JPS599171A - 金属円筒体における内周面への断熱・耐摩性被覆層の形成方法 - Google Patents

金属円筒体における内周面への断熱・耐摩性被覆層の形成方法

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JPS599171A
JPS599171A JP11817782A JP11817782A JPS599171A JP S599171 A JPS599171 A JP S599171A JP 11817782 A JP11817782 A JP 11817782A JP 11817782 A JP11817782 A JP 11817782A JP S599171 A JPS599171 A JP S599171A
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cylindrical body
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chromium
metallic
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Osamu Yonemochi
米持 修
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/73Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
    • C23C22/74Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process for obtaining burned-in conversion coatings

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  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

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】 本発明は一般に内燃機関におけるシリンダーライナーの
ように、金属円筒体内周面への断熱・耐摩性被覆層の形
成方法に関するものである。
最近、高い熱効率と燃焼効率の向と及び小型による高出
力等とに関連して、いわゆる”断熱エンジン″が種々研
究開発の途上6あり、この研究開発に併行してシリンダ
ーライナーの内周面にセラミックの組織による断熱・耐
摩性の被覆層を有するものが試用され始めてきた。
従来、この試用に供されるセラミックの組織を有する被
覆層の形成方法としては、例えばプラズマ溶射法による
か、或いは高温焼結法が一般的であった。
しかしながら、前者にあっては、溶射に要する熱エネル
ギーが当然大となり、また均一な層厚を得るだめの原材
料としての微粉末材の調製(粒子彰状、粒度分布の均一
性)が極めて困碓であり、岬に剥離性に関連して多くの
問題を残すものであった。また、後者にあっては、高純
度の原材料を使用するだめに同様に極微粉末材の調製が
必要となり、同時に焼結に前者と同じように高い熱エネ
ルギーを必要とすると共に、焼結されたセラミック筒体
へのダイヤモンド工具による精密な切削加工とその後の
金属円筒体内側への焼嵌め操作とによって、著しく製造
工種が複雑となり、製造原価の高価を招く等の問題を有
するものであった。
本発明の目的は1紀した問題を比較的簡易に目。
つ効果的に解決した形成方法を提供することで、特に高
純度の原材料を必要とせず、同時に原材料の調製が容易
であり、更に低篇度での加熱処理により作業を簡易とな
したものである。以下本発明について詳述すれば、予め
遠心装置の台上にセットされた金属円筒体の内部に、先
ず可溶性クローム化合物として例えば三酸化クローム(
Crys)、クローム酸亜鉛(ZnCr+”+4.7、
ncr207)からなる、好オL <は比重1.45乃
至1.70の範囲に調製した濃水溶液中に、金属酸化物
或いは加熱処理において粒子表面が酸化物に変じ得る窒
化物及び炭化物からなる例えばジルコニア、シリカ、ア
ルミナ、チタニ−で、酸化クローノ・、酸化鉄、スピネ
ル、カオリン、ジルコネート、空化珪素及び炭化珪素等
からなる好−IF5くば15μ稈度以下の粒度を有する
1種寸たは1種IJ、l二の非金属無機物質の微粉末を
もって攪拌混成してなる懸濁液を充填して封着しだ状罪
をもって回転+17動せしめる。このような回転駆動に
よって、円筒体の内固面に前記無機物質による−1な厚
さに沈積付着した被覆層を形成される七共に、分離され
た残部濃7に溶液をセットした合壁底部より外部に排出
除去する。その後、円筒体を加熱炉中において少なくと
も460°CU、ト、好ましくけ650’C乃至670
°CにIJl]熱処理を施すことにより、該被覆層を構
成する粒子相匂4間支び円筒体内周面の金属肌表面の相
q4間とにそJlぞれ介在−七るクローム化合物を、下
記−tろように脱水、重加熱 経過17て約460°Cη1]後に忰いて略焼改変換1
.た酸化クロームによって化学結合された前?非金属無
機11勿質から々る七ラミックのJ:[(!′*、r昏
構i告となさ1゜めて々るものである。17かしながら
、かかる状態のま\でi、j、セラミックの絹L9Q 
+−自体がA安乃至30係の気孔率を有17ている状明
1・であるために、更に引続き円筒体を、例えば前言己
と同種のクローム化合物の濃水溶液に浸漬して点在−1
z−勿孔部への含浸処N、l!を行わしめ、その侍に乾
燥し、続いて4°C/mtnの層温に続いて460°C
以ト、ν子ましくは650°C乃至670°Cの加熱処
理をり、、これら含浸処理と加熱処(甲とを所望回数反
復様返−4ことにより、一層、@、密なセラミ・ツク1
帝の糸目織イ清造となして構1戊せしめるものである。
なち・、へII記可溶・:/1.クローム化合物からな
る濃水溶液の比重についでは、L45iii!4の場合
(てあっては強力な結合力、強度及び緻密性の賦与とに
関連して、含浸処理と加熱処理との反復辱尺(7操作を
数多く行わ、なければならず、従って処理下程の・順#
) L、、六を招き、又一方1.7C)をこえると、濃
水溶液の調製に多大の時間を必要とするとともに、高粘
度のため混入する微粉末の極微小粒子及び比較的比重の
小なる原材料使用時の堆積1分離が困難となるだめであ
る。
捷た、非金属無機物質とクローム化合物の磨水溶液唱の
混成′削会は、原り才科と17での無機′吻′mの種類
、粒子のサイズ、円筒体の内径及び形1戊する被覆層の
厚さ等によって決定されることは勿論である。四に前記
含浸処理と加熱処理の反復回数については、通常4回乃
至5回の僅返し操作によって気孔率を10係以内に減少
し、7回乃至10回程度によって直に1.5チ程度に減
少して緻密なセラミックの組織構造を構成することかで
きる。
又含浸処理を最も効果的に行うだめに、好ましくは3 
kg/ 22乃至6 kq / rn”の範囲内の加圧
状態下、A < ’d、 11.)−’ mm ■+ 
r:、以ドの減圧法5.N 1”−C行’> コ<!:
 カ望テト し2い 。
!ストの・ぽ(り本発明によJlば、高純+ijの原桐
料を必要とせず、目つこの原材料としてのセラミック材
の調製を容易と(7、更に低温If、 cグ)加熱処理
に伴う簡便な作業性とによって断熱、酬摩性の破覆鳴を
構成することができるため、極めて有用な形成力法のも
/7)である。
す、下水発明の実施例について示硝ばF紀の通りである
実施例1) ・金属円筒体・・・材質;欅月寸構造用炭ゴそ卦1々セ
(、T、A”+C)、内径120mfi、内押3繭、把
品長240 mW n、懸 lへj 液・・二階化クロ
ーム(Crn3 )を水に熔)!イして比重1.70の
4水溶液をgyl製[−7、該製水d液2(10(l 
meに平均粒子径(li 7+のジルコニア粉末132
0grを深川j1.て棲拌混成[7た。
・被(11憎〕)形成・・金属円筒体内部に懸濁液を充
填封着17て台−ヒにセットした自社部遠心装置をもつ
で5000 r、 p、 m、、/′1nin、1()
分間に喰り回転2駆ルhせj、め、回転停止に引続いて
台壁底部(1111より分画1.た濃水溶液を外部に積
出除去ずろことにより、1−1甲約4mmからなる沈積
付着Lf、被覆層を1杉成した。
、加熱処理(1)・・電気炉内で180 ’C寸で徐々
に眉況1.て20分間の乾燥を行った禅、引続き4°(
T/mjnの害;1合で外淵せj、め、最高潟1966
(1゛(りで停止、そ−のP:放冷するこ2により−(
=ラミックの糸目→L+!4を]構成[7/て8、含浸
j、Jt 、LU!  ・))1市1.65からなるク
ローム酸溶液を用い、Crkq/1−rn’のh11モ
状輯干゛の容器内710分[111省fて)だ。
・力11熱机埋(ソト ヤ1気炉内で+ 8 (1’C
で2o 5) [1の乾燥を行った後に、引続き4’(
、’7m1nのV111合でケイ、湛せしめ、最高温度
670’C,T停止ト、その後故白引 し77′8−、
・反復操作・・・−1−記倉濱処耶と加熱処理(2)と
を7回繰返し7行うことによって、1台1ψ約4 mm
う)らなる− I輌緻密なセラミックの糸H織層構コ青
のものをイ↓L′f?−、ナ卦気、TI率fd il、
51%テあっ/こ、 実施例 、金属円筒体・・実施例1と同じ(世I2内径16T3
my、肉厚F+mm、5fl’J品l 3(1(1mm
 )・懸 濁j 液・・=酸1)′クローノ、(C+−
0,)を水に溶解してl+市1.60の濃水溶液(て、
ポに水酸化クローム(c: r(T)T4 )、の少−
溝を添加溶解1.て圧部1.70の濃7に溶煎りを胛製
し、該製水M液536(l mlに何7径Δ4/I以F
のノルコニア粉末)’100 yr、lrl B−IJ
、下の酸化クローム粉]6(’Igr及び5 t+ 、
LJ−トのシリカ320grをそハぞf9添加]2て傅
ゼ1゛氾成1 、 フr、 −・破墳層の形成・・・実
施例1と同じ、層、1す約3Mからなる沈(青伺着1.
た被榎層を形1rν、また。
・加熱処理(1)・・・実ノイリ例1と同じ(世j、I
紗1a湛度F+70’C”’t″停止F、その後I了り
令することによりセラミックの1織11−4を構成した
) 、含?シ処理・比重1.65からなるクローム酸溶液を
用い、犬気斤状態下で20分間行った。
、加熱処1nlQ21・ 実I崩例1と同じ、反イH処
P(!・・十岡11含侵処理と加熱机上ll!(刀とを
1()同作越し行うことによって、層厚的3mmからな
る一層做密なセラミック層の、Sfl熾構造のものを得
た。
なお気孔率け0,27係であった。
実施例 ・金属円筒体・・実m例1と同じ’、 ((!j、 L
内径60間、肉1引、511リリフ、  リ;す品−+
+  180 mrr、  )、v /蜀 液・玉酸化
クローム(rro、)を水に熔解j7て1七1pL45
1;’);り1)ト7トぐ11ギ11液−t、 、++
、へ)号l、jll、 、 戸jり′ンハ水溶液342
meに平均粒子1な5μの酸化クローム1分末19f1
g+を添ノ用1.て4yf1″fB混成1.た。
・チル覆1曽の汁qJ戊、 、、実%fi、 1fll
 J 、l−1i1じ(世1.. ] (1,(It)
(l r、 11. m/mjr+、+2 j)1+l
 ) 層厚的] 、 5mmからなる沈積付着1、た彼
消層を形成した。
・加熱処tlql(1)・・・実jh iv町と回し・
含浸処理・・・比重1.55からなるクローム酸溶液に
約5係のカメリンを混入1./+・’i41(しを用い
、1(1−1mml1g  の涯)トイ大・ノt=l’
7)容器内で10分間行った。
・加熱処理(2)・・・実施例1と同じ、反復処理・・
・ト紀含浸処理と加熱処理とを7回繰返]2行うことに
よって、層厚的1.5闘からなる一I@局密々セラミッ
ク層の細織構造のものを得た。
々お′、v1孔率ktO,3咋であった。
上ir、l−た本発明実絢例にょる恒品と従来の試用製
品上の主たる特にトを比較すれば下記表の通りである。
自発手続補正書 昭和58年3月P・11 、発明の名称 金属円筒体における内周面への断熱・削摩性被棟層の形
成方法 4、代理 人 補   正   書 特願昭57−]]R177 1、特許請求の範囲を下記の通り補正する。
予め遠心装置の台上にセットされた金属円筒体の内部に
、可溶性クローム化合物からなる濃水溶液中に1種以上
の非金端無機物質の微粉末をもって攪拌混成してなる懸
濁液を充填して封着した状態をもって101転駆動せし
、前記円筒体の内周面に前記無機物質による沈積付着し
た被情層な形成せしめると共に、分離された残部濃水溶
液を外部に排出除去し、その後、円筒体を加熱処理を施
すことにより。
前記被覆ノ錆を、該被樟#4を構成する粒子相互間及び
円筒体内周面の金属肌表if++の相互間とにそれぞれ
介在するクローム化合物の焼成変換した酸仕クロームに
よって化学結合された前記非金縞無機物質からなるセラ
ミックの組織構造とし、続いて円筒体をクローム化合物
の濃水溶液に浸漬してセラミックの組織層に点在する気
孔部への含浸処理を行い、しかる後に再度加熱処理し、
その後これら含綬初1・理と加熱処理とを所望同数反世
繰返し行うことを特徴とする金属円筒体における内周面
への断熱・耐華性被横層の形成方法0 2、明細書第4頁第17〜18行[少なくとも・・・6
50℃] ン[好ましくは460°C」と補正する。
3、同第6頁第15〜16行「460°C・・・650
℃」を1゛好ましくは460”CJ と補正する。
特許出願人  臼井国際産業株式会材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 予め遠心装置の台上1.てセットされた金属円筒体の内
    部に、可溶性クローム化合物から々る濃水溶液中に1.
    1i 、1状上の非金属無機物質の微粉末をもって攪拌
    混成してなる懸濁液を充填して封着しだ状態をもって回
    転駆動IJ−1,、前記円筒体の内周面に前記無機物質
    による沈積付端した彼1層を形成すしめると共K、分離
    された残部/117に両夜を外部に排出除去し、その後
    、円筒体を460℃以上の加熱処理を施すことにより、
    前記被覆)脅を5咳破覆啜を構成する粒子相q−間及び
    円筒体内周面の金属肌表面の相伝間とにそれぞれ介午す
    るクローム化合物の焼成変換した酸化クロームによって
    化学結合された前記非金pl&無機物賞からなるセラミ
    ックの組織構造とし、続いて円筒体をクローム化合物の
    良水溶直中に浸漬してセラミックの組織層に点在する気
    孔部への含浸処理を行い、しかる後に再度460℃以上
    の加熱処理し、その後これら含浸処理と加熱処理とを所
    望回数反復繰返し行うことを特徴とする金属円筒体にお
    ける内周面への断熱、耐摩性被覆層の形成方法。
JP11817782A 1982-07-07 1982-07-07 金属円筒体における内周面への断熱・耐摩性被覆層の形成方法 Granted JPS599171A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5360634A (en) * 1988-12-05 1994-11-01 Adiabatics, Inc. Composition and methods for densifying refractory oxide coatings
US6805968B2 (en) 2001-04-26 2004-10-19 Tocalo Co., Ltd. Members for semiconductor manufacturing apparatus and method for producing the same
US8569177B2 (en) 2012-01-25 2013-10-29 Hitachi High-Technologies Corporation Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP2019512068A (ja) * 2016-02-12 2019-05-09 エリコン サーフェイス ソリューションズ アーゲー,プフェフィコーンOerlikon Surface Solutions AG,Pfaffikon コーティングによる内燃エンジンのトライボロジーシステム

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JP2019512068A (ja) * 2016-02-12 2019-05-09 エリコン サーフェイス ソリューションズ アーゲー,プフェフィコーンOerlikon Surface Solutions AG,Pfaffikon コーティングによる内燃エンジンのトライボロジーシステム

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