專利名稱：滑動部件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滑動部件的制造方法，更為詳細地說，涉及例如適合 制造斜盤式壓縮機的滑履的滑動部件的制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，已知具有斜盤和與其進行滑動的半球狀滑履的斜盤
式壓縮機(例如專利文獻l、專利文獻2)。
上述半球狀的滑履由與上述斜盤進行滑動的滑動面和形成為半球 狀的半球狀凸面構(gòu)成，上述滑動面形成為中央高的形狀，使得中央部 側(cè)比外周側(cè)稍稍隆起數(shù)jim左右。
這樣，現(xiàn)有的滑履的滑動面為中央高的形狀，由此，使得斜盤與 滑履的滑動面之間稍稍產(chǎn)生間隙，將潤滑油導(dǎo)入那里而產(chǎn)生油膜。這 樣，減少了斜盤與滑履的滑動面的摩擦。
專利文獻1:日本特開平10 - 153169號公才艮
專利文獻2:日本特開2002 - 317757號乂^報

發(fā)明內(nèi)容
但是近來，上述的現(xiàn)有的斜盤式壓縮機在高速、高負荷而且潤滑 油量少的條件下進行使用。因而，近來斜盤式壓縮機的工作條件日益 嚴酷，所以，作為滑動部件的斜盤、滑履的磨耗劇烈，而且存在容易 產(chǎn)生燒蝕的問題。
進而，以往為了提高滑履的滑動特性，在滑履的滑動面上實施表 面處理，或?qū)嵤┍砻娴母倪M，然而，如此進行處理存在滑履制造成本 增加的缺點。
本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過研究判明，在滑履的滑動面上形成微小的凹 凸、將潤滑油導(dǎo)入其中，對于提高斜盤與滑履的滑動面的潤滑性是有 效的。
作為在滑動面上制作這樣的微小凹凸的現(xiàn)有的加工方法，例如已
知有浸蝕法、切削加工、滾壓成形、微拋丸(7 <夕口少3 、_y卜)、放 電加工。但是，用這樣的現(xiàn)有的被普遍了解的加工方法在滑履的滑動 面上制作微小凹凸的話會產(chǎn)生下面這樣的缺點，即，在現(xiàn)有的加工方 法中，難以在滑動面上均勻平滑地形成不足數(shù)jim的凹凸，凹凸的表 面粗糙度大。而且，制造成本高。另外存在這樣的缺點，即，如果在 上述那樣在滑動面上形成凹凸之后對滑動面實施后續(xù)加工的話，上述 凹凸會消失。
鑒于上述情況，本發(fā)明提供一種滑動部件的制造方法，對滑動部 件的滑動面照射激光或電子束而實施淬火，由此在所述滑動面的表面 上產(chǎn)生硬度不同的部位；
接著將所述滑動面的表面削除使得所述滑動面的表面一度成為平 滑的面；
然后，對所述滑動面實施拋光加工而在該滑動面上形成微小的凹凸。另外，本發(fā)明的滑動部件的制造方法，其特征在于，把激光或電 子束按照描畫出以規(guī)定間距P隔開的多根平行線或同心圓的方式照射 到滑動部件的滑動面上，在照射所述激光或電子束的時候，按照規(guī)定 的淬火寬度B對所述滑動面實施淬火處理，而且，使所述滑動面的表 面上產(chǎn)生硬度不同的部位，在所述滑動面上形成微小的凹凸；
所述間距P與淬火寬度B的比率P/B被設(shè)定成0.4￡P(guān)/B^4.0，但 是不包括P/B = 1和P/B = 0.5。
按照這樣的制造方法，可以可靠地在滑動部件的滑動面上形成均 勻的微小的凹凸。而且，在這樣的滑動面上具有微小凹凸的滑動部件 中，可將潤滑油導(dǎo)入所述凹凸內(nèi)，因而可提高滑動部件的耐燒蝕性。
進而，將所述間距P和淬火寬度B的關(guān)系設(shè)定成上述比率，從而 如后述的試驗結(jié)果所示那樣，可提供耐燒蝕性優(yōu)異的滑動部件。


圖l是表示本發(fā)明的一個實施例的滑動裝置的截面圖。
圖2是制造圖1所示滑履時的滑動面4A的正面圖。 圖3是圖1所示滑履的放大圖。 圖4是沿圖2的IV-IV線的主要部分的放大截面圖。 圖5是表示圖4之后的制造工序的簡化截面圖。 圖6是沿圖3的VI-VI線的主要部分的放大截面圖。 圖7是表示圖1所示實施例的滑履以及比較例的燒蝕性能的圖。 圖8是表示圖1所示實施例的滑履以及比較例的燒蝕性能的圖。 圖9是表示相對于本發(fā)明實施例的比較例的滑履的制造工序的簡 化截面圖。
圖10是表示相對于本發(fā)明實施例的比較例的滑履的制造工序的 簡化截面圖。
圖11是本發(fā)明的另一實施例的制造工序的滑履的正面圖。 圖12是本發(fā)明的另一實施例的制造工序的滑履的正面圖。 圖13是本發(fā)明的另一實施例的制造工序的滑履的正面圖。 圖14是本發(fā)明的另一實施例的制造工序的滑履的正面圖。 符號說明
4滑履(滑動部件)4A滑動面
6'隆起部(凹凸) 7'凹部(凹凸)
A平行線 B淬火寬度
P間距
具體實施例方式
下面就圖示的實施例說明本發(fā)明，圖1中，滑動裝置l被設(shè)置在 斜盤式壓縮機的殼體內(nèi)。所述滑動裝置1由斜盤3和與所述斜盤3進 行滑動的多個滑履4構(gòu)成，該斜盤3傾斜地安裝在旋轉(zhuǎn)軸2上，該旋 轉(zhuǎn)軸2軸支在上述殼體內(nèi)。
斜盤3形成為圓盤狀，所述斜盤3上的兩個端面成為與滑履4進 行滑動的平坦的滑動面3A、 3A。
另一方面，作為滑動部件的滑履4整體上形成為半球狀，由與上 述斜盤3的滑動面3A進行滑動的滑動面4A和呈半球狀的半球狀凸面
4B構(gòu)成。
在上述斜盤式壓縮機的殼體內(nèi)，與旋轉(zhuǎn)軸2平行而且將其圍繞著 地配置著多個活塞5。在形成于各個活塞5的一端的圓弧狀的切口部 5A內(nèi)滑動自如地保持著兩個一組的滑履4，把該狀態(tài)下的切口部5A 包圍著上述斜盤3的外周部進行配置，而且，將各組滑履4的滑動面 4A與斜盤3的滑動面3A抵接。
上述旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)的話斜盤3就旋轉(zhuǎn)，作為斜盤3的兩端面的滑 動面3A與各組的滑履4的滑動面4A進行滑動，而且，切口部5A與 各組的滑履4的半球狀凸面4B滑動，隨之，將各個活塞5通過各組 滑履4在軸向上進退移動。
上述結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的公知的滑動裝置相比沒有改變。
但是，本實施例的滑履4由作為鐵類材料的SUJ2構(gòu)成，由端面 形成的大致平坦的滑動面4A，其中心側(cè)形成為比外周緣稍稍隆起 (2nm左右)的中央高的形狀。由此形成為，在滑動面4A與上述斜 盤3的滑動面3A進行滑動時潤滑油容易被引入到兩滑動面4A、 3A 之間的形狀。
而且本實施例中，在作為滑動部件的滑履4的滑動面4A的整個 區(qū)域上實施激光淬火，然后實施后續(xù)加工，由此使得滑動面4A的耐 燒蝕性提高。
即，對本實施例中的滑履4的制造工序進行說明的話，首先，用 SUJ2制造半球狀的作為母材的滑履4。然后，如圖2和圖4所示那樣， 對作為母材的滑履4的端面，即滑動面4A的表面整個區(qū)域按照規(guī)定 的相同間距P照射YAG激光，并使得激光描畫出多根平行線A。本 實施例中，上述間距P設(shè)定成0.1 lmm。
照射到上述滑動面4A上的YAG激光的輸出功率為50W,對激光 進行調(diào)整，將YAG激光的焦點集中在距滑動面4A的表面2mm深的 位置，因此，上述描畫出平行線A的YAG激光呈離焦(^7才一力 只)狀態(tài)地照射到滑動面4A的表面上。
這樣，照射了激光的滑動面4A的表面上的各個平行線A的部位
如圖4所示那樣隆起，成為截面大致為圓孤狀的隆起部6，在這些相 鄰的隆起部6之間形成成為直線狀的槽的凹部7。即，通過如上所述 那樣將激光照射到滑動面4A上，在該滑動面4A的表面上由多個直線 狀的隆起部6和凹部7形成微小的凹凸。上述隆起部6的高度(凹部 7的深度)大致為0.1 ~ ljim左右。
這樣，通過在滑動面4A上照射激光，而將該滑動面4A的表面整 個區(qū)域淬火。如圖4所示，通過上述那樣在滑動面4A上照射激光而 被淬火的范圍，以作為激光的照射位置(各平行線A)的表面為中心 呈截面半圓形，將激光的照射位置及其兩側(cè)以及內(nèi)方側(cè)的部位淬火。
即，隆起部6及其深度方向的內(nèi)方側(cè)(圖4中的圓弧狀的虛線8 的上方側(cè)的深度約70nm為止的區(qū)域)成為直接淬火部11。
由在各平行線A的位置照射激光而形成的直接淬火部11的淬火 寬度Bi殳定為0.25mm，直至位于隆起部6兩側(cè)的凹部7的位置為止 進行直接淬火。
本實施例中，相鄰的平行線A隔開的間距P設(shè)定為0.1~lmm， 淬火寬度B設(shè)定為0.25mm,因而，隨著順次對相鄰的平行線A的部 位照射激光而進行淬火處理，成為上升凹部7的部位被再次淬火。因 此，凹部7的內(nèi)側(cè)的部位成為截面呈倒三角形的雙重淬火部12。
另外，上述直接淬火部11以及雙重淬火部12的深度方向內(nèi)側(cè)的 固定區(qū)域(波形的虛線13與上述虛線8之間的區(qū)域)，成為厚度約為 50jim左右的內(nèi)部淬火層14。即，針對上述直接淬火部ll、雙重淬火 部12以及與它們相鄰的內(nèi)側(cè)的內(nèi)部淬火層14實施了激光淬火。
本實施例中，當直接淬火部11的硬度為Hl、雙重淬火部12的硬 度為H2、內(nèi)部淬火層14的硬度為H3、滑履4的母材的硬度為H時， 使它們的硬度不同，它們的硬度的關(guān)系如下
H1>H2>H>H3
即，從表面?zhèn)扔^察激光淬火之后的滑動面4A的話，隆起部6和 凹部7交互相鄰地形成，而且，這些部位在表面?zhèn)纫约吧疃确较蛏辖?助激光淬火而形成的硬度不同.
順便提及，本發(fā)明的發(fā)明人進行的試驗中，例如在上述間距P為
0.2mm、上述淬火寬度B為0.25mm的情況下，硬度H1-Hv850、 H2 =Hv800、 H-Hv750、 H3<Hv750。
本實施例中，按上述間距P以描畫出多條平行線A的方式對滑履 4的滑動面4A照射激光，而對滑動面4A的整個表面進行淬火，而且， 由此在滑動面4A的表面以及深度方向上產(chǎn)生不同的硬度。
另外，本實施例中，上述相鄰的平行線A隔開的間距P與淬火寬 度B的比率P/B設(shè)定在0.4 ~ 4.0的范圍內(nèi)。
進而，本實施例中，如上述那樣對滑動面4A照射激光而實施淬 火處理后，針對滑動面4A的表面直至圖4中的虛線15所示的位置為 止實施研磨加工，將上述隆起部6和凹部7形成的凹凸削除。
這樣通過研磨加工而將滑動面4A的表面削除的深度被設(shè)定成將 隆起部6完全削除并到達凹部7的內(nèi)側(cè)的深度，因此，如圖5中簡化 了的截面圖所示那樣，成為研磨加工后的滑動面4A變成平滑面并露 出直接淬火部11和硬度比它低的雙重淬火部12的狀態(tài)。
接著，本實施例中，在上述研磨加工之后，對上述滑履4的滑動 面的整個區(qū)域?qū)嵤伖饧庸?，加工終止。
這樣完成加工之后，如圖3和圖6所示那樣，在滑履4的滑動面 4A的整個區(qū)域上在上述直接淬火部11的部位(上述隆起部6的內(nèi)側(cè)) 形成與上述隆起部6相同的隆起部6，，而且，在雙重淬火部12的部 位(上述凹部7的內(nèi)側(cè))形成與上述凹部7相同的凹部7，。由此，在 加工后的滑履4的滑動面4A上均勻形成了多個微小的凹凸。
這樣加工之后而產(chǎn)生微小凹凸的原因是，上述研磨加工之后成為
在滑動面4A上露出硬度不同的部位的狀態(tài)，在該狀態(tài)下對滑動面4A 進行拋光加工，因而，在深度方向上，硬度低的雙重淬火部12比直接 淬火部ll被去除得更多。
加工終了后的上述隆起部6，和凹部7，的高低差(深度)約為 0.1 ~ 0.8jim，凹部7，起到導(dǎo)入潤滑油的貯留部和潤滑油通路的作用。
如上所述，本實施例中，借助激光對滑履4的滑動面4A實施淬
火處理，而且，使滑動面4A的表面以及深度方向上產(chǎn)生硬度不同的 部位，通過其后的研磨加工和拋光加工完成滑履4的制造。而且，上 述間距P與淬火寬度B的比率P/B設(shè)定在0.4 ~ 4.0的范圍。
而且，在制造后的滑履4的滑動面4A上由上述多個隆起部6，和 凹部7，形成微小的凹凸，使得潤滑油貯留在凹部7，內(nèi)。由此，可在 上述滑動面4A的整個區(qū)域維持潤滑油的油膜。因此，按照本實施例 的制造方法，可以提供耐燒蝕性優(yōu)異的滑履4。另外，可以提高滑履4 的滑動面4A的負荷容量，進而可以提供耐磨耗性優(yōu)異的滑履4。
圖7和圖8是表示上述本實施例的滑履4的燒蝕性能的實驗結(jié)果 的圖。試驗條件如下 (試驗條件)
斜盤轉(zhuǎn)速每1分鐘增加1000rpm，分9步增加最大轉(zhuǎn)速為 9000rpm (圓周速度38m/s);
面壓預(yù)負荷為2.7MPa，每1分鐘增加2.7MPa:直至燒蝕為止； 油霧量0.05g/min噴嘴位置固定； 油冷凍機油；
燒蝕條件軸扭矩4.0N m以上。
如上所述，本實施例中，將間距P設(shè)定成0.1 lmm，所述間距P 與激光照射進行淬火的寬度B (0.25mm)的關(guān)系設(shè)定在P/B為0.4 ~ 4.0的范圍。如圖7中的白圉所示那樣，在間距P為0.2mm、 0.4mm、 0.5mm、約0.8mm的場合(P/B在0.8 ~ 3.0的范圍)，燒蝕性能全部 在25MPa以上，具備優(yōu)異的耐燒蝕性。另外，在間距P為O.lmm、 l.Omm的情況下，燒蝕性能為15MPa左右，具備良好的耐燒蝕性。 對此，間距P為0時，即在與現(xiàn)有技術(shù)同等的情況下，燒蝕性能為 5MPa。這樣，上述本實施例的滑履4具備良好的耐燒蝕性。
進而，圖8是表示間距P為0.2mm、淬火寬度B設(shè)定為0.25mm， 通過研磨加工使得隆起部6，與凹部7，的高低差(凹部7，的深度) 產(chǎn)生不同而制造滑履4，進而研究這些滑履4的燒蝕性能的圖。
滑動面4A的凹部7，的深度為0.2~0.4nm時，耐燒蝕性能在
25MPa以上，具備優(yōu)異的耐燒蝕性。另一方面，凹部7，為0時，即 與現(xiàn)有技術(shù)相同的情況下，耐燒蝕性能為5MPa。而且，在凹部7，的 深度為0.5fim ~ l.Onm的情況下，具備比現(xiàn)有技術(shù)更好的耐燒蝕性。
如圖9所示，在將上述實施例中將激光的照射間距P設(shè)定成淬火 寬度B的一半(P/B-0.5)的情況下，不能獲得良好的耐燒蝕性。
在此情況下，由于激光照射的間距P為淬火寬度B的一半，所以， 僅僅作為激光的照射部位的平行線A的部位成為被三重淬火的三重淬 火部17，所述三重淬火部17的相鄰兩側(cè)全部成為雙重淬火部12。
三重淬火部17的硬度比雙重淬火部12的低，而三重淬火部17 僅僅在上述激光照射的平行線A的部位形成為直線狀。因此，如圖9 所示，即使在滑動面4A上實施研磨加工而成為平滑的狀態(tài)，然后在 滑動面4A上實施拋光加工，結(jié)果實際上會研磨形成滑動面4A的大致 整個區(qū)域的硬度相同的雙重淬火部12。因此，在此情況下，在拋光加 工后的滑動面4A上不能形成不足數(shù)fim的均勻的微小凹凸，因此耐 燒蝕性不良。
進而，如圖IO所示，在上述實施例中使得激光的照射間距P與 激光照射的淬火寬度B相同(P/B=l)而制造滑履4的情況下，也不 能獲得良好的耐燒蝕性。
在圖IO所示的情況下，滑動面4A的表面的大致整個區(qū)域成為直 接淬火部11,僅僅在相鄰的直接淬火部11的邊界部分直線狀地形成 雙重淬火部12。因此， 一旦如圖IO所示通過研磨加工使得滑動面4A 的表面平滑之后，即使在滑動面4A上實施拋光加工，滑動面4A的表 面也會維持在平滑狀態(tài)，而不能形成微小的凹凸。在此情況下的耐燒 蝕性的試驗結(jié)果是，如圖7中以X所表示那樣為2MPa，耐燒蝕性不良。
在上述本實施例中，對滑履4的滑動面4A以描畫出多根平行線 的方式照射激光而進行了淬火，然而，如圖11所示那樣對滑動面4A 呈格子狀地照射激光進行淬火也可以。
另外，如圖12所示，以相鄰的大大小小的圓按相同間距P隔開
那樣描畫出多個同心圓的方式對滑動面4A照射激光進行淬火也可以。
另外，圖13是表示按逆時針旋轉(zhuǎn)的渦巻狀對滑動面4A照射激光 的圖，進而，圖14是表示以描畫出多個配置成交錯狀的小圓的方式對 滑動面4A照射激光的圖。
如這些圖11 ~圖14所示，即使改變對滑動面4A照射激光的圖案， 由于照射激光的部位隆起，因而也可在形成隆起部的同時在相鄰位置 形成凹部。而且，通過如此地在滑動面4A上照射激光，可對滑動面 4A實施淬火，同時，使得滑動面的表面和深度方向上的硬度產(chǎn)生不同。 所述激光淬火處理之后的工序，與上述實施例相同地對滑動面4A實 施研磨加工而一度形成平滑的面然后對滑動面4A進行拋光加工。
采用這些圖11~圖14所示的照射激光的圖案制造出的滑履4，也 能取得與上述本實施例相同的作用'效果。
另外，上述實施例說明了針對作為滑動部件的滑履4的制造采用 本發(fā)明的制造方法的情況，然而，本發(fā)明用作制造上述斜盤3的制造 方法也可以，而且也可以把本發(fā)明用作兩個滑動部件進行滑動的機械 裝置中的滑動部件的制造方法。
進而，作為上述本實施例中的半球狀的滑履4,也包括把半球狀 凸面4B在軸向上壓潰而成的整體呈扁平形狀的滑履。
另外，上述實施例中，對滑履4的滑動面4A照射YAG激光而進 行淬火處理，然而，也可以用碳酸氣體激光等其它的激光代替YAG 激光，也可以用電子束取代激光。
權(quán)利要求
1.一種滑動部件的制造方法，其特征在于，對滑動部件的滑動面照射激光或電子束而實施淬火，由此在所述滑動面的表面上產(chǎn)生硬度不同的部位；接著將所述滑動面的表面削除使得所述滑動面的表面一度成為平滑的面；然后，對所述滑動面實施拋光加工而在該滑動面上形成微小的凹凸。
2. 如權(quán)利要求l所述的滑動部件的制造方法，其特征在于，對所 述滑動面實施淬火時的激光或電子束的照射軌跡，是配置成格子狀、 渦巻狀以及交錯狀的圓中的任一種。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的滑動部件的制造方法，其特征在于， 通過研磨加工將所述淬火之后的滑動面的表面削除。
4. 如權(quán)利要求1~3中的任一項所述的滑動部件的制造方法，其 特征在于，所述滑動部件是呈半球狀的滑履，所述拋光加工之后的凹 凸的高低差(深度)約為0.1 ljun。
5. 如權(quán)利要求l所述的滑動部件的制造方法，其特征在于，把激 光或電子束按照描畫出以規(guī)定間距P隔開的多根平行線或同心圓的方 式照射到滑動部件的滑動面上，在照射所述激光或電子束的時候，按 照規(guī)定的淬火寬度B對所述滑動面實施淬火處理，而且，使所述滑動 面的表面上產(chǎn)生硬度不同的部位，在所述滑動面上形成微小的凹凸；所述間距P與淬火寬度B的比率P/B被設(shè)定成下式但是，不包括P/B-l和P/B-0.5。
6. 如權(quán)利要求5所述的滑動部件的制造方法，其特征在于，照射 到所述滑動面上的激光或電子束的平行線或同心圓的部位為所述淬火 寬度的直接淬火部，而且相鄰的直接淬火部之間的部位為雙重淬火部， 所述直接淬火部的硬度比雙重淬火部的高。
7. 如權(quán)利要求6所述的滑動部件的制造方法，其特征在于，所述 間距P被設(shè)定成0.1 ~ lmm，而且，所述淬火寬度B被設(shè)定成0.25mm。
8. 如權(quán)利要求7所述的滑動部件的制造方法，其特征在于，所述 滑動部件是呈半球狀的滑履，所述間距P被設(shè)定成0.2mm，所述凹凸 的高低差，即深度，為0.1 lnm。
9. 如權(quán)利要求5~8中的任一項所述的滑動部件的制造方法，其 特征在于，通過研磨加工將所述淬火處理后的滑動面的表面削除。
全文摘要
本發(fā)明對滑履(4)的滑動面(4A)照射平行的多根直線狀激光，形成多根隆起部(6)，而且，在它們的相鄰位置形成凹部(7)。上述隆起部(6)及其內(nèi)側(cè)成為硬度高的直接淬火部(11)，凹部(7)及其內(nèi)側(cè)成為雙重淬火部(12)，其硬度比上述隆起部(6)的低。上述激光淬火之后，在滑動面(4A)上直至虛線(15)的位置為止實施研磨加工削除凹凸而成為平滑的面，然后，對滑動面(4A)進行拋光加工。由此，將硬度低的部分比硬度高的部分更多地削除，在滑動面(4A)上形成多個微小的凹凸(參照圖6)。在滑履(4)的滑動面(4A)上均勻地形成多個微小的凹凸，將潤滑油導(dǎo)入其中，因而可提供耐燒蝕性優(yōu)異的滑履(4)。
文檔編號C21D9/00GK101103127SQ20058004679
公開日2008年1月9日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月17日
發(fā)明者八田政治, 金光博 申請人:大豐工業(yè)株式會社