JPS6217465A - ピストンピンの製造方法 - Google Patents
ピストンピンの製造方法Info
- Publication number
- JPS6217465A JPS6217465A JP15603585A JP15603585A JPS6217465A JP S6217465 A JPS6217465 A JP S6217465A JP 15603585 A JP15603585 A JP 15603585A JP 15603585 A JP15603585 A JP 15603585A JP S6217465 A JPS6217465 A JP S6217465A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- light metal
- piston pin
- metal
- fiber
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はピストンピンの製造方法に係り、特に繊維強化
金属とこの外周に耐摩耗溶射層を形成してなる内燃機関
用ピストンピンの製造方法に関する。
金属とこの外周に耐摩耗溶射層を形成してなる内燃機関
用ピストンピンの製造方法に関する。
往復運動内燃機関においては、燃費の向上、運転性の向
上環をはかるために機器の軽量化をはかることが重要で
あり特に往復運動部品の慣性ｉｔを小さくすることが重
要である。この意味で内燃機関用のピストンピンも軽量
化指向にある。ピストンピンを軽量化するためにはその
強度を低下させないで従来の鋼管よりも軽い材料を用い
てピストンピンを構成することが有効である。鋼材より
軽くてかつ鋼材に比べて遜色のない強度を有する材料と
して繊維強化金属が知られている。この場合軽量性に優
れまた強度的にも相当価れているかピストン及びコンロ
ッドと接するピストンピン表面部は運転中の耐経や軸線
に対し直角に加わる剪断力により繊維の剥離やムシレが
生じ問題となる。
上環をはかるために機器の軽量化をはかることが重要で
あり特に往復運動部品の慣性ｉｔを小さくすることが重
要である。この意味で内燃機関用のピストンピンも軽量
化指向にある。ピストンピンを軽量化するためにはその
強度を低下させないで従来の鋼管よりも軽い材料を用い
てピストンピンを構成することが有効である。鋼材より
軽くてかつ鋼材に比べて遜色のない強度を有する材料と
して繊維強化金属が知られている。この場合軽量性に優
れまた強度的にも相当価れているかピストン及びコンロ
ッドと接するピストンピン表面部は運転中の耐経や軸線
に対し直角に加わる剪断力により繊維の剥離やムシレが
生じ問題となる。
これを解決するためにピストンピン外表面を鋼管としそ
の内部に全長にわたって繊維強化した金属製の筒を圧入
等により嵌合し焼入れにより鋼管表面の硬さを上げ耐摩
耗性を向上させたもの（本出願人と同一出願人による出
願に係る特開昭５８−２２１６５７号参照）や繊維強化
金属体に耐摩耗性を付与するために硬質金属を溶射した
ピストンピンが知られている。前者の嵌合式ピストンピ
ンでは内燃機関の運転時に熱膨張、収縮を繰り返し受け
ている間に鋼管と繊維強化金属との熱膨張差により界面
剥離が生じ繊維強化金属製筒体が離れることによって薄
肉鋼管のみの強度に激変する恐れがあるという問題があ
る。又鋼管の薄肉化が困難でありしかも鋼管の比重も大
きいため軽量化メリットも小さいという問題がある。一
方、後者の溶射ピストンピンでは溶射層厚さがコントロ
ールできるため鋼管嵌合ピストンピンに比べ軽量化メリ
ットは大きい。しかし溶射層の密着性を向上させるため
の粗面化処理を行なうグリットブラスト処理が、表面の
強化繊維がほとんどの場合強度の高いアルミナ等のセラ
ミック繊維のため硬く粗面化できないという理由から困
難なため溶射層の密着性が著しく劣るという問題がある
。
の内部に全長にわたって繊維強化した金属製の筒を圧入
等により嵌合し焼入れにより鋼管表面の硬さを上げ耐摩
耗性を向上させたもの（本出願人と同一出願人による出
願に係る特開昭５８−２２１６５７号参照）や繊維強化
金属体に耐摩耗性を付与するために硬質金属を溶射した
ピストンピンが知られている。前者の嵌合式ピストンピ
ンでは内燃機関の運転時に熱膨張、収縮を繰り返し受け
ている間に鋼管と繊維強化金属との熱膨張差により界面
剥離が生じ繊維強化金属製筒体が離れることによって薄
肉鋼管のみの強度に激変する恐れがあるという問題があ
る。又鋼管の薄肉化が困難でありしかも鋼管の比重も大
きいため軽量化メリットも小さいという問題がある。一
方、後者の溶射ピストンピンでは溶射層厚さがコントロ
ールできるため鋼管嵌合ピストンピンに比べ軽量化メリ
ットは大きい。しかし溶射層の密着性を向上させるため
の粗面化処理を行なうグリットブラスト処理が、表面の
強化繊維がほとんどの場合強度の高いアルミナ等のセラ
ミック繊維のため硬く粗面化できないという理由から困
難なため溶射層の密着性が著しく劣るという問題がある
。
これを補う方法として鋼管内に繊維強化金属を嵌合させ
鋼管表面にグリットブラスト処理を施して溶射層の密着
性を高める方法が本出願人と同一出願人の出願に係る実
開昭６０−６１５５９号に開示されている。しかしこの
方法で得られたピストンピンはメリットが鋼管嵌合ピス
トンに比べ更に劣るという問題がある。
鋼管表面にグリットブラスト処理を施して溶射層の密着
性を高める方法が本出願人と同一出願人の出願に係る実
開昭６０−６１５５９号に開示されている。しかしこの
方法で得られたピストンピンはメリットが鋼管嵌合ピス
トンに比べ更に劣るという問題がある。
本発明は軽量化メリットが大きい溶射ピストンピンにお
いて被溶射体である繊維強化金属体との密着性を向上さ
せることを目的とする。
いて被溶射体である繊維強化金属体との密着性を向上さ
せることを目的とする。
上記問題点は本発明によれば表面部の少なくとも一部を
構成する軽金属と強化繊維との複合体を形成し、該複合
体表面に該軽金属からなる層を形成し、次に該軽金属層
にグリットブラスト処理を施し、次に該グリットブラス
ト処理された該軽金属層表面に耐摩耗、耐焼付性を有す
る材料を溶射したことを特徴とするピストンピンの製造
方法によって解決される。
構成する軽金属と強化繊維との複合体を形成し、該複合
体表面に該軽金属からなる層を形成し、次に該軽金属層
にグリットブラスト処理を施し、次に該グリットブラス
ト処理された該軽金属層表面に耐摩耗、耐焼付性を有す
る材料を溶射したことを特徴とするピストンピンの製造
方法によって解決される。
以下本発明の実施態様を図面に基づいて説明する。
第１Ａ図、第１Ｂ図及び第２図は実施例を示す、それぞ
れ横断面図、縦断面図及び第１Ａ図Ａ部拡大断面図を示
す。
れ横断面図、縦断面図及び第１Ａ図Ａ部拡大断面図を示
す。
第１Ａ図、第１Ｂ図に示すようにアルミナ等の強化繊維
を長軸方向に配列しアルミニウム、マグネシウム合金な
どの軽合金をマトリックスとする円柱状の繊維強化金属
体３を高圧鋳造法にて製造する。この時強化繊維束は高
圧鋳造室内の内径よりも小さ゛くクリアランスを設けて
配設し鋳造することにより繊維強化円柱体の最外層には
このクリアランスの厚さだけマトリックス金属が形成さ
れる。・ このようにして製造された繊維強化金属円柱体に市販の
グリッドプラスト材を投射することによりグリットブラ
スト処理を施す。
を長軸方向に配列しアルミニウム、マグネシウム合金な
どの軽合金をマトリックスとする円柱状の繊維強化金属
体３を高圧鋳造法にて製造する。この時強化繊維束は高
圧鋳造室内の内径よりも小さ゛くクリアランスを設けて
配設し鋳造することにより繊維強化円柱体の最外層には
このクリアランスの厚さだけマトリックス金属が形成さ
れる。・ このようにして製造された繊維強化金属円柱体に市販の
グリッドプラスト材を投射することによりグリットブラ
スト処理を施す。
最外層であるマトリックス軽合金層の厚さが−０，１ｍ
ｓ以上であれば適正な表面の粗面化がなされる。該グリ
ットブラスト処理の後、粗面化された最外層の軽合金表
面に金属、セラミックス等の耐摩耗、耐焼付性を有す材
料により溶射層２を形成し表面の研摩加工を行いピスト
ンピン１を製造する。マトリックス軽合金層の厚さが上
記０．１ ｍｍより小さいとグリフドブラスト処理の際
、該軽合金層が除去され、表面に強化繊維が露出してし
まい所定の表面粗さが得られず密着性が非常に低下する
。
ｓ以上であれば適正な表面の粗面化がなされる。該グリ
ットブラスト処理の後、粗面化された最外層の軽合金表
面に金属、セラミックス等の耐摩耗、耐焼付性を有す材
料により溶射層２を形成し表面の研摩加工を行いピスト
ンピン１を製造する。マトリックス軽合金層の厚さが上
記０．１ ｍｍより小さいとグリフドブラスト処理の際
、該軽合金層が除去され、表面に強化繊維が露出してし
まい所定の表面粗さが得られず密着性が非常に低下する
。
実施例１
強化繊維として炭素繊維（東し社製トレカＭ４０）を用
いアルミニウム合金（ＪＩＳ ＡＤＣ１０相当）との複
合による繊維体積率約６０％の繊維強化金属製丸棒を製
造した。
いアルミニウム合金（ＪＩＳ ＡＤＣ１０相当）との複
合による繊維体積率約６０％の繊維強化金属製丸棒を製
造した。
この丸棒は炭素繊維強化金属の周囲に厚さ約３ｍｍのア
ルミニウム合金（ＪＩＳ ＡＤＣ１０相当）マトリック
スで覆われた構成となっている。この丸棒の外周を研削
加工し周囲のアルミ合金の厚さがＡ。
ルミニウム合金（ＪＩＳ ＡＤＣ１０相当）マトリック
スで覆われた構成となっている。この丸棒の外周を研削
加工し周囲のアルミ合金の厚さがＡ。
０．５ｍｍ； Ｂ、 ０．１ｍｍ； Ｃ，０，０５ｍ５
＋；及び比較例としてり、Ｏｍｍ（強化繊維露出）、に
なるようにしてピストンピンを仕上げた。
＋；及び比較例としてり、Ｏｍｍ（強化繊維露出）、に
なるようにしてピストンピンを仕上げた。
これらのピストンピン全周にグリットブラスト材として
メチコライトＦ（メテコ社製）を用いエアー圧５ｋｇ／
ａＪでグリットブラスト処理を行った。
メチコライトＦ（メテコ社製）を用いエアー圧５ｋｇ／
ａＪでグリットブラスト処理を行った。
処理後の各ピストンピンの表面粗さを表面粗さ計で測定
した。この結果を第１表に示す。
した。この結果を第１表に示す。
第１表
第１表に示すように全面に強化繊維露出のＤが最も表面
粗さは小さく、次にＣがそしてＡ及びＢは表面が粗くほ
ぼ同じ粗さになっている。
粗さは小さく、次にＣがそしてＡ及びＢは表面が粗くほ
ぼ同じ粗さになっている。
Ｃ及びＤの表面粗さが小さい理由はＣはブラスト後ピス
トンピン表面に一部強化繊維がみられＤは全面にみられ
たことからブラスト処理によりＣは表層のアルミニウム
合金が除去され一部に非常に硬い（Ｈｖ １０００以上
）強化繊維が露出したためブラスト処理による粗面化効
果がなされずＤは全面のためＣよりも更に効果が低くな
ったためと考えられる。
トンピン表面に一部強化繊維がみられＤは全面にみられ
たことからブラスト処理によりＣは表層のアルミニウム
合金が除去され一部に非常に硬い（Ｈｖ １０００以上
）強化繊維が露出したためブラスト処理による粗面化効
果がなされずＤは全面のためＣよりも更に効果が低くな
ったためと考えられる。
実ｍ例１のＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄのピストンピンに０、８ Ｃ
−ＢａｌＦｅ粉末（粉末粒度１０〜４４μ）をメテコ社
製メチコアＭ溶射ガンにて溶射厚さ０．１５ｍｍの溶射
を行った。Ｄについては溶射中に溶射層の剥離が発生し
Ｃは溶射層の一部に亀裂が発生した。Ａ及びＢは亀裂及
び剥離の発生はみられなかった。
−ＢａｌＦｅ粉末（粉末粒度１０〜４４μ）をメテコ社
製メチコアＭ溶射ガンにて溶射厚さ０．１５ｍｍの溶射
を行った。Ｄについては溶射中に溶射層の剥離が発生し
Ｃは溶射層の一部に亀裂が発生した。Ａ及びＢは亀裂及
び剥離の発生はみられなかった。
以上のことから強化繊維が表面に露出したちのは（表面
粗さ小）表面粗さが小さく、溶射中に溶射層とアルミ合
金母材との熱膨張率の差によって亀裂、剥離が発生しゃ
すくＡ及びＢは強化繊維が露出しないため表面粗さも大
きく溶射層の結合力すなわち密着性が高いことがわかる
。
粗さ小）表面粗さが小さく、溶射中に溶射層とアルミ合
金母材との熱膨張率の差によって亀裂、剥離が発生しゃ
すくＡ及びＢは強化繊維が露出しないため表面粗さも大
きく溶射層の結合力すなわち密着性が高いことがわかる
。
なお、Ｃ，Ｄのものが溶射中の被溶射物の温度コントロ
ールにより溶射層が本体（繊維強化金属）に外観上剥離
もなく密着している場合でも真の結合力は低く運転中に
ピストンピンに加わる繰り返し応力で容易に亀裂、剥離
が発生する可能性大である。
ールにより溶射層が本体（繊維強化金属）に外観上剥離
もなく密着している場合でも真の結合力は低く運転中に
ピストンピンに加わる繰り返し応力で容易に亀裂、剥離
が発生する可能性大である。
以上説明したように本発明によれば溶射層の密着性が向
上した溶射ピストンピンが得られる。しかも従来の鋼管
嵌合ピストンピンに比べ溶射層コントロールが可能なた
め軽量化メリットが図られる。
上した溶射ピストンピンが得られる。しかも従来の鋼管
嵌合ピストンピンに比べ溶射層コントロールが可能なた
め軽量化メリットが図られる。
第１Ａ図、第１Ｂ図及び第２図は実施態様を示す、それ
ぞれ横断面図、縦断面図及び秦中４手第１Ａ図のＡ部拡
大断面図を示す。 １・・・ピストンピン、 ２・・・溶射層、３・・
・繊維強化金属、 ４・・・マトリックス層。
ぞれ横断面図、縦断面図及び秦中４手第１Ａ図のＡ部拡
大断面図を示す。 １・・・ピストンピン、 ２・・・溶射層、３・・
・繊維強化金属、 ４・・・マトリックス層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、表面部の少なくとも一部を構成する軽金属と強化繊
維との複合体を形成し、該複合体表面に該軽金属からな
る層を形成し、次に該軽金属層にグリットブラスト処理
を施し、次に該グリットブラスト処理された該軽金属層
表面に耐摩耗、耐焼付性を有する材料を溶射することに
より溶射層を形成したことを特徴とするピストンピンの
製造方法。 ２、前記軽金属がアルミニウム合金、マグネシウム合金
又はチタニウム合金であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の方法。 ３、前記強化繊維がアルミナ繊維、炭素繊維等のセラミ
ック繊維であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の方法。 ４、前記複合体表面に形成された軽金属層の厚さが０．
１ｍｍ以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15603585A JPS6217465A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | ピストンピンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15603585A JPS6217465A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | ピストンピンの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6217465A true JPS6217465A (ja) | 1987-01-26 |
Family
ID=15618892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15603585A Pending JPS6217465A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | ピストンピンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6217465A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8020529B2 (en) * | 2006-02-27 | 2011-09-20 | Daimler Ag | Piston pin with slide layer for connecting rod eye for internal combustion engines |
| CN103398173A (zh) * | 2013-08-14 | 2013-11-20 | 徐州徐工液压件有限公司 | 一种耐磨涂层轻质复合材料活塞杆及液压缸 |
-
1985
- 1985-07-17 JP JP15603585A patent/JPS6217465A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8020529B2 (en) * | 2006-02-27 | 2011-09-20 | Daimler Ag | Piston pin with slide layer for connecting rod eye for internal combustion engines |
| CN103398173A (zh) * | 2013-08-14 | 2013-11-20 | 徐州徐工液压件有限公司 | 一种耐磨涂层轻质复合材料活塞杆及液压缸 |
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