JPH0240009A - 溶射層付きアルミニウム合金バルブリフター - Google Patents
溶射層付きアルミニウム合金バルブリフターInfo
- Publication number
- JPH0240009A JPH0240009A JP18958788A JP18958788A JPH0240009A JP H0240009 A JPH0240009 A JP H0240009A JP 18958788 A JP18958788 A JP 18958788A JP 18958788 A JP18958788 A JP 18958788A JP H0240009 A JPH0240009 A JP H0240009A
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- JP
- Japan
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- valve lifter
- sprayed layer
- spray layer
- metal spray
- spraying
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、エンジンの弁を駆動するための動弁カムと接
触しているバルブリフクー、より詳しくは、アルミニウ
ム合金製バルブリフターに関する。
触しているバルブリフクー、より詳しくは、アルミニウ
ム合金製バルブリフターに関する。
自動車などのエンジンに用いられるバルブリフターは、
鉄鋼製に代って燃費向上などを目的として軽量化が図ら
れてアルミニウム合金などの帳合金製が提案されている
(例えば、特公昭47−50885号公報参照)。
鉄鋼製に代って燃費向上などを目的として軽量化が図ら
れてアルミニウム合金などの帳合金製が提案されている
(例えば、特公昭47−50885号公報参照)。
アルミニウム合金製バルブリフターにすると、動弁カム
に対する耐摩耗性やアルミシリンダヘッドに設けられた
ガイド孔内面に対する耐摩耗性が問題となってくる。
に対する耐摩耗性やアルミシリンダヘッドに設けられた
ガイド孔内面に対する耐摩耗性が問題となってくる。
特公昭47−50885号公報の軽合金製バルブリフタ
ーではその頂部のカム当り面に充填した耐摩耗性溶射物
が備えられているが、バルブリフター外周面は何の処理
も施されていない。
ーではその頂部のカム当り面に充填した耐摩耗性溶射物
が備えられているが、バルブリフター外周面は何の処理
も施されていない。
軽合金製摺動部材の表面処理方法として、鉄系金属をア
ーク溶射あるいはプラズマ溶射によって耐摩耗性溶射層
(被覆層)を形成させる方法がある(例えば、プラズマ
溶射法については特開昭536238号および53−4
2148号および特公昭57−34346号公報参照)
。これら溶射法をバルブリフター外周面の表面処理に適
用すると、外周面全体に耐摩耗性を有する均一な溶射層
を形成することができる。そこで、本出願人は、外周面
にFe−C(炭素鋼)溶射層を形成したアルミニウム合
金製バルブリフターを特願昭61045909号(昭和
63年3月1日出願)を提案した。
ーク溶射あるいはプラズマ溶射によって耐摩耗性溶射層
(被覆層)を形成させる方法がある(例えば、プラズマ
溶射法については特開昭536238号および53−4
2148号および特公昭57−34346号公報参照)
。これら溶射法をバルブリフター外周面の表面処理に適
用すると、外周面全体に耐摩耗性を有する均一な溶射層
を形成することができる。そこで、本出願人は、外周面
にFe−C(炭素鋼)溶射層を形成したアルミニウム合
金製バルブリフターを特願昭61045909号(昭和
63年3月1日出願)を提案した。
なお、プラズマ溶射では、陰極と銅製陽極のノズル孔内
との間にアークを発生させ、陰極後方から作動ガス(A
r 、 Ar十82. Ar十N2)を、旋回運動させ
て流し、作動ガスがアークによって加熱されてノズル孔
から高温、高速のプラズマジェットと噴出し、このプラ
ズマジェット中に溶射材料(粉末)を送り、溶融して素
材表面へ当てることで被膜(溶射層)を形成する。これ
に対して、アーク溶射では、連続的に送給する2本の溶
射材料(線)の先端間にアークを発生させ、それによっ
て溶けた部分を後方から吹き出す空気ジェットで微粒(
溶滴)として素材表面へ当てることで被膜(溶射層)を
形成する。
との間にアークを発生させ、陰極後方から作動ガス(A
r 、 Ar十82. Ar十N2)を、旋回運動させ
て流し、作動ガスがアークによって加熱されてノズル孔
から高温、高速のプラズマジェットと噴出し、このプラ
ズマジェット中に溶射材料(粉末)を送り、溶融して素
材表面へ当てることで被膜(溶射層)を形成する。これ
に対して、アーク溶射では、連続的に送給する2本の溶
射材料(線)の先端間にアークを発生させ、それによっ
て溶けた部分を後方から吹き出す空気ジェットで微粒(
溶滴)として素材表面へ当てることで被膜(溶射層)を
形成する。
バルブリフターを使用していると、その摺動運動上から
、特にその上端部および下端部に摩耗が生じて中央部に
はそれほど摩耗は生じない。すなわち、バルブリフター
の外周面におけるシリンダヘッドのガイド孔内面との摺
動による摩耗は、バルブリフターの動き(リフクーの傾
きによるガイド孔内面との接触など)から上端および下
端より5〜7 mmまでの幅のところにて生じて、外周
面中央部には生じないわけである。この局部的な摩耗現
象を考慮することなく溶射層は外周面に均一に形成され
ている。
、特にその上端部および下端部に摩耗が生じて中央部に
はそれほど摩耗は生じない。すなわち、バルブリフター
の外周面におけるシリンダヘッドのガイド孔内面との摺
動による摩耗は、バルブリフターの動き(リフクーの傾
きによるガイド孔内面との接触など)から上端および下
端より5〜7 mmまでの幅のところにて生じて、外周
面中央部には生じないわけである。この局部的な摩耗現
象を考慮することなく溶射層は外周面に均一に形成され
ている。
本発明の目的は、形成するFe−C系溶射層においてバ
ルブリフターの上端部および下端部での溶射層部分は十
分な耐摩耗性を有し、かつバルブリフターの中央部での
溶射層部分は潤滑剤を含浸しうるように構成してアルミ
ニウム合金製バルブリフター全体としての耐摩耗性を向
上させることである。
ルブリフターの上端部および下端部での溶射層部分は十
分な耐摩耗性を有し、かつバルブリフターの中央部での
溶射層部分は潤滑剤を含浸しうるように構成してアルミ
ニウム合金製バルブリフター全体としての耐摩耗性を向
上させることである。
上述の目的が、外周表面上にFe−C系溶射層を有する
アルミニウム合金製バルブリフターにおいて、バルブリ
フターの上端部および下端部でのFe−C系溶射層はそ
の硬度が1(v4QQ〜450であり、およびバルブリ
フターの中央部でのFe−C系溶射層はその気孔率が5
〜10%であることを特徴とする溶射層付きアルミニウ
ム合金製バルブリフターによって達成される。
アルミニウム合金製バルブリフターにおいて、バルブリ
フターの上端部および下端部でのFe−C系溶射層はそ
の硬度が1(v4QQ〜450であり、およびバルブリ
フターの中央部でのFe−C系溶射層はその気孔率が5
〜10%であることを特徴とする溶射層付きアルミニウ
ム合金製バルブリフターによって達成される。
本発明に係るアルミニウム合金製ノ\ルブリフターでは
、バルブリフターの上端部および下端部の耐摩耗性を必
要とするFe−C系溶射層部分の硬度をHv400〜4
50として溶射層自身の耐摩耗性を確保しつつ、相手攻
撃性(ガイド孔内面を摩耗させること)を大きくしない
。そして、バルブリフターの中央部は潤滑剤として働く
オイル(油)を含浸しうる気孔を有する溶射層部分とし
て、気孔率が5%未満であると、オイル含浸が不十分で
あり、一方10%を超えると、外周表面研削時に溶射層
剥離が生じてしまう。
、バルブリフターの上端部および下端部の耐摩耗性を必
要とするFe−C系溶射層部分の硬度をHv400〜4
50として溶射層自身の耐摩耗性を確保しつつ、相手攻
撃性(ガイド孔内面を摩耗させること)を大きくしない
。そして、バルブリフターの中央部は潤滑剤として働く
オイル(油)を含浸しうる気孔を有する溶射層部分とし
て、気孔率が5%未満であると、オイル含浸が不十分で
あり、一方10%を超えると、外周表面研削時に溶射層
剥離が生じてしまう。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例、比較例お
よびアルミニウム合金へのアーク溶射の実験によって本
発明をより詳しく説明する。
よびアルミニウム合金へのアーク溶射の実験によって本
発明をより詳しく説明する。
実施例
アルミニウム合金(例えば、Si 11.6%、CLI
4.1%、Mg0.8%、残部がArと不可避的不純物
)から冷間鍛造によってバルブリフター本体1(第1図
)を成形し、所定寸法に機械加工し、所定の熱処理を施
した。
4.1%、Mg0.8%、残部がArと不可避的不純物
)から冷間鍛造によってバルブリフター本体1(第1図
)を成形し、所定寸法に機械加工し、所定の熱処理を施
した。
バルブリフター本体1の中央部A(例えば、幅10mm
)をマスキングしてから、バルブリフター本体1の上端
部B(例えば、上端から幅7mm)および下端部C(例
えば、下端から幅7mm)をショツトブラスト処理して
粗面化した。マスキング除去してから、アーク溶射を下
記条件にて行なって、第1溶射層2を形成した(第1図
)。
)をマスキングしてから、バルブリフター本体1の上端
部B(例えば、上端から幅7mm)および下端部C(例
えば、下端から幅7mm)をショツトブラスト処理して
粗面化した。マスキング除去してから、アーク溶射を下
記条件にて行なって、第1溶射層2を形成した(第1図
)。
アーク溶射機:METCO4R型
溶射電流+ 200A
溶射材料ワイヤ:Pe−0,8%C
吹付は圧カニ 9.8 kg/c++f (140ps
i)溶射距離: 150mm 溶射層厚さ;200陶 第1溶射層2はその硬度がHv450であり、気孔率は
3%であった。形成した状態での第1溶射層の金属顕微
鏡写真(200倍)が第3図である。
i)溶射距離: 150mm 溶射層厚さ;200陶 第1溶射層2はその硬度がHv450であり、気孔率は
3%であった。形成した状態での第1溶射層の金属顕微
鏡写真(200倍)が第3図である。
次に、中央部Aの溶射層部分のみをショツトブラスト処
理で除去し、バルブリフター本体1の中央部へ表面をシ
ョツトブラストで粗面化した。それから、同じアーク溶
射機(METCO4R型)で同じ溶射材料ワイヤ(Fe
−0,8%C)を用いて下記条件にて中央部へに第2溶
射層3を形成した。
理で除去し、バルブリフター本体1の中央部へ表面をシ
ョツトブラストで粗面化した。それから、同じアーク溶
射機(METCO4R型)で同じ溶射材料ワイヤ(Fe
−0,8%C)を用いて下記条件にて中央部へに第2溶
射層3を形成した。
溶射電流: 100A
吹付は圧カニ 4.2 kg/cnf (60psi)
溶射距離: 150mm 溶射層厚さ;200如 第2溶射層はその硬度がHv350であり、気孔率は8
%であった。形成した状態での第2溶射層の金属顕微鏡
写真(200倍)が第4図である。
溶射距離: 150mm 溶射層厚さ;200如 第2溶射層はその硬度がHv350であり、気孔率は8
%であった。形成した状態での第2溶射層の金属顕微鏡
写真(200倍)が第4図である。
その後に、センタレス研削処理を施して第1および第2
溶射層2,3を厚さ50廁になるまで研削して、第1図
に示すように、溶射層付きアルミニウム合金製バルブリ
フターを製造した。
溶射層2,3を厚さ50廁になるまで研削して、第1図
に示すように、溶射層付きアルミニウム合金製バルブリ
フターを製造した。
製造したバルブリフターをエンジンに取付けて連続高速
試験の実機耐久評価を行なった。この試験は、エンジン
回転数400Orpmで60時間、5000rpmで6
0時間、および6000rpmで60時間の連続180
時間運転であって、バルブリフターの潤滑にオイル(7
,5W−30)を用いた。試験後のバルブリフターの上
端部および下端部での摩耗量(深さ)は第2図に示すよ
うに、1.2廁であった。
試験の実機耐久評価を行なった。この試験は、エンジン
回転数400Orpmで60時間、5000rpmで6
0時間、および6000rpmで60時間の連続180
時間運転であって、バルブリフターの潤滑にオイル(7
,5W−30)を用いた。試験後のバルブリフターの上
端部および下端部での摩耗量(深さ)は第2図に示すよ
うに、1.2廁であった。
比較例1
実施例と同じようにして得たバルブリフター本体を全体
にわたってショツトブラスト処理して粗面化した。実施
例と同じアーク溶射機(M8TC[14R型)で同じ溶
接材料ワイヤ(Fe−0,8%C)を用いて下記条件に
て外周面全面に溶射層を形成した。
にわたってショツトブラスト処理して粗面化した。実施
例と同じアーク溶射機(M8TC[14R型)で同じ溶
接材料ワイヤ(Fe−0,8%C)を用いて下記条件に
て外周面全面に溶射層を形成した。
溶射電流: 200A
吹付は圧カニ9.8kg/cd
溶射距離: 150mm
溶射層厚さ:200陶
要するに、この溶射層は実施例の第1溶射層であり、そ
れを全面に形成した場合である。
れを全面に形成した場合である。
センタレス研削処理を実施例と同様に施してから、実施
例と同じ連続高速試験にかけてバルブリフターの摩耗量
(深さ)を調べたところ、第2図に示すように、2.5
陶であった。
例と同じ連続高速試験にかけてバルブリフターの摩耗量
(深さ)を調べたところ、第2図に示すように、2.5
陶であった。
比較例2
実施例と同じようにして得たバルブリフター本体を全体
にわたってショツトブラスト処理して粗面化した。実施
例と同じアーク溶射機(M8TCO4R型)で同じ溶接
材料ワイヤ(Fe−0,8%C)を用いて下記条件にて
外周面全面に溶射層を形成した。
にわたってショツトブラスト処理して粗面化した。実施
例と同じアーク溶射機(M8TCO4R型)で同じ溶接
材料ワイヤ(Fe−0,8%C)を用いて下記条件にて
外周面全面に溶射層を形成した。
溶射電流: 100A
吹付は圧カニ 4.2 kg/ cTIf溶射距離:
150mm 溶射層厚さ:200郁 要するに、この溶射層は実施例の第2溶射層であり、そ
れを全面に形成した場合である。
150mm 溶射層厚さ:200郁 要するに、この溶射層は実施例の第2溶射層であり、そ
れを全面に形成した場合である。
センタレス研削処理を実施例と同様に施してから、実施
例と同じ連続高速試験にかけてバルブリフターの摩耗量
(深さ)を調べたところ、第2図に示すように、5.Q
卿であった。
例と同じ連続高速試験にかけてバルブリフターの摩耗量
(深さ)を調べたところ、第2図に示すように、5.Q
卿であった。
第2図かられかるように、本発明に係る溶射層付きアル
ミニウム合金製バルブリフターは比較例1および2に比
べて摩耗量が小さい。比較例2の溶射層は硬度が低いの
で摩耗量が大きくなる。そして比較例1の溶射層は本発
明に係るバルブリフターの第1溶射層と同じにもかかわ
らずその摩耗量が本発明の場合よりも大きいので、本発
明に係るバルブリフターの中央部に形成した気孔のある
第2溶射層がその気孔を油だまりとして摺動部への油供
給に寄与するためと考えられる。
ミニウム合金製バルブリフターは比較例1および2に比
べて摩耗量が小さい。比較例2の溶射層は硬度が低いの
で摩耗量が大きくなる。そして比較例1の溶射層は本発
明に係るバルブリフターの第1溶射層と同じにもかかわ
らずその摩耗量が本発明の場合よりも大きいので、本発
明に係るバルブリフターの中央部に形成した気孔のある
第2溶射層がその気孔を油だまりとして摺動部への油供
給に寄与するためと考えられる。
上述した実施例の第1溶射層および比較例1の溶射層を
プラズマ溶射によって形成してもよい。
プラズマ溶射によって形成してもよい。
このときの溶射層の気孔率はアーク溶射の場合より小さ
く、2%にすることが可能である。
く、2%にすることが可能である。
さらに、本発明者らのアルミニウム合金へのア−ク溶射
によるFe−C溶射層形成実験によって次のようなこと
がわかった。
によるFe−C溶射層形成実験によって次のようなこと
がわかった。
実験1
アルミニウム合金(KTM 12)のブロック(LPB
摩耗試験片)の表面をショツトブラスト処理した後で、
吹付は圧力(空気圧)を変化要因として下記条件のアー
ク溶射によって溶射層を形成した。
摩耗試験片)の表面をショツトブラスト処理した後で、
吹付は圧力(空気圧)を変化要因として下記条件のアー
ク溶射によって溶射層を形成した。
溶射材料ワイヤ・・・・・・Fe−0,8%C溶射電流
・・・・・・100A 溶射距離・・・・・・150n++n 得られた溶射層の気孔率と吹付は圧力との関係を第5図
に示す。第5図かられかるように、気孔率を最も小さく
するには、吹付は圧力を5.6〜9.3kg/cnf
(80〜140psi)に設定するのがよく、気孔率は
吹付は圧力で制御できる。気孔率が10%を超えた溶射
層は研削にて剥離が生じるので好ましくない。
・・・・・・100A 溶射距離・・・・・・150n++n 得られた溶射層の気孔率と吹付は圧力との関係を第5図
に示す。第5図かられかるように、気孔率を最も小さく
するには、吹付は圧力を5.6〜9.3kg/cnf
(80〜140psi)に設定するのがよく、気孔率は
吹付は圧力で制御できる。気孔率が10%を超えた溶射
層は研削にて剥離が生じるので好ましくない。
実験2
実験1と同様にしてアルミニウム合金プロ・ツクにアー
ク溶射によって(溶射電流を変化要因として下記条件の
アーク溶射て)溶射層を形成した。
ク溶射によって(溶射電流を変化要因として下記条件の
アーク溶射て)溶射層を形成した。
吹付は圧力・・・・・・5.6kg/cn!溶射材料ワ
イヤ・・・・・・Fe−0,8%C溶射距離・・・・・
・150mm 得られた溶射層の硬度(Hv) と溶射電流との関係
を第6図に示す。この図から溶射電流を大きくするにつ
れて溶射層硬度も大きくなる。溶射層を研削してから摩
耗試験(LFlil摩耗試験)を行なって溶射層摩耗量
(摩耗深さ、l5l)および相手材(アルミニウム合金
鋳物:八C2B)摩耗量(除去重量、mg>を調べて、
その結果を第7図に示す。溶射層の硬度がHv500と
高くなりすぎると、相手材を攻撃することになる(相手
材摩耗量を増す)ので好ましくない。また、硬度がfl
y35(]と低いと、溶射層に摩耗傷が発生することが
あった。
イヤ・・・・・・Fe−0,8%C溶射距離・・・・・
・150mm 得られた溶射層の硬度(Hv) と溶射電流との関係
を第6図に示す。この図から溶射電流を大きくするにつ
れて溶射層硬度も大きくなる。溶射層を研削してから摩
耗試験(LFlil摩耗試験)を行なって溶射層摩耗量
(摩耗深さ、l5l)および相手材(アルミニウム合金
鋳物:八C2B)摩耗量(除去重量、mg>を調べて、
その結果を第7図に示す。溶射層の硬度がHv500と
高くなりすぎると、相手材を攻撃することになる(相手
材摩耗量を増す)ので好ましくない。また、硬度がfl
y35(]と低いと、溶射層に摩耗傷が発生することが
あった。
本発明によれば、アルミニウム合金製バルブリフクーの
外周上に形成するFe−C系溶射層を、バルブリフター
中央部上と上端部および下端部上とて溶射層特性が異、
゛ンLように形成し、すなわち、摺動運動上摩耗の大!
いノ・ルブリフター上端部および下端部に適切な硬度の
耐摩耗性溶射層部分を形成しかつ中央部に気孔のある油
含浸性溶射層部分を形成することによって、バルブリフ
ター全体としての耐摩耗性を向上させることができる。
外周上に形成するFe−C系溶射層を、バルブリフター
中央部上と上端部および下端部上とて溶射層特性が異、
゛ンLように形成し、すなわち、摺動運動上摩耗の大!
いノ・ルブリフター上端部および下端部に適切な硬度の
耐摩耗性溶射層部分を形成しかつ中央部に気孔のある油
含浸性溶射層部分を形成することによって、バルブリフ
ター全体としての耐摩耗性を向上させることができる。
第1図は、本発明に係る溶射層付きアルミニウム合金製
バルブリフターの断面図であり、第2図は、溶射層付き
バルブリフターの連続高速試験実機耐久評価での溶射層
摩耗量を表すグラフであり、 第3図および第4図は、Fe−C溶射層の金属顕微鏡写
真(X 200)であり、 第5図は、アーク溶射ての吹付は圧力と溶射層気孔率と
の関係を表すグラフであり、 第6図は、アーク溶射電流と溶射層硬度との関係を表す
グラフであり、および 第7図は、溶射層硬度(溶射電流)と摩耗量との関係を
表すグラフである。 1・・・アツベニウム合金製バルブリフター本体、2・
・・第1溶射層、 3・・・第2溶射層。
バルブリフターの断面図であり、第2図は、溶射層付き
バルブリフターの連続高速試験実機耐久評価での溶射層
摩耗量を表すグラフであり、 第3図および第4図は、Fe−C溶射層の金属顕微鏡写
真(X 200)であり、 第5図は、アーク溶射ての吹付は圧力と溶射層気孔率と
の関係を表すグラフであり、 第6図は、アーク溶射電流と溶射層硬度との関係を表す
グラフであり、および 第7図は、溶射層硬度(溶射電流)と摩耗量との関係を
表すグラフである。 1・・・アツベニウム合金製バルブリフター本体、2・
・・第1溶射層、 3・・・第2溶射層。
Claims (1)
- 1、外周表面上にFe−C系溶射層を有するアルミニウ
ム合金製バルブリフターにおいて、前記バルブリフター
の上端部および下端部での前記Fe−C系溶射層はその
硬度がHv350〜450であるとともに前記バルブリ
フターの中央部での前記Fe−C系溶射層はその気孔率
が5〜10%であることを特徴とする溶射層付きアルミ
ニウム合金製バルブリフター。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18958788A JPH0240009A (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 溶射層付きアルミニウム合金バルブリフター |
| US07/316,639 US4909198A (en) | 1988-03-01 | 1989-02-28 | Aluminum alloy valve lifter with sprayed coating and method of producing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18958788A JPH0240009A (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 溶射層付きアルミニウム合金バルブリフター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0240009A true JPH0240009A (ja) | 1990-02-08 |
Family
ID=16243823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18958788A Pending JPH0240009A (ja) | 1988-03-01 | 1988-07-30 | 溶射層付きアルミニウム合金バルブリフター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0240009A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5289804A (en) * | 1993-03-25 | 1994-03-01 | Fuji Oozx Inc. | Tappet in an internal combustion engine |
| EP0618040A1 (en) * | 1993-03-26 | 1994-10-05 | Fuji Oozx Inc. | Method of treating the surface of a valve lifter |
-
1988
- 1988-07-30 JP JP18958788A patent/JPH0240009A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5289804A (en) * | 1993-03-25 | 1994-03-01 | Fuji Oozx Inc. | Tappet in an internal combustion engine |
| EP0618040A1 (en) * | 1993-03-26 | 1994-10-05 | Fuji Oozx Inc. | Method of treating the surface of a valve lifter |
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