JPH1030163A - 表面改質アルミニウム部材及びそれを用いた内燃機関用シリンダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高強度、高硬度で、耐摩耗性に優れる改質層
被覆アルミニウム部材を提供する。 【解決手段】 ６０〜９８．５原子％のアルミニウムと
１．５〜４０原子％の銀と０〜３８．５原子％のその他
の合金成分を含む被覆層を、アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金上に形成してなる表面改質アルミニウム部
材。被覆層は、必要に応じて２〜３０原子％の銅または
２〜３０原子％のケイ素を含有する。被覆は、例えば、
溶射法や表面溶融合金化法によって行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高い硬度を有し、
耐摩耗性、耐焼付性、耐スカッフィング性等に優れた表
面改質層（被覆層）で被覆したアルミニウムまたはアル
ミニウム合金製の鋳物または展伸材（以下、「表面改質
アルミニウム部材」ともいう。）に関する。本発明のア
ルミニウム部材は、例えば、その被覆層が、内燃機関の
シリンダーブロックのボア内面、タペットの外周部、シ
リンダーヘッドの弁間部やバルブシートの表面、ピスト
ンの表面となるように適用することができる。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム系製品の表面厚膜硬化技術
としては、「表面溶融合金化法によるアルミニウム合金
の厚膜表面硬化技術」（「ジョイテック」、Ｖｏｌ．
８、１９９２年１２月号、ｐ２０〜２７、発行元：テッ
ク出版株式会社）に記載されているように、（１）プラ
ズマ法、線爆法、アーク法等の溶射法、（２）肉盛法、
（３）表面焼入法、（４）窒化法、（５）拡散浸透めっ
き法等が提案されている。

【０００３】シリンダーボアやタペット（バルブリフタ
ー）等のアルミニウム合金製で摺動を行う部品の被覆方
法として、Ｆｅ系合金やＭｏ、Ｗ、Ｃ、セラミックス等
を溶射する方法が挙げられる。例えば、特公昭５７−３
４３４６号公報には、アルミシリンダーライナーに、中
間層としてＡｌ−Ｓｉ合金を溶射した後、Ｆｅ系合金を
溶射する技術が記載されている。特公昭５４−３６９０
４号公報には、２０〜４０％のＳｉを含むアルミ合金を
プラズマ溶射することによって作製されるアルミシリン
ダーが記載されている。特開昭６２−１６８９４号公報
及び特開昭６２−１５００１４号公報には、アルミシリ
ンダーヘッドのバルブシート面に銅基合金をレーザクラ
ッディングする方法が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】アルミニウムまたはア
ルミニウム合金の表面の改質においては、耐剥離性等の
ような、表面被覆層と基材の密着性が問題となる。この
密着性は、施工後の剥離強度等の特性と、経年または使
用による劣化の二つの要因と関連する。上記公報等に記
載されているような異種金属または耐火物等を被覆する
ことによる表面改質は、アルミニウムと表面層の熱膨張
率や弾性率等の相違によって、次のような欠点を有す
る。すなわち、使用中の熱サイクルや負荷によって界面
に微小な亀裂が発生するなどして界面の劣化が生じ、そ
の結果、剥離強度の低下や不均一等を招く。また、被覆
層の物質は、大抵の場合にはアルミニウム合金よりも熱
伝導率が低く、局部的な温度の上昇やそれに起因する破
損等を招き易い。

【０００５】また、内燃機関等で高硬度を必要とする部
材や部位では、多くの場合、ビッカース硬さで２００〜
３００ＨＶ程度の中程度の硬さ、すなわち、ＪＩＳ Ａ
Ｃ８ＡやＡＣ９Ａ等の実用アルミニウム合金の硬さを少
し上回る程度の硬さで十分であり、必ずしもセラミック
スや金属間化合物、高融点金属等の有するような高硬度
や高い耐熱性を必要としない場合が多い。逆に、異種金
属や硬質物質を用いて硬度を高める方法では、研削性や
旋削性の悪化や、摺動時の相手材への攻撃性（摩耗性
等）の増加等の好ましくない効果がもたらされる。

【０００６】さらに、上述のＡｌ−Ｓｉ系合金を溶射す
る方法では、表面硬さが７６〜１４６ＨＶと、通常のア
ルミニウム合金鋳物の域を脱しておらず（「アルミニウ
ム合金の表面厚膜硬化技術」、財団法人金属系材料研究
開発センター編、日刊工業新聞社、１９９５年刊、第７
１頁）、表面硬化層としての特性は十分とはいえない。

【０００７】また、溶射法による表面改質では、溶射材
を予め粉末や溶線、ロッドの形状にする必要がある。し
かし、Ａｌ−Ｓｉ系の二元系では、Ａｌ−３０重量％Ｓ
ｉで約８２０℃、Ａｌ−４０重量％Ｓｉで約９３０℃と
いうように融点（液相線）が上昇し、かつＳｉ量の上昇
と共に急激に延性が低下して引き抜き加工や伸線加工が
困難になるため、１２重量％程度以上の高Ｓｉ合金の粉
末や線、棒材が作製し難くなるという欠点がある。

【０００８】上述の銅基合金をレーザクラッディングす
る方法では、クラッディングという名称の示す通り、母
材をほとんど溶融させないことが重要であり、母材への
入熱量が少ない熱源としてレーザビームまたは電子ビー
ムを用いることが必要である。しかし、この場合、設備
の投資額が大きくなってしまうという欠点がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の表面改質アルミニウム部材は、６
０〜９８．５原子％のアルミニウムと、１．５〜４０原
子％の銀と、０〜３８．５原子％のその他の合金成分と
を含む被覆層を、アルミニウムまたはアルミニウム合金
上に形成してなることを特徴とする。請求項２に記載の
表面改質アルミニウム部材は、請求項１に記載の部材で
あって、上記被覆層が２〜３０原子％の銅を含むことを
特徴とする。請求項３に記載の表面改質アルミニウム部
材は、請求項１または請求項２に記載の部材であって、
上記被覆層が２〜３０原子％のケイ素を含むことを特徴
とする。

【００１０】請求項４に記載の表面改質アルミニウム部
材は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の部材であ
って、上記被覆層が溶射法によって形成されることを特
徴とする。請求項５に記載の表面改質アルミニウム部材
は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の部材であっ
て、上記被覆層が表面溶融合金化法によって形成される
ことを特徴とする。請求項６に記載の表面改質アルミニ
ウム部材は、請求項５に記載の部材であって、上記表面
溶融合金化法がプラズマ粉体肉盛法またはティグアーク
合金化肉盛法であることを特徴とする。請求項７に記載
の内燃機関用シリンダーは、シリンダーブロックが、請
求項１〜請求項６のいずれかに記載の表面改質アルミニ
ウム部材からなり、かつ、該シリンダーブロックのボア
内面が、上記被覆層からなることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明における被覆層中のアルミ
ニウムの含有量は、６０〜９８．５原子％、好ましくは
７０〜９０原子％である。含有量が６０原子％未満であ
ると、熱膨張率等がアルミニウムと大きく異なるため、
好ましくない。

【００１２】被覆層中の銀の含有量は、１．５〜４０原
子％である。含有量が１．５原子％未満であると、硬さ
や耐摩耗性の上昇が小さい。４０原子％を超えると、表
１に示すＡｌ−Ａｇ二元系の最大拡張固溶限を超えるた
めに、急速凝固条件下でもδ相の析出を生じて、表面層
の靭性が低下し、また、熱膨張率が母材アルミ合金と大
きく異なることによって、熱衝撃による亀裂の発生等の
問題を生じ、かつ熱伝導率も低下する。表１は、平衡状
態及び急冷状態でのアルミニウム基二元系の溶質原子固
溶限を示す（Ｔ．Ｒ．Ａｎａｎｔｈａｒａｍａｎ ｅｔ
ａｌ．，Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｄ．Ｉｎｓｔ．Ｍｅｔａｌ
ｓ，３０（１９７７），４２３、及びＨ．Ｊｏｎｅｓ，
Ａｌｕｍｉｎｕｍ，５４（１９７８），２７４）。

【００１３】

【表１】

【００１４】本発明で特に銀を溶質元素として選択する
理由としては、表１に示すように、アルミニウムの溶質
元素としては共晶型元素が包晶型元素よりも大きな固溶
限を有しており、その中でも銀は特に大きな固溶限を有
することが挙げられる。また、銀は、鋼に対して焼き付
きにくい金属であり、銀を添加することによって凝集摩
耗が抑制されると考えられる。

【００１５】従来より、高温固溶相域からの急冷によっ
て平衡状態の固溶限以上の溶質元素を固溶させて、過飽
和固溶体とし、高強度材を得る方法は、アルミニウム合
金の熱処理法として知られている。表面溶融合金化法に
よる液相からの急冷は、上記表１に示すように、固溶限
のより大きな拡張と、均一な構成成分の分布を持つ理想
的な過飽和固溶体をもたらし、鋳造法等の従来の手法に
よるアルミニウム合金とは比べものにならない程の高強
度、高硬度、高耐摩耗性をもたらす。本発明で用いられ
る「その他の合金成分」としては、銅、ケイ素、鉄、マ
グネシウム、チタン、マンガン、ニッケル、コバルト、
亜鉛、スズ等が挙げられる。これらの合金成分の含有量
は、被覆層中、合計で０〜３８．５原子％である。

【００１６】上記「その他の合金成分」として銅を用い
る場合、銅の含有量は、被覆層中、好ましくは２〜３０
原子％である。含有量が２原子％未満では、添加の効果
が小さく、３０原子％を超えると、Ａｌ−Ｃｕ系で、θ
相（Ａｌ₂ Ｃｕ）やη₂ 相のみが存在することになり、
α相（Ａｌ）がなくなるため、靭性が極端に低下して好
ましくない。上記「その他の合金成分」としてケイ素を
用いる場合、ケイ素の含有量は、被覆層中、好ましくは
２〜３０原子％である。含有量が２原子％未満では、添
加の効果が小さく、３０原子％を超えると、脆くなる。

【００１７】本発明における被覆層は、好ましくは、５
〜２０原子％の銀と５〜２０原子％の銅と５〜２０原子
％のケイ素と残部のアルミニウムを含むアルミニウム合
金粉末からなり、特に好ましくは、１０〜１５原子％の
銀と１０〜１５原子％の銅と１０〜１５原子％のケイ素
と残部のアルミニウムを含むアルミニウム合金からな
る。

【００１８】本発明で、母材としてのアルミニウム合金
としては、例えば、ＪＩＳ ＡＣ８Ａ、ＡＤＣ１２等の
鋳造材や、Ａ６０６１等の展伸材等を用いることができ
る。被覆材は、例えば、粒径１０〜２００μｍ程度の粉
末の形で、予め溶製法等で作製しておき、これを用いて
溶射法や表面溶融合金化法でアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金からなる母材の表面に被覆層を形成させる。
ここで、溶製法とは、スプレーアトマイズ等の手法をい
う。被覆材は、アルミニウムを主成分とする粉末と、銀
を主成分とする粉末を、混合して用いてもよく、あるい
は別々に用いてもよい。

【００１９】被覆材として、溶製法とその後の引き抜き
加工、押し出し加工、伸線加工等によって、線材、棒材
または筒材の形に成形したものを用いてもよい。被覆材
として、アルミニウムを主成分とする筒材の内部に、銀
を主成分とする粉末、粒子、棒材または線材を充填した
もの、あるいは、銀を主成分とする筒材の内部に、アル
ミニウムを主成分とする粉末、粒子、棒材または線材を
充填したものを用いてもよい。

【００２０】本発明の表面改質層を形成させるための方
法として、溶射法、表面溶融合金化法等を挙げることが
できる。溶射法としては、例えば、ワイヤー及び粉末ガ
ス溶射、アーク溶射、プラズマ溶射、線爆溶射、減圧プ
ラズマ溶射、レーザー溶射、高周波プラズマ溶射、高速
ガス溶射を挙げることができる。表面溶融合金化法とし
ては、プラズマ粉体肉盛法、ティグアーク合金化肉盛法
等を挙げることができる。

【００２１】プラズマ粉体肉盛法で用いる装置の断面図
を図１に示す。図１において、タングステン電極（陰
極）１、プラズマガス２、シールドガス４、母材（陽
極）７によって、プラズマアーク５が発生する。プラズ
マアーク５によって母材７の表面が溶融されて溶融池と
なり、溶融池に粉末（被覆層用材料）及びキャリヤーガ
ス３が添加されて、被覆層６が形成される。

【００２２】ティグアーク合金化肉盛法の一例を図２に
示す。図２に示すように、粉末供給ノズル８を通じて母
材１２上に供給される粉末９を、ティグ溶接トーチ１１
によって基材１２の表面が溶融されてできた溶融池１０
に添加することによって、合金化層を得ることができ
る。

【００２３】本発明の内燃機関用シリンダーにおいて、
特に溶射法によって施工する場合、シリンダーブロック
のボア内面の被覆層の厚さは、１０〜３００μｍ程度で
ある。厚さが１０μｍ未満であると、耐摩耗性が不十分
であり、３００μｍを超えると、残留応力が大きくな
り、剥離し易くなる。但し、表面溶融合金化法による場
合は、この限りでなく、数ｍｍ程度の厚みまで可能であ
る。

【００２４】

【実施例】実施例１ 圧延により製造した工業用純アルミニウム板材（ＪＩＳ
Ａ１０５０合金、厚さ７ｍｍ、幅５０ｍｍ）をアセト
ンにて脱脂し、アルミナ粒子でブラスティングを施し
た。銀の添加量は、０〜５０重量％（０〜２０．０原子
％）とした。用いた被覆材は、ガスアトマイズ法で製造
したアルミニウム合金粉末であり、予め、ふるいによっ
て粒子を５３〜２００μｍに調整した。施工方法とし
て、プラズマ溶射法を用いた。溶射条件は、表２に示す
通りである。

【００２５】

【表２】

【００２６】ビッカース硬さ試験及び大越式摩耗試験に
よって表面層の性質を調べた。ビッカース硬さ試験は、
荷重１０ｋｇ重、保持時間１５秒で行なった。また、大
越式摩耗試験の条件を表３に示す。

【００２７】

【表３】

【００２８】図３は、銀の添加量と比摩耗量及びビッカ
ース硬さの関係を示す図である。図３に示すように、銀
の添加量の増加と共にビッカース硬さは単調に増加し、
比摩耗量は単調に減少する。特に、１０重量％（被覆層
中の含有量に換算すると２．７０原子％）の添加によ
り、比摩耗量は約半分に、２０重量％（被覆層中の含有
量に換算すると５．８９原子％）では約１／４に大きく
減少し、耐摩耗性が向上する。

【００２９】図４は、Ａｌ−１０Ａｇ−１０Ｃｕ−１０
Ｓｉ合金粉末（数字は、重量％を示す。原子％に換算す
ると、Ａｌ−２．９Ａｇ−４．９Ｃｕ−１１．１Ｓｉで
ある。）を被覆材として用いて施工した時のＡＣ４Ｃの
母材１３及び該母材上に被覆された被覆層１４の断面の
光学顕微鏡によるミクロ組織写真（倍率：１００倍）で
ある。同材料を溶製法で作製した場合と比べ、組織が非
常に均一で微細であり、また、母材と被覆層の密着性に
ついても良好なものが得られた。表面層のビッカース硬
さは、施工のままの状態で２０４〜２７８ＨＶであり、
平均で２５０ＨＶであった。この表面層は、ＡｇやＣｕ
等の溶質元素を過飽和に固溶した状態となっており、常
温〜３００℃程度の適当な温度で適当な時間だけ時効処
理を施すことによって、さらに５０〜１５０ＨＶの硬さ
の上昇が可能である。

【００３０】図５は、被覆層の断面の光学顕微鏡による
ミクロ組織写真（倍率：４００倍）である。図５を観察
すると、各成分が細かく分散しているのがわかる。図５
中の黒い部分は、空隙である。

【００３１】図６は、Ａｌ−Ａｇ合金の被覆層に加え、
様々な組成比のＡｌ−Ａｇ−Ｓｉ合金、Ａｌ−Ａｇ−Ｃ
ｕ合金、Ａｌ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｉ合金について比摩耗量
とビッカース硬さを測定した結果を示す。図６中、元素
記号の前の数字は、重量％を示す。比較材として、ＡＣ
４Ｃ−Ｔ６材、Ａ３９０−Ｔ６材、鋳鉄のバルク材のデ
ータを示した。ＣｕまたはＳｉまたはその両方の添加に
より、図３よりもさらに耐摩耗性及び硬度が向上し、特
にＡｌ−１５Ａｇ−１５Ｃｕ合金及び各種Ａｌ−Ａｇ−
Ｃｕ−Ｓｉ合金では、２００ＨＶ程度のビッカース硬さ
と、鋳鉄と同程度の耐摩耗性が得られた。

【００３２】実施例２ 実施例１と同じ前処理及び溶射条件で、内径用ガンを用
いて、Ａｌ−１０Ａｇ−１０Ｃｕ−１０Ｓｉ合金（元素
記号の前の数字は、重量％を示す。）の粉末をＡ５０５
２製円筒（内径７６ｍｍ、厚さ８ｍｍ、長さ１０３ｍ
ｍ）の内面に溶射した。この円筒を発電機（スズキ株式
会社製ＳＶ−４０００）のシリンダーとして組み付け
た。この発電機の概要を表４に示す。

【００３３】

【表４】

【００３４】この発電機を無負荷で１時間のならし運転
の後、３８００Ｗの定格負荷をかけた状態で３６００ｒ
ｐｍの回転数で１０時間運転し、上死点付近のボア内径
の変化を測定した。表５にその結果を示す。

【表５】 表５から、本実施例の被覆層が、内燃機関のシリンダー
用の表面硬化層として、十分な耐摩耗性と耐熱性を有す
ることがわかる。また、溶射層の局部的な剥離等の有害
な損傷も生じなかった。

【００３５】実施例３ 圧延により製造した工業用純アルミニウム板材（ＪＩＳ
Ａ１０５０合金、厚さ７ｍｍ、幅５０ｍｍ）をアセト
ンにて脱脂した。被覆材は、ガスアトマイズ法で製造さ
れたアルミニウム合金粉末であり、予めふるいにより粒
度を５３〜２００μｍに調製した。銀の添加量は、被覆
層中の含有量として０〜５０重量％（０〜２０．０原子
％）となるように調整した。施工方法としては、プラズ
マ粉体肉盛法を用いた。施工条件を表６に示す。

【００３６】

【表６】

【００３７】図７及び図８は、Ａｌ−３０Ａｇ−３０Ｃ
ｕ−２０Ｓｉ合金粉末（数字は、重量％を示す。）を用
いた場合の表面改質層（被覆層）の光学顕微鏡によるミ
クロ組織写真である。表６に示す施工条件で母材希釈率
は４８％となり、被覆層の組成は、Ａｌ−１５Ａｇ−１
５Ｃｕ−１０Ｓｉ（数字は、重量％を示す。）である。
同組成材料を溶製法で作製した場合と比べ、組織が非常
に均一で微細である。この場合の表面層の硬さは、施工
のままの状態で１８２〜２１０ＨＶであり、平均で１９
６ＨＶである。この表面層は、過飽和に銀や銅の溶質元
素を固溶した状態となっており、常温〜３００℃程度の
適当な温度で適当な時間だけ時効処理を施すことで、さ
らに５０〜１５０ＨＶの硬さの上昇が可能である。

【００３８】さらに、図９は、Ａｌ−Ａｇ合金の表面改
質層に加え、様々な組成比のＡｌ−Ａｇ−Ｓｉ合金、Ａ
ｌ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金、Ａｌ−Ａ
ｇ−Ｃｕ−Ｓｉ合金の表面改質層の比摩耗量とビッカー
ス硬さの測定結果である。図９中、元素記号の前の数字
は、重量％を示す。図９には、比較材として、同様にＡ
Ｃ４Ｃ−Ｔ６材、Ａ３９０−Ｔ６材、及び鋳鉄のバルク
材のデータを示した。ＣｕまたはＳｉ、またはその両方
の添加により、図３よりもさらに耐摩耗性及び硬さが向
上し、特にＡｌ−１５Ａｇ−１５Ｃｕ及びＡｌ−Ａｇ−
Ｃｕ−Ｓｉ合金では、２００ＨＶ程度の硬さと鋳鉄並の
耐摩耗性が得られた。

【００３９】実施例４ 圧延により製造した工業用純アルミニウム板材（ＪＩＳ
Ａ１０５０合金、厚さ７ｍｍ、幅５０ｍｍ）に溝を切
削し、アセトンにて脱脂した。用いた合金化物質は、溶
製法と押し出し加工で製造されたアルミニウム合金棒で
あり、直径は６ｍｍである。施工方法は、ティグアーク
合金化肉盛法で、合金棒を予め切削した溝に埋め込んで
合金化した。また、その施工条件は、表７に示す通りで
ある。実施例３と同様にして、表面層の性質を調べたと
ころ、ほぼ実施例３と同様の結果が得られた。

【００４０】

【表７】

【００４１】実施例５ 実施例３と同じ前処理及び施工条件で、内径用トーチを
用いてＡｌ−２０Ａｇ−２０Ｃｕ−２０Ｓｉ合金（数字
は、重量％を示す。）の粉末をＡ５０５２製円筒（内径
７６ｍｍ、厚さ８ｍｍ、長さ１０３ｍｍ）の内面に施工
した。施工後の表面改質層の組成は、Ａｌ−１０Ａｇ−
１０Ｃｕ−１０Ｓｉ（数字は、重量％を示す。）であ
り、希釈率は４８％であった。この円筒を、実施例２で
用いたものと同じ発電機（スズキ株式会社製ＳＶ−４０
００）のシリンダーとして組み付けた。この発電機を無
負荷で１時間のならし運転の後、３８００Ｗの定格負荷
をかけた状態で３６００ｒｐｍの回転数で１０時間運転
し、上死点付近のボア内径の変化を測定した。表８にそ
の結果を示す。実施例の表面改質層は、内燃機関のシリ
ンダー用の表面硬化層として、十分な耐摩耗性と耐熱性
を有することがわかった。また、表面層の局部的な剥離
等の有害な損傷も生じなかった。

【００４２】

【表８】

【００４３】

【発明の効果】本発明の被覆層のアルミニウム合金は、
液相からの急冷によって、組織が極めて微細となり、分
布も均一となり、高強度、高硬度、優れた耐摩耗性を有
する。被覆層がアルミニウム合金であるため、熱伝導率
が良く、また、融点が低いため、被覆時の入熱が少なく
て済む。アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる
母材と被覆層の合金の熱膨張率及び弾性率の差が小さい
ため、熱衝撃や繰り返し熱サイクルによって亀裂を生じ
ず、信頼性が高い。被覆層の合金の弾性率が母材の弾性
率と近いため、アルミニウム部材が変形しても亀裂を生
じない。本発明の内燃機関用シリンダーは、シリンダー
ボア内面に表面被覆層が形成されているため、メッキ層
や鋳鉄製のシリンダーライナーを設ける必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】プラズマ粉体肉盛法で用いる装置の断面図であ
る。

【図２】ティグアーク合金化肉盛法の一例を示す図であ
る。

【図３】被覆層を形成した場合の銀の添加量と比摩耗量
及びビッカース硬さの関係を示す図である。

【図４】基材及び溶射法によって形成されたＡｌ−１０
Ａｇ−１０Ｃｕ−１０Ｓｉの被覆層の断面の拡大図（倍
率：１００倍）である。

【図５】溶射法によって形成されたＡｌ−１０Ａｇ−１
０Ｃｕ−１０Ｓｉの被覆層の断面の拡大図（倍率：４０
０倍）である。

【図６】溶射法によって被覆層を形成した場合の種々の
金属の比摩耗量及びビッカース硬さを示す図である。

【図７】基材及びプラズマ粉体肉盛法によって形成され
たＡｌ−１５Ａｇ−１５Ｃｕ−１０Ｓｉの被覆層の断面
の拡大図（倍率：１００倍）である。

【図８】プラズマ粉体肉盛法によって形成されたＡｌ−
１５Ａｇ−１５Ｃｕ−１０Ｓｉの被覆層の断面の拡大図
（倍率：４００倍）である。

【図９】プラズマ粉体肉盛法によって被覆層を形成した
場合の種々の金属の比摩耗量及び硬さを示す図である。

【符号の説明】

１ タングステン電極（陰極） ２ プラズマガス ３ 粉末及びキャリヤーガス ４ シールドガス ５ プラズマアーク ６ 被覆層 ７ 母材（陽極） ８ 粉末供給ノズル ９ 粉末 １０ 溶融池 １１ ティグ溶接トーチ １２ 母材 １３ 母材 １４ 被覆層

【手続補正書】

【提出日】平成８年９月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】プラズマ粉体肉盛法で用いる装置の断面図であ
る。

【図２】ティグアーク合金化肉盛法の一例を示す図であ
る。

【図３】被覆層を形成した場合の銀の添加量と比摩耗量
及びビッカース硬さの関係を示す図である。

【図４】基材及び溶射法によって形成されたＡｌ−１０
Ａｇ−１０Ｃｕ−１０Ｓｉの被覆層の断面の顕微鏡写真
（倍率：１００倍）である。

【図５】溶射法によって形成されたＡｌ−１０Ａｇ−１
０Ｃｕ−１０Ｓｉの被覆層の断面の顕微鏡写真（倍率：
４００倍）である。

【図６】溶射法によって被覆層を形成した場合の種々の
金属の比摩耗量及びビッカース硬さを示す図である。

【図７】プラズマ粉体肉盛法によって形成されたＡｌ−
１５Ａｇ−１５Ｃｕ−１０Ｓｉの被覆層の断面の顕微鏡
写真（倍率：１００倍）である。

【図８】プラズマ粉体肉盛法によって形成されたＡｌ−
１５Ａｇ−１５Ｃｕ−１０Ｓｉの被覆層の断面の顕微鏡
写真（倍率：４００倍）である。

【図９】プラズマ粉体肉盛法によって被覆層を形成した
場合の種々の金属の比摩耗量及び硬さを示す図である。

【符号の説明】 １ タングステン電極（陰極） ２ プラズマガス ３ 粉末及びキャリヤーガス ４ シールドガス ５ プラズマアーク ６ 被覆層 ７ 母材（陽極） ８ 粉末供給ノズル ９ 粉末 １０ 溶融池 １１ ティグ溶接トーチ １２ 母材 １３ 母材 １４ 被覆層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 真二 静岡県浜松市高塚町300番地 スズキ株式 会社内 (72)発明者 戸田 裕之 静岡県浜松市高塚町300番地 スズキ株式 会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ６０〜９８．５原子％のアルミニウムと
   １．５〜４０原子％の銀と０〜３８．５原子％のその他
   の合金成分を含む被覆層を、アルミニウムまたはアルミ
   ニウム合金上に形成してなる表面改質アルミニウム部
   材。
2. 【請求項２】 上記被覆層が２〜３０原子％の銅を含む
   請求項１に記載の表面改質アルミニウム部材。
3. 【請求項３】 上記被覆層が２〜３０原子％のケイ素を
   含む請求項１または請求項２に記載の表面改質アルミニ
   ウム部材。
4. 【請求項４】 上記被覆層が溶射法によって形成される
   請求項１〜請求項３のいずれかに記載の表面改質アルミ
   ニウム部材。
5. 【請求項５】 上記被覆層が表面溶融合金化法によって
   形成される請求項１〜請求項３のいずれかに記載の表面
   改質アルミニウム部材。
6. 【請求項６】 上記表面溶融合金化法がプラズマ粉体肉
   盛法またはティグアーク合金化肉盛法である請求項５に
   記載の表面改質アルミニウム部材。
7. 【請求項７】 シリンダーブロックが、請求項１〜請求
   項６のいずれかに記載の表面改質アルミニウム部材から
   なり、かつ、該シリンダーブロックのボア内面が、上記
   被覆層からなる内燃機関用シリンダー。