JPS63140067A - ピストンリング材 - Google Patents
ピストンリング材Info
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- JPS63140067A JPS63140067A JP28696286A JP28696286A JPS63140067A JP S63140067 A JPS63140067 A JP S63140067A JP 28696286 A JP28696286 A JP 28696286A JP 28696286 A JP28696286 A JP 28696286A JP S63140067 A JPS63140067 A JP S63140067A
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Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、内燃機関に用いられるピストンリング材に関
するものである。
するものである。
近年内燃機関は高出力高速化の一途をたどり、益々その
高性能化が要求され、加えて排ガス対策をも具備しなけ
ればならず、内燃機関の馬力低下、燃費増という諸問題
への対策の必要性が増大してきている。
高性能化が要求され、加えて排ガス対策をも具備しなけ
ればならず、内燃機関の馬力低下、燃費増という諸問題
への対策の必要性が増大してきている。
従来、内燃機関用ピストンリングとしては、鋳鉄製ピス
トンリングが用いられていたが、ピストンリング軸方向
に薄いものが製造しにくく、比較的断面積の大きな重量
のあるものになり、このため慣性が大きくなってフラッ
タリング現象を発生し易くなるという問題点がある。ま
た、鋳鉄製ピストンリングは、耐摩耗性や耐熱性が不足
し、排ガス対策に有利なようにピストンの頂点に近い位
置に取り付けることができず、かつ、ピストンリング間
隔を小さくできないため、ピストンの重量が重くなり、
高出力、高速化ができないという雑煮があった。
トンリングが用いられていたが、ピストンリング軸方向
に薄いものが製造しにくく、比較的断面積の大きな重量
のあるものになり、このため慣性が大きくなってフラッ
タリング現象を発生し易くなるという問題点がある。ま
た、鋳鉄製ピストンリングは、耐摩耗性や耐熱性が不足
し、排ガス対策に有利なようにピストンの頂点に近い位
置に取り付けることができず、かつ、ピストンリング間
隔を小さくできないため、ピストンの重量が重くなり、
高出力、高速化ができないという雑煮があった。
最近、これらの問題を解決すべく、種々のスチールピス
トンリング材が開発、使用されている。
トンリング材が開発、使用されている。
スチールピストンリングにおいては、線材よりリング状
に巻取り加工を行ない、切断して所定のピストンリング
形状にするものであり、したがって、素材の加工性が重
要となる。特に巻取り加工の際には、折損や巻取りのバ
ラツキが起らないように十分な伸び、しかも均−伸びが
必要である。
に巻取り加工を行ない、切断して所定のピストンリング
形状にするものであり、したがって、素材の加工性が重
要となる。特に巻取り加工の際には、折損や巻取りのバ
ラツキが起らないように十分な伸び、しかも均−伸びが
必要である。
更に近蒔ピストンリングはエンジンの高速化に適応させ
るため、断面形状を異形形状とする場合がある。かかる
点からも良好な加工性を具備することが必要である。
るため、断面形状を異形形状とする場合がある。かかる
点からも良好な加工性を具備することが必要である。
従来のスチールピストンリング材は、積極的に加工性を
改善しようとするものでなく、前述の如く耐摩耗性、耐
熱性等の改善を目的として開発されたものがほとんどで
ある。
改善しようとするものでなく、前述の如く耐摩耗性、耐
熱性等の改善を目的として開発されたものがほとんどで
ある。
本発明は、特に加工性の良好なピストンリング材の提供
を目的とする。
を目的とする。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、その第1発明は重量%で、C063〜0.5%、 S
i 0.3〜1.2%、 Mn 0.3〜1.0%、
Cr 0.3〜1.0%。
、その第1発明は重量%で、C063〜0.5%、 S
i 0.3〜1.2%、 Mn 0.3〜1.0%、
Cr 0.3〜1.0%。
残部Feおよび不可避的不純物よりなることを特徴とす
るピストンリング材、その第2発明は、前記第1の発明
に係るピストンリング材に更にA10.3〜2.0%を
含有させたピストンリング材、その第3発明は、前記第
1の発明にMo、W、V、Nbの1種又は2種以上を2
.5%以下含有させたピストンリング材、その第4発明
は、前記第1の発明にAl 0.3〜2.0%およびM
o、W、V、Nbの1種又は2種以上を2.5%以下含
有させたピストンリング材である。
るピストンリング材、その第2発明は、前記第1の発明
に係るピストンリング材に更にA10.3〜2.0%を
含有させたピストンリング材、その第3発明は、前記第
1の発明にMo、W、V、Nbの1種又は2種以上を2
.5%以下含有させたピストンリング材、その第4発明
は、前記第1の発明にAl 0.3〜2.0%およびM
o、W、V、Nbの1種又は2種以上を2.5%以下含
有させたピストンリング材である。
次に本発明ピストンリング材の成分限定理由について述
べる。
べる。
Cは、ピストンリング材に必要な硬さおよび強度を与え
る重要な元素であるとともに微細な硬質Cr炭化物を形
成することにより耐摩耗性の向上に寄与する。これらの
効果を得るためには、少なくとも0.3%以上必要であ
る。しかし、0.5%を越えると靭性およびリングに成
形する際の加工性を害し、本発明の目的を達成すること
ができなくなるのでこれを上限とした。
る重要な元素であるとともに微細な硬質Cr炭化物を形
成することにより耐摩耗性の向上に寄与する。これらの
効果を得るためには、少なくとも0.3%以上必要であ
る。しかし、0.5%を越えると靭性およびリングに成
形する際の加工性を害し、本発明の目的を達成すること
ができなくなるのでこれを上限とした。
Siは脱酸剤として添加されるものであるが。
Crと同様高温における耐熱へタリ性を付与する元素で
ある。このためには、0.3%以上添加する必要がある
。しかし、1.2%を越えると加工性を害するとともに
靭性も低下してくるため上限を1.0%とした。
ある。このためには、0.3%以上添加する必要がある
。しかし、1.2%を越えると加工性を害するとともに
靭性も低下してくるため上限を1.0%とした。
MnはSiと同様脱酸剤として添加され、また強度を増
す元素である。脱酸剤としては1通常0.3%以上必要
であるが、1.0%より多くなると熱間加工性やリング
成形時の冷間加工性を害するため上限を1.0%とした
。
す元素である。脱酸剤としては1通常0.3%以上必要
であるが、1.0%より多くなると熱間加工性やリング
成形時の冷間加工性を害するため上限を1.0%とした
。
Crは基地に固溶して耐熱性や耐熱へタリ性を付与する
とともに耐食性も向上させる。また一部は炭化物を形成
し、耐焼付性、耐摩耗性を与える重要な元素である。更
に、本発明ピストンリング材は、実際の使用に際しては
、窒化処理を施して使用するが、この際Crは窒化層の
形成を助ける役割も果たす。以上の効果を得るためには
、最低0.3%以上含有させる必要があり、一方、10
%を越えて含有させると、本発明の主目的である十分な
加工性を得難くなるし、窒化深さも浅くなるので上限を
1.0%とする。
とともに耐食性も向上させる。また一部は炭化物を形成
し、耐焼付性、耐摩耗性を与える重要な元素である。更
に、本発明ピストンリング材は、実際の使用に際しては
、窒化処理を施して使用するが、この際Crは窒化層の
形成を助ける役割も果たす。以上の効果を得るためには
、最低0.3%以上含有させる必要があり、一方、10
%を越えて含有させると、本発明の主目的である十分な
加工性を得難くなるし、窒化深さも浅くなるので上限を
1.0%とする。
A1は、窒化処理においてピストンリングの表層部に硬
質の窒化層を形成させるために含有させるが、0.3%
未満では十分な効果がなく、また2、Oxを越えると酸
化物系の介在物が著しく増加し、疲労強度が低下する。
質の窒化層を形成させるために含有させるが、0.3%
未満では十分な効果がなく、また2、Oxを越えると酸
化物系の介在物が著しく増加し、疲労強度が低下する。
よって0.3〜2.0%と限定した。
W、Mo、V、Nbは、いずれも焼戻し軟化抵抗および
高温強度を増大させるとともに、特にV。
高温強度を増大させるとともに、特にV。
Nbは窒化処理によって硬質の窒化物を形成し。
表面硬さを向上させる効果をも有する。しかし、2.5
%を越えて添加すると、硬質の炭化物の量を増し、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
、含有せしめる場合は2.5%以下に限定する。
%を越えて添加すると、硬質の炭化物の量を増し、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
、含有せしめる場合は2.5%以下に限定する。
本発明ピストンリング材は、比較的低合金であるので加
工性が良好で、容易にリング状に巻取り加工が行なえ、
第2発明ないし第4発明ではさらに窒化特性も優れてい
るので、ピストンリングとして十分な表面かたさを保有
させることができるものである。
工性が良好で、容易にリング状に巻取り加工が行なえ、
第2発明ないし第4発明ではさらに窒化特性も優れてい
るので、ピストンリングとして十分な表面かたさを保有
させることができるものである。
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
第1表に本発明ピストンリング材と従来のピストンリン
グ材の化学組成を示す。
グ材の化学組成を示す。
第1表
記号A−Fには、本発明ピストンリング材、記号Gは特
願昭58−37825号に開示されたピストンリング材
、記号I(は鋳鉄製のピストンリング材である。
願昭58−37825号に開示されたピストンリング材
、記号I(は鋳鉄製のピストンリング材である。
第2表に本発明ピストンリング材と従来製ピストンリン
グ材の特性を示す。
グ材の特性を示す。
第2表
張力減退度は、5φX 150 Q丸棒を常温で曲率半
径25Rに曲げるに必要な荷重と、25R曲げた状態で
300℃×1時間加熱後、自然にもどし再び同曲率半径
に曲げるに要する荷重の減少率を示すものであり、減少
率の少ない方が張力減退が少ないことを示す。第2表に
おいては、鋳鉄製リングの減少率を1とし、それに対す
る各鋼種の減少率の比を表しである。
径25Rに曲げるに必要な荷重と、25R曲げた状態で
300℃×1時間加熱後、自然にもどし再び同曲率半径
に曲げるに要する荷重の減少率を示すものであり、減少
率の少ない方が張力減退が少ないことを示す。第2表に
おいては、鋳鉄製リングの減少率を1とし、それに対す
る各鋼種の減少率の比を表しである。
第2表かられかるように、本発明ピストンリング材は従
来ピストンリング材に比べ、均−伸びが高く、優れた加
工性を示すことがわかる。
来ピストンリング材に比べ、均−伸びが高く、優れた加
工性を示すことがわかる。
第3表に、本発明ピストンリング材(記号A〜F)およ
び従来のピストンリング材(記号G)の窒化処理後の窒
化層最高硬さを示す。
び従来のピストンリング材(記号G)の窒化処理後の窒
化層最高硬さを示す。
第 3 表
なお、記号A−Gともに熱処理で硬さをHRC41程度
に調整し、アンモニア分解ガス雰囲気中で540〜56
0℃1ohrの条件でガス窒化処理をした。
に調整し、アンモニア分解ガス雰囲気中で540〜56
0℃1ohrの条件でガス窒化処理をした。
第3表に示される通り、本発明ピストンリング材は、従
来ピストンリング材と同等以上の窒化層最高硬さを有し
、ピストンリングとして十分な耐摩耗性を具備するもの
である。
来ピストンリング材と同等以上の窒化層最高硬さを有し
、ピストンリングとして十分な耐摩耗性を具備するもの
である。
以上説明したように、本発明ピストンリング材は、その
製造過程において、特に重要である加工性に優れ、かつ
ピストンリングとして要求させる詣特性についても十分
な効果を有するものであり工業上非常に有益である。
製造過程において、特に重要である加工性に優れ、かつ
ピストンリングとして要求させる詣特性についても十分
な効果を有するものであり工業上非常に有益である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 重量%でC0.3〜0.5%、Si0.3〜1.2
%、Mn0.3〜1.0%、Cr0.3〜1.0%、残
部Feおよび不可避的不純物よりなることを特徴とする
ピストンリング材。 2 重量%でC0.3〜0.5%、Si0.3〜1.2
%、Mn0.3〜1.0%、Cr0.3〜1.0%、A
l0.3〜2.0%、残部Feおよび不可避的不純物よ
りなることを特徴とするピストンリング材。 3 重量%でC0.3〜0.5%、Si0.3〜1.2
%、Mn0.3〜1.0%、Cr0.3〜1.0%、お
よびMo、W、V、Nbの1種又は2種以上を2.5%
以下、残部Feおよび不可避的不純物よりなることを特
徴とするピストンリング材。 4 重量%でC0.3〜0.5%、Si0.3〜1.2
%、Mn0.3〜1.0%、Cr0.3〜1.0%、A
l0.3〜2.0%、およびMo、W、V、Nbの1種
又は2種以上を2.5%以下、残部Feおよび不可避的
不純物よりなることを特徴とするピストンリング材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61286962A JPH0791619B2 (ja) | 1986-12-02 | 1986-12-02 | ピストンリング材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61286962A JPH0791619B2 (ja) | 1986-12-02 | 1986-12-02 | ピストンリング材 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8097295A Division JPH0860297A (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | ピストンリング材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63140067A true JPS63140067A (ja) | 1988-06-11 |
JPH0791619B2 JPH0791619B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=17711204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61286962A Expired - Lifetime JPH0791619B2 (ja) | 1986-12-02 | 1986-12-02 | ピストンリング材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0791619B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6485026B1 (en) * | 2000-10-04 | 2002-11-26 | Dana Corporation | Non-stainless steel nitrided piston ring, and method of making the same |
JP2007321199A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Kobe Steel Ltd | 耐焼付性に優れたピストンリング用鋼材、ピストンリング用異形線、並びにピストンリング |
JP2009235561A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-10-15 | Nissan Motor Co Ltd | ピストンリング |
EP2295777A1 (en) * | 2003-03-31 | 2011-03-16 | Hitachi Metals, Ltd. | Internal engine piston and its production method |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55145155A (en) * | 1979-04-25 | 1980-11-12 | Daido Steel Co Ltd | Suction valve |
-
1986
- 1986-12-02 JP JP61286962A patent/JPH0791619B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55145155A (en) * | 1979-04-25 | 1980-11-12 | Daido Steel Co Ltd | Suction valve |
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US6485026B1 (en) * | 2000-10-04 | 2002-11-26 | Dana Corporation | Non-stainless steel nitrided piston ring, and method of making the same |
EP2295777A1 (en) * | 2003-03-31 | 2011-03-16 | Hitachi Metals, Ltd. | Internal engine piston and its production method |
JP2007321199A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Kobe Steel Ltd | 耐焼付性に優れたピストンリング用鋼材、ピストンリング用異形線、並びにピストンリング |
JP2009235561A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-10-15 | Nissan Motor Co Ltd | ピストンリング |
US8592050B2 (en) | 2008-03-04 | 2013-11-26 | Nissan Motor Co., Ltd. | Piston ring |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0791619B2 (ja) | 1995-10-04 |
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