JPS6023198B2 - 摺動部材 - Google Patents
摺動部材Info
- Publication number
- JPS6023198B2 JPS6023198B2 JP57882A JP57882A JPS6023198B2 JP S6023198 B2 JPS6023198 B2 JP S6023198B2 JP 57882 A JP57882 A JP 57882A JP 57882 A JP57882 A JP 57882A JP S6023198 B2 JPS6023198 B2 JP S6023198B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dispersed
- silicon carbide
- iron
- plating layer
- layer
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
- C25D7/10—Bearings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は摺動部材に関し、更に詳述すれば相手部材と接
触しながら高速で運動する改良された表面処理の施され
た耐摩耗性に優れる摺動部材に関する。
触しながら高速で運動する改良された表面処理の施され
た耐摩耗性に優れる摺動部材に関する。
例えばピストンの上下運動によってシリンダ又はシリン
ダラィナと高速で沼勤するピストンリングは耐摩耗性が
要求され、従来から外周摺動面に硬質クロムめつきを施
したものが広く使用されている。
ダラィナと高速で沼勤するピストンリングは耐摩耗性が
要求され、従来から外周摺動面に硬質クロムめつきを施
したものが広く使用されている。
硬質クロムめつき層は耐摩耗性に優れてることは周知の
通りであるが、めつき処理に長時間を要すると共に、め
つき廃液による公害発生の防止のための対策に費用がか
かり、めつきコストが嵩むという問題を有している。硬
質クロムめつき以外の表面処理としては、元素周期律表
８Ａ属に属する鉄、コバルト又はニッケル中に炭化珪素
のような硬質粒子を分散させた分散めつきや、初期馴染
み性を改善するモリブデン溶射が既に一部に採用されて
いる。これら従来の表面処理を施したピストンリングは
、いずれも優れた耐摩耗性を有するのであるが、高鉛ガ
ソリンを燃料とするガソリンエンジンにあっては、ピス
トンリングの摩耗が多く、エンジンの次のオーバーホー
ル迄の期間、所謂解放期間の周期が早くなる。
通りであるが、めつき処理に長時間を要すると共に、め
つき廃液による公害発生の防止のための対策に費用がか
かり、めつきコストが嵩むという問題を有している。硬
質クロムめつき以外の表面処理としては、元素周期律表
８Ａ属に属する鉄、コバルト又はニッケル中に炭化珪素
のような硬質粒子を分散させた分散めつきや、初期馴染
み性を改善するモリブデン溶射が既に一部に採用されて
いる。これら従来の表面処理を施したピストンリングは
、いずれも優れた耐摩耗性を有するのであるが、高鉛ガ
ソリンを燃料とするガソリンエンジンにあっては、ピス
トンリングの摩耗が多く、エンジンの次のオーバーホー
ル迄の期間、所謂解放期間の周期が早くなる。
本発明は従釆の表面処理の施された摺動部材よりも一層
耐摩耗性の優れた摺動部材を提供することを目的として
おり、鉄鋼製母材の少なくとも摺動面に平均粒径０．５
〜３．０山の炭化珪素粒子が容積比で５〜３０％分散し
ている炭化珪素分散鉄めつき層を有し、該炭化珪素分散
鉄めつき層の表面に窒化層が形成されていることを特徴
とする摺動部材に関する。
耐摩耗性の優れた摺動部材を提供することを目的として
おり、鉄鋼製母材の少なくとも摺動面に平均粒径０．５
〜３．０山の炭化珪素粒子が容積比で５〜３０％分散し
ている炭化珪素分散鉄めつき層を有し、該炭化珪素分散
鉄めつき層の表面に窒化層が形成されていることを特徴
とする摺動部材に関する。
本発明摺動部材を製造するには、炭化珪素粒子を懸濁さ
せた鉄めつき浴中で母材の摺動面に炭化珪素分散鉄めつ
き（以下、分散鉄めつきと呼ぶ。
せた鉄めつき浴中で母材の摺動面に炭化珪素分散鉄めつ
き（以下、分散鉄めつきと呼ぶ。
）を施した後窒化処理を施すのであるが、窒化処理はガ
ス窒化、ガス軟窒化、塩裕窒化、イオン窒化等いずれの
窒化処理によっても良い。母材は通例ピストンリング等
の摺動部品の材料として使用される鉄鋼材料、即ち鉄を
主成分とする鋳鉄、鋼、鉄基焼結合金又は鉄基耐熱合金
製のものが使用できる。なお、分散鉄めつきを施すに当
り、予め母材に鉄めつきを施しておくことが分散鉄めつ
き層の密着性を良好にするために望ましい。第１図は本
発明摺動部材の摺動面附近の断面の組織を示す顕微鏡写
真（倍率２０の音）で、１は母材、２は鉄めつき層、３
は分散鉄めつき層、４及び５は窒化層で、このうち５は
高硬度の表面層である。
ス窒化、ガス軟窒化、塩裕窒化、イオン窒化等いずれの
窒化処理によっても良い。母材は通例ピストンリング等
の摺動部品の材料として使用される鉄鋼材料、即ち鉄を
主成分とする鋳鉄、鋼、鉄基焼結合金又は鉄基耐熱合金
製のものが使用できる。なお、分散鉄めつきを施すに当
り、予め母材に鉄めつきを施しておくことが分散鉄めつ
き層の密着性を良好にするために望ましい。第１図は本
発明摺動部材の摺動面附近の断面の組織を示す顕微鏡写
真（倍率２０の音）で、１は母材、２は鉄めつき層、３
は分散鉄めつき層、４及び５は窒化層で、このうち５は
高硬度の表面層である。
表面層５は窒化されて硬度の上昇した鉄の中に硬質の炭
化珪素粒子が分散した組織となっているので、耐摩耗性
が著しく改善されるのである。分散鉄めつき層中の炭化
珪素粒子は平均粒径０．５〜３．０仏の粒度のものが好
適である。
化珪素粒子が分散した組織となっているので、耐摩耗性
が著しく改善されるのである。分散鉄めつき層中の炭化
珪素粒子は平均粒径０．５〜３．０仏の粒度のものが好
適である。
これが０．５Ａより微細であると耐摩耗性改善の効果が
不充分であり、３．仏を越えるとめつき層が脆くなって
摺動中に局部的な欠けが発生し易くなる。またその量は
容積比で５〜３０％ば好適である。これが５％未満では
耐摩耗性改善の効果が不充分であり、３０％を越えると
相手村の摩耗が増大するようになる。また第１図に於い
て、鉄めつき層２、分散鉄めつき層３の厚さはめつき層
の機械的強度の観点から夫々５ｒ以上であることが望ま
しく、窒化層の厚さは耐摩耗性の観点から硬化層５を含
めて２５仏以上であることが望ましい。次に実施例につ
いて説明する。
不充分であり、３．仏を越えるとめつき層が脆くなって
摺動中に局部的な欠けが発生し易くなる。またその量は
容積比で５〜３０％ば好適である。これが５％未満では
耐摩耗性改善の効果が不充分であり、３０％を越えると
相手村の摩耗が増大するようになる。また第１図に於い
て、鉄めつき層２、分散鉄めつき層３の厚さはめつき層
の機械的強度の観点から夫々５ｒ以上であることが望ま
しく、窒化層の厚さは耐摩耗性の観点から硬化層５を含
めて２５仏以上であることが望ましい。次に実施例につ
いて説明する。
７７肌×１．２側×３．２柳の鋼製第１圧力リング及び
７７柳×０．６１柳×２．３肌の鋼製組合せ油掻きリン
グのレールの外周摺動面に通例の鉄めつきの方法で厚さ
１０山の鉄めつき層を形成させた。
７７柳×０．６１柳×２．３肌の鋼製組合せ油掻きリン
グのレールの外周摺動面に通例の鉄めつきの方法で厚さ
１０山の鉄めつき層を形成させた。
次いで硫酸第１鉄１４０夕／夕、棚酸３０夕／そ、尿素
１８０夕／夕、グリセリン１５０の【／〆からなるベー
スめつき液に平均粒径１ム（最大粒径３仏）の炭化珪素
粒子を８０夕／そ添加しためつき裕中で俗を燈拝しなが
ら電流密度船／ｄめ、格温５６〜６０℃で上記鉄めつき
層の上に厚さ１２０ｒの分散鉄めつき層を形成させた。
炭化珪素粒子の量は容積比で２５％であった。次にこれ
らに通例の塩裕窒化処理を施し、分散鉄めつき層の表面
に厚さ２０山の窒化層を形成させた。これらのピストン
リングをシリンダボア径７７側、４サイクル、直列、４
気筒水袷エンジンに組付け、高金６ガソリンを燃料とし
て５５比ｐｍ、全負荷で１０餌時間のベンチテストを行
い、ピストンリング外周情勤面及びシリンダラィナ内周
面の摩耗量を測定した。
１８０夕／夕、グリセリン１５０の【／〆からなるベー
スめつき液に平均粒径１ム（最大粒径３仏）の炭化珪素
粒子を８０夕／そ添加しためつき裕中で俗を燈拝しなが
ら電流密度船／ｄめ、格温５６〜６０℃で上記鉄めつき
層の上に厚さ１２０ｒの分散鉄めつき層を形成させた。
炭化珪素粒子の量は容積比で２５％であった。次にこれ
らに通例の塩裕窒化処理を施し、分散鉄めつき層の表面
に厚さ２０山の窒化層を形成させた。これらのピストン
リングをシリンダボア径７７側、４サイクル、直列、４
気筒水袷エンジンに組付け、高金６ガソリンを燃料とし
て５５比ｐｍ、全負荷で１０餌時間のベンチテストを行
い、ピストンリング外周情勤面及びシリンダラィナ内周
面の摩耗量を測定した。
シリンダラィナの材料は鋳鉄ＦＣ２５である。比較のた
めに、硬質クロムめつき、モリプデン溶射、炭化珪素分
散コバルトめつきを外周摺動面に施したものについて同
様のテストを行った。炭化珪素分散コバルトめつき層の
厚さは１５０ム、炭化珪素粒子の粒径、分散量は本発明
の分散鉄めつき層のそれと同程度である。ベンチテスト
｛１）第１圧力リング前記圧力リングを使用し、第２圧
力リングには７７欄×１．５肋×３．３肋の鋳鉄製リン
グを、油掻きリングには７７肌×０．６１肌×２．３肋
のクロムめつき付しールを有する組合せリングを使用し
て前記条件でのベンチテストを行った結果は第１表に示
す通りである。
めに、硬質クロムめつき、モリプデン溶射、炭化珪素分
散コバルトめつきを外周摺動面に施したものについて同
様のテストを行った。炭化珪素分散コバルトめつき層の
厚さは１５０ム、炭化珪素粒子の粒径、分散量は本発明
の分散鉄めつき層のそれと同程度である。ベンチテスト
｛１）第１圧力リング前記圧力リングを使用し、第２圧
力リングには７７欄×１．５肋×３．３肋の鋳鉄製リン
グを、油掻きリングには７７肌×０．６１肌×２．３肋
のクロムめつき付しールを有する組合せリングを使用し
て前記条件でのベンチテストを行った結果は第１表に示
す通りである。
第１表
ベンチテスト【２’
油掻きリングに前記油掻きリングを使用し、第１圧力リ
ングにはクロムめつき付リングを、第２圧力リングには
鋳鉄製リング（寸法はいずれも前記ベンチテスト‘１に
於けると同じ）を使用して前記条件のベンチテストを行
った結果は第２表に示す通りである。
ングにはクロムめつき付リングを、第２圧力リングには
鋳鉄製リング（寸法はいずれも前記ベンチテスト‘１に
於けると同じ）を使用して前記条件のベンチテストを行
った結果は第２表に示す通りである。
第２表
上記ベンチテストの結果から、沼動面に炭化珪素分散コ
バルトめつき層を有するピストンリングは、比較材のう
ちで格段に耐摩耗性が優れており、本発明はこれよりも
耐摩耗性が更に改善されていることが判る。
バルトめつき層を有するピストンリングは、比較材のう
ちで格段に耐摩耗性が優れており、本発明はこれよりも
耐摩耗性が更に改善されていることが判る。
以上説明したように、本発明摺動部材は高鉛ガソリンを
燃料とするエンジンのピストンリング用としても好適で
あり、その他高速で運動する摺動部村として適用範囲が
広く、工業上の利用価値は大きい。
燃料とするエンジンのピストンリング用としても好適で
あり、その他高速で運動する摺動部村として適用範囲が
広く、工業上の利用価値は大きい。
第１図は本発明摺動部材の摺動表面附近の組織を示す顕
微鏡写真である。 １・・・・・・母材、３・・・・・・炭化珪素分散めつ
き層、４……拳化層、５……窒化層中の硬化層。 第１図
微鏡写真である。 １・・・・・・母材、３・・・・・・炭化珪素分散めつ
き層、４……拳化層、５……窒化層中の硬化層。 第１図
Claims (1)
- １ 鉄鋼製母材の少なくとも摺動面に平均粒径０．５〜
３．０μの炭化珪素粒子が容積比で５〜３０％分散して
いる炭化珪素分散鉄めつき層を有し、該炭化珪素分散鉄
めつき層の表面に窒化層が形成されていることを特徴と
する摺動部材。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19633300058 DE3300058A1 (de) | 1982-01-07 | 1963-04-02 | Gleitende bauteile |
| JP57882A JPS6023198B2 (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | 摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57882A JPS6023198B2 (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | 摺動部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58117896A JPS58117896A (ja) | 1983-07-13 |
| JPS6023198B2 true JPS6023198B2 (ja) | 1985-06-06 |
Family
ID=11477589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57882A Expired JPS6023198B2 (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | 摺動部材 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6023198B2 (ja) |
| DE (1) | DE3300058A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6065956A (ja) * | 1983-09-16 | 1985-04-15 | Isuzu Motors Ltd | セラミツクピストンリング |
| JPS60196465A (ja) * | 1984-03-15 | 1985-10-04 | Riken Corp | ピストンリング |
| DE3431244A1 (de) * | 1984-08-24 | 1986-03-13 | Nippon Piston Ring Co., Ltd., Tokio/Tokyo | Kolbenring |
| DE10347145B4 (de) * | 2003-10-10 | 2006-01-12 | Audi Ag | Verfahren zur Herstellung einer Verschleißschutzschicht |
| US8852751B2 (en) | 2009-09-25 | 2014-10-07 | Hamilton Sundstrand Corporation | Wear resistant device and process therefor |
| CN106702466B (zh) * | 2017-03-10 | 2019-02-26 | 武汉科技大学 | 一种高磁性高硅电工钢及其制备方法 |
-
1963
- 1963-04-02 DE DE19633300058 patent/DE3300058A1/de not_active Withdrawn
-
1982
- 1982-01-07 JP JP57882A patent/JPS6023198B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58117896A (ja) | 1983-07-13 |
| DE3300058A1 (de) | 1983-07-14 |
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