JPS61130458A - Piston ring - Google Patents
Piston ringInfo
- Publication number
- JPS61130458A JPS61130458A JP25234584A JP25234584A JPS61130458A JP S61130458 A JPS61130458 A JP S61130458A JP 25234584 A JP25234584 A JP 25234584A JP 25234584 A JP25234584 A JP 25234584A JP S61130458 A JPS61130458 A JP S61130458A
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- Japan
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- test
- piston ring
- weight
- wear resistance
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は改良されたピストンリングに関する。[Detailed description of the invention] B. Industrial application field The present invention relates to an improved piston ring.
口、従来技術
近年、内燃機関の軽量化と高出力化に伴い、ピストンリ
ングに要求される品質が高度となり、現在、その材料に
は鋼としてはばね鋼等が使用されているが、ピストンリ
ングとして要求される諸特性を必ずしも満足していない
。更に、現在のピストンリングの多くは耐摩耗性を向上
させるために硬質クロムめっきを施しており、めっき処
理に長時間を要することと、廃液処理がコスト高の原因
になっているため、めっきを施さすとも充分使用に耐え
る耐摩耗性を有し、而も、加工性が良好であって耐熱性
や靭性に優れるピストンリングの開発が望まれている。Prior Art In recent years, as internal combustion engines have become lighter and have higher output, the quality required for piston rings has become more advanced.Currently, spring steel and other materials are used as materials for piston rings. It does not necessarily satisfy the various characteristics required as such. Furthermore, many of today's piston rings are plated with hard chrome to improve wear resistance, but the plating process takes a long time and waste liquid treatment is a cause of high costs, so plating is not recommended. It is desired to develop a piston ring that has enough wear resistance to withstand use when applied, has good workability, and has excellent heat resistance and toughness.
ハ、発明の目的
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、ピストン
リングに要求される諸特性を備え、硬質クロムめっきを
施さずとも充分な耐摩耗性を有するピストンリングを提
供することを目的としている。C. Purpose of the Invention The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a piston ring that has various characteristics required of a piston ring and has sufficient wear resistance without hard chromium plating. It is an object.
二、発明の構成
即ち、本発明は、炭素0.70〜1.10重量%、クロ
ム3.0〜6.0重量%、モリブデン4.0〜6.0重
量%、バナジウム1.0〜2.5重量%、タングステン
5.0〜8.0重量%、残部が実質的に鉄からなるピス
トンリングに係る。2. Structure of the invention, that is, the present invention consists of 0.70 to 1.10% by weight of carbon, 3.0 to 6.0% by weight of chromium, 4.0 to 6.0% of molybdenum, and 1.0 to 2% of vanadium. .5% by weight, 5.0 to 8.0% by weight tungsten, and the remainder substantially iron.
炭素は鉄、クロム、モリブデン、バナジウム及びタング
ステンと共に炭化物を形成して耐摩耗性に寄与する。こ
れが0.70重量%(以下、重量%を単に「%」で表わ
す、)未満では炭化物の形成量が僅少で上記効果が不充
分であり、1.10%を越えると靭性が低下するように
なるので、その範囲を0.70〜1.10%とする。Carbon forms carbides with iron, chromium, molybdenum, vanadium, and tungsten and contributes to wear resistance. If this is less than 0.70% by weight (hereinafter, weight% is simply expressed as "%"), the amount of carbide formed is so small that the above effect is insufficient, and if it exceeds 1.10%, the toughness decreases. Therefore, the range is set to 0.70 to 1.10%.
われるようになるので3.0〜6.0%の範囲とする。Therefore, it is set in the range of 3.0 to 6.0%.
モリブデンは炭化物を形成して耐摩耗性に寄与する。こ
れが4゜0%未満では上記効果が不充分であり、6.0
%を越えて多量に含有させてもその効果の増大は顕著で
はないので、4.0〜6.0%の範囲とする。Molybdenum forms carbides and contributes to wear resistance. If this is less than 4.0%, the above effect is insufficient, and 6.0%.
Since the effect is not significantly increased even if the content exceeds 4.0% to 6.0%.
バナジウム及びタングステンは共に炭化物を形成して耐
摩耗性を改善し、更に、焼戻し軟化に対する抵抗力を付
与する。バナジウムが1.0%未満では上記の効果が不
充分であり、2.5%を越えると靭性を損なうのでその
範囲を1.0〜2.5%とする。Vanadium and tungsten together form carbides to improve wear resistance and also provide resistance to temper softening. If vanadium is less than 1.0%, the above effects are insufficient, and if it exceeds 2.5%, toughness is impaired, so the range is set to 1.0 to 2.5%.
タングステンが5.0%未満では上記の効果が不充分で
あり、8.0%を越えると靭性を損なうので、その範囲
を5.0〜8.0%とする。If the tungsten content is less than 5.0%, the above effects are insufficient, and if it exceeds 8.0%, the toughness is impaired, so the range is set to 5.0 to 8.0%.
ホ、実施例 次に本発明の具体的な例について説明する。E, Example Next, a specific example of the present invention will be described.
0゜84%C13,92%Cr 、4.97%MO21
,88%V、6.20%W残部実質的に鉄よりなる合金
鋼を、表に示す熱処理条件で、HMV500〜800の
硬さとして試料とした。0゜84%C13, 92%Cr, 4.97%MO21
, 88% V, and 6.20% W, the balance being substantially iron, was used as a sample with a hardness of HMV 500 to 800 under the heat treatment conditions shown in the table.
表
比較材としてオイルテンパーを施した弁ばね用鋼swo
sc−vを、同じく比較材として硬質クロムめっきを施
した鋳鉄を用意し、以下の試験を行フた。Steel for valve springs SWO treated with oil as a comparative material
The following tests were conducted on sc-v using hard chromium-plated cast iron as a comparison material.
(1)摩耗試験
試験装置は第1図に要部を図解的に示すもので、ステー
タホルダ1に取外し可能に取付けられた直径80mの円
板2の中央には裏側から注油孔3を通して潤滑油が注油
される。ステータホルダ1には図示省略した油圧装置に
よって図に於いて右方に向けて所定圧力で押圧力が作用
するようにしである。円板2に相対向してロータ4があ
り、図示省略した駆動装置によって所定速度で回転する
ようにしである。ロータ4に取外し可能に取付けられた
試験片保持具5には5n角、高さ10龍の試験片6が同
心円上に等間隔に4個取付けである。このような装置に
於いてステータホルダ1に所定の押圧力をかけ、所定の
面圧で円板(相手材)2と試験片6とが接触するように
しておいて、注油孔3から摺動面に所定給油速度で給油
しながらロータ4を回転させる。このような試験装置に
よって試験を行い、試験後、試験片6を取外して摩耗に
よ2に接触させた。(1) The main parts of the wear test test device are schematically shown in Fig. 1. Lubricating oil is passed from the back side into the center of a disc 2 with a diameter of 80 m that is removably attached to the stator holder 1. is lubricated. A pressing force is applied to the stator holder 1 toward the right in the figure by a hydraulic device (not shown) at a predetermined pressure. A rotor 4 is disposed opposite to the disk 2, and is rotated at a predetermined speed by a drive device (not shown). A test piece holder 5 removably attached to the rotor 4 has four test pieces 6 of 5n square and 10 squares in height spaced concentrically at equal intervals. In such a device, a predetermined pressing force is applied to the stator holder 1 so that the disc (mating material) 2 and the test piece 6 come into contact with each other with a predetermined surface pressure, and the test piece 6 is slid from the oiling hole 3. The rotor 4 is rotated while lubricating the surface at a predetermined lubricating speed. A test was conducted using such a testing device, and after the test, the test piece 6 was removed and brought into contact with 2 due to wear.
試験条件は次に示す通りである。相手円板材料ニジリン
ダライナ用鋳鉄FC25、摩擦速度: 3m /sec
、5s /see 、潤滑油及び給油条件:ディーゼル
エンジンの50時間耐久試験に使用済みの可成りのスラ
ッジが混入したオイル、油温80℃、350〜400c
c/min 、接触面圧: 100kg/aJ、摩擦
距離: 100ka+。The test conditions are as follows. Mating disc material: Cast iron FC25 for Nijilinda liner, friction speed: 3m/sec
, 5s/see, Lubricating oil and oil supply conditions: Oil mixed with a considerable amount of sludge used in a 50-hour durability test of a diesel engine, oil temperature 80℃, 350-400℃
c/min, contact pressure: 100kg/aJ, friction distance: 100ka+.
試験結果は第3図に示す通りである。同図から解るよう
に、本発明に基くピストンリングの材料は比較のswo
sc−vに比べて道かに摩耗量が少なく、従来から耐摩
耗性に優れるといわれているクロムめっき層と同等の耐
摩耗性を示しており、硬さをHMV700以上とすれば
、硬質クロムめっき層よりも優れた耐摩耗性を示す。The test results are shown in Figure 3. As can be seen from the figure, the material of the piston ring based on the present invention is similar to that of the comparative swo.
Compared to sc-v, it has less wear on the road and shows wear resistance equivalent to a chrome plating layer, which has traditionally been said to have excellent wear resistance. Shows better wear resistance than plated layers.
(2) スカッフ試験
試験は前記摩耗試験に使用した試験装置により、次のよ
うな方法で行った。即ち、前記摩耗試験に於けるように
、試験片6を円板2に摺動させ、一定時間毎にステータ
ホルダ1に作用する圧力を階段的に増加していき、試験
片6の円板2との間の摩擦によってステータホルダ1に
生ずるトルク(摩擦力)Tを、第1図のn−n線に沿う
矢視側面図である第2図に示すスピンドル7を介してロ
ードセル8に作用せしめ、その変化を動歪計9で読み、
記録計10に記録させる。トルクTが急激に上昇したと
き、スカッフが生じたものとし、そのときの接触面圧を
以ってスカッフ発生面圧とし、その大小を以って耐スカ
ツフ性の良否を判断する。(2) Scuff test The test was conducted in the following manner using the test equipment used in the abrasion test. That is, as in the abrasion test described above, the test piece 6 is slid on the disk 2, and the pressure acting on the stator holder 1 is increased in a stepwise manner at regular intervals. Torque (frictional force) T generated on the stator holder 1 due to friction between the stator holder 1 and the load cell 8 is applied to the load cell 8 via the spindle 7 shown in FIG. 2, which is a side view taken along line nn in FIG. , read the change with dynamic strain meter 9,
Record it on the recorder 10. It is assumed that scuffing occurs when the torque T suddenly increases, and the contact surface pressure at that time is used as the scuffing surface pressure, and the quality of the scuffing resistance is judged based on the magnitude of the scuffing surface pressure.
試験条件は次に示す通りである。摩擦速度=811 /
see 、潤滑油:モータオイル#30、接触面圧:4
0kg/ajから3分間経過毎に10kg/ajづつ上
昇、その余の条件は前記摩耗試験に於けると同様である
。The test conditions are as follows. Friction speed = 811 /
see, Lubricating oil: Motor oil #30, Contact surface pressure: 4
The weight was increased by 10 kg/aj every 3 minutes from 0 kg/aj, and the other conditions were the same as in the above wear test.
試験結果は第4図に示す通りである。試験片魚4は10
5kg/c+Jを示しているが、これは接触面圧を10
0kg/adから110kg/aJに上昇させる過程で
スカッフが発生したことを示す。同図から解るように、
本発明に基くピストンリングの材料は比較のswosc
−vに比べてスカッフ発生面圧が高く、硬質クロムめっ
き層と同等又はそれ以上であって、耐スカツフ性に優れ
ている。The test results are shown in Figure 4. Test piece fish 4 is 10
5kg/c+J is shown, which means that the contact surface pressure is 10
This shows that scuffing occurred during the process of increasing the weight from 0 kg/ad to 110 kg/aJ. As can be seen from the figure,
The material of the piston ring according to the invention is comparatively swosc.
-V has a higher scuff-generating surface pressure, is equal to or higher than that of a hard chromium plating layer, and has excellent scuff resistance.
(3)張力減退試験
?6.OmX 1.2+n+mX 3.1+wmのプレ
ーン形圧力リングによってJIS B 8032r
ピストンリング」に規定されている張力減退試験を行っ
た。加熱温度は規定通りの300℃としたが、加熱時間
は規格の1時間のほかに5時間及び10時間についても
行った。(3) Tension reduction test? 6. OmX 1.2+n+mX 3.1+wm plain pressure ring JIS B 8032r
The tension reduction test specified in "Piston Ring" was conducted. The heating temperature was 300°C as specified, but the heating time was 5 hours and 10 hours in addition to the standard 1 hour.
試験結果は第5図に示す通りである。同図から、比較の
5WO3C−Vに比べて、本発明に基くピストンリング
は、いずれも張力減退度が極めて低(、優れた耐熱性を
有することが解る。(JIS規格では300℃、1時間
の加熱で10%以下と規定されている。)。The test results are shown in FIG. From the figure, it can be seen that, compared to the comparative 5WO3C-V, the piston rings based on the present invention have an extremely low degree of tension loss (and excellent heat resistance (JIS standard: 300°C for 1 hour). 10% or less when heated).
へ、発明の詳細
な説明したように、本発明に基くピストンリングは、前
述のような構成にしているので、いずれも硬質クロムめ
っきを施したピストンリングと同等又はそれ以上の極め
て優れた耐摩耗性、耐スカツフ性を有しており、特に硬
さをHMV700以上とすることにより、一層優れた耐
摩耗性、耐スカツフ性を示す。従って、硬質クロムめっ
きを施す必要がなく、製造コストが低度で済む。As described in detail, the piston ring according to the present invention has the above-described structure, and thus has extremely excellent wear resistance equivalent to or better than that of a piston ring plated with hard chrome. In particular, by setting the hardness to HMV 700 or higher, it shows even better wear resistance and scuff resistance. Therefore, there is no need to perform hard chromium plating, and manufacturing costs can be kept low.
その上、いずれも優れた耐熱性を有していて、張力減退
度が極めて低く、耐久性が著しく改善されている。従っ
て、本発明に基くピストンリングを使用するときは、内
燃機関のオーバーホールから次のオーバーホール迄の所
謂開放期間が大幅に延長され、産業上の利用価値は大き
い。Moreover, they all have excellent heat resistance, extremely low tension loss, and significantly improved durability. Therefore, when the piston ring according to the present invention is used, the so-called open period from one overhaul of the internal combustion engine to the next overhaul is significantly extended, which has great industrial utility value.
図面のfii!1ffiな説明
図面はいずれも本発明の実施例を示すものであって・
第1図は摩耗試験及びスカッフ試験に使用した試験装置
の要部を示す部分断面図、
第2図は第1図の■−■線に沿う矢視側面図、第3図は
摩耗試験の結果を示すグラフ、第4図はスカッフ試験の
結果を示すグラフ、第5図は張力減退試験の結果を示す
グラフである。Fii of the drawing! All explanatory drawings show examples of the present invention. Figure 1 is a partial sectional view showing the main parts of the test equipment used in the wear test and scuff test, and Figure 2 is a cross-sectional view of the main part of the test equipment used in the wear test and scuff test. 3 is a graph showing the results of the abrasion test, FIG. 4 is a graph showing the results of the scuff test, and FIG. 5 is a graph showing the results of the tension reduction test.
なお、図面に示された符号に於いて、 1・・・・・・・・・ステータホルダ 2・・・・・・・・・円板(相手材) 3・・・・・・・・・注油孔 4・・・・・・・・・ロータ 5・・・・・・・・・試験片保持具 6・・・・・・・・・試験片 7・・・・・・・・・スピンドル 8・・・・・・・・・ロードセル 9・・・・・・・・・動歪計 である。In addition, in the symbols shown in the drawings, 1...Stator holder 2...Disc (mating material) 3・・・・・・・・・Lubrication hole 4・・・・・・・・・Rotor 5......Test piece holder 6......Test piece 7・・・・・・・・・Spindle 8・・・・・・・・・Load cell 9・・・・・・Dynamic strain meter It is.
第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 1M2時間、hrFigure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 1M2 hours, hr
Claims (1)
.0重量%、モリブデン4.0〜6.0重量%、バナジ
ウム1.0〜2.5重量%、タングステン5.0〜8.
0重量%、残部が実質的に鉄からなるピストンリング。1 Carbon 0.70-1.10% by weight, chromium 3.0-6
.. 0% by weight, molybdenum 4.0-6.0% by weight, vanadium 1.0-2.5% by weight, tungsten 5.0-8.
A piston ring consisting of 0% by weight and the remainder being substantially iron.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25234584A JPS61130458A (en) | 1984-11-29 | 1984-11-29 | Piston ring |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25234584A JPS61130458A (en) | 1984-11-29 | 1984-11-29 | Piston ring |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61130458A true JPS61130458A (en) | 1986-06-18 |
JPS6411100B2 JPS6411100B2 (en) | 1989-02-23 |
Family
ID=17235983
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25234584A Granted JPS61130458A (en) | 1984-11-29 | 1984-11-29 | Piston ring |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61130458A (en) |
-
1984
- 1984-11-29 JP JP25234584A patent/JPS61130458A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6411100B2 (en) | 1989-02-23 |
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