JPH0364700B2 - - Google Patents
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- JPH0364700B2 JPH0364700B2 JP59249130A JP24913084A JPH0364700B2 JP H0364700 B2 JPH0364700 B2 JP H0364700B2 JP 59249130 A JP59249130 A JP 59249130A JP 24913084 A JP24913084 A JP 24913084A JP H0364700 B2 JPH0364700 B2 JP H0364700B2
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- piston
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- spray coating
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- coating
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims description 2
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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
- F02F3/12—Pistons having surface coverings on piston heads
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はピストンの溶射皮膜形成方法に関す
る。
る。
従来、デイーゼルエンジンの燃焼室は第２図に
示す構造になつている。即ち、図中１はシリンダ
ライナ２を上下動作するピストン、３は給気弁、
４は排気弁、５はシリンダヘツド、６は燃料噴射
ノズルである。また、図中の７は前記ピストン
１、シリンダライナ２、給気弁３、排気弁４、シ
リンダヘツド５の夫々の燃焼室壁により形成され
る燃焼室である。かかるデイーゼルエンジンにお
いて、燃焼室７に給気弁３から供給された空気は
ピストン１のシリンダライナ２内での上昇によつ
て圧縮され、高温となる。この時、燃料噴射ノズ
ル６から燃料を燃焼室７内に噴射すると、該燃焼
室７で圧縮された空気と混合され、着火して燃焼
する。この燃焼エネルギによつてピストン１が加
工し、図示しないクランク機構に回転運動を与え
る。この後、ピストン１が再びシリンダライナ２
を上昇する際には、排気弁４が開き、排気ガスを
排出する。排気ガスは図示しない過給機のタービ
ンを回転させる共に、回収タービンを回転させる
エネルギ源として利用される。
示す構造になつている。即ち、図中１はシリンダ
ライナ２を上下動作するピストン、３は給気弁、
４は排気弁、５はシリンダヘツド、６は燃料噴射
ノズルである。また、図中の７は前記ピストン
１、シリンダライナ２、給気弁３、排気弁４、シ
リンダヘツド５の夫々の燃焼室壁により形成され
る燃焼室である。かかるデイーゼルエンジンにお
いて、燃焼室７に給気弁３から供給された空気は
ピストン１のシリンダライナ２内での上昇によつ
て圧縮され、高温となる。この時、燃料噴射ノズ
ル６から燃料を燃焼室７内に噴射すると、該燃焼
室７で圧縮された空気と混合され、着火して燃焼
する。この燃焼エネルギによつてピストン１が加
工し、図示しないクランク機構に回転運動を与え
る。この後、ピストン１が再びシリンダライナ２
を上昇する際には、排気弁４が開き、排気ガスを
排出する。排気ガスは図示しない過給機のタービ
ンを回転させる共に、回収タービンを回転させる
エネルギ源として利用される。
上述したようにデイーゼルエンジンの燃焼室内
において、燃料噴射ノズル６から噴射された燃料
が燃焼することによつて生じる火炎に直接接触す
るピストン１の触火面は高温に曝される。また、
ピストン１の触火面から熱が燃焼室７の外部に逃
げるため、効率の低下を招く。
において、燃料噴射ノズル６から噴射された燃料
が燃焼することによつて生じる火炎に直接接触す
るピストン１の触火面は高温に曝される。また、
ピストン１の触火面から熱が燃焼室７の外部に逃
げるため、効率の低下を招く。
このようなことから、ピストン１の下部から冷
却油を噴出させてピストン１が火炎に曝されるの
を防止することが行われている。しかしながら、
かかる構成では機構が複雑となり、経剤的、信頼
性の上でも問題となる。
却油を噴出させてピストン１が火炎に曝されるの
を防止することが行われている。しかしながら、
かかる構成では機構が複雑となり、経剤的、信頼
性の上でも問題となる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
ピストンの触火面に耐熱、断熱性を付与し得る高
品質の溶射皮膜形成方法を得供しようとするもの
である。
ピストンの触火面に耐熱、断熱性を付与し得る高
品質の溶射皮膜形成方法を得供しようとするもの
である。
本発明は、キヤビテイを有するピストンの触火
面に溶射皮膜を形成する方法をおいて、前記ピス
トンの被溶射面を粗面処理した後、該ピストンの
上面を溶射し、ひきつづき前記キヤビテイの側面
を溶射して溶射皮膜を形成することを特徴とする
ものである。
面に溶射皮膜を形成する方法をおいて、前記ピス
トンの被溶射面を粗面処理した後、該ピストンの
上面を溶射し、ひきつづき前記キヤビテイの側面
を溶射して溶射皮膜を形成することを特徴とする
ものである。
上述した本発明方法によれば、キヤビテイを有
するピストンの触火面に対して耐久性及び信頼性
の優れた溶射皮膜を形成でき、ひいては該ピスト
ンを使用することにより高性能、高信頼性の内燃
機関を実現できる。
するピストンの触火面に対して耐久性及び信頼性
の優れた溶射皮膜を形成でき、ひいては該ピスト
ンを使用することにより高性能、高信頼性の内燃
機関を実現できる。
以下、本発明の実施例を第１図ａ，ｂを参照し
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
実施例
まず、ボア径130mmの４サイクルデイーゼル単
筒試験機関のキヤビテイ１１を有するピストン本
体１２の触火面１３に粗面処理を施した。つづい
て、粉末送給ポート１４が付設されたプラズマ溶
射ガン１５から80wt％Ni−Crの溶射粒子１６を
プラズマジエツト１７と共に、噴射して前記粗面
処理された触火面１２に厚さ0.2mm、80wt％Ni−
Crの溶射皮膜１８を形成した（第１図ａ図示）。
この時のプラズマ溶射条件は、プラズマアーク電
流800A、プラズマアーク電圧40V、プラズマガ
ス；Ar50／min＋He20／min、溶射距離120
mmとし、ピストン本体１２をその軸中心に
100rpmで回転させ、プラズマ溶射ガン１５をピ
ストン本体１２の軸を通る直線往復運動を２ｍ／
minの速度とした。
筒試験機関のキヤビテイ１１を有するピストン本
体１２の触火面１３に粗面処理を施した。つづい
て、粉末送給ポート１４が付設されたプラズマ溶
射ガン１５から80wt％Ni−Crの溶射粒子１６を
プラズマジエツト１７と共に、噴射して前記粗面
処理された触火面１２に厚さ0.2mm、80wt％Ni−
Crの溶射皮膜１８を形成した（第１図ａ図示）。
この時のプラズマ溶射条件は、プラズマアーク電
流800A、プラズマアーク電圧40V、プラズマガ
ス；Ar50／min＋He20／min、溶射距離120
mmとし、ピストン本体１２をその軸中心に
100rpmで回転させ、プラズマ溶射ガン１５をピ
ストン本体１２の軸を通る直線往復運動を２ｍ／
minの速度とした。
次いで、前記と同様な条件で厚さ0.5mmのZrO2
の溶射皮膜をピストン本体１２の80wt％Ni−Cr
の溶射皮膜１９が被覆された触火面１３に形成し
た後、キヤビテイ１１の側面に同様な条件で厚さ
0.5mmのZrO2の溶射皮膜２０を形成した（第１図
ｂ図示）。
の溶射皮膜をピストン本体１２の80wt％Ni−Cr
の溶射皮膜１９が被覆された触火面１３に形成し
た後、キヤビテイ１１の側面に同様な条件で厚さ
0.5mmのZrO2の溶射皮膜２０を形成した（第１図
ｂ図示）。
比較例 １
実施例と同様なピストン本体の粗面処理された
触火面に80wt％Ni−Crの溶射皮膜を形成した
後、キヤビテイ側面にZrO2の溶射皮膜を先に形
成し、更にピストンの前記80wt％Ni−Crの溶射
皮膜上にZrO2溶射皮膜を形成した。
触火面に80wt％Ni−Crの溶射皮膜を形成した
後、キヤビテイ側面にZrO2の溶射皮膜を先に形
成し、更にピストンの前記80wt％Ni−Crの溶射
皮膜上にZrO2溶射皮膜を形成した。
比較例 ２
実施例と同様なピストン本体の粗面処理された
触火面に80wt％Ni−Crの溶射皮膜を形成した
後、キヤビテイ側面とピストンの前記Ni−Crの
溶射皮膜上に手動でランダムにZrO2の溶射皮膜
を形成した。
触火面に80wt％Ni−Crの溶射皮膜を形成した
後、キヤビテイ側面とピストンの前記Ni−Crの
溶射皮膜上に手動でランダムにZrO2の溶射皮膜
を形成した。
しかして、本実施例、及び比較例１、２のピス
トンを夫々デイーゼル単筒試験機関に組込み、軸
馬力80ps、軸回転数2100rpmの運転条件で耐久試
験を行つた。その結果、本実施例のピストンの溶
射皮膜は500時間の解放点検で異常は認められな
かつた。これに対し、比較例１のピストンの溶射
皮膜では20時間の解放点検で既にキヤビテイ上面
の溶射皮膜に顕著な割れと剥離が発生していた。
また、比較例２のピストンの溶射皮膜では同様に
20時間の解放点検で既にキヤビテイ上面の溶射皮
膜に割れが発生し、剥離も一部生じていた。
トンを夫々デイーゼル単筒試験機関に組込み、軸
馬力80ps、軸回転数2100rpmの運転条件で耐久試
験を行つた。その結果、本実施例のピストンの溶
射皮膜は500時間の解放点検で異常は認められな
かつた。これに対し、比較例１のピストンの溶射
皮膜では20時間の解放点検で既にキヤビテイ上面
の溶射皮膜に顕著な割れと剥離が発生していた。
また、比較例２のピストンの溶射皮膜では同様に
20時間の解放点検で既にキヤビテイ上面の溶射皮
膜に割れが発生し、剥離も一部生じていた。
このように本発明方法によつて形成されたピス
トン触火面上の溶射皮膜の中で、ピストン上面を
最初に形成しているので、ピストン本体と溶射皮
膜の境界は健全であり、密着性も良好となる。一
方、キヤビテイ側面上に形成された溶射皮膜のピ
ストン本体の境界部は、その前のピストン上面の
溶射時に付着したヒユーム等で汚染されており、
健全性は低く、密着性もピストン上面のそれより
劣る。しかし、ピストンの触火面の溶射皮膜は、
運転中に火炎に加熱され、圧縮応力が加わる。そ
の結果、キヤビテイ上面に形成された溶射皮膜に
は剥離する力が加わるものの、キヤビテイ側面に
形成された溶射皮膜は円環状であり、剥離する力
は加わらない。従つて、運転中に剥離する力の加
わる部分の密着性を良好とし、剥離する力の加わ
らない部分にのみ溶接ヒユーム等の汚染の影響を
与えないので、運転によつて溶射皮膜が剥離する
ことが防止され、耐久性の優れた溶射皮膜を形成
できる。
トン触火面上の溶射皮膜の中で、ピストン上面を
最初に形成しているので、ピストン本体と溶射皮
膜の境界は健全であり、密着性も良好となる。一
方、キヤビテイ側面上に形成された溶射皮膜のピ
ストン本体の境界部は、その前のピストン上面の
溶射時に付着したヒユーム等で汚染されており、
健全性は低く、密着性もピストン上面のそれより
劣る。しかし、ピストンの触火面の溶射皮膜は、
運転中に火炎に加熱され、圧縮応力が加わる。そ
の結果、キヤビテイ上面に形成された溶射皮膜に
は剥離する力が加わるものの、キヤビテイ側面に
形成された溶射皮膜は円環状であり、剥離する力
は加わらない。従つて、運転中に剥離する力の加
わる部分の密着性を良好とし、剥離する力の加わ
らない部分にのみ溶接ヒユーム等の汚染の影響を
与えないので、運転によつて溶射皮膜が剥離する
ことが防止され、耐久性の優れた溶射皮膜を形成
できる。
以上詳述した如く、本発明によればピストンの
触火面に耐久性の優れた溶射皮膜を形成すること
によつて、内燃機関に好適な耐熱、断熱性が向上
されたピストンを得ることが可能な溶射皮膜形成
方法を得供できるものである。
触火面に耐久性の優れた溶射皮膜を形成すること
によつて、内燃機関に好適な耐熱、断熱性が向上
されたピストンを得ることが可能な溶射皮膜形成
方法を得供できるものである。
第１図ａ，ｂは本発明の実施例における溶射皮
膜形成工程を示す断面図、第２図は従来のデイー
ゼルエンジンの燃焼室を示す断面図である。 １１…キヤビテイ、１２…ピストン本体、１３
…触火面、１５…プラズマ噴射ガン、１８…80％
Ni−Crの溶射皮膜、１９…ZrO2の溶射皮膜。
膜形成工程を示す断面図、第２図は従来のデイー
ゼルエンジンの燃焼室を示す断面図である。 １１…キヤビテイ、１２…ピストン本体、１３
…触火面、１５…プラズマ噴射ガン、１８…80％
Ni−Crの溶射皮膜、１９…ZrO2の溶射皮膜。
Claims (1)
- １ キヤビテイを有するピストンの触火面に溶射
皮膜を形成する方法において、前記ピストンの被
溶射面を粗面処理した後、該ピストンの上面を溶
射し、ひきつづき前記キヤビテイの側面を溶射し
て溶射皮膜を形成することを特徴とするピストン
の溶射皮膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59249130A JPS61126360A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | ピストンの溶射皮膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59249130A JPS61126360A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | ピストンの溶射皮膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61126360A JPS61126360A (ja) | 1986-06-13 |
| JPH0364700B2 true JPH0364700B2 (ja) | 1991-10-08 |
Family
ID=17188373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59249130A Granted JPS61126360A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | ピストンの溶射皮膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61126360A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7458358B2 (en) * | 2006-05-10 | 2008-12-02 | Federal Mogul World Wide, Inc. | Thermal oxidation protective surface for steel pistons |
| EP1898065A1 (de) * | 2006-08-18 | 2008-03-12 | Wärtsilä Schweiz AG | Kolben für einen Zweitakt-Grossdieselmotor, sowie Zweitakt-Grossdieselmotor |
| US20130025561A1 (en) * | 2011-07-28 | 2013-01-31 | Dieter Gabriel | Bowl rim and root protection for aluminum pistons |
| JP6065387B2 (ja) * | 2012-03-07 | 2017-01-25 | マツダ株式会社 | 断熱皮膜構造及びその製造方法 |
| DE102012204947A1 (de) * | 2012-03-28 | 2013-10-02 | Mahle International Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumkolbens |
| JP6015185B2 (ja) * | 2012-07-18 | 2016-10-26 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関のピストン構造 |
-
1984
- 1984-11-26 JP JP59249130A patent/JPS61126360A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61126360A (ja) | 1986-06-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |