JP2003013256A - 摺動面の耐焼付性向上方法 - Google Patents
摺動面の耐焼付性向上方法Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
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- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
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- F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
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- 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
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- C23C8/80—After-treatment
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両用内燃機関のピストンピン外
面等、機器の摺動面の耐摩耗性、耐焼付性を向上させる
こと。 【解決手段】 金属基材の摺動面を浸炭処理する
第1の工程と、上記摺動面にクロムメッキを施す第2の
工程と、上記摺動面に衝撃を与えて該摺動面にクロムメ
ッキ層の微小凹部と該クロムメッキ層の剥落による比較
的大きな凹部とからなる油溜り凹部とを形成する第3の
工程とを含むことを特徴とする。
面等、機器の摺動面の耐摩耗性、耐焼付性を向上させる
こと。 【解決手段】 金属基材の摺動面を浸炭処理する
第1の工程と、上記摺動面にクロムメッキを施す第2の
工程と、上記摺動面に衝撃を与えて該摺動面にクロムメ
ッキ層の微小凹部と該クロムメッキ層の剥落による比較
的大きな凹部とからなる油溜り凹部とを形成する第3の
工程とを含むことを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、機器の摺動面の耐
摩耗性、耐焼付性を向上させる方法に関する。
摩耗性、耐焼付性を向上させる方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば車両用内燃機関のピストンピン
は、ピストンやコンロッドに軸受ブッシュを介して嵌合
される場合もあるが、部品点数を減らすとともにブッシ
ュ圧入の工数を省略するために、この軸受ブッシュを廃
し、代りにピストンピン自体の耐摩耗性を向上させる方
法が種々提案されている。例えばピストンピンにクロム
メッキする方法や、浸炭処理を施した後、ショットピー
ニングする方法が従来から行なわれていた。
は、ピストンやコンロッドに軸受ブッシュを介して嵌合
される場合もあるが、部品点数を減らすとともにブッシ
ュ圧入の工数を省略するために、この軸受ブッシュを廃
し、代りにピストンピン自体の耐摩耗性を向上させる方
法が種々提案されている。例えばピストンピンにクロム
メッキする方法や、浸炭処理を施した後、ショットピー
ニングする方法が従来から行なわれていた。
【0003】また、クロムメッキしたシリンダやピスト
ンリングに電解エッチングを施すことにより、溝状の油
溜りを形成させて焼付きを防止する方法が、例えば特公
平7−15158号公報に開示されている。
ンリングに電解エッチングを施すことにより、溝状の油
溜りを形成させて焼付きを防止する方法が、例えば特公
平7−15158号公報に開示されている。
【0004】
【解決しようとする課題】クロムメッキのみが施された
ピストンピンは、コンロッドに対しては耐焼付性が向上
するが、ピストンに対しては標準的な浸炭ピストンピン
よりも劣ることが分っている。また浸炭とショットピー
ニングとを組合わせた前記従来の方法も、クロムメッキ
のみの場合と同等以下の耐焼付性しか得られないこと
が、実験データから判明した。またクロムメッキと電解
エッチングとを組合わせる方法では、砥石の摩耗が激し
く、加工に要する時間が長い上、周辺からの油の供給が
少ないピストンピンに適用すると、溝状の油溜りへ油が
逃げてしまい、油膜が切れやすいという欠点があった。
ピストンピンは、コンロッドに対しては耐焼付性が向上
するが、ピストンに対しては標準的な浸炭ピストンピン
よりも劣ることが分っている。また浸炭とショットピー
ニングとを組合わせた前記従来の方法も、クロムメッキ
のみの場合と同等以下の耐焼付性しか得られないこと
が、実験データから判明した。またクロムメッキと電解
エッチングとを組合わせる方法では、砥石の摩耗が激し
く、加工に要する時間が長い上、周辺からの油の供給が
少ないピストンピンに適用すると、溝状の油溜りへ油が
逃げてしまい、油膜が切れやすいという欠点があった。
【0005】
【課題を解決するための手段および効果】前記従来の課
題を解決するために、請求項1記載の発明は、金属基材
の摺動面を浸炭処理する第1の工程と、上記摺動面にク
ロムメッキを施す第2の工程と、上記摺動面に衝撃を与
えて該摺動面にクロムメッキ層の微小凹部と該クロムメ
ッキ層の剥落による比較的大きな凹部とからなる油溜り
凹部とを形成する第3の工程とを含むことを特徴とする
摺動面の耐焼付性向上方法である。
題を解決するために、請求項1記載の発明は、金属基材
の摺動面を浸炭処理する第1の工程と、上記摺動面にク
ロムメッキを施す第2の工程と、上記摺動面に衝撃を与
えて該摺動面にクロムメッキ層の微小凹部と該クロムメ
ッキ層の剥落による比較的大きな凹部とからなる油溜り
凹部とを形成する第3の工程とを含むことを特徴とする
摺動面の耐焼付性向上方法である。
【0006】請求項1記載の発明は前記構成を有し、ク
ロムメッキが施された摺動面に衝撃を与えるので、衝撃
によりクロムメッキ層に生じた油溜り凹部に油が保持さ
れて焼付きが防止される。そして微小凹部の油溜りでは
初期なじみ性がよく、また表面の摩耗により上記微小な
凹部が消滅しても、クロムメッキ層の剥落による比較的
大きな凹部が油溜りとして残るので、耐焼付性が長期間
維持される。加えて本発明では、上記比較的大きな凹部
が、塑性変形ではなく欠落によって形成されるので、凸
部(かえり、出張り)はほとんど生じず、したがって衝
撃付与(ショットピーニング)後の仕上げ加工が不要で
ある。
ロムメッキが施された摺動面に衝撃を与えるので、衝撃
によりクロムメッキ層に生じた油溜り凹部に油が保持さ
れて焼付きが防止される。そして微小凹部の油溜りでは
初期なじみ性がよく、また表面の摩耗により上記微小な
凹部が消滅しても、クロムメッキ層の剥落による比較的
大きな凹部が油溜りとして残るので、耐焼付性が長期間
維持される。加えて本発明では、上記比較的大きな凹部
が、塑性変形ではなく欠落によって形成されるので、凸
部(かえり、出張り)はほとんど生じず、したがって衝
撃付与(ショットピーニング)後の仕上げ加工が不要で
ある。
【0007】次に請求項2記載の発明は、前記請求項1
記載の発明において、前記微小凹部の大きさが5μm以
下であり、前記比較的大きな凹部の大きさが5μm〜2
00μmであることを特徴とするものである。したがっ
て請求項2記載の発明においては、前記した発明の効果
が更に確実に達成される。
記載の発明において、前記微小凹部の大きさが5μm以
下であり、前記比較的大きな凹部の大きさが5μm〜2
00μmであることを特徴とするものである。したがっ
て請求項2記載の発明においては、前記した発明の効果
が更に確実に達成される。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明が適用される車両用
内燃機関のピストンピンの一例を示す縦断面図である。
このピストンピン1は、長さ約50mm、外径20mm程度
のものであり、SCM415製引抜材を所定寸法に切断
した後、機械加工される。その後さらに浸炭処理、研
磨、クロムメッキ、再研磨、超仕上げの工程を順次経て
から、外側の摺動面に衝撃を与える手段として、ショッ
トピーニングがなされる。
内燃機関のピストンピンの一例を示す縦断面図である。
このピストンピン1は、長さ約50mm、外径20mm程度
のものであり、SCM415製引抜材を所定寸法に切断
した後、機械加工される。その後さらに浸炭処理、研
磨、クロムメッキ、再研磨、超仕上げの工程を順次経て
から、外側の摺動面に衝撃を与える手段として、ショッ
トピーニングがなされる。
【0009】図2は上記ピストンピン1にショットピー
ニングを施す状況を示す側面図である。数個(図示例で
は5個)のピストンピン1に芯棒2を通し、これを一定
速度で回転させる。一方、側方に配置したノズル3から
ピストンピン1に向って、ピーニング材4を空気で吹付
けつつ、このノズル3を一定速度で上下に平行移動させ
る。こうしてピストンピン1の外側面のクロムメッキ層
に5μm以下の微小凹部とそのクロムメッキ層の剥落に
よる比較的大きな(5μm〜200μm)凹部とを形成
させる。
ニングを施す状況を示す側面図である。数個(図示例で
は5個)のピストンピン1に芯棒2を通し、これを一定
速度で回転させる。一方、側方に配置したノズル3から
ピストンピン1に向って、ピーニング材4を空気で吹付
けつつ、このノズル3を一定速度で上下に平行移動させ
る。こうしてピストンピン1の外側面のクロムメッキ層
に5μm以下の微小凹部とそのクロムメッキ層の剥落に
よる比較的大きな(5μm〜200μm)凹部とを形成
させる。
【0010】上記ショットピーニングの望ましい条件は
次のとおりである。 空気圧 4.5kgf/cm2 ピーニング材 ガラスビーズ#200 投射距離 20〜50mm ワーク回転数 35rpm ノズル上下速度 200mm/min ショット回数 上下1往復
次のとおりである。 空気圧 4.5kgf/cm2 ピーニング材 ガラスビーズ#200 投射距離 20〜50mm ワーク回転数 35rpm ノズル上下速度 200mm/min ショット回数 上下1往復
【0011】ピーニング材として径の小さいガラスビー
ズを用いる理由は次のとおりである。すなわち、径の大
きいピーニング材を用いると、ワークの表面にかえり
(出張り)が生じるので、再仕上げが必要になる。しか
し径が小さいピーニング材では、ワークであるピストン
ピンのクロムメッキ層にぶつかった時に出張り(凸部)
が生じにくく、したがってピストンピンの再仕上げが不
要となるからである。
ズを用いる理由は次のとおりである。すなわち、径の大
きいピーニング材を用いると、ワークの表面にかえり
(出張り)が生じるので、再仕上げが必要になる。しか
し径が小さいピーニング材では、ワークであるピストン
ピンのクロムメッキ層にぶつかった時に出張り(凸部)
が生じにくく、したがってピストンピンの再仕上げが不
要となるからである。
【0012】本実施例では、クロムメッキが施されたピ
ストンピン表面に、ショットピーニングにより衝撃を与
えるので、衝撃によりクロムメッキ層に生じた油溜り凹
部に油が保持されて焼付きが防止される。そして微小凹
部の油溜りでは初期なじみ性がよく、また表面の摩耗に
より上記微小な凹部が消滅しても、クロムメッキ層の剥
落による比較的大きな凹部が油溜りとして残るので、耐
焼付性が長期間維持される。加えて本実施例では、上記
比較的大きな凹部が、塑性変形ではなく欠落によって形
成されるので、凸部(かえり、出張り)はほとんど生じ
ず、したがってショットピーニング後の仕上げ加工が不
要である。
ストンピン表面に、ショットピーニングにより衝撃を与
えるので、衝撃によりクロムメッキ層に生じた油溜り凹
部に油が保持されて焼付きが防止される。そして微小凹
部の油溜りでは初期なじみ性がよく、また表面の摩耗に
より上記微小な凹部が消滅しても、クロムメッキ層の剥
落による比較的大きな凹部が油溜りとして残るので、耐
焼付性が長期間維持される。加えて本実施例では、上記
比較的大きな凹部が、塑性変形ではなく欠落によって形
成されるので、凸部(かえり、出張り)はほとんど生じ
ず、したがってショットピーニング後の仕上げ加工が不
要である。
【0013】図3は、本実施例の耐焼付性向上処理が施
されたピストンピンの表面状態を示す組織写真である。
金属表面のクロムメッキ層に、微小な凹部(ピット)と
クロムメッキ層の剥落による比較的大きな凹部(欠け)
とが生じている様子が、この写真からよく分る。
されたピストンピンの表面状態を示す組織写真である。
金属表面のクロムメッキ層に、微小な凹部(ピット)と
クロムメッキ層の剥落による比較的大きな凹部(欠け)
とが生じている様子が、この写真からよく分る。
【0014】上記実施例ではピーニング材としてガラス
ビーズを用い、空気で投射したが、クロムメッキ層に凹
部を形成させるには、ガラスビーズに限らず、鋼球、セ
ラミック、シリカによるショットや液体ホーニングによ
り凹凸を形成させた後、研磨や超仕上げによって凸部を
除去し、凹部だけを残すこともできる。
ビーズを用い、空気で投射したが、クロムメッキ層に凹
部を形成させるには、ガラスビーズに限らず、鋼球、セ
ラミック、シリカによるショットや液体ホーニングによ
り凹凸を形成させた後、研磨や超仕上げによって凸部を
除去し、凹部だけを残すこともできる。
【0015】次に本発明の効果を示す試験結果について
述べる。図4は、車両用内燃機関のピストンピンやコン
ロッド等に使用できるSCM415材と、ピストン等に
使用できるA4032材とを用い、浸炭のみの場合、浸
炭の後ショットピーニングした場合、浸炭の後クロムメ
ッキした場合、浸炭とクロムメッキとショットピーニン
グとを組合わせた場合の4ケースについて、ファビリー
試験により焼付き発生荷重を求めた結果を示すものであ
る。
述べる。図4は、車両用内燃機関のピストンピンやコン
ロッド等に使用できるSCM415材と、ピストン等に
使用できるA4032材とを用い、浸炭のみの場合、浸
炭の後ショットピーニングした場合、浸炭の後クロムメ
ッキした場合、浸炭とクロムメッキとショットピーニン
グとを組合わせた場合の4ケースについて、ファビリー
試験により焼付き発生荷重を求めた結果を示すものであ
る。
【0016】この図から分るとおりSCM415では、
浸炭・クロムメッキ・ショットピーニングを組合わせた
本発明の方法は、他の方法に比べて格段に優れた耐焼付
き性を示している。A4032材についても、浸炭のみ
の場合や浸炭とクロムメッキを組合わせた場合よりは遥
かに優れ、浸炭・ショットピーニングの組合わせと同等
の成績を示すことが分る。
浸炭・クロムメッキ・ショットピーニングを組合わせた
本発明の方法は、他の方法に比べて格段に優れた耐焼付
き性を示している。A4032材についても、浸炭のみ
の場合や浸炭とクロムメッキを組合わせた場合よりは遥
かに優れ、浸炭・ショットピーニングの組合わせと同等
の成績を示すことが分る。
【図1】図1は本発明が適用されるピストンピンの一例
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図2】図2は上記ピストンピンにショットピーニング
を施す状況を示す概念図である。
を施す状況を示す概念図である。
【図3】図3は本発明の耐焼付性向上処理が施されたピ
ストンピンの表面状態を示す組織写真である。
ストンピンの表面状態を示す組織写真である。
【図4】図4は本発明の効果を説明するための図であ
る。
る。
1…ピストンピン、2…芯棒、3…ノズル、4…ピーニ
ング材。
ング材。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
F02F 3/10 F02F 3/10 B
F16J 1/16 F16J 1/16
1/18 1/18
(72)発明者 角 浩海
埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会
社本田技術研究所内
(72)発明者 中山 真悟
埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会
社本田技術研究所内
(72)発明者 竹田 良則
富山県富山市新庄町455番地 田中精密工
業株式会社内
(72)発明者 山越 原治
富山県富山市新庄町455番地 田中精密工
業株式会社内
(72)発明者 武内 英樹
富山県富山市新庄町455番地 田中精密工
業株式会社内
Fターム(参考) 3J044 AA02 AA08 BA01 BB15 BB28
BC19 DA09
4K024 AA02 BA02 BB04 DB07 GA03
4K044 AA02 AB10 BA02 BB13 BC01
CA18 CA67
Claims (2)
- 【請求項1】金属基材の摺動面を浸炭処理する第1の工
程と、上記摺動面にクロムメッキを施す第2の工程と、
上記摺動面に衝撃を与えて該摺動面にクロムメッキ層の
微小凹部と該クロムメッキ層の剥落による比較的大きな
凹部とからなる油溜り凹部とを形成する第3の工程とを
含むことを特徴とする摺動面の耐焼付性向上方法。 - 【請求項2】前記微小凹部の大きさが5μm以下であ
り、前記比較的大きな凹部の大きさが5μm〜200μ
mであることを特徴とする請求項1記載の摺動面の耐焼
付性向上方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001203497A JP2003013256A (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 摺動面の耐焼付性向上方法 |
US10/184,366 US6790295B2 (en) | 2001-07-04 | 2002-06-25 | Method of improving sliding surfaces in anti-seizure property |
IT2002TO000579A ITTO20020579A1 (it) | 2001-07-04 | 2002-07-03 | Procedimento per migliorare superfici scorrevoli con propriet anti-grippaggio |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001203497A JP2003013256A (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 摺動面の耐焼付性向上方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003013256A true JP2003013256A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19040122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001203497A Withdrawn JP2003013256A (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 摺動面の耐焼付性向上方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6790295B2 (ja) |
JP (1) | JP2003013256A (ja) |
IT (1) | ITTO20020579A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012144775A (ja) * | 2011-01-12 | 2012-08-02 | Honda Motor Co Ltd | 耐フレッティング摩耗性チタン部材 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040092222A1 (en) * | 2002-11-07 | 2004-05-13 | Bogdan Kowalczyk | Stationary head for a disc-type coin processing device having a solid lubricant disposed thereon |
DE10306694A1 (de) * | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Kolben für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zur Herstellung eines Kolbens |
DE10340990A1 (de) * | 2003-09-05 | 2005-04-28 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Feinbearbeitete Oberfläche der Bolzenlöcher eines Kolbens |
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