JPS60156958A - 内燃機関用部材 - Google Patents
内燃機関用部材Info
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- JPS60156958A JPS60156958A JP1027484A JP1027484A JPS60156958A JP S60156958 A JPS60156958 A JP S60156958A JP 1027484 A JP1027484 A JP 1027484A JP 1027484 A JP1027484 A JP 1027484A JP S60156958 A JPS60156958 A JP S60156958A
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- JP
- Japan
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- zirconia
- combustion engine
- fibers
- coating
- internal
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
- F02F7/0087—Ceramic materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/10—Pistons having surface coverings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
- F05C2203/08—Ceramics; Oxides
- F05C2203/0865—Oxide ceramics
- F05C2203/0869—Aluminium oxide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
- F05C2203/08—Ceramics; Oxides
- F05C2203/0865—Oxide ceramics
- F05C2203/0895—Zirconium oxide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
- F05C2253/16—Fibres
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
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】
(発明の対象)
本発明は耐スポーリング竹にづぐれた断熱被覆を右づる
内燃機関用部材(=係り、特にレラミック繊紺とジルコ
ニア系酸化物との混合層によって溶射被覆されたピスト
ン等の内燃(幾関用部拐に関りる。
内燃機関用部材(=係り、特にレラミック繊紺とジルコ
ニア系酸化物との混合層によって溶射被覆されたピスト
ン等の内燃(幾関用部拐に関りる。
〈従来技術)
近年J、ンジンの高出力化、熱効率向上のため高温高負
荷運転が志向され、そのためピストン等内燃機関部拐の
断熱、軽量化の要請が高まりつつある。
荷運転が志向され、そのためピストン等内燃機関部拐の
断熱、軽量化の要請が高まりつつある。
この要請に応えるためセラミックス、Jンジンの検討が
進み、ピストン等のセラミックス化が(σl究されてい
る。。
進み、ピストン等のセラミックス化が(σl究されてい
る。。
しかるに炭化珪素、窒化珪素等で製作されたけラミック
ピストンは現状にd5いては信頼性不足であると共にロ
スト高であることはまぬがれず、エンジン仝体をセラミ
ックス化しない限り効果は低く、これを完成さけるには
各種レラミックス部拐の破壊強度、温浴性、安全性等解
決すべき課題が多い。
ピストンは現状にd5いては信頼性不足であると共にロ
スト高であることはまぬがれず、エンジン仝体をセラミ
ックス化しない限り効果は低く、これを完成さけるには
各種レラミックス部拐の破壊強度、温浴性、安全性等解
決すべき課題が多い。
また断熱、軽量化の手段どし−ζピストン1c1部V)
シリンダーヘッドあるいは吸排気バルブ等の1111A
について、アルミニウム合金部祠にジル二1ニア系U
IFilを溶II等によっ(被覆りる断熱板Y以ン大J
3よび断熱セラミックス酸化物の嵌合処理法が検問され
Cいるが、前)3は下地に金属を溶用し、−ヂの1−に
安定化ジルコニアを溶用りる方法が検問されているが実
際に」〜ンジンに組み込んだ試験に、13いU t、l
:長時間連続運転によりジルコニア質皮膜の剥離を生ず
る欠点がある。
シリンダーヘッドあるいは吸排気バルブ等の1111A
について、アルミニウム合金部祠にジル二1ニア系U
IFilを溶II等によっ(被覆りる断熱板Y以ン大J
3よび断熱セラミックス酸化物の嵌合処理法が検問され
Cいるが、前)3は下地に金属を溶用し、−ヂの1−に
安定化ジルコニアを溶用りる方法が検問されているが実
際に」〜ンジンに組み込んだ試験に、13いU t、l
:長時間連続運転によりジルコニア質皮膜の剥離を生ず
る欠点がある。
ま1=後者方法においては肉厚セラミックのためj、L
祠金属との間に熱膨張差を牛じ亀裂の危険性があるため
現在、実用化に(よ至っ4いない。
祠金属との間に熱膨張差を牛じ亀裂の危険性があるため
現在、実用化に(よ至っ4いない。
(発明の目的)
本発明の目的は一ト記従来技術の欠点を改善した耐スポ
ーリング性にり゛ぐfした断熱被覆をイ1づる内燃機関
用部拐を提供り6ことにある。
ーリング性にり゛ぐfした断熱被覆をイ1づる内燃機関
用部拐を提供り6ことにある。
(発明の47.l、成)
本発明はセラミックm維どジル−1ニア系酸化物溶射拐
との混合物層にJ:って被覆された耐スポーリング性に
づぐれIC断熱被覆内燃機高Irある。
との混合物層にJ:って被覆された耐スポーリング性に
づぐれIC断熱被覆内燃機高Irある。
本発明に謂うしラミック繊維とは炭化I」素(Si C
)窒化■1.素(Si3N<)、アルミプ(へ髪203
)等の短繊維またはウィスカー、もしくはてれらの長繊
維のスライバー状截[fi知長片を指づ。
)窒化■1.素(Si3N<)、アルミプ(へ髪203
)等の短繊維またはウィスカー、もしくはてれらの長繊
維のスライバー状截[fi知長片を指づ。
ヒラミック繊維をジルコニア系酸化物の溶用皮I19層
中に含有させる方法にはセラミック繊維とジルコニア系
酸化物とを十分に混合後、41機または無機質バインダ
を使用しで造粒して複合溶用材としこれを溶射づる方d
1、もしくはジルコニア系酸化物粉の溶用中にこれと同
口、冒ごレジミック繊維1を吹付りる方法があり、いづ
れの方法もレジミック繊維どジルニにjl系酸化物の均
一4114.冑ることがCきる3゜ 本発明による被覆された内燃機関相部4Aはレジミック
繊維1の混入に、」、リジルコニア溶射層を比較溶射被
覆の亀裂または剥因(を防止Jる作用9)J宋は人であ
る。。
中に含有させる方法にはセラミック繊維とジルコニア系
酸化物とを十分に混合後、41機または無機質バインダ
を使用しで造粒して複合溶用材としこれを溶射づる方d
1、もしくはジルコニア系酸化物粉の溶用中にこれと同
口、冒ごレジミック繊維1を吹付りる方法があり、いづ
れの方法もレジミック繊維どジルニにjl系酸化物の均
一4114.冑ることがCきる3゜ 本発明による被覆された内燃機関相部4Aはレジミック
繊維1の混入に、」、リジルコニア溶射層を比較溶射被
覆の亀裂または剥因(を防止Jる作用9)J宋は人であ
る。。
セラミック繊維とシルコニツノ系酸化物粉粒との複合的
被覆層はセラミック繊維を含まない被覆層に比較して多
孔質化し、その結果、皮膜の耐久性および断熱性(まい
らじるしく向上りる。
被覆層はセラミック繊維を含まない被覆層に比較して多
孔質化し、その結果、皮膜の耐久性および断熱性(まい
らじるしく向上りる。
セラミック繊維は前記した通りSIC。
Si 3 N4 、Δ愛203などの短繊維も1)くは
ウィスカーあるいはぞれらの長繊維の截断短繊肩1(・
あるが、その人さくよ15μIII以下、長さは最大直
径の3イ8ないし 100(1’4程度の長ざがlYま
しい。厭組長が過大であれば前記方法による被覆におい
″CC均一性が81害され、あるいは溶用作業が円滑に
でき4rいおそれがある。
ウィスカーあるいはぞれらの長繊維の截断短繊肩1(・
あるが、その人さくよ15μIII以下、長さは最大直
径の3イ8ないし 100(1’4程度の長ざがlYま
しい。厭組長が過大であれば前記方法による被覆におい
″CC均一性が81害され、あるいは溶用作業が円滑に
でき4rいおそれがある。
またレラミック繊II[の含有率は全被覆量の1〜20
ITif漬1%がθfJ、しい。
ITif漬1%がθfJ、しい。
酸化物どじでは熱伝導度が低く、熱FA3服係数は金属
2中1でj祠の熱膨服係数に等しいか、あるいはこれに
近いしのが良く、これに該当づる組成物どしCはCaO
1M(J O,Y203等で支足化されたジルコニア(
/:l”02)か@適て゛ある。本発明においC【まこ
れらを総称してジルコニア系酸化物という。
2中1でj祠の熱膨服係数に等しいか、あるいはこれに
近いしのが良く、これに該当づる組成物どしCはCaO
1M(J O,Y203等で支足化されたジルコニア(
/:l”02)か@適て゛ある。本発明においC【まこ
れらを総称してジルコニア系酸化物という。
ジルコニア系酸化物の(ノイズもこ通′帛の溶射4.4
の粒度範囲Cあり、数μmないし数10107lある。
の粒度範囲Cあり、数μmないし数10107lある。
次に実施例によつCつはを説明りる。
実施例1
直径8 (l m IIIφのΔ更合金ビスI−ンに対
しへ〇203系ブラスト拐にてプラス1へ処理し、この
!1lX3![!面にNi−20%01゛合金溶川拐に
よって庁さ0.1mmの溶射下地をつくり、次にこの下
地に対してsrcレラミツク繊維(太さ 0.5〜3μ
m、長さ10〜・100μl1l)6重カ1%を含有づ
る8%Y2O3安定化ジルコニア(粒度5〜100IJ
、111)を溶射し厚さ0.5mmの溶射被預層を形成
した1、溶O1l被覆ピストンの被覆層中には5i(E
ヒラミック繊維が42重量%含有され、繊組の分イD状
f氾は極めC均一なしのであった。被覆層の気孔率4.
L122%であった。
しへ〇203系ブラスト拐にてプラス1へ処理し、この
!1lX3![!面にNi−20%01゛合金溶川拐に
よって庁さ0.1mmの溶射下地をつくり、次にこの下
地に対してsrcレラミツク繊維(太さ 0.5〜3μ
m、長さ10〜・100μl1l)6重カ1%を含有づ
る8%Y2O3安定化ジルコニア(粒度5〜100IJ
、111)を溶射し厚さ0.5mmの溶射被預層を形成
した1、溶O1l被覆ピストンの被覆層中には5i(E
ヒラミック繊維が42重量%含有され、繊組の分イD状
f氾は極めC均一なしのであった。被覆層の気孔率4.
L122%であった。
1JIi様にして1!)た八りピストンの頂部△又合金
部の温度を400 ’Cにテ?渇して1分間保持したの
ち水冷シトワーにJ:って冷II L、て室温にもたら
りツl温−水冷操作のくり返し試験を行ったところ、く
り返し回数300回を超過りるし、ピストンA3 J、
びぞの被覆には亀裂、剥丙1〜゛の欠陥は仝(認められ
なかった。
部の温度を400 ’Cにテ?渇して1分間保持したの
ち水冷シトワーにJ:って冷II L、て室温にもたら
りツl温−水冷操作のくり返し試験を行ったところ、く
り返し回数300回を超過りるし、ピストンA3 J、
びぞの被覆には亀裂、剥丙1〜゛の欠陥は仝(認められ
なかった。
〈比較例)
実施例1ど全く同様の試験をレラミック繊ffffを含
有しない他は実施例1ど金く同様の被覆ピストンにり=
11.で実施した結果、くり返し回数83回において被
覆に亀裂が発生し、 108回にJ3いて被Wjの一部
に剥顛が認められた。
有しない他は実施例1ど金く同様の被覆ピストンにり=
11.で実施した結果、くり返し回数83回において被
覆に亀裂が発生し、 108回にJ3いて被Wjの一部
に剥顛が認められた。
実施例2
3i 3 N4セ′ラミツクウイス力7ffiff1%
を含む12%Y203安定化ジル」ニア複合溶射剤(粒
度5〜101007zを用い実施例1ど同様の方法で被
覆ピストンを作成した。本ピストン被覆中にはSi 3
N4セラミック繊維54重量%が含有され、しかも繊
維は(,1ぼ均〜に分散されており、被覆の気孔率は1
3.2%ぐあった。
を含む12%Y203安定化ジル」ニア複合溶射剤(粒
度5〜101007zを用い実施例1ど同様の方法で被
覆ピストンを作成した。本ピストン被覆中にはSi 3
N4セラミック繊維54重量%が含有され、しかも繊
維は(,1ぼ均〜に分散されており、被覆の気孔率は1
3.2%ぐあった。
このピストンを実施例1ど同様の加熱冷fJl試験を行
なった結果、くり返し回数300回を超ゆるも被覆層に
亀裂および/もしくは剥離等の欠陥は全く認められ’J
かった。、ヒラミック繊lffを含まないものはくり返
し98回におい(亀裂を発生した。。
なった結果、くり返し回数300回を超ゆるも被覆層に
亀裂および/もしくは剥離等の欠陥は全く認められ’J
かった。、ヒラミック繊lffを含まないものはくり返
し98回におい(亀裂を発生した。。
実施例3
AfL203セラミック繊維を7重fd%含右さけた7
%CaO安定化ジル」ニアの複合溶射剤(粒度5〜10
0μm)を用い実施例1と同様な方法で被覆ピストンを
作成した。このピストン被覆層中にはへ吏2031?ラ
ミック11i 111tが3重1%含まれており、気孔
率は98%であった。
%CaO安定化ジル」ニアの複合溶射剤(粒度5〜10
0μm)を用い実施例1と同様な方法で被覆ピストンを
作成した。このピストン被覆層中にはへ吏2031?ラ
ミック11i 111tが3重1%含まれており、気孔
率は98%であった。
このビス1ヘンにり・1して実施例1ど同様の加熱、冷
2J1りり返し試験を行’fった結果、くり返し300
回におい−Cも被覆には何等欠陥を認めることはぐきな
かった。レラミック繊維を含よlJ−いムのは、くり返
し72回、96回にてぞれぞれ亀裂a3よび剥削が見ら
れた。
2J1りり返し試験を行’fった結果、くり返し300
回におい−Cも被覆には何等欠陥を認めることはぐきな
かった。レラミック繊維を含よlJ−いムのは、くり返
し72回、96回にてぞれぞれ亀裂a3よび剥削が見ら
れた。
以上、実施例1・〜3および比較例によってみれば本発
明による被覆ピストンの断熱11、スポーリング性は極
めてりくれたちのC・あることは明らかである。
明による被覆ピストンの断熱11、スポーリング性は極
めてりくれたちのC・あることは明らかである。
実施例にJ3いCはピストンに被覆を施こし1〔例を示
したが、ピストンに限らり゛シリンダーヘッドや吸気バ
ルブ、排気バルブ等の高温にさらされる内燃機関の燃焼
室内側に使用づる6祠に適用りれぼ同様の効果を発揮り
ることは明らかである。
したが、ピストンに限らり゛シリンダーヘッドや吸気バ
ルブ、排気バルブ等の高温にさらされる内燃機関の燃焼
室内側に使用づる6祠に適用りれぼ同様の効果を発揮り
ることは明らかである。
特許出願人 昭和電工株式会社
代 理 人 弁理士 菊 地 精 −
Claims (1)
- セラミックlJi It[どジルコニア系酸化物との混
合溶射層にJ:つ−(被覆されたことを特徴と覆る内燃
I幾関用部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1027484A JPS60156958A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 内燃機関用部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1027484A JPS60156958A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 内燃機関用部材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60156958A true JPS60156958A (ja) | 1985-08-17 |
JPH0339186B2 JPH0339186B2 (ja) | 1991-06-13 |
Family
ID=11745731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1027484A Granted JPS60156958A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 内燃機関用部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60156958A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107339164A (zh) * | 2016-05-03 | 2017-11-10 | 马勒国际有限公司 | 具有轴的用于内燃机的活塞 |
-
1984
- 1984-01-25 JP JP1027484A patent/JPS60156958A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107339164A (zh) * | 2016-05-03 | 2017-11-10 | 马勒国际有限公司 | 具有轴的用于内燃机的活塞 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0339186B2 (ja) | 1991-06-13 |
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