JP2006097045A - Pre-treating method for thermal-spraying and cylinder block for engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶射皮膜を形成する前の基材表面を粗面に形成する溶射前処理方法およびエンジンのシリンダブロックに関する。 The present invention relates to a thermal spraying pretreatment method for forming a rough surface of a base material before forming a thermal spray coating and a cylinder block of an engine.
自動車用エンジンの重量低減および排気処理対応に効果のあるライナレスアルミシリンダブロックのシリンダボア内面に対して溶射皮膜を形成する際に、その前工程として、溶射皮膜の密着性を高める目的でシリンダボア内面を粗面に形成する必要がある。 When forming a thermal spray coating on the cylinder bore inner surface of a linerless aluminum cylinder block, which is effective for reducing the weight of an automobile engine and dealing with exhaust treatment, as a pre-process, the inner surface of the cylinder bore is improved for the purpose of improving the adhesion of the thermal spray coating. It is necessary to form on a rough surface.
例えば、下記特許文献1には、シリンダボア内面に対し、ボーリング加工を行ってねじ状の凹部を形成するとともに、このとき発生する切削片によって、凹部相互間の凸部を除去して微細凹凸部となる破断面を形成している。
ところが、上記した従来の溶射前処理方法では、ボーリング加工に時間がかかり、加工能率が低下するという問題がある。 However, the conventional thermal spraying pretreatment method described above has a problem that it takes time for boring and the machining efficiency is lowered.
そこで、本発明は、基材表面を短時間で粗面化できるようにすることを目的としている。 Then, this invention aims at enabling it to roughen the base-material surface in a short time.
本発明は、溶射皮膜を形成する前の基材表面を粗面に形成する溶射前処理方法において、前記基材表面に対しブローチ加工を行って凹凸部を形成し、この凹凸部における凸部先端を破壊して破断面を形成することを最も主要な特徴とする。 The present invention provides a thermal spraying pretreatment method for forming a rough surface of a substrate surface before forming a sprayed coating to form a concavo-convex portion by performing broaching on the surface of the substrate, and the tip of the convex portion in the concavo-convex portion The main feature is to form a fracture surface by destroying.
本発明によれば、基材表面に対しブローチ加工を行って凹凸部を形成した後、その凸部を破壊して破断面を形成するようにしたので、ボーリング加工による場合に比較して、基材表面を短時間で粗面化することができる。 According to the present invention, after forming the concavo-convex portion by broaching the base material surface, the convex portion is broken to form a fracture surface. The surface of the material can be roughened in a short time.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係わる溶射前処理方法におけるブローチ加工を行っている状態を示す断面図である。溶射皮膜を形成する前の基材表面として、ここでは例えばエンジンのシリンダブロック1における円筒内面となるシリンダボア内面3とする。上記したシリンダブロック1は、アルミ合金(ADC12材)からなるダイカスト製であり、シリンダボア内面3は、一定の精度で加工してある。このシリンダボア内面3を粗面に形成した後、鉄系材料からなる溶射用材料をシリンダボア内面3に溶射して溶射皮膜を形成する。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which broaching is performed in a thermal spraying pretreatment method according to an embodiment of the present invention. Here, for example, a cylinder bore
上記したシリンダボア内面3を粗面化する際に、図2に拡大して示すようなブローチ工具5を使用する。図2(a)はブローチ工具の正面図、図2(b)は同平面図である。
When the above-described cylinder bore
このブローチ工具5は、図示しないブローチ盤の主軸6に装着するブローチ刃支持部7に、図2中で下部側から、いずれも星形形状で、最も小径の第1荒加工用ブローチ刃9,第1荒加工用ブローチ刃9より大径の第2荒加工用ブローチ刃11,第2荒加工用ブローチ刃11よりさらに大径の仕上げ加工用ブローチ刃13を順次取り付けてある。
This
次に作用を説明する。図示しないブローチ盤の駆動により、上記したブローチ工具5を、図1に示すように、シリンダブロック1の上方からシリンダボア内に挿入することで、第1荒加工用ブローチ刃9および第2荒加工用ブローチ刃11が、シリンダボア内面3を順次荒加工によるブローチ加工を行い、続いて仕上げ加工用ブローチ刃13が、仕上げブローチ加工を行う。
Next, the operation will be described. By driving a broaching machine (not shown), the
図3は、上記したブローチ加工後のシリンダボア内面3の形状を示す斜視図であり、シリンダボアの軸方向(図3中で上下方向)に延びる凹部15および凸部17からなる凹凸部19が形成されている。
FIG. 3 is a perspective view showing the shape of the cylinder bore
図4(a)は、その凹凸部19の一部を拡大して示した斜視図であり、ブローチ加工後は、ブローチ工具5をシリンダボア内から引き抜いた後、図5に示すように、ワイヤブラシ21をシリンダボア内に対し、回転させつつ挿入する。ワイヤブラシ21は、図示しない駆動装置の主軸に23に取り付けられ、軸部25と、軸部25の外周面に設けた多数の金属製のピン状部材27とをそれぞれ備えている。
FIG. 4A is a perspective view showing a part of the
上記した図示しない駆動装置に駆動により、ワイヤブラシ21を回転させつつシリンダボア内に挿入することで、シリンダボア内面3は、図4(a)の状態から、凹凸部19における凸部17の先端を破壊して除去し、これにより図4(b)に示すような破断面29を形成する。
By inserting the
この結果、シリンダボア内面3を、所望の粗面形状とすることができる。このようなシリンダボア内面3に対する粗面化加工は、ブローチ加工を行って凹凸部19を形成した後、その凸部17を破壊して破断面29を形成すればよいので、ボーリング加工によって粗面化する場合に比較して短時間で行うことができ、加工能率を向上させることができる。
As a result, the cylinder bore
また、得られる粗面形状も、特にその凸部17を破壊して得る破断面29については、ボーリング加工時に切削片によって凸部を破壊する場合に比較して、ワイヤブラシ21を用いることから安定化し、また工具についても、ボーリング加工時の場合のような鋳巣による破損なども回避でき、工具の長寿命化も達成することができる。
In addition, the roughened surface shape obtained is stable because the
また、ブローチ工具5は、仕上げ加工用ブローチ刃13に加え、第1,第2荒加工用ブローチ刃11,13を備えているので、粗面化加工に先立つシリンダボアのラフボーリング加工やファインボーリング加工工程を削減することができる。
Since the
なお、上記した基材表面としては、エンジンのシリンダブロックにおけるシリンダボア内面3に限ることはなく、他の円筒内面に対してこの発明を適用可能であり、また円筒内面に限ることもない。
The above-described base material surface is not limited to the cylinder bore
また、上記のようにして溶射前処理加工したシリンダボア内面3の粗面形状については、レーザなどの被接触型の形状測定機などにより形状を測定し、その精度を保証している。
Moreover, about the rough surface shape of the cylinder bore
図6は、シリンダボア内面3を粗面化した後に溶射皮膜を形成するための溶射装置の概略を示す全体構成図である。この溶射装置は、シリンダボア内の中心に、ガス溶線式の溶射ガン31を挿入し、その溶射口31aから溶射用材料として溶融した鉄系金属材料を溶滴33として溶射してシリンダボア内面3に溶射皮膜32を形成する。
FIG. 6 is an overall configuration diagram showing an outline of a thermal spraying apparatus for forming a thermal spray coating after roughening the cylinder bore
溶射ガン31は、溶線送給機35から溶射用材料として鉄系金属材料の溶線37の送給を受けるとともに、アセチレンまたはプロパンあるいはエチレンなどの燃料を貯蔵した燃料ガスボンベ39および酸素を貯蔵した酸素ボンベ41から、配管43および45を介して燃料ガスおよび酸素の供給をそれぞれ受ける。
The
上記した溶線37は、溶射ガン31に対し、中央部の上下に貫通する溶線送給孔47の上端から下方に向けて送給する。また、燃料および酸素は、溶線送給孔47の外側の円筒部49に、上下方向に貫通して形成してあるガス案内流路51に供給する。この供給した燃料および酸素の混合ガスは、ガス案内流路51の図6中で下端開口部51aから流出し、点火されることで燃焼炎53が形成される。
The above-mentioned
前記円筒部49の外周側には、アトマイズエア流路55を設けてあり、さらにその外周側には、いずれも円筒形状の隔壁57と外壁59との間に形成したアクセラレータエア流路61を設けてある。
An atomizing air channel 55 is provided on the outer peripheral side of the
アトマイズエア流路55を流れるアトマイズエアは、燃焼炎53の熱を前方(図6中で下方)へ送って周辺部に対する冷却を行うとともに、溶融した溶線37を同前方へ送る。一方、アクセラレータエア流路61を流れるアクセラレータエアは、上記前方へ送られ溶融した溶線37を、この送り方向と交差するように前記シリンダボア内面3に向けて溶滴33として送り、シリンダボア内面3に溶射皮膜32を形成する。
The atomizing air flowing through the atomizing air flow channel 55 sends the heat of the
アトマイズエア流路55には、アトマイズエア供給源67から、減圧弁69を備えたエア供給管71を通してアトマイズエアを供給する。一方、アクセラレータエア流路61には、アクセラレータエア供給源73から、減圧弁75およびマイクロミストフィルタ77をそれぞれ備えたエア供給管79を通してアクセラレータエアを供給する。
Atomized air is supplied to the atomized air flow channel 55 from an atomized
アトマイズエア流路55とアクセラレータエア流路61との間の隔壁57は、図6中で下部側の先端部に、外壁59に対しベアリング81を介して回転可能となる回転筒部83を備えている。この回転筒部83の上部外周に、アクセラレータエア流路61に位置する回転翼85を設けてある。回転翼85に、アクセラレータエア流路61を流れるアクセラレータエアが作用することで、回転筒部83が回転する。
The
回転筒部83の先端(下端)面83aには、回転筒部83と一体となって回転する先端部材87を固定してある。先端部材87の周縁の一部には、前記したアクセラレータエア流路61にベアリング81を通して連通する噴出流路89を備えた突出部91を設けてあり、噴出流路89の先端に、溶滴33を噴出させる前記した溶射口31aを設けている。
A
溶射口31aを備える先端部材87が回転筒部83と一体となって回転しつつ溶射ガン31をシリンダボアの軸方向に移動させることで、シリンダボア内面3のほぼ全域に溶射皮膜32形成する。
The
1 シリンダブロック
3 シリンダボア内面(基材表面,円筒内面)
5 ブローチ工具
9 第1荒加工用ブローチ刃
11 第2荒加工用ブローチ刃
13 仕上げ加工用ブローチ刃
17 凸部
19 凹凸部
21 ワイヤブラシ
29 破断面
32 溶射皮膜
1
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JP4617806B2 (en) | 2011-01-26 |
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