JPS60196465A - ピストンリング - Google Patents
ピストンリングInfo
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- JPS60196465A JPS60196465A JP4809584A JP4809584A JPS60196465A JP S60196465 A JPS60196465 A JP S60196465A JP 4809584 A JP4809584 A JP 4809584A JP 4809584 A JP4809584 A JP 4809584A JP S60196465 A JPS60196465 A JP S60196465A
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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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
イ8発明の技術分野
本発明は、耐摩耗性に優れ且つ、摩耗係数の低いピスト
ンリングに関するものである。
ンリングに関するものである。
口、従来技術と問題点
ピストンリングの機能−1−で生ずる問題点としては、
エンジン全体から見れば、オイル消費、ブローパイ、ま
たピストンリング自体からみれば、耐摩耗性、耐熱性、
保油性及びシリンダ材の摩耗の問題等があげられる。こ
のため、現在のビス1ヘンリングでは、硬質クロムめっ
きや、モリブデン溶射、またはタフトライドのように鋼
に窒化処理殻施す等の表面処理が行なわれている。
エンジン全体から見れば、オイル消費、ブローパイ、ま
たピストンリング自体からみれば、耐摩耗性、耐熱性、
保油性及びシリンダ材の摩耗の問題等があげられる。こ
のため、現在のビス1ヘンリングでは、硬質クロムめっ
きや、モリブデン溶射、またはタフトライドのように鋼
に窒化処理殻施す等の表面処理が行なわれている。
しかし、硬質クロムめっきでは、耐摩耗性は良好である
ものの、耐熱性や耐焼付性に問題があり、モリブデン溶
射では耐熱性、耐焼付性は良好なものの耐摩耗性が劣る
。また、タフ1−ライト処理は、耐摩耗性は優れている
が鋳鉄や普通鋼に窒化処理を旅ずとき、処理温度を高温
にするため、リングが変形するなど好ましくない点があ
る。
ものの、耐熱性や耐焼付性に問題があり、モリブデン溶
射では耐熱性、耐焼付性は良好なものの耐摩耗性が劣る
。また、タフ1−ライト処理は、耐摩耗性は優れている
が鋳鉄や普通鋼に窒化処理を旅ずとき、処理温度を高温
にするため、リングが変形するなど好ましくない点があ
る。
さらに、従来の表面処理技術では耐摩耗性を」二げるた
めにピストンリングの硬さを一部げると、相手側のシリ
ンダライナを摩耗させるという問題点があった。特にシ
リンダライナ材として、過共晶A Q −5j合金を用
いた場合にはその傾向は顕著である。
めにピストンリングの硬さを一部げると、相手側のシリ
ンダライナを摩耗させるという問題点があった。特にシ
リンダライナ材として、過共晶A Q −5j合金を用
いた場合にはその傾向は顕著である。
ハ0発明の目的
本発明は、従来の硬質クロムめっき、Mo溶射及び窒化
処理等の有する欠点を解消し、それ自体耐摩耗性に優れ
、11つ摩擦係数の小さな硬質皮膜層を摺動面に有する
ピストンリングを提供するものである。
処理等の有する欠点を解消し、それ自体耐摩耗性に優れ
、11つ摩擦係数の小さな硬質皮膜層を摺動面に有する
ピストンリングを提供するものである。
二0発明の構成
本発明は、1−記目的を達成するため、ピストンリング
本体の摺動面−1−に、鉄−燐合金またはニッケルー燐
合金めっき基地中に硬質粒子を容積比で5〜45%の範
囲で均一に分散させた硬質粒子分散合金めっき層を形成
させたビス1ヘンリングおよびll’l ++T!硬質
粒子の一部を粒径0.5〜10μの固体潤滑粒子に置換
したピストンリングに係る。
本体の摺動面−1−に、鉄−燐合金またはニッケルー燐
合金めっき基地中に硬質粒子を容積比で5〜45%の範
囲で均一に分散させた硬質粒子分散合金めっき層を形成
させたビス1ヘンリングおよびll’l ++T!硬質
粒子の一部を粒径0.5〜10μの固体潤滑粒子に置換
したピストンリングに係る。
3−
分散めっき基地中の組成について述へる。
燐の容量は0.2〜10%が好適である。0゜2%以下
では硬度が低く耐摩耗(’l、耐食性の効果が少ない。
では硬度が低く耐摩耗(’l、耐食性の効果が少ない。
また10%を越えると皮膜は脆くなり、衝撃強度は弱く
、密着性も悪くなる。
、密着性も悪くなる。
硬質粒子の容filは0.5〜45 %で「1.つその
粒径は、0.5〜10μが好適である。容量が0゜5%
以下或いは粒径が0.5μ以下では基地表面に占める硬
質粒子の面積が少なく、耐摩耗性としての効果が少ない
。また容量が45%或いは粒径が1−0μを越えると相
手剤の摩耗を大きくすることになり、さらに皮膜の強度
も低1;する。
粒径は、0.5〜10μが好適である。容量が0゜5%
以下或いは粒径が0.5μ以下では基地表面に占める硬
質粒子の面積が少なく、耐摩耗性としての効果が少ない
。また容量が45%或いは粒径が1−0μを越えると相
手剤の摩耗を大きくすることになり、さらに皮膜の強度
も低1;する。
潤滑剤粒子の容量は0.5〜15%で且つその粒径は0
.5〜10μが好適である。容置が0゜5%或いは粒径
が0.51j以下では潤滑剤としての効果が少なく、ま
た容量が15%或いは粒径が]0μを越えると、めっき
層自身の摩耗が大きくなり、さらに皮膜の強度も低下す
る。硬質粒子、潤滑剤粒子の総計は、耐摩耗性、潤滑剤
としての効果から5〜45%が適当である。
.5〜10μが好適である。容置が0゜5%或いは粒径
が0.51j以下では潤滑剤としての効果が少なく、ま
た容量が15%或いは粒径が]0μを越えると、めっき
層自身の摩耗が大きくなり、さらに皮膜の強度も低下す
る。硬質粒子、潤滑剤粒子の総計は、耐摩耗性、潤滑剤
としての効果から5〜45%が適当である。
4−
硬質粒子としては窒化珪素、炭化珪素などが優れている
。固体潤滑剤粒子は窒化硼素、黒鉛、二流化モリブデン
等の摩擦係数の小さいものが優れている。。
。固体潤滑剤粒子は窒化硼素、黒鉛、二流化モリブデン
等の摩擦係数の小さいものが優れている。。
ホ1発明の実施例
呼び径X幅X厚さが77mm X ]、、 2圃×3.
2咀1の鋼製第一圧力リングを三本用意した、まず第一
工程として、それぞれの摺動面に通例のニッケルスhラ
イクめっき方法で、厚さ10μのニッケルめっきを形成
させておき素材リングとした1次に各素材リングに対し
、第二工程として以−■;の二側のめっき処理を施した
。尚、いずれのめっき処理においても固体粒子がめつき
液中に均一に分布するように、めっき液を撹拌しながら
処理した。
2咀1の鋼製第一圧力リングを三本用意した、まず第一
工程として、それぞれの摺動面に通例のニッケルスhラ
イクめっき方法で、厚さ10μのニッケルめっきを形成
させておき素材リングとした1次に各素材リングに対し
、第二工程として以−■;の二側のめっき処理を施した
。尚、いずれのめっき処理においても固体粒子がめつき
液中に均一に分布するように、めっき液を撹拌しながら
処理した。
5−
その1
素材リングの摺動面に表1の浴組成およびめっき条件で
、窒化珪素を分散させたニッケルー燐合金めっきを、電
気めっき法で厚さ120μに形成しビス1ヘンリングA
とした。
、窒化珪素を分散させたニッケルー燐合金めっきを、電
気めっき法で厚さ120μに形成しビス1ヘンリングA
とした。
該めっき層中の燐の量は重鼠比で7%、窒化珪素の量は
容積比で25%である。
容積比で25%である。
6一
その2
素材リンクの摺動面に表2の浴組成およびめっき条件で
、窒化珪素を分散させたニッケルー燐合金めっきを、無
電解めっき法で厚さ]−〇〇μに形成してピストンリン
グBとした。
、窒化珪素を分散させたニッケルー燐合金めっきを、無
電解めっき法で厚さ]−〇〇μに形成してピストンリン
グBとした。
該めっき層中の燐の鼠は重量比で7%、窒化珪素の鼠は
容積比で25%である。
容積比で25%である。
7−
その3
素材リングの摺動面に表3の浴組成およびめっき条件で
、窒化硼素および炭化珪素を分散させたニッケルー燐合
金めっきを、電気めっき法で厚さ120μに形成してピ
ストンリングCとした。
、窒化硼素および炭化珪素を分散させたニッケルー燐合
金めっきを、電気めっき法で厚さ120μに形成してピ
ストンリングCとした。
[表3]
該めっき層中の燐の量は重量比で7%、窒化硼素の量は
容積比で10%となり炭化珪素粒子の量は容積比で20
%である。
容積比で10%となり炭化珪素粒子の量は容積比で20
%である。
8−
第三工程として、」−記ピストンリンクA、BおよびC
を400℃で1時間加熱して、全基地を硬化した。この
処理によってマイクロピッカス硬度は800〜900と
なった。
を400℃で1時間加熱して、全基地を硬化した。この
処理によってマイクロピッカス硬度は800〜900と
なった。
これらのビス1ヘンリングA、BおよびCをシリンダボ
ア径77m、4サイクル、4気筒水冷エンジンに取り付
けて、高鉛ガソリンを燃料として5500rpm、全負
荷、100時間のベンチテストを行い、ピストンリング
の外周摺動面及びシリンダ(&8鉄FC25製)内周面
の摩耗量を測定した。
ア径77m、4サイクル、4気筒水冷エンジンに取り付
けて、高鉛ガソリンを燃料として5500rpm、全負
荷、100時間のベンチテストを行い、ピストンリング
の外周摺動面及びシリンダ(&8鉄FC25製)内周面
の摩耗量を測定した。
比較のため硬質クロムめっき、モリブデン溶射およびタ
フ1−ライト処理を施したピストンリンクについてもそ
れぞれ同様に試験を行なった。
フ1−ライト処理を施したピストンリンクについてもそ
れぞれ同様に試験を行なった。
試験結果を第2図に示す。第2図から明らかなように、
本発明ピストンリングA、BおよびCは、いずれも各比
較ビス1ヘンリングよりも耐摩耗性にすぐれており、ま
た相手材を摩耗させることも少ない。従って特に耐摩耗
を要求される高鉛ガソリンを燃料とするエンジンに対し
て、オイル消費量、ブローパイ等について優れた効果が
ある。
本発明ピストンリングA、BおよびCは、いずれも各比
較ビス1ヘンリングよりも耐摩耗性にすぐれており、ま
た相手材を摩耗させることも少ない。従って特に耐摩耗
を要求される高鉛ガソリンを燃料とするエンジンに対し
て、オイル消費量、ブローパイ等について優れた効果が
ある。
9−
第1図は、本発明のピストンリングの断面図。
第2図は、実機試験に於けるピストンリングおよび相手
シリンダの摩耗を示すグラフである。 図中 1はピストンリング 2は硬質粒子分散合金めっき層である。 出願人株式会社 リ ケ ン 10− 特許庁長官 若杉和夫 殿 1. 事件の表示 昭和59年特許願第 48095 号 2、 発明の名称 ピストンリング 3、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 〒102 住所 東京都千代[[1区九段北1. T 111.3
番5号名称 株式会社 リ ケ ン 4、 補正命令の日付 (自発) 5、 補正により増加する発明の数 6、 補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄7、
補正の内容 (1) 明細書第10頁第5行「ピストンリング」を「
硬質粒子分散合金めっき層」に訂正する。 (2) 明細書第10頁第6行[硬質粒子分散合金めっ
き層である」を1ピストンリングである」に訂正する。
シリンダの摩耗を示すグラフである。 図中 1はピストンリング 2は硬質粒子分散合金めっき層である。 出願人株式会社 リ ケ ン 10− 特許庁長官 若杉和夫 殿 1. 事件の表示 昭和59年特許願第 48095 号 2、 発明の名称 ピストンリング 3、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 〒102 住所 東京都千代[[1区九段北1. T 111.3
番5号名称 株式会社 リ ケ ン 4、 補正命令の日付 (自発) 5、 補正により増加する発明の数 6、 補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄7、
補正の内容 (1) 明細書第10頁第5行「ピストンリング」を「
硬質粒子分散合金めっき層」に訂正する。 (2) 明細書第10頁第6行[硬質粒子分散合金めっ
き層である」を1ピストンリングである」に訂正する。
Claims (2)
- (1)燐を0.2〜1−0重−鼠%含有する鉄−燐合金
めっきの基地層又はニッケルー燐合金めっきの基地層中
に、粒径0.5〜10μの硬質粒子を容積比で5%〜4
5%の範囲で均一に分散させたことを特徴する硬質粒子
分散合金めっき皮膜層を摺動面に有するピストンリング - (2)燐を0.2〜10重量%含有する鉄−燐合金めっ
きの基地層中又はニッケルー燐合金めっきの基地層中に
、粒径0.5〜10μの硬質粒子を容積比で5%〜30
%と、粒径0.5〜10μの固体潤滑剤粒子を容積比で
5%〜15%の範囲で且つ総計で10%〜45%の範囲
で均一に分散させたことを特徴とする硬質粒子分散燐合
金めっき皮膜を摺動面に有するピストンリング
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4809584A JPS60196465A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | ピストンリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4809584A JPS60196465A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | ピストンリング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60196465A true JPS60196465A (ja) | 1985-10-04 |
Family
ID=12793753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4809584A Pending JPS60196465A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | ピストンリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60196465A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61179899A (ja) * | 1985-02-04 | 1986-08-12 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | 耐摩耗性に優れた複合ニツケル−燐合金めつき |
| JPS62107098A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-05-18 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | 耐摩耗性に優れた複合Ni−P合金めつき被膜 |
| JPS62159864A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-15 | Riken Corp | ピストンリング |
| JPH02213498A (ja) * | 1989-02-15 | 1990-08-24 | Nippon Steel Corp | 金属材料の表面改質方法 |
| JPH03186667A (ja) * | 1989-12-13 | 1991-08-14 | Kanai Hiroyuki | 摺動部材 |
| EP0731300A1 (de) * | 1995-03-09 | 1996-09-11 | Federal-Mogul Burscheid GmbH | Kolbenring für Verbrennungskraftmaschinen mit einer verschleissfesten Beschichtung |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58117896A (ja) * | 1982-01-07 | 1983-07-13 | Riken Corp | 摺動部材 |
| JPS58146763A (ja) * | 1982-02-22 | 1983-09-01 | Toyota Motor Corp | 摺動部材 |
-
1984
- 1984-03-15 JP JP4809584A patent/JPS60196465A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58117896A (ja) * | 1982-01-07 | 1983-07-13 | Riken Corp | 摺動部材 |
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