JP3266439B2 - Piston ring and method of manufacturing the same - Google Patents

Piston ring and method of manufacturing the same

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JP3266439B2
JP3266439B2 JP33863594A JP33863594A JP3266439B2 JP 3266439 B2 JP3266439 B2 JP 3266439B2 JP 33863594 A JP33863594 A JP 33863594A JP 33863594 A JP33863594 A JP 33863594A JP 3266439 B2 JP3266439 B2 JP 3266439B2
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弘人 福留
信行 山下
昭二 田中
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帝国ピストンリング株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、初期なじみ性に優れた
ピストンリングに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston ring having excellent initial conformability.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、エンジンの高出力化、高回転化、
長寿命化、および排ガス規制の対応に伴って、ピストン
リングの使用環境がますます苛酷になっているため、ピ
ストンリングの外周摺動部には非常に硬い窒化層や硬質
のPVD皮膜が形成される例が多くなっている。これに
より、ピストンリングの摩耗特性は格段に向上し、特に
エンジンの長寿命化を実現している。
2. Description of the Related Art In recent years, high output and high speed engines have been developed.
As the service life of piston rings has become increasingly severe due to longer service life and compliance with exhaust gas regulations, very hard nitrided layers and hard PVD films have been formed on the outer sliding parts of piston rings. There are many examples. As a result, the wear characteristics of the piston ring are remarkably improved, and particularly, the life of the engine is extended.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、窒化層
や硬質のPVD皮膜は、運転初期の状態では、初期なじ
み性が悪く、初期の潤滑油消費量の悪化をもたらす。
However, the nitrided layer and the hard PVD film have poor initial conformability in the initial operation state, and thus deteriorate the initial consumption of lubricating oil.

【0004】それに対して、TiNからなるPVD皮膜
上にTiを被覆することが提案されているが(特開平1
−117971号)、Tiは耐スカッフ性が非常に悪い
ため、実現は困難である。
[0004] On the other hand, it has been proposed to coat Ti on a PVD film made of TiN (JP-A-Hei.
It is difficult to realize Ti because scuff resistance is very poor.

【0005】また、ピストンスカート部などに、初期な
じみ性、耐スカッフ性を改善するためにSnめっきが施
されることがある。このSnめっきは、ピストンリング
の外周面用としては摩滅が早すぎるので、最近では使用
されていない。
[0005] In some cases, Sn plating is applied to a piston skirt portion or the like in order to improve initial conformability and scuff resistance. This Sn plating has not been used recently because it wears too quickly for the outer peripheral surface of the piston ring.

【0006】本発明の目的は、初期なじみ性に優れると
ともに、耐スカッフ性も良好な皮膜を有しているピスト
ンリングおよびその製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a piston ring having a coating having excellent initial conformability and good scuff resistance, and a method for producing the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明のピストンリング
は、外周面に形成されている窒化層または硬質のPVD
皮膜上に膜厚が1〜15μmの皮膜が被覆されており、
この皮膜MoおよびCrのいずれかまたは両方で9
8.0〜99.5重量%、残Nからなり、皮膜硬さがビ
ッカース硬さ(HV)300〜800で、結晶粒径が1
μm未満であることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A piston ring according to the present invention comprises a nitrided layer or a hard PVD formed on an outer peripheral surface.
A film having a thickness of 1 to 15 μm is coated on the film,
This film is made of Mo and / or Cr.
8.0 to 99.5% by weight, with the balance being N, with a film hardness of 300 to 800 Vickers hardness (HV) and a crystal grain size of 1
less than μm.

【0008】なお、上記において、膜厚の下限は5μ
m、上限は10μmがより好ましい。
In the above description, the lower limit of the film thickness is 5 μm.
m, and the upper limit is more preferably 10 μm.

【0009】皮膜硬さの下限はビッカース硬さで500
がより好ましい。
The lower limit of the film hardness is 500 in Vickers hardness.
Is more preferred.

【0010】また、皮膜を形成している結晶粒径は0.
1μm未満がより好ましい。
[0010] The grain size of the film forming the film is 0.1 mm.
Less than 1 μm is more preferred.

【0011】上記皮膜はPVD法により被覆することが
できる。なお、PVD法には蒸着法、スパッタリング
法、イオンプレーティング法がある。
The above-mentioned film can be coated by a PVD method. Note that the PVD method includes a vapor deposition method, a sputtering method, and an ion plating method.

【0012】[0012]

【作用】上記において、MoおよびCrのいずれかまた
は両方で98.0重量%未満では(Nが2.0重量%を
越えると)、耐摩耗性が良すぎるため初期なじみ層とし
て適さない。また、MoおよびCrのいずれかまたは両
方で99.5重量%を越えると(Nが0.5重量%未満
では)、硬さが低下し、耐摩耗性が悪すぎて、初期なじ
み層として適さない。
In the above, if less than 98.0% by weight of either or both of Mo and Cr (N exceeds 2.0% by weight), the abrasion resistance is too good and it is not suitable as an initial conforming layer. On the other hand, if the content of Mo and / or Cr exceeds 99.5% by weight (N is less than 0.5% by weight), the hardness decreases and the abrasion resistance is too poor to be suitable as an initial conformable layer. Absent.

【0013】皮膜を形成している結晶粒径が1μm以上
であると、摺動部の耐脱落性および皮膜の密着性が劣
る。
When the crystal grain size forming the film is 1 μm or more, the falling resistance of the sliding portion and the adhesion of the film are inferior.

【0014】また、皮膜硬さが、ビッカース硬さ300
未満では、耐摩耗性が悪すぎて、初期なじみ層として適
さない。ビッカース硬さ800を越えると、耐摩耗性が
良すぎるため、初期なじみ層として適さない。
Further, the film hardness is Vickers hardness 300
If it is less than 1, the abrasion resistance is too poor and it is not suitable as an initial conformable layer. If the Vickers hardness exceeds 800, the abrasion resistance is too good, so that it is not suitable as an initial conformable layer.

【0015】[0015]

【実施例】図1(a)は本発明の一実施例であるピスト
ンリングの一部分を示す縦断面図である。本実施例にお
けるピストンリング1は鋼、鋳鉄、チタンあるいはチタ
ン合金等で形成されている矩形断面リングである。
FIG. 1A is a longitudinal sectional view showing a part of a piston ring according to an embodiment of the present invention. The piston ring 1 in the present embodiment is a rectangular cross-section ring made of steel, cast iron, titanium, a titanium alloy or the like.

【0016】ピストンリング1の全表面には窒化層2が
形成されている。窒化層2はガス窒化、塩浴窒化、ガス
軟窒化、イオン窒化等によって形成される。なお、本実
施例にあっては、全表面に窒化層を形成している例を示
しているが、窒化層は少なくとも外周面に形成される。
A nitride layer 2 is formed on the entire surface of the piston ring 1. The nitride layer 2 is formed by gas nitriding, salt bath nitriding, gas soft nitriding, ion nitriding, or the like. In this embodiment, an example is shown in which a nitride layer is formed on the entire surface, but the nitride layer is formed at least on the outer peripheral surface.

【0017】そして、外周面における窒化層2上には、
更に、アークイオンプレーティングによって皮膜4が被
覆されている。皮膜4は、膜厚が1〜15μmであり、
MoおよびCrのいずれかまたは両方で98.0〜9
9.5重量%、残Nからなり、皮膜硬さがビッカース硬
さ300〜800で、結晶粒径が1μm未満である。
Then, on the nitrided layer 2 on the outer peripheral surface,
Further, the coating 4 is coated by arc ion plating. The film 4 has a thickness of 1 to 15 μm,
98.0-9 for either or both of Mo and Cr
It consists of 9.5% by weight, the balance being N, and has a Vickers hardness of 300 to 800 and a crystal grain size of less than 1 μm.

【0018】図1(b)は本発明の別の実施例であるピ
ストンリングの一部分を示す縦断面図である。上記図1
(a)のピストンリングと相違する点は、窒化層2の代
わりに、ピストンリング1の外周面に硬質のPVD皮膜
3が被覆され、その上に上記膜厚1〜15μmの皮膜4
が被覆されている点である。硬質のPVD皮膜3は、窒
化モリブデンや窒化クロム等を含んでいる硬質のPVD
皮膜である。
FIG. 1B is a longitudinal sectional view showing a part of a piston ring according to another embodiment of the present invention. Figure 1 above
The difference from the piston ring of (a) is that instead of the nitrided layer 2, a hard PVD film 3 is coated on the outer peripheral surface of the piston ring 1, and the film 4 having a film thickness of 1 to 15 μm is formed thereon.
Is covered. The hard PVD film 3 is made of a hard PVD containing molybdenum nitride, chromium nitride, or the like.
It is a film.

【0019】アークイオンプレーティング法はイオンプ
レーティングの一つで、真空アーク放電を利用して、陰
極の皮膜材料を蒸気化、イオン化して、被コーティング
物の表面に皮膜を形成するものである。このアークイオ
ンプレーティング法は蒸気のイオン化率が高く、緻密で
密着性に優れた皮膜が得られる特長がある。
The arc ion plating method is one type of ion plating in which a coating material of a cathode is vaporized and ionized by using vacuum arc discharge to form a coating on the surface of an object to be coated. . This arc ion plating method has a feature that the ionization rate of steam is high, and a dense and excellent coating film can be obtained.

【0020】図2に基づいて、アークイオンプレーティ
ング装置の基本的構成を説明する。真空チャンバ10内
に、皮膜を形成する材料からなる陰極(蒸発源)11
と、皮膜が形成される被コーティング物12が設置され
ている。陰極(蒸発源)11は真空チャンバ10の外側
に設置されているアーク供給源13に接続されており、
アーク供給源13には図示外の陽極が接続されている。
被コーティング物12にはバイアス電圧供給源14によ
って負のバイアス電圧が印加されるように構成されてい
る。真空チャンバ10にはプロセスガスの供給源に接続
されているガス入口15と、ポンプに接続されている排
気口16とが設けられている。
The basic configuration of the arc ion plating apparatus will be described with reference to FIG. A cathode (evaporation source) 11 made of a material for forming a film is placed in a vacuum chamber 10.
And a coating object 12 on which a film is formed is provided. The cathode (evaporation source) 11 is connected to an arc supply source 13 installed outside the vacuum chamber 10,
An anode (not shown) is connected to the arc supply source 13.
The coating object 12 is configured so that a negative bias voltage is applied by a bias voltage supply source 14. The vacuum chamber 10 is provided with a gas inlet 15 connected to a process gas supply source and an exhaust port 16 connected to a pump.

【0021】したがって、真空チャンバ10内におい
て、陰極(蒸発源)11と陽極との間でアーク放電が起
こされると、アークは陰極(蒸発源)11の表面上にア
ークスポットを形成し、陰極(蒸発源)11の表面上を
ランダムにかつ高速に移動する。アークスポットに集中
するアーク電流(数十〜数百A)のエネルギーにより、
陰極(蒸発源)11の材料は瞬時に蒸発すると同時に金
属イオン17となり、真空中に飛び出す。一方、バイア
ス電圧が被コーティング物12に印加されることによ
り、金属イオン17は加速され、反応ガス粒子18とと
もに被コーティング物12の表面に密着し、緻密な皮膜
が生成される。
Therefore, when an arc discharge is generated between the cathode (evaporation source) 11 and the anode in the vacuum chamber 10, the arc forms an arc spot on the surface of the cathode (evaporation source) 11 and the cathode (evaporation source). It moves on the surface of the evaporation source 11 at random and at high speed. Due to the energy of the arc current (tens to hundreds of amps) concentrated on the arc spot,
The material of the cathode (evaporation source) 11 evaporates instantaneously and becomes metal ions 17 at the same time, and jumps out into a vacuum. On the other hand, when the bias voltage is applied to the object to be coated 12, the metal ions 17 are accelerated and adhere to the surface of the object to be coated 12 together with the reaction gas particles 18, so that a dense film is generated.

【0022】本発明において、Mo98.0〜99.5
重量%、残Nからなる皮膜を形成する場合は、上記アー
クイオンプレーティング装置において、陰極(蒸発源)
11の材料としてMo金属が使用され、プロセスガスと
して窒素ガスが使用される。
In the present invention, Mo 98.0-99.5
In the case of forming a film consisting of weight% and residual N, a cathode (evaporation source) is used in the arc ion plating apparatus.
Eleven, Mo metal is used, and nitrogen gas is used as a process gas.

【0023】また、Cr98.0〜99.5重量%、残
Nからなる皮膜を形成する場合は、上記アークイオンプ
レーティング装置において、陰極(蒸発源)11の材料
としてCr金属が使用され、プロセスガスとして窒素ガ
スが使用される。
When forming a coating consisting of 98.0 to 99.5% by weight of Cr and the remaining N, Cr metal is used as the material of the cathode (evaporation source) 11 in the arc ion plating apparatus, and the process is performed. Nitrogen gas is used as the gas.

【0024】また、MoとCrの両方で98.0〜9
9.5重量%、残Nからなる皮膜を形成する場合は、上
記アークイオンプレーティング装置において、陰極(蒸
発源)11の材料としてMo−Cr合金が使用され、プ
ロセスガスとして窒素ガスが使用される。
Further, 98.0-9 for both Mo and Cr
When forming a film consisting of 9.5% by weight and the remaining N, in the above arc ion plating apparatus, a Mo—Cr alloy is used as a material of the cathode (evaporation source) 11, and a nitrogen gas is used as a process gas. You.

【0025】なお、MoとCrの両方で98.0〜9
9.5重量%、残Nからなる皮膜を形成する場合は、M
o金属からなる陰極、Cr金属からなる陰極、およびM
o−Cr合金からなる陰極のうちの少なくとも2つの陰
極を設け、プロセスガスとして窒素ガスが使用されるこ
とにより行ってもよい。
It should be noted that both Mo and Cr are 98.0-9.
When forming a film consisting of 9.5% by weight and the remaining N, M
a cathode made of o metal, a cathode made of Cr metal, and M
At least two of the cathodes made of an o-Cr alloy may be provided, and nitrogen gas may be used as a process gas.

【0026】皮膜硬度は、窒素流量を少なくして、硬さ
をHV300〜800にする。また、イオンプレーティ
ングの際のバイアス電圧をコントロールすることによっ
て硬さを調整できる。バイアス電圧を高くすると、硬度
は上昇する。
As for the film hardness, the nitrogen flow rate is reduced and the hardness is set to 300 to 800 HV. The hardness can be adjusted by controlling the bias voltage at the time of ion plating. As the bias voltage increases, the hardness increases.

【0027】皮膜4の初期なじみ性を評価するために、
図3に示す往復動摩擦試験機を使用して摩耗試験を行っ
た。
In order to evaluate the initial conformability of the coating 4,
A wear test was performed using a reciprocating friction tester shown in FIG.

【0028】図3に示す往復動摩擦試験機の概要を説明
すると、ピストンリングに対応するピン状の上試験片2
0は、固定ブロック21により保持され、上方から油圧
シリンダ22により下向きの荷重が加えられて、後述す
る下試験片23に押接される。一方、シリンダに対応す
る矩形の平盤形状の下試験片23は可動ブロック24に
より保持され、クランク機構25により往復動せしめら
れる。26はロードセルである。
An outline of the reciprocating friction tester shown in FIG. 3 will be described. A pin-shaped upper test piece 2 corresponding to a piston ring is described.
Numeral 0 is held by the fixed block 21, a downward load is applied from above by the hydraulic cylinder 22, and is pressed against a lower test piece 23 described later. On the other hand, the lower test piece 23 having a rectangular flat plate shape corresponding to the cylinder is held by the movable block 24 and reciprocated by the crank mechanism 25. 26 is a load cell.

【0029】試験条件は以下の通りである。 1.供試試料 A.下試験片:シリンダブロック用鋳鉄製(FC250
相当材)平板(寸法:長さ70mm、幅17mm、厚さ
14mm)の試験面をバフ研磨し、面粗さを0.1μm
以下にしたもの。なお、硬さはロックウエル硬さ(HR
B)で90である。 B.上試験片:ピストンリング用鋼棒(寸法:直径8m
m、長さ23mm)の端面を18mmRの球面仕上げし
たもの。鋼棒はマルテンサイト系17Crステンレス材
であり、鋼棒の表面に表1に記載の皮膜を被覆した。な
お、比較例1,3,4以外は鋼棒の表面に窒化層が形成
されており、その上に表1に記載の皮膜(膜厚:5μ
m)が被覆される。比較例1はCrめっき皮膜(膜厚:
5μm)のみ、比較例3は鋼棒の表面にTiNからなる
PVD皮膜が被覆されており、その上にTiからなるP
VD皮膜(膜厚:5μm)が被覆され、比較例4は窒化
層のみである。比較例9,10は窒素を導入せず、真空
中(0.1mTorr)で処理したものである。なお、
PVD皮膜を形成している結晶粒径は0.1μm未満で
あった。
The test conditions are as follows. 1. Test sample A. Lower specimen: Cast iron for cylinder block (FC250
Equivalent material) A test surface of a flat plate (dimensions: length 70 mm, width 17 mm, thickness 14 mm) is buff-polished to have a surface roughness of 0.1 μm.
What you did below. Note that hardness Rockwell hardness (H R
B) is 90. B. Upper specimen: Steel rod for piston ring (Dimension: 8m in diameter)
(m, 23 mm in length) with a spherical finish of 18 mmR. The steel rod was a martensitic 17Cr stainless steel, and the surface of the steel rod was coated with the coating shown in Table 1. Except for Comparative Examples 1, 3, and 4, a nitrided layer was formed on the surface of the steel rod, and the coating (film thickness: 5 μm) described in Table 1 was formed thereon.
m) is coated. Comparative Example 1 was a Cr plating film (film thickness:
5 μm), in Comparative Example 3, the surface of the steel rod was coated with a PVD film made of TiN, and a Pd film made of Ti was formed thereon.
A VD film (film thickness: 5 μm) was coated, and Comparative Example 4 was only a nitride layer. Comparative Examples 9 and 10 were processed in a vacuum (0.1 mTorr) without introducing nitrogen. In addition,
The crystal grain size forming the PVD film was less than 0.1 μm.

【0030】 [0030]

【0031】(注1)硬さは、比較例2がHV 5g
f、その他はHV 100gfである。 (注2)比較例7および実施例1は皮膜中の成分がMo
とNであり、金属Mo中にNが固溶されている。 (注3)比較例8および実施例2は皮膜中の成分がCr
とNであり、金属Cr中にNが固溶されている。 (注4)実施例3,4は皮膜中の成分がMoとCrとN
であり、Mo−Cr合金(Cr−Mo合金)中にNが固
溶されている。 (注5)実施例3,4のMo−Cr合金(Cr−Mo合
金)におけるMoとCrの比率は重量比である。
(Note 1) The hardness of Comparative Example 2 was 5 g HV.
f and others are HV 100 gf. (Note 2) In Comparative Example 7 and Example 1, the component in the film was Mo.
And N, and N is dissolved in the metal Mo. (Note 3) In Comparative Example 8 and Example 2, the component in the coating was Cr.
And N, and N is dissolved in metal Cr. (Note 4) In Examples 3 and 4, the components in the film were Mo, Cr, and N.
And N is dissolved in the Mo—Cr alloy (Cr—Mo alloy). (Note 5) In the Mo-Cr alloys (Cr-Mo alloys) of Examples 3 and 4, the ratio of Mo to Cr is a weight ratio.

【0032】2.摩耗試験条件 試験:5kg×200cpm 潤滑:10wディーゼルエンジンオイル2. Abrasion test conditions Test: 5 kg x 200 cpm Lubrication: 10 w diesel engine oil

【0033】上記の条件で往復動摩擦試験機により各皮
膜を摩擦し、1分毎に皮膜の摩滅状態を観察し、摩滅し
ない皮膜については試験を続行して皮膜の摩滅時間を測
定した。図4は各皮膜が摩滅するまでの時間を示してい
る。
Under the above conditions, each film was rubbed by a reciprocating friction tester, and the abrasion state of the film was observed every minute. For the film which did not wear, the test was continued to measure the abrasion time of the film. FIG. 4 shows the time until each coating wears out.

【0034】図4の試験結果から、皮膜が摩滅するまで
の時間が比較例2,3,9,10は早いことがわかる。
しかしながら、比較例3,9,10は、皮膜摺動面にス
カッフ痕が認められるので、初期なじみ層として適して
いない。また、比較例2は摩滅が早すぎるために、ピス
トンリングには不十分である。これに対して、実施例
1,2,3,4は、皮膜が摩滅するまでの時間が良好で
あり、かつ、耐スカッフ性も良好であった。
From the test results shown in FIG. 4, it can be seen that Comparative Examples 2, 3, 9, and 10 take a shorter time until the film is worn.
However, in Comparative Examples 3, 9, and 10, scuff marks were observed on the sliding surface of the film, and thus, they were not suitable as the initial conformable layer. Further, Comparative Example 2 is insufficient for a piston ring because the wear is too fast. On the other hand, in Examples 1, 2, 3, and 4, the time until the film was worn was good, and the scuff resistance was also good.

【0035】次に、表1に示す皮膜を外周面に被覆した
ピストンリングをエンジンテストに供した。すなわち、
φ81mmの直列4気筒ガソリンエンジンに前記ピスト
ンリングを組み込み、6000rpm×WOTの条件で
初期の潤滑油消費量試験を行った。
Next, the piston ring whose outer surface was coated with the coating shown in Table 1 was subjected to an engine test. That is,
The piston ring was assembled in an in-line 4-cylinder gasoline engine of φ81 mm, and an initial lubricating oil consumption test was performed under the condition of 6000 rpm × WOT.

【0036】図5および図6に、潤滑油消費量試験を行
った結果を示す。図5は比較例1,4と実施例1につい
て、運転時間と潤滑油消費量との関係を示したものであ
り、図6は各比較例および実施例について10時間運転
後の潤滑油消費量を示したものである。
FIGS. 5 and 6 show the results of the lubricating oil consumption test. FIG. 5 shows the relationship between the operating time and the amount of lubricating oil consumption for Comparative Examples 1 and 4 and Example 1. FIG. 6 shows the amount of lubricating oil consumption after 10 hours of operation for each Comparative Example and Example. It is shown.

【0037】図5および図6の試験結果に示されている
ように、本実施例のピストンリングは初期の潤滑油消費
量が少ないことがわかる。
As shown in the test results of FIGS. 5 and 6, it can be seen that the piston ring of this embodiment consumes a small amount of lubricating oil in the initial stage.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のピストン
リングは初期なじみ性が優れているため、初期の潤滑油
消費量を低減できる。
As described above, since the piston ring of the present invention has excellent initial conformability, the initial consumption of lubricating oil can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)および(b)はそれぞれ本発明の実施例
であるピストンリングの一部分を示す縦断面図である。
FIGS. 1A and 1B are longitudinal sectional views each showing a part of a piston ring according to an embodiment of the present invention.

【図2】アークイオンプレーティング装置の構成を説明
する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an arc ion plating apparatus.

【図3】往復動摩擦試験機の概要を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing an outline of a reciprocating friction tester.

【図4】往復動摩擦試験における皮膜の摩滅までの時間
を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the time until the coating is worn in a reciprocating friction test.

【図5】皮膜を被覆したピストンリングのエンジンテス
トにおいて、運転時間に対する潤滑油消費量を示すグラ
フである。
FIG. 5 is a graph showing lubricating oil consumption with respect to operating time in an engine test of a piston ring coated with a film.

【図6】皮膜を被覆したピストンリングのエンジンテス
トにおいて、10時間運転後の潤滑油消費量を示すグラ
フである。
FIG. 6 is a graph showing consumption of lubricating oil after 10 hours of operation in an engine test of a piston ring coated with a film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ピストンリング 2 窒化層 3 硬質のPVD皮膜 4 皮膜 10 真空チャンバ 11 陰極(蒸発源) 12 被コーティング物 13 アーク供給源 14 バイアス電圧供給源 15 ガス入口 16 排気口 17 金属イオン 18 反応ガス粒子 20 上試験片 21 固定ブロック 22 油圧シリンダ 23 下試験片 24 可動ブロック 25 クランク機構 26 ロードセル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piston ring 2 Nitride layer 3 Hard PVD coating 4 Coating 10 Vacuum chamber 11 Cathode (evaporation source) 12 Coating object 13 Arc supply source 14 Bias voltage supply source 15 Gas inlet 16 Exhaust port 17 Metal ion 18 Reactive gas particles 20 Test piece 21 Fixed block 22 Hydraulic cylinder 23 Lower test piece 24 Movable block 25 Crank mechanism 26 Load cell

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02F 5/00 F02F 5/00 N (56)参考文献 特開 平2−134468(JP,A) 特開 平3−255271(JP,A) 特開 平6−94130(JP,A) 特開 平3−79863(JP,A) 特開 昭63−289374(JP,A) 特開 平3−277870(JP,A) 特開 平4−4361(JP,A) 特開 平5−215239(JP,A) 特開 平4−34268(JP,A) 特開 平5−78821(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16J 9/26 C23C 14/14 F02F 5/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02F 5/00 F02F 5/00 N (56) References JP-A-2-134468 (JP, A) JP-A-3-255271 ( JP, A) JP-A-6-94130 (JP, A) JP-A-3-79863 (JP, A) JP-A-63-289374 (JP, A) JP-A-3-277870 (JP, A) JP JP-A-4-4361 (JP, A) JP-A-5-215239 (JP, A) JP-A-4-34268 (JP, A) JP-A-5-78821 (JP, A) (58) .Cl. 7 , DB name) F16J 9/26 C23C 14/14 F02F 5/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 外周面に形成されている窒化層上に膜厚
が1〜15μmの皮膜が被覆されており、この皮膜
oおよびCrのいずれかまたは両方で98.0〜99.
5重量%、残Nからなり、皮膜硬さがビッカース硬さ3
00〜800で、結晶粒径が1μm未満であることを特
徴とするピストンリング。
[Claim 1] A film thickness is the film of 1~15μm coated on a nitride layer formed on an outer peripheral surface, the coating M
98.0-99. for either or both of o and Cr.
5% by weight, balance N, Vickers hardness 3
A piston ring having a crystal grain diameter of from 00 to 800 and less than 1 μm.
【請求項2】 外周面に形成されている硬質のPVD皮
膜上に膜厚が1〜15μmの皮膜が被覆されており、
皮膜MoおよびCrのいずれかまたは両方で98.
0〜99.5重量%、残Nからなり、皮膜硬さがビッカ
ース硬さ300〜800で、結晶粒径が1μm未満であ
ることを特徴とするピストンリング。
2. A hard PVD skin formed on an outer peripheral surface.
Thickness on the film has been coated film of 1 to 15 m, this
The coating 98 on either or both of Mo and Cr.
A piston ring comprising 0 to 99.5% by weight, the balance being N, having a Vickers hardness of 300 to 800 and a crystal grain size of less than 1 μm.
【請求項3】 請求項1又は2記載のピストンリングの
製造方法であって、前記膜厚1〜15μmの皮膜をPV
D法により被覆することを特徴とするピストンリングの
製造方法。
3. The method for manufacturing a piston ring according to claim 1 , wherein the coating having a thickness of 1 to 15 μm is formed by PV.
A method for producing a piston ring, wherein the piston ring is coated by a D method.
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