JPH02119663A - 内燃機関 - Google Patents
内燃機関Info
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- JPH02119663A JPH02119663A JP27199588A JP27199588A JPH02119663A JP H02119663 A JPH02119663 A JP H02119663A JP 27199588 A JP27199588 A JP 27199588A JP 27199588 A JP27199588 A JP 27199588A JP H02119663 A JPH02119663 A JP H02119663A
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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
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/10—Pistons having surface coverings
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)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は耐摩耗性に優れた複合めっき層を摺動面に有す
るピストンと複合めっき層を有するシリンダとを組合せ
た内燃機関に関する。
るピストンと複合めっき層を有するシリンダとを組合せ
た内燃機関に関する。
（従来技術）
エンジンには鋳鉄製シリンダが広く使用されている。最
近、エンジンの軽量化などに伴い、Ａ１合金製のシリン
ダが注目されはじめている。Ａ１合金製シリンダは鋳鉄
製シリンダに比べて摩耗し易いため、摺動面に鋳造製シ
リンダライナを組合せて使用する方法が一般に採用され
ている。ところがこの方法は、原価高となって経済的に
好ましくなく、重量も大きくなり、燃費もその分多くな
る傾向にある。
近、エンジンの軽量化などに伴い、Ａ１合金製のシリン
ダが注目されはじめている。Ａ１合金製シリンダは鋳鉄
製シリンダに比べて摩耗し易いため、摺動面に鋳造製シ
リンダライナを組合せて使用する方法が一般に採用され
ている。ところがこの方法は、原価高となって経済的に
好ましくなく、重量も大きくなり、燃費もその分多くな
る傾向にある。
（本発明が解決しようとする課題）
このため、Ａ１合金製シリンダの内周面に炭化珪素を分
散させたニッケル複合めっき皮膜を形成したシリンダが
提案されている。このニッケル複合めっき皮膜はニッケ
ル基地中に、平均粒径ｌ〜ｌＯμｍの炭化珪素粒子を容
積比で１０〜３０％の範囲で分散させたものである。こ
のニッケル複合めっき皮膜は耐摩耗性に優れているもの
の分散不λ 点がある。これに代る表面処理材として、窒化珪素微粒
子を分散させたニッケル−コバルト−燐の合金複合めっ
きが開発され、又、ピストンリング材としてイオンプレ
ーティングによるＴｉＮ皮膜等が開発されたがこれに対
して、Ａｌ製ピストンが苛酷な使用条件ではスカッフィ
ングを発生し易く、窒化珪素分散させたニッケル−コバ
ルト−燐合金めっき皮膜を有するシリンダは、これに組
合せて用いる適当なピストンの表面処理層の開発がされ
ておらず実用化に至っていない。
散させたニッケル複合めっき皮膜を形成したシリンダが
提案されている。このニッケル複合めっき皮膜はニッケ
ル基地中に、平均粒径ｌ〜ｌＯμｍの炭化珪素粒子を容
積比で１０〜３０％の範囲で分散させたものである。こ
のニッケル複合めっき皮膜は耐摩耗性に優れているもの
の分散不λ 点がある。これに代る表面処理材として、窒化珪素微粒
子を分散させたニッケル−コバルト−燐の合金複合めっ
きが開発され、又、ピストンリング材としてイオンプレ
ーティングによるＴｉＮ皮膜等が開発されたがこれに対
して、Ａｌ製ピストンが苛酷な使用条件ではスカッフィ
ングを発生し易く、窒化珪素分散させたニッケル−コバ
ルト−燐合金めっき皮膜を有するシリンダは、これに組
合せて用いる適当なピストンの表面処理層の開発がされ
ておらず実用化に至っていない。
本発明は上記に鑑み耐摩耗性に優れていると同時に耐焼
付性にも優れ、相手材への攻撃性が少ない皮膜を形成し
ている内燃機関用ピストンと窒化珪素分散ニッケル−コ
バルト−燐合金めっき皮膜を有するシリンダとの組合せ
からなる内燃機関を提供することで、前述した要望を満
たすことにある。
付性にも優れ、相手材への攻撃性が少ない皮膜を形成し
ている内燃機関用ピストンと窒化珪素分散ニッケル−コ
バルト−燐合金めっき皮膜を有するシリンダとの組合せ
からなる内燃機関を提供することで、前述した要望を満
たすことにある。
スカート面に傘発朔皓４４≧鉄または鉄−燐基地中に平
均粒径０．５〜１０μｍの窒化珪素が容積比で５〜３０
％の範囲で分散している複合皮膜層を摺動面に有するピ
ストンと燐が０．２〜１０重量％、コバルトが１０〜４
０重量％、残りがニッケルからなるニッケル−コバルト
−燐合金めっき基地中に平均粒径０．５〜１０μｍの窒
化珪素が容積で５〜３０％の範囲が分散している複合皮
膜を摺動面に有するシリンダとの組合せを提供すること
で上記のような問題点を解決している。
均粒径０．５〜１０μｍの窒化珪素が容積比で５〜３０
％の範囲で分散している複合皮膜層を摺動面に有するピ
ストンと燐が０．２〜１０重量％、コバルトが１０〜４
０重量％、残りがニッケルからなるニッケル−コバルト
−燐合金めっき基地中に平均粒径０．５〜１０μｍの窒
化珪素が容積で５〜３０％の範囲が分散している複合皮
膜を摺動面に有するシリンダとの組合せを提供すること
で上記のような問題点を解決している。
ピストンの複合皮膜について以下述べる。
基地の鉄めっきは油との濡れ性も良く硬度をＨｌ、Ｉｖ
５００〜６００と高く耐摩耗性にも優れた効果を示し、
初期馴染み性も良好である。分散数である窒化珪素は鉄
基地とともに皮膜の耐摩耗性改善に優れた効果を示す。
５００〜６００と高く耐摩耗性にも優れた効果を示し、
初期馴染み性も良好である。分散数である窒化珪素は鉄
基地とともに皮膜の耐摩耗性改善に優れた効果を示す。
また窒化珪素はセラミックスの中でも金属との濡れ性が
悪く溶融状態に成り難いため耐スカツフ性も良くなる。
悪く溶融状態に成り難いため耐スカツフ性も良くなる。
窒化珪素の容量は５〜３０％で且つその平均粒径は０．
５〜１０μｍが良い。容量が５％以下或は粒径が０．５
μｍ以下では基地表面に占める窒化珪素の面積が少なく
、耐摩耗性としての効果が少ない。また容量が３０％或
いは粒径が１０μｍを越えると相手材の摩耗を大きくす
ることとなり、更には膜の強度をも低下させる。
５〜１０μｍが良い。容量が５％以下或は粒径が０．５
μｍ以下では基地表面に占める窒化珪素の面積が少なく
、耐摩耗性としての効果が少ない。また容量が３０％或
いは粒径が１０μｍを越えると相手材の摩耗を大きくす
ることとなり、更には膜の強度をも低下させる。
また鉄めっき基地中に燐を含有させた場合、基地の耐食
性や耐摩耗性が改善される。この場合、燐は０．５〜１
０重量％が良い。燐が０．５％以下では皮膜の耐食性や
硬度が硬くならず、耐摩耗性の効果はない。燐が１０％
を越えると皮膜が脆くなり、衝撃強度は弱くなり、密着
性も悪くなる。従って燐の量は０．２〜１０重世％が望
ましい。
性や耐摩耗性が改善される。この場合、燐は０．５〜１
０重量％が良い。燐が０．５％以下では皮膜の耐食性や
硬度が硬くならず、耐摩耗性の効果はない。燐が１０％
を越えると皮膜が脆くなり、衝撃強度は弱くなり、密着
性も悪くなる。従って燐の量は０．２〜１０重世％が望
ましい。
（実施例）
実施例１呼び径７Ｂ＋＋ｎのＡＣ８Ｂ材の＾ｌピストン
のスカート面摺動部に第１工程として鉄−窒化珪素複合
分散めっきを厚さｌＯμ餉形酸形成た。
のスカート面摺動部に第１工程として鉄−窒化珪素複合
分散めっきを厚さｌＯμ餉形酸形成た。
表１に示す浴組成及び条件である。
表 １
窒化珪素の量は容積比で１５％であった。
次に第２工程として２００℃で１時間のヘーキング処理
を行った。
を行った。
この処理で浴組成に次亜燐ナトリウムを添加しないもの
はマイクロビッカース硬度で５５０〜６００になった。
はマイクロビッカース硬度で５５０〜６００になった。
次亜燐ナトリウムを２ｇ／ｌ添加したものはマイクロビ
ッカース硬度で６５０〜７００になった。皮膜中の燐の
含有量は２．５重量％である。
ッカース硬度で６５０〜７００になった。皮膜中の燐の
含有量は２．５重量％である。
（実機試験）
実施例１で得られたピストンを４サイクル水冷４気筒エ
ンジンに取付は実機試験を行った。エンジンはアルミ合
金製Ａ３９０材の内周面に窒化珪素を分散させたニソケ
ルーコハルトー燐合金めっきを施し、２００℃で水素脆
性処理を用ない内周ホーニング仕上で１． ＯＲＺに仕
上げた。高鉛ガソリンを燃料として８６００ｒｐｍ全負
荷、１００時間のベンチテストを行って、ピストンの外
周摺動面及びシリンダの内周摺動面の摩耗量を測定した
、尚、ピストンリング外周面にイオンプレーティングに
よるＴｉＮ皮膜を設けた。
ンジンに取付は実機試験を行った。エンジンはアルミ合
金製Ａ３９０材の内周面に窒化珪素を分散させたニソケ
ルーコハルトー燐合金めっきを施し、２００℃で水素脆
性処理を用ない内周ホーニング仕上で１． ＯＲＺに仕
上げた。高鉛ガソリンを燃料として８６００ｒｐｍ全負
荷、１００時間のベンチテストを行って、ピストンの外
周摺動面及びシリンダの内周摺動面の摩耗量を測定した
、尚、ピストンリング外周面にイオンプレーティングに
よるＴｉＮ皮膜を設けた。
比較の為、ＡＣ８Ｂ材のピストンのスカート摺動面に硬
質クロムめっきを７〜１０μｍ施したもの、鉄めっきを
１２〜１４μｍを施したもの、及び炭化珪素を分散させ
た鉄分散複合めっき９〜１１μｍ施したちのピストンの
組合せについてそれぞれ同様に試験を行った。
質クロムめっきを７〜１０μｍ施したもの、鉄めっきを
１２〜１４μｍを施したもの、及び炭化珪素を分散させ
た鉄分散複合めっき９〜１１μｍ施したちのピストンの
組合せについてそれぞれ同様に試験を行った。
試験結果を第２図に示す。
（効果）
第２図は常法により窒化珪素を分散させたニッケル−コ
バルト−燐合金複合分散めっきシリンダにＡＣ８Ｂ材ピ
ストンを組合せて、そのときの摩耗量を１００％として
、他の組合せの摩耗量及びする濡れ性が良いため初期馴
染みが良好で耐スカツフ性に優れている。また窒化珪素
を分散している為、耐摩耗性、耐スカツフ性に優れ、耐
久性が保証される。窒化珪素の分散の為、炭化珪素の分
散に比べ、相手シリンダの摩耗も減少している。
バルト−燐合金複合分散めっきシリンダにＡＣ８Ｂ材ピ
ストンを組合せて、そのときの摩耗量を１００％として
、他の組合せの摩耗量及びする濡れ性が良いため初期馴
染みが良好で耐スカツフ性に優れている。また窒化珪素
を分散している為、耐摩耗性、耐スカツフ性に優れ、耐
久性が保証される。窒化珪素の分散の為、炭化珪素の分
散に比べ、相手シリンダの摩耗も減少している。
ＡＣ８Ｂ材の裸のま＼のものは強いスカッフィングが起
き硬質粒子を分散しない鉄めっき被覆品及び硬質クロム
めっき被覆品については軽いスカッフィングが起き、耐
摩耗性も劣っていた。
き硬質粒子を分散しない鉄めっき被覆品及び硬質クロム
めっき被覆品については軽いスカッフィングが起き、耐
摩耗性も劣っていた。
このように本発明の組合せは、いずれの組合せよりもピ
ストン及びシリンダの耐摩耗性、耐スカツフ性に優れて
いることが判る。
ストン及びシリンダの耐摩耗性、耐スカツフ性に優れて
いることが判る。
第１図は、本発明の一実施例を示すピストンの断面図、
第２図は実機試験に於けるピストンとシリンダの摩耗及
びスカッフィング発生状況を示す図である。 図中＝１− ピストン、２−めっき層。
第２図は実機試験に於けるピストンとシリンダの摩耗及
びスカッフィング発生状況を示す図である。 図中＝１− ピストン、２−めっき層。
Claims (2)
- （１）鉄めっき又は燐を０．５〜１０重量％含有する鉄
めっき基地中に平均粒径０．５〜１０μｍの窒化珪素を
容積比で５〜３０％の範囲で分散している複合皮膜層を
少なくともスカート摺動面に有するピストンとニッケル
−コバルト−燐合金基地中に平均粒径０．５〜１０μｍ
の窒化珪素粒子を容積比で５〜３０％の範囲で分散して
いる複合皮膜層を摺動面に有するシリンダの組合せから
なる内燃機関。 - （２）ピストンリングの外周面にイオンプレーティング
によるＴｉ−Ｎ皮膜が形成されている請求項（１）の内
燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27199588A JPH02119663A (ja) | 1988-10-29 | 1988-10-29 | 内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27199588A JPH02119663A (ja) | 1988-10-29 | 1988-10-29 | 内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02119663A true JPH02119663A (ja) | 1990-05-07 |
Family
ID=17507683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27199588A Pending JPH02119663A (ja) | 1988-10-29 | 1988-10-29 | 内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02119663A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5193435A (en) * | 1990-06-23 | 1993-03-16 | T&N Technology Limited | Piston with ceramic load-transmitting pads |
| JP2004107731A (ja) * | 2002-09-19 | 2004-04-08 | Nippon New Chrome Kk | 表面処理ドクターブレード |
-
1988
- 1988-10-29 JP JP27199588A patent/JPH02119663A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5193435A (en) * | 1990-06-23 | 1993-03-16 | T&N Technology Limited | Piston with ceramic load-transmitting pads |
| JP2004107731A (ja) * | 2002-09-19 | 2004-04-08 | Nippon New Chrome Kk | 表面処理ドクターブレード |
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