KR20150056566A

KR20150056566A - 피스톤 링용 마모-방지층

Info

Publication number: KR20150056566A
Application number: KR1020157008256A
Authority: KR
Inventors: 마르쿠스 케네디; 미하엘 친나볼트
Original assignee: 페데랄-모굴 부르샤이트 게엠베하
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2015-05-26
Also published as: WO2014040940A1; US20150252901A1; JP2015531462A; RU2635119C2; EP2895639B1; PT2895639T; BR112014031557A2; CN104603317B; JP6259827B2; EP2895639A1; DE102012018276A1; KR102109329B1; RU2015111144A; CN104603317A; US9869390B2

Abstract

본 발명은 내연 기관의 피스톤 링을 위한 신규한 마모-방지 층, 및 피스톤 링을 생산하는 동안에 이러한 타입의 마모-방지 층을 적용하는 방법에 관한 것이다. 이러한 방지 층은 그 중에서도, 마모 감소 및 스커핑에 대한 높은 내성에 의해 특징된다.

Description

피스톤 링용 마모-방지층 {WEAR-PROTECTION LAYER FOR PISTON RINGS}

본 발명은 내연 기관의 피스톤 링을 위한 개선된 내마모성 코팅, 및 피스톤 링을 생산하는 동안에 이러한 내마모성 코팅을 적용하는 방법에 관한 것이다.

피스톤 링(piston ring)은 예를 들어, 내연 기관 또는 왕복 압축기에서, 피스톤 상의 시일링 요소(sealing element)이다. 내연 기관에서, 피스톤 링은 피스톤 헤드와 실린더 벽 사이의 갭을 막아서, 연소실을 시일링한다. 현대의 연소 기관에서는, 일반적으로 실린더 당 세 개의 피스톤 링이 사용되며, 이들의 디자인은 설치 위치에 따라 다르다. 또한 압축 링이라 불리워지는, 연소실에 가장 가까운 피스톤 링의 주요 임무는 시일(seal)을 생성시키고 열을 분산시키는 것이다. 스크레이퍼 링(scraper ring)으로 불리워지는, 가장 하부의 링은 실린더 벽으로부터 윤활유를 긁어내고 행정(stroke) 동안에 위에서 상부 피스톤 링이 슬라이딩하는 오일 필름을 조절한다. 중간 링은 오일 밸런스(oil balance)를 조절하는데 도움을 주고, 연소 가스로부터 추가 단열을 제공한다.

피스톤이 위 및 아래로 이동함에 따라, 피스톤 링의 바깥 둘레 표면은 실린더 벽에 붙여 일정 탄성 접합부(constant resilient abutment)에서 슬라이딩하며, 동시에 피스톤 링은 또한 피스톤의 요동 움직임(rocking movement)로 인해 이의 링 그루브(ring groove)에서 진동하며, 여기서 이의 에지(edge)는 피스톤 링 그루브의 상부 및 하부 플랭크(flank) 상에서 교대로 지탱하게 된다. 글라이딩 파트너(gliding partner)가 개개 다른 표면 위로 연속적으로 슬라이딩하기 때문에, 마모도(degree of wear)는 재료에 의존적이고, 시운전(dry running)의 경우에, 기관의 시징(seizing), 스코어링(scoring) 및 최종적으로 파괴를 야기시킬 수 있다.

내연 기관의 고도로 응력을 받는 부품(highly stressed part), 예를 들어 상기에서 기술된 피스톤 링의 제작에서, 가장 흔히 사용되는 재료는 주철 또는 주철 합금이다. 고도로 응력을 받는 연소 기관, 예를 들어 4-행정 및 2-행정 기관에서, 피스톤 링, 특히 압축 링은 점점 증가하는 부하(load)에 노출된다. 이러한 것은 예를 들어, 높은 압축 최대 압력, 높은 연소 온도 및 감소된 윤활 필름을 포함하는데, 이들 모두는 피스톤 링에 작용하고 마모, 스커프 내성(scuff resistance), 마이크로용접 및 내부식성과 같은 기능적 성질에 결정적인 효과를 갖는다.

보다 높은 최대 점화 압력, 보다 낮은 방출, 및 직접 연료 주입은 피스톤 링 상에 추가의 증가하는 부하를 나타낸다. 그 결과는 특히, 낮은 피스톤 링 플랭크 상에서 피스톤 물질의 도금(plating) 및 손상일 수 있다.

피스톤 링 상에서 기계적 및 동적 응력이 증가함에 따라, 점점 더 많은 기관 제조업체들은 높은 등급의 강철 (경화 및 템퍼링 합금 강철, 예를 들어 재료 1.4112)의 피스톤 링 수요를 요구하고 있다. 강철 재료는 주철 보다 더욱 양호한 강도 및 인성(toughness) 특성의 장점을 갖는데, 왜냐하면, 미세구조에서 자유 흑연에 의한 간섭이 존재하지 않기 때문이다. 강철 피스톤 링을 제작하기 위해 가장 흔히 사용되는 재료는 고도의 크롬-합금 마르텐사이트 강철(martensitic steel)이다.

작동하는 동안에 피스톤 링의 거동을 추가로 개선시키기 위하여, 이러한 피스톤 링은 슬라이딩 성질을 개선시키기 위한 주석 및 구리 층의 적용, 가속화된 운전(running-in) 거동을 위한 아연 또는 망간 포스페이트 층의 코팅, 및 부식을 감소시키기 위한 버니싱(burnishing)과 같은 표면 처리로 처리된다.

다른 한편으로, 슬라이딩 표면은 또한, 이의 고유 내마모성을 증가시키고 마멸(abrasion) 및 접착 마모를 감소시키기 위하여, 특별하게, 예를 들어, 크로마이징(chromizing), 금속-세라믹 복합층 또는 몰리브덴층의 증착에 의해, 또는 니트라이드화 또는 니트로-침탄화에 의해 처리된다. 상업적으로 입수 가능한 피스톤 링 코팅은 상표명 MKP200으로 알려져 있고, 몰리브덴 및 Cr₂C₃-NiCr의 복합물을 함유한다.

그러나, 심지어 이러한 코팅을 갖는 경우에도, 피스톤 링은 특히, 기관에 앞으로 심지어 보다 높은 작동 하중이 발생하는 것을 고려할 때에, 충분한 마모에 대한 내성, 스커핑 및 내부식성을 여전히 가지지 못한다. 이에 대한 유일한 이유는 아닌, 한 가지 이유는 보호층의 높은, 약 10 내지 15%의 다공도, 및 사용되는 분사 공정으로 인한 층 중의 내마모성 성분 비율의 제한이다.

다른 문제는 예를 들어 약 190 mm 내지 약 1000 mm의 실린더 직경을 요구하는 대용량 기관의 피스톤 링이 30,000 시간의 요망되는 사용 수명을 확보하기 위하여 피스톤 링 상에 충분히 두꺼운 층을 요구한다는 것에 있다. 그러나, 코팅이 더욱 두껍게 됨에 따라, 피스톤 링에서 사용되는 재료와 코팅의 상이한 팽창 계수 및 상이한 열 전도도와 관련된 문제가 또한 점점 더 중요하게 된다.

마모, 및 특히 피스톤 그루브에서 피스톤 링 프리플레이(freeplay)를 감소시키기 위하여, 경도, 영률, 전단 강도, 열적 안정성, 제작가능성 및 비용에 대해 균형 잡힌 방식으로 양호한 성질들을 나타내는 고도로 내마모성인 층 시스템이 요구되고 있다.

이에 따라, 본 발명의 목적은 피스톤 링의 마모 성질들이 추가로 개선될 수 있는 개선된 마모 방지 층 및 코팅 방법을 제공하기 위한 것이다.

이러한 목적은 본 발명에 따라 하기 원소들을 기술된 비율로 포함하는 내마모성 층으로 해소된다:

15 내지 25 중량% Fe, 10 내지 20 중량% W, 20 내지 30 중량% Cr, 15 내지 25 중량% Ni, 1 내지 5 중량% Mo, 0.1 내지 0.5 중량% P, 0.01 내지 0.1 중량% B, 0.1 내지 5 중량% C, 0.1 내지 2 중량% Si.

조성물 및 층 중에 적어도 30% 철 및 니켈의 함량은 기재와 코팅 사이에 준균질 시스템을 야기시키며, 그 결과로, 혼합 마찰(mixed friction)에 의해 발생되는 열 에너지가 특히 TDC 또는 BDC 구역에서 더욱 효율적으로 분산되며, 균일한 열 이완 공정은 기관에 존재하는 온도 변동에 의해 확인된다. 결과적으로, 마모 방지 층은 우수한 열 전도도, 및 피스톤 링 자체와 비교하여 열 팽창 계수의 단지 최소 차이를 갖는다. 몰리브덴 및 Ni-Cr-P-Si-B 화합물 및 카바이드 시스템과 함께 피스톤 링 베이스 코팅 재료로서 Fe-계열 합금의 사용은 새로운 타입의 피스톤 링의 생산을 초래한다.

도면에서,
도 1은 SEM에 의해 측정된 TS-VI 변형체(variant)의 미세구조를 도시한 것이다.
도 2는 SEM에 의해 측정된 TS-V2 변형체의 미세구조를 도시한 것이다.
도 3은 TS-V2의 상 1의 증가가 카바이드 농도의 증가를 야기시킴을 도시한 것이다.
도 4는 링/실린더 시스템에서 윤활처리된, 기관 외측에서 시험한 후 링 및 실린더 라이너 마모를 도시한 것이다.
도 5는 변형체 TS-V1 및 TS-V2의 스커핑 내성에 대해 결정된 수치를 도시한 것이다.

본 발명에 따른 층은 일반적으로 철 (Fe), 텅스텐 (WC 형태의 W), 크롬 (Cr 및 Cr₂C₃ 형태의 Cr), 니켈 (Ni), 인, 붕소 (B), 몰리브덴, 규소 (Si), 및 탄소 (C, 일부 Fe, W 및 Cr에 카바이드로서 결합됨)를 포함한다.

철 (Fe)은 15 내지 25 중량%의 양으로, 바람직하게 17 내지 25 중량%, 더욱 바람직하게 18 내지 25 중량%, 더더욱 바람직하게 20 내지 25 중량%, 및 가장 바람직하게 22 내지 25 중량%의 양으로 존재한다.

텅스텐 (W)은 10 내지 20 중량%의 양으로, 바람직하게 12 내지 20 중량%, 더욱 바람직하게 14 내지 20 중량%, 더더욱 바람직하게 16 내지 20 중량%, 및 가장 바람직하게 18 내지 20 중량%의 양으로 존재한다.

크롬 (Cr)은 20 내지 30 중량%의 양으로, 바람직하게 22 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게 24 내지 30 중량%, 더더욱 바람직하게 26 내지 30%, 및 가장 바람직하게 28 내지 30 중량%의 양으로 존재한다.

니켈 (Ni)은 15 내지 25 중량%의 양으로, 바람직하게 17 내지 25 중량%, 더욱 바람직하게 18 내지 25 중량%, 더더욱 바람직하게 20 내지 25%, 및 가장 바람직하게 22 내지 25 중량%의 양으로 존재한다.

인 (P)은 1 내지 5 중량%의 양으로, 바람직하게 2 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게 3 내지 5 중량%, 더더욱 바람직하게 4 내지 5%의 양으로 존재한다.

붕소 (B)는 0.01 내지 0.1 중량%의 양으로, 바람직하게 0.02 내지 0.08 중량%, 더욱 바람직하게 0.03 내지 0.05 중량%, 더더욱 바람직하게 0.04 내지 0.05%의 양으로 존재한다.

탄소 (C)는 0.1 내지 5 중량%의 양으로, 바람직하게 0.5 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게 1 내지 5 중량%, 더더욱 바람직하게 1 내지 2 중량%의 양으로 존재한다.

몰리브덴은 1 내지 5 중량%의 양으로, 바람직하게 2 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게 2 내지 4 중량%, 더더욱 바람직하게 2 내지 3 중량%의 양으로 존재한다.

규소 (Si)는 0.1 내지 2 중량%의 양으로, 바람직하게 0.5 내지 2 중량%, 더욱 바람직하게 1 내지 2 중량%, 더더욱 바람직하게 1.5 내지 2%의 양으로 존재한다.

임의적으로, (Nb) 및 산소 (O)는 본 발명의 내마모성 층에 존재할 수 있다.

니오븀 (Nb)은 10 내지 15 중량%의 양으로, 바람직하게 11 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게 12 내지 15 중량%, 더더욱 바람직하게 13 내지 15 중량%, 및 가장 바람직하게 14 내지 15 중량%의 양으로 존재할 수 있다.

산소는 0.1 내지 2 중량%의 양으로, 바람직하게 0.1 내지 0.8 중량%, 더욱 바람직하게 0.2 내지 0.5 중량%, 더더욱 바람직하게 0.3 내지 0.5 중량%, 및 가장 바람직하게 0.4 내지 0.5 중량%의 양으로 존재할 수 있다.

상술된 범위는 임의의 요망되는 조합으로 바뀌어질 수 있는 것으로 이해될 것이다.

상기에 나열된 원소, Fe, W, Cr 및 Nb은 이의 천연 형태(native form) 또는 카바이드로서 존재할 수 있다. 카바이드의 비율은 20 내지 50 중량%, 바람직하게 25 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게 30 내지 50 중량%, 더더욱 바람직하게 35 내지 45 중량%일 수 있다.

이러한 경우에, WC의 함량은 10 내지 20 중량%의 범위이며, Cr₂C₃의 함량은 10 내지 25 중량%의 범위이며, NbC의 함량은 5 내지 15 중량% 범위이다.

WC에 대한 바람직한 범위는 12 내지 20 중량%, 바람직하게 15 내지 20 중량%, 더욱 바람직하게 15 내지 18 중량%이다. Cr₂C₃에 대한 바람직한 범위는 12 내지 23 중량%, 바람직하게 15 내지 20 중량%, 더욱 바람직하게 18 내지 20 중량%이다. NbC에 대한 바람직한 범위는 7 내지 15 중량%, 바람직하게 9 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게 10 내지 12 중량%이다.

원소 자체에 대한 상기 나열된 범위와 관련하여, 또한 원소 자체의 바람직한 범위와 함께, 이러한 바람직한 범위의 임의의 치환은 또한 본원에 기술되는 것으로 이해될 것이다.

카바이드의 사용이 본 발명의 조성물/코팅의 스커프 및 마모 내성을 추가로 증가시킨다는 것이 발견되었다. 또한, 특정된 범위의 다른 원소들과 함께, 특정된 범위의 니켈의 사용은 전단 강도 및 탄성 거동의 개선을 야기시키며, 이는 피스톤 링에 특히 피스톤 그루브에서 이의 운동과 관련하여 보다 큰 내구성을 제공한다.

마모 방지 층은 임의의 적합한 방법에 의해 기재에 적용될 수 있으며, 열 분사 공정(thermal spray process)이 바람직하다. 이러한 상황에서, HVOF 공정 (고속 산소-연료 공정(High Velocity Oxygen-Fuel process)), 즉 고속 화염 분사 공정이 특히 바람직하다. 내마모성 층을 형성시키기 위해 사용되는 구성성분들은 분말 형태로 사용된다. HVOF 공정의 적용은 코팅될 기재 상에 특히 조밀한 열적 코팅, 및 특히 낮은 다공도를 야기시킨다.

사용되는 분말의 입자 크기는 일반적으로 1 내지 80 ㎛의 범위, 바람직하게 5 내지 60 ㎛의 범위, 더욱 바람직하게 10 내지 50 ㎛의 범위이다. 개개 카바이드 입자는 바람직하게 0.1 내지 5 ㎛의 입자 크기, 바람직하게 1 내지 4 ㎛ 범위의 크기를 가지고, NiCr 매트릭스에 엠베딩될 수 있다. 카바이드는 응집된되고 소결된 입자들을 통해 또는 주로 침전된 카바이드로서 존재할 수 있다.

마모 방지 층으로서 몰리브덴 및 텅스텐 카바이드와 함께 피스톤 베이스 코팅 재료로서 본 발명에 따른 철-계열 합금의 사용은 이에 따라, 마모, 스커핑 및 부식 내성의 측면에서 개선된 성질을 갖는 새로운 피스톤 링 타입을 형성시킨다.

본 발명은 또한 마모 방지 층으로 코팅된 피스톤 링을 제공한다. 코팅될 피스톤 링은 임의의 피스톤 링 타입, 압축 링, 스크레이퍼 링 또는 중간 링일 수 있으며, 이는 주철 또는 강철 중 어느 하나로 제조된 것이다. 피스톤 링은 바람직하게 열 분사 공정, 바람직하게 HVOF 공정에서 마모 방지 층으로 코팅된다.

코팅의 두께는 20 내지 1500 ㎛의 범위, 바람직하게 20 ㎛ 내지 1000 ㎛의 범위, 더욱 바람직하게 20 내지 800 ㎛일 수 있다.

본 발명에 따른 내마모성 코팅으로 코팅된 피스톤 링의 코팅의 경도는 550 내지 950 HV 1 (비커 경도 시험)일 수 있다.

이러한 코팅된 피스톤 링은 주로 내연 기관에서 사용된다. 그러나, 이러한 사용 동안에 발생되는 황-함유 오일은 피스톤 링의 마모 방지 층에서의 몰리브덴과 황 간의 반응을 야기시켜 MoS₂를 형성시키는데, 이는 또한 이의 결정질 구조로 인해 우수한 고체 윤활제이다. 이러한 반응을 통해, 마찰 공학적 시스템(tribological system)의 스커핑 또는 시징에 대한 감수성(susceptibility)이 개선된다. MoS₂는 육각형 밑면 (001)에 대해 평행한 다수의 황-금속-황 면으로 이루어진 통상적인 층 격자를 갖는다. 이러한 면 내에, 강력한 공유 결합이 존재한다. 그러나, 이러한 면은 단지 약한 반 데르 발스 상호작용에 의해 서로 연결된다. 이러한 흑연-유사 이방성 층 구조는 낮은 물질 경도 및 (001) 면을 따른 우수한 분할능력(cleavability)을 결정하며, 그 결과로 우수한 비상 작동(emergency running) 성질이 달성된다.

하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로서, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

실시예

I. 마모 방지 층

하기 마모 방지 층 변형체를 제조하고 서로 비교하였다:

TS-VI: 기준예로서 플라즈마 분사에 의해 형성된, Mo 및 Cr₂C₃-NiCr의 복합체 (MKP200, Federal-Mogul에 의해 제작된 상업적으로 입수 가능한 산업 스케일 제품)

TS-V2: 4-상 혼합물

상 1: FeCr 베이스 + WC/Cr₂C₃-NiCr;

상 2: Ni-Cr-P-Si-B 화합물;

상 3: 몰리브덴;

상 4: NbC

70/10/10/10의 혼합비를 가짐

HVOF에 의해 형성됨

II. 수행된 시험

TS V2 층을 화학적 조성 (표 1), 다공도 및 경도 (표 2), 미세구조 (도 1 내지 도 3)에 대해 분석하였고, 마모 및 스커핑 거동 (도 4 및 도 5)에 대해 시험하였다.

표 1은 시험에서 사용되는 코팅 시스템의 화학적 조성을 나타낸 것이다 (3회 측정 V2a 내지 V2c).

표 1

시험에서 사용된 마모 방지 층의 화학적 조성

화학적 조성

미세구조, 다공도 및 경도, 뿐만 아니라 마모 및 스커핑 거동을 또한 변형체들에 대해 통상적인 방법에 따라 시험하였다. 획득된 수치들은 표 2에 나타내었다.

표 2

다공도 및 기계적 성질에 대해 확인된 수치

이는, 본 발명에 따른 층의 다공도가 비교 층과 비교하여 크게 감소되며, 카바이드 농도의 증가가 내마모성 층의 경도의 증가를 야기시키는 것을 나타낸다.

미세구조 및 상 분포를 또한 주사 전자 현미경으로 시험하였다 (도 1). 이는 변형체 I이 용융된 입자를 함유하지 않고 니켈-크롬 매트릭스에 몰리브덴과 함께 균질하게 분포된 Cr₂C₃ 구역을 함유함을 나타낸다. 시험에서는 다공도가 10%를 초과하지 않음을 나타내었다.

도 2로부터, 본 발명에 따른 변형체, TS-V2에서, 카바이드가 균질하게 분포되어 있으며 단지 소량의 일부 용융된 입자들이 존재하며, NiCr 매트릭스 및 NbC에서의 몰리브덴 및 WC 및 Cr2C3, 및 Ni가 균질하게 분포되어 있는 것으로 보여질 수 있다. 다공도는 대략 1%이다. 보다 굵고, 밝은 구역은 텅스텐 카바이드에 해당하며, 매우 평평하고 또한 환한 구역은 몰리브덴에 해당하며, 중간 정도의 회색 구역은 니켈이며, 진한 회색 구역은 Cr₂C₃ 또는 FeCr-함유 상이다.

도 3에서의 보다 큰 굵고 밝은 구역 (텅스텐 카바이드에 해당함)은, FeCr 베이스 + WC/Cr₂C₃-NiCr의 함량 증가가 마모 방지 층에서 카바이드 농도의 증가를 초래하는 것으로 나타난다.

마모 및 스커핑 시험을 또한 기관 외측에서 수행하였다. 이를 위하여, 코팅된 슬라이딩 부재의 세그먼트를 홀더에 고정시키고 오일욕에 카운터-바디(counter-body) 위에서 일정한 힘 및 속도로 진동시켰다. 결과는 도 4 및 도 5에 도시되어 있다.

도 4로부터, 본 발명에 따른 내마모성 층을 사용함으로써 종래 기술로부터 알려진 보호 층과 비교하여 내마모성의 현저한 개선이 달성될 수 있는 것으로 보여질 수 있으며, 이는 링 및 실린더 라이너 마모를 90% 넘게 감소시킨다.

스커핑 거동을 또한 조사하였다. 이를 위하여, 기본적으로 마모 시험에 대한 것과 동일한 실험 셋업을 이용하였으며, 차이로는, 낮은 윤활 상태가 형성되며, 하중이 일정 시간 간격으로 증가된다는 것이다. 마찰 계수가 > 0.3에 도달하자마자 측정을 종결하였다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 변형체 TS-V2는 변형체 TS-VI와 비교하여 개선된 스커핑 거동을 나타낸다. 이론으로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 현재, 이러한 것이 Ni-Cr-B-Si-성분의 낮은 융점, 증가된 카바이드 함량 및 HVOF 층 중의 여전히 존재하는 몰리브덴과 조합하여, HVOF 기술에 의해 야기된 조밀한 층으로 인한 것으로 여겨진다.

비-모터 시험에서, 이에 따라, 피스톤 링용 본 발명의 코팅이 마모 및 스커핑 거동의 측면에서 자동차 및 대형 기관(heavy duty engine)에서 사용되고 있는 현 PVD-CrN-계열 코팅 (F-M 재료 사양 GOE242)에 비해 더욱 양호한 것으로 확인되었다.

실험 결과로부터, 이러한 코팅 시스템을 갖는, 새로운 타입의 피스톤 링이 생성되었다는 것이 분명하다.

Claims

15 내지 25 중량% Fe,
10 내지 20 중량% W,
20 내지 30 중량% Cr,
15 내지 25 중량% Ni,
1 내지 5 중량% Mo,
0.1 내지 0.5 중량% P,
0.01 내지 0.1 중량% B,
0.1 내지 5 중량% C,
0.1 내지 2 중량% Si를 포함하는, 피스톤 링(piston ring)용 내마모성 층.

제1항에 있어서, 15 내지 50 중량%의 카바이드가 존재하는 내마모성 층.

제2항에 있어서, 하기 카바이드가 하기 양으로 존재하는 내마모성 층:
WC: 10 내지 20 중량%, 및/또는
Cr₂C₃: 10 내지 25 중량%, 및/또는
NbC: 5 내지 15 중량%.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 내마모성 층을 적용하는 방법으로서,
(i) 구성성분들을 분말 형태로 제공하는 단계, 및
(ii) 구성성분들을 기재 상에 고속 화염 분사(high-speed flame spraying; HVOF)시키는 단계를 포함하는 방법.

제4항에 있어서, 원소 분말(elemental powder)의 입자 크기가 1 내지 80 ㎛의 범위이며, 사용되는 카바이드의 입자 크기가 0.1 내지 5 ㎛의 범위인 방법.

제4항 또는 제5항에 있어서, 카바이드가 응집되고 소결된 입자(agglomerated and sintered particle)로서 또는 1차 침전된 카바이드(primary precipitated carbide)로서 존재하는 방법.

제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 기재가 피스톤 링인 방법.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 내마모성 층으로 코팅된 것을 특징으로 하는 피스톤 링.

제8항에 있어서, 코팅의 층 두께가 20 내지 1000 ㎛의 범위인 피스톤 링.

제8항 또는 제9항에 있어서, 코팅의 경도가 550 내지 950 HV1의 범위인 피스톤 링.