JPH10213004A - シリンダライナ - Google Patents
シリンダライナInfo
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- JPH10213004A JPH10213004A JP1406297A JP1406297A JPH10213004A JP H10213004 A JPH10213004 A JP H10213004A JP 1406297 A JP1406297 A JP 1406297A JP 1406297 A JP1406297 A JP 1406297A JP H10213004 A JPH10213004 A JP H10213004A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 船舶、自動車等およびその他の内燃機関に使
用されるシリンダライナ、特に耐摩耗性、耐焼付き性に
優れたシリンダライナを提供する。 【解決手段】 内燃機関に用いるシリンダライナを高Ｃ
−Ｃｒ−Ｍｏ系素材とし、更に硬度がＨＲＣ：２３以上
を有し、更にピストンと摺動する摺動面を形成する内周
面にＰＶＤ，ＣＶＤのような気相法で表面粗度が１．５
μＲｚ以下のＴｉＮあるいはＣｒＮのような硬質セラミ
ックス被覆層が形成されたシリンダライナ。
用されるシリンダライナ、特に耐摩耗性、耐焼付き性に
優れたシリンダライナを提供する。 【解決手段】 内燃機関に用いるシリンダライナを高Ｃ
−Ｃｒ−Ｍｏ系素材とし、更に硬度がＨＲＣ：２３以上
を有し、更にピストンと摺動する摺動面を形成する内周
面にＰＶＤ，ＣＶＤのような気相法で表面粗度が１．５
μＲｚ以下のＴｉＮあるいはＣｒＮのような硬質セラミ
ックス被覆層が形成されたシリンダライナ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、船舶、自動車等お
よびその他の内燃機関に使用されるシリンダライナに関
するもので、特に耐摩耗性、耐焼付性に優れた高強度シ
リンダライナに関するものである。
よびその他の内燃機関に使用されるシリンダライナに関
するもので、特に耐摩耗性、耐焼付性に優れた高強度シ
リンダライナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関エンジンのシリンダーブロック
に装着されたシリンダライナは、ピストンリングと摺動
するものであることから、摺動面の潤滑油保持性（保油
性）が高く、耐摩耗性、耐焼付性に優れていること、お
よび十分な素材強度を有することが特性として要求され
ており、一般には耐摩耗性を有し、しかもピストンリン
グとの相性のよい片状黒鉛鋳鉄（ねずみ鋳鉄）等の特殊
鋳鉄が使用されている。
に装着されたシリンダライナは、ピストンリングと摺動
するものであることから、摺動面の潤滑油保持性（保油
性）が高く、耐摩耗性、耐焼付性に優れていること、お
よび十分な素材強度を有することが特性として要求され
ており、一般には耐摩耗性を有し、しかもピストンリン
グとの相性のよい片状黒鉛鋳鉄（ねずみ鋳鉄）等の特殊
鋳鉄が使用されている。
【０００３】近年、船舶、自動車等およびその他の内燃
機関エンジンの高出力化に伴い、エンジン摺動部の摩耗
量の増加および焼付発生が増加しておりエンジン部分の
破損が問題視されている。一方、この内燃機関エンジン
については特に軽量化の傾向にあり、その要請は益々強
くなってきている。この要求を満足するものとしてシリ
ンダライナの薄肉化を目的として強度の高いＣｒ−Ｍｏ
−Ｎｂ，Ｖ系の鋼製シリンダライナが提案されている
が、耐摩耗性、耐焼付性が乏しいという欠点がある。ま
た、シリンダライナの摺動面の耐摩耗性、耐焼付性向上
のために、シリンダライナ面にプラズマ溶射法によりセ
ラミックスや耐摩耗金属等のコーテング層を形成する方
法も提案されているが膜厚管理が難しく、しかもコーテ
ング層表面粗度が粗く、しかも表面が不均一で追加的な
仕上げ作業が要求され、牽いてはコスト高になるという
欠点がある。
機関エンジンの高出力化に伴い、エンジン摺動部の摩耗
量の増加および焼付発生が増加しておりエンジン部分の
破損が問題視されている。一方、この内燃機関エンジン
については特に軽量化の傾向にあり、その要請は益々強
くなってきている。この要求を満足するものとしてシリ
ンダライナの薄肉化を目的として強度の高いＣｒ−Ｍｏ
−Ｎｂ，Ｖ系の鋼製シリンダライナが提案されている
が、耐摩耗性、耐焼付性が乏しいという欠点がある。ま
た、シリンダライナの摺動面の耐摩耗性、耐焼付性向上
のために、シリンダライナ面にプラズマ溶射法によりセ
ラミックスや耐摩耗金属等のコーテング層を形成する方
法も提案されているが膜厚管理が難しく、しかもコーテ
ング層表面粗度が粗く、しかも表面が不均一で追加的な
仕上げ作業が要求され、牽いてはコスト高になるという
欠点がある。
【０００４】前記問題点を解決する方法の一つとして、
特公平８−６６３６号公報にはシリンダライナ摺動面の
少なくとも上下死点間に気相法によるセラミックスある
いはアモルファス金属等の耐摩耗性材料を膜厚２〜１０
μｍを形成する技術が開示されている。この技術は、特
に耐摩耗性被覆の膜厚が上死点から下死点に向かって単
調減少する被覆形成を主眼としているが、この方法では
シリンダライナのライナの耐摩耗性効果は確保されても
ライナそれ自身の軽量化は全く意識されておらず近年の
シリンダライナの軽量化という要求を満足するものでは
なく、依然としてシリンダライナの軽量化という問題は
解決されていないのが現状である。
特公平８−６６３６号公報にはシリンダライナ摺動面の
少なくとも上下死点間に気相法によるセラミックスある
いはアモルファス金属等の耐摩耗性材料を膜厚２〜１０
μｍを形成する技術が開示されている。この技術は、特
に耐摩耗性被覆の膜厚が上死点から下死点に向かって単
調減少する被覆形成を主眼としているが、この方法では
シリンダライナのライナの耐摩耗性効果は確保されても
ライナそれ自身の軽量化は全く意識されておらず近年の
シリンダライナの軽量化という要求を満足するものでは
なく、依然としてシリンダライナの軽量化という問題は
解決されていないのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するものでシリンダライナを鋼製とすることによ
りシリンダライナ自体を高強度化し、更にその鋼製シリ
ンダライナ内周面に高硬度セラミックス被覆層を付与す
ることで従来の重量のある鋳鉄製シリンダライナに代わ
る薄肉、軽量化された耐摩耗性、耐焼付き性に優れたシ
リンダライナを提供するものである。
を解決するものでシリンダライナを鋼製とすることによ
りシリンダライナ自体を高強度化し、更にその鋼製シリ
ンダライナ内周面に高硬度セラミックス被覆層を付与す
ることで従来の重量のある鋳鉄製シリンダライナに代わ
る薄肉、軽量化された耐摩耗性、耐焼付き性に優れたシ
リンダライナを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記要求を満足
するものとしてシリンダライナの材質を改善し、更にこ
のシリンダライナ内周面に気相法（好ましくは、ＰＶ
Ｄ，ＣＶＤ法）により硬質セラミックス被覆層を形成す
るものであり、その要旨は以下のとおりである。 （１）シリンダライナ素材硬度がＨＲＣ：２３以上を有
し、更にピストンリングと摺動する摺動面を形成する内
周面に気相法により表面粗度が１．５μＲｚ以下の硬質
セラミックス被覆層で形成したシリンダライナ。
するものとしてシリンダライナの材質を改善し、更にこ
のシリンダライナ内周面に気相法（好ましくは、ＰＶ
Ｄ，ＣＶＤ法）により硬質セラミックス被覆層を形成す
るものであり、その要旨は以下のとおりである。 （１）シリンダライナ素材硬度がＨＲＣ：２３以上を有
し、更にピストンリングと摺動する摺動面を形成する内
周面に気相法により表面粗度が１．５μＲｚ以下の硬質
セラミックス被覆層で形成したシリンダライナ。
【０００７】（２）前記気相法により形成された硬質セ
ラミックス被覆層がＣｒ2 Ｎ，ＣｒＮまたは酸素を固溶
したＣｒＮあるいはＴｉＮから選ばれた少なくとも１種
からなり、かつ前記硬質セラミック被覆層のビッカース
硬度（Ｈｖ）が１，０００〜３，０００である（１）記
載のシリンダライナ。
ラミックス被覆層がＣｒ2 Ｎ，ＣｒＮまたは酸素を固溶
したＣｒＮあるいはＴｉＮから選ばれた少なくとも１種
からなり、かつ前記硬質セラミック被覆層のビッカース
硬度（Ｈｖ）が１，０００〜３，０００である（１）記
載のシリンダライナ。
【０００８】
【発明の実施の形態】先ず、本発明の目的に合致するシ
リンダライナの素材は、硬度がＨＲＣ：２３以上を確保
するために、その素材の化学成分は基本的にはＣｒ，Ｍ
ｏを微量添加した高炭素材を使用することが望ましく、
具体的な成分とその範囲は以下のとおりである。
リンダライナの素材は、硬度がＨＲＣ：２３以上を確保
するために、その素材の化学成分は基本的にはＣｒ，Ｍ
ｏを微量添加した高炭素材を使用することが望ましく、
具体的な成分とその範囲は以下のとおりである。
【０００９】Ｃは、シリンダライナ母材強度および靱性
を確保する点から０．２５〜２．２％添加するが、０．
２５％より低いと同等の強度を確保するための他の高価
な元素を使用しなければならず、また２．２％以上の過
剰な添加は割れ発生の点から望ましくない。ＭｎもＣ同
様に強度確保の点から添加されるが過剰な添加はＭｎ脆
性の点から望ましくない。
を確保する点から０．２５〜２．２％添加するが、０．
２５％より低いと同等の強度を確保するための他の高価
な元素を使用しなければならず、また２．２％以上の過
剰な添加は割れ発生の点から望ましくない。ＭｎもＣ同
様に強度確保の点から添加されるが過剰な添加はＭｎ脆
性の点から望ましくない。
【００１０】Ｐ，Ｓは本来不純物元素として含有される
ものであり、過剰な添加は靱性、加工性を劣化させるの
で低い方が望ましい。また、本発明のシリンダライナに
おいては、高温強度を確保するためＣｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ
の１種または２種以上を合計で０．６〜９．０％添加す
るすることが望ましい。
ものであり、過剰な添加は靱性、加工性を劣化させるの
で低い方が望ましい。また、本発明のシリンダライナに
おいては、高温強度を確保するためＣｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ
の１種または２種以上を合計で０．６〜９．０％添加す
るすることが望ましい。
【００１１】上述した鋼はＪＩＳ ＳＵＪやＳＣＭに該
当するような材料である。上記のような化学成分を有す
る鋼製シリンダライナは、熱処理され、ＨＲＣ：２３以
上の硬さとすることにより、十分な母材強度が得られ、
従来の鋳鉄製シリンダライナに比較し、５０％以上薄肉
化が可能である。更に本発明では、前述した化学成分を
有するシリンダライナに、ピストンリングと摺動する摺
動面を形成する内周面に気相法により表面粗度が１．５
μＲｚ以下、好ましくは１．０μＲｚ以下の硬質セラミ
ックス被覆層を形成するものである。気相法によりシリ
ンダライナ内周面に付与される硬質セラミックス被覆層
は、Ｃｒ2 Ｎ，ＣｒＮまたは酸素を固溶したＣｒＮある
いはＴｉＮから選ばれた少なくとも１種である。
当するような材料である。上記のような化学成分を有す
る鋼製シリンダライナは、熱処理され、ＨＲＣ：２３以
上の硬さとすることにより、十分な母材強度が得られ、
従来の鋳鉄製シリンダライナに比較し、５０％以上薄肉
化が可能である。更に本発明では、前述した化学成分を
有するシリンダライナに、ピストンリングと摺動する摺
動面を形成する内周面に気相法により表面粗度が１．５
μＲｚ以下、好ましくは１．０μＲｚ以下の硬質セラミ
ックス被覆層を形成するものである。気相法によりシリ
ンダライナ内周面に付与される硬質セラミックス被覆層
は、Ｃｒ2 Ｎ，ＣｒＮまたは酸素を固溶したＣｒＮある
いはＴｉＮから選ばれた少なくとも１種である。
【００１２】一般に、セラミックスは耐熱性、耐焼付
性、耐摩耗性、耐食性に優れた材質であり、このためシ
リンダライナにこのセラミックスコーテング膜を施すこ
とは極めてシリンダライナ材の耐熱性、耐焼付性、耐摩
耗性、耐食性を改善することに特に有効であり、摺動に
よる磨耗や焼付き、腐食性雰囲気下における腐食および
これらに起因する損傷等が効果的に防止され、寿命が延
長される。特に、気相法によるセラミックスコーテング
膜は、極めて緻密で高純度であるために一層前述の耐熱
性、耐摩耗性、耐焼付性、耐食性の改善を助長するもの
である。これらの気相法によるセラミックスコーテング
膜の付与は、前述した特公平８−６６３６号公報でも使
用されているが、シリンダライナは従来の鋳鉄であるこ
とからシリンダライナを薄肉軽量化することはできな
い。
性、耐摩耗性、耐食性に優れた材質であり、このためシ
リンダライナにこのセラミックスコーテング膜を施すこ
とは極めてシリンダライナ材の耐熱性、耐焼付性、耐摩
耗性、耐食性を改善することに特に有効であり、摺動に
よる磨耗や焼付き、腐食性雰囲気下における腐食および
これらに起因する損傷等が効果的に防止され、寿命が延
長される。特に、気相法によるセラミックスコーテング
膜は、極めて緻密で高純度であるために一層前述の耐熱
性、耐摩耗性、耐焼付性、耐食性の改善を助長するもの
である。これらの気相法によるセラミックスコーテング
膜の付与は、前述した特公平８−６６３６号公報でも使
用されているが、シリンダライナは従来の鋳鉄であるこ
とからシリンダライナを薄肉軽量化することはできな
い。
【００１３】本発明で使用されるセラミック被覆層は、
前述の鋼製シリンダライナとの密着性が極めて高いＣｒ
2 Ｎ，ＣｒＮまたは酸素を固溶したＣｒＮあるいはＴｉ
Ｎから選ばれた少なくとも１種、好ましくはＣｒＮある
いはＴｉＮ被覆層、からなるものであり、気相法、好ま
しくはＰＶＤ，ＣＶＤ法によりシリンダライナとピスト
ンリングとの摺動性に優れ、耐焼付き性が格段に改善さ
れる。また、この硬質セラミック被覆層の硬度は、ビッ
カース硬度（Ｈｖ）が１，０００〜３，０００という非
常に高い硬度を有しているために、自己摩耗に優れる。
更に、本発明においては、シリンダライナ摺動面の表面
粗度が１．５μＲｚであるため相手摩耗も少ない（相互
の寿命を助長することが可能になる）。
前述の鋼製シリンダライナとの密着性が極めて高いＣｒ
2 Ｎ，ＣｒＮまたは酸素を固溶したＣｒＮあるいはＴｉ
Ｎから選ばれた少なくとも１種、好ましくはＣｒＮある
いはＴｉＮ被覆層、からなるものであり、気相法、好ま
しくはＰＶＤ，ＣＶＤ法によりシリンダライナとピスト
ンリングとの摺動性に優れ、耐焼付き性が格段に改善さ
れる。また、この硬質セラミック被覆層の硬度は、ビッ
カース硬度（Ｈｖ）が１，０００〜３，０００という非
常に高い硬度を有しているために、自己摩耗に優れる。
更に、本発明においては、シリンダライナ摺動面の表面
粗度が１．５μＲｚであるため相手摩耗も少ない（相互
の寿命を助長することが可能になる）。
【００１４】
＜実施例１＞ （１）シリンダライナ 母材が重量％で、Ｃ：０．３５％、Ｓｉ：０．２％、Ｍ
ｎ：０．７％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以
下、Ｃｒ：１．０％、Ｍｏ：０．２％、残部Ｆｅおよび
不可避的不純物を含有する高Ｃ−Ｃｒ−Ｍｏ系の鋼材を
シリンダライナに加工してシリンダライナを準備した。
このシリンダライナの表面硬度は熱処理によりＨＲＣで
２９となった。
ｎ：０．７％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以
下、Ｃｒ：１．０％、Ｍｏ：０．２％、残部Ｆｅおよび
不可避的不純物を含有する高Ｃ−Ｃｒ−Ｍｏ系の鋼材を
シリンダライナに加工してシリンダライナを準備した。
このシリンダライナの表面硬度は熱処理によりＨＲＣで
２９となった。
【００１５】これは、従来材との比較で引張強度試験で
各素材の強度比を見ると、ＨＲＣ２０では１００、ＨＲ
Ｃ２１では１０２、ＨＲＣ２２では１０５、ＨＲＣ２３
では１５０、ＨＲＣ２９では１６０であり、シリンダラ
イナの母材強度としては硬度ＨＲＣ２３以上であること
が望ましい。このシリンダライナの内周面を１．０μＲ
ｚ以下の粗さに仕上げた後、ＰＶＤ法（ＣＶＤ法でも
可）によりＴｉＮ皮膜を形成した。この時のＰＶＤ法に
よるＴｉＮ皮膜形成の条件は後述のシリンダライナの摺
動面処理条件のとおりである。
各素材の強度比を見ると、ＨＲＣ２０では１００、ＨＲ
Ｃ２１では１０２、ＨＲＣ２２では１０５、ＨＲＣ２３
では１５０、ＨＲＣ２９では１６０であり、シリンダラ
イナの母材強度としては硬度ＨＲＣ２３以上であること
が望ましい。このシリンダライナの内周面を１．０μＲ
ｚ以下の粗さに仕上げた後、ＰＶＤ法（ＣＶＤ法でも
可）によりＴｉＮ皮膜を形成した。この時のＰＶＤ法に
よるＴｉＮ皮膜形成の条件は後述のシリンダライナの摺
動面処理条件のとおりである。
【００１６】上記本発明のシリンダライナと従来のねず
み鋳鉄ライナを比較材として用意し、表面粗さを調整
後、実機試験を行った。 表１に用意した本発明による
シリンダライナと従来のねずみ鋳鉄ライナを表示した。
○印は、用意したシリンダライナで、実機に供したシリ
ンダライナは表１中のＦＣシリンダライナと本発明のＴ
ｉＮ処理したシリンダライナである。
み鋳鉄ライナを比較材として用意し、表面粗さを調整
後、実機試験を行った。 表１に用意した本発明による
シリンダライナと従来のねずみ鋳鉄ライナを表示した。
○印は、用意したシリンダライナで、実機に供したシリ
ンダライナは表１中のＦＣシリンダライナと本発明のＴ
ｉＮ処理したシリンダライナである。
【００１７】
【表１】
【００１８】（２）ピストンリング 実機試験用に使用したピストンリングは、母材が１７Ｃ
ｒステンレス鋼で表面にガス窒化を施したものである。 （３）焼付き試験供試用下試片（表１のライナから切り
出した。） ・本発明鋼材＋ＴｉＮ皮膜形成ライナから切り出した試
片・・・・４種 ・本発明鋼材＋ＣｒＮ皮膜形成ライナから切り出した試
片・・・・４種 ・ＦＣ（ねずみ鋳鉄）ライナから切り出した試片・・・・・・
・・・・・・４種 （４）焼付き試験供試用上試片 直径８ｍｍφ、高さ２５ｍｍの円柱の一端が１８Ｒの球
面加工を施したものを上試片として用意した。
ｒステンレス鋼で表面にガス窒化を施したものである。 （３）焼付き試験供試用下試片（表１のライナから切り
出した。） ・本発明鋼材＋ＴｉＮ皮膜形成ライナから切り出した試
片・・・・４種 ・本発明鋼材＋ＣｒＮ皮膜形成ライナから切り出した試
片・・・・４種 ・ＦＣ（ねずみ鋳鉄）ライナから切り出した試片・・・・・・
・・・・・・４種 （４）焼付き試験供試用上試片 直径８ｍｍφ、高さ２５ｍｍの円柱の一端が１８Ｒの球
面加工を施したものを上試片として用意した。
【００１９】・Ｎｏ．１母材：１７Ｃｒステンレス鋼、
球面：ガス窒化処理 ・Ｎｏ．２母材：ＦＣ（ねずみ鋳鉄）、球面：Ｃｒメッ
キ （５）実機試験条件 ピストンリングにガス窒化リング（詳細上記参照）、ラ
イナはＦＣライナまたはＴｉＮライナ（詳細上記参照）
の組み合わせにて試験を実施した。
球面：ガス窒化処理 ・Ｎｏ．２母材：ＦＣ（ねずみ鋳鉄）、球面：Ｃｒメッ
キ （５）実機試験条件 ピストンリングにガス窒化リング（詳細上記参照）、ラ
イナはＦＣライナまたはＴｉＮライナ（詳細上記参照）
の組み合わせにて試験を実施した。
【００２０】エンジン：内径１０５ｍｍφ、行程１２５
ｍｍ×６気筒 排気量 ：６，４９４ｃｃ 馬力 ：１７５ＰＳデイーゼルエンジン 運転条件：３，１００ｒｐｍ×全負荷×１００ｈｒｓ． 水温 ：１１０℃（機関出口） （注）摩耗量の測定は以下のとおりである。
ｍｍ×６気筒 排気量 ：６，４９４ｃｃ 馬力 ：１７５ＰＳデイーゼルエンジン 運転条件：３，１００ｒｐｍ×全負荷×１００ｈｒｓ． 水温 ：１１０℃（機関出口） （注）摩耗量の測定は以下のとおりである。
【００２１】・ピストンリングの摩耗量測定：外周摺動
面両合口と合口を基点に９０°づつずらした計５ケ所の
摩耗量の平均をとった。 ・シリンダライナの摩耗量測定：トップリングの上死点
位置で正面部を基点に９０°づつずらした計４ケ所の摩
耗量の平均をとった。 （６）焼付き試験条件 図１に示すような上試片１と下試片２のホルダー、下試
片２を往復水平運動（往復速度：０．２ｍ／ｓｅｃ）さ
せるガイド付台と可動部と上試片１ホルダー上の荷重部
からなる往復動摩耗試験機を用い、初期荷重２０Ｎから
始め、１分おきに２０Ｎづつ荷重した。試験の組み合わ
せは表２の焼付き試験結果に示したとおりである。 （７）シリンダライナの摺動面処理条件 セラミック被覆層の種類：ＴｉＮおよびＣｒＮ皮膜 セラミック被覆層の膜厚：５．０μｍ ＰＶＤ，ＣＶＤ装置 ：アークイオンプレーテング装
置 処理真空度 ：１０ｍＴｏｒｒ 反応性ガス ：窒素 バイアス ：−３０Ｖ セラミック被覆層の硬度：ＴｉＮ：Ｈｖ＝２０００ ＣｒＮ：Ｈｖ＝１６００ （８）ピストンリングおよび焼付き試験用上試片の表面
処理 Ｃｒメッキのメッキ浴組成： CrO3 ；250g/l＋H2SO4 ；
2.5g/l 浴温度 ：５５℃ 電流密度 ：５０Ａ／ｄｍ2 メッキ時間 ：５時間 ガス窒化条件は、温度５７０℃で、反応性ガスとしてＮ
Ｈ3 ＋Ｎ2 で８ｈｒｓ処理した。
面両合口と合口を基点に９０°づつずらした計５ケ所の
摩耗量の平均をとった。 ・シリンダライナの摩耗量測定：トップリングの上死点
位置で正面部を基点に９０°づつずらした計４ケ所の摩
耗量の平均をとった。 （６）焼付き試験条件 図１に示すような上試片１と下試片２のホルダー、下試
片２を往復水平運動（往復速度：０．２ｍ／ｓｅｃ）さ
せるガイド付台と可動部と上試片１ホルダー上の荷重部
からなる往復動摩耗試験機を用い、初期荷重２０Ｎから
始め、１分おきに２０Ｎづつ荷重した。試験の組み合わ
せは表２の焼付き試験結果に示したとおりである。 （７）シリンダライナの摺動面処理条件 セラミック被覆層の種類：ＴｉＮおよびＣｒＮ皮膜 セラミック被覆層の膜厚：５．０μｍ ＰＶＤ，ＣＶＤ装置 ：アークイオンプレーテング装
置 処理真空度 ：１０ｍＴｏｒｒ 反応性ガス ：窒素 バイアス ：−３０Ｖ セラミック被覆層の硬度：ＴｉＮ：Ｈｖ＝２０００ ＣｒＮ：Ｈｖ＝１６００ （８）ピストンリングおよび焼付き試験用上試片の表面
処理 Ｃｒメッキのメッキ浴組成： CrO3 ；250g/l＋H2SO4 ；
2.5g/l 浴温度 ：５５℃ 電流密度 ：５０Ａ／ｄｍ2 メッキ時間 ：５時間 ガス窒化条件は、温度５７０℃で、反応性ガスとしてＮ
Ｈ3 ＋Ｎ2 で８ｈｒｓ処理した。
【００２２】上述した各試験条件に基づき本発明による
シリンダライナと従来のねずみ鋳鉄（ＦＣ）によるシリ
ンダライナの焼付き試験結果を表２に示す。
シリンダライナと従来のねずみ鋳鉄（ＦＣ）によるシリ
ンダライナの焼付き試験結果を表２に示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】表２から分かるように、本発明による鋼製
シリンダライナ内周面に硬質セラミックス被覆層として
ＰＶＤ，ＣＶＤのような気相法によりＣｒＮあるいはＴ
ｉＮ皮膜を付与した場合には、従来のＦＣ（ねずみ鋳
鉄）シリンダライナに比較して耐焼付き性が格段に改善
されている。また、本発明のシリンダライナの耐焼付き
性は表面粗度の影響が少ないことも分かる。
シリンダライナ内周面に硬質セラミックス被覆層として
ＰＶＤ，ＣＶＤのような気相法によりＣｒＮあるいはＴ
ｉＮ皮膜を付与した場合には、従来のＦＣ（ねずみ鋳
鉄）シリンダライナに比較して耐焼付き性が格段に改善
されている。また、本発明のシリンダライナの耐焼付き
性は表面粗度の影響が少ないことも分かる。
【００２５】また、この図２および図３に本実施例から
得られた結果を示してあるが、図２はシリンダライナ表
面粗度とシリンダライナの摩耗度との関係を、また図３
にはシリンダライナ表面粗度とピストンリングの摩耗度
との関係をそれぞれ示してあるが、図２から分かるよう
にＴｉＮ付与したシリンダライナ自身の耐摩耗性はＦＣ
シリンダライナのそれよりも数倍高いという結果が、同
様に、図３に示すようにＴｉＮ付与したシリンダライナ
の相手材摩耗度は表面粗度が１．５μＲｚ以下の範囲で
従来のＦＣシリンダライナより摩耗度が少ないことが分
かる。
得られた結果を示してあるが、図２はシリンダライナ表
面粗度とシリンダライナの摩耗度との関係を、また図３
にはシリンダライナ表面粗度とピストンリングの摩耗度
との関係をそれぞれ示してあるが、図２から分かるよう
にＴｉＮ付与したシリンダライナ自身の耐摩耗性はＦＣ
シリンダライナのそれよりも数倍高いという結果が、同
様に、図３に示すようにＴｉＮ付与したシリンダライナ
の相手材摩耗度は表面粗度が１．５μＲｚ以下の範囲で
従来のＦＣシリンダライナより摩耗度が少ないことが分
かる。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によるシリンダ
ライナは、ライナ母材強度が高くなるために薄肉軽量化
を図ることができ、更にシリンダライナ内周面に硬質セ
ラミックス被覆層を付与することにより耐摩耗性および
耐焼付き性が大幅に改善されたシリンダライナを提供す
ることができるものである。また、一般にシリンダライ
ナの粗さを小さくすることはオイル消費量の低減の効果
があることは良く知られている。ところが、従来の鋳鉄
シリンダライナでは粗さを小さくすると焼付きの危険が
あるため、通常、約２．５μＲｚ程度の粗さとしてい
る。本発明では、シリンダライナ内周表面粗さを小さく
できる（粗さ小でも耐焼付き性が高いため）のでオイル
消費量低減に効果がある。
ライナは、ライナ母材強度が高くなるために薄肉軽量化
を図ることができ、更にシリンダライナ内周面に硬質セ
ラミックス被覆層を付与することにより耐摩耗性および
耐焼付き性が大幅に改善されたシリンダライナを提供す
ることができるものである。また、一般にシリンダライ
ナの粗さを小さくすることはオイル消費量の低減の効果
があることは良く知られている。ところが、従来の鋳鉄
シリンダライナでは粗さを小さくすると焼付きの危険が
あるため、通常、約２．５μＲｚ程度の粗さとしてい
る。本発明では、シリンダライナ内周表面粗さを小さく
できる（粗さ小でも耐焼付き性が高いため）のでオイル
消費量低減に効果がある。
【図１】焼付き試験のための試験装置の模式図を示す。
【図２】シリンダライナ表面粗度とシリンダライナの摩
耗度との関係を示す。
耗度との関係を示す。
【図３】シリンダライナ表面粗度とピストンリングの摩
耗度との関係を示す。
耗度との関係を示す。
１…上試片 ２…下試片 ３…潤滑油
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｆ 1/10 Ｆ０２Ｆ 1/10 Ａ Ｆ１６Ｊ 10/04 Ｆ１６Ｊ 10/04
Claims (2)
- 【請求項１】 シリンダライナ素材硬度がＨＲＣ：２３
以上を有し、更にピストンリングと摺動する摺動面を形
成する内周面に気相法により表面粗度が１．５μＲｚ以
下の硬質セラミックス被覆層を形成したことを特徴とす
るシリンダライナ。 - 【請求項２】 前記気相法により形成された硬質セラミ
ックス被覆層がＣｒ 2 Ｎ，ＣｒＮまたは酸素を固溶した
ＣｒＮあるいはＴｉＮから選ばれた少なくとも１種から
なり、かつ前記硬質セラミック被覆層のビッカース硬度
（Ｈｖ）が１，０００〜３，０００であることを特徴と
する請求項１記載のシリンダライナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1406297A JPH10213004A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | シリンダライナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1406297A JPH10213004A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | シリンダライナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10213004A true JPH10213004A (ja) | 1998-08-11 |
Family
ID=11850613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1406297A Pending JPH10213004A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | シリンダライナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10213004A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009507220A (ja) * | 2005-09-05 | 2009-02-19 | スカニア シーブイ アクチボラグ（パブル） | 磁気バルクハウゼン・ノイズによる硬さ推定に基づいて鋳鉄製の構成部材を処理する方法 |
| CN105543805A (zh) * | 2016-01-12 | 2016-05-04 | 洪泽县华晨机械有限公司 | 船舶发动机渗陶气缸套的制造方法 |
-
1997
- 1997-01-28 JP JP1406297A patent/JPH10213004A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009507220A (ja) * | 2005-09-05 | 2009-02-19 | スカニア シーブイ アクチボラグ（パブル） | 磁気バルクハウゼン・ノイズによる硬さ推定に基づいて鋳鉄製の構成部材を処理する方法 |
| CN105543805A (zh) * | 2016-01-12 | 2016-05-04 | 洪泽县华晨机械有限公司 | 船舶发动机渗陶气缸套的制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050411 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050419 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050823 |