JPS63109112A - ピストンリングの表面硬化処理方法 - Google Patents
ピストンリングの表面硬化処理方法Info
- Publication number
- JPS63109112A JPS63109112A JP61254754A JP25475486A JPS63109112A JP S63109112 A JPS63109112 A JP S63109112A JP 61254754 A JP61254754 A JP 61254754A JP 25475486 A JP25475486 A JP 25475486A JP S63109112 A JPS63109112 A JP S63109112A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston ring
- state
- hardened layer
- sliding face
- zigzag
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 24
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 229910000628 Ferrovanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N iron vanadium Chemical compound [V].[Fe] PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (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】
産業上の利用分野
本発明は内燃機関のピストンリングに係り、更に詳しく
はピストンリング摺動面にレーザー等の高エネルギー密
度熱源を利用して、合金化或いはチル化させ硬化層を形
成し耐摩耗性の向上を図る技術に関する。
はピストンリング摺動面にレーザー等の高エネルギー密
度熱源を利用して、合金化或いはチル化させ硬化層を形
成し耐摩耗性の向上を図る技術に関する。
従来の技術と問題点
近年内燃機関の高性能化に伴いピストンリングも従来に
もまして高回転、高温、高面圧等の過酷な条件が課せら
れ、その耐摩耗性のより一層の向上が強く要求されてい
る。
もまして高回転、高温、高面圧等の過酷な条件が課せら
れ、その耐摩耗性のより一層の向上が強く要求されてい
る。
この耐摩耗性向上対策として、レーザーやTIGアーク
等の高エネルギー密度熱源を利用して、ピストンリング
の摺動面に予め塗布した耐摩耗性金属粉末を、ピストン
リング母材表面の一部と溶融させ摺動面表層部に合金硬
化層を形成させたり、或いは鋳鉄製ピストンリングの場
合には摺動面を一再溶融後自己冷却によるチル硬化層を
形成し、耐摩耗性を高めたピストンリング等が知ら丘で
いるが、これらは第4図に示すように、摺動面の円周方
向に直線状に硬化処理が施されて硬化層が1条であるも
の、又は第5図に示すように硬化層が2条であるもの、
或いは図示しないが硬化層が3条であるものなどがある
。
等の高エネルギー密度熱源を利用して、ピストンリング
の摺動面に予め塗布した耐摩耗性金属粉末を、ピストン
リング母材表面の一部と溶融させ摺動面表層部に合金硬
化層を形成させたり、或いは鋳鉄製ピストンリングの場
合には摺動面を一再溶融後自己冷却によるチル硬化層を
形成し、耐摩耗性を高めたピストンリング等が知ら丘で
いるが、これらは第4図に示すように、摺動面の円周方
向に直線状に硬化処理が施されて硬化層が1条であるも
の、又は第5図に示すように硬化層が2条であるもの、
或いは図示しないが硬化層が3条であるものなどがある
。
しかしながらピストンリングは外径の割合に肉が薄く硬
化処理の熱影響を受は歪を生じやすい。
化処理の熱影響を受は歪を生じやすい。
特に多条硬化処理においてはその熱影響が大きく、例え
ば硬化層の2条処理では1条目が、3条処理では2条目
(1条目は中央部)が摺動面の縁近くの位置の処理とな
るため、バランスが悪くこの時点で皿状や螺旋状の歪が
発生し、全条数の処理を終えた後も元に戻らないという
品質上の問題点と。
ば硬化層の2条処理では1条目が、3条処理では2条目
(1条目は中央部)が摺動面の縁近くの位置の処理とな
るため、バランスが悪くこの時点で皿状や螺旋状の歪が
発生し、全条数の処理を終えた後も元に戻らないという
品質上の問題点と。
一方では1条処理する毎に冷却時間が必要で連続的に硬
化処理ができず、長時間を要し生産性が悪いという問題
点がある。
化処理ができず、長時間を要し生産性が悪いという問題
点がある。
問題点を解決するための手段
本発明は、このような従来のピストンリングの摺動面の
硬化処理の問題点に着目してなされたもので、ピストン
リングの摺動面にレーザー等の高エネルギー密度の熱源
により、合金化或いはチル化する場合ジグザグ状、波形
状或いはスパイラル状に摺動面の縁にかからないように
硬化処理を施すことで、従来の硬化処理方法の問題点を
解決することを目的とする。
硬化処理の問題点に着目してなされたもので、ピストン
リングの摺動面にレーザー等の高エネルギー密度の熱源
により、合金化或いはチル化する場合ジグザグ状、波形
状或いはスパイラル状に摺動面の縁にかからないように
硬化処理を施すことで、従来の硬化処理方法の問題点を
解決することを目的とする。
以下、上記の目的を達成するための本発明の構成につい
て説明する。
て説明する。
ピストンリングの摺動面をレーザーやTIGアーク等の
高エネルギー密度の熱源で合金化或いはチル化処理する
場合、処理をバランス良くすることが歪の発生を抑える
ポイントとなる。
高エネルギー密度の熱源で合金化或いはチル化処理する
場合、処理をバランス良くすることが歪の発生を抑える
ポイントとなる。
本発明の処理方法は第6図に示すように、ピストンリン
グ1を回転する治具(図示せず)に取付けて所定の速さ
で回転させながら、回転直角方向に往復駆動する熱源8
を、所定のサイクルでピストンリングの摺動面2上を往
復走査して、ジグザグ状に硬化処理を施して、第1図に
示すように摺動面の縁にかからないようにジグザグ状に
硬化層4を形成するものであり、摺動面全体にバランス
良く硬化処理されて歪の発生が抑制されると共に。
グ1を回転する治具(図示せず)に取付けて所定の速さ
で回転させながら、回転直角方向に往復駆動する熱源8
を、所定のサイクルでピストンリングの摺動面2上を往
復走査して、ジグザグ状に硬化処理を施して、第1図に
示すように摺動面の縁にかからないようにジグザグ状に
硬化層4を形成するものであり、摺動面全体にバランス
良く硬化処理されて歪の発生が抑制されると共に。
1回の連続した処理が可能のため従来の多状処理の方法
に比べ大幅に処理時間が短縮される。
に比べ大幅に処理時間が短縮される。
硬化処理方法としては、熱源8を固定してピストンリン
グ1のみを動かすか、或いは逆にピストンリング1を固
定して熱源8のみを動かしてもよいが、本方法によるの
が最も簡単でやりやすく好ましい。
グ1のみを動かすか、或いは逆にピストンリング1を固
定して熱源8のみを動かしてもよいが、本方法によるの
が最も簡単でやりやすく好ましい。
尚、硬化層3が摺動面2の縁の鋭角部にかかると、そこ
が仕上げ加工でも除去できないような丸みを帯びピスト
ンリング形状を害するため、硬化層3が縁の鋭角部にか
からないようにすることが大切であり、できれば縁から
1mm程度離すことが必要である。
が仕上げ加工でも除去できないような丸みを帯びピスト
ンリング形状を害するため、硬化層3が縁の鋭角部にか
からないようにすることが大切であり、できれば縁から
1mm程度離すことが必要である。
硬化層3の形状として、ジグザグ状のほかに第2図に示
す波形状5(正弦波形状)、第3図に示すスパイラル形
状6等適宜選定することができる。
す波形状5(正弦波形状)、第3図に示すスパイラル形
状6等適宜選定することができる。
実施例
実施例(1)
球状黒鉛鋳鉄材からなる呼び径400mmX幅10+n
+nX厚さ12.4mmのピストンリング1の摺動面2
に、第1表の条件により、第1図に示すようにジグザグ
状にチル層4を形成したピストンリングについて、平坦
度と処理時間を測定した。
+nX厚さ12.4mmのピストンリング1の摺動面2
に、第1表の条件により、第1図に示すようにジグザグ
状にチル層4を形成したピストンリングについて、平坦
度と処理時間を測定した。
平坦度は定盤上におけるピストンリングの側面の隙間を
隙間ゲージで測定した最大値とした。
隙間ゲージで測定した最大値とした。
第1表
尚比較品として、本発明品と同じ球状黒鉛鋳鉄材からな
るピストンリングを第1表に示す条件にて第5図に示す
摺動面の円周方向に直線状に2条チル化し硬化層7を形
成した従来品のピストンリングについて、同様に平坦度
と処理時間の測定を行った。 測定結果を第2表に示す
。
るピストンリングを第1表に示す条件にて第5図に示す
摺動面の円周方向に直線状に2条チル化し硬化層7を形
成した従来品のピストンリングについて、同様に平坦度
と処理時間の測定を行った。 測定結果を第2表に示す
。
第2表
(従来品の処理時間には冷却時間を含む)第2表から明
らかなように、本発明品の平坦度は従来品の0.12m
ncに対し0.04mmで1/3になり歪の発生が抑制
された効果が確認された。
らかなように、本発明品の平坦度は従来品の0.12m
ncに対し0.04mmで1/3になり歪の発生が抑制
された効果が確認された。
又、処理時間は従来品の35分に対し9分で約1/4に
大幅な短縮が図られた。
大幅な短縮が図られた。
実施例(2)
球状黒鉛鋳鉄材からなる呼び径400mX幅10mmX
厚さ12.4mmのピストンリング1の摺動面2に、フ
ェロバナジウムからなる耐摩耗性金属粉末を塗布し、熱
源としてCo2レーザー装置を用いて第3表に示す条件
により、第1図に示すようにジグザグ状に合金硬化層4
を形成したピストンリングについて、実施例(1)と同
様平坦度と処理時間を測定した。
厚さ12.4mmのピストンリング1の摺動面2に、フ
ェロバナジウムからなる耐摩耗性金属粉末を塗布し、熱
源としてCo2レーザー装置を用いて第3表に示す条件
により、第1図に示すようにジグザグ状に合金硬化層4
を形成したピストンリングについて、実施例(1)と同
様平坦度と処理時間を測定した。
尚比較品として、本発明品と同じ球状黒鉛鋳鉄材からな
るピストンリングを第3表に示す条件にて第5図に示す
摺動面に円周方向に直線状に2条フェロバナジウムで合
金化し硬化層7を形成した従来品のピストンリングにつ
いて、同様に平坦度と処理時間の測定を行った。測定鈷
果を第4表に示す。
るピストンリングを第3表に示す条件にて第5図に示す
摺動面に円周方向に直線状に2条フェロバナジウムで合
金化し硬化層7を形成した従来品のピストンリングにつ
いて、同様に平坦度と処理時間の測定を行った。測定鈷
果を第4表に示す。
第3表
第4表
(従来品の処理時間には冷却時間を含む)第4表から明
らかなように、本発明品の平坦度は従来品の0.14+
nmに対し0.05mmで1/3程度になり歪の発生が
抑制された効果が確認された。
らかなように、本発明品の平坦度は従来品の0.14+
nmに対し0.05mmで1/3程度になり歪の発生が
抑制された効果が確認された。
又、処理時間は従来品の38分に対し対し11分で1/
3以下に大幅な短縮が図られた。
3以下に大幅な短縮が図られた。
効果
本発明によるピストンリングの摺動面の表層部に、レー
ザー等の高エネルギー密度の熱源を利用して合金化或い
はチル化させ、硬化層を摺動面の縁にかからない範囲内
でジグザグ状等に形成するすることにより、歪の発生が
抑制され且つ連続処理が可能となって生産性が大巾に向
上して、平坦度の良好な耐摩耗性に優れたピストンリン
グを低 ゛ニス1へで提供し得た実用上の効果は顕著で
ある。
ザー等の高エネルギー密度の熱源を利用して合金化或い
はチル化させ、硬化層を摺動面の縁にかからない範囲内
でジグザグ状等に形成するすることにより、歪の発生が
抑制され且つ連続処理が可能となって生産性が大巾に向
上して、平坦度の良好な耐摩耗性に優れたピストンリン
グを低 ゛ニス1へで提供し得た実用上の効果は顕著で
ある。
第1図 本発明によるピストンリングの摺動面に、ジグ
ザグ状に硬化層が形成された 部分拡大の斜視図 第2図 正弦波状に硬化層が形成された部分拡大の斜視
図 第3図 スパイラル状に硬化層が形成された部分拡大の
斜視図 第4図 従来の方法により摺動面に直線状に硬化層を1
条形成した斜視図 第5図 従来の方法により摺動面に直線状に硬化層を2
条形成した斜視図 第6図 本発明のレーザーによる硬化処理方法を示す説
明図 1:ピストンリング本体 2:摺動面3:硬化層
4:ジグザグ状硬化層5:正弦波状硬化層 6:スパイラル状硬化層 7:直線状硬化層 8:熱源
ザグ状に硬化層が形成された 部分拡大の斜視図 第2図 正弦波状に硬化層が形成された部分拡大の斜視
図 第3図 スパイラル状に硬化層が形成された部分拡大の
斜視図 第4図 従来の方法により摺動面に直線状に硬化層を1
条形成した斜視図 第5図 従来の方法により摺動面に直線状に硬化層を2
条形成した斜視図 第6図 本発明のレーザーによる硬化処理方法を示す説
明図 1:ピストンリング本体 2:摺動面3:硬化層
4:ジグザグ状硬化層5:正弦波状硬化層 6:スパイラル状硬化層 7:直線状硬化層 8:熱源
Claims (1)
- ピストンリング1の摺動面2に、レーザーやTIGアー
ク等の高エネルギー密度熱源を利用し合金化処理やチル
化処理により硬化層3を形成する方法において、硬化層
3が摺動面2の縁にかからない範囲で、ジグザグ状や波
形状或いはスパイラル状に処理することを特徴とするピ
ストンリングの表面硬化処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61254754A JPS63109112A (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | ピストンリングの表面硬化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61254754A JPS63109112A (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | ピストンリングの表面硬化処理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63109112A true JPS63109112A (ja) | 1988-05-13 |
Family
ID=17269415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61254754A Pending JPS63109112A (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | ピストンリングの表面硬化処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63109112A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100418457B1 (ko) * | 2001-01-15 | 2004-02-14 | 현대중공업 주식회사 | 선박용 피스톤 및 피스톤 링의 레이저 경화법 및 장치 |
JP2007245235A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-09-27 | Shibaura Mechatronics Corp | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
KR20170007237A (ko) * | 2014-05-19 | 2017-01-18 | 페데랄-모굴 프리드베르그 게엠베하 | 원주방향의 홈을 구비하는 피스톤 링 |
-
1986
- 1986-10-28 JP JP61254754A patent/JPS63109112A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100418457B1 (ko) * | 2001-01-15 | 2004-02-14 | 현대중공업 주식회사 | 선박용 피스톤 및 피스톤 링의 레이저 경화법 및 장치 |
JP2007245235A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-09-27 | Shibaura Mechatronics Corp | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
KR20170007237A (ko) * | 2014-05-19 | 2017-01-18 | 페데랄-모굴 프리드베르그 게엠베하 | 원주방향의 홈을 구비하는 피스톤 링 |
JP2017516038A (ja) * | 2014-05-19 | 2017-06-15 | フェデラル−モーグル・フリートベルク・ゲーエムベーハー | 周方向に溝を備えるピストンリング |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS5951668B2 (ja) | シリンダライナ | |
BR0116580B1 (pt) | anel de pistão e método para fabricação do mesmo. | |
US6063215A (en) | Method of manufacturing casting belts for use in the casting of metals | |
JPS63109112A (ja) | ピストンリングの表面硬化処理方法 | |
US5376195A (en) | Austenitic stainless steel sheet having excellent surface quality and method of producing the same | |
JPH02165849A (ja) | 双ロール式急冷薄帯製造用の冷却ロール | |
EP2861776B1 (en) | Remanufactured component and fealsic thermal spray wire for same | |
CN110039378B (zh) | 一种齿廓磨削温度均一化宏观结构成形砂轮参数设计方法 | |
JPH03115562A (ja) | スパッタリングターゲット材の製造方法 | |
JP2004255457A (ja) | 熱間圧延用複合ロール及びその製造方法 | |
US3130090A (en) | Non-directional oriented silicon-iron | |
FI78120B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av cylindriska ihaoliga arbetsstycken. | |
JP2602104B2 (ja) | 磁気スケールの製作方法 | |
JPS6338565B2 (ja) | ||
JP3055590B2 (ja) | 薄肉鋳片の連続鋳造用冷却ドラムおよびその製造方法 | |
JP2684263B2 (ja) | ピストンリングの製造方法 | |
JPS62292362A (ja) | 被加工軸のロール加工方法 | |
JPS61282663A (ja) | 中空カムシヤフト | |
JPH02134468A (ja) | ピストンリング | |
JPH0445221A (ja) | オーステンパ処理鋳鉄の加工方法 | |
JPH0442466B2 (ja) | ||
JPH024915A (ja) | 鋳造部材の製造方法 | |
JPS6046176B2 (ja) | 非チル組織部とチル組織部とを共存させた鋳鉄製摺動部材 | |
JPH0849014A (ja) | 高靭性部を有した高硬度鋼部材の製造方法 | |
JPS62224525A (ja) | ワイヤカツト放電加工装置 |