JPH06272763A

JPH06272763A - 平線の製造方法およびオイルリング用サイドレール

Info

Publication number: JPH06272763A
Application number: JP5626593A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Masugata; 芳樹舛形
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 1994-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】高合金の平線を割れの発生なく、効率的に得
ることのできる平線の製造方法および新規なオイルリン
グ用サイドレールを提供する。【構成】本発明の製造方法は、φ2mm〜φ8mmの直径を
有する断面が実質的に円形である線材を温間圧延し、次
いで冷間圧延により厚さ 1mm以下の平線を得ることを特
徴とする平線の製造方法である。この方法により、組成
がＣr 7.0〜25.0重量%を含むマルテンサイト系ステンレ
ス鋼からなり、その形状はφ2mm〜φ8mmの直径の線材を
押潰した1mm以下の厚みからなることを特徴とするオイ
ルリング用サイドレールが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種内燃機関に用いら
れる鋼製３ピース型サイドレール等に用いられる平線の
製造方法およびオイルリング用サイドレールに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関用鋼製オイルかき用ピストンリ
ングの型式には、図３に示すように一般には、２本の長
方形断面のサイドレール６および１本のスプリング７の
計３本からなる３ピース型が用いられている。また、新
型式として、１本の異形溝付リングおよび１本のスプリ
ングからなる２ピース型も知られている。近年部品点数
減少によるコスト低減等を目的として、徐々に３ピース
型から２ピース型へ移行しつつあるが、２ピース型の場
合は異型溝付リングの加工が非常に難しいことから、以
前として３ピース型が主流である。

【０００３】

【従来の技術】また近年、耐摩耗性、耐スカッフ性、耐
硫酸腐食性等の向上を目的としてサイドレールの高合金
化が進んでおり、それに伴って材料の加工性が低下し、
平線成形が困難になりつつある。特にサイドレールは、
断面の扁平率（幅寸法／厚さ寸法）が4以上と大きいた
めに、従来の平線加工方法では、縁面に割れが生じ易
く、それを避けるために一回当りの加工率を少なくし、
中間焼なましを繰り返しながら加工する必要があった。
従来の加工方法とは、φ4mm以上の直径を有する円形断
面の熱間圧延コイルを円形断面のまま、冷間もしくは温
間での引抜きによって所定の寸法の円形断面の線材に加
工した後、冷間もしくは温間圧延にて厚さ 1mm以下の平
線を成形するというものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の円形断面のまま
小径化した後、圧延を行なって平線に成形する方法で
は、圧延時に平線の縁面で割れが生じ易いという問題点
があった。これは圧延の上下圧下時に発生する縁面上の
引張応力ならびに加工硬化に起因するもので、一回の圧
延当りの圧下量が大きいほど割れは生じ易い。

【０００５】このような縁面の割れを解決しようとした
場合、圧延の1パス当りの圧下量を低く抑え扁平率の増
加を低いものとし、圧延毎に焼なましを行なって歪みを
除去して材料の被加工性を回復させるという作業を繰り
返しながら加工する方法があるが、加工回数が増大し、
決して効率的な平線を製造する方法とは言い難かった。
本発明の目的は、オイルリング用サイドレールの高合金
化に対応できる効率的な平線の製造方法およびオイルリ
ング用サイドレールを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、熱間圧延線
材を円形断面の状態で小径化を行なった後に平線へ圧延
するという方法を根本的から見直し、円形断面ではな
く、温間圧延によって略矩形断面としつつ、小断面積化
を行ない、最終的に所定の寸法の平線に仕上げれば、縁
面の割れの発生を防ぐことができることを見出し、本発
明に到達した。すなわち、本発明はφ2mm〜φ8mmの直径
を有する断面が実質的に円形である線材を温間伸線し、
次いで冷間圧延により厚さ 1mm以下の平線を得ることを
特徴とする平線の製造方法である。この方法により、組
成がＣr 7.0〜25.0重量%を含むマルテンサイト系ステン
レス鋼からなり、その形状はφ2mm〜φ8mmの直径の線材
を押潰した1mm以下の厚みからなることを特徴とするオ
イルリング用サイドレールを得ることができる。

【０００７】

【作用】本発明の特徴とするところは、円形断面から矩
形断面への温間圧延をφ2mm〜φ8mmという比較的大径の
線材に対して施すことにより、断面の扁平率の高い平線
に割れが発生するのを防いだことである。比較的大径の
線材から圧延を行なうことは、円形断面から矩形断面へ
の変形と小断面積化を同時に進行させることになる。上
述したように円形断面の線材から矩形断面の線材へ圧延
する際に、縁面の割れが生じ易いため、円形断面から矩
形断面への圧延にはパス回数を増し、１回のリダクショ
ンを小さくする必要がある。これは、円形断面から平線
に圧下する際には材料と圧延ロールとの接触面積が小さ
いために材料が幅方向に広がり易く、縁面での引張応力
が大きくなり、割れが発生するためである。

【０００８】しかし、本発明のように温間圧延を比較的
大径の線材に対して適用すれば、小断面積化のための圧
延のパスは、扁平率の増加のための圧延のパスともな
る。一方、従来のように円形断面のままで小断面積化を
行なってから平線に加工する場合は、小断面積化に必要
な加工パス回数に加えて、扁平率を上げるために多くの
圧延パスがさらに必要なため、加工回数が本発明に比べ
て多大なものとなる。したがって、円形断面から矩形断
面への変形と小断面積化を同時に行なう本発明は、小径
化してから矩形断面に圧延する従来の方法に比べて加工
工数を大きく減らすことができるのである。

【０００９】本発明において、温間圧延を行なう線材の
径をφ2mm〜φ8mmとしたのは、φ2mm未満の線材への熱
間加工は困難であり、脱スケール作業に多大な工数を必
要とするためである。本発明の効果を十分に活かすため
にφ4mm以上の線材に温間圧延を行なうことが望まし
い。また、φ8mmを越える線材は熱間加工により、小径
化が容易であり、温間圧延を適用する利点が少なくなる
ため、φ8mm以下に規定した。

【００１０】また、本発明において、初めに温間圧延を
行なうのは、円形断面から矩形断面への変形による縁面
の割れをできるだけ少なくするためである。温間圧延に
より略矩形断面となった線材をさらに薄い平線へ圧延す
る時に、材料と圧延ロールとの接触面積が大きく、それ
が幅方向への広がりに対する抵抗として作用するため、
幅方向の広がりが抑制されて縁面の割れは発生し難くな
る。本発明の製造方法は、難加工性であるＣrを7.0ない
し25.0重量%を含むマルテンサイト系ステンレス鋼の平
線成形、特に扁平率の大きいピストンリング用サイドレ
ールに広く適用が可能である。本発明では、ＣrとＦe以
外の他の元素は、その多少にかかわらず実施できる製造
方法であるが、望ましいマルテンサイト系ステンレス鋼
としては、Ｃ≦1.5%、Ｓi≦1%、Ｍn≦1%、Ｃr 7〜25%、
残部Ｆeからなるもの、さらに必要に応じて、Ｎi≦5%、
Ｗ≦1.5%、Ｍo≦3%、Ｖ≦6%、Ｎb≦3%、Ｃo≦13%、Ｃu
≦5%などを１種または２種以上含有したものでもよい。

【００１１】ここでＣr含有量を上記の範囲に限定した
理由について述べる。ＣrはＣと結び付いて、Ｃr炭化物
(Ｍ₂₃Ｃ₆、およびＭ₇Ｃ₃型炭化物）を形成し、オイルリ
ング用サイドレール等の用途に対して耐摩耗性を向上さ
せる上で必須の元素である。Ｃrの一部は基地中に固溶
して耐酸化性、耐熱性の向上に寄与し、また窒化処理を
施すと硬質の窒化層を生成してさらに耐摩耗性が向上す
るなど重要な元素である。Ｃr量は7.0%未満ではこれら
の効果が小さく、25.0%を越えると過度の共晶炭化物を
形成するだけでなく、Ｃ量が少ない場合には、焼入れ焼
もどしの熱処理によっても軟質のフェライト相が安定と
なり強度が不足するため、Ｃrは7.0〜25.0%とした。耐
摩耗性を一段と向上させるためには、Ｃr量は多い方が
よいが、加工性も含めた適正な共晶炭化物量とするため
の望ましい範囲はＣr 10.0〜22.0重量%である。

【００１２】

【実施例】図１に本発明による平線の製造方法に基づく
製造工程を示す図を示し、図２に従来の製造工程を示す
図を示す。供試材として0.85%Ｃ−0.47Ｓi−0.52Ｍn−1
7.6%Ｃr−残部Ｆeを直径φ5.0mmの熱間圧延線材に加工
し、焼なました後、シェービングにより表面疵を除去し
た直径φ4.5mmの線材を用いた。本発明では、まず線材
１を高周波加熱コイル２で加熱し、孔型付温間圧延ロー
ル３で矩形断面への温間圧延を行なう。本実施例で用い
た圧延機は、直列に７段の圧延ロールを垂直と水平方向
に交互にタンデムに配したもので、一段当りのリダクシ
ョンは約12%、１パス当りのリダクションは約59%であ
る。これを連続して２回繰り返すことで、円形断面に換
算した場合で直径が約1.85mm相当の矩形の線材が得られ
た。ここで、孔型付圧延ロールの他に、平面圧延ロール
を用いても圧延は可能ではあったが、圧延中にパスライ
ンが一定し難く、線ブレが生じ易いため、孔型付圧延ロ
ールを用いた方が、作業性の点から好ましいものであっ
た。

【００１３】次に中間焼なましを行なって材料の被加工
性を回復させた後、冷間圧延を１回行なって厚さ 0.6mm
×幅 3mmのオイルリング用サイドレール材が得られた。
一方従来工程では、温間伸線ダイス５で伸線を連続して
８回行なって直径φ2.0mmの円形断面の線材を得た後、
中間焼なましを施し、さらに形状を整えるために冷間伸
線で細径化する。次に再度中間焼なましを行なって加工
歪を取り除き、冷間圧延を３回、中間焼なましを２回行
ないながら、円形断面から0.6mm厚の平線に加工を行な
った。その際、冷間圧延の代わりに温間圧延を行ない、
パス回数の低減を試みたが、パス回数は３回から２回に
は減少できたものの、寸法精度と加熱時の酸化スチー
ル、着色の問題から、最後は冷間圧延を行なわなければ
ならず、これ以上のパス回数の低減は不可能であった。
また、冷間圧延のみでパス回数を減らすことも試みた
が、１パス当りの圧下量が増加するため、縁面に割れが
生じ、不可能であった。

【００１４】次に上記実施例で製造した平線の縁面の性
状を比較したところ、従来法では縁面にシワ状の模様が
発生するのに対し、本願の製造方法で作製した平線に
は、該シワ模様が少なくなっていた。これは本発明の製
造方法が、基本的に平線から平線への小段面積化を行な
っているために、丸線から急激に平線へ圧下する際にか
かる縁面への負荷が少なくなり、縁面割れに結び付くシ
ワ模様の発生が抑えられたためである。

【００１５】

【発明の効果】従来工程では、温間もしくは冷間伸線工
程で小径化および矩形断面化のために多くのパス回数を
要するのに対し、本発明による製造方法では、圧延ロー
ルを多段に直列に並べるタンデム化が容易に可能なた
め、１パス当りの減面率を大きくとることができる。ま
た、従来工程では、冷間圧延前の材料の断面形状が円形
であったため、冷間圧延工程のみで円形から平線に加工
しなければならなかったのに対し、本発明の製造方法で
は、冷間圧延工程前の材料の断面形状が既に平線である
ため、冷間圧延で強圧下を加える必要がなくなり、パス
の回数を従来に比べて少なくすることが可能である。し
かも本発明の製造方法では、冷間圧延パス毎に行なって
いた中間焼なまし材料も、冷間圧延パス回数の減少に伴
って低減できる。さらに本発明の製造方法は、加工工程
を圧延に統一すれば、従来の伸線工程で問題と成ってい
た焼付の発生もなくなり、通線速度も容易に上げること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による製造工程の概要を表した図であ
る。

【図２】従来の製造工程の概要を表した図である。

【図３】サイドレールを有するオイルリングの構成図で
ある。

【符号の説明】

１線材、２高周波加熱コイル、３温間圧延ロー
ル、４冷間圧延ロール、５温間伸線ダイス、６サ
イドレール、７スプリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 φ2mm〜φ8mmの直径を有する断面が実質
的に円形である線材を温間圧延し、次いで冷間圧延によ
り厚さ 1mm以下の平線を得ることを特徴とする平線の製
造方法。
【請求項２】組成がＣr 7.0〜25.0重量%を含むマルテ
ンサイト系ステンレス鋼からなり、その形状はφ2mm〜
φ8mmの直径の線材を押潰した1mm以下の厚みからなるこ
とを特徴とするオイルリング用サイドレール。