JPS58215291A - 硬化肉盛り層を有するアルミニウム基材料 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミニウム基材料の一部に７１−ドフエー
シングつまり硬化肉盛り層を与えるためのアルミニウム
合金が被着されているアルミニウム基材料に関する。

本発明は竹に、６１５℃（６００’Ｆ）に達する高い作
動温度で使用されるアルミニウム製ピストンの表面に被
着される硬化肉盛りに関するものである。

内燃機関では、殆んど全ての場合、ピストンとシリＶダ
内壁との間の間隙は、該ピストンによって相持される少
くとも１個のピストンでシールされる。特に、ピストン
には環状のピストンリング溝があり、ピストンが往復動
する場合にピストンリングがピストンと一体に動き得る
ように、ピストンリングの一部１工前記のピストンリン
グ溝内に収容されている。

ピストンリングには、シリンダ壁に接触する面と、前記
のピストンリング溝の壁に接する表面とがある。

代表的には、ピストンは主としてアルミニウムーけい素
合金の基本材料から構成されている。

アルミニウムーけい素合金は、軽量であること。

耐摩耗性が良好なこと、熱伝導性が尚く、高温で熱膨張
特性が低くかつ比較的安定であることから一般に使用さ
れている。−例として、高荷重ディーゼルエンジンのピ
ストンの基本合金として産業的に使用されているアルミ
ニウム合金の一例としては取量基準で仄の成分が含まれ
る。

けい素　　　　１０．５〜１１．５係 銅　　　　　　１．５〜２．０％ マンガン　　　０．４〜０．９％ 鉄　　　　　　最大０．７％ 亜鉛　　　　　最大０．４％ マグネシウム　０．５〜０．９％ 不純物　　　　最大０．８％ アルミニウム　残部 ピストンの基本材料として使用されるアルミニウム合金
の多くは、高温強度が尚くない、つまり賜い作動温度で
の変形に対する抵抗性は高くない。

高負荷ディーゼルエンジンでは、ピストンリング溝は６
１５℃（６００″Ｆ）にも達するピストンリングとの接
触を余情なくされる。このような高温では、はとんど全
ての金属、待にアルミニウムーけい素１合金では変形に
対する抵抗性の大部分が消失する。

さらに燃焼室内に存在する高圧がピストンリング溝のい
くつかの部分に対し、直接にあるいはピストンリングを
通じ間接的に、かなりの大きさの力を及ぼす。

ピストンリング溝の壁部の、％温硬度が、高温。

高圧を受けた際の変形に対し抵抗するに十分でなくなる
と、ピストンリングは燃焼室を正しくシールすることか
できなくなる。

ブローパイ（即ち燃焼がスがピストンリングを通り抜け
て吹き出す現象）が起り、その結果該エンジンの圧縮比
が低下してエンジンの作動に不利な影響を及ぼすように
なる。ピストンリング溝の壁部の変形を最小限にするた
めに１棹々の技術が利用されている。その中の−っは、
より硬質の。

例えハ、Ｎ１−ｒｅｓｉｓｔ　にッケル含有鋳鉄の冶金
工業での名称）のリングの周囲に、アルミニウム基合金
を鋳造あるいは鍛造により被着し、リング溝部を切削成
彩するものである。この技術によれば。

ピストンリング溝の高温硬度を上昇させることはできる
か、いくつかの好ましくない性質を伴なう。

その一つは、鋳造または鍛造によるのではニレジス）　
（Ｎ１−ｒｅｓｉｓｔ　）と基体合金間の冶金的接合が
良好でないことである。

冶金的接合が良好でなければ、ピストンリング溝を）形
成する材料と基体合金との間の熱伝導も良好ではなくな
り、ピストンリングの周辺から熱を伝導により奪うとい
うピストン全体の能力が阻止されることになる。

ピストンリング溝の高温硬度を上昇させるための別の提
蚕か、アメリカ国特許第６，２８５，７１７号に開示さ
れている。この時ぎｆによれば、あるアルミニウム系の
表面硬化肉盛り合金をピストンに肉盛り浴接し、この浴
着金属に少くとも部分的にピストンリング溝を形成する
。

該特許に開示されているノ・−ドフエーンング用アルミ
合金は１重量で１２−３０％のけい素と。

１０−３０％の銅と、２−６係のマンガンと６％以下の
鉄を含むものである。

前記アメリカ特許５，２８５，７１７に開示されている
合金は、１１５”０（６００’Ｆ’）での高温硬さがＢ
ＨＮ　（プリネル硬度）で４５−１６９であるっ本願の
出願人は、これらの硬度値は合金成分が希釈化つまり薄
められていない状態、即ち基体合金上に溶着される前の
状態での値であると信じている。

しかしながら、前記アメリカ特許３，２８５．７１７の
入手可能な形状の合金を、同じく商用アルミ基ピストン
合金に浴接する場合には、このハードフェーシング合金
の高温硬さは、溶接前でも１本出願が達成したい目標値
〔つまり６１５°Ｃ（６００’Ｆ　）での硬さＢＨＮｌ
ｏｏ）よりはかなり低いことか判った。

溶接工程間に、ハードフェーシング合金は基体合金によ
って薄められ、浴着金属部の高温硬さは顕著な低下を示
した。特にアルミニウム肉盛り合金は、実質的に２０％
のけい素と、１５％の銅と。

４％の銅と、２％の鉄と、残部がアルミニウムからなり
、これがピストン用基体合金に浴着された。

溶着用合金は、薄められない状態で６１５°Ｃでの高温
硬さが６３．７ＢＨＮであった。

ピストン基体合金に溶接された後の溶着金属部は、６１
５℃（６００’Ｆ’　）での高温硬度は約５０ＢＨＮで
あった。肉盛材料の溶着金属部内にピストンリング溝を
切削形成した場合に、高温では該リング溝の壁部にかな
りの変形が認められた。

出願人ならびに譲受人としでは、高荷重ディーゼル機関
ピストン用としては、溶着金属部の高温硬度は上記の実
際値よりは実質的に改良されたものでなげればならない
ものと確信している。特に。

浴着金属部は６１５℃（６００”Ｆ　）で最低１００Ｂ
ＨＮでなければならす、高荷重ディーゼル機関の作１１
１１烏度ならびに圧力下で変形に耐えるには好適には１
［ＩＱＢＨＮよりはかなり高い硬度（即ち。

１５０ＢＨＮまたはそれ以上）でなげればならないと佃
じている。

本発明は、硬化肉盛り層を溶着したアルミニウム蘂体材
料に関し、この硬化肉盛り層は高荷車ディーゼル機関の
２ストンか受ける温度でも極めて良好な高温硬さを有す
るものである。

特に本発明は、アルミニウム基材料で薄められても、６
１５°Ｃ（６００’Ｆ’）でプリネル硬度で少くとも１
００の硬さの硬１ヒ肉盛り浴着金属を形成しうるような
アルミニウム基＠科を提供するものである。さらに本発
明は、ニッケル含有量が高いにもか＼わらす、アルミニ
ウムーけい素基材料に割れを生ずることなく満足な溶接
ができ、ディーゼルエンジンの作動温度と圧力を受けた
状態でクラックの発生に耐えるだけの靭性を有しでいる
。

本発明の広義の特徴としては、硬化肉盛りは。

実質的に重量で（１）約５４−６５％のアルミニウムと
、（ｌｌｌ約１７〜６４車量係のニッケル、マンガン。

鉄、コバルトまたはそれらの組み合わせの群から選ばれ
た添加成分と（曲残部がけい素と、銅とその組み合わせ
の群から選ばれた添加成分とから構成される。好適には
、硬化肉盛り層は５重量で約６から１２％までのけい素
と、約６チ以下の銅と。

約２−６％のマンガンと、約６％以下の鉄と、約１６か
ら２５％までのニッケルと残部がアルミニウムから成り
１合金成分としては重量で少くとも合金全量の約６４％
を含有する。

さらに本発明は、高温強度が重要なピストンリング溝上
に適用する可能性の大きい硬化肉盛りとなるアルミニウ
ム基合金を提供するものである。

本発明のその他の特徴は、添付の図面を参照して、以下
に述べる実施例の説明から当業者には明らかになるであ
ろう。

図面中、第１図は、内燃機関に使用するピストン１０の
断面図である。ピストン１０には、エンジンの燃焼室の
燃料に点火された場合に高温の膨１＠ガスが作用する上
面１０ａとエンジンのクランクケースの比較的低温部に
接する下面（図示せず）とかある。

このピストン１０は、シリンダ壁１４を有するシリンダ
１１内で往復動する。ピストンの外周面１３とシリンダ
壁１４との間に（工隙間１２かある。

開示された実施例においては、この隙間１２はピストン
によって担持されている一連のピストンリング１６．１
８および２０によってシールされる。

このピストンリング１６と１８は、それぞれピストンリ
ング溝２２．２３に配置されている圧縮リングである。

リング２０は、伸張ばね２１によって前記シリンダ壁１
４と係合するように抑圧されているオイル制御リングで
ある。

上部韻１′＠Ｉ溝２２には図示のように１本発明の原理
に則り部分的に硬化肉盛り２６が施こされている。

これ以外のピストンリング溝でも９本発明に則り、硬化
肉盛りされ５ることは当業者には明白である。

このピストンリング溝２２には、ピストンの軸線に平行
に延在する内壁２５と、この内壁から半径方向外方に回
って互に拡大する側壁２４とを言んでいる。前記の圧縮
リング１６には１両９１１Ｉ壁２７（第２図）があり、
好適には前記の側壁２４とは僅に相異する角度で拡大す
るようになっている。ピストンリング溝とピストンリン
グとは別の形状にすることも口Ｊ能である。

巣１図と第２図に見られるように、圧縮リング１６は、
ピストンリング溝２２内に、すきまばめ。

つまり遊合状態になっている。従って、燃焼ガスは、リ
ング１６の半径方向の内方部（即ち内壁２５に近い方）
に向って流入し、そこで　リング１６をシリンｆｆ壁１
４に向って半径方向外方に押圧する。

ぎストン１０が往復動するのに伴なって、ピストン１０
の材質よりも硬い圧縮リング１６は、ピストンリング溝
２２の側壁２４０半径方向で外側反対９１１Ｉにある部
分２４ａに向って父互に押圧される。

従って、側壁２４０半径方向外側部２４ａは。

ピストンに与えられる高温・高圧の状態にされている圧
縮リング１６との反復接触にも、大した変１１φを生じ
ることなく耐え得るだけの十分な硬さになっていなげれ
ばならない。

従って、ピストンリング溝２２の側壁２４０半径方向外
方部には１本発明に従って硬化肉盛り部が形成される。

前記側壁２４の外方部２４ａと接触する外方部も、アメ
リカ国特許第４，２９９，４０１号の技術に則り、劣化
防止の目的で強化される。

第２図は、硬化肉盛り層２６を形成したピストン１０の
冶金学的形状を模式的に図示したものである。ピストン
１００本体は、軽量で耐摩耗性が良く、熱伝導性が高く
、高温での熱膨胆性が低く且つ安定なアルミニウムーけ
い素基金金３０を含んでいる。１例として、高荷重ピス
トン用軸受としては１重量で次のような成分のものがあ
る。

けい素　　　　１０．５−１１．５係 銅　　　　　　　　　　１．５　−２．０　係マンガン
　　　０．４−０．９係 鉄　　　　　　最大０．７％ 亜鉛　　　　　最大０．４％ マグネシウム　０．５−０．９％ 不純物　　　　最大０．８％ アルミニウム　残部 本発明の硬化肉盛り＋＊２６は、基本合金３０によって
は殆んど薄められていない肉盛り合金部２６ａと、基本
合金によって幾分薄められ、前記の薄められていない部
分２６ａを基本合金に冶金学的に接合するための別の部
分２６ｂとを含んでいる。

ピストンリング溝２２は、この硬化肉盛り層２６内に形
成され、さらに該層２６を通り越し基体合金部３０に達
している。

このような構成は好ましいものである。それは硬化肉盛
りを形成する必要のある部分１ま、ピストンリング１６
と接触しうるピストンリング溝２２０半径方回外側部２
４ａに限られるからである。

さらに別の理由としては、より軟質の基体合金３０は、
ノツチ疲労強度か硬化肉盛り層２６よりモ大キ＜、ピス
トンリング溝２２の最内側部に疲労クラックか発生する
可能性は極めて少ないからである。

ピストンに硬化肉盛り層を形成するに際しては。

基本合金に最初から、好適には切削加工によって。

面取り４４（第６図）を形成する。この面取りは。

通常は断面形状が半円形のものとする。その半径は、好
ましくは硬化肉盛層の、壁部２４の上部および下部での
巾２６が圧縮リング１６とピストンリング溝間の実質的
な接触が発生する領域において、ピストンリング溝のｌ
ｊの少くとも４５％になるようなものであることである
。

そこで、基体合金部を約２６０℃（５００’Ｆ’　）に
予熱し、硬化肉盛り合金３０を面取り部４４内に、好適
にはプラズマ転化アーク（ＰＴＡ　）法によって浴着す
る。

次にピストンを、溶接後の温度２９９°Ｇ　（５７０′
Ｆ）を越えないように内部的に、つまり内部の温度が越
えないように冷却する。ピストンを約５０４”Ｃ（９４
０’Ｆ　’）で２時間熱処理し水冷する。矢にぎストン
を２６８°Ｃ（４６０−Ｆ）で４時間時効処理し空冷す
る。最終的に、硬化肉盛り層の内部までピストンリング
溝を切削加工し、ピストンの外周向暑平滑に仕上げる。

出願人としては、ゾラズム転化アーク溶接法（ＰＴＡ）
が基体合金３６に肉盛りＩｔｌＩ２６を浴着するには好
適なものとして選疋する。この方法は当業者に周知であ
るから説明を特に追加する必要はない。溶接技術の一例
として、直径１６９．７ｍｍ（５，５’）のディーゼル
エンジンピストンヲ製造するに際し、仄の溶接パラメー
タによって行なった。

回転速度：　０−７６　ｒｐｍ−６３２，７−３３３關
（１３，１−１３゜５′　） 棒の送り：１６５．１−１７７．８（６，５−７，０イ
ンチ／分） 浴接電流：１０１００−１０５Ａ直流　逆極性アーク電
圧：３３−３７ボルト シールドガス：ヘリウム１．７０−１．９８ｍ３（６０
−７０立方フイ一ト／時） プラズマガス：アルゴン　０．０８５〜０．１５６ｍ３
（３，０−５−５立方フイ一ト／ 時） 浴加俸直径：　６，３５朋（１７４インチ）電極直径：
球状端で７−９４１１１　（５／１６インチ）ピストン
の溶着では、硬化肉盛り合金の浴着に２回の溶接パスで
十分である。

溶接施行の間、硬化肉盛り合金か基体合被によって多少
薄められるものと予期される。溶接作業の多くの場合に
浴着金属部全体にわたって１通常２０％程度の稀薄化か
起り得るものである。然し。

本発明の硬化肉盛り部では、稀薄化は主として（１）面
取り部４４０表面に近い基体金属３００部分と叩溶着金
属２６の外皮部に起る。

浴着金属の中心部では、硬化肉盛り合金の＄６薄化は、
仮にあったとしても、極めて少い（殆ど・ない）。

従って、第６図に図示したように、す／グ溝２２を形成
する以前には（１１基体金属に近い稀薄域２６ｂｌｌｉ
ｌ実貿的に稀薄されていない中心核２６ａ１曲）基体金
楓層５５ａと棒＃溶着合金層５５ｂを含む外皮層５５か
存在することにｌよる。

前記の各領域の境界線は、第６図に図示しであるヨウに
はっきりとしたものではない。

溶接作業か終りピストンと浴着金属部とが前述の方式で
熱処理された後に、ピストンリング溝２２を前記浴着金
属部中にさらにそこを通り越すまで機械加工される。ま
ず最初に、ピストンリング溝の壁２４の最外側部２４ａ
が浴着金属の中央域２６に形成されるように浴着金属部
の外皮部２５を切削除去する。この部分は既に述べたよ
うに実質的に稀釈化されていない硬質肉盛り＠になって
いる。

第６図中に破線で示めした部分は、ピストン外表面の輪
かくと、前記ピストン中に形成さるべきピストンリング
溝２２の形状とを図示したものである。

破線で示されているように、ピストンリング溝２２は溶
着金属部の稀薄化されていない領域２６を起点とし基本
材料３０の領域にまで達する。

本発明によれば、圧縮リング１６とリング溝の接触が起
る領域２４ａでは、溶着金属部は１電値で実質的に（１
）約５４％から６５％のアルミニウムと、　（Ｉ１１約
６４％から約１７％まででニッケル、マンガン、鉄、コ
バルトおよびそれらの組合わせからなる群から選ばれた
添加元素と、■）残部が実質的にけい素と銅とそれらの
組合わせとから成るアルミニウム合金で構成される。

好適には、浴着金属部にはある程度の鉄とマンガンと、
ニッケル、コバルトおよびその組合わせの群から選ばれ
る少くとも１６％の添加元素と。

銅、けい素およびその組合わせから成り約６係から約１
８チまでの添加元素を含むものである。

本発明の最も好適な実施例によれば、溶着金属層は、約
６係から約１２％のけい素と、約６％までの銅と、約２
ｑｂから約６％までのマンガンと。

約６係までの鉄と、約１６％から２５％までのニッケル
と残部がアルミニウムとから成り１合金元素の添加量か
合金全体の少くとも６４％に達するものである。

前記のような組成を有する浴着金属部によって。

ピストンリング溝の壁部２４は、ピストンと接触する半
径方向外方領域において、６１５℃での高温硬度か少く
ともブリネル硬度１００以上でなければならない。

実質的に薄められていない合金からなる浴着金属部中に
１ヒ成される２６ａのようなピストンリング溝の部分は
、高温硬度がプリネル１５０またはそれ以上を有しうる
。

溶着金属層のそれ以上の特徴については、下記の実施例
と関連して説明する。

実施例１ 高温硬度の高いピストンリング溝を得るために。

アルミニウム基ピストンにアルミニウム合金を溶着した
。この合金は重量で９，９係のけい素と。

４．８７％の銅と、１．９５％のニッケルと、３．６９
％のマンガンと、１．９３％の鉄と残部（６０，１％）
がアルミニウムから成るものであった。薄められない状
態でのこの合金は、６１５℃でのプリネル硬度が’１５
９．２であった。

ピストン中の１個に浴着された浴着部は、浴着金属部の
表面に直角に、浴着金属ビードの中心に向ったビード部
の６１５°Ｃでの硬度はプリネル９９．６であった。

浴接ビードの中心に向っての浴着金属部のニッケル含有
蓋は、１３．８％であった。また、実測はしなかったか
、浴着金属層の中間部はマンガンか２％、鉄が１％であ
ると確１ｇできる。このように。

ニッケルとマンガンと鉄の合計量か１７％に達した場合
の浴着層の高温硬さは、プリネル１００であった。

所望の硬度を維持する・ことの可能な許容可能な稀釈因
子を決定するために、実施例１０合金欠商用のピストン
部材と浴接して薄め、室温と３１５°Ｃでの高温硬度を
測定した。

試験の結果を第４図（１９％）に、前述の市販の硬化肉
盛り合金を同様に薄めた結果と共にプロットした。

実施例１０合金の高温硬度を下記の表に示す。

第１表 希釈なし　　　　　１０３．５　　　　　　１７０１０
％希釈　　　　１０６．０　　　　　　１５３２０％希
釈　　　　１００．０　　　　　　１０４６０係希釈　
　　　９６．０　　　　　　　７７．２４０％希釈　　
　　９０，０　　　　　　　５９．１５０係希釈　　　
　９１．５　　　　　　　５９−１生成された合金の化
学成分を下表に示す。

上記の２つの表から、けい素と銅の合計量はかなり一定
であるかニッケル、マンガン、鉄の合金成分はアルミニ
ウムとは逆に変化していることが認められる。

高温硬度も、ニッケル、マンガンおよび鉄の合計量が減
少するのに伴って減少している。さらに。

薄め率（希釈度）か２０％でアルミニウム成分が６５％
以下の場合は１合金のろ１５°Ｃでの高温硬度は少くと
も１００を示した。

このように、溶接間の希釈度が２０係までならば、実施
例の合金の浴着金属部は、６１５°Ｃで少くとも１００
　ＢＨＮ　＜プリネル硬さ）を示す筈である。実施例１
０合金について、一連のシャルビ′＠！ｌ＃！試験を行
なった。試験結果から実施例１の合金は、高温に於ける
ぎストンの作動条件での繰返し打撃を受けろ場合の割れ
に対しても十分な靭性な有していることを示している。

実施例２ 実施例１０合金では９合金の高温硬度は、ニッケル、鉄
およびマンガンの含有蓋の低下に伴なつて低下する。

また、浴着金属部のニッケル成分は（１６−２５％）で
、多くのアルミニウム合金の場合よりも高い値であった
。

出願人は、アルミニウムーニッケル合金の潜在的な脆性
により、このような島ニッケル成分の合金の提供が阻止
されていると信じている。そこで。

ニッケル成分の影響を評価するため、２棹の高ニッケル
合有合金を溶製して鋳造した成分を下記に示す。

Ｓｉ　　Ｃｕ　　Ｎｉ　　Ｍｎ　　Ｆｅ　　Ａ１合金２
（ａｔ　　６　　５　　２５　４　　１　　５９９合金
２ｂｌ　　６　　５　　３０　４　　１　　５４第６番
目の溶解試料は、実施例１に似ているが。

アルミニウムを減少させ１代りにニッケルを５％だけ多
く添加したもので、近似的に下記の成分であった。

合金２　ｔａｌを商用のアルミニウム基材料で希釈した
一連の試料を鋳造し、試験結果を第４図に（２５％ニッ
ケル系）としてプロットし、さらに下表に示めす。

第■表から、ニッケル分か高いほど、また希釈度が６０
係までは１合金の高ｒ湛硬度は１００　ＢＨＮを越えて
いることか判る。合金２（ａｔ　、　２　（ｂｌおよび
２（Ｃ）につき２個づつのぎストンケ準備して浴接した
場合に、２５％Ｎ１０合金２（ａ）と２（Ｃｕまいずれ
も良好であったが１合金２（ｂ）を用いた中の一個は。

層液ビードの付は根の部分にクラックが生じた。

また合金２（ａ）の中の一個も、ピストンを水焼入れだ
場合の品質か不良であった。その原因はニッケル成分が
筒いためと確信できた。

従って、出願人としては、浴着金属部でのニッケルの実
用的上限は２５％であると考える。

最終的に、出願人は二つに記載した合金元系の、・くつ
かは１本明細溢では開示していない他の添ＪＯ元素と、
ある量の範囲内で、比較可能な結果を示しうる程度に置
換可能であると利足している。

シ０えは、コバルトの少量をニッケルの一部と置換−で
も、所望の高温硬度を得ることが可能である二判断した
。

コバルトはアルミニウムに対してはニッケル程の固溶度
はないので、置換の実用的上限は５％と考えることがで
きる。従って、このような置換は。

実際問題として所望の特性を維持するためには。

コバルト５％以下に限定さるべぎであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は，本発明を笑施して硬化肉盛り浴着部にピスト
ンリング溝を形成したピストンの部分断面図； ＠２図は．第１図のピストンのリング溝部の拡大断面図
； 第６図は．表面に硬｛ヒ肉盛りを行なったピストンの模
式部分断面図で，この肉盛りを越えてピストンリング溝
を形成すべきこと乞示す；また第４図は市販アルミニウ
ム基合金を使用して希釈した本発明の肉盛り浴着層ｙｘ
ｔ杉１戊する２実施例の希νく度に対する高臨硬匿の変
化を示すグラフである。 代理人　浅　村　　　皓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　表面上に硬化肉盛り浴着層を有するアルミニ
   ウム基材料において：前記硬化肉盛り層が実質的に重量
   基準で； （イ）　約５４から６４％のアルミニウムと。 ｔｏ＋　　”＋ｘ的にニッケル、マンガン、鉄、コバル
   トおよびそれらの組合せの群から選択された１７〜６４
   ％の除却元素と。 Ｖｌ　　残部が銅とけい素およびその組合せの群から選
   ばれた添加元素から成るアルミニウム合金であることを
   特徴とするアルミニウム基材料。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の硬化肉盛り層を有
   するアルミニウム基材料において：前記硬化肉盛り層が
   ６１５°Ｃにおいで少なくともプリネル硬［１００以上
   であること乞特徴とするアルミニ”ラム基材料。 １３）％許請求の範囲第２項に記載の硬化肉盛り層を有
   するアルミニウム基材料においで；前記アルミニウム基
   材料が内燃機関のピストンの一部を形成し、ピストンリ
   ング溝が前記硬化肉盛り層の少なくとも一部に形成され
   ていることを特徴とするアルミニウム基材料。 （４）％許請求の範囲第６項に記載の硬化肉盛り層を有
   するアルミニウム基材料において；前記硬化肉盛り層が
   溶着肉盛り層であることを特徴とするアルミニウム基材
   料。 （５）　　特許請求の範囲第１項または第４項のいずれ
   かの一項に記載の硬化肉盛り層を有するアルミニウム基
   材料において；前記アルミニウム基材料が少なくとも約
   ６５％アルミニウムを有することを特徴とするアルミニ
   ウム基材料。 （６）％許請求の範囲第５項に記載の硬化肉盛り層を有
   するアルミニウム基材料において；前記アルミニウム合
   金が約１６％から約２５％の間のニッケルと、約２係か
   ら約６％の間のマンガンと、約６％までの鉄と、約６％
   から約１８％の間で実質的に銅とけい素とそれらの組合
   わせからなる鮮から選択された添加元素を含有している
   ことを特徴とするアルミニウム基材料。 （刀　表面上に硬化肉盛り層を有するアルミニウム基材
   料において；前記アルミニウム基材料が実質的に重量基
   準で約６％から約１２係のけい素と。 約６係までの銅と、約２％から約６％までのマンガンと
   、約６％までの鉄と、残部かアルミニウムからなり合金
   元素が合金全体の少なくとも３４ｔＩ）であるアルミニ
   ウム基材料。 （８）特許請求の範囲第７項記載の硬化肉盛り層を有す
   るアルミニウム基材料において；前記硬化肉盛り層が浴
   着金属であることを特徴とするアルミニウム基材料。 （９）　　特許請求の範囲第８項に記載の硬化肉盛り層
   を有するアルミニウム基材料において；前記硬化肉盛り
   層が６１５°Ｃでプリネル硬度が少なくとも１００であ
   ることを特徴とするアルミニウム基材料。 ｕＯｌ　　特許請求の範囲第９項に記載の硬化肉盛り層
   を有するアルミニウム基材料において；前記アルミニウ
   ム基材料が内燃機関用ピストンの一部を含み、ピストン
   リング溝の少なくとも一部が前記硬化肉盛り層中に形成
   されているものであることを特徴とするアルミニウム基
   材料。 αυ　特許請求の範囲第１０項に記載の硬化肉盛り層を
   有するアルミニウム基材料において；前記アルミニウム
   基材料がアルミニウム暑中なくとも６５％含有するアル
   ミニウムーけい素合金であることを特徴とするアルミニ
   ウム基材料。 ＋１２＋　　表面上に硬化肉盛り層を有するアルミニウ
   ム基材料において；前記硬化肉盛り層か実質的にニッケ
   ル、コバルト、およびその組合わせの群から選ばれた添
   加元素を重量基準で少なくとも１６％含有するアルミニ
   ウム合金の硬化肉盛り浴着層であり、硬化表面層が前記
   硬化肉盛り浴着層内に少なくとも部分的に形成され、前
   記硬化肉盛り浴着層が６１５℃でのプリネル硬さが少な
   くとも１００であることを特徴とするアルミニウム基材
   料。 ｕ３１　　特許請求の範囲第１２項に記載の硬化肉盛り
   層を有するアルミニウム基材料において；前記アルミニ
   ウム合金が約１６％と２５係の間のニッケルと、約２係
   から約６係までのマンガンと、約６係までの鉄と、実質
   的に銅とけい素とそれらの組合わせとからなる群から選
   ばれ約６％から約１８係の間の添加元素を含有するもの
   であることを特徴とするアルミニウム基材料。 １４１　　特許請求の範囲第１６項に記載の碑化肉盛り
   層を有するアルミニウム基材料において；前記アルミニ
   ウム基材料が内燃機関のピストンの一部を含み硬化肉盛
   り表面が前記ピストンに形成されたピストンリング溝で
   あることケ特徴とするアルミニウム基材料。