JPH07145446A - シリンダライナ用鋳鉄 - Google Patents
シリンダライナ用鋳鉄Info
- Publication number
- JPH07145446A JPH07145446A JP29352993A JP29352993A JPH07145446A JP H07145446 A JPH07145446 A JP H07145446A JP 29352993 A JP29352993 A JP 29352993A JP 29352993 A JP29352993 A JP 29352993A JP H07145446 A JPH07145446 A JP H07145446A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cast iron
- cylinder liner
- resistance
- seizure resistance
- liner
- 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.)
- Pending
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温耐摩耗性および耐焼付性に優れたシリン
ダライナ用鋳鉄を提供する。 【構成】 化学組成が重量％で、Ｃ ：３．１〜３．８
％、 Ｓｉ：２．８〜３．５％、Ｍｎ：１．０〜
１．８％、 Ｐ ：０．１〜０．４％、Ｃｒ：０．
１５〜０．５％、 Ｃｕ：０．５〜１．５％、Ｎｉ：
０．２〜０．５％、 Ｂ ：０．０２〜０．０６
％、および残部が実質的にＦｅで形成されている。
ダライナ用鋳鉄を提供する。 【構成】 化学組成が重量％で、Ｃ ：３．１〜３．８
％、 Ｓｉ：２．８〜３．５％、Ｍｎ：１．０〜
１．８％、 Ｐ ：０．１〜０．４％、Ｃｒ：０．
１５〜０．５％、 Ｃｕ：０．５〜１．５％、Ｎｉ：
０．２〜０．５％、 Ｂ ：０．０２〜０．０６
％、および残部が実質的にＦｅで形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高温耐摩耗性および耐焼
付性に優れたシリンダライナ用鋳鉄に関する。
付性に優れたシリンダライナ用鋳鉄に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関のシリンダ内周面に使用される
薄肉シリンダライナは、ピストンリングと摺動し、気密
性を保持しなければならず、ライナ材としては基本的に
高温における耐摩耗性と耐焼付性とが要求される。従
来、この目的のため、シリンダライナ材として、組織中
にＡ型黒鉛を有し、耐摩耗性向上元素としてＣｒ, Ｂ,
Ｐなどを含有する特殊鋳鉄が用いられている。また、ラ
イナの鋳造は、従来、Ａ型黒鉛を晶出させるため、凝固
速度を低くすることができる砂型置注鋳造や砂型遠心力
鋳造が適用されていたが、特公昭５８−３６６６４号公
報に開示されているように金型遠心力鋳造によっても製
造されるようになってきた。
薄肉シリンダライナは、ピストンリングと摺動し、気密
性を保持しなければならず、ライナ材としては基本的に
高温における耐摩耗性と耐焼付性とが要求される。従
来、この目的のため、シリンダライナ材として、組織中
にＡ型黒鉛を有し、耐摩耗性向上元素としてＣｒ, Ｂ,
Ｐなどを含有する特殊鋳鉄が用いられている。また、ラ
イナの鋳造は、従来、Ａ型黒鉛を晶出させるため、凝固
速度を低くすることができる砂型置注鋳造や砂型遠心力
鋳造が適用されていたが、特公昭５８−３６６６４号公
報に開示されているように金型遠心力鋳造によっても製
造されるようになってきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
燃費の低減のみならず、潤滑油量の低減をも目的とする
エンジンの開発が指向されており、摺動面の耐摩耗性、
耐焼付性の条件がより厳しくなってきた。また、ディー
ゼルエンジンの排気ガス規制に対応するため、ＮＯｘ・
ＰＭの低減が求められており、このためには燃料を可及
的に完全燃焼させる必要がある。そして、燃料の完全燃
焼を図るため、燃料と空気との混合を促進するように、
燃料を高圧噴射して噴霧状にすることが行われている。
かかる技術においては、シリンダの内圧が上昇するた
め、特に耐焼付性の向上が求められる。
燃費の低減のみならず、潤滑油量の低減をも目的とする
エンジンの開発が指向されており、摺動面の耐摩耗性、
耐焼付性の条件がより厳しくなってきた。また、ディー
ゼルエンジンの排気ガス規制に対応するため、ＮＯｘ・
ＰＭの低減が求められており、このためには燃料を可及
的に完全燃焼させる必要がある。そして、燃料の完全燃
焼を図るため、燃料と空気との混合を促進するように、
燃料を高圧噴射して噴霧状にすることが行われている。
かかる技術においては、シリンダの内圧が上昇するた
め、特に耐焼付性の向上が求められる。
【０００４】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、優れた高温耐摩耗性と耐焼付性とを備えたシリンダ
ライナ用鋳鉄を提供することを目的とする。
で、優れた高温耐摩耗性と耐焼付性とを備えたシリンダ
ライナ用鋳鉄を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のシリンダライナ
用鋳鉄は、化学組成が重量％で、Ｃ ：３．１〜３．８
％、 Ｓｉ：２．８〜３．５％、Ｍｎ：１．０〜
１．８％、 Ｐ ：０．１〜０．４％、Ｃｒ：０．
１５〜０．５％、 Ｃｕ：０．５〜１．５％、Ｎｉ：
０．２〜０．５％、 Ｂ ：０．０２〜０．０６
％、および残部が実質的にＦｅからなる。
用鋳鉄は、化学組成が重量％で、Ｃ ：３．１〜３．８
％、 Ｓｉ：２．８〜３．５％、Ｍｎ：１．０〜
１．８％、 Ｐ ：０．１〜０．４％、Ｃｒ：０．
１５〜０．５％、 Ｃｕ：０．５〜１．５％、Ｎｉ：
０．２〜０．５％、 Ｂ ：０．０２〜０．０６
％、および残部が実質的にＦｅからなる。
【０００６】
【作用】本発明のシリンダライナ用鋳鉄の化学組成は以
下の理由により限定される。単位は重量％である。 Ｃ：３．１〜３．８％ Ｃは、黒鉛晶出および炭化物形成のために必要であり、
３．１％未満では黒鉛が晶出し難くなると共に炭化物量
も減少し、耐摩耗性、耐焼付性が低下する。一方、３．
８％を越えると機械的性質及び耐摩耗性がともに低下す
る。
下の理由により限定される。単位は重量％である。 Ｃ：３．１〜３．８％ Ｃは、黒鉛晶出および炭化物形成のために必要であり、
３．１％未満では黒鉛が晶出し難くなると共に炭化物量
も減少し、耐摩耗性、耐焼付性が低下する。一方、３．
８％を越えると機械的性質及び耐摩耗性がともに低下す
る。
【０００７】Ｓｉ：２．８〜３．５％ Ｓｉは黒鉛を晶出させるために必要で、また基地に固溶
して耐焼付性を向上させる。２．８％未満ではかかる作
用が不足し、耐焼付性が低下する。一方、３．５を越え
るとフエライトの生成が過多となり、機械的性質が低下
し、また耐焼付性向上効果が飽和する。
して耐焼付性を向上させる。２．８％未満ではかかる作
用が不足し、耐焼付性が低下する。一方、３．５を越え
るとフエライトの生成が過多となり、機械的性質が低下
し、また耐焼付性向上効果が飽和する。
【０００８】Ｍｎ：１．０〜１．８％ Ｍｎは硬度向上のために添加され、またＳｉと同様、基
地に固溶して耐焼付性を向上させる。１．０％未満では
その作用が過少であり、一方１．８％を越えると硬度が
高くなり過ぎ、加工性が低下する。 Ｐ：０．１〜０．４％ Ｐはリン共晶（ステダイト) を生成させるために必要で
あり、０．１％未満では共晶量が過少で硬度向上効果が
ほとんどなく、一方０．４％を越えると共晶量が過多と
なって脆くなる。
地に固溶して耐焼付性を向上させる。１．０％未満では
その作用が過少であり、一方１．８％を越えると硬度が
高くなり過ぎ、加工性が低下する。 Ｐ：０．１〜０．４％ Ｐはリン共晶（ステダイト) を生成させるために必要で
あり、０．１％未満では共晶量が過少で硬度向上効果が
ほとんどなく、一方０．４％を越えると共晶量が過多と
なって脆くなる。
【０００９】Ｃｒ：０．１５〜０．５％ Ｃｒはクロムカーバイドを生成させ、硬度の向上、耐摩
耗性の向上のために添加され、０．１５％未満ではその
効果がほとんどなく、一方０．５％を越えるとカーバイ
ド量が過多となって加工性が低下する。 Ｃｕ：０．５〜１．５％ Ｃｕはパーライトの緻密化による基地強度の向上および
耐食性の向上のために添加され、０．５％未満ではその
効果がほとんどなく、一方１．５％を越えると基地硬度
が高くなり過ぎ、また耐食性向上効果が飽和する。
耗性の向上のために添加され、０．１５％未満ではその
効果がほとんどなく、一方０．５％を越えるとカーバイ
ド量が過多となって加工性が低下する。 Ｃｕ：０．５〜１．５％ Ｃｕはパーライトの緻密化による基地強度の向上および
耐食性の向上のために添加され、０．５％未満ではその
効果がほとんどなく、一方１．５％を越えると基地硬度
が高くなり過ぎ、また耐食性向上効果が飽和する。
【００１０】Ｎｉ：０．２〜０．５％ Ｎｉは基地を強化して耐摩耗性を向上させるために添加
される。０．２％未満ではかかる効果が不足し、一方
０．５％を越えると硬度が高くなり過ぎる。 Ｂ：０．０２〜０．０６％ Ｂはカーバイドの析出を促進する作用をなし、０．０２
％未満ではその効果が期待できず、一方０．０６％を越
えるとカーバイドの析出が過多となり、硬度が高くなり
過ぎる。
される。０．２％未満ではかかる効果が不足し、一方
０．５％を越えると硬度が高くなり過ぎる。 Ｂ：０．０２〜０．０６％ Ｂはカーバイドの析出を促進する作用をなし、０．０２
％未満ではその効果が期待できず、一方０．０６％を越
えるとカーバイドの析出が過多となり、硬度が高くなり
過ぎる。
【００１１】本発明の鋳鉄は以上の合金成分のほか、残
部が実質的にＦｅで形成される。尚、Ｓは材質を脆くす
るので少ない程望ましく、Ｓ：０．１％以下に止めてお
くのがよい。
部が実質的にＦｅで形成される。尚、Ｓは材質を脆くす
るので少ない程望ましく、Ｓ：０．１％以下に止めてお
くのがよい。
【００１２】
【実施例】下記表１の化学組成を有する鋳鉄を溶製し、
鋳込温度１４００℃、金型回転数１８００ｒｐｍで金型
遠心力鋳造し、外径９０mmφ、肉厚８mm、長さ１８００
mmのライナ素材を得た。尚、鋳造に際し、金型予熱温度
を２００℃とし、ウェットスプレーコーティングによ
り、ケイソウ土を主材とし、水ガラスを粘結材とした厚
さ０．８mmの塗型を金型内周面に形成された。
鋳込温度１４００℃、金型回転数１８００ｒｐｍで金型
遠心力鋳造し、外径９０mmφ、肉厚８mm、長さ１８００
mmのライナ素材を得た。尚、鋳造に際し、金型予熱温度
を２００℃とし、ウェットスプレーコーティングによ
り、ケイソウ土を主材とし、水ガラスを粘結材とした厚
さ０．８mmの塗型を金型内周面に形成された。
【００１３】
【表１】
【００１４】上記ライナ素材より、組織観察用試料を採
取し、顕微鏡観察したところ、いずれの試料も組織中に
Ａ型黒鉛の晶出が認められた。また、同素材を切断して
長さ２００mmの円筒状ライナ試料を得、これを仕上加工
して、高温乾式摩耗試験および耐焼付性試験に供した。
高温乾式摩耗試験は、科研式摩耗試験機を用い、試料を
周速０．２５ｍ／sec で軸心回りに回転させ、外表面に
初期オイルを塗布後にふき取り、先端接触部が半径１０
mmのアールで形成された加圧部材（材質１７Ｃｒ鋼、Ｃ
ｒメッキ施工) を６kgの荷重をかけて押し付け、４時間
当りの摩耗量を測定した。この場合、試料の軸心に棒状
のヒータを挿入して、試料温度を１８０℃に保持した。
一方、耐焼付性試験は、超高圧摩耗試験機を用い、リン
グ材（材質17Ｃｒ鋼、Ｃｒメッキ施工) を軸心回りに回
転させ、その端面にリング材と同心状に配置されたライ
ナ試料の端面を押し付けて、荷重を初期２０kg／cm2 か
ら順次増加し、各荷重を３分間保持し、焼付発生時の面
圧を求めた。リング材とライナ試料との接触部には、モ
ーターオイル＃３０（油温８０℃) を４００cc／min で
給油した。試験結果を下記表２に示す。
取し、顕微鏡観察したところ、いずれの試料も組織中に
Ａ型黒鉛の晶出が認められた。また、同素材を切断して
長さ２００mmの円筒状ライナ試料を得、これを仕上加工
して、高温乾式摩耗試験および耐焼付性試験に供した。
高温乾式摩耗試験は、科研式摩耗試験機を用い、試料を
周速０．２５ｍ／sec で軸心回りに回転させ、外表面に
初期オイルを塗布後にふき取り、先端接触部が半径１０
mmのアールで形成された加圧部材（材質１７Ｃｒ鋼、Ｃ
ｒメッキ施工) を６kgの荷重をかけて押し付け、４時間
当りの摩耗量を測定した。この場合、試料の軸心に棒状
のヒータを挿入して、試料温度を１８０℃に保持した。
一方、耐焼付性試験は、超高圧摩耗試験機を用い、リン
グ材（材質17Ｃｒ鋼、Ｃｒメッキ施工) を軸心回りに回
転させ、その端面にリング材と同心状に配置されたライ
ナ試料の端面を押し付けて、荷重を初期２０kg／cm2 か
ら順次増加し、各荷重を３分間保持し、焼付発生時の面
圧を求めた。リング材とライナ試料との接触部には、モ
ーターオイル＃３０（油温８０℃) を４００cc／min で
給油した。試験結果を下記表２に示す。
【００１５】
【表２】
【００１６】表２より、本発明の実施例に係るNo. １〜
３は、従来例のNo. ５に対して、高温乾式摩耗量が極め
て優れ、耐焼付性は４０％程度以上の向上が認められ
る。また、比較例のNo. ４に対しても耐焼付性の向上が
著しい。
３は、従来例のNo. ５に対して、高温乾式摩耗量が極め
て優れ、耐焼付性は４０％程度以上の向上が認められ
る。また、比較例のNo. ４に対しても耐焼付性の向上が
著しい。
【００１７】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明のシリンダラ
イナ用鋳鉄は、Ｃ：３．１〜３．８％、Ｓｉ：２．８〜
３．５％、Ｃｕ：０．５〜１．５％、Ｎｉ：０．２〜
０．５％を含有した特定の成分で形成したので、従来に
比して高温耐摩耗性及び耐焼付性を著しく向上させるこ
とができた。
イナ用鋳鉄は、Ｃ：３．１〜３．８％、Ｓｉ：２．８〜
３．５％、Ｃｕ：０．５〜１．５％、Ｎｉ：０．２〜
０．５％を含有した特定の成分で形成したので、従来に
比して高温耐摩耗性及び耐焼付性を著しく向上させるこ
とができた。
Claims (1)
- 【請求項１】 化学組成が重量％で、 Ｃ ：３．１〜３．８％、 Ｓｉ：２．８〜３．５
％、 Ｍｎ：１．０〜１．８％、 Ｐ ：０．１〜０．４
％、 Ｃｒ：０．１５〜０．５％、 Ｃｕ：０．５〜１．５
％、 Ｎｉ：０．２〜０．５％、 Ｂ ：０．０２〜０．
０６％、 および残部が実質的にＦｅからなることを特徴とするシ
リンダライナ用鋳鉄。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29352993A JPH07145446A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | シリンダライナ用鋳鉄 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29352993A JPH07145446A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | シリンダライナ用鋳鉄 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07145446A true JPH07145446A (ja) | 1995-06-06 |
Family
ID=17795929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29352993A Pending JPH07145446A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | シリンダライナ用鋳鉄 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07145446A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009001841A1 (ja) | 2007-06-26 | 2008-12-31 | Incorporated National University Iwate University | 片状黒鉛鋳鉄およびその製造方法 |
| KR20140029284A (ko) | 2012-08-30 | 2014-03-10 | 닛폰 피스톤 린구 가부시키가이샤 | 실린더 라이너 |
| CN106756449A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-05-31 | 韩进 | 汽车发动机缸套表面的处理方法 |
-
1993
- 1993-11-24 JP JP29352993A patent/JPH07145446A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009001841A1 (ja) | 2007-06-26 | 2008-12-31 | Incorporated National University Iwate University | 片状黒鉛鋳鉄およびその製造方法 |
| EP2166119A1 (en) * | 2007-06-26 | 2010-03-24 | Incorporated National University Iwate University | Flaky graphite cast iron, and method for production thereof |
| EP2166119A4 (en) * | 2007-06-26 | 2011-10-05 | Nat University Iwate Univ Inc | SCHUPPENGRAPHIT CAST IRON AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR |
| JP5229743B2 (ja) * | 2007-06-26 | 2013-07-03 | 国立大学法人岩手大学 | 片状黒鉛鋳鉄およびその製造方法 |
| US8956565B2 (en) | 2007-06-26 | 2015-02-17 | Incorporated National University Iwate University | Flake graphite cast iron and production method thereof |
| KR20140029284A (ko) | 2012-08-30 | 2014-03-10 | 닛폰 피스톤 린구 가부시키가이샤 | 실린더 라이너 |
| CN106756449A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-05-31 | 韩进 | 汽车发动机缸套表面的处理方法 |
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