JPH1122545A - 耐摩環およびそれを装着したピストン - Google Patents
耐摩環およびそれを装着したピストンInfo
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- JPH1122545A JPH1122545A JP19647597A JP19647597A JPH1122545A JP H1122545 A JPH1122545 A JP H1122545A JP 19647597 A JP19647597 A JP 19647597A JP 19647597 A JP19647597 A JP 19647597A JP H1122545 A JPH1122545 A JP H1122545A
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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- F05C2201/0448—Steel
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- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱伝導性と耐摩耗性に優れた焼結合金製耐摩
環を提供する。 【解決手段】 アルミニウム合金製のピストン１のトッ
プリング溝３は耐摩環１０を鋳包んで構成している。耐
摩環１０は鉄系焼結合金からなり、焼結合金のスケルト
ンは低炭素鋼マトリックス中にＨＶ７００以上の硬質合
金粒子が重量比率で１２−２８％分散した組織を有して
おり、焼結合金のスケルトンの空孔が銅合金で溶浸され
ている。上記硬質合金はフェロクロム、フェロモリブデ
ン、およびＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｏを主成分とす
る合金からなる群から選ばれた１又は２以上の合金であ
る。
環を提供する。 【解決手段】 アルミニウム合金製のピストン１のトッ
プリング溝３は耐摩環１０を鋳包んで構成している。耐
摩環１０は鉄系焼結合金からなり、焼結合金のスケルト
ンは低炭素鋼マトリックス中にＨＶ７００以上の硬質合
金粒子が重量比率で１２−２８％分散した組織を有して
おり、焼結合金のスケルトンの空孔が銅合金で溶浸され
ている。上記硬質合金はフェロクロム、フェロモリブデ
ン、およびＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｏを主成分とす
る合金からなる群から選ばれた１又は２以上の合金であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用ピスト
ンのリング溝部に鋳包む焼結合金製耐摩環に関する。
ンのリング溝部に鋳包む焼結合金製耐摩環に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金製ピストンのトップリ
ング溝部の耐熱性・耐摩耗性を向上する技術として、 １．耐摩環をピストンのリング溝部に鋳包む技術 ２．リング溝部をＦＲＭとする技術 ３．電子ビームによってピストンのリング溝部を高合金
化する技術 ４．ピストンのリング溝部を陽極酸化する技術 等がある。
ング溝部の耐熱性・耐摩耗性を向上する技術として、 １．耐摩環をピストンのリング溝部に鋳包む技術 ２．リング溝部をＦＲＭとする技術 ３．電子ビームによってピストンのリング溝部を高合金
化する技術 ４．ピストンのリング溝部を陽極酸化する技術 等がある。
【０００３】上記１．の耐摩環材料はニレジスト鋳鉄が
一般的である。このニレジスト鋳鉄製耐摩環は、重量が
大きく、材料費や機械加工費が高く、また熱伝導性が悪
いのでトップリング位置を上げることが困難になる。こ
の場合、未燃焼ガスが多くなるので、排ガス対策上不利
である。
一般的である。このニレジスト鋳鉄製耐摩環は、重量が
大きく、材料費や機械加工費が高く、また熱伝導性が悪
いのでトップリング位置を上げることが困難になる。こ
の場合、未燃焼ガスが多くなるので、排ガス対策上不利
である。
【０００４】上記欠点を解消するために、耐摩環を焼結
合金製とする提案がある（特公昭５７−３２７４３号、
特開平８−３３２５６２号）。
合金製とする提案がある（特公昭５７−３２７４３号、
特開平８−３３２５６２号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特公昭５７−３２７４
３号は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕ系の焼結合金製耐摩環を記載
している。この焼結合金は、オーステナイト組織となる
よう成分を定めたものであるが、全く実用されていな
い。また、特開平８−３３２５６２号は、耐熱被覆した
固体潤滑剤粉末を含有させた焼結合金製耐摩環を記載し
ている。特に実施例に記載されている焼結合金の組成
は、高炭素鋼、高炭素クロム軸受鋼、合金工具鋼系のも
のである。この耐摩環は耐熱被覆した固体潤滑剤粉末が
高価である。
３号は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕ系の焼結合金製耐摩環を記載
している。この焼結合金は、オーステナイト組織となる
よう成分を定めたものであるが、全く実用されていな
い。また、特開平８−３３２５６２号は、耐熱被覆した
固体潤滑剤粉末を含有させた焼結合金製耐摩環を記載し
ている。特に実施例に記載されている焼結合金の組成
は、高炭素鋼、高炭素クロム軸受鋼、合金工具鋼系のも
のである。この耐摩環は耐熱被覆した固体潤滑剤粉末が
高価である。
【０００６】他方、内燃機関の排気バルブシートに、各
種の硬質合金粒子を分散させた鉄系焼結材料が使用され
ている（例えば、特公昭５７−１９４７４号参照）。し
かし、バルブシートの相手材は一般的にＳＵＨ材、イン
コネル等の耐熱材料で、使用温度は３００−６００℃で
ある。これに対して、耐摩環の相手材はＣｒめっきや窒
化処理したピストンリングであり、使用温度は最高出力
点で１８０−２６０℃である。以上のように、両者の条
件は相当異なっているので、この材料は専らバルブシー
トに使用されており、耐摩環へ応用した例はなかった。
種の硬質合金粒子を分散させた鉄系焼結材料が使用され
ている（例えば、特公昭５７−１９４７４号参照）。し
かし、バルブシートの相手材は一般的にＳＵＨ材、イン
コネル等の耐熱材料で、使用温度は３００−６００℃で
ある。これに対して、耐摩環の相手材はＣｒめっきや窒
化処理したピストンリングであり、使用温度は最高出力
点で１８０−２６０℃である。以上のように、両者の条
件は相当異なっているので、この材料は専らバルブシー
トに使用されており、耐摩環へ応用した例はなかった。
【０００７】本発明の目的は、熱伝導性と耐摩耗性に優
れた焼結合金製耐摩環を提供することである。
れた焼結合金製耐摩環を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ピストンのリ
ング溝部に鋳包まれる鉄系焼結合金製の耐摩環におい
て、前記焼結合金のスケルトンは、低炭素鋼マトリック
ス中にＨＶ７００以上の硬質合金粒子が重量比率で１２
−２８％分散した組織を有しており、かつ、前記焼結合
金のスケルトンの空孔が銅合金で溶浸されていることを
特徴とする。
ング溝部に鋳包まれる鉄系焼結合金製の耐摩環におい
て、前記焼結合金のスケルトンは、低炭素鋼マトリック
ス中にＨＶ７００以上の硬質合金粒子が重量比率で１２
−２８％分散した組織を有しており、かつ、前記焼結合
金のスケルトンの空孔が銅合金で溶浸されていることを
特徴とする。
【０００９】上記硬質合金はフェロクロム、フェロモリ
ブデン、およびＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｏを主成分
とする合金からなる群から選ばれた１又は２以上の合金
とするのが望ましい。
ブデン、およびＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｏを主成分
とする合金からなる群から選ばれた１又は２以上の合金
とするのが望ましい。
【００１０】また、上記Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｏ
を主成分とする合金の組成は、 Ｃ ：０．５−５％ Ｃｒ ：１０−３０％ Ｎｉ ：２−１５％ Ｍｏ ：１０−３０％ Ｃｏ ：２０−４０％ Ｎｂ ：１−５％ Ｆｅ及び不純物 ：残部 からなるのが望ましい。
を主成分とする合金の組成は、 Ｃ ：０．５−５％ Ｃｒ ：１０−３０％ Ｎｉ ：２−１５％ Ｍｏ ：１０−３０％ Ｃｏ ：２０−４０％ Ｎｂ ：１−５％ Ｆｅ及び不純物 ：残部 からなるのが望ましい。
【００１１】本発明のＨＶ７００以上の硬質合金粒子
は、低炭素鋼のマトリックス中に分散して焼結合金に耐
熱性と耐摩耗性を与える。硬質合金粒子の分散量が１２
％未満であると、耐摩環自身の耐摩耗性が不足し、２８
％を越えると圧粉成形性が低下するほか、相手材である
ピストンリングを攻撃する性質が増し、靱性も低下す
る。従って、硬質合金粒子の量は１２−２８％の範囲と
する必要がある。より好ましい硬質合金粒子の量は１５
−２６％の範囲である。
は、低炭素鋼のマトリックス中に分散して焼結合金に耐
熱性と耐摩耗性を与える。硬質合金粒子の分散量が１２
％未満であると、耐摩環自身の耐摩耗性が不足し、２８
％を越えると圧粉成形性が低下するほか、相手材である
ピストンリングを攻撃する性質が増し、靱性も低下す
る。従って、硬質合金粒子の量は１２−２８％の範囲と
する必要がある。より好ましい硬質合金粒子の量は１５
−２６％の範囲である。
【００１２】さらに、焼結合金のスケルトンは、空孔が
銅合金で溶浸されているので、耐摩環の熱伝導性および
鋳包み性が良好となる。銅合金の溶浸後の焼結合金の比
重は５−７の範囲となる。
銅合金で溶浸されているので、耐摩環の熱伝導性および
鋳包み性が良好となる。銅合金の溶浸後の焼結合金の比
重は５−７の範囲となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１〜図３により、本発明の一実
施形態を説明する。
施形態を説明する。
【００１４】ピストン１はアルミニウム合金製で、外周
面２に形成されているトップリング溝３にトップリング
４が装着されている。５はトップリング４が摺動するシ
リンダ６の内壁面である。
面２に形成されているトップリング溝３にトップリング
４が装着されている。５はトップリング４が摺動するシ
リンダ６の内壁面である。
【００１５】トップリング溝３は耐摩環１０が鋳包まれ
て構成されている。耐摩環１０は外周に切欠部が形成さ
れている断面コ字状の環状部材であり、ピストン１のリ
ング溝部に鋳包まれてトップリング溝３の上面と下面と
底面とを形成している。
て構成されている。耐摩環１０は外周に切欠部が形成さ
れている断面コ字状の環状部材であり、ピストン１のリ
ング溝部に鋳包まれてトップリング溝３の上面と下面と
底面とを形成している。
【００１６】耐摩環１０は鉄系焼結合金からなり、焼結
合金のスケルトンは低炭素鋼マトリックス中にＨＶ７０
０以上の硬質合金粒子が重量比率で１２−２８％分散し
た組織を有しており、焼結合金のスケルトンの空孔が銅
合金で溶浸されている。
合金のスケルトンは低炭素鋼マトリックス中にＨＶ７０
０以上の硬質合金粒子が重量比率で１２−２８％分散し
た組織を有しており、焼結合金のスケルトンの空孔が銅
合金で溶浸されている。
【００１７】上記硬質合金粒子としては、例えば、Ｃ：
０．５−５％、Ｃｒ：１０−３０％、Ｎｉ：２−１５
％、Ｍｏ：１０−３０％、Ｃｏ：２０−４０％、Ｎｂ：
１−５％、残部Ｆｅ及び不純物の組成範囲を有する合金
粉末（硬度範囲：ＨＶ７００−ＨＶ９００）のほか、フ
ェロクロム（硬度範囲：ＨＶ１５００−ＨＶ１７０
０）、低炭素フェロモリブデン（硬度範囲：ＨＶ１３０
０−ＨＶ１４００）等を使用できる。
０．５−５％、Ｃｒ：１０−３０％、Ｎｉ：２−１５
％、Ｍｏ：１０−３０％、Ｃｏ：２０−４０％、Ｎｂ：
１−５％、残部Ｆｅ及び不純物の組成範囲を有する合金
粉末（硬度範囲：ＨＶ７００−ＨＶ９００）のほか、フ
ェロクロム（硬度範囲：ＨＶ１５００−ＨＶ１７０
０）、低炭素フェロモリブデン（硬度範囲：ＨＶ１３０
０−ＨＶ１４００）等を使用できる。
【００１８】以下、耐摩環の詳細な構造を説明する。
【００１９】耐摩環１０は、リング溝上面とリング溝底
面上部とを形成する断面Ｌ字状の上環状片１１と、リン
グ溝下面とリング溝底面下部とを形成する断面Ｌ字状の
下環状片１２とが接合されて形成されている。
面上部とを形成する断面Ｌ字状の上環状片１１と、リン
グ溝下面とリング溝底面下部とを形成する断面Ｌ字状の
下環状片１２とが接合されて形成されている。
【００２０】上環状片１１は、外周下部に切り欠き１３
が形成されている断面Ｌ字状の環状部材であり、上面１
４と２つの下面１５，１６と内周面１７と２つの外周面
１８，１９とを有している。上面１４はピストン１のリ
ング溝部の上壁面と接合する面であり、リング溝底面側
の端部は水平面に形成され、残りの面は外周側に向かっ
て切り欠き１３側に傾斜している円錐面に形成されてい
る。上面１４の端部の水平面は耐摩環の製造時に圧粉成
形体を積層しやすくする。２つの下面１５，１６のう
ち、切り欠き１３に臨んでいる下面１５は水平面に形成
されてリング溝上面になり、下側の下面１６は水平な接
合面を形成している。内周面１７はピストン１のリング
溝部の底壁面と接合する面で垂直面に形成されている。
２つの外周面１８，１９のうち、外側の外周面１８は垂
直面に形成されてピストン１の外周面になり、切り欠き
１３に臨んでいる外周面１９は垂直面に形成されてリン
グ溝底面になる。
が形成されている断面Ｌ字状の環状部材であり、上面１
４と２つの下面１５，１６と内周面１７と２つの外周面
１８，１９とを有している。上面１４はピストン１のリ
ング溝部の上壁面と接合する面であり、リング溝底面側
の端部は水平面に形成され、残りの面は外周側に向かっ
て切り欠き１３側に傾斜している円錐面に形成されてい
る。上面１４の端部の水平面は耐摩環の製造時に圧粉成
形体を積層しやすくする。２つの下面１５，１６のう
ち、切り欠き１３に臨んでいる下面１５は水平面に形成
されてリング溝上面になり、下側の下面１６は水平な接
合面を形成している。内周面１７はピストン１のリング
溝部の底壁面と接合する面で垂直面に形成されている。
２つの外周面１８，１９のうち、外側の外周面１８は垂
直面に形成されてピストン１の外周面になり、切り欠き
１３に臨んでいる外周面１９は垂直面に形成されてリン
グ溝底面になる。
【００２１】下環状片１２は上環状片１１と上下対称に
形成されている。すなわち、下環状片１２は外周上部に
切り欠き２０が形成されている断面Ｌ字状の環状部材で
あり、下面２１と２つの上面２２，２３と内周面２４と
２つの外周面２５，２６とを有している。下面２１はピ
ストン１のリング溝部の下壁面と接合する面であり、リ
ング溝底面側の端部は水平面に形成され、残りの面は外
周側に向かって切り欠き２０側に傾斜している円錐面に
形成されている。２つの上面２２，２３のうち、切り欠
き２０に臨んでいる上面２２は水平面に形成されてリン
グ溝下面になり、上側の上面２３は水平な接合面を形成
している。内周面２４はピストン１のリング溝部の底壁
面と接合する面で垂直面に形成されている。２つの外周
面２５，２６のうち、外側の外周面２５は垂直面に形成
されてピストン１の外周面になり、切り欠き２０に臨ん
でいる外周面２６は垂直面に形成されてリング溝底面に
なる。
形成されている。すなわち、下環状片１２は外周上部に
切り欠き２０が形成されている断面Ｌ字状の環状部材で
あり、下面２１と２つの上面２２，２３と内周面２４と
２つの外周面２５，２６とを有している。下面２１はピ
ストン１のリング溝部の下壁面と接合する面であり、リ
ング溝底面側の端部は水平面に形成され、残りの面は外
周側に向かって切り欠き２０側に傾斜している円錐面に
形成されている。２つの上面２２，２３のうち、切り欠
き２０に臨んでいる上面２２は水平面に形成されてリン
グ溝下面になり、上側の上面２３は水平な接合面を形成
している。内周面２４はピストン１のリング溝部の底壁
面と接合する面で垂直面に形成されている。２つの外周
面２５，２６のうち、外側の外周面２５は垂直面に形成
されてピストン１の外周面になり、切り欠き２０に臨ん
でいる外周面２６は垂直面に形成されてリング溝底面に
なる。
【００２２】上環状片１１と下環状片１２は上下対称に
配置され、上環状片１１の下面（接合面）１６と下環状
片１２の上面（接合面）２３とが接合されて耐摩環１０
が形成され、上環状片１１と下環状片１２の外周側の切
り欠き１３，２０は合体してリング溝を構成する。
配置され、上環状片１１の下面（接合面）１６と下環状
片１２の上面（接合面）２３とが接合されて耐摩環１０
が形成され、上環状片１１と下環状片１２の外周側の切
り欠き１３，２０は合体してリング溝を構成する。
【００２３】以下、上記焼結合金製耐摩環１０の製造方
法を説明する。
法を説明する。
【００２４】焼結合金のスケルトンのマトリックスを形
成する鉄粉と黒鉛、および硬質合金粒子を指定組成範囲
となるよう混合して、上環状片１１（下環状片１２）の
形状に圧粉成形する。
成する鉄粉と黒鉛、および硬質合金粒子を指定組成範囲
となるよう混合して、上環状片１１（下環状片１２）の
形状に圧粉成形する。
【００２５】次に、粉末成形体としての上環状片１１と
下環状片１２を、上環状片１１の下面（接合面）１６と
下環状片１２の上面（接合面）２３との間に環状の溶浸
用銅合金板２７を介装して積層し、さらにこの積層品を
多数組、環状の溶浸用銅合金板２８を介装して上下に積
層し、焼結と同時に銅合金溶浸する。この溶浸工程で、
上環状片１１の下面（接合面）１６と下環状片１２の上
面（接合面）２３が接合されるとともに、上下の環状片
１１，１２が銅合金で溶浸される。焼結および銅合金溶
浸後、耐摩環１０同士を分離する。
下環状片１２を、上環状片１１の下面（接合面）１６と
下環状片１２の上面（接合面）２３との間に環状の溶浸
用銅合金板２７を介装して積層し、さらにこの積層品を
多数組、環状の溶浸用銅合金板２８を介装して上下に積
層し、焼結と同時に銅合金溶浸する。この溶浸工程で、
上環状片１１の下面（接合面）１６と下環状片１２の上
面（接合面）２３が接合されるとともに、上下の環状片
１１，１２が銅合金で溶浸される。焼結および銅合金溶
浸後、耐摩環１０同士を分離する。
【００２６】なお、耐摩環１０同士は上環状片１１の上
面１４端部と下環状片１２の下面２１端部の水平面部分
が銅合金で接合されるが、前記水平面部分の長さは短
く、さらに溶浸用銅合金の量を所要量に比べて過大にな
らないようにすれば、溶浸後、耐摩環１０同士は容易に
分離可能である。
面１４端部と下環状片１２の下面２１端部の水平面部分
が銅合金で接合されるが、前記水平面部分の長さは短
く、さらに溶浸用銅合金の量を所要量に比べて過大にな
らないようにすれば、溶浸後、耐摩環１０同士は容易に
分離可能である。
【００２７】上記耐摩環１０をピストン１に鋳包むに
は、耐摩環１０を予熱し、圧力鋳造機のピストン金型に
セットして、アルミニウム合金を注湯、充填後、加圧し
て、凝固後、取り出せばよい。
は、耐摩環１０を予熱し、圧力鋳造機のピストン金型に
セットして、アルミニウム合金を注湯、充填後、加圧し
て、凝固後、取り出せばよい。
【００２８】なお、上記実施形態では、焼結と銅合金溶
浸を同時に行っているが、焼結工程と銅合金溶浸工程を
分離して行ってもよい。
浸を同時に行っているが、焼結工程と銅合金溶浸工程を
分離して行ってもよい。
【００２９】以下、本発明の効果を明らかにしたエンジ
ン実験の結果を説明する。
ン実験の結果を説明する。
【００３０】使用したエンジンの主要な諸元は、以下の
通りである。 シリンダ ：内径９４ｍｍ、６気筒 排気量 ：４．２ｌ エンジン形式：インタークーラー付き直噴ディーゼルエ
ンジン
通りである。 シリンダ ：内径９４ｍｍ、６気筒 排気量 ：４．２ｌ エンジン形式：インタークーラー付き直噴ディーゼルエ
ンジン
【００３１】エンジンの運転条件は、以下の通りであ
る。 回転数 ：３６００ｒｐｍ 負荷 ：４／４ 水温 ：１１０℃ 油温 ：１３０℃ 運転時間 ：５００時間
る。 回転数 ：３６００ｒｐｍ 負荷 ：４／４ 水温 ：１１０℃ 油温 ：１３０℃ 運転時間 ：５００時間
【００３２】なお、ピストンの材質はすべてＡＣ８Ａで
あり、トップリングは１７Ｃｒステンレス鋼製の窒化リ
ングである。ＡＣ８Ａの組成は、Ｃｕ０．８−１．３
％、Ｓｉ１１．０−１３．０％、Ｍｇ０．７−１．３
％、Ｚｎ０．１％以下、Ｆｅ０．８％以下、Ｍｎ０．１
％以下、Ｎｉ１．０−２．５％、Ｔｉ０．２％以下、残
Ａｌである。
あり、トップリングは１７Ｃｒステンレス鋼製の窒化リ
ングである。ＡＣ８Ａの組成は、Ｃｕ０．８−１．３
％、Ｓｉ１１．０−１３．０％、Ｍｇ０．７−１．３
％、Ｚｎ０．１％以下、Ｆｅ０．８％以下、Ｍｎ０．１
％以下、Ｎｉ１．０−２．５％、Ｔｉ０．２％以下、残
Ａｌである。
【００３３】エンジン実験に使用したピストンと、その
トップリング溝部の材質、硬質合金粒子の組成を表１
に、エンジン運転後のリング溝およびピストンリングの
摩耗の測定結果を表２に示す。
トップリング溝部の材質、硬質合金粒子の組成を表１
に、エンジン運転後のリング溝およびピストンリングの
摩耗の測定結果を表２に示す。
【００３４】
【００３５】表１において、比較例１はT.C.２．０−
３．０％、Ｓｉ１．０−２．８％、Ｍｎ１．０−１．５
％、Ｚｎ０．１％以下、Ｎｉ１３．５−１７．０％、Ｃ
ｕ５．０−７．０％、Ｃｒ１．０−１．８％、残部Ｆｅ
及び不純物からなるニレジスト鋳鉄製耐摩環をリング溝
部に鋳包んだピストンであり、比較例２はＡｌ2 Ｏ3 ５
体積％、ＳｉＯ2 ５−７体積％を含むセラミックス製プ
リフォームをリング溝部に鋳包んだセラミックス繊維で
強化したピストンである。比較例３，４および実施例
１，２，３，４は鉄系焼結合金製耐摩環をリング溝部に
鋳包んだピストンである。
３．０％、Ｓｉ１．０−２．８％、Ｍｎ１．０−１．５
％、Ｚｎ０．１％以下、Ｎｉ１３．５−１７．０％、Ｃ
ｕ５．０−７．０％、Ｃｒ１．０−１．８％、残部Ｆｅ
及び不純物からなるニレジスト鋳鉄製耐摩環をリング溝
部に鋳包んだピストンであり、比較例２はＡｌ2 Ｏ3 ５
体積％、ＳｉＯ2 ５−７体積％を含むセラミックス製プ
リフォームをリング溝部に鋳包んだセラミックス繊維で
強化したピストンである。比較例３，４および実施例
１，２，３，４は鉄系焼結合金製耐摩環をリング溝部に
鋳包んだピストンである。
【００３６】
【００３７】上記実験結果から、耐摩環について次のこ
とがわかる。 ・実施例１〜４は、硬質合金粒子の含有量が１２−２８
％の範囲で良好な耐摩耗性を示している。 ・より好ましい硬質合金粒子の量は、実施例２，３に示
されるように１５−２６％である。 ・比較例３は、硬質合金粒子の量が少なく、耐摩環の耐
摩耗性が劣る。 ・比較例４は、硬質合金粒子の量が多く、耐摩環自身の
耐摩耗性は良好であるが、リング溝の外周稜部に欠けが
発生し、摩耗粉の噛込みによってリング外周面に傷をつ
ける等、リングへの攻撃性が大きい。 ・実施例１〜４は、比較例１（ニレジスト鋳鉄製耐摩
環）や比較例２（ＦＲＭ）よりも優れた耐摩耗性を有し
ている。
とがわかる。 ・実施例１〜４は、硬質合金粒子の含有量が１２−２８
％の範囲で良好な耐摩耗性を示している。 ・より好ましい硬質合金粒子の量は、実施例２，３に示
されるように１５−２６％である。 ・比較例３は、硬質合金粒子の量が少なく、耐摩環の耐
摩耗性が劣る。 ・比較例４は、硬質合金粒子の量が多く、耐摩環自身の
耐摩耗性は良好であるが、リング溝の外周稜部に欠けが
発生し、摩耗粉の噛込みによってリング外周面に傷をつ
ける等、リングへの攻撃性が大きい。 ・実施例１〜４は、比較例１（ニレジスト鋳鉄製耐摩
環）や比較例２（ＦＲＭ）よりも優れた耐摩耗性を有し
ている。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、熱
伝導性と耐摩耗性に優れた焼結合金製耐摩環を提供する
ことができる。
伝導性と耐摩耗性に優れた焼結合金製耐摩環を提供する
ことができる。
【図１】本発明の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示す耐摩環の平面図、（ｂ）は
（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図である。
（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】上下の環状片と溶浸用銅合金板との積層状態を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
１…ピストン、２…外周面、３…トップリング溝、４…
トップリング、５…シリンダ内壁面、６…シリンダ、１
０…耐摩環、１１…上環状片、１２…下環状片、１３…
切り欠き、１４…上面、１５，１６…下面、１７…内周
面、１８，１９…外周面、２０…切り欠き、２１…下
面、２２，２３…上面、２４…内周面、２５，２６…外
周面、２７，２８…溶浸用銅合金板。
トップリング、５…シリンダ内壁面、６…シリンダ、１
０…耐摩環、１１…上環状片、１２…下環状片、１３…
切り欠き、１４…上面、１５，１６…下面、１７…内周
面、１８，１９…外周面、２０…切り欠き、２１…下
面、２２，２３…上面、２４…内周面、２５，２６…外
周面、２７，２８…溶浸用銅合金板。
Claims (4)
- 【請求項１】 ピストンのリング溝部に鋳包まれる鉄系
焼結合金製の耐摩環において、前記焼結合金のスケルト
ンは、低炭素鋼マトリックス中にＨＶ７００以上の硬質
合金粒子が重量比率で１２−２８％分散した組織を有し
ており、かつ、前記焼結合金のスケルトンの空孔が銅合
金で溶浸されていることを特徴とする耐摩環。 - 【請求項２】 前記硬質合金がフェロクロム、フェロモ
リブデン、およびＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｏを主成
分とする合金からなる群から選ばれた１又は２以上の合
金であることを特徴とする請求項１記載の耐摩環。 - 【請求項３】 前記Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｏを主
成分とする合金の組成が、 Ｃ ：０．５−５％ Ｃｒ ：１０−３０％ Ｎｉ ：２−１５％ Ｍｏ ：１０−３０％ Ｃｏ ：２０−４０％ Ｎｂ ：１−５％ Ｆｅ及び不純物 ：残部 からなることを特徴とする請求項２記載の耐摩環。 - 【請求項４】 請求項１、２、または３記載の耐摩環が
リング溝部に鋳包まれていることを特徴とするアルミニ
ウム合金製ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19647597A JP3883656B2 (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | 耐摩環およびそれを装着したピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19647597A JP3883656B2 (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | 耐摩環およびそれを装着したピストン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1122545A true JPH1122545A (ja) | 1999-01-26 |
| JP3883656B2 JP3883656B2 (ja) | 2007-02-21 |
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ID=16358426
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|---|---|---|---|
| JP19647597A Expired - Fee Related JP3883656B2 (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | 耐摩環およびそれを装着したピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3883656B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100482441B1 (ko) * | 2002-05-06 | 2005-04-14 | 현대자동차주식회사 | 피스톤용 다공질 소결재 인서트 조성물 및 이것을 이용한다공질 소결재 인서트의 제조 방법 |
-
1997
- 1997-07-07 JP JP19647597A patent/JP3883656B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100482441B1 (ko) * | 2002-05-06 | 2005-04-14 | 현대자동차주식회사 | 피스톤용 다공질 소결재 인서트 조성물 및 이것을 이용한다공질 소결재 인서트의 제조 방법 |
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|---|---|
| JP3883656B2 (ja) | 2007-02-21 |
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