JPS62294152A

JPS62294152A - 耐摩耗部材

Info

Publication number: JPS62294152A
Application number: JP13687786A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kumagai; 敦熊谷; Tsutomu Tanabe; 田辺　勤
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1986-06-12
Filing date: 1986-06-12
Publication date: 1987-12-21

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】発明の詳細な説明〔産業上の利用分野〕本発明は、ピストンリング等に用いられる耐摩耗部材に
関する。

〔従来の技術〕

自動車等の内燃機関において、高速で上下運動を行なう
ピストンに伴ってシリンダまたはシリンダライナーと高
速で摺動するピストンリングは耐摩耗性が要求される。

現在ピストンリングに用いられる部材としては合金工具
鋼が用いられているが、近時自動車等の°内燃機関の高
出力化、高性能化に伴い、ピストンリングとシリンダラ
イナーとの摺動速度が増加し、耐摩耗性の点で不満足な
場合が有る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は以上の問題点に鑑みて、高出力、高性能内燃機
関においても十分な耐摩耗性を有するピストンリング等
に用いられる耐摩耗部材の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は種々検討を行なった結果。

Ｃ０６５〜０．８０％、Ｓｉ　１．０％以下、Ｍｎ１．０％以下、Ｃｒ　１４．０−２０．０％（ただしＣｒ＋２５Ｃ≧３
０）。

（Ｍｏ＋１／２Ｗ）２．０％以下およびＶ　２．０％以
下の１種または２種、あるいはさらにＮｉ　０．３〜２
．０％。

および残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、粒径５
μ以下の炭化物の面積率が１〜ＩＯ％である部材がピス
トンリング等として十分な耐摩耗性を有することを見出
し、本発明を完成するに到ったものである。

〔作用〕

以下に本発明の数値限定理由を述べる。

Ｃは、鉄鋼の強度および耐摩耗性を向上させるためには
必須の元素であり、強度、耐摩耗性重視（例えば冷間工
具鋼）の場合は、高Ｃ１靭性を重視する場合（例えば熱
間工具鋼）は、低Ｃというように、概略的に区別されて
いる。

またＣｒは、耐食性に非常に有効な元素であり、かつ、
炭化物を形成して耐摩耗性向上に重要な役割を果す。

Ｃは強度および耐摩耗性のためには、０．５重量％以上
必要であり、また、０．８重量％を越えると靭性を劣化
させる。Ｃｒは十分な耐食性を発揮させるためには１４
重量％以上が望ましい。しかし、２０重量％を越えると
焼入れ時に十分な硬さが得られにくくなるため、２０％
を上限とした。

本発明では、Ｃ，Ｃｒを以上の範囲とし、かつＣｒ＋２
５Ｇ≧３部に限定することが重要であり、この範囲にす
ることにより部材のような加工度の大きいものについて
も巨大共晶炭化物が残存し耐摩耗性の向上を図れるので
ある。Ｃｒ＋２５Ｇが３０％未満では巨大共晶炭化物が
晶出せず、この種用途の部材としては炭化物が微細すぎ
て耐摩耗性が不足する。

ＭＯおよびＷは、鉄鋼中において、はぼ同様の働きをす
るものであり、ともに耐食性をやや高める元素であり、
また特に炭化物を形成して耐摩耗性向上に寄与する。Ｗ
はＭＯの約２倍の原子量を有するため１重量％では（Ｍ
ｏ＋１／２Ｗ）で限定した。

■は、硬質の炭化物を形成する元素であり、特にＷ、Ｍ
ｏと同様に耐摩耗性向上に寄与する。したがって、これ
ら１種または２種の元素グループを含有することにより
、耐摩耗性をさらに向上させることができる。しかし、
多量の添加は硬質炭化物の量を増し、疲労強度低下の原
因になるとともに高価な元素でもあるため、いずれのグ
ループも上限を２％に定めた。

Ｎｉは、母相に固溶して靭性を向上させ、また冷間、熱
間における加工性も改善する。このためには、少なくと
も０．３重量％以上必要であるが、２重量％を賊えると
、熱処理時の硬さが十分確保できなくなるため、これを
上限とした。

ＳｉｌＭｎはともに、脱酸剤として添加されるものであ
る。ともに、１重量％を越えると、Ｓｉにおいては靭性
、Ｍｎにおいては熱間における加工性を劣化させるため
、これを上限とした。

前述のように本発明では巨大炭化物を晶出せしめ耐摩耗
性の向上を図るものであるが、その粒径および面積率が
重要なポイントになる。炭化物が微細であるとピストン
リングのように金属との摺動による摩耗にたいしてさし
て効果がない。本発明者等の実験によると、後述する面
積率であって炭化物の粒径が５μ以上である場合十分な
耐摩耗性を獲得できるという知見を得た。面積率は１〜
１０％に規定するが、これは１ご未満では巨大炭化物を
晶出しても十分な耐摩耗性が得られず、また１０％を越
えると、冷間における加工性や実用における疲労強度が
低下するからである。

以上説明のように、本発明は従来特に検討されていなか
った炭化物の粒径、面積率について検討を加えたことに
大きな特徴を有するものである。

〔実施例〕

次に本発明を実施例に基づき説明する。

第１表に示す化学成分からなる鋼材を通常の方法で作成
し、焼入れ、焼もどし、熱処理を施し、はぼ同硬さに調
整した後各種試験を行なった。

その結果を第２表に示す。

第１表第２表耐摩耗性の評価は以下の条件により比摩耗量として求め
た。

比摩耗量：大館式摩耗試験による、単位面積。

単位長さ当りの摩耗体積条件：摩擦距離　４００ｍ最終荷重　６．８ｋｇ摩擦速度　２．３７ｍ／ｓｅｅ相手材　　３０Ｍ４１５（ｌ（ＲＢ７７）第２表にＣｒ
＋２５Ｃ値も示すが、比較例はＣｒ　＋２５Ｇが３０未
満であり、粒径５μ以上の炭化物が不足し、耐摩耗性が
不十分である。これに対し、本発明ではＣｒ＋２５Ｃが
３０以上でかつ、粒径５μ以上の炭化物面積率が十分な
値となっており、比較例に比べ、優れた耐摩耗性を有し
ている。

〔発明の効果〕

以上説明のように本発明部材は、非常に耐摩耗性に優れ
、ピストンリング等の過酷な条件下においても十分な効
果を発揮する。

手続補正吉（自発）６１．６．２５昭和　　年　　月　　日昭和６１年６月１２日付の特許出願２、発明の名称　耐摩耗部材３８補正をする者事件との関係　　特許出願人住　　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目１番２号
名　　称　　　　（５０８）　　　日立金属株式会社４
、補正の対象明！ＩＩ書の特許請求の範囲および発明の詳細な説明の
欄。

５、補正の内容補正の内容１、明細書の特許請求の範囲の欄を次のように補正する
。

１１ｃ０．５〜０．８０％、Ｓｉ　１．０％以下、Ｍｎ１．０％以下、Ｃｒ　１４．０〜２０．０％（ただしＣｒ＋２５Ｃ≧３
０）、（Ｍｏ＋１／２Ｗ）２．０％以下および７２．０
％以下の１種または２種および残部Ｆｅおよび不可避的
不純物からなり、粒径５μ以上の炭化物の面積率が１〜
１０％であることを特徴とする耐摩耗部材。

２Ｃ０，５〜０．８０％、Ｓｉ　１．０％以下、Ｍｎ１．０％以下、Ｎｉ　０．３〜２．０％、Ｃｒ　１４．０−２０．０％（ただしＣｒ＋２５Ｃ≧３
０）、（Ｍ、ｏ＋１／２Ｗ）　２．０％以下およびＶ　
２．０％以下の１種または２種および残部Ｆｅおよび不
可避的不純物からなり、粒径５μ以上の炭化物の面積率
が１〜１０％であることを特徴とする耐摩耗部材。」２
、明細書の発明の詳細な説明の欄を次のように補正する
。

（１）明細書第３頁第１０行の「粒径５μ以下」を「粒
径５μ以上」に訂正する。

（２）　　同書第３頁第１２行の「・・・到ったもので
ある。」を「・・・至ったものである。」に訂正する。

（３）同書第４頁第１２行の「部材」を「線材」に訂正
する。

（４）　　同書第６頁第４行の「・・・ない。」を「・
・・少ない。」に訂正する。

（５）　　同書第６頁第１９行の「同硬さに」を「同じ
硬さに」に訂正する。

以上

Claims

【特許請求の範囲】１　Ｃ０．５〜０．８０％、Ｓｉ１．０％以下、Ｍｎ１．０％以下、Ｃｒ１４．０〜２０．０％（ただしＣｒ＋２５Ｃ≧３０
）、（Ｍｏ＋１／２Ｗ）２．０％以下およびＶ２．０％
以下の１種または２種および残部Ｆｅおよび不可避的不
純物からなり、粒径５μ以下の炭化物の面積率が１〜１
０％であることを特徴とする耐摩耗部材。２　Ｃ０．５〜０．８０％、Ｓｉ１．０％以下、Ｍｎ１．０％以下、Ｎｉ０．３〜２．０％、Ｃｒ１４．０〜２０．０％（ただしＣｒ＋２５Ｃ≧３０
）、（Ｍｏ＋１／２Ｗ）２．０％以下およびＶ２．０％
以下の１種または２種および残部Ｆｅおよび不可避的不
純物からなり、粒径５μ以下の炭化物の面積率が１〜１
０％であることを特徴とする耐摩耗部材。