活塞环
阅读：897发布：2020-05-11
专利汇可以提供活塞环专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 活塞 环，其能够同时满足耐磨损性、气密性乃至防漏油性，并且在该 活塞环 的滑动面上不产生擦伤或磨损，因此，不会使作为配合件的缸体内周面损伤或磨损，另外，其自身也不会异常磨损。在外周具有滑动面的活塞环中，在所述活塞环的垂直于径向的截面中，所述滑动面由占据自一端起的规定区域的第一滑动面和占据从所述第一滑动面的端部到另一端的区域的第二滑动面构成，所述第一滑动面由硬质覆膜形成，所述第二滑动面不由硬质覆膜形成，并且所述第二滑动面设置在比将所述第一滑动面向另一端方向延长的假想线更向内侧偏移的 位置 。，下面是活塞环专利的具体信息内容。
1.一种活塞环，在外周具有滑动面，所述活塞环的特征在于，
在所述活塞环的垂直于径向的截面中，所述滑动面由占据自上端起的规定区域的第一滑动面和占据从所述第一滑动面的端部到下端的区域的第二滑动面构成，所述第一滑动面的长度(m)为全长的75～95％，所述第二滑动面的长度(n)为全长的
5～25％，
所述第一滑动面由硬质覆膜形成，
所述第二滑动面不由硬质覆膜形成，
所述第二滑动面设置在比将所述第一滑动面向另一端方向延长的假想线更向内侧偏移的位置，
偏移的量(f)为1～20μm，
所述第一滑动面通过在活塞环的母材上形成凹部并在该凹部设置硬质覆膜而形成，在活塞环的垂直于径向的截面中，所述凹部由第一面和第二面构成，所述第一面以与活塞环外周面平行的方式从母材的上下表面中的任一表面向另一表面延伸，所述第二面从所述第一面的一端向活塞环外周面延伸，
形成所述凹部的第二面和活塞环外周面以10～30°角度相接，
所述活塞环的外周的形状为筒面形状或偏心筒面形状，
所述活塞环为顶环。
2.如权利要求1所述的活塞环，其特征在于，形成所述第一滑动面的硬质覆膜为由PVD法形成的Cr－N系或Cr－B－N系的覆膜。
3.如权利要求1所述的活塞环，其特征在于，所述第二滑动面由活塞环的母材形成。
活塞环
技术领域
背景技术
[0002] 通常，在内燃机用的活塞中，安装有压力环和油环作为活塞环。该压力环具有防止高压燃烧气体从燃烧室侧向曲轴室侧流出的现象（渗漏）的功能。另一方面，油环主要具有抑制缸内壁的多余润滑油从曲轴室侧向燃烧室侧侵入而被消耗的现象（经由活塞环的油损）的功能。并且，作为现有的标准活塞环的组合，公知一种由顶环及次环构成的两个压力环和一个油环共计三个活塞环的组合。
[0003] 近年来，随着内燃机的轻量化和高输出化，对活塞环的品质要求越来越高。
[0004] 在此，要求内燃机用活塞环所具有的性能之一为耐磨损性。作为提高该耐磨损性的方式，目前在活塞环外周的滑动面通过氮化处理形成氮化层，或者使用PVD等形成硬质覆膜。
[0005] 另一方面，也要求内燃机用活塞环具有用于抑制所述经由活塞环的油损的防漏油性（油かき性）。作为提高该防漏油性的方式，需要使活塞环的主要位于下表面侧的边缘部形成得尖锐。
[0006] 但是，在要同时满足上述两个要求的情况下，在活塞环外周的滑动面形成硬质覆膜并使该硬质覆膜的边缘部分形成得尖锐，但这样的话，形成于滑动面的硬质覆膜由于“质硬”而具有容易缺损的性质，因此导致该边缘部分尤其容易缺损。
[0008] 专利文献1：（日本）特表2007－520666号公报
[0009] 根据上述专利文献1的活塞环，的确能够同时满足活塞环所要求的上述两个性能（耐磨损性及防漏油性）。
[0010] 但是，在专利文献1的活塞环中，由于活塞环母材和比其硬的硬质覆膜存在于同一滑动面上，故而这些硬度不同的滑动面同时与缸体的内周面接触。于是，由于滑动特性的差异而在相对较软的活塞环母材上产生纵向擦伤或磨损，由此，在缸体内周面产生擦伤或使磨损加剧，进而导致活塞环自身异常磨损。
发明内容
[0011] 本发明是鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种活塞环，其能够同时满足耐磨损性、气密性乃至防漏油性，并且在该活塞环的滑动面上不产生擦伤或磨损，因此，不会使成为配合件的缸体内周面损伤或磨损，另外，其自身也不会异常磨损。
[0012] 为了解决上述课题，本发明的活塞环，在外周具有滑动面，所述活塞环的特征在于，在所述活塞环的垂直于径向的截面中，所述滑动面由占据自一端起的规定区域的第一滑动面和占据从所述第一滑动面的端部到另一端的区域的第二滑动面构成，所述第一滑动面由硬质覆膜形成，所述第二滑动面不由硬质覆膜形成，所述第二滑动面设置在比将所述第一滑动面向另一端方向延长的假想线更向内侧偏移的位置。
[0013] 另外，在上述方案中，优选的是，所述第一滑动面通过在活塞环的母材上形成凹部并在该凹部设置硬质覆膜而形成，在活塞环的垂直于径向的截面中，所述凹部由第一面和第二面构成，所述第一面以与活塞环外周面平行的方式从母材的上下表面中的任一表面向另一表面延伸，所述第二面从所述第一面的一端向活塞环外周面延伸，形成所述凹部的第二面和活塞环外周面以10~30°角度相接。
[0014] 另外，在上述方案中，优选的是，形成所述第一滑动面的硬质覆膜为由PVD法形成的Cr－N系或Cr－B－N系的覆膜。
[0015] 另外，在上述方案中，优选的是，所述第二滑动面由活塞环的母材形成。
[0016] 另外，在上述方案中，优选的是，外周的形状为筒面形状或偏心筒面形状。
[0017] 根据本发明，在外周具有滑动面的活塞环中，由于该滑动面由第一滑动面和第二滑动面构成，该第一滑动面由硬质覆膜构成，该第二滑动面不由硬质覆膜构成，故而对活塞环而言，能够通过该第一滑动面实现“耐磨损性”，并且能够通过该第二滑动面来确保“气密性以及防漏油性”，另外，由于该第二滑动面设置在比将第一滑动面向另一端方向延长的假想线更向内侧偏移的位置，故而能够防止硬度不同的两个滑动面同时与缸体内周面接触，因此，能够防止在硬度比第一滑动面低的第二滑动面产生擦伤或磨损。由此，不会使成为配合件的缸体内周面损伤或磨损，另外，活塞环自身也不会异常磨损。
[0018] 另外，通过将活塞环的母材的外周面即形成有硬质覆膜的凹部的形状形成为规定形状，母材与硬质覆膜的边界部分成为“平缓的”倾斜面（10~30°），其结果是，能够防止应力集中在硬质覆膜的一处，从而防止该硬质覆膜自身从母材剥离。
[0019] 另外，通过使第二滑动面处于偏移的位置，该偏移的部分也能够作为适当的贮油部而起作用，由此能够降低活塞环滑动面整体的磨损量。
[0020] 另外，若考虑第二滑动面占整个滑动面的比例以及偏移的量，则不能够产生增大渗漏之类的缺点。
[0021] 另外，在本申请发明中，形成第一滑动面的硬质覆膜的材质为由PVD法形成的Cr－N系、或Cr-B－N系的覆膜，由此能够充分满足活塞环要求的耐磨损性，并且也能够提高与母材的紧密贴合性，能够防止剥离。
[0022] 另外，在本申请发明中，通过由活塞环的母材形成所述第二滑动面，容易使该第二滑动面的端部形成尖锐形状，能够提高成品率。
[0024] 图1（a）是表示本发明的活塞环的一部分垂直于径向的截面的立体图，图1（b）是图1（a）的截面的放大图，图1（c）是图1（b）的进一步放大图；
[0025] 图2是表示制造方法的一个例子的工序图；
[0026] 图3（a）及图3（b）是表示本发明的活塞环的其他例子的剖面图；
[0027] 图4（a）及图4（b）是将本发明的活塞环适用于油环的情况下的剖面图；
[0028] 图5是剥离试验（扭转试验）的说明图；
[0029] 图6是表示漏气量、耗油量以及磨损量的图。
[0030] 附图标记说明
[0031] 1：活塞环
[0032] 2：母材
[0033] 3：硬质覆膜
[0034] 4：氮化扩散层
[0035] 5：接合口
[0036] 10：滑动面
[0037] 21：凹部
[0038] m：第一滑动面
[0039] n：第二滑动面
[0040] S：假想线
具体实施方式
[0041] 以下，使用附图对本发明的活塞环进行具体说明。
[0042] 图1（a）是表示本发明的活塞环的一部分垂直于径向的截面的立体图，图1（b）是图1（a）的截面的放大图，图1（c）是图1（b）的进一步放大图。另外，在本发明的活塞环中形成有图1未图示的接合口部。
[0043] 如图1（a）~图1（c）所示，本发明的活塞环1在外周具有滑动面10。
[0044] 如图1（b）及图1（c）所示，在观察活塞环的垂直于径向的截面的情况下，滑动面10由占据自一端（图1中为上端）起的规定区域的第一滑动面m和占据从所述第一滑动面m的端部到另一端（图1中为下端）的区域的第二滑动面n构成。并且，第一滑动面m由硬质覆膜3形成，而在第二滑动面n不存在硬质覆膜3，在图1所示的实施方式中，活塞环母材
2直接露出。另外，第二滑动面n的特征在于：设置在比将第一滑动面m向另一端方向（图
1中为下端方向）延长的假想线S更向内侧（图1（c）所示的活塞环的内周面侧）偏移的位置。
2直接露出。另外，第二滑动面n的特征在于：设置在比将第一滑动面m向另一端方向（图
1中为下端方向）延长的假想线S更向内侧（图1（c）所示的活塞环的内周面侧）偏移的位置。
[0045] 根据这样的本发明的活塞环，其滑动面10由第一滑动面m和第二滑动面n构成，该第一滑动面m由硬质覆膜3构成，该第二滑动面n不是硬质覆膜（活塞环母材2露出），故而对活塞环1而言，能够通过该第一滑动面m实现“耐磨损性”，并且能够通过该第二滑动面n确保“气密性以及防漏油性”。另外，该第二滑动面n由于处于比将第一滑动面m向下端方向延长的假想线S更向内侧偏移的位置，故而能够防止硬度不同的两个滑动面（m、n）同时与缸体内周面接触，故而能够防止在硬度比第一滑动面m低的第二滑动面n产生擦伤或磨损。由此，不会使作为配合件的缸体内周面损伤或磨损，进而，活塞环自身也不异常磨损。
[0046] 以下，对构成上述本发明的活塞环1的母材2进行说明。
[0047] 关于母材2的材质，不特别限定，可以使用任何材质。例如，作为其材质，主要可以使用钢（钢材），另外作为不锈钢，可使用以JIS规格表示的SUS440、SUS410、SUS304等、或者8Cr钢、10Cr钢、SWOSC－V、SWRH材料等。
[0048] 接着，对第一滑动面m进行说明。
[0049] 第一滑动面m是在活塞环1的滑动面中占据自其一端（图1中为上端）起规定区域的部分，由硬质覆膜3形成。
[0050] 在此，第一滑动面m通过在活塞环母材2的将成为第一滑动面的部分设置凹部21并在该凹部21设置硬质覆膜3而形成。
[0051] 对该凹部21的形状没有特别限定，但如图1（c）所示，优选的是，在第一滑动面m的端部，凹部21的深度h（＝硬质覆膜3的厚度）逐渐变浅（减薄）。更具体地说，如图1（c）所示，优选的是，在观察活塞环的垂直于径向的截面的情况下，在母材2以如下方式形成凹部21，即凹部21由从母材的上表面朝向下表面（反之亦可）且与活塞环外周面Z平行地延伸的第一面X和从所述第一面X的一端X1向活塞环外周面Z延伸的第二面Y构成，并且该第二面Y和活塞环的外周面Z（形成于凹部21的硬质覆膜3的表面）以10~30°的角度相接（参照图1（c）的符号α）。通过形成这样的形状，能够防止硬质覆膜3从活塞环母材2剥离。
[0052] 另外，本发明对于凹部21的深度h（＝硬质覆膜3的厚度）不作特别限定，但考虑到设于凹部21且作为第一滑动面m起作用的硬质覆膜3的性能以及制造成本等，优选为1~70μm左右，特别优选10~60μm。若小于1μm，则存在因磨损而使覆膜消失且耐久性变差的问题，若超过70μm，则在制造上耗费时间，在成本方面是不理想的。另外，如上所述，凹部21的深度h最终为形成于该部分的硬质覆膜3的厚度。
[0053] 本发明对于第一滑动面m占整个活塞环滑动面10的比例（即，设于活塞环母材2的凹部21的轴向长度）未作特别限定。但是，为了使活塞环1具有耐磨损性，需要在其滑动面10充分地形成硬质覆膜3，另一方面，与该第一滑动面分别形成的第二滑动面n（后面进行详细说明）的作用是使边缘尖锐化并提高气密性以及防漏油性，故而第一滑动面m所占的比例（凹部21的长度）优选为活塞环的截面全长的75~95％左右。因此，第二滑动面n占整个滑动面的比例为全长的5~25％。若第二滑动面n占整个滑动面的比例小于5％，则存在容易产生缺损及剥离的问题，而若第二滑动面n占整个滑动面的比例超过25％，则没有硬质覆膜3（第一滑动面m）的部分较多，存在耐磨损性差之类的问题。
[0054] 在此，优选的是，活塞环母材2至少对下表面24进行氮化处理，而且，在此基础上，也可以对上表面22、内周面23进行氮化处理。这是因为，能够进一步提高活塞环的耐磨损性，并且无需后处理，能够简化制造工序。
[0055] 作为该氮化处理，不作特别限定，但可以例举盐浴软氮化处理、气体氮化处理、气体软氮化处理、离子氮化处理等作为具体例子。优选的是，利用氮化处理将维氏硬度（HV）为700以上的氮化层作为氮化扩散层并使该氮化扩散层的厚度为1~40μm，特别优选的是，厚度为10~20μm。
[0056] 接着，对形成第一滑动面的硬质覆膜3进行说明。
[0057] 对硬质覆膜3的材质不作特别限定，只要是能够提高该硬质覆膜3的效果、即活塞环的耐磨损性的覆膜，换言之只要是材质比活塞环母材2硬的覆膜即可，能够适当选择使用以往使用的各种硬质覆膜。
[0060] 优选的是，Cr-N系硬质覆膜3为由Cr、CrN、Cr2N构成的覆膜，Cr为0.5~15.5质量％，CrN为45.0~98.0质量％，Cr2N为剩余部分。
[0061] 另一方面，Cr-B－N系硬质覆膜3优选的是，B含有量为0.05~20质量％。通过将B含于Cr－N合金中而形成的该硬质覆膜在耐磨损性以及耐擦伤性方面表现优良，特别在防侵蚀性方面表面优良。在B含有量小于0.05质量％时，不能够得到耐划痕性以及防侵蚀性所期待的效果。若B含有量超过20质量％，则硬质覆膜3的内部应力提高，韧性降低，在覆膜产生裂痕以及层间剥离等，不能够发挥作为活塞环的作用。特别优选的是，构成Cr-B－N系硬质覆膜3的B含有量处于1~3质量％的范围内，优选的是，构成Cr－B－N系硬质覆膜3的N含有量处于4.0~34.0重量％的范围内，剩余部分为Cr。
[0062] 接着，对本发明的活塞环1的第二滑动面n进行说明。
[0063] 该第二滑动面n如上所述，以使活塞环1具有“气密性以及防漏油性”为目的。因此，优选的是，第二滑动面n的端部n1（另一端，在图1中为下端）构成一定程度的尖锐形状。
[0064] 另外，第二滑动面n与上述第一滑动面m不同，其不由硬质覆膜形成，如图1所示，由活塞环母材2自身形成。换言之，处于使活塞环母材露出的状态。这样，通过将活塞环母材2自身作为第二滑动面n，即便使其端部n1形成为尖锐形状，在该部分也不产生缺损等破损。
[0065] 另外，第二滑动面n的特征在于：处于比将上述第一滑动面向另一端方向（在图1中为下端方向）延长的假想线S更向内侧偏移的位置，但是对该偏移的量（图1（c）的附图标记f）不作特别限定。偏移的量f过大时，由于恐怕会从该部分产生渗漏，故而该偏移的量优选例如为1~20μm左右，特别优选为1~10μm左右。若偏移的量f超过20μm，则在将活塞环组装于活塞的环槽时产生勾挂（引つかかり）而在滑动面产生缺损的可能性增加。另一方面，通过使偏移量f为10μm以下，能够将渗漏抑制得低，进而能够使其稳定且不易产生勾挂。另外，通过使偏移量f为1μm以上，能够防止第二滑动面n的强烈冲撞，防止局部的磨损。
[0066] 另外，出于同样的观点，需要对第二滑动面n占整个滑动面（轴向）的比例（全长的5~25％）也作考虑，例如优选设计为0.1~1.0mm左右，更优选设计为0.2~0.5mm左右。
[0067] 另外，对于该第二滑动面n而言，如上所述，可以使活塞环母材2自身露出而形成，也可以对该滑动面进行上述的氮化处理。
[0068] 接着，对本发明的活塞环的制造方法进行说明。
[0069] 对制造方法不作特别限定，只要使作为最终产品的活塞环1具有上述说明的各特征即可，可以使用任意制造方法。
[0070] 图2是表示制造方法的一个例子的工序图。
[0071] 如图2（a）所示，准备设有凹部21的活塞环母材2，该凹部21用于形成将成为第一滑动面m的硬质覆膜3。在此，凹部21的深度H比作为最终产品的活塞环1的凹部21的深度（图1（c）的附图标记h）深。换言之，凹部21的深度H比最终应形成于凹部21的硬质覆膜3的膜厚深。另外，该凹部21的形成方法只要适当选择并采用切削、磨削、研磨乃至由线材预先成形等公知的技术即可。
[0072] 接着，如图2（b）所示，在母材2的整个外周面形成硬质覆膜3。形成的硬质覆膜3的膜厚为最终产品的活塞环1所需的膜厚。另外，在硬质覆膜3的形成方法中，如前所述，可以使用各种PVD法。
[0073] 接着，如图2（c）所示，将形成于母材2的下表面侧的凸部分（图中斜线的部分）沿形成于母材2的凹部21的硬质覆膜3的表面研磨除去。此时，作为研磨材料，使用硬质粒子（例如Al2O3、SiC、金刚石等研磨材料），通过与外周面平行地研磨，与硬质覆膜3相比，稍微多地研磨比硬质覆膜3软的活塞环2。
[0074] 其结果是，在如图2（d）所示的偏移位置完成第二滑动面，从而能够形成本发明的活塞环1。
[0075] 另外，如果在该状态下进行氮化处理，则如图2（e）所示，在活塞环母材2形成氮化扩散层。
[0076] 根据图2所示的方法，在母材2的整个外周面形成硬质覆膜3之后，通过将不需要部分除去，最终能够使母材2在规定部分（下表面侧的边缘部分）露出，故而在通过PVD法形成硬质覆膜3的情况下，也无需使用掩模等，能够比较简单且低成本地制造本发明的活塞环。
[0077] 图3（a）及图3（b）是表示本发明的活塞环的其他例子的剖面图。
[0078] 如图3（a）所示，在本申请发明的活塞环中，也能够将其滑动面10的形状形成为筒面形状，如图3（b）所示，也能够将其滑动面10的形状形成为偏心筒面形状。通过形成筒形，能够一边进行油膜润滑一边防止自外周面（滑动面）漏气。
[0079] 在该情况下，通过使第二滑动面比假想线S更向内侧偏移，从而形成本发明的活塞环，该假想线S是将原本呈筒面形状的第一滑动部m延长而得到的线。
[0080] 另外，在活塞环的外周面为筒面形状或偏心筒面形状的情况下，外周面Z为曲面形状，使用在第一滑动面m与第二滑动面n的边界点引出的切线能够求出图1所示的α。
[0081] 本发明的活塞环不仅用于作为所谓的压力环起作用的顶环，也能够用于作为相同的压力环的次环，另外，本发明也可适用于油环。
[0082] 图1及图2是所谓的压力环的例子，在该情况下，如图所示，优选的是，在活塞环的上表面侧形成硬质覆膜3而作为第一滑动面，将下表面侧作为第二滑动面n。在压力环中，在下表面侧的边缘部分不形成硬质覆膜3，通过使母材2露出而能够防止缺损和剥离。
[0083] 图4（a）、（b）是将本发明的活塞环适用于油环时的剖面图。
[0084] 在由螺旋胀圈（コイルエキスパンダ）（未图示）和油环主体1构成的双油环中，如图4（a）所示，与上下两个滑动面一同，在上表面侧形成硬质覆膜3而作为第一滑动面m，并且将下表面侧作为第二滑动面n。在该情况下，油溢出的方向为油环主体1的下方。
[0085] 另一方面，如图4（b）所示，对于上侧的滑动面而言，也可以在上表面侧形成硬质覆膜3而作为第一滑动面m，并且将下表面侧作为第二滑动面n，对于下侧的滑动面而言，在下表面侧形成硬质覆膜3而作为第一滑动面m，将上表面侧作为第二滑动面n。在该情况下，油溢出的方向为活塞环主体1的中央部。
[0086] 实施例
[0087] 使用实施例对本发明的活塞环进行更具体的说明。
[0088] （实施例1~12）
[0089] 使用通过所述图2说明的方法制造图1所示的活塞环（油环）。
[0090] 在此，作为母材2，使用以JIS规格表示的SUS440B。
[0091] 另外，作为硬质覆膜3，采用由离子电镀法形成的Cr-B－N（实施例1~6）以及Cr－N（实施例7~12）。
[0092] 制造的活塞环的尺寸如下：直径为115mm，轴向宽度h1为3.0mm，径向宽度a1为3.95mm。另外，在活塞环外周滑动面的下部（边缘部分）露出的母材的长度n为0.2~0.5mm。
[0093] 在这样的实施例1~12中，构成形成于母材2的凹部21的第二面Y与活塞环外周面Z所成的角α的值如以下的表1所示。另外，以能够观察活塞环轴向截面的方式切开活塞环，并对截面进行研磨而使其镜面化，在放大为100倍的视野下对该第二面Y与活塞环外周面Z所成的角α进行确认。另外，在这些实施例中，如以下的表1所示，母材中的未形成有硬质覆膜3的部分，存在进行氮化处理和未进行氮化处理的情况。
[0094] 对氮化处理而言，使用气体氮化法形成10~20μm厚度的氮化扩散层。
[0095] （比较例1~4）
[0096] 以与所述实施例相同的要点，制造比较例的活塞环，该比较例的活塞环使构成形成于母材2的凹部21的第二面Y与活塞环外周面Z所成的角α的值为30°，并且使第二滑动面的偏移量f为零。具体如表1所示。
[0097] （现有例1~2）
[0098] 以与上述实施例相同的要点制造在母材2的整个外周面形成有硬质覆膜3的现有例。具体如表1所示。
[0099] 〔剥离试验〕
[0100] 使用图5所示的扭转剥离试验机40进行扭转试验。
[0101] 在扭转试验中，利用夹持件41a、41b夹持活塞环1的接合口5的相对的接合口端部，固定夹持件41a，使夹持件41b在活塞环1的径向上以接合口的相反侧6为轴如点划线所示地旋转，将活塞环1以规定的扭转角度扭转。扭转角度设定为90°。在扭转后，将该活塞环1的接合口相反侧6切断，通过目视观察切断面（截面）中的覆膜层是否从环母材剥离。观察的结果，将完全没有龟裂或剥离的情况记为“Ο”，将龟裂或剥离即便是轻微但能够确认的情况设为“×”。进行剥离试验的是实施例1、4、5、7、10、11、比较例1~4以及现有例1。
[0102] 其结果表示在以下的表1中。
[0103] 〔表1〕
[0104]α n(mm) f(μm) 覆膜 母材的表面处理 剥离试验结果
实施例1 10 0.3 6 Cr－B－N 无 ○
实施例2 10 0.4 3 Cr－B－N 氮化层 -
实施例3 15 0.4 4 Cr－B－N 氮化层 -
实施例4 20 0.3 5 Cr－B－N 无 ○
实施例5 30 0.5 10 Cr－B－N 无 ○
实施例6 30 0.5 2 Cr－B－N 氮化层 -
实施例7 10 0.2 5 Cr－N 无 ○
实施例8 10 0.3 4 Cr－N 氮化层 -
实施例9 15 0.3 3 Cr－N 氮化层 -
实施例10 20 0.3 5 Cr－N 无 ○
实施例11 30 0.4 7 Cr－N 无 ○
实施例12 30 0.3 3 Cr－N 氮化层 -
比较例1 30 0.5 0 Cr－B－N 无 ○
比较例2 30 0.8 0 Cr－B－N 无 ○
比较例3 30 0.5 0 Cr－B－N 氮化层 ○
比较例4 30 0.8 0 Cr－B－N 氮化层 ○
现有例1 - - - Cr－B－N 无 ○
现有例2 - - - Cr－B－N 氮化层 -
实施例1 10 0.3 6 Cr－B－N 无 ○
实施例2 10 0.4 3 Cr－B－N 氮化层 -
实施例3 15 0.4 4 Cr－B－N 氮化层 -
实施例4 20 0.3 5 Cr－B－N 无 ○
实施例5 30 0.5 10 Cr－B－N 无 ○
实施例6 30 0.5 2 Cr－B－N 氮化层 -
实施例7 10 0.2 5 Cr－N 无 ○
实施例8 10 0.3 4 Cr－N 氮化层 -
实施例9 15 0.3 3 Cr－N 氮化层 -
实施例10 20 0.3 5 Cr－N 无 ○
实施例11 30 0.4 7 Cr－N 无 ○
实施例12 30 0.3 3 Cr－N 氮化层 -
比较例1 30 0.5 0 Cr－B－N 无 ○
比较例2 30 0.8 0 Cr－B－N 无 ○
比较例3 30 0.5 0 Cr－B－N 氮化层 ○
比较例4 30 0.8 0 Cr－B－N 氮化层 ○
现有例1 - - - Cr－B－N 无 ○
现有例2 - - - Cr－B－N 氮化层 -
[0105] 〔真机试验〕
[0106] 在排气量为8000cc、孔径为φ115mm的串联6缸柴油机，对耗油量以及漏气量进行测定。另外，通过真机运转前后的轮廓测定第一压力环的下表面的磨损量。
[0107] 此时的活塞环的组合为，第一压力环由0.9（质量）％的C、0.4％的Si、0.3％的Mn、17.5％的Cr、1.1％的Mo、0.1％的V、0.01％的P、0.01％的S（相当于以JIS规定表示的SUS440B材料）构成并且环轴向宽度h1为3.0mm，环径向宽度a1为3.95mm，作为实施例3、实施例4、现有例1的规格，第二压力环形成为，由相当于10Cr钢材的材料构成，并且环轴向宽度h1为2.5mm，环径向宽度a1为4.3mm。油环形成为，由相当于以JIS规定表示的SUS410JI材料的材料构成，环轴向宽度h1为4.0mm，并且环径向宽度a1形成为，油环单体时为2.35mm，与螺旋胀圈组合时为4.35mm。
[0108] 真机试验使第二压力环以及油环的规格一定，仅改变第一压力环。第一压力环将外周滑动面形成为筒面形状，第二压力环将外周滑动面形成为锥形。
[0109] 作为具体的试验方法，在WOT（全负载）下的发动机转速为2200rpm时，将使用现有例1的压力环的漏气量、耗油量的数值作为1，将使用现有例2、实施例2、3、5、6的压力环的试验结果作为指数而求出。另外，关于磨损量，将使用现有例1的压力环的环下表面的磨损量的数值作为1，将使用实施例3、5、6的压力环的试验结果作为指数而求出。另外，其结果表示在图6中。
[0110] 由表1及图6可知，根据本发明的活塞环，与现有例相比，能够同时提高耐剥离性、耐磨损性、气密性以及防漏油性。
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