JPH04311506A - ピストンリング線材 - Google Patents
ピストンリング線材Info
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- JPH04311506A JPH04311506A JP10320291A JP10320291A JPH04311506A JP H04311506 A JPH04311506 A JP H04311506A JP 10320291 A JP10320291 A JP 10320291A JP 10320291 A JP10320291 A JP 10320291A JP H04311506 A JPH04311506 A JP H04311506A
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Landscapes
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- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、船舶、その他
汎用の内燃機関に用いられるピストンリング線材に関す
るものである。
汎用の内燃機関に用いられるピストンリング線材に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関のピストンリングの材質には、
従来鋳鉄がＣｒメッキ等を施して用いられてきたが、近
年エンジンの効率向上、高負荷化、さらに軽量化の要求
に伴い、鋼製のピストンリングの適用が拡大しつつある
。さらに、最近のガソリンエンジンの燃費規制、ディー
ゼルエンジンの廃ガス規制によって、ピストンリングの
使用条件がさらに過酷になり、耐焼付性（耐スカッフィ
ング性ともいう）の向上、耐摩耗性および耐腐食性の向
上が望まれている。このような背景から内燃機関のピス
トンリングは、スチール製への移行、さらに耐摩耗性、
耐焼付性のすぐれたスチール製ピストンリングへと展開
しつつあり、これらの要求に対応して、スチール製ピス
トンリングの材質もＳｉ−Ｃｒ鋼（ＪＩＳ ＳＷＯＳＣ
−Ｖ）から１３％クロム鋼、１７％クロム鋼が用いられ
てきた。また、前述の汎用鋼の他、ピストンリング線材
に適した材質として特公昭６１−２２１３１号、特公昭
５７−８３０２号、特公昭５８−６４５４２号、特公昭
６１−２１３０２号など多くの提案がみられる。
従来鋳鉄がＣｒメッキ等を施して用いられてきたが、近
年エンジンの効率向上、高負荷化、さらに軽量化の要求
に伴い、鋼製のピストンリングの適用が拡大しつつある
。さらに、最近のガソリンエンジンの燃費規制、ディー
ゼルエンジンの廃ガス規制によって、ピストンリングの
使用条件がさらに過酷になり、耐焼付性（耐スカッフィ
ング性ともいう）の向上、耐摩耗性および耐腐食性の向
上が望まれている。このような背景から内燃機関のピス
トンリングは、スチール製への移行、さらに耐摩耗性、
耐焼付性のすぐれたスチール製ピストンリングへと展開
しつつあり、これらの要求に対応して、スチール製ピス
トンリングの材質もＳｉ−Ｃｒ鋼（ＪＩＳ ＳＷＯＳＣ
−Ｖ）から１３％クロム鋼、１７％クロム鋼が用いられ
てきた。また、前述の汎用鋼の他、ピストンリング線材
に適した材質として特公昭６１−２２１３１号、特公昭
５７−８３０２号、特公昭５８−６４５４２号、特公昭
６１−２１３０２号など多くの提案がみられる。
【０００３】この他、特開平１−１８２６６７号には出
発原料が粉末冶金法からなる中高炭素含有金属粉末を圧
密化したピストンリングの製造方法が提案されている。 これ等のピストンリング線材は、リング加工特性の要求
から硬さをＨＲＣ３８−４５に調質して使用されており
、シリンダーと摺動するリング外周部は耐摩耗性、耐焼
付性を向上させるため、硬質Ｃｒメッキや、硬質粒子を
含む複合メッキまたは高Ｃｒ系のピストンリング線材に
ついては主に窒化処理を行なって使用されている。
発原料が粉末冶金法からなる中高炭素含有金属粉末を圧
密化したピストンリングの製造方法が提案されている。 これ等のピストンリング線材は、リング加工特性の要求
から硬さをＨＲＣ３８−４５に調質して使用されており
、シリンダーと摺動するリング外周部は耐摩耗性、耐焼
付性を向上させるため、硬質Ｃｒメッキや、硬質粒子を
含む複合メッキまたは高Ｃｒ系のピストンリング線材に
ついては主に窒化処理を行なって使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】スチール製のピストン
リング線材としては、現状では１７Ｃｒ系ステンレス鋼
（ＳＵＳ４４０Ｂクラス）に窒化処理を施した材料が最
も高性能材として位置付けられ、高性能ガソリンエンジ
ンのトップリング、ディーゼルエンジンのトップリング
に用いられている。また、前述の特開平１−１８２６６
７号は出発原料を粉末冶金法とするピストンリングの製
造方法であり、対象とする材料が既存のダイス鋼、高速
度工具鋼やステンレス鋼のため、ピストンリング線材と
して必ずしも十分な組成といえない問題があった。とこ
ろで近年、エンジンの軽量化に伴うピストンリングの薄
肉化に対応して耐摩耗性、耐焼付性のさらなる向上の他
、ディーゼルエンジンの廃ガス規制強化による燃焼ガス
雰囲気の過酷化傾向とこれに耐える材質の出現が望まれ
ている。本発明の目的は、耐摩耗性、耐焼付性にすぐれ
、しかも燃焼ガス雰囲気に対して良好な耐腐食性を兼備
するピストンリング線材を提供することである。
リング線材としては、現状では１７Ｃｒ系ステンレス鋼
（ＳＵＳ４４０Ｂクラス）に窒化処理を施した材料が最
も高性能材として位置付けられ、高性能ガソリンエンジ
ンのトップリング、ディーゼルエンジンのトップリング
に用いられている。また、前述の特開平１−１８２６６
７号は出発原料を粉末冶金法とするピストンリングの製
造方法であり、対象とする材料が既存のダイス鋼、高速
度工具鋼やステンレス鋼のため、ピストンリング線材と
して必ずしも十分な組成といえない問題があった。とこ
ろで近年、エンジンの軽量化に伴うピストンリングの薄
肉化に対応して耐摩耗性、耐焼付性のさらなる向上の他
、ディーゼルエンジンの廃ガス規制強化による燃焼ガス
雰囲気の過酷化傾向とこれに耐える材質の出現が望まれ
ている。本発明の目的は、耐摩耗性、耐焼付性にすぐれ
、しかも燃焼ガス雰囲気に対して良好な耐腐食性を兼備
するピストンリング線材を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明者等は、前述のピス
トンリング線材に対して特に要求が高い、耐摩耗性、耐
焼付性および硫酸環境における耐腐食性を同時に満足で
きる適正組成、さらに炭化物の種類と分布状態について
子細に検討した。その結果、耐摩耗性については主とし
てＣｒ系の炭化物であるＭ２３Ｃ６型やＭ７Ｃ３型の炭
化物の量が増加するとほぼ比例的に耐摩耗性が良好とな
り、これらの炭化物の大きさは、炭化物面積率が約２５
％以下の場合、炭化物が大きいほど耐摩耗性が向上する
が、炭化物面積率が約２５％を越えると炭化物の大きさ
による影響が小さくなることを知見した。
トンリング線材に対して特に要求が高い、耐摩耗性、耐
焼付性および硫酸環境における耐腐食性を同時に満足で
きる適正組成、さらに炭化物の種類と分布状態について
子細に検討した。その結果、耐摩耗性については主とし
てＣｒ系の炭化物であるＭ２３Ｃ６型やＭ７Ｃ３型の炭
化物の量が増加するとほぼ比例的に耐摩耗性が良好とな
り、これらの炭化物の大きさは、炭化物面積率が約２５
％以下の場合、炭化物が大きいほど耐摩耗性が向上する
が、炭化物面積率が約２５％を越えると炭化物の大きさ
による影響が小さくなることを知見した。
【０００６】また、耐焼付性についても耐摩耗性とほぼ
同じ傾向になることがわかった。さらにディーゼルエン
ジンを対象としたピストンリング線材の場合には、特に
硫酸環境下における耐腐食性が問題となるが、炭化物形
態による影響を調べた結果、炭化物が約１０μｍ以下の
微細なものが耐腐食性に効果があることを見出した。こ
れらの知見に基づいて検討した結果、塑性加工により線
材とし、これを調質した後に曲げ加工を行なってピスト
ンリングを製造するピストンリング線材には、出発原料
を予め特定の合金組成を有する粉末とし、これを圧密化
した後塑性加工することで達成できることがわかった。
同じ傾向になることがわかった。さらにディーゼルエン
ジンを対象としたピストンリング線材の場合には、特に
硫酸環境下における耐腐食性が問題となるが、炭化物形
態による影響を調べた結果、炭化物が約１０μｍ以下の
微細なものが耐腐食性に効果があることを見出した。こ
れらの知見に基づいて検討した結果、塑性加工により線
材とし、これを調質した後に曲げ加工を行なってピスト
ンリングを製造するピストンリング線材には、出発原料
を予め特定の合金組成を有する粉末とし、これを圧密化
した後塑性加工することで達成できることがわかった。
【０００７】既存のピストンリングには、合金粉末や合
金の原料となる粉末を焼結して一個毎のピストンリング
を製造する、いわゆる焼結ピストンリングが知られてい
るが、本発明はこれとは全く別異の技術であり、曲げ加
工を行なってピストンリングを製造するための、連続し
たピストンリング線材を提供するものである。したがっ
て、本発明によれば、従来のスチール製ピストンリング
の製造装置をそのまま活用できるので、連続した合理的
なピストンリングの製造が可能となる。
金の原料となる粉末を焼結して一個毎のピストンリング
を製造する、いわゆる焼結ピストンリングが知られてい
るが、本発明はこれとは全く別異の技術であり、曲げ加
工を行なってピストンリングを製造するための、連続し
たピストンリング線材を提供するものである。したがっ
て、本発明によれば、従来のスチール製ピストンリング
の製造装置をそのまま活用できるので、連続した合理的
なピストンリングの製造が可能となる。
【０００８】すなわち、本発明のうち第１発明は、重量
％でＣ ０．８０％を越え２．３０％以下、Ｓｉ ２．
０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、Ｃｒ １８．０〜３０
．０％、ＭｏとＷの１種または２種をＭｏ＋１／２Ｗで
０．２〜４．０％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物から
なり、かつ炭化物の面積率が２０〜４０％であり、粉末
冶金法によることを特徴とするピストンリング線材であ
り、第２発明は、重量％でＣ ０．８０％を越え２．３
０％以下、Ｓｉ ２．０％以下、Ｍｎ２．０％以下、Ｃ
ｒ １８．０〜３０．０％、ＭｏとＷの１種または２種
をＭｏ＋１／２Ｗで０．２〜４．０％、２．５％以下の
Ｎｉと１０．０％以下のＣｏの１種または２種（ただし
Ｎｉ＋Ｃｏで０．５％以上）、残部Ｆｅおよび不可避的
不純物からなり、かつ炭化物の面積率が２０〜４０％で
あり、粉末冶金法によることを特徴とするピストンリン
グ線材であり、第３発明は、重量％でＣ ０．８０％を
越え２．３０％以下、Ｓｉ ２．０％以下、Ｍｎ ２．
０％以下、Ｃｒ １８．０〜３０．０％、ＭｏとＷの１
種または２種をＭｏ＋１／２Ｗで０．２〜４．０％、Ｖ
とＮｂの１種または２種をＶ＋１／２Ｎｂで０．０５〜
２．０％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、か
つ炭化物の面積率が２０〜４０％であり、粉末冶金法に
よることを特徴とするピストンリング線材であり、第４
発明は、重量％でＣ ０．８０％を越え２．３０％以下
、Ｓｉ２．０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、Ｃｒ １８
．０〜３０．０％、ＭｏとＷの１種または２種をＭｏ＋
１／２Ｗで０．２〜４．０％、２．５％以下のＮｉと１
０．０％以下のＣｏの１種または２種（ただしＮｉ＋Ｃ
ｏで０．５％以上）、ＶとＮｂの１種または２種をＶ＋
１／２Ｎｂで０．０５〜２．０％、残部Ｆｅおよび不可
避的不純物からなり、かつ炭化物の面積率が２０〜４０
％であり、粉末冶金法によることを特徴とするピストン
リング線材である。
％でＣ ０．８０％を越え２．３０％以下、Ｓｉ ２．
０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、Ｃｒ １８．０〜３０
．０％、ＭｏとＷの１種または２種をＭｏ＋１／２Ｗで
０．２〜４．０％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物から
なり、かつ炭化物の面積率が２０〜４０％であり、粉末
冶金法によることを特徴とするピストンリング線材であ
り、第２発明は、重量％でＣ ０．８０％を越え２．３
０％以下、Ｓｉ ２．０％以下、Ｍｎ２．０％以下、Ｃ
ｒ １８．０〜３０．０％、ＭｏとＷの１種または２種
をＭｏ＋１／２Ｗで０．２〜４．０％、２．５％以下の
Ｎｉと１０．０％以下のＣｏの１種または２種（ただし
Ｎｉ＋Ｃｏで０．５％以上）、残部Ｆｅおよび不可避的
不純物からなり、かつ炭化物の面積率が２０〜４０％で
あり、粉末冶金法によることを特徴とするピストンリン
グ線材であり、第３発明は、重量％でＣ ０．８０％を
越え２．３０％以下、Ｓｉ ２．０％以下、Ｍｎ ２．
０％以下、Ｃｒ １８．０〜３０．０％、ＭｏとＷの１
種または２種をＭｏ＋１／２Ｗで０．２〜４．０％、Ｖ
とＮｂの１種または２種をＶ＋１／２Ｎｂで０．０５〜
２．０％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、か
つ炭化物の面積率が２０〜４０％であり、粉末冶金法に
よることを特徴とするピストンリング線材であり、第４
発明は、重量％でＣ ０．８０％を越え２．３０％以下
、Ｓｉ２．０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、Ｃｒ １８
．０〜３０．０％、ＭｏとＷの１種または２種をＭｏ＋
１／２Ｗで０．２〜４．０％、２．５％以下のＮｉと１
０．０％以下のＣｏの１種または２種（ただしＮｉ＋Ｃ
ｏで０．５％以上）、ＶとＮｂの１種または２種をＶ＋
１／２Ｎｂで０．０５〜２．０％、残部Ｆｅおよび不可
避的不純物からなり、かつ炭化物の面積率が２０〜４０
％であり、粉末冶金法によることを特徴とするピストン
リング線材である。
【０００９】
【作用】本発明は、Ｃ，Ｃｒともかなり高い合金組成で
あることが特徴である。これは前述のように炭化物の面
積率を２０〜４０％とするために必要な条件であるが、
このような合金は、従来の溶製法による手段では塑性加
工（線材化）は困難である。これを回避する手段として
は、合金化した粉末を焼結してピストンリングの形状に
することが考えられるが、この方法はピストンリングを
一個一個焼結体として製造する必要があり、工数やコス
ト的に合理的でない。そこで本発明は、圧延や引抜きな
ど線材化に必要な塑性加工ができるように合金設計した
合金粉末を用い、高密度の炭化物を含むピストンリング
線としたものである。本発明は、高合金でしかも高密度
の炭化物を含むにもかかわらず、炭化物が極めて微細に
均一に分布しているために線材化が可能であり、ピスト
ンリングを製造する工程においても、本発明のピストン
リング線材を曲げ加工することにより、容易にピストン
リングとすることができる。以下、本発明の成分の限定
理由について述べる。ＣはＣｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ等
の元素と結合して炭化物を形成し、耐摩耗性、耐焼付性
の向上に寄与すると共に、一部は基地中に固溶して基地
を強化する。また、炭化物の量を２０〜４０％にするた
めには、Ｃは０．８０％を越える必要があるが、２．３
０％を越えると炭化物の大きさを小さくしても加工性を
悪化させ、そのうえ炭化物面積率が４０％を越えるため
最大２．３０％とした。
あることが特徴である。これは前述のように炭化物の面
積率を２０〜４０％とするために必要な条件であるが、
このような合金は、従来の溶製法による手段では塑性加
工（線材化）は困難である。これを回避する手段として
は、合金化した粉末を焼結してピストンリングの形状に
することが考えられるが、この方法はピストンリングを
一個一個焼結体として製造する必要があり、工数やコス
ト的に合理的でない。そこで本発明は、圧延や引抜きな
ど線材化に必要な塑性加工ができるように合金設計した
合金粉末を用い、高密度の炭化物を含むピストンリング
線としたものである。本発明は、高合金でしかも高密度
の炭化物を含むにもかかわらず、炭化物が極めて微細に
均一に分布しているために線材化が可能であり、ピスト
ンリングを製造する工程においても、本発明のピストン
リング線材を曲げ加工することにより、容易にピストン
リングとすることができる。以下、本発明の成分の限定
理由について述べる。ＣはＣｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ等
の元素と結合して炭化物を形成し、耐摩耗性、耐焼付性
の向上に寄与すると共に、一部は基地中に固溶して基地
を強化する。また、炭化物の量を２０〜４０％にするた
めには、Ｃは０．８０％を越える必要があるが、２．３
０％を越えると炭化物の大きさを小さくしても加工性を
悪化させ、そのうえ炭化物面積率が４０％を越えるため
最大２．３０％とした。
【００１０】Ｓｉは鋼の精錬時に脱酸の目的で添加され
ると共に、耐硫酸腐食性の向上に効果的な元素である。 しかし、２％を越えると冷間加工性を害するので、Ｓｉ
は２．０％以下に限定する。
ると共に、耐硫酸腐食性の向上に効果的な元素である。 しかし、２％を越えると冷間加工性を害するので、Ｓｉ
は２．０％以下に限定する。
【００１１】Ｍｎは鋼の精錬時に脱硫の目的で添加され
るが、２．０％を越えると熱間加工性を害するので２．
０％以下に限定する。
るが、２．０％を越えると熱間加工性を害するので２．
０％以下に限定する。
【００１２】Ｃｒは前述のようにＣと結びついてＭ２３
Ｃ６型やＭ７Ｃ３型の炭化物を形成し、耐摩耗性および
耐焼付性を向上させる。炭化物量を２０〜４０％にする
ためにはＣ量とのバランスもあるが、１８．０％以上必
要であり、また３０．０％を越えると、フェライト相が
生成して、焼入処理を行なっても硬化しなくなるため最
大３０．０％に限定する。 このほか、Ｃｒの一部は、基地中に固溶して耐酸化性、
耐食性を向上させ、さらに窒化処理により硬質の窒化層
を生成し、耐摩耗性、耐焼付性を大きく向上させる効果
を有する。
Ｃ６型やＭ７Ｃ３型の炭化物を形成し、耐摩耗性および
耐焼付性を向上させる。炭化物量を２０〜４０％にする
ためにはＣ量とのバランスもあるが、１８．０％以上必
要であり、また３０．０％を越えると、フェライト相が
生成して、焼入処理を行なっても硬化しなくなるため最
大３０．０％に限定する。 このほか、Ｃｒの一部は、基地中に固溶して耐酸化性、
耐食性を向上させ、さらに窒化処理により硬質の窒化層
を生成し、耐摩耗性、耐焼付性を大きく向上させる効果
を有する。
【００１３】ＭｏとＷは、Ｃと結びついてそれ自体の炭
化物の形成するとともに、Ｃｒ炭化物中にも固溶するこ
とにより、Ｃｒ炭化物を強化し、さらに焼もどしにおけ
る軟化抵抗を高め、また窒化処理を行なう場合には、窒
化層形成にも寄与し、耐摩耗性、耐焼付性を向上させる
効果を有する。これ等の効果を得るためには、ＭｏとＷ
の１種または２種をＭｏ＋１／２Ｗで少なくとも０．２
％が必要である。しかし、過度に添加すると靭性を低下
させるのでＭｏ＋１／２Ｗの上限を４．０％に限定する
。
化物の形成するとともに、Ｃｒ炭化物中にも固溶するこ
とにより、Ｃｒ炭化物を強化し、さらに焼もどしにおけ
る軟化抵抗を高め、また窒化処理を行なう場合には、窒
化層形成にも寄与し、耐摩耗性、耐焼付性を向上させる
効果を有する。これ等の効果を得るためには、ＭｏとＷ
の１種または２種をＭｏ＋１／２Ｗで少なくとも０．２
％が必要である。しかし、過度に添加すると靭性を低下
させるのでＭｏ＋１／２Ｗの上限を４．０％に限定する
。
【００１４】ＶとＮｂは両元素とも結晶粒を微細化し、
靭性の向上に寄与するだけでなく、Ｍｏ、Ｗと同様それ
自体で炭化物を形成すると共に、Ｃｒ炭化物中にも固溶
して、これを強化することにより耐摩耗性および耐焼付
性を向上させ、また焼もどし軟化抵抗を向上させる効果
がある。また、両元素とも耐硫酸腐食性を向上させるう
えで有効である。これ等の効果を得るためには、ＶとＮ
ｂの１種または２種で少なくとも０．０５％以上必要で
あるが、過度に添加するとＭＣ型の炭化物を過剰に生成
して靭性を劣化させるのでＶ＋１／２Ｎｂで０．０５〜
２．０％に限定する。
靭性の向上に寄与するだけでなく、Ｍｏ、Ｗと同様それ
自体で炭化物を形成すると共に、Ｃｒ炭化物中にも固溶
して、これを強化することにより耐摩耗性および耐焼付
性を向上させ、また焼もどし軟化抵抗を向上させる効果
がある。また、両元素とも耐硫酸腐食性を向上させるう
えで有効である。これ等の効果を得るためには、ＶとＮ
ｂの１種または２種で少なくとも０．０５％以上必要で
あるが、過度に添加するとＭＣ型の炭化物を過剰に生成
して靭性を劣化させるのでＶ＋１／２Ｎｂで０．０５〜
２．０％に限定する。
【００１５】ＮｉとＣｏは、窒化層の耐硫酸腐食性を向
上させるうえで重要な元素である。両元素ともに炭化物
を形成せず、基地に固溶し、耐硫酸腐食性を高め、特に
窒化処理を行なった場合、窒化層中の基地に固溶して窒
化層自体の耐腐食性を高める効果があり、窒化処理を行
なって使用するピストンリング線材には特に有効である
。 この効果を得るためには、Ｎｉ、Ｃｏの１種または２種
をＮｉ＋Ｃｏで少なくとも０．５％以上必要である。し
かし、Ｎｉが２．５％を越えると熱処理における所定の
硬さが得られなくなり、またＣｏが１０％を越えると熱
間加工性および冷間加工性を低下させるので、Ｎｉは２
．５％以下、Ｃｏは１０％以下にそれぞれ限定する。炭
化物面積率は、従来使用されている１７Ｃｒ系ピストン
リング線材が約１９％であるのに対し、耐摩耗性、耐焼
付性を向上させるためには、２０％以上必要であること
、また炭化物を微細にしても４０％以上ある場合には、
冷間伸線、潰し圧延が困難になることにより、最大４０
％とした。
上させるうえで重要な元素である。両元素ともに炭化物
を形成せず、基地に固溶し、耐硫酸腐食性を高め、特に
窒化処理を行なった場合、窒化層中の基地に固溶して窒
化層自体の耐腐食性を高める効果があり、窒化処理を行
なって使用するピストンリング線材には特に有効である
。 この効果を得るためには、Ｎｉ、Ｃｏの１種または２種
をＮｉ＋Ｃｏで少なくとも０．５％以上必要である。し
かし、Ｎｉが２．５％を越えると熱処理における所定の
硬さが得られなくなり、またＣｏが１０％を越えると熱
間加工性および冷間加工性を低下させるので、Ｎｉは２
．５％以下、Ｃｏは１０％以下にそれぞれ限定する。炭
化物面積率は、従来使用されている１７Ｃｒ系ピストン
リング線材が約１９％であるのに対し、耐摩耗性、耐焼
付性を向上させるためには、２０％以上必要であること
、また炭化物を微細にしても４０％以上ある場合には、
冷間伸線、潰し圧延が困難になることにより、最大４０
％とした。
【００１６】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明の有効性につい
て詳述する。本発明のピストンリング線材および比較例
の線材は、ガスアトマイズ法により表１に示す組成の鋼
粉末を作製し、さらに熱間静水圧により圧密化した後、
熱間加工、冷間加工にて製造し、１０ｍｍ径の線材にし
た。 次いで焼なまし処理後、かたさをＨＲＣ４３目標に焼入
れ、焼もどしを行ない、実験に供した。なお、表１にお
いて、Ｎｏ．１４，１５については従来よりピストンリ
ング線材として用いられている鋼で溶製した鋼塊から製
造したものである。
て詳述する。本発明のピストンリング線材および比較例
の線材は、ガスアトマイズ法により表１に示す組成の鋼
粉末を作製し、さらに熱間静水圧により圧密化した後、
熱間加工、冷間加工にて製造し、１０ｍｍ径の線材にし
た。 次いで焼なまし処理後、かたさをＨＲＣ４３目標に焼入
れ、焼もどしを行ない、実験に供した。なお、表１にお
いて、Ｎｏ．１４，１５については従来よりピストンリ
ング線材として用いられている鋼で溶製した鋼塊から製
造したものである。
【００１７】
【表１】
【００１８】焼入れ、焼もどしを行なった各試料は、縦
断面のミクロ組織を観察して炭化物の面積率を測定し、
その結果を表２に示す。また、下記の試験機によって耐
摩耗試験および焼付試験を行なった。この試験機は相手
材に１８ｍｍ径のＦＣ２５のねずみ鋳鉄を用い、これに
直角に交差させた状態で、８ｍｍ径の試験片を前記相手
材の直線状母線上を長さ１３０ｍｍの間を摩擦速度０．
８ｍ／秒で往復摺動摩擦させる装置である。そして前記
耐摩耗試験は、油潤滑のもとで、試験片に３０ｋｇの応
力を負荷した状態で摩擦回数１０，０００回後の試験片
の摩耗面積を測定したもので、比較鋼Ｎｏ．１４の１７
Ｃｒ鋼の値を１とした時の比摩耗量で評価した。
断面のミクロ組織を観察して炭化物の面積率を測定し、
その結果を表２に示す。また、下記の試験機によって耐
摩耗試験および焼付試験を行なった。この試験機は相手
材に１８ｍｍ径のＦＣ２５のねずみ鋳鉄を用い、これに
直角に交差させた状態で、８ｍｍ径の試験片を前記相手
材の直線状母線上を長さ１３０ｍｍの間を摩擦速度０．
８ｍ／秒で往復摺動摩擦させる装置である。そして前記
耐摩耗試験は、油潤滑のもとで、試験片に３０ｋｇの応
力を負荷した状態で摩擦回数１０，０００回後の試験片
の摩耗面積を測定したもので、比較鋼Ｎｏ．１４の１７
Ｃｒ鋼の値を１とした時の比摩耗量で評価した。
【００１９】さらに、焼付試験は、同じ試験機を用い、
無潤滑の状態で摩擦係数が５０回毎に５ｋｇずつ増荷重
してゆき、焼付が発生した時の荷重で評価した。これと
は別に燃焼ガス雰囲気に対する耐腐食性の評価として、
４０℃の１０％Ｈ２ＳＯ４水溶液中に試験片を１０時間
浸漬した後の腐食減量を測定した。以上の結果をまとめ
て表２に併記する。
無潤滑の状態で摩擦係数が５０回毎に５ｋｇずつ増荷重
してゆき、焼付が発生した時の荷重で評価した。これと
は別に燃焼ガス雰囲気に対する耐腐食性の評価として、
４０℃の１０％Ｈ２ＳＯ４水溶液中に試験片を１０時間
浸漬した後の腐食減量を測定した。以上の結果をまとめ
て表２に併記する。
【００２０】
【表２】
【００２１】表２に示すように、本発明のピストンリン
グ線材に用いられる鋼は、Ｎｏ．１８を除いた従来鋼に
比べ、炭化物面積率が高く、本発明で規定する炭化物面
積率が耐摩耗性、耐焼付性に効果があることがわかる。 耐硫酸腐食性については、炭化物面積率を低目とし、基
地中に固溶するＣｒ量を高目にするようＣとＣｒの添加
量を適正配合させることで調整できるが、用途に応じて
適宜決定される。比較鋼Ｎｏ．１６，１７については、
炭化物面積率が高すぎ、冷間伸線時に割れが発生し、試
験を行なうことができなかった。また、Ｎｏ．１８につ
いては、オーステナイト化したため、高硬度が得られず
試験を中止した。
グ線材に用いられる鋼は、Ｎｏ．１８を除いた従来鋼に
比べ、炭化物面積率が高く、本発明で規定する炭化物面
積率が耐摩耗性、耐焼付性に効果があることがわかる。 耐硫酸腐食性については、炭化物面積率を低目とし、基
地中に固溶するＣｒ量を高目にするようＣとＣｒの添加
量を適正配合させることで調整できるが、用途に応じて
適宜決定される。比較鋼Ｎｏ．１６，１７については、
炭化物面積率が高すぎ、冷間伸線時に割れが発生し、試
験を行なうことができなかった。また、Ｎｏ．１８につ
いては、オーステナイト化したため、高硬度が得られず
試験を中止した。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、従来使用されてきた溶
製法によるスチール製ピストンリング線材の１７Ｃｒ鋼
を比べ、耐摩耗性、耐焼付性が著しく改善され、ピスト
ンリング線材として有用である。また、本発明のピスト
ンリング線材は、燃焼ガス雰囲気が過酷なディーゼルエ
ンジン用のトップリング用の線材としても使用でき、今
後ディーゼルエンジンの排ガス規制のため、ピストンリ
ングの使用条件がさらに過酷になっても、耐えうるピス
トンリング線材として提供できる。本発明のピストンリ
ング線材は、上記の効果を達成するためにかなりの高合
金と炭化物の密度を高めたものであるにもかかわらず、
連続した線材としてピストンリングの製造に供すること
ができるので、従来の曲げ加工による方法で容易にピス
トンリングを製造することを可能にするものである。
製法によるスチール製ピストンリング線材の１７Ｃｒ鋼
を比べ、耐摩耗性、耐焼付性が著しく改善され、ピスト
ンリング線材として有用である。また、本発明のピスト
ンリング線材は、燃焼ガス雰囲気が過酷なディーゼルエ
ンジン用のトップリング用の線材としても使用でき、今
後ディーゼルエンジンの排ガス規制のため、ピストンリ
ングの使用条件がさらに過酷になっても、耐えうるピス
トンリング線材として提供できる。本発明のピストンリ
ング線材は、上記の効果を達成するためにかなりの高合
金と炭化物の密度を高めたものであるにもかかわらず、
連続した線材としてピストンリングの製造に供すること
ができるので、従来の曲げ加工による方法で容易にピス
トンリングを製造することを可能にするものである。
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％でＣ ０．８０％を越え２．３
０％以下、Ｓｉ２．０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、Ｃ
ｒ １８．０〜３０．０％、ＭｏとＷの１種または２種
をＭｏ＋１／２Ｗで０．２〜４．０％、残部Ｆｅおよび
不可避的不純物からなり、かつ炭化物の面積率が２０〜
４０％であり、粉末冶金法によることを特徴とするピス
トンリング線材。 - 【請求項２】 重量％でＣ ０．８０％を越え２．３
０％以下、Ｓｉ２．０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、Ｃ
ｒ １８．０〜３０．０％、ＭｏとＷの１種または２種
をＭｏ＋１／２Ｗで０．２〜４．０％、２．５％以下の
Ｎｉと１０．０％以下のＣｏの１種または２種（ただし
Ｎｉ＋Ｃｏで０．５％以上）、残部Ｆｅおよび不可避的
不純物からなり、かつ炭化物の面積率が２０〜４０％で
あり、粉末冶金法によることを特徴とするピストンリン
グ線材。 - 【請求項３】 重量％でＣ ０．８０％を越え２．３
０％以下、Ｓｉ２．０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、Ｃ
ｒ １８．０〜３０．０％、ＭｏとＷの１種または２種
をＭｏ＋１／２Ｗで０．２〜４．０％、ＶとＮｂの１種
または２種をＶ＋１／２Ｎｂで０．０５〜２．０％、残
部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、かつ炭化物の面
積率が２０〜４０％であり、粉末冶金法によることを特
徴とするピストンリング線材。 - 【請求項４】 重量％でＣ ０．８０％を越え２．３
０％以下、Ｓｉ２．０％以下、Ｍｎ ２．０％以下、Ｃ
ｒ １８．０〜３０．０％、ＭｏとＷの１種または２種
をＭｏ＋１／２Ｗで０．２〜４．０％、２．５％以下の
Ｎｉと１０．０％以下のＣｏの１種または２種（ただし
Ｎｉ＋Ｃｏで０．５％以上）、ＶとＮｂの１種または２
種をＶ＋１／２Ｎｂで０．０５〜２．０％、残部Ｆｅお
よび不可避的不純物からなり、かつ炭化物の面積率が２
０〜４０％であり、粉末冶金法によることを特徴とする
ピストンリング線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10320291A JPH04311506A (ja) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | ピストンリング線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10320291A JPH04311506A (ja) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | ピストンリング線材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04311506A true JPH04311506A (ja) | 1992-11-04 |
Family
ID=14347934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10320291A Pending JPH04311506A (ja) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | ピストンリング線材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04311506A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19911962B4 (de) * | 1998-03-17 | 2008-06-19 | Nippon Piston Ring Co, . Ltd., Yono | Kolbenring und eine Kombination von Verdichtungsringen |
| JP2020533490A (ja) * | 2017-09-07 | 2020-11-19 | スズキ ガルフィタン アクチエボラグ | 冷間引抜きワイヤを製造するための方法 |
-
1991
- 1991-04-08 JP JP10320291A patent/JPH04311506A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19911962B4 (de) * | 1998-03-17 | 2008-06-19 | Nippon Piston Ring Co, . Ltd., Yono | Kolbenring und eine Kombination von Verdichtungsringen |
| JP2020533490A (ja) * | 2017-09-07 | 2020-11-19 | スズキ ガルフィタン アクチエボラグ | 冷間引抜きワイヤを製造するための方法 |
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