JP2611990B2 - スチール製ピストンリング - Google Patents
スチール製ピストンリングInfo
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- JP2611990B2 JP2611990B2 JP62152062A JP15206287A JP2611990B2 JP 2611990 B2 JP2611990 B2 JP 2611990B2 JP 62152062 A JP62152062 A JP 62152062A JP 15206287 A JP15206287 A JP 15206287A JP 2611990 B2 JP2611990 B2 JP 2611990B2
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- piston ring
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- steel piston
- steel
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジン等において使用されるスチール製
ピストンリングに関するものである。
ピストンリングに関するものである。
近年、自動車等のエンジンの高性能化に伴って、エン
ジン自身の軽量化が押し進められており、エンジンの構
成部品の一つであるピストンリングにも当然要求されて
いる。
ジン自身の軽量化が押し進められており、エンジンの構
成部品の一つであるピストンリングにも当然要求されて
いる。
ピストンリングの軽量化を図る手段として、小寸法化
があげられるが、この場合、従来の鋳鉄製ピストンリン
グでは、強度的に不十分であるため、スチール製ピスト
ンリングが種々提案され、Ｎ化処理を施し使用されてい
る。
があげられるが、この場合、従来の鋳鉄製ピストンリン
グでは、強度的に不十分であるため、スチール製ピスト
ンリングが種々提案され、Ｎ化処理を施し使用されてい
る。
しかし、従来提案されているスチール製ピストンリン
グのうち、最も良好な耐摩耗性、耐焼付性を示すと考え
られるSUS440B（特公昭61−22131号）クラスのものであ
っても、ピストンリングの小寸法化によりシリンダーと
の接触面圧力が上昇し、一層耐摩耗性、耐焼付性の向上
が要求されてきている。
グのうち、最も良好な耐摩耗性、耐焼付性を示すと考え
られるSUS440B（特公昭61−22131号）クラスのものであ
っても、ピストンリングの小寸法化によりシリンダーと
の接触面圧力が上昇し、一層耐摩耗性、耐焼付性の向上
が要求されてきている。
本発明は、上記従来スチール製ピストンリングの欠点
を改善し、耐摩耗性、耐焼付性の良好なスチール製ピス
トンリングを提供することを目的とするものである。
を改善し、耐摩耗性、耐焼付性の良好なスチール製ピス
トンリングを提供することを目的とするものである。
本発明の第１発明は、重量％でC0.65〜1.6％、Si≦1.
2％、Mn≦1.0％、Cr3％以上10％未満、1/2W＋Mo1.5％を
越え15％以下、V0.5〜５％、残部Feおよび不純物よりな
り、耐焼付性、耐摩耗性の優れたことを特徴とするスチ
ール製ピストンリングである。また、第２発明は第１発
明の合金に、Coを１〜15％添加したものであり、第３発
明は第１発明の合金にNi0.5〜５％を添加したスチール
製ピストンリングである。
2％、Mn≦1.0％、Cr3％以上10％未満、1/2W＋Mo1.5％を
越え15％以下、V0.5〜５％、残部Feおよび不純物よりな
り、耐焼付性、耐摩耗性の優れたことを特徴とするスチ
ール製ピストンリングである。また、第２発明は第１発
明の合金に、Coを１〜15％添加したものであり、第３発
明は第１発明の合金にNi0.5〜５％を添加したスチール
製ピストンリングである。
さらに第４発明は、重量％でC0.65〜1.6％、Si≦1.2
％、Mn≦1.0％、Cr2％以上10％未満、1/2W＋Mo1.5％を
越え15％以下、V0.5〜５％、Co1〜15％、Ni0.5〜５％、
残部Feおよび不純物よりなり、耐焼付性、耐摩耗性の優
れたことを特徴とするスチール製ピストンリングであ
る。
％、Mn≦1.0％、Cr2％以上10％未満、1/2W＋Mo1.5％を
越え15％以下、V0.5〜５％、Co1〜15％、Ni0.5〜５％、
残部Feおよび不純物よりなり、耐焼付性、耐摩耗性の優
れたことを特徴とするスチール製ピストンリングであ
る。
次に本発明の各成分の限定理由を述べる。
Ｃは高硬度を与え、耐熱ヘタリ性を増すが、その含有
量が0.65％未満では、効果不十分であり、1.6％を越え
ると鍛造性ならびに靭性を損なうのでＣの含有量は、0.
65〜1.6％とした。
量が0.65％未満では、効果不十分であり、1.6％を越え
ると鍛造性ならびに靭性を損なうのでＣの含有量は、0.
65〜1.6％とした。
SiおよびMnは脱酸剤として通常含有する範囲、すなわ
ちSi≦1.2％、Mn≦1.0％を範囲とした。
ちSi≦1.2％、Mn≦1.0％を範囲とした。
Crは、焼入性、また硬質ｃ′de生成による耐摩耗性な
どを与えるが、３％未満ではこれらの性質を減じ、また
10％以上になるとＣ量との関係から巨大な共晶Crc′de
が増加し、機械的性質、特に疲労強度を減じるため、Cr
は３％以上10％未満の範囲とした。なお、第１発明の合
金にCo1〜15％、Ni0.5〜５％の範囲内で同時に添加する
場合にはCrは２％以上10％未満とすることができる。
どを与えるが、３％未満ではこれらの性質を減じ、また
10％以上になるとＣ量との関係から巨大な共晶Crc′de
が増加し、機械的性質、特に疲労強度を減じるため、Cr
は３％以上10％未満の範囲とした。なお、第１発明の合
金にCo1〜15％、Ni0.5〜５％の範囲内で同時に添加する
場合にはCrは２％以上10％未満とすることができる。
Ｗ、Moは、耐摩耗性、耐焼付性を付与する目的で添加
されるが、1/2W＋Mo1.5％以下では、上記の効果が不十
分であり、1/2W＋Moが15％を越えると却って熱間加工性
が悪く、また材料としての靭性を損なうため、Ｗ、Moの
含有量は1/2W＋Mo1.5％を越え15％以下の範囲とした。
されるが、1/2W＋Mo1.5％以下では、上記の効果が不十
分であり、1/2W＋Moが15％を越えると却って熱間加工性
が悪く、また材料としての靭性を損なうため、Ｗ、Moの
含有量は1/2W＋Mo1.5％を越え15％以下の範囲とした。
Ｖは、硬質炭化物（VC）を形成し、耐摩耗性を著しく
増大する元素であり、Ｃ量との0.5％以上必要であり、
Ｖが増加するほど耐摩耗性は増加するが、Ｖが５％を越
えると、VCの体積率が増加し、伸び、靭性、特に疲労強
度を害するため、0.5〜５％の範囲とした。
増大する元素であり、Ｃ量との0.5％以上必要であり、
Ｖが増加するほど耐摩耗性は増加するが、Ｖが５％を越
えると、VCの体積率が増加し、伸び、靭性、特に疲労強
度を害するため、0.5〜５％の範囲とした。
Coは基質に固溶し、耐熱性および耐焼付性を向上させ
るが、Co1％未満では上記の効果が不十分である。Coが
増加するほど前記特性は向上するが、Coは高価な上に、
Coが15％を越えると靭性を損ない、特性の向上も大きく
ないので、１〜15％に限定した。
るが、Co1％未満では上記の効果が不十分である。Coが
増加するほど前記特性は向上するが、Coは高価な上に、
Coが15％を越えると靭性を損ない、特性の向上も大きく
ないので、１〜15％に限定した。
Niは、基質に固溶して、延性を増加させ、カーリング
加工性が向上し、また靭性の向上により、ピストンリン
グ使用時の疲労強度を上げるために0.5％以上必要であ
り、また前述の成分範囲では、Niが５％を越えても機械
的性質の特に大きな向上がないため、0.5〜５％を範囲
とした。
加工性が向上し、また靭性の向上により、ピストンリン
グ使用時の疲労強度を上げるために0.5％以上必要であ
り、また前述の成分範囲では、Niが５％を越えても機械
的性質の特に大きな向上がないため、0.5〜５％を範囲
とした。
次に本発明の実施例を従来のスチール製ピストンリン
グと比較して示す。
グと比較して示す。
第１表は、化学成分を示すもので、表中供試材No.1〜
８は本発明鋼、No.9、10は現在のスチール製ピストンリ
ングとして最も優れた特性を持ち、窒化処理を施して使
用されている。SUS440Bクラスの合金鋼および13Crステ
ンレス系の合金鋼であり、この供試材No.1〜10に各々窒
化処理を施して耐焼付、耐摩耗性テストを実施した。
８は本発明鋼、No.9、10は現在のスチール製ピストンリ
ングとして最も優れた特性を持ち、窒化処理を施して使
用されている。SUS440Bクラスの合金鋼および13Crステ
ンレス系の合金鋼であり、この供試材No.1〜10に各々窒
化処理を施して耐焼付、耐摩耗性テストを実施した。
No.7、８については、共に同一溶解の供試材である
が、カーリング性を向上させるために、No.7は焼鈍まま
とし、調質を行なったNo.8と比較した。
が、カーリング性を向上させるために、No.7は焼鈍まま
とし、調質を行なったNo.8と比較した。
第３図は、耐焼付性を評価するテスト法の原理図であ
る、本テスト法は、回転駆動している円盤状の相手材２
に供試材１を5mm偏心させた位置に押し付け、その押し
付ける荷重を暫増させ、やがて、供試材１と相手材２と
の間に焼付が発生した焼付発生荷重をもって耐焼付性を
評価するものである。なお、テスト条件は以下の通りで
ある。
る、本テスト法は、回転駆動している円盤状の相手材２
に供試材１を5mm偏心させた位置に押し付け、その押し
付ける荷重を暫増させ、やがて、供試材１と相手材２と
の間に焼付が発生した焼付発生荷重をもって耐焼付性を
評価するものである。なお、テスト条件は以下の通りで
ある。
相手材:FC25（HB211） 供試材：φ５ 回転数w:1000〔rpm〕 偏心量h:5〔mm〕 第１図に示す耐焼付テスト結果で明らかな如く、本発
明鋼は、いずれも現用鋼に対して、格段に優れているも
のである。
明鋼は、いずれも現用鋼に対して、格段に優れているも
のである。
また、供試材No.4とNo.5の比較では、Co添加による耐
焼付性向上の効果が顕著に表われている。No.7とNo.8と
では特に差は認められない。
焼付性向上の効果が顕著に表われている。No.7とNo.8と
では特に差は認められない。
第４図は、耐摩耗性を評価する大越式摩耗テスト法の
原理図である。
原理図である。
本テスト法は、供試材３に回転駆動している円盤状の
相手材４の外周面６を押し付け、供試材の比摩耗量（単
位長さ、単位面積当りの摩耗体積）をもって耐摩耗性を
評価するものである。なお、テスト条件は以下の通りで
ある。
相手材４の外周面６を押し付け、供試材の比摩耗量（単
位長さ、単位面積当りの摩耗体積）をもって耐摩耗性を
評価するものである。なお、テスト条件は以下の通りで
ある。
相手材:SCM415（HRB77） 最終荷重:6.5kgf 摩耗速度:2.3m/sec 摩耗距離:400m 第２図に示す大越式テスト結果で明らかな如く、本発
明鋼は、いずれも現用鋼に対して格段に優れているもの
である。
明鋼は、いずれも現用鋼に対して格段に優れているもの
である。
また、供試材No.1〜８のＶ量と比摩耗量がよく対応し
ており、Ｖ量が増えるほど耐摩耗性が良くなることがわ
かる。これは、硬質炭化物VCの組織全体に占める割合に
対応しているものと判断される。
ており、Ｖ量が増えるほど耐摩耗性が良くなることがわ
かる。これは、硬質炭化物VCの組織全体に占める割合に
対応しているものと判断される。
No.7と８では特に差が認められない。これは、基地の
硬さよりも、硬質炭化物量が耐摩耗性に効果があるため
と判断される。
硬さよりも、硬質炭化物量が耐摩耗性に効果があるため
と判断される。
No.7は耐焼付テスト、耐摩耗テスト結果でも共に良好
な結果を示し、本発明鋼が焼鈍ままでも、ピストンリン
グとして有効であることが理解できる。
な結果を示し、本発明鋼が焼鈍ままでも、ピストンリン
グとして有効であることが理解できる。
本発明は、耐摩耗性、耐焼付性を著しく向上させたス
チール製ピストンリングを提供するものであり、特に、
ピストンリングのエンジンにおける重要度から本発明の
エンジンの高性能化に果たす役割は大きく、産業上、非
常に有効かつ画期的なものである。
チール製ピストンリングを提供するものであり、特に、
ピストンリングのエンジンにおける重要度から本発明の
エンジンの高性能化に果たす役割は大きく、産業上、非
常に有効かつ画期的なものである。
第１図は、本発明の耐焼付性評価試験結果、第２図は、
本発明の耐摩耗性評価試験結果、第３図は、耐焼付性を
評価する試験法の原理図、第４図は、耐摩耗性を評価す
る大越式摩耗試験法の原理図である。 1,3:供試材 2,4:相手材 5:摩耗部 6:相手材外周面
本発明の耐摩耗性評価試験結果、第３図は、耐焼付性を
評価する試験法の原理図、第４図は、耐摩耗性を評価す
る大越式摩耗試験法の原理図である。 1,3:供試材 2,4:相手材 5:摩耗部 6:相手材外周面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｊ 9/26 Ｆ１６Ｊ 9/26 Ｚ
Claims (4)
- 【請求項１】重量％でC0.65〜1.6％、Si≦1.2％、Mn≦
1.0％、Cr3％以上10％未満、1/2W＋Mo1.5％を越え15％
以下、V0.5〜５％、残部Feおよび不純物よりなり、耐焼
付性、耐摩耗性の優れたことを特徴とするスチール製ピ
ストンリング。 - 【請求項２】重量％でC0.65〜1.6％、Si≦1.2％、Mn≦
1.0％、Cr3％以上10％未満、1/2W＋Mo1.5％を越え15％
以下、V0.5〜５％、Co1〜15％、残部Feおよび不純物よ
りなり、耐焼付性、耐摩耗性の優れたことを特徴とする
スチール製ピストンリング。 - 【請求項３】重量％でC0.65〜1.6％、Si≦1.2％、Mn≦
1.0％、Cr3％以上10％未満、1/2W＋Mo1.5％を越え15％
以下、V0.5〜５％、Ni0.5〜５％、残部Feおよび不純物
よりなり、耐焼付性、耐摩耗性の優れたことを特徴とす
るスチール製ピストンリング。 - 【請求項４】重量％でC0.65〜1.6％、Si≦1.2％、Mn≦
1.0％、Cr2％以上10％未満、1/2W＋Mo1.5％を越え15％
以下、V0.5〜５％、Co1〜15％、Ni0.5〜５％、残部Feお
よび不純物よりなり、耐焼付性、耐摩耗性の優れたこと
を特徴とするスチール製ピストンリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62152062A JP2611990B2 (ja) | 1987-06-18 | 1987-06-18 | スチール製ピストンリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62152062A JP2611990B2 (ja) | 1987-06-18 | 1987-06-18 | スチール製ピストンリング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63317650A JPS63317650A (ja) | 1988-12-26 |
| JP2611990B2 true JP2611990B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=15532223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62152062A Expired - Fee Related JP2611990B2 (ja) | 1987-06-18 | 1987-06-18 | スチール製ピストンリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2611990B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5846542B2 (ja) * | 1980-01-08 | 1983-10-17 | 日立金属株式会社 | スチ−ル製ピストンリング材 |
| JPS57210954A (en) * | 1981-06-22 | 1982-12-24 | Riken Corp | Alloy steel for piston ring |
-
1987
- 1987-06-18 JP JP62152062A patent/JP2611990B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63317650A (ja) | 1988-12-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |