JPS6056254B2 - レ−ザ硬化処理した内周面を有するシリンダ - Google Patents
レ−ザ硬化処理した内周面を有するシリンダInfo
- Publication number
- JPS6056254B2 JPS6056254B2 JP56069304A JP6930481A JPS6056254B2 JP S6056254 B2 JPS6056254 B2 JP S6056254B2 JP 56069304 A JP56069304 A JP 56069304A JP 6930481 A JP6930481 A JP 6930481A JP S6056254 B2 JPS6056254 B2 JP S6056254B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- laser
- hardened layer
- spiral
- wear
- 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.)
- Expired
Links
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
- F16J10/00—Engine or like cylinders; Features of hollow, e.g. cylindrical, bodies in general
- F16J10/02—Cylinders designed to receive moving pistons or plungers
- F16J10/04—Running faces; Liners
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/14—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes wear-resistant or pressure-resistant pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、円周内面にレーザ硬化処理層を設けたシリン
ダ、特に内燃機関に用いられるシリンダ、シリンダライ
ナ、シリンダスリープ（以下単にシリンダと言う）に関
するものであり、特にレーザ硬化処理層パターンの改良
に係わるものである。
ダ、特に内燃機関に用いられるシリンダ、シリンダライ
ナ、シリンダスリープ（以下単にシリンダと言う）に関
するものであり、特にレーザ硬化処理層パターンの改良
に係わるものである。
近年、大出力の炭酸ガスレーザの開発進歩に伴い、レー
ザによる表面硬化処理への応用が急速に。
ザによる表面硬化処理への応用が急速に。
進みつつある。レーザビームは周知のように、単長波の
光である為、ビームの集束性が良く、単位面積当りのエ
ネルギ密度を高めることができ必要箇所のみへの部分焼
入が可能となる為、焼入歪を減少させることができる等
、優れた特徴を生カルて、応用範囲は急速に広まりつつ
ある。
光である為、ビームの集束性が良く、単位面積当りのエ
ネルギ密度を高めることができ必要箇所のみへの部分焼
入が可能となる為、焼入歪を減少させることができる等
、優れた特徴を生カルて、応用範囲は急速に広まりつつ
ある。
シリンダ内周面への焼入も当然考えられ、現在、種々の
試みがなされている。しかし、レーザの特徴を生カルた
、シリンダヘの適正な焼入硬化パターンについては、い
ま１だ確立しておらず、レーザ焼入処理の効果を充分上
げ得ないでいるのが実情である。本発明は前記の事情に
鑑み、レーザの特徴を生かした、シリンダヘの適正な焼
入パターンを提供しようとするものである。
試みがなされている。しかし、レーザの特徴を生カルた
、シリンダヘの適正な焼入硬化パターンについては、い
ま１だ確立しておらず、レーザ焼入処理の効果を充分上
げ得ないでいるのが実情である。本発明は前記の事情に
鑑み、レーザの特徴を生かした、シリンダヘの適正な焼
入パターンを提供しようとするものである。
従来、レーザによるシリンダヘの硬化処理としては、レ
ーザの特徴を生カルて螺旋状、点状、環状等の部分焼入
が試みられ、ある程度効果を上げつつある。
ーザの特徴を生カルて螺旋状、点状、環状等の部分焼入
が試みられ、ある程度効果を上げつつある。
これらのパターンは硬化処理部分と、非処理部分が共存
した状態になつており、従来から行われている耐摩耗性
附与手法としてのズブ焼入、高周波焼入、あるいは、硬
質クロムめつき被覆と最も異るところてある。すなわち
、従来から実施されている手法はその製造手法の制約か
ら、内周全面を処理せざるを得ないが、レーザの場合、
局部的硬化処理が可能な為、処理部分と非処理部分を共
存させることが可能になる。このパターンの特徴は、そ
の効果が機関寿命の中期以降に特に顕著にあられれ、耐
摩耗、耐スカツフイング性の向上が著しく、内燃機関の
寿命延長に大きく寄与する。すなわち、通常のシリンダ
において機関寿命の中期以降、その摺動面は輝面を呈す
る様になり、油溜りとなるべき箇所が極端に少なくなる
為、特にスカツフイング発生の危険が増大し、機関寿命
が伸びない一因となつていた。
した状態になつており、従来から行われている耐摩耗性
附与手法としてのズブ焼入、高周波焼入、あるいは、硬
質クロムめつき被覆と最も異るところてある。すなわち
、従来から実施されている手法はその製造手法の制約か
ら、内周全面を処理せざるを得ないが、レーザの場合、
局部的硬化処理が可能な為、処理部分と非処理部分を共
存させることが可能になる。このパターンの特徴は、そ
の効果が機関寿命の中期以降に特に顕著にあられれ、耐
摩耗、耐スカツフイング性の向上が著しく、内燃機関の
寿命延長に大きく寄与する。すなわち、通常のシリンダ
において機関寿命の中期以降、その摺動面は輝面を呈す
る様になり、油溜りとなるべき箇所が極端に少なくなる
為、特にスカツフイング発生の危険が増大し、機関寿命
が伸びない一因となつていた。
従来手法であるズブ焼入、高周波焼入等もこの例にもれ
ず、中期までの耐摩耗性には顕著な効果が見られるもの
の、中期以降のスカツフイング発生を押える効果が発揮
できず、機関寿命の延長に寄与できないでいた。これに
対して硬化処理層と非処理層を共存させたレーザ硬化処
理の場合、機関寿命の中期以降、第１図に示す様に、硬
化処理層１と非処理層２の間に摩耗差が現われ、硬化処
理層１が第１次摺動面、非処理層２か第２次摺動面を形
成する様になり、第２次摺動面である非処理層は、いわ
ゆる油溜りとなつて、潤滑油の供給を助ける為、耐摩耗
、耐スカツフイング性の向上が顕著にあられれ、機関寿
命を大巾に延長できる。このように硬化処理層と非処理
層を共存させたレーザ硬化処理は耐摩耗、耐スカツフイ
ング性に顕著な効果が見られるが、内燃機関の性能上、
別の欠点を生ずることが明らかになつてきた。
ず、中期までの耐摩耗性には顕著な効果が見られるもの
の、中期以降のスカツフイング発生を押える効果が発揮
できず、機関寿命の延長に寄与できないでいた。これに
対して硬化処理層と非処理層を共存させたレーザ硬化処
理の場合、機関寿命の中期以降、第１図に示す様に、硬
化処理層１と非処理層２の間に摩耗差が現われ、硬化処
理層１が第１次摺動面、非処理層２か第２次摺動面を形
成する様になり、第２次摺動面である非処理層は、いわ
ゆる油溜りとなつて、潤滑油の供給を助ける為、耐摩耗
、耐スカツフイング性の向上が顕著にあられれ、機関寿
命を大巾に延長できる。このように硬化処理層と非処理
層を共存させたレーザ硬化処理は耐摩耗、耐スカツフイ
ング性に顕著な効果が見られるが、内燃機関の性能上、
別の欠点を生ずることが明らかになつてきた。
すなわち、螺旋状及び点状パターンの場合、非処理層が
シリンダの軸方向に連結する為、特に機関寿命の中期以
降、第１図に示す摩耗段差が大きくなるに従い、オイル
消費、およびブローバイガスの増大が見られ、この面か
ら機関寿命の延長を果たせないことが明確となつた。又
、環状パターンの場合、硬化処理層がピストンリングと
円周方向に平行になる為、摩耗段差が過剰となり、硬化
処理層のエッヂ部とのピストン−リングの当りが強くな
りピストンリングの外周摩耗が促進され、ひいてはオイ
ル消費及びプローバイカス増大を招く。
シリンダの軸方向に連結する為、特に機関寿命の中期以
降、第１図に示す摩耗段差が大きくなるに従い、オイル
消費、およびブローバイガスの増大が見られ、この面か
ら機関寿命の延長を果たせないことが明確となつた。又
、環状パターンの場合、硬化処理層がピストンリングと
円周方向に平行になる為、摩耗段差が過剰となり、硬化
処理層のエッヂ部とのピストン−リングの当りが強くな
りピストンリングの外周摩耗が促進され、ひいてはオイ
ル消費及びプローバイカス増大を招く。
又、これに伴い摩耗段差を乗り越えていく為、ピストン
リングの径方向の動きが大となり、ピストンリングの疲
労破壊を誘発する。特に第２図に示す様に非処理層の巾
Ｌがピストンリング３の巾Ｗを越えるとその傾向は、さ
れに助長され実用上致命的欠陥となる。本発明は、以上
の欠点を解消し、内燃機関の寿命を大巾に伸ばせるシリ
ンダを供給する為に発明したもので、硬化処理層と非処
理層を共存させて、耐摩耗、耐スカツフイング特性を改
善する特徴を生かしながら、しかもオイル消費、ブロー
バイガス低減も同時に図かれる様にしたものである。
リングの径方向の動きが大となり、ピストンリングの疲
労破壊を誘発する。特に第２図に示す様に非処理層の巾
Ｌがピストンリング３の巾Ｗを越えるとその傾向は、さ
れに助長され実用上致命的欠陥となる。本発明は、以上
の欠点を解消し、内燃機関の寿命を大巾に伸ばせるシリ
ンダを供給する為に発明したもので、硬化処理層と非処
理層を共存させて、耐摩耗、耐スカツフイング特性を改
善する特徴を生かしながら、しかもオイル消費、ブロー
バイガス低減も同時に図かれる様にしたものである。
以下、特許請求範囲の限定理由について述べる。
第３図に示すように、円周方向に帯状に硬化処理層を設
け、該帯状硬化処理層を２本以上の互に交差する螺旋状
１，１ａ・・・にする理由は、こうすることにより、硬
化処理層が必ず非処理層を囲むようになり、非処理層を
島状に分離独立させることが可能となり、単なる螺旋状
、あるいは点状の欠点である機関寿命の中期以降に起る
オイル消費、ブローバイガス増大を顕著に押えられる様
になる為である。
け、該帯状硬化処理層を２本以上の互に交差する螺旋状
１，１ａ・・・にする理由は、こうすることにより、硬
化処理層が必ず非処理層を囲むようになり、非処理層を
島状に分離独立させることが可能となり、単なる螺旋状
、あるいは点状の欠点である機関寿命の中期以降に起る
オイル消費、ブローバイガス増大を顕著に押えられる様
になる為である。
又ピストンリング摺動面に対し、硬化処理層が常にある
角度を持つている為、ピストンリングの摺動が滑らかに
なり、硬化層エッヂ部との当りも緩和され、環状パター
ンの様なピストンリングの摩耗促進および疲労破壊等を
顕著に押えることができるためであり、更に複数の螺旋
硬化処理層のシリンダ軸線方向の相隣る交差位置を円周
方向にずらせることにより、ピストンリングの摺動面に
偏摩耗を生じさせず、且一）潤滑油をピストンリングの
摺動全周面に亘つて均等に供給できるようにするためで
ある。以上の様に、本発明によるシリンダは硬化層のパ
ターンに特徴があり互に交差する螺旋状の帯状硬化層の
ピッチを同じにすると、交差する位置が軸方向に並んで
しまうが片方の螺旋ピッチを変えることにより交差位置
を順次ずらせる為、ピストンリングの摺動をより滑らか
にできる。
角度を持つている為、ピストンリングの摺動が滑らかに
なり、硬化層エッヂ部との当りも緩和され、環状パター
ンの様なピストンリングの摩耗促進および疲労破壊等を
顕著に押えることができるためであり、更に複数の螺旋
硬化処理層のシリンダ軸線方向の相隣る交差位置を円周
方向にずらせることにより、ピストンリングの摺動面に
偏摩耗を生じさせず、且一）潤滑油をピストンリングの
摺動全周面に亘つて均等に供給できるようにするためで
ある。以上の様に、本発明によるシリンダは硬化層のパ
ターンに特徴があり互に交差する螺旋状の帯状硬化層の
ピッチを同じにすると、交差する位置が軸方向に並んで
しまうが片方の螺旋ピッチを変えることにより交差位置
を順次ずらせる為、ピストンリングの摺動をより滑らか
にできる。
螺旋状の同一方向帯状硬化層を複数帯にするのも、島状
になる非処理層をこまかく分散させることになり、本発
明シリンダの性能をより向上させるのに役立つ。又、最
も苛酷な摩擦状態にさらされるトップリング上死点附近
の螺旋ピッチをこまかくとり、シリンダの下端部に行く
ほどピッチを荒くするのもシリンダの摩耗状態に適応さ
せた有効な方法である。摩耗量の多くなるピストン上死
点附近のみ、本発明のレーザ硬化処理をほどこすのも経
済的な方法てある。この場合、硬化処理層と非処理層と
の境界における段付摩耗を軽減するためにピツチを変え
る前記方法は有効である。次に帯状硬化層をレーザ焼入
にした理由は、部分焼入が可能な程エネルギ密度が高く
、焼入深さ、巾等のコントロールが容易で、しかも大気
中で処理できる手法は、レーザ以外にない為である。
になる非処理層をこまかく分散させることになり、本発
明シリンダの性能をより向上させるのに役立つ。又、最
も苛酷な摩擦状態にさらされるトップリング上死点附近
の螺旋ピッチをこまかくとり、シリンダの下端部に行く
ほどピッチを荒くするのもシリンダの摩耗状態に適応さ
せた有効な方法である。摩耗量の多くなるピストン上死
点附近のみ、本発明のレーザ硬化処理をほどこすのも経
済的な方法てある。この場合、硬化処理層と非処理層と
の境界における段付摩耗を軽減するためにピツチを変え
る前記方法は有効である。次に帯状硬化層をレーザ焼入
にした理由は、部分焼入が可能な程エネルギ密度が高く
、焼入深さ、巾等のコントロールが容易で、しかも大気
中で処理できる手法は、レーザ以外にない為である。
又、帯状硬化層を黒鉛析出のないチル組織にした理由は
、レーザによる黒鉛析出のないチル組織と非チル組織を
共存させたものが先願（特願昭５５−１５０８２５）に
より明らかにした様により苛酷な摩擦条件での耐摩耗、
耐スカツフイング性に顕著な効果があり、本発明による
シリンダに適用した場合も、その効果は著るしいものが
ある為である。
、レーザによる黒鉛析出のないチル組織と非チル組織を
共存させたものが先願（特願昭５５−１５０８２５）に
より明らかにした様により苛酷な摩擦条件での耐摩耗、
耐スカツフイング性に顕著な効果があり、本発明による
シリンダに適用した場合も、その効果は著るしいものが
ある為である。
次に本発明と従来品との実験比較例について述べる。〔
実験比較例１〕 Ｔ−Ｃ３．ｌ８％，Ｓｌ２．Ｏ９％，ＭｎＯ．７５％，
ＰＯ．ｌ８％，ＳＯ．Ｏ３％，ＣｒＯ．３ｌ％残部Ｆｅ
の片状黒鉛鋳鉄製シリンダの内周面にＣＯ２ガスレーザ
装置を使用して、出力１０００Ｗ１ビーム送り速度１０
００ｗｒｍ１ｍｉｎで第４図に示すようにピッチＰ１を
５７ｒｒ！ｎ１ピッチＰ２を１０順、焼入巾Ｈを３Ｔｍ
！ｎの互に交差する螺旋状にレーザ焼入をほどこしたシ
リンダＡと、出力１０００Ｗ１ビーム送り速度１５０ｈ
ＩｍｉｎでピッチＰ１を５顛、ピッチＰ２を１−、硬化
層巾Ｈを２萌の互に交差する螺旋状に、レーザによるチ
ル組織を設けたシリンダＢを作製した。
実験比較例１〕 Ｔ−Ｃ３．ｌ８％，Ｓｌ２．Ｏ９％，ＭｎＯ．７５％，
ＰＯ．ｌ８％，ＳＯ．Ｏ３％，ＣｒＯ．３ｌ％残部Ｆｅ
の片状黒鉛鋳鉄製シリンダの内周面にＣＯ２ガスレーザ
装置を使用して、出力１０００Ｗ１ビーム送り速度１０
００ｗｒｍ１ｍｉｎで第４図に示すようにピッチＰ１を
５７ｒｒ！ｎ１ピッチＰ２を１０順、焼入巾Ｈを３Ｔｍ
！ｎの互に交差する螺旋状にレーザ焼入をほどこしたシ
リンダＡと、出力１０００Ｗ１ビーム送り速度１５０ｈ
ＩｍｉｎでピッチＰ１を５顛、ピッチＰ２を１−、硬化
層巾Ｈを２萌の互に交差する螺旋状に、レーザによるチ
ル組織を設けたシリンダＢを作製した。
そして第１のテストはシリンダＡを１１６ｗｎφ、水冷
６気筒７８６０ｃｃ１１８５馬力のディーゼルエンジン
に２気筒組み込み、従来品として、上記と同一成分の片
状黒鉛鋳鉄製の高周波焼入シリンダＣと、無処理材シリ
ンダＤを夫々２気筒づつ組み込み、全負荷２０Ｃ＠間の
テストを施した。
６気筒７８６０ｃｃ１１８５馬力のディーゼルエンジン
に２気筒組み込み、従来品として、上記と同一成分の片
状黒鉛鋳鉄製の高周波焼入シリンダＣと、無処理材シリ
ンダＤを夫々２気筒づつ組み込み、全負荷２０Ｃ＠間の
テストを施した。
又、第２のテストはシリンダＢと前記シリンダＣ，Ｄを
同様に同一のエンジンに２気筒づつ組み込み、同じ条件
でテストを実施した。この時の相手トップリングには、
Ｗ＝３顛のクロムめつきリングを使用した。なお本テス
トに供試したシリンダは全て、内周仕上ホーニングの面
あらさを１μＲＺ以下にして、機関寿命の中期以降に現
われる鏡面状態が早い時期に現出する様にした。
同様に同一のエンジンに２気筒づつ組み込み、同じ条件
でテストを実施した。この時の相手トップリングには、
Ｗ＝３顛のクロムめつきリングを使用した。なお本テス
トに供試したシリンダは全て、内周仕上ホーニングの面
あらさを１μＲＺ以下にして、機関寿命の中期以降に現
われる鏡面状態が早い時期に現出する様にした。
以上２回のテスト結果を表１に示す。
表中のＯ印は全くスカツフイングを起こさなかつたもの
、Δ印は、明らかなスカツフイングまでは至らないがキ
ズの発生の多いもの、×印は明らかなスカツフイングを
起こしたものである。供試したシリンダ内周面はいずれ
も鏡面状態が現出しており、機関寿命の中期以降の状態
になつていたことが明らかであつた。
、Δ印は、明らかなスカツフイングまでは至らないがキ
ズの発生の多いもの、×印は明らかなスカツフイングを
起こしたものである。供試したシリンダ内周面はいずれ
も鏡面状態が現出しており、機関寿命の中期以降の状態
になつていたことが明らかであつた。
この様な状態のもので、無処理材および高周波焼人材は
いずれもスカツフイングを発生しているのに対し、硬化
処理層と非処理層を共存させた本発明のシリンダは全く
異常なく、耐スカツフイング性に優れていることがわか
る。
いずれもスカツフイングを発生しているのに対し、硬化
処理層と非処理層を共存させた本発明のシリンダは全く
異常なく、耐スカツフイング性に優れていることがわか
る。
〔実験比較例２〕
Ｔ−Ｃ３．２２％，Ｓｌ２．ｌ５％，ＭｎＯ．７９％，
ＰＯ．３ｌ％，ＣｒＯ．２８％残部Ｆｅの片状黒鉛鋳鉄
製シリンダの内周面にＣＯ２ガスレーザ装置を使用して
、以下の４種類のすなわち、従来品シリンダＥ，Ｆと本
発明シリンダＫ，Ｍを作製した。
ＰＯ．３ｌ％，ＣｒＯ．２８％残部Ｆｅの片状黒鉛鋳鉄
製シリンダの内周面にＣＯ２ガスレーザ装置を使用して
、以下の４種類のすなわち、従来品シリンダＥ，Ｆと本
発明シリンダＫ，Ｍを作製した。
シリンダＥは螺旋状のレーザ焼入パターンを持つ内周面
を有し、焼入条件は以下の通りであつて、焼入状態の模
式図を第５図に示す。
を有し、焼入条件は以下の通りであつて、焼入状態の模
式図を第５図に示す。
レーザ焼入条件
出 力１０００Ｗ
ビーム送り速度１０００ｗｎＩｍｉｎ
螺旋ピッチＰ５ＴＩｎ
焼入巾Ｈ３７ｍ
シリンダＦは環状のレーザ焼入パターンを持つ内周面を
有し、焼入条件は以下の通り。
有し、焼入条件は以下の通り。
焼入状態の模式図を第６図に示す。レーザ焼入条件
出 力１０００Ｗ
ビーム送り速度１０００ｍ１ｍｉｎ
環状間隔Ｌ３Ｔｎ
焼入巾Ｈ３７９！
シリンダＫは一方向の２本の螺旋状レーザ焼入帯１，１
″を２本にし、それに交差する２本の螺旋状レーザ焼入
帯１ａ，１ａ″を設けた本発明のシリンダ内周面を有し
、焼入条件は以下の通り。
″を２本にし、それに交差する２本の螺旋状レーザ焼入
帯１ａ，１ａ″を設けた本発明のシリンダ内周面を有し
、焼入条件は以下の通り。
焼入状態の模式図を第７図に示す。レーザ焼入条件
出 力１０００Ｗ
ビーム送り速度１０００ＴｓｎＩｍｉｎ
焼入巾Ｈ３Ｔ！ｒ！ｎ
螺旋ピッチＰｌｌＯ７ｍ
焼入帯間隔Ｌｉ５咽
螺旋ピッチＰ２２ＯＴｎ
焼入帯間隔Ｌ，ｌＯｍ
シリンダＭは一方向の螺旋状レーザチル帯を１，１″の
２本にし、それに交差する２本の螺旋状レーザチル帯１
ａ，１ａ″を設けた本発明のシリンダ内周面を有し、レ
ーザチル条件は以下の通り。
２本にし、それに交差する２本の螺旋状レーザチル帯１
ａ，１ａ″を設けた本発明のシリンダ内周面を有し、レ
ーザチル条件は以下の通り。
レーザチル状態の模式図を第８図に示す。レーザチル条
件出 力１０００Ｗ ビーム送り速度１５００ｍ′Ｍｉｎ ｌチル巾Ｈ２ＴＩｒ！Ｆｔ 螺旋ピッチＰｌｌＯｍ チル帯間隔Ｌｌ５醜 螺旋ピッチＰ２２Ｏｍ！ チル帯間隔！ １０ｍ 以上４種類のシリンダを９８Ｔｒｎφ、水冷４気筒、２
９５６ｃｃ１８５馬力のディーゼルエンジンに組み込み
、全負荷８０Ｃ＠間の台上テストを表２の内容で実施し
た。
件出 力１０００Ｗ ビーム送り速度１５００ｍ′Ｍｉｎ ｌチル巾Ｈ２ＴＩｒ！Ｆｔ 螺旋ピッチＰｌｌＯｍ チル帯間隔Ｌｌ５醜 螺旋ピッチＰ２２Ｏｍ！ チル帯間隔！ １０ｍ 以上４種類のシリンダを９８Ｔｒｎφ、水冷４気筒、２
９５６ｃｃ１８５馬力のディーゼルエンジンに組み込み
、全負荷８０Ｃ＠間の台上テストを表２の内容で実施し
た。
この時のトップリングはクロムめつきリングで、リング
の巾Ｗは２．５萌であつた。
の巾Ｗは２．５萌であつた。
テスト結果を第９図、第１０図に示す。
すなわち、第９図はオイル消費およびブローバイガスの
経時変化を示すグラフで、テストＮＯ．ｌおよびＮＯ．
２は５０Ｃ＠間を越えた頃からオイル消費とブローバイ
ガスの増大が著しくなるのに対して、本発明ライナを組
み込んだテストＮＯ．３は８００時間まで安定したオイ
ル消費、ブローバイガス排出量を維持しており、本発明
シリンダの優れた特．性を立証している。
経時変化を示すグラフで、テストＮＯ．ｌおよびＮＯ．
２は５０Ｃ＠間を越えた頃からオイル消費とブローバイ
ガスの増大が著しくなるのに対して、本発明ライナを組
み込んだテストＮＯ．３は８００時間まで安定したオイ
ル消費、ブローバイガス排出量を維持しており、本発明
シリンダの優れた特．性を立証している。
第１０図はテスト後のシリンダ及び相手トップリングの
摩耗量を示すグラフである。
摩耗量を示すグラフである。
シリンダの摩耗量は、トップリング上死点附近の硬化処
理層部４個所の平均であり、トップリングの摩耗量、は
、リングの厚さＴ円周方向の５個所測定の平均値である
。シリンダＥ，Ｆ，Ｋの摩耗量は大差ないが、シリンダ
Ｍ（７）摩耗量はＥ，Ｆ，Ｋの７０〜８０％を示してお
り、優れた摩耗特性はより高負荷エンジンへの適用も可
能となる。
理層部４個所の平均であり、トップリングの摩耗量、は
、リングの厚さＴ円周方向の５個所測定の平均値である
。シリンダＥ，Ｆ，Ｋの摩耗量は大差ないが、シリンダ
Ｍ（７）摩耗量はＥ，Ｆ，Ｋの７０〜８０％を示してお
り、優れた摩耗特性はより高負荷エンジンへの適用も可
能となる。
トップリングの摩耗はＥ，Ｋ，Ｍのシリンダに組み込ん
だものは大差ないが、シリンダＦに組み込んだものが約
３倍の摩耗量を示して異常に多い。
だものは大差ないが、シリンダＦに組み込んだものが約
３倍の摩耗量を示して異常に多い。
なおテスト後のトップリング上死点附近の硬化処理層と
非処理層の摩耗段差はシリンダＥが２〜５μ、シリンダ
ＫおよびＭが１〜３μに対し、シリンダＦは１０〜１５
μと異常に多く、相手トップリングの摩耗大の大きな原
因となつている。
非処理層の摩耗段差はシリンダＥが２〜５μ、シリンダ
ＫおよびＭが１〜３μに対し、シリンダＦは１０〜１５
μと異常に多く、相手トップリングの摩耗大の大きな原
因となつている。
以上の実験比較例で述べた様に、本発明は螺旋状レーザ
硬化処理層の交差位置が、シリンダ軸線方向の相隣る位
置において千鳥状に互いに円周方向にずらせて配列され
ているので、ピストンリング摺動面に偏摩耗を生ぜず、
同時に交差する螺旋状硬化処理層に囲まれた非処理層が
千鳥状に配列されることとなるから、該非処理層が油溜
りとなつてピストンリングの全摺動面に均等に潤滑油が
供給されてピストンリングの摺動がきわめて円滑に行わ
れ、優れた摩擦、摩耗特性を持つ上に、内燃機関寿命の
中期以降でもオイル消費、ブローバイガスの増大を押え
る効果が著しく、機関寿命の延長に寄与すること大であ
る。
硬化処理層の交差位置が、シリンダ軸線方向の相隣る位
置において千鳥状に互いに円周方向にずらせて配列され
ているので、ピストンリング摺動面に偏摩耗を生ぜず、
同時に交差する螺旋状硬化処理層に囲まれた非処理層が
千鳥状に配列されることとなるから、該非処理層が油溜
りとなつてピストンリングの全摺動面に均等に潤滑油が
供給されてピストンリングの摺動がきわめて円滑に行わ
れ、優れた摩擦、摩耗特性を持つ上に、内燃機関寿命の
中期以降でもオイル消費、ブローバイガスの増大を押え
る効果が著しく、機関寿命の延長に寄与すること大であ
る。
第１図は、硬化処理層と非処理層を供存させたシリンダ
の機関寿命中期以降の断面を示す模式図、第２図は、非
処理層の巾Ｌがトップリング３の巾Ｗより大きい場合の
摩耗状況を示す断面の模式図、第３図は、本発明シリン
ダの硬化層状態を示す図、第４図は、〔実験比較例１〕
に使用した本発明のシリンダＡの一部を拡大した模式図
、第５〜８図は、〔実験比較例２〕に使用した従来品と
本発明に使用したシリンダの内周摺動面の一部を示し拡
大した模式図であり、第５図及び第６図は従来品を示し
、第７図及び第８図は本発明の実施例を示し、第９図は
第７図及び第８図に示す本発明のシリンダを使用した場
合のオイル消費とブローバイガス排出量の経時変化を表
わすグラフ、”第１０図は、第７図及び第８図に示すシ
リンダとピストンのトップリングの摩耗量を表わすグラ
フである。
の機関寿命中期以降の断面を示す模式図、第２図は、非
処理層の巾Ｌがトップリング３の巾Ｗより大きい場合の
摩耗状況を示す断面の模式図、第３図は、本発明シリン
ダの硬化層状態を示す図、第４図は、〔実験比較例１〕
に使用した本発明のシリンダＡの一部を拡大した模式図
、第５〜８図は、〔実験比較例２〕に使用した従来品と
本発明に使用したシリンダの内周摺動面の一部を示し拡
大した模式図であり、第５図及び第６図は従来品を示し
、第７図及び第８図は本発明の実施例を示し、第９図は
第７図及び第８図に示す本発明のシリンダを使用した場
合のオイル消費とブローバイガス排出量の経時変化を表
わすグラフ、”第１０図は、第７図及び第８図に示すシ
リンダとピストンのトップリングの摩耗量を表わすグラ
フである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の鋳鉄又は鋼製シリンダ内周面に、円周方
向に２本以上の互いに交差する螺旋状の帯状にレーザ硬
化処理層を設け、該帯状硬化処理層の螺旋の夫々のピッ
チを相互に異つたピッチとしてシリンダ軸線方向の相隣
る螺旋交差位置を相互に円周方向に千鳥状にずらせて位
置させたことを特徴とするレーザ硬化処理した周面を有
するシリンダ。 ２ 前記シリンダにおいて、硬化処理層をレーザ焼入に
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシリ
ンダ。 ３ 前記シリンダにおいて、硬化処理層をレーザビーム
で溶融させた黒鉛析出のないチル組織としたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のシリンダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56069304A JPS6056254B2 (ja) | 1981-05-11 | 1981-05-11 | レ−ザ硬化処理した内周面を有するシリンダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56069304A JPS6056254B2 (ja) | 1981-05-11 | 1981-05-11 | レ−ザ硬化処理した内周面を有するシリンダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57186044A JPS57186044A (en) | 1982-11-16 |
| JPS6056254B2 true JPS6056254B2 (ja) | 1985-12-09 |
Family
ID=13398682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56069304A Expired JPS6056254B2 (ja) | 1981-05-11 | 1981-05-11 | レ−ザ硬化処理した内周面を有するシリンダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6056254B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59146546U (ja) * | 1983-03-22 | 1984-09-29 | 帝国ピストンリング株式会社 | シリンダライナ |
| JPS6028230U (ja) * | 1983-08-03 | 1985-02-26 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の可変圧縮比機構 |
| JPS6069344U (ja) * | 1983-10-20 | 1985-05-16 | 三菱自動車工業株式会社 | シリンダライナ |
| JPS6158951A (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-26 | Daihatsu Motor Co Ltd | 内燃機関のシリンダブロック製造方法 |
| JPS6158950A (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-26 | Daihatsu Motor Co Ltd | 内燃機関のシリンダブロツク |
| JPS61176254U (ja) * | 1985-04-18 | 1986-11-04 | ||
| IT1215207B (it) * | 1986-12-19 | 1990-01-31 | Fiat Auto Spa | Procedimento per la realizzazione di grandi stampi in ghisa,particolarmente per lo stampaggio di lamiere di veicoli |
| KR100580048B1 (ko) * | 1999-12-31 | 2006-05-12 | 현대자동차주식회사 | 실린더 블록 보어 내면의 경화구조 및 경화방법 |
| GB2416319A (en) * | 2004-07-20 | 2006-01-25 | Sustainable Engine Systems Ltd | Tube formation using laser remelting |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5249088B2 (ja) * | 1972-08-25 | 1977-12-14 | ||
| DE2743992A1 (de) * | 1976-10-05 | 1978-04-06 | Boc Ltd | Verfahren und einrichtung zur behandlung metallischer lagerflaechen von bauteilen |
-
1981
- 1981-05-11 JP JP56069304A patent/JPS6056254B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57186044A (en) | 1982-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5295696A (en) | Combined oil ring | |
| US7207571B2 (en) | Steel piston ring | |
| US4522412A (en) | Oil ring with coil expander | |
| JPS6056254B2 (ja) | レ−ザ硬化処理した内周面を有するシリンダ | |
| EP2562448B1 (en) | Oil ring for internal combustion engine | |
| US4570946A (en) | Nitrided piston ring with outer layer on surface | |
| DE4324833C2 (de) | Berührfläche einer Walz- oder Gleitpaarung | |
| EP1151148B1 (de) | Verfahren zur erzeugung eines schutzbelags sowie maschine mit wenigstens einem mit einem schutzbelag versehenen bauteil | |
| JPH0512586B2 (ja) | ||
| JPH0198764A (ja) | シリンダとピストンリングとの組合わせ | |
| GB2155588A (en) | Corrosion resistant piston ring | |
| KR100496709B1 (ko) | 질화표면층을 가진 2조각 오일제어링 | |
| CN114505426B (zh) | 一种薄型化圆油孔结构钢质油环的制作方法及钢质油环 | |
| US2992869A (en) | Engine piston | |
| JP2006125530A (ja) | ピストンリングおよびその製造方法 | |
| JPH11229958A (ja) | 内燃機関用ピストンリングの組合せ | |
| US20180023703A1 (en) | Piston ring and manufacturing method | |
| US6189893B1 (en) | Piston ring | |
| JPH0135062B2 (ja) | ||
| JP2859339B2 (ja) | ピストンリング及びその製造方法 | |
| JPS58133454A (ja) | 硬化処理した内周面を有するシリンダ | |
| JPH0119060B2 (ja) | ||
| JPS6338765A (ja) | レ−ザ−焼入れ面を有するピストンリング | |
| JPS6046176B2 (ja) | 非チル組織部とチル組織部とを共存させた鋳鉄製摺動部材 | |
| WO2019208621A1 (ja) | ピストンリング |