JPS60152668A - 圧縮ピストンリングの製造方法 - Google Patents

圧縮ピストンリングの製造方法

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JPS60152668A
JPS60152668A JP858784A JP858784A JPS60152668A JP S60152668 A JPS60152668 A JP S60152668A JP 858784 A JP858784 A JP 858784A JP 858784 A JP858784 A JP 858784A JP S60152668 A JPS60152668 A JP S60152668A
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JP
Japan
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ring
circumferential surface
nitriding
piston ring
piston
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JP858784A
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English (en)
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Takeo Korogi
興梠　武夫
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Nippon Piston Ring Co Ltd
Original Assignee
Nippon Piston Ring Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/26—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction characterised by the use of particular materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/04—Treatment of selected surface areas, e.g. using masks

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関に使用される圧縮ピストンリングに
係るものでおる。
近時の内燃機関は省エネルギー対策の一環として強く軽
量化がめられており、そのため内燃機＝　１　− 閏部品ごとに軽量化が検討されている。
本発明に係る圧縮ピストンリングにあっても軽量化が強
くめられ、一つの対策としてビストンリングの軸方向幅
（８寸法）を小さくし、そのことによって、ピストンの
寸法を縮めて機関をコンパクト化する対策がある。この
対策は、ピストンリング自身の軽量化はもとより、その
他に機関全体としての軽量化も大きいために積極的に押
し進められている。
その結果、従来広く使用に供されてぎた鋳鉄製圧縮ピス
トンリングでは軸方向幅を薄くすると強度的に問題が生
じることから、鋼製圧縮ピストンリング（以下、鋼製圧
縮リングと称す）とすることにＪ、ってこの問題点が解
決されてきている。
しかしながら、この鋼製圧縮リングを近時の苛酷な機関
に充分耐え、遺憾なくピストンリングとしての性能を発
揮さゼるためには、まだいくつかの問題点が残されてい
る。
この問題点の一つに、シリンダ内壁と摺動するピストン
リング外周面をはじめとする表面処理が−２− ある。　即ら、鋼製圧縮リングの外周面を母材のままで
使用Ｊることは耐摩耗性のうえから使用に供することは
できず、何らかの表面処理が必要とされる。　このため
、鋳鉄リングに於いて使用され実績のあるＣｒめっきを
始めとして種々の対策量が試みられた。その結果、鋼製
圧縮リングの全表面に窒化層を設けたものが、耐摩耗性
のうえから良好イ【結果を示すことが明らかとなった。
この窒化層を設けた鋼製圧縮リングの優れた耐摩耗性を
長時間にわたり維持するためには窒化層を深（設ける必
要がある。しかしながら、窒化層を深く設けると、窒化
に伴って母材が脆化し鋼製圧縮リングをピストンに設け
られたリング溝に装着する時に折損したり、使用状態で
折損を生ずる危惧が、生ずる問題点を有していた。
ピストンリングは、周知の如くピストンのリング溝に装
着して使用されるものであり、リング溝に装着する時に
合口を広げて装着するものである。
このリング溝に装着するに際し、通常合口をピストンリ
ング半径方向幅（１寸法）の８倍広げた時−３− に折損しないことが条件とされている。
前記、窒化層を深く設けた鋼製圧縮リングにあっては、
合口を広げたとき大きな応力を受ける内周面の窒化層か
ら亀裂が入り折損することが多く、窒化層を深く設けた
鋼製圧縮リングは使用に供することができないと言う問
題点を有していた。
本発明は、このような状況に鑑みて窒化層を深く設けた
鋼製圧縮リングであっても優れた耐折損性能を有する鋼
製圧縮リングの製造方法を提供しようとするものである
。
以下、本発明の製造方法を添付図面に沿って詳細に説明
する。
先ず、本発明の鋼製圧縮リングの製造方法にあっては、
第１図に承り如く鋼製圧縮リング１の内周面２に窒化防
止処理３を施ず。
この窒化防止処理３は窒化防止処理剤（例えば、特開昭
５１−４５４３９号に示されるもの）を塗布する方法や
、銅、ニッケル、クロム、錫など窒化層の形成されない
金属をめっきすることまたは、窒化が施されないように
例えば冶具などを用いた−　４　− 機械的な方法の防止方法などでもよい。しかる後、窒化
処理を施す。窒化処理にあたっては、塩浴窒化法、ガス
窒化法、軟窒化法イオン窒化法などいずれの窒化方法で
もよいことは言うまでもない。
このどき、鋼製圧縮リングの使用条件によって外周面と
上下面に窒化層が要求される場合には、第２．３図に示
す如く鋼製圧縮リング１を治具４に互に重ならないよう
セットした後窒化処理を施せばよい。このようにするこ
とによって、窒化層は外周面６、及び上面７、下面８に
窒化層５が形成される。
また使用条件によって、上下面７．８には窒化層５を必
要としないとき又は１．Ｆ下面７．８には別の表面処理
を施したいときは、第５．６図に示す如く鋼製圧縮リン
グを重ねた状態で治具４にセットし、図示しない固定冶
具によって固定して窒化処理を施せばよい。このように
することによって、第７図に示す如く窒化層５は外周面
６のみに施すことができる。
そして、前記した鋼製圧縮リング１の内周面２−　５　
− に設けた窒化防止処理３は窒化防止処理剤を使用した場
合には、第８．９図に示す如く、窒化処理後除去する。
また、銅、ニッケル、クロム、錫などのめっきによる窒
化防止処理した場合には、そのまま残しておいても、除
去してもよいものである。
このようにして、鋼製圧縮リングの耐摩耗性が要求され
る外周面や上下面に対しては窒化層を深く施しても、内
周面には窒化層を有しない鋼製圧縮リングが得られる。
従って、本発明の製造方法によって得られた鋼製圧縮リ
ングは、ピストンのリング溝に合口を広げて装着すると
きに内周面に大きな応力が作用しても、内周面には窒化
層を有しないため、内周面からの亀裂を生ずることがな
く、耐摩耗性が著しく向上し、窒化層を深く施した鋼製
圧縮リングを実用に供せることが可能となるものである
。
なお、窒化防止にあたって窒化防止処理の不完全によっ
て仮にリング内周面に窒化層が入ってしまっても、その
場合は表面硬さＨｖ　７００以下な−〇　− らば折損に対する問題は生じないことが判明している。
従って、内周面硬さがＨＶ７００超の場合には機械加工
により削りＨＶ７００以下にする必要がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の製造方法を示すものであり、鋼製圧縮
リングの内周面に窒化防止処理を施した時の断面図、第
２図、第３図は窒化処理の状態を示し第２図はその正面
図、第３図は側面図。 第４図は第２図、第３図に示す窒化処理によって得られ
た鋼製圧縮リングの断面図。第５図、第６図は他の窒化
処理の状態を示し、第５図はその正面図、第６図は側面
図。第７図は第５図、第６図に示す窒化処理によって得
られた鋼製圧縮リングの断面図。第８図、第９図は本発
明の方法によって得られた鋼製圧縮リングの断面図を示
す。 符号の説明 １・・・・・・鋼製圧縮リング ２・・・・・・内周面 ３・・・・・・窒化防止処理 −７− ４・・・・・・冶具 ５・・・・・・窒化層 ６・・・・・・外周面 ７・・・・・・上面 ８・・・・・・下面 特許出願人 日本ピストンリング株式会社 −８− 第１図 第２図　第３図 第５゜　第６図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）鋼製圧縮ピストンリングの内周面に窒化防止をし
    た後、該鋼製圧縮ピストンリングに対して窒化処理を施
    すことを特徴とする鋼製圧縮ピストンリングの￥Ｊ造方
    法。 （２前記窒化処理を施ずにあたり、窒化処理によ゛る窒
    化層が外周面、上下面に設けられるように窒化処理を施
    すことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の鋼製圧
    縮ピストンリングの製造方法。 （３）前記窒化処理を施すにあたり、窒化処理による窒
    化層が外周面のみに設【プられるように窒化処理するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の鋼製圧縮ピ
    ストンリングの製造方法。
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