JPS60196465A - ピストンリング - Google Patents

ピストンリング

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Publication number
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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hard
piston ring
phosphorus
alloy plating
particle size
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
Application number
JP4809584A
Other languages
English (en)
Inventor
Manabu Shinada
品田 学
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Riken Corp filed Critical Riken Corp
Priority to JP4809584A priority Critical patent/JPS60196465A/ja
Publication of JPS60196465A publication Critical patent/JPS60196465A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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。

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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。
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。
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。
9−
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (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. (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
JP4809584A 1984-03-15 1984-03-15 ピストンリング Pending JPS60196465A (ja)

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JPS58146763A (ja) * 1982-02-22 1983-09-01 Toyota Motor Corp 摺動部材

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