JP2007015005A - 鋳ぐるみ用部品、シリンダブロック、鋳ぐるみ用部品被膜形成方法及びシリンダブロック製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 外周面が鋳ぐるまれるシリンダライナ等において、表層として形成された金属層とシリンダブロック等との間で、より大きな接合力を生じさせる。
【解決手段】 ライナ外周面６がベース金属相８ａと分散金属相８ｂとからなる不均一系金属層である溶射層８にて被覆されている。このため鋳ぐるみ時に溶湯が分散金属相８ｂ部分から溶射層８内に進入し、凝固後に形成されるシリンダブロックは溶射層８内に疑似植物根状態に入り込んだ状態となり、凝固後にシリンダブロック表面はシリンダライナ２表面に強固に固定された状態となる。こうしてシリンダブロックはシリンダライナ２との間で、単に表層に溶湯を接触した処理では得られない大きな接合力を生じ、更に高い熱伝導性を得ることもできる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、外周面が鋳造用金属に鋳ぐるまれることにより鋳造用金属に接合される鋳ぐるみ用部品、この鋳ぐるみ用部品に対する被膜形成方法、この鋳ぐるみ用部品をシリンダライナとして用いたシリンダブロック及びその製造方法に関する。

鋳ぐるみ用部品、例えば鋳ぐるまれることでシリンダブロックに一体化されてシリンダボアを形成するシリンダライナは、シリンダボアの真円度を高く維持するために、鋳ぐるまれる外周面がシリンダブロックとの間で十分に大きな接合力を生じることが重要である。

このように十分大きな接合力を生じさせるために、シリンダライナ外周面の性状を調節することは極めて重要であり、このためにシリンダライナ外周面を溶射層にて被覆して表層を形成する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１ではシリンダライナ外周面に溶射により粒状金属を不規則に付着させて表面に凹凸を有する表層を形成させている。このことで鋳造時に溶湯が凹部に流れ込み、アンカー効果を生じさせて大きい接合力を発生させようとするものである。

又、シリンダライナ外周面に低融点材料の被膜をショットピーニングやプラズマ溶射などにより冶金的に接合したことにより、表面に酸化膜を生じさせないようにしてシリンダブロックとの間で密着性を高める技術（例えば特許文献２参照）が提案されている。

この他、シリンダライナ外周面の内で上死点領域と下死点領域とに表層としてアルミニウム合金による活性化層を形成してクランクケースと金属結合する技術（例えば特許文献３参照）が提案されている。
実開昭５３−１６３４０５号公報（第３−４頁、第５図） 特開２００３−５３５０８号公報（第４−５頁、図１） 特開２００３−１２０４１４号公報（第３頁、図１）

最近の内燃機関の軽量化に伴う狭ボア間設計や高出力化により、シリンダライナを鋳ぐるむことにより形成されるシリンダブロックにおいては、シリンダライナとシリンダブロックとの接合力の更なる増加が要求されている。

しかし特許文献１では、鋳造時に溶湯がシリンダライナ外周面の凹部に流れ込むことにより、シリンダブロックはシリンダライナ外周面の凹部に食い込むことになるが、シリンダライナ外周面に対する単なる溶湯の接触では凹部への食い込みにも限度がある。このためこのような表層の凹凸形成のみでは更に大きな接合力を生じさせるには不十分である。

特許文献２では、シリンダライナ外周面に低融点の被膜を形成して、鋳造時、溶湯に接触した場合に熱効果により融合して良好な金属結合ができるとしている。しかし、この膜全体が低融点材料のみにて形成されているため、特許文献２の目的である熱伝達率向上には貢献できても、均質な膜への溶湯の接触では更に大きな接合力を生じさせるには不十分である。

特許文献３では、シリンダライナよりも低融点の活性化層を形成しているが、活性化層自体は均質なアルミニウム合金にて形成されているため、表面の溶融のみによるシリンダブロックとの接合では、更に大きな接合力を生じさせるには不十分である。

本発明は、シリンダライナのごとく、外周面が鋳造用金属に鋳ぐるまれる鋳ぐるみ用部品において、表層として形成された金属層と、鋳造によるシリンダブロックなどの鋳込まれた金属との間で、より大きな接合力を生じさせることを目的とするものである。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の鋳ぐるみ用部品は、外周面が鋳造用金属に鋳ぐるまれる鋳ぐるみ用部品であって、前記外周面は、ベース金属相の中に１つ以上の分散金属相が分散分布している不均一系金属層にて被覆され、前記分散金属相の少なくとも１つは、前記ベース金属相及び前記鋳造用金属よりも低い融点を有する低融点金属相であることを特徴とする。

鋳ぐるみ用部品の外周面が上記不均一系金属層にて被覆されているため、鋳ぐるみ時に溶湯の接触により、ベース金属相よりも前に、低融点金属相である少なくとも１つの分散金属相が迅速に溶融する。このことにより直ちに溶湯は溶融状態にある分散金属相と混合しつつ、不均一系金属層内に進入する。したがって鋳込み直後において、溶湯状態の鋳造用金属は、不均一系金属層の表面から内部へと低融点金属相を伝って進入し不均一系金属層内部の低融点金属相と一体化する状態へ迅速に変化する。

そして溶湯の凝固後においては鋳造用金属は不均一系金属層内へ疑似植物根状態に入り込んだ状態で完全に固定された状態となる。尚、低融点金属相の溶融後に、ベース金属相が全く溶融しなければ前記疑似植物根状態はそのまま残るが、低融点金属相と溶湯とが或程度一体化した後に、ベース金属相が溶融したとしても、凝固時点では溶融遅延の程度に対応して疑似植物根状態は残る。

このことにより鋳ぐるみ用部品を被覆している不均一系金属層に、鋳込まれた金属を極めて強固に固定した状態とすることができる。このように本発明の鋳ぐるみ用部品は、鋳込まれた金属との間で、単に表層に溶湯を接触した処理では得られない、大きな接合力を生じさせることができる。

請求項２に記載の鋳ぐるみ用部品では、請求項１において、前記鋳造用金属は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、前記低融点金属相は亜鉛、亜鉛合金、錫、錫合金、鉛、鉛合金、アンチモン又はアンチモン合金からなることを特徴とする。

このように鋳造用金属としてアルミニウム又はアルミニウム合金を採用した場合には、低融点金属相としては亜鉛、亜鉛合金、錫、錫合金、鉛、鉛合金、アンチモン又はアンチモン合金を用いることができる。

請求項３に記載の鋳ぐるみ用部品では、請求項１又は２において、前記ベース金属相は、高熱伝導性金属相であることを特徴とする。
このことにより、鋳ぐるみ用部品が内燃機関のシリンダライナなどであって、内部を冷却する必要がある部品の場合には、シリンダブロックなどがベース金属相に疑似植物根状態に絡んだ状態にできることから、熱伝導性が特に良好となり、鋳ぐるみ用部品の高い冷却性能が得られる。

請求項４に記載の鋳ぐるみ用部品では、請求項３において、前記高熱伝導性金属相は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅又は銅合金からなることを特徴とする。
高熱伝導性金属相を、アルミニウム、アルミニウム合金、銅又は銅合金からなる構成とすることで、前述した高度な熱伝導性が得られる。

請求項５に記載の鋳ぐるみ用部品では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記ベース金属相は、前記鋳造用金属以上の高い融点を有する高融点金属相であることを特徴とする。

このようにベース金属相を高融点金属相として設けることにより、鋳造時にはベース金属相は全く溶融しないか溶融程度も小さいので、早期に溶融する低融点金属相側での溶湯進入がより促進されて、溶湯は不均一系金属層内により深く進入できるようになる。このことにより溶湯の凝固後に、より大きな接合力を生じさせることができる。

請求項６に記載の鋳ぐるみ用部品では、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記ベース金属相及び前記分散金属相を含む全ての金属相に対応する複数種類の材料を、同時に前記外周面に溶射することで前記不均一系金属層が形成されていることを特徴とする。

このように全ての金属相に対応する複数種類の材料を、同時に外周面に溶射することで前述した不均一系金属層を容易に形成することができる。
請求項７に記載の鋳ぐるみ用部品では、請求項６において、前記溶射は、複数種類の粉末材料を混合した混合粉末材料を用いた粉末溶射であることを特徴とする。

このような複数種類の粉末材料を混合した混合粉末材料を用いて粉末溶射することにより、前述した不均一系金属層を鋳ぐるみ用部品の外周面に形成できる。
請求項８に記載の鋳ぐるみ用部品では、請求項６において、前記溶射は、複数種類のワイヤ材料を用いたアーク溶射であることを特徴とする。

このような複数種類のワイヤ材料を用いてアーク溶射することによっても、不均一系金属層を鋳ぐるみ用部品の外周面に形成できる。
請求項９に記載の鋳ぐるみ用部品では、請求項１〜８のいずれかにおいて、外周面が内燃機関のシリンダブロックの鋳造時に鋳造用金属に鋳ぐるまれることによりシリンダブロックに接合されるシリンダライナであることを特徴とする。

このように前述した鋳ぐるみ用部品としての構成をシリンダライナに適用して、このシリンダライナをシリンダブロック用に鋳込むことにより、シリンダライナを被覆している不均一系金属層にシリンダブロックが極めて強固に固定された状態にできる。このように本発明のシリンダライナは、鋳造用金属であるブロック材との間で、単に表層に溶湯を接触した処理では得られない、大きな接合力を生じさせることができる。

請求項１０に記載の鋳ぐるみ用部品では、請求項９において、前記外周面には括れた形状の複数の突起が形成され、該突起は、（ａ）前記突起の高さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ （ｂ）前記突起の数が前記外周面上の１ｃｍ2 当たりに５個〜６０個、 上記（ａ）及び（ｂ）の条件の少なくとも一方を満たしていることを特徴とする。

このように鋳ぐるみ用部品としてのシリンダライナの外周面には、更に上記突起を設けても良い。このことによりシリンダライナの外周面と不均一系金属層との間の接合力も強力なものとでき、不均一系金属層を介して、シリンダライナとシリンダブロックとの間の総合的な接合力も十分に大きなものとできる。そしてシリンダブロックに対する十分な接合力により真円度を十分に高く維持できるようになる。

請求項１１に記載の鋳ぐるみ用部品では、請求項１０において、前記（ａ）及び（ｂ）の条件の少なくとも一方の条件に加えて、（ｃ）３次元レーザ測定器により前記突起の高さ方向から前記外周面を測定して得られる前記突起の等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積率をＳ１としたとき、面積率Ｓ１が１０％以上 （ｄ）３次元レーザ測定器により前記突起の高さ方向から前記外周面を測定して得られる前記突起の等高線図において、高さ０．２ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積率をＳ２としたとき、面積率Ｓ２が５５％以下、上記（ｃ）及び（ｄ）の全ての条件を満たした前記突起が形成されていることを特徴とする。

更に上記突起に関しては、（ｃ）及び（ｄ）の条件を加えた突起として形成されていることにより、シリンダライナとシリンダブロックとの間の総合的な接合力も、より大きなものとできる。そしてシリンダブロックに対する十分な接合力により真円度を十分に高く維持できる。

請求項１２に記載の鋳ぐるみ用部品では、請求項１０において、前記（ａ）及び（ｂ）の条件の少なくとも一方の条件に加えて、（ｃ’）３次元レーザ測定器により前記突起の高さ方向から前記外周面を測定して得られる前記突起の等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積率をＳ１としたとき、面積率Ｓ１が１０％〜５０％ （ｄ’）３次元レーザ測定器により前記突起の高さ方向から前記外周面を測定して得られる前記突起の等高線図において、高さ０．２ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積率をＳ２としたとき、面積率Ｓ２が２０％〜５５％、上記（ｃ’）及び（ｄ’）の全ての条件を満たした前記突起が形成されていることを特徴とする。

更に上記突起に関しては、このような（ｃ’）及び（ｄ’）の条件を加えた突起として形成されていても良く、このことによりシリンダライナとシリンダブロックとの間の総合的な接合力も、より大きなものとできる。そしてシリンダブロックに対する十分な接合力により真円度も十分に高く維持できる。

請求項１３に記載の鋳ぐるみ用部品では、請求項１０〜１２のいずれかに記載の前記条件に加えて、（ｅ）前記等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域がそれぞれ独立している （ｆ）前記等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積が０．２ｍｍ2 〜３．０ｍｍ2 、上記（ｅ）及び（ｆ）の全ての条件を満たした前記突起が形成されていることを特徴とする。

更に上記突起に関しては、（ｅ）、（ｆ）の条件を加えた突起として形成されていることにより、鋳ぐるみ用部品と、この鋳ぐるみ用部品を鋳込んだ鋳造用金属との間の総合的な接合力も、一層大きなものとできる。そしてシリンダライナに適用された場合にも、シリンダブロックに対して十分な接合力を生じさせて、真円度も十分に高く維持できる。

請求項１４に記載のシリンダブロックは、請求項９〜１３のいずれかに記載の鋳ぐるみ用部品であるシリンダライナが、前記低融点金属相の融点より高い融点の鋳造用金属にて鋳ぐるまれていることを特徴とする。

このように低融点金属相の融点より高い融点の鋳造用金属をブロック材として用いて形成されているシリンダブロックは、単にシリンダライナの表層に溶湯を接触した処理では得られない強力な接合力によりシリンダライナを固定支持できる。このことによりシリンダボアを高い真円度に維持できる。

請求項１５に記載の鋳ぐるみ用部品被膜形成方法は、外周面が鋳造用金属に鋳ぐるまれる鋳ぐるみ用部品に対する被膜形成方法であって、前記鋳造用金属よりも低い融点を有する低融点金属材料と該低融点金属材料より融点が高い高融点金属材料とを含む複数種類の金属材料を、前記高融点金属材料をベース金属材料として、同時に前記外周面に溶射することにより、前記高融点金属材料により生じた高融点金属相の中に、前記低融点金属材料により生じた低融点金属相が分散分布した不均一系金属層を形成することを特徴とする。

このように低融点金属材料と高融点金属材料とを含む複数種類の金属材料を同時に鋳ぐるみ用部品の外周面に溶射することにより、前述した不均一系金属層を容易に形成することができる。

請求項１６に記載の鋳ぐるみ用部品被膜形成方法では、請求項１５において、前記溶射は、前記高融点金属材料として前記鋳造用金属以上の融点を有する金属材料を用いて実行することを特徴とする。

このような高融点金属材料を用いて溶射しているので、形成された不均一系金属層には、鋳造用金属以上の融点を有する高融点金属相が存在する。このように形成された鋳ぐるみ用部品は、鋳造時には高融点金属相は全く溶融しないか溶融程度も小さいので、低融点金属相における溶湯進入がより円滑となり、溶湯は不均一系金属層内により深く進入できるようになる。このことにより鋳ぐるみ用部品は、鋳造用金属との間で、より大きな接合力を生じさせることができる。

請求項１７に記載の鋳ぐるみ用部品被膜形成方法では、請求項１５又は１６において、前記溶射は、前記高融点金属材料として高熱伝導性金属材料を用いて実行することを特徴とする。

このことにより、被膜が形成される鋳ぐるみ用部品が内燃機関のシリンダライナなどであって、内部を冷却する必要がある部品の場合には、シリンダブロックなどがベース金属相に疑似植物根状態に絡んだ状態にできることから、熱伝導性が特に良好となり、鋳ぐるみ用部品の高い冷却性能が得られる。

請求項１８に記載の鋳ぐるみ用部品被膜形成方法では、請求項１５〜１７のいずれかにおいて、前記溶射は、前記低融点金属材料と前記高融点金属材料とを含む複数種類の粉末材料を混合した混合粉末材料を用いて行う粉末溶射として実行することを特徴とする。

このような複数種類の粉末材料を混合した混合粉末材料を用いて粉末溶射することにより、前述した不均一系金属層を容易に形成することができる。
請求項１９に記載の鋳ぐるみ用部品被膜形成方法では、請求項１５〜１７のいずれかにおいて、前記溶射は、前記低融点金属材料と前記高融点金属材料とを含む複数種類のワイヤ材料を用いて行うアーク溶射として実行することを特徴とする。

このような複数種類のワイヤ材料を用いてアーク溶射することにより、前述した不均一系金属層を容易に形成することができる。
請求項２０に記載の鋳ぐるみ用部品被膜形成方法では、請求項１５〜１９のいずれかにおいて、前記溶射は、（ａ）突起の高さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ （ｂ）突起の数が前記外周面上の１ｃｍ2 当たりに５個〜６０個、上記（ａ）及び（ｂ）の条件の少なくとも一方を満たしている括れた形状の複数の突起が外周面に形成された前記鋳ぐるみ用部品に対して実行されることを特徴とする。

このように鋳ぐるみ用部品の外周面に設けた上記突起の上から、溶射により不均一系金属層を形成しても良い。このことにより鋳ぐるみ用部品と不均一系金属層との間の接合力も強力となる。したがって、このように形成された鋳ぐるみ用部品を鋳ぐるむことにより、不均一系金属層を介して、鋳造用金属との間の総合的な接合力も十分に大きくできる。

請求項２１に記載の鋳ぐるみ用部品被膜形成方法では、請求項２０において、前記溶射は、前記（ａ）及び（ｂ）の条件の少なくとも一方の条件に加えて、（ｃ）３次元レーザ測定器により前記突起の高さ方向から前記外周面を測定して得られる前記突起の等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積率をＳ１としたとき、面積率Ｓ１が１０％以上 （ｄ）３次元レーザ測定器により前記突起の高さ方向から前記外周面を測定して得られる前記突起の等高線図において、高さ０．２ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積率をＳ２としたとき、面積率Ｓ２が５５％以下、上記（ｃ）及び（ｄ）の全ての条件を満たした前記突起が外周面に形成された前記鋳ぐるみ用部品に対して実行されることを特徴とする。

更に上記（ｃ）及び（ｄ）の条件を加えた突起が形成された鋳ぐるみ用部品を用いて溶射することにより、鋳造用金属との間の総合的な接合力も、より大きくできる鋳ぐるみ用部品を提供できる。

請求項２２に記載の鋳ぐるみ用部品被膜形成方法では、請求項２０において、前記溶射は、前記（ａ）及び（ｂ）の条件の少なくとも一方の条件に加えて、（ｃ’）３次元レーザ測定器により前記突起の高さ方向から前記外周面を測定して得られる前記突起の等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積率をＳ１としたとき、面積率Ｓ１が１０％〜５０％ （ｄ’）３次元レーザ測定器により前記突起の高さ方向から前記外周面を測定して得られる前記突起の等高線図において、高さ０．２ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積率をＳ２としたとき、面積率Ｓ２が２０％〜５５％、上記（ｃ’）及び（ｄ’）の全ての条件を満たした前記突起が外周面に形成された前記鋳ぐるみ用部品に対して実行されることを特徴とする。

更に、このような（ｃ’）及び（ｄ’）の条件を加えた突起が形成された鋳ぐるみ用部品を用いて溶射しても良く、このことにより鋳造用金属との間の総合的な接合力も、より大きくできる鋳ぐるみ用部品を提供できる。

請求項２３に記載の鋳ぐるみ用部品被膜形成方法では、請求項２０〜２２のいずれかにおいて、前記溶射は、前記条件に加えて、（ｅ）前記等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域がそれぞれ独立している （ｆ）前記等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積が０．２ｍｍ2 〜３．０ｍｍ2 、上記（ｅ）及び（ｆ）の全ての条件を満たした前記突起が外周面に形成された前記鋳ぐるみ用部品に対して実行されることを特徴とする。

更に、（ｅ）、（ｆ）の条件を加えた突起が形成された鋳ぐるみ用部品を用いて溶射しても良く、このことにより鋳造用金属との間の総合的な接合力も、より大きくできる鋳ぐるみ用部品を提供できる。

請求項２４に記載のシリンダブロック製造方法は、請求項１５〜２３のいずれかに記載の鋳ぐるみ用部品被膜形成方法にて形成された前記鋳ぐるみ用部品としてのシリンダライナを、前記低融点金属相の融点より高い融点の鋳造用金属にて鋳ぐるむことを特徴とする。

このように前述した鋳ぐるみ用部品をシリンダライナとして、低融点金属相の融点より高い融点の鋳造用金属をブロック材として鋳ぐるむことにより、単にシリンダライナの表層に溶湯を接触した処理では得られない強力な接合力によりシリンダライナを固定できるシリンダブロックを形成できる。

［実施の形態１］
本実施の形態を図１，２に示す。図１は本発明のシリンダライナ２の斜視図(Ａ)及び部分拡大横断面図(Ｂ)を示し、図２はこのシリンダライナ２を鋳ぐるんで形成したシリンダブロック４の部分斜視図(Ａ)及び部分縦断面図(Ｂ)を示している。尚、シリンダブロック４に鋳込まれたシリンダライナ２の周りにはウォータージャケット４ａが形成されて冷却を行っている。

＜シリンダライナ２の構成＞
まず、ここで図１に示したシリンダライナ２の本体２ａは鋳鉄製の円筒体であり、このシリンダライナ本体２ａの外周面（以下「ライナ外周面」と称する）６の上には、鋳造時にシリンダブロック４側と冶金的に接合させるための溶射層８が形成されている。

尚、鋳鉄の組成は、耐摩耗生、耐焼き付き性、及び加工性を考慮して、例えば以下のように設定することが好ましい。
Ｔ．Ｃ：２．９ 質量％ 〜 ３．７ 質量％
Ｓｉ ：１．６ 質量％ 〜 ２．８ 質量％
Ｍｎ ：０．５ 質量％ 〜 １．０ 質量％
Ｐ ：０．０５質量％ 〜 ０．４ 質量％
また、必要に応じて以下の組成物を添加することもできる。

Ｃｒ ：０．０５質量％ 〜 ０．４ 質量％
Ｂ ：０．０３質量％ 〜 ０．０８質量％
Ｃｕ ：０．３ 質量％ 〜 ０．５ 質量％
＜溶射層８の構成＞
シリンダライナ本体２ａを被覆している溶射層８は、図１の(Ｂ)に示したごとく複数の金属相（ここでは２つの金属相）が分散分布している不均一系金属層として形成されている。溶射層８において主体となるベース金属相８ａ（高融点金属相及び高熱伝導性金属相に相当）は高融点金属材料（ここではアルミニウム又はアルミニウム合金）から構成されている。ベース金属相８ａ内に不定形の島状となって全体に分布している分散金属相８ｂ（低融点金属相に相当）は、低融点金属材料（ここでは亜鉛又は亜鉛合金）から構成されている。

＜溶射層８の形成＞
ライナ外周面６に溶射層８を形成するに当たって、予めライナ外周面６に対して粗面化装置（ここではブラスト処理装置又はウォータージェット装置）を用いて粗面化処理がなされている。

この粗面化処理後のライナ外周面６に対して、溶射装置（ここではプラズマ溶射装置又はＨＶＯＦ溶射装置）により、粉末材料として高融点金属材料の粉末と低融点金属材料の粉末とを用い、これらを混合した混合粉末材料を用いて溶射することにより、溶射層８が形成される。

ここで高融点金属材料は上述したごとくアルミニウム又はアルミニウム合金であり、シリンダブロック４を形成するために用いるブロック材としての鋳造用金属とほぼ同一の融点（約６６０℃）を有する材料である。尚、ブロック材と同じ金属の粉末を用いても良い。

低融点金属材料は上述したごとく亜鉛又は亜鉛合金であり、ブロック材及び高融点金属材料よりも融点（約４２０℃）が低い。
高融点金属材料の粉末と低融点金属材料の粉末との混合割合は、溶射層８において高融点金属材料がベース金属材料となるように調節されている。ここでは例えば体積割合として、混合粉末材料中に、低融点金属材料は５０％未満であるように配合されている。更に図１の(Ｂ)に示したごとく低融点金属材料により分散金属相８ｂが形成されるが、後述するごとく、この分散金属相８ｂはシリンダブロック４の鋳造時に、溶射層８に対して溶湯が進入する部分である。このため低融点金属材料の混合割合下限値としては、十分に溶湯の進入を許す混合割合である必要がある。粉末粒子の大きさ、溶射条件などにより異なるが、ここでは例えば体積割合として５〜１０％を低融点金属材料の混合割合下限値とする。

このように混合した金属粉末により、溶射時にはライナ外周面６に高融点金属材料及び低融点金属材料の溶融粒子が同時に衝突する。この衝突によっては、高融点金属材料と低融点金属材料とが均一に混合することはなく、界面で融合している部分を除けば高融点金属材料と低融点金属材料との２層の金属相が存在する状態で凝固する。このことにより図１の(Ｂ)に示したごとく、溶射層８は、ベース金属相８ａの全体に、不定形の分散金属相８ｂが分散分布した不均一系金属層として形成される。

＜シリンダブロック４の構成・鋳造＞
シリンダブロック４は、図２に示したごとくシリンダライナ２に対してライナ外周面６に形成されている溶射層８をブロック材にて鋳ぐるむ状態で鋳造により形成されている。ブロック材として用いる鋳造用金属としては軽合金材料が用いられる。特に、ブロック材としては、軽量化と共にコストを考慮して、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いる。アルミニウム合金としては、例えば「ＪＩＳ ＡＤＣ１０（関連規格米国ＡＳＴＭ Ａ３８０．０）」あるいは「ＪＩＳ ＡＤＣ１２（関連規格米国ＡＳＴＭ Ａ３８３．０）」等を用いることができる。

図１に示したシリンダライナ２を鋳型内に配置して、アルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯を鋳込む。このことにより図２に示したごとく溶射層８の外周全域がアルミニウムまたはアルミニウム合金にて鋳ぐるまれたシリンダブロック４が形成される。

図３のごとく、鋳造時において溶湯１０は、ライナ外周面６上にある溶射層８を加熱する。溶射層８は、前述したごとくベース金属相８ａの全体に分散金属相８ｂが分布している状態に形成されている。この内、ベース金属相８ａより低融点の分散金属相８ｂは、溶湯１０として接触するブロック材に対しても低融点であるので、ベース金属相８ａに比較して分散金属相８ｂ側が急速に溶融して液体状態となって溶湯１０に接触することになる。

したがって溶湯１０と溶融状態の分散金属相８ｂとが混じり合うようにして、溶湯１０が、まだ溶融していないベース金属相８ａの間に、溶融状態の分散金属相８ｂが存在する位置に沿って進入する。このことにより溶湯１０は溶射層８の表面の分散金属相８ｂ位置から内部の分散金属相８ｂ位置まで連続する態様へと迅速に変化する。こうして図４に示すごとく溶湯１０は溶射層８内に疑似植物根状態に入り込んだ状態となる。

その後、鋳型内の溶湯１０が冷却して凝固するとシリンダブロック４の鋳造が完了する。この時もシリンダブロック４が溶射層８に接触している部分は、図４に示したと同じ状態、すなわち、溶射層８内に疑似植物根状態に進入して凝固している。

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ライナ外周面６がベース金属相８ａと分散金属相８ｂとからなる不均一系金属層である溶射層８にて被覆されている。このため前述したごとく鋳ぐるみ時に溶湯１０が分散金属相８ｂ部分から溶射層８内に進入し、凝固後に形成されるシリンダブロック４は溶射層８内に疑似植物根状態に入り込んだ状態となり、凝固後にシリンダブロック４表面はシリンダライナ２表面に強固に固定された状態となる。

こうして、本実施の形態にて製造されたシリンダブロック４はシリンダライナ２との間で、単に表層に溶湯を接触した処理では得られない、大きな接合力を生じさせることができる。

（ロ）．溶射層８は高融点金属であるアルミニウム又はアルミニウム合金と、低融点金属である亜鉛又は亜鉛合金とを、それぞれ粉末状態で混合して同時にライナ外周面６に溶射することで形成されている。このように２種類の金属粉末を混合して溶射することで、ベース金属相８ａと分散金属相８ｂとを有する溶射層８を容易に実現できる。

（ハ）．ベース金属相８ａはアルミニウム又はアルミニウム合金であって高熱伝導性金属材料であり、ここにシリンダブロック４が疑似植物根状態に絡んだ状態とされることから、熱伝導性が特に良好となり、シリンダボア２ｂの高い冷却性能が得られる。

［実施の形態２］
＜シリンダライナ１２の構成＞
図５に示す本実施の形態のシリンダライナ１２の本体１２ａは前記実施の形態１の場合と同じ組成の鋳鉄製であるが、ライナ外周面１６には括れた形状の突起１７が複数形成されている。この突起１７は、次の態様にて形成されている。

(１)基端部１７ａと先端部１７ｂとの中間に最も細い部位（括れ部１７ｃ）を有する。
(２)括れ部１７ｃから基端部１７ａ及び先端部１７ｂへかけて拡径している。
(３)先端部１７ｂに略平坦状の頂面１７ｄ（シリンダライナ本体１２ａの径方向において最も外周側の面）を有する。

(４)突起１７の間には略平滑な面（基底面１７ｅ）が形成されている。
そしてこのライナ外周面１６は粗面化された後、ライナ外周面１６上にはシリンダブロック１４側と鋳造時に冶金的に接合させるための溶射層１８が形成されている。

＜シリンダライナ１２の製造工程＞
シリンダライナ１２の製造では、図６に示した［工程Ａ］〜［工程Ｈ］が実行される。
ここで図７に示す製造工程内容概略図を参照して、各工程の詳細について説明する。

［工程Ａ］
耐火基材Ｃ１、粘結剤Ｃ２、及び水Ｃ３を所定の割合で配合して懸濁液Ｃ４を作成する。

本実施の形態においては、耐火基材Ｃ１、粘結剤Ｃ２、及び水Ｃ３の配合量として選択可能な範囲、並びに耐火基材Ｃ１の平均粒径として選択可能な範囲をそれぞれ以下のように設定している。

耐火基材Ｃ１の配合量 ： ８質量％ 〜 ３０質量％
粘結剤Ｃ２ の配合量 ： ２質量％ 〜 １０質量％
水Ｃ３ の配合量 ： ６０質量％ 〜 ９０質量％
耐火基材Ｃ１の平均粒径：０．０２ｍｍ 〜 ０．１ｍｍ
［工程Ｂ］
懸濁液Ｃ４に所定量の界面活性剤Ｃ５を添加して塗型材Ｃ６を作成する。

本実施の形態においては、界面活性剤Ｃ５の添加量として選択可能な範囲を以下のように設定している。
界面活性剤Ｃ５の添加量：０．００５質量％＜Ｘ≦０．１質量％（Ｘは添加量）
［工程Ｃ］
規定の温度に加熱されて回転状態にある金型Ｐ（鋳型）の内周面Ｐｉに塗型材Ｃ６を噴霧塗布する。このとき、塗型材Ｃ６の層（塗型層Ｃ７）が内周面Ｐｉ全周にわたって略均一の厚さに形成されるように塗型材Ｃ６の塗布が行われる。

本実施形態においては、塗型層Ｃ７の厚さとして選択可能な範囲を以下のように設定している。
塗型層Ｃ７の厚さ ：０．５ｍｍ 〜 １．５ｍｍ
図８に塗型層Ｃ７における括れた形状の凹穴の形成態様を示す。

図８に示すように、塗型層Ｃ７内の気泡Ｄ１に対して界面活性剤Ｃ５が作用することにより塗型層Ｃ７の内周側に凹穴Ｄ２が形成される。そして、凹穴Ｄ２が金型Ｐの内周面Ｐｉに突き当たることにより、塗型層Ｃ７に括れた形状の凹穴Ｄ３が形成される。

［工程Ｄ］
塗型層Ｃ７が乾燥した後、回転状態にある金型Ｐ内へ鋳鉄の溶湯ＣＩを鋳込むことによりシリンダライナ本体１２ａを鋳造する。このとき、塗型層Ｃ７の凹穴Ｄ３の形状に対応した形状の突起がシリンダライナ本体１２ａへ転写されることにより、シリンダライナ本体１２ａの外周面に括れた形状の突起１７（前記図５）が形成される。

［工程Ｅ］
溶湯ＣＩが硬化してシリンダライナ本体１２ａが形成された後、塗型層Ｃ７とともにシリンダライナ本体１２ａを金型Ｐから取り出す。

［工程Ｆ］
ブラスト処理装置Ｍａにより塗型層Ｃ７をシリンダライナ本体１２ａの外周から除去する。

［工程Ｇ］
粗面化装置（上記ブラスト処理装置Ｍａあるいは他のブラスト処理装置、又はウォータージェット装置）を用いて、ライナ外周面１６を粗面化処理する。

［工程Ｈ］
溶射装置Ｍｂにより、前記実施の形態１での溶射と同じく高融点金属材料の粉末と低融点金属材料の粉末との混合粉末材料を用いて溶射する。このことにより、溶射層１８は、ベース金属相１８ａ（高融点金属相に相当）中に不定形の分散金属相１８ｂ（低融点金属相に相当）が分布した不均一系金属層として形成される。

このことにより図５に示したシリンダライナ１２が完成する。
＜突起１７の面積率＞
本実施の形態では、工程Ｆ終了後において、シリンダライナ本体１２ａの突起１７の第１面積率Ｓ１及び第２面積率Ｓ２として選択可能な範囲を以下のように設定している。

第１面積率Ｓ１：１０％以上
第２面積率Ｓ２：５５％以下
また、以下のように設定することもできる。

第１面積率Ｓ１：１０％ 〜 ５０％
第２面積率Ｓ２：２０％ 〜 ５５％
第１面積率Ｓ１は、基底面１７ｅから高さ０．４ｍｍ（基底面１７ｅを基準とした突起１７の高さ方向の距離）の平面において、単位面積当たりに占める突起１７の断面積に相当する。

第２面積率Ｓ２は、基底面１７ｅから高さ０．２ｍｍ（基底面１７ｅを基準とした突起１７の高さ方向の距離）の平面において、単位面積当たりに占める突起１７の断面積に相当する。

これら面積率Ｓ１，Ｓ２は３次元レーザ測定器により得られた突起１７の等高線図（後述する図１２，１３）に基づいて得られている。
尚、突起１７の高さと分布密度とは、工程Ｃにて形成された塗型層Ｃ７の凹穴Ｄ３の深さと分布密度とにより決定される。ここでは突起１７の高さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであり、突起１７の分布密度として、突起１７の数がライナ外周面１６上の１ｃｍ2 （「平方センチメートル」に相当、請求項についても同じ）当たりに５個〜６０個となるように塗型層Ｃ７が形成されている。

＜シリンダブロックの構成・製造＞
シリンダブロックは、シリンダライナ１２に対してライナ外周面１６に形成されている溶射層１８を鋳ぐるむ状態で、鋳造により形成されている。シリンダブロックを形成するための鋳造用金属、すなわちブロック材としては前記実施の形態１に述べたごとくであり、同じ軽合金材料が用いられる。

図５に示したシリンダライナ１２を鋳型内に配置して、図９に示すごとくアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯２０を鋳込む。このことにより図１０に示したごとく溶射層１８の外周全域がアルミニウムまたはアルミニウム合金にて鋳ぐるまれたシリンダブロック１４が形成される。

このシリンダブロック１４においても、前記実施の形態１にて説明したメカニズムにより、溶湯２０は溶射層１８内に疑似植物根状態に進入した状態となる。その後、鋳型内の溶湯２０が凝固するとシリンダブロック１４の鋳造が完了する。この時、シリンダブロック１４が溶射層１８に接触している部分は、図１０に示したごとく、溶射層１８内に疑似植物根状態に進入して凝固している。

以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の効果を生じると共に、シリンダライナ１２は、溶射層１８とシリンダライナ本体１２ａとの間が、溶射による接合に加えて、更に上述のごとくに括れた形状の突起１７によっても接合されている。このため、シリンダライナ本体１２ａと溶射層１８との間の接合力、及び溶射層１８を介してのシリンダライナ本体１２ａとシリンダブロック１４との接合力も一層高くすることができる。このことによりシリンダボアも、より高い真円度に維持できる。

更に、形状の突起１７の存在によりシリンダライナ本体１２ａからシリンダブロックへの熱伝導性も更に高まり、シリンダボア２ｂの冷却性能もより高くなる。
［実施の形態３］
本実施の形態では、図１１に示すごとく前記実施の形態１に用いられているシリンダライナ本体と同じシリンダライナ本体２２ａに対して、複数種類（こごては２種類）のワイヤ材料Ｗｒ１，Ｗｒ２を用いたアーク溶射装置Ｍｃにより溶射層２８を形成してシリンダライナ２２としている。

ここでアーク溶射装置Ｍｃは、２種類のワイヤ材料Ｗｒ１，Ｗｒ２の間でアーク放電により各ワイヤ材料Ｗｒ１，Ｗｒ２を溶融させている。このことにより生じた溶融粒子は、圧縮空気ノズルＭｃａから噴射される圧縮空気により運ばれて、シリンダライナ本体２２ａのライナ外周面２６に衝突する。この時、このワイヤ材料Ｗｒ１，Ｗｒ２の溶融により吹き付けられる溶融粒子は、均一に混合することはなく、界面で融合している部分を除けば高融点金属材料と低融点金属材料との２層の金属相が存在する状態で凝固する。このことにより図１の(Ｂ)に示したごとく、溶射層２８は、ベース金属相の全体に、不定形の分散金属相が分布した不均一系金属層として形成される。

このような不均一系金属層を形成するために、予め第１ワイヤ材料Ｗｒ１と第２ワイヤ材料Ｗｒ２とは異なる素材および構成にて形成されている。ここで第１ワイヤ材料Ｗｒ１はアルミニウムで構成されている。一方、第２ワイヤ材料Ｗｒ２は、アルミニウムと亜鉛との２本のワイヤを撚り合わせたもの、軸方向にアルミニウムと亜鉛とを貼り合わせて１本のワイヤとしたもの、アルミニウムを中空ワイヤとして中に亜鉛ワイヤを挿入したものと言った構成により、２種の金属が分離した状態で形成されている。

このことにより溶射されて形成された溶射層２８は、前記実施の形態１の溶射層のごとく、ベース金属相であるアルミニウムの全体に分散金属相である亜鉛が分布している状態に形成される。

溶射層２８内での亜鉛相の体積割合の調節は、第１ワイヤ材料Ｗｒ１が全てアルミニウムであることを考慮して、第２ワイヤ材料Ｗｒ２側でのアルミニウム部分と亜鉛部分との断面積割合を調節することにより可能となる。

尚、第１ワイヤ材料Ｗｒ１にも、第２ワイヤ材料Ｗｒ２と同じものを用いても良い。この場合には、同じ材料であるのでワイヤ材料Ｗｒ１，Ｗｒ２におけるアルミニウム部分と亜鉛部分との断面積割合を調節することにより溶射層２８内での亜鉛相の割合調節が可能となる。

以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．アーク溶射においても前記実施の形態１と同じ効果が生じる。
［実施の形態４］
本実施の形態では、図１１記載のアーク溶射装置Ｍｃを用いて、前記実施の形態２にて用いた形状の突起１７がライナ外周面１６に形成されているシリンダライナ本体１２ａと同じシリンダライナ本体を用いて、アーク溶射により溶射層を形成したものである。このことにより図５に示したごとくのシリンダライナが完成し、図１０に示したごとくの鋳込まれることによりシリンダブロックが完成する。

以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．アーク溶射においても前記実施の形態２と同じ効果が生じる。
［突起の等高線図の説明］
ここで、前記実施の形態２において、３次元レーザ測定器にて得られた突起１７の等高線図について説明する。

＜突起１７の等高線図＞
図１２を参照して、突起１７の等高線の測定態様について説明する。本等高線図の作成に当たっては、まず等高線測定用のテストピースを、基底面１７ｅ（ライナ外周面１６）が非接触式の３次元レーザ測定器と対向するように試験台へセットする。そしてライナ外周面１６に対して略直行するようにレーザ光を照射して測定する。この測定結果を画像処理装置に取り込み、図１２の(ａ)に示すごとく突起１７の等高線図とした。

図１２の(ｂ)はライナ外周面１６と等高線ｈ（ｈ０〜ｈ１０）との関係を示す。図示するごとく等高線ｈは、ライナ外周面１６から突起１７の高さ方向（矢印Ｙ方向）における所定距離毎に等高線図上へ表示される。以降では、ライナ外周面１６を基準とした矢印Ｙ方向への距離を「測定高さ」とする。

尚、図１２においては、等高線ｈを０．２ｍｍ間隔毎に表示した等高線図を示しているが、等高線ｈの間隔は適宜の値に設定することができる。
〔ａ〕突起１７の第１面積率Ｓ１
図１３の(ａ)に測定高さ０．４ｍｍ未満の等高線ｈを非表示にしたときの等高線図（第１等高線図）を示す。ここでは、図示した等高線図の面積（Ｗ１×Ｗ２）を、第１面積率Ｓ１の測定に際しての単位面積としている。

第１等高線図において、等高線ｈ４に囲まれた領域Ｒ４の面積（図中の斜線ハッチング部分の面積ＳＲ４）は、測定高さ０．４ｍｍの平面に属する１つの突起の断面積（突起１７の第１断面積）に相当する。また、第１等高線図における領域Ｒ４の数（領域数Ｎ４）は、第１等高線図内に存在している突起１７の数（突起数Ｎ１）に相当する。

第１面積率Ｓ１は、等高線図の面積（Ｗ１×Ｗ２）に占める領域Ｒ４の合計面積（ＳＲ４×Ｎ４）の割合として算出される。即ち、第１面積率Ｓ１は、測定高さ０．４ｍｍの平面において、単位面積当たりに占める突起１７の第１断面積の合計面積に相当する。

第１面積率Ｓ１は、下記計算式
Ｓ１＝（ＳＲ４×Ｎ４）／（Ｗ１×Ｗ２）×１００ ［％］
により示すことができる。

〔ｂ〕突起１７の第２面積率Ｓ２
図１３の(ｂ)に測定高さ０．２ｍｍ未満の等高線ｈを非表示にしたときの等高線図（第２等高線図）を示す。ここでは、等高線図の面積（Ｗ１×Ｗ２）を、第２面積率Ｓ２の測定に際しての単位面積としている。

第２等高線図において、等高線ｈ２に囲まれた領域Ｒ２の面積（図中の斜線ハッチング部分の面積ＳＲ２）は、測定高さ０．２ｍｍの平面に属する１つの突起の断面積（突起１７の第２断面積）に相当する。また、第２等高線図における領域Ｒ２の数（領域数Ｎ２）は、第２等高線図内に存在している突起１７の数に相当する。ここでは第２等高線図の面積は第１等高線図の面積と同じであるので、突起１７の数＝突起数Ｎ１である。

第２面積率Ｓ２は、等高線図の面積（Ｗ１×Ｗ２）に占める領域Ｒ２の合計面積（ＳＲ２×Ｎ２）の割合として算出される。即ち、第２面積率Ｓ２は、測定高さ０．２ｍｍの平面において、単位面積当たりに占める突起１７の第２断面積の合計面積に相当する。

第２面積率Ｓ２は、下記計算式
Ｓ２＝（ＳＲ２×Ｎ２）／（Ｗ１×Ｗ２）×１００ ［％］
により示すことができる。

〔ｃ〕第１，２突起断面積
突起１７の第１断面積は測定高さ０．４ｍｍの平面に属する１つの突起の断面積として、突起１７の第２断面積は測定高さ０．２ｍｍの平面に属する１つの突起の断面積として、それぞれ等高線図から算出される。例えば、等高線図の画像処理を通じて、第１等高線図（図１３の(ａ)）の領域Ｒ４の面積を算出することで突起１７の第１断面積を把握することができ、第２等高線図（図１３の(ｂ)）の領域Ｒ２の面積を算出することで突起１７の第２断面積を把握することができる。

〔ｄ〕突起数
突起数Ｎ１は、シリンダライナのライナ外周面１６の単位面積（１ｃｍ2）当たりに形成されている突起１７の数として、等高線図から算出される。例えば、等高線図の画像処理を通じて、第１等高線図（図１３(ａ)）の領域Ｒ４の数（領域数Ｎ４）を算出することで突起数Ｎ１を把握することができる。

尚、第１面積率Ｓ１が１０％以上のシリンダライナを適用したシリンダブロックと、第１面積率Ｓ１が１０％未満のシリンダライナを適用したシリンダブロックとにおけるボアの変形量を比較したところ、後者の変形量は前者の変形量の３倍以上となる場合があることが確認された。

第２面積率Ｓ２が５５％よりも大きいシリンダライナでは、空隙率が急激に上昇する。ここで空隙率とは、シリンダライナとシリンダブロックとの境界に形成されている空隙の面積が境界断面に占める割合である。

これらの結果から、第１面積率Ｓ１が１０％以上、且つ第２面積率Ｓ２が５５％以下のシリンダライナをシリンダブロックへ適用することにより、ブロック材とシリンダライナとの接合強度及び密着性の向上を好適に実現することができるようになる。

なお、第１面積率Ｓ１の上限を５０％とすることにより、第２面積率Ｓ２を５５％以下にすることができる。第２面積率Ｓ２の下限を２０％とすることにより、第１面積率Ｓ１を１０％以上にすることができる。

［その他の実施の形態］
（１）．前記各実施の形態においては、高融点金属相はアルミニウム又はアルミニウム合金であったが、銅あるいは銅合金でも良い。この銅あるいは銅合金から形成されるベース金属相も、高熱伝導性金属相に相当する。

低融点金属相は亜鉛又は亜鉛合金であったが、錫、錫合金、鉛、鉛合金、アンチモン又はアンチモン合金であっても良い。
（２）．前記各実施の形態において、複数の金属相は少なくとも２種類の融点が存在し、これらの金属相の少なくとも１つはブロック材よりも低い融点を有する低融点金属相であれば良い。

したがって、例えば、前記各実施の形態において２種類の融点が存在すれば、これらの融点は鋳造用金属としてのブロック材よりも低くてもよい。例えば、亜鉛（融点：約４２０℃）と錫（融点：約２３２℃）とにより溶射層を形成しても良い。このことによってもシリンダブロック鋳造時の溶湯が接触すると、溶射層中の錫が最初に溶融して、溶湯が混合しつつ溶射層中に進入する。その後に亜鉛も溶融するが既に溶湯は亜鉛中に疑似植物根状態で進入しているので、凝固時には或程度、疑似植物根状態を残したままとなる。したがって単に表層に溶湯を接触した処理では得られない、大きな接合力を生じさせることができる。

ただし、高融点金属相はブロック材（鋳造用金属）の融点以上であることが、凝固後に前記疑似植物根状態の維持がより確実であることから好ましい。
（３）．各実施の形態では、１つの溶射装置にて２種類の金属材料を溶射したが、各金属材料毎に溶射装置を備えて、シリンダライナ本体上の同一位置に同時に溶射することにより、不均一系金属層として溶射層を形成しても良い。

（４）．前記各実施の形態では、溶射層を形成する金属相は２種類であったが、ベース金属相の中に１つ以上の分散金属相が分散分布している不均一系金属層であれば、溶射層中に３種類以上の金属相が存在していても良い。

（５）．前記実施の形態２，４ではライナ外周面を粗面化していたが、括れた形状の前記突起によりシリンダライナ本体は、溶射層及びシリンダブロックに対しての接合力は十分あるので、特に粗面化しなくても良い。

（６）．図１２，１３に示した等高線図において等高線ｈ４に囲まれた領域Ｒ４がそれぞれ独立するように突起１７を形成（測定高さ０．４ｍｍの位置において突起１７同士がそれぞれ独立するようにシリンダライナを形成）しても良い。このようにすると、シリンダブロックとシリンダライナとの接合力を更に向上させることができる。

更に、測定高さ０．４ｍｍの位置において、突起１７の１つ当たりの面積を０．２ｍｍ2〜３．０ｍｍ2（「平方ミリメートル」に相当、請求項についても同じ）に設定すると、製造工程での突起１７の破損と接合力低下とを抑制することができる。

（７）．前記実施の形態２，４における突起は、
（ａ）突起の高さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ
（ｂ）突起の数がライナ外周面上の１ｃｍ2 当たりに５個〜６０個
（ｃ）３次元レーザ測定器により突起の高さ方向からライナ外周面を測定して得られる突起の等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域の第１面積率Ｓ１が１０％以上
（ｄ）３次元レーザ測定器により突起の高さ方向からライナ外周面を測定して得られる突起の等高線図において、高さ０．２ｍｍの等高線により囲まれる領域の第２面積率Ｓ２が５５％以下
上記（ａ）〜（ｄ）の全ての条件を満たしていた。

あるいは、
（ａ）突起の高さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ
（ｂ）突起の数がライナ外周面上の１ｃｍ2 当たりに５個〜６０個
（ｃ’）３次元レーザ測定器により突起の高さ方向からライナ外周面を測定して得られる突起の等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域の第１面積率Ｓ１が１０％〜５０％
（ｄ’）３次元レーザ測定器により突起の高さ方向からライナ外周面を測定して得られる突起の等高線図において、高さ０．２ｍｍの等高線により囲まれる領域の第２面積率Ｓ２が２０％〜５５％
上記（ａ）〜（ｄ’）の全ての条件を満たしていた。

これ以外に、
（ａ）突起の高さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ
（ｂ）突起の数がライナ外周面上の１ｃｍ2 当たりに５個〜６０個
これら（ａ）及び（ｂ）の条件の少なくとも一方を満たした突起でも良く、シリンダライナとシリンダブロックとの接合力を十分に生じさせることができる。

又、（ａ）及び（ｂ）の条件の少なくとも一方と、前記（ｃ）及び（ｄ）の条件、あるいは前記（ｃ’）及び（ｄ’）の条件を組み合わせた突起でも良く、シリンダライナとシリンダブロックとの接合力を十分に生じさせることができる。

実施の形態１のシリンダライナの構成説明図。 実施の形態１のシリンダブロックの構成説明図。 実施の形態１にて形成されたシリンダブロック形成時の溶射層状態説明図。 実施の形態１にて形成されたシリンダブロック形成時の溶射層状態説明図。 実施の形態２にて形成された溶射層構造説明図。 実施の形態２のシリンダライナ製造工程説明図。 実施の形態２のシリンダライナ製造工程内容概略図。 実施の形態２の鋳型における括れた凹穴形成過程説明図。 実施の形態２にて形成されたシリンダブロック形成時の溶射層状態説明図。 実施の形態２にて形成されたシリンダブロック形成時の溶射層状態説明図。 実施の形態３のアーク溶射工程説明図。 実施の形態２，４におけるライナ外周面に形成されている突起の形状説明図。 実施の形態２，４におけるライナ外周面に形成されている突起の等高線による形状説明図。

符号の説明

２…シリンダライナ、２ａ…シリンダライナ本体、２ｂ…シリンダボア、４…シリンダブロック、４ａ…ウォータージャケット、６…ライナ外周面、８…溶射層、８ａ…ベース金属相、８ｂ…分散金属相、１０…溶湯、１２…シリンダライナ、１２ａ…シリンダライナ本体、１４…シリンダブロック、１６…ライナ外周面、１７…突起、１７ａ…基端部、１７ｂ…先端部、１７ｃ…括れ部、１７ｄ…頂面、１７ｅ…基底面、１８…溶射層、１８ａ…ベース金属相、１８ｂ…分散金属相、２０…溶湯、２２…シリンダライナ、２２ａ…シリンダライナ本体、２６…ライナ外周面、２８…溶射層、Ｃ１…耐火基材、Ｃ２…粘結剤、Ｃ３…水、Ｃ４…懸濁液、Ｃ５…界面活性剤、Ｃ６…塗型材、Ｃ７…塗型層、ＣＩ…溶湯、Ｄ１…気泡、Ｄ２，Ｄ３…凹穴、Ｍａ…ブラスト処理装置、Ｍｂ…溶射装置、Ｍｃ…アーク溶射装置、Ｐ…金型、Ｐｉ…内周面、Ｒ２，Ｒ４…領域、Ｗｒ１…第１ワイヤ材料、Ｗｒ２…第２ワイヤ材料。

Claims (24)

1. 外周面が鋳造用金属に鋳ぐるまれる鋳ぐるみ用部品であって、
   前記外周面は、ベース金属相の中に１つ以上の分散金属相が分散分布している不均一系金属層にて被覆され、前記分散金属相の少なくとも１つは、前記ベース金属相及び前記鋳造用金属よりも低い融点を有する低融点金属相であることを特徴とする鋳ぐるみ用部品。
2. 請求項１において、前記鋳造用金属は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、前記低融点金属相は亜鉛、亜鉛合金、錫、錫合金、鉛、鉛合金、アンチモン又はアンチモン合金からなることを特徴とする鋳ぐるみ用部品。
3. 請求項１又は２において、前記ベース金属相は、高熱伝導性金属相であることを特徴とする鋳ぐるみ用部品。
4. 請求項３において、前記高熱伝導性金属相は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅又は銅合金からなることを特徴とする鋳ぐるみ用部品。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記ベース金属相は、前記鋳造用金属以上の高い融点を有する高融点金属相であることを特徴とする鋳ぐるみ用部品。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記ベース金属相及び前記分散金属相を含む全ての金属相に対応する複数種類の材料を、同時に前記外周面に溶射することで前記不均一系金属層が形成されていることを特徴とする鋳ぐるみ用部品。
7. 請求項６において、前記溶射は、複数種類の粉末材料を混合した混合粉末材料を用いた粉末溶射であることを特徴とする鋳ぐるみ用部品。
8. 請求項６において、前記溶射は、複数種類のワイヤ材料を用いたアーク溶射であることを特徴とする鋳ぐるみ用部品。
9. 請求項１〜８のいずれかにおいて、外周面が内燃機関のシリンダブロックの鋳造時に鋳造用金属に鋳ぐるまれることによりシリンダブロックに接合されるシリンダライナであることを特徴とする鋳ぐるみ用部品。
10. 請求項９において、前記外周面には括れた形状の複数の突起が形成され、該突起は、
    （ａ）前記突起の高さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ
    （ｂ）前記突起の数が前記外周面上の１ｃｍ2 当たりに５個〜６０個
    上記（ａ）及び（ｂ）の条件の少なくとも一方を満たしていることを特徴とする鋳ぐるみ用部品。
11. 請求項１０において、前記（ａ）及び（ｂ）の条件の少なくとも一方の条件に加えて、
    （ｃ）３次元レーザ測定器により前記突起の高さ方向から前記外周面を測定して得られる前記突起の等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積率をＳ１としたとき、面積率Ｓ１が１０％以上
    （ｄ）３次元レーザ測定器により前記突起の高さ方向から前記外周面を測定して得られる前記突起の等高線図において、高さ０．２ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積率をＳ２としたとき、面積率Ｓ２が５５％以下
    上記（ｃ）及び（ｄ）の全ての条件を満たした前記突起が形成されていることを特徴とする鋳ぐるみ用部品。
12. 請求項１０において、前記（ａ）及び（ｂ）の条件の少なくとも一方の条件に加えて、
    （ｃ’）３次元レーザ測定器により前記突起の高さ方向から前記外周面を測定して得られる前記突起の等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積率をＳ１としたとき、面積率Ｓ１が１０％〜５０％
    （ｄ’）３次元レーザ測定器により前記突起の高さ方向から前記外周面を測定して得られる前記突起の等高線図において、高さ０．２ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積率をＳ２としたとき、面積率Ｓ２が２０％〜５５％
    上記（ｃ’）及び（ｄ’）の全ての条件を満たした前記突起が形成されていることを特徴とする鋳ぐるみ用部品。
13. 請求項１０〜１２のいずれかに記載の前記条件に加えて、
    （ｅ）前記等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域がそれぞれ独立している
    （ｆ）前記等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積が０．２ｍｍ2 〜３．０ｍｍ2
    上記（ｅ）及び（ｆ）の全ての条件を満たした前記突起が形成されていることを特徴とする鋳ぐるみ用部品。
14. 請求項９〜１３のいずれかに記載の鋳ぐるみ用部品であるシリンダライナが、前記低融点金属相の融点より高い融点の鋳造用金属にて鋳ぐるまれていることを特徴とするシリンダブロック。
15. 外周面が鋳造用金属に鋳ぐるまれる鋳ぐるみ用部品に対する被膜形成方法であって、
    前記鋳造用金属よりも低い融点を有する低融点金属材料と該低融点金属材料より融点が高い高融点金属材料とを含む複数種類の金属材料を、前記高融点金属材料をベース金属材料として、同時に前記外周面に溶射することにより、前記高融点金属材料により生じた高融点金属相の中に、前記低融点金属材料により生じた低融点金属相が分散分布した不均一系金属層を形成することを特徴とする鋳ぐるみ用部品被膜形成方法。
16. 請求項１５において、前記溶射は、前記高融点金属材料として前記鋳造用金属以上の融点を有する金属材料を用いて実行することを特徴とする鋳ぐるみ用部品被膜形成方法。
17. 請求項１５又は１６において、前記溶射は、前記高融点金属材料として高熱伝導性金属材料を用いて実行することを特徴とする鋳ぐるみ用部品被膜形成方法。
18. 請求項１５〜１７のいずれかにおいて、前記溶射は、前記低融点金属材料と前記高融点金属材料とを含む複数種類の粉末材料を混合した混合粉末材料を用いて行う粉末溶射として実行することを特徴とする鋳ぐるみ用部品被膜形成方法。
19. 請求項１５〜１７のいずれかにおいて、前記溶射は、前記低融点金属材料と前記高融点金属材料とを含む複数種類のワイヤ材料を用いて行うアーク溶射として実行することを特徴とする鋳ぐるみ用部品被膜形成方法。
20. 請求項１５〜１９のいずれかにおいて、前記溶射は、
    （ａ）突起の高さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ
    （ｂ）突起の数が前記外周面上の１ｃｍ2 当たりに５個〜６０個
    上記（ａ）及び（ｂ）の条件の少なくとも一方を満たしている括れた形状の複数の突起が外周面に形成された前記鋳ぐるみ用部品に対して実行されることを特徴とする鋳ぐるみ用部品被膜形成方法。
21. 請求項２０において、前記溶射は、
    前記（ａ）及び（ｂ）の条件の少なくとも一方の条件に加えて、
    （ｃ）３次元レーザ測定器により前記突起の高さ方向から前記外周面を測定して得られる前記突起の等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積率をＳ１としたとき、面積率Ｓ１が１０％以上
    （ｄ）３次元レーザ測定器により前記突起の高さ方向から前記外周面を測定して得られる前記突起の等高線図において、高さ０．２ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積率をＳ２としたとき、面積率Ｓ２が５５％以下
    上記（ｃ）及び（ｄ）の全ての条件を満たした前記突起が外周面に形成された前記鋳ぐるみ用部品に対して実行されることを特徴とする鋳ぐるみ用部品被膜形成方法。
22. 請求項２０において、前記溶射は、
    前記（ａ）及び（ｂ）の条件の少なくとも一方の条件に加えて、
    （ｃ’）３次元レーザ測定器により前記突起の高さ方向から前記外周面を測定して得られる前記突起の等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積率をＳ１としたとき、面積率Ｓ１が１０％〜５０％
    （ｄ’）３次元レーザ測定器により前記突起の高さ方向から前記外周面を測定して得られる前記突起の等高線図において、高さ０．２ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積率をＳ２としたとき、面積率Ｓ２が２０％〜５５％
    上記（ｃ’）及び（ｄ’）の全ての条件を満たした前記突起が外周面に形成された前記鋳ぐるみ用部品に対して実行されることを特徴とする鋳ぐるみ用部品被膜形成方法。
23. 請求項２０〜２２のいずれかにおいて、前記溶射は、
    前記条件に加えて、
    （ｅ）前記等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域がそれぞれ独立している
    （ｆ）前記等高線図において、高さ０．４ｍｍの等高線により囲まれる領域の面積が０．２ｍｍ2 〜３．０ｍｍ2
    上記（ｅ）及び（ｆ）の全ての条件を満たした前記突起が外周面に形成された前記鋳ぐるみ用部品に対して実行されることを特徴とする鋳ぐるみ用部品被膜形成方法。
24. 請求項１５〜２３のいずれかに記載の鋳ぐるみ用部品被膜形成方法にて形成された前記鋳ぐるみ用部品としてのシリンダライナを、前記低融点金属相の融点より高い融点の鋳造用金属にて鋳ぐるむことを特徴とするシリンダブロック製造方法。

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