KR0125768B1 - 베인 재료 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매로서 대체 프레온 가스를 사용하는 압축기에서의 스커핑 저항이 탁월한 베인 재료 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 1.0 내지 4.5 중량%의 탄소, 1.5중량% 이하의 규소, 1.0중량% 이하의 망간, 3 내지 6중량%의 크롬, W+2Mo가 45중량% 이하일 때 20중량% 이하일때 20중량% 이하의 텅스텐과 20중량% 이하의 몰리브덴, 2 내지 10중량%의 바나듐과 니오브, 20중량% 이하의 코발트 및 평형을 이루는 철과 불가피한 불순물로 구성되는 기본 재료와, 베인 재료의 총 중량에 기초하여 각각 중량% 초과 25중량% 이하 및 2 내지 25중량%의 양으로 상기 기본 재료에 소결 함입되는 첨가 탄화물 입자 및 첨가 탄화물 및 탄소질화물 입자를 포함하는 구조의 베인 재료가 제공된다. 본 발명에 따른 베인 재료는 기본 분말과 탄화물 분말 및 질화물 또는 탄화 질화물 분말의 혼합물을 소결하여 얻을 수 있다.

Description

베인 재료 및 그 제조방법

제1도는 회전 압축기의 예를 도시하는 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 베인2 : 회전자

3 : 실린더4 : 스프링

[발명의 분야]

본 발명은 회전 압축기 및 베인 펌프와 같은 압축기용 베인 재료와 그 제조방법에 관한 것이다

[발명의 배경]

제1도에 도시되어 있듯이 베인을 사용하는 공지의 압축기는 스프링(4)에 의해 회전자(2)에 대해 항상 가압되는 베인(1)을 포함한다. 회전자(2)가 편심 회전함에 따라, 베인(1)은 왕복 운동하므로써 회전자(2)와 실린더(3)에 의해 형성된 공간의 체적을 변화시켜 그 내부의 가스를 압축시킨다. 냉매로 작용하는 가스로서 이제까지는 프레온 가스가 사용되어 왔다.

제1도에 도시되어 있듯이, 베인의 선단면과 측면은 회전자 및 실린더와 각각 미끄럼 접촉한다. 따라서 베인은 회전자 또는 실린더를 마모시키지 않을 뿐 아니라 회전자 또는 실린더에 의한 마모를 견뎌내야 한다.

베인 재료로서 이제까지 일반적으로 사용되어 온 것은 JIS SKH51에 따른 응용 및 주조에 의해 제조된 고속강이다. 이러한 재료는 때때로 산화-질화와 같은 표면 처리를 겪게 된다. 또한, 베인의 품질이나, 조성, 베인의 내마모성, 또는 베인의 자기 윤활을 개선시킬 목적으로, JP-A-56-47550[여기서 사용되는 JP-A는 무심사 공개된 일본 특허원(unexamined published Japanese patent application)을 의미], JP-A-59-20446, JP-A-64-35091, JP-A-2-102392에 개시되어 있는 바와 같은 것들이 제안되어 왔다.

압축기에서 압축될 냉매로서는 클로로플루오로카보닉[이하 CFC라 한다] 프레온 가스가 사용되어 왔다. 그러나 CFC는 성층권에 도달하여 자외선에 의해 분해되므로써 염소를 분리시키며 이 염소가 오존층을 파괴한다. 따라서, 2000년까지 CFC를 완전 패기하려는 계획이 수립되었으며 냉매의 대체가 점차 진행되고 있다. 가장 양호한 대체 냉매로서는 하이드로플루오로카본(이하 HFC라 한다)과 같은 무염소 프레온 가스가 제안되어 왔다. 이러한 종류의 프레온 가스는 환경 오염을 거의 일으키지 않는다. 그러나 종래의 CFC 프레온 가스를 사용하는 베인 펌프 또는 압축기와 비교해서 HFC 프레온 가스를 사용하는 것들을 다음과 같은 문제점을 안고 있는 것으로 알려졌다.

(1) 냉매의 윤활 성능이 떨어진다.

(2) 이들 장치는 베인에 가해지는 로드가 증가하도록 고압축비로 작동될 필요가 있다.

(3) 냉매의 흡습성이 높다.

(4) 사용된 윤활유의 윤활 성능이 떨어진다.

(5) 윤활유의 흡습성이 증가한다.

(6) CFC 프레온 가스의 경우에 염소 함유 분자는 극단적인 가압제로서 작용하지만, HFC 프레온 가스는 염소가 없으므로 베인과 회전자의 마모를 초래하거나 소위 스커핑(scuffing), 즉 눌어붙음(seizuring) 마크를 초래할 수 있다.

이들 결점은 회전자에 대한 종래 베인의 미끄럼 마모를 극단적으로 가속시킨다. 극단적으로는 베인이 회전자에 물리거나 회전자를 긁어버린다. 그 결과 전술한 결점들은 압축기의 실제 수명을 단축시키는 것으로 알려졌다.

발명자들은 HFC 프레온 가스를 사용하는 압축기의 베인 재료로서, 1.0 내지 3.5중량%의 탄소, 1.5중량% 이하의 규소, 1.0중량% 이하의 망간, 3 내지 6중량%의 크롬(W+2Mo)가 24 내지 40중량%일 때, 30중량% 이하의 텅스텐과 20중량% 이하의 코발트 및 평형을 이루는 철과 불가피한 불순물로 구성되는 기본 재료와, JP-A-5-9660의 베인 중량을 기초로 하여 총량으로 2 내지 20중량% 분산 함유되는 한 종류 이상의 질화물 및 탄소 질화물 입자를 포함하는 재료를 제안하였다.

또한, JP-A-5-9661에서는 1.0 내지 3.5중량%의 탄소, 1.5중량% 이하의 규소, 1.0중량% 이하의 망간, 3 내지 6중량%의 크롬, (W+2Mo)가 23중량% 이하일때 20중량% 이하의 텅스텐과 10중량% 이하의 몰리브덴, 12중량% 이하의 바나듐과 니오브, 20중량% 이하의 코발트 및, 평형을 이루는 철과 불가피한 불순물로 구성되는 기본 재료와, 베인의 중량을 기초로 하여 총량으로 2 내지 20중량% 분산 함유하는 한 종류 이상의 질화물의 탄소 질화물 입자를 포함하는 재료가 제안되고 있다.

상기 JP-A-5-9660 및 JP-A-5-9961에 기술된 베인은 질화물이나 탄화 질화물 입자가 철에 대한 친화력이 낮고 마찰 계수가 낮으며 베인과 회전자 및 실린더의 마모를 감소시킬 수 있으므로 유리하다.

그러나 전술했듯이, 상기 일본 특허원들에 개시되어 있는 베인은 HFC 프레온 가스 분위기에서 회전자 및 기타 부재에 대한 손상과 같은 문제를 야기한다.

따라서 스커핑에 대해 보다 잘 견뎌내는(즉, 잘 누러붙지 않는) 베인이 요구되었다. 전술한 베인 재료는 이점에서 요구되는 사항이 남아 있었다.

발명자들은 상기 베인 재료의 내마모성에 대해 계속 연구해 왔다. 그 결과, 마찰 계수의 감소에 질화물이나 탄소질화물이 효과적이지만, 스커핑 저항은 여전히 불충분한 것으로 밝혀졌다.

[발명의 개요]

본 발명의 목적은 스커핑 저항이 우수한 베인 재료 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

발명자들은 질화물 입자나 탄소 질화물 입자중 어느 하나를 함유하는 베인 재료에 대한 탄화물 첨가를 요구해 왔다. 그 결과 탄화물은 스커핑 저항을 향상시키는 극히 우수한 효과를 가져올 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이렇게 해서 본 발명이 이루어졌다.

본 발명은 1.0 내지 4.5중량%의 탄소, 1.5중량% 이하의 규소, 1.0중량% 이하의 망간, 3 내지 6중량%의 크롬, (W+2Mo)가 45중량% 이하일 때 30중량% 이하의 텅스텐과 20중량% 이하의 몰리브덴, 2 내지 10중량%의 바나듐과 니오브, 20중량% 이하의 코발트 및, 평형을 이루는 철과 불가피한 불순물로 구성되는 기본재료를 포함하고, 여기에 조성물의 총중량을 기초로하여 각각 25중량% 이하 및 2 내지 25중량%의 첨가 탄화물 입자와 첨가 질화물 및 탄소 질화물 입자가 소결 함입되는 조성물을 소결하여 얻어지는 구조를 갖는 베인 재료를 제공한다.

[상세한 설명]

본 발명에 따른 베인 재료는 베인 재료의 총 중량을 그 양이 각각 25중량% 이하 및 2 내지 25중량%인 탄화물 분말과 질화물 및 탄화질화물 분말을 전술한 조성의 기초 분말과 혼합하는 단계와 이렇게 얻어진 혼합물을 소결하는 단계를 포함하는 본 발명의 제조방법에 의해 얻어질 수 있다.

전술한 첨가 탄화물로서는 4A족이나 5A족의 탄화물이 사용될 수도 있다.

내마모성을 향상시키기 위해 제공될 수 있는 첨가 탄화물은 기본 재료와 반응하여 MC형 탄화물(예:W와 Mo의 탄화물)을 형성할 수도 있는 것이 아니 MC형 탄화 물(예:Zr, Ti, Hf, V, Nb, Ta의 탄화물)이다. 특히, 바나듐 탄화물과 니오브탄화물은 기본재료(其他)내에 균일하고 미세하게 분산될 수 있으므로 다른 원소의 탄화물보다 우수하다.

본 발명에서, 마찰계수를 감소시키기 위한 기본 분산 입자로서의 원소(Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta)의 질화물 입자 탄소질화물 입자로 구성되는 그룹에서 선정된 첨가물 입자는 특히 안정한다. 따라서, 이들 입자는 기본 재료에 거의 고용화(solid-soution)될 수 없으며 균일하게 분산될 수 있다.

전술했듯이, 본 발명의 커다란 특징 중의 하나는 첨가 탄화물이 소결되어 기본 재료내에 분산되므로써 내(耐) 스커핑성을 향상시킨다는 것이다.

상세히 말하면, 내스커핑성을 측정하기 위한 가속도 시험 결과 질화물이나 탄화질화물 입자에 대한 탄화물 입자의 혼합 첨가는 베인 재료가 회전자나 실린더에 스커핑되지 않는 최대 허용 로드를, 탄화물 첨가없는 질화물이나 탄소 질화물의 첨가에 비해 현저히 증대시킬 수 있다. 즉, 질화물이나 탄소 질화물 입자에 대해 탄화물 입자를 혼합 첨가하므로써 눌러붙음(마크)의 발생이 방지될 수 있다.

본 발명에서는, 소결에 의해 첨가 탄화물 입자가 기본 재료내에 분산된다.

베인 재료내에 탄소가 존재하는 것은 기본 재료에서 탄화될 원소의 양을 늘리므로써 달성될 수 있다. 그러나, 이 방법은 바나듐이나 니오브 같은 탄화될 원소가 쉽게 산화되어 기본 분말을 산화시키므로써 그 소결성을 저하시키므로 바람직하지 않다.

또한, 기본 재료내에서의 바나듐, 니오브 등의 함량이 과도하게 늘어나면 용융 금속의 점성이 높아져 기본 분말내로 분무될 수 없게 된다. 따라서, 탄화물이 탄화물 분말로서 첨가되어 기본 분말과 혼합되는 것이 바람직하다.

첨가될 탄화물의 양이 기본 재료의 총 중량(즉, 기본 재료의 조성)을 기초로하여 25중량%를 초과하면, 인성의 저하가 초래된다. 따라서, 베인 재료의 총중량을 기초로 하여 25중량% 이하여야 한다. 기본 재료의 소결성 뿐 아니라 내스커핑성을 보다 향상시키기 위해, 첨가될 탄화물의 양은 베인 재료의 총 중량을 기초로 하여 보통 1 내지 20중량%이며 양호하게는 2 내지 15중량%이다.

본 발명에서는 질화물 및 탄소 질화물이 필수적인 바 이는 이들이 마찰 계수를 저하시키기 때문이다.

베인은 압축기는 작동시키기 위해 회전자나 실린더 상에 미끄러진다.

따라서, 베인 높은 내마모성을 갖는다 하더라도, 실린더 및 회전자와 같은 결합 부재가 비정상적으로 마모된다면 충분한 기밀성(airtightness)이 유지될 수 없으며 압축기 성능도 저하된다. 회전자와 실린더는 보통 주철로 만들어진다. 따라서 철에 대한 친화력이 낮은 질화물이나 탄소 질화물 입자가 전술한 스틸 조성의 기본 재료내에 분산되면 마찰 계수가 현저히 감소되며 이는 회전자가 실린더에 의한 긁힘을 없애준다.

이 효과는 베인 자체의 마모를 방지할 뿐 아니라 회전자 및 실린더에 의한 베인의 마모를 현저히 저하시킨다.

첨가될 질화물 및 탄소 질화물이 양이 베인 재료의 총 중량에 기초하여 2중량% 미만 감소될 경우 그 효과는 충분하지 않다. 반대로 베인 재료의 총 중량에 기초하여 25중량%를 초과하면, 기본 재료의 소결성이 저하하여 안정된 품질의 베인을 생산해 낼 수가 없다. 따라서 첨가될 질화물 및 탄소 질화물의 양은 2 내지 25중량%일 필요가 있다. 추가로, 마찰 계수를 저하시키고 소결성을 향상시키기 위해, 질화물 또는 탄소질화물이 통상 3 내지 20%, 그리고 보다 양호하게는 5 내지 20% 추가된다.

이같은 질화물 및 탄소 질화물로서는 통상 전술된 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta의 질화물 및 탄소 질화물로 구성되는 그룹에서 선정될 수도 있다. 다른 질화물이나 탄소 질화물이 철에 대해 친화력이 낮다면 그것도 유용하다.

본 발명의 베인 재료의 기본 재료에 포함될 합금 성분을 제한하는 이유는 후술될 것이다.

탄소는 경질 탄화물을 형성하도록 동시에 첨가된 텅스텐, 몰리브덴, 바나듐 등에 결합되므로써 베인 재료의 내마모성을 증대시키고 결합 부재에 의한 긁힘을 방지한다. 탄소는 베인 재료의 경도를 향상시켜 베인 재료의 내마모성을 증대시키기 위해 기본 재료에 부분적으로 고용화된다. 따라서 텅스텐, 몰리브덴 및 바나듐 같은 탄화될 원소의 양에 따른 최적의 탄소 함량이 있다. 본 발명에서는, 탄소 함량이 1.0중량% 미만 감소하면 충분한 경도의 베인 재료를 제공할 수 없으며, 형성된 탄화물의 양은 지극히 적다. 반대로 탄소함량이 4.5중량%를 초과하면 베인 재료의 인성이 저하된다. 따라서 탄소의 함량은 1.0 내지 4.5중량%이여야 한다.

규소는 베인 재료의 경도를 향상시키는 효과를 갖는 환원 원소이다. 규소는 베인 재료의 경도를 향상시키는 효과를 발휘하기 위해 기본 재료내에 고용된다.

규소 함량이 1.5중량%를 초과하면 베인 재료의 인성이 저하된다. 따라서 규소의 함량은 1.5중량% 이하여야 한다.

망간은 또한 베인 재료의 경도를 증가시키는 효과를 갖는 환원 원소이다.

따라서, 망간의 함량은 1.0중량% 이하여야 한다.

크롬은 베인 재료의 내마모성을 향상시키는 효과를 발휘하기 위해 탄화물을 형성한다. 크롬은 또한 기본 재료내에 고용되어 경화 성능을 부여하고 그 내식성을 향상시킨다. 본 발명에서는 프레온 가스(CFC)의 대체물로서 사용될 HFC의 흡습성이 높고 사용된 윤활유가 분해되어 포름산 및 아세트산과 같은 카르복실산을 형성하므로, 베인이 약한 침식성 분위기에서 작동할 수 있다. 따라서, 베인의 비정상적인 마모는 단순 마모형 마모 뿐 아니라 메카니즘 관련 부식에도 영향을 끼치는 것으로 생각된다. 이 경우 크롬뿐 아니라 몰리브덴과 코발트도 기본 재료에 고용되어 전술한 베인의 내식성 증대 및 마모 감소 효과를 나타낸다. 크롬 함량이 3중량% 미만 감소하면 상기 효과는 떨어진다. 반대로, 크롬 함량이 6중량%를 초과하면, 열처리에 의해 소정의 경도를 제공하기 어렵다. 따라서, 크롬 함량은 3 내지 6중량%, 양호하게는 3 내지 5중량%이어야 한다.

텅스텐과 몰리브덴은 탄소에 결합되어 M₆C형 탄화물을 형성하며 이는 베인 재료의 내마모성과 긁힘 저항을 향상시킨다. 텅스텐과 몰리브덴은 또한 기본 재료에 부분 고용되어 템퍼링에 의해 증착되므로써 베인 재료의 경로는 향상시키는 효과를 나타낸다. 몰리브덴은 또한 카르복실산에 의한 부식 방지 효과를 갖는다.

사용된 W나 Mo의 양이 적더라도 W나 Mo는 상기 효과를 가지며(W+2Mo)는 통상 24중량% 이상이다. (W+2Mo)가 45중량%를 초과할 때 텅스텐 및 몰리브덴이 각각 30중량% 이하 및 20중량% 이하의 양으로 사용되면, 베인 재료의 인성이 현저히 낮아진다. 따라서 (W+2Mo)는 45중량% 이하여야 한다. 텅스텐의 양은 통상 25중량% 이하이며 양호하게는 20중량% 이하이다. 몰리브덴의 양은 통상 15중량% 이하이며 양호하게는 12중량% 이하이다.

코발트는 베인 재료의 경도를 향상시키는 효과를 나타내기 위해 매트릭스내에 고용된다. 코발트는 또한 본 발명의 중요한 특징으로서 카르복실산에 의해 부식을 방지하는 우수한 효과를 갖는다. 상세히 말해서, 전술했듯이, HFC와 같은 프레온 가스(CFC) 대체물이 냉매로서 사용되면, 베인의 비정상적인 마모를 포함하는 부식 마모를 야기한다. 이 마모는 기본 재료내의 고용화된 코발트에 의해 감소될 수 있다. 그러나 코발트의 함량이 20중량%를 초과하면 베인 재료의 인성이 낮아진다. 따라서 코발트의 함량은 20중량% 이하여야 한다. 인성뿐 아니라 베인의 경도, 내식성, 내마모성을 향상시키기 위해, 코발트의 함량은 통상 5 내지 18중량%이며 양호하게는 8 내지 15중량%이다.

본 발명에서 기본 재료에 포함된 바나듐 및 니오브는 탄소에 결합되어 MC형 탄화물을 형성한다. 이 탄화물이 베인 표면에 미세하고 균일하게 분산되면 여기에 소결된 탄화물 입자와 함께 내마모성 및 긁힘 저항성을 현저히 개선시킬 수 있다. 바나듐 및 니오브의 함량이 2중량% 이하로 감소하면 충분한 효과가 나타날 수 없다. 기본 재료내의 바나듐 및 니오브 함량이 10중량%를 초과하면 기본 재료내의 산소 함량이 증가하여 기본 재료의 소결성이 저하된다. 기본 재료내의 바나듐 및 니오브 함량은 10중량% 이하여야 한다. 내마모성, 긁힘 저항성 및 소결성을 동시에 향상시키기 위해 바나듐 및 니오브의 함량은 통상 3 내지 9중량%이다.

이렇게 얻어진 베인 재료는 처리되지 않고 베인으로서 사용될 수 있을 것이다. 이 재료는 압축기내에 조립되기 이전에 CVD나 PVD에 의해 TiC 및 TiN과 같은 경질막의 질화, 이온 질화, 붕화(boriding), 산화성 질화 및 코팅과 같은 표면 처리를 선택적으로 겪게 된다. 이 표면 처리는 회전자에 대한 베인의 마찰 계수를 감소시키고 이로 인해 베인 재료를 부식 분위기에 대해 보호하고 그 결과 부재에 의한 긁힘을 없앨 수 있다.

본 발명은 하기 실시예에서 첨가로 설명될 것이지만 이에 한정되는 것으로 간주해서는 안될 것이다.

[실시예 1]

표 1에 나타나 있는 스틸 조성을 갖는 세 종류의 물워자화된 분말(water-atomized powder)(A 내지 C)을 준비하였다. 이들 분말은 각각 표 2에 도시된 혼합비율로 탄화물 분말, 질화물 및 탄소질화물 분말과 혼합된다. 이들 혼합물이 각각 압축 성형되고 소결되어 베인 재료가 제조된다. 표 2의 비교 실시예는 재료에 탄화물 분말이 전혀 첨가되지 않는 것을 제외하고는 위와 동일한 방식으로 제조된 베인 재료에 대한 것이다.

[표 1]

[표 2]

베인 재료 시료(1 내지 14)의 냉각 가스 분위기에서의 내스커핑성이 측정되었다. 내스커핑성을 측정하기 위해, 베인 재료는 2m/s의 위주 속도로 회전하는 JIS-FC250에 대해 0.58cm²의 접촉면적이 가압된다. 측정 중에, 베인 재료에 가해지는 로드는 0.3kgf/sec 정도로 감소된다. 마찰 계수가 급격히 상승하는 지점이 스커핑 지점(즉, 눌러붙음 지점)으로 규정된다. 스커핑이 전혀 발생하지 않는 최대 허용 로드와 스커핑을 전혀 발생시키지 않는 최대 마찰력이 측정을 위해 결정된다. 냉매로서는 HFC형 R134a가 사용되었고 윤활유로는 에스테르형 윤활유가 사용되었으며, 결과는 표 3에 도시되어 있다.

[표 3]

표 3의 결과로부터 명백하듯이, 질화물 및 탄소질화물에 대해 본 발명의 탄화물 입자를 혼합 첨가하므로써 얻어진 베인 재료는 본 발명의 첨가 탄화물이 없는 베인 재료에 대해, 스커핑이 전혀 발생하지 않는 보다 큰 최대 허용 로드와 스커핑을 전혀 발생시키지 않는 보다 센 마찰력을 나타내고 있다. 이는 본 발명이 CFC 프레온 냉매의 대체 냉매 분위기에서 요구되는 높은 로드 하에서 스커핑 저항의 향상을 제공함을 나타낸다.

[실시예 2]

실시예 1의 베인 재료에 대해서는 CFC 프레온 대체물에 의한 내식성을 측정하였다.

HFC 프레온 가스용의 에스테르형 윤활유는 포름산 및 아세트산을 형성하도록 분해되는 것으로 생각된다. 따라서 시료는 60℃ 온도에서 5% 포름산 수용액과 5% 아세트산 수용액의 혼합물에 30시간 동안 침지된다. 이후 시료의 내식성 측정을 위해 부식 손실을 식별한다. 그 결과는 표 4에 도시되어 있으며, 표 4에서의 시료 번호는 표 2의 그것에 대응한다.

표 4의 결과에서 명백하듯이, 본 발명의 실시예를 이와 동일한 기본 재료를 사용하는 비교예와 비교해 보면, 양자간에 부식 손실의 차는 거의 또는 전혀 없으며 탄화물의 첨가로 인한 내식성의 저하는 전혀 없음을 알 수 있다. 또한 (W+2Mo) 수치가 높은 기본 분말(A 또는 B)를 포함하는 시료(1 내지 10)가, (W+2Mo) 수치가 낮은 기본 분말을 포함하는 시료(11 내지 14)에 비해 부식 손실이 낮고 내식성이 탁월함을 알 수 있다.

[표 4]

[실시예 3]

표 2의 시료(1 내지 14)는 베인을 제조하는데 사용되었다. 이들 베인은 수명 측정을 위해 냉매로서 R134a를 사용하는 실제의 회전 압축기에 각각 장착된다.

회전자의 재료로는 FCC25가 사용되었다. 수명 실험의 결과가 표 5에 도시되어 있으며, 표 5의 시료 번호는 표 2의 것에 대응한다.

표 5이 결과에서 명백하듯이 탄화물 입자가 소결 함유된 본 발명에 따른 베인 재료는 실제 압축기용 베인으로 작용할 수 있다.

[표 5]

[실시예 4]

표 6에 나타난 스틸 조성을 갖는 물원자회된 분말(D)을 준비하였다. 이 분말(D)은 표 7의 혼합 비율로 탄화물 분말 및 질화물 분말과 혼합된다. 혼합물은 각각 압축 성형되고 소결되어 베인 재료를 형성한다. 첨가 탄화물 입자로서는 VC를 사용하였다. 첨가 질화물 및 탄소 질화물 입자로서는 TiN을 사용하였다. 이렇게 얻어진 베인 재료에 대해 스커핑이 전혀 발생하지 않는 최대 허용 로드와, 스커핑을 전혀 발생시키지 않는 최대 마찰력 및, 스커핑(베이킹) 지점(PV)에서의 접촉 명적당 로드와 원주 속도의 곱이 측정되었다.

[표 6]

[표 7]

실시예 4로부터 명백하듯이 본원에 규정된 양, 즉 베인의 총 중량에 기초항 0중량%과 이하의 탄화물 입자와, 본원에 규정된 양, 즉 베인의 총 중량에 기초하여 2 내지 25중량%의 질화물 입자를 포함하는 시료는 스커핑이 전혀 발생하지 않는 최대 허용 로드와, 스커핑을 전혀 일으키지 않는 최대 허용 마찰력 및, PV에 대해 높은 수치를 나타낸다. 이는 첨가 탄화물과 첨가 질화물을 혼합하여 첨가하면 질화물만을 첨가하는 것에 비해 내스커핑성이 높아짐을 나타낸다.

본 발명에 따르면, 베인의 스커핑 저항은 냉매로서 HFC 프레온과 같은 CFC 프레온 가스 대체물을 사용하는 압축기에서 현저히 개선될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 베인 재료는 HFC 프레온 가스를 사용하는 압축기내의 윤활유를 분해하므로써 얻어진 포름산 및 아세트산과 같은 카르복실산에 대해 충분한 내식성을 나타낸다. 따라서, 본 발명에 따른 베인 재료는 HF 프레온과 같은 새로운 냉매와 함께 사용하기에 특히 적합하며 상세히 설명되었으나 그 취지 및 범주를 벗어나지 않는 여러가지 수정 및 변경이 가능함은 당업자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (5)

1.0 내지 4.5중량%의 탄소, 1.5중량% 이하의 규소, 1.0중량% 이하의 망간, 3 내지 6중량%의 크롬, W+2Mo가 45중량% 이하일때 20중량% 이하의 텅스텐과 20중량% 이하의 몰리브덴, 2 내지 10중량%의 바나듐과 니오브, 20중량% 이하의 코발트 및, 평형을 이루는 철과 불가피한 불순물로 구성되는 기본 재료와, 조성물의 총중량에 기초하여 25중량% 이하의 첨가 탄화물 입자 및, 조성물의 총중량에 기초하여 2 내지 25중량%의 첨가 질화물 및 탄소 질화물 입자를 포함하는 조성물을 소결하여 얻어지는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 베인 재료.

제1항에 있어서, 상기 첨가 탄화물 입자는 조성물의 입자는 조성물의 총중량에 기초하여 1 내지 20중량%의 양만큼 조성물에 함유되는 것을 특징으로 하는 베인 재료.

제1항에 있어서, 상기 첨가 질화물 또는 탄소 질화물 입자는 조성물의 총중량에 기초하여 3 내지 20중량%의 양만큼 조성물에 함유하는 것을 특징으로 하는 베인 재료.

제1항에 있어서, 상기 탄화물은 바나듐이나 니오브의 화합물인 것을 특징으로 하는 베인 재료.

제1항에 있어서, 상기 질화물이나 탄소 질화물은 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 탄탈로 구성되는 그룹에서 선정되는 하나 이상의 원소의 화합물인 것을 특징으로 하는 베인 재료.