JPH0234269A - Ceramic cast-in piston and production thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、内燃機関等に用いられるセラミックス鋳ぐる
みピストンとその製造方法に関し、特に、実ａ運転時に
おいてもセラミックスとアルミニウム合、金との接合面
か剥離しないようにしたセラミックス鋳ぐるみピストン
とその製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a ceramic cast piston used in internal combustion engines, etc., and a method for manufacturing the same, and in particular, the present invention relates to a ceramic cast piston used in internal combustion engines, etc., and a method for manufacturing the same. This invention relates to a ceramic cast piston that prevents the joint surfaces from peeling off, and a method for manufacturing the same.
［従来の技術］
近年、内燃機関用ピストンはエンジン本体の軽九１化と
いう要請とともに、耐熱性及び耐摩耗性の向上を図らん
として、セラミックスと金属とを接合したピストンか提
案され、実施化されつつある。[Prior Art] In recent years, with the demand for lighter engine bodies, pistons for internal combustion engines have been proposed and implemented using ceramics and metal bonded to improve heat resistance and wear resistance. It is being done.
セラミックス製部材と金属製部材とを一体的に接合した
セラミックス接合ピストンについては、例えば特開昭５
９−１０１５６６号公報、実開昭６２−２００１４７号
公報に記載のものが知られている。For example, a ceramic bonded piston in which a ceramic member and a metal member are integrally bonded is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 5
Those described in Japanese Utility Model Publication No. 9-101566 and Japanese Utility Model Application Publication No. 62-200147 are known.
特開昭５９−１０１５６６号公報に記載のセラミックス
接合ピストンは、セラミックス製部材と金属製部材とを
、セラミックス製部材の表面に被着されたメタライズ層
およびそのメタライズ層に接合された緩衝金属体を介し
て、一体重に接合したものである。The ceramic bonded piston described in JP-A-59-101566 includes a ceramic member and a metal member, a metallized layer adhered to the surface of the ceramic member, and a buffer metal body bonded to the metallized layer. They are joined into a single body through the
また、実開昭６２−２００１４７号公報に記載のセラミ
ックス接合ピストンは、ピストン頂面に設けるセラミッ
クス外側周に溝を形成、又はこの外側周をピストン頂面
側から底部に向って広がる様にテーパー状に形成しセラ
ミックスの脱落を防止しようとしたものである。そして
、アルミ合金とのより強力な接合を図るべく、セラミッ
クス外側周にメタライズ処理を施すことも示されている
。In addition, the ceramic bonded piston described in Japanese Utility Model Application Publication No. 62-200147 has a groove formed on the outer periphery of the ceramic provided on the top surface of the piston, or the outer periphery is tapered so as to spread from the top surface of the piston toward the bottom. This is an attempt to prevent the ceramic from falling off. It has also been shown that metallization is applied to the outer periphery of the ceramic in order to achieve stronger bonding with the aluminum alloy.
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、特開昭５９−１０１５６６号公報に記載
のセラミックス接合ピストンは、メタライズ層がセラミ
ックス製部材と金属製部材との接合面の広い範囲に亙っ
て形成されているため、実機運転時における温度分布に
よって熱応力が発生し、セラミックス製部材にクラック
か発生すると共に接合面か′Ａａｔ、、燃焼ガスかその
接合面から流入することとなり、エンジンの燃焼効率か
低下し燃費が悪化する等のエンジン性能低下の他、アル
ミ合金の損傷・腐食、カーボンの蓄積等が生じるという
不都合がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the ceramic bonded piston described in JP-A-59-101566, the metallized layer is formed over a wide range of the bonding surface between the ceramic member and the metal member. As a result, thermal stress occurs due to the temperature distribution during actual engine operation, causing cracks to occur in the ceramic member and combustion gas flowing into the joint surface from the joint surface, reducing the combustion efficiency of the engine. In addition to deterioration of engine performance such as deterioration of fuel efficiency, there are disadvantages such as damage and corrosion of the aluminum alloy and accumulation of carbon.
一方、実開閉６２−２００１４７号公報に記載のセラミ
ックス接合ピストンは、１γｊ記したように、セラミッ
クス外側周に溝を形成するか、又はこの外側周をテーパ
ー状に形成することによりセラミックスの脱落を防止せ
んとするものであって、燃焼ガスの接合面よりの流入を
防止するシールという観点からは何らの対策も講じられ
ていない。On the other hand, the ceramic bonded piston described in Jitsugaku No. 62-200147 prevents the ceramic from falling off by forming a groove on the outer periphery of the ceramic or by forming the outer periphery in a tapered shape, as described in 1γj. However, no measures have been taken from the viewpoint of sealing to prevent combustion gas from flowing in from the joint surface.
このことは、この公報の第５図の実施例においてピスト
ン頂面とセラミックスとの接合面のピストン外周側に何
らの処理も施していないことからも明らかである。This is clear from the fact that in the embodiment shown in FIG. 5 of this publication, no treatment is applied to the outer peripheral side of the piston, which is the joint surface between the top surface of the piston and the ceramic.
［課題を解決するための手段］
本発明者は、上記従来のセラミックス接合ピストンの問
題点に鑑み、アルミニウム合金製ピストン本体とセラミ
ックス製の頂板との間のシールに特に着１１することに
より本発明を完成したのである。[Means for Solving the Problems] In view of the above problems of the conventional ceramic bonded piston, the present inventor has developed the present invention by specifically attaching the seal between the aluminum alloy piston body and the ceramic top plate. was completed.
すなわち、本発明によれば、セラミックス製部材からな
る頂板をピストン本体を形成するアルミニウム合金によ
り鋳ぐるんで成るセラミックス鋳ぐるみピストンにおい
て、該ピストン本体と頂板との間の外周部に金属層を設
けてシールしてなることを特徴とするセラミックス鋳ぐ
るみピストンか提供される。That is, according to the present invention, in a ceramic cast piston in which a top plate made of a ceramic member is cast in an aluminum alloy forming a piston body, a metal layer is provided on the outer peripheral portion between the piston body and the top plate. A ceramic cast piston is provided which is characterized by a sealed structure.
また、本発明によれば、セラミックス製部材からなる頂
板なピストン本体を形成するアルミニウム合金により鋳
ぐるんで成るセラミックス鋳ぐるみピストンの製造方法
において、セラミックス製部材からなる頂板のピストン
本体上端面に相対する面の外周部にメタライズ層を形成
した後、アルミニウム合金にて鋳ぐるむことにより、ピ
ストン本体と頂板との間をシールすることを特徴とする
セラミックス鋳ぐるみピストンの製造方法、および、セ
ラミックス製部材からなる頂板なピストン本体を形成す
るアルミニウム合金により鋳ぐるんで成るセラミックス
鋳ぐるみピストンの製造方法において、鋳ぐるみ後、ピ
ストン外周面の頂板とピストン本体間の境界部に溶射材
料を外周部より溶射して頂板とピストン本体境界の隙間
を埋設した金属層を設けることにより、ピストン本体と
頂板との間をシールすることを特徴とするセラミックス
鋳ぐるみピストンの製造方法、が提供される。Further, according to the present invention, in the method for manufacturing a ceramic cast piston made of an aluminum alloy that forms a top plate piston body made of a ceramic member, the top plate made of a ceramic member faces the upper end surface of the piston body. A method for manufacturing a ceramic cast piston, which seals between a piston body and a top plate by forming a metallized layer on the outer periphery of the surface and then casting the piston with an aluminum alloy, and a ceramic member. In the method for manufacturing a ceramic cast piston, which is made of an aluminum alloy that forms a piston body with a top plate, after casting, a thermal spraying material is sprayed from the outer periphery at the boundary between the top plate and the piston body on the outer periphery of the piston. Provided is a method for manufacturing a ceramic cast piston, characterized in that a seal is formed between the piston body and the top plate by providing a metal layer buried in the gap between the top plate and the piston body.
本発明では、まず第１に、セラミックス製部材からなる
頂板のピストン本体上端面に相対する面の外周部にメタ
ライズ層を形成した後アルミニウム合金により鋳ぐるむ
ことにより、頂板とピストン本体の境界をシールしてい
る。In the present invention, first of all, a metallized layer is formed on the outer periphery of the surface of the top plate made of a ceramic member that faces the upper end surface of the piston body, and then the boundary between the top plate and the piston body is formed by casting with an aluminum alloy. It is sealed.
ここでメタライズ層の形成領域としては、セラミックス
製部材からなる頂板のピストン本体上端面に相対する面
の外周部であって、ピストン上端面における面積の２０
％以下が好ましく、さらに好ましくは６〜１８％の範囲
とする。メタライズ層の形成領域が２０％であると、メ
タライズ層形成領域における温度分布を小さくできるた
め、それによる熱応力の発生も小さくなり、メタライズ
層の接合強度を維持することができる。Here, the area where the metallized layer is formed is the outer periphery of the surface of the top plate made of a ceramic member that faces the upper end surface of the piston body, and is 20% of the area on the upper end surface of the piston.
% or less, more preferably in the range of 6 to 18%. When the area where the metallized layer is formed is 20%, the temperature distribution in the area where the metallized layer is formed can be made small, so that the occurrence of thermal stress is also reduced, and the bonding strength of the metallized layer can be maintained.
メタライズ層としては、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、
Ａｇ及びＡｕからなる群より選ばれる金属の一種または
一種以上を主成分とすることが有効である。The metallized layer includes Mo, W, Fe, Ni, Cu,
It is effective to have one or more metals selected from the group consisting of Ag and Au as the main component.
更にメタライズ層の形成に際しては、セラミックス製部
材の表面を焼成面とするか、あるいはサンドフラスト処
理面とすることが接合性の点から好ましい。Furthermore, when forming the metallized layer, it is preferable from the viewpoint of bondability that the surface of the ceramic member be a fired surface or a sand-frust treated surface.
また、メタライズ層の形成に・当っては、まずセラミッ
クス製部材の表面に反応性の高い金属層を設けた後、そ
の上から展延性に富む緩衝金属層を設けることが好まし
い。このことにより、セラミックス製部材とアルミニウ
ム合金からなるピストン本体間の熱膨張差による応力を
より緩和することが＋ｉ［ｆｆｆｉとなり、メタライズ
層との剥離の防止を完全ならしめることができる。Further, in forming the metallized layer, it is preferable to first provide a highly reactive metal layer on the surface of the ceramic member, and then provide a highly malleable buffer metal layer thereon. As a result, the stress caused by the difference in thermal expansion between the ceramic member and the aluminum alloy piston body can be further relaxed by +i[fffi, and separation from the metallized layer can be completely prevented.
一方、緩衝金属としては、セラミックス製部材と高い反
応性を有するＴｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｚｒ。On the other hand, the buffer metals include Ti, Cr, Mo, and Zr, which have high reactivity with ceramic members.
Ｈｆ、Ｗとこれらを含む合金が有効であり、更にヤング
率の低い材料特性を有することか好ましい。Hf, W, and alloys containing these are effective, and it is preferable that they have material properties such as a low Young's modulus.
第２に、本発明では、鋳ぐるみ後、ピストン外周面の頂
板とピストン本体間の境界部に溶射材料を溶射してその
接合部の外周部側領域に金属層を設け、頂板とピストン
本体の境界をシールしている。Second, in the present invention, after casting, a thermal spray material is sprayed on the boundary between the top plate and the piston body on the outer circumferential surface of the piston to provide a metal layer on the outer circumference side area of the joint. Seal the boundaries.
ここて金属層のシール性をより高めるため、ピストン本
体側の頂板と接するアルミニウム合金からなるピストン
本体の外周を開先形状及び円環状の溝加工とすることが
より好ましい。Here, in order to further improve the sealing performance of the metal layer, it is more preferable to form grooves and annular grooves on the outer periphery of the piston body made of aluminum alloy, which is in contact with the top plate on the piston body side.
溶射方法としては、特にその種類を制限されるものては
ないが１例えばアーク溶射、プラズマ溶射、溶接式等の
電気溶射法、及びガス溶射法を使用することかできる。The thermal spraying method is not particularly limited in type, but for example, arc thermal spraying, plasma thermal spraying, electric thermal spraying methods such as welding, and gas thermal spraying methods can be used.
また、溶射する溶射材料としては、例えばアルミニウム
合金、純アルミニウム、チタン合金、純チタン、Ｎｉ−
Ｃｒ合金、銅、銅合金等が好適に用いられるが、境界の
隙間を埋設できる粒子径を有する材料であれば好ましく
、さらにピストン本体の材質であるアルミニウム合金と
接着可能なジルコニア、アルミナ、窒化ボロン、酸化チ
タン等のセラミックスも好ましく用いられ、特に頂板材
料とピストン本体材料の中間の熱膨張率を有する部材で
あるとより好ましい。In addition, examples of thermal spraying materials include aluminum alloy, pure aluminum, titanium alloy, pure titanium, Ni-
Cr alloy, copper, copper alloy, etc. are preferably used, but any material having a particle size that can fill the gap at the boundary is preferable, and zirconia, alumina, boron nitride, which can be bonded to the aluminum alloy that is the material of the piston body. Ceramics such as titanium oxide and the like are also preferably used, and in particular, a member having a coefficient of thermal expansion between that of the top plate material and the piston body material is more preferable.
本発明では、以上のような構成を採用することにより、
運転時において、セラミックス部材とピストン本体の境
界に燃焼ガスの流入が無くなりエンジン性渣か低下しな
いピストンを提供できる。In the present invention, by adopting the above configuration,
During operation, there is no inflow of combustion gas into the boundary between the ceramic member and the piston body, and a piston that does not deteriorate engine properties can be provided.
本発明において、セラミックス製部材の材質としては、
耐熱性、耐熱衝撃性、断熱性、軽量化に優れたセラミッ
クスか好ましく、窒化珪素、炭化珪素、サイアロン、部
分安定化ジルコニア、ムライトおよびアルミナからなる
群より選ばれる一種から構成されていると好ましい。In the present invention, the material of the ceramic member is as follows:
Ceramics with excellent heat resistance, thermal shock resistance, heat insulation properties, and weight reduction are preferred, and it is preferably composed of one selected from the group consisting of silicon nitride, silicon carbide, sialon, partially stabilized zirconia, mullite, and alumina.
さらに、セラミックス製部材をアルミニウム合金で鋳ぐ
るむ前に、セラミックス製部材外周部に接合された緩衝
金属リングのアルミニウム合金と接する面の拡散反応結
合を活性化させるため、アルフィン処理かアルメルト処
理のいずれかを行うと、より一層緩衝金属リングとアル
ミニウム合金の結合力が高められ、好適である。Furthermore, before the ceramic component is cast with aluminum alloy, either Alphine treatment or Alumel treatment is applied to activate the diffusion reaction bond on the surface of the buffer metal ring bonded to the outer periphery of the ceramic component that is in contact with the aluminum alloy. If this is done, the bonding strength between the buffer metal ring and the aluminum alloy will be further increased, which is preferable.
［実施例］
以下１本発明を図示の実施例に基づいて説明するが、本
発明はこれらの実施例に限られるものではない。[Examples] The present invention will be described below based on illustrated embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments.
（実施例１）
第１図は本発明のセラミックス鋳ぐるみピストンの一実
施例を示す概略断面図である。(Example 1) FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a ceramic cast piston of the present invention.
第１図に示す実施例においては、キャビティ部２を有す
るセラミックス製部材ｌの外周面に緩い曲率で結んだ段
部３を設け、この段部３によりアルミニウムピストン本
体５とを結合した例を示している。そして、この実施例
は、さらに、セラミックス製部材ｌのピストン本体５の
上端面に相対する面の外周部に、メタライズ層６により
接合された緩衝金属リング４を配設し、次いでアルミニ
ウム合金を鋳込むことにより、一体化したピストン構造
を形成したものである。In the embodiment shown in FIG. 1, a stepped portion 3 connected with a gentle curvature is provided on the outer circumferential surface of a ceramic member l having a cavity portion 2, and an aluminum piston body 5 is connected by this stepped portion 3. ing. Further, in this embodiment, a buffer metal ring 4 bonded by a metallized layer 6 is disposed on the outer periphery of the surface of the ceramic member l facing the upper end surface of the piston body 5, and then an aluminum alloy is cast. By inserting the piston into the piston, an integrated piston structure is formed.
以下、第１図に示すセラミックス鋳ぐるみピストンの製
造方法の例を説明する。An example of a method for manufacturing the ceramic cast piston shown in FIG. 1 will be described below.
焼成面を有する外径９０ｍｍ（φ）のキャビティ付き窒
化珪素部材ｌと、外径９０ｍｍ（φ）、内径８４ｍｍ（
φ）、厚さ３ｍｍのチタン製緩衝金属リング４の間に、
メタライズ層としてＴｉ−Ａｇ−Ｃｕ合金のシートを挟
み込んで８５０ ”Ｃの真空中にて熱処理する。その後
、この結合部材の緩衝全屈リング４のアルミニウム合金
層と接する面に、Ｔ ｉ −Ａ ９．合金層を形成させ
、次いでアルメルト処理を行い、約７００℃のアルミニ
ウム合金層（ＡＣ８Ａ）により前記の結合部材を鋳ぐる
み一体化する。A silicon nitride member l with a cavity having an outer diameter of 90 mm (φ) and a firing surface, and a silicon nitride member l with an outer diameter of 90 mm (φ) and an inner diameter of 84 mm (
φ), between the titanium buffer metal ring 4 with a thickness of 3 mm,
A sheet of Ti-Ag-Cu alloy is sandwiched as a metallized layer and heat treated in a vacuum at 850"C. Thereafter, a Ti-A 9 .An alloy layer is formed, and then an alumel treatment is performed, and the above-mentioned joining member is integrated by casting with an aluminum alloy layer (AC8A) at about 700°C.
最後に、アルミニウム合金ピストン本体の強度を高める
ため、熱処理としてＴ−５処理（Ｊ Ｉ ５Ｈ５２０２
に規定）を行う。Finally, in order to increase the strength of the aluminum alloy piston body, T-5 treatment (J I 5H5202
).
（実施例２）
第２図は、緩衝金属リング４にリング溝７を設けた場合
を示す。第２図のセラミックス鋳ぐるみピストンの場合
、セラミックス製部材ｌと緩衝金属リング４をメタライ
ズ層６によって接合させる際、相互の熱膨張差によりず
れを生じるため、セラミックス部材ｌの緩衝金属リング
４の位置する個所を窪み形状、あるいは突起形状とし、
緩衝金属リング４と緩い嵌め合せ構造とすることにより
より精度高くセラミックス製部材ｌに緩衝金属リング４
を接合させることができた。(Example 2) FIG. 2 shows a case where a ring groove 7 is provided in the buffer metal ring 4. In the case of the ceramic cast-in piston shown in FIG. 2, when the ceramic member l and the buffer metal ring 4 are joined by the metallized layer 6, the position of the buffer metal ring 4 of the ceramic member l is misaligned due to the difference in thermal expansion between them. The area where the
The cushioning metal ring 4 is attached to the ceramic member l with higher precision by having a loose fitting structure with the buffer metal ring 4.
I was able to join them.
（実施例３）
上記実施例１及び２で示したセラミックス鋳ぐるみピス
トンについて、実機エンジンによるメタライズ層の評価
試験を行った。(Example 3) Regarding the ceramic cast pistons shown in Examples 1 and 2 above, an evaluation test of the metallized layer was conducted using an actual engine.
検査方法としては、実機エンジン試験前後のメタライズ
層について、超音波試験、蛍光探傷試験及び実体顕微鏡
による検査を用いた。As the inspection methods, the metallized layer before and after the actual engine test was tested using an ultrasonic test, a fluorescence flaw detection test, and a stereoscopic microscope.
実機エンジン試験は、シリンダ径１３０ｍｍ（φ）、ス
トローク１４０ ｍ ｍの台上エンジンに、上記実施例
１及び２で示したピストンを装着し。In the actual engine test, a bench engine with a cylinder diameter of 130 mm (φ) and a stroke of 140 mm was equipped with the piston shown in Examples 1 and 2 above.
インタークーラ・ターボ仕様で、正味平均有効圧力（Ｂ
ＭＥＰ）約１１ｋｇ／ｃｍ２の条件で１００詩間の連続
運転を行った。With intercooler/turbo specification, net average effective pressure (B
MEP) Continuous operation for 100 poems was performed under conditions of approximately 11 kg/cm2.
連続運転後に、セラミックス製部材、メタライズ層部に
ついて前記検査を行ったか、双方ともクラック及び隙間
は検出されず健全であることが分かった。After continuous operation, the above-mentioned inspection was performed on the ceramic member and the metallized layer, and both were found to be sound with no cracks or gaps detected.
（実施例４）
また、第４図はセラミックス製部材ｌを直接アルミニウ
ム合金で鋳ぐるんた後、セラミックス製部材ｌとアルミ
ニウム合金よりなるピストン本体５の境界部８の隙間を
外周からアーク溶射ガン９にてアーク溶射することによ
り溶射材料を吹き付け、埋設させた例を示す概略断面図
である。(Example 4) In addition, Fig. 4 shows that after directly casting the ceramic member l with aluminum alloy, the gap between the boundary part 8 of the ceramic member l and the piston body 5 made of aluminum alloy is sprayed from the outer periphery using an arc spraying gun. 9 is a schematic cross-sectional view showing an example in which a thermal spray material is sprayed and buried by arc spraying in step 9. FIG.
第４図に示す、セラミックス製部材外周にメタライズ層
を形成しないセラミックス鋳ぐるみピストン外周面のセ
ラミックス製部材とアルミニウムピストン本体間の境界
部に、約５０ｃｍｆすれた地点よりアーク溶射によりア
ルミニウム合金を吹付けたところ、該境界部外表面に約
０．３ｍｍの厚さで、内側方向に１０ｍｍまてアルミニ
ウム合金層か形成された。As shown in Fig. 4, an aluminum alloy is sprayed by arc spraying from a point approximately 50 cm away from the boundary between the ceramic member and the aluminum piston body on the outer peripheral surface of a ceramic cast piston without a metallized layer formed on the outer periphery of the ceramic member. As a result, an aluminum alloy layer was formed on the outer surface of the boundary with a thickness of about 0.3 mm and extending 10 mm inward.
この溶射によって境界部に金属層か形成されたセラミッ
クス鋳ぐるみピストンについて、実施例３と同様の評価
試験を行ったところ、セラミックス製部材、メタライズ
層部とも、クラック及び隙間は検出されず健全であるこ
とが分かった。When we performed the same evaluation test as in Example 3 on the ceramic cast piston with a metal layer formed at the boundary by this thermal spraying, no cracks or gaps were detected in either the ceramic member or the metallized layer, and it was found to be sound. That's what I found out.
（比較例）
本発明の効果確認のため、セラミックス製部材ｌを直接
アルミニウム合金（ＡＣ８Ａ）で砂型重祉ＶＪ造し、第
３図に示すセラミックス鋳ぐるみピストン（外径１３０
ｍｍ（φ））を作製し、実施例３に示したと同様の実機
エンジン試験を実施した。(Comparative Example) In order to confirm the effect of the present invention, a ceramic member l was directly made into a sand mold heavy duty VJ using an aluminum alloy (AC8A), and a ceramic cast piston (outside diameter 130
mm (φ)), and an actual engine test similar to that shown in Example 3 was conducted.
その結果、ｉｏ時間後に開放点検を行ったところ、第３
図における符号８の部分（セラミックス製部材ｌとアル
ミニウムピストン本体部５の境界部分）にかなりの黒煙
の侵入と、アルミニウムピストン本体部５のセラミック
ス製部材ｌと接する面の外側付近のアルミニウム合金表
面に溶融跡が確認された。As a result, when we conducted an open inspection after IO time, we found that the third
A considerable amount of black smoke has entered the area marked 8 in the figure (the boundary between the ceramic member 1 and the aluminum piston body 5), and the aluminum alloy surface near the outside of the surface of the aluminum piston body 5 that is in contact with the ceramic member 1. Traces of melting were confirmed.
［発ＩＪＩの効果］
以−ヒのことから明らかなように、本発明によれば、次
の効果が奏せられる。[Effects of IJI] As is clear from the following, the present invention provides the following effects.
請求項１記儀のピストンによれば、ピストン本体と頂板
との間の外周部に金属層を設けてシールしているので、
連続運転に際してもピストン本体と頂板の境界部は剥離
せず、隙間も生じない。According to the piston of claim 1, since a metal layer is provided on the outer circumferential portion between the piston body and the top plate for sealing,
Even during continuous operation, the boundary between the piston body and the top plate does not separate, and no gaps are created.
請求項２記載の製造方法によれば、セラミックス製部材
からなる頂板のピストン本体上端面に相対する面の外周
部にメタライズ層を形成した後にアルミニウム合金にて
鋳ぐるんでいる゛ため、連続運転に際してもピストン本
体と頂板の境界部か剥離せず、隙間も生しないセラミッ
クス鋳ぐるみピストンを製造することができる。According to the manufacturing method according to claim 2, the metallized layer is formed on the outer periphery of the surface of the top plate made of a ceramic member that faces the upper end surface of the piston body, and then the metallized layer is cast in an aluminum alloy. It is also possible to manufacture a ceramic cast piston that does not peel off at the boundary between the piston body and the top plate and does not create any gaps.
請求項３記佐の製造方法によれば、鋳ぐるみ後にピスト
ン外周面の頂板とピストン本体間の境界部に溶射材料を
溶射して頂板のピストン本体上端面に相対する面の外周
部に金属層を設けているので、ピストン本体と頂板の境
界部か剥離せず、隙間も生じないセラミックス鋳ぐるみ
ピストンを製造することができる。According to the manufacturing method of claim 3, after casting, a thermal spraying material is thermally sprayed on the boundary between the top plate and the piston body on the outer circumferential surface of the piston to form a metal layer on the outer circumference of the surface of the top plate facing the upper end surface of the piston body. Therefore, it is possible to manufacture a ceramic cast piston that does not peel off at the boundary between the piston body and the top plate and does not create a gap.
第１図は本発明のセラミックス鋳ぐるみピストンの一実
施例を示す概略断面図、第２図は本発明に係るピストン
の他の実施例を示す概略断面図、第３図は従来のセラミ
ックス鋳ぐるみピストンの例を示す概略断面図、第４図
は本発明に係るピストンのさらに他の実施例を示す概略
断面図である。
ｌ・・・セラミックス製部材、２・・・キャビティ一部
３・・・段部、４・・・緩衝金属リング、５・・・アル
ミニウムピストン本体、６・・−メタライズ層、７・・
・リング溝、９・・・アーク溶射ガン、１０・・・アー
ク炎。
第１１Fig. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of a ceramic cast piston according to the present invention, Fig. 2 is a schematic sectional view showing another embodiment of the piston according to the present invention, and Fig. 3 is a schematic sectional view showing a conventional ceramic cast piston. A schematic sectional view showing an example of a piston. FIG. 4 is a schematic sectional view showing still another embodiment of a piston according to the present invention. l...Ceramics member, 2...Cavity part 3...Step part, 4...Buffer metal ring, 5...Aluminum piston body, 6...-metalized layer, 7...
-Ring groove, 9...Arc spray gun, 10...Arc flame. 11th
Claims (1)
形成するアルミニウム合金により鋳ぐるんで成るセラミ
ックス鋳ぐるみピストンにおいて、該ピストン本体と頂
板との間の外周部に金属層を設けてシールしてなること
を特徴とするセラミックス鋳ぐるみピストン。 ２、セラミックス製部材からなる頂板をピストン本体を
形成するアルミニウム合金により鋳ぐるんで成るセラミ
ックス鋳ぐるみピストンの製造方法において、セラミッ
クス製部材からなる頂板のピストン本体上端面に相対す
る面の外周部にメタライズ層を形成した後、アルミニウ
ム合金にて鋳ぐるむことにより、ピストン本体と頂板と
の間をシールすることを特徴とするセラミックス鋳ぐる
みピストンの製造方法。 ３、セラミックス製部材からなる頂板をピストン本体を
形成するアルミニウム合金により鋳ぐるんで成るセラミ
ックス鋳ぐるみピストンの製造方法において、鋳ぐるみ
後、ピストン外周面の頂板とピストン本体間の境界部に
溶射材料を外周部より溶射して頂板とピストン本体境界
の隙間を埋設した金属層を設けることにより、ピストン
本体と頂板との間をシールすることを特徴とするセラミ
ックス鋳ぐるみピストンの製造方法。[Claims] 1. A ceramic cast piston in which a top plate made of a ceramic member is cast in an aluminum alloy forming a piston body, in which a metal layer is provided on the outer periphery between the piston body and the top plate. A ceramic cast piston characterized by its seal. 2. In a method for manufacturing a ceramic cast piston, in which a top plate made of a ceramic member is cast in an aluminum alloy forming the piston body, the outer periphery of the top plate made of a ceramic member is metallized on the surface facing the upper end surface of the piston body. A method for manufacturing a ceramic cast piston, which comprises forming a layer and then casting the piston with an aluminum alloy to seal the space between the piston body and the top plate. 3. In a method for manufacturing a ceramic cast piston, in which a top plate made of a ceramic member is cast with an aluminum alloy forming the piston body, after casting, a thermal spraying material is applied to the boundary between the top plate and the piston body on the outer peripheral surface of the piston. A method for manufacturing a ceramic cast piston, characterized in that a metal layer is thermally sprayed from the outer periphery and buried in the gap between the top plate and the piston body to seal the space between the piston body and the top plate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18407488A JPH0234269A (en) | 1988-07-23 | 1988-07-23 | Ceramic cast-in piston and production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18407488A JPH0234269A (en) | 1988-07-23 | 1988-07-23 | Ceramic cast-in piston and production thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0234269A true JPH0234269A (en) | 1990-02-05 |
Family
ID=16146928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18407488A Pending JPH0234269A (en) | 1988-07-23 | 1988-07-23 | Ceramic cast-in piston and production thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0234269A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5299620A (en) * | 1992-01-21 | 1994-04-05 | Deere & Company | Metal casting surface modification by powder impregnation |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56122659A (en) * | 1980-02-28 | 1981-09-26 | Aisin Seiki Co Ltd | Production of ceramic insert piston |
| JPS59101566A (en) * | 1982-12-03 | 1984-06-12 | Ngk Insulators Ltd | Engine parts |
-
1988
- 1988-07-23 JP JP18407488A patent/JPH0234269A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56122659A (en) * | 1980-02-28 | 1981-09-26 | Aisin Seiki Co Ltd | Production of ceramic insert piston |
| JPS59101566A (en) * | 1982-12-03 | 1984-06-12 | Ngk Insulators Ltd | Engine parts |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5299620A (en) * | 1992-01-21 | 1994-04-05 | Deere & Company | Metal casting surface modification by powder impregnation |
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