JP2885407B2 - Method for producing wear-resistant aluminum alloy member - Google Patents
Method for producing wear-resistant aluminum alloy memberInfo
- Publication number
- JP2885407B2 JP2885407B2 JP25349788A JP25349788A JP2885407B2 JP 2885407 B2 JP2885407 B2 JP 2885407B2 JP 25349788 A JP25349788 A JP 25349788A JP 25349788 A JP25349788 A JP 25349788A JP 2885407 B2 JP2885407 B2 JP 2885407B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- crystal grains
- silicon
- oxide layer
- alloy member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンのシリンダ用ライナー部材等の耐
摩耗性が良好であることが要求される部分を有するもの
とされる部材を、アルミニウム合金材料により形成する
際に用いられる、耐摩耗性アルミニウム合金部材の製造
方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for manufacturing a member having a portion required to have good wear resistance, such as an engine cylinder liner member, by using an aluminum alloy. The present invention relates to a method for producing a wear-resistant aluminum alloy member used for forming a material.
（従来の技術） 車両等のエンジンにおいては、所定の機械的強度を具
えることに加えて、良好な放熱特性を有し、かつ、軽量
化が図られたものとされることが、一般的に望まれると
ころとなる。斯かる観点から、従来、エンジンにおける
外殻構成部分であるシリンダブロックやシリンダヘッド
等を、アルミニウム合金材料で形成することが知られて
いる。(Prior Art) In general, an engine of a vehicle or the like is required to have a predetermined mechanical strength, a good heat radiation characteristic, and a light weight. Is what is desired. From such a viewpoint, it is conventionally known that the cylinder block, the cylinder head, and the like, which are the outer shell components of the engine, are formed of an aluminum alloy material.
エンジンにおけるシリンダブロックがアルミニウム合
金製とされるにあたっては、シリンダブロックにおける
ピストンに対する摺動面部となるシリンダボアの内表面
部が、耐摩耗性が良好であることが要求される部分とな
るので、斯かる部分の耐摩耗性を他の部分に比して向上
させることが必要とされる。そのため、例えば、特開昭
62−187561号公報に示される如く、シリンダブロックを
アルミニウム合金材料による鋳造品として得るにあた
り、炭素繊維とアルミナ繊維との混合繊維により成形さ
れた円筒状繊維成形体をシリンダ用ライナーとして用
い、そのシリンダ用ライナーがシリンダボアの内表面部
を形成する部分に配されるようにアルミニウム合金材料
を用いた鋳造を行うことにより、シリンダボアの内表面
部の耐摩耗性を改善することが提案されている。When the cylinder block of the engine is made of an aluminum alloy, the inner surface of the cylinder bore, which serves as a sliding surface of the cylinder block with respect to the piston, is a portion required to have good wear resistance. There is a need to improve the wear resistance of one part compared to other parts. Therefore, for example,
As shown in JP-A-62-187561, in obtaining a cylinder block as a casting made of an aluminum alloy material, a cylindrical fiber molded body formed of a mixed fiber of carbon fiber and alumina fiber is used as a cylinder liner, It has been proposed to improve the wear resistance of the inner surface of the cylinder bore by performing casting using an aluminum alloy material so that the liner for use is disposed on the portion forming the inner surface of the cylinder bore.
しかしながら、上述の如くにシリンダ用ライナーが円
筒状繊維成形体とされる場合には、円筒状繊維成形体は
破壊され易いものとなるので、その取扱いが面倒なもの
となってしまう。そこで、シリンダブロックをアルミニ
ウム合金材料による鋳造品として形成するにあたって用
いるに適し、取扱いが容易とされるシリンダ用ライナー
を、例えば、過共晶アルミニウム−シリコン系合金材料
を用いて円筒状部材を鋳造し、その内表面にエッチング
処理を施して合金地内に散在するシリコン結晶粒を内表
面に露出させることによって、円筒状部材の内表面部に
おける耐摩耗性を向上させてシリンダ用ライナーとする
手法により得ることが考えられている。However, when the cylinder liner is a cylindrical fiber molded body as described above, the cylindrical fiber molded body is easily broken, which makes the handling troublesome. Therefore, a cylinder liner that is suitable for use in forming the cylinder block as a cast product of an aluminum alloy material and is easy to handle, for example, by casting a cylindrical member using a hypereutectic aluminum-silicon alloy material. By subjecting the inner surface to an etching process to expose silicon crystal grains scattered in the alloy ground to the inner surface, the wear resistance on the inner surface portion of the cylindrical member is improved to obtain a cylinder liner. It is thought that.
（発明が解決しようとする課題） 上述の如くに、過共晶アルミニウム−シリコン系合金
材料を用いて鋳造された円筒状部材の内表面にエッチン
グ処理を施し、それによって円筒状部材をその内表面に
シリコ結晶粒が露出せしめられたものとしてシリンダ用
ライナーとなす手法がとられる場合には、得られたシリ
ンダ用ライナーが、例えば、アルミニウム合金製のピス
トンと共に用いられる際に、シリンダ用ライナーにおけ
る摺動面部となる内表面部を形成するアルミニウム合金
地とピストンのアルミニウム合金地とが接触して焼付き
を生じることになる虞があり、また、得られたシリンダ
用ライナーにおける摺動面部となる内表面部が、エッチ
ング処理が施された結果、アルミニウム合金地とその表
面に露出したシリコン結晶粒との境界部に沿って腐食が
進行したものとされ、耐摩耗性の向上に寄与するシリコ
ン結晶粒が脱落し易いものとなってしまうという欠点が
伴われる。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the inner surface of the cylindrical member cast by using the hypereutectic aluminum-silicon alloy material is subjected to the etching treatment, whereby the cylindrical member is made to have the inner surface. When the cylinder liner is formed by exposing the silicon crystal grains to the cylinder liner, when the obtained cylinder liner is used together with, for example, an aluminum alloy piston, the cylinder liner slides. There is a possibility that the aluminum alloy ground forming the inner surface part to be the moving surface part and the aluminum alloy ground of the piston may come into contact with each other and cause seizure. The surface is located at the boundary between the aluminum alloy ground and the silicon crystal grains exposed on the surface as a result of the etching treatment. It is considered that the corrosion has progressed along with the defect, and there is a disadvantage that silicon crystal grains that contribute to the improvement of wear resistance tend to fall off.
斯かる点に鑑み、本発明は、エンジンにおけるシリン
ダー用ライナー等の耐摩耗性が良好であることが要求さ
れる部分を有するものとされる部材を、アルミニウム−
シリコン系合金材料を用いて得るにあたり、得られるア
ルミニウム合金部材における耐摩耗性が良好であること
が要求される部分を、それに対する摺動部材との間にお
ける焼付き限界が向上せしめられたものとなし、かつ、
シリコン結晶粒が露出し、しかも、露出したシリコン結
晶粒の脱落が抑制されて、耐摩耗性の向上が図られたも
のとなすことができる、耐摩耗性アルミニウム合金部材
の製造方法を提供することを目的とする。In view of the above, the present invention relates to a method in which a member having a portion required to have good wear resistance such as a liner for a cylinder in an engine is made of aluminum-
In obtaining by using a silicon-based alloy material, a portion of the obtained aluminum alloy member, which is required to have good wear resistance, is considered to have an improved seizure limit with respect to a sliding member. None, and
Provided is a method for manufacturing a wear-resistant aluminum alloy member, in which silicon crystal grains are exposed, and at the same time, the exposed silicon crystal grains are prevented from falling off, whereby wear resistance is improved. With the goal.
（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成すべく、本発明に係る耐摩耗性アル
ミニウム合金部材の製造方法は、過共晶アルミニウム−
シリコン系合金材料により鋳造され、合金地内にシリコ
ン結晶粒が散在するものとされるアルミニウム合金部材
の素材における表面部形成部分にエッチング処理を施し
て、表面にシリコン結晶粒が露出するものとされた表面
部形成部分を得、エッチング処理が施された表面部形成
部分に陽極酸化処理を施して、表面部形成部分を、表面
にシリコン結晶粒が露出するものとされた酸化物層を有
するものとした後、酸化物層にフッ素樹脂を被着させ
て、表面部形成部分を酸化物層及びその上に形成された
フッ素樹脂層を有するものとなし、さらに、必要に応じ
てフッ素樹脂層に他の処理を施して、表面部形成部分を
耐摩耗性が良好な部分として備えたアルミニウム合金部
材を得るものとされる。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a method for producing a wear-resistant aluminum alloy member according to the present invention is directed to a method for producing a hypereutectic aluminum alloy.
An aluminum alloy member, which is cast from a silicon-based alloy material and in which silicon crystal grains are assumed to be scattered in the alloy ground, is subjected to an etching treatment on a surface forming portion of the aluminum alloy member material, so that silicon crystal grains are exposed on the surface. Obtaining a surface portion forming portion, applying an anodizing treatment to the etched surface portion forming portion, and forming a surface portion forming portion having an oxide layer on which silicon crystal grains are exposed on the surface. After that, a fluororesin is adhered to the oxide layer, and the surface portion is formed to have the oxide layer and the fluororesin layer formed thereon, and further, if necessary, the fluororesin layer is formed on the surface. To obtain an aluminum alloy member having a surface portion formed portion as a portion having good wear resistance.
（作 用） 上述の如くの本発明に係る耐摩耗性アルミニウム合金
部材の製造方法により製造されたアルミニウム合金部材
は、その選択された表面部が、エッチング処理によりシ
リコン結晶粒が比較的大なる突出量をもって露出するも
のとされたアルミニウム合金地の表面部分に、陽極酸化
処理により形成された酸化物層が、その表面にシリコン
結晶粒が比較的少なる突出量をもって露出するものとさ
れるとともに、その露出したシリコン結晶粒を堅固に保
持するようにして設けられ、さらに、酸化物層上にフッ
素樹脂が被着せしめられて、形成されたものとされる。(Operation) As described above, in the aluminum alloy member manufactured by the method for manufacturing a wear-resistant aluminum alloy member according to the present invention, the selected surface portion has a protrusion in which silicon crystal grains are relatively large due to etching. An oxide layer formed by anodic oxidation treatment on the surface portion of the aluminum alloy ground which is assumed to be exposed with an amount, silicon crystal grains are exposed on the surface with a relatively small protrusion amount, It is provided so as to firmly hold the exposed silicon crystal grains, and is further formed by applying a fluororesin on the oxide layer.
従って、本発明に係る耐摩耗性アルミニウム合金部材
の製造方法によれば、フッ素樹脂が被着された酸化物層
が形成されることにより、それに対する摺動部材に対し
ての初期なじみ性に優れるとともに摺動部材との間にお
ける焼付き限界が向上せしめられ、かつ、表面にシリコ
ン結晶粒が露出し、しかも、露出したシリコン結晶粒の
脱落が抑制されて耐摩耗性に優れたものとされる表面部
を、耐摩耗性が良好であることが要求される部分として
備えたアルミニウム合金部材が得られることになる。Therefore, according to the method for manufacturing a wear-resistant aluminum alloy member according to the present invention, since the oxide layer coated with the fluororesin is formed, the initial conformability to the sliding member is excellent. At the same time, the seizure limit with the sliding member is improved, and silicon crystal grains are exposed on the surface, and the silicon crystal grains that are exposed are prevented from falling off, resulting in excellent wear resistance. An aluminum alloy member having a surface portion as a portion required to have good wear resistance can be obtained.
（実施例） 以下、本発明に係る耐摩耗性アルミニウム合金部材の
製造方法の一例、及び、それにより得られるアルミニウ
ム合金部材について、図面を参照して述べる。(Example) Hereinafter, an example of a method for manufacturing a wear-resistant aluminum alloy member according to the present invention and an aluminum alloy member obtained by the method will be described with reference to the drawings.
この例は、本発明に係る耐摩耗性アルミニウム合金部
材の製造方法が、エンジンにおけるシリンダブロックの
形成に使用されるシリンダ用ライナーを、アルミニウム
合金材料を用いて得るに適用されたものとされており、
その実施にあたっては、先ず、シリコを17.0重量％，銅
を4.3重量％，マグネシウムを1.0重量％及び鉄を0.3重
量％含み、主要残部がアルミニウムとされた過共晶アル
ミニウム−シリコン系合金材料を用意する。続いて、用
意された過共晶アルミニウム−シリコン系合金材料を溶
融させて、過共晶アルミニウム−シリコン系合金材料の
溶湯を得る。過共晶アルミニウム−シリコン系合金材料
を溶融させる際、例えば、燐−銅合金粉末を添加してシ
リコンの結晶粒を微細化する、所謂、シリコンの微細化
処理を施す。そして、シリコンの微細化処理が施された
過共晶アルミニウム−シリコン系合金材料の溶湯を、シ
リンダ用ライナーを形成するための鋳型に注湯し、その
後、鋳型内に注湯された溶湯を凝固させて、シリンダ用
ライナー素材を鋳造する。In this example, the method for producing a wear-resistant aluminum alloy member according to the present invention is applied to obtain a cylinder liner used for forming a cylinder block in an engine using an aluminum alloy material. ,
First, a hypereutectic aluminum-silicon alloy material containing 17.0% by weight of silico, 4.3% by weight of copper, 1.0% by weight of magnesium, and 0.3% by weight of iron, with the main balance being aluminum, was prepared. I do. Subsequently, the prepared hypereutectic aluminum-silicon alloy material is melted to obtain a molten metal of the hypereutectic aluminum-silicon alloy material. When the hypereutectic aluminum-silicon alloy material is melted, for example, a so-called silicon refining treatment is performed, in which phosphorous-copper alloy powder is added to refine the crystal grains of silicon. Then, the molten metal of the hypereutectic aluminum-silicon alloy material subjected to the silicon refinement treatment is poured into a mold for forming a liner for a cylinder, and then the molten metal poured into the mold is solidified. Then, the cylinder liner material is cast.
次に、鋳造されたシリンダ用ライナー素材に、通常、
記号:T6であらわされる熱処理を施す。即ち、シリンダ
用ライナー素材に、約500℃に加熱して８時間保持した
後焼き入れを行う、所謂、溶体化処理を施し、さらに、
空気中にて冷却する、所謂、時効処理を施す。Next, the cast cylinder liner material is usually
Symbol: A heat treatment represented by T6 is applied. That is, the cylinder liner material is subjected to a so-called solution treatment, in which it is heated to about 500 ° C. and held for 8 hours and then quenched.
A so-called aging treatment is performed in which cooling is performed in the air.
このようにして、過共晶アルミニウム−シリコン系合
金材料が用いられて鋳造され、熱処理が施されたシリン
ダ用ライナー素材は、例えば、第８図に示される如く
に、円筒状のものとされ、その筒状体10を形成するアル
ミニウム合金地中には、シリコン結晶粒が散在されてい
る。そして、斯かるシリンダ用ライナー素材は、筒状体
10における内面部10aが、夫々が筒状体10の部分断面を
示す第２図〜第７図が参照されて、以下に述べられる如
くの各処理が順次施されることにより摺動面部を形成す
るものとされて、シリンダ用ライナーとされる。従っ
て、シリンダ用ライナー素材を構成する筒状体10におけ
る内面部10aは、摺動面形成部とされることになる。In this way, the cylinder liner material that has been cast using the hypereutectic aluminum-silicon alloy material and has been subjected to the heat treatment is, for example, cylindrical as shown in FIG. Silicon crystal grains are scattered in the aluminum alloy ground forming the cylindrical body 10. And such a cylinder liner material is a cylindrical body.
The inner surface portion 10a of FIG. 10 forms a sliding surface portion by sequentially performing each processing as described below with reference to FIGS. 2 to 7 each showing a partial cross section of the cylindrical body 10. And a cylinder liner. Therefore, the inner surface portion 10a of the cylindrical body 10 constituting the liner material for a cylinder is a sliding surface forming portion.
上述の如くにして得たシリンダ用ライナー素材に対し
て、その筒状体10における内面部10aに機械加工を施
し、内面部10aを、第２図に示される如くの、平滑面11
を有するものとする。平滑面11には、筒状体10を形成す
るアルミニウム合金地12中に散在する初晶シリコ結晶粒
13のうちの内面部10aに位置するものが臨むものとな
る。なお、アルミニウム合金地12中には、初晶シリコン
結晶粒13の寸法に比して小なる寸法を有した共晶シリコ
ン結晶粒14も散在している。The cylinder liner material obtained as described above is subjected to machining on the inner surface 10a of the cylindrical body 10 so that the inner surface 10a has a smooth surface 11 as shown in FIG.
Shall be provided. Primary crystal silicon crystal grains scattered in aluminum alloy ground 12 forming cylindrical body 10 are formed on smooth surface 11.
The ones located on the inner surface part 10a among the 13 are facing. Note that eutectic silicon crystal grains 14 having a size smaller than that of the primary crystal silicon grains 13 are also scattered in the aluminum alloy base 12.
そして、平滑面11が形成された内面部10aに対して、
その表面に、純度70％の硝酸を15容量％及び純度80％の
燐酸を80容量％含み、残部が水である混合水溶液を、60
℃まで加熱して塗布し、約60秒間保持することによるエ
ッチング処理を施し、その後、内面部10aを水洗して溶
出物及び混合水溶液の除去を行う。その結果、第３図に
示される如くに、内面部10aには、エッチング処理によ
り浸食された表面15が形成され、表面15には、平滑面11
に臨むものとされていた初晶シリコン結晶粒13が、比較
的大なる突出量をもって露出することになる。斯かる
際、第４図に示される如くに、表面15に露出した初晶シ
リコン結晶粒13の夫々の周囲には、エッチングによる浸
食が進んだ凹部15aが形成される。Then, for the inner surface portion 10a on which the smooth surface 11 is formed,
On the surface, a mixed aqueous solution containing 15% by volume of 70% pure nitric acid and 80% by volume of 80% pure phosphoric acid, with the balance being water,
The coating is performed by heating to a temperature of about 0 ° C., and an etching process is performed by holding the coating for about 60 seconds. Thereafter, the inner surface 10a is washed with water to remove the eluate and the mixed aqueous solution. As a result, as shown in FIG. 3, a surface 15 eroded by the etching process is formed on the inner surface portion 10a, and the smooth surface 11 is formed on the surface 15.
Is exposed with a relatively large protrusion amount. At this time, as shown in FIG. 4, a concave portion 15a, which has been eroded by etching, is formed around each of the primary silicon crystal grains 13 exposed on the surface 15.
続いて、表面15が形成された内面部10aに対して陽極
酸化処理を施し、第５図に示される如くに、内面部10a
に酸化物層17を形成する。内面部10aに対する陽極酸化
処理は、例えば、硫酸の濃度が15％とされた電解液を用
い、電流密度を200A/m2として用い、酸化物層17は、表
面15に臨むものとされた初晶シリコン結晶粒13を包囲し
て形成され、例えば、40μｍ程度の層厚を有するものと
される。陽極酸化処理により形成される酸化物層17は、
膨張を生じるので、初晶シリコン結晶粒13の酸化物層17
の表面からの突出量は、表面15からの突出量より小なる
ものとされる。このように酸化物層17によって包囲され
た初晶シリコン結晶粒13は、酸化物層17によって形成さ
れた表面18から、例えば、３μｍ程度の突出量をもって
露出するものとされるが、酸化物層17によって堅固に保
持される状態とされる。また、表面18に露出した初晶シ
リコン結晶粒13の周囲には、表面18における小規模な凹
部が形成される。Subsequently, anodizing treatment is performed on the inner surface portion 10a on which the surface 15 is formed, and as shown in FIG.
Then, an oxide layer 17 is formed. The anodic oxidation treatment for the inner surface portion 10a is performed, for example, by using an electrolytic solution having a sulfuric acid concentration of 15%, using a current density of 200 A / m 2 , and forming the oxide layer 17 on the inner surface 10 a. It is formed so as to surround the crystalline silicon crystal grains 13 and has a layer thickness of, for example, about 40 μm. The oxide layer 17 formed by the anodic oxidation treatment,
Owing to expansion, the oxide layer 17 of the primary silicon crystal grains 13
Is smaller than the protrusion amount from the surface 15. The primary crystal grains 13 surrounded by the oxide layer 17 are exposed from the surface 18 formed by the oxide layer 17 with a protrusion amount of, for example, about 3 μm. A state is firmly held by 17. In addition, small concave portions in the surface 18 are formed around the primary crystal grains 13 exposed on the surface 18.
そして、酸化物層17により形成された表面18に対する
フッ素樹脂の溶射を行って、表面18にフッ素樹脂を塗布
した後、筒状体10に180℃まで加熱して30分間保持する
熱処理を施してフッ素樹脂の焼付けを行い、表面18上
に、第16図に示される如くに、初晶シリコン結晶粒13の
周囲に形成された凹部に入り込むとともに表面18を覆う
フッ素樹脂層20を形成する。このフッ素樹脂層20の表面
21には、酸化物層17の表面18から突出した初晶シリコン
結晶粒13が臨むものとなる。Then, a fluorine resin is sprayed on the surface 18 formed by the oxide layer 17, and after applying the fluorine resin to the surface 18, the tubular body 10 is subjected to a heat treatment of heating to 180 ° C. and holding for 30 minutes. A fluororesin is baked, and a fluororesin layer 20 is formed on the surface 18 so as to enter the recesses formed around the primary crystal grains 13 and cover the surface 18 as shown in FIG. The surface of this fluororesin layer 20
The primary crystal silicon grains 13 projecting from the surface 18 of the oxide layer 17 face the surface 21.
次に、フッ素樹脂層20により形成された表面21に対す
る羽布研磨を行い、第７図に示される如くに、羽布研磨
されて層厚が小とされたフッ素樹脂20の表面21′から、
初晶シリコン結晶粒13を突出させる。Next, the surface 21 formed by the fluororesin layer 20 is polished to a cloth, and as shown in FIG. 7, from the surface 21 ′ of the fluororesin 20 polished to a thickness and reduced in thickness, as shown in FIG.
The primary crystal grains 13 are projected.
このようにして、シリンダ用ライナー素材を構成する
筒状体10における内面部10aを、第１図に示される如く
に、酸化物層17とその上に形成されたフッ素樹脂層20と
が設けられ、フッ素樹脂層20の表面21′に初晶シリコン
結晶粒13が露出するものとして、斯かる内面部10aをピ
ストンに対しての摺動面部とするアルミニウム合金製シ
リンダ用ライナーを得る。従って、得られたアルミニウ
ム合金製シリンダ用ライナーは、その摺動面部（10a）
が、フッ素樹脂層20によりピストンに対する初期なじみ
性に優れたものとされるとともに、酸化物層17によりピ
ストンとの間における焼付き限界が向上せしめられ、か
つ、表面に初晶シリコン結晶粒13が露出し、しかも、露
出した初晶シリコン結晶粒13の脱落が抑制された耐摩耗
性に優れたものとされることになる。In this manner, as shown in FIG. 1, the oxide layer 17 and the fluororesin layer 20 formed thereon are provided on the inner surface 10a of the cylindrical body 10 constituting the cylinder liner material, as shown in FIG. Then, assuming that the primary crystal grains 13 are exposed on the surface 21 'of the fluororesin layer 20, an aluminum alloy cylinder liner having the inner surface 10a as a sliding surface with respect to the piston is obtained. Therefore, the obtained aluminum alloy cylinder liner has its sliding surface (10a)
However, the fluororesin layer 20 has excellent initial conformability to the piston, the seizure limit between the piston and the oxide layer 17 is improved, and the primary crystal grains 13 are formed on the surface. The exposed primary crystal silicon crystal grains 13 are prevented from falling off, and are excellent in wear resistance.
次に、本発明に係る耐摩耗性アルミニウム合金部材の
製造方法に従って得られた、上記のアルミニウム合金製
シリンダ用ライナーの如くの、アルミニウム合金部材
（部材Ａという）と、本発明に係る方法とは異なる製造
方法に従って得られ、部材Ａと同様な形状を有するもの
とされたアルミニウム合金部材（以下、比較例Saとい
う）との比較について述べる。Next, an aluminum alloy member (referred to as member A), such as the above-described aluminum alloy cylinder liner, obtained according to the method for manufacturing a wear-resistant aluminum alloy member according to the present invention, and the method according to the present invention are described below. A comparison with an aluminum alloy member (hereinafter, referred to as Comparative Example Sa) obtained according to a different manufacturing method and having the same shape as the member A will be described.
比較例Saは、上述の如くにして本発明に係る耐摩耗性
アルミニウム合金部材の製造方法の一例が実施されると
き、その途中工程で得られるシリンダ用ライナー素材と
同様なシリンダ用ライナー素材を用意し、そのシリンダ
用ライナー素材の内面部に対して、機械加工を施し、さ
らに、機械加工により平滑化された内面部に対して、純
度70％の硝酸を15容量％及び純度80％の燐酸を80容量％
含み、残部が水である混合水溶液を、60℃まで加熱して
塗布し、約60秒間保持してエッチング処理を施した後、
水洗を行うことにより得られた、表面から初期シリコン
は結晶粒が露出するものとされた内面部を摺動面部とす
るシリンダ用ライナーである。In Comparative Example Sa, when an example of the method for manufacturing a wear-resistant aluminum alloy member according to the present invention is performed as described above, a cylinder liner material similar to the cylinder liner material obtained in the middle of the process is prepared. Then, the inner surface of the cylinder liner material is machined, and the inner surface smoothed by the machining is treated with 70% pure nitric acid, 15% by volume, and 80% pure phosphoric acid. 80% by volume
Including, mixed water solution, the rest is water, heated to 60 ℃, applied, after holding for about 60 seconds and etching treatment,
The initial silicon obtained from the surface washing is a liner for a cylinder having a sliding surface as an inner surface where crystal grains are exposed.
そして、部材Ａからその摺動面部を含むように切り出
された試料25と、比較例Saからその摺動面部を含むよう
に切り出された試料26とを用いて摩耗試験を行った。Then, a wear test was performed using a sample 25 cut out from the member A so as to include the sliding surface portion and a sample 26 cut out from the comparative example Sa so as to include the sliding surface portion.
斯かる摩耗試験は、第９図Ａ及びＢに示される如く、
試験機のベースに固定された試料25における摺動面部25
aに対し、ホルダ27に取りつけられた、摺動面部25aにお
ける曲率半径と略同一の曲率半径を有する外周面が設け
られた摺動片28が当接せしめられ、また、試験機のベー
スに固定された試料26における摺動面部26aに対し、ホ
ルダ27に取りつけられた、摺動面部26aの各々における
曲率半径と略同一の曲率半径を有する外周面が設けられ
た摺動片28及び29が個々に当接せしめられたもとで、い
ずれの場合にも、摺動押圧手段によりホルダ27を介し
て、摺動片28もしくは摺動片29を、試料25もしくは試料
26に、押圧荷重Ｐが20Kgwとなるようにして押し付ける
とともに、往復距離を10mmとし、2x104往復をもって、
繰り返し摺動せしめるものとされて行われた。摺動片28
は、アルミニウム合金材料で作られ、熱処理が施された
後、陽極酸化処理が施されたものとされ、その外周面部
には酸化物層（層厚30μｍ）が形成されたものとなされ
た。また、摺動片29は、アルミニウム合金材料で作ら
れ、熱処理及び脱脂洗浄がなされた後、めっき処理が施
されたものとされ、その、外周面部には亜鉛めっき層
（層厚10μｍ），ニッケルめっき層（層厚10μｍ）及び
鉄めっき層（層厚10μｍ）から成る３層めっき積層が形
成されたものとなされた。Such a wear test, as shown in FIGS. 9A and B,
Sliding surface portion 25 of sample 25 fixed to the base of the testing machine
A sliding piece 28 provided with an outer peripheral surface having a radius of curvature substantially equal to the radius of curvature of the sliding surface portion 25a attached to the holder 27 is brought into contact with a, and is fixed to the base of the testing machine. With respect to the sliding surface portion 26a of the sample 26, the sliding pieces 28 and 29 each having an outer peripheral surface having a radius of curvature substantially equal to the radius of curvature of each of the sliding surface portions 26a attached to the holder 27 are individually provided. In any case, the sliding piece 28 or the sliding piece 29 is brought into contact with the sample 25 or the sample by the sliding pressing means via the holder 27.
26, the pressing load P is pressed as a 20Kgw, reciprocating distance and 10 mm, with 2x10 4 reciprocating,
It was supposed to slide repeatedly. Sliding piece 28
Was made of an aluminum alloy material, was subjected to a heat treatment, and was then subjected to anodizing treatment, and an oxide layer (layer thickness: 30 μm) was formed on the outer peripheral surface thereof. The sliding piece 29 is made of an aluminum alloy material, heat-treated and degreased, and then plated. The outer peripheral surface of the sliding piece 29 has a zinc plating layer (layer thickness of 10 μm), nickel A three-layer plating laminate composed of a plating layer (layer thickness 10 μm) and an iron plating layer (layer thickness 10 μm) was formed.
そして、斯かる摩耗試験の結果、比較例Saから切り出
された試料26が試験に供され、摺動片28が用いられた場
合には、摺動片28の摩耗量が3mg以上で、試料26の摩耗
量が略0.2mgであり、また、摺動片29が用いられた場合
には、摺動片29の摩耗量が略0.7mg以上で、試料26の摩
耗量が略0.1mgであったのに対し、部材Ａから切り出さ
れた試料25が試験に供され、摺動片28が用いられた場合
には、摺動片28の摩耗量が略0.3mgで、試料25の摩耗量
が略0.1mgより少であって、耐摩耗性の点で部材Ａが比
較Ssより著しく優れていることが確認された。Then, as a result of such a wear test, the sample 26 cut out from the comparative example Sa was subjected to the test, and when the sliding piece 28 was used, the wear amount of the sliding piece 28 was 3 mg or more, and the sample 26 was used. Was about 0.2 mg, and when the slide piece 29 was used, the wear amount of the slide piece 29 was about 0.7 mg or more, and the wear amount of the sample 26 was about 0.1 mg. On the other hand, when the sample 25 cut out from the member A was subjected to the test and the slide piece 28 was used, the wear amount of the slide piece 28 was approximately 0.3 mg, and the wear amount of the sample 25 was approximately 0.3 mg. It was less than 0.1 mg, and it was confirmed that the member A was significantly superior to the comparative Ss in terms of wear resistance.
なお、上述の例においては、表面21を有するものとし
て形成されたフッ素樹脂層20に対する羽布研磨を行い、
フッ素樹脂層20を、初晶シリコン結晶粒13が露出した表
面21′を有するものとなす工程が含まれているが、本発
明に係る耐摩耗性アルミニウム合金部材の製造方法にあ
っては、斯かるフッ素樹脂層20に対する羽布研磨を行う
工程は、必ずしも必要とされず、省略されてもよい。Note that, in the above-described example, the cloth is polished with respect to the fluororesin layer 20 formed as having the surface 21.
Although the step of forming the fluororesin layer 20 to have the surface 21 ′ where the primary crystal grains 13 are exposed is included, the method for manufacturing a wear-resistant aluminum alloy member according to the present invention includes the following steps. The step of polishing the cloth with respect to the fluororesin layer 20 is not always necessary and may be omitted.
また、上述の例は、エンジンにおけるシリンダブロッ
クの形成に際して用いられるシリンダ用ライナーの製造
に適用されているが、本発明に係る耐摩耗性アルミニウ
ム合金部材の製造方法は、斯かる例に限られることな
く、耐摩耗性が良好であることが要求される表面部を有
するものとされる部材を、アルミニウム−シリコン系合
金材料を用いて製造するにあたって広く適用され得るも
のである。Further, the above-described example is applied to the manufacture of a cylinder liner used for forming a cylinder block in an engine. However, the method for manufacturing a wear-resistant aluminum alloy member according to the present invention is limited to such an example. In addition, the present invention can be widely applied when manufacturing a member having a surface portion required to have good wear resistance using an aluminum-silicon alloy material.
（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係る耐摩耗性
アルミニウム合金部材の製造方法によれば、エンジンに
おけるシリンダ用ライナー等の耐摩耗性が良好であるこ
とが要求される表面部が設けられるものとされる部材
を、アルミニウム−シリコン系合金材料を用いて形成す
るにあたり、その表面部が、エッチング処理によりシリ
コン結晶粒が露出するものとされたアルミニウム合金地
の表面部分に、陽極酸化処理により形成された酸化物層
が、その表面にシリコン結晶粒が露出するものとされる
とともに、その露出したシリコン結晶粒を堅固に保持す
るようにして設けられ、さらに、酸化物層上にフッ素樹
脂が被着せしめられて形成されたものとされることにな
り、その結果、酸化物層が設けられることによりそれに
対する摺動部材との間における焼付き限界が向上せしめ
られるとともに、フッ素樹脂が被着されることにより摺
動部材に対しての初期なじみ性に優れるものとされ、か
つ、表面にシリコ結晶粒が露出し、しかも、露出したシ
リコン結晶粒の脱落が抑制されて耐摩耗性に優れたもの
とされた表面部を、耐摩耗性が良好であることが要求さ
れる部分として備えたアルミニウム合金部材を得ること
ができる。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the method for producing a wear-resistant aluminum alloy member according to the present invention, the surface of the engine, such as a cylinder liner, which is required to have good wear resistance. In forming the member in which the portion is to be provided, using an aluminum-silicon alloy material, the surface portion is formed on the surface portion of the aluminum alloy ground where the silicon crystal grains are exposed by the etching process. The oxide layer formed by the anodic oxidation treatment is provided so that the silicon crystal grains are exposed on the surface thereof, and is provided so as to firmly hold the exposed silicon crystal grains. Is formed by applying a fluororesin to the substrate, and as a result, the oxide layer The limit of seizure between the sliding member and the sliding member is improved, and the fluororesin is applied to make the sliding member excellent in initial adaptability to the sliding member, and the silicon crystal grains are exposed on the surface. In addition, an aluminum alloy member having a surface portion in which the exposed silicon crystal grains are prevented from falling off and having excellent wear resistance is provided as a portion required to have good wear resistance. be able to.
第１図〜第７図は本発明に係る耐摩耗性アルミニウム合
金部材の製造方法の一例における各工程の説明に供され
るシリンダ用ライナー素材の部分断面図、第８図は本発
明に係る耐摩耗性アルミニウム合金部材の製造方法の一
例の実施にあたってその途中工程で得られるシリンダ用
ライナー素材を示す斜視図、第９図Ａ及びＢは摩耗試験
の説明に供される図である。 図中、10は筒状体、10aは内面部、12はアルミニウム合
金地、13は初晶シリコン結晶粒、17は酸化物層、20はフ
ッ素樹脂層である。1 to 7 are partial cross-sectional views of a cylinder liner material used for explaining each step in an example of a method for manufacturing a wear-resistant aluminum alloy member according to the present invention, and FIG. 9A and 9B are perspective views showing a cylinder liner material obtained in an intermediate step in an example of a method of manufacturing a wearable aluminum alloy member, and FIGS. 9A and 9B are views for explaining a wear test. In the figure, 10 is a cylindrical body, 10a is an inner surface portion, 12 is an aluminum alloy ground, 13 is primary crystal silicon crystal grains, 17 is an oxide layer, and 20 is a fluororesin layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23F 1/00,17/00 C25D 11/14 F02F 1/00 F16J 10/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C23F 1 / 00,17 / 00 C25D 11/14 F02F 1/00 F16J 10/04
Claims (1)
を用いた鋳造により、合金地内にシリコン結晶粒が散在
するものとされて得られたアルミニウム合金部材の素材
における表面部形成部分にエッチング処理を施して、上
記表面部形成部分を表面にシリコン結晶粒が露出するも
のとなす工程と、 上記エッチング処理が施された表面部形成部分に陽極酸
化処理を施して、上記表面部形成部分を、表面にシリコ
ン結晶粒が露出するものとされた酸化物層を有するもの
となす工程と、 上記酸化物層にフッ素樹脂を被着させて、上記表面部形
成部分を上記酸化物層及び該酸化物層上に形成されたフ
ッ素樹脂層を有するものとなす工程と、 を含み、上記表面部形成部分を耐摩耗性が良好な部分と
して備えたアルミニウム合金部材を得る耐摩耗性アルミ
ニウム合金部材の製造方法。An etching process is performed on a surface-forming portion of an aluminum alloy member obtained by casting using a hypereutectic aluminum-silicon alloy material, wherein silicon crystal grains are scattered in the alloy ground. Applying the surface portion forming portion to expose silicon crystal grains on the surface; and performing anodizing treatment on the etched surface portion forming portion to form the surface portion forming portion on the surface. Forming an oxide layer on which silicon crystal grains are exposed, and applying a fluororesin to the oxide layer to form a surface portion on the oxide layer and the oxide layer. A step of forming a layer having a fluororesin layer formed thereon, and obtaining a wear-resistant aluminum alloy member having the surface-formed portion as a portion having good wear resistance. Method for producing a sulfonium alloy member.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25349788A JP2885407B2 (en) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | Method for producing wear-resistant aluminum alloy member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25349788A JP2885407B2 (en) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | Method for producing wear-resistant aluminum alloy member |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02101181A JPH02101181A (en) | 1990-04-12 |
| JP2885407B2 true JP2885407B2 (en) | 1999-04-26 |
Family
ID=17252200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25349788A Expired - Fee Related JP2885407B2 (en) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | Method for producing wear-resistant aluminum alloy member |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2885407B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008180218A (en) * | 2006-12-28 | 2008-08-07 | Yamaha Motor Co Ltd | Internal combustion engine component and its manufacturing method |
| EP2138695A2 (en) | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Cylinder block, internal combustion engine, transportation apparatus, and method for producing cylinder block |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3296543B2 (en) * | 1996-10-30 | 2002-07-02 | スズキ株式会社 | Plating coated aluminum alloy, its cylinder block, plating line, plating method |
| DE102004048181A1 (en) * | 2004-10-02 | 2006-04-06 | Volkswagen Ag | Processing a workpiece made from an aluminum alloy containing silicon comprises treating a layer enriched with silicon to produce a wear-resistant silicon layer |
| JP2018090835A (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-14 | いすゞ自動車株式会社 | Abrasion resistant surface structure of aluminum alloy and method of producing the same |
-
1988
- 1988-10-07 JP JP25349788A patent/JP2885407B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008180218A (en) * | 2006-12-28 | 2008-08-07 | Yamaha Motor Co Ltd | Internal combustion engine component and its manufacturing method |
| US8047174B2 (en) | 2006-12-28 | 2011-11-01 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine component and method for producing the same |
| JP2012057627A (en) * | 2006-12-28 | 2012-03-22 | Yamaha Motor Co Ltd | Internal combustion engine component and its manufacturing method |
| EP2138695A2 (en) | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Cylinder block, internal combustion engine, transportation apparatus, and method for producing cylinder block |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02101181A (en) | 1990-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0353480B1 (en) | Pistons | |
| US6495267B1 (en) | Anodized magnesium or magnesium alloy piston and method for manufacturing the same | |
| US2586100A (en) | Bearing | |
| US20160215839A1 (en) | Method for producing a brake disk and brake disk | |
| JP2885407B2 (en) | Method for producing wear-resistant aluminum alloy member | |
| JP4418985B2 (en) | Manufacturing method of product made of magnesium or magnesium alloy | |
| JPH03162590A (en) | Treatment of iron containing part for metallurgical bonding to cast aluminum | |
| US2734024A (en) | Method of making bearings | |
| JPH11104798A (en) | Magnesium molding and manufacture | |
| US4204924A (en) | Method of manufacturing rubbing surfaces of cast iron | |
| JPH02104465A (en) | Production of aluminum alloy member having wear resistance | |
| JPH0293086A (en) | Production of aluminum alloy sliding member | |
| JPH0531567A (en) | Aluminum alloy-made casting and this manufacture | |
| JP2001192891A (en) | Aluminum alloy parts and producing method therefor | |
| JPH03113175A (en) | Surface structure of sliding member | |
| JPS5855828B2 (en) | Surface treatment method for light alloy sliding members | |
| JPH0517899A (en) | Member made of al alloy and its manufacture | |
| US3046205A (en) | Nickel-aluminum alloy coatings | |
| US4127930A (en) | Coating with antifriction metal | |
| JPH06142889A (en) | Manufacture of composite aluminum member | |
| JPH07207491A (en) | Chrome plating treatment on surface of aluminum or aluminum alloy | |
| Vanden Berg | Electroplating Aluminium Alloys | |
| JP2000205314A (en) | Brake disk and manufacture thereof | |
| SU1691423A1 (en) | Method for obtaining protective coating | |
| JPS59144831A (en) | Braking disc of disc brake |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |