JPS59150080A - 摺動部材 - Google Patents
摺動部材Info
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- JPS59150080A JPS59150080A JP58021827A JP2182783A JPS59150080A JP S59150080 A JPS59150080 A JP S59150080A JP 58021827 A JP58021827 A JP 58021827A JP 2182783 A JP2182783 A JP 2182783A JP S59150080 A JPS59150080 A JP S59150080A
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- JP
- Japan
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- powder
- wear
- resistance
- spraying
- sliding member
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
- C23C4/067—Metallic material containing free particles of non-metal elements, e.g. carbon, silicon, boron, phosphorus or arsenic
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は摺動部材、特に内燃機関用ピストンリング、シ
リンダライナ、ピストン等の摺動面に適用できる摺動部
材に関する。
リンダライナ、ピストン等の摺動面に適用できる摺動部
材に関する。
内燃機関において、性能を向上させる目的での高回転・
高圧縮比化、また、軽量化・燃費向上対策としての軽合
金の使用や部品の小型化等の必要性から、そういった背
景にある部品表面に対する、耐摩耗性、耐焼付性、摩擦
特性等を、従来にもまして改善する必要性が高まってお
り、多くの研究がなされている。
高圧縮比化、また、軽量化・燃費向上対策としての軽合
金の使用や部品の小型化等の必要性から、そういった背
景にある部品表面に対する、耐摩耗性、耐焼付性、摩擦
特性等を、従来にもまして改善する必要性が高まってお
り、多くの研究がなされている。
従来、このような試みの一つとして、摺動部に金属、酸
化物、炭化物を溶射したり、又はメッキにより耐摩耗性
被覆層を形成することは公知であり、その応用例も多い
。
化物、炭化物を溶射したり、又はメッキにより耐摩耗性
被覆層を形成することは公知であり、その応用例も多い
。
以下、ピストンリングに例をとって具体的に説明する。
ピストンリングの摺動部への耐摩耗性被覆層としては、
鉄系ピストンリング母材の摺動部にクロムメッキやMO
溶射、高炭素Fe −Cr合金溶射等、耐摩耗性に優れ
た被覆層を形成する表面処理が行われている。
鉄系ピストンリング母材の摺動部にクロムメッキやMO
溶射、高炭素Fe −Cr合金溶射等、耐摩耗性に優れ
た被覆層を形成する表面処理が行われている。
クロムメッキピストンリングは、摺動する相手材である
シリンダライナ鋳鉄材との耐焼付性がよくないため、焼
き付きやいわゆるスカッフィングと呼ばれる引掻摩耗を
発生しやすいという欠点がある。
シリンダライナ鋳鉄材との耐焼付性がよくないため、焼
き付きやいわゆるスカッフィングと呼ばれる引掻摩耗を
発生しやすいという欠点がある。
このための対策として、普通鋳鉄にNi、P % Cr
−。
−。
勤及び、または、B、Nbを添加した低合金鋳鉄シリン
ダライナを用いることもあるが、このものは、普通鋳鉄
(例えばJISFC’23)に比べて、鋳造性及び機械
加工性が悪くなり、従って、シリンダライナとしてのコ
ストが・高くなる等の問題がある。
ダライナを用いることもあるが、このものは、普通鋳鉄
(例えばJISFC’23)に比べて、鋳造性及び機械
加工性が悪くなり、従って、シリンダライナとしてのコ
ストが・高くなる等の問題がある。
Mo溶射ピストンリングは、摺動する相手材であるシリ
ンダライナ鋳鉄材との耐焼付性は良好であるが、300
°C以上の熱負荷がかかるエンジンでは、Moの酸化に
より、ピストンリング母材と溶射層の間及び溶射層内の
結合力か劣下し、かつ、MO自体が高価なため、ピスト
ンリング製品か高価となる等の欠点を有している。
ンダライナ鋳鉄材との耐焼付性は良好であるが、300
°C以上の熱負荷がかかるエンジンでは、Moの酸化に
より、ピストンリング母材と溶射層の間及び溶射層内の
結合力か劣下し、かつ、MO自体が高価なため、ピスト
ンリング製品か高価となる等の欠点を有している。
本発明は、上記のような従来技術の欠点を解決するもの
で、クロムメッキより耐スカッフィング性に優れ、また
、Mo溶射より低コストで耐摩耗性、母材との密着性に
優れ、かつ、高温においても使用可能な摺動部材を提供
すること、特に、ピストンリング1.シリンダライナ、
ピストン等の摺動部に好適に適用できる摺動部材を提供
することを目的とする。
で、クロムメッキより耐スカッフィング性に優れ、また
、Mo溶射より低コストで耐摩耗性、母材との密着性に
優れ、かつ、高温においても使用可能な摺動部材を提供
すること、特に、ピストンリング1.シリンダライナ、
ピストン等の摺動部に好適に適用できる摺動部材を提供
することを目的とする。
このような目的は、本発明によれは、8〜20重量%(
以下同し) Cr、1〜4%B、3〜6%Si、0、3
〜2%C12〜6%Fe、1%以下Co、残部実質的に
Niからなる組成のN1基自溶性合金粉末;80〜40
%と、Mo粉末;20〜60%の混合粉末を、基材表面
にプラズマ溶射して溶射層を設けたことを特徴とする摺
動部材によって達成される。
以下同し) Cr、1〜4%B、3〜6%Si、0、3
〜2%C12〜6%Fe、1%以下Co、残部実質的に
Niからなる組成のN1基自溶性合金粉末;80〜40
%と、Mo粉末;20〜60%の混合粉末を、基材表面
にプラズマ溶射して溶射層を設けたことを特徴とする摺
動部材によって達成される。
本発明において、Ni基自溶性合金粉末とMo粉末を混
合するのは、各合金粉末の有する利点を利用するためで
ある。
合するのは、各合金粉末の有する利点を利用するためで
ある。
すなわち、Ni基自溶性合金粉末の溶射層の硬さはビッ
カース硬さ550〜800であり、自身の耐摩耗性は優
れているか、摺動する相手材の摩耗が多いという欠点を
有し、また、耐スカッフィング性についても、Mo溶射
層より劣る。
カース硬さ550〜800であり、自身の耐摩耗性は優
れているか、摺動する相手材の摩耗が多いという欠点を
有し、また、耐スカッフィング性についても、Mo溶射
層より劣る。
一方、Mo溶射層は、前述のように、摺動する相手材と
の耐焼付性・耐スカッフィング性に優れているものの、
自身の摩耗量が多い欠点かある。
の耐焼付性・耐スカッフィング性に優れているものの、
自身の摩耗量が多い欠点かある。
そこで、Ni基自溶性合金粉末にMo粉末を適当量混合
することにより、摺動する相手材との耐スカッフィング
性を向上させ、また、相手材の摩耗量を減少させ、自身
の耐摩耗性をも優れたものとするものである。
することにより、摺動する相手材との耐スカッフィング
性を向上させ、また、相手材の摩耗量を減少させ、自身
の耐摩耗性をも優れたものとするものである。
従って、上記2種類の粉末を、本発明のような割合に混
合してプラズマ溶射したものは、ビッカース硬さ600
〜850となり、それ自身ばかりでなく相手材にも優れ
た耐摩耗性、耐焼付性、耐スカッフィング性とすること
ができる。
合してプラズマ溶射したものは、ビッカース硬さ600
〜850となり、それ自身ばかりでなく相手材にも優れ
た耐摩耗性、耐焼付性、耐スカッフィング性とすること
ができる。
本発明において、台。粉末の量を全粉末に対して20〜
60%としたのは、Mo粉末の量か20%より少ないと
、摺動する相手材の摩耗と耐焼付性が、Ni基自溶性合
金粉末単独の場合と同等となり、また、60%を越える
と自身の耐摩耗性か悪(なるとともに、酸化による溶射
層の密着性が低下するからである。
60%としたのは、Mo粉末の量か20%より少ないと
、摺動する相手材の摩耗と耐焼付性が、Ni基自溶性合
金粉末単独の場合と同等となり、また、60%を越える
と自身の耐摩耗性か悪(なるとともに、酸化による溶射
層の密着性が低下するからである。
実施例 1
球状黒鉛鋳鉄製の外径25.6+nm、内径20.0
in、厚さ16.0 **の回転摩耗試験片のリング端
面に、Aニクロムメッキ、B : Moノガス溶射、c
:100%高炭素Fe−Cr合金(組成;Fe−65%
Cr −8゜2%C−1,5%S1、以下同し)粉末の
プラズマ溶射、D:20%ト粉末と80%Ni基自溶性
合金粉末(組成; Ni −16%Cr= 3.6%B
−4%5i−1%C−3%Fe−0,5%Co、以下同
じ)粉末の混合粉末のプラズマ溶射、E:40%Mo粉
末と60%Ni基自溶性合金粉末の混合粉末のフ;ラズ
マ溶射、F二60%Mo粉末と40%Ni基自溶性合金
粉末の混合粉末のプラズマ溶射、c:1oo%Ni基自
溶性合金粉末のプラズマ溶射を、各々0.20〜0.3
011Il施し各々のメッキ面及び溶射面を研削加工し
た。
in、厚さ16.0 **の回転摩耗試験片のリング端
面に、Aニクロムメッキ、B : Moノガス溶射、c
:100%高炭素Fe−Cr合金(組成;Fe−65%
Cr −8゜2%C−1,5%S1、以下同し)粉末の
プラズマ溶射、D:20%ト粉末と80%Ni基自溶性
合金粉末(組成; Ni −16%Cr= 3.6%B
−4%5i−1%C−3%Fe−0,5%Co、以下同
じ)粉末の混合粉末のプラズマ溶射、E:40%Mo粉
末と60%Ni基自溶性合金粉末の混合粉末のフ;ラズ
マ溶射、F二60%Mo粉末と40%Ni基自溶性合金
粉末の混合粉末のプラズマ溶射、c:1oo%Ni基自
溶性合金粉末のプラズマ溶射を、各々0.20〜0.3
011Il施し各々のメッキ面及び溶射面を研削加工し
た。
これを、摺動相手材である外径25.6鮒、内径20、
0 mm、厚さ16.0 +u+の炭素m(JISS4
5C)試験片の端面と接するように設置し、接触面に潤
滑油としてモーターオイル5AE30を供給し、荷重を
10kgから500 kgまで段階的に増加させ、焼付
限界荷重、摩擦係数を測定し、摺動表面の損傷状態を観
察した。
0 mm、厚さ16.0 +u+の炭素m(JISS4
5C)試験片の端面と接するように設置し、接触面に潤
滑油としてモーターオイル5AE30を供給し、荷重を
10kgから500 kgまで段階的に増加させ、焼付
限界荷重、摩擦係数を測定し、摺動表面の損傷状態を観
察した。
この結果、Aニクロムメッキ処理した試験片は2’00
〜250kgで、C:高炭素Fe −Cr合金粉末をプ
ラズマ溶射したものは325〜350 kgでそれぞれ
焼付を発生したのに対し、B : Moのカス溶射した
ものならびに本発明にかかるり、E、Fの混合粉末をプ
ラズマ溶射したものは、いづれも500kgまで焼き付
きを発生しなかった。
〜250kgで、C:高炭素Fe −Cr合金粉末をプ
ラズマ溶射したものは325〜350 kgでそれぞれ
焼付を発生したのに対し、B : Moのカス溶射した
ものならびに本発明にかかるり、E、Fの混合粉末をプ
ラズマ溶射したものは、いづれも500kgまで焼き付
きを発生しなかった。
実施例 2
球状黒鉛鋳鉄の外径35.0鮨、内径30.0+nI!
。
。
幅10.0 +in+の円筒試験片の外周面に実施例1
と同様にA、、B、C,DXE、F、、Gの処理を行い
、各々0.20からo、 a o mmの被覆層を形成
し、各々のメッキ面及び溶射面を研削加工した。
と同様にA、、B、C,DXE、F、、Gの処理を行い
、各々0.20からo、 a o mmの被覆層を形成
し、各々のメッキ面及び溶射面を研削加工した。
これらの試験片を摩擦摩耗試験機にセットし、大きさが
16X16X10mmの鋳鉄(JISFC23相当)製
の相手材のその一つの面(i6X10m+n)と接触さ
せ、モーターオイル5AE30を供給しながら、回転数
160 r p rn、荷重60kgで1時間摩耗試験
を行った。
16X16X10mmの鋳鉄(JISFC23相当)製
の相手材のその一つの面(i6X10m+n)と接触さ
せ、モーターオイル5AE30を供給しながら、回転数
160 r p rn、荷重60kgで1時間摩耗試験
を行った。
この試験結果を図に示す。図において、横軸に対して上
方は、回転試験片であるクロム、メッキ及び各種溶射品
の摩耗量(摩耗減量;単位mg>を示し、下方は相手材
である鋳鉄の摩耗量(摩耗痕深さ;単位μ)を表し、A
ないしGの符号は実施例1で用いたΔないしGと一致さ
せてあり、各々この摩耗試験結果を示している。
方は、回転試験片であるクロム、メッキ及び各種溶射品
の摩耗量(摩耗減量;単位mg>を示し、下方は相手材
である鋳鉄の摩耗量(摩耗痕深さ;単位μ)を表し、A
ないしGの符号は実施例1で用いたΔないしGと一致さ
せてあり、各々この摩耗試験結果を示している。
図及び摩擦面の観察により以下のことから明らかになっ
た。
た。
Aのクロムメッキ処理した円筒試験片の外周面は焼き付
き気味であり、それ自身の摩耗量は多いか、相手材の摩
耗は少なかった。
き気味であり、それ自身の摩耗量は多いか、相手材の摩
耗は少なかった。
BのMo粉末のカス溶射材は、焼き付きを発生しておら
ず相手材の摩耗も少なかったが、それ自身の摩耗量か多
かった。
ず相手材の摩耗も少なかったが、それ自身の摩耗量か多
かった。
また、Gの100%Ni基自溶性合金粉末のプラズマ溶
射材は、焼き付きは生じなかったが、それ自身の摩耗が
多かった。
射材は、焼き付きは生じなかったが、それ自身の摩耗が
多かった。
これに対し、本発明にかかるり、E、FのMo粉末とN
i基自溶性合金粉末の混合粉末をプラズマ溶射したもの
は、焼き付きが見られず、それ自身の摩耗もAXBより
格段に少なく、また、相手材の摩耗もA、B、Cより少
ないことが明らかとなった。
i基自溶性合金粉末の混合粉末をプラズマ溶射したもの
は、焼き付きが見られず、それ自身の摩耗もAXBより
格段に少なく、また、相手材の摩耗もA、B、Cより少
ないことが明らかとなった。
なかでも、40%MO粉末と60%Ni基自溶性合金粉
末の混合粉末をプラズマ溶射したEが、それ自身の摩耗
、相手材の摩耗ともに最も優れている。
末の混合粉末をプラズマ溶射したEが、それ自身の摩耗
、相手材の摩耗ともに最も優れている。
以上述べたように、本発明にかかる摺動部材はそれ自身
優れた耐摩耗性・耐焼付性を有するとともに、相手材の
摩耗を最小限とすることかでき、耐摩耗性・耐焼付性を
要求される厳しい条件下の摺動部材として最適のもので
ある。
優れた耐摩耗性・耐焼付性を有するとともに、相手材の
摩耗を最小限とすることかでき、耐摩耗性・耐焼付性を
要求される厳しい条件下の摺動部材として最適のもので
ある。
以下に本発明の効果を列挙する。
(1)、耐摩耗性は従来のNO粉末のカス溶射やクロム
メッキ処理より優れている。
メッキ処理より優れている。
(2)、耐スカッフィング性は、従来のクロムメッキ処
理より優れている。
理より優れている。
(3)、従来のMo粉末のガス溶射より低コストで製造
でき、しかも、高温まで使用できる。
でき、しかも、高温まで使用できる。
従って、上述のような効果から、本発明材は、ピストン
リング、シリンダライナ、ピストン等の耐摩耗性、耐焼
付性を要求される摺動部材として好適に利用できる利点
がある。
リング、シリンダライナ、ピストン等の耐摩耗性、耐焼
付性を要求される摺動部材として好適に利用できる利点
がある。
図は、本発明にかかる実施例2の摩耗試験の結果を示す
グラフである。 出願人 トヨタ白動卑才罷
グラフである。 出願人 トヨタ白動卑才罷
Claims (1)
- (1)、8〜20重量%(以下同じ)Cr、1〜4%B
、3〜6%Si、 0.3〜2%C,2〜6%Fe、
1%以下G o−、残部実質的にNiからなる組成のN
i基自溶性合金粉末;80〜40%と、MO粉末;20
〜60%の混合粉末を、基材表面にプラズマ溶射して溶
射層を設けたことを特徴とする摺動部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58021827A JPS59150080A (ja) | 1983-02-11 | 1983-02-11 | 摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58021827A JPS59150080A (ja) | 1983-02-11 | 1983-02-11 | 摺動部材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59150080A true JPS59150080A (ja) | 1984-08-28 |
Family
ID=12065895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58021827A Pending JPS59150080A (ja) | 1983-02-11 | 1983-02-11 | 摺動部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59150080A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6065501A (en) * | 1989-06-30 | 2000-05-23 | Institute Francais Du Petrole | Flexible tube having at least one elongated reinforcing element with a T-shaped profile |
WO2004018728A1 (en) * | 2002-08-26 | 2004-03-04 | Dana Corporation | Process of thermally spraying coatings |
US6780474B2 (en) | 2002-08-26 | 2004-08-24 | Dana Corporation | Thermally sprayed chromium nitride coating |
WO2010098382A1 (ja) | 2009-02-26 | 2010-09-02 | 日本ピストンリング株式会社 | ピストンリング |
EP2413006A1 (en) | 2010-07-29 | 2012-02-01 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Piston ring |
CN105369184A (zh) * | 2015-09-07 | 2016-03-02 | 沈阳理工大学 | 一种镍合金400um涂层的制备方法 |
CN105369183A (zh) * | 2015-09-07 | 2016-03-02 | 沈阳理工大学 | 一种镍合金200um涂层的制备方法 |
-
1983
- 1983-02-11 JP JP58021827A patent/JPS59150080A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6065501A (en) * | 1989-06-30 | 2000-05-23 | Institute Francais Du Petrole | Flexible tube having at least one elongated reinforcing element with a T-shaped profile |
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EP2413006A1 (en) | 2010-07-29 | 2012-02-01 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Piston ring |
CN102345084A (zh) * | 2010-07-29 | 2012-02-08 | 日本活塞环株式会社 | 活塞环 |
CN105369184A (zh) * | 2015-09-07 | 2016-03-02 | 沈阳理工大学 | 一种镍合金400um涂层的制备方法 |
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