JPS585256B2 - 内燃機関用摺動部材 - Google Patents
内燃機関用摺動部材Info
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- JPS585256B2 JPS585256B2 JP5730979A JP5730979A JPS585256B2 JP S585256 B2 JPS585256 B2 JP S585256B2 JP 5730979 A JP5730979 A JP 5730979A JP 5730979 A JP5730979 A JP 5730979A JP S585256 B2 JPS585256 B2 JP S585256B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/26—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction characterised by the use of particular materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関用ピストンリング、或はシリンダライ
ナの如き高度の耐摩耗性を要求される部材に関するもの
である。
ナの如き高度の耐摩耗性を要求される部材に関するもの
である。
近来、内燃機関の性能を向上させる目的から圧縮比及び
回転数を増加することが行われている。
回転数を増加することが行われている。
この為ピストンリング或はシリンダに対する耐摩耗性の
要求は、必然的に大なるものがある。
要求は、必然的に大なるものがある。
ところで摩耗特性を類別する時、アブレージヨン（高硬
度異物による研削摩耗）とスカッフという現象はエンジ
ンの性能に大きな影響を与えるものであり、従って耐ア
ブレージヨン性と耐スカツフ性との両者が相俟って、は
じめて優れた耐摩耗性を発揮するものとなる。
度異物による研削摩耗）とスカッフという現象はエンジ
ンの性能に大きな影響を与えるものであり、従って耐ア
ブレージヨン性と耐スカツフ性との両者が相俟って、は
じめて優れた耐摩耗性を発揮するものとなる。
従来、耐摩耗対策の一つとして、摺動面にクロムメッキ
を施したピストンリング（以下単にクロムメッキピスト
ンリングと称す）或は、摺動面に溶射によりモリブデン
を施したピストンリング（以下単にモリブデン溶射リン
グと称す）は公知である。
を施したピストンリング（以下単にクロムメッキピスト
ンリングと称す）或は、摺動面に溶射によりモリブデン
を施したピストンリング（以下単にモリブデン溶射リン
グと称す）は公知である。
しかしながら、クロムメッキは加工費が高くしかも耐ス
カツフ性に劣り、既に要求を満しきれなくなっている。
カツフ性に劣り、既に要求を満しきれなくなっている。
一方モリブデン溶射リングは耐アブレージヨン性に難点
があり、またモリブデンは高価な為、一般的ではないの
が現状である。
があり、またモリブデンは高価な為、一般的ではないの
が現状である。
かかる見地からして、上記のクロムメッキピストンリン
グ及びモリブデン溶射リングは、耐アブレージヨン性と
耐スカツフ性を同時に兼ね備えているとは到底言い難く
、しかして耐摩耗性は未だ不充分である。
グ及びモリブデン溶射リングは、耐アブレージヨン性と
耐スカツフ性を同時に兼ね備えているとは到底言い難く
、しかして耐摩耗性は未だ不充分である。
従来かかる耐摩耗対策の一つとして、摺り部材の接動面
にモリブデンと鉄系合金とを同時に溶射して、鉄系合金
相、鉄系合金とモリブデンとの合金相、モリブデン及び
空隙よりなる混合合金溶射層を形成せしめたものが公知
であるが、前記公知のものは溶射層の溶射粒子の結合強
度を向上すべくモリブデンと鉄系合金を混合したもので
ある。
にモリブデンと鉄系合金とを同時に溶射して、鉄系合金
相、鉄系合金とモリブデンとの合金相、モリブデン及び
空隙よりなる混合合金溶射層を形成せしめたものが公知
であるが、前記公知のものは溶射層の溶射粒子の結合強
度を向上すべくモリブデンと鉄系合金を混合したもので
ある。
しかるにモリブデン、鉄の混合溶射に於いては溶射層の
溶射粒子の結合強度は向上したが、耐摩耗性は未だ不充
分である。
溶射粒子の結合強度は向上したが、耐摩耗性は未だ不充
分である。
本発明は前記公知のモリブデン、鉄の混合溶射に於ける
耐摩耗性を更に高めた溶射層を提供するものである。
耐摩耗性を更に高めた溶射層を提供するものである。
即ち、本発明の内燃機関用摺動部材は、耐摩耗を要求さ
れる摺動面の耐摩耗溶射層が最終組成で少なくともＨＶ
７５０以上の硬さを有する金属炭化物を重量比にて２０
〜９７％、モリブデン０．５〜４．５％、残部鉄又は鉄
系合金よりなることを特徴とする内燃機関用摺動部材で
ある。
れる摺動面の耐摩耗溶射層が最終組成で少なくともＨＶ
７５０以上の硬さを有する金属炭化物を重量比にて２０
〜９７％、モリブデン０．５〜４．５％、残部鉄又は鉄
系合金よりなることを特徴とする内燃機関用摺動部材で
ある。
本発明に用いる金属炭化物の硬度は、ＨＶ７５０以下で
は内燃機関用摺動部材として優れた耐摩耗性が得られな
いのでＨＶ７５０以上の硬さを持つ金属炭化物を用いる
。
は内燃機関用摺動部材として優れた耐摩耗性が得られな
いのでＨＶ７５０以上の硬さを持つ金属炭化物を用いる
。
ＨＶ７５０以上の金属炭化物は、耐摩耗性に寄与すると
共に溶射層全体の硬度を高めるものであり２０％以下で
は、耐摩耗性及び必要な硬度が得られない。
共に溶射層全体の硬度を高めるものであり２０％以下で
は、耐摩耗性及び必要な硬度が得られない。
９７％以上では、相対的に摺動する相手材の摩耗を過大
にする傾向となり、又スカッフィングが生じやすくなる
。
にする傾向となり、又スカッフィングが生じやすくなる
。
モリブデンは、一部鉄又は鉄系合金と合金化するもので
あり、粒子結合の強化の点で０．５％以下では目的とす
る鉄又は鉄系合金との合金化による粒子結合が得られず
、粒子の結合強度が弱い、金属炭化物、モリブデンを含
む耐摩耗溶射層全体の剥離特性の改善がなされない。
あり、粒子結合の強化の点で０．５％以下では目的とす
る鉄又は鉄系合金との合金化による粒子結合が得られず
、粒子の結合強度が弱い、金属炭化物、モリブデンを含
む耐摩耗溶射層全体の剥離特性の改善がなされない。
モリブデンは、４．５％以上では鉄又は鉄系合金との合
金化による粒子結合の効果である剥離特性の向上は余り
変らず、又モリブデンは近年高価となっておりコスト高
となる為４．５％以下に限定した。
金化による粒子結合の効果である剥離特性の向上は余り
変らず、又モリブデンは近年高価となっておりコスト高
となる為４．５％以下に限定した。
更に溶射層における空隙は、潤滑油の保持上極めて有益
なものであるが、この多孔度が３０％を超えると、溶射
層の強度が低下し、粒子の脱落や溶射層の剥離等の悪影
響を招くため、多孔度は３０％以下になる様管理する必
要がある。
なものであるが、この多孔度が３０％を超えると、溶射
層の強度が低下し、粒子の脱落や溶射層の剥離等の悪影
響を招くため、多孔度は３０％以下になる様管理する必
要がある。
更にまた、本発明の溶射層は極めて優れた密着性を発揮
するが、２．５ｍｍの厚さを超えて溶射された溶射層は
、剥離が極めて生じやすい状態になることが判明し、本
発明の溶射層の限界厚さは２．５ｍｍと判断した。
するが、２．５ｍｍの厚さを超えて溶射された溶射層は
、剥離が極めて生じやすい状態になることが判明し、本
発明の溶射層の限界厚さは２．５ｍｍと判断した。
従って、溶射層の厚さは２．５ｍｍ以下の厚さで使用す
ることが必要である。
ることが必要である。
本発明は上述の如く溶射耐摩層が分析値で少なくともＨ
ｖ７５０以上の硬さを有する金属炭化物を重量比にて２
０〜９７％、モリブデン０．５〜４．５％、残部鉄また
は鉄系合金よりなることを特徴とする内燃機関用摺動部
材であり、耐スカツフ性、耐アブレージヨン性を同時に
兼ね備える耐摩耗性を具備した耐摩耗溶射層を形成した
内燃機関用耐摩耗摺動部材が得られるものである。
ｖ７５０以上の硬さを有する金属炭化物を重量比にて２
０〜９７％、モリブデン０．５〜４．５％、残部鉄また
は鉄系合金よりなることを特徴とする内燃機関用摺動部
材であり、耐スカツフ性、耐アブレージヨン性を同時に
兼ね備える耐摩耗性を具備した耐摩耗溶射層を形成した
内燃機関用耐摩耗摺動部材が得られるものである。
以下本発明摺動部材の優秀性を立証すべく従来公知の部
材との摩耗比較試験を行った。
材との摩耗比較試験を行った。
試料１ （１５ｍｍ×２０ｍｍ×７ｍｍ）モリブデン粉
末 ５０％炭素鋼粉末（０，８％Ｃ）
５０％を溶射して０．５ｍｍの溶射層（多孔
度１５％、硬さＨＲＣ４０）を形成した。
末 ５０％炭素鋼粉末（０，８％Ｃ）
５０％を溶射して０．５ｍｍの溶射層（多孔
度１５％、硬さＨＲＣ４０）を形成した。
試料２（試料大きさ試料１と同じ）
１６クロム・ステンレス粉末 １０％（１６％Ｃｒ
、２％Ｎｉ、０．２％Ｃ、残銑）クロム・カーバイド粉
末（１３％Ｃ） ８７％ モリブデン粉末 ３％を溶射して０
．５ｍｍの溶射層（多孔度５％を形成した。
、２％Ｎｉ、０．２％Ｃ、残銑）クロム・カーバイド粉
末（１３％Ｃ） ８７％ モリブデン粉末 ３％を溶射して０
．５ｍｍの溶射層（多孔度５％を形成した。
溶射層の組成は金属炭化物（硬度Ｈｖ１，３００）
８３．７％モリブデン ３．
１％鉄系合金 残部 であった。
８３．７％モリブデン ３．
１％鉄系合金 残部 であった。
試料３（試料大きさ試料１と同じ）
鉄−鉄カーバイド粉末 ９７％（３，５％Ｃ
、残銑） モリブデン粉末 ３％を溶射して０
．５ｍｍの溶射層（多孔度３％）を形成した。
、残銑） モリブデン粉末 ３％を溶射して０
．５ｍｍの溶射層（多孔度３％）を形成した。
溶射層の組成は金属炭化物（硬度Ｈｖ９５０） ５
０％モリブデン ３％鉄
残部 であった。
０％モリブデン ３％鉄
残部 であった。
このように作成した試料１〜３を回転式摩耗試験機を用
い、前記試料１〜３をそれぞれ固定片とし、この固定片
を鋳鉄材（３，２％Ｃ，２，０％Ｓｉ、０．８％Ｍｎ、
残銑）で製作した円板状試料（硬度ＨＲＢ９８）の上面
にそれぞれ圧接し、その圧接面に対し、常時潤滑油を供
給しつつ円板状試料を回転させ、運転後の摩耗量を測定
した。
い、前記試料１〜３をそれぞれ固定片とし、この固定片
を鋳鉄材（３，２％Ｃ，２，０％Ｓｉ、０．８％Ｍｎ、
残銑）で製作した円板状試料（硬度ＨＲＢ９８）の上面
にそれぞれ圧接し、その圧接面に対し、常時潤滑油を供
給しつつ円板状試料を回転させ、運転後の摩耗量を測定
した。
試験条件
潤滑油量： ０．５ ｌ／ｍｉｎ
潤滑油：ダフニオイル＃６５
荷 重：２０Ｋｇ／ｃｍ２
摩擦速度： ５ｍ／ｓｅｃ
走行距離：３００ｋｍ
上記試験結果は第１図に示す如くであり、従来の鉄とモ
リブデンからなる溶射層即ち、試料１に対し、本発明の
試料２．３は試料１の約１／２以下程度の摩耗量を示し
、本発明の優秀性が確認された。
リブデンからなる溶射層即ち、試料１に対し、本発明の
試料２．３は試料１の約１／２以下程度の摩耗量を示し
、本発明の優秀性が確認された。
尚本発明に於ける鉄系合金としては炭素鋼あるいは１６
クロム系ステンレス等があるが、鉄系合金の種類如何に
よっては溶射層全体の硬度がさがることがあるので鉄系
合金の選択については慎重を期す必要があり、溶射層全
体の硬度の低下を期たさない範囲で選択する必要がある
。
クロム系ステンレス等があるが、鉄系合金の種類如何に
よっては溶射層全体の硬度がさがることがあるので鉄系
合金の選択については慎重を期す必要があり、溶射層全
体の硬度の低下を期たさない範囲で選択する必要がある
。
又耐摩耗溶射層を得る方法としては金属炭化物、モリブ
デン、鉄または鉄系合金をそれぞれ単独の粉末を混合し
たものをプラズマ−溶射して耐摩耗溶射層を得るもので
あるが、金属炭化物は単一のもの、あるいは複合のもの
を用いることができる。
デン、鉄または鉄系合金をそれぞれ単独の粉末を混合し
たものをプラズマ−溶射して耐摩耗溶射層を得るもので
あるが、金属炭化物は単一のもの、あるいは複合のもの
を用いることができる。
又溶射粉末は鉄系炭化物、モリブデン、鉄のうち二種あ
るいは三種を混合してもよく、更にはモリブデンを含む
鉄系炭化物の合金粉を用いてもよい。
るいは三種を混合してもよく、更にはモリブデンを含む
鉄系炭化物の合金粉を用いてもよい。
これらをプラズマ−溶射することにより耐摩耗溶射層を
得ることができるものである。
得ることができるものである。
第１図は本発明摺動部材と従来部材との摩耗比較試験の
結果を示すグラフである。
結果を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関用摺動部材の摺動面に溶射により形成され
る溶射耐摩耗層が最終組成として少なくともＨＶ７５０
以上の硬さを有する金属炭化物を重量比にて、２０〜９
７％、Ｍｏ ０．５〜４．５％、残部鉄又は鉄系合金よ
りなることを特徴とする内燃機関用摺動部材。 ２ 前記、溶射耐摩耗層の多孔度を３０％以下としたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃機関用
摺動部材。 ３ 前記、溶射耐摩耗層の厚さを２．５ｍｍ以下とした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃機関
用摺動部材。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5730979A JPS585256B2 (ja) | 1979-05-10 | 1979-05-10 | 内燃機関用摺動部材 |
| GB8015416A GB2050434A (en) | 1979-05-10 | 1980-05-09 | Slidable members for internal combustion engines |
| DE19803017907 DE3017907C2 (de) | 1979-05-10 | 1980-05-09 | Verschleißfestes Gleitelement für Brennkraftmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5730979A JPS585256B2 (ja) | 1979-05-10 | 1979-05-10 | 内燃機関用摺動部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55164070A JPS55164070A (en) | 1980-12-20 |
| JPS585256B2 true JPS585256B2 (ja) | 1983-01-29 |
Family
ID=13051955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5730979A Expired JPS585256B2 (ja) | 1979-05-10 | 1979-05-10 | 内燃機関用摺動部材 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS585256B2 (ja) |
| DE (1) | DE3017907C2 (ja) |
| GB (1) | GB2050434A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3941381A1 (de) * | 1989-12-15 | 1991-06-20 | Audi Ag | Zylinderblock fuer eine brennkraftmaschine |
| DE4325520A1 (de) * | 1992-08-08 | 1994-02-10 | Nagel Masch Werkzeug | Bauteil im Bereich von Arbeitsräumen, wie Verbrennungsräumen, von Kraft- oder Arbeitsmaschinen mit einer Beschichtung |
| US5655955A (en) * | 1993-07-30 | 1997-08-12 | Nagel Maschinen Und Werekzeugfabrik Gmbh | Method and tool for improving the structure of the inner faces of working chambers of machines and motors |
| US6159554A (en) * | 1995-10-31 | 2000-12-12 | Volkswagen Ag | Method of producing a molybdenum-steel slide surface on a light metal alloy |
| JPH11515057A (ja) | 1995-10-31 | 1999-12-21 | フォルクスワーゲン・アクチェンゲゼルシャフト | 軽金属合金上に滑り面を形成する方法 |
| DE19628786A1 (de) * | 1996-07-17 | 1998-04-30 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Herstellen einer Gleitfläche auf einem metallischen Werkstück |
| WO2000037789A1 (de) | 1998-12-18 | 2000-06-29 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Zylindergehäuse und verfahren zur herstellung eines zylindergehäuses |
| DE10011918B4 (de) * | 2000-03-11 | 2004-07-15 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Kolbenring mit Verschleissschutzschicht |
| DE102007010698A1 (de) * | 2007-03-06 | 2008-09-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1054002A (ja) * | ||||
| GB1014383A (en) * | 1962-10-08 | 1965-12-22 | British Oxygen Co Ltd | Hard metal deposits |
| GB1069875A (en) * | 1963-07-19 | 1967-05-24 | Hepworth & Grandage Ltd | Improvements in or relating to piston rings |
| US3539192A (en) * | 1968-01-09 | 1970-11-10 | Ramsey Corp | Plasma-coated piston rings |
| JPS5544510A (en) * | 1978-09-22 | 1980-03-28 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Sliding member for internal combustion engine |
-
1979
- 1979-05-10 JP JP5730979A patent/JPS585256B2/ja not_active Expired
-
1980
- 1980-05-09 GB GB8015416A patent/GB2050434A/en not_active Withdrawn
- 1980-05-09 DE DE19803017907 patent/DE3017907C2/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55164070A (en) | 1980-12-20 |
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