JPH10204678A - 摺動部材およびその製造方法 - Google Patents

摺動部材およびその製造方法

Info

Publication number
JPH10204678A
JPH10204678A JP1794097A JP1794097A JPH10204678A JP H10204678 A JPH10204678 A JP H10204678A JP 1794097 A JP1794097 A JP 1794097A JP 1794097 A JP1794097 A JP 1794097A JP H10204678 A JPH10204678 A JP H10204678A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plating
sliding member
plating film
hardness
sliding
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
Application number
JP1794097A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3729962B2 (ja
Inventor
Akira Harayama
章 原山
Hachiro Tanaka
八郎 田中
Mitsuharu Iwaizumi
充春 岩泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teikoku Piston Ring Co Ltd
Original Assignee
Teikoku Piston Ring Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teikoku Piston Ring Co Ltd filed Critical Teikoku Piston Ring Co Ltd
Priority to JP01794097A priority Critical patent/JP3729962B2/ja
Publication of JPH10204678A publication Critical patent/JPH10204678A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3729962B2 publication Critical patent/JP3729962B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/004Cylinder liners

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性と耐摩耗性が優れたCr合金めっき皮
膜を被覆した摺動部材およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 ピストンリング1の外周面またはシリン
ダライナ3のボア面に、Cr−I系合金めっき皮膜2を
被覆する。Cr−I系合金めっき皮膜2は、重量比率
で、Iを0.3〜1.1%含み、ビッカース硬度がHV
850〜1150である。上記めっき皮膜2は、CrO
3 に対して0.1〜1.0重量%のIを含む無水クロム
酸水溶液を基本とするクロムめっき浴を用い、浴温30
〜60℃でめっきすることにより被覆できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性と耐摩耗性
に優れたCr−I系合金めっき皮膜を被覆した摺動部材
に関し、熱負荷の厳しい摺動部材(例えば、内燃機関用
のピストンリングやシリンダ等)に好適に利用できる。
【0002】
【従来の技術】硬質Crめっき皮膜は、高硬度で耐摩耗
性が優れているので、種々の摺動部材に利用されてい
る。硬質Crめっきで最も一般的に使用されているめっ
き浴は、硫酸を触媒とした浴(サージェント浴)、ある
いは硫酸とフッ素を触媒とした浴(フッ化浴)である。
【0003】これらのめっき浴で得られる硬質Crめっ
きは、 ・電流効率が、10〜20%と低く、 ・200℃以上の加熱で硬度低下し、耐摩耗性が劣化す
る 不都合があることが知られている。
【0004】電流効率を改善する試みとして、米国特許
4,234,396は、CrO3 :100〜1600g
/lと、CrO3 に対して、0.3〜15%のClまた
はCl-および/またはCrO3 に対して、0.5〜1
0%のIまたはI- と、からなるめっき浴により、最高
78%の電流効率が得られることを開示している。とこ
ろが、このめっき浴で得られるめっき皮膜の耐熱性、耐
摩耗性、析出物成分の耐熱性や耐摩耗性への影響につい
ては全く記載されていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、内燃機関の益々
の高出力化・小型化が目指されている。このようなエン
ジンのピストンリングやシリンダは、より大きな熱負荷
が加わるので、加熱によって硬度や耐摩耗性が低下しな
いCrめっき皮膜が求められている。
【0006】本発明は、耐熱性と耐摩耗性が優れたCr
合金めっき皮膜を被覆した摺動部材およびその製造方法
を提供することを課題とする。本発明の第2の課題は、
Cr合金めっきの電流効率を高くすることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】従来の硬質Crめっき皮
膜は、O:0.01〜0.8%、H:0.01〜0.1
2%を含有し、硬質Crめっき皮膜の硬度は、Hの含有
によるものとされている。しかしながら、200℃以上
で熱処理すると、Hが放出される。これにより、硬質C
rめっき皮膜の硬度や耐摩耗性の低下が起こる。
【0008】このことに鑑み、本発明者は、加熱によっ
て放出されにくい合金成分をCrめっきに含有させれ
ば、上記課題を解決することができると考え、種々のC
r系合金めっきを探索した。
【0009】その結果、I(沃素)を、重量比率で、
0.3〜1.1%含有するCr−I系合金めっき皮膜
は、 ・硬度が高く、 ・加熱による硬度低下が少なく、 ・加熱による耐摩耗性の低下が少ない ことを見出した。
【0010】Iは、Crめっきの触媒として作用して電
流効率を高める他、Crと共析してめっき皮膜の硬度、
耐摩耗性、および耐熱性を高める。
【0011】Iの含有量が増加するに従って、Cr−I
系合金めっき皮膜の硬度が向上する。摺動部材用として
望ましいHV850以上のビッカース硬度を得るには、
0.3%以上のIを含有させることが必要である。ま
た、Iの含有量の上限は1.1%であって、これを越え
るIを含有させることはできない。より好ましいIの含
有量は0.6%以上である。
【0012】次に、Iは加熱後のめっき皮膜の硬度低下
を抑制する。Iが増加するに従って、加熱後の硬度低下
は少なくなる。しかし、Iの含有量が0.3%未満であ
ると、その効果は充分でない。
【0013】更に、Iは、加熱後のめっき皮膜の耐摩耗
性の低下を抑制する。Iの含有量が0.3%未満である
と、加熱後の耐摩耗性の低下を抑制する効果が充分でな
い。
【0014】他方、めっき浴中のIは、触媒作用により
電流効率を高める。無水クロム酸水溶液を基本とするク
ロムめっき浴のI/CrO3 が、重量比率で0.1%未
満であると、触媒効果が充分でなく、重量比率で1.0
%を越えると、めっき皮膜が、残留応力が大きくなり、
クラックが粗大化し、母材から剥離する。
【0015】なお、Iは、HIO3 、NaIO3 、KI
3 等の形でめっき浴中に添加される。
【0016】めっき温度が高くなると、めっき皮膜のI
の含有量が減少すると同時に硬度が低下する。めっき温
度が60℃を越えると、高硬度のめっき皮膜が得られな
い。一方、めっき電流は、めっき液を加熱する。したが
って、めっき温度が低いと、めっき液の冷却を要するこ
とになるから不利である。以上から、めっき温度は、3
0〜60℃の範囲とするのがよい。なお、めっき温度の
より好ましい範囲は40〜60℃である。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施形態を示して
おり、図1(a)はCr−I系合金めっき皮膜をピスト
ンリングに適用した例、図1(b)はCr−I系合金め
っき皮膜をシリンダライナに適用した例である。
【0018】図1(a)において、ピストンリング1の
外周面にCr−I系合金めっき皮膜2が被覆されてい
る。Cr−I系合金めっき皮膜2は、重量比率で、Iを
0.3〜1.1%含み、ビッカース硬度がHV850〜
1150である。
【0019】図1(b)において、シリンダライナ3の
ボア面にCr−I系合金めっき皮膜2が被覆されてい
る。Cr−I系合金めっき皮膜2は、重量比率で、Iを
0.3〜1.1%含み、ビッカース硬度がHV850〜
1150である。
【0020】以下、Cr−I系合金めっき皮膜のI含有
量が皮膜硬度に及ぼす影響について説明する。
【0021】めっき条件: めっき液組成 CrO3 :800g/l HCl :10g/l I/CrO3 :0.4重量% 電流密度 80A/dm2 浴温 30〜70℃
【0022】上記のめっき条件で得られたCr−I系合
金めっき皮膜のI含有量と硬度の関係を図2に示す。皮
膜中のI含有量は、EPMAで分析した。
【0023】図2は、 ・Iが0.3%以上で、HV850以上の硬度が得られ
ること ・Iが0.6%以上で、HV850未満の硬度がなくな
ること を示している。
【0024】次に、Cr−I系合金めっき皮膜の耐熱性
の試験結果を説明する。耐熱性試験に使用しためっき条
件を表1に示す。
【0025】
【0026】以上の4種類のめっき条件で得られた被め
っき物の硬度を、熱処理前後で測定した。熱処理条件
は、アンモニアガス中で580℃、8時間である。
【0027】結果を表2に示す。表2より、次のことが
明らかである。 ・比較例A,B(Iを含まない従来の硬質Crめっき)
は、熱処理後、硬度が大幅に低下する。 ・実施例A,Bは、比較例A,Bより硬度低下が少な
い。
【0028】
【0029】なお、上記表1に電流効率を示してある。
表1より、次のことが明らかである。 ・比較例A,B(Iを含まない従来の硬質Crめっき)
は、電流効率が低い。 ・実施例A,Bは、電流効率が高い。
【0030】次に、熱処理前後における被めっき物の耐
摩耗性について説明する。熱処理条件は、アンモニアガ
ス中で580℃、8時間である。
【0031】耐摩耗性は、往復動摩擦試験機を使用した
往復動摩耗試験によって評価した。
【0032】(1)往復動摩擦試験機 図3に往復動摩擦試験機の構成を示す。ピン状の上試験
片10は固定ブロック11により保持され、上方から油
圧シリンダ12により下向きの荷重が加えられて、下試
験片13に押接される。一方、矩形の平盤形状の下試験
片13は可動ブロック14により保持され、クランク機
構15により往復動させられる。16はロードセルであ
る。
【0033】(2)試験片 上試験片10:17Crマルテンサイト系ステンレス鋼
からなる直径8mmφ×長さ25mmの丸棒の一端にR
18mmの球面加工を施し、その球面上に上記表1に示
した4種類のCrめっきを施したもの。 下試験片13:長さ70mm×幅17mm×高さ14m
mの平板で材質はシリンダライナ用ボロン鋳鉄
【0034】(3)試験条件 (ならし条件) 荷重:2kgf 往復動速度:100cpm 時間:5min (摩耗条件) 荷重:10kgf 往復動速度:600cpm 時間:60min (潤滑条件) 軽油相当の粘度の軸受油(JH2)
【0035】(4)試験結果 結果は上記表2に示す。表2より、次のことが明らかで
ある。 ・比較例A,B(Iを含まない従来の硬質Crめっき)
は、熱処理後、耐摩耗性が大幅に低下する。 ・実施例A,Bは、比較例A,Bより耐摩耗性の低下が
少ない。
【0036】次に、めっき温度が皮膜硬度およびI含有
量に及ぼす影響について説明する。 めっき条件: めっき液組成 CrO3 :800g/l HCl :10g/l I/CrO3 :0.4重量% 電流密度 80A/dm2 浴温 30〜70℃
【0037】表3に、上記のめっき条件で得られた結果
を示す。
【0038】
【0039】表3から明らかなように、めっき温度が6
0℃以下で、めっき皮膜の硬度およびI含有率が高いこ
とがわかる。
【0040】なお、本発明に係るCr−I系合金めっき
皮膜は、上記で説明したように、加熱後の硬度低下が少
ないため、Cr−I系合金めっき皮膜を被覆した後に窒
化処理を行っても、めっき皮膜の硬度低下が小さい。
【0041】したがって、ピストンリングの外周面にC
r−I系合金めっき皮膜2を被覆した後、さらにガス窒
化処理(例えば580℃、8時間)を行って、図4に示
されているように、ピストンリング1Aの上下面に窒化
層4を形成しても、外周面のCr−I系合金めっき皮膜
2は所定の硬度を保持することができるため、外周面お
よび上下面とも耐摩耗性に優れたピストンリングを提供
することが可能である。
【0042】なお、図4のピストンリング1Aは、窒化
層4を上下面のみならず、内周面にも形成した例を示し
たが、上下面のみに形成してもよい。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、耐
熱性・耐摩耗性に優れたピストンリングやシリンダ等の
摺動部材を提供でき、熱負荷が高い高出力・小型のエン
ジンに好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示し、(a)はピストンリ
ングの一部分を示す縦断面図、(b)はシリンダライナ
の縦断面図である。
【図2】Cr−I系合金めっき皮膜のI含有量と硬度の
関係を示すグラフである。
【図3】往復動摩擦試験機の構成を示す図である。
【図4】本発明の別の実施形態を示すピストンリングの
一部分の縦断面図である。
【符号の説明】
1,1A ピストンリング 2 Cr−I系合金めっき皮膜 3 シリンダライナ 4 窒化層 10 上試験片 11 固定ブロック 12 油圧シリンダ 13 下試験片 14 可動ブロック 15 クランク機構 16 ロードセル

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 摺動面にCrめっき皮膜が被覆された摺
    動部材であって、前記Crめっき皮膜が、 重量比率で、Iを0.3〜1.1%含み、 ビッカース硬度がHV850〜1150であるCr−I
    系合金めっき皮膜であることを特徴とする摺動部材。
  2. 【請求項2】 摺動部材がピストンリングであり、摺動
    面がリング外周面であることを特徴とする請求項1記載
    の摺動部材。
  3. 【請求項3】 摺動部材がピストンリングであり、摺動
    面がリング外周面であり、かつ、リング上下面に窒化層
    が形成されていることを特徴とする請求項1記載の摺動
    部材。
  4. 【請求項4】 摺動部材がシリンダであり、摺動面がシ
    リンダボア面であることを特徴とする請求項1記載の摺
    動部材。
  5. 【請求項5】 CrO3 に対して0.1〜1.0重量%
    のIを含む無水クロム酸水溶液を基本とするクロムめっ
    き浴を用い、浴温30〜60℃で摺動面にめっきするこ
    とを特徴とする摺動部材の製造方法。
JP01794097A 1997-01-16 1997-01-16 ピストンリングの製造方法 Expired - Fee Related JP3729962B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01794097A JP3729962B2 (ja) 1997-01-16 1997-01-16 ピストンリングの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01794097A JP3729962B2 (ja) 1997-01-16 1997-01-16 ピストンリングの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10204678A true JPH10204678A (ja) 1998-08-04
JP3729962B2 JP3729962B2 (ja) 2005-12-21

Family

ID=11957787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01794097A Expired - Fee Related JP3729962B2 (ja) 1997-01-16 1997-01-16 ピストンリングの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3729962B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1170470A2 (en) * 1994-11-24 2002-01-09 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
JP2008144193A (ja) * 2006-12-06 2008-06-26 Mazda Motor Corp 摺動部材及びその製造方法
JP2018083072A (ja) * 2016-11-16 2018-05-31 大日本印刷株式会社 殺菌剤のガス化装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102239397B1 (ko) * 2019-12-17 2021-04-13 국방기술품질원 도금 두께가 부위에 따라 상이한 경질 크롬 도금층을 포함하는 습식 실린더라이너

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1170470A2 (en) * 1994-11-24 2002-01-09 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
EP1170470A3 (en) * 1994-11-24 2002-03-27 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
JP2008144193A (ja) * 2006-12-06 2008-06-26 Mazda Motor Corp 摺動部材及びその製造方法
JP2018083072A (ja) * 2016-11-16 2018-05-31 大日本印刷株式会社 殺菌剤のガス化装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3729962B2 (ja) 2005-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7726273B2 (en) High strength steel cylinder liner for diesel engine
JP5669392B2 (ja) ピストンリングおよびシリンダライナの製造のための高珪素成分を含む鋼材
US6209881B1 (en) Cast-iron piston ring
JPH10184914A (ja) ピストンリングとシリンダライナの組合せ
RU96118135A (ru) Способ изготовления гильзы цилиндра и гильза цилиндра
US4612260A (en) Piston ring member
JPH11264468A (ja) ピストンリング及びその組合せ
JP2000145542A (ja) 直噴式ディ―ゼルエンジン用ピストンリングおよび組合せ
JPH10204678A (ja) 摺動部材およびその製造方法
CN1290765A (zh) 用于内燃机的自润滑式活塞环材料及活塞环
JP3180921B2 (ja) アルコール系燃料を使用する内燃機関用のシリンダ
JP4282894B2 (ja) ピストンリング
JPH01307568A (ja) ピストンリング
WO2019087562A1 (ja) 圧力リング、内燃機関、圧力リング用線材および圧力リング用線材の製造方法
JPS6082654A (ja) 摺動部材
JP2005061389A (ja) 内燃機関用ピストンリング
JPS6210236A (ja) アルミニウム合金製シリンダ
JPS60172773A (ja) 高耐久性ピストンリング及びその製造方法
JP3143835B2 (ja) ピストンリングの組合せ
JPH01211658A (ja) 内燃機関用ピストン
JP2006037933A (ja) 高Cr鋼製ピストン
JPH04175442A (ja) 摺動部材
JP2775159B2 (ja) 内燃機関用シリンダライナとピストンリングの組合せ
US5945226A (en) Chromium alloy plating film, plating method thereof and member covered with said film
JPH06235096A (ja) 摺動部材

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Effective date: 20050107

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20050531

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Effective date: 20050725

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20051004

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20051005

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091014

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091014

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101014

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees