JPS59219468A - アルミニウム製摺動部材及びその製造方法 - Google Patents
アルミニウム製摺動部材及びその製造方法Info
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- JPS59219468A JPS59219468A JP9058583A JP9058583A JPS59219468A JP S59219468 A JPS59219468 A JP S59219468A JP 9058583 A JP9058583 A JP 9058583A JP 9058583 A JP9058583 A JP 9058583A JP S59219468 A JPS59219468 A JP S59219468A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
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- C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
- C23C24/103—Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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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】
本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面処
理に関するもので、高密度エネルギー源を用いて基材表
面に優れた耐摩耗性を有する初晶シリコン粒子を分散さ
せた高シリコン過共晶アルミニウム合金層を、形成した
アルミニウム製摺動部材及びその製造方法に係るもので
ある。
理に関するもので、高密度エネルギー源を用いて基材表
面に優れた耐摩耗性を有する初晶シリコン粒子を分散さ
せた高シリコン過共晶アルミニウム合金層を、形成した
アルミニウム製摺動部材及びその製造方法に係るもので
ある。
アルミニウム又はアルミニウム合金は鉄系材料に対し、
比重が低い、熱伝導性がよい、融点が低く作業性がよい
、機械加工性がよいなどの利点を持っている反面、摺動
部材として使用する場合には、鉄系材料と較べ耐摩耗性
耐スカッフィング性に劣るという欠点をもっているため
、摺動部材として用いられる分野への適用が限られる。
比重が低い、熱伝導性がよい、融点が低く作業性がよい
、機械加工性がよいなどの利点を持っている反面、摺動
部材として使用する場合には、鉄系材料と較べ耐摩耗性
耐スカッフィング性に劣るという欠点をもっているため
、摺動部材として用いられる分野への適用が限られる。
また、耐摩耗性を付与した鋳造アルミニウム合金として
、初晶シリコンを微細に分散させた高シリコン過共晶ア
ルミニウム合金があり、これはアルミニウム合金中、熱
膨張係数が最小で且つ耐摩耗性に優れた材料であるため
、燃背改善の見地から、軽量化を目的に、耐摩耗性を要
求される自動車部品のピストン、クランクケース、シリ
ンダ、シリンダライナ、シリンダブロック等に従来の鉄
系材料に代えて用いられているが、持込による高シリコ
ン過共晶アルミニウム合金は初晶シリコンの偏析による
応力不均一・、切削性の悪化、更には鋳造欠陥が出やす
い、初晶ミ７・リヨン粒子を微細化するだめの改良処理
か必要である等、他のアルミニウム合金に比し、製造か
著しく困難であるので、種々の優れた特性を自するにも
拘らず適用範囲が限られているのが現状である。
、初晶シリコンを微細に分散させた高シリコン過共晶ア
ルミニウム合金があり、これはアルミニウム合金中、熱
膨張係数が最小で且つ耐摩耗性に優れた材料であるため
、燃背改善の見地から、軽量化を目的に、耐摩耗性を要
求される自動車部品のピストン、クランクケース、シリ
ンダ、シリンダライナ、シリンダブロック等に従来の鉄
系材料に代えて用いられているが、持込による高シリコ
ン過共晶アルミニウム合金は初晶シリコンの偏析による
応力不均一・、切削性の悪化、更には鋳造欠陥が出やす
い、初晶ミ７・リヨン粒子を微細化するだめの改良処理
か必要である等、他のアルミニウム合金に比し、製造か
著しく困難であるので、種々の優れた特性を自するにも
拘らず適用範囲が限られているのが現状である。
本発明考等は以上の様なアルミニウム又はアルミニウム
合金の特性に着１」Ｌ、、製造容易な一般的アルミニウ
ム又はアルミニウム合金の耐摩耗性を要求される部分の
みを、高シリコン過共晶アルミニウム合金とした摺動部
祠の製造を試みノこのである。
合金の特性に着１」Ｌ、、製造容易な一般的アルミニウ
ム又はアルミニウム合金の耐摩耗性を要求される部分の
みを、高シリコン過共晶アルミニウム合金とした摺動部
祠の製造を試みノこのである。
以下に本発明の摺動部月とその製造方法を詳しく説明す
る。
る。
まず、表面を研摩したアルミニウム又はアルミニウム合
金の基材表面に高シリコン過共晶アルミニウム合金層を
形成するための被覆材料を、粉末状又はペースト状の形
態で被覆する。被覆材は基材のシリコン含有量に応じて
、メタリックシリコン粉又はアルミとラムとシリコンの
合金粉又はアルミニウムとシリコン混合粉が使用される
。被覆材の粒度及び被覆層の厚さは、加熱源の容量と形
成すべき合金層の厚さにより決められる。被覆材の粒度
ば微細な程良く、１００メツシユより粗い場合には基材
との合金化が困難となるため１００メソシユ以下の微細
な粒度とする。被覆層の厚さは一般に０．１ｍｍ乃至２
ｍｍが適当である。基材表面に高シリコン過共晶アルミ
ニウム合金層を形成するための熱源としては、基材全体
を加熱せずに表面層のみ急速加熱し、溶融合金化を図る
ことができ基材への急速冷却により初晶シリコン粒子の
微細化を図れる様な、高密度エネルギーを有するレーザ
ビーム、電子ビーム及びプラスマアークが適当である。
金の基材表面に高シリコン過共晶アルミニウム合金層を
形成するための被覆材料を、粉末状又はペースト状の形
態で被覆する。被覆材は基材のシリコン含有量に応じて
、メタリックシリコン粉又はアルミとラムとシリコンの
合金粉又はアルミニウムとシリコン混合粉が使用される
。被覆材の粒度及び被覆層の厚さは、加熱源の容量と形
成すべき合金層の厚さにより決められる。被覆材の粒度
ば微細な程良く、１００メツシユより粗い場合には基材
との合金化が困難となるため１００メソシユ以下の微細
な粒度とする。被覆層の厚さは一般に０．１ｍｍ乃至２
ｍｍが適当である。基材表面に高シリコン過共晶アルミ
ニウム合金層を形成するための熱源としては、基材全体
を加熱せずに表面層のみ急速加熱し、溶融合金化を図る
ことができ基材への急速冷却により初晶シリコン粒子の
微細化を図れる様な、高密度エネルギーを有するレーザ
ビーム、電子ビーム及びプラスマアークが適当である。
これら熱源による照射の際、該表面層への気泡の巻き込
み防止のため不活性ガス雰囲気中又は真空中で行なうこ
とが好ましく、例えば窒素ガス、アルゴンガスが使用さ
れる。以上の処理により基材表面に形成された合金層は
高シリコン過共晶アルミニウム合金と同様に硬い初晶シ
リコンを分散した組織となる上、基材への熱伝導が早い
ため急速冷却となり、初晶シリコンの微細化及びマトリ
ックスの微細化も図ることができ、硬さが上昇し、耐摩
耗性の向上が図れる。
み防止のため不活性ガス雰囲気中又は真空中で行なうこ
とが好ましく、例えば窒素ガス、アルゴンガスが使用さ
れる。以上の処理により基材表面に形成された合金層は
高シリコン過共晶アルミニウム合金と同様に硬い初晶シ
リコンを分散した組織となる上、基材への熱伝導が早い
ため急速冷却となり、初晶シリコンの微細化及びマトリ
ックスの微細化も図ることができ、硬さが上昇し、耐摩
耗性の向上が図れる。
以上の様に滲発明は熱源の照射によっても何らその基材
の特性を失うことはないため、表面層の優れた耐摩耗性
と基材としてのアルミニウム又はアルミニウム合金の特
性を併わせ持つ優れたアルミニウム製摺動部材を得るこ
とができた。
の特性を失うことはないため、表面層の優れた耐摩耗性
と基材としてのアルミニウム又はアルミニウム合金の特
性を併わせ持つ優れたアルミニウム製摺動部材を得るこ
とができた。
以下に本発明の詳細な説明する。
実施例
表面を＃２４０エメリー紙で研摩したＡＣ４Ｂ合金を基
材とし、被覆材として２５０メソシユ以下のメタリック
シリコン粉末を使用した。
材とし、被覆材として２５０メソシユ以下のメタリック
シリコン粉末を使用した。
被覆層厚さは１．０ ｍｍとした。熱源としてｃｏよレ
ーザを用いてＮ、ガス雰囲気中、レーザ出力１．２ ｋ
ｎ、ビーム径３ｍｍφ及び走査速度５０ ｍｍ／ｍｉｎ
の条件で処理を施した。その結果得られた高シリコン過
共晶アルミニウム合金層は、第１図の金属顕微鏡写真に
示すように０．１５ ｍｍの厚さで形成されていた。
ーザを用いてＮ、ガス雰囲気中、レーザ出力１．２ ｋ
ｎ、ビーム径３ｍｍφ及び走査速度５０ ｍｍ／ｍｉｎ
の条件で処理を施した。その結果得られた高シリコン過
共晶アルミニウム合金層は、第１図の金属顕微鏡写真に
示すように０．１５ ｍｍの厚さで形成されていた。
摩耗試験は第２図に示す如き往復動摩耗試験機を使用し
た。相手材として先端をバレル形状とした硬質クロムメ
ッキピン（ｂｌを用いた。ピン（ｂ）及び本発明による
アルミニウム製摺動部材のキ板試験片ｆａｌは共に研摩
加工により約１μＲＺの仕上げあらさとしたものである
。荷重は１０ｋｇｆ、速度毎分６００サイクル、摩擦距
離３０００ｍ及び潤滑は油圧軸受油を用いて行なった。
た。相手材として先端をバレル形状とした硬質クロムメ
ッキピン（ｂｌを用いた。ピン（ｂ）及び本発明による
アルミニウム製摺動部材のキ板試験片ｆａｌは共に研摩
加工により約１μＲＺの仕上げあらさとしたものである
。荷重は１０ｋｇｆ、速度毎分６００サイクル、摩擦距
離３０００ｍ及び潤滑は油圧軸受油を用いて行なった。
摩耗量ばあらさ計によりその回置で求めた。比較材とし
て過共晶Ａ６と１７％Ｓｔの合金、本発明の基材である
ＡＣ４Ｂ及びＦＣ２５相当鋳鉄月を供試した。試験結果
は第３図に示す如く、本発明による摺動部材は過共晶Ａ
β−１７もｓｉ＾ 合金を上進る摩耗特性を示しており、試験片ｔａ＋自身
及び相手ピン（ｂｌは摩耗も少ないことが明らかである
。
て過共晶Ａ６と１７％Ｓｔの合金、本発明の基材である
ＡＣ４Ｂ及びＦＣ２５相当鋳鉄月を供試した。試験結果
は第３図に示す如く、本発明による摺動部材は過共晶Ａ
β−１７もｓｉ＾ 合金を上進る摩耗特性を示しており、試験片ｔａ＋自身
及び相手ピン（ｂｌは摩耗も少ないことが明らかである
。
以上の様に本発明によれば、アルミニウム又はアルミニ
ウム合金を摺動部材として使用するに際し、部材全体を
製造困難な高シリコン過共晶アルミニウム合金とする必
要はなく、耐摩耗性を要求される摺動部分のみに、容易
に該合金層を形成することが可能である。基材は製造容
易なアルミニウム又はアルミニウムと合金或はＦＲＭを
混合して鋳造したアルミニウム、アルミ、ニウム合金を
用いればよく、経済的に極めて有利であり、広範囲の分
野への適用が期待できる。
ウム合金を摺動部材として使用するに際し、部材全体を
製造困難な高シリコン過共晶アルミニウム合金とする必
要はなく、耐摩耗性を要求される摺動部分のみに、容易
に該合金層を形成することが可能である。基材は製造容
易なアルミニウム又はアルミニウムと合金或はＦＲＭを
混合して鋳造したアルミニウム、アルミ、ニウム合金を
用いればよく、経済的に極めて有利であり、広範囲の分
野への適用が期待できる。
第１図は本発明によって得られた高シリコン過共晶アル
ミニウム合金層の金属顕微鏡写真。 第２図は往復動摩耗試験機の概略図。 第３図は実施例の摩耗試験結果を示す。 ａ・・・試験片 ｂ・・・相手ピン Ｃ・・・荷重
装置代理人 弁理士 祐用尉−外１名 第１図 第２図 甲 第３図 賞“
ミニウム合金層の金属顕微鏡写真。 第２図は往復動摩耗試験機の概略図。 第３図は実施例の摩耗試験結果を示す。 ａ・・・試験片 ｂ・・・相手ピン Ｃ・・・荷重
装置代理人 弁理士 祐用尉−外１名 第１図 第２図 甲 第３図 賞“
Claims (2)
- （１） アルミニウム又はアルミニウム合金基材の表
面のみに初晶シリコンを微細に分散させた高シリコン過
共晶アルミニウム合金層を形成したアルミニウム製摺動
部材。 - （２） アルミニウム又はアルミニウム合金基材の表
面に１００メソシユ以下の微細な粒度のメタリックシリ
コン粉又はアルミニウムとシリコンの合金粉又はアルミ
ニウムと、メタリックシリコンの混合粉を被覆し、該被
覆層に、高密度エネルギーを持つ熱源のレーザビーム、
電子ビーム、プラズマアーク等を照射して被ｍｔＡと基
材表面のみを溶融させることにより基材表面と前記被覆
材のシリコンとを合金化せしめ表面層のみ、初晶シリコ
ンを微細に分散させた高シリコン過共晶アルミニウム合
金にすることを特徴とするアルミニウム製摺動部材の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9058583A JPS59219468A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | アルミニウム製摺動部材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9058583A JPS59219468A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | アルミニウム製摺動部材及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59219468A true JPS59219468A (ja) | 1984-12-10 |
| JPS6324072B2 JPS6324072B2 (ja) | 1988-05-19 |
Family
ID=14002520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9058583A Granted JPS59219468A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | アルミニウム製摺動部材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59219468A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0212938A2 (en) * | 1985-08-13 | 1987-03-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for forming alloy layer upon aluminum alloy substrate by irradiating with a CO2 laser, on substrate surface, alloy powder containing substance for alloying and bismuth |
| JPH024981A (ja) * | 1988-06-23 | 1990-01-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | セラミックス被覆方法 |
| EP0834599A1 (de) * | 1996-09-26 | 1998-04-08 | Günter Hackerodt | Verfahren zur Innenbeschichtung von Zylinder-Laufflächen, insbesondere Aluminium-Laufflächen |
| EP0837152A1 (de) * | 1996-10-18 | 1998-04-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 | Verfahren zum Beschichten eines aus einer Aluminium-Legierung bestehenden Bauteils einer Brennkraftmaschine mit Silicium |
| EP0896073A1 (de) * | 1997-08-01 | 1999-02-10 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Beschichtung einer Zylinderlauffläche einer Hubkolbenmaschine |
| EP0899354A1 (de) * | 1997-08-01 | 1999-03-03 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Beschichtung aus einer übereutektischen Aluminium/Silizium Legierung bzw. einem Aluminium/Silizium Verbundwerkstoff |
| JP2003525355A (ja) * | 2000-02-28 | 2003-08-26 | ファーアーベー アルミニウム アクチェンゲゼルシャフト | 表面を合金化した筒状、部分的筒状または中空筒状の構造部材 |
-
1983
- 1983-05-25 JP JP9058583A patent/JPS59219468A/ja active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0212938A2 (en) * | 1985-08-13 | 1987-03-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for forming alloy layer upon aluminum alloy substrate by irradiating with a CO2 laser, on substrate surface, alloy powder containing substance for alloying and bismuth |
| US4746540A (en) * | 1985-08-13 | 1988-05-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for forming alloy layer upon aluminum alloy substrate by irradiating with a CO2 laser, on substrate surface, alloy powder containing substance for alloying and silicon or bismuth |
| JPH024981A (ja) * | 1988-06-23 | 1990-01-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | セラミックス被覆方法 |
| EP0834599A1 (de) * | 1996-09-26 | 1998-04-08 | Günter Hackerodt | Verfahren zur Innenbeschichtung von Zylinder-Laufflächen, insbesondere Aluminium-Laufflächen |
| EP0837152A1 (de) * | 1996-10-18 | 1998-04-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 | Verfahren zum Beschichten eines aus einer Aluminium-Legierung bestehenden Bauteils einer Brennkraftmaschine mit Silicium |
| EP0896073A1 (de) * | 1997-08-01 | 1999-02-10 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Beschichtung einer Zylinderlauffläche einer Hubkolbenmaschine |
| EP0899354A1 (de) * | 1997-08-01 | 1999-03-03 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Beschichtung aus einer übereutektischen Aluminium/Silizium Legierung bzw. einem Aluminium/Silizium Verbundwerkstoff |
| JP2003525355A (ja) * | 2000-02-28 | 2003-08-26 | ファーアーベー アルミニウム アクチェンゲゼルシャフト | 表面を合金化した筒状、部分的筒状または中空筒状の構造部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6324072B2 (ja) | 1988-05-19 |
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