JPH0673518A - Production of wire rod for piston ring - Google Patents
Production of wire rod for piston ringInfo
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- JPH0673518A JPH0673518A JP22886292A JP22886292A JPH0673518A JP H0673518 A JPH0673518 A JP H0673518A JP 22886292 A JP22886292 A JP 22886292A JP 22886292 A JP22886292 A JP 22886292A JP H0673518 A JPH0673518 A JP H0673518A
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- Pending
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の圧力リング
やオイルリング等に用いられるピストンリング用線材に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston ring wire used for a pressure ring, an oil ring, etc. of an internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車エンジン等の内燃機関におけるピ
ストンリングは、圧力リングにおいては燃焼室の機密性
の保持を、またオイルリングにおいてはシリンダ壁間の
潤滑油膜の調整を行なうもので、内燃機関の性能に夫々
大きく影響を及ぼす重要な部品である。2. Description of the Related Art A piston ring in an internal combustion engine such as an automobile engine is a pressure ring for maintaining the airtightness of a combustion chamber and an oil ring for adjusting a lubricating oil film between cylinder walls. It is an important component that greatly affects the performance.
【0003】従来のピストンリングは、主として材料に
耐熱性、耐摩耗性のあるバネ鋼からなる線材が用いら
れ、コイリング加工によりリング状に加工された後、シ
リンダ壁と摺動する外周面に硬質クロムメッキを施して
耐摩耗性を向上させていた。A conventional piston ring is mainly made of a wire material made of spring steel having heat resistance and wear resistance. After being processed into a ring shape by coiling, it is hard on the outer peripheral surface that slides on the cylinder wall. It was plated with chrome to improve wear resistance.
【0004】近年、自動車エンジンの高出力、高回転と
いった高性能化に伴い、ピストンリングにも耐熱性、耐
摩耗性のより一層の向上と、さらには耐食性、軽量化が
要求されている。そして、その対策として表面に窒化処
理を施した13Crおよび17Crのマルテンサイト系
ステンレス鋼からなるピストンリングが用いられたり、
ピストンリングを薄板化することが行なわれている。[0004] In recent years, as the performance of automobile engines has increased, such as high output and high rotation, piston rings are required to have further improved heat resistance and wear resistance, as well as corrosion resistance and weight reduction. As a countermeasure, a piston ring made of 13Cr and 17Cr martensite stainless steel whose surface is nitrided is used,
The piston ring is being thinned.
【0005】しかしながら、上記ステンレス鋼を使用し
ても、耐熱性や高温腐食性雰囲気での耐食性はまだまだ
不充分であり、また薄板化による軽量化においても強度
の点で限界があり、さらに、これらの特性に優れた材料
が要求されているのが現状である。However, even if the above-mentioned stainless steel is used, its heat resistance and corrosion resistance in a high temperature corrosive atmosphere are still insufficient, and there is a limit in strength even in weight reduction by thinning. At present, there is a demand for a material having excellent characteristics.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】そして、ピストンリン
グの材料としては、上記諸特性に優れていることは勿論
であるが、他に要求されるものとして、曲げ加工性に優
れ、精度良くリング状に加工できる線材の形であること
が要求されている。The material of the piston ring is, of course, not only excellent in the above-mentioned various characteristics, but also required to be excellent in bending workability and accurately in a ring shape. It is required that the wire be in the form of a wire that can be processed into.
【0007】なぜなら、ピストンリングの加工方法は、
一般に低コストで加工できるバネ巻加工と同様のコイリ
ング加工方法により線材をリング状に加工されているた
め、線材は真直性に優れ、捩じれがなく、硬さむらがな
く、さらに冷間での曲げ加工が容易な適度な硬さと靱性
を有することが不可欠である。[0007] Because, the processing method of the piston ring is
Generally, the wire is processed into a ring shape by a coiling method similar to spring winding that can be processed at low cost, so the wire has excellent straightness, no twisting, no hardness unevenness, and bending in cold. It is essential to have a suitable hardness and toughness that are easy to process.
【0008】そこで、近年ピストンリングの材料とし
て、α+β型チタン合金を用いることが試みられてお
り、α+β型チタン合金の優れた耐食性、耐熱性、低比
重なる特性を生かしたα+β型チタン合金製のピストン
リングの実用化が進められている。しかしα+β型チタ
ン合金製のピストンリングの実用化には、先ず精度良く
コイリング加工ができるα+β型チタン合金のピストン
リング用線材を製造することが前提であり、早急なα+
β型チタン合金製ピストンリング用線材の開発が要求さ
れている。Therefore, in recent years, it has been attempted to use an α + β type titanium alloy as a material for the piston ring, and an α + β type titanium alloy is used which makes use of the excellent corrosion resistance, heat resistance and low specific gravity of the α + β type titanium alloy. Commercialization of piston rings is in progress. However, in order to commercialize the piston ring made of α + β type titanium alloy, first of all, it is premised that the wire for piston ring made of α + β type titanium alloy that can be coiled with high precision is manufactured.
Development of a β-titanium alloy piston ring wire is required.
【0009】本発明は、以上の点に鑑みてなされたもの
であり、冷間でのコイリング加工により、形状や寸法精
度に優れたピストンリングに加工できるチタン合金製ピ
ストンリング用線材を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and provides a wire rod for a titanium alloy piston ring, which can be processed into a piston ring excellent in shape and dimensional accuracy by cold coiling. With the goal.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】そこで、上記目的を達成
するために本発明のチタン合金製ピストンリング用線材
の製造方法は、Ti−6A1−4V、Ti−8A1−1
Mo−1V、Ti−5A1−2Cr−1Fe等のα+β
型チタン合金からなる線材に、焼鈍と冷間加工を繰り返
し施して角あるいは平形状の異形線材に加工し、該異形
線材を連続して略直線状態を保ちながら840〜970
℃に加熱した後急冷し、次いで450〜680℃に加熱
する。In order to achieve the above object, a method for manufacturing a titanium alloy wire for a piston ring according to the present invention is described in Ti-6A1-4V and Ti-8A1-1.
Α + β such as Mo-1V, Ti-5A1-2Cr-1Fe
A wire made of a titanium alloy is repeatedly annealed and cold-worked to be processed into a rectangular or flat shaped deformed wire, and the deformed wire is continuously maintained in a substantially straight state, and is maintained at 840 to 970.
After heating to ℃, it is quenched and then heated to 450 to 680 ℃.
【0011】そして、上記種々の数値限定の理由は次の
如くである。840〜970℃に加熱した後急冷するこ
とは、線材を840〜970℃に加熱し、線材を軟化さ
せて、前工程の異形加工により発生した曲がりや捩じれ
を真直化することができる。そして、その真直な状態の
まま急冷することで、真直状態を室温で保つことができ
る。さらにβ変態点以下の高温からの急冷によりマルテ
ンサイトが生成し、硬さをコイリング加工に適したHV
320〜390とすることができる。The reasons for limiting the various numerical values are as follows. By heating the wire rod to 840 to 970 ° C. and then rapidly cooling it, the wire rod is heated to 840 to 970 ° C. to soften the wire rod and straighten the bending and twisting generated by the deforming process in the previous step. Then, by rapidly cooling in the straight state, the straight state can be maintained at room temperature. Furthermore, martensite is generated by rapid cooling from a high temperature below the β transformation point, and the hardness is HV suitable for coiling.
It can be 320-390.
【0012】また、加熱温度が970℃を超えると、硬
さが増して高い降伏強度となってコイリング加工に大き
な力が必要となり、さらに組織のランダム化が起こり始
めて不均一な組織と成り易く、寸法精度良くコイリング
加工することが困難となる。一方加熱温度が840℃未
満になると線材の軟化が不充分となり真直化できなくな
る。If the heating temperature exceeds 970 ° C., the hardness increases and the yield strength becomes high, so that a large force is required for coiling, and randomization of the structure begins to occur, and a non-uniform structure is apt to occur. It becomes difficult to perform coiling with high dimensional accuracy. On the other hand, when the heating temperature is lower than 840 ° C, the wire material is insufficiently softened and cannot be straightened.
【0013】急冷後に450〜680℃に加熱すること
は、急冷により発生した内部歪みを除去して経時変化に
よる曲がりの発生を防止する。そして680℃を超える
加熱では硬度低下をおこす。一方450℃未満では内部
歪みの除去が不充分となる。Heating to 450 to 680 ° C. after quenching removes the internal strain generated by quenching and prevents the occurrence of bending due to aging. Then, heating above 680 ° C. causes a decrease in hardness. On the other hand, if the temperature is lower than 450 ° C, the internal strain is insufficiently removed.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。化
学成分がA1:6.2重量%、V:3.9重量%、残部が実
質的にTiからなるTi−6A1−4Vのα+β型チタ
ン合金線材を、焼鈍と伸線加工を繰り返して細径化した
後に、ローラ圧延加工を行なって厚み寸法1.05mm、幅
寸法2.4mmの異形の線材1に加工した。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. Ti-6A1-4V α + β titanium alloy wire rods with chemical composition of A1: 6.2% by weight, V: 3.9% by weight, and the balance being substantially Ti, are thinned by repeating annealing and wire drawing. After being made into a shape, roller rolling was performed to form a deformed wire rod 1 having a thickness of 1.05 mm and a width of 2.4 mm.
【0015】そして、図1に示すような熱処理装置2に
より上記線材1に最終の熱処理を行なった。熱処理装置
2は、第1加熱装置3の後部に冷却装置4を設け、さら
に冷却装置4の後部に第2加熱装置5を設けた。そし
て、線材1は繰出し装置6より連続して供給され、第1
加熱装置3、冷却装置4、第2加熱装置5の順に通り、
最後に巻取り装置7に連続して巻き取られる。また上記
一連の装置は、線材1が直線移動するよう直線状に配置
されている。尚、冷却装置4は油による冷却とした。Then, the wire 1 was subjected to the final heat treatment by the heat treatment apparatus 2 as shown in FIG. In the heat treatment device 2, the cooling device 4 was provided at the rear part of the first heating device 3, and the second heating device 5 was further provided at the rear part of the cooling device 4. Then, the wire rod 1 is continuously supplied from the feeding device 6,
The heating device 3, the cooling device 4, and the second heating device 5 are passed in this order,
Finally, it is continuously wound up by the winding device 7. The above-mentioned series of devices are linearly arranged so that the wire rod 1 moves linearly. The cooling device 4 was cooled by oil.
【0016】次に、表1に示すような加熱温度、保持時
間により上記熱処理装置を用いて線材1を熱処理した。
そして仕上がったピストンリング用線材を用いてコイリ
ング加工テストを行なってコイリング加工性を評価し
た。試験No.A、Bは本発明の実施例であり、試験N
o.C、D、Eは比較例である。尚、試験No.C、D
は最終の熱処理を施した線材をコイリング加工したもの
であり、試験No.Eはローラ圧延上がりの線材をその
ままコイリング加工したものである。Next, the wire 1 was heat-treated by using the above-mentioned heat treatment apparatus at the heating temperature and holding time shown in Table 1.
The coiling workability was evaluated by performing a coiling process test using the finished piston ring wire. Test No. A and B are examples of the present invention, and test N
o. C, D and E are comparative examples. The test No. C, D
Is a wire which has been subjected to the final heat treatment and has been coiled. E is a wire rod that has just been rolled and is directly coiled.
【0017】[0017]
【表1】 [Table 1]
【0018】硬度、伸びはコイリングするまえのピスト
ンリング用線材の機械的物性を示すものであり、硬度は
HV320〜390で、伸びは6%以上であることがコ
イリング加工性を良くする上で好ましい。Hardness and elongation are mechanical properties of the piston ring wire before coiling, and hardness of HV320 to 390 and elongation of 6% or more are preferable for improving coiling workability. .
【0019】コイリング加工テストは、図2に示すよう
な三点ローラ8によりピストンリング用線材9に連続曲
げを行なって外径80mmのスリンキー10を得た。そし
て、上記スリンキー10をカットして、図3に示すような
C形状のリング11に加工し、図3(イ)に示すリング外
径Aの変動の有無と、切り口12のハネ上がりBの変動の
有無を調査し、さらに図3(ロ)に示すリング11が皿状
になるタワミCの変動の有無を夫々調査した。その結
果、実施例の試験No.A、Bにおいてはリング外径の
変動、ハネ上がりの変動、タワミの変動がなく、比較例
である試験No.C、D、Eと比べて一定の形状で連続
してリング加工ができ、コイリング加工性に優れ、精度
良くリング加工ができることが判る。In the coiling test, a piston ring wire 9 was continuously bent by a three-point roller 8 as shown in FIG. 2 to obtain a slinky 10 having an outer diameter of 80 mm. Then, the slinky 10 is cut and processed into a C-shaped ring 11 as shown in FIG. 3, and whether or not the ring outer diameter A shown in FIG. Then, the presence or absence of fluctuations in the deflection C in which the ring 11 shown in FIG. As a result, the test No. In Nos. A and B, there were no fluctuations in the ring outer diameter, fluctuations in the rising edge, and fluctuations in deflection, and the test No. It can be seen that compared to C, D, and E, ring processing can be continuously performed in a constant shape, coiling workability is excellent, and ring processing can be performed with high accuracy.
【0020】一般に、リング外径の変動は、線材に硬さ
むらや曲がりがある場合に生じるものである。またハネ
上がりの変動やタワミの変動は、線材に曲がりや捩じれ
が有る場合に生じるものである。Generally, the variation of the ring outer diameter occurs when the wire material has unevenness in hardness or bending. Further, the fluctuation of the rising edge and the fluctuation of the twisting occur when the wire rod is bent or twisted.
【0021】そして、本発明の実施例である試験No.
Aに用いた線材から、実際に表面に窒化処理を施したピ
ストンリングを作り、耐熱性、高温雰囲気での耐食性、
耐摩耗性、軽量化について調査したところ、良好な結果
をえることができた。Then, the test No. which is an embodiment of the present invention.
From the wire used for A, a piston ring whose surface is actually nitrided is made, and heat resistance, corrosion resistance in high temperature atmosphere,
When the wear resistance and weight reduction were investigated, good results were obtained.
【0022】[0022]
【発明の効果】本発明は、上記構成よりなるため、チタ
ン合金製ピストンリングを線材からコイリング加工によ
り容易に加工でき、しかもピストンリングの形状を安定
させて、寸法、形状を精度良く加工できるもので、チタ
ン合金製ピストンリングの実用化に大きく寄与する等の
優れた効果を奏する。EFFECTS OF THE INVENTION Since the present invention has the above-mentioned structure, the piston ring made of titanium alloy can be easily processed from the wire by coiling, and the shape of the piston ring can be stabilized and the size and shape can be processed with high accuracy. Thus, excellent effects such as a large contribution to the practical use of the titanium alloy piston ring are achieved.
【図1】本発明を実施する装置の一例を示す概略図であ
る。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an apparatus for carrying out the present invention.
【図2】ピストンリングのコイリング加工方法を示す概
略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a coiling method of a piston ring.
【図3】(イ)(ロ)は各々ピストンリングの形状を示
す概略図である。3A and 3B are schematic diagrams showing the shape of a piston ring.
1 線材 2 熱処理装置 3 第1加熱装置 4 冷却装置 5 第2加熱装置 6 繰出し装置 7 巻取り装置 8 三点ローラ 9 ピストンリング用線材 10 スリンキー 11 リング 12 切り口 A 外径 B ハネ上がり C タワミ 1 wire rod 2 heat treatment device 3 1st heating device 4 cooling device 5 2nd heating device 6 feeding device 7 winding device 8 three-point roller 9 piston rod wire rod 10 slinky 11 ring 12 cutout A outer diameter B rise C
Claims (1)
鈍と冷間加工を繰り返し施して角あるいは平形状の異形
線材に加工し、該異形線材を連続して略直線状態を保ち
ながら840〜970℃に加熱した後急冷し、次いで4
50〜680℃に加熱することを特徴とするピストンリ
ング用線材の製造方法。1. A wire made of an α + β type titanium alloy is repeatedly annealed and cold-worked to be processed into a rectangular or flat-shaped deformed wire, and the deformed wire is continuously maintained in a substantially linear state, and 840 to 970. After heating to ℃, quenching, then 4
A method for manufacturing a piston rod wire, comprising heating to 50 to 680 ° C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22886292A JPH0673518A (en) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | Production of wire rod for piston ring |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22886292A JPH0673518A (en) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | Production of wire rod for piston ring |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0673518A true JPH0673518A (en) | 1994-03-15 |
Family
ID=16883050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22886292A Pending JPH0673518A (en) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | Production of wire rod for piston ring |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0673518A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7682702B2 (en) | 2005-11-16 | 2010-03-23 | Basf Se | Process for preparing water-absorbing polymer particles |
WO2013189770A1 (en) | 2012-06-19 | 2013-12-27 | Basf Se | Method for the production of water-absorbing polymer particles |
US8945716B2 (en) | 2012-06-19 | 2015-02-03 | Basf Se | Process for producing water-absorbing polymer particles |
-
1992
- 1992-08-27 JP JP22886292A patent/JPH0673518A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7682702B2 (en) | 2005-11-16 | 2010-03-23 | Basf Se | Process for preparing water-absorbing polymer particles |
WO2013189770A1 (en) | 2012-06-19 | 2013-12-27 | Basf Se | Method for the production of water-absorbing polymer particles |
US8945716B2 (en) | 2012-06-19 | 2015-02-03 | Basf Se | Process for producing water-absorbing polymer particles |
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