【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伸線加工性および真直性に優れ、耐食性、耐磨耗性、耐熱性に優れるとともに、イオンプレーティング時の「熱へたり」を防止できる内燃機関用ピストンリング材に関する
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関のピストンに装着される圧力リングとしてのピストンリングは、長尺のピストンリング材をリング形状に成形し、その外周摺動面に、表面処理としてクロムメッキ（硬質クロムメッキ）や窒化処理を施して製造するのが従来からの技術であるが、それとは別に、クロムメッキや窒化処理では対応できない要求に対し、イオンプレーティングによりピストンリングの外周摺動面に、耐摩耗性、耐焼付性に優れた金属窒化物や金属炭化物などの被膜を形成することが提案されている（例えば、特許文献１、２、３、４、５参照。）。
【０００３】
イオンプレ―ティング法では、よく知られているように（例えば、特許文献２参照。）、例えば窒化クロム被膜を形成する場合、ピストンリング母材を洗浄してイオンプレーティング装置の真空容器内に設置し、真空引きを行ってから、ピストンリング母材を加熱して母材の内圧ガスを放出させ、その後、冷却し、真空容器内が所定圧以下になった時点でターゲットである金属クロムを陰極としてアーク放電を行い、クロムイオンを飛び出させる。その際、好ましくは、ピストンリング母材にバイアス電圧を印加しておき、陰極（金属クロム）より飛び出したクロムイオンを母材表面に高エネルギーで衝突させる方法（ボンバードクリーニング法）で母材表面の酸化物除去と活性化処理を行い、その後、バイアス電圧を低下させる。そして、窒素ガスを容器内に導入して窒素をイオン化させると、窒素イオンとクロムイオンとが反応して窒化クロムが生成され、これが母材表面に堆積して窒化クロム層が形成される。
【０００４】
クロムメッキは、耐磨耗性に優れ、母材として安価なＳｉ−Ｃｒ鋼を使用でき、かつ、相手シリンダ材の磨耗も少ないため、ピストンリングの表面処理方法として従来から多く使われている。しかし、クロムメッキは、メッキ処理時に発生する廃液の自然環境への影響という問題があり、廃液処理にコストがかかる。
【０００５】
窒化処理は、良好な耐磨耗性が得られ、しかも、環境問題を生じない。ただし、Ｓｉ−Ｃｒ鋼は、窒化で硬くすることはできないため、窒化の場合のピストンリングの母材としては、ステンレス鋼が使用される。
【０００６】
それに対し、イオンプレーティングは、耐摩耗性、耐焼付性に優れた金属窒化物や金属炭化物などの被膜を高速で形成することができ、生産性に優れ、高硬度、良好な耐摩耗性が得られる。ただし、イオンプレーティングの際のピストンリング母材の加熱温度は、例えば３００〜５００℃で、特に、プレーティングを厚くする場合は５００〜６００℃とする必要があり、母材として、耐熱性に劣るＳｉ−Ｃｒ鋼を使うことはできない。そのため、イオンプレーティングを施すピストンリングの母材には、耐熱性のあるステンレス鋼が使われ、それも、耐磨耗性を上げるための焼き入れ処理ができるＳＵＳ４４０等の高Ｃ・高Ｃｒ系のマルテンサイト系ステンレス鋼が使われる。
【０００７】
また、イオンプレーティングでは、窒素とクロムが本体上で凝固するときの潜熱による温度上昇が、ピストリングの張力の大きな減退を招く「熱へたり」の原因となることが知られている（例えば、特許文献３参照。）
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−１６７３００号公報
【特許文献２】
特開平６−２３５４６３公報
【特許文献３】
特開平１１−２９４５８４号公報
【特許文献４】
特開平７−２８６２６２号公報
【特許文献５】
特開平６−２４８４２５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
内燃機関用ピストンリング材は、伸線加工性および真直性に優れることが要求され、また、耐食性、耐磨耗性、耐熱性に優れることが要求される。
【００１０】
そして、特にディーゼル車用等では、耐食性、耐熱性の更なる向上の要求がある。
【００１１】
また、ピストンリング材としてマルテンサイト系ステンレス鋼を使用し、リング成形後に外周摺動面にイオンプレーティングを施す場合、ピストンリング材として要求される高い真直性を得るためには、６００℃前後の高温での焼き戻し処理が必要であるが、そのような高温の焼き戻し温度では、母材生地中に溶け込んでいて耐食性向上に寄与するＣｒ（クロム）が、Ｃ（炭素）と結合して、クロム炭化物となって析出してしまい、そのため、生地中のＣｒ量が減少し、生地の耐食性が低下してしまうという問題がある。また、イオンプレーティング時に「熱へたり」が起きないようにすることが要求される。
【００１２】
したがって、伸線加工性および真直性に優れ、耐食性、耐磨耗性、耐熱性に優れるとともに、イオンプレーティング時の「熱へたり」を防止できる内燃機関用ピストンリング材を提供することが課題であり、この課題解決が本発明の目的である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の内燃機関用ピストンリング材は、重量％で、Ｃ（炭素）：０．１０〜０．２０、Ｓｉ（ケイ素）：０．５〜３．０、Ｎｉ（ニッケル）：１．０〜２．５、Ｃｒ（クロム）：１０．０〜１７．０、Ｍｏ（モリブデン）：１．０〜３．５、Ｎ（窒素）：０．０５〜０．２０を含有し、残部がＦｅ（鉄）および不可避的不純物からなることを特徴とする。
【００１４】
このピストンリング材は、イオンプレーティング対応のピストンリング材として、低炭素であることから伸線加工性に優れるとともに、窒素添加により、高真直性を得るための高温焼き戻し時のクロム量減少による耐食性の低下を補って耐食性を向上させることができ、また、低炭素量でありながら焼き入れ・焼き戻しが可能で、窒素添加により、焼入れ時に窒化物が析出して高強度（高硬度）が得られ、また、焼入れ時の窒化物の生成と、モリブデン添加により、６００℃付近までの優れた耐熱性が得られ、イオンプレーティング時の「熱へたり」も防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態として、内燃機関用ピストンリング材は、重量％で、Ｃ：０．１０〜０．２０、Ｓｉ：０．５〜３．０、Ｎｉ：１．０〜２．５、Ｃｒ：１０．０〜１７．０、Ｍｏ：１．０〜３．５、Ｎ：０．０５〜０．２０を含有し、残部がＦｅ（鉄）および不可避的不純物からなるマルテンサイト系ステンレス鋼とする。成分限定の理由は次のとおりである。
【００１６】
Ｃは、０．１％未満では焼入性がなくなり、焼入硬化が期待できなくなる。また、０．２％を越えると粗大炭化物を析出して耐食性が低下する。そのため、Ｃ量は０．１〜０．２重量％とする。
【００１７】
Ｓｉは、脱酸のために必要な元素で、Ｆｅ中に固溶して耐熱性を向上させるが、多すぎると靱性が低下する。靱性を低下させることなく引張強さを向上させるためには、０．５％以上添加する必要がある。しかし、３．０％を越えるとその効果は飽和するばかりか、反対に靱性が低下する。そのため、Ｓｉ量は０．５〜３．０重量％とする。
【００１８】
Ｃｒは、Ｃと結合して炭化物を形成することにより耐磨耗性に寄与するとともに、耐熱性を向上させ、また、耐食性の向上にも寄与する。そうした効果を得るためには、１０．０％以上が必要である。しかし、１７．０％を越えると、硬度および耐食性が著しく低下するとともに、冷間加工性も低下する。そのため、Ｃｒ量は１０．０〜１７．０重量％とする。
【００１９】
Ｎｉは、マルテンサイト組織の靭性を向上させるために１．０％以上の添加が必要である。しかし、２．５％以上添加しても、その効果は飽和するし、経済的でない。そのため、Ｎｉ量は１．０〜２．５重量％とする。
【００２０】
Ｍｏは、耐食性を向上させるためには１．０％以上添加が必要である。それにより耐熱性、耐磨耗性も向上する。しかし、３．５％以上添加しても、その効果は飽和するし、高価な元素であり、コスト高となる。そのため、Ｍｏ量は１．０〜３．５重量％とする。
【００２１】
Ｎは、引張強さ、耐食性を向上させるためには０．０５％以上添加が必要である。しかし、０．２％を越えると、逆に硬度、耐食性が低下する。そのため、Ｎ量は０．０５〜０．２０重量％とする。
【００２２】
【実施例】
表１は、本発明の実施例のピストンリング材Ｎｏ．Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅと、比較例のピストンリングＮｏ．Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊと、従来例（４２ＯＪ２）のピストンリング材Ｎｏ．Ｋのそれぞれの成分組成を示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
上記各ピストンリング材Ｎｏ．Ａ〜Ｋの線径３．０ｍｍのテスト材を、１１００℃で油焼き入れした後、５８０℃で焼き戻し処理したサンプルについて、後述の方法により、耐磨耗性、耐食性（耐腐食性）の比較評価を行った。
【００２５】
また、線径５．５ｍｍのテスト材から、伸線、溶体化処理を繰り返して、実際のピストンリング材の形状（厚み１．５ｍｍ×幅３．０ｍｍ）に圧延加工を施した後、１１００℃で焼き入れし、５８０℃で焼き戻し処理を施してピストリング用線を製造し、この線材を用い、実際にイオンプレーティングを施して、後述の方法により、耐熱性の比較評価を行った。また、上記ピストンリング用線を製造する際に、後述の方法により、伸線加工性の比較評価も行った。
【００２６】
ここで、上記イオンプレーティングの手順および条件は、以下のとおりとした。
▲１▼ピストンリング母材を洗浄し、表面に付着した汚れを取り除き、十分洗浄してイオンプレーティング装置の真空容器内に設置する。
▲２▼真空容器内の圧力が３．０×１０−３Ｐａ程度になるまで真空引きを行う。
▲３▼イオンプレーティング装置に内蔵されているヒータによりピストンリング母材を５００℃に加熱し、母材の内圧ガスを放出させる。
▲４▼２００℃まで冷却する。真空容器内の圧力が１．３×１０−３Ｐａ以下になった時点でターゲットである金属クロムを陰極としてアーク放電を行い、クロムイオンを飛び出させる。この際、ピストンリング母材に４００Ｖのバイアス電圧を印加しておき、ボンバードクリーニングを行う。
▲５▼その後、バイアス電圧を低下させ、窒素ガスを容器内に導入して窒素をイオン化させ、窒素クロム層を母材表面に堆積させる。
【００２７】
表２は、上記耐磨耗性、耐食性、耐熱性、伸線加工性の比較評価の結果を示している。
【００２８】
【表２】
【００２９】
表２の耐磨耗性、耐食性、耐熱性、伸線加工性の比較評価の方法は次のとおりである。
【００３０】
（耐磨耗性評価）
０．５ｍ／ｓｅｃで回転するディスク面に、上記焼き入れ、焼き戻し後のテスト材の端部を８Ｎの荷重で押しつけ、４時間後の磨耗量を比較した。テスト材とディスク面との間には潤滑油を供給した。ディスクは、ＦＣ２５０：硬さＨＲＢ１００・面祖度Ｒｚ１〜２μｍである。評価は、従来例であるＮｏ．Ｋの磨耗量を１００としたときの指数で比較評価したもので、値が大きい方が耐磨耗性に優れている。
【００３１】
（耐食性評価）
塩水噴霧試験器を用い、溶液：５％ＮａＣｌ水溶液、試験温度：３５℃、試験時間１２０ｈｒの条件で腐食状態を比較した。評価は、全く腐食されないと評価Ａ、少し腐食されると評価Ｂ、かなり腐食されると評価Ｃ、ひどく腐食されると評価Ｄとした。
【００３２】
（耐熱性評価）
イオンプレーティングしたピストンリング用線について、母材の硬度を測定し、その低下率を比較した。評価は、従来例であるＮｏ．Ｋの低下率を１００としたときの指数で比較評価したもので、低下率が小さい方が耐熱性に優れている。
【００３３】
（伸線加工性評価）
ダイスの寿命で比較し、従来例であるＮｏ．Ｋの場合を１００としたときの指数で比較評価したもので、値が大きい方が加工性に優れている。
【００３４】
表２に示す評価結果から、本発明の実施例のピストンリング材Ｎｏ．Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、比較例のピストンリング材Ｎｏ．Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊや従来例のピストンリング材（４２ＯＪ２）Ｎｏ．Ｋと比較して、耐摩耗性、耐食性、耐熱性のいずれについても優れ、伸線加工性についても同等以上に優れていることを確認した。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の内燃機関用ピストンリング材は、イオンプレーティング対応のピストンリング材として優れた特性を有するもので、低炭素であることから伸線加工性に優れ、高温焼き戻しによって高真直性を得ることができるとともに、高温焼き戻しにもかかわらず耐食性を向上させることができ、また、低炭素量でありながら焼き入れ・焼き戻しが可能で、焼入れ時の窒化物析出により高強度（高硬度）を得ることができ、また、焼き入れ時の窒化物の生成とモリブデン添加により優れた耐熱性が得られ、イオンプレーティング時の「熱へたり」も防止できる。
【００３６】
このように、本発明のピストンリング材は、伸線加工性および真直性に優れ、耐食性、耐磨耗性、耐熱性に優れるとともに、イオンプレーティング時の「熱へたり」を防止できる内燃機関用ピストンリング材であって、ディーゼルエンジン等の過酷な条件化で使用させるピストンリング材として最適な材料である。
【００３７】
本発明のピストンリング材は、リング成形後にピストンの溝部と接触する部分（上下裏面）に窒化処理を施し、外周摺動面にイオンプレーティングを施すのがよく、そうすることで、ピストンとの接触によるリングの磨耗を防止しつつピストンの磨耗も低減することができ、シリンダとの摺動接触に対する耐磨耗性も高めることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a piston ring material for an internal combustion engine that is excellent in wire drawing workability and straightness, excellent in corrosion resistance, wear resistance, and heat resistance, and that can prevent “heat sag” during ion plating.
[Prior art]
A piston ring as a pressure ring to be mounted on a piston of an internal combustion engine is formed by forming a long piston ring material into a ring shape, and applying chromium plating (hard chrome plating) or nitriding treatment to the outer peripheral sliding surface as a surface treatment In contrast to the conventional technology, which is applied to and manufactured by the chrome plating and nitriding treatment, the outer ring sliding surface of the piston ring is subjected to wear resistance and seizure resistance by ion plating. It has been proposed to form a film made of metal nitride, metal carbide or the like excellent in (see, for example, Patent Documents 1, 2, 3, 4, and 5).
[0003]
As is well known in the ion plating method (see, for example, Patent Document 2), for example, when forming a chromium nitride film, the piston ring base material is washed and placed in the vacuum vessel of the ion plating apparatus. After vacuuming, the piston ring base material is heated to release the internal pressure gas of the base material, and then cooled, and when the inside of the vacuum vessel becomes a predetermined pressure or less, the target metallic chromium is cathode As a result, arc discharge is performed and chromium ions are ejected. At that time, it is preferable that a bias voltage is applied to the piston ring base material, and chromium ions that have jumped out of the cathode (metal chromium) collide with the base material surface with high energy (bombard cleaning method). Oxide removal and activation are performed, and then the bias voltage is lowered. When nitrogen gas is introduced into the container to ionize nitrogen, nitrogen ions and chromium ions react to generate chromium nitride, which is deposited on the base material surface to form a chromium nitride layer.
[0004]
Chrome plating is excellent in wear resistance, can use inexpensive Si-Cr steel as a base material, and has little wear on the mating cylinder material, so it has been widely used as a surface treatment method for piston rings. However, chromium plating has a problem that the waste liquid generated during the plating process has an influence on the natural environment, and the waste liquid process is costly.
[0005]
Nitriding provides good wear resistance and does not cause environmental problems. However, since Si—Cr steel cannot be hardened by nitriding, stainless steel is used as a base material for the piston ring in the case of nitriding.
[0006]
On the other hand, ion plating can form coatings such as metal nitrides and metal carbides, which have excellent wear resistance and seizure resistance, at high speed, and has excellent productivity, high hardness, and good wear resistance. can get. However, the heating temperature of the piston ring base material at the time of ion plating is, for example, 300 to 500 ° C., and in particular, when the plating is thickened, it is necessary to set the temperature to 500 to 600 ° C. Inferior Si-Cr steel cannot be used. For this reason, heat resistant stainless steel is used as the base material for the piston ring to which ion plating is applied, and it is also possible to use a high C / high Cr system such as SUS440 that can be quenched to increase wear resistance. Martensitic stainless steel is used.
[0007]
In addition, in ion plating, it is known that a temperature increase due to latent heat when nitrogen and chromium solidify on the main body causes a “heat sag” that causes a large decrease in the tension of the pistol (for example, , See Patent Document 3.)
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-7-167300 [Patent Document 2]
JP-A-6-235463 [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-294584 [Patent Document 4]
JP-A-7-286262 [Patent Document 5]
JP-A-6-248425 [0009]
[Problems to be solved by the invention]
Piston ring materials for internal combustion engines are required to be excellent in wire drawing workability and straightness, and are required to be excellent in corrosion resistance, wear resistance, and heat resistance.
[0010]
And especially for diesel vehicles, there is a demand for further improvement of corrosion resistance and heat resistance.
[0011]
In addition, when martensitic stainless steel is used as the piston ring material and ion plating is performed on the outer peripheral sliding surface after ring forming, in order to obtain the high straightness required for the piston ring material, A tempering treatment at a high temperature is necessary, but at such a high tempering temperature, Cr (chromium) that is dissolved in the base material dough and contributes to an improvement in corrosion resistance is combined with C (carbon), There is a problem that the chromium carbide is deposited and the amount of Cr in the dough is reduced and the corrosion resistance of the dough is lowered. In addition, it is required to prevent the “heat sag” from occurring during ion plating.
[0012]
Accordingly, it is an object to provide a piston ring material for an internal combustion engine that has excellent wire drawing workability and straightness, excellent corrosion resistance, wear resistance, and heat resistance, and that can prevent “heat sag” during ion plating. Therefore, the solution of this problem is the object of the present invention.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The piston ring material for an internal combustion engine of the present invention is, by weight, C (carbon): 0.10 to 0.20, Si (silicon): 0.5 to 3.0, Ni (nickel): 1.0 to 2.5, Cr (chromium): 10.0-17.0, Mo (molybdenum): 1.0-3.5, N (nitrogen): 0.05-0.20, with the balance being Fe ( Iron) and inevitable impurities.
[0014]
This piston ring material is an ion plating compatible piston ring material that has low carbon and is excellent in wire drawing workability. Also, by adding nitrogen, it reduces the amount of chromium at high temperature tempering to obtain high straightness. Corrosion resistance can be compensated for by improving corrosion resistance, and it can be quenched and tempered even with a low carbon content. By adding nitrogen, nitride precipitates during quenching, resulting in high strength (high hardness). Further, by the formation of nitride during quenching and addition of molybdenum, excellent heat resistance up to about 600 ° C. can be obtained, and “heat sag” during ion plating can also be prevented.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As an embodiment of the present invention, the piston ring material for an internal combustion engine is, by weight, C: 0.10 to 0.20, Si: 0.5 to 3.0, Ni: 1.0 to 2.5, Martensitic stainless steel containing Cr: 10.0 to 17.0, Mo: 1.0 to 3.5, N: 0.05 to 0.20, with the balance being Fe (iron) and inevitable impurities And The reason for component limitation is as follows.
[0016]
If C is less than 0.1%, the hardenability is lost and quench hardening cannot be expected. On the other hand, if it exceeds 0.2%, coarse carbides are precipitated and the corrosion resistance is lowered. Therefore, the C amount is 0.1 to 0.2% by weight.
[0017]
Si is an element necessary for deoxidation, and improves the heat resistance by dissolving in Fe, but if it is too much, the toughness decreases. In order to improve the tensile strength without reducing toughness, it is necessary to add 0.5% or more. However, if it exceeds 3.0%, the effect is not only saturated, but on the contrary, the toughness decreases. Therefore, the Si amount is set to 0.5 to 3.0% by weight.
[0018]
Cr combines with C to form carbides, thereby contributing to wear resistance, improving heat resistance, and contributing to improving corrosion resistance. In order to obtain such an effect, 10.0% or more is necessary. However, if it exceeds 17.0%, hardness and corrosion resistance are remarkably lowered, and cold workability is also lowered. Therefore, the Cr amount is set to 10.0 to 17.0% by weight.
[0019]
Ni needs to be added in an amount of 1.0% or more in order to improve the toughness of the martensite structure. However, adding 2.5% or more saturates the effect and is not economical. Therefore, the amount of Ni is set to 1.0 to 2.5% by weight.
[0020]
Mo needs to be added by 1.0% or more in order to improve the corrosion resistance. Thereby, heat resistance and wear resistance are also improved. However, even if added in an amount of 3.5% or more, the effect is saturated and is an expensive element, resulting in an increase in cost. Therefore, the Mo amount is set to 1.0 to 3.5% by weight.
[0021]
N needs to be added in an amount of 0.05% or more in order to improve the tensile strength and corrosion resistance. However, if it exceeds 0.2%, the hardness and corrosion resistance are reduced. Therefore, the N amount is 0.05 to 0.20% by weight.
[0022]
【Example】
Table 1 shows the piston ring material No. of the embodiment of the present invention. A, B, C, D, E, and piston ring No. of the comparative example. F, G, H, I, J and the piston ring material No. of the conventional example (42OJ2). Each component composition of K is shown.
[0023]
[Table 1]
Each piston ring material No. A sample of A to K having a wire diameter of 3.0 mm was oil-quenched at 1100 ° C. and then tempered at 580 ° C., by the method described later, with the wear resistance and corrosion resistance (corrosion resistance). A comparative evaluation was performed.
[0025]
In addition, after drawing and solution treatment were repeated from a test material having a wire diameter of 5.5 mm, the actual shape of the piston ring material (thickness 1.5 mm × width 3.0 mm) was subjected to rolling, and then 1100 ° C. Then, a pistring wire was manufactured by tempering at 580 ° C., ion-plating was actually performed using this wire, and heat resistance was comparatively evaluated by the method described later. Moreover, when manufacturing the said wire for piston rings, comparative evaluation of wire drawing workability was also performed by the method mentioned later.
[0026]
Here, the procedure and conditions of the ion plating were as follows.
(1) Clean the piston ring base material to remove the dirt adhering to the surface, clean it thoroughly and place it in the vacuum vessel of the ion plating apparatus.
(2) Vacuuming is performed until the pressure in the vacuum vessel reaches about 3.0 × 10 −3 Pa.
(3) The piston ring base material is heated to 500 ° C. by the heater built in the ion plating apparatus, and the internal pressure gas of the base material is released.
(4) Cool to 200 ° C. When the pressure in the vacuum vessel becomes 1.3 × 10 −3 Pa or less, arc discharge is performed using the target metallic chromium as a cathode to emit chromium ions. At this time, a bias voltage of 400 V is applied to the piston ring base material to perform bombard cleaning.
(5) Thereafter, the bias voltage is lowered, nitrogen gas is introduced into the container to ionize nitrogen, and a nitrogen chromium layer is deposited on the surface of the base material.
[0027]
Table 2 shows the results of comparative evaluation of the wear resistance, corrosion resistance, heat resistance, and wire drawing workability.
[0028]
[Table 2]
[0029]
The methods for comparative evaluation of abrasion resistance, corrosion resistance, heat resistance, and wire drawing workability in Table 2 are as follows.
[0030]
(Abrasion resistance evaluation)
The end of the test material after quenching and tempering was pressed against the disk surface rotating at 0.5 m / sec with a load of 8 N, and the amount of wear after 4 hours was compared. Lubricating oil was supplied between the test material and the disk surface. The disk is FC250: Hardness HRB100, surface ancestry Rz1-2 μm. Evaluation is No. which is a conventional example. This is a comparative evaluation using an index when the amount of wear of K is 100, and the larger the value, the better the wear resistance.
[0031]
(Corrosion resistance evaluation)
Corrosion states were compared using a salt spray tester under the conditions of a solution: 5% NaCl aqueous solution, a test temperature: 35 ° C., and a test time of 120 hours. The evaluation was evaluated as evaluation A when it was not corroded at all, evaluation B when it was slightly corroded, evaluation C when it was corroded considerably, and evaluation D when it was severely corroded.
[0032]
(Heat resistance evaluation)
For the ion-plated piston ring wire, the hardness of the base material was measured and the rate of decrease was compared. Evaluation is No. which is a conventional example. This is a comparative evaluation using an index when the rate of decrease in K is 100. The smaller the rate of decrease, the better the heat resistance.
[0033]
(Drawing workability evaluation)
Compared with the life of dies, No. This is a comparative evaluation using an index when the case of K is 100, and the larger the value, the better the workability.
[0034]
From the evaluation results shown in Table 2, the piston ring material No. A, B, C, D, and E are piston ring material Nos. Of Comparative Examples. F, G, H, I, J and conventional piston ring material (42OJ2) No. Compared with K, it was confirmed that all of the wear resistance, corrosion resistance, and heat resistance were excellent, and the wire drawing workability was equal or better.
[0035]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the piston ring material for an internal combustion engine of the present invention has excellent characteristics as a piston ring material compatible with ion plating, and is excellent in wire drawing workability because of low carbon. High straightness can be obtained by high-temperature tempering, corrosion resistance can be improved despite high-temperature tempering, and quenching and tempering are possible even with a low carbon content. High strength (high hardness) can be obtained by precipitation, and excellent heat resistance can be obtained by the formation of nitride during quenching and addition of molybdenum, and also prevents "heat sag" during ion plating. .
[0036]
As described above, the piston ring material of the present invention is excellent in wire drawing workability and straightness, excellent in corrosion resistance, wear resistance, and heat resistance and capable of preventing “heat sag” during ion plating. It is a piston ring material for use, and is an optimum material as a piston ring material used under severe conditions such as a diesel engine.
[0037]
The piston ring material of the present invention is preferably subjected to nitriding treatment on the portions (upper and lower back surfaces) that come into contact with the groove of the piston after ring molding, and ion plating is performed on the outer peripheral sliding surface. Piston wear can be reduced while preventing ring wear due to contact, and wear resistance against sliding contact with the cylinder can be improved.