JPS59166653A - 圧力リング材 - Google Patents
圧力リング材Info
- Publication number
- JPS59166653A JPS59166653A JP3782583A JP3782583A JPS59166653A JP S59166653 A JPS59166653 A JP S59166653A JP 3782583 A JP3782583 A JP 3782583A JP 3782583 A JP3782583 A JP 3782583A JP S59166653 A JPS59166653 A JP S59166653A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure ring
- resistance
- pressure
- ring
- cylinder wall
- 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
Links
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はピストンリング材に関するものであり、特に往
復動内燃機関に適用するのに最適な圧力リング材に関す
るものである。
復動内燃機関に適用するのに最適な圧力リング材に関す
るものである。
近年内燃機関は高出力高速化の一途をたどり、増々その
高性化が要求され加えて排ガス対策をも具備しなければ
ならず、内燃機関の馬力低下、燃費増という諸問題・＼
の対策の必要性が増大してきでいる。
高性化が要求され加えて排ガス対策をも具備しなければ
ならず、内燃機関の馬力低下、燃費増という諸問題・＼
の対策の必要性が増大してきでいる。
従来内燃機関用圧力リングとしては、鋳鉄製圧力リング
が用いられていたが、圧力リング軸方向に薄いものが製
造しにくく、比較的断面積の大きな重量のあるものにな
り、このため慣性が大きくなってフラッフリング現象を
発生し易（なるという問題点がある。また鋳鉄製圧力リ
ングは耐摩耗性や耐熱性が不足し、排ガス対策に有利な
ようにピストンの頂点に近い位置に取り付けることがで
きず、かつ、圧力リング間隔を小さくできないため、ピ
ストンの重量が重くなり、高出力、高速化ができないと
いう難点があった。内燃機関においては、燃焼室の気密
を保持する圧力リングは、その寿命と性能に最も大きな
影響を与えるものであり、この気密性を充分確保できる
範囲内で圧力リング軸方向の幅をできるだけ薄くするこ
とにより、シリンダー壁との接触面積を小さくし、摩擦
損失を少なくすること、また圧力リング自体の重量軽減
、さらに各圧力リング間隔を小さくすることによるピス
トンの重量の軽減が課題となっている。
が用いられていたが、圧力リング軸方向に薄いものが製
造しにくく、比較的断面積の大きな重量のあるものにな
り、このため慣性が大きくなってフラッフリング現象を
発生し易（なるという問題点がある。また鋳鉄製圧力リ
ングは耐摩耗性や耐熱性が不足し、排ガス対策に有利な
ようにピストンの頂点に近い位置に取り付けることがで
きず、かつ、圧力リング間隔を小さくできないため、ピ
ストンの重量が重くなり、高出力、高速化ができないと
いう難点があった。内燃機関においては、燃焼室の気密
を保持する圧力リングは、その寿命と性能に最も大きな
影響を与えるものであり、この気密性を充分確保できる
範囲内で圧力リング軸方向の幅をできるだけ薄くするこ
とにより、シリンダー壁との接触面積を小さくし、摩擦
損失を少なくすること、また圧力リング自体の重量軽減
、さらに各圧力リング間隔を小さくすることによるピス
トンの重量の軽減が課題となっている。
最近、これらの問題を解決すべく、８ｉ−Ｃｒ鋼や１３
Ｃｒ鋼などのスチールピストンリング材が用いられ始め
ているが５ｉ−Ｃｒ鋼は、低価格であるがピストンリン
グに要求される、耐熱へタリ性、耐摩耗性に問題があり
、ピストンリングの全面あるいは摺動面を含む上下３面
を表面処理して用いられろ。１５Ｃｒ鋼は耐熱へタリ性
、耐摩耗性に優れ、強度的にも５ｉ−Ｃｒ鋼より強く、
摺動面のみを表面処理して用いられている。本発明は、
上記の鋳鉄製圧力リングの問題点を解消すると共に価格
の点から５ｉ−Ｃｒ鋼と１３Ｃｒ鋼の中間のものを、ま
た特性の点からは、１３Ｃｒ鋼に近い性能を有し、良好
な気密性を維持しながら、内燃機関の高出力、高速化を
達成できかつ製造性のよりすぐれた圧力リング材を提供
するものである。
Ｃｒ鋼などのスチールピストンリング材が用いられ始め
ているが５ｉ−Ｃｒ鋼は、低価格であるがピストンリン
グに要求される、耐熱へタリ性、耐摩耗性に問題があり
、ピストンリングの全面あるいは摺動面を含む上下３面
を表面処理して用いられろ。１５Ｃｒ鋼は耐熱へタリ性
、耐摩耗性に優れ、強度的にも５ｉ−Ｃｒ鋼より強く、
摺動面のみを表面処理して用いられている。本発明は、
上記の鋳鉄製圧力リングの問題点を解消すると共に価格
の点から５ｉ−Ｃｒ鋼と１３Ｃｒ鋼の中間のものを、ま
た特性の点からは、１３Ｃｒ鋼に近い性能を有し、良好
な気密性を維持しながら、内燃機関の高出力、高速化を
達成できかつ製造性のよりすぐれた圧力リング材を提供
するものである。
以下本発明に係る圧カリング材九ついて述べる。
内燃機関の一部断面図を第１図に、圧力リングの斜視図
を第２図に、さらに圧力リングの部分断面図を第３図に
示す。１はシリンダー、２はピストン、３．４は圧力リ
ング、５はオイルリング−６ば合口すき間、７は表面処
理層である。圧力リングとしては気密性、耐摩耗性、耐
焼付性、耐折損性が優れている必要があるが、内燃機関
の高出力高速化のためには、これら緒特性のより一層の
改良が必要である。
を第２図に、さらに圧力リングの部分断面図を第３図に
示す。１はシリンダー、２はピストン、３．４は圧力リ
ング、５はオイルリング−６ば合口すき間、７は表面処
理層である。圧力リングとしては気密性、耐摩耗性、耐
焼付性、耐折損性が優れている必要があるが、内燃機関
の高出力高速化のためには、これら緒特性のより一層の
改良が必要である。
本発明ではフラッフリング現象を生じさせることなく内
燃機関の回転数を増加させるため、また排ガス、高出力
対策として圧力リングの位置をピストンヘッド部に近づ
け、ピストン重量を小さくするために、従来の鋳鉄製リ
ングよりも材質の高強度化と軸方向のリング幅の縮少化
をはかり、さらに圧力リングとして必要な耐焼付性、ｌ
ｌ１ｉ１摩耗性を兼備させると共に、従来のスチールリ
ング材１５Ｃｒ鋼より低価格でありかつ加工性を改善す
ることに留意して開発されたものである。
燃機関の回転数を増加させるため、また排ガス、高出力
対策として圧力リングの位置をピストンヘッド部に近づ
け、ピストン重量を小さくするために、従来の鋳鉄製リ
ングよりも材質の高強度化と軸方向のリング幅の縮少化
をはかり、さらに圧力リングとして必要な耐焼付性、ｌ
ｌ１ｉ１摩耗性を兼備させると共に、従来のスチールリ
ング材１５Ｃｒ鋼より低価格でありかつ加工性を改善す
ることに留意して開発されたものである。
すなわち、本発明は、圧力リングの材質としてハ従来の
普通鋳鉄や特殊−鉄（ダクタイル、マレアフル）、サラ
Ｋ ８ｉ−Ｃｒ鋼ヤ１５Ｃｒ鋼と異すｌ’）、合金組成
として重ｆ１チでＣＤ、４〜０．７％、 ８ ｉ ０．
３〜１．０％。
普通鋳鉄や特殊−鉄（ダクタイル、マレアフル）、サラ
Ｋ ８ｉ−Ｃｒ鋼ヤ１５Ｃｒ鋼と異すｌ’）、合金組成
として重ｆ１チでＣＤ、４〜０．７％、 ８ ｉ ０．
３〜１．０％。
ＭｎＯ，５〜１０％、Ｃｒ２．０〜９０％を含むマルテ
ンサイト系ステンレス鋼とし、焼入れ焼戻し硬さがＨＲ
Ｃ４０〜５０１Ｃなるように熱処理をして、Ｃｒ炭化物
を析出させたものである。圧力リン！とじては少なくと
もシリンダー壁と摺動する摺動面には表面硬化層７を形
成させた構造となっている。
ンサイト系ステンレス鋼とし、焼入れ焼戻し硬さがＨＲ
Ｃ４０〜５０１Ｃなるように熱処理をして、Ｃｒ炭化物
を析出させたものである。圧力リン！とじては少なくと
もシリンダー壁と摺動する摺動面には表面硬化層７を形
成させた構造となっている。
第１表に本発明リング材と従来製リング材の化学組成を
示す。
示す。
第 １ 表
第２表に本発明リングと従来製リングの特性を示す。
張力減退塵は、５φＸ１５０１丸棒を常温で曲率半径２
５Ｒに曲げるに必要な荷重と、２５Ｒ曲げた状態で３０
０℃×１時間加熱後、自然にもどし再び同曲率半径に曲
げるに要する荷重の減少率を示すものであり、減少率の
少ない方が張力減退が少ないことを示す。第２表におい
ては、鋳鉄製リングの減少率を１とし、それに対する各
鋼種の減少率の比を表しである。
５Ｒに曲げるに必要な荷重と、２５Ｒ曲げた状態で３０
０℃×１時間加熱後、自然にもどし再び同曲率半径に曲
げるに要する荷重の減少率を示すものであり、減少率の
少ない方が張力減退が少ないことを示す。第２表におい
ては、鋳鉄製リングの減少率を１とし、それに対する各
鋼種の減少率の比を表しである。
表かられかるように、本発明の圧力リング材は高弾性率
、高引張強さを有しており、かつ鋳鉄製リングに比べ張
力減退塵が約り０％少なくなっている。内燃機関の構造
と作動面からみれば、圧力リングは、ピストンに装着さ
れ、シリンダーに挿入された状態で規定合口をもち、自
己張力を有し、シリンダー壁面に接している。内燃機関
作動中の燃焼室内で、燃料の燃焼からもたらされる温度
上昇のため張力減退を生じる。張力減退度が太きいと、
圧縮工程にガス漏れを生じ、所定の圧縮圧力が得られず
圧力低下を起こし、熱効率も低下する。
、高引張強さを有しており、かつ鋳鉄製リングに比べ張
力減退塵が約り０％少なくなっている。内燃機関の構造
と作動面からみれば、圧力リングは、ピストンに装着さ
れ、シリンダーに挿入された状態で規定合口をもち、自
己張力を有し、シリンダー壁面に接している。内燃機関
作動中の燃焼室内で、燃料の燃焼からもたらされる温度
上昇のため張力減退を生じる。張力減退度が太きいと、
圧縮工程にガス漏れを生じ、所定の圧縮圧力が得られず
圧力低下を起こし、熱効率も低下する。
又、燃焼ガスの吹き抜けにより、シリンダー壁油膜が破
壊され、焼付けやカジリを生じるので、本発明の如く圧
力リング材の張力減退度を小さくすると、内燃機関とし
ての高性能を発揮維持できる。
壊され、焼付けやカジリを生じるので、本発明の如く圧
力リング材の張力減退度を小さくすると、内燃機関とし
ての高性能を発揮維持できる。
すなわち圧力リングの材質としては種々の材料が考えら
れるが、合金組成として前記の組成を有する硬さがＨＲ
Ｃ４０〜５０となるようＣｒ炭化物を析出させたマルテ
ンサイト組織を有する構造とすることによって圧力リン
グの軸方向の幅は約１７２とすることができ、従来の鋳
鉄製リングの場合と同等の性質を得、また１３Ｃｒ鋼に
近い特性を有することにより内燃機関の高出力、高速化
をはかることがモきる。
れるが、合金組成として前記の組成を有する硬さがＨＲ
Ｃ４０〜５０となるようＣｒ炭化物を析出させたマルテ
ンサイト組織を有する構造とすることによって圧力リン
グの軸方向の幅は約１７２とすることができ、従来の鋳
鉄製リングの場合と同等の性質を得、また１３Ｃｒ鋼に
近い特性を有することにより内燃機関の高出力、高速化
をはかることがモきる。
第３表に圧力リング材の要求特性に対する相対評価を示
す。
す。
第６表
優位度 ◎〉○〉△
スチール圧力リングにおいては、線材よりリング状に巻
取り加工を行ない、切断して第２図の形状にするもので
あり、従って素材の加工性が重要となる。特に巻取り加
工の際には、折損や巻取りのバラツキが起らないように
充分な伸び、しがも均−伸びが必要である。本発明は第
２表および第３表かられかるように、１３Ｃｒ鋼より加
工性がよく、特に均−伸びが優れている。
取り加工を行ない、切断して第２図の形状にするもので
あり、従って素材の加工性が重要となる。特に巻取り加
工の際には、折損や巻取りのバラツキが起らないように
充分な伸び、しがも均−伸びが必要である。本発明は第
２表および第３表かられかるように、１３Ｃｒ鋼より加
工性がよく、特に均−伸びが優れている。
また、圧力リングとしては外周の摩耗の大小が気密性に
影響を及ばずので内燃機関の高出力、高速化をはかるた
めには、できるだけ摩耗を減少させる必要がある。そこ
で本発明では圧力リングを一つの材質のみの構成とする
のではなく、内燃機関の作動時に圧力リングがシリンダ
ー壁に自己張力による良好な気密性を維持させるために
耐摩耗性および耐焼付性の必要とされるシリンダー壁と
摺動する圧力リングの摺動面には少なくとも硬質でかつ
耐焼付性の艮好な表面熱処理層を設けることを特徴とす
るものである。表面処理としては、硬質Ｃｒメッキ、ポ
ーラスＣｒメッキ、複合メッキ、Ｃｒ溶射、 Ｍｏ溶射
の他各種表面処理を適宜適用することができる。とくに
、表面処理層を硬質Ｃｒメッキ層とした場合、シリンダ
ー壁と摺動する圧力リングの摺動面は硬さがｌ（ｖ ８
５０以上と高くかつ摩擦係数が小さく耐摩耗性、耐焼付
性、耐食性にすぐれているので圧力リングの摺動面とし
ては良好な気密性を発揮し、かつ前述した如く圧力リン
グ材自体が持つ高弾性率、高強度、小張力減退度によっ
てもたらされる圧力リング自体の自己張力による良好な
気密性とが相俟って作用するため、本発明の圧力リング
材はすぐれた機能を発揮するものである。
影響を及ばずので内燃機関の高出力、高速化をはかるた
めには、できるだけ摩耗を減少させる必要がある。そこ
で本発明では圧力リングを一つの材質のみの構成とする
のではなく、内燃機関の作動時に圧力リングがシリンダ
ー壁に自己張力による良好な気密性を維持させるために
耐摩耗性および耐焼付性の必要とされるシリンダー壁と
摺動する圧力リングの摺動面には少なくとも硬質でかつ
耐焼付性の艮好な表面熱処理層を設けることを特徴とす
るものである。表面処理としては、硬質Ｃｒメッキ、ポ
ーラスＣｒメッキ、複合メッキ、Ｃｒ溶射、 Ｍｏ溶射
の他各種表面処理を適宜適用することができる。とくに
、表面処理層を硬質Ｃｒメッキ層とした場合、シリンダ
ー壁と摺動する圧力リングの摺動面は硬さがｌ（ｖ ８
５０以上と高くかつ摩擦係数が小さく耐摩耗性、耐焼付
性、耐食性にすぐれているので圧力リングの摺動面とし
ては良好な気密性を発揮し、かつ前述した如く圧力リン
グ材自体が持つ高弾性率、高強度、小張力減退度によっ
てもたらされる圧力リング自体の自己張力による良好な
気密性とが相俟って作用するため、本発明の圧力リング
材はすぐれた機能を発揮するものである。
なお、本発明では圧力リング材として、前記の組成を有
するマルテンサイト系ステンレス鋼トしているために、
圧力リング材自体の耐食性は内燃機関用としては十分な
る性能を有しておる。
するマルテンサイト系ステンレス鋼トしているために、
圧力リング材自体の耐食性は内燃機関用としては十分な
る性能を有しておる。
本発明の圧力リング材は前記の成分からなるが耐食性向
上１強度増大等の観点から、ｌ’ｖｌｏ、Ｎｉ、Ｖ他の
元素を適宜含有させてもよい。また圧カリ／グ外周面の
内、少くともシリンター壁と摺動する圧力リングの摺動
面は表面処理層を有していることが必要であり、従って
摺動面と同時に圧力リングの上下面に表面処理層な設け
てもよいことはいうまでもない。
上１強度増大等の観点から、ｌ’ｖｌｏ、Ｎｉ、Ｖ他の
元素を適宜含有させてもよい。また圧カリ／グ外周面の
内、少くともシリンター壁と摺動する圧力リングの摺動
面は表面処理層を有していることが必要であり、従って
摺動面と同時に圧力リングの上下面に表面処理層な設け
てもよいことはいうまでもない。
以上に述べた如く本発明の圧力リング材は気密性、耐焼
付性、ｉ折損性等にすぐれ、かつ圧カリング重量、ピス
トン重量を軽減でき、慣性によるエネルギー損失を少な
くできると共に、シリンダー壁との接触面積を少な（し
、摩擦損失を少なくでき−内燃機関の高出力と同時に排
ガス対策効果なも可能とするものである。
付性、ｉ折損性等にすぐれ、かつ圧カリング重量、ピス
トン重量を軽減でき、慣性によるエネルギー損失を少な
くできると共に、シリンダー壁との接触面積を少な（し
、摩擦損失を少なくでき−内燃機関の高出力と同時に排
ガス対策効果なも可能とするものである。
第１図は内燃機関の一部断面図、第２図は圧力リングの
斜視図、第３図は圧力リングの部分断面図である。 １ ニジリンダ−５２：ピストン、３，４：圧カリング
、５ニオイルリング、６：合口すき間、７：表面処理層
斜視図、第３図は圧力リングの部分断面図である。 １ ニジリンダ−５２：ピストン、３，４：圧カリング
、５ニオイルリング、６：合口すき間、７：表面処理層
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％でＣＯ，４〜０．７％ 、 Ｓ ｉ Ｏ，３
〜１．０％、Ｍｎ ０．５〜１．０％ 。 Ｃｒ ２．０〜９０チ、残部不純物および鉄よりなるマ
ルテンサイト系ステンレス鋼からなり、焼入れ焼戻し硬
さｋＨＲｃ４ｏ〜５０ にしたリングの少なくともシ
リンダー壁との摺動面に表面処理層を形成せしめ耐摩耗
性および耐焼付性に優れたことを特徴とする圧力リンク
材。 ２ 表面処理層を硬質Ｃｒメッキ層とした特許請求の範
囲第一項記載の圧力リング材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3782583A JPS59166653A (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | 圧力リング材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3782583A JPS59166653A (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | 圧力リング材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59166653A true JPS59166653A (ja) | 1984-09-20 |
| JPS6154103B2 JPS6154103B2 (ja) | 1986-11-20 |
Family
ID=12508295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3782583A Granted JPS59166653A (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | 圧力リング材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59166653A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112955572A (zh) * | 2018-12-18 | 2021-06-11 | 安赛乐米塔尔公司 | 具有高抗延迟断裂性的压制硬化部件及其制造方法 |
-
1983
- 1983-03-08 JP JP3782583A patent/JPS59166653A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112955572A (zh) * | 2018-12-18 | 2021-06-11 | 安赛乐米塔尔公司 | 具有高抗延迟断裂性的压制硬化部件及其制造方法 |
| CN112955572B (zh) * | 2018-12-18 | 2023-02-17 | 安赛乐米塔尔公司 | 具有高抗延迟断裂性的压制硬化部件及其制造方法 |
| US11725255B2 (en) | 2018-12-18 | 2023-08-15 | Arcelormittal | Press hardened part with high resistance to delayed fracture and a manufacturing process thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6154103B2 (ja) | 1986-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0295111B1 (en) | A steel having good wear resistance | |
| JP5497884B2 (ja) | ピストンリングとシリンダーライナの製造用窒化可能な鋼組成物 | |
| US5993978A (en) | Engine tappet of high abrasion resistance and method for manufacturing the same | |
| WO2001033065A1 (en) | Combination of cylinder liner and piston ring of internal combustion engine | |
| JPH02145743A (ja) | ロッカーアーム | |
| JPS5846542B2 (ja) | スチ−ル製ピストンリング材 | |
| JP2012521488A (ja) | ピストンリングとシリンダーライナの製造用窒化可能な鋼組成物 | |
| JPS6238547B2 (ja) | ||
| US4344634A (en) | Compression rings | |
| JPS59166653A (ja) | 圧力リング材 | |
| JPS6354137B2 (ja) | ||
| US4948556A (en) | Piston ring material and piston ring | |
| JPH024829B2 (ja) | ||
| JPH0448985B2 (ja) | ||
| JPS6145313Y2 (ja) | ||
| JP2552509B2 (ja) | ピストンリング用鋼 | |
| JPS6122131B2 (ja) | ||
| JPS6121302B2 (ja) | ||
| JP2866868B2 (ja) | ピストンリング材 | |
| JP2552512B2 (ja) | ピストンリング用溶製鋼 | |
| GB2162923A (en) | Wear-resistant piston ring | |
| JPS63140066A (ja) | ピストンリング材 | |
| JP3143835B2 (ja) | ピストンリングの組合せ | |
| JPS6013054A (ja) | オイルリング用サイドレ−ル | |
| JPS63140067A (ja) | ピストンリング材 |