JPH0330709B2 - - Google Patents
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Description
（産業上の利用分野）
本発明は、燃料が直接燃焼室に噴射される直噴
デイーゼルエンジンにおけるアルミニウム合金製
ピストンに関するものである。 （従来技術） 一般に、デイーゼルエンジンのピストンとして
は、熱膨張が小さく、耐摩耗性に優れる高珪素ア
ルミニウム合金（JIS AC8A等）によつて製造さ
れているが、直噴デイーゼルエンジンにおいては
高出力化に伴い、ピストンのヘツド部に、高熱、
高流速の火炎が作用するとともに燃料噴射ノズル
から直接燃焼室に噴射された高圧燃料が作用する
ものであつて、上記高珪素アルミニウム合金製の
ピストンではその一部が火炎によつて溶損すると
ともに、高圧噴霧状燃料の侵食作用によつて耐久
性が低下する問題を有し、ピストンのヘツド部の
耐熱性および耐侵食性のより一層の向上が切望さ
れている。 ピストンの耐熱性の向上としては、例えば、ヘ
ツド部の一部にセラミツク材をボルト締め、圧
入、焼ばめなどによつて機械的に結合したものが
あるが、これではセラミツク材に変形能がなく、
熱衝撃に弱くて破損しやすいとともに、ピストン
本体のアルミニウム合金との接着力が低く、境界
から剥離するなどの問題がある。 また、特開昭53−31014号公報に示されるアル
ミニウム合金製ピストンは、Ni−Cr系焼結材料
などの耐熱性多孔体を高圧凝固鋳造法でアルミニ
ウム合金に鋳ぐるみ、多孔体の気孔内にまでアル
ミニウム合金を充填して両者の接合強度を向上す
るようにしたものがある。しかし、このもので
は、アルミニウム合金と多孔体との機械的接合強
度が向上しているだけであつて、要求される接合
強度としてはまだ不十分であり、しかも、金属間
化合物が殆ど生成されていないことから、焼結材
料だけでは耐侵食性の向上効果は小さいものであ
る。 さらに、特開昭54−151715号公報に示されるピ
ストンは、アルミニウム溶湯にニツケル等の金属
多孔体を浸漬して表面を封孔し、熱処理によつて
表面にニツケルとアルミニウムの化合物層を形成
し、その後この金属多孔体をアルミニウム合金で
鋳ぐるみ、化合物層で耐侵食性を向上したものが
ある。しかし、このものでは、金属多孔体は単に
アルミニウム合金で鋳ぐるまれているだけで上記
化合物層とアルミニウム合金との接合強度が不十
分であり、しかも、化合物層の形成は金属多孔体
の表面だけであり、耐侵食性の向上効果は不十分
である。 （発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、金属多孔体とアルミ
ニウム合金との接合強度を確保しつつ、ピストン
のヘツド部の高温硬度を高め、火炎に対する耐熱
性および噴射燃料に対する耐侵食性を向上した直
噴デイーゼルエンジンのアルミニウム合金製ピス
トンを提供することを目的とするものである。 （発明の構成） 本発明の直噴デイーゼルエンジンのアルミニウ
ム合金製ピストンは、ピストン本体のヘツド部の
少なくとも一部に設けられた壁部材が、気孔にピ
ストン本体のアルミニウム合金が充填されてピス
トン本体に鋳ぐるまれたニツケル、銅、鉄系金属
による金属多孔体と、この金属多孔体とアルミニ
ウム合金との境界に形成された体積率１〜80％の
アルミニウムと金属多孔体の金属との化合物層と
から構成されていることを特徴とする。 （発明の効果） 金属多孔体の気孔にピストン本体のアルミニウ
ム合金が充填されてピストン本体に鋳ぐるまれ、
かつ金属多孔体とアルミニウム合金との境界にア
ルミニウムと金属多孔体の金属との化合物層が形
成されていることにより、金属多孔体とアルミニ
ウム合金との接合強度が高く、しかも金属多孔体
の内部においてもその金属と気孔内に充填された
アルミニウム合金との境界に耐熱性および高温硬
度に優れた化合物層が形成されており、耐熱性お
よび耐侵食性のいずれも十分に得られ、火炎によ
る溶損の阻止および噴射燃料による侵食の低減を
図ることができ、ピストンの耐久性を向上し良好
な寿命を得ることができる。 （実施例） 第１図は本発明の第１の実施例によるアルミニ
ウム合金製ピストン１を示し、ピストン本体２の
ヘツド部３の中央部には凹状の燃焼室４が形成さ
れ、外周部にはピストンリング溝５，５，５が配
設されている。上記燃焼室４には、ピストン１の
上死点近傍において燃料噴射ノズル６が臨み、高
圧燃料が噴射される。 上記ピストン１のヘツド部３における燃焼室４
の内壁および燃焼室４周囲のピストン上面は壁部
材７によつて設けられ、該壁部材７以外のピスト
ン本体２はアルミニウム合金によつて構成されて
いる。 上記壁部材７は、第２図の拡大模写断面図に示
されるように、ニツケル系金属、銅系金属、もし
くは鉄系金属よりなる金属多孔体８が、その気孔
にピストン本体２のアルミニウム合金９が充填さ
れた状態でピストン本体２に鋳ぐるまれ、さら
に、上記金属多孔体８とアルミニウム合金９との
境界に、アルミニウムと金属多孔体８の金属との
化合物層１０が体積率で１〜80％形成されてなる
ものである。 上記金属多孔体８は、ニツケル、銅もしくは鉄
系金属による発泡金属または金属繊維成形体によ
り連続気泡を有してなり、表面の気孔から内部の
空隙にまでアルミニウム合金９が充填可能なもの
が使用される。 この金属多孔体８は燃焼室４の形状に対応する
所定の形状に成形されたものが、高圧凝固鋳造法
によつてピストン本体２のアルミニウム合金９に
鋳ぐるまれる。高圧凝固鋳造法は、金属多孔体８
を装入した鋳型内にアルミニウム合金９の溶湯を
注入し、これを加圧力400Kg／cm2以上で加圧した
状態で凝固させ、金属多孔体８の内部気孔にまで
アルミニウム合金９を充填するものである。この
加圧力は400Kg／cm2未満ではアルミニウム合金９
鋳物自体の凝固組織および機械的性質に及ぼす加
圧の効果が小さく、ピストン本体２の品質が保証
され難く、また、金属多孔体８とアルミニウム合
金９との密着性が十分でない。 この金属多孔体８は、その体積率Vfが３〜50
％のもの、すなわち、気孔率が50〜97％のものが
好適であり、特に体積率Vfが５〜40％のものが
最適である。上記金属多孔体８の体積率Vfは化
合物層１０の生成に伴つて減少するものであり、
３％未満では表層および内部に形成される金属間
化合物層１０の密度が低下し、また、体積率Vf
が50％を越えると金属間化合物層１０が体積率80
％以上となつて好ましくないものである。 また、金属多孔体８の気孔の孔径は0.05〜１mm
が好ましく、この孔径が0.05mm未満では気孔にア
ルミニウム合金が充填し難く、１mmを越えると金
属間化合物層１０の密度が低下し好ましくない。 一方、上記化合物層１０はピストン本体２のア
ルミニウム合金９におけるアルミニウムと金属多
孔体８の金属との金属間化合物であり、すなわち
ニツケル系金属多孔体の場合にはアルミニウムと
ニツケルの化合物層であり、銅系金属多孔体の場
合には銅とアルミニウムの化合物層であり、鉄系
金属多孔体の場合には鉄とアルミニウムの化合物
層が形成され、ピストン本体２に鋳ぐるまれた金
属多孔体８の熱処理によつてニツケル多孔体８の
ニツケルがアルミニウム合金９に拡散して得るも
のである。 この金属間化合物層１０を形成するための熱処
理は、450〜550℃の温度で、１〜10時間加熱する
ものであり、アルミニウム合金９の溶体化処理を
兼ねるために、上記加熱の後に水焼入れを行い、
さらに、焼もどし処理（T6処理）を行うように
してもよい。上記加熱温度は、450℃未満では金
属間化合物層１０を形成するのに長時間を要し経
済的でなく、550℃を越えるとアルミニウム合金
９鋳物自身の強度が低下する。また、加熱時間
は、１時間未満では十分な金属間化合物層１０を
形成することができず、10時間を越えると金属間
化合物層１０の生成がほぼ飽和し経済的でないも
のである。 上記壁部材７に対する化合物層１０の体積率
Vfは１〜80％とする。この体積率Vfが１％未満
の場合には高温強度、耐侵食性に対して十分な効
果が得られず、また、80％を越えるとアルミニウ
ム合金９の壁部材７への介在量が少ないため、熱
応力等が作用したときのピストン本体２との密着
強度（接合強度）が低下するとともに、硬さが増
加するため機械加工を行うときの加工性が劣る。
さらに、上記金属間化合物層１０の厚さは10μ以
上ある方が高温強度、耐侵食性を高める上で好ま
しい。 一方、壁部材７の厚さは１mm以上ある方が好ま
しく、１mm未満であると特に耐侵食性に対して長
時間良好に保つことができないものである。 また、第３図および第４図は他の実施例のピス
トン１′を示し、第１図では燃焼室４の内壁の全
周に壁部材７を設けたのに対し、この例では燃料
噴射ノズル６からの燃料噴射方向に対応する４か
所に部分的に壁部材７′を設けたものであり、壁
部材７′そのものの材質は同じである。 次に、本発明によるピストン１の耐久試験の結
果を示す。この試験に使用した第１のピストンの
壁部材７は、金属多孔体８としてニツケル系金属
による発泡金属素材（体積率Vf10％、孔径0.4mm、
厚さ３mm）を適当にプレスして体積率Vfを20％
に調整したものを積み重ね、この金属多孔体８を
高圧凝固鋳造法によつてアルミニウム合金９に鋳
ぐるんでピストン１の形状に鋳造し、その後これ
を500℃で５時間加熱し、水焼入れし、さらに、
180℃で６時間加熱する熱処理を行つて、アルミ
ニウムとニツケルの化合物層１０を形成したもの
である。 使用したアルミニウム合金（JIS AC8A）の組
成の重量％は、次の通りである。 Al Cu Si Mg Fe Ni 残部 1.1 12.3 1.0 0.23 1.2 この壁部材７は、熱処理後における残留ニツケ
ル多孔体８の体積率Vfが15％、化合物層１０の
体積率Vfが10％、アルミニウム合金９の体積率
Vfが75％であつた。 なお、この第１のピストンの壁部材７の顕微鏡
による金属組織写真を第５図に示す。この第５図
において、斑点を有する多面積のマトリツクスが
アルミニウム合金９、灰色層で縁取された中間の
白色層が残留したニツケル金属多孔体８、このニ
ツケル金属多孔体８の外周に膜状に形成されてい
る灰色層（Niリツチ）および白色層（Alリツチ）
が化合物層１０である。 また第２のピストンの壁部材７は、体積率Vf
が35％のニツケル金属多孔体を使用し、熱処理時
間を長くして化合物層１０の量を多くしたもので
あり、第１のピストンと同様にニツケル金属多孔
体８を鋳ぐるんだ後、これを500℃で８時間加熱
し、水焼入れし、さらに、180℃で６時間加熱す
る熱処理を行つて、アルミニウムとニツケルの化
合物層１０を形成したものである。この壁部材７
は、熱処理後における残留ニツケル多孔体８は体
積率Vfが25％、化合物層１０の体積率Vf20％、
アルミニウム合金９の体積率Vfが55％であつた。 上記のような本発明ピストンとアルミニウム合
金（JIS AC8A）のみによる従来のピストンとを
実際のエンジンに装着し、全負荷（3400rpm）で
２分、アイドリングで１分のテストモードで、
6000サイクル繰返し、全体で300時間の熱サイク
ルテストを行つた後において、ピストンの重量減
少を測定することによつて侵食量を求めた。 なお、デイーゼルエンジンとしては、ピストン
重量が950ｇ、シリンダー径が100mm、ストローク
が110mmであり、燃料噴射については、燃料圧力
が200Kg／cm2、噴口径が0.3mm×４個、燃料が２号
軽油で、１回の噴射量が55mm3である。 上記試験の結果、ピストンの侵食量は下表の通
りである。
デイーゼルエンジンにおけるアルミニウム合金製
ピストンに関するものである。 （従来技術） 一般に、デイーゼルエンジンのピストンとして
は、熱膨張が小さく、耐摩耗性に優れる高珪素ア
ルミニウム合金（JIS AC8A等）によつて製造さ
れているが、直噴デイーゼルエンジンにおいては
高出力化に伴い、ピストンのヘツド部に、高熱、
高流速の火炎が作用するとともに燃料噴射ノズル
から直接燃焼室に噴射された高圧燃料が作用する
ものであつて、上記高珪素アルミニウム合金製の
ピストンではその一部が火炎によつて溶損すると
ともに、高圧噴霧状燃料の侵食作用によつて耐久
性が低下する問題を有し、ピストンのヘツド部の
耐熱性および耐侵食性のより一層の向上が切望さ
れている。 ピストンの耐熱性の向上としては、例えば、ヘ
ツド部の一部にセラミツク材をボルト締め、圧
入、焼ばめなどによつて機械的に結合したものが
あるが、これではセラミツク材に変形能がなく、
熱衝撃に弱くて破損しやすいとともに、ピストン
本体のアルミニウム合金との接着力が低く、境界
から剥離するなどの問題がある。 また、特開昭53−31014号公報に示されるアル
ミニウム合金製ピストンは、Ni−Cr系焼結材料
などの耐熱性多孔体を高圧凝固鋳造法でアルミニ
ウム合金に鋳ぐるみ、多孔体の気孔内にまでアル
ミニウム合金を充填して両者の接合強度を向上す
るようにしたものがある。しかし、このもので
は、アルミニウム合金と多孔体との機械的接合強
度が向上しているだけであつて、要求される接合
強度としてはまだ不十分であり、しかも、金属間
化合物が殆ど生成されていないことから、焼結材
料だけでは耐侵食性の向上効果は小さいものであ
る。 さらに、特開昭54−151715号公報に示されるピ
ストンは、アルミニウム溶湯にニツケル等の金属
多孔体を浸漬して表面を封孔し、熱処理によつて
表面にニツケルとアルミニウムの化合物層を形成
し、その後この金属多孔体をアルミニウム合金で
鋳ぐるみ、化合物層で耐侵食性を向上したものが
ある。しかし、このものでは、金属多孔体は単に
アルミニウム合金で鋳ぐるまれているだけで上記
化合物層とアルミニウム合金との接合強度が不十
分であり、しかも、化合物層の形成は金属多孔体
の表面だけであり、耐侵食性の向上効果は不十分
である。 （発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、金属多孔体とアルミ
ニウム合金との接合強度を確保しつつ、ピストン
のヘツド部の高温硬度を高め、火炎に対する耐熱
性および噴射燃料に対する耐侵食性を向上した直
噴デイーゼルエンジンのアルミニウム合金製ピス
トンを提供することを目的とするものである。 （発明の構成） 本発明の直噴デイーゼルエンジンのアルミニウ
ム合金製ピストンは、ピストン本体のヘツド部の
少なくとも一部に設けられた壁部材が、気孔にピ
ストン本体のアルミニウム合金が充填されてピス
トン本体に鋳ぐるまれたニツケル、銅、鉄系金属
による金属多孔体と、この金属多孔体とアルミニ
ウム合金との境界に形成された体積率１〜80％の
アルミニウムと金属多孔体の金属との化合物層と
から構成されていることを特徴とする。 （発明の効果） 金属多孔体の気孔にピストン本体のアルミニウ
ム合金が充填されてピストン本体に鋳ぐるまれ、
かつ金属多孔体とアルミニウム合金との境界にア
ルミニウムと金属多孔体の金属との化合物層が形
成されていることにより、金属多孔体とアルミニ
ウム合金との接合強度が高く、しかも金属多孔体
の内部においてもその金属と気孔内に充填された
アルミニウム合金との境界に耐熱性および高温硬
度に優れた化合物層が形成されており、耐熱性お
よび耐侵食性のいずれも十分に得られ、火炎によ
る溶損の阻止および噴射燃料による侵食の低減を
図ることができ、ピストンの耐久性を向上し良好
な寿命を得ることができる。 （実施例） 第１図は本発明の第１の実施例によるアルミニ
ウム合金製ピストン１を示し、ピストン本体２の
ヘツド部３の中央部には凹状の燃焼室４が形成さ
れ、外周部にはピストンリング溝５，５，５が配
設されている。上記燃焼室４には、ピストン１の
上死点近傍において燃料噴射ノズル６が臨み、高
圧燃料が噴射される。 上記ピストン１のヘツド部３における燃焼室４
の内壁および燃焼室４周囲のピストン上面は壁部
材７によつて設けられ、該壁部材７以外のピスト
ン本体２はアルミニウム合金によつて構成されて
いる。 上記壁部材７は、第２図の拡大模写断面図に示
されるように、ニツケル系金属、銅系金属、もし
くは鉄系金属よりなる金属多孔体８が、その気孔
にピストン本体２のアルミニウム合金９が充填さ
れた状態でピストン本体２に鋳ぐるまれ、さら
に、上記金属多孔体８とアルミニウム合金９との
境界に、アルミニウムと金属多孔体８の金属との
化合物層１０が体積率で１〜80％形成されてなる
ものである。 上記金属多孔体８は、ニツケル、銅もしくは鉄
系金属による発泡金属または金属繊維成形体によ
り連続気泡を有してなり、表面の気孔から内部の
空隙にまでアルミニウム合金９が充填可能なもの
が使用される。 この金属多孔体８は燃焼室４の形状に対応する
所定の形状に成形されたものが、高圧凝固鋳造法
によつてピストン本体２のアルミニウム合金９に
鋳ぐるまれる。高圧凝固鋳造法は、金属多孔体８
を装入した鋳型内にアルミニウム合金９の溶湯を
注入し、これを加圧力400Kg／cm2以上で加圧した
状態で凝固させ、金属多孔体８の内部気孔にまで
アルミニウム合金９を充填するものである。この
加圧力は400Kg／cm2未満ではアルミニウム合金９
鋳物自体の凝固組織および機械的性質に及ぼす加
圧の効果が小さく、ピストン本体２の品質が保証
され難く、また、金属多孔体８とアルミニウム合
金９との密着性が十分でない。 この金属多孔体８は、その体積率Vfが３〜50
％のもの、すなわち、気孔率が50〜97％のものが
好適であり、特に体積率Vfが５〜40％のものが
最適である。上記金属多孔体８の体積率Vfは化
合物層１０の生成に伴つて減少するものであり、
３％未満では表層および内部に形成される金属間
化合物層１０の密度が低下し、また、体積率Vf
が50％を越えると金属間化合物層１０が体積率80
％以上となつて好ましくないものである。 また、金属多孔体８の気孔の孔径は0.05〜１mm
が好ましく、この孔径が0.05mm未満では気孔にア
ルミニウム合金が充填し難く、１mmを越えると金
属間化合物層１０の密度が低下し好ましくない。 一方、上記化合物層１０はピストン本体２のア
ルミニウム合金９におけるアルミニウムと金属多
孔体８の金属との金属間化合物であり、すなわち
ニツケル系金属多孔体の場合にはアルミニウムと
ニツケルの化合物層であり、銅系金属多孔体の場
合には銅とアルミニウムの化合物層であり、鉄系
金属多孔体の場合には鉄とアルミニウムの化合物
層が形成され、ピストン本体２に鋳ぐるまれた金
属多孔体８の熱処理によつてニツケル多孔体８の
ニツケルがアルミニウム合金９に拡散して得るも
のである。 この金属間化合物層１０を形成するための熱処
理は、450〜550℃の温度で、１〜10時間加熱する
ものであり、アルミニウム合金９の溶体化処理を
兼ねるために、上記加熱の後に水焼入れを行い、
さらに、焼もどし処理（T6処理）を行うように
してもよい。上記加熱温度は、450℃未満では金
属間化合物層１０を形成するのに長時間を要し経
済的でなく、550℃を越えるとアルミニウム合金
９鋳物自身の強度が低下する。また、加熱時間
は、１時間未満では十分な金属間化合物層１０を
形成することができず、10時間を越えると金属間
化合物層１０の生成がほぼ飽和し経済的でないも
のである。 上記壁部材７に対する化合物層１０の体積率
Vfは１〜80％とする。この体積率Vfが１％未満
の場合には高温強度、耐侵食性に対して十分な効
果が得られず、また、80％を越えるとアルミニウ
ム合金９の壁部材７への介在量が少ないため、熱
応力等が作用したときのピストン本体２との密着
強度（接合強度）が低下するとともに、硬さが増
加するため機械加工を行うときの加工性が劣る。
さらに、上記金属間化合物層１０の厚さは10μ以
上ある方が高温強度、耐侵食性を高める上で好ま
しい。 一方、壁部材７の厚さは１mm以上ある方が好ま
しく、１mm未満であると特に耐侵食性に対して長
時間良好に保つことができないものである。 また、第３図および第４図は他の実施例のピス
トン１′を示し、第１図では燃焼室４の内壁の全
周に壁部材７を設けたのに対し、この例では燃料
噴射ノズル６からの燃料噴射方向に対応する４か
所に部分的に壁部材７′を設けたものであり、壁
部材７′そのものの材質は同じである。 次に、本発明によるピストン１の耐久試験の結
果を示す。この試験に使用した第１のピストンの
壁部材７は、金属多孔体８としてニツケル系金属
による発泡金属素材（体積率Vf10％、孔径0.4mm、
厚さ３mm）を適当にプレスして体積率Vfを20％
に調整したものを積み重ね、この金属多孔体８を
高圧凝固鋳造法によつてアルミニウム合金９に鋳
ぐるんでピストン１の形状に鋳造し、その後これ
を500℃で５時間加熱し、水焼入れし、さらに、
180℃で６時間加熱する熱処理を行つて、アルミ
ニウムとニツケルの化合物層１０を形成したもの
である。 使用したアルミニウム合金（JIS AC8A）の組
成の重量％は、次の通りである。 Al Cu Si Mg Fe Ni 残部 1.1 12.3 1.0 0.23 1.2 この壁部材７は、熱処理後における残留ニツケ
ル多孔体８の体積率Vfが15％、化合物層１０の
体積率Vfが10％、アルミニウム合金９の体積率
Vfが75％であつた。 なお、この第１のピストンの壁部材７の顕微鏡
による金属組織写真を第５図に示す。この第５図
において、斑点を有する多面積のマトリツクスが
アルミニウム合金９、灰色層で縁取された中間の
白色層が残留したニツケル金属多孔体８、このニ
ツケル金属多孔体８の外周に膜状に形成されてい
る灰色層（Niリツチ）および白色層（Alリツチ）
が化合物層１０である。 また第２のピストンの壁部材７は、体積率Vf
が35％のニツケル金属多孔体を使用し、熱処理時
間を長くして化合物層１０の量を多くしたもので
あり、第１のピストンと同様にニツケル金属多孔
体８を鋳ぐるんだ後、これを500℃で８時間加熱
し、水焼入れし、さらに、180℃で６時間加熱す
る熱処理を行つて、アルミニウムとニツケルの化
合物層１０を形成したものである。この壁部材７
は、熱処理後における残留ニツケル多孔体８は体
積率Vfが25％、化合物層１０の体積率Vf20％、
アルミニウム合金９の体積率Vfが55％であつた。 上記のような本発明ピストンとアルミニウム合
金（JIS AC8A）のみによる従来のピストンとを
実際のエンジンに装着し、全負荷（3400rpm）で
２分、アイドリングで１分のテストモードで、
6000サイクル繰返し、全体で300時間の熱サイク
ルテストを行つた後において、ピストンの重量減
少を測定することによつて侵食量を求めた。 なお、デイーゼルエンジンとしては、ピストン
重量が950ｇ、シリンダー径が100mm、ストローク
が110mmであり、燃料噴射については、燃料圧力
が200Kg／cm2、噴口径が0.3mm×４個、燃料が２号
軽油で、１回の噴射量が55mm3である。 上記試験の結果、ピストンの侵食量は下表の通
りである。
【表】
また、形成される金属間化合物の高温硬度およ
び融点は下表の通りである。
び融点は下表の通りである。
【表】
この試験結果から明らかなように、本発明によ
るピストンは、融点が高く耐熱性に優れるととも
に、高温硬度が大きいことから燃料接触に対する
侵食量が減少し、壁部材７の剥離もなく、耐久性
が向上している。 これは、高温硬度、耐熱性に優れた金属間化合
物層がピストンのヘツド部の表層に高密度に形成
される結果、耐熱性のある化合物が壁部材７の骨
格を形成しているため、マトリツクスのアルミニ
ウム合金の融点を越えてもピストンの形状が損な
われずアルミニウム合金が局部的に溶融飛散する
ことが防止される一方、噴霧状となつた燃料によ
る機械的侵食作用に対する耐久性は高温硬度が向
上したことにより改善されている。
るピストンは、融点が高く耐熱性に優れるととも
に、高温硬度が大きいことから燃料接触に対する
侵食量が減少し、壁部材７の剥離もなく、耐久性
が向上している。 これは、高温硬度、耐熱性に優れた金属間化合
物層がピストンのヘツド部の表層に高密度に形成
される結果、耐熱性のある化合物が壁部材７の骨
格を形成しているため、マトリツクスのアルミニ
ウム合金の融点を越えてもピストンの形状が損な
われずアルミニウム合金が局部的に溶融飛散する
ことが防止される一方、噴霧状となつた燃料によ
る機械的侵食作用に対する耐久性は高温硬度が向
上したことにより改善されている。
第１図は本発明の第１の実施例を示すアルミニ
ウム合金製ピストンの要部断面図、第２図は壁部
材の組織を拡大模写した断面図、第３図は第２の
実施例を示すアルミニウム合金製ピストンの平面
図、第４図は第２図の−線に沿う縦断面図、
第５図は壁部材の金属組織の一例を示す光学顕微
鏡写真である。 １……ピストン、２……ピストン本体、３……
ヘツド部、４……燃焼室、６……燃料噴射ノズ
ル、７……壁部材、８……金属多孔体、９……ア
ルミニウム合金、１０……化合物層。
ウム合金製ピストンの要部断面図、第２図は壁部
材の組織を拡大模写した断面図、第３図は第２の
実施例を示すアルミニウム合金製ピストンの平面
図、第４図は第２図の−線に沿う縦断面図、
第５図は壁部材の金属組織の一例を示す光学顕微
鏡写真である。 １……ピストン、２……ピストン本体、３……
ヘツド部、４……燃焼室、６……燃料噴射ノズ
ル、７……壁部材、８……金属多孔体、９……ア
ルミニウム合金、１０……化合物層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルミニウム合金製のピストン本体のヘツド
部に燃料噴射圧が作用する直噴デイーゼルエンジ
ンにおいて、上記ピストン本体のヘツド部の少な
くとも一部に設けられた壁部材が、気孔にピスト
ン本体のアルミニウム合金が充填されてピストン
本体に鋳ぐるまれた金属多孔体と、この金属多孔
体とアルミニウム合金との境界に形成された体積
率１〜80％のアルミニウムと金属多孔体の金属と
の化合物層とから構成されていることを特徴とす
る直噴デイーゼルエンジンのアルミニウム合金製
ピストン。 ２ 上記金属多孔体がニツケル系金属であるとと
もに、化合物層がアルミニウムとニツケルの化合
物であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の直噴デイーゼルエンジンのアルミニウム合
金製ピストン。 ３ 上記金属多孔体が銅系金属であるとともに、
化合物層がアルミニウムと銅の化合物であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の直噴デ
イーゼルエンジンのアルミニウム合金製ピスト
ン。 ４ 上記金属多孔体が鉄系金属であるとともに、
化合物層がアルミニウムと鉄の化合物であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の直噴デ
イーゼルエンジンのアルミニウム合金製ピスト
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58088136A JPS59213939A (ja) | 1983-05-19 | 1983-05-19 | 直噴デイ−ゼルエンジンのアルミニウム合金製ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58088136A JPS59213939A (ja) | 1983-05-19 | 1983-05-19 | 直噴デイ−ゼルエンジンのアルミニウム合金製ピストン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59213939A JPS59213939A (ja) | 1984-12-03 |
| JPH0330709B2 true JPH0330709B2 (ja) | 1991-05-01 |
Family
ID=13934510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58088136A Granted JPS59213939A (ja) | 1983-05-19 | 1983-05-19 | 直噴デイ−ゼルエンジンのアルミニウム合金製ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59213939A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| YU29384A (en) * | 1984-02-17 | 1990-12-31 | Tode Stojicic | Process for making burning chamber at internal combustion engine |
| JPS62240457A (ja) * | 1986-04-10 | 1987-10-21 | Toyota Motor Corp | デイ−ゼルエンジンピストン |
| JP2643120B2 (ja) * | 1986-04-10 | 1997-08-20 | トヨタ自動車株式会社 | デイーゼルエンジンピストン |
| JP2643121B2 (ja) * | 1986-04-11 | 1997-08-20 | トヨタ自動車株式会社 | デイーゼルエンジンピストン |
| JP2613599B2 (ja) * | 1987-07-30 | 1997-05-28 | 住友電気工業株式会社 | ピストン及びその製造方法 |
| CN105508075B (zh) * | 2016-01-20 | 2017-12-08 | 李乐 | 一种永磁发动机的铁铝复合被吸塞及其制造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5232616B2 (ja) * | 1972-12-28 | 1977-08-23 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5232616U (ja) * | 1975-08-29 | 1977-03-08 |
-
1983
- 1983-05-19 JP JP58088136A patent/JPS59213939A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5232616B2 (ja) * | 1972-12-28 | 1977-08-23 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59213939A (ja) | 1984-12-03 |
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