JPH0586972A - Piston for engine and manufacture thereof - Google Patents
Piston for engine and manufacture thereofInfo
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- JPH0586972A JPH0586972A JP3274836A JP27483691A JPH0586972A JP H0586972 A JPH0586972 A JP H0586972A JP 3274836 A JP3274836 A JP 3274836A JP 27483691 A JP27483691 A JP 27483691A JP H0586972 A JPH0586972 A JP H0586972A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はエンジンのピストン、
特にアルミニューム合金製のピストンに関する。This invention relates to an engine piston,
Particularly, it relates to a piston made of aluminum alloy.
【0002】[0002]
【従来の技術】車両などのエンジンにおいては、アルミ
ニューム合金製のピストンが使用されることがある。2. Description of the Related Art In engines for vehicles, pistons made of aluminum alloy are sometimes used.
【0003】この種のアルミニューム合金製ピストンを
高出力下で使用した場合には、高温の燃焼ガスにふれる
トップランド付近が高温となり、ピストン材から分離し
たアルミニュームがピストンリングに疑着し、この疑着
アルミニュームによってピストンリング溝に異常摩耗を
生じさせたり、リング溝の上下面の摩耗損失によりシー
ル性を阻害するなどの不都合がある。When this type of aluminum alloy piston is used under high power, the temperature around the top land exposed to high temperature combustion gas becomes high, and the aluminum separated from the piston material is attached to the piston ring. Due to this suspiciously attached aluminum, abnormal wear is caused in the piston ring groove, and wear loss of the upper and lower surfaces of the ring groove hinders sealing performance.
【0004】このような問題に対しては、例えば特開平
1−190951号公報に開示されているように、燃焼
室に近いトップリング溝の表面に硬質のアルマイト処理
層を形成すると共に、このアルマイト処理層の表面に初
晶シリコン粒子を分散晶出させるようにしたものがあ
る。これによれば、ピストンリング溝の耐摩耗性、耐ア
ルミニューム疑着性が向上することが期待される。To solve this problem, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-190951, a hard alumite treatment layer is formed on the surface of the top ring groove close to the combustion chamber, and the alumite treatment layer is formed. There is a treatment layer in which primary crystal silicon particles are dispersed and crystallized. According to this, it is expected that the wear resistance and the aluminum adhesion resistance of the piston ring groove are improved.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載の従来技術においては、次のような新たな問題を
発生することになる。However, in the prior art described in the above publication, the following new problems will occur.
【0006】すなわち、ピストンリング溝に形成された
アルマイト処理層は、硬度は大きいものの表面粗さが大
きいことから逆にクラックが発生しやすく、このため使
用初期にオイル消費量が増えたり、ブローバイガスによ
ってエンジン出力が低下することになるのである。That is, since the alumite treatment layer formed in the piston ring groove has a large hardness but a large surface roughness, cracks are likely to occur on the contrary, so that the oil consumption increases in the early stage of use and blowby gas Therefore, the engine output will be reduced.
【0007】この発明はアルミニューム合金製ピストン
における上記の問題に対処するもので、耐摩耗性と初期
なじみ性とを両立させることを目的とする。The present invention addresses the above-mentioned problems in aluminum alloy pistons, and its object is to achieve both wear resistance and initial conformability.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】すなわち、本願の請求項
1の発明(以下、第1発明という)に係るエンジンのピ
ストンは、アルミニューム合金製のピストン母材に設け
たピストンリング溝の表面に、上記ピストン母材中に含
まれるシリコン粒子が該母材の表面から突出分散した状
態で初期硬度が小さい析出硬化型メッキ層を形成したこ
とを特徴とする。That is, an engine piston according to the invention of claim 1 of the present application (hereinafter referred to as the first invention) has a piston ring groove provided on a piston base material made of an aluminum alloy. A precipitation hardening type plating layer having a small initial hardness is formed in a state where the silicon particles contained in the piston base material are projected and dispersed from the surface of the base material.
【0009】そして、本願の請求項2の発明(以下、第
2発明という)に係るエンジンのピストンは、アルミニ
ューム合金製のピストン母材に設けたピストンリング溝
の表面に、上記ピストン母材中に含まれるシリコン粒子
が該母材の表面から突出分散した状態で初期硬度が小さ
いニッケル・リンメッキ層を形成したことを特徴とす
る。The piston of the engine according to the invention of claim 2 of the present application (hereinafter referred to as the second invention) has the above-mentioned piston base material in the surface of the piston ring groove provided in the piston base material made of aluminum alloy. The nickel-phosphorus plating layer having a small initial hardness is formed in a state in which the silicon particles contained in the above are dispersed and projected from the surface of the base material.
【0010】一方、本願の請求項3の発明(以下、第3
発明という)に係るエンジンのピストンの製造方法は、
アルミニューム合金製のピストン母材におけるピストン
リング溝の表面を除去してシリコン粒子を突出分散さ
せ、その後上記リング溝表面に初期硬度が小さい熱硬化
性の析出硬化型メッキ層を形成することを特徴とする。On the other hand, the invention of claim 3 of the present application (hereinafter, referred to as the third
A method for manufacturing an engine piston according to the invention)
The surface of the piston ring groove in the piston base material made of aluminum alloy is removed to disperse silicon particles in a protruding manner, and then a thermosetting precipitation hardening type plating layer with a small initial hardness is formed on the ring groove surface. And
【0011】[0011]
【作用】まず、第1発明に係るピストンによれば、アル
ミニューム合金製のピストン母材におけるピストンリン
グ溝の表面に形成される析出硬化型メッキ層は、初期硬
度が小さいことから良好な初期なじみ性が得られること
になる。また、該メッキ層にはピストン母材から突出し
た状態でシリコン粒子が分散配置されていることから、
適度の耐摩耗性も確保されることになる。According to the piston of the first aspect of the invention, the precipitation hardening type plating layer formed on the surface of the piston ring groove in the piston base material made of an aluminum alloy has a small initial hardness and therefore has a good initial familiarity. Will be obtained. Further, since the silicon particles are dispersedly arranged in the plated layer in a state of protruding from the piston base material,
A proper wear resistance will also be ensured.
【0012】そして、第2発明に係るピストンによれ
ば、メッキ性に優れたニッケル・リンメッキ層でピスト
ンリング溝を被覆しているので、良好な品質が得られる
ことになる。According to the piston of the second aspect of the present invention, since the piston ring groove is covered with the nickel / phosphorus plating layer having excellent plating properties, good quality can be obtained.
【0013】また、第3発明に係るピストンの製造方法
によれば、ピストン母材におけるピストンリング溝の表
面に形成される析出硬化型メッキ層は初期硬度が小さい
ことから、良好な初期なじみ性が得られることになる。
また、該メッキ層にはピストン母材から突出した状態で
シリコン粒子が分散配置されていることから、適度の耐
摩耗性も確保されることになる。Further, according to the piston manufacturing method of the third aspect of the present invention, since the precipitation hardening type plating layer formed on the surface of the piston ring groove in the piston base material has a small initial hardness, it has good initial conformability. Will be obtained.
Further, since silicon particles are dispersedly arranged in the plated layer in a state of protruding from the piston base material, appropriate wear resistance can be ensured.
【0014】特に、この第3発明によれば、ピストン母
材の表面をシリコン粒子が突出するように除去するよう
になっているので、シリコン粒子が脱落することがな
く、これにより析出硬化型メッキ層にはシリコン粒子が
適度に分散されることになって、適切な初期硬度が確保
されることになる。In particular, according to the third aspect of the present invention, the surface of the piston base material is removed so that the silicon particles project, so that the silicon particles do not fall off, which allows precipitation hardening plating. Silicon particles are appropriately dispersed in the layer, and an appropriate initial hardness is secured.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
【0016】図1、図2において、この実施例にかかる
ピストン1の本体部分を構成するピストン母材2は、シ
リコンを11〜13重量%の範囲で含有するアルミニュ
ーム合金で形成されている。このピストン母材2の外周
面の上部には、コンプレッションリング3,4がそれぞ
れ係止されるトップリング溝5及びセカンドリング溝6
と、余分なオイルを掻き落とすためのオイルリング7が
係止されるサードリング溝8とが形成されている。1 and 2, the piston base material 2 constituting the main body portion of the piston 1 according to this embodiment is formed of an aluminum alloy containing silicon in the range of 11 to 13% by weight. At the upper part of the outer peripheral surface of the piston base material 2, a top ring groove 5 and a second ring groove 6 in which the compression rings 3 and 4 are respectively locked.
And a third ring groove 8 into which an oil ring 7 for scraping off excess oil is locked.
【0017】そして、この実施例においては、上記ピス
トン母材2におけるトップリング溝5の上下面2a,2
bに、析出硬化型のニッケル・リンメッキ層9,9が形
成されている。このニッケル・リンメッキ層9には、図
3に示すように、ピストン母材2から上部が突出した状
態で初晶シリコン粒子10…10が分散配置されてい
る。In this embodiment, the top and bottom surfaces 2a, 2a of the top ring groove 5 in the piston base material 2 are used.
In b, the precipitation hardening type nickel-phosphorus plating layers 9 and 9 are formed. As shown in FIG. 3, primary crystal silicon particles 10 ... 10 are dispersedly arranged in the nickel / phosphorus plated layer 9 in a state in which the upper part thereof protrudes from the piston base material 2.
【0018】このようにピストン母材2におけるトップ
リング溝5の上下面2a,2bに、析出硬化型のニッケ
ル・リンメッキ層9,9が形成されていることから初期
硬度が小さく、これにより使用初期においても良好な初
期なじみ性が得られることになる。しかも、上記ニッケ
ル・リン・メッキ層9には、ピストン母材2から上部が
突出した状態で初晶シリコン粒子10…10が分散配置
されていることから、使用初期においても適度な耐摩耗
性が確保されることになる。Since the precipitation hardening nickel-phosphorus plating layers 9 and 9 are formed on the upper and lower surfaces 2a and 2b of the top ring groove 5 of the piston base material 2 as described above, the initial hardness is small, and as a result, the initial hardness is reduced. Also in this case, good initial familiarity can be obtained. Moreover, since the primary crystal silicon particles 10 ... 10 are dispersedly arranged in the nickel-phosphorus-plated layer 9 in a state in which the upper part thereof projects from the piston base material 2, proper wear resistance is obtained even in the initial stage of use. Will be secured.
【0019】そして、エンジンが運転状態となって燃焼
温度が上昇すると、その熱を受けて上記メッキ層9を構
成するリンとニッケルとが反応して析出硬化粒子(Ni
3P)が共析することになり、これによりニッケル・リ
ンメッキ層9の硬度が上昇することになる。When the engine is in an operating state and the combustion temperature rises, the heat reacts with the phosphorus and nickel forming the plating layer 9 to cause precipitation hardening particles (Ni).
3 P) will be co-deposited, which will increase the hardness of the nickel-phosphorus plated layer 9.
【0020】次に、本実施例に係るピストンの製造方法
を説明する。Next, a method of manufacturing the piston according to this embodiment will be described.
【0021】まず、重力鋳造により得られたアルミニュ
ーム合金(JIS AC8A9)からなるピストン母材
2をJISで定められたT6処理法で熱処理した後、機
械加工によって形成したトップリング溝5の表面を電解
浴を用いて図4に示すように所定の厚さt1だけ電解除
去する。これにより、図5に示すように、ピストン母材
2中に含まれる初晶シリコン粒子10…10が、その上
部が露出した状態となる。First, a piston base material 2 made of an aluminum alloy (JIS AC8A9) obtained by gravity casting is heat treated by a T6 treatment method defined by JIS, and then the surface of a top ring groove 5 formed by machining is processed. As shown in FIG. 4, an electrolytic bath is used to electrolytically remove a predetermined thickness t 1 . As a result, as shown in FIG. 5, the primary crystal silicon particles 10 ... 10 contained in the piston base material 2 are in a state where the upper portions thereof are exposed.
【0022】ここでピストン母材2の電解除去は、具体
的には次のように行われることになる。Here, the electrolytic removal of the piston base material 2 is specifically performed as follows.
【0023】すなわち、比重1.4の過塩素酸水溶液と
氷酢酸とを1対3の割合で混合した電解液を電解浴に入
れ、この電解液にピストン母材2を浸漬して陽極とする
と共に、その外周を取り囲むようにアルミ板の陰極を配
置して、50V、3A/dm2、液音40℃で2分間電
解処理する。そうすると、ピストン母材2が8μmの厚
さだけ除去されることになる。その際、印加電圧は、陽
極としてのピストン母材2からガスが発生し始める電圧
よりも低く設定する。これにより、ピストン母材2にガ
スが付着せず均等に電解されることになる。また、初晶
シリコン粒子10の電解速度が、ピストン母材2の溶解
速度よりも遅いことから、ピストン母材2が選択的に除
去されることになる。That is, an electrolytic solution in which a perchloric acid aqueous solution having a specific gravity of 1.4 and glacial acetic acid are mixed at a ratio of 1: 3 is put in an electrolytic bath, and the piston base material 2 is immersed in this electrolytic solution to form an anode. At the same time, a cathode made of an aluminum plate is arranged so as to surround the outer periphery thereof, and electrolysis is performed for 2 minutes at 50 V, 3 A / dm 2 , and a liquid sound of 40 ° C. Then, the piston base material 2 is removed by a thickness of 8 μm. At that time, the applied voltage is set lower than the voltage at which gas starts to be generated from the piston base material 2 as the anode. As a result, the gas does not adhere to the piston base material 2 and the electrolysis is performed uniformly. Further, since the electrolytic rate of the primary crystal silicon particles 10 is slower than the melting rate of the piston base material 2, the piston base material 2 is selectively removed.
【0024】次いで、電解除去されたピストン母材2を
所定の亜鉛置換剤に浸漬し、20℃の温度条件で1分間
放置することにより、露出面におけるアルミニュームを
亜鉛に置換する。Next, the electrolytically removed piston base material 2 is dipped in a predetermined zinc displacing agent and left for 1 minute at a temperature of 20 ° C. to replace the aluminum on the exposed surface with zinc.
【0025】その後、ピストン母材2を無電解メッキ溶
液(NiCl 2・6H2O 5×10-2 mol/l,Na
H2PO3 3.63×10-2 mol/l,PH 5.
8)に浸漬し、80℃の温浴中で無電解メッキを施す。
これにより、リン含有量が7重量%のニッケル・リンメ
ッキ層9を得た。このニッケル・リンメッキ層9の皮膜
硬度はビッカース硬度(Hv)で630の値を示し、ピ
ストン母材の硬度(Hv150)より大きく、初晶シリ
コン粒子(Hv1000)よりも小さくなった。このよ
うにニッケル・リンメッキの硬さを初晶シリコンよりも
小さくすることで、初期硬度が小さくなり、なじみ性が
向上することになる。After that, the piston base material 2 is melted by electroless plating.
Liquid (NiCl 2・ 6H2O 5 x 10-2 mol / l, Na
H2PO3 3.63 x 10-2 mol / l, PH 5.
8), and electroless plating is performed in a warm bath at 80 ° C.
As a result, nickel phosphorus with a phosphorus content of 7% by weight
A clear layer 9 was obtained. Coating of this nickel-phosphorus plating layer 9
The hardness shows a value of 630 in Vickers hardness (Hv), and
Greater than hardness (Hv150) of Ston base metal
It became smaller than the con particles (Hv1000). This
The hardness of nickel-phosphorus plating is higher than that of primary silicon
By making it smaller, the initial hardness becomes smaller and the conformability becomes better.
Will improve.
【0026】ここで、上記メッキ層9に占めるリンの含
有量は、図6に示すように、重量百分率で5〜10%の
範囲で適正な表面硬度が得られることになり、それより
もリンの含有量が少ないときには初期硬度が得られず、
またリンの含有量が多すぎるときには、脆性が大きくな
ってクラックが発生しやすくなって好ましくない。Here, as shown in FIG. 6, the content of phosphorus in the plating layer 9 is in the range of 5 to 10% by weight, and an appropriate surface hardness can be obtained. When the content of is small, the initial hardness cannot be obtained,
On the other hand, if the phosphorus content is too high, the brittleness becomes large and cracks easily occur, which is not preferable.
【0027】また、ニッケル・リンメッキ層9の膜厚t
2は5〜10μmの範囲が望ましい。これは、5μmよ
り小さいと初晶シリコン粒子が露出することになって表
面粗さが低下し、逆に10μmを超えるとリング溝の外
周部分がエッジ効果によって肥大化し、要求クリアラン
スが確保されないおそれがあるからである。Further, the film thickness t of the nickel-phosphorus plated layer 9
2 is preferably in the range of 5 to 10 μm. If it is less than 5 μm, the primary crystal silicon particles are exposed to lower the surface roughness, and conversely, if it exceeds 10 μm, the outer peripheral portion of the ring groove is enlarged due to the edge effect, and the required clearance may not be secured. Because there is.
【0028】次に、このようにして得られたピストンを
実機を想定して加熱試験を行った実験結果について説明
すると、図7に示すように、当初Hv630を硬度を示
していたものが全開条件に相当する230℃付近ではニ
ッケル・リンメッキ層の硬度がHv790まで硬化する
のが確認された。なお、この実験は複数の処理温度のも
とで1時間の間放置することにより行った。Next, an explanation will be given of the experimental results of the heating test of the thus obtained piston on the assumption of an actual machine. As shown in FIG. 7, the Hv630 which initially showed hardness was fully opened. It was confirmed that the hardness of the nickel-phosphorus plated layer was hardened to Hv 790 at around 230 ° C. In addition, this experiment was performed by leaving it to stand under a plurality of treatment temperatures for 1 hour.
【0029】次に、初期なじみ性を確認するために行っ
た実験結果について説明する。Next, the results of experiments conducted to confirm the initial conformability will be described.
【0030】まず、ピストン母材と同質のアルミニュー
ム合金で、図8に示すように直径φが80mmの円盤1
1を成形するすると共に、その表面にニッケル・リンメ
ッキ層12を形成した。そして、ニッケル・リンメッキ
層12の上に、馬蹄形状に成形した摺動部材13を当接
させた状態で上記円盤11を回転させることにより、上
記摺動部材13が当接する部分の表面粗さRaの変化を
測定した。なお、上記摺動部材13としては、図9,図
10に示すように、横幅Wが3mm、接触部の半径rが
2mm、全高Hが8.5mm、全長Lが5mmのものを
使用した。First, as shown in FIG. 8, a disc 1 having an aluminum alloy of the same quality as the piston base material and a diameter φ of 80 mm is used.
1 was molded, and a nickel / phosphorus plated layer 12 was formed on the surface thereof. Then, by rotating the disk 11 with the sliding member 13 formed in a horseshoe shape abutting on the nickel-phosphorus plated layer 12, the surface roughness Ra of the portion abutting the sliding member 13 is increased. Was measured. As shown in FIGS. 9 and 10, the sliding member 13 has a width W of 3 mm, a contact portion radius r of 2 mm, a total height H of 8.5 mm, and a total length L of 5 mm.
【0031】そして、上記摺動部材13と円盤11との
面圧を12Kg/mm2に保ちながら該円盤11を周速
10m/sで回転させた。そして、実際の使用状態を想
定して100℃の潤滑油を、円盤11と摺動部材13の
接触部分を供給した。Then, while maintaining the surface pressure between the sliding member 13 and the disk 11 at 12 kg / mm 2 , the disk 11 was rotated at a peripheral speed of 10 m / s. Then, assuming actual use, lubricating oil at 100 ° C. was supplied to the contact portion between the disk 11 and the sliding member 13.
【0032】図11にその実験結果を示す。すなわち、
当初においては表面粗さRaが0.45μmであったも
のが、実験開始後には急激に低下し、60分を超えるあ
たりから表面粗さRaがほぼ一定状態になるのが確認さ
れた。なお、その際、硬度が小さいほど表面粗さRaも
低下することも確認された。FIG. 11 shows the experimental result. That is,
Although the surface roughness Ra was 0.45 μm at the beginning, it was confirmed that the surface roughness Ra dropped sharply after the start of the experiment and the surface roughness Ra became almost constant after 60 minutes. At that time, it was also confirmed that the smaller the hardness, the lower the surface roughness Ra.
【0033】次に、上記のようにして得たピストンを用
いた実機試験の結果について説明する。Next, the result of the actual machine test using the piston obtained as described above will be described.
【0034】すなわち、供試素材としてピストン材にH
v610のニッケル・リンメッキ層を形成したものと、
Hv1010のニッケル・リンメッキ層を形成したもの
と、無処理のものとを用意し、これらをJIS のSU
S440Cで定められた素材を窒化処理して制作したリ
ング部材と組み合わせて、排気量が1600ccのエン
ジンに装着し、153時間の間連続運転させた後、ピス
トンにおけるトップリング溝とリング部材の摩耗量をそ
れぞれ測定した。That is, H is used as the test material for the piston material.
With a nickel-phosphorus plating layer of v610 formed,
A Hv1010 nickel-phosphorus plated layer and an untreated one were prepared.
The material specified in S440C was combined with a ring member produced by nitriding treatment, mounted on an engine with a displacement of 1600 cc, and continuously operated for 153 hours. Was measured respectively.
【0035】その実験結果を図12に示す。すなわち、
同図(a)に示すように、無処理のものではピストン部
材の摩耗量が約60μmと大きいのに対して、ニッケル
・リンメッキを施したものでは、同図(b)(c)に示
すように、摩耗量が低減されることが確認された。The experimental results are shown in FIG. That is,
As shown in FIG. 4A, the untreated type has a large wear amount of the piston member of about 60 μm, while the nickel-plated type has a large wear amount as shown in FIGS. It was also confirmed that the amount of wear was reduced.
【0036】なお、同図(c)に示すように、ニッケル
・リンメッキの硬度が大きすぎると、リング材の摩耗量
を増加させることも判明した。このことから、ニッケル
・リンメッキの初期硬度が大きすぎてもいけないことい
う自明の事項も確認されることとなった。As shown in FIG. 6C, it was also found that if the hardness of the nickel-phosphorus plating is too large, the amount of wear of the ring material increases. From this, it was confirmed that the initial hardness of nickel-phosphorus plating should not be too high.
【0037】なお、ニッケル・ボロン(Ni−B)や、
ニッケル・コバルト・リン(Ni−Co−P)を用いて
析出効果型メッキ層を形成するようにしてもよい。Incidentally, nickel boron (Ni-B),
The deposition effect type plating layer may be formed using nickel-cobalt-phosphorus (Ni-Co-P).
【0038】[0038]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、アルミニ
ューム合金製のピストン母材におけるピストンリング溝
の表面に形成される析出硬化型メッキ層は、初期硬度が
小さいことから良好な初期なじみ性が得られることにな
る。また、該メッキ層にはピストン母材から突出した状
態でシリコン粒子が分散配置されていることから、適度
の耐摩耗性も確保されることになる。As described above, according to the present invention, the precipitation hardening type plating layer formed on the surface of the piston ring groove in the piston base material made of the aluminum alloy has a small initial hardness, and thus has a good initial familiarity. Will be obtained. Further, since silicon particles are dispersedly arranged in the plated layer in a state of protruding from the piston base material, appropriate wear resistance can be ensured.
【0039】そして、第2発明に係るピストンによれ
ば、メッキ性に優れたニッケル・リンメッキ層でピスト
ンリング溝を被覆しているので、良好な品質が得られる
ことになる。According to the piston of the second aspect of the present invention, since the piston ring groove is covered with the nickel / phosphorus plating layer having excellent plating property, good quality can be obtained.
【0040】また、第3発明に係るピストンの製造方法
によれば、ピストン母材におけるピストンリング溝の表
面に形成される析出硬化型メッキ層は初期硬度が小さい
ことから、良好な初期なじみ性が得られることになる。
また、該メッキ層にはピストン母材から突出した状態で
シリコン粒子が分散配置されていることから、適度の耐
摩耗性も確保されることになる。Further, according to the method for manufacturing a piston of the third aspect of the present invention, since the precipitation hardening type plating layer formed on the surface of the piston ring groove in the piston base material has a small initial hardness, good initial conformability is obtained. Will be obtained.
Further, since silicon particles are dispersedly arranged in the plated layer in a state of protruding from the piston base material, appropriate wear resistance can be ensured.
【0041】特に、この第3発明によれば、ピストン母
材の表面をシリコン粒子が突出するように除去するよう
になっているので、シリコン粒子が脱落することがな
く、これにより析出硬化型メッキ層にはシリコン粒子が
適度に分散されることになって、適切な初期硬度が確保
されることになる。In particular, according to the third aspect of the invention, since the silicon particles are removed so that the silicon particles project from the surface of the piston base material, the silicon particles do not fall off, whereby the precipitation hardening plating is performed. Silicon particles are appropriately dispersed in the layer, and an appropriate initial hardness is secured.
【図1】 実施例に係るピストンの全体図である。FIG. 1 is an overall view of a piston according to an embodiment.
【図2】 ピストンの要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of a piston.
【図3】 ニッケル・リンメッキ層の周辺の拡大模式図
である。FIG. 3 is an enlarged schematic view of the periphery of a nickel / phosphorus plated layer.
【図4】 ピストン母材の電解除去前の状態を示す拡大
模式図である。FIG. 4 is an enlarged schematic diagram showing a state before electrolytic removal of a piston base material.
【図5】 ピストン母材の電解除去後の状態を示す拡大
模式図である。FIG. 5 is an enlarged schematic view showing a state after electrolytic removal of the piston base material.
【図6】 ニッケル・リンメッキにおけるリン含有量と
皮膜硬度との関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the phosphorus content in nickel-phosphorus plating and the film hardness.
【図7】 ニッケル・リンメッキにおける熱処理温度と
皮膜硬度との関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the heat treatment temperature and the film hardness in nickel-phosphorus plating.
【図8】ニッケル・リンメッキの表面粗さの経時変化の
測定に用いた装置の概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an apparatus used for measuring a change in surface roughness of nickel / phosphorus plating over time.
【図9】 摺動部材の側面図である。FIG. 9 is a side view of a sliding member.
【図10】 摺動部材の正面図である。FIG. 10 is a front view of a sliding member.
【図11】 ニッケル・リンメッキの表面粗さの経時変
化を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing changes over time in the surface roughness of nickel-phosphorus plating.
【図12】 実機試験におけるリング部材とピストン部
材との摩耗量の関係を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing a relationship between wear amounts of a ring member and a piston member in an actual machine test.
1 ピストン 2 ピストン母材 5 トップリング溝 9 ニッケル・リンメッキ層 10 初晶シリコン粒子 1 Piston 2 Piston Base Material 5 Top Ring Groove 9 Nickel / Phosphorus Plating Layer 10 Primary Crystalline Silicon Particles
Claims (3)
設けたピストンリング溝の表面に、上記ピストン母材中
に含まれるシリコン粒子が該母材の表面から突出分散し
た状態で初期硬度が小さい析出硬化型メッキ層が形成さ
れていることを特徴とするエンジンのピストン。1. Precipitation with a small initial hardness in a state in which silicon particles contained in the piston base material project and disperse from the surface of the piston base material provided on the piston base material made of an aluminum alloy. An engine piston having a hardened plating layer formed thereon.
設けたピストンリング溝の表面に、上記ピストン母材中
に含まれるシリコン粒子が該母材の表面から突出分散し
た状態で初期硬度が小さいニッケル・リンメッキ層が形
成されていることを特徴とするエンジンのピストン。2. Nickel having a small initial hardness in a state in which silicon particles contained in the piston base material are dispersed and protruded from the surface of the base material of the piston ring groove provided in the piston base material made of an aluminum alloy. -An engine piston characterized by having a phosphor-plated layer.
おけるピストンリング溝の表面を除去してシリコン粒子
を突出分散させ、その後上記リング溝表面に初期硬度が
小さい熱硬化性の析出硬化型メッキ層を形成することを
特徴とするエンジンのピストンの製造方法。3. A surface of a piston ring groove in an aluminum alloy piston base material is removed to disperse silicon particles in a protruding manner, and then a thermosetting precipitation hardening type plating layer having a small initial hardness is formed on the surface of the ring groove. A method of manufacturing an engine piston, the method comprising: forming.
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---|---|---|---|
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JPH0586972A true JPH0586972A (en) | 1993-04-06 |
JP2911665B2 JP2911665B2 (en) | 1999-06-23 |
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JP (1) | JP2911665B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ303477B6 (en) * | 2010-08-17 | 2012-10-10 | Vysoká škola chemicko - technologická v Praze | Process for preparing hard, heat-resistant protective coatings on Al-Si alloys |
US8570642B2 (en) | 2010-01-26 | 2013-10-29 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Light control film |
US8681418B2 (en) | 2010-01-26 | 2014-03-25 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Light control film |
JP2016216796A (en) * | 2015-05-25 | 2016-12-22 | 株式会社名光精機 | Method of manufacturing member for axial flow compressor, and member for axial flow compressor |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP3274836A patent/JP2911665B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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