JPS61126359A - 耐熱性ピストンおよびその製造方法 - Google Patents
耐熱性ピストンおよびその製造方法Info
- Publication number
- JPS61126359A JPS61126359A JP59246827A JP24682784A JPS61126359A JP S61126359 A JPS61126359 A JP S61126359A JP 59246827 A JP59246827 A JP 59246827A JP 24682784 A JP24682784 A JP 24682784A JP S61126359 A JPS61126359 A JP S61126359A
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- JP
- Japan
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- piston
- zirconia
- sprayed layer
- top surface
- layer
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- F05C2203/06—Silicon
-
- 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
- F05C2203/0869—Aluminium oxide
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】
〔技術分野〕
本発明は耐熱性を向上したピストンおよびその、製造方
法に関するものである。
法に関するものである。
ピストン頂面、シリンダヘッドにより構成される内燃機
関の燃焼室に用いられる材料は燃料混合ガスの燃焼爆発
に常に曝されるが、このような高温状態において長期間
使用されると、熱応力によりピストン頂面に亀裂を生じ
ることがある。
関の燃焼室に用いられる材料は燃料混合ガスの燃焼爆発
に常に曝されるが、このような高温状態において長期間
使用されると、熱応力によりピストン頂面に亀裂を生じ
ることがある。
前述のような熱応力によるピストン頂面の亀裂などを防
止するため、従来はピストンの頂面に複合メッキを施し
たり、耐熱性金属層で被覆していた。
止するため、従来はピストンの頂面に複合メッキを施し
たり、耐熱性金属層で被覆していた。
しかしながら、上記のような耐熱処理の施されたピスト
ン頂面は、使用条件が厳しくなったり、長年使用すると
亀裂を発生したり、キャビテーションを生じる欠点があ
り、更に良好な耐熱性を有するピストンが希求されてい
る。
ン頂面は、使用条件が厳しくなったり、長年使用すると
亀裂を発生したり、キャビテーションを生じる欠点があ
り、更に良好な耐熱性を有するピストンが希求されてい
る。
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、従来に比較し
て良好な耐熱性を有するピストンおよびこの耐熱性ピス
トンの製造方法を提供することを目的とする。
て良好な耐熱性を有するピストンおよびこの耐熱性ピス
トンの製造方法を提供することを目的とする。
本発明を概説すれば、本発明による耐熱性ピストンは、
ピストン頂面にＡＡ２０３セラミック、ジルコニア・イ
ットリア複合体、アルミナよりなる群より選択した一種
を溶射した第１溶射層を設けるとともに、この第１溶射
層上にジルコニア、Ｎｉ−Ｃｒ−へｌ複合体、阿ｏ−Ｎ
ｉ−Ａｌ複合体の一種以上を溶射した第２溶射層を形成
したことを特徴とするものである。
ピストン頂面にＡＡ２０３セラミック、ジルコニア・イ
ットリア複合体、アルミナよりなる群より選択した一種
を溶射した第１溶射層を設けるとともに、この第１溶射
層上にジルコニア、Ｎｉ−Ｃｒ−へｌ複合体、阿ｏ−Ｎ
ｉ−Ａｌ複合体の一種以上を溶射した第２溶射層を形成
したことを特徴とするものである。
さらに本発明による耐熱性ピストンの製造方法は、ピス
トン頂面にＡＪ２０３セラミック、ジルコニア・イット
リア複合体、アルミナよりなる群より選択した一種を溶
射し、さらにこの第１溶射層上にジルコニア、Ｎｉ−Ｃ
ｒ−Ａｌ複合体、Ｍｏ−Ｎｉ−Ａｌ複合体の一種以上を
溶射した第２／８射眉を溶射したことを特徴とするもの
である。
トン頂面にＡＪ２０３セラミック、ジルコニア・イット
リア複合体、アルミナよりなる群より選択した一種を溶
射し、さらにこの第１溶射層上にジルコニア、Ｎｉ−Ｃ
ｒ−Ａｌ複合体、Ｍｏ−Ｎｉ−Ａｌ複合体の一種以上を
溶射した第２／８射眉を溶射したことを特徴とするもの
である。
本発明による耐熱性ピストンによれば、とストン頂面に
対し、所定の材料を複数溶射し、少なくとも二層以上の
溶射層を形成するため、従来に比較し、良好な耐熱性を
有するピストンを提供できるという利点がある。さらに
、本発明による耐熱性ピストンの製造方法によれば、前
述のピストンを容易に製造できるという利点がある。
対し、所定の材料を複数溶射し、少なくとも二層以上の
溶射層を形成するため、従来に比較し、良好な耐熱性を
有するピストンを提供できるという利点がある。さらに
、本発明による耐熱性ピストンの製造方法によれば、前
述のピストンを容易に製造できるという利点がある。
本発明を更にくわしく説明する。
本発明における耐熱性ピストンは、まず、ピストン頂面
に４ｊ２２０３セラミツク、ジルコニア・イットリア複
合体、アルミナよりなる群より選択した一種を溶射した
第１溶射層を設けている。
に４ｊ２２０３セラミツク、ジルコニア・イットリア複
合体、アルミナよりなる群より選択した一種を溶射した
第１溶射層を設けている。
このような第１溶射層の厚さは基本的に限定されるもの
ではなく、後述の第２溶射層とともにピストン頂面に十
分な耐熱性を付与できる厚さであ泪ボ５゛か６も′も１
パ・ｌ−”６“力°ら・前述 ｉのような溶射層
はピストン頂面に形成されるものであるから、厚すぎる
ものであっては好ましくない。したがって、この第１溶
射層は好ましくは、２０〜１５０μｍであるのがよい。
ではなく、後述の第２溶射層とともにピストン頂面に十
分な耐熱性を付与できる厚さであ泪ボ５゛か６も′も１
パ・ｌ−”６“力°ら・前述 ｉのような溶射層
はピストン頂面に形成されるものであるから、厚すぎる
ものであっては好ましくない。したがって、この第１溶
射層は好ましくは、２０〜１５０μｍであるのがよい。
２０μｍ未満であると十分な耐熱性を付与できない膚が
あり、一方、１５０μｍを超えると、ピストン自体の機
能に支障を生じしめる虞があるからである。
あり、一方、１５０μｍを超えると、ピストン自体の機
能に支障を生じしめる虞があるからである。
このような第１溶射層の上に積層される第２溶射層は、
前述のようにジルコニア、Ｎｊ−Ｃｒ−Ａｌ複合体、Ｍ
ｏ−Ｎｉ−ＡＡ’複合体の一種以上を溶射したものであ
る。したがって第１溶射層上に前述の第２溶射層の一種
を溶射し、さらにその溶射層上に第２溶射層の他の種類
の溶射材料を溶射することもできる。すなわちこの第２
溶射層は−ＦｔｔＪｍ造でなくともよく、複合構造であ
ることもできる。
前述のようにジルコニア、Ｎｊ−Ｃｒ−Ａｌ複合体、Ｍ
ｏ−Ｎｉ−ＡＡ’複合体の一種以上を溶射したものであ
る。したがって第１溶射層上に前述の第２溶射層の一種
を溶射し、さらにその溶射層上に第２溶射層の他の種類
の溶射材料を溶射することもできる。すなわちこの第２
溶射層は−ＦｔｔＪｍ造でなくともよく、複合構造であ
ることもできる。
この第２溶射層の厚さは、好ましくは２０〜１５０μｍ
であるのがよい。２０μｍ未満であると十分な耐熱性を
付与できない虞があり、一方１５０μｍを超えると、ピ
ストン自体の機能に支障を生じしめる膚があるからであ
る。
であるのがよい。２０μｍ未満であると十分な耐熱性を
付与できない虞があり、一方１５０μｍを超えると、ピ
ストン自体の機能に支障を生じしめる膚があるからであ
る。
前述のように本発明によるピストンによれば、第１溶射
層および第２溶射層を積層して頂面に形成するものであ
るが、この溶射層全体の厚さは、好ましくは４０〜３０
０μｍであるのがよい。４０μｍ未満であると十分な耐
熱性を付与できない虞があり、一方３００μｍを超える
と、ピストン自体の機能に支障を生じしめる虞があるか
らである。
層および第２溶射層を積層して頂面に形成するものであ
るが、この溶射層全体の厚さは、好ましくは４０〜３０
０μｍであるのがよい。４０μｍ未満であると十分な耐
熱性を付与できない虞があり、一方３００μｍを超える
と、ピストン自体の機能に支障を生じしめる虞があるか
らである。
このような耐熱製溶射層が形成されるピストン材料は本
発明において基本的に限定されるものではない。前記溶
射層、特に第１溶射層の溶着性の良好な金属であればい
かなるものでもよい。たとえば、Ａ ｌ−Ｃｕ−３ｉ系
合金、Ａ １−５ｉ系合金、ＡＡ−Ｓｔ−Ｍｇ系合金、
Ａ Ｉ−５ｉ−ｌ−５ｉ−系合金、Ａ ｊ！ −Ｓｉ−
Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｇ系合金、へｌ−１−５ｔ−Ｃｕ−系合
金、Ａ６−３ｉ−Ｃｕ系合金、Ａ Ｊ−Ｍｇ系合金、Ａ
Ｉｔ −Ｍｇ−Ｍｎ系合金などのＡＥ系合金あるいは
ＡＩ製ピストン、さらには鋳鉄などのＦｅ系合金あるい
はＦｅ製ピストンであることができる。
発明において基本的に限定されるものではない。前記溶
射層、特に第１溶射層の溶着性の良好な金属であればい
かなるものでもよい。たとえば、Ａ ｌ−Ｃｕ−３ｉ系
合金、Ａ １−５ｉ系合金、ＡＡ−Ｓｔ−Ｍｇ系合金、
Ａ Ｉ−５ｉ−ｌ−５ｉ−系合金、Ａ ｊ！ −Ｓｉ−
Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｇ系合金、へｌ−１−５ｔ−Ｃｕ−系合
金、Ａ６−３ｉ−Ｃｕ系合金、Ａ Ｊ−Ｍｇ系合金、Ａ
Ｉｔ −Ｍｇ−Ｍｎ系合金などのＡＥ系合金あるいは
ＡＩ製ピストン、さらには鋳鉄などのＦｅ系合金あるい
はＦｅ製ピストンであることができる。
このような本発明による耐熱性ピストンを製造するにあ
ったては、まず、ＡＪＱＯ３セラミック、ジルコニア・
イットリア複合体、アルミナの内のいづれかをピストン
の頂面に溶射する。
ったては、まず、ＡＪＱＯ３セラミック、ジルコニア・
イットリア複合体、アルミナの内のいづれかをピストン
の頂面に溶射する。
溶射方法は基本的に限定されるものではな（、たとえば
火炎式、アーク式、プラズマジェット式、燃焼式、爆燃
式、線爆発式などの溶射方法を有効に用いることができ
る。
火炎式、アーク式、プラズマジェット式、燃焼式、爆燃
式、線爆発式などの溶射方法を有効に用いることができ
る。
次に本発明の実施例について説明する。
実施例１
第１溶射層としてＡ１１ｅｙ３（’ラミック層を５０１
℃ｍｓ第２溶射層としてＭｏＮｉ−Ａｌ複合体５０μｍ
をＡｌ製ピストン頂面に溶射して、全体として１００μ
ｍの耐熱性溶射層を形成した。
℃ｍｓ第２溶射層としてＭｏＮｉ−Ａｌ複合体５０μｍ
をＡｌ製ピストン頂面に溶射して、全体として１００μ
ｍの耐熱性溶射層を形成した。
このように製造したピストンに対し加熱−冷却サイクル
を繰り返し、亀裂発生までのサイクル回数を測定した。
を繰り返し、亀裂発生までのサイクル回数を測定した。
加熱温度は内燃機関の温度を予想して、３１０℃、３３
０℃、３５０℃とした。
０℃、３５０℃とした。
参考として何等処理を施していないピストンについて同
様の試験を行った。
様の試験を行った。
この試験の結果、加熱温度が３１０℃の場合、従来のピ
ストンは約４００回、３３０℃の場合、約３００回、３
５０℃においては約２００回において亀裂を生じた。こ
れに対し１．前記溶射層を有する本発明によるピストン
はいずれの加熱温度においても、３０００回以上亀裂は
生じなかった。
ストンは約４００回、３３０℃の場合、約３００回、３
５０℃においては約２００回において亀裂を生じた。こ
れに対し１．前記溶射層を有する本発明によるピストン
はいずれの加熱温度においても、３０００回以上亀裂は
生じなかった。
実施例２
第１溶射層としてジルコニア・イア）リア複合体を５０
／ｊｍ、第２溶射層としてＭｏＣｒ−Ａｌ複合体５０μ
ｍをＡ７！製ピストン頂面に溶射して、全体として１０
０μｍの耐熱性溶射層を形成した。 ゛このように
製造したピストンに対し加熱−冷却を繰り返すサイクル
試験を行い、亀裂発生までの回数を測定した。加熱温度
は内燃機関の温度を予想して、３１０℃、３３０℃、３
５０℃とした。
／ｊｍ、第２溶射層としてＭｏＣｒ−Ａｌ複合体５０μ
ｍをＡ７！製ピストン頂面に溶射して、全体として１０
０μｍの耐熱性溶射層を形成した。 ゛このように
製造したピストンに対し加熱−冷却を繰り返すサイクル
試験を行い、亀裂発生までの回数を測定した。加熱温度
は内燃機関の温度を予想して、３１０℃、３３０℃、３
５０℃とした。
この場合、いずれの温度のサイ久ル試験でも３０００回
まで亀裂の発生はみられなかった。
まで亀裂の発生はみられなかった。
実施例３
第１溶射層としてジルコニア・イットリア複合体を５０
μｍ、第２溶射層としてジルコニアを３０μ
１ｍ ｓ Ｍｏ−Ｃｒ −Ａ Ｉ！複合体を ７０
μｍをＡ７！製ピストン頂面に溶射して、全体として１
００μｍの耐熱性溶射層を形成した。
μｍ、第２溶射層としてジルコニアを３０μ
１ｍ ｓ Ｍｏ−Ｃｒ −Ａ Ｉ！複合体を ７０
μｍをＡ７！製ピストン頂面に溶射して、全体として１
００μｍの耐熱性溶射層を形成した。
このように製造したピストンに対し加熱−冷却を繰り返
すサイクル試験を行い、亀裂発生までの回数を測定した
。加熱温度は内燃機関の温度を予想して、３１０℃、３
３０℃、３５０℃とした。
すサイクル試験を行い、亀裂発生までの回数を測定した
。加熱温度は内燃機関の温度を予想して、３１０℃、３
３０℃、３５０℃とした。
この場合、いずれの温度のサイクル試験でも３０００回
まで亀裂の発生はみられなかった。
まで亀裂の発生はみられなかった。
実施例４
第１溶射層としてアルミ−すを５０μｍ、第２溶射層と
してＭｏ−Ｎｉ−Ａｌ複合体５０ｐｍをＡｌ製ピストン
頂面に溶射して、全体として１００μｍの耐熱性溶射層
を形成した。
してＭｏ−Ｎｉ−Ａｌ複合体５０ｐｍをＡｌ製ピストン
頂面に溶射して、全体として１００μｍの耐熱性溶射層
を形成した。
このように製造したピストンに対し加熱−冷却を繰り返
すサイクル試験を行い、亀裂発生までの回数を測定した
。加熱温度は内燃機関の温度を予想して、３１０℃、３
３０℃、３５０℃とした。
すサイクル試験を行い、亀裂発生までの回数を測定した
。加熱温度は内燃機関の温度を予想して、３１０℃、３
３０℃、３５０℃とした。
この場合、いずれの温度のサイクル試験でも３０００回
まで亀裂の発生はみられなかった。
まで亀裂の発生はみられなかった。
Claims (2)
- （１）ピストン頂面にＡｌ＿２Ｏ＿３セラミック、ジル
コニア・イットリア複合体、アルミナよりなる群より選
択した一種を溶射した第１溶射層を設けるとともに、こ
の第１溶射層上にジルコニア、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ複合体
、Ｍｏ−Ｎｉ−Ａｌ複合体の一種以上を溶射した第２溶
射層を形成したことを特徴とする耐熱性ピストン。 - （２）ピストン頂面にＡｌ＿２Ｏ＿３セラミック、ジル
コニア・イットリア複合体、アルミナよりなる群より選
択した一種を溶射し、さらにこの第１溶射層上にジルコ
ニア、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ複合体、Ｍｏ−Ｎｉ−Ａｌ複合
体の一種以上を溶射した第２溶射層を溶射したことを特
徴とする耐熱性ピストンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59246827A JPS61126359A (ja) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | 耐熱性ピストンおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59246827A JPS61126359A (ja) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | 耐熱性ピストンおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61126359A true JPS61126359A (ja) | 1986-06-13 |
Family
ID=17154282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59246827A Pending JPS61126359A (ja) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | 耐熱性ピストンおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61126359A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10505299A (ja) * | 1995-06-26 | 1998-05-26 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 多重被膜を有する被保護断熱被膜複合物 |
| JP2000355752A (ja) * | 1999-06-16 | 2000-12-26 | Nippon Steel Hardfacing Co Ltd | 可動部品の表面に適用されるセラミック溶射皮膜 |
| JP2004503708A (ja) * | 2000-06-16 | 2004-02-05 | マーレ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ディーゼルエンジンのためのピストン |
-
1984
- 1984-11-21 JP JP59246827A patent/JPS61126359A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10505299A (ja) * | 1995-06-26 | 1998-05-26 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 多重被膜を有する被保護断熱被膜複合物 |
| JP2000355752A (ja) * | 1999-06-16 | 2000-12-26 | Nippon Steel Hardfacing Co Ltd | 可動部品の表面に適用されるセラミック溶射皮膜 |
| JP2004503708A (ja) * | 2000-06-16 | 2004-02-05 | マーレ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ディーゼルエンジンのためのピストン |
| JP4856354B2 (ja) * | 2000-06-16 | 2012-01-18 | マーレ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ディーゼルエンジンのためのピストン |
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