JPH06117537A - ピストンリング - Google Patents
ピストンリングInfo
- Publication number
- JPH06117537A JPH06117537A JP26260492A JP26260492A JPH06117537A JP H06117537 A JPH06117537 A JP H06117537A JP 26260492 A JP26260492 A JP 26260492A JP 26260492 A JP26260492 A JP 26260492A JP H06117537 A JPH06117537 A JP H06117537A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston ring
- wear
- test
- piston
- explosion
- Prior art date
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- Pending
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 母材に対する熱影響が少ない爆発溶射法を用
いてピストンリングの耐磨耗性を向上させ、ピストンに
嵌め込む際に必要な抗折強度を維持する。 【構成】 ピストンリング１のシリンダライナとの摺動
面に、Ｎｉ（ニッケル）が１５〜３５重量％、ＷＣ（炭
化タングステン）が６５〜８５重量％からなる溶射材を
爆発溶射し、ピストンリング１の摺動面に耐磨耗性材料
３を被着して構成している。
いてピストンリングの耐磨耗性を向上させ、ピストンに
嵌め込む際に必要な抗折強度を維持する。 【構成】 ピストンリング１のシリンダライナとの摺動
面に、Ｎｉ（ニッケル）が１５〜３５重量％、ＷＣ（炭
化タングステン）が６５〜８５重量％からなる溶射材を
爆発溶射し、ピストンリング１の摺動面に耐磨耗性材料
３を被着して構成している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、舶用大型ディ
ーゼル機関などのピストンリングに関するものである。
ーゼル機関などのピストンリングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の舶用大型ディーゼル機関のピスト
ンは、鋳鉄を母材としてシリンダライナとの摺動面にク
ロムメッキを行って耐磨耗性を向上させている。このク
ロムメッキ層の厚さは、０．２mm程度と薄いため、クロ
ムメッキが磨耗して母材の鋳鉄部分が急速に磨耗し、ピ
ストンリングの交換を早期に行う必要がでてくる。
ンは、鋳鉄を母材としてシリンダライナとの摺動面にク
ロムメッキを行って耐磨耗性を向上させている。このク
ロムメッキ層の厚さは、０．２mm程度と薄いため、クロ
ムメッキが磨耗して母材の鋳鉄部分が急速に磨耗し、ピ
ストンリングの交換を早期に行う必要がでてくる。
【０００３】また、このクロムメッキ層は剥離するおそ
れがあり、剥離すると同様に母材の鋳鉄部分が急速に磨
耗してしまう。船舶は効率的な運行のためにできるだけ
ピストンリングの交換を長期間しないで済むことが望ま
しい。その対策として耐磨耗性金属材料をピストンリン
グに肉盛することが考えられる。
れがあり、剥離すると同様に母材の鋳鉄部分が急速に磨
耗してしまう。船舶は効率的な運行のためにできるだけ
ピストンリングの交換を長期間しないで済むことが望ま
しい。その対策として耐磨耗性金属材料をピストンリン
グに肉盛することが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ピストンリン
グに耐磨耗性金属材料を肉盛することは、母材である鋳
鉄に熱影響を与え、母材に亀裂が生じるという問題点が
ある。
グに耐磨耗性金属材料を肉盛することは、母材である鋳
鉄に熱影響を与え、母材に亀裂が生じるという問題点が
ある。
【０００５】本発明は、母材に対する熱影響が少ない爆
発溶射法を用いて耐磨耗性があり、しかもピストンに装
着性のよいピストンリングを提供することを目的とす
る。
発溶射法を用いて耐磨耗性があり、しかもピストンに装
着性のよいピストンリングを提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ピストンリン
グのシリンダライナとの摺動面にＮｉ（ニッケル）が１
５〜３５重量％、ＷＣ（炭化タングステン）が６５〜８
５重量％からなる溶射材を爆発溶射により被着してい
る。
グのシリンダライナとの摺動面にＮｉ（ニッケル）が１
５〜３５重量％、ＷＣ（炭化タングステン）が６５〜８
５重量％からなる溶射材を爆発溶射により被着してい
る。
【０００７】
【作用】本発明のピストンリングは、ピストンリングの
シリンダライナとの摺動面に被着したＷＣとＮｉからな
る溶射材によって、耐磨耗性が優れ、抗折試験において
も必要強度と歪を確保し、ピストンリングの長時間連続
運転を可能にすると共に、装着性をよくする。さらに、
爆発溶射により高温爆発燃焼ガスと一緒に噴出される溶
射材をピストンリングの摺動面に噴き付けて被着するこ
とによって、他の方法より耐剥離性に優れ、緻密な被着
が可能となる。
シリンダライナとの摺動面に被着したＷＣとＮｉからな
る溶射材によって、耐磨耗性が優れ、抗折試験において
も必要強度と歪を確保し、ピストンリングの長時間連続
運転を可能にすると共に、装着性をよくする。さらに、
爆発溶射により高温爆発燃焼ガスと一緒に噴出される溶
射材をピストンリングの摺動面に噴き付けて被着するこ
とによって、他の方法より耐剥離性に優れ、緻密な被着
が可能となる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１はピストンリングの一部切欠き斜視図であ
る。この図１において１はピストンリングであって、こ
のピストンリング１は、断面形状が矩形で、リング状の
鋳鉄製母材２の外周面に、耐磨耗性材料３を爆発溶射に
より被膜形成している。耐磨耗性材料３は、ＷＣ（炭化
タングステン）と、Ｎｉ（ニッケル）を配合した溶射材
からなっている。
明する。図１はピストンリングの一部切欠き斜視図であ
る。この図１において１はピストンリングであって、こ
のピストンリング１は、断面形状が矩形で、リング状の
鋳鉄製母材２の外周面に、耐磨耗性材料３を爆発溶射に
より被膜形成している。耐磨耗性材料３は、ＷＣ（炭化
タングステン）と、Ｎｉ（ニッケル）を配合した溶射材
からなっている。
【０００９】爆発溶射法は、特公昭５６−３４３９０
号、特公昭５７ー５６３８０号などの特許公報により、
すでに公知の技術で、爆発室から高温爆発燃焼ガスと一
緒に噴出される溶射材を加工材料表面に噴き付けて被覆
する方法で、他の溶射法より耐剥離性があり、緻密な被
膜が可能である。
号、特公昭５７ー５６３８０号などの特許公報により、
すでに公知の技術で、爆発室から高温爆発燃焼ガスと一
緒に噴出される溶射材を加工材料表面に噴き付けて被覆
する方法で、他の溶射法より耐剥離性があり、緻密な被
膜が可能である。
【００１０】さらに、舶用大型ピストンリングは、摺動
面の耐磨耗性を向上させるばかりでなく、ピストンリン
グ１をピストンのリング溝に嵌め込む際に、ピストンリ
ングを拡げるため、ピストンリング１は、抗折強度３０
Kg/mm2以上、歪１７００μｍ以上必要となる。従って、
本発明は抗折試験において、抗折強度３０Kg/mm2以上、
歪１７００μｍ以上確保することを目的としている。
面の耐磨耗性を向上させるばかりでなく、ピストンリン
グ１をピストンのリング溝に嵌め込む際に、ピストンリ
ングを拡げるため、ピストンリング１は、抗折強度３０
Kg/mm2以上、歪１７００μｍ以上必要となる。従って、
本発明は抗折試験において、抗折強度３０Kg/mm2以上、
歪１７００μｍ以上確保することを目的としている。
【００１１】以下の表１に基づいて実験例を説明する。
【００１２】
【表１】 表１に示す通り、各種耐磨耗性肉盛溶接材をＴＩＧ溶接
法で軟鋼板に肉盛し、肉盛層の厚さを０．２mmとして磨
耗試験の供試材（No, １〜No, ４）とした。
法で軟鋼板に肉盛し、肉盛層の厚さを０．２mmとして磨
耗試験の供試材（No, １〜No, ４）とした。
【００１３】さらに、爆発溶射材を爆発溶射法により軟
鋼板に溶射し、溶射層の厚さを０．２mmとして磨耗試験
の供試材（No, ５〜No, ８）とした。なお、比較材とし
て従来のようにピストンリング材に０．２mmのクロムメ
ッキを行ったものを用いた。
鋼板に溶射し、溶射層の厚さを０．２mmとして磨耗試験
の供試材（No, ５〜No, ８）とした。なお、比較材とし
て従来のようにピストンリング材に０．２mmのクロムメ
ッキを行ったものを用いた。
【００１４】磨耗試験方法は、図２（ａ）および（ｂ）
に示すように、大越式磨耗試験方法を採用し、試験片21
に円盤状相手材22を回転させて圧接力Ｐで摺接させ、磨
耗状態を計測した。その計測結果を図３に示す。
に示すように、大越式磨耗試験方法を採用し、試験片21
に円盤状相手材22を回転させて圧接力Ｐで摺接させ、磨
耗状態を計測した。その計測結果を図３に示す。
【００１５】上記の結果から爆発溶射材が比較的良好で
あったので、No, ５〜No, ８について次の抗折試験強度
を調査した。抗折強度試験は、図４に示すように厚さＴ
＝４．０±０．１mm（溶射部ｔ＝０．２mm）、幅ｗ５．
０±０．１mm、全長Ｌｒ＝３６mm以上の試験片30を、間
隔Ｌ＝３０±０．５mmだけ離れた下部支点31,32 上に載
せ、下部支点31,32 から距離ａ＝１０±０．５mm離れた
位置で、間隔ｂ＝１０±０．５mmだけ離れた二つの荷重
点33,34 により荷重を負荷し、溶射材に亀裂が入った時
の荷重点と歪を測定した。このとき抗折強度σb4は下記
の計算により求める。
あったので、No, ５〜No, ８について次の抗折試験強度
を調査した。抗折強度試験は、図４に示すように厚さＴ
＝４．０±０．１mm（溶射部ｔ＝０．２mm）、幅ｗ５．
０±０．１mm、全長Ｌｒ＝３６mm以上の試験片30を、間
隔Ｌ＝３０±０．５mmだけ離れた下部支点31,32 上に載
せ、下部支点31,32 から距離ａ＝１０±０．５mm離れた
位置で、間隔ｂ＝１０±０．５mmだけ離れた二つの荷重
点33,34 により荷重を負荷し、溶射材に亀裂が入った時
の荷重点と歪を測定した。このとき抗折強度σb4は下記
の計算により求める。
【００１６】σb4（Kgf/mm2 ）〔Ｎ／mm2 〕＝３Ｐ（Ｌ
−ｂ）／２ｗｔ2 ここでＰは溶射部に亀裂が入った時の荷重(Kgf)[Ｎ] で
ある。測定結果は表２に示す通りである。
−ｂ）／２ｗｔ2 ここでＰは溶射部に亀裂が入った時の荷重(Kgf)[Ｎ] で
ある。測定結果は表２に示す通りである。
【００１７】
【表２】 上記の試験結果から、試料No, ７は比磨耗量の試験結果
も良好で、抗折強度および歪についても目標値以上であ
った。
も良好で、抗折強度および歪についても目標値以上であ
った。
【００１８】さらに、ＷＣとＮｉの配合を変えて実験を
重ねた結果、ＷＣが８５重量％を超えると抗折強度が目
標値以下となり、ＷＣが６５％未満では耐磨耗性が低下
することがわかった。
重ねた結果、ＷＣが８５重量％を超えると抗折強度が目
標値以下となり、ＷＣが６５％未満では耐磨耗性が低下
することがわかった。
【００１９】
【発明の効果】本発明のピストンリングは、ＷＣとＮｉ
とを配合した溶射材を爆発溶射法により溶射したことに
より、耐磨耗性に優れ、その他、抗折試験においても必
要強度と歪を確保しており、ディゼル機関の長時間連続
運転を可能にする。
とを配合した溶射材を爆発溶射法により溶射したことに
より、耐磨耗性に優れ、その他、抗折試験においても必
要強度と歪を確保しており、ディゼル機関の長時間連続
運転を可能にする。
【図１】本発明のピストンリングの一実施例を示す一部
切欠き斜視図である。
切欠き斜視図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、磨耗試験法を示す側面
図および正面図である。
図および正面図である。
【図３】比磨耗試験の試験結果を示す説明図である。
【図４】抗折強度試験方法を示す正面図である。
【符号の説明】 １ ピストンリング ２ 母材 ３ 耐磨耗性材料 21 試験片 22 円盤状相手材 30 試験片 31 下部支点 32 下部支点 33 荷重点 34 荷重点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 友野 裕 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 沢田 賢司 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 ピストンリングのシリンダライナとの摺
動面に、Ｎｉ（ニッケル）が１５〜３５重量％、ＷＣ
（炭化タングステン）が６５〜８５重量％からなる溶射
材を爆発溶射により被着したことを特徴とするピストン
リング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26260492A JPH06117537A (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | ピストンリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26260492A JPH06117537A (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | ピストンリング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06117537A true JPH06117537A (ja) | 1994-04-26 |
Family
ID=17378104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26260492A Pending JPH06117537A (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | ピストンリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06117537A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003096553A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Tocalo Co Ltd | 耐食性に優れる炭化物サーメット溶射皮膜被覆部材および炭化物系サーメット溶射材料 |
| JP2004514795A (ja) * | 2000-12-12 | 2004-05-20 | フェデラル−モーグル ブルシャイト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 炭化タングステンおよび炭化クロムを含有する、ピストンリング用の耐磨耗層 |
| JP2014526019A (ja) * | 2011-07-12 | 2014-10-02 | フェデラル−モーグル ブルシェイド ゲーエムベーハー | ピストンリングの耐摩耗層 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6342338A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-23 | Toyota Motor Corp | 摺動用部材 |
| JPS63255352A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-21 | Kawasaki Steel Corp | 高温鋼板搬送用被覆ロ−ル |
| JPH0413857A (ja) * | 1990-04-28 | 1992-01-17 | Nittetsu Hard Kk | 溶融金属耐食性皮膜形成方法 |
-
1992
- 1992-10-01 JP JP26260492A patent/JPH06117537A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6342338A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-23 | Toyota Motor Corp | 摺動用部材 |
| JPS63255352A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-21 | Kawasaki Steel Corp | 高温鋼板搬送用被覆ロ−ル |
| JPH0413857A (ja) * | 1990-04-28 | 1992-01-17 | Nittetsu Hard Kk | 溶融金属耐食性皮膜形成方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004514795A (ja) * | 2000-12-12 | 2004-05-20 | フェデラル−モーグル ブルシャイト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 炭化タングステンおよび炭化クロムを含有する、ピストンリング用の耐磨耗層 |
| JP2003096553A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Tocalo Co Ltd | 耐食性に優れる炭化物サーメット溶射皮膜被覆部材および炭化物系サーメット溶射材料 |
| JP2014526019A (ja) * | 2011-07-12 | 2014-10-02 | フェデラル−モーグル ブルシェイド ゲーエムベーハー | ピストンリングの耐摩耗層 |
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