JPS61126360A - ピストンの溶射皮膜形成方法 - Google Patents
ピストンの溶射皮膜形成方法Info
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- JPS61126360A JPS61126360A JP59249130A JP24913084A JPS61126360A JP S61126360 A JPS61126360 A JP S61126360A JP 59249130 A JP59249130 A JP 59249130A JP 24913084 A JP24913084 A JP 24913084A JP S61126360 A JPS61126360 A JP S61126360A
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- JP
- Japan
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- piston
- flame
- cavity
- sprayed film
- spray coating
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- Granted
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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
- F02F3/12—Pistons having surface coverings on piston heads
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はピストンの溶射皮膜形成方法に関する。
従来、ディーゼルエンジンの燃焼室は第２図に示す構造
になっている。即ち、図中の１はシリンダライナ２を上
下動作するピストン、３は給気弁、４は排気弁、５はシ
リンダヘッド、６は燃料噴射ノズルである。また、図中
の７は前記ピストン１、シリンダライナ２、給気弁３、
排気弁４、シリンダヘッド５の夫々の燃焼室壁により形
成される燃焼室である。かかるディーゼルエンジにおい
て、燃焼室７に給気弁３から供給された空気はピストン
１のシリンダライナ２内での上昇によって圧縮され、高
温となる。この時、燃料噴射ノズル６から燃料を燃焼室
７内に噴射すると、該燃焼室７で圧縮された空気と混合
され、着火して燃焼する。
になっている。即ち、図中の１はシリンダライナ２を上
下動作するピストン、３は給気弁、４は排気弁、５はシ
リンダヘッド、６は燃料噴射ノズルである。また、図中
の７は前記ピストン１、シリンダライナ２、給気弁３、
排気弁４、シリンダヘッド５の夫々の燃焼室壁により形
成される燃焼室である。かかるディーゼルエンジにおい
て、燃焼室７に給気弁３から供給された空気はピストン
１のシリンダライナ２内での上昇によって圧縮され、高
温となる。この時、燃料噴射ノズル６から燃料を燃焼室
７内に噴射すると、該燃焼室７で圧縮された空気と混合
され、着火して燃焼する。
この燃焼エネルギによってピストン１が加工し、図示し
ないクランク機構に回転運動を与える。この後、ピスト
ン１が再びシリンダライナ２を上昇する際には、排気弁
４が開き、排気ガスを排出する。排気ガスは図示しない
過給機のタービンを回転させる共に、回収タービンを回
転させるエネルギ源として利用される。
ないクランク機構に回転運動を与える。この後、ピスト
ン１が再びシリンダライナ２を上昇する際には、排気弁
４が開き、排気ガスを排出する。排気ガスは図示しない
過給機のタービンを回転させる共に、回収タービンを回
転させるエネルギ源として利用される。
上述したようにディーゼルエンジンの燃焼空白において
、燃料噴射ノズル６から噴射された燃料が燃焼すること
によって生じる火炎に直接接触するピストン１の触火面
は高温に曝される。また、ピストン１の触火面から熱が
燃焼室７の外部に逃げるため、効率の低下を招く。
、燃料噴射ノズル６から噴射された燃料が燃焼すること
によって生じる火炎に直接接触するピストン１の触火面
は高温に曝される。また、ピストン１の触火面から熱が
燃焼室７の外部に逃げるため、効率の低下を招く。
このようなことから、ピストン１の下部から冷却油を噴
出させてピストン１が火炎に曝されるのを防止すること
が行われている。しかしながら、かかる構成では機構が
複雑となり、経済的、信頼性の上でも問題となる。
出させてピストン１が火炎に曝されるのを防止すること
が行われている。しかしながら、かかる構成では機構が
複雑となり、経済的、信頼性の上でも問題となる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ピストン
の触火面に耐熱、断熱性を付与し得る高品質の溶射皮膜
形成方法を提供しようとするものである。
の触火面に耐熱、断熱性を付与し得る高品質の溶射皮膜
形成方法を提供しようとするものである。
（問題点を解決するための手段〕
本発明は、キャビティを有するピストンの触火面に溶射
皮膜を形成する方法をおいて、前記ピストンの被溶射面
を粗面処理した後、該ピストンの上面を溶射し、ひきつ
づき前記キャビティの側面を溶射して溶射皮膜を形成す
ることを特徴とするものである。
皮膜を形成する方法をおいて、前記ピストンの被溶射面
を粗面処理した後、該ピストンの上面を溶射し、ひきつ
づき前記キャビティの側面を溶射して溶射皮膜を形成す
ることを特徴とするものである。
上述した本発明方法によれば、キャビティを有するピス
トンの触火面に対して耐久性及び信頼性の優れた溶射皮
膜を形成でき、ひいては該ピストンを使用することによ
り高性能、＾信頼性の内燃機関を実現できる。
トンの触火面に対して耐久性及び信頼性の優れた溶射皮
膜を形成でき、ひいては該ピストンを使用することによ
り高性能、＾信頼性の内燃機関を実現できる。
以下、本発明の実施例を第１図（ａ）、（ｂ）を参照し
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
実施例
まず、ボア径１３０ｍ＋の４サイクルデイ一ゼル単簡試
験機関のキャビティ１１を有するピストン本体１２の触
火面１３に粗面処理を施した。つづいて、粉末送給ボー
ト１４が付設されたプラズマ溶射ガン１５から８Ｑｗｔ
％Ｎｉ−Ｃｒの溶射粒子１６をプラズマジェット１７と
共に１．噴射して前記粗面処理された触火面１２に厚さ
０．２ｍ、８０ｗｔ％Ｎｉ−Ｃｒの溶射皮膜１８を形成
した（第１図（ａ）図示）。この時のブラ・ズマ溶射条
件は、プラズマアーク電流８００Ａ、プラズマアーク電
圧４０■、プラズマガス；Ａｒ５０ｊ２／ｍｉｎ ＋
１Ｈｅ２０λ／１ｎ、溶射距離１２０Ｍとし、
ピストン本体１２をその軸中心に１００ ｒ ｌ）ｍで
回転させ、プラズマ溶射ガン１５をピストン本体１２の
軸を通る直線往復運動を２ ｍ／ｗｉｎの速度とした。
験機関のキャビティ１１を有するピストン本体１２の触
火面１３に粗面処理を施した。つづいて、粉末送給ボー
ト１４が付設されたプラズマ溶射ガン１５から８Ｑｗｔ
％Ｎｉ−Ｃｒの溶射粒子１６をプラズマジェット１７と
共に１．噴射して前記粗面処理された触火面１２に厚さ
０．２ｍ、８０ｗｔ％Ｎｉ−Ｃｒの溶射皮膜１８を形成
した（第１図（ａ）図示）。この時のブラ・ズマ溶射条
件は、プラズマアーク電流８００Ａ、プラズマアーク電
圧４０■、プラズマガス；Ａｒ５０ｊ２／ｍｉｎ ＋
１Ｈｅ２０λ／１ｎ、溶射距離１２０Ｍとし、
ピストン本体１２をその軸中心に１００ ｒ ｌ）ｍで
回転させ、プラズマ溶射ガン１５をピストン本体１２の
軸を通る直線往復運動を２ ｍ／ｗｉｎの速度とした。
次いで、前記と同様な条件で厚さ０．５ｍｍのＺｒＯ２
の溶射皮膜をピストン本体１２の８Ｑｗｔ％ｘｒ−ｃｒ
の溶射皮膜１９が被覆された触火面１３に形成した後、
キャビティ１１の側面に同様な条件で厚さ０．５＃のＺ
ｒ０ｚの溶射皮膜２０を形成したく第１図（ｂ）図示）
。
の溶射皮膜をピストン本体１２の８Ｑｗｔ％ｘｒ−ｃｒ
の溶射皮膜１９が被覆された触火面１３に形成した後、
キャビティ１１の側面に同様な条件で厚さ０．５＃のＺ
ｒ０ｚの溶射皮膜２０を形成したく第１図（ｂ）図示）
。
比較例１
実施例と同様なピストン本体の粗面処理された触火面に
８Ｑｗｔ％Ｎｉ−Ｃｒの溶射皮膜を形成した後、キャビ
ティ側面にＺｒＯ２の溶剤皮膜を先に形成し、更にピス
トンの前記Ｂ□ｗｔ％Ｎｔ−Ｃｒの溶射皮膜上にＺｒ０
ｚ溶射皮膜を形成した。
８Ｑｗｔ％Ｎｉ−Ｃｒの溶射皮膜を形成した後、キャビ
ティ側面にＺｒＯ２の溶剤皮膜を先に形成し、更にピス
トンの前記Ｂ□ｗｔ％Ｎｔ−Ｃｒの溶射皮膜上にＺｒ０
ｚ溶射皮膜を形成した。
比較例２
実施例と同様なピストン本体の粗面処理された触火面に
ｓｏｗｔ％Ｎｉ−０ｒの溶射皮膜を形成した後、キャビ
ティ側面とピストンの前記Ｎｉ−Ｃｒの溶射皮膜上に手
動でランダムにＺｒＯ２の溶射皮膜を形成した。
ｓｏｗｔ％Ｎｉ−０ｒの溶射皮膜を形成した後、キャビ
ティ側面とピストンの前記Ｎｉ−Ｃｒの溶射皮膜上に手
動でランダムにＺｒＯ２の溶射皮膜を形成した。
しかして、本実施例、及び比較例１．２のピストンを夫
々ディーゼル単筒試験は関に組込み、軸馬力８０ ｐｓ
、軸回転数２１００ ｒｐｍの運転条件で耐久試験を行
った。その結果、本実施例のピストンの溶射皮膜は５０
０時間の解放点検で異常は認められなかった。これに対
し、比較例１のビス１−ンの溶射皮膜では２０時間の解
放点検で既にキャビティ上面の溶射皮膜に顕著な割れと
剥離が発生していた。また、比較例２のピストンの溶射
皮膜では同様に２０時間の解放点検で既にキャビティ上
面の溶射皮膜に割れが発生し、剥離も一部生じていた。
々ディーゼル単筒試験は関に組込み、軸馬力８０ ｐｓ
、軸回転数２１００ ｒｐｍの運転条件で耐久試験を行
った。その結果、本実施例のピストンの溶射皮膜は５０
０時間の解放点検で異常は認められなかった。これに対
し、比較例１のビス１−ンの溶射皮膜では２０時間の解
放点検で既にキャビティ上面の溶射皮膜に顕著な割れと
剥離が発生していた。また、比較例２のピストンの溶射
皮膜では同様に２０時間の解放点検で既にキャビティ上
面の溶射皮膜に割れが発生し、剥離も一部生じていた。
このように本発明方法によって形成されたピストン触火
面上の溶射皮膜の中で、ピストン上面を最初に形成して
いるので、ピストン本体と溶射皮膜の境界は健全であり
、密着性も良好となる。一方、キャビティ側面上に形成
された溶射皮膜のピストン本体の境界部は、その前のピ
ストン上面の溶射時に付着したヒユーム等で汚染されて
おり、健全性は低く、密着性もピストン上面のそれより
劣る。しかし、ピストンの触火面の溶射皮膜は、運転中
に火炎に加熱され、圧縮応力が加わる。その結果、キャ
ビティ上面に形成された溶射皮膜には剥離する力が加わ
るものの、キャビティ側面に形成された溶射皮膜は円環
状であり、剥離する力は加わらない。従って、運転中に
剥離する力の加わる部分の密着性を良好とし、剥離する
力の加わらない部分にのみ溶接ヒユーム等の汚染の影響
を与えないので、運転によって溶射皮膜が剥離すること
が防止され、耐久性の優れた溶射皮膜を形成できる。
面上の溶射皮膜の中で、ピストン上面を最初に形成して
いるので、ピストン本体と溶射皮膜の境界は健全であり
、密着性も良好となる。一方、キャビティ側面上に形成
された溶射皮膜のピストン本体の境界部は、その前のピ
ストン上面の溶射時に付着したヒユーム等で汚染されて
おり、健全性は低く、密着性もピストン上面のそれより
劣る。しかし、ピストンの触火面の溶射皮膜は、運転中
に火炎に加熱され、圧縮応力が加わる。その結果、キャ
ビティ上面に形成された溶射皮膜には剥離する力が加わ
るものの、キャビティ側面に形成された溶射皮膜は円環
状であり、剥離する力は加わらない。従って、運転中に
剥離する力の加わる部分の密着性を良好とし、剥離する
力の加わらない部分にのみ溶接ヒユーム等の汚染の影響
を与えないので、運転によって溶射皮膜が剥離すること
が防止され、耐久性の優れた溶射皮膜を形成できる。
（発明の効果）
以上詳述した如く、本発明によればピストンの触火面に
耐久性の優れた溶射皮膜を形成することによって、内燃
機関に好適な耐熱、断熱性が向上されたピストンを得る
ことが可能な溶射皮膜形成方法を提供できるものである
。
耐久性の優れた溶射皮膜を形成することによって、内燃
機関に好適な耐熱、断熱性が向上されたピストンを得る
ことが可能な溶射皮膜形成方法を提供できるものである
。
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例における溶射皮
膜形成工程を示す断面図、第２図は従来のディーゼルエ
ンジンの燃焼室を示す断面図である。 １１・・・キャビティ、１２・・・ピストン本体、１３
・・・触火面、１５・・・プラズマ噴射ガン、１８・・
・８０％Ｎｉ−Ｃｒの溶射皮膜、１９・・・ＺｒＯ２の
溶射皮膜。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 マ 第１図
膜形成工程を示す断面図、第２図は従来のディーゼルエ
ンジンの燃焼室を示す断面図である。 １１・・・キャビティ、１２・・・ピストン本体、１３
・・・触火面、１５・・・プラズマ噴射ガン、１８・・
・８０％Ｎｉ−Ｃｒの溶射皮膜、１９・・・ＺｒＯ２の
溶射皮膜。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 マ 第１図
Claims (1)
- キャビティを有するピストンの触火面に溶射皮膜を形成
する方法をおいて、前記ピストンの被溶射面を粗面処理
した後、該ピストンの上面を溶射し、ひきつづき前記キ
ャビティの側面を溶射して溶射皮膜を形成することを特
徴とするピストンの溶射皮膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59249130A JPS61126360A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | ピストンの溶射皮膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59249130A JPS61126360A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | ピストンの溶射皮膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61126360A true JPS61126360A (ja) | 1986-06-13 |
| JPH0364700B2 JPH0364700B2 (ja) | 1991-10-08 |
Family
ID=17188373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59249130A Granted JPS61126360A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | ピストンの溶射皮膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61126360A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1898065A1 (de) * | 2006-08-18 | 2008-03-12 | Wärtsilä Schweiz AG | Kolben für einen Zweitakt-Grossdieselmotor, sowie Zweitakt-Grossdieselmotor |
| JP2009536712A (ja) * | 2006-05-10 | 2009-10-15 | フェデラル−モーグル コーポレイション | スチールピストンのための熱酸化保護表面 |
| WO2013013830A1 (en) * | 2011-07-28 | 2013-01-31 | Mahle International Gmbh | Bowl rim and root protection for aluminum pistons |
| JP2013185200A (ja) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Mazda Motor Corp | 断熱皮膜構造及びその製造方法 |
| JP2014020283A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関のピストン構造 |
| JP2015518536A (ja) * | 2012-03-28 | 2015-07-02 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツングＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ | アルミニウムピストンの製造方法 |
-
1984
- 1984-11-26 JP JP59249130A patent/JPS61126360A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009536712A (ja) * | 2006-05-10 | 2009-10-15 | フェデラル−モーグル コーポレイション | スチールピストンのための熱酸化保護表面 |
| EP1898065A1 (de) * | 2006-08-18 | 2008-03-12 | Wärtsilä Schweiz AG | Kolben für einen Zweitakt-Grossdieselmotor, sowie Zweitakt-Grossdieselmotor |
| WO2013013830A1 (en) * | 2011-07-28 | 2013-01-31 | Mahle International Gmbh | Bowl rim and root protection for aluminum pistons |
| JP2013185200A (ja) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Mazda Motor Corp | 断熱皮膜構造及びその製造方法 |
| JP2015518536A (ja) * | 2012-03-28 | 2015-07-02 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツングＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ | アルミニウムピストンの製造方法 |
| JP2014020283A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関のピストン構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0364700B2 (ja) | 1991-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |