JPH04252844A - Cylinder liner and manufacture thereof - Google Patents

Cylinder liner and manufacture thereof

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JPH04252844A
JPH04252844A JP40856590A JP40856590A JPH04252844A JP H04252844 A JPH04252844 A JP H04252844A JP 40856590 A JP40856590 A JP 40856590A JP 40856590 A JP40856590 A JP 40856590A JP H04252844 A JPH04252844 A JP H04252844A
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JP
Japan
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layer
plating layer
chromium plating
cylinder liner
circumferential surface
Prior art date
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Pending
Application number
JP40856590A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kyosuke Horie
恭介 堀江
Yoshikazu Kobayashi
義和 小林
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TPR Co Ltd
Original Assignee
Teikoku Piston Ring Co Ltd
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Publication date
Application filed by Teikoku Piston Ring Co Ltd filed Critical Teikoku Piston Ring Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To apply coating of a chromeplating layer on to an outer circumferential surface efficiently without using machining operation as well as to form a nitriding layer on an inner circumferential surface alone by using the chromeplating layer as a dummy layer for nitriding, in a cylinder liner and its manufacture. CONSTITUTION:A nitriding process for forming a nitriding layer 4 on an inner circumferential surface 3 is made after coating a substratal chromeplating layer 8a on an outer circumferential surface 5 of a cylinder liner 1. With this process the nitriding layer is also formed on a surface of this substratal chromeplating layer 8a as well. This nitriding layer is removed by means of anodization in a plating bath and, after the substratal chromeplating layer 8a is exposed, an upper-stratal chromeplating layer 8b is coated on this surface, whereby a chromeplating layer 8 consisting of both these substratal and upper- stratal chromeplating layers 8a and 8b is formed on the outer circumferential surface 5 and, the nitriding layer 4 is formed on the inner circumferential surface 3 alone.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関に使用されるシ
リンダライナ及びその製造方法に関し、特に、内周面に
窒化層を備え、外周面にクロムめっき層を有するシリン
ダライナ及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylinder liner used in internal combustion engines and a method for manufacturing the same, and more particularly to a cylinder liner having a nitrided layer on the inner circumferential surface and a chromium plating layer on the outer circumferential surface, and a method for manufacturing the same. .

【0002】0002

【従来の技術】一般に、内燃機関に使用されるシリンダ
ライナには、鋳鉄等が使用され、その外周面の冷却水に
接する部分には、耐蝕性及び耐キャビテーション性を向
上させるために、クロムめっき層が被着される。さらに
、近年の内燃機関の高出力化、低公害化及び長寿命化等
に応えるべく、内周面に窒化層を形成して、内周面の耐
磨耗性及び耐蝕性を向上させたシリンダライナが要求さ
れている。
[Prior Art] Generally, cast iron or the like is used for cylinder liners used in internal combustion engines, and the outer peripheral surface of the cylinder liner that comes into contact with cooling water is chromium plated to improve corrosion resistance and cavitation resistance. A layer is applied. Furthermore, in response to the recent demands for higher output, lower pollution, and longer life of internal combustion engines, we have created cylinders with a nitrided layer formed on the inner circumferential surface to improve the wear and corrosion resistance of the inner circumferential surface. Raina is requested.

【0003】ここに、内周面に窒化層を備え、外周面に
クロムめっき層を有するシリンダライナの従来の製造方
法を、図7〜図9を参照して、説明する。
A conventional method for manufacturing a cylinder liner having a nitrided layer on the inner circumferential surface and a chromium plating layer on the outer circumferential surface will be explained with reference to FIGS. 7 to 9.

【0004】図7において、11はシリンダライナであ
り、フランジ部12を備える筒形状を有している。その
内周面13は研磨加工されていると共に、窒化層14が
形成されている。一方、外周面15には、冷却水の通路
であるジャケット部16及び水密を保つためのOリング
が装着されるリング溝17a,17bが形成され、ジャ
ケット部16及びその周囲にはクロムめっき層18が被
着されている。
In FIG. 7, reference numeral 11 denotes a cylinder liner, which has a cylindrical shape and includes a flange portion 12. As shown in FIG. The inner circumferential surface 13 is polished and has a nitride layer 14 formed thereon. On the other hand, the outer circumferential surface 15 is formed with a jacket part 16 serving as a passage for cooling water and ring grooves 17a and 17b into which O-rings for maintaining watertightness are installed. is covered.

【0005】上記の構成からなるシリンダライナ11の
製造方法においては、先ず、鋳鉄製の円筒状鋳物を所定
形状に機械加工した後、内周面13に窒化層14を形成
すべく、シリンダライナ11を、シアン酸ナトリウムを
主剤とする塩浴に浸漬して、窒化処理を行う(タフトラ
イド処理)。これにより、図8に示す如く、シリンダラ
イナ11の表面全体に窒化層14,14′が形成される
。ここで、窒化層14′は、クロムめっき層18の被着
に対して障害となって、ビリ等の発生原因になるため、
図9に示す如く、ジャケット部16の周囲の窒化層14
′を機械加工により完全に除去して、外周面15を露出
させる。しかる後に、クロムめっき浴にシリンダライナ
11を浸漬して、前処理として陽極処理(逆電処理)を
施し、外周面15を活性化させた後に、クロムめっき層
18を被着する。
In the method for manufacturing the cylinder liner 11 having the above structure, first, a cylindrical casting made of cast iron is machined into a predetermined shape, and then the cylinder liner 11 is machined to form a nitrided layer 14 on the inner peripheral surface 13. is immersed in a salt bath containing sodium cyanate as the main ingredient to perform nitriding treatment (tuftride treatment). As a result, nitrided layers 14 and 14' are formed on the entire surface of the cylinder liner 11, as shown in FIG. Here, the nitride layer 14' becomes a hindrance to the adhesion of the chromium plating layer 18 and causes cracks, etc.
As shown in FIG. 9, the nitride layer 14 around the jacket portion 16
' is completely removed by machining to expose the outer peripheral surface 15. Thereafter, the cylinder liner 11 is immersed in a chromium plating bath and subjected to anodic treatment (reverse electric treatment) as a pretreatment to activate the outer circumferential surface 15, and then a chromium plating layer 18 is deposited.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の製
造方法においては、精密加工した後のシリンダライナ1
1に対して、外周面15に形成された窒化層14′を除
去するために機械加工を施す。このような機械加工を行
うと、シリンダライナ11に偏芯が発生する、または内
周面13にキズがつく等の致命的な機械的損傷が発生す
る危険性が高い。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional manufacturing method, the cylinder liner 1 after precision machining is
1 is machined to remove the nitride layer 14' formed on the outer peripheral surface 15. If such machining is performed, there is a high risk that fatal mechanical damage such as eccentricity of the cylinder liner 11 or scratches on the inner circumferential surface 13 will occur.

【0007】さらに、この機械加工における取り代が不
足して、窒化層14′が残存すると、クロムめっき工程
において、クロムめっき層18のビリ等が発生する。
Furthermore, if the nitride layer 14' remains due to insufficient machining allowance during this machining, cracks or the like will occur in the chromium plating layer 18 during the chromium plating process.

【0008】このような問題点を解消するために、予め
、外周面に窒化防止層としてニッケルめっき層または銅
めっき層を被着しておく方法が提案されている。しかし
、これらの金属層を窒化防止層に利用すると、クロムめ
っき層を被着する前に、別工程において、これらの金属
層を完全に除去し、その後に改めてクロムめっき層を被
着する必要がある。従って、金属層を完全に除去する管
理を必要とし、しかも工程数の追加を招く等の問題を有
しているため、実用には至っていない。
In order to solve these problems, a method has been proposed in which a nickel plating layer or a copper plating layer is previously deposited on the outer peripheral surface as a nitriding prevention layer. However, when these metal layers are used as a nitriding prevention layer, it is necessary to completely remove these metal layers in a separate process before applying the chromium plating layer, and then apply the chrome plating layer again. be. Therefore, it requires management to completely remove the metal layer and has problems such as adding the number of steps, so it has not been put into practical use.

【0009】また、シリンダライナを円筒状のスリーブ
内に嵌挿させて、外周面を窒化雰囲気から遮断した状態
で窒化処理を行い、内周面にのみ選択的に窒化層を形成
する方法も案出されているが、外周面に窒化層が形成さ
れることを確実に防止することは困難である。
[0009] We also propose a method in which the cylinder liner is fitted into a cylindrical sleeve and the nitriding treatment is performed with the outer circumferential surface isolated from the nitriding atmosphere, thereby selectively forming a nitrided layer only on the inner circumferential surface. However, it is difficult to reliably prevent the formation of a nitride layer on the outer peripheral surface.

【0010】以上の問題点に鑑み、本発明の課題は、窒
化処理に対するダミー層として、予め、下層クロムめっ
き層を形成しておく方法を採用して、機械加工を用いる
ことなく、効率よく、外周面にクロムめっき層を被着し
、内周面にのみ窒化層を形成したシリンダライナ及びそ
の製造方法を提供することにある。
In view of the above problems, an object of the present invention is to adopt a method in which a lower chromium plating layer is formed in advance as a dummy layer for nitriding treatment, and to efficiently achieve the same without using machining. An object of the present invention is to provide a cylinder liner in which a chromium plating layer is deposited on the outer peripheral surface and a nitride layer is formed only on the inner peripheral surface, and a method for manufacturing the cylinder liner.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、内周面には窒化層が形成され、外周面の少なくと
も冷却水と接する部分にはクロムめっき層を被着された
内燃機関用のシリンダライナにおいて、本発明が講じた
手段は、クロムめっき層が、下層クロムめっき層と上層
クロムめっき層からなる2層構造になっていることであ
る。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, an internal combustion engine is provided in which a nitrided layer is formed on the inner circumferential surface and a chromium plating layer is deposited on at least the portion of the outer circumferential surface that comes into contact with cooling water. The measure taken by the present invention in the cylinder liner for this invention is that the chromium plating layer has a two-layer structure consisting of a lower chrome plating layer and an upper chrome plating layer.

【0012】かかる構造のシリンダライナの製造方法は
、クロムめっき層が被着されるべき外周部分に、予め、
下層クロムめっき層を被着する下層用クロムめっき工程
と、次に少なくとも内周面に窒化層を形成する窒化工程
と、次に窒化工程により形成された下層クロムめっき層
表面の窒化層を除去して、このクロムめっき層表面を露
出させた後に、下層クロムめっき層表面上に上層クロム
めっき層を被着する上層用クロムめっき工程とを少なく
とも有することを特徴とする。
[0012] The method for manufacturing a cylinder liner having such a structure is to pre-coat the outer peripheral portion on which the chromium plating layer is to be applied.
A lower chromium plating process for depositing a lower chrome plating layer, a nitriding process for forming a nitride layer on at least the inner circumferential surface, and then a removal of the nitride layer on the surface of the lower chrome plating layer formed by the nitriding process. The present invention is characterized in that it includes at least an upper layer chromium plating step of depositing an upper chrome plating layer on the surface of the lower chrome plating layer after exposing the surface of the chromium plating layer.

【0013】ここで、下層クロムめっき層表面の窒化層
の除去に、上層用クロムめっき工程において、めっき前
処理として行う陽極処理を利用するものであることが望
ましい。
[0013] Here, in order to remove the nitrided layer on the surface of the lower chromium plating layer, it is desirable to utilize anodization, which is performed as a plating pretreatment in the upper layer chromium plating process.

【0014】さらに、耐キャビテーション性を高めるた
めに、上層クロムめっき層の厚さが0.05mm以上で
あって、その硬度がHv800(ビッカース硬度)以上
であることが好ましく、また下層クロムめっき層の厚さ
が0.02mm以上であることが効果的である。
Furthermore, in order to improve cavitation resistance, the thickness of the upper chromium plating layer is preferably 0.05 mm or more, and the hardness thereof is preferably Hv800 (Vickers hardness) or more. It is effective that the thickness is 0.02 mm or more.

【0015】[0015]

【作用】本発明によるシリンダライナ及びその製造方法
においては、シリンダライナの表面に窒化層を形成する
前に、予め、外周面の少なくとも冷却水と接触すべき部
分に下層クロムめっき層を被着しておく。従って、内周
面に対する窒化処理によって、下層クロムめっき層表面
が窒化されても、下層クロムめっき層の最表層を除去す
ることにより、下層クロムめっき層を露出させるので、
上層クロムめっき層を確実に被着できる。ここに、残さ
れた下層クロムめっき層を、その表面に被着された上層
クロムめっき層と共に、外周面の耐キャビテーション性
保護膜とすることができる。すなわち、下層クロムめっ
き層の表面層を、窒化処理に対するダミー層として利用
すると共に、残りの層を耐キャビテーション性保護膜の
一部として利用することができるので、効率よく、クロ
ムめっき層を形成できる。
[Operation] In the cylinder liner and the manufacturing method thereof according to the present invention, before forming a nitrided layer on the surface of the cylinder liner, a lower chromium plating layer is applied in advance to at least the portion of the outer peripheral surface that is to be in contact with cooling water. I'll keep it. Therefore, even if the surface of the lower chromium plating layer is nitrided by nitriding the inner peripheral surface, the lower chromium plating layer is exposed by removing the outermost layer of the lower chromium plating layer.
The upper chrome plating layer can be deposited reliably. Here, the remaining lower chromium plating layer, together with the upper chromium plating layer deposited on its surface, can be used as a cavitation-resistant protective film on the outer peripheral surface. In other words, the surface layer of the lower chromium plating layer can be used as a dummy layer for the nitriding process, and the remaining layer can be used as part of the cavitation-resistant protective film, so the chromium plating layer can be formed efficiently. .

【0016】また、下層クロムめっき層の最表層を窒化
処理に対するダミー層とするので、除去すべき部分は窒
化層である。従って、この窒化層の除去に、クロムめっ
き工程の一般的な化学的前処理である陽極処理(逆電処
理)を利用することができる。すなわち、上層用クロム
めっき工程の前処理を、窒化層の除去に利用することが
できる。この場合には、窒化層の除去に機械加工を用い
る必要がなく、しかも別工程として行う必要がない。
Furthermore, since the outermost layer of the lower chromium plating layer is used as a dummy layer for nitriding, the portion to be removed is the nitrided layer. Therefore, anodization (reverse electric treatment), which is a common chemical pretreatment for chromium plating, can be used to remove this nitride layer. That is, the pretreatment for the upper layer chromium plating process can be used to remove the nitrided layer. In this case, there is no need to use mechanical processing to remove the nitride layer, and there is no need to perform it as a separate process.

【0017】さらに、上層クロムめっき層の厚さが0.
05mm以上であって、その硬度がHv800以上であ
る場合には、窒化工程において受けた熱によって下層ク
ロムめっき層にクラック及び硬度低下が発生していても
、優れた耐キャビテーション性を確保できる。
Furthermore, the thickness of the upper chromium plating layer is 0.
05 mm or more and the hardness is Hv800 or more, excellent cavitation resistance can be ensured even if cracks and hardness reduction occur in the lower chromium plating layer due to the heat received in the nitriding process.

【0018】そして、下層クロムめっき層の厚さが0.
02mm以上である場合には、窒化処理に対するダミー
層として十分な厚さであり、しかも下層クロムめっき層
の耐キャビテーション性をも、外周面の耐キャビテーシ
ョン性の向上に寄与させることができる。
[0018] The thickness of the lower chromium plating layer is 0.
When the thickness is 0.2 mm or more, the thickness is sufficient as a dummy layer for nitriding treatment, and the cavitation resistance of the lower chromium plating layer can also contribute to improving the cavitation resistance of the outer peripheral surface.

【0019】[0019]

【実施例】実施例1 次に、本発明の実施例1に係るシリンダライナ及びその
製造方法について、図1〜図5を参照して、説明する。
EXAMPLES Example 1 Next, a cylinder liner and a manufacturing method thereof according to Example 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

【0020】図1はシリンダライナの構造を示す断面図
であり、図2〜図5はその製造方法の一部を示すシリン
ダライナの周囲壁を拡大した工程断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a cylinder liner, and FIGS. 2 to 5 are enlarged process cross-sectional views of the peripheral wall of the cylinder liner, showing a part of the manufacturing method thereof.

【0021】図1において、1はシリンダライナであり
、上方にシリンダヘッドとの接続部であるフランジ部2
を備える円筒状の鋳鉄からなっている。その内周面3は
、摺動面となるべく平滑に研磨加工されていると共に、
その表面上には、窒化層4が形成されている。一方、外
周面5には、冷却水の通路になるべきジャケット部6及
びOリングが装着されるべきリング溝7a,7bが形成
されており、冷却水と接触するジャケット部6及びその
周囲には、クロムめっき層8が被着されている。 ここで、クロムめっき層8は、下層クロムめっき層8a
及び上層クロムめっき層8bからなる二重構造になって
いる。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a cylinder liner, and a flange portion 2, which is a connection portion with the cylinder head, is provided above.
It is made of cylindrical cast iron with a The inner circumferential surface 3 is polished to be as smooth as possible as a sliding surface, and
A nitride layer 4 is formed on its surface. On the other hand, the outer circumferential surface 5 is formed with a jacket part 6 to serve as a passage for cooling water and ring grooves 7a and 7b in which an O-ring is to be installed. , a chrome plating layer 8 is deposited. Here, the chromium plating layer 8 is the lower chromium plating layer 8a.
It has a double structure consisting of an upper chrome plating layer 8b and an upper chromium plating layer 8b.

【0022】ここに、上記の構成からなるシリンダライ
ナ1の製造方法を説明する。
[0022] Here, a method of manufacturing the cylinder liner 1 having the above structure will be explained.

【0023】先ず、上記の形状に加工した後に、脱脂洗
浄及び酸洗浄したシリンダライナ1を、無水クロム酸と
硫酸とを配合したクロムめっき浴(サージェント浴)に
浸漬させる。この状態で、前処理として、シリンダライ
ナ1を陽極として電解して、陽極処理(逆電処理)を施
し、ジャケット部6及びその周囲の表面層をわずかに溶
解させて、活性化させる。この前処理の後、そのまま、
温度60℃のクロムめっき浴中でシリンダライナ1を陰
極としてクロムめっきを行い、図2に示す如く、ジャケ
ット部6及びその周囲の表面に、厚さが0.02mm、
硬度がHv300の下層クロムめっき層8aを被着する
(下層用クロムめっき工程)。
First, the cylinder liner 1, which has been processed into the above shape, degreased, washed with acid, is immersed in a chromium plating bath (Sargent bath) containing chromic anhydride and sulfuric acid. In this state, as a pretreatment, electrolysis is performed using the cylinder liner 1 as an anode to perform anodic treatment (reverse electric treatment) to slightly dissolve and activate the jacket portion 6 and the surface layer around it. After this pretreatment, as is,
Chromium plating is performed using the cylinder liner 1 as a cathode in a chromium plating bath at a temperature of 60° C. As shown in FIG.
A lower chromium plating layer 8a having a hardness of Hv300 is deposited (lower chrome plating step).

【0024】次に、内周面3に窒化層4を形成すべく、
シリンダライナ1を、シアン酸ナトリウム(NaCNO
)を主剤とする窒化処理用塩浴に浸漬し、温度580℃
で120分間の窒化処理(タフトライド処理)を行う。 これにより、図3に示す如く、内周面3に窒化層4が形
成されると共に、外周面5の下層クロムめっき層8aの
表面層も窒化層9になる(窒化工程)。
Next, in order to form a nitride layer 4 on the inner peripheral surface 3,
Cylinder liner 1 is made of sodium cyanate (NaCNO).
) in a salt bath for nitriding treatment, and the temperature was 580°C.
Nitriding treatment (tuftride treatment) is performed for 120 minutes. As a result, as shown in FIG. 3, a nitrided layer 4 is formed on the inner circumferential surface 3, and the surface layer of the lower chromium plating layer 8a on the outer circumferential surface 5 also becomes a nitrided layer 9 (nitriding step).

【0025】次に、上層クロムめっき層8bを被着する
ために、下層クロムめっき層8aの最表層に形成された
窒化層9を除去する。この窒化層9の除去に、クロムめ
っき工程におけるめっき下地面を活性化させるための前
処理である陽極処理を利用する。すなわち、シリンダラ
イナ1を温度60℃のクロムめっき浴に浸漬し、ジャケ
ット部6及びその周囲にのみ電解電流が流れるように部
分的に被覆すると共に、所定の位置に対極を配置し、シ
リンダライナ1を陽極として陽極処理を施す。
Next, in order to deposit the upper chromium plating layer 8b, the nitride layer 9 formed on the outermost layer of the lower chromium plating layer 8a is removed. To remove this nitrided layer 9, anodization, which is a pretreatment for activating the plating base surface in the chromium plating process, is used. That is, the cylinder liner 1 is immersed in a chromium plating bath at a temperature of 60° C., and the jacket portion 6 and its surroundings are partially coated so that electrolytic current flows only, and a counter electrode is placed at a predetermined position. Perform anodization using the material as an anode.

【0026】この陽極処理により、下層クロムめっき層
8aの最表層の窒化層9を溶解させて、除去し、図4に
示す如く、下層クロムめっき層8aを露出させる。同時
に、この処理によって、下層クロムめっき層8aの表面
は活性化した状態になる。
By this anodizing, the outermost nitride layer 9 of the lower chromium plating layer 8a is dissolved and removed, exposing the lower chromium plating layer 8a as shown in FIG. At the same time, this treatment brings the surface of the lower chromium plating layer 8a into an activated state.

【0027】しかる後に、この状態のままで、シリンダ
ライナ1を陰極としてクロムめっきを行って、下層クロ
ムめっき層8aの表面に、厚さが0.05mmで、硬度
がHv800の上層クロムめっき層8bを被着する(上
層用クロムめっき工程)。
Thereafter, in this state, chromium plating is performed using the cylinder liner 1 as a cathode, and an upper chromium plating layer 8b having a thickness of 0.05 mm and a hardness of Hv800 is applied to the surface of the lower chromium plating layer 8a. (upper layer chrome plating process).

【0028】その後、完成研磨加工を行い、外周面5に
は下層クロムめっき層8aと上層クロムめっき層8bと
の二重構造からなるクロムめっき層8を備え、内周面3
には窒化層4を有するシリンダライナ1が製造される。
After that, a final polishing process is performed, and the outer peripheral surface 5 is provided with a chromium plating layer 8 having a double structure of a lower chromium plating layer 8a and an upper chromium plating layer 8b, and the inner peripheral surface 3 is
A cylinder liner 1 with a nitrided layer 4 is manufactured.

【0029】以上のとおり、本例に係る製造方法におい
ては、窒化層4,9を形成する前に、予め、下層クロム
めっき層8aを被着しているので、窒化工程の後に、下
層クロムめっき層8aの最表層のみを除去すれば、窒化
層9を除去できると共に、下層クロムめっき層8aをそ
のまま耐キャビテーション性保護膜の下層として残すこ
とができる。すなわち、残された下層クロムめっき層8
aと、その表面に被着された上層クロムめっき層8bと
からなる二重構造のクロムめっき層8を、耐キャビテー
ション性保護膜とすることができる。しかも、ニッケル
めっき層または銅めっき層を窒化防止膜として使用した
場合のように、上層クロムめっき層を被着する前に、こ
れらの金属層を完全に除去する必要がない。
As described above, in the manufacturing method according to this example, the lower chromium plating layer 8a is deposited in advance before forming the nitrided layers 4 and 9, so the lower chromium plating layer 8a is deposited after the nitriding step. By removing only the outermost layer of the layer 8a, the nitride layer 9 can be removed, and the lower chromium plating layer 8a can be left intact as the lower layer of the cavitation-resistant protective film. That is, the remaining lower chrome plating layer 8
The double-structured chromium plating layer 8 consisting of the upper chromium plating layer 8b and the upper chromium plating layer 8b deposited on the surface thereof can be used as a cavitation-resistant protective film. Moreover, it is not necessary to completely remove these metal layers before depositing the upper chromium plating layer, as is the case when a nickel plating layer or a copper plating layer is used as an anti-nitriding film.

【0030】また、下層クロムめっき層8aの最表層を
窒化に対するダミー層と使用しているため、除去すべき
部分は窒化層である。従って、この窒化層9の除去に、
クロムめっき工程の化学的前処理である陽極処理を援用
しているため、別工程として窒化層9を除去する必要が
ない。それ故、工程が簡略化されており、生産性が高い
。しかも、機械加工による除去を必要としないので、シ
リンダライナ1の機械的損傷が発生しない。
Furthermore, since the outermost layer of the lower chromium plating layer 8a is used as a dummy layer for nitriding, the portion to be removed is the nitrided layer. Therefore, to remove this nitride layer 9,
Since anodization, which is a chemical pretreatment for the chromium plating process, is used, there is no need to remove the nitride layer 9 as a separate process. Therefore, the process is simplified and productivity is high. Moreover, since removal by machining is not required, mechanical damage to the cylinder liner 1 does not occur.

【0031】次に、以上の方法により製造したシリンダ
ライナ1の試料片を、キャビテーション試験によって評
価した。さらに、上記の実施例1に係るシリンダライナ
1の他に、表1に示すとおり、下層クロムめっき層及び
上層クロムめっき層の厚さ、硬度を変えた別の実施例に
係るシリンダライナについても評価を行った。なお、試
料番号4は、下層クロムめっき層に非晶質のクロムめっ
き層を用いたものである。ここで、キャビテーション試
験は、磁歪式超音波キャビテーション試験機を使用し、
周波数20kHz、振幅86μmの加速試験条件で行い
、媒体には温度55±2℃の蒸留水を使用した。試験時
間は90分間とし、損傷の程度を断面の観察により調査
した。
Next, the sample piece of cylinder liner 1 manufactured by the above method was evaluated by a cavitation test. Furthermore, in addition to the cylinder liner 1 according to Example 1 above, as shown in Table 1, cylinder liners according to other examples in which the thickness and hardness of the lower chrome plating layer and the upper chrome plating layer were changed were also evaluated. I did it. Note that sample number 4 uses an amorphous chromium plating layer as the lower chromium plating layer. Here, the cavitation test uses a magnetostrictive ultrasonic cavitation tester,
The acceleration test was conducted at a frequency of 20 kHz and an amplitude of 86 μm, and distilled water at a temperature of 55±2° C. was used as the medium. The test time was 90 minutes, and the degree of damage was investigated by observing the cross section.

【0032】その結果を、表1に示す。The results are shown in Table 1.

【0033】[0033]

【表1】[Table 1]

【0034】表1に示すとおり、実施例1に係る製造方
法で製造した試料番号1及びクロムめっき層の厚さ、硬
度を変えた試料番号2〜4のいずれの試料においても、
損傷の程度は小またはそれ以下であり、良好な結果が得
られた。特に、実施例1に係る試料番号1の試料におい
ては、損傷が発生していないことが確認された。
As shown in Table 1, both sample number 1 manufactured by the manufacturing method according to example 1 and sample numbers 2 to 4 in which the thickness and hardness of the chromium plating layer were changed,
The degree of damage was small or less, and good results were obtained. In particular, it was confirmed that no damage occurred in the sample No. 1 according to Example 1.

【0035】さらに、下層及び上層のクロムめっき層の
厚さ及び硬度を変えて評価した結果、上層クロムめっき
層の厚さが0.05mm以上であって、その硬度がHv
800以上である場合には、窒化工程で受けた熱によっ
て、下層クロムめっき層にクラック及び硬度の低下が発
生していても、優れた耐キャビテーション性を確保でき
、下層クロムめっき層の厚さが0.02mm以上である
場合には、窒化処理に対するダミー層として十分な厚さ
であり、下層クロムめっき層の耐キャビテーション性を
も、外周面の耐キャビテーション性の向上に寄与させる
ことが可能であることが確認された。従って、下層クロ
ムめっき層の厚さが0.02mm以上であって、かつ上
層クロムめっき層の厚さが0.05mm以上で、その硬
度がHv800以上であるクロムめっき層が、耐キャビ
テーション性及び耐腐食性に対して最も効果的である。
Furthermore, as a result of evaluating the thickness and hardness of the lower and upper chromium plating layers, it was found that the thickness of the upper chromium plating layer was 0.05 mm or more and the hardness was Hv.
If it is 800 or more, even if the lower chromium plating layer has cracks and a decrease in hardness due to the heat received in the nitriding process, excellent cavitation resistance can be ensured, and the thickness of the lower chromium plating layer can be reduced. When the thickness is 0.02 mm or more, the thickness is sufficient as a dummy layer for nitriding treatment, and the cavitation resistance of the lower chromium plating layer can also contribute to improving the cavitation resistance of the outer peripheral surface. This was confirmed. Therefore, a chromium plating layer in which the thickness of the lower chromium plating layer is 0.02 mm or more, the thickness of the upper chrome plating layer is 0.05 mm or more, and the hardness is Hv800 or more has excellent cavitation resistance and Most effective against corrosives.

【0036】実施例2 次に、実施例2に係るシリンダライナ及びその製造方法
として、FC25相当のディーゼルエンジン用シリンダ
ライナ素材を内径370mmのシリンダライナに機械加
工した後、実施例1に係る製造方法と同様の工程順序に
より、内周面には窒化層を形成し、外周面にはクロムめ
っき層を形成した。ここで、被着した下層クロムめっき
層は、厚さが0.03mm、初期硬度がHv930であ
り、上層クロムめっき層の厚さは0.08mmである。
Example 2 Next, as a cylinder liner and its manufacturing method according to Example 2, a diesel engine cylinder liner material equivalent to FC25 was machined into a cylinder liner with an inner diameter of 370 mm, and then the manufacturing method according to Example 1 was carried out. A nitrided layer was formed on the inner circumferential surface and a chromium plating layer was formed on the outer circumferential surface using the same process order. Here, the deposited lower chrome plating layer has a thickness of 0.03 mm and an initial hardness of Hv930, and the thickness of the upper chrome plating layer is 0.08 mm.

【0037】ここに、その外周面の深さ方向の硬度分布
を調査した結果を図6に示す。
FIG. 6 shows the results of investigating the hardness distribution in the depth direction of the outer peripheral surface.

【0038】図6に示すとおり、表面層から0.1mm
の深さでは、クロムめっき層の硬度がHv400以下に
まで低下している。すなわち、下層クロムめっき層は、
窒化工程で受けた熱によって硬度が低下している。
As shown in FIG. 6, 0.1 mm from the surface layer
At the depth of , the hardness of the chromium plating layer decreases to Hv400 or less. In other words, the lower chrome plating layer is
The hardness is reduced by the heat received during the nitriding process.

【0039】このようなクロムめっき層においても、表
面層は、上層クロムめっき層によって硬度がHv930
を維持しており、このシリンダライナを実機に組み込ん
で、実機による運転試験を3000時間行った後に分解
調査しても、キャビテーションによる損傷は全く発生し
ていないことが確認された。
Even in such a chromium plating layer, the surface layer has a hardness of Hv930 due to the upper chromium plating layer.
After installing this cylinder liner in an actual machine and conducting an operational test using the actual machine for 3,000 hours, it was confirmed that no damage due to cavitation had occurred at all.

【0040】以上のとおり、本例に係る製造方法によれ
ば、精密加工後に機械加工を行うことなく、内周面には
窒化層を、外周面にはクロムめっき層を有するシリンダ
ライナを、効率よく製造できる。しかも、その内周面は
耐磨耗性及び耐蝕性が優れ、外周面は耐キャビテーショ
ン性及び耐蝕性が十分に高いレベルのものである。
As described above, according to the manufacturing method of this example, a cylinder liner having a nitrided layer on the inner circumferential surface and a chromium plating layer on the outer circumferential surface can be manufactured efficiently without performing machining after precision processing. Can be manufactured well. Furthermore, the inner peripheral surface has excellent wear resistance and corrosion resistance, and the outer peripheral surface has sufficiently high cavitation resistance and corrosion resistance.

【0041】ここで、クロムめっきの条件は、上記の実
施例に使用しためっき浴に限定されるものではなく、窒
化工程における窒化処理用塩浴の組成、温度、浸漬時間
等も限定のないものであり、さらに塩浴を用いた窒化処
理に限らず、アンモニアガス等を使用した窒化処理を採
用してもよい。
[0041] Here, the conditions for chromium plating are not limited to the plating bath used in the above examples, and the composition, temperature, immersion time, etc. of the nitriding salt bath in the nitriding process are also not limited. In addition to the nitriding treatment using a salt bath, nitriding treatment using ammonia gas or the like may also be employed.

【0042】また、本実施例においては、窒化層の除去
に、クロムめっき工程で行う陽極処理を援用したが、さ
らにクロムめっき工程の化学的前処理である酸洗浄を追
加して援用してもよい。さらに、他の処理方法を採用し
てもよく、窒化処理に対するダミー層として、予め、ク
ロムめっき層を形成しておく方法であれば制限のないも
のである。
Further, in this example, the anodization performed in the chromium plating process was used to remove the nitrided layer, but acid cleaning, which is a chemical pretreatment for the chromium plating process, may also be used. good. Furthermore, other treatment methods may be adopted, and there are no limitations as long as a chromium plating layer is previously formed as a dummy layer for the nitriding treatment.

【0043】さらに、各工程間に水洗等の洗浄工程、乾
燥工程等を、必要に応じて加えてもよく、また下層クロ
ムめっき層表面での窒化層の形成を抑制するために、例
えばシリンダライナを円筒状のスリーブ等の被覆部材に
よって被覆した状態で窒化処理を行ってもよいものであ
る。
Furthermore, a cleaning process such as water washing, a drying process, etc. may be added as necessary between each process, and in order to suppress the formation of a nitride layer on the surface of the lower chromium plating layer, for example, the cylinder liner The nitriding treatment may be performed while the material is covered with a covering member such as a cylindrical sleeve.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明に係るシリンダライナ及びその製
造方法においては、シリンダライナの表面に窒化層を形
成する前に、予め、下層クロムめっき層を被着しておく
ことに特徴を有するので、以下の効果を奏する。
Effects of the Invention The cylinder liner and the manufacturing method thereof according to the present invention are characterized in that a lower chromium plating layer is previously deposited before forming a nitride layer on the surface of the cylinder liner. It has the following effects.

【0045】■  下層クロムめっき層の表面層のみを
除去すれば、窒化工程により形成された窒化層を除去で
きる。しかも、残された下層クロムめっき層を、上層ク
ロムめっき層と共に、外周面の耐キャビテーション性保
護膜とすることができる。それ故、窒化防止膜として他
の金属層を使用した場合のように、その金属層を完全に
除去し、改めてクロムめっき層を被着する工程を必要と
しないので、生産効率の向上を実現できる。
(2) By removing only the surface layer of the lower chromium plating layer, the nitrided layer formed by the nitriding process can be removed. Furthermore, the remaining lower chromium plating layer can be used as a cavitation-resistant protective film for the outer peripheral surface, together with the upper chromium plating layer. Therefore, unlike when using other metal layers as an anti-nitriding film, there is no need to completely remove the metal layer and re-apply the chrome plating layer, improving production efficiency. .

【0046】■  下層クロムめっき層から除去すべき
部分は窒化層である。従って、この窒化層の除去に、上
層用クロムめっき工程の前処理である陽極処理を援用す
ることができる。この場合には、上記の除去を別工程と
して行う必要がないため、工程を簡略化でき、生産効率
の向上を実現できる。また、機械加工による除去を必要
としないので、シリンダライナに機械的損傷が発生しな
い。よって、信頼性及び歩留りの向上も実現できる。
[0046] The portion to be removed from the lower chromium plating layer is the nitride layer. Therefore, anodization, which is a pretreatment for the upper layer chromium plating step, can be used to remove this nitrided layer. In this case, since there is no need to perform the above-mentioned removal as a separate process, the process can be simplified and production efficiency can be improved. Further, since removal by machining is not required, no mechanical damage occurs to the cylinder liner. Therefore, reliability and yield can also be improved.

【0047】■  上層クロムめっき層の厚さが0.0
5mm以上であって、その硬度がHv800以上である
場合には、下層クロムめっき層の耐キャビテーション性
が低下していても、シリンダライナの外周面の耐キャビ
テーション性を確保できる。
■ The thickness of the upper chrome plating layer is 0.0
When the hardness is 5 mm or more and the hardness is Hv800 or more, the cavitation resistance of the outer peripheral surface of the cylinder liner can be ensured even if the cavitation resistance of the lower chromium plating layer is reduced.

【0048】■  下層クロムめっき層の厚さが0.0
2mm以上である場合には、下層クロムめっき層の耐キ
ャビテーション性を、さらにシリンダライナの外周面の
耐キャビテーション性の向上に寄与させることができる
■ The thickness of the lower chrome plating layer is 0.0
When it is 2 mm or more, the cavitation resistance of the lower chromium plating layer can further contribute to improving the cavitation resistance of the outer peripheral surface of the cylinder liner.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の実施例1に係るシリンダライナの構造
を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a cylinder liner according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例1に係る製造方法の一部を示す
シリンダライナの周囲壁を拡大した工程断面図である。
FIG. 2 is an enlarged process sectional view of a peripheral wall of a cylinder liner showing a part of the manufacturing method according to Example 1 of the present invention.

【図3】この製造方法の一部を示す工程断面図である。FIG. 3 is a process sectional view showing a part of this manufacturing method.

【図4】この製造方法の一部を示す工程断面図である。FIG. 4 is a process sectional view showing a part of this manufacturing method.

【図5】この製造方法の一部を示す工程断面図である。FIG. 5 is a process sectional view showing a part of this manufacturing method.

【図6】この製造方法により製造されたシリンダライナ
における深さ方向の硬度分布を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the hardness distribution in the depth direction of the cylinder liner manufactured by this manufacturing method.

【図7】従来の製造方法により製造したシリンダライナ
の構造を示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing the structure of a cylinder liner manufactured by a conventional manufacturing method.

【図8】従来の製造方法の一部を示すシリンダライナの
周囲壁を拡大した工程断面図である。
FIG. 8 is an enlarged process sectional view of a peripheral wall of a cylinder liner, showing a part of a conventional manufacturing method.

【図9】この製造方法の一部を示す工程断面図である。FIG. 9 is a process sectional view showing a part of this manufacturing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11・・・シリンダライナ 3,13・・・内周面 5,15・・・外周面 4,14・・・窒化層 8a・・・下層クロムめっき層 8b・・・上層クロムめっき層 8・・・クロムめっき層 1, 11...Cylinder liner 3, 13...Inner peripheral surface 5, 15...Outer peripheral surface 4,14...Nitrided layer 8a...Lower chrome plating layer 8b... Upper chrome plating layer 8...Chrome plating layer

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内周面には窒化層が形成され、外周面の少
なくとも冷却水と接する部分にはクロムめっき層が被着
された内燃機関用のシリンダライナにおいて、前記クロ
ムめっき層は、下層クロムめっき層と上層クロムめっき
層からなる2層構造になっていることを特徴とするシリ
ンダライナ。
1. A cylinder liner for an internal combustion engine, in which a nitrided layer is formed on the inner circumferential surface, and a chromium plating layer is deposited on at least a portion of the outer circumferential surface in contact with cooling water, wherein the chromium plating layer is a lower layer. A cylinder liner characterized by a two-layer structure consisting of a chrome plating layer and an upper chrome plating layer.
【請求項2】請求項1において、前記上層クロムめっき
層の厚さが0.05mm以上であって、その硬度がHv
800以上であることを特徴とするシリンダライナ。
2. In claim 1, the upper chromium plating layer has a thickness of 0.05 mm or more and a hardness of Hv.
A cylinder liner characterized by having a diameter of 800 or more.
【請求項3】請求項1または請求項2において、前記下
層クロムめっき層の厚さが0.02mm以上であること
を特徴とするシリンダライナ。
3. The cylinder liner according to claim 1, wherein the lower chromium plating layer has a thickness of 0.02 mm or more.
【請求項4】内周面には窒化層が形成され、外周面の少
なくとも冷却水と接する部分にはクロムめっき層が被着
された内燃機関用のシリンダライナの製造方法において
、前記クロムめっき層が被着されるべき外周部分に下層
クロムめっき層を被着する下層用クロムめっき工程と、
次に少なくとも前記内周面に窒化層を形成する窒化工程
と、次に前記窒化工程により形成された前記下層クロム
めっき層表面の窒化層を除去して、前記下層クロムめっ
き層表面を露出させた後に、前記下層クロムめっき層表
面上に上層クロムめっき層を被着する上層用クロムめっ
き工程と、を少なくとも有することを特徴とするシリン
ダライナの製造方法。
4. A method for manufacturing a cylinder liner for an internal combustion engine, wherein a nitrided layer is formed on the inner circumferential surface, and a chromium plating layer is deposited on at least a portion of the outer circumferential surface in contact with cooling water, wherein the chromium plating layer a lower chrome plating step of depositing a lower chrome plating layer on the outer peripheral portion to which the chromium is to be deposited;
Next, a nitriding step of forming a nitrided layer on at least the inner peripheral surface, and then removing the nitrided layer on the surface of the lower chromium plating layer formed by the nitriding step to expose the surface of the lower chromium plating layer. A method for manufacturing a cylinder liner, comprising at least an upper layer chromium plating step of subsequently depositing an upper layer chromium plating layer on the surface of the lower layer chromium plating layer.
【請求項5】請求項4において、前記下層クロムめっき
層表面の窒化層の除去に、前記上層用クロムめっき工程
におけるめっき前処理である陽極処理を利用することを
特徴とするシリンダライナの製造方法。
5. A method for manufacturing a cylinder liner according to claim 4, wherein an anodizing treatment, which is a plating pretreatment in the upper layer chromium plating step, is used to remove the nitride layer on the surface of the lower chrome plating layer. .
【請求項6】請求項4または請求項5において、前記上
層クロムめっき層の厚さが0.05mm以上であって、
その硬度がHv800以上であることを特徴とするシリ
ンダライナの製造方法。
6. According to claim 4 or 5, the thickness of the upper chromium plating layer is 0.05 mm or more,
A method for manufacturing a cylinder liner, characterized in that its hardness is Hv800 or higher.
【請求項7】請求項4乃至請求項6のいずれか1項にお
いて、前記下層クロムめっき層の厚さが0.02mm以
上であることを特徴とするシリンダライナの製造方法。
7. The method of manufacturing a cylinder liner according to claim 4, wherein the lower chromium plating layer has a thickness of 0.02 mm or more.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS503927A (en) * 1973-05-17 1975-01-16
JPS5070714A (en) * 1973-10-25 1975-06-12

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