JP5793205B2 - ピストンリング用溶射被膜、ピストンリング、及びピストンリング用溶射被膜の製造方法 - Google Patents
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Description
上記本発明では、ピストンリング用溶射被膜の気孔率が1.5〜4.1面積%であってよい。
上記粉末組成物は、モリブデン粒子、ニッケルクロム合金粒子、及び炭化クロム粒子を含む。粉末組成物は、モリブデン粒子、ニッケルクロム合金粒子、及び炭化クロム粒子のみからなることが好ましい。
粉末組成物は、溶射装置内で加熱され、ピストンリング基材の外周面に向けて高速で噴射される。粉末組成物をピストンリング基材の外周面上に溶射する方法は、プラズマ溶射法である。
ピストンリング基材は、例えば、鋳鉄材及び鋼材等からなる。ピストンリング基材の外径は例えば200mm〜980mmであり、内径は例えば190mm〜920mm、厚さは例えば5mm〜25mm程度である。ピストンリング基材の外周面は、ピストンリングがエンジン等に用いられた際にライナー等の相手材に対して摺動する面である。
[耐摩耗性試験]
図2は、耐摩耗性試験に用いられる摩耗量測定装置の側面図である。摩耗量測定装置5では、ホルダ6とディスク7とが対向して配置されている。そして、後述の実施例又は比較例で得られた2つの試験用ピストンリング1を、溶射被膜3がディスク7側を向くように、ホルダ6上に挿入し、固定した。試験用ピストンリング1の溶射被膜3とディスク7とを、ホルダ6側からディスク7側へ向かう荷重Wをかけて、接触させた。溶射被膜3とディスク7とが接触した状態で、接触面に潤滑油を供給しながら、ディスク7を下記条件にて図2の矢印Rの方向に回転させた。ここで、下記試験条件中のRzは十点平均粗さ(JIS B0601−1982)を指す。
<試験条件>
ディスク回転速度: 1.65m/秒(790rpm)
ディスク表面粗さ: Rz=1.5〜3.5μm
ディスク形状: 外径60mm、厚さ15mm
ディスク材質: ボロン鋳鉄(「ターカロイ」(登録商標))
ディスク温度:約180℃
ピストンリング1つとディスクとの接触面積:3.5mm×5mm
接触面圧:94MPa
潤滑油: 大型ディーゼルエンジン油 SAE20
潤滑油温度:約65℃(摺動面への供給時)
給油速度: 150cc/分
荷重W: 3300N
試験時間: 130分(慣らし5分、本試験60分を2回繰り返す)
摩耗比率(%)=(各実施例又は比較例の総摩耗量)/(比較例1の総摩耗量)×100
一般構造用圧延鋼材(SS400)の板材を、縦5mm、横3.5mm、厚さ8mmの角柱状に切り出すことにより、試験用ピストンリング基材を得た。溶射被膜の形成及び耐摩耗試験等は、上記ピストンリング基材の縦5mm及び横3.5mmの面に対して行った。以下、当該面を外周摺動面と言うことがある。
電流:450A
電力:54kW
キャリアガス:ArとN2との混合ガス
Arガスの流量:100NL/分
N2ガスの流量:2.2NL/分
粉末組成物の組成、及び粉末組成物を構成する粒子のメディアン径を下記表1に記載のように変更した以外は、実施例1と同様にして、各実施例及び比較例の溶射被膜及びピストンリングを得た。なお、実施例6のニッケル基自溶性合金には、スルザーメテコ社製の粒子(組成:Ni/17Cr/4Fe/4Si/3.5B/1C、商品名:Diamalloy2001)を用いた。表1中の「質量部」とは、粉末組成物全量を基準とする「質量%」と同義である。
Claims (8)
- 粉末組成物をプラズマ溶射法によってピストンリング基材の外周摺動面上に溶射して得られるピストンリング用溶射被膜であって、
前記粉末組成物は、モリブデン粒子、ニッケルクロム合金粒子、及び炭化クロム粒子を含み、
前記炭化クロム粒子のメディアン径が5〜25μmであり、
前記ピストンリング用溶射被膜の外周摺動面に垂直な断面において、堆積したモリブデン層とニッケルクロム合金層と炭化クロム層とが波のようにうねりながら互いに重なり合い、かつ絡み合っている組織が形成されている、
ピストンリング用溶射被膜。 - 前記ピストンリング用溶射被膜の気孔率が1.5〜4.1面積%である、
請求項1に記載のピストンリング用溶射被膜。 - 前記モリブデン粒子のメディアン径が15〜40μmであり、
前記ニッケルクロム合金粒子のメディアン径が10〜35μmである、
請求項1又は2に記載のピストンリング用溶射被膜。 - 前記粉末組成物が、該粉末組成物全量を基準として、前記モリブデン粒子を40〜60質量%含み、前記炭化クロム粒子を20〜40質量%含む、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のピストンリング用溶射被膜。 - 前記ピストンリング用溶射被膜のビッカース硬度が625〜685Hvである、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のピストンリング用溶射被膜。 - ピストンリング基材と、
前記ピストンリング基材の外周摺動面上に形成された請求項1〜5のいずれか一項に記載のピストンリング用溶射被膜と、
を備えるピストンリング。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載のピストンリング用溶射被膜の製造方法であって、
モリブデン粒子、ニッケルクロム合金粒子、及び炭化クロム粒子を含む粉末組成物をプラズマ溶射法によってピストンリング基材の外周摺動面上に溶射する工程を備え、
前記炭化クロム粒子のメディアン径が5〜25μmである、
ピストンリング用溶射被膜の製造方法。 - 前記粉末組成物が、該粉末組成物全量を基準として、前記モリブデン粒子を40〜60質量%含み、前記炭化クロム粒子を20〜40質量%含む、
請求項7に記載のピストンリング用溶射被膜の製造方法。
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