JP2004190105A

JP2004190105A - エンジン用の焼結部品及びその製造方法

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Publication number: JP2004190105A
Application number: JP2002360817A
Authority: JP
Inventors: Kinya Kawase; 欣也川瀬; Yoshinari Ishii; 義成石井; Shinichi Akiyama; 新一秋山
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】エンジン用焼結部品における表面の塗装において、低コストでできるエンジン用の焼結部品及びその製造方法を提供する。
【解決手段】金属粉の圧粉体を焼結したインジェクションホルダー本体１の表面２に、コーティング層６を該表面２の空隙３や微小凹部５へ侵入させてカチオン電着により設ける。カチオン塗料をエポキシ系とする。コーティング層６のインジェクションホルダー本体１の表面２の空隙３への侵入深さＡを５〜６０μｍ、膜厚Ｂを５０μｍ以下にする。金属粉の圧粉体を焼結したインジェクションホルダー本体１の表面２に微小な凹部５を形成した後に、コーティング層６を電着により設けるために、コーティング層６の表面付着強度を向上させることができ、さらに１回の工程で表面処理を行なってコストの低減を図ることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン用の焼結部品及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
焼結部品は、金属粉からなる原料粉末を成形型に充填した後、原料粉末を圧縮して圧粉体を成形し、その後所定の雰囲気ガス中で圧粉体を焼結して製作するものである。
【０００３】
そして、このような焼結部品は、エンジン用、例えばインジェクションのホルダーとしても使用されている。すなわち、エンジンシリンダー内に直接燃料をインジェクションを介して噴射させる直噴式エンジンにおいては、インジェクションをエンジンに対して正確に取り付ける必要があるので、インジェクションを二股形状のホルダーによってエンジンに固定している。このようなホルダーは鉄系の原料粉末を成形、焼結して形成することができるが、比較的高温で外気にさらされる条件下で使用されるものであったので、防錆のために表面処理を行なう必要があった。
【０００４】
ところで、焼結磁石などのモータ用部品において、その表面を電着被膜により被覆すると共に、該電着被膜を、水溶液中のＳｎ成分を１２ｐｐｍ以下に抑制した電着塗料により形成することにより、ハードディスク等の周辺機器への悪影響を防止するものが公知である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２６５９９４号公報（段落0007，0012）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
焼結部品の表面処理に関して、前記従来の文献においては、前記焼結磁石などのモータ用部品において、その表面を電着被膜により被覆するものであるが、このような焼結磁石においては、気孔率が２％以下であったため、封孔処理なしで表面処理をすることができる。したがって焼結品本体の表面に水が侵入して焼結品の内部腐食の虞は少ない。しかしながら、気孔率が低い焼結磁石などと異なり、主として汎用部品のような焼結品においては気孔率は低くなく、このために従来の腐食対策のための表面処理は、樹脂含浸による封孔処理の後にメッキを施すというものであるので、工程が複雑となり、コスト低減に限界があった。
【０００７】
そこで、本発明は、耐食性に優れた焼結品の表面処理を安価に形成できるエンジン用の焼結部品及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、鉄系金属粉の圧粉体を焼結した焼結部品本体の表面に、該表面の空隙へ侵入させてコーティング層を設けることを特徴とするエンジン用の焼結部品である。
【０００９】
この請求項１の構成によれば、前記表面側においてコーティング層が空隙に侵入して設けられる。
【００１０】
請求項２の発明は、前記コーティング層の前記焼結部品本体表面の空隙への侵入深さを５〜６０μｍとすることを特徴とする請求項１記載のエンジン用の焼結部品である。
【００１１】
この請求項２の構成によれば、コーティング層の前記空隙への侵入深さを５〜６０μｍとすることで、空隙を封孔し、欠陥のないコーティング層を設けることができる。
【００１２】
請求項３の発明は、前記コーティング層の前記焼結部品本体表面上の膜厚を５０μｍ以下に形成することを特徴とする請求項１又は２記載のエンジン用の焼結部品である。
【００１３】
この請求項３の構成によれば、膜厚を５０μｍ以下の薄くすることによって、厚塗りせずともコーティング層を強固に表面に付着させることができる。
【００１４】
請求項４の発明は、前記コーティング層をカチオン電着により設けると共に、カチオン塗料をエポキシ系としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジン用の焼結部品である。
【００１５】
この請求項４の構成によれば、電流の流れる表面の空隙にエポキシ系塗料を侵入させることができる。
【００１６】
請求項５の発明は、前記焼結部品本体の表面に、微小な凹部を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンジン用の焼結部品である。
【００１７】
この請求項５の構成によれば、微小な凹部にコーティング層が侵入することで、コーティング層の表面への付着強度を向上することができる。
【００１８】
請求項６の発明は、金属粉の圧粉体を焼結した焼結部品本体の表面に微小な凹部を形成した後に、コーティング層を電着により設けることを特徴とするエンジン用の焼結部品の製造方法である。
【００１９】
この請求項６の構成によれば、焼結部品本体の表面に空隙の他に微小な凹部が形成され、そして電着する際に塗料がこれら空隙や凹部に侵入する。
【００２０】
請求項７の発明は、前記凹部をバレル研磨により形成することを特徴とする請求項７記載のエンジン用の焼結部品の製造方法である。
【００２１】
この請求項７の構成によれば、微小な凹部をバレル研磨により形成して、コーティング層を設けるものである。
【００２２】
【発明の実施形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図を参照して説明する。図１に示すように、エンジン用の焼結部品本体たる正面が二股形の、インジェクションのエンジン（図示せず）への固定に用いられるインジェクションホルダー本体１は、鉄系金属粉からなる原料粉末を成形型に充填した後、原料粉末を圧縮して圧粉体を成形し、その後所定の雰囲気ガス中で圧粉体を焼結したものである。前記原料粉末は、Ｆｅ-Ｃｒ-Ｎｉ-Ｍｏ-Ｃ等からなる。このインジェクションホルダー本体１には、圧粉体時における原料粉末相互間の隙間によって、該インジェクションホルダー本体１の表面２に気孔などと称せられる空隙３が形成される他に、インジェクションホルダー本体１の内部にも同様な空隙４が形成されている。このうち表面２の空隙３は、表面２側を開口部３Ａとして孔状に形成されている。尚、焼結品本体１の気孔率は２％よりも高く25％以下であり、好ましくは気孔率は５％よりも高く20％以下である。また、表面２には、前記空隙３の他に微小な凹部５が形成されている。この筋状に形成された微小な凹部５の表面２における幅Ｃは0.1μｍ〜数十μｍ程度である。
【００２３】
そして、表面２にコーティング層６をカチオン電着により設けて、電着被膜を形成する。尚、前記コーティング層６の材料は、例えばアルミニウム化合物または／およびシリコン化合物を含むエポキシ系樹脂とする。
【００２４】
正面が二股形のインジェクションホルダー本体１の二股部７には、インジェクション８が嵌合し、さらに、二股部７の上部に貫通孔９が形成されて、該貫通孔９にボルト（図示せず）を通して、インジェクションホルダー本体１、ひいてはインジェクション８をエンジン（図示せず）に固定できるようになっている。
【００２５】
また、前記コーティング層６を前記インジェクションホルダー本体１の表面２の空隙３へ侵入し充填させて封孔すると共に、そのコーティング層６の表面２の空隙３への侵入深さＡを５〜６０μｍ、好ましくは１０〜５０μｍとする。また、前記コーティング層６の前記インジェクションホルダー本体１における表面２上の膜厚Ｂを５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下に形成する。
【００２６】
次に焼結部品の製造方法について説明する。予め製作したインジェクションホルダー本体１を、回転バレル研磨装置11によって表面２に微小な凹部５を形成する。回転バレル研磨装置11は、図２に示すように回転用の軸芯Ｘを横向きとした樽形状のバレル本体12を回転させて、前記バレル本体12に前記焼結品本体１とメディア等と称する研磨材13と図示しない水、コンパウンド及び必要に応じて防錆剤を図示しない開口部より収納し、開口部を図示しない蓋により閉じた後に、混合状態で回転させてバレル研磨を行い、研磨終了後に蓋を開いた開口部より取出すものである。尚、研磨材13としては、コーティング層６の材料に含まれる化合物、すなわちアルミニウム化合物または／およびシリコン化合物と同類のアルミナやシリカなどからなる。したがってバレル本体12内で焼結品本体１と研磨材13とを混合状態で、回転することにより、焼結品本体１の表面２に微小な凹部５を形成するものである。
【００２７】
次に、インジェクションホルダー本体１にカチオン電着を行なう。このカチオン電着は、図３の工程説明図に示すように、表面２に微小な凹部５を形成したインジェクションホルダー本体１を、第１工程としてインジェクションホルダー本体１に脱脂や化成処理の表面処理を行ない、第２工程として必要に応じて乾燥を行なう。次に第３工程として電着塗装ＥＤ（Electro deposit Coating）を行ない表面２に塗料を付着させる。さらに第４工程として水洗した後に、第５工程としてエアーブローし、第６工程として焼付を行なうものである。尚、カチオン塗料としては耐食性に優れるエポキシ系と多種多様の色があるアクリル系とに大別されるが、エンジンに取り付けられるのでエポキシ系とする。
【００２８】
そして、この電着塗装においては、表面２に電流が流れて電気的な力で塗料が付着するが、この際に、電流は空隙３に沿って流れることにより、塗料は空隙３に入り込んで前記侵入深さＡのコーティング層６の空隙３への侵入がなされる。同様に微小な凹部５においても、塗料は凹部５に入り込んで前記コーティング層６が形成される。
【００２９】
以上のように、前記実施形態においては、金属粉の圧粉体を焼結したインジェクションホルダー本体１の表面２に、該表面２の空隙３へ侵入させてコーティング層６を設け、該コーティング層６が空隙３に侵入（含浸）して、空隙３をコーティング層６で充填することで、表面２上に封孔処理とコーティングによる表面処理を同時に行え、インジェクションホルダー本体１の電着による表面処理は１回の工程で済むので、コストの低減を図ることができる。
【００３０】
また、前記コーティング層６における前記インジェクションホルダー本体１の表面２の空隙３への侵入深さＡを５〜６０μｍとすることにより、効率よく封孔することができる。尚、侵入深さＡが５μｍ未満では、コーティング層の表面付着強度が十分ではない。また侵入深さＡが６０μｍ以上になると、例えば空隙付近のコーティング層の厚さにムラがでて、コーティング層に欠陥が生じやすくなる等、耐食性低下が懸念される。
【００３１】
さらに、前記コーティング層６における前記インジェクションホルダー本体１の表面２上の膜厚Ｂを５０μｍ以下に薄くすることによって、厚塗りせずともコーティング層６を強固に表面に付着させることができ、塗料の無駄がなく塗装を行なうことができる。尚、膜厚Ｂを５０μｍより厚くすると、厚塗りの弊害が生ずる。
【００３２】
また、前記コーティング層６をカチオン電着により設けると共に、カチオン塗料としてはエポキシ系としたことにより、電流の流れる表面２の空隙３に塗料を侵入させて、コーティング層６の表面２への付着強度を向上することができ、さらに、カチオン塗料としてはエポキシ系としたので、コーティング層６の耐久性を向上でき、エンジン用部品としての品質を確保することができる。
【００３３】
しかも、前記インジェクションホルダー本体１の表面２に、前記空隙３の他に微小な凹部５を形成したことで、前記空隙３の他に微小な凹部５にも侵入したコーティング層６の表面２への付着強度をいっそう向上することができる。
【００３４】
また、金属粉の圧粉体を焼結したインジェクションホルダー本体１の表面２に微小な凹部５を形成した後に、コーティング層６を電着により設ける製法のために、電着により空隙３や凹部４に侵入したコーティング層６の表面２への付着強度を向上することができる。
【００３５】
さらに前記凹部５をバレル研磨装置11により形成することで、微小な凹部５を容易に形成することができる。
【００３６】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、例えばインジェクションホルダー以外に、エンジンヘッドカバーやベルトカバー等エンジン用カバーなど種々の変形実施が可能である。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、金属粉の圧粉体を焼結した焼結部品本体の表面に、該表面の空隙へ侵入させてコーティング層を設けることを特徴とするエンジン用の焼結部品であり、コーティング層が空隙に侵入して封孔できると共に、表面処理の工程の低減を図ることができる。
【００３８】
請求項２の発明は、前記コーティング層の前記焼結部品本体の表面の空隙への侵入深さを５〜６０μｍとすることを特徴とする請求項１記載のエンジン用の焼結部品であり、侵入深さを５〜６０μｍとすることで、コーティング層の表面付着強度を確保できると共に、空隙付近のコーティング層に欠陥を生じさせることなくコーティング層を形成することができる。
【００３９】
請求項３の発明は、前記コーティング層の前記焼結部品本体の表面上の膜厚を５０μｍ以下に形成することを特徴とする請求項１又は２記載のエンジン用の焼結部品であり、膜厚を薄くすることによって、塗料の無駄がなく塗装を行なうことができる。
【００４０】
請求項４の発明は、前記コーティング層をカチオン電着により設けると共に、カチオン塗料をエポキシ系としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジン用の焼結部品であり、表面の空隙に塗料を確実に侵入させて、コーティング層の表面への付着強度を向上することができ、さらにエポキシ系カチオン塗料としたので、耐久性に優れてエンジン部品として十分使用することができる。
【００４１】
請求項５の発明は、前記焼結部品本体の表面に、微小な凹部を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンジン用の焼結部品であり、前記空隙の他に微小な凹部にも侵入したコーティング層の表面への付着強度をいっそう向上することができる。
【００４２】
請求項６の発明は、金属粉の圧粉体を焼結した焼結部品本体の表面に微小な凹部を形成した後に、コーティング層を電着により設けることを特徴とするエンジン用の焼結部品の製造方法であり、電着によるコーティング層は空隙に充填すると共に、表面処理を１回の工程で行なうことができるので、コストの低減を図ることができる。
【００４３】
請求項７の発明は、前記凹部をバレル研磨により形成することを特徴とする請求項７記載のエンジン用の焼結部品の製造方法であり、微小な凹部はバレル研磨により容易に形成されて、コーティング層の表面への付着強度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す一部を拡大断面とした斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すバレル研磨装置の一部切り欠き正面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す電着の工程説明図である。
【図４】本発明の一実施形態を示す微小凹部を形成した焼結体本体の拡大写真である。
【符号の説明】
１インジェクションホルダー本体（焼結体本体）
２表面
３空隙
５微小凹部
６コーティング層
11 バレル研磨装置
Ａ侵入深さ
Ｂ膜厚

Claims

鉄系金属粉の圧粉体を焼結したエンジン用の焼結部品本体の表面に、該表面の空隙へ侵入させてコーティング層を設けることを特徴とするエンジン用の焼結部品。
前記コーティング層の前記焼結部品本体表面の空隙への侵入深さを５〜６０μｍとすることを特徴とする請求項１記載のエンジン用の焼結部品。
前記コーティング層の前記焼結部品本体表面上の膜厚を５０μｍ以下に形成することを特徴とする請求項１又は２記載のエンジン用の焼結部品。
前記コーティング層をカチオン電着により設けると共に、カチオン塗料をエポキシ系としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジン用の焼結部品。
前記焼結部品本体の表面に、微小な凹部を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンジン用の焼結部品。
金属粉の圧粉体を焼結した焼結部品本体の表面に微小な凹部を形成した後に、コーティング層を電着により設けることを特徴とするエンジン用の焼結部品の製造方法。
前記凹部をバレル研磨により形成することを特徴とする請求項６記載のエンジン用の焼結部品の製造方法。