JPS60113049A - シリンダライナ及びその製造方法 - Google Patents
シリンダライナ及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS60113049A JPS60113049A JP22120383A JP22120383A JPS60113049A JP S60113049 A JPS60113049 A JP S60113049A JP 22120383 A JP22120383 A JP 22120383A JP 22120383 A JP22120383 A JP 22120383A JP S60113049 A JPS60113049 A JP S60113049A
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- JP
- Japan
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- cylinder liner
- hardened
- sliding surface
- laser energy
- inner circumferential
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/14—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes wear-resistant or pressure-resistant pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J10/00—Engine or like cylinders; Features of hollow, e.g. cylindrical, bodies in general
- F16J10/02—Cylinders designed to receive moving pistons or plungers
- F16J10/04—Running faces; Liners
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はシリンダライナ及びその製造方法に係り、特に
舶用ディーゼルエンジンなどの大田カッ内燃機関に適用
するに好適なシリンダライナ及びその製造方法に関する
ものである。
舶用ディーゼルエンジンなどの大田カッ内燃機関に適用
するに好適なシリンダライナ及びその製造方法に関する
ものである。
舶用ディーゼルエンジンなどの大型の往復式内燃機関に
おいては、通常、シリンダブロックに筒状のシリンダラ
イナが装着されている。
おいては、通常、シリンダブロックに筒状のシリンダラ
イナが装着されている。
このシリンダライナは、ピストンリングと摺動するもの
であることから、摺動面の潤滑油保持性（保油性）が高
く耐摩耗性に優れていること及び十分な強度を有するこ
とが特性として要求されており、従来は一般に、片状黒
鉛鋳鉄品が用いられている。
であることから、摺動面の潤滑油保持性（保油性）が高
く耐摩耗性に優れていること及び十分な強度を有するこ
とが特性として要求されており、従来は一般に、片状黒
鉛鋳鉄品が用いられている。
しかして近年、舶用ディーゼルエンジン等の内燃機関の
燃費の低減、機関出力の増大を図るために燃焼室内の燃
焼圧力が高められつつあると共に燃料油・潤滑油の低質
化も進められておシ、これに対応すべくシリンダライナ
にも一層耐摩耗性能に優れたものが要求され、摺動面の
レーザ焼入れ等、種々の改良策が検討されている。
燃費の低減、機関出力の増大を図るために燃焼室内の燃
焼圧力が高められつつあると共に燃料油・潤滑油の低質
化も進められておシ、これに対応すべくシリンダライナ
にも一層耐摩耗性能に優れたものが要求され、摺動面の
レーザ焼入れ等、種々の改良策が検討されている。
しかるにレーザ焼入れを施した場合、焼入れをしない部
分の硬度が低く摺動により摩耗して焼入れ部よシも一段
低い摺動面となるため、焼入れ模様によってはピストン
リングとシリンダライナとの間に隙間ができ、プローバ
イが起こる恐れがある、スカッフィングと称される摺動
面の擦過が生じるなどのほか、耐摩耗性の向上が芳しく
ない等の種々の問題が考えられる。
分の硬度が低く摺動により摩耗して焼入れ部よシも一段
低い摺動面となるため、焼入れ模様によってはピストン
リングとシリンダライナとの間に隙間ができ、プローバ
イが起こる恐れがある、スカッフィングと称される摺動
面の擦過が生じるなどのほか、耐摩耗性の向上が芳しく
ない等の種々の問題が考えられる。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その
目的とするところは摺動面の耐摩耗性及び耐スカツフイ
ング性が格段に向上されるシリンダライナ及びその製造
方法を提供することにある。
目的とするところは摺動面の耐摩耗性及び耐スカツフイ
ング性が格段に向上されるシリンダライナ及びその製造
方法を提供することにある。
この目的を達成するために、本発明は摺動面の構成に改
良を加えるようにしたものである。
良を加えるようにしたものである。
即ち本発明は内周面が摺動面であるシリンダライナにお
いて、該摺動面の少なくとも一部には焼入れ硬化部が斑
点状に形成されていることを特徴とするシリンダライナ
、 及び、シリンダライナ素材の内周面の少なくとも一部に
、レーザエネルギ吸収剤を斑点状に塗布し、ついで該内
周面にレーザビームを照射して、前記レーザエネルギ吸
収剤が塗布された部分のみを選択的に表面焼入れするよ
うにしたことを特徴とするツリ、ダライナα弄蕃叛逢す
、法、 を要旨とするものである。
いて、該摺動面の少なくとも一部には焼入れ硬化部が斑
点状に形成されていることを特徴とするシリンダライナ
、 及び、シリンダライナ素材の内周面の少なくとも一部に
、レーザエネルギ吸収剤を斑点状に塗布し、ついで該内
周面にレーザビームを照射して、前記レーザエネルギ吸
収剤が塗布された部分のみを選択的に表面焼入れするよ
うにしたことを特徴とするツリ、ダライナα弄蕃叛逢す
、法、 を要旨とするものである。
以下、本発明を第１図及び第２図を参照して詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施例に係るシリンダライナの断面
見取り図である。本発明においては内周面が摺動面２で
あるシリンダライナ１において、該摺動面２に焼入れ硬
化部を斑点状に設ける。即ち、摺動面２の一部（２点鎖
線で囲まれだ■の部分）の拡大図である第２図に示す如
く、摺動面２に斑点状の焼入れ硬化部３を多数形成させ
るのである。この斑点状の焼入れ硬化部３は均一微細な
ものが好ましく、焼入れ硬化部３の径がシリンダライナ
に装入されるピストンのピストンリングの幅よシも小と
なるようにするのが好適である。
見取り図である。本発明においては内周面が摺動面２で
あるシリンダライナ１において、該摺動面２に焼入れ硬
化部を斑点状に設ける。即ち、摺動面２の一部（２点鎖
線で囲まれだ■の部分）の拡大図である第２図に示す如
く、摺動面２に斑点状の焼入れ硬化部３を多数形成させ
るのである。この斑点状の焼入れ硬化部３は均一微細な
ものが好ましく、焼入れ硬化部３の径がシリンダライナ
に装入されるピストンのピストンリングの幅よシも小と
なるようにするのが好適である。
しかして摺動面２のうち焼入れ硬化部３以外の部分は焼
きが入れられておらず、焼入れ硬化部３よシも硬度が低
い低硬度部４とされている。この低硬度部４は、ピスト
ン摺動によシ摩耗して凹部を形成するようになシ、油だ
め部として作用し、摺動面の潤滑油保持能の増大に寄与
するのである。
きが入れられておらず、焼入れ硬化部３よシも硬度が低
い低硬度部４とされている。この低硬度部４は、ピスト
ン摺動によシ摩耗して凹部を形成するようになシ、油だ
め部として作用し、摺動面の潤滑油保持能の増大に寄与
するのである。
この低硬度部４があまシ広すぎるとブローノ（イが起こ
り易くなることから、本発明においてはブローパイを確
実に防止するために、斑点状の焼入れ硬化部３は、特に
均一にかつ密集して形成するのが好ましい。
り易くなることから、本発明においてはブローパイを確
実に防止するために、斑点状の焼入れ硬化部３は、特に
均一にかつ密集して形成するのが好ましい。
またこのような焼入れ硬化部３はシリンダライナの摺動
面全体に設けてもよいし、また特に摩耗の激しい部分の
みに設けてもよい。
面全体に設けてもよいし、また特に摩耗の激しい部分の
みに設けてもよい。
このような第１の発明に係るシリンダライナは第２の発
明、即ち、シリンダライナ素材の内周面の少なくとも一
部にレーザエネルギ吸収剤を斑点状に塗布した後、該内
周面にレーザビームを照射して、レーザエネルギ吸収剤
が塗布された部分のみを選択的に表面焼入れする方法に
よって容易に製造することができる。
明、即ち、シリンダライナ素材の内周面の少なくとも一
部にレーザエネルギ吸収剤を斑点状に塗布した後、該内
周面にレーザビームを照射して、レーザエネルギ吸収剤
が塗布された部分のみを選択的に表面焼入れする方法に
よって容易に製造することができる。
この第２の発明において、シリンダライナ素材とは鋳造
された後いまだ焼入れ処理が施されてないシリンダライ
ナをいう。なお、もちろん仕上研摩等の機械的加工を加
えたものであっても良い。
された後いまだ焼入れ処理が施されてないシリンダライ
ナをいう。なお、もちろん仕上研摩等の機械的加工を加
えたものであっても良い。
第２の発明においてレーザエネルギ吸収剤としては、グ
ラファイト又は酸化物等やそれらの混合物を水又は適当
な有機溶媒等に分散又は溶解させた分散液又は溶液を用
いる。
ラファイト又は酸化物等やそれらの混合物を水又は適当
な有機溶媒等に分散又は溶解させた分散液又は溶液を用
いる。
このようなレーザエネルギ吸収剤を斑点状に塗布する方
法としては、吸収剤を霧状にしてシリンダライナ素材内
周面に噴霧塗布する方法、あるいはシリンダライナ内周
面の全面に吸収剤を塗布して塗布膜を形成させた後、こ
の塗膜を部分的に除去する方法等がある。塗膜を除去す
る方法としては、メツシュ模様が刻設されたローラをシ
リンダライナの内周面上を転動させ、塗膜の一部を拭き
取る又はかき落す等の物理的除去方法、又は適当な溶剤
を部分的に塗布して吸収剤を溶解除去する化学的除去方
法等が採用可能である。
法としては、吸収剤を霧状にしてシリンダライナ素材内
周面に噴霧塗布する方法、あるいはシリンダライナ内周
面の全面に吸収剤を塗布して塗布膜を形成させた後、こ
の塗膜を部分的に除去する方法等がある。塗膜を除去す
る方法としては、メツシュ模様が刻設されたローラをシ
リンダライナの内周面上を転動させ、塗膜の一部を拭き
取る又はかき落す等の物理的除去方法、又は適当な溶剤
を部分的に塗布して吸収剤を溶解除去する化学的除去方
法等が採用可能である。
本発明においては、このようにしてシリンダライナ素材
内周面にレーザエネルギ吸収剤を斑点状に塗布した後、
通常の方法でレーザビーム照射を行ない、斑点状の焼入
れ硬化部をシリンダライナ摺動面に形成させる。
内周面にレーザエネルギ吸収剤を斑点状に塗布した後、
通常の方法でレーザビーム照射を行ない、斑点状の焼入
れ硬化部をシリンダライナ摺動面に形成させる。
即ち、レーザエネルギ吸収剤が塗布された部分はレーザ
ビームが照射された時にすばやくそのエネルギを吸収し
、非塗布部分よりも急速に昇温する。そのためレーザビ
ーム移動速度値、レーザビーム強度値などを、レーザエ
ネルギ吸収剤を塗布した部分が焼入れされる値に設定し
てレーザビーム照射を行なうと、当該塗布部分には焼き
が入るが、非塗布部分には昇温の少ないが故に焼きが入
らないようになるのである。
ビームが照射された時にすばやくそのエネルギを吸収し
、非塗布部分よりも急速に昇温する。そのためレーザビ
ーム移動速度値、レーザビーム強度値などを、レーザエ
ネルギ吸収剤を塗布した部分が焼入れされる値に設定し
てレーザビーム照射を行なうと、当該塗布部分には焼き
が入るが、非塗布部分には昇温の少ないが故に焼きが入
らないようになるのである。
第２の発明は、かくの如くしてレーザビーム吸収剤塗布
部のみを選択的に焼入れして硬化させるようにしたもの
である。
部のみを選択的に焼入れして硬化させるようにしたもの
である。
以下に本発明を実施例によシ更に具体的に説明するが、
本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定
されるものではない。
本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定
されるものではない。
第１表に示す性状のシリンダライナの内周面にグラファ
イト、アクリル及びアルコール混合物を噴霧した後乾燥
し、シリンダライナ内周面にグラファイトを斑点状に付
着させた。なおグラファイトの付着厚さは約１５μｍで
あった。
イト、アクリル及びアルコール混合物を噴霧した後乾燥
し、シリンダライナ内周面にグラファイトを斑点状に付
着させた。なおグラファイトの付着厚さは約１５μｍで
あった。
次いでこのシリンダライナ内局面にレーザビームを照射
しグラファイト付着部分を選択的に表面焼入れした。レ
ーザビーム照射条件は、照射パワー密度的１０００ ”
／６７Ａ” 、照射エネルギ密度約１０００Ｊ／ｃｆＩ
Ｌ２である。
しグラファイト付着部分を選択的に表面焼入れした。レ
ーザビーム照射条件は、照射パワー密度的１０００ ”
／６７Ａ” 、照射エネルギ密度約１０００Ｊ／ｃｆＩ
Ｌ２である。
このようにして表面焼入れしたシリンダライナと、第１
表に示す性状のピストンリングとの摩耗試験を行なった
。試験条件を第２表に示す。
表に示す性状のピストンリングとの摩耗試験を行なった
。試験条件を第２表に示す。
比較のために、表面焼入れ処理を施さないこと以外は上
記実施例と同一のシリンダライナを用いて同様の摩耗試
験を行なった。
記実施例と同一のシリンダライナを用いて同様の摩耗試
験を行なった。
試験後のシリン）゛ライナ内周面を観察したところ、実
施例に係るものにはスカッフィングが全く発生していな
いことが認められた。
施例に係るものにはスカッフィングが全く発生していな
いことが認められた。
また表面焼入れ処理を施したシリンダライナの摩耗量は
、表面焼入れ処理を施さなかったシリンダライナの摩耗
量の約％以下であった。またピストンリングの摩耗量も
、シリンダライナに表面焼入れ処理を施した場合はシリ
ンダライナに表面焼入れ処理を施さなかった場合の約％
以下であった。
、表面焼入れ処理を施さなかったシリンダライナの摩耗
量の約％以下であった。またピストンリングの摩耗量も
、シリンダライナに表面焼入れ処理を施した場合はシリ
ンダライナに表面焼入れ処理を施さなかった場合の約％
以下であった。
これらのことから、シリンダライナだけを本発明の如く
表面焼入れ処理することによシリンダライナ及びピスト
ンリング双方の耐摩耗性と耐スカツフイング性が大幅に
向上されることが認められる。
表面焼入れ処理することによシリンダライナ及びピスト
ンリング双方の耐摩耗性と耐スカツフイング性が大幅に
向上されることが認められる。
第 １ 表
第 ２ 表
〔発明の効果〕
以上詳述し九通シ、本発明のシリンダ２イナはシリンダ
ライナの摺動面の少なくとも一部に斑点状の焼入れ硬化
部を形成させたものであり、摺動面の耐スカッフィック
性及び耐摩耗性が大幅に向上する。しかも焼入れ硬化部
を微細にすると共に均一にかつ密集して形成す−ること
により、ブローパイを確実に防止することができる。
ライナの摺動面の少なくとも一部に斑点状の焼入れ硬化
部を形成させたものであり、摺動面の耐スカッフィック
性及び耐摩耗性が大幅に向上する。しかも焼入れ硬化部
を微細にすると共に均一にかつ密集して形成す−ること
により、ブローパイを確実に防止することができる。
また係る本発明のシリンダライナの焼入れ硬化部は、シ
リンダライナ内周面にレーザエネルギ吸収剤を斑点状に
塗布した後、レーザビーム照射することによシ極めて簡
便な操作で設けることができる。しかもこの方法によれ
ば、極めて微小な斑点状の焼入れ硬化部も容易に形成さ
せることができる。
リンダライナ内周面にレーザエネルギ吸収剤を斑点状に
塗布した後、レーザビーム照射することによシ極めて簡
便な操作で設けることができる。しかもこの方法によれ
ば、極めて微小な斑点状の焼入れ硬化部も容易に形成さ
せることができる。
第１図は本発明のシリンダライナの一例を示す断面見取
シ図であシ、第２図は第１図の摺動面の一部拡大図であ
る。 ｌ・・・シリンダライナ、２・・・摺動面、３・・・焼
入れ硬化部、４・・・低硬度部。 代理人 弁理士 重 野 剛 第１ −く 第２ ・１
シ図であシ、第２図は第１図の摺動面の一部拡大図であ
る。 ｌ・・・シリンダライナ、２・・・摺動面、３・・・焼
入れ硬化部、４・・・低硬度部。 代理人 弁理士 重 野 剛 第１ −く 第２ ・１
Claims (4)
- （１） 内周面が摺動面であるシリンダライナにおいて
、該摺動面の少なくとも一部に焼入れ硬化部が斑点状に
形成されていることを特徴とするシリンダライナ。 - （２） シリンダライナ素材の内周面の少なくとも一部
に゛、レーザエネルギ吸収剤を斑点状に塗布し、ついで
該内周面にレーザビームを照射して、前記レーザエネル
ギ吸収剤が塗布された部分のみを選択的に表面焼入れす
るようにしたことを特徴とするシリンダライナの製造方
法。 - （３） レーザエネルギ吸収剤をシリンダライナ素材の
内周面に吹き付けることによシレーザエネルギ吸収剤を
斑点状に塗布することを特徴とする特許請求の範囲第２
項に記載のシリンダライナの製造方法。 - （４） レーザエネルギ吸収剤をシリンダライナ素材の
内周面に塗布した後、部分的にかき落すことによシレー
ザエネルギ吸収剤を斑点状に塗布することを特徴とする
特許請求の範囲第２項に記載のシリンダライナの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22120383A JPS60113049A (ja) | 1983-11-24 | 1983-11-24 | シリンダライナ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22120383A JPS60113049A (ja) | 1983-11-24 | 1983-11-24 | シリンダライナ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60113049A true JPS60113049A (ja) | 1985-06-19 |
Family
ID=16763082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22120383A Pending JPS60113049A (ja) | 1983-11-24 | 1983-11-24 | シリンダライナ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60113049A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009540222A (ja) * | 2006-06-03 | 2009-11-19 | カーエス コルベンシュミット ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ピストンヘッドのリング溝をレーザビームによって硬化させるための方法ならびに該方法により製作されたピストン |
-
1983
- 1983-11-24 JP JP22120383A patent/JPS60113049A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009540222A (ja) * | 2006-06-03 | 2009-11-19 | カーエス コルベンシュミット ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ピストンヘッドのリング溝をレーザビームによって硬化させるための方法ならびに該方法により製作されたピストン |
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