JP3231199B2 - 被鋳ぐるみ部材の表面処理法 - Google Patents
被鋳ぐるみ部材の表面処理法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被鋳ぐるみ部材の表面処
理法に関する。
理法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、各種部材の表面処理法としては金
属溶射法が知られている。この場合、溶射層表面の酸化
膜はショットブラスト法により除去される（例えば、特
開昭５３−６２３８号公報参照）。
属溶射法が知られている。この場合、溶射層表面の酸化
膜はショットブラスト法により除去される（例えば、特
開昭５３−６２３８号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】金属溶射法において
は、圧縮空気により溶融金属を霧化してその微小滴状物
を部材に吹付けるものであるから、微小滴状物が酸化さ
れ易く、その結果、溶射層表面に酸化膜が形成されるだ
けでなく、溶射層内部にも酸化物が存在する。
は、圧縮空気により溶融金属を霧化してその微小滴状物
を部材に吹付けるものであるから、微小滴状物が酸化さ
れ易く、その結果、溶射層表面に酸化膜が形成されるだ
けでなく、溶射層内部にも酸化物が存在する。
【０００４】このような溶射層にショットブラスト法を
施した場合、その表面に存する酸化膜は除去されるが、
溶射層内部に存する酸化物を除去することはできない。
施した場合、その表面に存する酸化膜は除去されるが、
溶射層内部に存する酸化物を除去することはできない。
【０００５】被鋳ぐるみ部材において、その溶湯との接
触面に金属溶射法の適用下で形成される接合層は、被鋳
ぐるみ部材と溶湯、したがって鋳造体との接合媒体とし
て機能するものであるから、前記のように接合層内部に
酸化物が存在していたのでは、その接合層自体が低強度
となり、その結果、被鋳ぐるみ部材および鋳造体間の接
合強度が低下する、といった問題を生じる。
触面に金属溶射法の適用下で形成される接合層は、被鋳
ぐるみ部材と溶湯、したがって鋳造体との接合媒体とし
て機能するものであるから、前記のように接合層内部に
酸化物が存在していたのでは、その接合層自体が低強度
となり、その結果、被鋳ぐるみ部材および鋳造体間の接
合強度が低下する、といった問題を生じる。
【０００６】本発明は前記に鑑み、接合層内部に存する
酸化物をも除去することのできる、前記被鋳ぐるみ部材
の表面処理法を提供することを目的とする。
酸化物をも除去することのできる、前記被鋳ぐるみ部材
の表面処理法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る被鋳ぐるみ
部材の表面処理法は、被鋳ぐるみ部材の溶湯との接触面
に、その溶湯に対し溶着性を持つ金属材を溶射して接合
層を形成し、次いで前記接合層を前記金属材の融点未満
の温度に加熱して、その接合層表面の酸化膜を軟化させ
ると共に接合層内部の酸化物をその表面側に移行させ、
その後軟化酸化膜および移行酸化物をブラッシングによ
り除去することを特徴とする。
部材の表面処理法は、被鋳ぐるみ部材の溶湯との接触面
に、その溶湯に対し溶着性を持つ金属材を溶射して接合
層を形成し、次いで前記接合層を前記金属材の融点未満
の温度に加熱して、その接合層表面の酸化膜を軟化させ
ると共に接合層内部の酸化物をその表面側に移行させ、
その後軟化酸化膜および移行酸化物をブラッシングによ
り除去することを特徴とする。
【０００８】
【作用】溶射による接合層表面の酸化膜は、常温下にお
いて高い硬さを有するが、接合層に前記温度にて加熱処
理を施すと、その接合層を溶融流出させることなく酸化
膜を軟化させると同時に、溶射に起因して接合層内部に
存する酸化物を拡散現象により接合層表面側に移行させ
ることができる。
いて高い硬さを有するが、接合層に前記温度にて加熱処
理を施すと、その接合層を溶融流出させることなく酸化
膜を軟化させると同時に、溶射に起因して接合層内部に
存する酸化物を拡散現象により接合層表面側に移行させ
ることができる。
【０００９】このような軟化酸化膜および移行酸化物
は、ワイヤブラシ、回転ワイヤブラシ、砥粒入り合成樹
脂ブラシ等によるブラッシングによって容易に除去され
る。
は、ワイヤブラシ、回転ワイヤブラシ、砥粒入り合成樹
脂ブラシ等によるブラッシングによって容易に除去され
る。
【００１０】前記処理後の接合層は、その表面の酸化膜
が除去されていることから溶湯に対する溶着性が良好で
あり、また内部の酸化物が除去されていることから接合
層自体の高強度化が達成され、これにより被鋳ぐるみ部
材および鋳造体間の接合強度を向上させることができ
る。
が除去されていることから溶湯に対する溶着性が良好で
あり、また内部の酸化物が除去されていることから接合
層自体の高強度化が達成され、これにより被鋳ぐるみ部
材および鋳造体間の接合強度を向上させることができ
る。
【００１１】
【実施例】図１，２において、内燃機関用シリンダブロ
ック１は鋳造体であるＡｌ合金製シリンダブロック本体
２と、そのシリンダブロック本体２に鋳ぐるまれた４つ
の鋳鉄製シリンダライナ（被鋳ぐるみ部材）３とよりな
る。
ック１は鋳造体であるＡｌ合金製シリンダブロック本体
２と、そのシリンダブロック本体２に鋳ぐるまれた４つ
の鋳鉄製シリンダライナ（被鋳ぐるみ部材）３とよりな
る。
【００１２】シリンダブロック本体２と各シリンダライ
ナ３との接合性を高めるため、図３に示すように、鋳造
に先立って、各シリンダライナ３におけるＡｌ合金組成
の溶湯との接触面である外周面４には下地層５を介して
接合層６が形成される。
ナ３との接合性を高めるため、図３に示すように、鋳造
に先立って、各シリンダライナ３におけるＡｌ合金組成
の溶湯との接触面である外周面４には下地層５を介して
接合層６が形成される。
【００１３】その接合層６は、Ａｌ合金組成の溶湯に対
し溶着性を持つ金属材、例えばＡｌ合金系ろう材よりな
る。下地層５はシリンダライナ３および接合層６に対し
て良好な接合性を有するもので、例えばＮｉ系合金より
なる。
し溶着性を持つ金属材、例えばＡｌ合金系ろう材よりな
る。下地層５はシリンダライナ３および接合層６に対し
て良好な接合性を有するもので、例えばＮｉ系合金より
なる。
【００１４】接合層６は次のような表面処理法により形
成される。 （１） 図４（ａ）に示すように、シリンダライナ３の
外周面４にブラスト処理を施してその外周面４を粗面化
する。 （２） 図４（ｂ）に示すように、シリンダライナ３の
外周面４に金属溶射処理を施して下地層５を形成する。 （３） 図４（ｃ）に示すように、下地層５の表面に金
属溶射処理を施して接合層６を形成する。
成される。 （１） 図４（ａ）に示すように、シリンダライナ３の
外周面４にブラスト処理を施してその外周面４を粗面化
する。 （２） 図４（ｂ）に示すように、シリンダライナ３の
外周面４に金属溶射処理を施して下地層５を形成する。 （３） 図４（ｃ）に示すように、下地層５の表面に金
属溶射処理を施して接合層６を形成する。
【００１５】この接合層６はＡｌ合金系ろう材を構成材
料とする溶射層であるから、その表面には酸化膜７が形
成され、また内部には酸化物が存在する。そのため、接
合層６表面はセラミック質の梨子地を呈し、金属光沢を
持たない。 （４） 接合層６に加熱処理を施す。常温下において、
接合層６表面の酸化膜７は高い硬さを有するが、接合層
６に加熱処理を施すと酸化膜７は軟化する。それと同時
に、接合層６内部に存する酸化物は拡散現象により接合
層６表面側に移行する。 （５） 図４（ｄ）に示すように、加熱下にある接合層
６表面にワイヤブラシ、回転ワイヤブラシ、砥粒入り合
成樹脂ブラシ等によるブラッシングを施すと、軟化酸化
膜７および移行酸化物は接合層６より容易に除去され
る。この軟化酸化膜７等の除去は、接合層６表面が金属
光沢を持つことによって判断される。
料とする溶射層であるから、その表面には酸化膜７が形
成され、また内部には酸化物が存在する。そのため、接
合層６表面はセラミック質の梨子地を呈し、金属光沢を
持たない。 （４） 接合層６に加熱処理を施す。常温下において、
接合層６表面の酸化膜７は高い硬さを有するが、接合層
６に加熱処理を施すと酸化膜７は軟化する。それと同時
に、接合層６内部に存する酸化物は拡散現象により接合
層６表面側に移行する。 （５） 図４（ｄ）に示すように、加熱下にある接合層
６表面にワイヤブラシ、回転ワイヤブラシ、砥粒入り合
成樹脂ブラシ等によるブラッシングを施すと、軟化酸化
膜７および移行酸化物は接合層６より容易に除去され
る。この軟化酸化膜７等の除去は、接合層６表面が金属
光沢を持つことによって判断される。
【００１６】前記処理後の接合層６は、その表面の酸化
膜７が除去されていることから溶湯に対する溶着性が良
好であり、また内部の酸化物が除去されていることから
接合層６自体の高強度化が達成され、これによりシリン
ダライナ３およびシリンダブロック本体２間の接合強度
を向上させることができる。
膜７が除去されていることから溶湯に対する溶着性が良
好であり、また内部の酸化物が除去されていることから
接合層６自体の高強度化が達成され、これによりシリン
ダライナ３およびシリンダブロック本体２間の接合強度
を向上させることができる。
【００１７】Ａｌ合金系ろう材は、鋳鉄、合金鋼、炭素
鋼、焼結合金等の鉄系材料よりなる被鋳ぐるみ部材に対
する付着性、強度、金属溶射法適用下における融点、Ａ
ｌ合金組成を持つ溶湯との相溶性、熱膨脹係数、等の諸
点を考慮した場合、接合層６の構成材料として最適であ
る。
鋼、焼結合金等の鉄系材料よりなる被鋳ぐるみ部材に対
する付着性、強度、金属溶射法適用下における融点、Ａ
ｌ合金組成を持つ溶湯との相溶性、熱膨脹係数、等の諸
点を考慮した場合、接合層６の構成材料として最適であ
る。
【００１８】金属溶射法としては、フレーム溶射法、ア
ーク溶射法、プラズマ溶射法等が適用される。この場
合、圧縮空気に代えて、圧縮した不活ガス、例えば窒素
ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等を用いると、接合
層６における酸化膜７および酸化物の発生を大幅に抑制
することが可能である。
ーク溶射法、プラズマ溶射法等が適用される。この場
合、圧縮空気に代えて、圧縮した不活ガス、例えば窒素
ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等を用いると、接合
層６における酸化膜７および酸化物の発生を大幅に抑制
することが可能である。
【００１９】接合層６の加熱処理において、その加熱温
度Ｔは、シリンダライナ３を構成する鋳鉄が軟化してそ
の耐摩耗性が損われるおそれがある温度よりも低い温
度、つまりＴ≦６５０℃に設定される。また加熱温度Ｔ
は、接合層６、したがってＡｌ合金系ろう材の融点をｍ
ｐとしたとき、接合層６の溶融流出を防止すべく、Ｔ＜
ｍｐ、つまりＡｌ合金系ろう材の融点未満の温度でなけ
ればならない。
度Ｔは、シリンダライナ３を構成する鋳鉄が軟化してそ
の耐摩耗性が損われるおそれがある温度よりも低い温
度、つまりＴ≦６５０℃に設定される。また加熱温度Ｔ
は、接合層６、したがってＡｌ合金系ろう材の融点をｍ
ｐとしたとき、接合層６の溶融流出を防止すべく、Ｔ＜
ｍｐ、つまりＡｌ合金系ろう材の融点未満の温度でなけ
ればならない。
【００２０】例えば、Ａｌ−Ｓｉ合金系ろう材を用いた
場合、その融点ｍｐは５８０℃≦ｍｐ≦５９２℃である
から、加熱温度Ｔは４００℃≦Ｔ≦４５０℃に設定され
る。また加熱時間ｔは５分間≦ｔ≦６０分間が適当であ
る。
場合、その融点ｍｐは５８０℃≦ｍｐ≦５９２℃である
から、加熱温度Ｔは４００℃≦Ｔ≦４５０℃に設定され
る。また加熱時間ｔは５分間≦ｔ≦６０分間が適当であ
る。
【００２１】以下、具体例について説明する。 （１） ＪＩＳ ＦＣ ２５０よりなる鋳鉄製シリンダ
ライナ３の外周面４に、１次および２次ブラスト処理を
施してその外周面４を粗面化した。１次ブラスト処理に
おいては吹付け材としてサンドが、また２次ブラスト処
理においては吹付け材としてホワイトアランダムがそれ
ぞれ用いられた。両処理において、吹付け圧は３〜５kg
ｆ／cm2 に、また吹付け時間は２〜１０sec ／dm2 に、
さらにノズルとシリンダライナ間の距離は２００mmにそ
れぞれ設定された。 （２） 溶射材としてＮｉ−５重量％Ａｌ合金を用いた
プラズマ溶射法を適用して、シリンダライナ３の外周面
４に厚さ５０μｍの下地層５を形成した。 （３） 溶射材として、融点ｍｐ＝５８０〜５９２℃の
Ａｌ−Ｓｉ合金系ろう材（９〜１１重量％Ｓｉ、残部Ａ
ｌ）を用いたアーク溶射法を適用して、下地層５の表面
に厚さ１００μｍの接合層６を形成した。この接合層６
の表面は、そこに酸化膜７が存在することからセラミッ
ク質の梨子地を呈し、金属光沢を持っていなかった。 （４） シリンダライナ３を加熱炉内に設置して、その
接合層６に、加熱温度Ｔ＝４５０℃、加熱時間ｔ＝１０
分間の条件で加熱処理を施した。 （５） 加熱下にある接合層６表面を、その表面が金属
光沢を呈するまでワイヤブラシによりブラッシングし
て、接合層６表面の軟化酸化膜７および移行酸化物を除
去した。 （６） 接合層６を備えた４つのシリンダライナ３を４
５０℃に加熱して、３０〜３５℃のシリンダブロック鋳
造用砂型内に設置し、溶湯組成 ＪＩＳ ＡＣ４Ｃ、溶
湯温度 ７２０℃の条件で重力鋳造を行い、シリンダブ
ロック１の例１を得た。
ライナ３の外周面４に、１次および２次ブラスト処理を
施してその外周面４を粗面化した。１次ブラスト処理に
おいては吹付け材としてサンドが、また２次ブラスト処
理においては吹付け材としてホワイトアランダムがそれ
ぞれ用いられた。両処理において、吹付け圧は３〜５kg
ｆ／cm2 に、また吹付け時間は２〜１０sec ／dm2 に、
さらにノズルとシリンダライナ間の距離は２００mmにそ
れぞれ設定された。 （２） 溶射材としてＮｉ−５重量％Ａｌ合金を用いた
プラズマ溶射法を適用して、シリンダライナ３の外周面
４に厚さ５０μｍの下地層５を形成した。 （３） 溶射材として、融点ｍｐ＝５８０〜５９２℃の
Ａｌ−Ｓｉ合金系ろう材（９〜１１重量％Ｓｉ、残部Ａ
ｌ）を用いたアーク溶射法を適用して、下地層５の表面
に厚さ１００μｍの接合層６を形成した。この接合層６
の表面は、そこに酸化膜７が存在することからセラミッ
ク質の梨子地を呈し、金属光沢を持っていなかった。 （４） シリンダライナ３を加熱炉内に設置して、その
接合層６に、加熱温度Ｔ＝４５０℃、加熱時間ｔ＝１０
分間の条件で加熱処理を施した。 （５） 加熱下にある接合層６表面を、その表面が金属
光沢を呈するまでワイヤブラシによりブラッシングし
て、接合層６表面の軟化酸化膜７および移行酸化物を除
去した。 （６） 接合層６を備えた４つのシリンダライナ３を４
５０℃に加熱して、３０〜３５℃のシリンダブロック鋳
造用砂型内に設置し、溶湯組成 ＪＩＳ ＡＣ４Ｃ、溶
湯温度 ７２０℃の条件で重力鋳造を行い、シリンダブ
ロック１の例１を得た。
【００２２】また接合層６の加熱処理における加熱温度
ＴをＴ＝２３０℃に変更した点以外は前記と同一条件に
てシリンダブロック１の例２を鋳造した。
ＴをＴ＝２３０℃に変更した点以外は前記と同一条件に
てシリンダブロック１の例２を鋳造した。
【００２３】表１はシリンダブロック１の例１，２にお
けるシリンダライナ３とシリンダブロック本体２との接
合強度を示す。
けるシリンダライナ３とシリンダブロック本体２との接
合強度を示す。
【００２４】
【表１】 表１から明らかなように、例１は例２に比べて接合強度
が高い。これは次のような理由による。即ち、例１の接
合層６においては、その加熱温度Ｔが最適であったため
酸化物の拡散移行が十分に行われ、その結果、接合層６
内には酸化物が殆ど残存していなかった。ところが、例
２の接合層６においては、その加熱温度Ｔが低かったた
め酸化物の拡散移行が不十分であり、その結果、接合層
６内に若干の酸化物が残存していた。
が高い。これは次のような理由による。即ち、例１の接
合層６においては、その加熱温度Ｔが最適であったため
酸化物の拡散移行が十分に行われ、その結果、接合層６
内には酸化物が殆ど残存していなかった。ところが、例
２の接合層６においては、その加熱温度Ｔが低かったた
め酸化物の拡散移行が不十分であり、その結果、接合層
６内に若干の酸化物が残存していた。
【００２５】接合層６に加熱処理を施さずにブラッシン
グを行った場合、酸化膜７が残っていると、シリンダラ
イナ３とシリンダブロック本体２とが全然接合せず、一
方、酸化膜７を除去しても接合層６内部の酸化物が除去
されていないことから、両者３，２の接合強度は８７kg
ｆ／cm2 といったように低いものであった。
グを行った場合、酸化膜７が残っていると、シリンダラ
イナ３とシリンダブロック本体２とが全然接合せず、一
方、酸化膜７を除去しても接合層６内部の酸化物が除去
されていないことから、両者３，２の接合強度は８７kg
ｆ／cm2 といったように低いものであった。
【００２６】また接合層６の加熱温度Ｔを、その融点ｍ
ｐ以上の温度、例えばＴ＝６００℃に設定したところ、
ブラッシング時に接合層６が溶融流出し、またその溶融
物がワイヤブラシに付着する、といった不具合を生じ
た。
ｐ以上の温度、例えばＴ＝６００℃に設定したところ、
ブラッシング時に接合層６が溶融流出し、またその溶融
物がワイヤブラシに付着する、といった不具合を生じ
た。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、前記のように特定され
た手段を採用することによって、溶湯との溶着性が良好
で、且つ高強度な接合層を備えた被鋳ぐるみ部材を得る
ことができる。
た手段を採用することによって、溶湯との溶着性が良好
で、且つ高強度な接合層を備えた被鋳ぐるみ部材を得る
ことができる。
【図１】シリンダブロックの斜視図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】シリンダライナの要部破断斜視図である。
【図４】表面処理工程の説明図である。
３ シリンダライナ（被鋳ぐるみ部材） ４ 外周面（接触面） ６ 接合層 ７ 酸化膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 紀人 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 (56)参考文献 特開 昭50−1922（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−6238（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−124738（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−179068（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−31567（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−30464（ＪＰ，Ａ) 特公 昭43−1753（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭34−5857（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 19/00 B05D 1/08
Claims (1)
- 【請求項１】 被鋳ぐるみ部材（３）の溶湯との接触面
（４）に、その溶湯に対し溶着性を持つ金属材を溶射し
て接合層（６）を形成し、次いで前記接合層（６）を前
記金属材の融点未満の温度に加熱して、その接合層
（６）表面の酸化膜（７）を軟化させると共に接合層
（６）内部の酸化物をその表面側に移行させ、その後軟
化酸化膜（７）および移行酸化物をブラッシングにより
除去することを特徴とする被鋳ぐるみ部材の表面処理
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31853894A JP3231199B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 被鋳ぐるみ部材の表面処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31853894A JP3231199B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 被鋳ぐるみ部材の表面処理法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08174188A JPH08174188A (ja) | 1996-07-09 |
| JP3231199B2 true JP3231199B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=18100248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31853894A Expired - Fee Related JP3231199B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 被鋳ぐるみ部材の表面処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3231199B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4495325B2 (ja) * | 1999-12-20 | 2010-07-07 | 株式会社アーレスティ | エンジンブロックの製造方法 |
| JP2003053508A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | Nissan Motor Co Ltd | 熱伝導円筒部材およびその製造方法ならびに熱伝導円筒部材を用いたアルミニウム合金製エンジン |
| DE10153305A1 (de) * | 2001-10-31 | 2003-05-28 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zum Eingießen eines metallischen Halbzeugs |
| US7665440B2 (en) | 2006-06-05 | 2010-02-23 | Slinger Manufacturing Company, Inc. | Cylinder liners and methods for making cylinder liners |
| JP2008080385A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 鋳包み用鋳鉄部材並びにその鋳包み用鋳鉄部材の製造方法及びその鋳包み用鋳鉄部材製品 |
| JP5388298B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2014-01-15 | 日本ピストンリング株式会社 | 鋳包み用の溶射皮膜付鋳鉄部材並びにその製造方法及び鋳包み用の溶射皮膜付シリンダライナ |
-
1994
- 1994-12-21 JP JP31853894A patent/JP3231199B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08174188A (ja) | 1996-07-09 |
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