JP3555513B2 - Internal combustion engine cylinder - Google Patents

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JP3555513B2 JP22404299A JP22404299A JP3555513B2 JP 3555513 B2 JP3555513 B2 JP 3555513B2 JP 22404299 A JP22404299 A JP 22404299A JP 22404299 A JP22404299 A JP 22404299A JP 3555513 B2 JP3555513 B2 JP 3555513B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のシリンダに係り、特に、ディーゼルエンジンのシリンダに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、内燃機関のシリンダにおいては、耐摩耗性、耐食性を向上させるべく、シリンダボア部にシリンダライナを設けたり、溶射皮膜を形成していた。
【0003】
シリンダライナ用鋳鉄としては、ベース材料のねずみ鋳鉄に若干の合金(B、Moなど)を添加して耐摩耗性の向上を図った各種鋳鉄材(例えば、ターカロイ)が用いられている。
【0004】
ディーゼルエンジンでは、燃焼により、軽油中に含まれる硫黄分から硫酸が生成する。従来のシリンダライナ用鋳鉄として挙げられるターカロイは、ねずみ鋳鉄をベース材としているため、酸(特に硫酸)に対する耐食性はそれほど良好ではなく、ライナーの腐食摩耗を引き起こし、LOC(Lubricating Oil Consumption )の悪化等といった問題を招いてしまう。
【0005】
そこで、鋳鉄の耐食性を向上させるべく、母材にP、Cr、Ni、Cu等を添加して基地組織をオーステナイト化した鋳鉄(以下、オーステナイト鋳鉄と示す)が、特公平4−68373等に開示されている。この時、オーステナイト鋳鉄におけるNiの配合量としては13〜20wt%、Cuの配合量としては4.0〜8.0wt%が好ましい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したオーステナイト鋳鉄において、Niの配合量が多いと、製造コストの上昇を招くばかりでなく、オーステナイト鋳鉄からなる鋳物の機械加工性が悪くなる。特に、シリンダライナの場合、機械加工性が悪いと、ライナ内周面を真円に形成することが難しく、ブローバイガス量が増えたり、ピストンとの摩擦が過大になって焼き付け等の問題が起こる。
【0007】
このため、Niの配合量はできるだけ少ない方が望ましいが、Niの配合量が前記範囲よりも少ないと、オーステナイト組織が不安定となり、耐食性効果が十分に得られなくなってしまう。
【0008】
そこで本発明は、上記課題を解決し、酸に対する耐食性が良好で、安価で、機械加工性が良好なシリンダライナ材料或いは溶射材料、及びそれらを用いた内燃機関のシリンダを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項1の発明は、シリンダボア部の化学組成が、
C:2.5〜3.9wt%、
Si:1.5〜2.6wt%、
Ni:3.0〜14.0wt%、
Cr:0.5〜2.5wt%、
Cu:0.5〜8.0wt%、
V:0.5〜1.0wt%、
B:0.05〜0.10wt%、
残部が実質的にFeである内燃機関のシリンダライナ。
【0010】
請求項2の発明は、シリンダボア部がシリンダライナで形成された内燃機関のシリンダにおいて、上記シリンダライナを、化学組成が、
C:2.5〜3.9wt%、
Si:1.5〜2.6wt%、
Ni:3.0〜14.0wt%、
Cr:0.5〜2.5wt%、
Cu:0.5〜8.0wt%、
V:0.5〜1.0wt%、
B:0.05〜0.10wt%、
残部が実質的にFeであるシリンダライナ材料で鋳造形成した内燃機関のシリンダ。
【0011】
請求項3の発明は、シリンダボア面に溶射皮膜が形成された内燃機関のシリンダにおいて、上記溶射皮膜を、化学組成が、
C:2.5〜3.9wt%、
Si:1.5〜2.6wt%、
Ni:3.0〜14.0wt%、
Cr:0.5〜2.5wt%、
Cu:0.5〜8.0wt%、
V:0.5〜1.0wt%、
B:0.05〜0.10wt%、
残部が実質的にFeである溶射材料で溶射形成した内燃機関のシリンダ。
【0012】
かかる内燃機関のシリンダによれば、基地組織をオーステナイト組織に改善するNiと共に、Cr,Cu,V,Bの耐食性向上元素を所定の範囲で添加することで、製造コストが安価で、かつ、耐食性、耐摩耗性、および機械加工性のバランスが良好となる。
【0013】
上記化学組成に限定した理由を以下に述べる。
【0014】
Cは黒鉛晶出のため及び炭化物生成のために必要な元素である。含有量が2.5wt%よりも少ないと炭化物生成量が少なくなり、耐摩耗性および耐食性が低下する。また、含有量が3.9wt%よりも多いと硬くなり過ぎて機械加工性が悪化する。
【0015】
Siの含有量は、一般的なオーステナイト鋳鉄における場合と同じ範囲であり、かつ、範囲限定理由もよく知られた理由に基づいているため、説明を省略する。
【0016】
Niは基地をオーステナイト組織とするのに有効な元素である。含有量が3.0wt%よりも少ないとオーステナイト組織が形成されず、耐食性が低下する。また、含有量が14.0wt%よりも多いと製造コストが上昇すると共に機械加工性が悪化する。
【0017】
Crは、炭化物生成元素であり、耐摩耗性を向上させるのに有効な元素である。含有量が0.5wt%よりも少ないと炭化物生成量が少なくなり、耐摩耗性および耐食性が低下する。また、含有量が2.5wt%よりも多いと硬くなり過ぎて機械加工性が悪化する。
【0018】
Cuは、弱い黒鉛化促進元素であると共に、希硫酸のような鉱酸だけでなく、大気、特に硫黄を含む雰囲気に対する耐食性向上に有効な元素であり、Crとの複合添加により機械的性質が向上する。含有量が0.5wt%よりも少ないとパーライト組織が微細化されず、かつ、フェライト組織も多くなり、耐摩耗性および耐食性が低下する。また、含有量が8.0wt%よりも多いと鋳造性および機械加工性が悪化する。
【0019】
Vは、強力な炭化物生成元素であり、少量の添加によって、黒鉛組織を改善し、パーライトを微細化して機械的性質を改善する。含有量の限定理由は、Crの場合と同様である。
【0020】
Bは、黒鉛化を阻止して鋳鉄の強さを大にすると共に、希硫酸のような鉱酸だけでなく、大気、特に硫黄を含む雰囲気に対する耐食性向上に有効な元素であり、Crとの複合添加により機械的性質が向上する。含有量の限定理由は、Crの場合と同様である。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適一実施の形態を説明する。
【0022】
本発明の内燃機関のシリンダは、シリンダボア部がシリンダライナによって形成され、そのシリンダライナが、化学組成が、
C:2.5〜3.9wt%、
Si:1.5〜2.6wt%、
Ni:3.0〜14.0wt%、
Cr:0.5〜2.5wt%、
Cu:0.5〜8.0wt%、
V:0.5〜1.0wt%、
B:0.05〜0.10wt%、
残部が実質的にFeであるシリンダライナ材料からなるものである。
【0023】
シリンダライナ材料中に、Niを3.0〜14.0wt%の範囲で含有させることで、基地組織を耐食性の良好なオーステナイト組織とすることができる。ここで、Ni含有量が3.0〜4.0wt%の範囲では、パーライト組織中にオーステナイト組織が分散した状態の基地組織となる。また、Ni含有量が4.0〜8.0wt%の範囲では、マルテンサイト組織中にオーステナイト組織が分散した状態の基地組織となる。さらに、Ni含有量が12.0〜14.0wt%の範囲では、鋳造のままで、基地組織全面がオーステナイト組織となる。
【0024】
また、シリンダライナ材料中に、各種の耐食性元素(Cr、Cu、V、B)を所定の範囲で含有させることで、各元素の相乗効果により、耐食性、特に硫黄分を含む雰囲気での耐食性の改善を図ることができる。ここで、Cuの添加は、パーライト組織の微細化により基地強度を向上させ、かつ、耐摩耗性および耐食性を向上させる。しかし、シリンダライナ材料中におけるNi含有量が少なく(例えば、3.0〜8.0wt%)、基地にオーステナイト組織が分散した状態の基地組織の場合、Cu含有量を多くし過ぎると耐食性が低下する。このため、この場合のCu含有量は少ない方がよく、0.5〜1.0wt%が好ましい。
【0025】
上記成分からなる鋳鉄溶湯を鋳型に注いだ後、所定の冷却速度で冷却を行い、例えば、肉厚が1.5〜3mm程度で、かつ、略円筒状のシリンダライナを鋳造形成する。
【0026】
このシリンダライナを、鋳鉄又はアルミ合金にて鋳造形成したシリンダブロックのシリンダボア部に、挿入(又は圧入)する或いは鋳包ませることで、シリンダライナの内周面がシリンダボア面となった本発明の内燃機関のシリンダを得ることができる。
【0027】
かかるシリンダライナは、基地組織の改善と硫黄分を含む雰囲気での耐食性の向上を図ったシリンダライナ材料を用いて鋳造形成されているため、硫酸に対する耐食性が良好となる。よって、このシリンダライナをシリンダボア部に設けた内燃機関のシリンダにおいて、腐食摩耗が生じるおそれがなく、LOCの悪化を招くこともない。
【0028】
また、シリンダライナ材料のNi含有量が3.0〜14.0wt%であり、前述した従来のオーステナイト鋳鉄と比較してNi含有量が少ないため、シリンダライナの製造コスト、延いてはシリンダの製造コストが安価となる。さらに、同じ理由から、シリンダライナの機械加工性が良好となり、延いてはブローバイガス量の増加、焼き付け等を防止することができる。
【0029】
なお、シリンダライナを構成するシリンダライナ材料中に、不可避不純物としてS等を微量含有していてもよいが、Sは材質を脆くするため、その含有量は少ないほど好ましく、0.02wt%未満に止めておくのが望ましい。
【0030】
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
【0031】
前述した本発明の内燃機関のシリンダは、シリンダボア部に、シリンダライナを設けたものであった。
【0032】
これに対して、本実施の形態の内燃機関のシリンダは、鋳鉄又はアルミ合金にて予め鋳造形成しておいたシリンダブロックのシリンダボア部内周面に、前述したシリンダライナ材料と同一組成の溶射材料からなる溶射皮膜を形成したものである。
【0033】
溶射皮膜の膜厚は、シリンダに要求される耐摩耗性能および耐食性能によって適宜決定されるものであるが、シリンダブロック軽量化の観点から1mm以下が好ましい。
【0034】
溶射皮膜の形成方法は特に限定するものではなく、一般的な皮膜形成方法の全てが挙げられ、例えば、プラズマ溶射、ガス溶射などが挙げられる。
【0035】
本実施の形態の内燃機関のシリンダにおいても、本発明の内燃機関のシリンダと同様の効果を発揮することは言うまでもなく、摺動面であるシリンダボア部内周面に、前述したシリンダライナ材料と同一組成の溶射材料からなる溶射皮膜が形成されているため、硫酸に対する耐食性は良好である。
【0036】
また、シリンダライナを用いず、シリンダボア部内周面に膜厚が1mm以下の薄い溶射皮膜を形成したシリンダであるため、肉厚が数mm程度のシリンダライナをシリンダボア部に設けた本発明の内燃機関のシリンダよりも軽量となり、特に、アルミ合金からなるシリンダブロックに対して適用することで、その軽量化は一層効果的なものとなる。
【0037】
【実施例】
(実施例)
下記表1の化学組成を有する鋳鉄溶湯をそれぞれ溶製し、各鋳鉄溶湯(実施例1〜5、比較例1,2)を、鋳込み温度1,500℃で鋳型に注いだ後、所定の冷却速度で冷却を行い、幅が10mm、肉厚が5mm、長さが50mmの試験片をそれぞれ鋳造形成する。ここで、比較例2は、現行シリンダライナ材料であるターカロイの化学組成である。
【0038】
【表1】

Figure 0003555513
【0039】
次に、各試験片を常温の20wt%硫酸中に浸漬して腐食試験を行い、時間毎の重量変化(減少)を測定した。その測定結果を図1に示す。ここで、図中の横軸は腐食時間(hr)を、縦軸は腐食試験前の各試験片の重量を100%とした時の相対重量(%)を示している。
【0040】
図1に示すように、実施例1〜3の場合、Ni含有量が3.0wt%であるため、基地組織は、パーライト組織中にオーステナイト組織が分散した状態である。ここで、実施例1のCu含有量(1.0wt%)は、実施例2,3のCu含有量(0.5wt%)と比べて多いため、実施例1の耐食性は、実施例2,3よりも若干劣る。また、実施例3のCr含有量(0.5wt%)は、実施例2のCr含有量(1.5wt%)と比べて少ないため、実施例3の耐食性は、実施例2よりも若干劣る。すなわち、実施例2、実施例3、実施例1の順に耐食性が良好となっている。しかし、実施例2よりも耐食性が劣る実施例1,3においても、腐食試験開始から70時間までの耐食性は、比較例2のターカロイと略同等であり、特に試験開始から70時間以降における腐食性は現行シリンダライナ材料よりも優れている。
【0041】
実施例4,5の場合、Ni含有量が14.0wt%であるため、基地組織がオーステナイト組織となっており、腐食試験における重量変化は殆どなく、90時間経過以後であっても優れた耐食性を示していた。
【0042】
これに対して、比較例1の場合、各成分の含有量が規定範囲よりも少ないため、炭化物生成量が少なく、各例中で最も耐食性が低かった。特に試験開始から70時間以降における腐食進行が激しい。
【0043】
また、比較例2の場合、基地組織全面がパーライト組織であるため、腐食試験において希硫酸と激しく反応しており、耐食性は低い。特に、腐食試験開始後すぐの腐食進行が激しい。
【0044】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、シリンダボア部を構成する材料の化学組成を規定することで、酸に対する耐食性が良好で、安価で、機械加工性が良好な内燃機関のシリンダを得ることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例における腐食試験の腐食時間と重量変化との関係を示す図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cylinder of an internal combustion engine, and particularly to a cylinder of a diesel engine.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a cylinder of an internal combustion engine, a cylinder liner is provided in a cylinder bore portion or a thermal spray coating is formed in order to improve wear resistance and corrosion resistance.
[0003]
As the cast iron for the cylinder liner, various cast iron materials (for example, tarcaloy) are used in which a small amount of alloy (B, Mo, etc.) is added to gray cast iron as a base material to improve wear resistance.
[0004]
In a diesel engine, combustion produces sulfuric acid from sulfur contained in light oil. Since the turcaloy, which is cited as a conventional cast iron for cylinder liners, is based on gray cast iron, its corrosion resistance to acids (particularly sulfuric acid) is not so good, causing corrosive wear of the liner and deteriorating the LOC (Lubricating Oil Consumption). Such a problem is caused.
[0005]
Therefore, in order to improve the corrosion resistance of cast iron, cast iron obtained by adding P, Cr, Ni, Cu, etc. to a base material to austenite the base structure (hereinafter referred to as austenitic cast iron) is disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-68373. Have been. At this time, the compounding amount of Ni in the austenitic cast iron is preferably 13 to 20 wt%, and the compounding amount of Cu is preferably 4.0 to 8.0 wt%.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described austenitic cast iron, if the content of Ni is large, not only does the production cost rise, but also the machinability of the cast made of austenitic cast iron deteriorates. In particular, in the case of a cylinder liner, if the machinability is poor, it is difficult to form the inner peripheral surface of the liner into a perfect circle, the amount of blow-by gas increases, or the friction with the piston becomes excessive, causing problems such as burning. .
[0007]
For this reason, it is desirable that the amount of Ni is as small as possible. However, if the amount of Ni is less than the above range, the austenite structure becomes unstable, and a sufficient corrosion resistance effect cannot be obtained.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a cylinder liner material or a sprayed material which has good corrosion resistance to acid, is inexpensive, and has good machinability, and a cylinder of an internal combustion engine using the same.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is characterized in that the chemical composition of the cylinder bore portion is
C: 2.5-3.9 wt%,
Si: 1.5 to 2.6 wt%,
Ni: 3.0 to 14.0 wt%,
Cr: 0.5 to 2.5 wt%,
Cu: 0.5-8.0 wt%,
V: 0.5-1.0 wt%,
B: 0.05 to 0.10 wt%,
A cylinder liner for an internal combustion engine, the balance being substantially Fe.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in a cylinder of an internal combustion engine in which a cylinder bore portion is formed of a cylinder liner, the cylinder liner has a chemical composition
C: 2.5-3.9 wt%,
Si: 1.5 to 2.6 wt%,
Ni: 3.0 to 14.0 wt%,
Cr: 0.5 to 2.5 wt%,
Cu: 0.5-8.0 wt%,
V: 0.5-1.0 wt%,
B: 0.05 to 0.10 wt%,
A cylinder for an internal combustion engine cast and formed of a cylinder liner material having the balance substantially Fe.
[0011]
The invention according to claim 3 is a cylinder of an internal combustion engine in which a thermal spray coating is formed on a cylinder bore surface, wherein the thermal spray coating has a chemical composition of:
C: 2.5-3.9 wt%,
Si: 1.5 to 2.6 wt%,
Ni: 3.0 to 14.0 wt%,
Cr: 0.5 to 2.5 wt%,
Cu: 0.5-8.0 wt%,
V: 0.5-1.0 wt%,
B: 0.05 to 0.10 wt%,
A cylinder of an internal combustion engine spray-formed with a spray material whose balance is substantially Fe.
[0012]
According to the cylinder of such an internal combustion engine, the production cost is low and the corrosion resistance is reduced by adding the corrosion resistance improving elements of Cr, Cu, V and B in a predetermined range together with Ni for improving the base structure to an austenitic structure. , Abrasion resistance and machinability are well balanced.
[0013]
The reason for limiting to the above chemical composition will be described below.
[0014]
C is an element necessary for crystallization of graphite and for carbide formation. If the content is less than 2.5% by weight, the amount of carbide generated is reduced, and the wear resistance and corrosion resistance are reduced. On the other hand, if the content is more than 3.9% by weight, the material becomes too hard and the machinability deteriorates.
[0015]
The content of Si is in the same range as that of general austenitic cast iron, and the reason for limiting the range is based on well-known reasons, and therefore, the description is omitted.
[0016]
Ni is an element effective to make the matrix an austenitic structure. If the content is less than 3.0 wt%, an austenite structure is not formed, and the corrosion resistance is reduced. On the other hand, when the content is more than 14.0 wt%, the production cost increases and the machinability deteriorates.
[0017]
Cr is a carbide-forming element and is an effective element for improving wear resistance. If the content is less than 0.5% by weight, the amount of carbide generated is reduced, and the wear resistance and corrosion resistance are reduced. On the other hand, if the content is more than 2.5% by weight, it becomes too hard and the machinability deteriorates.
[0018]
Cu is a weak graphitization-promoting element, and is an element effective for improving corrosion resistance not only to a mineral acid such as dilute sulfuric acid but also to the atmosphere, especially to an atmosphere containing sulfur. improves. If the content is less than 0.5% by weight, the pearlite structure is not refined and the ferrite structure is increased, resulting in reduced wear resistance and corrosion resistance. If the content is more than 8.0 wt%, castability and machinability deteriorate.
[0019]
V is a strong carbide-forming element, and when added in a small amount, improves the graphite structure and refines pearlite to improve mechanical properties. The reason for limiting the content is the same as in the case of Cr.
[0020]
B is an element that inhibits graphitization and increases the strength of cast iron, and is an element effective in improving corrosion resistance not only to a mineral acid such as dilute sulfuric acid but also to the atmosphere, particularly an atmosphere containing sulfur. The mechanical properties are improved by the combined addition. The reason for limiting the content is the same as in the case of Cr.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described.
[0022]
The cylinder of the internal combustion engine of the present invention, the cylinder bore portion is formed by a cylinder liner, the cylinder liner, the chemical composition,
C: 2.5-3.9 wt%,
Si: 1.5 to 2.6 wt%,
Ni: 3.0 to 14.0 wt%,
Cr: 0.5 to 2.5 wt%,
Cu: 0.5-8.0 wt%,
V: 0.5-1.0 wt%,
B: 0.05 to 0.10 wt%,
The balance is made of a cylinder liner material substantially composed of Fe.
[0023]
By including Ni in the range of 3.0 to 14.0 wt% in the cylinder liner material, the base structure can be made an austenitic structure having good corrosion resistance. Here, when the Ni content is in the range of 3.0 to 4.0 wt%, the base structure becomes a state in which the austenite structure is dispersed in the pearlite structure. Further, when the Ni content is in the range of 4.0 to 8.0 wt%, the base structure becomes a state in which the austenite structure is dispersed in the martensite structure. Further, when the Ni content is in the range of 12.0 to 14.0 wt%, the entire base structure becomes an austenitic structure as it is cast.
[0024]
In addition, by including various corrosion-resistant elements (Cr, Cu, V, B) in a predetermined range in the cylinder liner material, the synergistic effect of each element causes the corrosion resistance, particularly the corrosion resistance in an atmosphere containing sulfur. Improvement can be achieved. Here, the addition of Cu improves the base strength by making the pearlite structure finer, and also improves the wear resistance and corrosion resistance. However, in the case where the Ni content in the cylinder liner material is small (for example, 3.0 to 8.0 wt%) and the base structure in which the austenite structure is dispersed in the base, the corrosion resistance is reduced if the Cu content is too large. I do. Therefore, the Cu content in this case is preferably as small as possible, and is preferably 0.5 to 1.0 wt%.
[0025]
After pouring the molten cast iron composed of the above components into a mold, cooling is performed at a predetermined cooling rate, and for example, a substantially cylindrical cylinder liner having a wall thickness of about 1.5 to 3 mm is formed.
[0026]
The cylinder liner is inserted (or press-fitted) or cast into a cylinder bore of a cylinder block formed of cast iron or an aluminum alloy, whereby the inner peripheral surface of the cylinder liner has a cylinder bore surface. The engine cylinder can be obtained.
[0027]
Since such a cylinder liner is formed by casting using a cylinder liner material that improves the base structure and the corrosion resistance in an atmosphere containing sulfur, the corrosion resistance to sulfuric acid is improved. Therefore, in the cylinder of the internal combustion engine in which the cylinder liner is provided in the cylinder bore portion, there is no possibility that corrosion and wear will occur and LOC will not deteriorate.
[0028]
Further, since the Ni content of the cylinder liner material is 3.0 to 14.0% by weight and the Ni content is smaller than that of the conventional austenitic cast iron described above, the production cost of the cylinder liner, and hence the production of the cylinder, is increased. Cost is reduced. Further, for the same reason, the machinability of the cylinder liner is improved, so that an increase in the amount of blow-by gas and burning can be prevented.
[0029]
The cylinder liner material constituting the cylinder liner may contain a small amount of S or the like as an unavoidable impurity. However, since S makes the material brittle, the smaller the content, the better, and the content is less than 0.02 wt%. It is desirable to stop.
[0030]
Next, another embodiment of the present invention will be described.
[0031]
The above-described cylinder of the internal combustion engine of the present invention has a cylinder bore provided with a cylinder liner.
[0032]
On the other hand, the cylinder of the internal combustion engine of the present embodiment is made of a sprayed material having the same composition as the above-described cylinder liner material on the inner peripheral surface of the cylinder bore portion of the cylinder block previously formed of cast iron or aluminum alloy. A thermal spray coating was formed.
[0033]
The thickness of the thermal spray coating is appropriately determined depending on the wear resistance and corrosion resistance required for the cylinder, but is preferably 1 mm or less from the viewpoint of reducing the weight of the cylinder block.
[0034]
The method for forming the thermal spray coating is not particularly limited, and includes all general coating methods, such as plasma spraying and gas spraying.
[0035]
Needless to say, the cylinder of the internal combustion engine of the present embodiment also has the same effect as the cylinder of the internal combustion engine of the present invention. Since the thermal spray coating made of the thermal spray material is formed, the corrosion resistance to sulfuric acid is good.
[0036]
Further, since the cylinder is formed by forming a thin sprayed coating having a thickness of 1 mm or less on the inner peripheral surface of the cylinder bore without using a cylinder liner, the internal combustion engine of the present invention in which a cylinder liner having a thickness of about several mm is provided in the cylinder bore. In particular, by applying the present invention to a cylinder block made of an aluminum alloy, the weight can be more effectively reduced.
[0037]
【Example】
(Example)
Each of the cast iron melts having the chemical compositions shown in Table 1 below is produced, and each of the cast iron melts (Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 and 2) is poured into a mold at a casting temperature of 1,500 ° C., and then cooled to a predetermined temperature. Cooling is performed at a speed, and a test piece having a width of 10 mm, a thickness of 5 mm, and a length of 50 mm is cast and formed. Here, Comparative Example 2 is a chemical composition of Tarcaloy, which is a current cylinder liner material.
[0038]
[Table 1]
Figure 0003555513
[0039]
Next, each test piece was immersed in 20% by weight sulfuric acid at room temperature to perform a corrosion test, and a weight change (decrease) with time was measured. FIG. 1 shows the measurement results. Here, the horizontal axis in the figure indicates the corrosion time (hr), and the vertical axis indicates the relative weight (%) when the weight of each specimen before the corrosion test is 100%.
[0040]
As shown in FIG. 1, in Examples 1 to 3, the Ni content is 3.0 wt%, and thus the base structure is a state in which the austenite structure is dispersed in the pearlite structure. Here, since the Cu content (1.0 wt%) of Example 1 was larger than the Cu content (0.5 wt%) of Examples 2 and 3, the corrosion resistance of Example 1 was higher than that of Examples 2 and 3. Slightly inferior to 3. Further, since the Cr content (0.5 wt%) of Example 3 was smaller than the Cr content (1.5 wt%) of Example 2, the corrosion resistance of Example 3 was slightly inferior to that of Example 2. . That is, the corrosion resistance was good in the order of Example 2, Example 3, and Example 1. However, even in Examples 1 and 3 which are inferior in corrosion resistance to Example 2, the corrosion resistance up to 70 hours from the start of the corrosion test is almost the same as that of Tarcaloy of Comparative Example 2, especially the corrosion resistance after 70 hours from the start of the test. Is superior to current cylinder liner materials.
[0041]
In Examples 4 and 5, since the Ni content was 14.0 wt%, the base structure was an austenitic structure, there was almost no change in weight in the corrosion test, and excellent corrosion resistance even after 90 hours had elapsed. Was shown.
[0042]
On the other hand, in the case of Comparative Example 1, since the content of each component was smaller than the specified range, the amount of carbide generated was small, and the corrosion resistance was the lowest in each example. In particular, the corrosion progressed rapidly after 70 hours from the start of the test.
[0043]
In the case of Comparative Example 2, since the entire base structure was a pearlite structure, it reacted violently with dilute sulfuric acid in the corrosion test, and the corrosion resistance was low. In particular, the corrosion progresses immediately after the start of the corrosion test.
[0044]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, by defining the chemical composition of the material constituting the cylinder bore portion, it is possible to obtain a cylinder of an internal combustion engine that has good corrosion resistance to acid, is inexpensive, and has good machinability. It exerts its effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a corrosion time in a corrosion test and a change in weight in an example.

Claims (3)

シリンダボア部の化学組成が、
C:2.5〜3.9wt%、
Si:1.5〜2.6wt%、
Ni:3.0〜14.0wt%、
Cr:0.5〜2.5wt%、
Cu:0.5〜8.0wt%、
V:0.5〜1.0wt%、
B:0.05〜0.10wt%、
残部が実質的にFeであることを特徴とする内燃機関のシリンダ。
The chemical composition of the cylinder bore is
C: 2.5-3.9 wt%,
Si: 1.5 to 2.6 wt%,
Ni: 3.0 to 14.0 wt%,
Cr: 0.5 to 2.5 wt%,
Cu: 0.5-8.0 wt%,
V: 0.5-1.0 wt%,
B: 0.05 to 0.10 wt%,
A cylinder for an internal combustion engine, the balance being substantially Fe.
シリンダボア部がシリンダライナで形成された内燃機関のシリンダにおいて、上記シリンダライナを、化学組成が、
C:2.5〜3.9wt%、
Si:1.5〜2.6wt%、
Ni:3.0〜14.0wt%、
Cr:0.5〜2.5wt%、
Cu:0.5〜8.0wt%、
V:0.5〜1.0wt%、
B:0.05〜0.10wt%、
残部が実質的にFeであるシリンダライナ材料で鋳造形成したことを特徴とする内燃機関のシリンダ。
In a cylinder of an internal combustion engine in which a cylinder bore portion is formed of a cylinder liner, the chemical composition of the cylinder liner is
C: 2.5-3.9 wt%,
Si: 1.5 to 2.6 wt%,
Ni: 3.0 to 14.0 wt%,
Cr: 0.5 to 2.5 wt%,
Cu: 0.5-8.0 wt%,
V: 0.5-1.0 wt%,
B: 0.05 to 0.10 wt%,
A cylinder for an internal combustion engine, wherein the cylinder is formed of a cylinder liner material whose balance is substantially Fe.
シリンダボア面に溶射皮膜が形成された内燃機関のシリンダにおいて、上記溶射皮膜を、化学組成が、
C:2.5〜3.9wt%、
Si:1.5〜2.6wt%、
Ni:3.0〜14.0wt%、
Cr:0.5〜2.5wt%、
Cu:0.5〜8.0wt%、
V:0.5〜1.0wt%、
B:0.05〜0.10wt%、
残部が実質的にFeである溶射材料で溶射形成したことを特徴とする内燃機関のシリンダ。
In a cylinder of an internal combustion engine having a sprayed coating formed on a cylinder bore surface, the sprayed coating has a chemical composition of:
C: 2.5-3.9 wt%,
Si: 1.5 to 2.6 wt%,
Ni: 3.0 to 14.0 wt%,
Cr: 0.5 to 2.5 wt%,
Cu: 0.5-8.0 wt%,
V: 0.5-1.0 wt%,
B: 0.05 to 0.10 wt%,
A cylinder for an internal combustion engine, wherein the remainder is formed by thermal spraying with a thermal spray material of substantially Fe.
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