JP5388298B2 - 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 - Google Patents
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Description
工程B: アーク溶射法により、厚さが20μm〜60μmの溶射皮膜を形成し、当該溶射皮膜形成後の表面粗さRaが4μm〜170μmの外周表面を有する鋳包み用の溶射皮膜付鋳鉄部材を得る工程。
この比較例では、表1に示す溶射皮膜形成前の鋳鉄部材の表面粗さが小さい(Ra=0.4μm、Rz=2.2μm)比較用鋳鉄部材A(表中では、単に「比較溶射部材A」と示す。)を用いて、その表面に3μm〜200μm厚さの溶射皮膜を形成して、このようにして表1に示すような表面粗さを備える比較用溶射皮膜付鋳鉄部材A(表1では、単に「比較溶射部材A」と示す。)を製造し、実施例と同様に鋳包み試験(表2では、単に「比較試料A」と示す。)を実施した。そして、表2に実施例と対比可能なように、鋳包み試験の結果を示した。
この比較例では、表1に示す溶射皮膜形成前の鋳鉄部材の表面粗さが大きい(Ra=190.9μm、Rz=649.1μm)比較用鋳鉄部材B(表中では、単に「比較溶射部材B」と示す。)を用いて、その表面に3μm〜200μm厚さの溶射皮膜を形成して、このようにして表1に示すような表面粗さを備える比較用溶射皮膜付鋳鉄部材B(表1では、単に「比較溶射部材B」と示す。)を製造し、実施例と同様に鋳包み試験(表2では、単に「比較試料B」と示す。)を実施した。そして、表2に実施例と対比可能なように、鋳包み試験の結果を示した。
この実施例では、表2に示すように溶射皮膜付鋳鉄試料とアルミニウム材マトリクスとの間における密着性評価において、試料1の溶射皮膜厚さが5μmのときの密着強度を基準強度の1.0としたとき、1.0以上の密着性を示した場合に良好な密着性を示したとして、判断を行っている。この判断基準を適用すると、試料1〜試料21、比較試料Bは、基準強度以上の密着性を示している。これに対し、比較試料Aは基準強度以上の密着性を示していない。このとき、比較試料Aの溶射皮膜形成前の表面粗さは、本件発明の適正な範囲となる表面粗さの条件を満たしていない。また、本件発明の適正な溶射皮膜形成前の表面粗さを超える粗さを備える比較試料Bは、基準強度を十分に満足しているが、比較試料Bよりも粗さの小さい試料12及び試料13と比しても密着性に殆ど差は生じていない。図3には、表1及び表2のデータから鋳鉄部材に溶射皮膜を形成した後の表面粗さと溶射皮膜付鋳鉄試料とアルミニウム材マトリクスとの密着性との関係について示している。図3に示すように、鋳鉄部材に溶射皮膜を形成した後の表面粗さRaが170を超えたあたりから密着性は大きく向上しなくなっていることが分かる。この結果から明らかなように、比較試料Bのように本件発明の適正な粗さ範囲(Ra=4μm〜170μm)を超える表面粗さを備えても、これ以上の密着性の向上を期待することはできず経済的ではない。従って、上述の結果より、実施例のように溶射皮膜付鋳鉄試料の表面粗さと溶射皮膜厚さとのバランスが適正でないと、溶射皮膜付鋳鉄試料とアルミニウム材マトリクスとの間で良好な密着性を得ることが出来なかったり、経済的でなくなることが分かる。なお、表2の中で、「×」と表示しているのは、密着性評価試料の準備段階で剥離して、評価が出来なかったものである。
2 シリンダライナ(溶射皮膜付鋳鉄部材)
3a,3b,3c,3d 湯口
4 アルミニウム合金層
5 引張り試験用の治具
S 密着性評価試験片
Claims (7)
- 鋳鉄部材の備える表面粗さを所定の範囲に設定し、その表面に溶射皮膜を形成した高圧アルミニウムダイキャスト法で用いる鋳包み用の溶射皮膜付鋳鉄部材であって、
当該鋳鉄部材は、溶射皮膜形成前の表面粗さRaが4μm〜190μmであり、その表面にアルミニウム材マトリクスとの密着を向上させるための20μm〜60μm厚さの溶射皮膜を備え、且つ、当該溶射皮膜形成後の表面粗さRaが4μm〜170μmであることを特徴とした鋳包み用の溶射皮膜付鋳鉄部材。 - 前記溶射皮膜は、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金、スズ系合金、亜鉛系合金、銅系合金のいずれかである請求項1に記載の鋳包み用の溶射皮膜付鋳鉄部材。
- 鋳鉄部材の備える表面粗さを所定の範囲に設定し、その表面に溶射皮膜を形成した高圧アルミニウムダイキャスト法で用いる鋳包み用の溶射皮膜付鋳鉄部材の製造方法であって、
以下の工程A及び工程Bを備えることを特徴とする請求項1に記載の鋳包み用の溶射皮膜付鋳鉄部材の製造方法。
工程A: 表面粗さRaが、4μm〜190μmの外周表面を備える鋳鉄部材を準備する工程。
工程B: アーク溶射法により、厚さが20μm〜60μmの溶射皮膜を形成し、当該溶射皮膜形成後の表面粗さRaが4μm〜170μmの外周表面を有するものである鋳包み用の溶射皮膜付鋳鉄部材を得る工程。 - 前記工程Aの鋳鉄部材は、鋳鉄部材に対して旋盤加工を用いて、その外周表面に溝状凹凸形状を形成したものを用いる請求項3に記載の鋳包み用の溶射皮膜付鋳鉄部材の製造方法。
- 前記溝状凹凸形状を備える外周表面を、更にブラスト処理で粗化した鋳鉄部材を用いる請求項4に記載の鋳包み用の溶射皮膜付鋳鉄部材の製造方法。
- 前記工程Bのアーク溶射法は、アーク溶射装置を用い、当該装置の溶射ガンのノズルのアトマイズエアー吹き出し部の開口面積が15mm2〜200mm2である請求項3〜請求項5のいずれかに記載の鋳包み用の溶射皮膜付鋳鉄部材の製造方法。
- 請求項1又は請求項2に記載の鋳包み用の溶射皮膜付鋳鉄部材として製造したことを特徴とする溶射皮膜付シリンダライナ。
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