JPH03291348A - 摺動部構成部材、エンジン構成部材及びピストン - Google Patents
摺動部構成部材、エンジン構成部材及びピストンInfo
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- JPH03291348A JPH03291348A JP9042090A JP9042090A JPH03291348A JP H03291348 A JPH03291348 A JP H03291348A JP 9042090 A JP9042090 A JP 9042090A JP 9042090 A JP9042090 A JP 9042090A JP H03291348 A JPH03291348 A JP H03291348A
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Landscapes
- 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、エンジン、コンプレッサー、水中ポンプなど
のピストン−シリンダーにおけるような、少くとも一方
が他方に摺動する関係にあるユニットを構成する摺動部
槽成部材に関し、特にピストン及びシリンダーのような
エンジン構成部材に関し、またそれに使用できるピスト
ンに関する。
のピストン−シリンダーにおけるような、少くとも一方
が他方に摺動する関係にあるユニットを構成する摺動部
槽成部材に関し、特にピストン及びシリンダーのような
エンジン構成部材に関し、またそれに使用できるピスト
ンに関する。
現在使用されている往復式内燃機関であるエンジンの代
表的なものは、■ＡＤＣＩＯ合金又はＡＤＣ１２合金に
クロムメツキしたシリンダーとＡＣ８Ａ合金鋳物からな
るピストンの組合わせ、又は■３９０合金からなるシリ
ンダーとＡＣ８Ａ合金にクロムメツキをしたピストンの
組合わせによって構成されているものである。これらの
エンジンはいずれもシリンダーの内壁又はピストンの表
面にクロムメツキを施しており、これは相互の摺動に対
して耐摩耗を大きくするためである。この製造工程は、
母材を加工し、その表面を処理しくクロムメ・ツキ）、
それを再度１００〜１５０μｍ程度加工研摩し、最終仕
上げすることからなっている。
表的なものは、■ＡＤＣＩＯ合金又はＡＤＣ１２合金に
クロムメツキしたシリンダーとＡＣ８Ａ合金鋳物からな
るピストンの組合わせ、又は■３９０合金からなるシリ
ンダーとＡＣ８Ａ合金にクロムメツキをしたピストンの
組合わせによって構成されているものである。これらの
エンジンはいずれもシリンダーの内壁又はピストンの表
面にクロムメツキを施しており、これは相互の摺動に対
して耐摩耗を大きくするためである。この製造工程は、
母材を加工し、その表面を処理しくクロムメ・ツキ）、
それを再度１００〜１５０μｍ程度加工研摩し、最終仕
上げすることからなっている。
このエンジンの製造技術においては、シリンダー又はピ
ストンにクロムメツキをするために製造工程の数が多く
なり、またメツキ工程で使用する処理液は６価クロムを
含有するため極めて有害でその管理を厳重にしなければ
ならず、その廃液も無害化するように十分に処理をしな
ければならないという問題点を有する。
ストンにクロムメツキをするために製造工程の数が多く
なり、またメツキ工程で使用する処理液は６価クロムを
含有するため極めて有害でその管理を厳重にしなければ
ならず、その廃液も無害化するように十分に処理をしな
ければならないという問題点を有する。
さらに、このクロムメツキにより形成されたシリンダー
又はピストンのクロムメツキの厚さは、一般に３０〜５
０μ搦以内で、耐摩耗の作用が奏されるのはメツキ層が
有効に存在するときであるからメツキ層の厚さ以上に摩
耗が進行した場合、素地材が露出し、焼き付き等が発生
する。また、何らかの欠陥のためにメツキ層と素地材と
の結合が弱く、摺動中にメツキ層の部分が素地材から剥
げた場合においても、素地材が露出してエンジントラブ
ルが発生する等の欠点がある。
又はピストンのクロムメツキの厚さは、一般に３０〜５
０μ搦以内で、耐摩耗の作用が奏されるのはメツキ層が
有効に存在するときであるからメツキ層の厚さ以上に摩
耗が進行した場合、素地材が露出し、焼き付き等が発生
する。また、何らかの欠陥のためにメツキ層と素地材と
の結合が弱く、摺動中にメツキ層の部分が素地材から剥
げた場合においても、素地材が露出してエンジントラブ
ルが発生する等の欠点がある。
本発明は、従来のエンジンが有する上述の問題点に鑑み
てなされたものであって、メツキを部材の表面に施さな
くても、従来製品と同程度の耐摩耗性及び緒特性を有す
る摺動部槽成部材を提供することを目的とするものであ
る。特に、例えばクロムメツキを施すことを要しないピ
ストン及びシリンダーのようなエンジン構成部材を提供
することを目的とするものである。
てなされたものであって、メツキを部材の表面に施さな
くても、従来製品と同程度の耐摩耗性及び緒特性を有す
る摺動部槽成部材を提供することを目的とするものであ
る。特に、例えばクロムメツキを施すことを要しないピ
ストン及びシリンダーのようなエンジン構成部材を提供
することを目的とするものである。
また、本発明は耐摩耗性の高いピストン部材を提供する
ことを一つの目的とするものである。
ことを一つの目的とするものである。
本発明は、次の手段によって上記の目的を達成した。
（１） Ａ ｊ２−Ｎｉ−Ｍｇ−Ｍｎ系合金をマトリ
ックスとして、このマトリックスにＮｉＡ １２ ＩＡ
ｌ ３Ｎｉ、 ＮｉＪ １ 、＾ｊ２Ｍｎ。
ックスとして、このマトリックスにＮｉＡ １２ ＩＡ
ｌ ３Ｎｉ、 ＮｉＪ １ 、＾ｊ２Ｍｎ。
ＡＩ！、３Ｍｎ、 八ｌ 、Ｍｎ、 Ａ Ｉ Ｊｎ
＋ Ｔ１Ｎｉ、 Ａ Ｉ Ｔｉ、 ＦｅＡ ｌ
２１Ｆｅ、Ａ Ｉ！ Ｓ＋ ＦｅＡ １．の遷移金属系
金属間化合物のうちから選ばれる１種以上の強化粉末を
分散させた粒子分散型複合材料からなる運動側部材と前
記運動側部材がこれに摺動せしめられる、過共晶アルミ
ニウムシリコン合金からなる静止側部材との組合せから
なることを特徴とする摺動部槽成部材。
＋ Ｔ１Ｎｉ、 Ａ Ｉ Ｔｉ、 ＦｅＡ ｌ
２１Ｆｅ、Ａ Ｉ！ Ｓ＋ ＦｅＡ １．の遷移金属系
金属間化合物のうちから選ばれる１種以上の強化粉末を
分散させた粒子分散型複合材料からなる運動側部材と前
記運動側部材がこれに摺動せしめられる、過共晶アルミ
ニウムシリコン合金からなる静止側部材との組合せから
なることを特徴とする摺動部槽成部材。
（２） Ａ ｊ２−Ｎｉ−Ｍｇ−Ｍｎ系合金をマトリ
ックスとして、このマトリックスにＮｔＡｊ２． Ａｌ
Ｊｘ＋ ＩＪＩＪｆ、 ＡｌＭｎ。
ックスとして、このマトリックスにＮｔＡｊ２． Ａｌ
Ｊｘ＋ ＩＪＩＪｆ、 ＡｌＭｎ。
Ａｊ２３Ｍｎ、 Ａｌ４Ｍｎ、 Ａｊ！ａＭｎ、 Ｔ１
Ｎｉ、 Ａｌ３Ｔｉ、 ＦｅＡｊ！ｚ＋Ｆｅ２Ａ ｌ
、、 ＦｅＡ １．の遷移金属系金属間化合物のうちか
ら選ばれる１種以上の強化粉末を分散させた粒子分散型
複合材料からなるピストン部材と、過共晶アルミニウム
シリコン合金からなるシリンダー部材との組合せからな
ることを特徴とするエンジン構成部材。
Ｎｉ、 Ａｌ３Ｔｉ、 ＦｅＡｊ！ｚ＋Ｆｅ２Ａ ｌ
、、 ＦｅＡ １．の遷移金属系金属間化合物のうちか
ら選ばれる１種以上の強化粉末を分散させた粒子分散型
複合材料からなるピストン部材と、過共晶アルミニウム
シリコン合金からなるシリンダー部材との組合せからな
ることを特徴とするエンジン構成部材。
（３）前記Ａ １−Ｎｉ−Ｍｇ−Ｍｎ系合金がＡｌ−１
〜７ｗｔ％Ｎｉ−１〜８ｗｔ％Ｍｇ−０，５〜５ ｗｔ
％ＭｎでＳｉがＱ、５ｗｔ％以下であり、前記遷移金属
系金属間化合物がＮＩＡ １２ ＋ Ａ ｌ２Ｊｘ ＋
Ｎｌ ３Ａ ｌである粒子分散型複合材料からなるピ
ストン部材と、前記過共晶アルミニウムシリコン合金が
Ａｌ１２〜２０−ｔ％５ｉ−４〜５ Ｋ ｔ％Ｃｕ−０
，２ｗｔ％Ｍｇであるシリンダー部材との組合せからな
ることを特徴とする請求項２記載のエンジン構成部材。
〜７ｗｔ％Ｎｉ−１〜８ｗｔ％Ｍｇ−０，５〜５ ｗｔ
％ＭｎでＳｉがＱ、５ｗｔ％以下であり、前記遷移金属
系金属間化合物がＮＩＡ １２ ＋ Ａ ｌ２Ｊｘ ＋
Ｎｌ ３Ａ ｌである粒子分散型複合材料からなるピ
ストン部材と、前記過共晶アルミニウムシリコン合金が
Ａｌ１２〜２０−ｔ％５ｉ−４〜５ Ｋ ｔ％Ｃｕ−０
，２ｗｔ％Ｍｇであるシリンダー部材との組合せからな
ることを特徴とする請求項２記載のエンジン構成部材。
（４） Ａｌ−１−７ｗｔ％Ｎｉ−１〜８ｗｔ％／Ｍｇ
−０，５〜５ｗｔ％％Ｍｎ−０，５ｗｔ％以下Ｓｉ合金
をマトリックスとして、このマトリックスにＮ１Ａｊ！
、 Ａｊ！３Ｎｉ、 Ｎｉ３Ａｊ！の遷移金属系金属間
化合物のうちから選ばれる１種以上の強化粉末を分散さ
せた粒子分散型複合材料からなるピストン。
−０，５〜５ｗｔ％％Ｍｎ−０，５ｗｔ％以下Ｓｉ合金
をマトリックスとして、このマトリックスにＮ１Ａｊ！
、 Ａｊ！３Ｎｉ、 Ｎｉ３Ａｊ！の遷移金属系金属間
化合物のうちから選ばれる１種以上の強化粉末を分散さ
せた粒子分散型複合材料からなるピストン。
本発明の摺動部構成部材は、例えばピストンのような運
動側部材とシリンダーのような、運動側部材と摺動関係
にある静止側部材とからなっている０本発明は、相互に
摺動関係にある組合せた部材、例えばレールとその上を
摺動するスライド片のような組合せた部材などを含むも
のである。ただし、ピストンとシリンダとからなるエン
ジンに最も多く適用される。
動側部材とシリンダーのような、運動側部材と摺動関係
にある静止側部材とからなっている０本発明は、相互に
摺動関係にある組合せた部材、例えばレールとその上を
摺動するスライド片のような組合せた部材などを含むも
のである。ただし、ピストンとシリンダとからなるエン
ジンに最も多く適用される。
前記運動側部材は、Ａ １−Ｎｉ−Ｍｇ−Ｍｎ系合金を
マトリックスとして、このマトリックスにＮ１Ａｊ！。
マトリックスとして、このマトリックスにＮ１Ａｊ！。
Ａｊ！Ｊｉ＋ Ｎｉ３／／！、 ＡｌＭｎ、 Ａｌ！Ｊ
ｎ＋ Ａｊ！、Ｍｎ＋ Ａｊ２Ｊｎ＋Ｔ１Ｎｉ、 Ａｌ
ｆｉＴｉ、 ＦｅＡｌｚ、 ＦｅｚＡｌｓ、 ＦｅＡｌ
ｆｉ、の遷移金属系金属間化合物のうちから選ばれる１
種以上の強化粉末を分散された粒子分散型複合材料から
つくる。強化粉末としてはＮ１Ａｌ、 Ａｌ１：＋Ｎｉ
＋ＮｉＪ ｊ！が効果的であってこれらを用いることが
好ましい。
ｎ＋ Ａｊ！、Ｍｎ＋ Ａｊ２Ｊｎ＋Ｔ１Ｎｉ、 Ａｌ
ｆｉＴｉ、 ＦｅＡｌｚ、 ＦｅｚＡｌｓ、 ＦｅＡｌ
ｆｉ、の遷移金属系金属間化合物のうちから選ばれる１
種以上の強化粉末を分散された粒子分散型複合材料から
つくる。強化粉末としてはＮ１Ａｌ、 Ａｌ１：＋Ｎｉ
＋ＮｉＪ ｊ！が効果的であってこれらを用いることが
好ましい。
上記＾ｆ−Ｎｉ−Ｍｇ−Ｍｎ系合金としては、Ａｌ−１
〜７−１％Ｎｉ−１〜８ ｗｔ％Ｍｇ−０，５〜５ ｗ
ｔ％ＭｎでＳｉが０．５＠ｔ％以下であるものが効果的
である。
〜７−１％Ｎｉ−１〜８ ｗｔ％Ｍｇ−０，５〜５ ｗ
ｔ％ＭｎでＳｉが０．５＠ｔ％以下であるものが効果的
である。
強化粉末の添加量は、４〜５０−ｔ％の範囲とするのが
よい。
よい。
粒子分散型複合材料からなる部材は例えば次のようにし
て製造することができる。マトリックスである。Ａ ｆ
−Ｎｉ−Ｍｇ−Ｍｎ系合金の溶湯中に粒子径が５０μ
船以下の強化粉末を添加し、これを撹拌混合装置の撹拌
混合槽内に注入し、撹拌羽根をモーターで回転させて撹
拌混合し、分散粒子混合合金溶湯を得る。この溶湯をダ
イカストマシンの金型に注湯し、粒子分散型の運動側部
材、例えばピストンを製造する。
て製造することができる。マトリックスである。Ａ ｆ
−Ｎｉ−Ｍｇ−Ｍｎ系合金の溶湯中に粒子径が５０μ
船以下の強化粉末を添加し、これを撹拌混合装置の撹拌
混合槽内に注入し、撹拌羽根をモーターで回転させて撹
拌混合し、分散粒子混合合金溶湯を得る。この溶湯をダ
イカストマシンの金型に注湯し、粒子分散型の運動側部
材、例えばピストンを製造する。
この粒子分散型複合材料及びその製造方法については、
特公平１−２４６３４０号公報に記載されている。
特公平１−２４６３４０号公報に記載されている。
また、過共晶アルミニウムシリコン合金は、八２１２〜
２０ｗｔ％−５ｉ４〜５ｗｔ％Ｃｕの組成のものが適当
である。
２０ｗｔ％−５ｉ４〜５ｗｔ％Ｃｕの組成のものが適当
である。
この過共晶アルミニウムシリコン合金により静止側部材
、例えばシリンダー、レールなどを製造する。
、例えばシリンダー、レールなどを製造する。
本発明の摺動部構成部材は、運動側部材を前記した粒子
分散型複合材料から構成し、かつその運動側部材と摺動
関係にある静止側部材を過共晶アルミニウムシリコン合
金から構成することにより、相互の摩耗量を著しく減少
させることができて、耐摩耗性を向上させることができ
る。その耐摩耗性ハＡＤＣＩＯ合金（Ｍｉ成Ａ ｌ −
７，５〜９．５％５ｉ−２，０〜４．０％Ｃｕ、 Ｍｇ
＜ ０．３％、Ｚｎ＜１．０％、Ｆｅ＜ １．３％、Ｍ
ｎ＜０．１％、Ｔｉ＜０．２％）にクロムメツキをした
シリンダーとＡＣ８Ａ合金（組成Ａｎ、１１〜１３％５
ｉ−０，８〜１．３％Ｃｕ−０，８〜１．５％Ｎｉ−０
，７〜１．３％Ｍｇ。
分散型複合材料から構成し、かつその運動側部材と摺動
関係にある静止側部材を過共晶アルミニウムシリコン合
金から構成することにより、相互の摩耗量を著しく減少
させることができて、耐摩耗性を向上させることができ
る。その耐摩耗性ハＡＤＣＩＯ合金（Ｍｉ成Ａ ｌ −
７，５〜９．５％５ｉ−２，０〜４．０％Ｃｕ、 Ｍｇ
＜ ０．３％、Ｚｎ＜１．０％、Ｆｅ＜ １．３％、Ｍ
ｎ＜０．１％、Ｔｉ＜０．２％）にクロムメツキをした
シリンダーとＡＣ８Ａ合金（組成Ａｎ、１１〜１３％５
ｉ−０，８〜１．３％Ｃｕ−０，８〜１．５％Ｎｉ−０
，７〜１．３％Ｍｇ。
Ｚｎ≦０６１５％、Ｍｎ＜０．１５％、Ｐｂ＜０．０５
％、Ｓｎ＜０．１５％、Ｆｅ＜０．１８％）からなるピ
ストンとの組合わせにおける耐摩耗性、あるいは３９０
合金（組成Ａｌ１６．０〜１Ｂ、０％５ｉ−４，０〜５
．０％Ｃｕ−０，４５〜０．６５％Ｍｇ−０．６〜１．
１％Ｆｅ、 Ｚｎ＜ ０．１％、Ｍｎ＜０．５％、Ｎｉ
〈０．５％、Ｓｎ＜０．３％、）からなるシリンダーと
ＡＣ８Ａ合金にクロムメツキをしたピストンとの組合わ
せにおける耐摩耗性と同程度である。
％、Ｓｎ＜０．１５％、Ｆｅ＜０．１８％）からなるピ
ストンとの組合わせにおける耐摩耗性、あるいは３９０
合金（組成Ａｌ１６．０〜１Ｂ、０％５ｉ−４，０〜５
．０％Ｃｕ−０，４５〜０．６５％Ｍｇ−０．６〜１．
１％Ｆｅ、 Ｚｎ＜ ０．１％、Ｍｎ＜０．５％、Ｎｉ
〈０．５％、Ｓｎ＜０．３％、）からなるシリンダーと
ＡＣ８Ａ合金にクロムメツキをしたピストンとの組合わ
せにおける耐摩耗性と同程度である。
また、前記した粒子分散型複合材料から構成したピスト
ンはそれ自体の耐摩耗性が大きいので、上述した過共晶
アルミニウムシリコン合金以外の素材からなるシリンダ
ーに対しても全体として有効な作用を有する。
ンはそれ自体の耐摩耗性が大きいので、上述した過共晶
アルミニウムシリコン合金以外の素材からなるシリンダ
ーに対しても全体として有効な作用を有する。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもの
ではない。
ではない。
実施例１
次の組成のＡ１００合金の溶湯にｌｏｉｖｔ％のＮｉＡ
１粉末（粒径５０μｍ以下）を添加し、撹拌し、複合
化して、８１００合金としダイカストマシンで次の鋳造
条件で小型ピストンを鋳造した。
１粉末（粒径５０μｍ以下）を添加し、撹拌し、複合
化して、８１００合金としダイカストマシンで次の鋳造
条件で小型ピストンを鋳造した。
紅別企金（母合金）
Ｃｕ Ｏ，０２ｉｖｔ％、 Ｓｉ Ｏ，２３ｗｔ％５
Ｍｇ ４．９７ｗｔ％Ｚｎ Ｏ，０６ｗｔ％、 Ｆｅ
０．２７ｗｔ％、 Ｍｎ ０．８７ｗｔ％Ｎｉ ２
．９３ｗｔ％、 Ｔｉ ０．０８ｗｔ％、 Ｂ
Ｏ，００２５ｗｔ％Ａ２ 残り 鋳１目Ｅ生 ＊９０ｔダイカストマシン 宰溶湯温度（８１００合金）７４０〜７７０℃本金型温
度 １１０〜１５０°Ｃ本ゲート通過速
度 ４０〜６０ｍ／ｓｅｃ以上＊鋳造圧力
７６０ｋｇｆ／閣２傘チルタイム
４〜５秒次の組成の過共晶アルミニウムシリコ
ン合金の溶湯をダイカストマシンにより次の鋳造条件で
小型シリンダーを鋳造した。
Ｍｇ ４．９７ｗｔ％Ｚｎ Ｏ，０６ｗｔ％、 Ｆｅ
０．２７ｗｔ％、 Ｍｎ ０．８７ｗｔ％Ｎｉ ２
．９３ｗｔ％、 Ｔｉ ０．０８ｗｔ％、 Ｂ
Ｏ，００２５ｗｔ％Ａ２ 残り 鋳１目Ｅ生 ＊９０ｔダイカストマシン 宰溶湯温度（８１００合金）７４０〜７７０℃本金型温
度 １１０〜１５０°Ｃ本ゲート通過速
度 ４０〜６０ｍ／ｓｅｃ以上＊鋳造圧力
７６０ｋｇｆ／閣２傘チルタイム
４〜５秒次の組成の過共晶アルミニウムシリコ
ン合金の溶湯をダイカストマシンにより次の鋳造条件で
小型シリンダーを鋳造した。
“ｆ８アルミニウムシ１コンム
（この例の組成の合金を「３９０合金」と呼ぶ）Ｓｉ
１７．５ｗｔ％、 Ｃｕ ４．５６ｗｔ％、 Ｍｇ
０．４０ｗｔ％Ｚｎ Ｏ，３６ｗｔ％、 Ｆｅ Ｏ
，７ｈｔ％、 Ｍｎ ０．３５ｗｔ％Ｎｉ ０．２５
ｗｔ％、 Ｓｎ ０．０２ｗｔ％、 ＡＩ！、
残り抜遣条註 ＊ ２５０ｔダイカストマシン ＊溶湯温度（８１００合金）７３０〜７５０°Ｃ傘金型
温度 １１０〜１５０°Ｃ本ゲート通過
速度 ４０〜６抛／ｓｅｃ以上＊鋳造圧力
７６０ｋｇｆ／ａｍ”本チルタイム
５〜６秒上記により製造した小型ピストンと
小型シリンダーとＦ、Ｃ鋳鉄ピストンリングを組合せた
エンジンにより実機耐久試験を行ったところ、１００時
間後もエンジンは良好に駆動し、シリンダー、ピストン
摺動面の表面状態も良好で、クロムメツキを施している
現行エンジンと同程度の結果が得られた。
１７．５ｗｔ％、 Ｃｕ ４．５６ｗｔ％、 Ｍｇ
０．４０ｗｔ％Ｚｎ Ｏ，３６ｗｔ％、 Ｆｅ Ｏ
，７ｈｔ％、 Ｍｎ ０．３５ｗｔ％Ｎｉ ０．２５
ｗｔ％、 Ｓｎ ０．０２ｗｔ％、 ＡＩ！、
残り抜遣条註 ＊ ２５０ｔダイカストマシン ＊溶湯温度（８１００合金）７３０〜７５０°Ｃ傘金型
温度 １１０〜１５０°Ｃ本ゲート通過
速度 ４０〜６抛／ｓｅｃ以上＊鋳造圧力
７６０ｋｇｆ／ａｍ”本チルタイム
５〜６秒上記により製造した小型ピストンと
小型シリンダーとＦ、Ｃ鋳鉄ピストンリングを組合せた
エンジンにより実機耐久試験を行ったところ、１００時
間後もエンジンは良好に駆動し、シリンダー、ピストン
摺動面の表面状態も良好で、クロムメツキを施している
現行エンジンと同程度の結果が得られた。
第１表は実機耐久試験結果を示し、第１図は、１００時
間実機耐久試験下におけるピストンとシリンダーの摩耗
量を示したものである。比較材として現行のエンジンの
場合を示す。
間実機耐久試験下におけるピストンとシリンダーの摩耗
量を示したものである。比較材として現行のエンジンの
場合を示す。
以下余白
第１表からみるように、本発明の８１００合金製ピスト
ンと過共晶アルミニウムシリコン合金製シリンダーの組
合せからなるエンジンは、クロムメツキを施したシリン
ダーを用いる現行品のエンジンとほぼ同程度の結果を示
し、その摩耗量は小さい。
ンと過共晶アルミニウムシリコン合金製シリンダーの組
合せからなるエンジンは、クロムメツキを施したシリン
ダーを用いる現行品のエンジンとほぼ同程度の結果を示
し、その摩耗量は小さい。
また、本発明の組合せによるエンジンでは現行品のエン
ジンにおけるメツキ厚さ以上に摩耗されても焼き付きの
問題を生じない。
ジンにおけるメツキ厚さ以上に摩耗されても焼き付きの
問題を生じない。
実施例２
実施例１に示した複合材料及び３９０合金の試験片を作
製し、その組合せについて耐スカツフ性、耐摩耗性など
を検討した。比較としてＡＣ８ＡＣ３ｂＡＤＣＩＯ合金
にクロムメツキしたものなどの各試験片の組合せを用い
た。第２図は、往復動摩擦試験を湿式条件下で行った摩
耗試験及びスカッフ試験の結果を示す。摩耗試験は、上
試験片を固定し、上試験片を往復運動させ、その時の下
、上試験片の摩耗量、摩擦係数を測定し、スカッフが発
生した時間（分）を測定する。
製し、その組合せについて耐スカツフ性、耐摩耗性など
を検討した。比較としてＡＣ８ＡＣ３ｂＡＤＣＩＯ合金
にクロムメツキしたものなどの各試験片の組合せを用い
た。第２図は、往復動摩擦試験を湿式条件下で行った摩
耗試験及びスカッフ試験の結果を示す。摩耗試験は、上
試験片を固定し、上試験片を往復運動させ、その時の下
、上試験片の摩耗量、摩擦係数を測定し、スカッフが発
生した時間（分）を測定する。
本発明により試験片の組合せにおいて優れた耐スカッフ
性を示し、かつ耐摩耗性も良好であり、比較の組合せの
ものと同程度の結果を示している。
性を示し、かつ耐摩耗性も良好であり、比較の組合せの
ものと同程度の結果を示している。
この試験法は、上試験片をピストン、下試験片をシリン
ダーとして想定したものであって、この結果から本発明
で用いるＢ１００合金からなる部材と３９０合金からな
る部材は、それぞれ優れたピストン材及びシリンダー材
である。
ダーとして想定したものであって、この結果から本発明
で用いるＢ１００合金からなる部材と３９０合金からな
る部材は、それぞれ優れたピストン材及びシリンダー材
である。
以上から、本発明において用いる粒子分散型複合材料は
、過共晶アルミニウムシリコン合金との組合せにおいて
、極めて優れた耐スカツフ性、耐摩耗性、耐アタック性
を示すことがわかる。
、過共晶アルミニウムシリコン合金との組合せにおいて
、極めて優れた耐スカツフ性、耐摩耗性、耐アタック性
を示すことがわかる。
実施例３
本発明で用いる粒子分散型複合材料により本発明のピス
トンを形成したときの実用性を検討するため、実施例１
に示した複合材料（Ｂ１００合金）より作成した試験片
について摩耗試験等を行った。
トンを形成したときの実用性を検討するため、実施例１
に示した複合材料（Ｂ１００合金）より作成した試験片
について摩耗試験等を行った。
比較材として、３９０合金及びＡＤＣＩＯ合金を用いた
。
。
（１）耐摩耗性
第３図は、乾式条件下で行った大越式迅速摩耗試験結果
を示す。この図は材料の比摩耗量を測定し、これを滑り
速度に対してプロットしたグラフである。第４図は、湿
式条件下で行った大越式迅速摩耗試験結果を示す。いず
れの条件下で行った結果からも、粒子分散型複合材料か
らなる部材の優れた耐摩耗性が認められる。
を示す。この図は材料の比摩耗量を測定し、これを滑り
速度に対してプロットしたグラフである。第４図は、湿
式条件下で行った大越式迅速摩耗試験結果を示す。いず
れの条件下で行った結果からも、粒子分散型複合材料か
らなる部材の優れた耐摩耗性が認められる。
（２）機械的性質
高温状態における機械的性質を測定した。第５図は、高
温状態における本発明材料（Ｂ１００合金）、比較材の
引張強度、伸びを示したものである。
温状態における本発明材料（Ｂ１００合金）、比較材の
引張強度、伸びを示したものである。
本発明における粒子分散型複合材料から部材は比較材と
比べると２００℃以上で優れた機械的性質を有すること
がわかる。
比べると２００℃以上で優れた機械的性質を有すること
がわかる。
（３）熱的安定性
第６図は、本発明の試験片を２００°Ｃに加熱して各々
長時間保持し、冷却し、その時の硬さを測定したもので
ある。比較材（ＡＣ８Ａ合金）は長時間加熱によって硬
さの低下は大きいが、本発明の複合材料からなる試験片
は長時間の保持後も硬さの変化は認められず安定してい
る。
長時間保持し、冷却し、その時の硬さを測定したもので
ある。比較材（ＡＣ８Ａ合金）は長時間加熱によって硬
さの低下は大きいが、本発明の複合材料からなる試験片
は長時間の保持後も硬さの変化は認められず安定してい
る。
これからみるように、粒子分散型複合材料からなる部材
は熱的に安定で２００°Ｃ１３００°Ｃに加熱しても安
定である。
は熱的に安定で２００°Ｃ１３００°Ｃに加熱しても安
定である。
（４）寸法変化率
第７図は、本発明材料（Ｂ１００合金）と比較材（ＡＣ
８Ａ合金）の試験片を２００°Ｃに加熱して、各々長時
間保持し、冷却し、その時の寸法変化を測定したもので
ある。比較材（ＡＣ８Ａ合金）は保持時間によって寸法
が増加するが、本発明材料のものは、長時間の保持後も
寸法の変化は認められず、安定している。
８Ａ合金）の試験片を２００°Ｃに加熱して、各々長時
間保持し、冷却し、その時の寸法変化を測定したもので
ある。比較材（ＡＣ８Ａ合金）は保持時間によって寸法
が増加するが、本発明材料のものは、長時間の保持後も
寸法の変化は認められず、安定している。
これかられかるように、本発明の粒子分散型複合材料か
らなる部材は低い寸法変化率をもっていて、熱による寸
法精度への影響は他の材料と比較すると小さい。
らなる部材は低い寸法変化率をもっていて、熱による寸
法精度への影響は他の材料と比較すると小さい。
（５）鋳造性
第８図は、ダイカスト法での本発明材料（Ｂ１００合金
）と比較材の湯流れ性の試験結果を示したもので、横軸
にゲート通過速度、縦軸にその時の溶湯の流動長を示す
。本発明材料（Ｂ１００合金）の湯流れ性はＡＤＣ６ア
ルミニウムダイカスト合金と同程度でダイカスト可能で
ある。
）と比較材の湯流れ性の試験結果を示したもので、横軸
にゲート通過速度、縦軸にその時の溶湯の流動長を示す
。本発明材料（Ｂ１００合金）の湯流れ性はＡＤＣ６ア
ルミニウムダイカスト合金と同程度でダイカスト可能で
ある。
本発明の、粒子分散型複合材料からなる運動側部材と過
共晶アルミニウムシリコン合金からなる静止側部材との
組合せからなる摺動部構成部材は、摩耗量が少なく、ク
ロムメツキを施してなくても、ピストン又はシリンダー
の一方にクロムメツキを施した従来のエンジンと同程度
の耐摩耗性を有する。また、前記の運動側部材は前記の
静止側部材との関係で耐スカツフ性を示し、優れた摺動
部構成部材を提供する。
共晶アルミニウムシリコン合金からなる静止側部材との
組合せからなる摺動部構成部材は、摩耗量が少なく、ク
ロムメツキを施してなくても、ピストン又はシリンダー
の一方にクロムメツキを施した従来のエンジンと同程度
の耐摩耗性を有する。また、前記の運動側部材は前記の
静止側部材との関係で耐スカツフ性を示し、優れた摺動
部構成部材を提供する。
本発明の運動側部材をピストンとし、静止側部材をシリ
ンダーとして、組合わせ、エンジンを構成するときには
、摩耗量が少なくクロムメツキを施した従来品のエンジ
ンの同程度の耐摩耗性を示すもので、クロムメツキ工程
を省略できるし、有害な廃液を出すこともない。
ンダーとして、組合わせ、エンジンを構成するときには
、摩耗量が少なくクロムメツキを施した従来品のエンジ
ンの同程度の耐摩耗性を示すもので、クロムメツキ工程
を省略できるし、有害な廃液を出すこともない。
また、前記の粒子分散型複合材料からなる運動側部材、
例えばピストンは、耐摩耗性、高温における機械的性質
、熱的安定性が優れ、また熱による変化率が小さい。そ
して、潤滑油膜形成と耐摩耗性に優れ、鋳造性も良く、
ダイカスト法によって製造が可能で、他の複合材料と比
較して高い量産性を有するこの運動側部材は、過共晶ア
ルミニウムシリコン合金からなる静止側部材との対応関
係において特にその機能を奏する。
例えばピストンは、耐摩耗性、高温における機械的性質
、熱的安定性が優れ、また熱による変化率が小さい。そ
して、潤滑油膜形成と耐摩耗性に優れ、鋳造性も良く、
ダイカスト法によって製造が可能で、他の複合材料と比
較して高い量産性を有するこの運動側部材は、過共晶ア
ルミニウムシリコン合金からなる静止側部材との対応関
係において特にその機能を奏する。
第１図は、本発明の複合材料製ピストンと過共晶アルミ
ニウムシリコン合金製シリンダーとの組合せ等からなる
エンジンの実機耐久試験結果を示すグラフであり、第２
図は、往復動摩擦試験を湿式条件下で行った摩擦試験及
びスカッフ試験の結果を示すグラフであり、第３図は、
本発明部材等の乾式条件下での大越式迅速摩耗試験結果
を示すグラフであり、第４図は、上記部材の湿式条件下
での大越式迅速摩耗試験結果を示すグラフであり、第５
図は、上記部材の高温状態における引張強度及び伸びを
示すグラフであり、第６図は、上記部材の加熱上保持後
冷却したものの硬さを示すグラフであり、第７図は、上
記部材の加熱上保持後冷却したものの寸法変化を示すグ
ラフであり、第８図は、ダイカスト法での本発明材料な
どの湯流れ性の試験結果を示すグラフである。 第 図 Ｖ％問（ｈ「） 図 昆“繰機 欠炸式°迅色摩耗麹験穫 滑り象序ｉ町へ） ｏｈ円ｈ： Ｔ−ｃ２ｔ（０５材）１；カ↑３比ｅａｔ
第 ４ 図 ｊ費り選Ｊ覧 （＝／Ｓ） ［＝） 嘴ト逼ｋ［ゝ１り［１号ヒ ＦＣ２Ｓ（フシ１
１肩ｊ材）−・； 対ｔ３＊二ノーＦ＄ｔ−を第 図 プｒ東二＆李 （°Ｃ）
ニウムシリコン合金製シリンダーとの組合せ等からなる
エンジンの実機耐久試験結果を示すグラフであり、第２
図は、往復動摩擦試験を湿式条件下で行った摩擦試験及
びスカッフ試験の結果を示すグラフであり、第３図は、
本発明部材等の乾式条件下での大越式迅速摩耗試験結果
を示すグラフであり、第４図は、上記部材の湿式条件下
での大越式迅速摩耗試験結果を示すグラフであり、第５
図は、上記部材の高温状態における引張強度及び伸びを
示すグラフであり、第６図は、上記部材の加熱上保持後
冷却したものの硬さを示すグラフであり、第７図は、上
記部材の加熱上保持後冷却したものの寸法変化を示すグ
ラフであり、第８図は、ダイカスト法での本発明材料な
どの湯流れ性の試験結果を示すグラフである。 第 図 Ｖ％問（ｈ「） 図 昆“繰機 欠炸式°迅色摩耗麹験穫 滑り象序ｉ町へ） ｏｈ円ｈ： Ｔ−ｃ２ｔ（０５材）１；カ↑３比ｅａｔ
第 ４ 図 ｊ費り選Ｊ覧 （＝／Ｓ） ［＝） 嘴ト逼ｋ［ゝ１り［１号ヒ ＦＣ２Ｓ（フシ１
１肩ｊ材）−・； 対ｔ３＊二ノーＦ＄ｔ−を第 図 プｒ東二＆李 （°Ｃ）
Claims (4)
- （１）Ａｌ−Ｎｉ−Ｍｇ−Ｍｎ系合金をマトリックスと
して、このマトリックスにＮｉＡｌ、Ａｌ＿３Ｎｉ、Ｎ
ｉ＿３Ａｌ、ＡｌＭｎ、Ａｌ＿３Ｍｎ、Ａｌ＿４Ｍｎ、
Ａｌ＿６Ｍｎ、ＴｉＮｉ、ＡｌＴｉ、ＦｅＡｌ＿２、Ｆ
ｅ＿２Ａｌ＿５、ＦｅＡｌ＿３の遷移金属系金属間化合
物のうちから選ばれる１種以上の強化粉末を分散させた
粒子分散型複合材料からなる運動側部材と前記運動側部
材がこれに摺動せしめられる、過共晶アルミニウムシリ
コン合金からなる静止側部材との組合せからなることを
特徴とする摺動部構成部材。 - （２）Ａｌ−Ｎｉ−Ｍｇ−Ｍｎ系合金をマトリックスと
して、このマトリックスにＮｉＡｌ、Ａｌ＿３Ｎｉ、Ｎ
ｉ＿３Ａｌ、ＡｌＭｎ、Ａｌ＿３Ｍｎ、Ａｌ＿４Ｍｎ、
Ａｌ＿６Ｍｎ、ＴｉＮｉ、ＡｌＴｉ、ＦｅＡｌ＿２、Ｆ
ｅ＿２Ａｌ＿５、ＦｅＡｌ＿３の遷移金属系金属間化合
物のうちから選ばれる１種以上の強化粉末を分散させた
粒子分散型複合材料からなるピストン部材と、過共晶ア
ルミニウムシリコン合金からなるシリンダー部材との組
合せからなることを特徴とするエンジン構成部材。 - （３）前記Ａｌ−Ｎｉ−Ｍｇ−Ｍｎ系合金がＡｌ−１〜
７ｗｔ％Ｎｉ−１〜８ｗｔ％Ｍｇ−０．５〜５ｗｔ％Ｍ
ｎでＳｉが０．５ｗｔ％以下であり、前記遷移金属系金
属間化合物がＮｉＡｌ、Ａｌ＿３Ｎｉ、Ｎｉ＿３Ａｌで
ある粒子分散型複合材料からなるピストン部材と、前記
過共晶アルミニウムシリコン合金がＡｌ−１２〜２０ｗ
ｔ％Ｓｉ−４〜５ｗｔ％Ｃｕ−０．２ｗｔ％Ｍｇである
シリンダー部材との組合せからなることを特徴とする請
求項２記載のエンジン構成部材。 - （４）Ａｌ−１−７ｗｔ％Ｎｉ−１〜８ｗｔ％／Ｍｇ−
０．５〜５ｗｔ％Ｍｎ−０．５ｗｔ％以下Ｓｉ合金をマ
トリックスとして、このマトリックスにＮｉＡｌ、Ａｌ
＿３Ｎｉ、Ｎｉ＿３Ａｌの遷移金属系金属間化合物のう
ちから選ばれる１種以上の強化粉末を分散させた粒子分
散型複合材料からなるピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2090420A JP2753880B2 (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | エンジン構成部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2090420A JP2753880B2 (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | エンジン構成部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03291348A true JPH03291348A (ja) | 1991-12-20 |
| JP2753880B2 JP2753880B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=13998109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2090420A Expired - Lifetime JP2753880B2 (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | エンジン構成部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2753880B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5374295A (en) * | 1992-03-04 | 1994-12-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Heat resistant aluminum alloy powder, heat resistant aluminum alloy and heat and wear resistant aluminum alloy-based composite material |
| US5409661A (en) * | 1991-10-22 | 1995-04-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Aluminum alloy |
| US5464463A (en) * | 1992-04-16 | 1995-11-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Heat resistant aluminum alloy powder heat resistant aluminum alloy and heat and wear resistant aluminum alloy-based composite material |
| US5614036A (en) * | 1992-12-03 | 1997-03-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | High heat resisting and high abrasion resisting aluminum alloy |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102634398B1 (ko) | 2018-12-10 | 2024-02-06 | 현대자동차주식회사 | 피스톤용 알루미늄 합금 및 차량 엔진용 피스톤 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57101641A (en) * | 1980-12-18 | 1982-06-24 | Nissan Motor Co Ltd | Abrasion resisting al alloy |
| JPS63138141A (ja) * | 1986-11-29 | 1988-06-10 | Kobe Steel Ltd | 内燃機関のピストンの製造方法 |
| JPH01246340A (ja) * | 1988-03-28 | 1989-10-02 | Ryobi Ltd | 粒子分散型合金とその製造方法 |
-
1990
- 1990-04-06 JP JP2090420A patent/JP2753880B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57101641A (en) * | 1980-12-18 | 1982-06-24 | Nissan Motor Co Ltd | Abrasion resisting al alloy |
| JPS63138141A (ja) * | 1986-11-29 | 1988-06-10 | Kobe Steel Ltd | 内燃機関のピストンの製造方法 |
| JPH01246340A (ja) * | 1988-03-28 | 1989-10-02 | Ryobi Ltd | 粒子分散型合金とその製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5409661A (en) * | 1991-10-22 | 1995-04-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Aluminum alloy |
| US5374295A (en) * | 1992-03-04 | 1994-12-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Heat resistant aluminum alloy powder, heat resistant aluminum alloy and heat and wear resistant aluminum alloy-based composite material |
| US5464463A (en) * | 1992-04-16 | 1995-11-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Heat resistant aluminum alloy powder heat resistant aluminum alloy and heat and wear resistant aluminum alloy-based composite material |
| US5614036A (en) * | 1992-12-03 | 1997-03-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | High heat resisting and high abrasion resisting aluminum alloy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2753880B2 (ja) | 1998-05-20 |
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