JPS60156958A - 内燃機関用部材 - Google Patents
内燃機関用部材Info
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- JPS60156958A JPS60156958A JP1027484A JP1027484A JPS60156958A JP S60156958 A JPS60156958 A JP S60156958A JP 1027484 A JP1027484 A JP 1027484A JP 1027484 A JP1027484 A JP 1027484A JP S60156958 A JPS60156958 A JP S60156958A
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- combustion engine
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- 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
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
- F02F7/0087—Ceramic materials
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- 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
- F02F3/10—Pistons having surface coverings
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- 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
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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- F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
- F05C2203/08—Ceramics; Oxides
- F05C2203/0865—Oxide ceramics
- F05C2203/0869—Aluminium oxide
-
- 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
- F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
- F05C2203/08—Ceramics; Oxides
- F05C2203/0865—Oxide ceramics
- F05C2203/0895—Zirconium oxide
-
- 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
- F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
- F05C2253/16—Fibres
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (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】
（発明の対象）
本発明は耐スポーリング竹にづぐれた断熱被覆を右づる
内燃機関用部材（＝係り、特にレラミック繊紺とジルコ
ニア系酸化物との混合層によって溶射被覆されたピスト
ン等の内燃（幾関用部拐に関りる。
内燃機関用部材（＝係り、特にレラミック繊紺とジルコ
ニア系酸化物との混合層によって溶射被覆されたピスト
ン等の内燃（幾関用部拐に関りる。
〈従来技術）
近年Ｊ、ンジンの高出力化、熱効率向上のため高温高負
荷運転が志向され、そのためピストン等内燃機関部拐の
断熱、軽量化の要請が高まりつつある。
荷運転が志向され、そのためピストン等内燃機関部拐の
断熱、軽量化の要請が高まりつつある。
この要請に応えるためセラミックス、Ｊンジンの検討が
進み、ピストン等のセラミックス化が（σｌ究されてい
る。。
進み、ピストン等のセラミックス化が（σｌ究されてい
る。。
しかるに炭化珪素、窒化珪素等で製作されたけラミック
ピストンは現状にｄ５いては信頼性不足であると共にロ
スト高であることはまぬがれず、エンジン仝体をセラミ
ックス化しない限り効果は低く、これを完成さけるには
各種レラミックス部拐の破壊強度、温浴性、安全性等解
決すべき課題が多い。
ピストンは現状にｄ５いては信頼性不足であると共にロ
スト高であることはまぬがれず、エンジン仝体をセラミ
ックス化しない限り効果は低く、これを完成さけるには
各種レラミックス部拐の破壊強度、温浴性、安全性等解
決すべき課題が多い。
また断熱、軽量化の手段どし−ζピストン１ｃ１部Ｖ）
シリンダーヘッドあるいは吸排気バルブ等の１１１１Ａ
について、アルミニウム合金部祠にジル二１ニア系Ｕ
ＩＦｉｌを溶ＩＩ等によっ（被覆りる断熱板Ｙ以ン大Ｊ
３よび断熱セラミックス酸化物の嵌合処理法が検問され
Ｃいるが、前）３は下地に金属を溶用し、−ヂの１−に
安定化ジルコニアを溶用りる方法が検問されているが実
際に」〜ンジンに組み込んだ試験に、１３いＵ ｔ、ｌ
：長時間連続運転によりジルコニア質皮膜の剥離を生ず
る欠点がある。
シリンダーヘッドあるいは吸排気バルブ等の１１１１Ａ
について、アルミニウム合金部祠にジル二１ニア系Ｕ
ＩＦｉｌを溶ＩＩ等によっ（被覆りる断熱板Ｙ以ン大Ｊ
３よび断熱セラミックス酸化物の嵌合処理法が検問され
Ｃいるが、前）３は下地に金属を溶用し、−ヂの１−に
安定化ジルコニアを溶用りる方法が検問されているが実
際に」〜ンジンに組み込んだ試験に、１３いＵ ｔ、ｌ
：長時間連続運転によりジルコニア質皮膜の剥離を生ず
る欠点がある。
ま１＝後者方法においては肉厚セラミックのためｊ、Ｌ
祠金属との間に熱膨張差を牛じ亀裂の危険性があるため
現在、実用化に（よ至っ４いない。
祠金属との間に熱膨張差を牛じ亀裂の危険性があるため
現在、実用化に（よ至っ４いない。
（発明の目的）
本発明の目的は一ト記従来技術の欠点を改善した耐スポ
ーリング性にり゛ぐｆした断熱被覆をイ１づる内燃機関
用部拐を提供り６ことにある。
ーリング性にり゛ぐｆした断熱被覆をイ１づる内燃機関
用部拐を提供り６ことにある。
（発明の４７．ｌ、成）
本発明はセラミックｍ維どジル−１ニア系酸化物溶射拐
との混合物層にＪ：って被覆された耐スポーリング性に
づぐれＩＣ断熱被覆内燃機高Ｉｒある。
との混合物層にＪ：って被覆された耐スポーリング性に
づぐれＩＣ断熱被覆内燃機高Ｉｒある。
本発明に謂うしラミック繊維とは炭化Ｉ」素（Ｓｉ Ｃ
）窒化■１．素（Ｓｉ３Ｎ＜）、アルミプ（へ髪２０３
）等の短繊維またはウィスカー、もしくはてれらの長繊
維のスライバー状截［ｆｉ知長片を指づ。
）窒化■１．素（Ｓｉ３Ｎ＜）、アルミプ（へ髪２０３
）等の短繊維またはウィスカー、もしくはてれらの長繊
維のスライバー状截［ｆｉ知長片を指づ。
ヒラミック繊維をジルコニア系酸化物の溶用皮Ｉ１９層
中に含有させる方法にはセラミック繊維とジルコニア系
酸化物とを十分に混合後、４１機または無機質バインダ
を使用しで造粒して複合溶用材としこれを溶射づる方ｄ
１、もしくはジルコニア系酸化物粉の溶用中にこれと同
口、冒ごレジミック繊維１を吹付りる方法があり、いづ
れの方法もレジミック繊維どジルニにｊｌ系酸化物の均
一４１１４．冑ることがＣきる３゜ 本発明による被覆された内燃機関相部４Ａはレジミック
繊維１の混入に、」、リジルコニア溶射層を比較溶射被
覆の亀裂または剥因（を防止Ｊる作用９）Ｊ宋は人であ
る。。
中に含有させる方法にはセラミック繊維とジルコニア系
酸化物とを十分に混合後、４１機または無機質バインダ
を使用しで造粒して複合溶用材としこれを溶射づる方ｄ
１、もしくはジルコニア系酸化物粉の溶用中にこれと同
口、冒ごレジミック繊維１を吹付りる方法があり、いづ
れの方法もレジミック繊維どジルニにｊｌ系酸化物の均
一４１１４．冑ることがＣきる３゜ 本発明による被覆された内燃機関相部４Ａはレジミック
繊維１の混入に、」、リジルコニア溶射層を比較溶射被
覆の亀裂または剥因（を防止Ｊる作用９）Ｊ宋は人であ
る。。
セラミック繊維とシルコニツノ系酸化物粉粒との複合的
被覆層はセラミック繊維を含まない被覆層に比較して多
孔質化し、その結果、皮膜の耐久性および断熱性（まい
らじるしく向上りる。
被覆層はセラミック繊維を含まない被覆層に比較して多
孔質化し、その結果、皮膜の耐久性および断熱性（まい
らじるしく向上りる。
セラミック繊維は前記した通りＳＩＣ。
Ｓｉ ３ Ｎ４ 、Δ愛２０３などの短繊維も１）くは
ウィスカーあるいはぞれらの長繊維の截断短繊肩１（・
あるが、その人さくよ１５μＩＩＩ以下、長さは最大直
径の３イ８ないし １００（１’４程度の長ざがｌＹま
しい。厭組長が過大であれば前記方法による被覆におい
″ＣＣ均一性が８１害され、あるいは溶用作業が円滑に
でき４ｒいおそれがある。
ウィスカーあるいはぞれらの長繊維の截断短繊肩１（・
あるが、その人さくよ１５μＩＩＩ以下、長さは最大直
径の３イ８ないし １００（１’４程度の長ざがｌＹま
しい。厭組長が過大であれば前記方法による被覆におい
″ＣＣ均一性が８１害され、あるいは溶用作業が円滑に
でき４ｒいおそれがある。
またレラミック繊ＩＩ［の含有率は全被覆量の１〜２０
ＩＴｉｆ漬１％がθｆＪ、しい。
ＩＴｉｆ漬１％がθｆＪ、しい。
酸化物どじでは熱伝導度が低く、熱ＦＡ３服係数は金属
２中１でｊ祠の熱膨服係数に等しいか、あるいはこれに
近いしのが良く、これに該当づる組成物どしＣはＣａＯ
１Ｍ（Ｊ Ｏ，Ｙ２０３等で支足化されたジルコニア（
／：ｌ”０２）か＠適て゛ある。本発明においＣ【まこ
れらを総称してジルコニア系酸化物という。
２中１でｊ祠の熱膨服係数に等しいか、あるいはこれに
近いしのが良く、これに該当づる組成物どしＣはＣａＯ
１Ｍ（Ｊ Ｏ，Ｙ２０３等で支足化されたジルコニア（
／：ｌ”０２）か＠適て゛ある。本発明においＣ【まこ
れらを総称してジルコニア系酸化物という。
ジルコニア系酸化物の（ノイズもこ通′帛の溶射４．４
の粒度範囲Ｃあり、数μｍないし数１０１０７ｌある。
の粒度範囲Ｃあり、数μｍないし数１０１０７ｌある。
次に実施例によつＣつはを説明りる。
実施例１
直径８ （ｌ ｍ ＩＩＩφのΔ更合金ビスＩ−ンに対
しへ〇２０３系ブラスト拐にてプラス１へ処理し、この
！１ｌＸ３！［！面にＮｉ−２０％０１゛合金溶川拐に
よって庁さ０．１ｍｍの溶射下地をつくり、次にこの下
地に対してｓｒｃレラミツク繊維（太さ ０．５〜３μ
ｍ、長さ１０〜・１００μｌ１ｌ）６重カ１％を含有づ
る８％Ｙ２Ｏ３安定化ジルコニア（粒度５〜１００ＩＪ
、１１１）を溶射し厚さ０．５ｍｍの溶射被預層を形成
した１、溶Ｏ１ｌ被覆ピストンの被覆層中には５ｉ（Ｅ
ヒラミック繊維が４２重量％含有され、繊組の分イＤ状
ｆ氾は極めＣ均一なしのであった。被覆層の気孔率４．
Ｌ１２２％であった。
しへ〇２０３系ブラスト拐にてプラス１へ処理し、この
！１ｌＸ３！［！面にＮｉ−２０％０１゛合金溶川拐に
よって庁さ０．１ｍｍの溶射下地をつくり、次にこの下
地に対してｓｒｃレラミツク繊維（太さ ０．５〜３μ
ｍ、長さ１０〜・１００μｌ１ｌ）６重カ１％を含有づ
る８％Ｙ２Ｏ３安定化ジルコニア（粒度５〜１００ＩＪ
、１１１）を溶射し厚さ０．５ｍｍの溶射被預層を形成
した１、溶Ｏ１ｌ被覆ピストンの被覆層中には５ｉ（Ｅ
ヒラミック繊維が４２重量％含有され、繊組の分イＤ状
ｆ氾は極めＣ均一なしのであった。被覆層の気孔率４．
Ｌ１２２％であった。
１ＪＩｉ様にして１！）た八りピストンの頂部△又合金
部の温度を４００ ’Ｃにテ？渇して１分間保持したの
ち水冷シトワーにＪ：って冷ＩＩ Ｌ、て室温にもたら
りツｌ温−水冷操作のくり返し試験を行ったところ、く
り返し回数３００回を超過りるし、ピストンＡ３ Ｊ、
びぞの被覆には亀裂、剥丙１〜゛の欠陥は仝（認められ
なかった。
部の温度を４００ ’Ｃにテ？渇して１分間保持したの
ち水冷シトワーにＪ：って冷ＩＩ Ｌ、て室温にもたら
りツｌ温−水冷操作のくり返し試験を行ったところ、く
り返し回数３００回を超過りるし、ピストンＡ３ Ｊ、
びぞの被覆には亀裂、剥丙１〜゛の欠陥は仝（認められ
なかった。
〈比較例）
実施例１ど全く同様の試験をレラミック繊ｆｆｆｆを含
有しない他は実施例１ど金く同様の被覆ピストンにり＝
１１．で実施した結果、くり返し回数８３回において被
覆に亀裂が発生し、 １０８回にＪ３いて被Ｗｊの一部
に剥顛が認められた。
有しない他は実施例１ど金く同様の被覆ピストンにり＝
１１．で実施した結果、くり返し回数８３回において被
覆に亀裂が発生し、 １０８回にＪ３いて被Ｗｊの一部
に剥顛が認められた。
実施例２
３ｉ ３ Ｎ４セ′ラミツクウイス力７ｆｆｉｆｆ１％
を含む１２％Ｙ２０３安定化ジル」ニア複合溶射剤（粒
度５〜１０１００７ｚを用い実施例１ど同様の方法で被
覆ピストンを作成した。本ピストン被覆中にはＳｉ ３
Ｎ４セラミック繊維５４重量％が含有され、しかも繊
維は（，１ぼ均〜に分散されており、被覆の気孔率は１
３．２％ぐあった。
を含む１２％Ｙ２０３安定化ジル」ニア複合溶射剤（粒
度５〜１０１００７ｚを用い実施例１ど同様の方法で被
覆ピストンを作成した。本ピストン被覆中にはＳｉ ３
Ｎ４セラミック繊維５４重量％が含有され、しかも繊
維は（，１ぼ均〜に分散されており、被覆の気孔率は１
３．２％ぐあった。
このピストンを実施例１ど同様の加熱冷ｆＪｌ試験を行
なった結果、くり返し回数３００回を超ゆるも被覆層に
亀裂および／もしくは剥離等の欠陥は全く認められ’Ｊ
かった。、ヒラミック繊ｌｆｆを含まないものはくり返
し９８回におい（亀裂を発生した。。
なった結果、くり返し回数３００回を超ゆるも被覆層に
亀裂および／もしくは剥離等の欠陥は全く認められ’Ｊ
かった。、ヒラミック繊ｌｆｆを含まないものはくり返
し９８回におい（亀裂を発生した。。
実施例３
ＡｆＬ２０３セラミック繊維を７重ｆｄ％含右さけた７
％ＣａＯ安定化ジル」ニアの複合溶射剤（粒度５〜１０
０μｍ）を用い実施例１と同様な方法で被覆ピストンを
作成した。このピストン被覆層中にはへ吏２０３１？ラ
ミック１１ｉ １１１ｔが３重１％含まれており、気孔
率は９８％であった。
％ＣａＯ安定化ジル」ニアの複合溶射剤（粒度５〜１０
０μｍ）を用い実施例１と同様な方法で被覆ピストンを
作成した。このピストン被覆層中にはへ吏２０３１？ラ
ミック１１ｉ １１１ｔが３重１％含まれており、気孔
率は９８％であった。
このビス１ヘンにり・１して実施例１ど同様の加熱、冷
２Ｊ１りり返し試験を行’ｆった結果、くり返し３００
回におい−Ｃも被覆には何等欠陥を認めることはぐきな
かった。レラミック繊維を含よｌＪ−いムのは、くり返
し７２回、９６回にてぞれぞれ亀裂ａ３よび剥削が見ら
れた。
２Ｊ１りり返し試験を行’ｆった結果、くり返し３００
回におい−Ｃも被覆には何等欠陥を認めることはぐきな
かった。レラミック繊維を含よｌＪ−いムのは、くり返
し７２回、９６回にてぞれぞれ亀裂ａ３よび剥削が見ら
れた。
以上、実施例１・〜３および比較例によってみれば本発
明による被覆ピストンの断熱１１、スポーリング性は極
めてりくれたちのＣ・あることは明らかである。
明による被覆ピストンの断熱１１、スポーリング性は極
めてりくれたちのＣ・あることは明らかである。
実施例にＪ３いＣはピストンに被覆を施こし１〔例を示
したが、ピストンに限らり゛シリンダーヘッドや吸気バ
ルブ、排気バルブ等の高温にさらされる内燃機関の燃焼
室内側に使用づる６祠に適用りれぼ同様の効果を発揮り
ることは明らかである。
したが、ピストンに限らり゛シリンダーヘッドや吸気バ
ルブ、排気バルブ等の高温にさらされる内燃機関の燃焼
室内側に使用づる６祠に適用りれぼ同様の効果を発揮り
ることは明らかである。
特許出願人 昭和電工株式会社
代 理 人 弁理士 菊 地 精 −
Claims (1)
- セラミックｌＪｉ Ｉｔ［どジルコニア系酸化物との混
合溶射層にＪ：つ−（被覆されたことを特徴と覆る内燃
Ｉ幾関用部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1027484A JPS60156958A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 内燃機関用部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1027484A JPS60156958A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 内燃機関用部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60156958A true JPS60156958A (ja) | 1985-08-17 |
| JPH0339186B2 JPH0339186B2 (ja) | 1991-06-13 |
Family
ID=11745731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1027484A Granted JPS60156958A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 内燃機関用部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60156958A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107339164A (zh) * | 2016-05-03 | 2017-11-10 | 马勒国际有限公司 | 具有轴的用于内燃机的活塞 |
-
1984
- 1984-01-25 JP JP1027484A patent/JPS60156958A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107339164A (zh) * | 2016-05-03 | 2017-11-10 | 马勒国际有限公司 | 具有轴的用于内燃机的活塞 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0339186B2 (ja) | 1991-06-13 |
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