JPH03255273A - シリンダライナ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐キャビテーション性及び摺動特性等にすぐ
れたシリンダライナに関する。

〔従来の技術〕

ディーゼルエンジン等のシリンダライナにおいて、外周
面の冷却液と接触する部分に硬質Ｃｒめっきを施して、
耐キャビテーション性を付与することは知られている。

また、内周面に窒化処理を施して、耐摩耗性等の摺動特
性、耐食性を付与することも知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

したがって、上記両方の処理により、両方の機能を付与
することが考えられる。

しかしながら、外周面に硬質Ｃｒめっきを施した後に、
窒化処理をして内周面に窒化層を形成すると、硬１ｉＣ
ｒめっきの機能が窒化処理の温度５００〜６００℃に耐
えられず、Ｈｖ５５０以下に硬度低下し、熱クランクが
拡大、増大し、耐キャビテーション性は低下する問題が
ある。

また窒化処理後、硬質Ｃ「めっきをする場合には、窒化
処理面への硬１ｉＣｒめっきは密着性が劣るため、直接
窒化層上にめっきすることはできず、窒化層の表面の窒
素濃度の高い化合物層を研削除去する必要が生し、製造
面で手間がかかり、コストもかかる。また、窒化層は硬
質Ｃｒめっき浴中で腐食するため、内周面の窒化層をめ
っき浴からシールする必要があり、製造上容易でない。

本発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、耐キャビ
テーション性、摺動特性、耐食性がよく、かつ製造が容
易なシリンダライナを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の構成は、シリンダライナの外周面の少なくとも
冷却液と接触する部分にＳとＣを合計で０．５〜２．０
重量％含む耐熱性硬質Ｃｒめっきを施し、内周面に窒化
層を形成したことを特徴とする。

耐熱性硬質Ｃｒめっきの硬さはＨｖ７００以上がよい。

なお、窒化層はガス窒化等の窒化処理層の他、タフトラ
イド等の軟窒化処理層も含むものである。

〔作用〕

外周面の少なくとも冷却液（水又は油）と接触する部分
に耐熱性硬質Ｃｒめっきを施しているので、耐キャビテ
ーション性がすくれる。

また、内周面に窒化層を形成しているので、摺動特性、
耐食性がよい。

そして、めっきは、ＳとＣを合計で０．５〜２．０重量
％含む耐熱性硬質Ｃｒめっきであるので、舊周面に耐熱
性硬質Ｃｒめっきを施した後、窒化処理を施しても、Ｃ
ｒめっきは熱クラツクが拡大、増大せず、耐キャビテー
ション性を損なうことがない。このように、耐熱性硬質
Ｃｒめっき一窒化処理の製造工程が可能なので、外周面
耐熱性硬質Ｃｒめっき、内周面窒化層のシリンダライナ
を容易に製造できる。

なお、ＳとＣが合計で０．５重量％未満であると、耐熱
性に乏しく、２．０重量％を越えると、クランク密度が
高くなり、耐キャビテーション性が劣化する。

以下、シリンダライナの外周面に、従来の硬質Ｃｒめっ
きと本発明に係る耐熱性硬質Ｃｒめっきを通常のＣｒめ
っき手法で施し、次に窒化処理を施した後の耐熱性を調
べた結果を示す。

めっき条件は表１に、めっき層中のＳ、ｃの成分及びめ
っき硬さは表２に示す。

表１ 表２ 添加剤（Ｓ、Ｃ）：スルホン酸塩 従来例：サージェント浴 （以下余白） 従来の硬ＹｒＣｒめっきではｓ、０分はＴｒの水準であ
るのに対して、本発明に係る耐熱性硬￥ｔｃ「めっきで
はスルホン酸塩中のｓ、０分がめつき層中に析出した。

上記めっき後、窒化処理した。窒化処理はタフトライド
処理法で代表テストした。処理温度はガス窒化条件を含
め共通である５００〜６００ｔの範囲の上下限の浴温度
でテストした。窒化層の表面の化合物層の深さ７〜１０
ＩＩｍに各々の処理時間を調整した。処理時間は１時間
である。タフトライド処理後のめっき硬度を第２図に示
す。

従来の硬ｆ（Ｃｒめっきは硬度低下が著しいのに対して
、本発明に係る耐熱性硬質Ｃｒめっきは硬度低下が小さ
く、６００℃でもｍＨ，７００以上の硬度があり、耐キ
ヤビテーシヨン性に必要な硬さを充分に保持していると
言える。

本発明に係る耐熱性硬質Ｃｒめっきの結晶構造は体心立
方晶形（ｂ　ｂ　ｃ）で（１１０）面に最大ピークがあ
り、従来の硬質Ｃｒめっきと共通であった。また、熱処
理による結晶構造の変化はなかった。なお、めっき層中
のＳ、Ｃは固溶状であると推定される。

従来の硬質Ｃｒめっきは熱処理により、２００〜３００
℃で回折線のみ増加し、５００℃以上で再結晶し、７０
０℃で再結晶が完了するように変化する。これは加熱温
度、硬さ、水素放出量に相関しており、水素放出が発生
するためと考えられる。このように、従来の硬質Ｃｒめ
っきは固溶する水素を加熱で放出し軟化する。一方、本
発明に係る耐熱性硬質Ｃｒめっき層中のＳ、Ｃは容易に
加熱で放出せず保持されるため、硬さはそれほど変化し
ないものと考えられる。

次に、磁歪式キャビテーンヨンテストにより、耐キヤビ
テーシヨン性を調べた。

テスト装置は第３図に示すように、高周波発振器５に接
続した振動子６により、容器７内の試験水８中で試料９
が振動するようになっている。

振動数：６５００±３０ｃ／ｓ 振幅　：　８８−９０　μｍ　（Ｐ−Ｐ）試験水：蒸留
水（６０℃） 第４図に各試料について行った耐キヤビテーシヨンテス
トの比較結果を示す。

（１）従来の硬質Ｃｒめっきを施した場合■硬質Ｃｒめ
っきのみ めっき粒子が小さくなり、表面粗さが小さくなる傾向に
なるが、ピント等の発生は全くなかった。

■硬質Ｃｒめっき一タフトライド処理 クランクが著しく成長、拡大し、そのクランクが集中的
に損傷し、かつクランクの交点がピント状に損傷した。

■タフトライド処理−硬質Ｃｒめっき 多数のピットを発生し、局部的には板状で損傷した。窒
化層表面の化合物層上へのＣｒめっきでは密着性の問題
と合わせ、めっき特性が劣化していることを示した。

（２）本発明に係る耐熱性硬ｆＣｒめっきを施した場合 ■耐熱性硬質Ｃｒめっきのみ 上記従来の硬質Ｃｒめっきの場合と同様にめっき粒子が
小さくなり、表面粗さが小さくなる傾向になるが、ピン
ト等の発生は全くなかった。

■耐熱性硬質Ｃｒめっき一タフトライド処理めっき粒子
が小さくなり、表面粗さが小さくなる傾向になるが、ピ
ント等の発生は全くなかった。

〔実施例〕

第１図に示すように、Ｆｅ２５相当の片状黒鉛鋳鉄のシ
リンダライナの外周面１の冷却液と接触する部分に、Ｓ
を０．６３重量％、Ｃを０．３７重量％含む耐熱性硬質
Ｃｒめっき２を厚さ６０μｍ施した後、タフトライド処
理を行って内周面３に窒化層４を形成した。タフトライ
ド処理の温度は５８０℃、処理時間は１時間である。な
お、タフトライド処理後、窒化層表面の窒素濃度の高い
化合物層は除去した。

なお、ＳとＣの含有量は合計で０．８〜１．５重量％が
特に好ましい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ライナ外周面の冷
却液と接触する部分に施した耐熱性硬質Ｃ「めっきによ
って耐キヤビテーシヨン性にすぐれ、内周面に形成した
窒化層によって摺動特性、耐食性がすぐれ、かつこのシ
リンダライナを耐熱性硬１ｊｃｒめっき一窒化処理の製
造工程によって容易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシリンダライナの縦断
面図、第２図はタフトライド処理前後のめっき硬さを示
すグラフ、第３図は磁歪式キャビテーションテストの構
成図、第４図はキャビテージョンテスト結果を示すもの
である。 ｌは外周面、２は耐熱性硬質Ｃｒめっき、３は内周面、
４は窒化層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダライナの外周面の少なくとも冷却液と接
   触する部分にＳとＣを合計で０．５〜２．０重量％含む
   耐熱性硬質Ｃｒめっきを施し、内周面に窒化層を形成し
   たことを特徴とするシリンダライナ。
2. （２）耐熱性硬質Ｃｒめっきの硬さがＨｖ７００以上で
   あることを特徴とする請求項１記載のシリンダライナ。