JPH08218157A - 耐久性に優れた金属ガスケットとその製造方法 - Google Patents
耐久性に優れた金属ガスケットとその製造方法Info
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- JPH08218157A JPH08218157A JP2323195A JP2323195A JPH08218157A JP H08218157 A JPH08218157 A JP H08218157A JP 2323195 A JP2323195 A JP 2323195A JP 2323195 A JP2323195 A JP 2323195A JP H08218157 A JPH08218157 A JP H08218157A
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- Japan
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- Gasket Seals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車エンジンガスケット等に最適で、使用
中に応力腐食割れ、腐食疲労割れを生じない金属ガスケ
ットを提供する。 【構成】 表面に厚さ０．１〜２０μｍのアルミを主体
とする金属層を有し、硬さがＨｖ４００〜６００に調整
されたステンレス鋼板の表層に更にゴム系塗膜を有する
金属ガスケット。
中に応力腐食割れ、腐食疲労割れを生じない金属ガスケ
ットを提供する。 【構成】 表面に厚さ０．１〜２０μｍのアルミを主体
とする金属層を有し、硬さがＨｖ４００〜６００に調整
されたステンレス鋼板の表層に更にゴム系塗膜を有する
金属ガスケット。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車のエンジンガス
ケット等に最適で、使用中に応力腐食割れあるいは腐食
疲労割れを生じない金属ガスケットに関するものであ
る。
ケット等に最適で、使用中に応力腐食割れあるいは腐食
疲労割れを生じない金属ガスケットに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車のシリンダーヘッドガスケットに
は、図１に示すような金属ガスケットが使用されてき
た。素材にはＳＵＳ３０１（１７％Ｃｒ−７％Ｎｉ）等
の準安定オーステナイト系ステンレス鋼を冷間圧延する
ことにより強度を上昇させたステンレス鋼が使用されて
きた。ところが高強度ステンレス鋼を使用したガスケッ
トを高温水環境中で使用すると応力腐食割れあるいは腐
食疲労割れと考えられる割れがビード部に発生すること
がある。自動車エンジンのメタルガスケットでは高温冷
却水、排気ガス凝縮水が腐食の原因で、ガスケットに締
め付ける応力がビード部に集中して割れが生じると考え
られる。そして、強度の高いステンレス鋼ほど割れ感受
性が増大し、割れ頻度は増加する傾向がある。この応力
腐食割れあるいは腐食疲労割れの問題を回避するため
に、素材の強度を抑制して使用している。しかし、素材
の強度を低くすることはビード部の復元力、耐ヘタリ性
を低下させるために金属ガスケットの機能を低下させる
ことになる。
は、図１に示すような金属ガスケットが使用されてき
た。素材にはＳＵＳ３０１（１７％Ｃｒ−７％Ｎｉ）等
の準安定オーステナイト系ステンレス鋼を冷間圧延する
ことにより強度を上昇させたステンレス鋼が使用されて
きた。ところが高強度ステンレス鋼を使用したガスケッ
トを高温水環境中で使用すると応力腐食割れあるいは腐
食疲労割れと考えられる割れがビード部に発生すること
がある。自動車エンジンのメタルガスケットでは高温冷
却水、排気ガス凝縮水が腐食の原因で、ガスケットに締
め付ける応力がビード部に集中して割れが生じると考え
られる。そして、強度の高いステンレス鋼ほど割れ感受
性が増大し、割れ頻度は増加する傾向がある。この応力
腐食割れあるいは腐食疲労割れの問題を回避するため
に、素材の強度を抑制して使用している。しかし、素材
の強度を低くすることはビード部の復元力、耐ヘタリ性
を低下させるために金属ガスケットの機能を低下させる
ことになる。
【０００３】特開平５−２７１８７８号公報、特開平５
−２７９８１２号公報、特開平５−２７９７３６号公報
の各公報では、素材の耐応力腐食割れ性を改善するため
に、鋼材成分あるいはその製造方法を規定しているが、
その効果は十分とは言えない。
−２７９８１２号公報、特開平５−２７９７３６号公報
の各公報では、素材の耐応力腐食割れ性を改善するため
に、鋼材成分あるいはその製造方法を規定しているが、
その効果は十分とは言えない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、自動車エン
ジン等の高温水環境中で割れを生じない優れた耐久性を
有する金属ガスケットを提供することを目的とする。
ジン等の高温水環境中で割れを生じない優れた耐久性を
有する金属ガスケットを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは金属ガスケ
ットで生じる割れの機構を詳細に解析し、素材となる高
強度ステンレス鋼の強度を低下させずに応力腐食割れあ
るいは腐食疲労割れを抑制させる方法を探った。その結
果、割れが腐食環境で生じた孔食を起点として発生して
おり、その孔食の発生をアルミメッキによって抑制する
ことが割れ防止に最も有効であることを見い出した。そ
して、各種実験等から金属ガスケットが使用される環境
中で割れを生じない最適なアルミメッキ層厚さとその製
造方法を確立した。このアルミ層の効果により、素材の
ステンレス鋼の有する優れた強度、加工性を最大限に生
かし、シール性に優れたビードを有する金属ガスケット
が可能となった。
ットで生じる割れの機構を詳細に解析し、素材となる高
強度ステンレス鋼の強度を低下させずに応力腐食割れあ
るいは腐食疲労割れを抑制させる方法を探った。その結
果、割れが腐食環境で生じた孔食を起点として発生して
おり、その孔食の発生をアルミメッキによって抑制する
ことが割れ防止に最も有効であることを見い出した。そ
して、各種実験等から金属ガスケットが使用される環境
中で割れを生じない最適なアルミメッキ層厚さとその製
造方法を確立した。このアルミ層の効果により、素材の
ステンレス鋼の有する優れた強度、加工性を最大限に生
かし、シール性に優れたビードを有する金属ガスケット
が可能となった。
【０００６】本発明は、以下の構成を要旨とする。すな
わち （１）表面に厚さ０．１〜２０μｍのアルミを主体とす
る金属層を有し、硬さがＨｖ４００〜６００に調整され
たステンレス鋼板の表層に更にゴム系塗膜を有する耐久
性に優れた金属ガスケット。 （２）ステンレス表面のアルミを主体とする金属層中に
Ｓｉを重量％で１〜２０％含有することを特徴とする前
記（１）記載の耐久性に優れた金属ガスケット。 （３）溶融メッキ法によりステンレス鋼表面にアルミを
主体とする金属層を形成し、冷間圧延と熱処理を組み合
わせることによりステンレス鋼の硬さをＨｖ４００〜６
００にすると共に、アルミを主体とする金属層の厚みを
０．１〜２０μｍに調整した後に、所定の形状に打ち抜
き、ビードを形成させ、さらにシール性を確保するため
のゴム系塗料を塗装することを特徴とする耐久性に優れ
た金属ガスケットの製造方法。および （４）溶融メッキ法によりステンレス鋼表面にアルミを
主体とする金属層を形成し、冷間圧延することによりア
ルミを主体とする金属層の厚みを０．１〜２０μｍに調
整した後に、所定の形状に打ち抜き、ビードを形成さ
せ、さらに２００℃〜５５０℃で熱処理することにより
ステンレス鋼の硬さをＨｖ４００〜６００の範囲に調整
し、その表面にシール性を確保するためのゴム系塗料を
塗装することを特徴とする耐久性に優れた金属ガスケッ
トの製造方法。
わち （１）表面に厚さ０．１〜２０μｍのアルミを主体とす
る金属層を有し、硬さがＨｖ４００〜６００に調整され
たステンレス鋼板の表層に更にゴム系塗膜を有する耐久
性に優れた金属ガスケット。 （２）ステンレス表面のアルミを主体とする金属層中に
Ｓｉを重量％で１〜２０％含有することを特徴とする前
記（１）記載の耐久性に優れた金属ガスケット。 （３）溶融メッキ法によりステンレス鋼表面にアルミを
主体とする金属層を形成し、冷間圧延と熱処理を組み合
わせることによりステンレス鋼の硬さをＨｖ４００〜６
００にすると共に、アルミを主体とする金属層の厚みを
０．１〜２０μｍに調整した後に、所定の形状に打ち抜
き、ビードを形成させ、さらにシール性を確保するため
のゴム系塗料を塗装することを特徴とする耐久性に優れ
た金属ガスケットの製造方法。および （４）溶融メッキ法によりステンレス鋼表面にアルミを
主体とする金属層を形成し、冷間圧延することによりア
ルミを主体とする金属層の厚みを０．１〜２０μｍに調
整した後に、所定の形状に打ち抜き、ビードを形成さ
せ、さらに２００℃〜５５０℃で熱処理することにより
ステンレス鋼の硬さをＨｖ４００〜６００の範囲に調整
し、その表面にシール性を確保するためのゴム系塗料を
塗装することを特徴とする耐久性に優れた金属ガスケッ
トの製造方法。
【０００７】
【作用】本発明における金属ガスケットの構成を図２に
示す。素材(1) には冷間圧延あるいは熱処理を組み合わ
せることにより、硬さをＨｖ４００〜６００に調整した
ステンレス鋼である。ビード加工性の観点からは素材に
はＳＵＳ３０１あるいはＳＵＳ３０４相当の準安定オー
ステナイト系スンテレス鋼が望ましい。硬さが４００未
満では、ビード部の復元力が低く、シール性が不十分で
ある。素材硬さが６００を超えるような硬質なステンレ
ス鋼ではビード成形が困難となる。
示す。素材(1) には冷間圧延あるいは熱処理を組み合わ
せることにより、硬さをＨｖ４００〜６００に調整した
ステンレス鋼である。ビード加工性の観点からは素材に
はＳＵＳ３０１あるいはＳＵＳ３０４相当の準安定オー
ステナイト系スンテレス鋼が望ましい。硬さが４００未
満では、ビード部の復元力が低く、シール性が不十分で
ある。素材硬さが６００を超えるような硬質なステンレ
ス鋼ではビード成形が困難となる。
【０００８】アルミを主体とするメッキ層(2) は厚さ
０．１〜２０μｍとしなければならない。このアルミ層
の犠牲防食効果によって、下地のステンレス鋼の孔食発
生を抑制し、割れを防止する。０．１μｍ未満の厚さで
は十分な犠牲防食効果が得られないが、自動車エンジン
等のガスケットが使用される一般的な環境では２０μｍ
以上の厚さは必要としない。
０．１〜２０μｍとしなければならない。このアルミ層
の犠牲防食効果によって、下地のステンレス鋼の孔食発
生を抑制し、割れを防止する。０．１μｍ未満の厚さで
は十分な犠牲防食効果が得られないが、自動車エンジン
等のガスケットが使用される一般的な環境では２０μｍ
以上の厚さは必要としない。
【０００９】金属層はアルミを主体として他にＭｇ，Ｚ
ｎ等を含有しても良く、特にＳｉはアルミの融点を下
げ、溶融メッキ法でのアルミ層形成を容易にする。ただ
し、１％未満では効果が不充分であり、２０％を超えて
添加すると犠牲防食効果を低下させる。メッキ層(2) 上
の(3) はさらにシール性を向上させるために塗布された
耐熱性のあるゴム系塗料である。
ｎ等を含有しても良く、特にＳｉはアルミの融点を下
げ、溶融メッキ法でのアルミ層形成を容易にする。ただ
し、１％未満では効果が不充分であり、２０％を超えて
添加すると犠牲防食効果を低下させる。メッキ層(2) 上
の(3) はさらにシール性を向上させるために塗布された
耐熱性のあるゴム系塗料である。
【００１０】本発明の金属ガスケットは、上記３種類の
構成材を基本とするが、ビード部への過大な応力負荷を
防止するためのスペーサー（シム）(4) を図２に示すよ
うなビード近傍に設置する構造、あるいはビード部を有
する複数の素材から形成される複層構造においても本発
明の効果は有効である。また、最も応力が集中するビー
ド部近傍部のみアルミ層を有するステンレス鋼を使用し
ても本発明の効果は有効である。
構成材を基本とするが、ビード部への過大な応力負荷を
防止するためのスペーサー（シム）(4) を図２に示すよ
うなビード近傍に設置する構造、あるいはビード部を有
する複数の素材から形成される複層構造においても本発
明の効果は有効である。また、最も応力が集中するビー
ド部近傍部のみアルミ層を有するステンレス鋼を使用し
ても本発明の効果は有効である。
【００１１】上記金属ガスケットの製造方法としては、
通常工程で製造されたステンレス鋼表面に溶融メッキ法
でアルミを主体とする金属層を形成させる。その後に冷
間圧延あるいは熱処理により金属層の厚さと硬さを上記
範囲に調整する。そして所定の形状およびビードを加工
し、シール性を確保するためのゴム系塗料を塗装する。
ここで冷間圧延はガスケット加工前に行い、硬さをさら
に上昇させ、バネ性を改善する熱処理はガスケット加工
後に行うことが加工時の負荷を低減するため望ましい。
熱処理の温度範囲は２００℃〜５５０℃で、２００℃未
満では硬さ上昇、バネ性改善に効果が無く、５５０℃を
超える温度では硬さが減少する。
通常工程で製造されたステンレス鋼表面に溶融メッキ法
でアルミを主体とする金属層を形成させる。その後に冷
間圧延あるいは熱処理により金属層の厚さと硬さを上記
範囲に調整する。そして所定の形状およびビードを加工
し、シール性を確保するためのゴム系塗料を塗装する。
ここで冷間圧延はガスケット加工前に行い、硬さをさら
に上昇させ、バネ性を改善する熱処理はガスケット加工
後に行うことが加工時の負荷を低減するため望ましい。
熱処理の温度範囲は２００℃〜５５０℃で、２００℃未
満では硬さ上昇、バネ性改善に効果が無く、５５０℃を
超える温度では硬さが減少する。
【００１２】
【実施例】表１に示す成分を有する３種類（Ａ〜Ｃ）の
ステンレス鋼板に溶融アルミメッキ法でアルミ合金（Ｓ
ｉを１０％含有）をメッキし、さらに冷間圧延し硬さを
上昇させた０．２５mm厚さの鋼板を製作した。このとき
のアルミ層の厚みは０．３〜２μｍであった。この素材
を所定の形状に打ち抜き、図２に示すビード形状を成形
加工した。ビード高さは０．２mm、ビード幅は３mmとし
た。ビード加工後に素材の硬さおよびバネ特性を向上さ
せるために４２０℃で１時間の熱処理をした。さらにメ
ッキ層上にゴム系塗料を塗布し、実物形状に近い金属ガ
スケットを製作した。金属ガスケット製作後の素材硬さ
を表２に示す。なお、比較のためにアルミ層を有しない
上記ステンレス鋼を用いて同様の手順でガスケットを作
製した。
ステンレス鋼板に溶融アルミメッキ法でアルミ合金（Ｓ
ｉを１０％含有）をメッキし、さらに冷間圧延し硬さを
上昇させた０．２５mm厚さの鋼板を製作した。このとき
のアルミ層の厚みは０．３〜２μｍであった。この素材
を所定の形状に打ち抜き、図２に示すビード形状を成形
加工した。ビード高さは０．２mm、ビード幅は３mmとし
た。ビード加工後に素材の硬さおよびバネ特性を向上さ
せるために４２０℃で１時間の熱処理をした。さらにメ
ッキ層上にゴム系塗料を塗布し、実物形状に近い金属ガ
スケットを製作した。金属ガスケット製作後の素材硬さ
を表２に示す。なお、比較のためにアルミ層を有しない
上記ステンレス鋼を用いて同様の手順でガスケットを作
製した。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】これらガスケットを２個の鋼材で締め付
け、２５０℃の自動車エンジン冷却水（圧力容器中）で
２００時間保持した。アルミ層を有しないガスケットは
ビード谷部にいずれも割れが生じていたが、アルミ層を
有するガスケットには全く割れが生じておらず、アルミ
層が上記環境下での素材の応力腐食割れを防止すること
が確認された。
け、２５０℃の自動車エンジン冷却水（圧力容器中）で
２００時間保持した。アルミ層を有しないガスケットは
ビード谷部にいずれも割れが生じていたが、アルミ層を
有するガスケットには全く割れが生じておらず、アルミ
層が上記環境下での素材の応力腐食割れを防止すること
が確認された。
【００１６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、アルミを主
体とする金属層を有する金属ガスケットは自動車エンジ
ン等の高温水環境中で優れた耐割れ性を有し、耐久性向
上に顕著な効果を有する。
体とする金属層を有する金属ガスケットは自動車エンジ
ン等の高温水環境中で優れた耐割れ性を有し、耐久性向
上に顕著な効果を有する。
【図１】一般的な単層金属ガスケットの構造を示す。
【図２】本発明の金属ガスケットのビード部近傍の断面
図を示す。
図を示す。
１ ステンレス鋼板 ２ アルミを主体とする金属層 ３ ゴム系塗膜 ４ スペーサー（シム） ５ ガスケット締め付け具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 2/28 Ｃ２３Ｃ 2/28 Ｆ１６Ｊ 15/08 Ｆ１６Ｊ 15/08 Ｑ
Claims (4)
- 【請求項１】 表面に厚さ０．１〜２０μｍのアルミを
主体とする金属層を有し、硬さがＨｖ４００〜６００に
調整されたステンレス鋼板の表層に更にゴム系塗膜を有
することを特徴とする耐久性に優れた金属ガスケット。 - 【請求項２】 ステンレス表面のアルミを主体とする金
属層中にＳｉを重量％で１〜２０％含有することを特徴
とする請求項１記載の耐久性に優れた金属ガスケット。 - 【請求項３】 溶融メッキ法によりステンレス鋼表面に
アルミを主体とする金属層を形成し、冷間圧延と熱処理
を組み合わせることによりステンレス鋼の硬さをＨｖ４
００〜６００にすると共に、アルミを主体とする金属層
の厚みを０．１〜２０μｍに調整した後に、所定の形状
に打ち抜き、ビードを形成させ、さらにシール性を確保
するためのゴム系塗料を塗装することを特徴とする耐久
性に優れた金属ガスケットの製造方法。 - 【請求項４】 溶融メッキ法によりステンレス鋼表面に
アルミを主体とする金属層を形成し、冷間圧延すること
によりアルミを主体とする金属層の厚みを０．１〜２０
μｍに調整した後に、所定の形状に打ち抜き、ビードを
形成させ、さらに２００℃〜５５０℃で熱処理すること
によりステンレス鋼の硬さをＨｖ４００〜６００の範囲
に調整し、その表面にシール性を確保するためのゴム系
塗料を塗装することを特徴とする耐久性に優れた金属ガ
スケットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323195A JPH08218157A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 耐久性に優れた金属ガスケットとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323195A JPH08218157A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 耐久性に優れた金属ガスケットとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08218157A true JPH08218157A (ja) | 1996-08-27 |
Family
ID=12104855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2323195A Withdrawn JPH08218157A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 耐久性に優れた金属ガスケットとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08218157A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1394280A1 (en) * | 2001-04-27 | 2004-03-03 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Metal gasket and its law material and methods for production of them |
| JP2014189863A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Nisshin Steel Co Ltd | メタルガスケット用耐熱オーステナイト系ステンレス鋼 |
| CN105329403A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-02-17 | 苏州金业船用机械厂 | 一种自洁净船舶甲板 |
-
1995
- 1995-02-10 JP JP2323195A patent/JPH08218157A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1394280A1 (en) * | 2001-04-27 | 2004-03-03 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Metal gasket and its law material and methods for production of them |
| EP1394280A4 (en) * | 2001-04-27 | 2004-07-14 | Sumitomo Metal Ind | METAL TRIM, RAW MATERIAL AND METHODS OF PRODUCING |
| JP2014189863A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Nisshin Steel Co Ltd | メタルガスケット用耐熱オーステナイト系ステンレス鋼 |
| CN105329403A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-02-17 | 苏州金业船用机械厂 | 一种自洁净船舶甲板 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020507 |