JPS6121558Y2 - - Google Patents
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- JPS6121558Y2 JPS6121558Y2 JP18529882U JP18529882U JPS6121558Y2 JP S6121558 Y2 JPS6121558 Y2 JP S6121558Y2 JP 18529882 U JP18529882 U JP 18529882U JP 18529882 U JP18529882 U JP 18529882U JP S6121558 Y2 JPS6121558 Y2 JP S6121558Y2
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Landscapes
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
本考案は安価で耐キヤビテーシヨン性が高く強
度が大である溶射被膜を外周表面に形成した内燃
機関用湿式シリンダライナに関するものである。 近時、内燃機関の小型化、高性能化は、一方に
おいて部品の軽量化を図かりながら他方において
内燃機関の苛酷な振動特性にも耐えられるものの
実現を要請しており、湿式シリンダライナ用とし
ての耐キヤビテーシヨン性の優れた保護被膜の開
発が望まれている。又、油圧機器においても高圧
化や大型化が進み、ポンプや油圧弁等に発生する
キヤビテーシヨンの防止対策が課題となつてい
る。 従来、例えば内燃機関の湿式シリンダライナの
外周面のキヤビテーシヨンを防止乃至は軽減する
手法としては (a) クロムめつき等の硬質金属めつき被膜で保護
する手法 (b) セラミツク溶射被膜（純Al2o3粉末材、Al2o3
−２％TiO2粉末材、Al2o3−TiO2の共融組成粉
末材、例えばAl2o3−13％TiO2Al2o3−40％
TiO2等、或はCr2O3粉末材）で保護する手法 (c) 化成処理被膜（ルーブライト処理、タフトラ
イド処理）による方法 (d) 冷却水中に溶媒（例えばK2CrO4、
Na2CrO4）を添加して気泡の発生を制御しキヤ
ビテーシヨン損傷を軽減する方法 等が採用されているが、上記(c)は効果が不十分で
あり(d)も単独では効果に乏しく、(b)は効果の点で
尚難点があるか或いは極めて高価なためその適用
に限度があり、又、(a)のクロムめつきは最も普遍
的なものではあるが、公害防止等の点から設備的
制約もありコスト高であるため、これに代わる保
護被膜の出現が待たれているのが現状である。 本考案はこれら従来の欠点を解決したものであ
つて湿式シリンダライナ１の外周面Ｌに重量比で
Al2O3粉末95〜50％、金属炭化物粉末５〜50％か
らなる混合粉末を溶射して、少くともHv1100を
超える硬度と３％以下の断面多孔率とを保有する
耐キヤビテーシヨン性の優れた溶射被膜２を形成
したものであつて、本考案によれば、従来公知の
溶射被膜ｂに較べキヤビテーシヨン抵坑性が増大
すると共に強度が高い被膜が比較的低コトで得ら
れるので適用分野を拡大し得る利点が得られる。 本考案において、被膜硬度がHv1100以下では
耐キヤビテーシヨン性に不十分であり、これを超
える被膜硬度を得るためと、経済性の点から安価
なAl2O3ベース粉末に対する金属炭化物粉末の混
合比率を重量比５〜50％、特に好ましい混合比率
は重量比20〜50％としたものである。又、溶射被
膜２の断面多孔率３％を超える時はキヤビテーシ
ヨンが気孔内に発生し易いこともあつて、耐キヤ
ビテーシヨン性が低下する傾向にあると共に、被
膜全体としての強度も減ずるので溶射被膜の断面
多孔率は３％以下が望ましい。 尚、本考案の溶射被膜２を得るに当り、溶射粉
末が高融点のセラミツク粉末であり、かつ断面多
孔率を３％以下とする必要性から被膜の溶射には
プラズマ溶射法を用いるのが望ましい。 以下、本考案を実施例に従い詳述するが、溶射
被膜の耐キヤビテーシヨン性の評価には公知のキ
ヤビテーシヨン試験機を用い、供試試料のキヤビ
テーシヨン損傷量を比較した。キヤビテーシヨン
試験方法及び試験条件は以下のとおりである。 試験機：磁歪振動式キヤビテーシヨン試験機 （出力100W） 振動数：6700Hz 振 幅：90μ 媒体液：脱気蒸留水 液 温：（80±２）℃ 加振時間：2Hrs 試験片浸漬深さ：液面より（３±１）ｍ／ｍ 試験方法：上記の試験条件で30分間加振毎に供試
片を取にはずし、キヤビテーシヨンに
よる重量減を化学天秤で秤量し、延加
振時間120分の合計重量減を以つてキ
ヤビテーシヨン損傷量とした。又、同
一試験片に対しては媒体液の交換を行
わず、各比較例及び実施例とも供試数
は各３ケとし、その平均値でキヤビテ
ーシヨン損傷量を表示した。 比較例 FC 30相当材の湿式シリンダライナ 鍔外径×内径×全長 （116.7φ×98φ×185m／ｍ）の水冷部にAl2O3
（粒子サイズ30〜45ミクロン）100％を約80ミクロ
ンの厚さにプラズマ溶射した。そのときの溶射被
膜の硬度はHv（0.1）950〜1100、断面多孔率1.6
％であつた。 又、同時にFC30相当材で作成したキヤビテー
シヨン試験片にも同一の溶射被膜を施し、その硬
度及び断面多孔率が上記と同一水準にあることを
確認後、前記要領によるキヤビテーシヨン試験を
行つた。その試験結果を表１に示す。 実施例 １ 比較例と同一のシリンダライナの同一箇所に
Al2O3（粒子サイズ30〜45ミクロン）とWC（粒
子サイズ10〜50ミクロン、粒子硬度Hv2200〜
2400）とをWCの混合比率が重量比で30％になる
ように調製した混合粉末を約80ミクロンの厚さに
プラズマ溶射した。そのときの溶射被膜の硬度は
Hv（0.1）1350〜1800、断面多孔率は1.4％であつ
た。又、比較例と同様の試験片に対し、上記と同
一の溶射粉末を混合比率を変えて同一厚さにプラ
ズマ溶射し、比較例と同じ要領でキヤビテーシヨ
ン試験を行つた結果を表１に示す。
度が大である溶射被膜を外周表面に形成した内燃
機関用湿式シリンダライナに関するものである。 近時、内燃機関の小型化、高性能化は、一方に
おいて部品の軽量化を図かりながら他方において
内燃機関の苛酷な振動特性にも耐えられるものの
実現を要請しており、湿式シリンダライナ用とし
ての耐キヤビテーシヨン性の優れた保護被膜の開
発が望まれている。又、油圧機器においても高圧
化や大型化が進み、ポンプや油圧弁等に発生する
キヤビテーシヨンの防止対策が課題となつてい
る。 従来、例えば内燃機関の湿式シリンダライナの
外周面のキヤビテーシヨンを防止乃至は軽減する
手法としては (a) クロムめつき等の硬質金属めつき被膜で保護
する手法 (b) セラミツク溶射被膜（純Al2o3粉末材、Al2o3
−２％TiO2粉末材、Al2o3−TiO2の共融組成粉
末材、例えばAl2o3−13％TiO2Al2o3−40％
TiO2等、或はCr2O3粉末材）で保護する手法 (c) 化成処理被膜（ルーブライト処理、タフトラ
イド処理）による方法 (d) 冷却水中に溶媒（例えばK2CrO4、
Na2CrO4）を添加して気泡の発生を制御しキヤ
ビテーシヨン損傷を軽減する方法 等が採用されているが、上記(c)は効果が不十分で
あり(d)も単独では効果に乏しく、(b)は効果の点で
尚難点があるか或いは極めて高価なためその適用
に限度があり、又、(a)のクロムめつきは最も普遍
的なものではあるが、公害防止等の点から設備的
制約もありコスト高であるため、これに代わる保
護被膜の出現が待たれているのが現状である。 本考案はこれら従来の欠点を解決したものであ
つて湿式シリンダライナ１の外周面Ｌに重量比で
Al2O3粉末95〜50％、金属炭化物粉末５〜50％か
らなる混合粉末を溶射して、少くともHv1100を
超える硬度と３％以下の断面多孔率とを保有する
耐キヤビテーシヨン性の優れた溶射被膜２を形成
したものであつて、本考案によれば、従来公知の
溶射被膜ｂに較べキヤビテーシヨン抵坑性が増大
すると共に強度が高い被膜が比較的低コトで得ら
れるので適用分野を拡大し得る利点が得られる。 本考案において、被膜硬度がHv1100以下では
耐キヤビテーシヨン性に不十分であり、これを超
える被膜硬度を得るためと、経済性の点から安価
なAl2O3ベース粉末に対する金属炭化物粉末の混
合比率を重量比５〜50％、特に好ましい混合比率
は重量比20〜50％としたものである。又、溶射被
膜２の断面多孔率３％を超える時はキヤビテーシ
ヨンが気孔内に発生し易いこともあつて、耐キヤ
ビテーシヨン性が低下する傾向にあると共に、被
膜全体としての強度も減ずるので溶射被膜の断面
多孔率は３％以下が望ましい。 尚、本考案の溶射被膜２を得るに当り、溶射粉
末が高融点のセラミツク粉末であり、かつ断面多
孔率を３％以下とする必要性から被膜の溶射には
プラズマ溶射法を用いるのが望ましい。 以下、本考案を実施例に従い詳述するが、溶射
被膜の耐キヤビテーシヨン性の評価には公知のキ
ヤビテーシヨン試験機を用い、供試試料のキヤビ
テーシヨン損傷量を比較した。キヤビテーシヨン
試験方法及び試験条件は以下のとおりである。 試験機：磁歪振動式キヤビテーシヨン試験機 （出力100W） 振動数：6700Hz 振 幅：90μ 媒体液：脱気蒸留水 液 温：（80±２）℃ 加振時間：2Hrs 試験片浸漬深さ：液面より（３±１）ｍ／ｍ 試験方法：上記の試験条件で30分間加振毎に供試
片を取にはずし、キヤビテーシヨンに
よる重量減を化学天秤で秤量し、延加
振時間120分の合計重量減を以つてキ
ヤビテーシヨン損傷量とした。又、同
一試験片に対しては媒体液の交換を行
わず、各比較例及び実施例とも供試数
は各３ケとし、その平均値でキヤビテ
ーシヨン損傷量を表示した。 比較例 FC 30相当材の湿式シリンダライナ 鍔外径×内径×全長 （116.7φ×98φ×185m／ｍ）の水冷部にAl2O3
（粒子サイズ30〜45ミクロン）100％を約80ミクロ
ンの厚さにプラズマ溶射した。そのときの溶射被
膜の硬度はHv（0.1）950〜1100、断面多孔率1.6
％であつた。 又、同時にFC30相当材で作成したキヤビテー
シヨン試験片にも同一の溶射被膜を施し、その硬
度及び断面多孔率が上記と同一水準にあることを
確認後、前記要領によるキヤビテーシヨン試験を
行つた。その試験結果を表１に示す。 実施例 １ 比較例と同一のシリンダライナの同一箇所に
Al2O3（粒子サイズ30〜45ミクロン）とWC（粒
子サイズ10〜50ミクロン、粒子硬度Hv2200〜
2400）とをWCの混合比率が重量比で30％になる
ように調製した混合粉末を約80ミクロンの厚さに
プラズマ溶射した。そのときの溶射被膜の硬度は
Hv（0.1）1350〜1800、断面多孔率は1.4％であつ
た。又、比較例と同様の試験片に対し、上記と同
一の溶射粉末を混合比率を変えて同一厚さにプラ
ズマ溶射し、比較例と同じ要領でキヤビテーシヨ
ン試験を行つた結果を表１に示す。
【表】
実施例 ２
比較例と同一のシリンダライナの同一箇所に
Al2O3（粒子サイズ30〜45ミクロン）とVC（粒
子サイズ10〜50ミクロン粒子硬度Hv2500〜
2800）とをVCの混合比率が重量比で30％になる
ように調製した混合粉末を約80ミクロンの厚さに
プラズマ溶射した。そのときの溶射被膜の硬度は
Hv（0.1）1250〜1700、断面多孔率1.7％であつ
た。 又、同時に比較例と同様の試験片に対し、上記
と同一の溶射粉末を混合比率を変えて同一厚さに
プラズマ溶射し、比較例と同じ要領でキヤビテー
シヨン試験を行つた結果を表２に示す。
Al2O3（粒子サイズ30〜45ミクロン）とVC（粒
子サイズ10〜50ミクロン粒子硬度Hv2500〜
2800）とをVCの混合比率が重量比で30％になる
ように調製した混合粉末を約80ミクロンの厚さに
プラズマ溶射した。そのときの溶射被膜の硬度は
Hv（0.1）1250〜1700、断面多孔率1.7％であつ
た。 又、同時に比較例と同様の試験片に対し、上記
と同一の溶射粉末を混合比率を変えて同一厚さに
プラズマ溶射し、比較例と同じ要領でキヤビテー
シヨン試験を行つた結果を表２に示す。
【表】
実施例 ３
比較例と同一のシリンダライナの同一箇所に
Al2O3（粒子サイズ30〜45ミクロン）とTiC（粒
子サイズ10〜50ミクロン粒子硬度Hv2800〜
3000）とをTiCの混合比率が重量比で30％になる
ように調製した混合粉末を約80ミクロンの厚さに
プラズマ溶射した。そのときの溶射被膜の硬度は
Hv（0.1）1200〜1600、断面多孔率は0.8％であつ
た。又、同時に比較例と同様の試験片に対し、上
記と同一の溶射粉末を混合比率を変えて同一厚さ
にプラズマ溶射し、比較例と同じ要領キヤビテー
シヨン試験を行つた結果を表３に示す。
Al2O3（粒子サイズ30〜45ミクロン）とTiC（粒
子サイズ10〜50ミクロン粒子硬度Hv2800〜
3000）とをTiCの混合比率が重量比で30％になる
ように調製した混合粉末を約80ミクロンの厚さに
プラズマ溶射した。そのときの溶射被膜の硬度は
Hv（0.1）1200〜1600、断面多孔率は0.8％であつ
た。又、同時に比較例と同様の試験片に対し、上
記と同一の溶射粉末を混合比率を変えて同一厚さ
にプラズマ溶射し、比較例と同じ要領キヤビテー
シヨン試験を行つた結果を表３に示す。
【表】
【表】
尚、本考案の溶射被膜を湿式シリンダライナの
水冷部に施した場合、伝熱挙動の変化によるシリ
ンダライナ内周温度の変化とこれに基づくスカツ
フイング等の発生が懸念されたので、この確認の
ため下記の供試機関に比較例及び実施例１，２及
び３で調製したシリンダライナを組付けベンチテ
ストを行つた。 供試機関：水冷直列２気筒OHVデイーゼル エンジン（3.000cc） 内径×行程 98φ×98m／ｍ 圧縮比 20.0 平均有効圧力 7.1Kg／cm2 定格出力 65PS／3.200r.p.m 実験条件：回転数 3.600r.p.m 馬力 83〜87 PS 荷重 20.5〜22.3Kg 運転時間 3Hrs 油温 130±５℃ 水温 90±５℃ 上記ベンチテストの結果は、比較例、及び各実
施例のシリンダライナともに何れもスカツフイン
グの兆侯を認めず、本考案き溶射被膜が、シリン
ダライナの内周温度に影響を与えないことが判明
した。 以上、本考案の溶射被膜は各実施例に示す如
く、従来公知の純AlO粉末に金属炭化物粉末を適
当比率混合して溶射することにより、耐キヤビテ
ーシヨン性に優れ、十分な被膜強度を有する被膜
が得られるので、内燃機関の湿式シリンダライナ
に適用した場合、その技術的効果とともにコスト
的にも有利となる利点が得られる。 なお、溶射被膜は、シリンダライナ外周前面に
形成されても、或はまたシリンダライナの母線方
向対称位置に部分的に形成させてもよい。
水冷部に施した場合、伝熱挙動の変化によるシリ
ンダライナ内周温度の変化とこれに基づくスカツ
フイング等の発生が懸念されたので、この確認の
ため下記の供試機関に比較例及び実施例１，２及
び３で調製したシリンダライナを組付けベンチテ
ストを行つた。 供試機関：水冷直列２気筒OHVデイーゼル エンジン（3.000cc） 内径×行程 98φ×98m／ｍ 圧縮比 20.0 平均有効圧力 7.1Kg／cm2 定格出力 65PS／3.200r.p.m 実験条件：回転数 3.600r.p.m 馬力 83〜87 PS 荷重 20.5〜22.3Kg 運転時間 3Hrs 油温 130±５℃ 水温 90±５℃ 上記ベンチテストの結果は、比較例、及び各実
施例のシリンダライナともに何れもスカツフイン
グの兆侯を認めず、本考案き溶射被膜が、シリン
ダライナの内周温度に影響を与えないことが判明
した。 以上、本考案の溶射被膜は各実施例に示す如
く、従来公知の純AlO粉末に金属炭化物粉末を適
当比率混合して溶射することにより、耐キヤビテ
ーシヨン性に優れ、十分な被膜強度を有する被膜
が得られるので、内燃機関の湿式シリンダライナ
に適用した場合、その技術的効果とともにコスト
的にも有利となる利点が得られる。 なお、溶射被膜は、シリンダライナ外周前面に
形成されても、或はまたシリンダライナの母線方
向対称位置に部分的に形成させてもよい。
図面は本考案の実施例を示し、第１図は縦断面
図、第２図は第１図Ａ−Ａ線断面図である。 １……シリンダライナ、２……耐キヤビテーシ
ヨン性溶射被膜。
図、第２図は第１図Ａ−Ａ線断面図である。 １……シリンダライナ、２……耐キヤビテーシ
ヨン性溶射被膜。
Claims (1)
- 硬度Hv1100以上、断面多孔率３％以下でAl2o3
粉末95〜50重量％、Wc Vc Ticのいずれか１つ
の粉末５〜50重量％からなる混合粉末の耐キヤビ
テーシヨン性溶射被膜を外周表面に形成した湿式
シリンダライナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18529882U JPS58108251U (ja) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | 耐キヤビテ−シヨン性溶射被膜を外周表面に形成した湿式シリンダライナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18529882U JPS58108251U (ja) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | 耐キヤビテ−シヨン性溶射被膜を外周表面に形成した湿式シリンダライナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58108251U JPS58108251U (ja) | 1983-07-23 |
| JPS6121558Y2 true JPS6121558Y2 (ja) | 1986-06-27 |
Family
ID=30102620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18529882U Granted JPS58108251U (ja) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | 耐キヤビテ−シヨン性溶射被膜を外周表面に形成した湿式シリンダライナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58108251U (ja) |
-
1982
- 1982-12-09 JP JP18529882U patent/JPS58108251U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58108251U (ja) | 1983-07-23 |
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