JPH05141533A - 内燃機関用ピストン - Google Patents
内燃機関用ピストンInfo
- Publication number
- JPH05141533A JPH05141533A JP35423291A JP35423291A JPH05141533A JP H05141533 A JPH05141533 A JP H05141533A JP 35423291 A JP35423291 A JP 35423291A JP 35423291 A JP35423291 A JP 35423291A JP H05141533 A JPH05141533 A JP H05141533A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- phosphorus
- plating layer
- ring groove
- internal combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 内燃機関用ピストン、特にアルミニウム合
金製ピストンのリング溝に、無電解合金メッキを形成さ
せ、リング溝の耐摩耗性、耐かじり性を向上させる。 【構成】 アルミニウム合金製ピストン１のリング溝
２に、無電解ニッケル−リン合金メッキ層３を、１〜１
０μｍ形成し、それから無電解コバルト−リン−タング
ステン合金メッキ層４を、２〜１５μｍ形成する。
金製ピストンのリング溝に、無電解合金メッキを形成さ
せ、リング溝の耐摩耗性、耐かじり性を向上させる。 【構成】 アルミニウム合金製ピストン１のリング溝
２に、無電解ニッケル−リン合金メッキ層３を、１〜１
０μｍ形成し、それから無電解コバルト−リン−タング
ステン合金メッキ層４を、２〜１５μｍ形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用ピストン
の、リング溝表面の摩耗を防止するために、耐摩耗性摺
動部材を形成させた、内燃機関用ピストンに関するもの
である。
の、リング溝表面の摩耗を防止するために、耐摩耗性摺
動部材を形成させた、内燃機関用ピストンに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来の内燃機関用ピストン、特にアルミ
ニウム合金製ピストンのリング溝を、アルミニウム合金
のままで使用するには、耐摩耗性が劣るため、無電解ニ
ッケル−リン合金メッキや、硬質アルマイト処理を施し
て、耐摩耗性を高めていた。
ニウム合金製ピストンのリング溝を、アルミニウム合金
のままで使用するには、耐摩耗性が劣るため、無電解ニ
ッケル−リン合金メッキや、硬質アルマイト処理を施し
て、耐摩耗性を高めていた。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、無電
解ニッケル−リン合金メッキ層を、アルミニウム合金製
ピストンの、リング溝へ形成させたままでは、十分な硬
度が得られず、熱処理を行えば、熱変形の問題が生じる
ため熱処理は行えず、耐摩耗性の面では、不十分であ
る。また、ピストンのリング溝へ、硬質アルマイト処理
が施されているが、処理後の表面粗さが大きくなり、オ
イル消費や、ブローバイガスが増えるといった問題が起
きている。
解ニッケル−リン合金メッキ層を、アルミニウム合金製
ピストンの、リング溝へ形成させたままでは、十分な硬
度が得られず、熱処理を行えば、熱変形の問題が生じる
ため熱処理は行えず、耐摩耗性の面では、不十分であ
る。また、ピストンのリング溝へ、硬質アルマイト処理
が施されているが、処理後の表面粗さが大きくなり、オ
イル消費や、ブローバイガスが増えるといった問題が起
きている。
【０００４】
【課題の解決手段】本発明の内燃機関用ピストン、特に
アルミニウム合金製ピストンのリング溝表面に摺動部材
として、無電解ニッケル−リン合金メッキを下地メッキ
層として形成し、次に無電解コバルト−リン−タングス
テン合金メッキ層を膜厚２〜１５μｍ形成したことを特
徴とする。
アルミニウム合金製ピストンのリング溝表面に摺動部材
として、無電解ニッケル−リン合金メッキを下地メッキ
層として形成し、次に無電解コバルト−リン−タングス
テン合金メッキ層を膜厚２〜１５μｍ形成したことを特
徴とする。
【０００５】
【作用】本発明の内燃機関用ピストンの摺動部材は、ア
ルミニウム合金との密着力を高めるために、下地メッキ
として、無電解ニッケル−リン合金メッキを形成するこ
とにより、無電解コバルト−リン−タングステン合金メ
ッキの膜厚を薄く形成することができ、さらに、耐摩耗
性、耐熱性、耐かじり性を向上させることができる。
ルミニウム合金との密着力を高めるために、下地メッキ
として、無電解ニッケル−リン合金メッキを形成するこ
とにより、無電解コバルト−リン−タングステン合金メ
ッキの膜厚を薄く形成することができ、さらに、耐摩耗
性、耐熱性、耐かじり性を向上させることができる。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例を、図１に基づいて説明す
る。アルミニウム合金製ピストン１のリング溝２に、無
電解ニッケル−リン合金メッキ層３と、無電解コバルト
−リン−タングステン合金メッキ層４が順次形成されて
いる。この無電解ニッケル−リン合金メッキ層３は、ア
ルミニウム合金と、無電解コバルト−リン−タングステ
ン合金メッキ層４との密着力を高め、また、メッキ膜厚
を薄くすることができる。まず、無電解メッキ層をリン
グ溝に形成するにあたり、アルミニウム合金の前処理と
して、アルカリエッチング処理を行い、次に酸処理と、
亜鉛置換メッキ処理を行った。次に、メッキ行程として
る。アルミニウム合金製ピストン１のリング溝２に、無
電解ニッケル−リン合金メッキ層３と、無電解コバルト
−リン−タングステン合金メッキ層４が順次形成されて
いる。この無電解ニッケル−リン合金メッキ層３は、ア
ルミニウム合金と、無電解コバルト−リン−タングステ
ン合金メッキ層４との密着力を高め、また、メッキ膜厚
を薄くすることができる。まず、無電解メッキ層をリン
グ溝に形成するにあたり、アルミニウム合金の前処理と
して、アルカリエッチング処理を行い、次に酸処理と、
亜鉛置換メッキ処理を行った。次に、メッキ行程として
【表１】 の条件で、アルミニウム合金製ピストンのリング溝へメ
ッキを施した。無電解ニッケル−リン合金メッキ層３の
メッキ膜厚は、１〜１０μｍで十分である。無電解ニッ
ケル−リン合金メッキ層３が形成された後、無電解コバ
ルト−リン−タングステン合金メッキ層４を形成する。
この無電解コバルト−リン−タングステン合金メッキ層
は、耐摩耗性、耐熱性、耐かじり性に大変優れている。
また、無電解コバルト−リン−タングステン合金メッキ
層４は、メッキ析出状態でのビッカース硬度が、８００
〜８５０Ｈｖと大変に高く、熱処理を行わなくても、十
分な硬度を得ることができるため、無電解コバルト−リ
ン−タングステン合金メッキ層４の、メッキ膜厚を、２
〜１５μｍとすることができる。無電解コバルト−リン
−タングステン合金メッキ層４のメッキ膜厚が、２μｍ
以下では、十分な耐摩耗性の効果を得るこができず、１
５μｍ以上であると、耐摩耗性の効果はあるが、コバル
トが高価な金属であるため、大変に不経済である。従っ
て、無電解コバルト−リン−タングステン合金メッキ層
４のメッキ膜厚を、２〜１５μｍとすることで、十分な
耐摩耗性を得ることができる。
ッキを施した。無電解ニッケル−リン合金メッキ層３の
メッキ膜厚は、１〜１０μｍで十分である。無電解ニッ
ケル−リン合金メッキ層３が形成された後、無電解コバ
ルト−リン−タングステン合金メッキ層４を形成する。
この無電解コバルト−リン−タングステン合金メッキ層
は、耐摩耗性、耐熱性、耐かじり性に大変優れている。
また、無電解コバルト−リン−タングステン合金メッキ
層４は、メッキ析出状態でのビッカース硬度が、８００
〜８５０Ｈｖと大変に高く、熱処理を行わなくても、十
分な硬度を得ることができるため、無電解コバルト−リ
ン−タングステン合金メッキ層４の、メッキ膜厚を、２
〜１５μｍとすることができる。無電解コバルト−リン
−タングステン合金メッキ層４のメッキ膜厚が、２μｍ
以下では、十分な耐摩耗性の効果を得るこができず、１
５μｍ以上であると、耐摩耗性の効果はあるが、コバル
トが高価な金属であるため、大変に不経済である。従っ
て、無電解コバルト−リン−タングステン合金メッキ層
４のメッキ膜厚を、２〜１５μｍとすることで、十分な
耐摩耗性を得ることができる。
【０００７】本発明は、以上の構成からなり、さらにく
わしく以下の実施例で説明する。アルミニウム合金（Ａ
Ｃ８Ａ材）製ピストンを用い、リング溝へ通常のメッキ
前処理を行い、無電解ニッケル−リン合金メッキ浴中
へ、アルミニウム合金製ピストンを侵せきさせ、１０分
間無電解メッキ処理を行い、無電解ニッケル−リン合金
メッキ膜厚３μｍとし、次に無電解コバルト−リン−タ
ングステン合金メッキ層を形成するために、無電解ニッ
ケル−リン合金メッキを施したアルミニウム合金製ピス
トンを、無電解コバルト−リン−タングステン合金メッ
キ浴中へ侵せきさせ、５０分間無電解メッキ処理を行っ
た。アルミニウム合金製ピストンのリング溝に形成され
た無電解コバルト−リン−タングステン合金メッキ層の
メッキ膜厚は３μｍであった。このようにしてメッキ処
理されたアルミニウム合金製ピストンを、水冷４サイク
ル、４気筒（１８００ＣＣ）のエンジンに組み込み、回
転数６６００ｒｐｍ、負荷４／４の条件で、２０時間の
耐久テストを行った。テスト終了後、ピストンを抜き取
り、リング溝およびピストンリングの摩耗状態を調べた
が、表面の摩耗は、ほとんど認められなかった。
わしく以下の実施例で説明する。アルミニウム合金（Ａ
Ｃ８Ａ材）製ピストンを用い、リング溝へ通常のメッキ
前処理を行い、無電解ニッケル−リン合金メッキ浴中
へ、アルミニウム合金製ピストンを侵せきさせ、１０分
間無電解メッキ処理を行い、無電解ニッケル−リン合金
メッキ膜厚３μｍとし、次に無電解コバルト−リン−タ
ングステン合金メッキ層を形成するために、無電解ニッ
ケル−リン合金メッキを施したアルミニウム合金製ピス
トンを、無電解コバルト−リン−タングステン合金メッ
キ浴中へ侵せきさせ、５０分間無電解メッキ処理を行っ
た。アルミニウム合金製ピストンのリング溝に形成され
た無電解コバルト−リン−タングステン合金メッキ層の
メッキ膜厚は３μｍであった。このようにしてメッキ処
理されたアルミニウム合金製ピストンを、水冷４サイク
ル、４気筒（１８００ＣＣ）のエンジンに組み込み、回
転数６６００ｒｐｍ、負荷４／４の条件で、２０時間の
耐久テストを行った。テスト終了後、ピストンを抜き取
り、リング溝およびピストンリングの摩耗状態を調べた
が、表面の摩耗は、ほとんど認められなかった。
【０００８】上記と同様のアルミニウム合金（ＡＣ８Ａ
材）製ピストンを用い、リング溝に通常のメッキ前処理
を行い、無電解ニッケル−リン合金メッキ浴中へアルミ
ニウム合金製ピストンを侵せきさせ、２５分間無電解メ
ッキ処理を行い、無電解ニッケル−リン合金メッキ層を
７μｍ形成させたアルミニウム合金製ピストンを、上記
と同様のテストを行ったところ、テスト終了後のピスト
ンのリング溝のメッキ層の膜厚が０〜１．５μｍと、顕
著にリング溝の摩耗が認められた。
材）製ピストンを用い、リング溝に通常のメッキ前処理
を行い、無電解ニッケル−リン合金メッキ浴中へアルミ
ニウム合金製ピストンを侵せきさせ、２５分間無電解メ
ッキ処理を行い、無電解ニッケル−リン合金メッキ層を
７μｍ形成させたアルミニウム合金製ピストンを、上記
と同様のテストを行ったところ、テスト終了後のピスト
ンのリング溝のメッキ層の膜厚が０〜１．５μｍと、顕
著にリング溝の摩耗が認められた。
【０００９】上記と同様のアルミニウム合金（ＡＣ８Ａ
材）製ピストンを用い、リング溝に通常のメッキ前処理
を行い、無電解コバルト−リン−タングステン合金メッ
キ浴中へ、アルミニウム合金製ピストンを侵せきさせ、
５０分間無電解メッキ処理を行い、無電解コバルト−リ
ン−タングステン合金メッキ層を３μｍ形成させたアル
ミニウム合金製ピストンを、上記と同様のテストを行っ
たところ、テスト終了後のピストンのリング溝のメッキ
層は、アルミニウム合金との密着力が弱く、剥離現象が
認められた。
材）製ピストンを用い、リング溝に通常のメッキ前処理
を行い、無電解コバルト−リン−タングステン合金メッ
キ浴中へ、アルミニウム合金製ピストンを侵せきさせ、
５０分間無電解メッキ処理を行い、無電解コバルト−リ
ン−タングステン合金メッキ層を３μｍ形成させたアル
ミニウム合金製ピストンを、上記と同様のテストを行っ
たところ、テスト終了後のピストンのリング溝のメッキ
層は、アルミニウム合金との密着力が弱く、剥離現象が
認められた。
【００１０】
【発明の効果】本発明の内燃機関用ピストンに於ける摺
動部材は、従来のメッキ厚よりも、膜厚を薄くすること
ができ、さらに、耐摩耗性、耐かじり性、耐熱性に優れ
ている。これにより、アルミニウム合金製ピストンのリ
ング溝は、摩耗することも少なく、ピストンリングなど
の相手材を摩耗させることも少なくなる。よって、内燃
機関用ピストン、さらにくわしくアルミニウム合金製ピ
ストンのリング溝の耐摩耗性、耐かじり性が、飛躍的に
向上する。なお、内燃機関用ピストンは、アルミニウム
合金製ピストンに限定されるものではなく、鋳鉄製ピス
トン、マグネシウム合金製ピストンにおいても同様な効
果を得ることができる。
動部材は、従来のメッキ厚よりも、膜厚を薄くすること
ができ、さらに、耐摩耗性、耐かじり性、耐熱性に優れ
ている。これにより、アルミニウム合金製ピストンのリ
ング溝は、摩耗することも少なく、ピストンリングなど
の相手材を摩耗させることも少なくなる。よって、内燃
機関用ピストン、さらにくわしくアルミニウム合金製ピ
ストンのリング溝の耐摩耗性、耐かじり性が、飛躍的に
向上する。なお、内燃機関用ピストンは、アルミニウム
合金製ピストンに限定されるものではなく、鋳鉄製ピス
トン、マグネシウム合金製ピストンにおいても同様な効
果を得ることができる。
【図１】本発明の実施例を示す部分断面図である。
１・・・アルミニウム合金製ピストン ２・・・リング溝 ３・・・無電解ニッケル−リン合金メッキ層 ４・・・無電解コバルト−リン−タンクステン合金メッ
キ層
キ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 庭山 格 新潟県柏崎市田塚３丁目２番62号 日本メ ツキ工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 内燃機関用ピストンにおいて、リング
溝表面に無電解コバルト−リン−タングステン合金メッ
キ層を形成し、前記無電解コバルト−リン−タングステ
ン合金メッキ層の膜厚が、２〜１５μｍであることを特
徴とする、内燃機関用ピストン。 - 【請求項２】 「請求項１」において、無電解コバル
ト−リン−タングステン合金メッキ層の下地メッキとし
て、無電解ニッケル−リン合金メッキ層を形成させたこ
とを特徴とする、内燃機関用ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35423291A JPH05141533A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 内燃機関用ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35423291A JPH05141533A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 内燃機関用ピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05141533A true JPH05141533A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=18436171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35423291A Pending JPH05141533A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 内燃機関用ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05141533A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2272959A (en) * | 1992-11-28 | 1994-06-01 | T & N Technology Ltd | Hard wearing surfaces for piston grooves |
| JP2013204084A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関 |
| WO2016192864A1 (de) * | 2015-05-29 | 2016-12-08 | Mahle International Gmbh | Kolben für einen zylinder einer brennkraftmaschine |
| DE102015222862A1 (de) * | 2015-11-19 | 2017-05-24 | Mahle International Gmbh | Verfahren zum Beschichten wenigstens einer an einem Kolben vorgesehenen Kolbennut mit einer Schutzbeschichtung und Beschichtungseinrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens |
| EP3460095A1 (en) * | 2017-09-25 | 2019-03-27 | Kabushiki Kaisha Riken | Sliding member |
-
1991
- 1991-11-20 JP JP35423291A patent/JPH05141533A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2272959A (en) * | 1992-11-28 | 1994-06-01 | T & N Technology Ltd | Hard wearing surfaces for piston grooves |
| GB2272959B (en) * | 1992-11-28 | 1995-11-22 | T & N Technology Ltd | Hard wearing surfaces for pistons |
| JP2013204084A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関 |
| WO2016192864A1 (de) * | 2015-05-29 | 2016-12-08 | Mahle International Gmbh | Kolben für einen zylinder einer brennkraftmaschine |
| DE102015222862A1 (de) * | 2015-11-19 | 2017-05-24 | Mahle International Gmbh | Verfahren zum Beschichten wenigstens einer an einem Kolben vorgesehenen Kolbennut mit einer Schutzbeschichtung und Beschichtungseinrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens |
| EP3460095A1 (en) * | 2017-09-25 | 2019-03-27 | Kabushiki Kaisha Riken | Sliding member |
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