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JPH0551784B2 - - Google Patents
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JPH0551784B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0551784B2
JPH0551784B2 JP59073214A JP7321484A JPH0551784B2 JP H0551784 B2 JPH0551784 B2 JP H0551784B2 JP 59073214 A JP59073214 A JP 59073214A JP 7321484 A JP7321484 A JP 7321484A JP H0551784 B2 JPH0551784 B2 JP H0551784B2
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JP
Japan
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piston ring
cylinder
weight
wear
amount
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59073214A
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Japanese (ja)
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JPS60216051A (en
Inventor
Tokio Maekawa
Masaru Takato
Yoshinori Murata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP59073214A priority Critical patent/JPS60216051A/en
Publication of JPS60216051A publication Critical patent/JPS60216051A/en
Publication of JPH0551784B2 publication Critical patent/JPH0551784B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/26Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction characterised by the use of particular materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J10/00Engine or like cylinders; Features of hollow, e.g. cylindrical, bodies in general
    • F16J10/02Cylinders designed to receive moving pistons or plungers
    • F16J10/04Running faces; Liners

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は、エンジンのシリンダと該シリンダの
内壁面に摺接するピストンリングとの組み合せ構
造の改良に関するものである。 (従来技術) 従来より、この種ピストンリングの耐摩耗性、
耐スカツフ性(耐焼付性)を向上させるために、
シリンダ内壁面に摺接するピストンリング摺接面
にクロムメツキ処理を施したり、あるいは例えば
特開昭52−102916号公報等に開示されているよう
にモリブデン溶射の表面処理を行つたりすること
はよく知られている。 しかし、このような従来技術を高出力エンジン
に適用しても、高出力エンジンのピストンリング
とシリンダ内壁面との面圧が極めて高いために、
該高出力エンジンの要求する高度の耐摩耗性、耐
スカツフ性を十分に満足することが困難となり、
エンジンの性能を安定して維持できないという問
題があつた。すなわち、クロムメツキ処理を施し
たときには、ピストンリングの摺接するシリンダ
内壁面の摩耗が大きくなるとともに、スカツフ限
界値が低下する。また、モリブデンの溶射処理を
施したときには、その溶射層自体の摩耗量が大き
くなるとともに、スカツフ限界値も低下する。 (発明の目的) 本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、エンジンのシリンダ内壁
の材質および硬度を特定した上で、ピストンリン
グの摺接面に所定比率のCrO(酸化クロム)、
TiO2(二酸化チタン)、SiO2(二酸化ケイ素)の組
成を有する溶射量を形成することにより、エンジ
ンにおけるピストンリングおよびシリンダの耐摩
耗性、耐スカツフ性のより一層の向上を図ること
にある。 (発明の構成) 上記目的達成のため、本発明の解決手段は、上
記したエンジンのシリンダをHv170〜270の硬度
を有する合金鋳鉄材で構成し、かつピストンシリ
ンダの摺接面に、CrOが88〜95重量%、SiO2が3
〜7重量%、TiO2が2〜5重量%の組成よりな
る複合溶射層を設けたものである。 このことにより、複合溶射層においては、その
ベース成分たるCrO成分によつて溶射層自身の耐
摩耗性を高め、このCrO成分に自己潤滑性のある
TiO2を2〜5重量%加えることによつて溶射層
の硬度を低くしてシリンダ内壁面に対する耐スカ
ツフ性を高め、さらに上記TiO2成分の添加によ
つて溶射層の全体的な耐摩耗性が低下するのを高
硬度のSiO2を3〜7重量%に加えることによつ
て対処する。一方、この複合溶射層との相性を良
好にして自身の耐摩耗性を高めるためにシリンダ
をHv170〜270の硬度の合金鋳鉄材としたもので
ある。 そして、その場合、上記溶射層におけるTiO2
成分の添加比率は、2重量%未満では耐スカツフ
性の向上を期待できず、5重量%を超えると溶射
層の硬度が低下してピストンリンクの耐摩耗性が
不足するので、2〜5重量%の範囲に設定され
る。また、SiO2成分の組成比率は、3重量%未
満では硬度低下によりピストンリングの耐摩耗性
が不足し、7重量%を超えると硬度が硬くなり過
ぎてシリンダ内壁を大きく摩耗させるので、3〜
7重量%の範囲に設定される。したがつて、残り
のCrO成分の組成比率は88〜95重量%に設定され
る。一方、合金鋳鉄材よりなるシリンダ内壁の硬
度は、Hv170未満では硬度が不足してピストンリ
ングの溶射層との摺接により摩耗量が著しく増大
し、Hv270を超えると高硬度により却つてピスト
ンリングの溶射層の摩耗量が増大するので、よつ
てHv170〜270の範囲に設定される。 尚、CrOとSiO2との混合粉末を複合溶射するこ
とも考えられるが、その技術をそのままエンジン
のピストンリングに適用したときには、ピストン
リングの耐摩耗性は向上するものの、溶射層の硬
度が高いためにシリンダ内壁面の耐摩耗量が著し
く増大して実用上の利点が得られない。これに対
し、本発明の構成では、溶射層にTiO2という特
定の成分を所定比率だけ加え、かつピストンリン
グの相手材としてのシリンダ材の材質および硬度
も特定することにより、ピストンリングとシリン
ダ内壁との相性を良好にし、よつてシリンダ内壁
をピストンリングの溶射層によつて摩耗させるこ
となく、ピストンリングの耐摩耗性、耐スカツフ
性を向上させるものである。 (発明の効果) したがつて、本発明によれば、エンジンのシリ
ンダをHv170〜270の硬度を持つ合金鋳鉄材で構
成し、シリンダ内壁と摺接するピストンリングの
摺接面には、CrOが88〜95重量%、TiO2が2〜
5重量、SiO2が3〜7重量%の組成よりなる複
合溶射材を設けたものであるので、シリンダ内壁
面の摩耗を抑制しながら、ピストンリングの耐摩
耗性、耐スカツフ性をより一層向上させることが
でき、高出力エンジンへの適用においてもその性
能を安定して維持することができるものである。 (実施例) 以下、本発明の実施例について図面により詳細
に説明する。 第1図において、1は本発明の実施例に係るエ
ンジンのシリンダであつて、該シリンダ1は例え
ば片状黒鉛鋳鉄等の合金鋳鉄材よりなり、その硬
度はビツカース硬度でHv170〜270の範囲に設定
されている。 また、2は上記シリンダ1内を往復動するピス
トンであつて、該ピストン2の外周面にはリング
溝3が形成され、該リンク溝3内には上記シリン
ダ1の内壁面1aに摺接する例えばトツプリング
等のピストンリング4が装着されている。該ピス
トンリング4においてシリンダ内壁面1aと摺接
する摺接部4aすなわち外周面にはリング4の幅
方向略中央部を円周方向に沿つて凹陥してなる凹
溝5が形成され、該凹溝5には、CrOが88〜95重
量%、SiO2が3〜7重量%、TiO2が2〜5重量
の組成よりなる複合溶射層6がピストンリング4
外周面と略面一になるように充填形成されてい
る。 さらに、上記ピストンリング4の表面には、上
記溶射層6表面の幅方向中間部を除いた部分に、
15〜30容量%のF(フツ素樹脂)の粒子を含有す
るNi−F複合メツキ層7が形成され、該メツキ
層7の層厚は10〜20μの範囲に設定されている。 ここにおいて、上記シリンダ1を構成する合金
鋳鉄は、Feの成分中にC,Si,Mn,P,S,Cr
の各成分を含み、種類に応じてCu,Mo,Sn等の
各成分が添加されており、各成分の組成比率は、
Cが3.00〜3.70重量%、Siが1.30〜2.30重量%、
Mnが0.50〜0.90重量%、PおよびSが共に0.10重
量%以下、Crが0.05〜0.5重量%、Cuが0.5〜1.0重
量%、Moが1.0重量%以下、Snが0.10重量%以下
にそれぞれ設定されているものである。すなわ
ち、C成分の組成比率は、3.00重量%未満である
ときには、炭化物の量が少なくなつて硬度が低下
し、パーライト組織が粗大化して機械的強度が低
下する一方、3.70重量を超えると、黒鉛が増えて
強度が低下するので、3.00〜3.70重量%の範囲に
設定される。Si成分の組成比率は、1.30重量%未
満では黒鉛の生成量が少なくなり、2.30重量%を
超えると黒鉛比が進んで強度が低下するので、
1.30〜2.30重量%の範囲に設定される。Mnは脱
硫作用、パーライト組織の安定化のために添加さ
れるもので、0.50〜0.90重量%の範囲に設定され
る。また、PおよびS成分は通常通りに0.10重量
%以下の組成比率に抑制される。Cr成分は基地
を全パーライト組織として、機械的強度、耐摩耗
性を向上させるもので、この粗成比率は、0.05重
量%未満では炭化物の量が少なくなつて硬さが低
下し、0.5重量%を超えると炭化物の量が増えて
切削性が低下するので、0.05〜0.5重量%の範囲
に設定される。Cu成分はパーライト組織を緻密
にして機械的性質を向上させるものであり、0.5
〜1.0重量%の範囲に設定される。Mo成分は基地
の高温硬さ、疲労強度を向上させるもので、その
組成比率は1.0重量%を超えると黒鉛化を阻害す
るので、1.0重量%以下に設定される。Snは基地
の高温硬さを向上させるもので、その組成比率
は、1.0重量%を超えると、基地を脆くするので、
1.0重量%以下に設定される。 また、ピストンリング4の摺接部4aに形成す
る複合溶射層6の層厚は、溶射層6とピストンリ
ング4基材への密着性を高めて剥離を防止するた
めに、150μ以下に設定するのが好ましい。 さらに、上記ピストンリング4の表面に形成さ
れたNi−F複合メツキ層7におけるF粒子の含
有比率は、15容量%未満であると、フツ素樹脂の
持つ自己潤滑特性が低下して、初期なじみ性に対
する効果が少なくなり、30容量%を越えると、複
合メツキ層7のピストンリング4基材に対する密
着性が低下して剥離し易くなるので、15〜30容量
%の範囲に設定され。 また、フツ素樹脂粒子の粒径は、0.3μ未満では
製造困難であり、3μを越えるとNi成分との密着
性が低下するので、0.3〜3μの範囲に設定すのが
好ましい。 さらにまた、Ni−F複合メツキ層7の層厚は、
10μ未満であると、初期なじみ性の向上に不足
し、20μを越えたときには、メツキ層7の摩耗に
伴つてピストンリング4の合口部が広がり、プロ
ーバイガスの増加等を招くので、10〜20μの範囲
に設定される。 したがつて、上記実施例においては、ピストン
リング4のシリンダ内壁面1aとの摺接部4a
に、88〜95重量%のCrOと3〜7重量%のSiO2
2〜5重量%のTiO2とからなる複合溶射層6が
形成され、該複合溶射層6がCrO成分、SiO2成分
により耐摩耗性およびTiO2による耐スカツフ性
を有機的に備えているため、ピストンリング4の
耐摩耗性、耐スカツフ性を高めることができる。
しかも、上記ピストンリング4が摺接する相手材
としてのシリンダ1が硬度Hv170〜270の合金鋳
鉄材により構成されているため、このシリンダ1
の硬度設定により、シリンダ内壁面1aが上記ピ
ストンリング4の複合溶射層6の摺接を受けても
摩耗し難くなり、よつてピストンリング4および
シリンダ1双方の耐摩耗性を向上できるととも
に、両者間の耐スカツフ性を向上できる。 また、その場合、上記ピストンリング4に形成
する複合溶射層6は良好な耐摩耗性、耐スカツフ
性を有する反面、一種のセラミツク材であるので
摩擦係数が高く、エンジンの出力ロスや初期なじ
み性の低下を招くことがある。しかし、本実施例
では、上記ピストンリング4の摺接部4aに部分
的にNi−F複合メツキ層7が形成され、このNi
−F複合メツキ層7は硬度が低くてF成分による
自己潤滑性を有し、高温においても摩擦係数が低
く保たれ、さらに耐ガソリン性、耐油性、耐熱性
をを有するため、エンジンの初期運転時に、シリ
ンダ1内でのピストン2の往復動に伴つてピスト
ンリング4がシリンダ内壁面1aと摺接したとき
に、第2図に示すようにピストンリング4とシリ
ンダ内壁面1aとの間の面圧によつて上記Ni−
F複合メツキ層7が複合溶射層6の表面上に摩耗
粉となつて転移し、最終的には第3図に拡大詳示
するように溶射層6の表面上のみならず表面に開
口するポーラス部6a,6a,…内にも転移す
る。このメツキ層7の溶射層6上への転移によ
り、溶射層6はメツキ層7を介して間接的にシリ
ンダ内壁面1aに摺接すようになり、よつて上記
複合溶射層6によるピストンリング4とシリンダ
内壁面1aとの間の摩擦抵抗を低減して、エンジ
ンの初期なじみ性の向上等を図ることができる。 尚、上記複合溶射層6のピストンリング4基材
への密着性を向上させるために、ピストンリング
4基材に、下地処理としてMO系自溶合金の下地
溶射を行つてもよい。 また、複合溶射層6の耐熱衝撃性を向上させる
ために、溶射紛末中にTi(チタン)やY(イツト
リウム)等を添加してもよい。 さらに、上記実施例では、ピストンリング4側
にNi−F複合メツキ層7を形成したが、それに
替えて、シリンダ内壁面1aにNi−F複合メツ
キを施してもよい。その場合、メツキ層における
F粒子の含有比率を、上記実施例と同じにせずに
15〜40容量%の範囲に変更し、メツキ層の層厚は
上記実施例と同様に15〜20μの範囲に設定するこ
とが必要である。 さらにまた、上記実施例では、摩擦抵抗の低減
および初期なじみ性の向上を図るために、ピスト
ンリング4にNi−F複合メツキ層7を形成した
が、摺接部4a表面にSnメツキを施したり、あ
るいはポリイミド、ポリアミド系の樹脂を焼付け
コートしてもよい。 次に、具体的な実施例について説明する。 第4図は作成した試供材の耐摩耗性をテストす
る耐摩耗性評価テスト装置を示し、該耐摩耗性評
価テスト装置は、上面にエンジンのシリンダ材5
1をその内壁面側が上面になるように載置固定す
るシリンダ材固定台52と、水平方向に延びるロ
ツド53を摺動自在に支持するロツド支持台54
と、上記ロツド53の一端に連結され、ピストン
リング材55をその摺接面が上記シリンダ材51
の上面に当接するように支持するピストンリング
材取付部56と、上記ロツド53の他端にクラン
ク機構57を介して連結され、ロツド53を摺動
させる駆動モータ58とを備え、上記ピストンリ
ング材取付部56に所定の荷重P1をかけてピス
トンリング材55をシリンダ材51に圧接させ、
その状態で駆動モータ58を作動させてピストン
リング材55をシリンダ材51上で往復摺動させ
ることにより、シリンダ材51およびピストンリ
ング材55を摩耗させてその各摩耗層を測定する
ものである。そして、テストは上記負荷P1を5
〜15Kg、ピストンリング材55の往復移動幅を10
mm、往復速度を700回/分、往復距離を20000回に
それぞれ設定して、大気中の乾燥条件下で行つ
た。 また、第5図は試供材の耐スカツフ性をテスト
する耐スカツフ性評価テスト装置を示し、該耐ス
カツフ性評価テト装置は、上面にシリンダ材51
をその内壁面側が上面になるように載置固定して
回転する回転テーブル59と、該回転テーブル5
9の外周部上方に円周方向に所定距離だけ移動可
能に設けられ、ピストンリング材55をその摺接
面が上記シリンダ材51の上面に当接するように
支持するピストンリング材取付部60と、該ピス
トンリング材取付部60の移動量を計測する摩擦
力計61と、上記回転テーブル59上のシリンダ
材51に潤滑油を掛ける油ポンプ62とを備え、
油ポンプ62からの潤滑油を回転テーブル59上
に供給しながら、該回転テーブル59を回転させ
てピストンリング材55とシリンダ材51とを摺
接させ、その状態でピストンリング材取付部60
に加える荷重P2を漸次大きくしてピストンリン
グ材55とシリンダ材51との面圧を増大させて
ゆき、ピストンリング材55がシリンダ材51に
焼付いて該シリンダ51に追従移動したときのス
カツフ限界値を測定するものである。そして、テ
ストは上記荷重P2を0〜80Kg、シリンダ材51
においてピストンリング材55な当接する部分の
周速度を7.3m/s、潤滑油をマシン油にそれぞ
れ設定した条件下で行つた。 以上の2種類のテスト装置によりシリンダ材お
よびピストンリング材の各試供材について9通り
のテストを行つた。すなわち、先ず、Cが3.40重
量%、Siが2.00重量%、Mnが0.70重量%、Pが
0.05重量%、Sが0.05重量%、Crが0.2重量%、
Cuが0.15重量%、Snが0.07重量%、Fe残部の組
成(基本組成)を有する合金鋳鉄でシリンダ材を
構成し、一方、高リン鋳鉄製の基材表面に、
SiO25重量%、TiO2およびCrOの比率が相対的に
変更された組成を有する、厚さ150μ以下の複合
溶射層を形成してなるピストンリング材を用い
て、スカツフ限界値およびピストンリング材の摩
耗量を測定したところ、その測定結果は第6図に
示すようになつた。 この第6図から明らかなように、ピストンリン
グ材の摺接面に形成する複合溶射層の組成におい
て、TiO2が2重量%未満であるとスカツフ限界
値が限界ライン(32Kg/mm2−m/s)よりも低下
し、5重量%を超えるとピストンリング材の摩耗
量が限界ライン(0.45mg)を超えるようになり、
よつてTiO2の組成比率が2〜5重量%の範囲に
あれば耐スカツフ性およびピストンリング材の耐
摩耗性が向上することが判る。 また、上記した基本組成のシリンダ材を用い、
一方、高リン鋳鉄製基材の表面に、TiO2が3重
量%、SiO2およびCrOの比率が相対的に変更され
た組成を持つ、厚さ150μ以下の複合溶射層を形
成してなるピストンリング材を用いて、シリンダ
材およびピストンリング材の摩耗層を測定したと
ころ、その測定結果は第7図に示すようになつ
た。 この第7図から明らかなように、複合溶射層の
組成において、SiO2が3重量%未満であればピ
ストンリング材の摩耗量が限界ラインを超え、7
重量%を超えればシリンダ材の摩耗量が限界ライ
ン(20mg)を超えるようになり、よつてSiO2
組成比率がが3〜7重量%の範囲にあればシリン
ダ材およびピストンリング材の耐摩耗性が向上す
ることが判る。 さらに、ピストンリング材の摺接面に形成する
複合溶射層をCrOが92重量%、SiO2が5重量%、
TiO2が3重量%の組成とし、かつその層厚を
150μ以下とする一方、シリンダ材の組成および
硬度を下記表1のように4通りに変更して、各シ
リンダ材およびピストンリング材の摩耗量を測定
したところ、その測定結果は第8図のようになつ
た。
(Industrial Application Field) The present invention relates to an improvement in the combination structure of an engine cylinder and a piston ring that slides on the inner wall surface of the cylinder. (Prior art) Conventionally, the wear resistance of this type of piston ring,
In order to improve scuff resistance (seize resistance),
It is well known that the sliding contact surface of the piston ring that slides on the cylinder inner wall surface is subjected to chrome plating treatment, or surface treatment is performed using molybdenum spraying as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 52-102916. It is being However, even if such conventional technology is applied to high-output engines, the surface pressure between the piston rings and the inner wall of the cylinder in high-output engines is extremely high.
It becomes difficult to fully satisfy the high degree of wear resistance and scuff resistance required by the high-output engine,
There was a problem that the engine performance could not be maintained stably. That is, when chrome plating is applied, the wear of the inner wall surface of the cylinder on which the piston ring slides increases, and the scuff limit value decreases. Further, when a molybdenum thermal spraying treatment is performed, the amount of wear of the thermal sprayed layer itself increases and the scuff limit value also decreases. (Object of the Invention) The present invention has been made in view of the above points, and its object is to specify the material and hardness of the inner wall of the cylinder of the engine, and then apply a predetermined ratio of CrO2 to the sliding surface of the piston ring. (chromium oxide),
The purpose of this invention is to further improve the wear resistance and scuff resistance of piston rings and cylinders in engines by forming a sprayed amount having a composition of TiO 2 (titanium dioxide) and SiO 2 (silicon dioxide). (Structure of the Invention) In order to achieve the above object, the solution of the present invention is to construct the cylinder of the engine described above from an alloy cast iron material having a hardness of 170 to 270 Hv, and to apply 88% CrO to the sliding surface of the piston cylinder. ~95% by weight, 3% SiO2
A composite sprayed layer having a composition of ~7% by weight and TiO2 of 2~5% by weight is provided. As a result, in the composite thermal sprayed layer, the wear resistance of the thermal sprayed layer itself is increased by the CrO component, which is the base component, and this CrO component has self-lubricating properties.
By adding 2 to 5% by weight of TiO 2 , the hardness of the sprayed layer is lowered and the scuff resistance against the cylinder inner wall surface is increased, and furthermore, the addition of the TiO 2 component mentioned above improves the overall wear resistance of the sprayed layer. The decrease in hardness is counteracted by adding 3-7% by weight of high hardness SiO2 . On the other hand, the cylinder is made of alloyed cast iron material with a hardness of Hv 170 to 270 in order to have good compatibility with this composite sprayed layer and improve its own wear resistance. In that case, TiO 2 in the sprayed layer
If the addition ratio of the ingredients is less than 2% by weight, no improvement in scuff resistance can be expected, and if it exceeds 5% by weight, the hardness of the sprayed layer will decrease and the wear resistance of the piston link will be insufficient. Set to a range of %. In addition, if the composition ratio of the SiO 2 component is less than 3% by weight, the wear resistance of the piston ring will be insufficient due to a decrease in hardness, and if it exceeds 7% by weight, the hardness will become too hard and cause a large amount of wear on the cylinder inner wall.
It is set within a range of 7% by weight. Therefore, the composition ratio of the remaining CrO component is set at 88 to 95% by weight. On the other hand, if the hardness of the inner wall of the cylinder made of alloy cast iron is less than Hv170, the hardness will be insufficient and the amount of wear will increase significantly due to sliding contact with the thermal sprayed layer of the piston ring. Since the amount of wear of the sprayed layer increases, it is therefore set in the range of Hv170 to 270. It is also possible to thermally spray a mixed powder of CrO and SiO2 , but if this technology is applied directly to engine piston rings, the wear resistance of the piston rings will improve, but the hardness of the thermally sprayed layer will be high. Therefore, the amount of wear resistance on the cylinder inner wall surface increases significantly, and no practical advantage can be obtained. In contrast, in the configuration of the present invention, a specific component called TiO 2 is added to the sprayed layer in a predetermined ratio, and the material and hardness of the cylinder material as a mating material for the piston ring are also specified. Therefore, the piston ring's wear resistance and scuff resistance are improved without abrasion of the cylinder inner wall by the piston ring's thermally sprayed layer. (Effects of the Invention) Therefore, according to the present invention, the engine cylinder is made of an alloy cast iron material having a hardness of 170 to 270 Hv, and the sliding surface of the piston ring that comes into sliding contact with the inner wall of the cylinder contains 88% CrO. ~95 wt%, TiO2 ~ 2
5% by weight and SiO 2 by 3% to 7% by weight, this material further improves the wear resistance and scuffing resistance of the piston ring while suppressing wear on the cylinder inner wall surface. This makes it possible to maintain stable performance even when applied to high-output engines. (Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a cylinder of an engine according to an embodiment of the present invention, and the cylinder 1 is made of an alloy cast iron material such as flake graphite cast iron, and its hardness is in the range of Hv170 to Hv270 on the Vickers hardness. It is set. Reference numeral 2 denotes a piston that reciprocates within the cylinder 1. A ring groove 3 is formed on the outer peripheral surface of the piston 2, and a ring groove 3 is formed in the link groove 3. A piston ring 4 such as a top ring is attached. In the piston ring 4, a groove 5 is formed by recessing a substantially central portion of the ring 4 in the width direction along the circumferential direction on the sliding contact portion 4a, that is, on the outer circumferential surface that slides in contact with the cylinder inner wall surface 1a. 5, a composite sprayed layer 6 having a composition of 88 to 95% by weight of CrO, 3 to 7% by weight of SiO 2 and 2 to 5% by weight of TiO 2 is attached to the piston ring 4.
It is filled and formed so as to be substantially flush with the outer peripheral surface. Furthermore, on the surface of the piston ring 4, on the surface of the thermal sprayed layer 6 except for the middle part in the width direction,
A Ni--F composite plating layer 7 containing 15 to 30% by volume of F (fluororesin) particles is formed, and the thickness of the plating layer 7 is set in a range of 10 to 20 microns. Here, the alloy cast iron constituting the cylinder 1 contains C, Si, Mn, P, S, and Cr in its Fe components.
Each component such as Cu, Mo, and Sn is added depending on the type, and the composition ratio of each component is as follows.
C 3.00 to 3.70% by weight, Si 1.30 to 2.30% by weight,
Mn is set to 0.50 to 0.90 weight%, P and S are both set to 0.10 weight% or less, Cr is set to 0.05 to 0.5 weight%, Cu is set to 0.5 to 1.0 weight%, Mo is set to 1.0 weight% or less, and Sn is set to 0.10 weight% or less. This is what has been done. In other words, when the composition ratio of the C component is less than 3.00% by weight, the amount of carbides decreases, resulting in a decrease in hardness and coarsening of the pearlite structure, resulting in a decrease in mechanical strength, while when it exceeds 3.70% by weight, graphite increases and the strength decreases, so it is set in the range of 3.00 to 3.70% by weight. If the composition ratio of the Si component is less than 1.30% by weight, the amount of graphite produced will decrease, and if it exceeds 2.30% by weight, the graphite ratio will increase and the strength will decrease.
It is set in the range of 1.30 to 2.30% by weight. Mn is added for desulfurization and stabilization of pearlite structure, and is set in the range of 0.50 to 0.90% by weight. Further, the P and S components are suppressed to a composition ratio of 0.10% by weight or less as usual. The Cr component improves mechanical strength and wear resistance by making the base entirely pearlite structure. If the crude composition ratio is less than 0.05% by weight, the amount of carbide decreases and the hardness decreases, and it becomes 0.5% by weight. If it exceeds the amount, the amount of carbide increases and machinability decreases, so it is set in the range of 0.05 to 0.5% by weight. The Cu component densifies the pearlite structure and improves mechanical properties.
It is set in the range of ~1.0% by weight. The Mo component improves the high-temperature hardness and fatigue strength of the matrix, and its composition ratio is set to 1.0% by weight or less since graphitization will be inhibited if it exceeds 1.0% by weight. Sn improves the high temperature hardness of the base, and if its composition ratio exceeds 1.0% by weight, it will make the base brittle.
Set at 1.0% by weight or less. Further, the layer thickness of the composite sprayed layer 6 formed on the sliding contact portion 4a of the piston ring 4 is set to 150μ or less in order to improve the adhesion between the sprayed layer 6 and the piston ring 4 base material and prevent peeling. is preferable. Furthermore, if the content ratio of F particles in the Ni-F composite plating layer 7 formed on the surface of the piston ring 4 is less than 15% by volume, the self-lubricating properties of the fluororesin will decrease, resulting in an initial break-in. If the amount exceeds 30% by volume, the adhesion of the composite plating layer 7 to the base material of the piston ring 4 decreases, making it easy to peel off, so the amount is set in the range of 15 to 30% by volume. Furthermore, if the particle size of the fluororesin particles is less than 0.3μ, it is difficult to manufacture, and if it exceeds 3μ, the adhesion with the Ni component will decrease, so it is preferable to set the particle size in the range of 0.3 to 3μ. Furthermore, the layer thickness of the Ni-F composite plating layer 7 is
If it is less than 10μ, the initial conformability will not be improved enough, and if it exceeds 20μ, the abutment of the piston ring 4 will widen as the plating layer 7 wears, leading to an increase in probe gas. Set to range. Therefore, in the above embodiment, the sliding contact portion 4a of the piston ring 4 with the cylinder inner wall surface 1a
A composite sprayed layer 6 consisting of 88 to 95% by weight of CrO, 3 to 7% by weight of SiO 2 and 2 to 5% by weight of TiO 2 is formed, and the composite sprayed layer 6 contains a CrO component and a SiO 2 component. Since the piston ring 4 organically has wear resistance and scuff resistance due to TiO 2 , the wear resistance and scuff resistance of the piston ring 4 can be improved.
Moreover, since the cylinder 1, which is the mating material with which the piston ring 4 comes into sliding contact, is made of an alloy cast iron material with a hardness of Hv170 to Hv270, this cylinder 1
By setting the hardness, the cylinder inner wall surface 1a becomes difficult to wear even if it comes into sliding contact with the composite thermally sprayed layer 6 of the piston ring 4, thereby improving the wear resistance of both the piston ring 4 and the cylinder 1, and improving the wear resistance of both the piston ring 4 and the cylinder 1. It is possible to improve the scuff resistance between the two. In that case, although the composite thermal sprayed layer 6 formed on the piston ring 4 has good wear resistance and scuff resistance, since it is a type of ceramic material, it has a high coefficient of friction, which can cause engine output loss and initial run-in. This may lead to a decrease in However, in this embodiment, the Ni-F composite plating layer 7 is partially formed on the sliding contact portion 4a of the piston ring 4, and this Ni
-The F composite plating layer 7 has low hardness and self-lubricating properties due to the F component, and maintains a low coefficient of friction even at high temperatures. Furthermore, it has gasoline resistance, oil resistance, and heat resistance, so it can be used during the initial operation of the engine. At times, when the piston ring 4 comes into sliding contact with the cylinder inner wall surface 1a as the piston 2 reciprocates within the cylinder 1, the surface between the piston ring 4 and the cylinder inner wall surface 1a as shown in FIG. The above Ni-
The F composite plating layer 7 becomes abrasion powder and transfers onto the surface of the composite sprayed layer 6, and finally, as shown in enlarged detail in FIG. It also metastasizes within the parts 6a, 6a, . Due to this transfer of the plating layer 7 onto the thermal sprayed layer 6, the thermal sprayed layer 6 comes to indirectly come into sliding contact with the cylinder inner wall surface 1a via the plating layer 7, and therefore the piston ring 4 due to the composite thermal sprayed layer 6 By reducing the frictional resistance between the cylinder inner wall surface 1a and the cylinder inner wall surface 1a, it is possible to improve the initial adaptability of the engine. In order to improve the adhesion of the composite sprayed layer 6 to the base material of the piston ring 4, the base material of the piston ring 4 may be sprayed with an MO-based self-fluxing alloy as a base treatment. Further, in order to improve the thermal shock resistance of the composite sprayed layer 6, Ti (titanium), Y (yttrium), etc. may be added to the sprayed powder. Further, in the above embodiment, the Ni-F composite plating layer 7 was formed on the piston ring 4 side, but instead, Ni-F composite plating may be applied to the cylinder inner wall surface 1a. In that case, the content ratio of F particles in the plating layer should not be the same as in the above example.
It is necessary to change the plating layer to a range of 15 to 40% by volume, and to set the thickness of the plating layer to a range of 15 to 20 μm as in the above embodiment. Furthermore, in the above embodiment, the Ni-F composite plating layer 7 was formed on the piston ring 4 in order to reduce frictional resistance and improve initial conformability. Alternatively, polyimide or polyamide resin may be baked and coated. Next, specific examples will be described. FIG. 4 shows a wear resistance evaluation test device for testing the wear resistance of the prepared sample material.
a cylinder material fixing base 52 on which the cylinder material fixing base 52 places and fixes the cylinder member 1 with its inner wall side facing upward; and a rod support base 54 that slidably supports the rod 53 extending in the horizontal direction.
is connected to one end of the rod 53, and the sliding surface of the piston ring material 55 is connected to the cylinder material 51.
The piston ring material mounting portion 56 is provided with a piston ring material mounting portion 56 that is supported so as to be in contact with the upper surface, and a drive motor 58 that is connected to the other end of the rod 53 via a crank mechanism 57 and that slides the rod 53. Applying a predetermined load P1 to the mounting portion 56, the piston ring material 55 is brought into pressure contact with the cylinder material 51,
In this state, the drive motor 58 is operated to cause the piston ring material 55 to reciprocate and slide on the cylinder material 51, thereby causing the cylinder material 51 and the piston ring material 55 to wear, and measuring the wear layers thereof. And test the above load P 1 to 5
~15Kg, the reciprocating width of the piston ring material 55 is 10
The test was carried out under dry conditions in the atmosphere, with the reciprocating speed set at 700 mm, the reciprocating speed at 20,000 times/min, and the reciprocating distance at 20,000 times/min. Further, FIG. 5 shows a scuffing resistance evaluation test device for testing the scuffing resistance of sample materials.
a rotary table 59 that is placed and fixed so that its inner wall side is the upper surface and rotates;
a piston ring material mounting portion 60 that is provided above the outer peripheral portion of the piston ring material 9 so as to be movable by a predetermined distance in the circumferential direction, and supports the piston ring material 55 so that its sliding surface contacts the upper surface of the cylinder material 51; It is equipped with a friction force meter 61 that measures the amount of movement of the piston ring material mounting portion 60, and an oil pump 62 that applies lubricating oil to the cylinder material 51 on the rotary table 59,
While supplying lubricating oil from the oil pump 62 onto the rotary table 59, the rotary table 59 is rotated to bring the piston ring material 55 and the cylinder material 51 into sliding contact, and in this state, the piston ring material mounting portion 60
Gradually increase the load P 2 applied to the piston ring material 55 to increase the surface pressure between the piston ring material 55 and the cylinder material 51. It measures the value. Then, the test was carried out using the above load P 2 from 0 to 80 kg, cylinder material 51
The test was carried out under the conditions that the circumferential speed of the abutting part such as the piston ring material 55 was set to 7.3 m/s, and the lubricating oil was set to machine oil. Using the above two types of test equipment, nine tests were conducted on each sample of cylinder material and piston ring material. That is, first, C is 3.40% by weight, Si is 2.00% by weight, Mn is 0.70% by weight, and P is
0.05% by weight, S 0.05% by weight, Cr 0.2% by weight,
The cylinder material is made of alloyed cast iron having a composition (basic composition) of 0.15% by weight of Cu, 0.07% by weight of Sn, and the balance of Fe, while on the surface of the base material made of high phosphorus cast iron,
Using a piston ring material formed by forming a composite sprayed layer with a thickness of 150μ or less, which has a composition in which the proportions of SiO 2 5% by weight, TiO 2 and CrO are relatively changed, the scuff limit value and piston ring material When the amount of wear was measured, the measurement results were as shown in FIG. As is clear from Fig. 6, if TiO 2 is less than 2% by weight in the composition of the composite thermal sprayed layer formed on the sliding surface of the piston ring material, the scuff limit value will exceed the limit line (32Kg/mm 2 -m 2 ). /s), and if it exceeds 5% by weight, the amount of wear of the piston ring material will exceed the limit line (0.45mg),
Therefore, it can be seen that when the composition ratio of TiO 2 is in the range of 2 to 5% by weight, the scuff resistance and the wear resistance of the piston ring material are improved. In addition, using the cylinder material with the basic composition described above,
On the other hand, a piston is made by forming a composite sprayed layer with a thickness of 150μ or less, which has a composition of 3% by weight TiO 2 and a relatively changed ratio of SiO 2 and CrO, on the surface of a high phosphorus cast iron base material. When the wear layers of the cylinder material and piston ring material were measured using the ring material, the measurement results were as shown in FIG. 7. As is clear from Fig. 7, in the composition of the composite sprayed layer, if SiO 2 is less than 3% by weight, the wear amount of the piston ring material exceeds the limit line, and the amount of wear of the piston ring material exceeds the limit line.
If it exceeds the weight%, the wear amount of the cylinder material will exceed the limit line (20mg), therefore, if the composition ratio of SiO 2 is in the range of 3 to 7% by weight, the wear resistance of the cylinder material and piston ring material will be improved. It can be seen that the performance improves. Furthermore, the composite sprayed layer formed on the sliding surface of the piston ring material is made of 92% by weight of CrO, 5% by weight of SiO2 ,
The composition is 3% by weight of TiO 2 and the layer thickness is
150μ or less, and the composition and hardness of the cylinder material were changed in four ways as shown in Table 1 below, and the wear amount of each cylinder material and piston ring material was measured, and the measurement results are shown in Figure 8. It became.

【表】 この第8図から明らかなように、合金鋳鉄製シ
リンダ材の硬度がHv170未満であるときにはシリ
ンダ材の摩耗量が限界ラインを超え、Hv270を超
えると逆にピストンリング材の摩耗量が限界ライ
ンを超え、よつてシリンダ材の硬度はHv170〜
270の範囲に設定すればシリンダ材およびピスト
ンリング材双方の耐摩耗性が向上することが判
る。 また、上記した基本組成のシリンダ材を用いる
一方、摺接面にCrOが92重量%、SiO2が5重量
%、TiO2が3重量の組成を有する複合溶射層を
形成してなるピストンリング材を用い、該シリン
ダ材とピストンリング材との間の面圧(第4図の
耐摩耗性評価テスト装置においてピストンリング
材55に加える荷重P1)を変更してシリンダ材
の摩耗量を測定したところ、その結果は第9図に
示すようになつた。尚、比較例として、摺接面に
厚さ150μのCrメツキ層を形成してなるピストン
リング材を用いた。 この第9図から明らかなように、Crメツキし
たピストンリング材を使用したときには、面圧の
上昇に伴つてシリンダ材が著しく摩耗するのに対
し、本発明例のピストンリング材を使用したとき
には、面圧が高出力エンジンの使用範囲である
0.4〜0.5Kg/mm2まで上昇してもシリンダ材の摩耗
量は基準ラインよりも低くなるのが判る。 また、上記の基本組成のシリンダ材を用いる一
方、摺接面に下記表2に示すように組成の種々に
異なる複合溶射層またはCrメツキ層を形成して
なるピストンリング材を用い、上記第4のテスト
と同様にシリンダ材とピストンリング材との面圧
を変えてピストンリング材の摩耗量を測定したと
ころ、その結果は第10図に示すようになつた。
[Table] As is clear from Fig. 8, when the hardness of the alloy cast iron cylinder material is less than Hv170, the amount of wear on the cylinder material exceeds the limit line, and when it exceeds Hv270, the amount of wear on the piston ring material increases. The hardness of the cylinder material exceeds the limit line, so the hardness of the cylinder material is Hv170~
It can be seen that if the value is set within the range of 270, the wear resistance of both the cylinder material and the piston ring material will be improved. In addition, while using the cylinder material with the above-mentioned basic composition, a piston ring material is created by forming a composite sprayed layer on the sliding surface with a composition of 92% by weight of CrO, 5% by weight of SiO 2 and 3% by weight of TiO 2 . The amount of wear on the cylinder material was measured by changing the surface pressure between the cylinder material and the piston ring material (the load P 1 applied to the piston ring material 55 in the wear resistance evaluation test device shown in Fig. 4). However, the results were as shown in Figure 9. As a comparative example, a piston ring material was used in which a Cr plating layer with a thickness of 150 μm was formed on the sliding surface. As is clear from FIG. 9, when the piston ring material plated with Cr is used, the cylinder material wears out significantly as the surface pressure increases, whereas when the piston ring material of the example of the present invention is used, The surface pressure is within the range used by high-output engines.
It can be seen that the amount of wear on the cylinder material is lower than the standard line even when the value increases to 0.4 to 0.5 Kg/ mm2 . In addition, while using the cylinder material having the above-mentioned basic composition, using a piston ring material having a composite sprayed layer or a Cr plating layer having various compositions as shown in Table 2 below on the sliding contact surface, the above-mentioned fourth Similar to the above test, the wear amount of the piston ring material was measured by changing the surface pressure between the cylinder material and the piston ring material, and the results were as shown in FIG. 10.

【表】 この第10図から明らかなように、本発明例の
ピストンリング材(試料No.R1)を使用したとき
には、面圧が0.4〜0.5Kg/mm2と高くなつてもピス
トンリング材は基準値を越えて摩耗しないことが
判る。よつて、これらのテスト結果から、本発明
例のピストンリング材は高出力エンジンに良好に
適用できることになる。 また、上記の基本組成のシリンダ材を用いる一
方、上記面圧に対するピストンリング材の摩耗量
のテストと同じ構成のピストンリング材(表2参
照)を用いて、スカツフ限界値を測定したとこ
ろ、第11図に示すような測定結果を得た。 この第11図から明らかなように、本発明例の
ピストンリング材(試料No.R1)を使用したとき
のスカツフ限界値は限界ラインよりも上昇するこ
とが判る。 また、上記した基本組成のシリンダ材を用いる
一方、摺接面に、本発明に係る複合溶射層または
比較例としての種々の溶射層もしくはめつき層を
形成してなるピストンリング材を用いて、シリン
ダ材およびピストンリング材の各摩耗量を測定し
たところ、その結果は第12図のようになつた。
また、このテストと同じ構成の試料によりスカツ
フ限界値を測定した結果は第13図に示すように
なつた。 この第12図および第13図から明らかなよう
に、本発明に係るピストンリング材によれば、シ
リンダ材およびピストンリング材の各耐摩耗性な
らびに耐スカツフ性を共に向上できることが判
る。 最後に、上記の基本組成のシリンダ材を用いる
一方、摺接面に、CrOが92重量%、SiO2が5重量
%、TiO2が3重量%の組成を持つ複合溶射層を
形成するとともに、表面に、上記実施例で説明し
た如きNi−F複合メツキ層(F粒子の含有率は
30容量%、層厚は15μ)を形成してなピストンリ
ング材を用い、該ピストンリング材をシリンダ材
に面圧0.4Kg/mm2で摺接させて摩擦距離に対する
シリンダ材の摩耗量を測定したところ、第14図
に示すような結果が得られた。尚、比較例とし
て、上記Ni−F複合メツキ層の形成されていな
いピストンリング材を用いた。 この第14図から明らかなように、ピストンリ
ング材にNi−F複合メツキ層が形成されていな
いときには、摩擦距離が比較的短い間にシリンダ
材の摩耗量が増大するのに対し、複合メツキ層が
形成されているときには、メツキ層がスムーズに
摩耗して初期なじみ性が良くなり、シリンダ材の
摩耗量全体的に少なくなることが判る。
[Table] As is clear from Fig. 10, when the piston ring material of the present invention example (sample No. It can be seen that the wear does not exceed the standard value. Therefore, from these test results, the piston ring material of the example of the present invention can be satisfactorily applied to high-output engines. In addition, while using the cylinder material with the above basic composition, we also measured the scuff limit value using the same piston ring material (see Table 2) as used in the test for the amount of wear of the piston ring material against the above surface pressure. The measurement results shown in Figure 11 were obtained. As is clear from FIG. 11, when the piston ring material according to the present invention (sample No. R 1 ) is used, the scuff limit value rises above the limit line. Further, while using the cylinder material having the basic composition described above, using a piston ring material formed with the composite sprayed layer according to the present invention or various sprayed layers or plating layers as comparative examples on the sliding surface, When the amount of wear of the cylinder material and piston ring material was measured, the results were as shown in FIG. 12.
Further, the scathing limit value was measured using a sample having the same configuration as in this test, and the results were as shown in FIG. 13. As is clear from FIGS. 12 and 13, the piston ring material according to the present invention can improve both the wear resistance and scuff resistance of the cylinder material and piston ring material. Finally, while using the cylinder material with the above basic composition, a composite sprayed layer having a composition of 92% by weight of CrO, 5% by weight of SiO 2 and 3% by weight of TiO 2 is formed on the sliding surface, and On the surface, a Ni-F composite plating layer (the content of F particles is
Using a piston ring material with a layer thickness of 30% by volume and a layer thickness of 15μ, the piston ring material was brought into sliding contact with the cylinder material at a surface pressure of 0.4Kg/ mm2 , and the amount of wear on the cylinder material was measured against the friction distance. As a result, the results shown in FIG. 14 were obtained. As a comparative example, a piston ring material without the Ni-F composite plating layer was used. As is clear from FIG. 14, when the Ni-F composite plating layer is not formed on the piston ring material, the amount of wear of the cylinder material increases while the friction distance is relatively short, whereas the amount of wear on the cylinder material increases while the friction distance is relatively short. It can be seen that when this is formed, the plating layer wears smoothly, the initial conformability improves, and the amount of wear of the cylinder material decreases overall.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は
要部断面図、第2図はエンジンの初期なじみの状
態を示す要部断面図、第3図は初期なじみを略完
了した後のピストンリングの要部拡大断面図、第
4図は耐摩耗性評価テスト装置の概略説明図、第
5図は耐スカツフ性評価テスト装置の概略説明
図、第6図はTiO2の組成比率に対するスカツフ
限界値およびピストンリング摩耗量の変化を示す
説明図、第7図はS1O2の組成比率に対するシリ
ンダおよびピストンリング摩耗量の変化を示す説
明図、第8図はシリンダ硬度に対するシリンダお
よびピストンリング摩耗量の変化を示す説明図、
第9図は面圧に対するシリンダ摩耗量の変化を示
す説明図、第10図は面圧に対するピストンリン
グ摩耗量の変化を示す説明図、第11図はスカツ
フ限界値を本発明例と比較例との間で比較して示
す説明図、第12図はシリンダおよびピストンリ
ング摩耗量を本発明例と比較例との間で比較して
示す説明図、第13図は本発明例のスカツフ限界
値を他の一般的な例と比較して示す説明図、第1
4図はNi−F複合メツキ層の有無の違いによる
シリンダ摩耗量の変化を示す説明図である。 1……シリンダ、1a……内壁面、2……ピス
トン、4………ピストンリング、4a……摺接
部、6……複合溶射層、7……複合メツキ層。
The drawings show an embodiment of the present invention; FIG. 1 is a cross-sectional view of the main part, FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part showing the initial break-in state of the engine, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part after the initial break-in is almost completed. An enlarged cross-sectional view of the main parts of a piston ring, Fig. 4 is a schematic explanatory diagram of the wear resistance evaluation test device, Fig. 5 is a schematic explanatory diagram of the scuff resistance evaluation test device, and Fig. 6 is a diagram showing the scuff resistance against the TiO 2 composition ratio. An explanatory diagram showing changes in limit values and piston ring wear amount. Fig. 7 is an explanatory diagram showing changes in cylinder and piston ring wear amount with respect to the composition ratio of S 1 O 2. Fig. 8 is an explanatory diagram showing changes in cylinder and piston ring wear amount with respect to cylinder hardness. Explanatory diagram showing changes in wear amount,
Fig. 9 is an explanatory diagram showing changes in cylinder wear amount with respect to surface pressure, Fig. 10 is an explanatory diagram showing changes in piston ring wear amount with respect to surface pressure, and Fig. 11 is an explanatory diagram showing changes in scuff limit value between the present invention example and comparative example. Fig. 12 is an explanatory drawing showing a comparison between the cylinder and piston ring wear amount between the inventive example and the comparative example, and Fig. 13 is an explanatory drawing showing the scuff limit value of the inventive example. Explanatory diagram showing comparison with other general examples, 1st
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the change in the amount of cylinder wear depending on the presence or absence of the Ni-F composite plating layer. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Cylinder, 1a... Inner wall surface, 2... Piston, 4... Piston ring, 4a... Sliding contact part, 6... Composite thermal spray layer, 7... Composite plating layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 エンジンのシリンダと、該シリンダ内を往復
動するピストンの外周に装着され、シリンダ内壁
面に摺接するピストンリングとの組み合せ構造で
あつて、上記シリンダはHv170〜270の硬度を有
する合金鋳鉄材よりなり、一方、ピストンリング
の摺接部には、CrOが88〜95重量%、SiO2が3〜
7重量%、TiO2が2〜5重量%の組成よりなる
複合溶射層が設けられていることを特徴とするエ
ンジンのシリンダとピストンリングの組み合せ構
造。
1 A combination structure of an engine cylinder and a piston ring that is attached to the outer periphery of a piston that reciprocates within the cylinder and makes sliding contact with the inner wall surface of the cylinder, and the cylinder is made of alloy cast iron material having a hardness of Hv170 to 270. On the other hand, the sliding contact area of the piston ring contains 88 to 95% by weight of CrO and 3 to 3% by weight of SiO2.
A combination structure of an engine cylinder and a piston ring, characterized in that a composite sprayed layer is provided with a composition of 7% by weight and 2 to 5% by weight of TiO2 .
JP59073214A 1984-04-11 1984-04-11 Combination structure of engine cylinder and piston ring Granted JPS60216051A (en)

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