JPS5845357A - ピストンリング材 - Google Patents

ピストンリング材

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JPS5845357A
JPS5845357A JP14309581A JP14309581A JPS5845357A JP S5845357 A JPS5845357 A JP S5845357A JP 14309581 A JP14309581 A JP 14309581A JP 14309581 A JP14309581 A JP 14309581A JP S5845357 A JPS5845357 A JP S5845357A
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JP
Japan
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piston ring
resistance
ring
piston
steel
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JP14309581A
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English (en)
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JPS6121302B2 (ja
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Ken Nakamura
憲 中村
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はピストンリング材に関し、%に自動車用エンジ
ンのピストンリング材に関するものである。    ゛ 近年内、−機関特に自動車用エンジンはますます高性能
化が要求され、高出力、高速化の傾向が強く、しかも低
燃費に加えて排牟ス対策も備えなければならず、自動車
の場合これら諸問題を解決するための種々検討がなされ
ている。これKついては軽量化、小型化が必然的に大き
な条件となり、高出力、低燃費が公害問題を解決した上
での自動車用エムレンの主流となっている。
この中でピストンとシリンダー〇関に設けられるピスト
ンリングの性能にも耐摩耗であって熱へタリ性の優れた
ものが要求され、デーゼル用エンジンには特に耐食性の
優れている事もその要件の1つkなっている。
従来このような自動車用エンジンのピストンリングには
炭素鋼の鋳物製リングあるいはシリクローム鋼のオイル
デンバー線等が用いられていたが、鋳物性リングは軸方
向に薄いリングが製造できずまたシリクローム鋼製リン
グは高温強度が小さいため、比較的断面積の大きい重量
の大きいものになり、慣性が大きくフラッタ−?ング現
象を起し易くなる問題点があった。従って排ガス対策に
有利なようにピストンの頂点に近い位置にリングを取り
付けることが出来ず、かつリングの間隔も小さく出来な
いためピストンの重量が重くなり、高出力、高速化が出
来ないという問題も付加されていた。また耐摩耗性や耐
食性およ、び耐熱へタリ性が不足し、それらの性質を補
うために全面メッキ等の表面被覆加工が常識となってい
た。
本発明はこれらの問題点を解決すべく、従来のピストン
リング材よりも高強度で耐摩耗性、耐食性、耐熱へタリ
性が優れかつフラッタ−リング現象を生じさせることな
く良好な気密性を維持しながら自動車用エンジンの高出
力高速化を達成できる軽証なピストンリングを提供しよ
うとするものである。
本発明材は合金組成としてム蓋でCα5〜to%。
Si 15%以下、Mn10%以下、Ni2.0%以下
、 Cr11.0〜15.0チ+ M o O,4〜t
5%、 VtS%以下を含むマルテンサイト系スデンレ
ス鋼であって、焼入れ焼もどし状態で使用される。本発
明材は熱処理状態で未固溶炭化物を含有し、焼もどし軟
化抵抗が大であり、圧力リングのような高温下での強度
が高く、シリンダー壁との気密性の持続に優れている。
そして特に耐摩耗性、耐熱へタリ特性は非常に優れてお
り、従来の鋼製ピストンリングで全表面被膜処理を施し
ていたが、これを簡略化して本発明材ではシリンダーと
の摺動面以外はその必要はない。
本発明材は土浦のごと〈従来のマルテンサイト層の耐摩
耗性と耐熱へタリ性を高めかつメクキ等の工程の簡略化
性なうものであるのに加えてピストンリングは熱処理後
にリング加工するための冷間、温間の曲げ加工性に優れ
ている事が必要であり、NIを添加してその加工性を良
好忙した点にも特徴を有するピストンリング材である。
以下に本発明材の組成の限定理由を述べる。
Cは鋼材の基地硬さを高める他Cr、Mo、Vと結合し
て炭化物を形成し耐隼耗性を付与する、しかしてその目
的のためKは少なくとも0.5チは必要であり、  t
oeを超えるとリングの加工性が極めて悪るくなるので
その範囲はα5〜to優と限定した。
NIは靭性の向上とピストンリングとして使用したとき
耐酸化性に役立ち、C量を高くしても冷間および温間に
おける曲げ加工性を良くするが、2チを超えると耐摩耗
性9耐熱へタリ性に悪影響を及ぼすので上限は2−とし
た。
CrはCと結合して硬い炭化物を形成し、耐摩耗性−耐
焼付性を高めると共に耐熱へタリ性を向上させる。しか
し15チを超えると熱処理硬さが低下し、靭性が劣化す
ることからその範囲は110〜140優と限定した。
MoはCr同様にCと結合して炭化物を形成し、高温で
の耐熱へクリ性。耐摩耗性の向上を計る。又耐食性を増
すことによって耐食性を問題とするジーゼルエンジ/の
ピストンリングとしての効果を有するものである。MO
がこのような作用を発揮1−るためKは少なくとも0,
4チは必要であり、またt5チを超えて含有せしめても
その効果の増大は認められないので(14〜15%と限
定した。
VはCと結合して炭化物を形成するので耐摩耗性と耐熱
へタリ性を向上させ、又結晶粒微細化の働きを示し、リ
ング加工性を向上させるが15%以上は必盛ないので上
限なtslとした。
8iは通常脱酸剤として添加す・るが耐熱へタリ性を向
上させる作用を有する。しかし15qbを超えると曲げ
加工性を悪くするのでその上限なtslと限定した。
鳩も通常脱酸剤として用いるが曲げ加工性な改善する作
用を有する。しかし10%以上は必要を1なく、上限の
含有量をtoqbに限定した。
つぎに本発明材の効果を実施例により説明する。
第1表は本発明材と従来材の化学組成である。
篤  1  表 即ちA1〜A?が本発明材であ1、ム10は舖造材、A
11はシリクロニム鋼材である。
次に第2表において第1表の組成を示す鋼材なそれぞれ
ピストンリングに加工してリング製品としたときの硬さ
、耐摩耗性、使用温[(500℃)での抗張力および耐
熱へタリ性を測定してまとめた。但し耐熱へタリ性は5
11wL1′のとき所定の処理をして測定した。詳細な
測定方法は後述する。
第2表 焼戻しく2回)を行った。
第2!i1の本発明材であるA1〜A9は電気炉で溶製
したのち熱間塑性かごを行なって55■fのコイルとし
、温間、冷間塑性加工と歪取焼鈍を適当に組合わせて1
54’″X五351のリング材に加工し、その後焼入れ
焼戻しを行なって形状を拘束しながらピストンリング製
品とした。又従来材の410は鋳造したリングを作り、
JIIillはコイル状態でオイルテンパーして熱処理
し、曲げ矯正しリング製品に仕上げた。測定の方法とし
ては、耐熱へタリ性については前述したごとく−で長さ
150″のものをそれぞれ熱処理して第2表に示す硬さ
としたのち、常温状態で曲率半径25”RK曲げるに必
要な荷重と、曲げた状態で500 XI  加熱後直伸
状uK戻し再び常温状態で前回同様25■Rの曲率半径
に曲げたときの荷重との間の減少度合を示したものであ
る。
又耐摩耗性は大越式迅速摩耗試験機による比摩耗量であ
りて、相手材はJIS 、 SCM2 を焼鈍材、摩擦
距離400”最終荷重68に4、摩耗種度t 54 @
/secである。
第2表によって明らかなごとく本発明材A1〜A9にお
℃、・て従来鋼材より耐阜耗、高温強度、耐熱へタリ性
いずれも優れていることがわかる。
次に第3表は従来材と本発明材の耐食性の比較を示す。
エンジンルームにおける排気は高温下にあり、%にピス
トンリングはエンジン燃焼室内における高温酸化ガスの
影響をうけるため耐食性が要求される。従ってこれまで
のピストンリング材では耐食、耐球粍をかねてCrメッ
キが施されるのが通例であった。本発明材は第3表に示
すごとき排気ガスに含まれる硫酸イオンに対しての耐食
性が抜群であり摺動面以外のメッキは必要ないことを示
すものである。
第  3  表 以上説明したごとく本発明材を使用することによって自
動車のピストンリングの性能が向上すると共に、ピスト
ンリン・グの小型化を可能とし、且つ製造上ピストンリ
ングの工程を少なくでき、引いてはエンジンの高出力と
高速化が計られる効果を有するものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 重量慢でC(L5〜tots、 st t’4以下、M
    ntO−以下、 N1zl以下、 Cr1tO〜IAO
    %、MOα4〜ts優、vts−以下を含有し残部Fe
    および不純物よりなりピストンリングの使用温゛度にお
    いて耐摩耗、耐食および耐熱ヘタ■り性に優れたピスト
    ンリング材。
JP14309581A 1981-09-10 1981-09-10 ピストンリング材 Granted JPS5845357A (ja)

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JPS5845357A true JPS5845357A (ja) 1983-03-16
JPS6121302B2 JPS6121302B2 (ja) 1986-05-26

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JPS6121302B2 (ja) 1986-05-26

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