JPS63143364A - 内燃機関のピストンの製造法 - Google Patents
内燃機関のピストンの製造法Info
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- JPS63143364A JPS63143364A JP29195586A JP29195586A JPS63143364A JP S63143364 A JPS63143364 A JP S63143364A JP 29195586 A JP29195586 A JP 29195586A JP 29195586 A JP29195586 A JP 29195586A JP S63143364 A JPS63143364 A JP S63143364A
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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
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/10—Pistons having surface coverings
- F02F3/12—Pistons having surface coverings on piston heads
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (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）
本発明は内燃機関のピストンの製造法の改良に関する。
（従来技術とその問題点）
従来、内燃機関のピストンの上面にセラミック層を形成
することにより、燃焼室の断熱を行ない、その燃焼性を
高めるようにしたピストンが提案されている（特開昭５
６−５６９５２号公報参照）。
することにより、燃焼室の断熱を行ない、その燃焼性を
高めるようにしたピストンが提案されている（特開昭５
６−５６９５２号公報参照）。
ところが、セラミック層は、約５〜３０％程度の気孔（
貫通孔）を有しているので、特に燃料として軽油を使用
するディーゼルエンジンでは、燃焼ガス中に生成する腐
蝕性物質が気孔を通ってピストン（母材）の上面に作用
し、セラミック層との境界部が腐蝕されてセラミック層
の密着性が低下し、セラミック層が剥離するおそれがあ
った。
貫通孔）を有しているので、特に燃料として軽油を使用
するディーゼルエンジンでは、燃焼ガス中に生成する腐
蝕性物質が気孔を通ってピストン（母材）の上面に作用
し、セラミック層との境界部が腐蝕されてセラミック層
の密着性が低下し、セラミック層が剥離するおそれがあ
った。
（発明の目的）
本発明は上記従来の問題点を解決するためになされたも
ので、セラミック層の剥離を有効に防止することを目的
とするものである。
ので、セラミック層の剥離を有効に防止することを目的
とするものである。
（発明の構成）
このため本発明は、上面にセラミック層を形成する内燃
機関のピストンの製造法であって、ピストンの上面に、
燃焼ガス生成物に対して耐蝕性を存する金属を溶射して
金属層を形成し、ついで、この金属層の上面にショット
ピーニングを施して気孔を封孔し、さらに、この封孔さ
れた金属層の上面にセラミックを溶射してセラミック層
を形成してなることを特徴とするものである。
機関のピストンの製造法であって、ピストンの上面に、
燃焼ガス生成物に対して耐蝕性を存する金属を溶射して
金属層を形成し、ついで、この金属層の上面にショット
ピーニングを施して気孔を封孔し、さらに、この封孔さ
れた金属層の上面にセラミックを溶射してセラミック層
を形成してなることを特徴とするものである。
（発明の効果）
本発明によれば、ピストンの上面に耐蝕性の金属層を溶
射してショットピーニングで気孔を封孔した後、この上
面にセラミック層を溶射するようにしたものであるから
、燃焼ガス中の腐蝕性物質がセラミック層の気孔を通っ
ても、封孔された金属層によりピストンの上面に作用す
るのが阻止され、しから、金属層は耐蝕性であるので、
セラミック層との境界部が腐蝕することがないために、
セラミック層の剥離か発生するということかなくなる。
射してショットピーニングで気孔を封孔した後、この上
面にセラミック層を溶射するようにしたものであるから
、燃焼ガス中の腐蝕性物質がセラミック層の気孔を通っ
ても、封孔された金属層によりピストンの上面に作用す
るのが阻止され、しから、金属層は耐蝕性であるので、
セラミック層との境界部が腐蝕することがないために、
セラミック層の剥離か発生するということかなくなる。
（実施例）
以下、本発明の実施例を添付図面について詳細に説明す
る。
る。
第１図に示すように、ピストン（の製造方法は、まず、
工程Ｉで、パークレン洗浄などによりピストン（母材用
の洗浄、脱脂を行ない、ついで、工程■で、ピストンｌ
の上面１ａに、ブラストノズル２により溶融アルミナ等
をブラスト材としてショツトブラストを施して上面１ａ
を粗面化する。
工程Ｉで、パークレン洗浄などによりピストン（母材用
の洗浄、脱脂を行ない、ついで、工程■で、ピストンｌ
の上面１ａに、ブラストノズル２により溶融アルミナ等
をブラスト材としてショツトブラストを施して上面１ａ
を粗面化する。
そして、工程■で、ピストン１の上面１ａに、燃焼ガス
生成物に対して耐蝕性を有する金属（例えばＳ ＵＳ
３０４ 、 Ｎ１−ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｎｉなど）を溶射
して金属層３を形成する（第２図（ａ）参照）。
生成物に対して耐蝕性を有する金属（例えばＳ ＵＳ
３０４ 、 Ｎ１−ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｎｉなど）を溶射
して金属層３を形成する（第２図（ａ）参照）。
つぎに、工程■で、この金属層３の上面３ａに、カラス
ビーズ等をピーニング材としてショットピーニングを施
して、上面３ａを塑性加工して金属層３の上面３ａの気
孔３ ｂ、 ３ ｂを封孔ずろ（第２図（ｂ）参照）。
ビーズ等をピーニング材としてショットピーニングを施
して、上面３ａを塑性加工して金属層３の上面３ａの気
孔３ ｂ、 ３ ｂを封孔ずろ（第２図（ｂ）参照）。
最後に、工程Ｖで、封孔された金、属層３の上面３ａ
にセラミック（例えば、Ｚｒｏ ２゜ＡＱ２０３など）
を溶射してセラミック層４を形成する（第２図（ｃ）参
照）。
にセラミック（例えば、Ｚｒｏ ２゜ＡＱ２０３など）
を溶射してセラミック層４を形成する（第２図（ｃ）参
照）。
このように、工程Ｉ〜■において、ピストン１の上面１
ａに耐蝕性金属層３を溶射してショットピーニングで気
孔３ｂを封孔した後に、この上面３ａにセラミック１層
４を溶射することにより、燃焼ガス中の腐蝕性物質が、
セラミック層４の気孔４ａ（第２図（ｃ）参°照）を通
っても、封孔された金属層３の上面３ａに作用するだけ
で、ピストンＩの上面１ａには作用しない。
ａに耐蝕性金属層３を溶射してショットピーニングで気
孔３ｂを封孔した後に、この上面３ａにセラミック１層
４を溶射することにより、燃焼ガス中の腐蝕性物質が、
セラミック層４の気孔４ａ（第２図（ｃ）参°照）を通
っても、封孔された金属層３の上面３ａに作用するだけ
で、ピストンＩの上面１ａには作用しない。
しかも、金属層３は耐蝕性であるので、冑蝕性物質に侵
されない。
されない。
したがって、ピストン１の上面１ａと金属層３との境界
部及び、金属層３の上面３ａとセラミック層４との境界
部か腐蝕することがないので、金属層３及びセラミック
層４の剥離が防止されるのである。
部及び、金属層３の上面３ａとセラミック層４との境界
部か腐蝕することがないので、金属層３及びセラミック
層４の剥離が防止されるのである。
次に、耐蝕性テストの実験データを説明する。
（］） Ｃ：３．５．Ｓｉ：３．Ｏ，Ｍｎ：０．３．
Ｐ：０．０ １ 。
Ｐ：０．０ １ 。
Ｓ：０．０１．Ｃｕ：０．７．Ｍｇ：０．０４５．Ｐｅ
：残部（重量％、以下同様）からなる球状黒鉛鋳鉄素材
を用いて、５０ｘ２５ｘ７（闘）の試験片（母材）を作
成した。
：残部（重量％、以下同様）からなる球状黒鉛鋳鉄素材
を用いて、５０ｘ２５ｘ７（闘）の試験片（母材）を作
成した。
（２）この試験片を、工程Ｉで洗浄、脱脂処理した後、
工程■て上面を粗面化処理した。ブラスト後の表面粗さ
はＲａ７．０μＷであった。
工程■て上面を粗面化処理した。ブラスト後の表面粗さ
はＲａ７．０μＷであった。
（３）その後、工程■で試験片の上面に耐蝕性金属をプ
ラズマ溶射して金属層を形成した。金属層３の厚みは約
５０μ肩とした。
ラズマ溶射して金属層を形成した。金属層３の厚みは約
５０μ肩とした。
耐蝕性金属として、５ＵＳ３０４（粉末の主成分Ｃｒ：
１８ 、Ｎｉ：８ 、Ｆｅ：残部）、Ｎ１−Ｃｒ（粉
末の主成分Ｎｉ：８０．Ｃｒ：２０）、Ｎｉ（粉末の主
成分Ｎｉ・全部）、Ｍｏ（粉末の主成分Ｍｏ：全部）を
それぞれ用いた。
１８ 、Ｎｉ：８ 、Ｆｅ：残部）、Ｎ１−Ｃｒ（粉
末の主成分Ｎｉ：８０．Ｃｒ：２０）、Ｎｉ（粉末の主
成分Ｎｉ・全部）、Ｍｏ（粉末の主成分Ｍｏ：全部）を
それぞれ用いた。
（４）そして、工程■で、金属層の上面の通孔の封孔処
理をした。
理をした。
（５）最後に、工程■で、金属層の上面にＹｖＯ３：８
、Ｚｒ０ｔ：残部の粉末をプラズマで溶射してセラミッ
ク層を形成した。セラミック層の厚みは約２５０μ肩と
した。
、Ｚｒ０ｔ：残部の粉末をプラズマで溶射してセラミッ
ク層を形成した。セラミック層の厚みは約２５０μ肩と
した。
（６）上記方法で作成した試験片を、１％希硫酸水溶液
中（液温２０〜２５°Ｃ）に浸漬し、試験片（母材）に
対するセラミック層の剥離テストを行なった。
中（液温２０〜２５°Ｃ）に浸漬し、試験片（母材）に
対するセラミック層の剥離テストを行なった。
その結果を第１表に示す。
第１表から明らかなように、工程■の封孔処理を施して
いない比較法では、＋００−１５０時間でセラミック層
か剥離して浮き上がりが発生したが、本方法によれば、
２００時間経過後も剥離が発生しなかった。
いない比較法では、＋００−１５０時間でセラミック層
か剥離して浮き上がりが発生したが、本方法によれば、
２００時間経過後も剥離が発生しなかった。
なお、金属層がない従来法であれば約７０時間でセラミ
ック層が剥離した。
ック層が剥離した。
また、本方法で製造したピストン１で、セラミック層４
の熱サイクルテストを行なった結果、従来法と同様に、
１０００サイクル以上の熱ザイクル強度を示した。
の熱サイクルテストを行なった結果、従来法と同様に、
１０００サイクル以上の熱ザイクル強度を示した。
第１図は本発明に係るピストンの製造工程を示すシステ
ム図、第２図（ａ）〜第２図（ｃ）は、主要な製造工程
におけるピストンの要部断面図である。 １・・・ピストン、ｌａ・・・上面、 ３・・・金属
層、３ａ・・・上面、 ３ｂ・・・通孔、４・・・セ
ラミック層、４ａ・・・通孔。
ム図、第２図（ａ）〜第２図（ｃ）は、主要な製造工程
におけるピストンの要部断面図である。 １・・・ピストン、ｌａ・・・上面、 ３・・・金属
層、３ａ・・・上面、 ３ｂ・・・通孔、４・・・セ
ラミック層、４ａ・・・通孔。
Claims (1)
- （１）上面にセラミック層を形成する内燃機関のピスト
ンの製造法であって、 ピストンの上面に、燃焼ガス生成物に対して耐蝕性を有
する金属を溶射して金属層を形成し、ついで、この金属
層の上面にショットピーニングを施して気孔を封孔し、
さらに、この封孔された金属層の上面にセラミックを溶
射してセラミック層を形成してなることを特徴とする内
燃機関のピストンの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29195586A JPS63143364A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 内燃機関のピストンの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29195586A JPS63143364A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 内燃機関のピストンの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63143364A true JPS63143364A (ja) | 1988-06-15 |
Family
ID=17775626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29195586A Pending JPS63143364A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 内燃機関のピストンの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63143364A (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1986
- 1986-12-08 JP JP29195586A patent/JPS63143364A/ja active Pending
Cited By (1)
| 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 |
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