JPS5823813B2 - 鋼製焼入ピストンリングの製造方法 - Google Patents
鋼製焼入ピストンリングの製造方法Info
- Publication number
- JPS5823813B2 JPS5823813B2 JP54088830A JP8883079A JPS5823813B2 JP S5823813 B2 JPS5823813 B2 JP S5823813B2 JP 54088830 A JP54088830 A JP 54088830A JP 8883079 A JP8883079 A JP 8883079A JP S5823813 B2 JPS5823813 B2 JP S5823813B2
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- Japan
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- steel
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Description
【発明の詳細な説明】
従来内燃機関のピストンに装着される圧力リングなど鋳
物にて製作されていたが近時強度向上などのため、これ
の鋼製リングへの切替え検討がおこなはれている。
物にて製作されていたが近時強度向上などのため、これ
の鋼製リングへの切替え検討がおこなはれている。
本発明はこの種のリングの加工を経済的に正確な寸法形
状を得硬さ範囲を自由に選択した鋼製焼入ピストンリン
グに関するものである。
状を得硬さ範囲を自由に選択した鋼製焼入ピストンリン
グに関するものである。
一般にリング類の成形には第１図にしめすごとく予めリ
ングの直径に合わせ１ケ宛に素材ａを切断したのち、ｂ
のごとくリング巻機で巻くか、長尺素材をリング巻機で
巻き、巻き終った時点で切断し次のリングをさらに巻く
など素材の供給を連続的に行なう方法。
ングの直径に合わせ１ケ宛に素材ａを切断したのち、ｂ
のごとくリング巻機で巻くか、長尺素材をリング巻機で
巻き、巻き終った時点で切断し次のリングをさらに巻く
など素材の供給を連続的に行なう方法。
また第２図に示すごとく素材をリング曲げ加工時にｄの
ととく蔓巻バネ状に巻いておいて後からその一端Ｃ部を
図示のごとく切り開きリング状に成形する方法がとられ
ていた。
ととく蔓巻バネ状に巻いておいて後からその一端Ｃ部を
図示のごとく切り開きリング状に成形する方法がとられ
ていた。
しかしこれらの加工は従来殆んどの場合予め焼入焼戻し
して調質された鋼材を冷間で成形する方法が採られてお
りそのためあまり硬度、抗張力の高いものは巻付は成形
が困難でみずから硬さはＨＲＣ４５以下（抗張力１５０
ｋｙ／ｍ４以下）位に限られるのである、従ってＨＲ
Ｃ４５〜６０（抗張力１５０ ｋｇ／ｍａ〜２４０ ｋ
ｇ／ｍｔＭ ）のような高強度のリングはその素材を予
め焼鈍して硬さを十分低下させたものを冷間でリング状
に加工成形したのちに加熱して焼入、焼戻しをされ所定
の強度を付与されていた。
して調質された鋼材を冷間で成形する方法が採られてお
りそのためあまり硬度、抗張力の高いものは巻付は成形
が困難でみずから硬さはＨＲＣ４５以下（抗張力１５０
ｋｙ／ｍ４以下）位に限られるのである、従ってＨＲ
Ｃ４５〜６０（抗張力１５０ ｋｇ／ｍａ〜２４０ ｋ
ｇ／ｍｔＭ ）のような高強度のリングはその素材を予
め焼鈍して硬さを十分低下させたものを冷間でリング状
に加工成形したのちに加熱して焼入、焼戻しをされ所定
の強度を付与されていた。
このような加工の場合前者のように予め調質された素材
を冷間で成形されたものはピストンリング成形後に種々
機械加工すると曲は加工による残留歪みのために変形を
発生するため正確な寸法形状を得ることが困難であり後
者の場合のように焼鈍した素材を成形後に熱処理する場
合には加熱歪や焼入歪等の発生によりリングの真円度が
悪くなり歩留りが低下する。
を冷間で成形されたものはピストンリング成形後に種々
機械加工すると曲は加工による残留歪みのために変形を
発生するため正確な寸法形状を得ることが困難であり後
者の場合のように焼鈍した素材を成形後に熱処理する場
合には加熱歪や焼入歪等の発生によりリングの真円度が
悪くなり歩留りが低下する。
大きい断面積を持った材料など曲げ加工の困難なものは
しばしば素材を７００℃〜７５０℃に加熱してリング成
形加工したのち再度正規の焼入加熱温度に加熱して熱処
理されることもある。
しばしば素材を７００℃〜７５０℃に加熱してリング成
形加工したのち再度正規の焼入加熱温度に加熱して熱処
理されることもある。
しかしこれらの場合は加熱してリング成形する目的が唯
単に材料温度を上げることによってその材料の強度を下
げ加工を容易にすることであり、殆んどの場合組織的に
はフェライト状態である７００°Ｃ〜７５０℃位が採用
されているそして成形後一旦冷却されたのち再加熱して
熱処理されるため後者の場合と同様な問題を発生してい
た。
単に材料温度を上げることによってその材料の強度を下
げ加工を容易にすることであり、殆んどの場合組織的に
はフェライト状態である７００°Ｃ〜７５０℃位が採用
されているそして成形後一旦冷却されたのち再加熱して
熱処理されるため後者の場合と同様な問題を発生してい
た。
また加熱して高温度の材料を加工すると素材形状に変形
が発生し精度の護持が困難であった。
が発生し精度の護持が困難であった。
これらは主に自動車などのエンジン用圧力リングなど鋳
物品が一般に使用されている部品を鋼Ｗ大リングへ切替
えようとして検討されて来たときに問題化したものであ
る。
物品が一般に使用されている部品を鋼Ｗ大リングへ切替
えようとして検討されて来たときに問題化したものであ
る。
本発明は前記した問題点や欠点を解消するために線状ま
たは帯状の引抜または圧延鋼材を加熱しリング曲げ加工
し個々のリングを製造する場合およびコイルバネのごと
き蔓巻き状に連続的にリングを成形する際にリング成形
と同時に焼入を行った焼入ピストンリングの製造方法を
提供することを目的とする。
たは帯状の引抜または圧延鋼材を加熱しリング曲げ加工
し個々のリングを製造する場合およびコイルバネのごと
き蔓巻き状に連続的にリングを成形する際にリング成形
と同時に焼入を行った焼入ピストンリングの製造方法を
提供することを目的とする。
上記した本発明の目的を達成するために、材料を加熱す
る温度を選定する工程、加熱された材料を冷却する工程
、冷却中の材料をリング成形する工程、成形された材料
がＭＳ点以下の温度まで冷却される工程を組合せること
によって−ツの工程の中にすべての機能を含ませたもの
である。
る温度を選定する工程、加熱された材料を冷却する工程
、冷却中の材料をリング成形する工程、成形された材料
がＭＳ点以下の温度まで冷却される工程を組合せること
によって−ツの工程の中にすべての機能を含ませたもの
である。
その後焼入したリングは焼戻し工程に入る。
本発明と従来方法との差を明確にするため２〜３の例に
よって比較すると 従来成形法例 （１） 素材→引抜又はロール成形→歪取焼鈍→加熱→焼入→焼
戻し→仕上成形→冷間すング成形→形状修正以上８工程 従来成形法例 （２） 素材→引抜又はロール成形→歪取焼鈍→仕上成形→冷間
すング成形→加熱→焼入→焼戻し→形状修正以上８工程 本発明法例 （１） 素材→引抜又はロール成形→加熱→焼入中すング成形→
焼戻し 以上４工程 従来成形法例（１）は８工程を要し冷間リング成形を最
終工程前で行なうものであるがリングの硬さはＨＲＣ４
５以下に制限される。
よって比較すると 従来成形法例 （１） 素材→引抜又はロール成形→歪取焼鈍→加熱→焼入→焼
戻し→仕上成形→冷間すング成形→形状修正以上８工程 従来成形法例 （２） 素材→引抜又はロール成形→歪取焼鈍→仕上成形→冷間
すング成形→加熱→焼入→焼戻し→形状修正以上８工程 本発明法例 （１） 素材→引抜又はロール成形→加熱→焼入中すング成形→
焼戻し 以上４工程 従来成形法例（１）は８工程を要し冷間リング成形を最
終工程前で行なうものであるがリングの硬さはＨＲＣ４
５以下に制限される。
また冷間で成形する場合リングは弾性変形範囲内でスプ
リングバックを生じ寸法形状の正確さを期し難い。
リングバックを生じ寸法形状の正確さを期し難い。
又従来成形法例（２）も８工程を要しリング成形時のス
プリングバック量は伊（１）よりは少ないが加熱、焼入
、焼戻し工程での熱歪鋼材の組織変化による歪の発生の
ため形状の変動があり寸法形状の正確さを期し難い。
プリングバック量は伊（１）よりは少ないが加熱、焼入
、焼戻し工程での熱歪鋼材の組織変化による歪の発生の
ため形状の変動があり寸法形状の正確さを期し難い。
これに対して本発明例ではリング成形工程を４工程に短
縮できる。
縮できる。
素材は引抜又はロール成形しその後加熱するが加熱温度
はその材料の焼入温度以上にすることが必要でこの温度
に加熱した材料はリング成形機に導入されるが、リング
成形機の入口ガイドは材料形状の仕上成形装置を兼ね同
時に圧縮空気、不活性ガスを吹きつけるか必要によって
は水、油のミストによる急速冷却を開始する。
はその材料の焼入温度以上にすることが必要でこの温度
に加熱した材料はリング成形機に導入されるが、リング
成形機の入口ガイドは材料形状の仕上成形装置を兼ね同
時に圧縮空気、不活性ガスを吹きつけるか必要によって
は水、油のミストによる急速冷却を開始する。
リング形状の内タオレ、ヨジレによる変形を少なくする
にはできるだけ低温が望ましいが、一方リング曲げ加工
のための残留応力が多くなりスプリングバック量が増大
するのでこの点からすればできるだけ高温度での加工が
要望される。
にはできるだけ低温が望ましいが、一方リング曲げ加工
のための残留応力が多くなりスプリングバック量が増大
するのでこの点からすればできるだけ高温度での加工が
要望される。
本発明で実験した結果では６００°Ｃ〜７５０℃の間で
の加工が最も良好な加工範囲であった。
の加工が最も良好な加工範囲であった。
然してリング成形加工が完了する温度は少くともマルテ
ンサイト変態の発生する直前で一般的にいうＭＳ点直上
である。
ンサイト変態の発生する直前で一般的にいうＭＳ点直上
である。
加工が完了すると同時に油または水等によって急速にマ
ルテンサイト変態を完了させ常温まで冷却されるこの際
マルテンサイト変態による歪を特に防止せんとする場合
にはリング成形加工治具で拘束された状態のま５で冷却
を完了させることによって寸法形状のよい硬さを自由に
選択出来たピストンリングを得られる。
ルテンサイト変態を完了させ常温まで冷却されるこの際
マルテンサイト変態による歪を特に防止せんとする場合
にはリング成形加工治具で拘束された状態のま５で冷却
を完了させることによって寸法形状のよい硬さを自由に
選択出来たピストンリングを得られる。
第３図は例として鋼材を加熱冷却をする時の共析Ｃ％を
有する鋼の線膨張変態図を示す。
有する鋼の線膨張変態図を示す。
第３図中ＣＡ”Ｊは加熱し徐冷したときの変態図〔Ｂ〕
は加熱後急冷せしめた時の変態図である。
は加熱後急冷せしめた時の変態図である。
鋼は常温においてはフェライト組織でありこれを加熱す
ると温度の上昇と共に熱膨張して長さが長くなるがＡｃ
１ 変態点においてフェライト組織からオーステナイト
組織に変態を起し急に長さが長くなる、さらに温度を上
昇せしめるとオーステナイト状態での熱膨張が進行し鋼
中のＣも拡散し均一なオーステナイト組織が得られるこ
の状態の温度が焼入加熱温度である。
ると温度の上昇と共に熱膨張して長さが長くなるがＡｃ
１ 変態点においてフェライト組織からオーステナイト
組織に変態を起し急に長さが長くなる、さらに温度を上
昇せしめるとオーステナイト状態での熱膨張が進行し鋼
中のＣも拡散し均一なオーステナイト組織が得られるこ
の状態の温度が焼入加熱温度である。
しかしこの温度から鋼の種類によっても異なるが空気中
冷却、炉中冷却などあまり急速でない冷却を開始すると
再び温度の低下とともに可逆的に収縮をはじめＡｒｌ変
態点に達するとオーステナイトからフェライトへの変態
が生じ鋼材は一時に収縮を開始しはじめのフェライト組
織にかえる。
冷却、炉中冷却などあまり急速でない冷却を開始すると
再び温度の低下とともに可逆的に収縮をはじめＡｒｌ変
態点に達するとオーステナイトからフェライトへの変態
が生じ鋼材は一時に収縮を開始しはじめのフェライト組
織にかえる。
このような処理では焼入硬化はせず硬化させるためには
〔Ｂ〕図のごとく均一なオーステナイト状態となった材
料を急速に冷却するとＡｒ１変態を生起せずオーステナ
イト組織のままでＡｓ点の温度まで降下する。
〔Ｂ〕図のごとく均一なオーステナイト状態となった材
料を急速に冷却するとＡｒ１変態を生起せずオーステナ
イト組織のままでＡｓ点の温度まで降下する。
オーステナイト組織は軟かく加工し易いために温度は低
下していても加工は容易に行なはれるので本発明ではこ
のオーステナイト状態でリング加工せんとするものであ
る。
下していても加工は容易に行なはれるので本発明ではこ
のオーステナイト状態でリング加工せんとするものであ
る。
このようにして成形加工したものをＭｓ点においてマル
テンサイト変態を生起せしめるとその形状のま５で硬化
しその後焼戻しをすることによって安定した形状の焼入
リングを得ることができる。
テンサイト変態を生起せしめるとその形状のま５で硬化
しその後焼戻しをすることによって安定した形状の焼入
リングを得ることができる。
以上述べたことから判明するごと〈従来のピストンリン
グは常温もしくは鋼の変態図のＡｃ１点に達するまでの
フェライト域でリング加工して以後焼入温度に加熱し急
冷し焼入硬化させて製造していたもの、ま°たは予め焼
入焼戻しして調質された線もしくは帯状の鋼材を加工し
てリング成形したピストンリングは公知であるが本発明
のピストンリングはリング加工時に焼入温度以上に加熱
しこれを急冷することによって材料はオーステナイト組
織のま＼で焼入加熱温度よりも低く鋼のマルテンサイト
変態温度以上の温度範囲を通過しマルテンサイト変態を
生起し常温に達する。
グは常温もしくは鋼の変態図のＡｃ１点に達するまでの
フェライト域でリング加工して以後焼入温度に加熱し急
冷し焼入硬化させて製造していたもの、ま°たは予め焼
入焼戻しして調質された線もしくは帯状の鋼材を加工し
てリング成形したピストンリングは公知であるが本発明
のピストンリングはリング加工時に焼入温度以上に加熱
しこれを急冷することによって材料はオーステナイト組
織のま＼で焼入加熱温度よりも低く鋼のマルテンサイト
変態温度以上の温度範囲を通過しマルテンサイト変態を
生起し常温に達する。
この際焼入加熱温度未満の温度とマルテンサイト変態開
始温度以上の温度範囲即ちオーステナイト組織の状態に
おいてリング遣げ加工を実施しリング加工完了後にマル
テンサイト変態を開始するごとく加工速度冷却速度を選
定したものである。
始温度以上の温度範囲即ちオーステナイト組織の状態に
おいてリング遣げ加工を実施しリング加工完了後にマル
テンサイト変態を開始するごとく加工速度冷却速度を選
定したものである。
リング曲げ加工完了後機械的に拘束を止めて冷却しても
よいが特に寸法形状の正確を期したい場合はマルテンサ
イト変態の進行中機械的にその形状を拘束すると効果が
太きい。
よいが特に寸法形状の正確を期したい場合はマルテンサ
イト変態の進行中機械的にその形状を拘束すると効果が
太きい。
焼入れ硬化した材料で蔓巻き状に連続してリング加工を
した材料はその一側を切断切開して１ケ１ケのリングを
成形させる。
した材料はその一側を切断切開して１ケ１ケのリングを
成形させる。
このようにして焼入硬化した１ケ毎の一端切開リングは
正規のリング寸法になるように治具にセットし焼戻し作
業を機械的な拘束した状態でおこない全リング加工工程
を完了せしめる。
正規のリング寸法になるように治具にセットし焼戻し作
業を機械的な拘束した状態でおこない全リング加工工程
を完了せしめる。
本発明の特徴は上記のごとくで得られた鋼製焼入ピスト
ンリングは経済的に生産できしかも寸法形状が正確に仕
上げることができる。
ンリングは経済的に生産できしかも寸法形状が正確に仕
上げることができる。
特にリング成形加工温度範囲はリングの仕上り状態を検
討した結果６００°Ｃ〜７５０℃が最も望ましい。
討した結果６００°Ｃ〜７５０℃が最も望ましい。
リング成形加工に当って本発明の方法特にこの温度範囲
での加工に関し最も効果が大きいのはリング形状がエン
ジワイズに曲げられる場合即ちリングの中心軸線方向の
厚さ寸法よりもその直径方向の幅寸法の方が大きいよう
なリングの場合リングの「タオレ」または「ソリ」の発
生が防止できるピストンリングの生産ができこのような
方法によって製造されたピストンリングは従来の方法で
製造されるリングに比較して著しく正確な寸法で効率よ
く生産できる効果を有する。
での加工に関し最も効果が大きいのはリング形状がエン
ジワイズに曲げられる場合即ちリングの中心軸線方向の
厚さ寸法よりもその直径方向の幅寸法の方が大きいよう
なリングの場合リングの「タオレ」または「ソリ」の発
生が防止できるピストンリングの生産ができこのような
方法によって製造されたピストンリングは従来の方法で
製造されるリングに比較して著しく正確な寸法で効率よ
く生産できる効果を有する。
第１図、第２図は従来の鋼製ピストンリングの製造概略
図を示し、第１図は材料を切断して成形する場合、第２
図は蔓巻状にしたのち切断し１ケ１ケのピストンリング
とする製造方法を図示した。 第３図は鋼の変態を冷却速度によって比較した線図であ
る。
図を示し、第１図は材料を切断して成形する場合、第２
図は蔓巻状にしたのち切断し１ケ１ケのピストンリング
とする製造方法を図示した。 第３図は鋼の変態を冷却速度によって比較した線図であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ リングに成形しようとする鋼の焼入温度またはそれ
以上の高温度に加熱した素材を、当該温度より急速に冷
却しながら、当該鋼の焼入加熱温度以下の温度から当該
鋼のマルテンサイト変態開始点までの温度範囲において
、個々のり、ングごとまたは蔓巻状連続してリング成形
し、成形完了後にマルテンサイト変態を開始せしめて焼
入硬化し、焼戻し時に機械的にその形状を拘束しながら
焼戻しすることを特徴とする鋼製焼入ピストンリングの
製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の焼入ピストンリングの
製造方法において、リング成形を６００〜７５０℃の間
で行ない成形完了後においても機械的にその形状に拘束
したま５急冷し、マルテンサイト変態を開始せしめ変態
完了までその形状に護持することを特徴とする鋼製焼入
ピストンリングの製造方法。 −−−
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54088830A JPS5823813B2 (ja) | 1979-07-13 | 1979-07-13 | 鋼製焼入ピストンリングの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54088830A JPS5823813B2 (ja) | 1979-07-13 | 1979-07-13 | 鋼製焼入ピストンリングの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5614044A JPS5614044A (en) | 1981-02-10 |
| JPS5823813B2 true JPS5823813B2 (ja) | 1983-05-17 |
Family
ID=13953852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54088830A Expired JPS5823813B2 (ja) | 1979-07-13 | 1979-07-13 | 鋼製焼入ピストンリングの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5823813B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57126837A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-06 | Sumitomo Chem Co Ltd | High-quality ethylenic resin composition |
| JPS57126840A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-06 | Sumitomo Chem Co Ltd | Improved ethylene-alpha-olefin copolymer resin composition |
| JPS57126835A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-06 | Sumitomo Chem Co Ltd | Ethylenic resin composition |
| JPS57126838A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-06 | Sumitomo Chem Co Ltd | Improved ethylenic resin composition |
| JPS57126834A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-06 | Sumitomo Chem Co Ltd | Ethylene-alpha-olefin copolymer resin composition |
| JPS5945044A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-13 | Fuji Valve Kk | 内燃機関の弁座製造法 |
| KR100342177B1 (ko) * | 1999-12-08 | 2002-06-27 | 홍영철 | 엔진 피스톤 탑링용 오일 템퍼드 이형 강선 및 그 제조방법 |
| CN113857394A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-31 | 安徽环新集团股份有限公司 | 活塞环坯料绕环机 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4829969A (ja) * | 1971-08-19 | 1973-04-20 |
-
1979
- 1979-07-13 JP JP54088830A patent/JPS5823813B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4829969A (ja) * | 1971-08-19 | 1973-04-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5614044A (en) | 1981-02-10 |
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