-based material, the T6 heat treatment is not performed, or another predetermined processing for improving the adhesion efficiency is performed. You. Next, as shown in FIG. 4C, the bar 47 is cut into a predetermined number, and a plurality of aluminum bars 45 are formed from one bar 47. Accordingly, since the surface (outer peripheral surface) of the aluminum rod 45 is not machined (for example, cut), black scale remains on the surface. Also, aluminum rod 4
The cut end face 48 of No. 5 has no black scale.
【0025】そしてこのアルミ棒45を使用して、2つ
の加工面40,41のうち、まずリヤ側の加工面41側
に皮膜43を形成する。図1に示すように、斜板22の
基材44を回転保持機構49にセットし、かつ、アルミ
棒45をスライド・回転保持機構50にセットする。こ
のときアルミ棒45は、切断加工された端面48が基材
44側に向くようにセットされる。回転保持機構49は
第1モータM1に作動連結されており、この第1モータ
M1の駆動力により基材44は軸線L1を中心に回転す
る。Using the aluminum rod 45, a film 43 is first formed on the rear processing surface 41 side of the two processing surfaces 40 and 41. As shown in FIG. 1, the substrate 44 of the swash plate 22 is set on the rotation holding mechanism 49, and the aluminum rod 45 is set on the slide / rotation holding mechanism 50. At this time, the aluminum bar 45 is set so that the cut end face 48 faces the base material 44 side. The rotation holding mechanism 49 is operatively connected to the first motor M1, and the driving force of the first motor M1 causes the substrate 44 to rotate about the axis L1.
【0026】また、スライド・回転保持機構50は前後
スライド手段51および第2モータM2に作動連結され
ている。アルミ棒45は、この前後スライド手段51に
より基材44に対して接近、圧接および離間され、か
つ、第2モータM2の駆動力によりアルミ棒45の軸線
L2を中心に回転する。また図2に示すように、各機構
49,50にセットしたときのアルミ棒45と基材44
の位置は、基材44との圧接時にその端面48が加工面
41内に収まった状態で接合する位置に設定されてい
る。The slide / rotation holding mechanism 50 is operatively connected to the front / rear slide means 51 and the second motor M2. The aluminum rod 45 is approached, pressed and separated from the base material 44 by the front and rear sliding means 51, and rotates about the axis L2 of the aluminum rod 45 by the driving force of the second motor M2. Further, as shown in FIG. 2, the aluminum rod 45 and the base material 44 when set in the mechanisms 49 and 50 are provided.
Is set at a position where the end surface 48 is joined within the processing surface 41 when pressed against the substrate 44.
【0027】そして、基材44とアルミ棒45を各機構
49,50にそれぞれセットした後、第2モータM2お
よびスライド・回転保持機構50の作動によりアルミ棒
45は所定回転数(例えば1500rpm)で回転(自
転)する。そしてアルミ棒45の回転を維持しつつ、前
後スライド手段51によってスライド・回転保持機構5
0と共にアルミ棒45が基材44に向かって移動し、そ
してアルミ棒45の端面48が加工面41に当接した後
も、アルミ棒45をその加工面41に押し付けることに
よってアルミ棒45を所定圧力(例えば18Mpa)で
圧接する。After the base member 44 and the aluminum rod 45 are set in the mechanisms 49 and 50, respectively, the aluminum rod 45 is operated at a predetermined rotation speed (for example, 1500 rpm) by the operation of the second motor M2 and the slide / rotation holding mechanism 50. Rotate (rotate). Then, while the rotation of the aluminum rod 45 is maintained, the slide / rotation holding mechanism 5
After the aluminum rod 45 moves toward the substrate 44 together with 0, and even after the end surface 48 of the aluminum rod 45 comes into contact with the processing surface 41, the aluminum rod 45 is pressed against the processing surface 41 to hold the aluminum rod 45 at a predetermined position. Pressure contact (for example, 18 Mpa) is performed.
【0028】アルミ棒45を基材44に圧接させた状態
で、第1モータM1および回転保持機構49の作動によ
り基材44を所定回転数(例えば1rpm)で回転させ
る。そして主としてアルミ棒45の高速回転により、圧
接状態にあるアルミ棒45の端面48と加工面41との
間で摩擦熱が生じる。そしてこの摩擦熱によってアルミ
棒45の端面48付近が軟化し、アルミ系材料が加工面
41に転移する。While the aluminum rod 45 is pressed against the substrate 44, the substrate 44 is rotated at a predetermined rotation speed (for example, 1 rpm) by the operation of the first motor M1 and the rotation holding mechanism 49. Then, mainly due to the high speed rotation of the aluminum rod 45, frictional heat is generated between the end face 48 of the aluminum rod 45 in the pressed state and the processing surface 41. The frictional heat softens the vicinity of the end surface 48 of the aluminum rod 45, and the aluminum material is transferred to the processing surface 41.
【0029】このとき、アルミ棒45は図1に示す摩擦
溶着前の円柱状態から、その先端部に外側へ巻き上がる
巻上部52ができた略きのこ状に変形する。よって摩擦
溶着時、黒皮は巻上部52とともに基材44に当たらず
に順次巻き上がっていくため、外周が黒皮状態のまま摩
擦溶着に使用しても皮膜43に黒皮(不純物等)がほと
んど混在せず、たとえ混在しても微量であるため皮膜4
3の特性上何ら問題はない。At this time, the aluminum rod 45 is deformed from the cylindrical state before the friction welding shown in FIG. 1 into a substantially mushroom shape having a winding part 52 which is wound outward at the end thereof. Therefore, at the time of friction welding, the black scale is rolled up successively without hitting the base material 44 together with the winding upper portion 52. Even if the outer periphery is used for friction welding with the black scale state, black scale (impurities, etc.) is formed on the film 43. Almost no mixture, even if mixed, film 4
There is no problem in the characteristics of No. 3.
【0030】そして基材44が少なくとも一回転すれ
ば、加工面41全体にアルミ系材料が転移し、皮膜43
が形成される。加工面41に皮膜43が形成された後に
は、スライド・回転保持機構50と共にアルミ棒45が
基材44から後退(離間)する。その後、皮膜43は研
磨加工や仕上加工等の加工処理が施されることで、必要
膜厚(例えば50μm)に膜厚調整される。そして裏面
側の加工面40にも同じように摩擦溶着を施して、その
加工面40に皮膜42を形成する。When the base material 44 makes at least one rotation, the aluminum material is transferred to the entire processing surface 41 and the coating 43 is formed.
Is formed. After the film 43 is formed on the processing surface 41, the aluminum rod 45 retreats (separates) from the base material 44 together with the slide / rotation holding mechanism 50. Thereafter, the film 43 is subjected to a processing such as a polishing process or a finishing process, so that the film thickness is adjusted to a required film thickness (for example, 50 μm). Then, friction welding is similarly performed on the processing surface 40 on the back surface side, and a film 42 is formed on the processing surface 40.
【0031】従って、この実施形態では以下のような効
果を得ることができる。 (1)本例では、皮膜形成方法として摩擦溶着を用いて
いるので、簡素な手順で短時間に皮膜42,43を形成
できる。また、アルミ棒45には摩擦溶着時にその外周
が巻き上がる特性があるため、アルミ棒45を黒皮状態
で使用しても皮膜42,43に黒皮等の不純物がほとん
ど混在しない。そのため本例では、アルミ棒45を黒皮
状態のまま摩擦溶着に使用するので、アルミ棒45の外
周の加工作業が不要となり、皮膜形成作業を一層簡素に
することができる。また摩擦溶着を用いることによっ
て、溶射時に必要であった処理(例えば粗面化処理等)
が不要になるためコストを安価にでき、しかも大きな騒
音等が生じないため良好な環境下で作業をすることがで
きる。Therefore, in this embodiment, the following effects can be obtained. (1) In the present embodiment, since the friction welding is used as the film forming method, the films 42 and 43 can be formed in a short time in a simple procedure. Further, since the aluminum rod 45 has a characteristic of winding up the outer periphery during friction welding, even if the aluminum rod 45 is used in a black skin state, impurities such as black skin are hardly mixed in the films 42 and 43. Therefore, in this example, since the aluminum bar 45 is used for friction welding in a black scale state, the work of processing the outer periphery of the aluminum bar 45 becomes unnecessary, and the film forming operation can be further simplified. Also, by using friction welding, processing required at the time of thermal spraying (for example, surface roughening processing)
Is unnecessary, and the cost can be reduced. Further, since no loud noise or the like is generated, it is possible to work in a favorable environment.
【0032】(2)連続鋳造法を用いることによって棒
材46(47)の生産性が向上し、それと共にアルミ棒
45の生産性も向上する。また押出し法を用いれば、比
較的小さな径を有するアルミ棒45を形成することもで
きる。(2) The productivity of the bar 46 (47) is improved by using the continuous casting method, and the productivity of the aluminum bar 45 is also improved. If the extrusion method is used, an aluminum rod 45 having a relatively small diameter can be formed.
【0033】(3)アルミ棒45の材質に過共晶アルミ
を用いているので、そのアルミ棒45を摩擦溶着するこ
とによってできる斜板22の皮膜42,43は高い摺動
特性を有する。よって斜板22やシュー25,26等の
摺動が起こり得る部品の信頼性が向上し、ひいては圧縮
機11の信頼性も向上する。(3) Since hypereutectic aluminum is used for the material of the aluminum rod 45, the coatings 42 and 43 of the swash plate 22 formed by friction welding the aluminum rod 45 have high sliding characteristics. Therefore, the reliability of components that can slide, such as the swash plate 22 and the shoes 25 and 26, is improved, and the reliability of the compressor 11 is also improved.
【0034】(4)アルミ棒45には溶体化処理と時効
硬化処理からなるT6熱処理が施されているので、摩擦
溶着時の基材44へのアルミ系材料の付着効率が良くな
る。そのため効率良く皮膜42,43を形成することが
できる。(4) The aluminum rod 45 is subjected to a T6 heat treatment consisting of a solution treatment and an age hardening treatment, so that the adhesion efficiency of the aluminum material to the base material 44 during friction welding is improved. Therefore, the films 42 and 43 can be formed efficiently.
【0035】(5)皮膜42,43は摩擦溶着によって
斜板22の表面層のみにコーティングされることにな
る。ところで斜板は、高速回転時にスムーズに傾角が
「0」に復帰できるように比較的高重量のものが良い。
従って、表面層のみアルミ系材料でコーティングする構
造を用いれば、斜板22の基材44の材料に高重量の鉄
系材料を使用してもその表面は摺動特性が高いものとな
るため、斜板22の高い応答性を維持でき、しかも高い
摺動特性を確保することができる。(5) The films 42 and 43 are coated only on the surface layer of the swash plate 22 by friction welding. Incidentally, the swash plate preferably has a relatively high weight so that the tilt angle can be smoothly returned to "0" during high-speed rotation.
Therefore, if a structure in which only the surface layer is coated with an aluminum-based material is used, even if a heavy iron-based material is used as the material of the base material 44 of the swash plate 22, the surface thereof has high sliding characteristics. High responsiveness of the swash plate 22 can be maintained, and high sliding characteristics can be secured.
【0036】(6)本例の皮膜形成方法を用いて斜板2
2に皮膜42,43を簡単に形成することができ、その
斜板22を効率良く製造することができる。なお、実施
形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のよ
うに変更してもよい。(6) Swash plate 2 using the film forming method of this embodiment
2, the coatings 42 and 43 can be easily formed, and the swash plate 22 can be manufactured efficiently. Note that the embodiment is not limited to the above, and for example, may be changed as follows.
【0037】○ 溶着材はアルミ棒45に限定されな
い。例えば、鉄系材料や銅系材料等からなるものを用い
てもよい。この場合も、これら材質からなる溶着材の表
面には黒皮が存在するが、同じように摩擦溶着するとき
にはその外周が巻き上がって巻上部ができるので問題は
ない。さらに斜板22の材質も鉄系材料に代えて、例え
ばアルミ系材料でもよい。従って、例えばアルミ系材料
の斜板22に鉄系または銅系材料からなる皮膜を形成し
たり、鉄系材料の斜板22に銅系材料からなる皮膜を形
成することもできる。The welding material is not limited to the aluminum rod 45. For example, an iron-based material or a copper-based material may be used. Also in this case, there is black scale on the surface of the welding material made of these materials, but there is no problem when the friction welding is performed in the same manner, since the outer periphery is wound up and the winding top is formed. Further, the material of the swash plate 22 may be, for example, an aluminum-based material instead of the iron-based material. Therefore, for example, a film made of an iron or copper material can be formed on the swash plate 22 made of an aluminum material, or a film made of a copper material can be formed on the swash plate 22 made of an iron material.
【0038】○ 溶着材はアルミ棒45であっても過共
晶アルミであることに限定されない。即ちアルミ棒45
は、Si含有量が11.7重量%未満の非過共晶アルミ
であってもよい。またアルミ棒45は、A390系、A
390−5系、AS−1系のものに限定されず、アルミ
系の材質のものであればよい。The welding material is not limited to hypereutectic aluminum even if it is an aluminum rod 45. That is, the aluminum rod 45
May be non-hypereutectic aluminum having a Si content of less than 11.7% by weight. Aluminum rod 45 is A390 series, A
The material is not limited to those of 390-5 type and AS-1 type, but may be of aluminum type material.
【0039】○ 連続鋳造法により棒材46(47)を
形成したが、これに限らず棒材46(47)を一本ずつ
個々に鋳造することもできる。また、アルミ棒45を形
成するときT6熱処理を施したが、この熱処理はなくて
もよい。Although the bars 46 (47) are formed by the continuous casting method, the present invention is not limited to this, and the bars 46 (47) may be cast individually one by one. Although the T6 heat treatment was performed when forming the aluminum rod 45, this heat treatment may be omitted.
【0040】○ アルミ棒45の形状は円柱状に代え
て、例えば断面が略四角形状や略三角形状のものを使用
することもできる。 ○ 本例の皮膜形成は基材44の片側ずつ順に行うとし
たが、これに代えて基材44を取付ける回転保持機構4
9の両側にスライド・回転保持機構50を配置し、基材
44の両側に同時に皮膜42,43を形成してもよい。
また本例の皮膜形成は一本のみのアルミ棒45を用いて
いたが、二本以上のアルミ棒45を用いて皮膜42,4
3を形成してもよい。以上によれば斜板22への皮膜形
成時間を短縮できる。The shape of the aluminum rod 45 may be, for example, a square or triangular cross section instead of a column. In the present embodiment, the film formation is performed sequentially on each side of the base material 44. Alternatively, the rotation holding mechanism 4 for mounting the base material 44 may be used.
The slide / rotation holding mechanism 50 may be arranged on both sides of the substrate 9, and the films 42 and 43 may be simultaneously formed on both sides of the base material 44.
In this embodiment, the film was formed using only one aluminum rod 45. However, the film 42, 4 was formed using two or more aluminum rods 45.
3 may be formed. According to the above, the time for forming a film on the swash plate 22 can be reduced.
【0041】○ 斜板22の両側に皮膜42,43を形
成したが、皮膜42,43はフロント面37とリヤ面3
8の一方にだけ形成してもよい。また、相対的に大きな
値である圧縮反力が斜板22のリヤ側にかかることを考
慮し、フロント面37とリヤ面38で異なる材質の皮膜
を形成してもよい。例えば、圧縮反力のかかるリヤ面3
8の皮膜43に摺動特性が高い材質(例えば過共晶アル
ミ)を用い、フロント面37の皮膜42に銅系材料を用
いることもできる。The coatings 42 and 43 were formed on both sides of the swash plate 22, but the coatings 42 and 43 were
8 may be formed only on one of them. Also, in consideration of the fact that a relatively large value of the compression reaction force is applied to the rear side of the swash plate 22, films of different materials may be formed on the front surface 37 and the rear surface 38. For example, the rear surface 3 to which a compression reaction force is applied
For example, a material having high sliding properties (for example, hypereutectic aluminum) may be used for the coating 43 and a copper-based material may be used for the coating 42 on the front surface 37.
【0042】○ 基材は斜板22に限定されず、圧縮機
を構成する他の部品(例えばピストン等)に本例の皮膜
形成方法を採用してもよい。また圧縮機は斜板式に限ら
ず、例えばスクロール式であってもよい。また基材は圧
縮機11の部品に限らず他の機械的構成部品であって、
その表面への皮膜形成時に本例の皮膜形成方法を採用し
てもよい。要するに、基材の表面に金属材料からなる皮
膜を形成する金属皮膜形成に適用できる。また基材は金
属に限らず、皮膜の付着性が確保されれば例えばセラミ
ックでもよい。The substrate is not limited to the swash plate 22, and the film forming method of the present embodiment may be applied to other components (for example, pistons) constituting the compressor. The compressor is not limited to the swash plate type, but may be, for example, a scroll type. Further, the base material is not limited to the components of the compressor 11 but other mechanical components.
When forming a film on the surface, the film forming method of this example may be adopted. In short, the present invention can be applied to the formation of a metal film that forms a film made of a metal material on the surface of a substrate. Further, the substrate is not limited to metal, and may be, for example, ceramic as long as the adhesion of the film is ensured.
【0043】前記実施形態及び別例から把握できる請求
項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに
記載する。 (1)請求項1〜4において、前記溶着材において、前
記基材の表面と当接する部位は機械加工されている。こ
の場合、摩擦溶着時は黒皮のない部位が基材の表面に当
接するため、不具合なく皮膜形成を実行することができ
る。できる。The technical ideas other than the claims that can be grasped from the embodiment and the other examples will be described below together with their effects. (1) In Claims 1 to 4, in the welding material, a portion that comes into contact with the surface of the base material is machined. In this case, during friction welding, a portion without black scale comes into contact with the surface of the base material, so that a film can be formed without any trouble. it can.
【0044】(2)請求項1〜4において、前記溶着材
は、鋳造された原材を小さな径に形成する押出し法によ
り形成される。この場合、相対的に径の小さな溶着材を
形成できる。(2) In Claims 1 to 4, the welding material is formed by an extrusion method for forming a cast raw material into a small diameter. In this case, a welding material having a relatively small diameter can be formed.
【0045】(3)請求項1〜3において、前記基材
は、圧縮機を構成する部品である。この場合、圧縮機に
おける摺動部位の摺動特性が向上する。 (4)請求項3において、前記アルミニウム系材料から
なる溶着材は、過共晶アルミニウム材料を使用してい
る。この場合、過共晶アルミ材料を用いれば、高い摺動
特性を有する金属皮膜とできる。(3) In Claims 1 to 3, the base material is a component constituting a compressor. In this case, the sliding characteristics of the sliding part in the compressor are improved. (4) In claim 3, a hypereutectic aluminum material is used as the welding material made of the aluminum-based material. In this case, if a hypereutectic aluminum material is used, a metal film having high sliding characteristics can be obtained.
【0046】(5)請求項3又は4において、前記アル
ミニウム系材料からなる溶着材には、溶体化処理と時効
硬化処理が施されている。この場合、溶着材を摩擦溶着
するときの付着効率が向上する。(5) In claim 3 or 4, the welding material made of the aluminum-based material is subjected to a solution treatment and an age hardening treatment. In this case, the adhesion efficiency when friction welding the welding material is improved.
【0047】[0047]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、簡
素で作業性の優れた手法により金属皮膜を形成でき、し
かもその手法で使用する溶着材を黒皮を残したまま用い
ることで、皮膜形成時の作業性やコスト低減効果を一層
向上できる。As described in detail above, according to the present invention, a metal film can be formed by a simple and excellent workability method, and the welding material used in the method can be used while leaving black scale. In addition, the workability and cost reduction effect during film formation can be further improved.
【図1】 一実施形態における皮膜形成方法を説明する
ときの概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a film forming method according to an embodiment.
【図2】 当接関係を示すアルミ棒の斜視図及び基材の
正面図。FIG. 2 is a perspective view of an aluminum bar and a front view of a base material showing a contact relationship.
【図3】 シューが位置する付近を拡大した断面図。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity where a shoe is located.
【図4】 (a)〜(c)はアルミ棒ができるまでの説
明図。4 (a) to 4 (c) are explanatory views until an aluminum rod is formed.
【図5】 可変容量型の斜板式圧縮機の断面図。FIG. 5 is a sectional view of a variable displacement type swash plate type compressor.
11…圧縮機としての斜板式圧縮機、22…斜板、4
2,43…皮膜、44…基材、45…溶着材としてのア
ルミ棒。11: swash plate compressor as compressor, 22: swash plate, 4
2, 43: film, 44: base material, 45: aluminum rod as welding material.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 貴司 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 磯村 直彦 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 岩間 和明 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Fターム(参考) 3H076 AA06 BB26 CC20 CC34 4K044 AA04 AB10 BA10 BB01 BC01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takashi Yoshida 2-1-1 Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Pref. Inside the Toyota Industries Corporation (72) Inventor Naohiko Isomura 2-1-1 Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Pref. Inside the Toyota Industries Corporation (72) Inventor Kazuaki Iwama 2-1-1 Toyota-machi, Kariya City, Aichi Prefecture F-term in the Toyota Industries Corporation (Reference) 3H076 AA06 BB26 CC20 CC34 4K044 AA04 AB10 BA10 BB01 BC01
Claims (4)
することによって基材の表面に皮膜を形成する金属皮膜
形成方法であって、 前記溶着材を鋳造するときに外面にできた黒皮を残した
まま当該溶着材を前記基材の表面に摩擦溶着する金属皮
膜形成方法。1. A method for forming a metal film on a surface of a base material by friction welding a welding material formed by casting, wherein a black scale formed on an outer surface when the welding material is cast. A method for forming a metal film, wherein the welding material is friction-welded to the surface of the substrate while leaving the material.
れている請求項1に記載の金属皮膜形成方法。2. The method according to claim 1, wherein the welding material is formed by a continuous casting method.
用されている請求項1又は2に記載の金属皮膜形成方
法。3. The method according to claim 1, wherein the welding material is an aluminum-based material.
記皮膜は当該斜板の表面に形成されている請求項1〜3
のうちいずれか一項に記載の金属皮膜形成方法。4. The swash plate for a compressor, wherein the base material is formed on a surface of the swash plate.
The method for forming a metal film according to any one of the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000183375A JP2002004063A (en) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | Method of forming metallic film |
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Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2002004063A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1762636A1 (en) * | 2005-09-07 | 2007-03-14 | Alcan Technology & Management Ltd. | Plating process of a profil made of an aluminium alloy |
WO2008107000A1 (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-12 | Alcan Technology & Management Ltd. | Method for plating an aluminum alloy profile |
CN101805884A (en) * | 2010-03-18 | 2010-08-18 | 上海小糸车灯有限公司 | Glow discharge conductive rod used for vacuum aluminizing |
-
2000
- 2000-06-19 JP JP2000183375A patent/JP2002004063A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1762636A1 (en) * | 2005-09-07 | 2007-03-14 | Alcan Technology & Management Ltd. | Plating process of a profil made of an aluminium alloy |
WO2008107000A1 (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-12 | Alcan Technology & Management Ltd. | Method for plating an aluminum alloy profile |
CN101805884A (en) * | 2010-03-18 | 2010-08-18 | 上海小糸车灯有限公司 | Glow discharge conductive rod used for vacuum aluminizing |
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