JPS61270377A - ピストンリングの製造方法 - Google Patents
ピストンリングの製造方法Info
- Publication number
- JPS61270377A JPS61270377A JP60111989A JP11198985A JPS61270377A JP S61270377 A JPS61270377 A JP S61270377A JP 60111989 A JP60111989 A JP 60111989A JP 11198985 A JP11198985 A JP 11198985A JP S61270377 A JPS61270377 A JP S61270377A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- piston ring
- seizure
- alloy
- resistance
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/3093—Fe as the principal constituent with other elements as next major constituents
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】
（産業上の利用分野）
本発明は、耐摩耗性、耐焼付性に優れた摺動面を有する
ピストンリングの製造方法に関する。
ピストンリングの製造方法に関する。
（従来の技術）
従来、内燃機関に使用されるピストンリングにおいては
、その摺動面の耐摩耗性、耐焼付性を高める目的で、ク
ロムめっきやモリブデン溶射などを施した表面処理方法
が用いられているが、クロムめっきは処理に長時間を有
するとともに、めっき廃液処理の必要がある。またモリ
ブデン溶射は ・溶射材料がリング表面の必要部分以外
に飛散したり、溶射層の密着性に不良が発生しやすいな
ど、歩留が低く、コスト高になる難点があった。
、その摺動面の耐摩耗性、耐焼付性を高める目的で、ク
ロムめっきやモリブデン溶射などを施した表面処理方法
が用いられているが、クロムめっきは処理に長時間を有
するとともに、めっき廃液処理の必要がある。またモリ
ブデン溶射は ・溶射材料がリング表面の必要部分以外
に飛散したり、溶射層の密着性に不良が発生しやすいな
ど、歩留が低く、コスト高になる難点があった。
このため近年耐摩耗性、耐焼付性に優れた合金粉末をピ
ストンリング摺動面に塗布し、それにレーザビームなど
の高エネルギー密度熱源によりピストンリング表面母材
と該合金粉末を同時に加熱溶融して合金化させる表面処
理方法が注目されている。
ストンリング摺動面に塗布し、それにレーザビームなど
の高エネルギー密度熱源によりピストンリング表面母材
と該合金粉末を同時に加熱溶融して合金化させる表面処
理方法が注目されている。
（発明が解決しようとする問題点）
従来のレーザビームを照射してピストンリング表面母材
と合金粉末を同時に加熱溶融して合金化させる方法は、
たとえば第２図の試験片断面図に示すように耐摩耗性、
耐焼付性に優れた合金層２と、レーザによりその近傍の
リング母材が局部的に焼き入れられたマルテンサイト層
２１と、さらにマルテンサイト層の母材側に熱の影響に
よる軟化層２２が形成される。マルテンサイト層２１は
耐摩耗性には優れているものの耐焼付性には劣り、また
熱影響による軟化層２２はピストンリング基地よりも硬
度が低く、耐摩耗性、耐焼付性に劣るという問題がある
。
と合金粉末を同時に加熱溶融して合金化させる方法は、
たとえば第２図の試験片断面図に示すように耐摩耗性、
耐焼付性に優れた合金層２と、レーザによりその近傍の
リング母材が局部的に焼き入れられたマルテンサイト層
２１と、さらにマルテンサイト層の母材側に熱の影響に
よる軟化層２２が形成される。マルテンサイト層２１は
耐摩耗性には優れているものの耐焼付性には劣り、また
熱影響による軟化層２２はピストンリング基地よりも硬
度が低く、耐摩耗性、耐焼付性に劣るという問題がある
。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、第１図の試験片の実施例に示すように、鋼製
ピストンリングｌの１カ所あるいは複数カ所の摺動面に
耐摩耗性、耐焼付性を有する合金粉末を付着させ、高エ
ネルギー密度熱源がらの熱ビームを走査あるいはピスト
ンリングを回転させ、ピストンリング表面母材と該合金
粉末とを連続的に溶融させて合金層２を形成した後、前
記ピストンリングに窒化処理を施し、窒化層３を形成す
ることにより、摺動面に耐摩耗性、耐焼付性に優れた表
面処理層を形成させるピストンリングの製造方法を提供
するものである。
ピストンリングｌの１カ所あるいは複数カ所の摺動面に
耐摩耗性、耐焼付性を有する合金粉末を付着させ、高エ
ネルギー密度熱源がらの熱ビームを走査あるいはピスト
ンリングを回転させ、ピストンリング表面母材と該合金
粉末とを連続的に溶融させて合金層２を形成した後、前
記ピストンリングに窒化処理を施し、窒化層３を形成す
ることにより、摺動面に耐摩耗性、耐焼付性に優れた表
面処理層を形成させるピストンリングの製造方法を提供
するものである。
このように、従来技術の方法で合金粉末を溶融させて合
金層を形成したピストンリングに、さらに窒化処理を施
す方法は、前記従来技術単独の方法や、窒化処理単独の
方法よりも処理層の硬度を高めることができ摺動面の耐
摩耗性、耐焼付性の改善に効果がある。また本発明は窒
化処理単独の方法より浅い窒化深さでもよく、窒化処理
時間が短縮される。
金層を形成したピストンリングに、さらに窒化処理を施
す方法は、前記従来技術単独の方法や、窒化処理単独の
方法よりも処理層の硬度を高めることができ摺動面の耐
摩耗性、耐焼付性の改善に効果がある。また本発明は窒
化処理単独の方法より浅い窒化深さでもよく、窒化処理
時間が短縮される。
一般に、高エネルギー密度熱源としては、レーザ、電子
ビーム、アークなどが使用され、窒化処理方法としては
公知技術のガス窒化、塩浴窒化、イオン窒化などいずれ
を用いることも可能である。
ビーム、アークなどが使用され、窒化処理方法としては
公知技術のガス窒化、塩浴窒化、イオン窒化などいずれ
を用いることも可能である。
（実施例）
５ ｍ Ｘ ５ ｍｍの１７Ｃｒ鋼製の試験片に１粒径
が１００μｍの８５％鉄−１５％ボロン合金粉末を塗布
し、レーザで試験片と溶融合金化したのち２５０℃で１
時間焼き戻しを行った。次に表面を０．１ｍ＋研磨しガ
ス窒化処理により４０μｍの窒化層を形成させた。この
試験片を第３図および第４図に示す超高圧摩耗試験機に
より耐摩耗性、耐焼付性の試験を行った。
が１００μｍの８５％鉄−１５％ボロン合金粉末を塗布
し、レーザで試験片と溶融合金化したのち２５０℃で１
時間焼き戻しを行った。次に表面を０．１ｍ＋研磨しガ
ス窒化処理により４０μｍの窒化層を形成させた。この
試験片を第３図および第４図に示す超高圧摩耗試験機に
より耐摩耗性、耐焼付性の試験を行った。
その概要はステータホルダｌにシリンダライナー用鋳鉄
製で摺動面２がホーニング仕上げされた゛□円板３が取
外し可能に取り付けられており、その中央には裏側から
注油孔４を通して潤滑油が注油されるようにしてあり１
図示しない油圧装置によってステータホルダ１には図に
おいて右方へ向けて所定圧力で押圧力がかかるようにし
である。円板３に対向してロータ５上に取付けられた試
験片保持具６の回転軸と同心の円周上に等間隔に刻設さ
れた４個の取付孔にそれぞれ試験片７が取付けられ、そ
れぞれ所定の表面処理が施された試験片の５×５薗角の
先端端面が円板３の摺動面２に接触し、図示しない駆動
装置によって所定速度で回転する。試験はステータ側の
注油孔４から一定油温の潤滑油を摺動面に供給しながら
行なう。
製で摺動面２がホーニング仕上げされた゛□円板３が取
外し可能に取り付けられており、その中央には裏側から
注油孔４を通して潤滑油が注油されるようにしてあり１
図示しない油圧装置によってステータホルダ１には図に
おいて右方へ向けて所定圧力で押圧力がかかるようにし
である。円板３に対向してロータ５上に取付けられた試
験片保持具６の回転軸と同心の円周上に等間隔に刻設さ
れた４個の取付孔にそれぞれ試験片７が取付けられ、そ
れぞれ所定の表面処理が施された試験片の５×５薗角の
先端端面が円板３の摺動面２に接触し、図示しない駆動
装置によって所定速度で回転する。試験はステータ側の
注油孔４から一定油温の潤滑油を摺動面に供給しながら
行なう。
摩耗試験は一定の押圧力の下でロータ５を回転させ、試
験片７が所定の摺動距離だけ円板３上を摺動したときの
試験片７とステータ円板３の摩耗量によって耐摩耗性を
評価する。
験片７が所定の摺動距離だけ円板３上を摺動したときの
試験片７とステータ円板３の摩耗量によって耐摩耗性を
評価する。
またロータ５を回転させると試験片７と円板３との摩擦
によってステータホルダ１には図示のようにトルクＦを
生ずるので、このトルクＦをスピンドル８を介してロー
ドセル９に作用させ、押圧力の変化によるトルクＦの変
化を動歪計ｌＯで読みトルクＦが急激に上昇したときに
焼付けが生じたとして、そのときの押圧力をもって耐焼
付き性を評価する。
によってステータホルダ１には図示のようにトルクＦを
生ずるので、このトルクＦをスピンドル８を介してロー
ドセル９に作用させ、押圧力の変化によるトルクＦの変
化を動歪計ｌＯで読みトルクＦが急激に上昇したときに
焼付けが生じたとして、そのときの押圧力をもって耐焼
付き性を評価する。
試験片７には、前記実施例で得られた試験片の他に比較
のため一般に耐摩耗性表面処理に用いられる硬質クロム
めっきを施したもの１合金粉末を溶融して合金層を形成
した従来の方法のもの、および窒化処理を単独に施した
ものについても同様の試験を行った。
のため一般に耐摩耗性表面処理に用いられる硬質クロム
めっきを施したもの１合金粉末を溶融して合金層を形成
した従来の方法のもの、および窒化処理を単独に施した
ものについても同様の試験を行った。
ａ）摩耗試験
潤滑油としてディーゼル耐久オイルにダスト（Ｊ Ｉ
８２種）を０．２ｇ／Ｕ添加した温度８０℃の油を用い
て、注油孔４から供給しステータホルダｌにはロータ側
に向けて油圧１００Ｋｇ／■２の押圧力を加えながら、
試験片７の摩擦速度を３ｍ／ｓｅｃとし、摺動距離が１
００ Ｋｍとなるまでロータ５を回転させた。
８２種）を０．２ｇ／Ｕ添加した温度８０℃の油を用い
て、注油孔４から供給しステータホルダｌにはロータ側
に向けて油圧１００Ｋｇ／■２の押圧力を加えながら、
試験片７の摩擦速度を３ｍ／ｓｅｃとし、摺動距離が１
００ Ｋｍとなるまでロータ５を回転させた。
試験結果を次の表１に示す。
【表１１
ｂ）焼付試験
潤滑油はモーターオイル＃３０を使用し、ステータホル
ダｌにはロータ側に向けてまず油圧２０Ｋｇ／ａｍ”の
押圧力を加え摩擦速度８ｍ／ｓｅｃでロータ５を３分間
回転させ、次に押圧力を３０Ｋｇ／ｃｒａ”として３分
間回転させ、このようにして順次押圧力を１０Ｋｇ／ａ
ｌ”づつ段階的に増加して各々３分間保持し、ロードセ
ル９を介して動歪計１０でトルクＦの変化を記録し、急
激にトルクの増加したときの押圧力から接触面圧を求め
て焼付発生面圧とした。
ダｌにはロータ側に向けてまず油圧２０Ｋｇ／ａｍ”の
押圧力を加え摩擦速度８ｍ／ｓｅｃでロータ５を３分間
回転させ、次に押圧力を３０Ｋｇ／ｃｒａ”として３分
間回転させ、このようにして順次押圧力を１０Ｋｇ／ａ
ｌ”づつ段階的に増加して各々３分間保持し、ロードセ
ル９を介して動歪計１０でトルクＦの変化を記録し、急
激にトルクの増加したときの押圧力から接触面圧を求め
て焼付発生面圧とした。
試験結果を次の表２に示す。
（効果）
表１１表２から、本発明の方法は、従来の硬質クロムめ
っき、合金粉末を溶融して合金層を形成１しただけのも
の、および窒化処理を単独に施したものに比べて、耐摩
耗性、耐焼付性に優れて０ることかわかり、ピストンリ
ングの表面処理層として好適であることが理解される。
っき、合金粉末を溶融して合金層を形成１しただけのも
の、および窒化処理を単独に施したものに比べて、耐摩
耗性、耐焼付性に優れて０ることかわかり、ピストンリ
ングの表面処理層として好適であることが理解される。
第１図は、本発明実施例を示す試験片の断面図図中
１： 試験片の断面
２： 合金層
２１：マルテンサイト層
３： 窒化層
第２図は、従来の実施例を示す試験片のめっき層断面図
、 図中 １： 試験片の断面 ２： 合金層 ２１：マルテンサイト層 ２２：熱影響による軟化層 第３図、第４図は、ライダー摩耗試験機の図、図中
、 図中 １： 試験片の断面 ２： 合金層 ２１：マルテンサイト層 ２２：熱影響による軟化層 第３図、第４図は、ライダー摩耗試験機の図、図中
Claims (1)
- 鋼製ピストンリングの摺動面に耐摩耗性、耐焼付性を有
する合金粉末を付着させ、高エネルギー密度熱源により
ピストンリング表面母材と該合金粉末とを溶融させて合
金層を形成する第１工程と、前記ピストンリングに窒化
処理を施し、該合金層に窒化層を形成する第２工程より
なることを特徴とするピストンリングの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60111989A JPS61270377A (ja) | 1985-05-27 | 1985-05-27 | ピストンリングの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60111989A JPS61270377A (ja) | 1985-05-27 | 1985-05-27 | ピストンリングの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61270377A true JPS61270377A (ja) | 1986-11-29 |
Family
ID=14575154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60111989A Pending JPS61270377A (ja) | 1985-05-27 | 1985-05-27 | ピストンリングの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61270377A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04181067A (ja) * | 1990-11-15 | 1992-06-29 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | 鋼製組合せオイルリングのサイドレール及びその製造方法 |
| CN108588705A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-09-28 | 昆山鑫昌泰模具科技有限公司 | 氮化工件的修复工艺 |
-
1985
- 1985-05-27 JP JP60111989A patent/JPS61270377A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04181067A (ja) * | 1990-11-15 | 1992-06-29 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | 鋼製組合せオイルリングのサイドレール及びその製造方法 |
| CN108588705A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-09-28 | 昆山鑫昌泰模具科技有限公司 | 氮化工件的修复工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1203133A (zh) | 抗磨损性高的引擎挺杆以及这种挺杆的制造方法 | |
| US3896244A (en) | Method of producing plasma sprayed titanium carbide tool steel coatings | |
| US3779720A (en) | Plasma sprayed titanium carbide tool steel coating | |
| JPS61177400A (ja) | ピストンリング | |
| EP0510069A1 (en) | Brake discs for automobiles and methods for their manufacture | |
| JPS61270377A (ja) | ピストンリングの製造方法 | |
| JPS6187950A (ja) | ピストンリング | |
| Gadag et al. | Dry sliding wear and friction: laser-treated ductile iron | |
| JPS63109182A (ja) | 耐摩性部材の製造方法 | |
| JPS61144470A (ja) | ピストンリング | |
| JPS61149498A (ja) | 内燃機関用ピストンリング | |
| JPH0586437A (ja) | 耐スカツフ・耐摩耗鋳鉄 | |
| Zohuri et al. | Laser surface processing | |
| CN116324233B (zh) | 滑动构件 | |
| JPH02134468A (ja) | ピストンリング | |
| JPS6325183B2 (ja) | ||
| JP2649835B2 (ja) | ピストンリング | |
| JPS63206482A (ja) | 鋳鉄製ピストンリング摺動面の硬化方法 | |
| JPS63297598A (ja) | 耐摩耗性摺動部材 | |
| JPH02154865A (ja) | ピストンリング | |
| JPS62228647A (ja) | ピストンリング | |
| JPH07243528A (ja) | 摺動部材の組合せ | |
| JPH03199433A (ja) | 紡機用リング | |
| JPS6338766A (ja) | チル層を有するピストンリング | |
| JPS62228755A (ja) | ピストン |