JPH0394099A - 内燃機関で使用されるアルミニウム合金ピストンの陽極酸化処理装置 - Google Patents

内燃機関で使用されるアルミニウム合金ピストンの陽極酸化処理装置

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JPH0394099A
JPH0394099A JP2146043A JP14604390A JPH0394099A JP H0394099 A JPH0394099 A JP H0394099A JP 2146043 A JP2146043 A JP 2146043A JP 14604390 A JP14604390 A JP 14604390A JP H0394099 A JPH0394099 A JP H0394099A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関で使用されるアルミニウム合金ピスト
ンの陽極酸化処理装置に関する。
内燃機関では燃焼区域付近、中でも特にヘッド付近に位
置するピス１〜ンの部分が比較的熱いガスに接触して強
い熱応力を受け、それが特に該機関の良好な作動を損な
う金属構造の変形又は変化を引き起こし得ることは知ら
れている。
アルミニウム合金で製造されたピストンの場合は特にこ
れらの応力の作用を低減するために、例えば熱の悪影響
からピストンの金属を保護するいわゆる熱遮断用酸化物
層を該ピストンの表面に生じるように電解酸化又は陽極
酸化によりピス１・ンを処理できることを当業者は知っ
ている。
該陽極酸化は電解液浴内にすストンを浸漬させ、該浴と
該ピストンとの間に交流又は直流を通過させる従来の方
法で実施される。該ピストンは直流１ ？ を使用する場合に正極の役割を果たしている。
保護されねばならないのは特にヘッドの区域である。従
ってピストン全体を陽極酸化すると該ピストンの他の部
分の表面状態が損なわれ得るだけに全体に作業を実施す
るのは無駄であり且つ不経済に思える。従って陽極酸化
を実施する前には一般に表面を最初の状態に維持するこ
とが所望されるピストン上の場所にろう又はボリマー材
料のマスクが置かれる。
この作業はまずマスクを設置して次に溶解又は他の手段
によりマスクを除去するという余計な労力を必要とし、
それにより処理にかかる時間全体と費用とが増大する。
更には酸化物層が十分効率の高い熱遮断の役割を果たす
ためには、該層の厚さは少なくとも５０μｍに等しくな
ければならない。その結果高い正極一負極電圧を生じる
まで陽極酸化を実施せねばならない。このような情況で
は焼け焦げ現象により層を劣化させる危険性がある。こ
の現象はある点への電流密度の高い集中作用下での該層
の加速された局限的溶解であり、この現象により大幅な
局部的温度上昇が引き起こされる。この危険性をなくす
ために１０＾／ｄＩＩ１２未満の電流密度の使用に制限
され、従って適切な厚さの酸化物を得るには半時間以上
陽極酸化の時間を延長せねばならない。
更に該層は良好な耐熱非疲労性を有し且つピストン作動
時に分解しないように十分堅くなければならない。この
結果に達するには、例えばフランス特許第２　３５４　
４５０号の特許請求の範囲の中に記載されている如く層
の圧縮のような処理を陽極酸化後に実施することが知ら
れている。
適切な熱遮断層に覆われたピストンの製造で提起される
問題を意識した本中請人はマスクの使用の排除と延長さ
れた陽極酸化時間の短縮とを同時に実施すると共にいわ
ゆる陽極酸化以外の作業を行わずに酸化物層に必要な特
性の与えられる方法３ ４ を研究し且つ発見した。
該方法は内燃機関で使用されるアルミニウム合金ピスト
ンの陽極酸化処理装置を製造することにある。該方法は
該ピストンの円筒形側面が該側面上に対称に固定された
少なくとも２つの部品により直流電源の正極に接続され
ていると共に、該側面がヘッドの付近に位置する円周線
に沿って電気的絶縁材料のデフレクタを備え、該デフレ
クタの周辺が下方に湾曲し、該デフレクタのヘッド側表
面が、電源の負極に接続され且つヘッドに導かれる流束
の調整された陽極酸化用電解液の通過を可能とする少な
くとも１つの開口部で貫通された電極に対向して配置さ
れ、該デフレクタの該電極に対向する表面がピストンの
表面に当接する可撓質シールを備えていることを特徴と
する。
従って本発明のピストンは、電流を良好に分散して均質
な陽極酸化層を得るようにピストン軸に対して対称に配
置されていると共に該ピストンの側面に固定された少な
くとも２つの部品により直流電源の正極に接続されてい
る。
ピストンの側面は、平坦で好ましくは円形であり且つ電
解液の流れに適した外形に従って下方に湾曲されている
デフレクタを備えている。該デフレクタはできるだけヘ
ッドの近くに位置するピストンの円周線に沿って当接し
且つピストン上方への電解液の通過を妨げて陽極酸化作
用をほとんどヘッドに局限する機能を有する。
デフレクタとピストンの側面との間を完全に密封するこ
とも該ピストンをヘッドの高さに配置することも容易で
はないので、ヘッドの高さまで該側面に当接する密封シ
ールをピストンに備えることが好ましい。
該デフレクタを製造するために使用される材料は適切に
加工され得る電気絶縁材料であり得る。
好ましくは円形であり且つその周囲が僅かに下方に湾曲
している電極が該デフレクタのヘッド側−６ の面に対向して配置されている。該電極は電源の負極に
接続され且つ好ましくはその中心を少なくとも１つの開
口部により貫通されている。
流束の調整された電解液が該開口部内を通過する。該電
解液は供給管により搬送されると共にピストンヘッドに
接触して該ヘッドを陽極酸化させ、その後場合によって
は冷却された後にデフレクタと電極との間に存在する環
状空間から該供給管の外形に合致する方向に送出される
。電解液流束のｍ整は公知の手段、例えば容積形ポンプ
又は一定静水圧式供給装置により実施され得る。
電解液と接触する回路が該電解液に対して化学的に不活
性な材料で製造されることは明白である。
このような装置により前述した欠点を是正することがで
きる。確かに一方ではデフレクタ、場合によっては密封
シールが存在するためにピストンヘットのみが陽極酸化
され、従ってマスクを使用する必要がない。
他方では調整された電解液流束がヘッドの方に移行する
ことにより陽極酸化すべき表面の寸法に適合した流体力
学８ｌ構を実現することができ、また′゛焼け焦げ″を
生じずに陽極酸化電流密度を顕著に増大させ得るように
高い熱量排出速度が得られる。その上自由空気中にある
ピストンのほぼ全体の質量は熱量散逸器として役立ち、
同様に高い電流密度の使用を可能とする。
更にこのような装置により７０μｍを越え得る厚さの酸
化物層が５分以内に製造される。これらの層は自然状態
で、即ちそれ以後何等処理を行わない状態で適切な硬度
と耐疲労性とを有ずる。
添付図面を参照すれば本発明がより良く理解されよう。
第１図にはピストンｌが示され、該ピストンの側壁上に
は電源（図示せず）の正極に接続されている給電装置３
がねじ２を介して固定されている。該給電装置は可撓質
シール５を備えたデフレクタ４に７ ８ 固定されている。陽極酸化すべきヘッド６に対向しては
、その中心を複数の開口部８で貫通されている電極７が
配置されており、定常な供給を確実にし得る推進手段（
図示せず〉に接続されている管１０により搬送される電
解液流束９が該開口部内を通過する。
以下の実施例に基づいて本発明を説明し得る。
型＾Ｓ１２０Ｈのアルミニウム合金（即ち主要添加元素
として約ｌ２重量％のケイ素と、１重量％の銅と、ｌ重
量％のニッケルとを含んでいる）合金のピストンの側壁
上には電源の正極に接続されている直流給電装置が固定
されていた。該給電装置はピストンの壁に適合されてい
るデフレクタに固定されていた。穴を備えるヂタン電極
はヘッドから５ｃｍの所に配置され且つ１８０ｇ／Ｉ！
のｌ１２Ｓ０４を含む５℃の電解液が循環する管に接続
されていた。５０八／ｄｍ２の゛電流密度を３分間通過
させていかなる焦損状の跡もない厚さが６５μｍの酸化
物層が得られた。そこでピストンに対して種々の測定が
とられた。まず層の硬度が２００〜３　０　０　ＩＩ　
Ｖであることが認められた。次に該ピストンは以下に示
すサイクルの熱疲労試験に付された。
１５秒で−２０℃から３５０℃への移行。
１５秒間空冷。
１５秒間水冷。
１５秒間空気乾燥。
試験は６０００サイクルまで実施された。１０００サイ
クル後に僅かな孔が出現した。しかしながら層が剥離を
開始したのは５０００サイクルを過ぎてがらである。ａ
ｏｏｏサイクルで割れ目が生じたが、その深さ（０．５
ｍｍ）は従来の方法で生じた割れ目よりも小さかった。
層の硬度を増すために前記実施例と同一の条件下で同一
の装置を使用して試験を継続したが、電解液の組戒は以
下の通りであった。
Ｉｔ２Ｓ０．　　　　　　　　１８０ｇ／１９一 １０ ｌｈｃ２０＜（蓚酸）　　　　　　’ｒ０８／１電解液
温度は０℃であった。
同一電流密度での陽極酸化ｆ＆５分以内に厚さが６０μ
ｍを越える層が得られた。該層の耐熱疲労性は前記実施
例で得られた場合と同様であったが、硬度は考慮した実
施例では十分であると考えられる値の４　０　０　１Ｉ
　Ｖを上回っていた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の装置の軸方向垂直断面図である。 １．．．ピストン、３．．，給電装置、４．．．デフレ
クタ、５，．．可撓質シール、６．．．ヘッド、７．．
．電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 内燃機関で使用されるアルミニウム合金ピストンの陽極
    酸化処理装置であって、該ピストンの円筒形側面が該側
    面上に対称に固定された少なくとも２つの部品により直
    流電源の正極に接続されていると共に、該側面がヘッド
    の付近に位置する円周線に沿って電気的絶縁材料のデフ
    レクタを備え、該デフレクタの周辺が下方に湾曲し、該
    デフレクタのヘッド側表面が、電源の負極に接続され且
    つヘッドに導かれる流束の調整された陽極酸化用電解液
    の通過を可能とする少なくとも１つの開口部で貫通され
    た電極に対向して配置され、該デフレクタの該電極に対
    向する表面がピストンの表面に当接する可撓質シールを
    備えていることを特徴とする処理装置。
JP2146043A 1989-06-07 1990-06-04 内燃機関で使用されるアルミニウム合金ピストンの陽極酸化処理装置 Granted JPH0394099A (ja)

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FR8908138A FR2648187B1 (fr) 1989-06-07 1989-06-07 Dispositif de traitement par anodisation de pistons en alliage d'aluminium utilises dans les moteurs a combustion interne

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JPH0394099A true JPH0394099A (ja) 1991-04-18
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KR (1) KR910001092A (ja)
AT (1) ATE94917T1 (ja)
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DE (1) DE69003456T2 (ja)
ES (1) ES2044511T3 (ja)
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