JPH08233103A - Heat resistant split elastic ring - Google Patents
Heat resistant split elastic ringInfo
- Publication number
- JPH08233103A JPH08233103A JP6670395A JP6670395A JPH08233103A JP H08233103 A JPH08233103 A JP H08233103A JP 6670395 A JP6670395 A JP 6670395A JP 6670395 A JP6670395 A JP 6670395A JP H08233103 A JPH08233103 A JP H08233103A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ring
- heat
- elastic ring
- outer peripheral
- piston ring
- 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
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は耐熱性割り形弾性リング
に関する。この種割り形弾性リングには、例えば、内燃
機関用ピストンリングが該当する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a heat-resistant split elastic ring. For example, a piston ring for an internal combustion engine corresponds to this split elastic ring.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の内燃機関用ピストンリングは鋼
材、鋳鉄材等より構成されている(例えば、特開平5−
148612号公報参照)。これは、前記材料が安価
で、高いヤング率を有し、また優れた常温曲げ強さを有
することに因る。2. Description of the Related Art A conventional piston ring for an internal combustion engine is made of steel, cast iron, etc.
148612). This is because the material is inexpensive, has a high Young's modulus, and has excellent room-temperature bending strength.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】現在、自動車用内燃機
関においては高出力、且つ高負荷化が進行しており、こ
のような状況下ではピストンリングは300℃程度の熱
的環境に晒されることになる。ところが、従来のピスト
ンリングは前記熱的環境下における張力減退が顕著であ
り、この点早急な改善が望まれていた。Currently, in automobile internal combustion engines, high output and high load are progressing, and under such circumstances, the piston ring is exposed to a thermal environment of about 300 ° C. become. However, the conventional piston ring has a remarkable decrease in tension under the above-mentioned thermal environment, and an urgent improvement has been desired in this respect.
【0004】本発明は前記に鑑み、優れた耐熱性を備え
ることにより、前記のような熱的環境下においても張力
減退が小さく、また軽量であって、ピストンリングとし
て最適な前記割り形弾性リングを提供することを目的と
する。In view of the above, the present invention has excellent heat resistance, so that the tension loss is small even under the above-mentioned thermal environment, the weight is light, and the split elastic ring is optimal as a piston ring. The purpose is to provide.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係る耐熱性割り
形弾性リングは、TiAl系金属間化合物より構成さ
れ、金属組織における層状組織の体積分率VfがVf≧
10%であることを特徴とする。A heat-resistant split elastic ring according to the present invention is composed of a TiAl-based intermetallic compound and has a volume fraction Vf of a layered structure in a metal structure of Vf ≧.
It is characterized by being 10%.
【0006】[0006]
【作用】TiAl系金属間化合物より構成された割り形
弾性リングは、その材質に起因して優れた耐熱性を有
し、また軽量である。そして、層状組織の体積分率Vf
を前記のように設定すると、300℃程度の熱的環境に
おいて、割り形弾性リングは優れた自己張力維持能を発
揮するのでその張力減退は小さくなる。The split elastic ring made of a TiAl-based intermetallic compound has excellent heat resistance due to its material and is lightweight. Then, the volume fraction Vf of the layered tissue
When the above is set as described above, the split elastic ring exerts an excellent self-tension maintaining ability in a thermal environment of about 300 ° C., so that the tension decrease is small.
【0007】ただし、層状組織の体積分率VfがVf<
10%では、前記熱的環境における割り形弾性リングの
張力減退が大きくなる。However, the volume fraction Vf of the layered tissue is Vf <
At 10%, the tension loss of the split elastic ring in the thermal environment becomes large.
【0008】[0008]
【実施例】図1,2において、耐熱性割り形弾性リング
としての内燃機関用インサイドベベル形ピストンリング
1はTiAl系金属間化合物より構成され、実線示は真
円形となる使用時形状を、また鎖線示は略楕円形となる
自由時形状をそれぞれ示す。図中、符号2は合い口すき
まである。1 and 2, an inside bevel piston ring 1 for an internal combustion engine as a heat-resistant split elastic ring is made of a TiAl-based intermetallic compound, and a solid line shows a true circular shape when used. The chain line shows each free-time shape that is a substantially elliptical shape. In the figure, reference numeral 2 indicates a gap.
【0009】図3(a),(b)はピストンリング1に
おける二種の金属組織を示す。3 (a) and 3 (b) show two types of metal structures in the piston ring 1.
【0010】図3(a)に示す金属組織は、リング内周
面3からリング外周面4側に延びる環状主領域A1 と、
その主領域A1 の外周側に存する環状外周領域A2 とを
有する。主領域A1 は多数の等軸晶Eより構成され、ま
た外周領域A2 はリング外周面4より主領域A1 に向っ
て成長した多数の柱状晶Cより構成される。The metallographic structure shown in FIG. 3 (a) has an annular main region A 1 extending from the ring inner peripheral surface 3 to the ring outer peripheral surface 4 side.
And an annular outer peripheral area A 2 existing on the outer peripheral side of the main area A 1 . The main region A 1 is composed of a large number of equiaxed crystals E, and the outer peripheral region A 2 is composed of a large number of columnar crystals C grown from the ring outer peripheral surface 4 toward the main region A 1 .
【0011】主領域A1 および外周領域A2 には多数の
層状組織Lが存在し、各層状組織Lは、通常、α2 相
(Ti3 Al相)とγ相(TiAl相)とを交互に積層
した構造を有する。主領域A1 において、層状組織Lは
等軸晶の形態をとり、残りの等軸晶は主としてγ等軸晶
Eγである。外周領域A2 において、層状組織Lは柱状
晶C全体を構成するものと、柱状晶Cの部分を構成する
ものとに分けられる。層状組織Lを有する柱状晶Cにお
いて、その組織L以外の部分は、主としてγ相である。A large number of layered structures L are present in the main region A 1 and the outer peripheral region A 2 , and each layered structure L usually alternates between α 2 phase (Ti 3 Al phase) and γ phase (TiAl phase). It has a laminated structure. In the main region A 1 , the layered structure L takes the form of equiaxed crystals, and the remaining equiaxed crystals are mainly γ equiaxed crystals Eγ. In the outer peripheral region A 2 , the layered structure L is divided into one that constitutes the entire columnar crystal C and one that constitutes the portion of the columnar crystal C. In the columnar crystal C having the layered structure L, the portion other than the structure L is mainly the γ phase.
【0012】このような金属組織における層状組織Lの
体積分率VfはVf≧10%(Vf=100%を含む)
に設定される。The volume fraction Vf of the layered structure L in such a metal structure is Vf ≧ 10% (including Vf = 100%).
Is set to
【0013】前記のように、TiAl系金属間化合物よ
り構成されたピストンリング1は、その材質に起因して
優れた耐熱性を有し、また軽量である。そして、層状組
織Lの体積分率Vfを前記のように設定すると、300
℃程度の熱的環境において、ピストンリング1は優れた
自己張力維持能を発揮するのでその張力減退は小さくな
る。As described above, the piston ring 1 made of the TiAl-based intermetallic compound has excellent heat resistance due to its material and is lightweight. Then, when the volume fraction Vf of the layered tissue L is set as described above, it is 300
In a thermal environment of about ° C, the piston ring 1 exerts an excellent self-tension-maintaining ability, so that the decrease in tension is small.
【0014】図3(b)に示す金属組織は前記主領域A
1 と同様に多数の等軸晶Eより構成される。したがって
金属組織には、多数の層状組織Lが等軸晶の形態で存在
し、残りの等軸晶は主としてγ等軸晶Eγである。The metallographic structure shown in FIG. 3B has the above-mentioned main region A.
Similar to 1, it is composed of many equiaxed crystals E. Therefore, in the metal structure, a large number of layered structures L exist in the form of equiaxed crystals, and the remaining equiaxed crystals are mainly γ equiaxed crystals Eγ.
【0015】このような金属組織における層状組織Lの
体積分率Vfは、前記効果を得るために前記同様にVf
≧10%(Vf=100%を含む)に設定される。The volume fraction Vf of the layered structure L in the metal structure is Vf in the same manner as described above in order to obtain the above effect.
≧ 10% (including Vf = 100%) is set.
【0016】ピストンリング1の製造に当っては、図4
に示す筒状鋳物5に輪切り加工を施して環状素材6を採
取し、次いでその環状素材6に所定の機械加工および熱
処理を施して、自由時形状のピストンリング1を得るも
のである。In manufacturing the piston ring 1, FIG.
The cylindrical casting 5 shown in (1) is subjected to a ring-slicing process to collect the annular material 6, and then the annular material 6 is subjected to predetermined machining and heat treatment to obtain the piston ring 1 having a free-time shape.
【0017】図5において、筒状鋳物5を鋳造するため
に用いられる横型遠心鋳造装置7は筒状金型8を備え
る。その金型8は純銅より構成され、一端に溶湯用注入
口9を有すると共に他端を閉鎖された筒状本体10と、
その閉鎖側外周面に設けられた取付フランジ11とより
なる。金型8はその軸線aを略水平にして取付フランジ
11を介し回転盤12に固着され、その回転盤12に突
設された回転軸13は図示しないモータに連結される。
筒状本体10は注入口9に連なる筒状キャビティ14を
備え、その横断面内周形状は真円形に形成されている。
注入箱15はその先端部を注入口9に挿脱されて、キャ
ビティ14に溶湯を注入する。In FIG. 5, the horizontal centrifugal casting apparatus 7 used for casting the tubular casting 5 comprises a tubular mold 8. The mold 8 is made of pure copper, has a cylindrical body 10 having a molten metal inlet 9 at one end and the other end closed,
It is composed of a mounting flange 11 provided on the outer peripheral surface of the closing side. The mold 8 is fixed to a rotary disk 12 through a mounting flange 11 with its axis a substantially horizontal, and a rotary shaft 13 protruding from the rotary disk 12 is connected to a motor (not shown).
The cylindrical main body 10 has a cylindrical cavity 14 continuous with the injection port 9, and the inner peripheral shape of its cross section is formed into a perfect circle.
The tip of the injection box 15 is inserted into and removed from the injection port 9, and the molten metal is injected into the cavity 14.
【0018】以下、ピストンリング1の製造例、その性
能および金属組織について具体的に説明する。 〔例I〕表1はTiAl系金属間化合物を得るための5
種類の溶解用素材の配合例を示す。各溶解用素材におい
て、V、NbおよびBの配合量は一定であって、Alお
よびTiの配合量が変化している。Hereinafter, a production example of the piston ring 1, its performance and a metal structure will be specifically described. [Example I] Table 1 shows 5 for obtaining a TiAl-based intermetallic compound.
The following is an example of blending different types of melting materials. In each melting material, the compounding amounts of V, Nb and B are constant, and the compounding amounts of Al and Ti are changed.
【0019】[0019]
【表1】 [Table 1]
【0020】金型8において、キャビティ14の内径は
90mmに、長さは200mmにそれぞれ設定され、また金
型8および水冷銅るつぼを備えた高周波誘導炉は共に減
圧チャンバ内に設置された。 (a) 2.5kgの溶解用素材の例1を水冷銅るつぼに
投入し、次いで減圧チャンバ内の空気圧を約10-3Torr
に減圧し、その後Al成分の蒸発を防止すべく、Arガ
スで減圧チャンバ内を200Torrに置換した。 (b) 溶解出力125kWで溶け落ち後5分間保持と
いった条件で誘導溶解を行い、TiAl系金属間化合物
組成の溶湯を調製した。 (c) 金型温度約25℃(常温)、回転数600rpm
の条件で金型8を回転させ、湯温約1600℃、2.2
kgの溶湯を注入箱15からキャビティ14内に注入し、
その後金型8を4分間回転させて筒状鋳物5を鋳造し
た。 (d) 筒状鋳物5を金型8回転停止後そのままの状態
に30分間放置し、次いで減圧チャンバ内を大気に開放
し、その後金型8より筒状鋳物5を離型した。この筒状
鋳物5の寸法は、外径90mm、肉厚8.5mm、長さ20
0mmであった。In the mold 8, the inner diameter of the cavity 14 was set to 90 mm and the length was set to 200 mm, and the mold 8 and the high frequency induction furnace equipped with the water-cooled copper crucible were both installed in the decompression chamber. (A) 2.5 kg of melting material Example 1 was put into a water-cooled copper crucible, and then the air pressure in the decompression chamber was adjusted to about 10 −3 Torr.
Then, the pressure in the decompression chamber was replaced with 200 Torr in order to prevent evaporation of the Al component. (B) Induction melting was performed under the condition that the melting output was 125 kW and the material was melted down and then held for 5 minutes to prepare a molten metal having a TiAl-based intermetallic compound composition. (C) Mold temperature about 25 ℃ (normal temperature), rotation speed 600rpm
Rotate the mold 8 under the conditions of, and the hot water temperature is about 1600 ℃, 2.2
Pour kg molten metal into the cavity 14 from the pouring box 15,
Thereafter, the mold 8 was rotated for 4 minutes to cast the tubular casting 5. (D) The cylindrical casting 5 was left standing as it was for 30 minutes after the rotation of the die 8 was stopped, the inside of the decompression chamber was opened to the atmosphere, and then the cylindrical casting 5 was released from the die 8. The cylindrical casting 5 has an outer diameter of 90 mm, a wall thickness of 8.5 mm, and a length of 20.
It was 0 mm.
【0021】次いで、筒状鋳物5に、1300℃、3.
5時間、2000気圧の条件で熱間静水圧プレス処理
(HIP)を施して、その金属組織を緻密化した。Then, the tubular casting 5 was cast at 1300.degree.
A hot isostatic pressing process (HIP) was performed for 5 hours at 2000 atmospheric pressure to densify the metal structure.
【0022】その後、次のような機械加工工程および熱
処理を経て自由時形状のピストンリング1の例1を得
た。即ち、筒状鋳物5に対する輪切り加工、自由時形状
への切削加工、上下面仕上げ加工、外周バレル加工、イ
ンサイドベベルカット加工、合い口すき間調整加工およ
びひずみ取り焼鈍を順次行った。Then, Example 1 of the free-time piston ring 1 was obtained through the following machining process and heat treatment. That is, the tubular casting 5 was sequentially subjected to round-slicing, free-form cutting, upper and lower surface finishing, outer peripheral barreling, inside bevel cutting, gap adjustment processing, and strain relief annealing.
【0023】図1,2に示すように、ピストンリング1
の例1における呼び径DはD=81mm、幅BはB=1.
2mm、厚さTはT=3.1mmである。As shown in FIGS. 1 and 2, the piston ring 1
In Example 1, the nominal diameter D is D = 81 mm, and the width B is B = 1.
The thickness is 2 mm and the thickness T is T = 3.1 mm.
【0024】溶解用素材の例2〜5を用いて前記同様の
遠心鋳造法を行い、次いで前記同様の熱間静水圧プレス
処理、機械加工および熱処理を順次行って、ピストンリ
ング1の例1と同様の寸法を有するピストンリング1の
例2〜5を得た。これらの例2〜5は溶解用素材の例2
〜5を用いた場合にそれぞれ対応する。The same centrifugal casting method as described above was performed using Examples 2 to 5 of melting materials, and then the same hot isostatic pressing treatment, machining and heat treatment were sequentially performed as in Example 1 of the piston ring 1. Examples 2-5 of piston ring 1 having similar dimensions were obtained. Examples 2 to 5 are examples 2 of melting materials.
It corresponds to the case of using ~ 5.
【0025】次に、ピストンリング1の例1〜5につい
て次のような張力減退試験を行い、また金属組織におけ
る層状組織Lの体積分率Vfを求めたところ、表2の結
果を得た。Next, the following tension reduction tests were conducted on Examples 1 to 5 of the piston ring 1, and the volume fraction Vf of the layered structure L in the metal structure was determined. The results shown in Table 2 were obtained.
【0026】張力減退試験は、ピストンリング1の例1
〜5について初期張力を測定し、次いで例1〜5をピス
トンに装着してそのピストンをエンジンのシリンダスリ
ーブ内に組込み、その後ピストン等を300℃の加熱下
に100時間保持し、その保持後において例1〜5の試
験後張力を測定する、という方法で行われた。The tension reduction test is conducted by using the piston ring 1 of Example 1.
The initial tension was measured with respect to 5 and then Examples 1 to 5 were mounted on a piston and the piston was incorporated into the cylinder sleeve of the engine. After that, the piston and the like were held under heating at 300 ° C. for 100 hours, and after the holding. The tension was measured after the test of Examples 1 to 5.
【0027】層状組織Lの体積分率Vfとしては、その
面積分率が用いられており、その面積分率は、ピストン
リング1の例1〜5について反射電子組成像観察を行
い、次いで画像処理を行う、という方法で求められた。The area fraction is used as the volume fraction Vf of the lamellar structure L, and the area fraction is observed by backscattered electron composition images of Examples 1 to 5 of the piston ring 1 and then image processed. Was asked to do so.
【0028】なお、表2には、ピストンリングの例6と
して現在量産されている鋼製ピストンリングに関するデ
ータも掲載されている。Table 2 also shows data on steel piston rings currently mass-produced as Example 6 of piston rings.
【0029】[0029]
【表2】 [Table 2]
【0030】例1〜5は、図3(a)に示す金属組織を
備えており、その外周領域A2 の占める割合は1割程度
であった。図6は例1における外周領域A2 の金属組織
を示す顕微鏡写真であり、図6から層状組織Lよりなる
複数の柱状晶が存在することが判る。Examples 1 to 5 were provided with the metallographic structure shown in FIG. 3A, and the ratio of the outer peripheral area A 2 was about 10%. FIG. 6 is a micrograph showing the metal structure of the outer peripheral region A 2 in Example 1, and it can be seen from FIG. 6 that a plurality of columnar crystals having the layered structure L are present.
【0031】表2から明らかなように、例1〜3の如
く、TiAl系金属間化合物を構成材料とし、且つ層状
組織Lの体積分率VfをVf≧10%に設定すると、3
00℃の熱的環境における張力減退率を、Vf<10%
の例4,5および量産鋼製ピストンリングの例6に比べ
て大幅に低くするか、またはゼロにすることができる。
この場合、層状組織Lの体積分率VfはVf≧90%で
あることが望ましい。 〔例II〕表1に示された溶解用素材の例1〜5を用い、
金型8におけるキャビティ14の内径を100mmに、金
型8の予熱温度を130℃に、キャビティ14への溶湯
注入量を4kgにそれぞれ設定したということ以外は例I
と同様の遠心鋳造法を行って、外径100mm、肉厚14
mm、長さ200mmの5種の筒状鋳物5を鋳造し、次いで
各筒状鋳物5を用いて前記同様の熱間静水圧プレス処理
を行い、その後前記同様の機械加工および熱処理を順次
行って、ピストンリング1の例1と同様の寸法を有する
ピストンリング1の例1a〜5aを得た。これらの例1
a〜5aは溶解用素材の例1〜5を用いた場合にそれぞ
れ対応する。As is clear from Table 2, as in Examples 1 to 3, when a TiAl intermetallic compound is used as the constituent material and the volume fraction Vf of the layered structure L is set to Vf ≧ 10%, 3
Decrease the tension decrease rate in a thermal environment of 00 ° C by Vf <10%
4 or 5 and Example 6 of the mass-produced steel piston ring can be significantly lower or even zero.
In this case, the volume fraction Vf of the layered tissue L is preferably Vf ≧ 90%. [Example II] Using Examples 1 to 5 of the melting material shown in Table 1,
Example I except that the inner diameter of the cavity 14 in the die 8 was set to 100 mm, the preheating temperature of the die 8 was set to 130 ° C., and the molten metal injection amount into the cavity 14 was set to 4 kg.
Performed the same centrifugal casting method as above, but with an outer diameter of 100 mm and a wall thickness of 14
mm, and a length of 200 mm, 5 kinds of tubular castings 5 are cast, and then each of the tubular castings 5 is subjected to the hot isostatic pressing treatment similar to the above, and thereafter, the same machining and heat treatment are sequentially performed. , Examples 1a to 5a of the piston ring 1 having dimensions similar to those of the example 1 of the piston ring 1 were obtained. Example 1 of these
a to 5a respectively correspond to the cases of using Examples 1 to 5 of the melting material.
【0032】次に、ピストンリング1の例1a〜5aに
ついて前記同様の張力減退試験を行い、また前記同様の
方法で金属組織における層状組織Lの体積分率Vfを求
めたところ、表3の結果を得た。なお、表3には、ピス
トンリングの例6として量産鋼製ピストンリングに関す
るデータも掲載されている。Next, the tension reduction tests similar to the above were performed on the piston rings 1 of Examples 1a to 5a, and the volume fraction Vf of the layered structure L in the metal structure was determined by the same method as described above. Got It should be noted that Table 3 also shows data on mass-produced steel piston rings as Example 6 of piston rings.
【0033】[0033]
【表3】 [Table 3]
【0034】例1a〜5aは、図3(b)に示す金属組
織を備えていた。図7は例1aの金属組織を示す顕微鏡
写真であり、図7から、等軸晶の形態をとる多数の層状
組織Lが均一に分散していることが判る。Examples 1a-5a had the metallurgical structure shown in FIG. 3 (b). FIG. 7 is a micrograph showing the metal structure of Example 1a, and it can be seen from FIG. 7 that a large number of layered structures L in the form of equiaxed crystals are uniformly dispersed.
【0035】表3から明らかなように、例1a〜3aの
如く、TiAl系金属間化合物を構成材料とし、且つ層
状組織Lの体積分率VfをVf≧10%に設定すると、
300℃の熱的環境における張力減退率を、Vf<10
%の例4a,5aおよび量産鋼製ピストンリングの例6
に比べて低くすることができる。この場合、層状組織L
の体積分率VfはVf≧85%であることが望ましい。As is clear from Table 3, when the TiAl intermetallic compound is used as the constituent material and the volume fraction Vf of the layered structure L is set to Vf ≧ 10% as in Examples 1a to 3a.
The tension decrease rate in a thermal environment of 300 ° C. is Vf <10.
% Examples 4a, 5a and mass-produced steel piston ring Example 6
It can be lower than. In this case, the layered structure L
The volume fraction Vf of is preferably Vf ≧ 85%.
【0036】図8はピストンリング1の例1〜6、例1
a〜5aに関し、表2,3に基づいて層状組織Lの体積
分率Vfと張力減退率との関係をグラフ化したものであ
る。図中、点(1)〜(6)、(1a)〜(5a)は例
1〜6,1a〜5aにそれぞれ対応する。FIG. 8 shows examples 1 to 6 and example 1 of the piston ring 1.
4 is a graph showing the relationship between the volume fraction Vf of the layered tissue L and the tension decline rate for a to 5a based on Tables 2 and 3. In the figure, points (1) to (6) and (1a) to (5a) correspond to Examples 1 to 6 and 1a to 5a, respectively.
【0037】図8より、例Iによるピストンリング1の
方が例IIによるピストンリング1よりも張力減退率が低
いことが判る。このことから、ピストンリング1として
は、図3(a)に示した柱状晶Cを持つ金属組織を備え
ていた方が良い、と言える。From FIG. 8, it can be seen that the piston ring 1 according to Example I has a lower rate of tension decrease than the piston ring 1 according to Example II. From this, it can be said that the piston ring 1 should have the metal structure having the columnar crystals C shown in FIG. 3A.
【0038】次にピストンリング1の例1を、トップリ
ングとして排気量1600cc、4気筒のDOHCエン
ジンに組込み、そのエンジンをエンジン回転数2000
〜6000rpm で合計3時間ならし運転し、その後ブロ
ーバイガス量を測定した。このときのブローバイガス量
を初期値とする。次いで、前記エンジンをエンジン回転
数8000rpm の全負荷状態で100時間連続運転する
耐久試験を行い、その後全負荷状態(8000rpm )に
おけるブローバイガス量を測定した。このときのブロー
バイガス量を耐久後の値とする。Next, the example 1 of the piston ring 1 is incorporated as a top ring into a 4-cylinder DOHC engine having a displacement of 1600 cc, and the engine is rotated at an engine speed of 2000.
The run-in operation was carried out at ˜6000 rpm for a total of 3 hours, and then the blow-by gas amount was measured. The blow-by gas amount at this time is an initial value. Then, an endurance test was conducted in which the engine was continuously operated for 100 hours under a full load condition of an engine speed of 8000 rpm, and then the blow-by gas amount in the full load condition (8000 rpm) was measured. The blow-by gas amount at this time is the value after the endurance.
【0039】ピストンリングの例1aおよび例6につい
ても前記同様の方法でブローバイガス量の初期値および
耐久後の値を測定した。表4は測定結果を示す。For the piston ring examples 1a and 6 as well, the initial value and the endurance value of the blow-by gas amount were measured by the same method as described above. Table 4 shows the measurement results.
【0040】[0040]
【表4】 [Table 4]
【0041】表4から明らかなように、ブローバイガス
量は、初期値については量産鋼製ピストンリングの例6
を用いた場合が最も低いが、耐久後の値については例
1,1aを用いた場合の方が例6を用いた場合よりも大
幅に低く、20リットル/min以下である。これは例
1,1aが例6に比べて張力減退率が低いことに起因す
る。同様の理由から、例1を用いた場合の方が例1aを
用いた場合よりも耐久後の値は低くなっている。As is clear from Table 4, the blow-by gas amount has an initial value of Example 6 for mass-produced steel piston rings.
However, the value after endurance is significantly lower in the case of using Examples 1 and 1a than in the case of using Example 6, and is 20 liter / min or less. This is because Examples 1 and 1a have a lower rate of decrease in tension than Example 6. For the same reason, the value after endurance is lower when Example 1 is used than when Example 1a is used.
【0042】なお、本発明におけるTiAl系金属間化
合物には、表1の例1〜3におけるVをCr、Mn等の
遷移金属と、NbをTa、W、Mo、Hf等の重金属
と、BをC、N、Si等の低比重元素とそれぞれ置換し
たもの、それら元素の組合せを変えたもの、TiAl二
元系であるもの等が含まれる。In the TiAl-based intermetallic compounds of the present invention, V in Examples 1 to 3 of Table 1 is a transition metal such as Cr and Mn, Nb is a heavy metal such as Ta, W, Mo and Hf, and B. Are substituted with low specific gravity elements such as C, N and Si, the combinations of these elements are changed, and the TiAl binary system is included.
【0043】また本発明に係る割り形弾性リングは、ピ
ストンリングに限らず、軸孔内周面の環状溝に嵌められ
るストップリングとして用いることも可能である。The split elastic ring according to the present invention can be used not only as a piston ring but also as a stop ring fitted in an annular groove on the inner peripheral surface of the shaft hole.
【0044】[0044]
【発明の効果】本発明によれば、前記のように構成する
ことにより、優れた耐熱性を持つと共に軽量であって、
熱的環境下においても張力減退の小さな割り形弾性リン
グを提供することができる。According to the present invention, by virtue of the constitution as described above, it has excellent heat resistance and is lightweight,
It is possible to provide a split elastic ring having a small tension decrease even in a thermal environment.
【図1】ピストンリングの平面図である。FIG. 1 is a plan view of a piston ring.
【図2】ピストンリングの要部破断側面図である。FIG. 2 is a cutaway side view of a main part of a piston ring.
【図3】ピストンリングにおける2種の金属組織を示す
説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing two kinds of metal structures in a piston ring.
【図4】筒状鋳物の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a tubular casting.
【図5】横型遠心鋳造装置の要部縦断正面図である。FIG. 5 is a vertical sectional front view of a main part of a horizontal centrifugal casting apparatus.
【図6】ピストンリングの金属組織の一例を示す顕微鏡
写真である。FIG. 6 is a micrograph showing an example of a metal structure of a piston ring.
【図7】ピストンリングの金属組織の他例を示す顕微鏡
写真である。FIG. 7 is a micrograph showing another example of the metal structure of the piston ring.
【図8】層状組織の体積分率Vfと張力減退率との関係
を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the volume fraction Vf of the layered tissue and the tension decline rate.
1 ピストンリング 3 リング内周面 4 リング外周面 A1 主領域 A2 外周領域 C 柱状晶 E 等軸晶 L 層状組織1 Piston ring 3 Ring inner peripheral surface 4 Ring outer peripheral surface A 1 Main area A 2 Outer peripheral area C Columnar crystal E Equiaxed crystal L Layered structure
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 達也 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 家永 裕一 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tatsuya Nakagawa 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Yuichi Ienaga 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Stock Company Honda Technical Research Institute
Claims (4)
金属組織における層状組織(L)の体積分率VfがVf
≧10%であることを特徴とする耐熱性割り形弾性リン
グ。1. A TiAl-based intermetallic compound,
The volume fraction Vf of the layered structure (L) in the metal structure is Vf
A heat-resistant split elastic ring, characterized in that ≧ 10%.
らリング外周面(4)側に延びる環状主領域(A1 )
と、その主領域(A1 )の外周側に存する環状外周領域
(A2 )とを有し、前記主領域(A1 )は多数の等軸晶
(E)より構成され、また前記外周領域(A2 )はリン
グ外周面(4)より前記主領域(A1 )に向って成長し
た多数の柱状晶(C)より構成され、前記層状組織
(L)は前記主領域(A1 )および外周領域(A2 )に
存在する、請求項1記載の耐熱性割り形弾性リング。2. The ring-shaped main region (A 1 ) extending from the ring inner peripheral surface (3) to the ring outer peripheral surface (4) side.
If, has its annular peripheral region existing on the outer peripheral side of the main area (A 1) (A 2) , said main region (A 1) is composed of a number of equiaxed (E), also the outer peripheral region (a 2) is composed of a number of columnar crystals grown toward the main area than the ring outer peripheral surface (4) (a 1) ( C), said layered tissue (L) of said main area (a 1) and The heat resistant split elastic ring according to claim 1, which is present in the outer peripheral region (A 2 ).
構成される、請求項1記載の耐熱性割り形弾性リング。3. The heat-resistant split elastic ring according to claim 1, wherein the metal structure is composed of a large number of equiaxed crystals (E).
る、請求項1,2または3記載の耐熱性割り形弾性リン
グ。4. The heat-resistant split elastic ring according to claim 1, which is a piston ring (1) for an internal combustion engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6670395A JPH08233103A (en) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | Heat resistant split elastic ring |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6670395A JPH08233103A (en) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | Heat resistant split elastic ring |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08233103A true JPH08233103A (en) | 1996-09-10 |
Family
ID=13323570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6670395A Pending JPH08233103A (en) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | Heat resistant split elastic ring |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08233103A (en) |
-
1995
- 1995-03-02 JP JP6670395A patent/JPH08233103A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3582795B2 (en) | Method of manufacturing cylinder liner for internal combustion engine using hypereutectic AlSi alloy | |
| JP4368455B2 (en) | Method for manufacturing poppet valve for internal combustion engine | |
| EP0849370B1 (en) | High strength nickel base superalloy articles having machined surfaces | |
| US5226946A (en) | Vacuum melting/casting method to reduce inclusions | |
| JP3664315B2 (en) | Method of manufacturing cylinder liner for internal combustion engine using hypereutectic AlSi alloy | |
| US5076866A (en) | Heat resistant slide member for internal combustion engine | |
| JP2000511983A (en) | Movable wall member in the form of an exhaust valve spindle or piston of an internal combustion engine | |
| CN1113107C (en) | Titanium aluminide, casting made by same and producing method thereof | |
| KR20170002680A (en) | Fatigue resistant cast titanium alloy articles | |
| US6110084A (en) | Combined roll having excellent resistance to thermal shock | |
| JPH02255268A (en) | Production of disk made of super heat resisting alloy | |
| JPH11501990A (en) | Manufacturing method of thin pipe | |
| JP2001355029A (en) | Copper alloy hot die forging synchronizer ring with excellent fatigue strength in chamfer | |
| JP2557711B2 (en) | Method of manufacturing single cam made of casting material and single cam manufactured thereby | |
| EP0645463B1 (en) | TiAl-based intermetallic compound piston ring and process for treating the surfaces thereof | |
| JPH08155507A (en) | Composite Carbide Roll | |
| JPS5982156A (en) | Production of piston for internal-combustion engine | |
| JPH07316754A (en) | Alloy used for cam lobe for insert-casting cam shaft and cam lobe using the same | |
| JPH08238553A (en) | Directional solidification casting method | |
| JPH0621527B2 (en) | Valve seat insert and cylinder head using the same | |
| JPS62212008A (en) | Sleeve roll with caliber for rolling | |
| JP2000073852A (en) | Aluminum alloy cylinder block and method of manufacturing the same | |
| JPH0525591A (en) | Wire for piston ring and its manufacture | |
| JPH07197107A (en) | Method for manufacturing TiAl-based intermetallic compound ring member | |
| JPH07246440A (en) | Ring member manufacturing method |