JPS6014901B2 - ピストンの製造方法 - Google Patents
ピストンの製造方法Info
- Publication number
- JPS6014901B2 JPS6014901B2 JP52145671A JP14567177A JPS6014901B2 JP S6014901 B2 JPS6014901 B2 JP S6014901B2 JP 52145671 A JP52145671 A JP 52145671A JP 14567177 A JP14567177 A JP 14567177A JP S6014901 B2 JPS6014901 B2 JP S6014901B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- ceramic
- sintered body
- ceramic sintered
- aluminum alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/0009—Cylinders, pistons
- B22D19/0027—Cylinders, pistons pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F2200/00—Manufacturing
- F02F2200/06—Casting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はピストンの製造方法に関し、特に耐熱性、断熱
性の優れたピストンの製造方法に関する。
性の優れたピストンの製造方法に関する。
一般に、ディーゼル等の内燃機関における熱損失はかな
り大きく、その大部分がピストンおよび排気通路におけ
る冷却損失と排気による熱損失である。
り大きく、その大部分がピストンおよび排気通路におけ
る冷却損失と排気による熱損失である。
従って、これらの熱損失を少なくすることができれば、
内燃機関の燃費を下げ、熱効率を高めることができる。
熱損失を防止する方法としては、ピストンおよび排気通
路において、内部から外部への熱伝導を少なくし、壁面
の温度を高める方法が良く、具体的には壁面を熱伝導率
の低い材料で覆う方法が考えられる。
内燃機関の燃費を下げ、熱効率を高めることができる。
熱損失を防止する方法としては、ピストンおよび排気通
路において、内部から外部への熱伝導を少なくし、壁面
の温度を高める方法が良く、具体的には壁面を熱伝導率
の低い材料で覆う方法が考えられる。
しかし、ディーゼル等の内燃機関に用いられるピストン
は、通常、山一Ｓｉ系合金（例えば、ＪＩＳＡＣ８Ａ等
）であり、この表面を、熱伝導率が低くしかも耐熱性を
備えた材料で被覆することは困難である。すなわち、上
記山一Ｓｉ系合金は融点が６６０℃以下と低いので、耐
熱材料（一般に高融点）で被覆するとしても、母材とな
る該Ｎ−Ｓｉ系合金は６６０ｏｏ以上の温度に加熱する
ことができないから、耐熱性および断熱性のあるホウロ
ゥ等を被覆することは極めて困難乃至は不可能である。
一方、鋳物製部品の場合、耐熱、断熱性を必要とする部
分をセラミックス競結体で作製し、これを鋳ぐるむこと
により該部品に耐熱性と断熱性とを付与することができ
るが、鏡ぐるみ時の熱衝撃が収縮応力によりセラミック
ス焼結体が割れることが多く、セラミックス競結体の形
状に制約があり、この技術をそのままピストン製造に適
用することはできない。
は、通常、山一Ｓｉ系合金（例えば、ＪＩＳＡＣ８Ａ等
）であり、この表面を、熱伝導率が低くしかも耐熱性を
備えた材料で被覆することは困難である。すなわち、上
記山一Ｓｉ系合金は融点が６６０℃以下と低いので、耐
熱材料（一般に高融点）で被覆するとしても、母材とな
る該Ｎ−Ｓｉ系合金は６６０ｏｏ以上の温度に加熱する
ことができないから、耐熱性および断熱性のあるホウロ
ゥ等を被覆することは極めて困難乃至は不可能である。
一方、鋳物製部品の場合、耐熱、断熱性を必要とする部
分をセラミックス競結体で作製し、これを鋳ぐるむこと
により該部品に耐熱性と断熱性とを付与することができ
るが、鏡ぐるみ時の熱衝撃が収縮応力によりセラミック
ス焼結体が割れることが多く、セラミックス競結体の形
状に制約があり、この技術をそのままピストン製造に適
用することはできない。
すなわち、第１図に示すように、ピストンの触火部全面
をセラミックス焼結体１とすると、つば１′が付いた形
状となるため、これを鏡ぐるむ場合、熱衝撃や収縮応力
を受けて図示する個所にクラック２が発生し易い。また
、溶射等の表面処理法によっても耐熱性と断熱性とを付
与することができるが、形状が複雑な場合には溶射が困
難となり、そのために溶射むらあるいは欠陥が発生し易
いという欠点があり、この方法もそのままピストン製造
に適用することはできない。
をセラミックス焼結体１とすると、つば１′が付いた形
状となるため、これを鏡ぐるむ場合、熱衝撃や収縮応力
を受けて図示する個所にクラック２が発生し易い。また
、溶射等の表面処理法によっても耐熱性と断熱性とを付
与することができるが、形状が複雑な場合には溶射が困
難となり、そのために溶射むらあるいは欠陥が発生し易
いという欠点があり、この方法もそのままピストン製造
に適用することはできない。
すなわち、第２図に示すように、ピストンの触火部全面
にセラミックスの綾射皮膜３を施すと、矢印４で示す個
所の溶射が困難となり、該個所に剥離あるいは割れが発
生し、耐久性に劣る。本発明は、上記の諸点に鑑みてな
されたもので、熱効率の高い断熱エンジンを得るために
ピストンの冷却による熱損失を防止すべく、耐熱性、断
熱性に優れると共に耐久性のある良品質のピストンを製
造する方法を提供するものである。セラミックス焼結体
をピストン触火部の中央部に位置し燃焼室を構成するよ
うにアルミニウム合金または鋳鉄で銭ぐるんでピストン
を成形し、次いで前記セラミックス競結体を除いた他の
ピストン触火部にセラミックス溶射皮膜を施すことを特
徴とするピストンの製造方法を要旨とするものである。
以下、本発明方法の一実施態様例を示す添付図面を用い
て本発明方法を更に詳細に説明する。
にセラミックスの綾射皮膜３を施すと、矢印４で示す個
所の溶射が困難となり、該個所に剥離あるいは割れが発
生し、耐久性に劣る。本発明は、上記の諸点に鑑みてな
されたもので、熱効率の高い断熱エンジンを得るために
ピストンの冷却による熱損失を防止すべく、耐熱性、断
熱性に優れると共に耐久性のある良品質のピストンを製
造する方法を提供するものである。セラミックス焼結体
をピストン触火部の中央部に位置し燃焼室を構成するよ
うにアルミニウム合金または鋳鉄で銭ぐるんでピストン
を成形し、次いで前記セラミックス競結体を除いた他の
ピストン触火部にセラミックス溶射皮膜を施すことを特
徴とするピストンの製造方法を要旨とするものである。
以下、本発明方法の一実施態様例を示す添付図面を用い
て本発明方法を更に詳細に説明する。
第３図は、ピストン触火部の中央部（以下、ピストン触
火部の一部と記す）をなす（すなわち、燃焼室を横成す
る）セラミックス焼結体１１の斜視図である。該セラミ
ックス焼結体１１は、耐熱性の優れたＳｉ３Ｎ４等から
なる粉末成形体を切削して成形し、これを例えば１７０
０ｑ○、真空中で２時間焼結して得られる。該セラミッ
クス暁結体１１を第４図に示すように、ピストン鋳型１
４および中子１５で構成される鋳型内に固定し、次いで
アルミニウム合金または鋳鉄の熔湯１２を流し込む。
火部の一部と記す）をなす（すなわち、燃焼室を横成す
る）セラミックス焼結体１１の斜視図である。該セラミ
ックス焼結体１１は、耐熱性の優れたＳｉ３Ｎ４等から
なる粉末成形体を切削して成形し、これを例えば１７０
０ｑ○、真空中で２時間焼結して得られる。該セラミッ
クス暁結体１１を第４図に示すように、ピストン鋳型１
４および中子１５で構成される鋳型内に固定し、次いで
アルミニウム合金または鋳鉄の熔湯１２を流し込む。
これにより、該セラミックス暁結体１１の表面１７がピ
ストン触火部の一部となり、該セラミックス暁結体１１
を鏡ぐるんだアルミニウム合金または鋳鉄１２の表面１
６がピストン触火部の残部となる。なお、該アルミニウ
ム合金には通常のＪＩＳＡＣ８Ａ等が用いられ、鋳鉄に
も通常のものが用いられる。しかる後、アルミニウム合
金または鋳鉄１２の表面１６、すなわち触火部の一部を
なすセラミックス暁結体１１の表面１７を除いた触火部
に、プラズマ溶射法等により、例えば厚さ０．４側のセ
ラミックス溶射皮膜を施こす。
ストン触火部の一部となり、該セラミックス暁結体１１
を鏡ぐるんだアルミニウム合金または鋳鉄１２の表面１
６がピストン触火部の残部となる。なお、該アルミニウ
ム合金には通常のＪＩＳＡＣ８Ａ等が用いられ、鋳鉄に
も通常のものが用いられる。しかる後、アルミニウム合
金または鋳鉄１２の表面１６、すなわち触火部の一部を
なすセラミックス暁結体１１の表面１７を除いた触火部
に、プラズマ溶射法等により、例えば厚さ０．４側のセ
ラミックス溶射皮膜を施こす。
この時、第５図に示すように、セラミックス溶射皮膜１
３は上記表面１６上に例えば５脚幅の外周部Ｑを残して
施すことが好ましい。これはセラミックス溶射皮膜１３
の端部を段付きとすることによって該セラミックス溶射
皮膜１３と上記表面１６との接着強度を高めるためであ
る。該セラミックス溶射皮膜としてはＺの２等が用いら
れる。なお、第５図中、１０はピストン本体を示す。ま
た、本発明方法において、セラミックス漆射皮膜１３と
アルミニウム合金または鋳鉄１２の表面１６との接着性
を良くするために、アンダーコート層を設けることもで
きる。該アンダ−コート層は、例えばセラミックス溶射
皮膜１３が厚さ０．４柳のＺぬ２で表面１６がアルミニ
ウム合金の場合、該Ｚｒ○２溶射に先立って、ＮｉＮ（
ニッケルアルミナィド）を０．１柳厚さに溶射すること
によって設けられる。以上説明したように、本発明方法
によれば、ピストン触火部の一部のみをセラミックス焼
結体とするため、該セラミックス鱗結体は第３図に示す
ような形状となり、これをアルミニウム合金や鋳鉄で銭
ぐるむ場合、熱衝撃や収縮応力を受けてもクラックを発
生することがなく、またセラミックス溶射皮膜は上記セ
ラミックス焼結体を除いた平坦な部分にのみ施こされる
ため溶射が極めて容易となり、耐久性に優れたものとす
ることができる。
３は上記表面１６上に例えば５脚幅の外周部Ｑを残して
施すことが好ましい。これはセラミックス溶射皮膜１３
の端部を段付きとすることによって該セラミックス溶射
皮膜１３と上記表面１６との接着強度を高めるためであ
る。該セラミックス溶射皮膜としてはＺの２等が用いら
れる。なお、第５図中、１０はピストン本体を示す。ま
た、本発明方法において、セラミックス漆射皮膜１３と
アルミニウム合金または鋳鉄１２の表面１６との接着性
を良くするために、アンダーコート層を設けることもで
きる。該アンダ−コート層は、例えばセラミックス溶射
皮膜１３が厚さ０．４柳のＺぬ２で表面１６がアルミニ
ウム合金の場合、該Ｚｒ○２溶射に先立って、ＮｉＮ（
ニッケルアルミナィド）を０．１柳厚さに溶射すること
によって設けられる。以上説明したように、本発明方法
によれば、ピストン触火部の一部のみをセラミックス焼
結体とするため、該セラミックス鱗結体は第３図に示す
ような形状となり、これをアルミニウム合金や鋳鉄で銭
ぐるむ場合、熱衝撃や収縮応力を受けてもクラックを発
生することがなく、またセラミックス溶射皮膜は上記セ
ラミックス焼結体を除いた平坦な部分にのみ施こされる
ため溶射が極めて容易となり、耐久性に優れたものとす
ることができる。
なお、本発明方法で得られたピストンのディーゼルェン
ジンでの実機テストによれば、‘ｌｉ ２０加時間の全
負荷運転で欠陥が発生しなかった。
ジンでの実機テストによれば、‘ｌｉ ２０加時間の全
負荷運転で欠陥が発生しなかった。
■ 排気ガスの分析を行なったところ、炭化水素の量が
従来のアルミニウム合金ピストンの場合の約６０％に低
下していた。
従来のアルミニウム合金ピストンの場合の約６０％に低
下していた。
等の結果が得られた。
これらから、本発明方法のピストンによれば、触火部表
面の温度が上昇し、耐熱、断熱上の効果が得られること
が明らかである。
面の温度が上昇し、耐熱、断熱上の効果が得られること
が明らかである。
第１図は従来のセラミックス燈給体銭ぐるみ技術をその
ままピストン製造に適用したピストン鮫火部全体をなす
セラミックス焼結体の斜視図、第２図は従来の溶射表面
処理法をそのままピストン製造に適用したピストン全体
の断面図、第３図は本発明方法におけるピストン触火部
の一部をなすセラミックス暁結体の一例を示す斜視図、
第４図は本発明方法におけるセラミックス暁結体鏡ぐる
み時の一実施態様例を示す断面図、第５図は本発明方法
で得られるピストンの一例を示す斜視図である。 １０・・・・・・ピストン本体、１１・・・・・・セラ
ミックス競緒体、１２…・・・セラミックス嬢結体を銭
ぐるんでいるアルミニウム合金あるいは鋳鉄、１３・・
・・・・セラミックス熔射皮膜。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
ままピストン製造に適用したピストン鮫火部全体をなす
セラミックス焼結体の斜視図、第２図は従来の溶射表面
処理法をそのままピストン製造に適用したピストン全体
の断面図、第３図は本発明方法におけるピストン触火部
の一部をなすセラミックス暁結体の一例を示す斜視図、
第４図は本発明方法におけるセラミックス暁結体鏡ぐる
み時の一実施態様例を示す断面図、第５図は本発明方法
で得られるピストンの一例を示す斜視図である。 １０・・・・・・ピストン本体、１１・・・・・・セラ
ミックス競緒体、１２…・・・セラミックス嬢結体を銭
ぐるんでいるアルミニウム合金あるいは鋳鉄、１３・・
・・・・セラミックス熔射皮膜。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- １ セラミツクス焼結体をピストン触火部の中央部に位
置し燃焼室を構成するようにアルミニウム合金または鋳
鉄で鋳ぐるんでピストンを成形し、次いで前記セラミツ
クス焼結体を除いた他のピストン触火部にセラミツクス
溶射皮膜を施すことを特徴とするピストンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52145671A JPS6014901B2 (ja) | 1977-12-06 | 1977-12-06 | ピストンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52145671A JPS6014901B2 (ja) | 1977-12-06 | 1977-12-06 | ピストンの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5478325A JPS5478325A (en) | 1979-06-22 |
| JPS6014901B2 true JPS6014901B2 (ja) | 1985-04-16 |
Family
ID=15390385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52145671A Expired JPS6014901B2 (ja) | 1977-12-06 | 1977-12-06 | ピストンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6014901B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0533881B2 (ja) * | 1987-11-17 | 1993-05-20 | Ishita Kk |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2123727B (en) * | 1982-06-25 | 1985-11-20 | Ae Plc | Pressure-casting pistons |
| JPS5966966A (ja) * | 1982-10-09 | 1984-04-16 | Toyota Motor Corp | 耐熱性軽合金部材およびその製造方法 |
| JPS5966967A (ja) * | 1982-10-09 | 1984-04-16 | Toyota Motor Corp | 耐熱性軽合金部材およびその製造方法 |
| US4495907A (en) * | 1983-01-18 | 1985-01-29 | Cummins Engine Company, Inc. | Combustion chamber components for internal combustion engines |
| JPS6063055U (ja) * | 1983-10-06 | 1985-05-02 | 高尾 武 | ピストン・クラウン |
| JPS6063054U (ja) * | 1983-10-06 | 1985-05-02 | 高尾 武 | ピストン・クラウン |
| JPS6139454U (ja) * | 1984-08-17 | 1986-03-12 | ダイハツ工業株式会社 | セラミツクス被覆ピストン |
-
1977
- 1977-12-06 JP JP52145671A patent/JPS6014901B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0533881B2 (ja) * | 1987-11-17 | 1993-05-20 | Ishita Kk |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5478325A (en) | 1979-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4798770A (en) | Heat resisting and insulating light alloy articles and method of manufacture | |
| JPH0333428B2 (ja) | ||
| JP2014040820A (ja) | エンジン燃焼室に臨む部材の断熱構造体及びその製造方法 | |
| WO1992022736A3 (en) | Improved internal combustion engine cylinder heads and similar articles of manufacture and methods of manufacturing same | |
| JPS6014901B2 (ja) | ピストンの製造方法 | |
| US4522171A (en) | Pre-combustion or turbulence chamber for internal combustion engines | |
| JPS6027820B2 (ja) | 内燃機関の燃焼室構成部材の製造方法 | |
| JPH0435620B2 (ja) | ||
| JPS58180751A (ja) | 内燃機関用ピストンおよびその製造方法 | |
| JPS6289563A (ja) | 断熱ピストンの製造方法 | |
| JPH08232618A (ja) | エンジンバルブシートの鋳ぐるみ方法 | |
| JPH01184261A (ja) | セラミック断熱部材 | |
| JPH09277018A (ja) | 内燃機関のシリンダヘッドおよびその製造方法 | |
| JPH02104950A (ja) | 内燃機関のピストン | |
| US5798006A (en) | Pre-manufacturing method of a cylinder head by means of junction of low fusing point A1 alloyed layers | |
| JPS61126359A (ja) | 耐熱性ピストンおよびその製造方法 | |
| RU2006342C1 (ru) | Способ изготовления биметаллических ребристых цилиндров | |
| JPS646274B2 (ja) | ||
| JPS6123822A (ja) | 金属とセラミツクスの接合体 | |
| JPH0436062B2 (ja) | ||
| JPS61207567A (ja) | セラミツク溶射皮膜の形成法 | |
| JPS6299451A (ja) | 断熱ピストンの製造方法 | |
| JPS643794Y2 (ja) | ||
| JPH0111962Y2 (ja) | ||
| JPH0151666B2 (ja) |