JPH04138894A - 耐摩耗性合金部材及びその製造方法並びに該製造方法に使用する溶加材 - Google Patents
耐摩耗性合金部材及びその製造方法並びに該製造方法に使用する溶加材Info
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- JPH04138894A JPH04138894A JP26285690A JP26285690A JPH04138894A JP H04138894 A JPH04138894 A JP H04138894A JP 26285690 A JP26285690 A JP 26285690A JP 26285690 A JP26285690 A JP 26285690A JP H04138894 A JPH04138894 A JP H04138894A
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Landscapes
- Arc Welding In General (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、例えば自動車用エンジンのピストンの耐摩耗
性が要求される部位に使用される耐摩耗性合金部材及び
その製造方法並びに耐摩耗性合金部材を製造するために
使用される溶加材に関する。
性が要求される部位に使用される耐摩耗性合金部材及び
その製造方法並びに耐摩耗性合金部材を製造するために
使用される溶加材に関する。
従来の技術
従来から、例えば自動車用エンジンのアルミニウム合金
製ピストンに形成されたピストンリング溝の耐摩耗性を
向上するため、電子ビームやレーザビーム等のエネルギ
ビームにより、ピストンリング溝の表面にニッケル或い
は鉄等の金属を溶かし込んで、ピストン母材表面に合金
層を形成し、ピストンリング溝の耐摩耗性が要求される
部位の耐摩耗性を向上する技術が知られている（特開昭
５５−２７５８７号公報参照）。
製ピストンに形成されたピストンリング溝の耐摩耗性を
向上するため、電子ビームやレーザビーム等のエネルギ
ビームにより、ピストンリング溝の表面にニッケル或い
は鉄等の金属を溶かし込んで、ピストン母材表面に合金
層を形成し、ピストンリング溝の耐摩耗性が要求される
部位の耐摩耗性を向上する技術が知られている（特開昭
５５−２７５８７号公報参照）。
発明が解決しようとする課題
しかし、このような電子ビーム等のエネルギビームによ
ってピストン母材表面に合金層を形成し、ピストン母材
表面の耐摩耗性を向上させる処理方法では、ピストンを
真空容器中に保持して処理しなければならないため、処
理装置が大型化するとともに、処理装置内に空気を供給
、排出するのに時間がかかり、生産性が悪いという問題
を有していた。
ってピストン母材表面に合金層を形成し、ピストン母材
表面の耐摩耗性を向上させる処理方法では、ピストンを
真空容器中に保持して処理しなければならないため、処
理装置が大型化するとともに、処理装置内に空気を供給
、排出するのに時間がかかり、生産性が悪いという問題
を有していた。
このような問題を解決するためには、電子ビーム等のエ
ネルギビームを使用した処理方法によらず、簡便でかつ
生産性のよいＭＩＧ溶接やＴＩＧ溶接等の溶接により、
ピストン母材表面の耐摩耗性を向上することが好ましい
。ところが、これらＭＩＧ溶接やＴＩＧ溶接等でピスト
ン母材に耐摩耗性を向上させる金属を溶着するのに適し
た溶加材がなく、溶接によって耐摩耗性に優れた合金層
を形成することができなかった。
ネルギビームを使用した処理方法によらず、簡便でかつ
生産性のよいＭＩＧ溶接やＴＩＧ溶接等の溶接により、
ピストン母材表面の耐摩耗性を向上することが好ましい
。ところが、これらＭＩＧ溶接やＴＩＧ溶接等でピスト
ン母材に耐摩耗性を向上させる金属を溶着するのに適し
た溶加材がなく、溶接によって耐摩耗性に優れた合金層
を形成することができなかった。
本発明はこれら問題点に鑑みて為されたものである。
課題を解決するための手段
即ち本発明の溶加材は、Ａｌに少なくともＳｉを２０〜
３０重量パーセント、Ｎｉを２．５〜５重量パーセント
含んだことを特徴としている。そして、この溶加材をア
ーク溶接によりＡｌ重合部材に溶かし込み、Ａｌ合金母
材中に初晶Ｓｉ及び共晶Ｓｉを晶出させると共に、Ｎ
ｉ −Ａｊｌ系金属間化合物を晶出させて、耐摩耗性に
優れた耐摩耗性合金部材を製造することを特徴としてい
る。
３０重量パーセント、Ｎｉを２．５〜５重量パーセント
含んだことを特徴としている。そして、この溶加材をア
ーク溶接によりＡｌ重合部材に溶かし込み、Ａｌ合金母
材中に初晶Ｓｉ及び共晶Ｓｉを晶出させると共に、Ｎ
ｉ −Ａｊｌ系金属間化合物を晶出させて、耐摩耗性に
優れた耐摩耗性合金部材を製造することを特徴としてい
る。
作用
本発明の溶加材はＭＩＧ溶接等の比較的簡便なアーク溶
接により、Ａｌ重合部材に溶接でき、その溶接部（融解
部）に溶加材の含有成分と略等しいＳｉ及びＮｉを含む
耐摩耗性に優れた合金層が形成される。
接により、Ａｌ重合部材に溶接でき、その溶接部（融解
部）に溶加材の含有成分と略等しいＳｉ及びＮｉを含む
耐摩耗性に優れた合金層が形成される。
実施例
以下本発明の実施例を図面に基づき詳述する。
第１図は本発明に係る溶加材（溶接棒）のＭＩＧ溶接に
おける使用状態を示すもので、図において１はアルミニ
ウム合金（ＡＣ８Ａ、本実施例にあっては、Ｓｉ １
１％、Ｎ１１％、Ｃｕ１％。
おける使用状態を示すもので、図において１はアルミニ
ウム合金（ＡＣ８Ａ、本実施例にあっては、Ｓｉ １
１％、Ｎ１１％、Ｃｕ１％。
Ｍｇ １％（尚、成分割合（％）は重量パーセントを
意味するものとする。）を主に含有するＡＣ８Ａを用い
ている。）製ピストン素材（Ａｌ合金母材）であり、こ
のピストン素材１にはピストンリング溝形成部位にノツ
チ２を切り欠き形成しである。このノツチ２は、第２図
に示すように断面略台形状を呈し、ノツチ幅Ｗ”’ １
、５１！；ｌ、ノツチ深さＨ＝２．５ｍｍ、側面傾斜
角θ１−０２＝１５°となるようにピストン素材外周に
環状に切り欠き形成されている。３は溶接トーチであり
、この溶接トーチ３はノツチ２に対応する部位に配置さ
れており、この溶接トーチ３のフンタクトチップ４には
溶接棒５（Ｓｉ １９．９０％、 Ｎｉ ５−００
％。
意味するものとする。）を主に含有するＡＣ８Ａを用い
ている。）製ピストン素材（Ａｌ合金母材）であり、こ
のピストン素材１にはピストンリング溝形成部位にノツ
チ２を切り欠き形成しである。このノツチ２は、第２図
に示すように断面略台形状を呈し、ノツチ幅Ｗ”’ １
、５１！；ｌ、ノツチ深さＨ＝２．５ｍｍ、側面傾斜
角θ１−０２＝１５°となるようにピストン素材外周に
環状に切り欠き形成されている。３は溶接トーチであり
、この溶接トーチ３はノツチ２に対応する部位に配置さ
れており、この溶接トーチ３のフンタクトチップ４には
溶接棒５（Ｓｉ １９．９０％、 Ｎｉ ５−００
％。
Ｃｕ３．１０％、Ｆｅ Ｏ，１７％、Ｔｉ０．０１％
、Ｚｎ ０．０１％、 残部Ａｌが挿入されている。
、Ｚｎ ０．０１％、 残部Ａｌが挿入されている。
この溶接棒５は略２１ＬＩの線径を有し、コンタクトチ
ップ４から連続的に供給され、不活性ガス中で溶接が行
なわれる。このＭＩＧ溶接（パルス電流制御方式）は、
平均電流１１０Ａ、電圧１６Ｖ。
ップ４から連続的に供給され、不活性ガス中で溶接が行
なわれる。このＭＩＧ溶接（パルス電流制御方式）は、
平均電流１１０Ａ、電圧１６Ｖ。
溶接速度６００ ｘ＊／ ｍｉｎ、不活性ガス（アルゴ
ンガス）量２０ｊ！／ｗｉｎで行なわれる。その結果、
第３図に示すように、ピストン素材１のノッチ２形成部
及びその近傍には、ピストン素材１と溶接棒５とが融解
溶接された融解部６（Ｓｉ １７．６２％、Ｎｉ４．
５０％、Ｃｕ ３．０１％、Ｆｅ０１２２％、ＴｉＯ
，０２％、Ｚｎ ０．１５％。
ンガス）量２０ｊ！／ｗｉｎで行なわれる。その結果、
第３図に示すように、ピストン素材１のノッチ２形成部
及びその近傍には、ピストン素材１と溶接棒５とが融解
溶接された融解部６（Ｓｉ １７．６２％、Ｎｉ４．
５０％、Ｃｕ ３．０１％、Ｆｅ０１２２％、ＴｉＯ
，０２％、Ｚｎ ０．１５％。
残部Ａｌ）が形成された。第４図は、このようにして形
成された融解部６を機械加工することにより得られたピ
ストンリング溝７の断面形状であり、このピストンリン
グ溝７は断面略矩形状を呈し、図中上部側壁面８及び下
部側壁面９には融解部６の合金が露出している。
成された融解部６を機械加工することにより得られたピ
ストンリング溝７の断面形状であり、このピストンリン
グ溝７は断面略矩形状を呈し、図中上部側壁面８及び下
部側壁面９には融解部６の合金が露出している。
次に以上のように形成される融解部６の摩耗試験を融解
部６の成分を変えつつ行った。以下にその摩耗試験方法
、融解部６のＳｉ成分量を変えた場合の摩耗試験結果及
び融解部６のＮｉ成分量を変えた場合の摩耗試験結果に
ついて説明する。
部６の成分を変えつつ行った。以下にその摩耗試験方法
、融解部６のＳｉ成分量を変えた場合の摩耗試験結果及
び融解部６のＮｉ成分量を変えた場合の摩耗試験結果に
ついて説明する。
摩耗試験方法
第５図は前記実施例と同様にして形成されたピストン素
材の融解部の摩耗試験方法（サバン式）を示すもので、
この図において１０はピストン素材と同一材料（Ａ Ｃ
８Ａ）からなる試験片母材（１合金母材）であり、この
試験片母材１０に融解部６を形成して試験片１１として
いる。１２はピストンリング相当材料（ＳＵＳ４２０）
で形成されたローラである。この摩耗試験は、試験片温
度を８０℃とし、０−ラ１２には６０ｈｇｆの摩耗荷重
が負荷され、ローラ１２と試験片１１とを１時間摩擦接
触させて試験が行なわれた。
材の融解部の摩耗試験方法（サバン式）を示すもので、
この図において１０はピストン素材と同一材料（Ａ Ｃ
８Ａ）からなる試験片母材（１合金母材）であり、この
試験片母材１０に融解部６を形成して試験片１１として
いる。１２はピストンリング相当材料（ＳＵＳ４２０）
で形成されたローラである。この摩耗試験は、試験片温
度を８０℃とし、０−ラ１２には６０ｈｇｆの摩耗荷重
が負荷され、ローラ１２と試験片１１とを１時間摩擦接
触させて試験が行なわれた。
融解部のＳｉ成分量を変えた場合の摩耗試験結果。
第６図は当該試験結果を示すものである。この試験結果
によれば、融解部６のＳｉ成分量が増加するに従いピス
トン素材（Ａ Ｃ８Ａ）に対する比摩耗量が少なくなる
ことがわかる。これは、Ｓｉの成分量が増加することに
より、耐摩耗性に優れた大きな初晶Ｓｉ及び共晶５ｉ（
Ａｌ−３ｔ）が融解部６に多く晶出するためである。そ
こで、この試験結果から比摩耗量を半減することを目的
として設定し、融解部６のＳｉ成分量の下限値を１５重
量パーセントと決定する。第７図は溶接棒５（溶加材）
のＳｉ成分量と融解部６のＳｉ成分量の関係を示すもの
である。この図から、融解部６のＳｉ成分量を１５重量
パーセントとするには、溶接棒５のＳｉ成分量を２０重
量パーセントとすれば良いことがわかる。一方、溶接棒
５は、Ｓｉの成分量が３０重量パーセントを越えるとそ
の伸びが小さくなり、製造が困難になると共に、加工性
が悪くなり、加工工具の寿命の低下を招来する等の問題
を生じる。よって、溶接棒５の製造上の観点から 、そ
のＳｉ成分量を３０重量パーセント以下にするのが妥当
である。
によれば、融解部６のＳｉ成分量が増加するに従いピス
トン素材（Ａ Ｃ８Ａ）に対する比摩耗量が少なくなる
ことがわかる。これは、Ｓｉの成分量が増加することに
より、耐摩耗性に優れた大きな初晶Ｓｉ及び共晶５ｉ（
Ａｌ−３ｔ）が融解部６に多く晶出するためである。そ
こで、この試験結果から比摩耗量を半減することを目的
として設定し、融解部６のＳｉ成分量の下限値を１５重
量パーセントと決定する。第７図は溶接棒５（溶加材）
のＳｉ成分量と融解部６のＳｉ成分量の関係を示すもの
である。この図から、融解部６のＳｉ成分量を１５重量
パーセントとするには、溶接棒５のＳｉ成分量を２０重
量パーセントとすれば良いことがわかる。一方、溶接棒
５は、Ｓｉの成分量が３０重量パーセントを越えるとそ
の伸びが小さくなり、製造が困難になると共に、加工性
が悪くなり、加工工具の寿命の低下を招来する等の問題
を生じる。よって、溶接棒５の製造上の観点から 、そ
のＳｉ成分量を３０重量パーセント以下にするのが妥当
である。
融解部のＮｉ成分量を変えた場合の摩耗試験結果。
第８図は当該試験結果を示すものである。この試験結果
からも、融解部６のＮｉ成分量が増加するに従いピスト
ン素材（ＡＣ８Ａ）に対する比摩耗量が少なくなること
がわかる。これは、Ｎｉの成分量が増加することにより
、融解部６にＮｉ−Ａｌ系金属間化合物が晶出するため
である。そこで、前記Ｓｉ成分量と同様に、この試験結
果から比摩耗量を半減することを目的として設定し、融
解部６のＮｉ成分量の下限値を２．０重量パーセントと
決定する。第９図は溶接棒５（溶加材）のＮｉ成分量と
融解部６のＮｉ成分量の関係を示すものである。この図
から、融解部６のＮｉ成分量を２．０重量パーセントと
するには、溶接棒５のＮｉ成分量を２．５重量パーセン
トとすれば良いことがわかる。一方、溶接棒５は、Ｎｉ
の成分量が５重量パーセントを越えるとその伸びが小さ
くなり（第１０図参照）、溶接棒５の加工性が悪くなる
と共に、比摩耗量の値もほぼ一定値化する（第８図参照
）。従って、溶接棒５のＮｉ成分量の上限値は５重量パ
ーセントとするのが妥当である。
からも、融解部６のＮｉ成分量が増加するに従いピスト
ン素材（ＡＣ８Ａ）に対する比摩耗量が少なくなること
がわかる。これは、Ｎｉの成分量が増加することにより
、融解部６にＮｉ−Ａｌ系金属間化合物が晶出するため
である。そこで、前記Ｓｉ成分量と同様に、この試験結
果から比摩耗量を半減することを目的として設定し、融
解部６のＮｉ成分量の下限値を２．０重量パーセントと
決定する。第９図は溶接棒５（溶加材）のＮｉ成分量と
融解部６のＮｉ成分量の関係を示すものである。この図
から、融解部６のＮｉ成分量を２．０重量パーセントと
するには、溶接棒５のＮｉ成分量を２．５重量パーセン
トとすれば良いことがわかる。一方、溶接棒５は、Ｎｉ
の成分量が５重量パーセントを越えるとその伸びが小さ
くなり（第１０図参照）、溶接棒５の加工性が悪くなる
と共に、比摩耗量の値もほぼ一定値化する（第８図参照
）。従って、溶接棒５のＮｉ成分量の上限値は５重量パ
ーセントとするのが妥当である。
尚、Ｃｕは、融解部６を熱処理（Ｔ６処理等）して機械
的性質（引張強さ、疲労強度、硬度等）を向上する場合
に必要とされるが、比摩耗量（耐摩耗性）への影響は小
さい。溶接棒５（溶加材）にＣｕを加える場合は、融解
部６のＣｕ成分量がピストン素材（ＡＣ８Ａ）の下限値
である０、８重量パーセントが確保されるように０．７
重量パーセント以上のＣｕを加えるのが望ましい（第１
１図参照）。又、その場合、溶接棒５のＣｕ成分量の上
限値は、Ｃｕの純Ａｌへの固容度が５．７重量パーセン
トであることを考慮して１０重量パーセントとする。こ
の場合、Ｃｕの成分量が純Ａｌへの固容度を越えると、
ＣｕはＣｕＡＡ’２として晶出するが、このＣｕＡｌ２
も耐摩耗性への影響は小さい。
的性質（引張強さ、疲労強度、硬度等）を向上する場合
に必要とされるが、比摩耗量（耐摩耗性）への影響は小
さい。溶接棒５（溶加材）にＣｕを加える場合は、融解
部６のＣｕ成分量がピストン素材（ＡＣ８Ａ）の下限値
である０、８重量パーセントが確保されるように０．７
重量パーセント以上のＣｕを加えるのが望ましい（第１
１図参照）。又、その場合、溶接棒５のＣｕ成分量の上
限値は、Ｃｕの純Ａｌへの固容度が５．７重量パーセン
トであることを考慮して１０重量パーセントとする。こ
の場合、Ｃｕの成分量が純Ａｌへの固容度を越えると、
ＣｕはＣｕＡＡ’２として晶出するが、このＣｕＡｌ２
も耐摩耗性への影響は小さい。
以上の各摩耗試験の結果から溶加材（溶接棒）５の成分
は、Ｓｉ成分量を２０〜３０重量パーセント、Ｎｉ成分
量を２．５〜５重量重量パーセント上うに設定され、残
部はアルミニウムと必要に応じＣｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｔｉ
等の添加物とした。
は、Ｓｉ成分量を２０〜３０重量パーセント、Ｎｉ成分
量を２．５〜５重量重量パーセント上うに設定され、残
部はアルミニウムと必要に応じＣｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｔｉ
等の添加物とした。
これによって、従来から使用されている電子ビームによ
り合金層を形成する方法に比較して、エネルギー密度の
小さいアーク溶接で偏析が少なく耐摩耗性に優れたＮ
ｉ −ＡＡ’系合金の融解部６を形成することが可能に
なった。又、汎用的なアーク溶接で耐摩耗性に優れた融
解部６を形成できるため、電子ビーム法等のように高価
で、大規模な設備を導入することなく、安価で小規模な
設備で足りる。加えて、電子ビーム法のようにピストン
素材を真空中に保持して処理する必要がなく、製造（処
理）工程を簡素化できると共に、溶加材（溶接棒）５の
連続的供給を可能とし、製造（処理）工数を著しく削減
できるものである。更に、本発明に係る溶加材５を、ア
ルミニウム合金（ＡＣ８Ａ）製ピストンに溶着させて形
成した融解部６には、−船釣な表面処理と異なり硬度が
高い初晶Ｓｉ及び共晶Ｓｉが均一に晶出すると共に、こ
れら初晶Ｓｉ及び共晶Ｓｉの間の金属マトリックス中に
Ｎ ｉ −Ａｌ系金属間化合物が均一に分散して晶出す
るため（第１２図参照；尚、図中大きな黒い塊りが初晶
Ｓｉ、小さな黒点が共晶Ｓｉ、濃灰色部がＮ １−Ａｌ
系金属間化合物ＣＡｌ−Ｎｉ−Ｃｕの金属間化合物））
、第４図に示すように融解部６にピストンリング溝７を
形成し、ピストンリングとの接触面に融解部６の合金層
を露出させた場合には、ピストンリング溝の摩耗量を低
減し、ピストンリング溝７の耐摩耗性を向上することが
できるものである。さらに加えて、ピストン素材１と融
解部６の材料の比重が同等であるため、ピストン重量が
重くならず、加工性も良好であり、ピストン素材１より
も融点が高いので耐熱特性も向上する。そのため、本発
明に係る溶接棒５により融解部６を形成し、ピストンリ
ング溝の耐摩耗性を向上したピストンは、耐久信頼性が
大幅に向上し、ディゼル等の高熱負荷エンジンや、タク
シ−等の長寿命保証が必要なエンジンに対し、特に効果
的に使用されることが期待される。
り合金層を形成する方法に比較して、エネルギー密度の
小さいアーク溶接で偏析が少なく耐摩耗性に優れたＮ
ｉ −ＡＡ’系合金の融解部６を形成することが可能に
なった。又、汎用的なアーク溶接で耐摩耗性に優れた融
解部６を形成できるため、電子ビーム法等のように高価
で、大規模な設備を導入することなく、安価で小規模な
設備で足りる。加えて、電子ビーム法のようにピストン
素材を真空中に保持して処理する必要がなく、製造（処
理）工程を簡素化できると共に、溶加材（溶接棒）５の
連続的供給を可能とし、製造（処理）工数を著しく削減
できるものである。更に、本発明に係る溶加材５を、ア
ルミニウム合金（ＡＣ８Ａ）製ピストンに溶着させて形
成した融解部６には、−船釣な表面処理と異なり硬度が
高い初晶Ｓｉ及び共晶Ｓｉが均一に晶出すると共に、こ
れら初晶Ｓｉ及び共晶Ｓｉの間の金属マトリックス中に
Ｎ ｉ −Ａｌ系金属間化合物が均一に分散して晶出す
るため（第１２図参照；尚、図中大きな黒い塊りが初晶
Ｓｉ、小さな黒点が共晶Ｓｉ、濃灰色部がＮ １−Ａｌ
系金属間化合物ＣＡｌ−Ｎｉ−Ｃｕの金属間化合物））
、第４図に示すように融解部６にピストンリング溝７を
形成し、ピストンリングとの接触面に融解部６の合金層
を露出させた場合には、ピストンリング溝の摩耗量を低
減し、ピストンリング溝７の耐摩耗性を向上することが
できるものである。さらに加えて、ピストン素材１と融
解部６の材料の比重が同等であるため、ピストン重量が
重くならず、加工性も良好であり、ピストン素材１より
も融点が高いので耐熱特性も向上する。そのため、本発
明に係る溶接棒５により融解部６を形成し、ピストンリ
ング溝の耐摩耗性を向上したピストンは、耐久信頼性が
大幅に向上し、ディゼル等の高熱負荷エンジンや、タク
シ−等の長寿命保証が必要なエンジンに対し、特に効果
的に使用されることが期待される。
尚、本発明に係る溶加材５は、アルミニウム合金製ピス
トンのピストンリング溝７の耐摩耗性向上のために使用
される場合に限られず、アルミニウム合金の摺動部の耐
摩耗性向上に有効であることは勿論である。
トンのピストンリング溝７の耐摩耗性向上のために使用
される場合に限られず、アルミニウム合金の摺動部の耐
摩耗性向上に有効であることは勿論である。
又、溶加材は、ＭＩＧ溶接以外に、交流ＴＩＧ溶接やプ
ラズマアーク溶接等に使用できる。
ラズマアーク溶接等に使用できる。
発明の効果
以上述べたように本発明は、アルミニウムに少なくとも
Ｓｉを２０〜３０重量パーセント、Ｎｉを２．５〜５重
量パーセント含んだ溶加材であるため、Ａｌ合金母材に
ＭＩＧ溶接等で確実に溶接でき、この溶接部に耐摩耗性
に優れた合金層を形成できる。そして、このようにして
溶加材をＡｌ合金母材に溶接することにより、Ａｌ合金
母材中に初晶Ｓｉ及び共晶Ｓｉが晶出すると共にＮｉ−
Ａｌ系金属間化合物が晶出し、耐摩耗性を格段に向上し
得る耐摩耗性合金部材が形成できる。又、本発明によれ
ば、溶加材をＡｌ合金母材に溶接することにより耐摩耗
性合金部材を形成することができるため、従来例に比較
して製造設備を小型化・簡素化することができると共に
、生産効率を向上することができる。
Ｓｉを２０〜３０重量パーセント、Ｎｉを２．５〜５重
量パーセント含んだ溶加材であるため、Ａｌ合金母材に
ＭＩＧ溶接等で確実に溶接でき、この溶接部に耐摩耗性
に優れた合金層を形成できる。そして、このようにして
溶加材をＡｌ合金母材に溶接することにより、Ａｌ合金
母材中に初晶Ｓｉ及び共晶Ｓｉが晶出すると共にＮｉ−
Ａｌ系金属間化合物が晶出し、耐摩耗性を格段に向上し
得る耐摩耗性合金部材が形成できる。又、本発明によれ
ば、溶加材をＡｌ合金母材に溶接することにより耐摩耗
性合金部材を形成することができるため、従来例に比較
して製造設備を小型化・簡素化することができると共に
、生産効率を向上することができる。
第１図は本発明に係る溶加材（溶接棒）を使用したＭＩ
Ｇ溶接状態図、第２図はノツチ部形状、第３図は融解部
所面図、第４図はピストンリング溝部断面図、第５図は
摩耗試験（サバン式）概略図、第６図は融解部のＳｉ成
分量を変化させた場合の摩耗試験結果図、第７図は溶加
材のＳｉ成分量と融解部のＳｉ成分量との相関図、第８
図は融解部のＮｉ成分量を変化させた場合の摩耗試験結
果図、第９図は溶加材のＮｉ成分量と融解部のＮｉ成分
量との相関図、第１０図はＮｉ成分量と溶加材の伸び比
との関係図、第１１図は溶加材のＣｕ成分量と融解部の
Ｃｕ成分量との相関図、第１２図は融解部の金属組織を
示すものである。 １・・・ピストン素材（Ａｌ合金母材）、５・・・溶加
材（溶接棒）、１０・・・試験片母材（ＡＡ’合金母材
）。 第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 第７図 ４加社中の５１成分量（ｗｔ”／、） 第９図 溶加材のＮ１成分量（ｗｔ％） 第１０図 第１１図 溶加材のＣｕ成分量（ｗｔ”ム）
Ｇ溶接状態図、第２図はノツチ部形状、第３図は融解部
所面図、第４図はピストンリング溝部断面図、第５図は
摩耗試験（サバン式）概略図、第６図は融解部のＳｉ成
分量を変化させた場合の摩耗試験結果図、第７図は溶加
材のＳｉ成分量と融解部のＳｉ成分量との相関図、第８
図は融解部のＮｉ成分量を変化させた場合の摩耗試験結
果図、第９図は溶加材のＮｉ成分量と融解部のＮｉ成分
量との相関図、第１０図はＮｉ成分量と溶加材の伸び比
との関係図、第１１図は溶加材のＣｕ成分量と融解部の
Ｃｕ成分量との相関図、第１２図は融解部の金属組織を
示すものである。 １・・・ピストン素材（Ａｌ合金母材）、５・・・溶加
材（溶接棒）、１０・・・試験片母材（ＡＡ’合金母材
）。 第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 第７図 ４加社中の５１成分量（ｗｔ”／、） 第９図 溶加材のＮ１成分量（ｗｔ％） 第１０図 第１１図 溶加材のＣｕ成分量（ｗｔ”ム）
Claims (3)
- （１）耐摩耗性が要求される部位のＡｌ合金母材の表面
に、Ａｌに少なくともＳｉを２０〜３０重量パーセント
とＮｉを２．５〜５重量パーセント含んだ溶加材を溶か
し込み、Ａｌ合金母材に初晶Ｓｉ及び共晶Ｓｉを晶出さ
せると共に、Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物を晶出させたこ
とを特徴とする耐摩耗性合金部材。 - （２）耐摩耗性が要求される部位のＡｌ合金部材の表面
に、Ａｌに少なくともＳｉを２０〜３０重量パーセント
、Ｎｉを２．５〜５重量パーセント含んだ溶加材をアー
ク溶接により溶接して、Ａｌ合金母材に初晶Ｓｉ及び共
晶Ｓｉを晶出させると共に、Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物
を晶出させてなる合金層を形成することを特徴とする耐
摩耗性合金部材の製造方法。 - （３）Ａｌに少なくともＳｉを２０〜３０重量パーセン
ト、Ｎｉを２．５〜５重量パーセント含んだことを特徴
とする溶加材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26285690A JPH04138894A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 耐摩耗性合金部材及びその製造方法並びに該製造方法に使用する溶加材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26285690A JPH04138894A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 耐摩耗性合金部材及びその製造方法並びに該製造方法に使用する溶加材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04138894A true JPH04138894A (ja) | 1992-05-13 |
Family
ID=17381582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26285690A Pending JPH04138894A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 耐摩耗性合金部材及びその製造方法並びに該製造方法に使用する溶加材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04138894A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001355509A (ja) * | 2000-04-20 | 2001-12-26 | Federal-Mogul Friedberg Gmbh | 内燃機関用シリンダライナ及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP26285690A patent/JPH04138894A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001355509A (ja) * | 2000-04-20 | 2001-12-26 | Federal-Mogul Friedberg Gmbh | 内燃機関用シリンダライナ及びその製造方法 |
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