JPH0460160A - Piston ring - Google Patents
Piston ringInfo
- Publication number
- JPH0460160A JPH0460160A JP17112090A JP17112090A JPH0460160A JP H0460160 A JPH0460160 A JP H0460160A JP 17112090 A JP17112090 A JP 17112090A JP 17112090 A JP17112090 A JP 17112090A JP H0460160 A JPH0460160 A JP H0460160A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plating layer
- piston ring
- chromium
- iii
- sliding surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 93
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 79
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 44
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 44
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 14
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 abstract description 4
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 abstract description 2
- PXLIDIMHPNPGMH-UHFFFAOYSA-N sodium chromate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Cr]([O-])(=O)=O PXLIDIMHPNPGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 abstract 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 10
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Chemical compound O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 229910000424 chromium(II) oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- XVOFZWCCFLVFRR-UHFFFAOYSA-N oxochromium Chemical compound [Cr]=O XVOFZWCCFLVFRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BFGKITSFLPAWGI-UHFFFAOYSA-N chromium(3+) Chemical compound [Cr+3] BFGKITSFLPAWGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- LJAOOBNHPFKCDR-UHFFFAOYSA-K chromium(3+) trichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cr+3] LJAOOBNHPFKCDR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ピストンリングに関するものであり、とくに
、自動車エンジンなどに用いられるピストンリングの耐
食性を高め得、かつ、耐摩耗性をも向上し得たピストン
リングに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to piston rings, and in particular can improve the corrosion resistance and wear resistance of piston rings used in automobile engines, etc. This relates to the piston rings obtained.
（従来の技術）
従来からガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなど各
種のエンジンには、通常、ピストンを上室と王室とに区
分する２つの圧縮リング（第１、第２リング）と、下室
におけるシリンダ内周面に余分に付着した潤滑油を掻き
落すオイルリングの３つのピストンリングが使用されて
いる。しかして、各種エンジンにおいて、排ガス対策、
とくに、ＮＯｘを減少させるために排気をエンジンへ還
流させることが行なわれている。このためにエンジンに
供給される燃料中の硫黄分濃度が高くなり、ピストンリ
ングなどの腐食を増大させることになる。(Prior art) Conventionally, various engines such as gasoline engines and diesel engines usually have two compression rings (first and second rings) that divide the piston into an upper chamber and a royal chamber, and a compression ring inside the cylinder in the lower chamber. Three piston rings are used, including an oil ring that scrapes off excess lubricating oil on the circumferential surface. However, in various engines, exhaust gas countermeasures,
In particular, exhaust gas is recirculated to the engine in order to reduce NOx. This increases the sulfur concentration in the fuel supplied to the engine, increasing corrosion of piston rings and the like.
したがって、耐食性を高めるために、ピストンリングの
素材として特殊鋳鉄などを使用していたのをステンレス
鋼を使用することが行なわれている。Therefore, in order to improve corrosion resistance, stainless steel is being used instead of special cast iron as the material for piston rings.
又、エンジンなどが高速運動化が進むにしたがってリン
グフラッタ−などによるピストンの環状溝面、エクスパ
ンションスプリング及びその接触面の凝着摩耗や偏摩耗
等が生じ易く、ピストンリングのエンジンシリンダ内周
面に摺接する面にクロムめっき、あるいは、モリブデン
溶射などを施工して高速運転に対する耐摩耗性を付与す
ることなども行なわれている。Additionally, as engines move at higher speeds, ring flutter tends to cause adhesive wear and uneven wear on the piston's annular groove surface, expansion springs, and their contact surfaces, causing damage to the piston ring's inner peripheral surface of the engine cylinder. Chrome plating or molybdenum spraying is applied to the sliding surfaces to provide wear resistance against high-speed operation.
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、近年、自動車、船舶、その他各種車輌な
どの排気ガス循環、高速化などの促進によって、と、ス
トンリングの素材をステンレス鋼にしても耐食性は、未
だ満足すべきものではなく、さらに耐食性の向上が望ま
れている。又、ピストンリングのシリンダ内面との摺接
面にクロムなどの保護皮膜を形成させたものであっても
、リングフラッタ−によるピストンの環状溝を凝着摩耗
したりピストンリング自体の偏摩耗や腐食も避けられな
い等といった問題もある。(Problem to be solved by the invention) However, in recent years, due to the promotion of exhaust gas circulation and higher speeds in automobiles, ships, and various other vehicles, corrosion resistance is still not satisfactory even when stainless steel is used as the material for stone rings. This is not something that should be done, and further improvement in corrosion resistance is desired. In addition, even if a protective film such as chromium is formed on the sliding surface of the piston ring with the inner surface of the cylinder, ring flutter may cause adhesive wear on the piston's annular groove, or uneven wear or corrosion on the piston ring itself. There are also problems that cannot be avoided.
本発明は、ピストンリングの耐食性を高め得るとともに
、耐摩耗性をも高め得、かつ、ピストンリングが当接す
る他の部材の摩耗を防止し得るピストンリングを得るこ
とを目的とするものである。An object of the present invention is to obtain a piston ring that can improve the corrosion resistance of the piston ring, can also improve the wear resistance, and can prevent wear of other members with which the piston ring comes into contact.
（課題を解決するための手段）
本発明者らは、前記問題を解決し、前記目的を達成する
ためには、ピストンリング本体の外周面上に、ニッケル
めっき層と酸化クロム（ＩＩＩ）を孔中に充填したポー
ラスめっき層と酸化クロム（Ｖｌ）皮膜とを適宜組合わ
せて形成したピストンリングとすることによって目的を
達し得ることを見出して本発明を完成するに至った。す
なわち、本発明の第１の実施態様は、ピストンリング本
体と：ピストンリング本体の非摺動面にニッケルめっき
層を介して形成した酸化クロム（ＩＩＩ）皮膜又は酸化
クロム（ＩＩＩ）を孔中に充填したポーラスクロムめっ
き層と；ピストンリング本体の摺動面に形成した酸化ク
ロム（ＩＩＩ）を孔中に充填したポーラスクロムめっき
層と：からなり、更に前記ピストンリング本体の摺動面
にニッケルめっき層を介して前記ポーラスクロムめっき
層を形成し、且つピストンリング本体の摺動面に形成し
た前記ポーラスクロムめっき層の表面に更に酸化クロム
（Ｉｌｌ）皮膜を形成したピストンリングであり、第２
の実施態様は、ピストンリング本体と；ピストンリング
本体の全外周面上に形成したニッケルめっき層と：該ニ
ッケルめっき層上に形成した酸化クロム（ＩＩＩ）を孔
中に充填したポーラスクロムめっき層と；からなるピス
トンリングであり、第３の実施態様は、ピストンリング
本体と；ピストンリング本体の全外周面上に形成したニ
ッケルめっき層と：該ニッケルめっき層上に形成した酸
化クロム（ＩＩＩ）を孔中に充填したポーラスクロムめ
っき層と；摺動面又は非摺動面の少くともいずれか一方
の面上の前記ポーラスクロムめっき層上に形成した酸化
クロム（ＩＩＩ）皮膜；とからなるピストンリングであ
る。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems and achieve the above objects, the present inventors have created a nickel plating layer and a chromium (III) oxide hole on the outer peripheral surface of the piston ring body. The present invention was completed by discovering that the object could be achieved by forming a piston ring formed by appropriately combining a porous plating layer filled therein and a chromium oxide (Vl) film. That is, the first embodiment of the present invention has a piston ring body and a chromium (III) oxide film formed on the non-sliding surface of the piston ring body via a nickel plating layer or a chromium (III) oxide film formed in the hole. a porous chromium plating layer formed on the sliding surface of the piston ring body and a porous chromium plating layer filled with chromium (III) oxide in the holes, and further nickel plating on the sliding surface of the piston ring body. A piston ring in which the porous chromium plating layer is formed on the sliding surface of the piston ring body, and a chromium oxide (Ill) film is further formed on the surface of the porous chromium plating layer formed on the sliding surface of the piston ring main body.
This embodiment includes: a piston ring body; a nickel plating layer formed on the entire outer circumferential surface of the piston ring body; and a porous chromium plating layer formed on the nickel plating layer in which holes are filled with chromium (III) oxide. A third embodiment is a piston ring consisting of; a piston ring body; a nickel plating layer formed on the entire outer peripheral surface of the piston ring body; and a chromium (III) oxide layer formed on the nickel plating layer. A piston ring comprising: a porous chromium plating layer filled in a hole; and a chromium (III) oxide film formed on the porous chromium plating layer on at least one of a sliding surface or a non-sliding surface. It is.
本発明におけるピストンリング本体の素材としては、一
般に従来から使用されている普通鋳鋼、特殊鋳鉄などで
製作したものでよいが、ステンレス鋼を用いてもよい。The material of the piston ring body in the present invention may be one made of conventionally used ordinary cast steel, special cast iron, etc., but stainless steel may also be used.
ニッケルめっき層の形成は、通常行なわれる電解めっき
法、化学めっき法などによって、厚さ１〜５μｍに形成
することが好ましい。The nickel plating layer is preferably formed to a thickness of 1 to 5 μm by a commonly used electrolytic plating method, chemical plating method, or the like.
酸化クロム（ＩＩ）を孔中に充填したポーラスクロムめ
っき層は、通常行なわれているポーラスクロムめっき法
にしたがってポーラスクロムめっき層を形成した後に、
クロム酸を水によって比重１．６〜１．７５に調整した
Ｈ２ＣｒＯ４濃水溶液を使用して、浸漬、吹付け、はけ
塗りなど適宜手段で塗布し、表面を布等で拭き取りした
後、乾燥し加熱する塗布−拭き取り一乾燥−加熱処理を
数回繰返して形成することが好ましい。尚、前記繰返し
の際拭き取り工程を省き最終加熱処理後に形成された酸
化クロム（ＩＩＩ）皮膜を研削により取除いてもよい。A porous chromium plating layer whose pores are filled with chromium (II) oxide is formed by forming a porous chromium plating layer according to a commonly used porous chromium plating method.
Using a concentrated aqueous H2CrO4 solution of chromic acid adjusted to a specific gravity of 1.6 to 1.75 with water, apply by dipping, spraying, brushing, or other appropriate means, wipe the surface with a cloth, and then dry. It is preferable to form by repeating heating application, wiping, drying, and heat treatment several times. Incidentally, the wiping step may be omitted during the repetition, and the chromium (III) oxide film formed after the final heat treatment may be removed by grinding.
この処理によってポーラスクロムめっきに存在する無数
の微細孔中に酸化クロム（ＩＩＩ）が充填されたポーラ
スクロムめっき層とするもので、ここに形成するポーラ
スクロムめっき層の多孔率は、その大小にかかわらず耐
食、耐摩耗性にすぐれた性能を本発明の処理によって賦
与し得るのであるが、１５〜５０％であることが好まし
い。This process creates a porous chromium plating layer in which the numerous micropores present in the porous chromium plating are filled with chromium (III) oxide, and the porosity of the porous chromium plating layer formed here is Although excellent corrosion resistance and wear resistance can be imparted by the treatment of the present invention, it is preferably 15 to 50%.
サラニ、酸化り０ム（ＩＩＩ） （Ｃｒ２０３ ）皮
膜は、前記のようなＨ２ＣｒＯ４濃水溶液を使用して前
記のように塗布−乾燥−加熱処理を数回繰返して形成す
ることが好ましい。It is preferable that the Salani oxide (III) (Cr203) film is formed by repeating the coating-drying-heating process several times using the aforementioned H2CrO4 concentrated aqueous solution.
なお、これらＨ２ＣｒＯ４濃水溶液を使用する処理にお
いて、乾燥は、４０〜６０℃で２０〜３０分間、加熱は
、３８５〜４５０℃で９０〜１８０分間行なうことが好
ましい。In addition, in the treatment using these H2CrO4 concentrated aqueous solutions, it is preferable that drying is carried out at 40 to 60 DEG C. for 20 to 30 minutes, and heating is carried out at 385 to 450 DEG C. for 90 to 180 minutes.
次に、添付の図面に基づいて本発明ピストンリングの構
成を述べる。Next, the structure of the piston ring of the present invention will be described based on the attached drawings.
第１図は、本発明ピストンリングの一実施例を圧縮リン
グに適用しその一部を断面として示す側断面図、第２図
は、本発明ピストンリングの別の実施例をオイルリング
に適用しその一部を断面として示す側断面図、第３図乃
至第１０図は、本発明ピストンリングのそれぞれ別の実
施例を摺動面（Ｉ＞及び非摺動面（Ｉ）のそれぞれの面
に垂直方向の断面を示す断面図である。FIG. 1 is a side cross-sectional view showing a part of a compression ring in which an embodiment of the piston ring of the present invention is applied to a compression ring, and FIG. The side sectional views, FIGS. 3 to 10, which show a part of the piston ring as a cross section, show different embodiments of the piston ring of the present invention on the sliding surface (I> and the non-sliding surface (I)). FIG. 3 is a cross-sectional view showing a vertical cross section.
１は、ピストンリング本体、２は、ニッケルめっき層、
３は、酸化クロム（ＩＩＩ）を孔中に充填したポーラス
クロムめっき層、４は、酸化クロム（ＩＩＩ）皮膜であ
り、本発明ピストンリングは、次のような８種類の構成
とすることができる。1 is the piston ring body, 2 is the nickel plating layer,
3 is a porous chromium plating layer whose holes are filled with chromium (III) oxide, and 4 is a chromium (III) oxide film. The piston ring of the present invention can have the following eight types of configurations. .
なお、本明細書においては、ピストンリング１のエンジ
ンシリンダ（図示せず）内周面に摺接する側の外面を摺
動面うといい、摺動面５以外のピストンリング本体１の
外周面を非摺動面６ということとする。In this specification, the outer surface of the piston ring 1 on the side that slides into contact with the inner peripheral surface of an engine cylinder (not shown) is referred to as a sliding surface, and the outer peripheral surface of the piston ring body 1 other than the sliding surface 5 is referred to as a non-sliding surface. It will be referred to as the sliding surface 6.
１）ピストンリング本体１の摺動面５上に、前記の方法
によって酸化クロム（［１）を孔中に充填したポーラス
クロムめっき層３を形成し、非摺動面６上に前記の方法
にしたがってニッケルめっき層２を形成し、このニッケ
ルめっき層２上に、前記の方法によって酸化クロム（Ｉ
ＩＩ）皮膜４を形成したピストンリング。（第１図及び
第３図参照）２）摺動面５をも含む全外周面上に、ニッ
ケルめっき層２を形成し、ニッケルめっき層２を形成し
な摺動面５上には、酸化クロム（ＩＩＩ）を孔中に充填
したポーラスクロムめっき層を形成し、ニッケルめっき
層２を形成した非摺動面６上には、酸化クロム（ＩＩＩ
）皮膜を形成したピストンリング。1) On the sliding surface 5 of the piston ring body 1, form the porous chromium plating layer 3 with the holes filled with chromium oxide ([1)] by the method described above, and on the non-sliding surface 6 by the method described above. Therefore, a nickel plating layer 2 is formed, and on this nickel plating layer 2, a chromium oxide (I
II) Piston ring with coating 4 formed thereon. (See Figures 1 and 3) 2) Form a nickel plating layer 2 on the entire outer peripheral surface including the sliding surface 5, and oxidize the sliding surface 5 where the nickel plating layer 2 is not formed. A porous chromium plating layer with chromium (III) filled in the pores is formed, and chromium oxide (III) is formed on the non-sliding surface 6 on which the nickel plating layer 2 is formed.
) Piston rings with a coating formed on them.
（第４図参照）
３）１）のように形成したピストンリングの摺動面５の
酸化クロム（ＩＩＩ）を孔中に充填したポーラスクロム
めっき層３上、及び、非摺動面６のニッケルめっき層２
上のすべての外周面上に酸化クロム（Ｉｎ）皮膜を形成
したピストンリング。（第５図参照〉
４）２）のように形成したピストンリングの摺動面５に
形成したニッケルめっき層上に酸化クロム（Ｉｎ）を孔
中に充填したポーラスクロムめっき層３上、及び、非摺
動面６に形成したニッケルめっき層２上のすべての外表
面上に酸化クロム（ＩＩＩ）皮膜を形成したピストンリ
ング。（第２図及び第６図参照）
５）摺動面５、及び、非摺動面６の全外周面上に、ニッ
ケルめっき層２を形成し、このニッケルめっき層２の全
外表面上に、酸化クロム（ＩＩＩ）を孔中に充填したポ
ーラスクロムめっき層３を形成したピストンリング。（
第７図参照）
６）５）のように形成したピストンリングの酸化クロム
（ＩＩＩ）を孔中に充填したポーラスクロムめっき層３
上に、酸化クロム（ＩＩＩ）皮膜を形成したピストンリ
ング。（第８図参照）
７）５）のように形成したピストンリングの酸化クロム
（ＩＩＩ）を孔中に充填したポーラスクロムめっき層の
非摺動面上の酸化クロム（ＩＩＩ）を孔中に充填したホ
ーラスクロムめつき層上にだけに酸化クロム（Ｉｎ＞皮
膜を形成したピストンリング。(See Figure 4) 3) On the porous chromium plating layer 3 whose holes are filled with chromium (III) oxide on the sliding surface 5 of the piston ring formed as in 1), and on the nickel on the non-sliding surface 6. Plating layer 2
A piston ring with a chromium oxide (In) film formed on the entire outer circumferential surface. (See Figure 5) 4) On the nickel plating layer formed on the sliding surface 5 of the piston ring formed as in 2), on the porous chromium plating layer 3 whose holes are filled with chromium oxide (In), and A piston ring in which a chromium (III) oxide film is formed on all the outer surfaces of the nickel plating layer 2 formed on the non-sliding surface 6. (See Figures 2 and 6) 5) Form a nickel plating layer 2 on the entire outer peripheral surface of the sliding surface 5 and the non-sliding surface 6, and cover the entire outer surface of this nickel plating layer 2. , a piston ring having a porous chromium plating layer 3 whose holes are filled with chromium (III) oxide. (
(See Figure 7) 6) Porous chromium plating layer 3 whose holes are filled with chromium (III) oxide of the piston ring formed as in 5).
A piston ring with a chromium (III) oxide film formed on top. (See Figure 8) 7) Fill the holes with chromium (III) oxide on the non-sliding surface of the porous chromium plating layer of the piston ring formed as in 5). A piston ring with a chromium oxide (In) film formed only on the horus chrome plating layer.
（第９図参照）
８）５）のように形成したピストンリングの酸化クロム
（１１）を孔中に充填したポーラスクロムめっき層の摺
動面上の酸化クロム（ＩＩＩ）を孔中に充填したポーラ
スクロムめっき層上にだけに酸化クロム（ＩＩ）皮膜を
形成したピストンリング。（第１０図参照）
このようにして形成されたピストンリングは、各層とく
にニッケルめっき層及び酸化クロム（ＩＩＩ）皮膜によ
ってピストンリング本体の耐食性を高め得、とくに、硫
黄分濃縮に伴なう腐食に対して高い耐食性を有するよう
になり、摺動面においても酸化クロム（ＩＩ）を孔中に
充填したポーラスクロムめっき層形成により耐食性とと
もに耐摩耗性をも高めることができ、さらにリングフラ
ッタ−によるピストンの環状の凝着摩耗やピストンリン
グ本体の偏摩耗等も防止することができたものである。(See Figure 9) 8) The holes were filled with chromium oxide (11) of the piston ring formed as in 5).The holes were filled with chromium oxide (III) on the sliding surface of the porous chromium plating layer. A piston ring with a chromium (II) oxide film formed only on the porous chrome plating layer. (See Figure 10) The piston ring formed in this way can improve the corrosion resistance of the piston ring body by each layer, especially the nickel plating layer and the chromium (III) oxide film, and is particularly resistant to corrosion caused by sulfur concentration. On the sliding surface, a porous chromium plating layer with chromium (II) oxide filled in the holes can be formed to improve corrosion resistance and wear resistance. It was also possible to prevent adhesive wear on the ring shape and uneven wear on the piston ring body.
（実施例） 次に、本発明の実施例を述べる。(Example) Next, examples of the present invention will be described.
実施例 １
ピストンリング本体素材として通常用いられている特殊
鋳鉄を使用して、外径１００ｍｍ、内径９２順、厚さ２
．５ｎｗｎの圧縮リング本体を製作し、その非摺動面に
、摺動面をマスキングし、塩化ニッケル２４０ｇ／ｌ、
ＨＣＩ！１２５ｆｆＩｅ／、ｌ！ノウットニッケル浴を
使用して、浴温２５℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ２で９０
秒間処理して、厚さ１．２μｍのニッケルめっき層を形
成し、摺動面には、ニッケルめっき層を形成した非摺動
面をマスキングし、Ｃｒ０３２５０ｇ／Ｉ、８２３０４
２．５ｇ／、ｌ！のような浴を使用して、浴温５５℃
、電流密度７０Ａ／ｄｆ１１２で４．５時間処理して、
厚さ１５０μｍのポーラスめっき層を形成した。ついで
、クロム酸を水によって比重１．６５に調製したＨ２Ｃ
ｒＯ４濃水溶液中に浸漬し、前記ポーラスクロムめっき
層に存在する無数の微細孔中に充填させ、６０℃で３０
分間乾燥した後、４５０℃で９０分間加熱した。この塗
布−乾燥−加熱する処理を５回繰返して行なって酸化ク
ロム（ＩＩＩ）を孔中に充填したポーラスクロ広めつき
層を形成した。さらに、この操作によって、非摺動面上
に形成したニッケルめっき層上にも酸化クロム（Ｉ［［
）皮膜を形成させた。Example 1 Special cast iron, which is commonly used as the material for the piston ring body, was used to create a piston ring with an outer diameter of 100 mm, an inner diameter of 92 mm, and a thickness of 2 mm.
．． A 5nwn compression ring body was manufactured, the sliding surface was masked on the non-sliding surface, and 240 g/l of nickel chloride was added to the non-sliding surface.
HCI! 125ffIe/, l! Using a known nickel bath, the bath temperature was 25°C and the current density was 10A/dm2.
Cr03250g/I, 82304
2.5g/, l! Use a bath with a bath temperature of 55℃.
, treated at a current density of 70 A/df112 for 4.5 hours,
A porous plating layer with a thickness of 150 μm was formed. Next, H2C prepared by adjusting chromic acid to a specific gravity of 1.65 with water
It was immersed in rO4 concentrated aqueous solution to fill the numerous micropores present in the porous chromium plating layer, and then heated at 60°C for 30 minutes.
After drying for a minute, it was heated at 450°C for 90 minutes. This coating-drying-heating process was repeated five times to form a porous black layer with pores filled with chromium (III) oxide. Furthermore, this operation also coats the nickel plating layer formed on the non-sliding surface with chromium oxide (I[[
) A film was formed.
なお、非摺動面のニッケルめっき層への酸化クロム（Ｉ
ＩＩ）皮膜を別の処理によって厚さ２μｍ程度に形成さ
せることも好ましい。Note that chromium oxide (I) is added to the nickel plating layer on the non-sliding surface.
II) It is also preferable to form the film to a thickness of about 2 μm by another treatment.
得られた製品ピストンリングについて、耐食性試験を硫
酸水溶液への浸漬試験によって行なった。A corrosion resistance test was conducted on the obtained product piston ring by immersion test in a sulfuric acid aqueous solution.
この結果を次表に示す。The results are shown in the table below.
実施例 ２
実施例１と同様に製作した圧縮リング本体の摺動面を含
む全外周面上に、実施例１と同様にしてニッケルめっき
層を形成し、摺動面以外をマスキングして摺動面上に実
施例１と同様にしてポーラスクロムめっき層を形成し、
その後摺動面上のポーラスクロムめっき層の孔中及び非
摺動面のニッケルめっき層上に同様にして酸化クロム（
１）を充填すると共に皮膜を形成して製品ピストンリン
グを得た。Example 2 A nickel plating layer was formed in the same manner as in Example 1 on the entire outer peripheral surface including the sliding surface of the compression ring main body manufactured in the same manner as in Example 1, and areas other than the sliding surface were masked and the sliding surface was removed. A porous chromium plating layer was formed on the surface in the same manner as in Example 1,
Thereafter, chromium oxide (
1) was filled and a film was formed to obtain a product piston ring.
得られた製品ピストンリングについて、実施例１と同様
にして試験を行なった。この結果を次表に示す。The obtained product piston ring was tested in the same manner as in Example 1. The results are shown in the table below.
実施例 ３
実施例１と同様にして製作した圧縮リング本体に、実施
例１と同様にして非摺動面にニッケルめっき層を形成し
、摺動面にポーラスクロムめっき層を形成し、実施例１
の酸化クロム（ＩＩＩ）皮膜形成と同様にして、前記形
成層の全周面上に酸化クロム（ＩＩ）皮膜を形成して製
品ピストンリングを得な。Example 3 A nickel plating layer was formed on the non-sliding surface and a porous chromium plating layer was formed on the sliding surface in the same manner as in Example 1 on a compression ring body manufactured in the same manner as in Example 1. 1
A product piston ring is obtained by forming a chromium (II) oxide film on the entire circumferential surface of the forming layer in the same manner as in the formation of the chromium (III) oxide film.
この際、摺動面のポーラスクロムめっき層は孔中を充填
させるだけでなく表面にも酸化クロム（ＩＩ）の層が形
成するような方法で行う。At this time, the porous chromium plating layer on the sliding surface is formed in a manner that not only fills the holes but also forms a layer of chromium (II) oxide on the surface.
得られた製品ピストンリングについて、実施例１と同様
にして試験を行なった。この結果を次表に示す。The obtained product piston ring was tested in the same manner as in Example 1. The results are shown in the table below.
実施例 ４
通常用いられている特殊鋳鉄を使用して外径１００ｍ＋
、内径９２■、厚さ４５ｍｎのオイルリング本体の摺動
面を含む全外周面上に、実施例１と同様にしてニッケル
めっき層を形成し、非摺動面側をマスキングして摺動面
のニッケルめっき層上に、実施例１と同様にしてポーラ
スクロムめっき層を形成し、ついで、実施例１と同様に
して酸化クロム（ＩＩＩ＞皮膜を、ニッケルめっき層の
表面に形成すると共に、ポーラスクロムめっき層の孔中
に充填し、かつその面の全外周面上に形成して製品ピス
トンリングを得た。Example 4 Using commonly used special cast iron, the outer diameter is 100m+
, a nickel plating layer was formed on the entire outer circumferential surface including the sliding surface of an oil ring body having an inner diameter of 92 mm and a thickness of 45 mm in the same manner as in Example 1, and the non-sliding surface side was masked to form a sliding surface. A porous chromium plating layer was formed on the nickel plating layer in the same manner as in Example 1, and then a chromium oxide (III> film was formed on the surface of the nickel plating layer in the same manner as in Example 1. A product piston ring was obtained by filling the holes in the chromium plating layer and forming it on the entire outer peripheral surface of the layer.
得られた製品ピストンリングについて、実施例１と同様
にして試験を行なった。この結果を次表に示す。The obtained product piston ring was tested in the same manner as in Example 1. The results are shown in the table below.
実施例 ５
実施例１と同様に製作した圧縮リング本体の全外周面上
に、ニッケルめっき層を実施例１と同様に形成し、ニッ
ケルめっき層上に、実施例１と同様にして酸化クロム（
ＩＩＩ）を孔中に充填したポーラスクロムめっき層を形
成して製品ピストンリングを得た。Example 5 A nickel plating layer was formed in the same manner as in Example 1 on the entire outer peripheral surface of the compression ring body manufactured in the same manner as in Example 1, and chromium oxide (chromium oxide) was formed on the nickel plating layer in the same manner as in Example 1.
A porous chromium plating layer was formed in which the holes were filled with III) to obtain a product piston ring.
得られた製品ピストンリングについて、実施例１と同様
にして試験を行なった。この結果を次表に示す。The obtained product piston ring was tested in the same manner as in Example 1. The results are shown in the table below.
実施例 ６
実施例５と同様にして形成した製品ピストンリングのポ
ーラスクロムめっき層の孔中及びその上の全外周面上に
、酸化クロム（ＩＩＩ）皮膜を実施例１の方法と同様に
して形成して製品ピストンリングを得た。Example 6 A chromium (III) oxide film was formed in the same manner as in Example 1 in the holes of the porous chromium plating layer of the product piston ring formed in the same manner as in Example 5 and on the entire outer peripheral surface thereof. The product piston ring was obtained.
得られた製品ピストンリングについて、実施例１と同様
にして試験を行なった。この結果を次表に示す。The obtained product piston ring was tested in the same manner as in Example 1. The results are shown in the table below.
実施例 ７
実施例５と同様に形成したピストンリングの酸化クロム
（Ｉ［［）を孔中に充填したポーラスクロムめっき層の
うち非摺動面の前記層上だけ酸化クロム（Ｉ［［）皮膜
層を形成するよう処理を行って製品ピストンリングを得
た。Example 7 Of the porous chromium plating layer in which the holes were filled with chromium oxide (I[[) of a piston ring formed in the same manner as in Example 5, a chromium oxide (I[[)] coating was applied only on the layer on the non-sliding surface. A product piston ring was obtained by processing to form a layer.
得られた製品ピストンリングについて、実施例１と同様
にして試験を行なった。この結果を次表に示す。The obtained product piston ring was tested in the same manner as in Example 1. The results are shown in the table below.
実施例 ８
実施例５と同様に形成したピストンリングの酸化クロム
（Ｉ［［）を孔中に充填したポーラスクロムめっき層の
うち摺動面の前記層上だけ酸化クロム（ＤＩ＞皮膜層が
形成するよう処理を行ないピストンリングを得た。Example 8 Of the porous chromium plating layer in which the holes were filled with chromium oxide (I[[) of a piston ring formed in the same manner as in Example 5, a chromium oxide (DI>film layer) was formed only on the layer on the sliding surface. A piston ring was obtained by the following treatment.
得られた製品ピストンリングについて、実施例１と同様
にして試験を行なった。この結果を次表に示す。The obtained product piston ring was tested in the same manner as in Example 1. The results are shown in the table below.
比較例
ステンレス鋼（ＳＵＳ ３１６Ｌ）を使用して実施例１
と同寸法の圧縮リング本体を製作し、実施例１と同様に
して摺動面上にクロムめっき層を形成して製品ピストン
リングを得、実施例１と同様にして試験を行なった。こ
の結果を次表に示す。Comparative Example Example 1 using stainless steel (SUS 316L)
A compression ring main body having the same dimensions was manufactured, and a chromium plating layer was formed on the sliding surface in the same manner as in Example 1 to obtain a product piston ring, and a test was conducted in the same manner as in Example 1. The results are shown in the table below.
（発明の効果）
本発明は、ピストンリング本体の外周面上に、ニッケル
めっき層と酸化クロム（ＩＩ＞を孔中に充填したポーラ
スクロムめっき層と酸化クロム（ＩＩＩ）皮膜とを適宜
組合わせて形成したピストンリングであるから、耐食性
とくに硫黄分の濃縮された状態において使用された場合
の耐食性に優れ、さらに、ピストンリング自体の耐摩耗
性を向上し得るとともに、これに当接する他の部材との
凝着摩耗や偏摩耗等の損傷を与えることがないなど優れ
た効果が認められる。(Effects of the Invention) The present invention provides a suitable combination of a nickel plating layer, a porous chromium plating layer in which pores are filled with chromium oxide (II>), and a chromium (III) oxide film on the outer peripheral surface of a piston ring body. Because it is a molded piston ring, it has excellent corrosion resistance, especially when used in a state with a concentrated sulfur content.Furthermore, it can improve the wear resistance of the piston ring itself, and is also highly resistant to other parts that come into contact with it. Excellent effects are recognized, such as no damage such as adhesive wear or uneven wear.
第１図は、本発明ピストンリングの一実施例を圧縮リン
グに適用してその一部を断面として示す側断面図、第２
図は、本発明ピストンリングの別の実施例をオイルリン
グに適用しその一部を断面として示す側断面図、第３図
乃至第１０図は、本発明ピストンリングのそれぞれ別の
実施例を摺動面（Ｉ＞及び非摺動面（ＩＩ）のそれぞれ
の面に垂直方向の断面を示す断面図である。
１・・・ピストンリング本体、２・・・ニッケルめっき
層、３・・・酸化クロム（ＩＩＩ）を孔中に充填したポ
ーラスクロムめっき層、４・・・酸化クロム（ＩＩ［）
皮膜、５・・・摺動面、６・・・非摺動面。
第
図
第
図
第
図
且
工FIG. 1 is a side sectional view showing a part of a compression ring in which an embodiment of the piston ring of the present invention is applied, and FIG.
The figure is a side sectional view showing a part of an oil ring in which another embodiment of the piston ring of the present invention is applied, and FIGS. 3 to 10 are diagrams showing respective different embodiments of the piston ring of the present invention. It is a sectional view showing a cross section perpendicular to each surface of the moving surface (I>) and the non-sliding surface (II). 1... Piston ring body, 2... Nickel plating layer, 3... Oxidation Porous chromium plating layer with chromium (III) filled in the pores, 4...Chromium oxide (II[)
Film, 5...Sliding surface, 6...Non-sliding surface. Figure diagram diagram diagram and construction
Claims (5)
動面にニッケルめっき層を介して形成した酸化クロム（
III）皮膜又は酸化クロム（III）を孔中に充填したポー
ラスクロムめっき層と；ピストンリング本体の摺動面に
形成した酸化クロム（III）を孔中に充填したポーラス
クロムめっき層と；からなることを特徴とするピストン
リング。1. Piston ring body; Chromium oxide (chromium oxide) formed on the non-sliding surface of the piston ring body via a nickel plating layer.
III) A porous chromium plating layer whose holes are filled with a film or chromium (III) oxide; and a porous chromium plating layer whose holes are filled with chromium (III) oxide formed on the sliding surface of the piston ring body; A piston ring characterized by:
介して前記ポーラスクロムめっき層を形成したことを特
徴とする請求項１記載のピストンリング。2. The piston ring according to claim 1, wherein the porous chromium plating layer is formed on the sliding surface of the piston ring body via a nickel plating layer.
スクロムめっき層の表面に更に酸化クロム（III）皮膜
を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のピス
トンリング。3. 3. The piston ring according to claim 1, further comprising a chromium (III) oxide film formed on the surface of the porous chromium plating layer formed on the sliding surface of the piston ring body.
周面に形成したニッケルめっき層と該ニッケルめっき層
上に形成した酸化クロム（III）を孔中に充填したポー
ラスクロムめっき層と；からなることを特徴とするピス
トンリング。4. A piston ring body; a nickel plating layer formed on the entire outer circumferential surface of the piston ring body; and a porous chromium plating layer formed on the nickel plating layer in which the holes are filled with chromium (III) oxide. piston ring.
周面上に形成したニッケルめっき層と；該ニッケルめっ
き層上に形成した酸化クロム（III）を孔中に充填した
ポーラスクロムめっき層と；摺動面又は非摺動面の少く
ともいずれか一方の面上の前記ポーラスクロムめっき層
上に形成した酸化クロム（III）皮膜と；からなること
を特徴とするピストンリング。5. A piston ring body; A nickel plating layer formed on the entire outer peripheral surface of the piston ring body; A porous chromium plating layer formed on the nickel plating layer and filling the holes with chromium (III) oxide; A sliding surface or A piston ring comprising: a chromium (III) oxide film formed on the porous chromium plating layer on at least one of the non-sliding surfaces.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17112090A JP2836926B2 (en) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | piston ring |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17112090A JP2836926B2 (en) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | piston ring |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0460160A true JPH0460160A (en) | 1992-02-26 |
| JP2836926B2 JP2836926B2 (en) | 1998-12-14 |
Family
ID=15917354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17112090A Expired - Fee Related JP2836926B2 (en) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | piston ring |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2836926B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006349019A (en) * | 2005-06-15 | 2006-12-28 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | Combined oil ring |
-
1990
- 1990-06-28 JP JP17112090A patent/JP2836926B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006349019A (en) * | 2005-06-15 | 2006-12-28 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | Combined oil ring |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2836926B2 (en) | 1998-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5721057A (en) | Ceramic, heat insulation layer on metal structural part and process for its manufacture | |
| JPH0460160A (en) | Piston ring | |
| JPH0828346A (en) | Piston of internal combustion engine and its manufacture | |
| JPH09104995A (en) | Method for electrolytically plating with chrome | |
| DE102009023794A1 (en) | Turbocharger housing with a conversion coating and method of making the conversion coating | |
| JP2001263158A (en) | Aluminum alloy piston for internal combustion engine | |
| KR102215241B1 (en) | Surface hardening method using post heat treatment of aluminum alloy oxide layer | |
| JPS60172773A (en) | Highly durable piston ring and method of manufacturing thereof | |
| KR102467268B1 (en) | Anodizing treatment method according to change of current density in oxalic acid | |
| JPH0765182B2 (en) | Surface treatment method for sintered parts | |
| RU2721337C1 (en) | Method of electrochemical coating removal | |
| CN107385438A (en) | A kind of copper product surface treatment method | |
| CN117587482A (en) | Titanium and titanium alloy anodic oxidation multicolor pattern coloring process | |
| JPS5896892A (en) | Black chrome plating method | |
| JPS62263999A (en) | Painting method by electrodeposition | |
| JPS558417A (en) | Production of high corrosion resistant coated steel material | |
| JPS63150405A (en) | Valve of internal combustion engine | |
| RU2001113639A (en) | The method of forming a protective coating on the parts of valves (options) | |
| JP3894687B2 (en) | piston ring | |
| SU733717A1 (en) | Method of preparing catalyst for exaust gas purification | |
| JPH0625890A (en) | Electroplating method | |
| SU1528819A1 (en) | Method of producing laminated electrochemical coating on steel | |
| JPH0578856A (en) | Formation of metal coating film and film-coated metal body | |
| JP2836910B2 (en) | piston ring | |
| JP3821339B2 (en) | piston |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |