JPH0325503B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に高速ジーゼルエンジンのピスト
ンリングの滑り面、同期リングの摩擦面、或いは
種々の内燃機関におけるピストンのトツプランド
やピストンヘツドのような、滑り摩擦にさらされ
る種々の機械部分の滑り面や摩擦面の上に好まし
くはプラズマ噴射法（Plasmaspritzverfahren）
によつて耐摩耗性の被覆層を形成させるための噴
射用粉末に関する。

実際技術においては、滑り摩擦にさらされる
種々の機械部分の滑り面は耐摩耗性を高めるため
に、特に電気メツキ硬質クロム層または熱的に噴
射された、好ましくは金属或いは合金からなる被
覆層を備えている。中でも内燃エンジンのピスト
ンリングの滑り面を被覆するには噴射用の材料と
して特にモリブデンが優れていることが実証され
ている。この場合にモリブデンは全面的に被覆し
た全面噴射層を対象とするか、または多数の溝や
凹部をその滑り面に形成してこれらを次に噴射用
材料で充填し、その際一方または両方の側を区切
つた被覆を対象とする。

モリブデンの噴射被覆は、特に焼きつき痕を生
じない性質において優れてはいるが、その耐摩耗
性は電気メツキした硬質クロム層のそれよりも劣
つている。加えて、モリブデンの噴射層は比較的
脆く、従つて特に極端な負荷がかかるときは仕切
り噴射被覆したピストンリングでも、全面噴射被
覆したピストンリングでも被覆層欠落の危険性が
ある。

このために、特にこのような被覆層の耐摩耗性
を高めるためにこれまで、モリブデンに他の元素
を合金し、または混合することが試みられてお
り、また硬質物質を噴射用粉末に添加することが
行なわれて来た。例えば、ドイツ特許出願公告第
2433814号公報の噴射用粉末は、鉄、コバルト、
ニツケル、チタン、バナジウム、クロム、アルミ
ニウム、タングステン、タンタル、レニウム及
び／又はジルコニウムを0.5ないし45％含有する
モリブデンからなり、またドイツ特許出願公開第
2841552号公報によれば、モリブデンにアルミニ
ウム合金を３ないし40％混合している。これらの
噴射用粉末は共に、更に場合によりカーバイド、
窒化物、酸化物及び／又は金属間化合物に基づく
硬質物質を含有することができる。これらの技術
的手段によつて中でも耐摩耗性の改善がもたらさ
れたが、この耐摩耗性の改善に伴つてこのような
被覆層は焼付き痕防止性の１部を失つたり、或は
それらの層は脆くなつて、そのために極端な負荷
に際して層の欠落が増々ひどくなる等の不都合が
経験されている。

従つて本発明の目的は、熱的なスプレー方法に
よつて、特に摩擦的な負荷にさらされる種々の機
械部分の滑り面の上に耐摩耗性の被覆層を全面噴
射被覆した形で、或いは片側または両側を区切つ
た形で形成することができ、そしてそれによりそ
の焼付き痕形成防止性を実質的に低下させること
なく、改善された被覆層欠落防止性を示すような
噴射用粉末組成物を見出すことである。そしてこ
の噴射用粉末は、特に高速デイーゼルエンジンの
ピストンリングの被覆に適したものでなければな
らない。

本発明によればこの目的は、モリブデン20〜60
重量部、モリブデンカーバイド20〜50重量部、お
よび場合により30重量部までの、好ましくはクロ
ム合金、クロム・ニツケル合金及び／又はアルミ
ニウム合金に基づく低融点合金の混合物からなる
噴射用粉末によつて達成される。

用いて好ましいモリブデンカーバイドは、組成
MoC₂のカーバイドであり、また用いて好ましい
低融点合金はニツケル75〜85％とクロム15〜25％
とを含有するニツケル・クロム合金、または珪素
10〜20％及びアルミニウム80〜90％を含有するア
ルミニウム合金である。

この噴射用粉末は２ないし３成分の混合物の形
で使用できるけれども好ましくは２種ないし場合
によつては全ての成分よりなるマイクロペレツト
または結合粉末が使用され、そしてこの粉末は好
ましくはプラズマ噴射法によつて被覆される。

本発明による噴射用粉末によつて全面噴射被覆
或いは片側または両側区切り噴射被覆したピスト
ンリングを用いた場合にエンジンの試験運転に際
して、粉末中のモリブデン含有量が20重量パーセ
ント未満の場合には相手のシリンダライナの滑り
面の摩耗が大きくなり過ぎ、一方、60重量パーセ
ントより多い場合には噴射層の耐摩耗性が十分で
ないことが見出された。逆にモリブデンカーバイ
ドの含量が25重量パーセント以下の場合には噴射
層の個有の耐摩耗性が極めて低いのに対して、モ
リブデンカーバイドの割合が50重量パーセント以
上になると相手の滑り部材が許容することができ
ない程、大きくなる。

しかしながら、驚くべきことは本発明者等は、
上述の量比内でモリブデンカーバイドを含有する
モリブデンよりなる噴射層は噴射層の焼付き痕形
成防止性に全く影響を持たないことを見出した。
このモリブデンカーバイドを含むモリブデンより
なる噴射層は純粋のモリブデン層と同じような焼
付き痕形成防止性を示した。

クロム合金、クロムニツケル合金及び／又はア
ルミニウム合金に基づく低融点合金の添加は噴射
層の靭性を高め、従つてそのようにして得られた
ピストンリングは被覆層欠落に対する高い安定性
を示す。即ちこれまでの種々の実験においては全
面噴射被覆した形のそのような粉末被覆を施した
ピストンリングの滑り面はほぼ鋭利な、即ち従来
一般に作られているような角を落したものでなく
て、殆んどその滑り面に対して直角のエツジで作
ることが可能であつた。この様なリングはエンジ
ンの試験運転において一般にそのエツジ部におけ
る被覆層の欠落や損傷は全く示さなかつた。

本発明の噴射用粉末はピストンリングの被覆に
使用するのが好ましいとはいつても、これらは本
発明の技術的範囲内で他の類似の諸用途にも勿論
使用可能である。この粉末は内燃機関のピストン
のトツプランドおよびピストンヘツドの被覆にも
適していることが見出されており、また同様に、
本発明による粉末を用いて同期リングの摩擦面の
被覆が行なわれている。

以下にあげる噴射用粉末組成物がプラズマ噴射
法により被覆層を形成するのに特に有利であるこ
とが示されている。

噴射用粉末１ モリブデン 45重量％ モリブデンカーバイド 45重量％ 珪素12重量％を含むアルミニウム合金10重量％ 噴射用粉末２ モリブデン 40重量％ モリブデンカーバイド 40重量％ クロム20重量％とニツケル80重量％とのニツケ
ルクロム合金 20重量％ 噴射用粉末３ モリブデン 50重量％ モリブデンカーバイド 25重量％ クロム合金 25重量％

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高速ジーゼルエンジンのピストンリングの滑
   り面、同期リングの摩擦面、或いは種々の内燃機
   関のピストンのトツプランドやピストンヘツドの
   ような、滑り摩擦にさらされる種々の機械部分の
   滑り面や摩擦面の上に、好ましくはプラズマ噴射
   法によつて耐摩耗性の被覆層を形成するための噴
   射用粉末であつて、この粉末が20ないし60重量％
   のモリブデン、25ないし50重量％のモリブデンカ
   ーバイドおよび30重量％までの低融点合金からな
   ることを特徴とする噴射用粉末。 ２ 用いるモリブデンのカーバイドがMoC₂の組
   成のカーバイドである特許請求の範囲第１項に記
   載の噴射用粉末。 ３ 用いる低融点合金が75−85重量％のニツケル
   と15−25重量％のクロムとのニツケルクロム合金
   である特許請求の範囲第１または第２項に記載の
   噴射用粉末。 ４ 用いる低融点合金が10−20重量％の珪素と残
   りアルミニウムとからなるアルミニウム合金であ
   る特許請求の範囲第１ないし第３項のいづれか１
   項に記載の噴射用粉末。 ５ 噴射用粉末が上記各成分の混合物である特許
   請求の範囲第１項ないし第４項のいづれか１項に
   記載された噴射用粉末。 ６ 噴射用粉末が上記各成分の少なくとも２つ以
   上からなるマイクロペレツト、合金および／また
   は結合粉末を含有している特許請求の範囲第１項
   ないし第４項のいづれか１項に記載された噴射用
   粉末。