JPH0217621B2 - - Google Patents

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JPH0217621B2
JPH0217621B2 JP55070831A JP7083180A JPH0217621B2 JP H0217621 B2 JPH0217621 B2 JP H0217621B2 JP 55070831 A JP55070831 A JP 55070831A JP 7083180 A JP7083180 A JP 7083180A JP H0217621 B2 JPH0217621 B2 JP H0217621B2
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JP
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wear resistance
wear
carbon ferrochrome
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JP55070831A
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Takeshi Hiraoka
Yoshikatsu Nakamura
Osamu Kawamura
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Nippon Piston Ring Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Nippon Piston Ring Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Priority to DE3121185A priority patent/DE3121185C2/de
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/02—Surface coverings of combustion-gas-swept parts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高度の耐摩耗性が要求される例えば、
ピストンリング、シリンダなどの内燃機関用摺動
部材の製造方法に係るものである。
近時の内燃機関の使用条件は、高出力、高回
転、排ガス対策による作動条件の悪化などその作
動条件は増々苛酷なものとなつてきた。
従つて、内燃機関に於る摺動部分の耐摩耗性は
これに充分対応し得るよう改善が要求される。
従来この耐摩耗性対策としては大別として基材
の摺動部表面にクロムメツキやニツケル複合メツ
キなどのメツキによつて、耐摩耗性を向上させる
手段とモリブデン溶射や各種成分の混合溶射によ
つて耐摩耗性を向上させる手段に分れるが、近時
の高度な耐摩耗性の要求を充分に満足させ得る耐
摩耗対策は存在しないのが現状である。
本発明は、このような現状に鑑み、近時の高度
な耐摩耗性の要求を充分に満足させ得る摺動部材
の製造方法を提供しようとするものである。
即ち、本発明は重量比にて高炭素フエロクロム
50〜97％、0.6重量％以上の炭素を含有する高炭
素鉄３〜50％を溶射して、基材の摺動部表面に溶
射層を形成することを特徴とする内燃機関用摺動
部材の製造方法である。
以下、本発明の内燃機関用摺動部材の製造方法
を詳細に説明する。
本発明に用いられる高炭素フエロクロム（化学
成分はJISG2303に示される高炭素フエロクロム
１号、２号、３号、５号に基づく）は高硬度であ
ることから高い耐摩耗性を発揮するが、この高炭
素フエロクロム100％の溶射層は靭性に乏しく、
また、粒子間の結合強度が弱いことから作動中、
高炭素フエロクロム粒子のミクロ的な脱落を生じ
る。そのためこの脱落粒子によるアブレツシブ摩
耗を生じる欠陥を有する。本発明にあつては、こ
の欠陥を防止する目的から、0.6重量％以上の炭
素を含有する高炭素鉄（以下単に高炭素鉄と称す
る）を加えることによつて、この欠陥を巧みに解
決した。
即ち、高炭素フエロクロムに高炭素鉄を加える
ことによつて、粒子間結合強度の強い高炭素鉄粒
子が、粒子間結合強度の弱い高炭素フエロクロム
粒子を強固に支え高炭素フエロクロム粒子のミク
ロ的な脱落を防止するものである。従つて本発明
にあつては、アブレツシブ摩耗を生ずることはな
い。
また、摺動面には高硬度の高炭素フエロクロム
と比較的軟い高炭素鉄が併存する形となるため
に、使用中にこの２者間に摩耗段差が生じ、この
摩耗段差による凹部に常時潤滑油が満されるた
め、耐スカツフイング及び耐摩耗性に関しても著
しく改善されることとなる。更に高炭素鉄とする
ことによつて、溶射時にこの高炭素鉄はマルテン
サイト変態を生じ膨脹する。そのため溶射時の歪
を減少させることができ且つ、高炭素フエロクロ
ム粒子の脱落を一層顕著に防止し得るものであ
る。
前述したような効果を期待するためには、高炭
素フエロクロム及び高炭素鉄の比率を下記の如く
範囲内に設定する必要がある。
即ち、高炭素フエロクロムが50％未満となると
耐摩耗性向上に寄与する高炭素フエロクロムが不
足することから自分自身の摩耗が多くなり、高度
の耐摩耗性の要求される内燃機関用としては使用
に供せない。
一方97％超となると高炭素フエロクロム粒子の
結合強度が低下することから、ミクロ的な粒子の
脱落が生じアブレツシブ摩耗を招くとともに相手
材の摩耗を増大することとなる。
従つて、高炭素フエロクロムは重量比にて50〜
97％の範囲内に設定する必要がある。
また、高炭素鉄が３％未満では、前述した高炭
素フエロクロム粒子の結合強度の弱さを、高炭素
鉄の粒子間結合強度の強い高炭素鉄で充分強固に
支えることができず、もつて、高炭素フエロクロ
ム粒子のミクロ的な脱落を生じアブレツシブな摩
耗を招くとともに相手材の摩耗を増大させるため
使用に供せない。
一方、50％超となると高炭素鉄自身の耐摩耗性
特性が表われ始めて耐摩耗性が悪くなり、高度な
耐摩耗性の要求される内燃機関用摺動部材として
は使用に供せない。
従つて、高炭素鉄は重量比にて３〜50％の範囲
内に設定する必要がある。
以上説明から明らかな如く、本発明内燃機関用
摺動部材の製造方法は、高度の耐摩耗性を有する
高炭素フエロクロムの欠陥を高炭素鉄を特定量加
えることによつて、巧みに解決し且つ、高炭素フ
エロクロム自身の持つ性能よりも優れた性能を発
揮する内燃機関用摺動部材の製造方法を提供し得
るものであり、その効果は極めて大きい。
以下、本発明の優秀性を立証するため下記の如
く耐摩耗性試験を行つた。
先ず、ダクタイル鋳鉄製試験片（15mm×20mm×
７mm）の摺動面に本発明の一例として高炭素フエ
ロクロム95％（JISG2303に示される３号）と
Ｃ：0.8％、Si：0.8％、Mn：0.7％、残Feからな
る高炭素鉄５％の混合溶射、（試料１とする）及
び高炭素フエロクロム（JISG2303に示される３
号）90％とＣ：３％、Si：0.8％、Mn：0.7％、
残Feからなる高炭素鉄10％の混合溶射、（試料２
とする）をそれぞれ0.2mmプラズマ溶射して試験
試料を作成した。
このときの各試料の硬さは、各試料とも高炭素
フエロクロム粒子の硬さはHV950であり、試料
１の高炭素鉄粒子の硬さはHV500、試料２の同
硬さはHV550であつた。
また、性能比較用として試料片の摺動面にモリ
ブデン100％の溶射層を0.2mmプラズマ溶射し試料
３とした。この試料３の硬さはHV800であつた。
このように形成した試料１〜３を回転式摩耗試
験機を用い、かかる試料１〜３をそれぞれ固定片
とし、この固定片を鋳鉄材（Ｃ：3.2％、Si：2.0
％、Mn：0.8％、残Fe）で製作された円板状試料
（硬度HRB98）上面にそれぞれ圧接し、その圧接
面に対し、常時潤滑油を供給しつつ円板状試料を
回転させ運転後の摩耗量を測定した。
（試験条件） 潤滑油量：0.2／min 潤滑油：ダフニオイル＃65 荷重：20Kg／cm2 摩擦速度：５ｍ／sec 走行距離：300Km この結果は第１図に示す如くであり、この結果
から明らかなように本発明の製造方法によつて得
られた摺動部材は、従来技術であるモリブデン溶
射に比し、約1/2の摩耗量を示し極めて優れた性
能を有することが立証された。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例と従来技術との耐摩
耗性比較試験の結果を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 重量比にて、高炭素フエロクロム50〜97％、
    0.6重量％以上の炭素を含有する高炭素鉄３〜50
    ％を溶射して、基材の摺動部表面に溶射層を形成
    することを特徴とする内燃機関用摺動部材の製造
    方法。
JP7083180A 1980-05-29 1980-05-29 Sliding member for internal-combustion engine Granted JPS56169766A (en)

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