JPH044265B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH044265B2 JPH044265B2 JP61077549A JP7754986A JPH044265B2 JP H044265 B2 JPH044265 B2 JP H044265B2 JP 61077549 A JP61077549 A JP 61077549A JP 7754986 A JP7754986 A JP 7754986A JP H044265 B2 JPH044265 B2 JP H044265B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- engine
- thermal expansion
- ceramic
- parts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- F05C2251/00—Material properties
- F05C2251/04—Thermal properties
- F05C2251/042—Expansivity
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明は優れた断熱性と機械的強度をもつセラ
ミツク材料を用いたエンジン部品に関するもので
ある。 近年、省エネルギーの見地からデイーゼルエン
ジン、ガソリンエンジン等の内燃機関の作動温度
を高くすることにより、熱効率を改良する研究開
発が盛んに行なわれている。そしてこの場合、エ
ンジンの作動温度を高くするためには、エンジン
部品は耐熱性の材料で形成する必要があるが、従
来の耐熱金属のみから成る部品では、金属材料の
耐熱温度に限界があるため、高いエンジンの動作
温度を得ることは困難であり、従つて例えば特開
昭55−49553号公報に記載されるように、耐熱性
に優れた酸化物系、窒化物系あるいは炭化物系等
のセラミツク材料をエンジン部品に用いることが
提案されている。しかしながらセラミツク材料の
多くは非常に脆く、機械的強度、特に衝撃に対し
て弱いので、セラミツク材料のみでエンジン部品
を形成することは難しく、従つて一般的には金属
との複合体の形として用いるこが知られている。 しかしながら前記のようなセラミツク材料は、
一般に機械的強度も小さく、また、金属との熱膨
脹差も大きいので、熱衝撃のためにセラミツク材
料が破壊してしまつたり、また金属との間に隙間
を生じた結果的には使いものにならなくなるほど
従来のセラミツク材料を用いたエンジン部品には
多くの欠点や問題点があり、実用化にはほど遠い
ものであつた。 本発明は従来の前記エンジン部品の欠点や問題
点を解決するためになされたものであり、金属部
品との複合体として充分使用できる優れた断熱性
と機械的強度を有するエンジン部品であり、結晶
子径が1000Å以下、又は無定形の微細な酸化ジル
コニウム粉末に１〜８モル％のY2O3又は１〜15
モル％のY2O3とCaOの混合物を添加した混合粉
末を作成し、その混合粉末を所定の形状に予備成
形した後加工し、1000〜1550℃で焼成して主とし
て正方晶又は正方晶と立方晶の混合相から成り、
単斜晶の含有量が10％以下であり、４点曲げ強度
が50Kg／mm2以上で、昇温時と降温時の熱膨脹曲線
の同一温度における熱膨脹率の最大差が0.4％以
下で、かつ平均結晶粒子径が2μ以下でその熱膨
脹係数が、10×10-6／℃以上である部分安定化ジ
ルコニアを作り、これを加工して所定のエンジン
部品の形状とし、これを熱膨脹係数の差が３×
10-6／℃以下である金属部品に接合することによ
りセラミツクス金属複合体より成るエンジン部品
を得ることを特徴とするエンジン部品の製造法で
ある。 本発明のエンジン部品の製造法は、結晶子径が
1000Å以下、又は無定形の微細な酸化ジルコニウ
ム粉末に１〜８モル％のY2O3又は１〜15モル％
のY2O3とCaOの混合物を添加した混合粉末の作
成し、その混合粉末を所定の形状に予備成形した
後加工し、1000〜1550℃で焼成して主として正方
晶又は正方晶と立方晶の混合相から成り、単斜晶
の含有量が10％以下であり、４点曲げ強度が50
Kg／mm2以上で、昇温時と降温時の熱望脹曲線の同
一温度における熱膨脹率の最大差が0.4％以下で、
かつ平均結晶粒子径が2μ以下の部分安定化ジル
コニアを作り、これを加工して所定のエンジン部
品の形状とし、金属部品に接合することによりセ
ラミツクス金属複合体より成る部品を得るエンジ
ン部品の製造法にある。 本発明はエンジン部品の構成材料として昇温時
と降温時の熱膨脹曲線の同一温度における熱膨脹
率の最大差が0.4％以下である高温強度部分安定
化ジルコニアを用いたエンジン部品であり、好ま
しくは高強度部分安定化ジルコニアの熱膨脹係数
が10×10-6／℃以上および該ジルコニアと金属部
品との熱膨脹係数の差が３×10-6／℃以下である
エンジン部品を提供するものである。 本発明のエンジン部品の製造法としては、研磨
面は表面粗さが10μ以下とすることが好ましく、
特に1μ以下が好適である。そしてセラミツク部
品を金属部品と焼バメ法、中間層を介しての接合
法またはこれら両者の組合せにより接合するので
ある。 なお、本発明でいうエンジン部品とは、デイー
ゼルエンジン、ガソリンエンジン等、内燃機関の
シリンダー、シリンダーライナー、シリンダーヘ
ツド、ピストン、ピストンキヤツプ、バルブシー
ト、排気ポートライナー、タペツト等エンジンの
高温気体発生部あるいは流路等に用いられる部品
及び耐熱性、耐摩耗性を要求される所に用いる部
品をいう。また本発明でいう熱膨脹率とは線熱膨
脹率のことである。 本発明をさらに詳しく説明すれば、高温で作動
するエンジン部品として要求される特性は耐熱
性、機械的強度、耐熱衝撃性等に優れていること
が必要であるが、このほかにセラミツク材料と金
属材料との適合性が極めて重要である。本発明は
エンジン部品を構成するセラミツク材料として、
高強度部分安定化ジルコニアを用いるものである
が、特にその部分安定化ジルコニアの中でも昇温
時と降温時の熱膨脹曲線の同一温度における熱膨
脹率の最大差が1000℃までの全温度範囲において
0.4％以下であるとともに、熱膨脹係数が10×
10-6／℃以上、４点曲げ強度が50Kg／mm2以上、熱
伝導度が0.01cal／cm・sec・℃以下の部分安定化
ジルコニアを用いるものである。 特に、昇温時と降温時の熱膨脹曲線の同一温度
における熱膨脹率の差は、一般的にはヒステリシ
ス現象として知られているが、高温度で作動する
エンジン部品として用いるためには、この熱膨脹
のヒステリシスが小さいことが極めて大切であ
り、同一温度における熱膨脹率の最大差が0.4％
以下であることが最も重要である。換言すれば内
燃機関のエンジン部品のように、1000℃程度の高
温度で繰返し使用されるものについては、熱膨脹
ヒステリシスが大きいと時間の経過とともに寸法
変化を起し、部分安定化がジルコニアに過大な応
力がかかつたり、または接合部に隙間が生じて結
果的には脱落したり破壊するに至るものである。 従つて前述のとおり昇温時と降温時との同一温
度における熱膨脹率の最大差が0.4％以下、好ま
しくは0.3％以下であることが必要である。 また、それと同時に部分安定化ジルコニアの熱
膨脹係数、曲げ強度および熱伝導度等も極めて重
要であり、前記数値を満足することが好ましいも
のである。特に本発明においてはセラミツクを高
温側にくるように配置するとともに、高強度部分
安定化ジルコニアの熱膨脹係数が10×10-6／℃以
上であり、さらに通常金属部品として用いられる
鋳鉄、ステンレス、スチールなどの熱膨脹係数と
の差が小さいことが大切であり、好ましくは高強
度部分安定化ジルコニアと金属部品との熱膨脹係
数の差が３×10-6／℃以下、特に好ましくは２×
10-6／℃以下であることがよい。 次に本発明のエンジン部品は、例えば次の方法
により製造することができる。すなわち、好まし
くは結晶子径が1000Å以下、又は無定形の微細な
酸ジルコニウム粉末に１〜８モル％のY2O3又は
１〜15モル％のY2O3のCaOと混合物を添加した
混合粉末を作成し、その混合粉末を静水加圧法、
押し出し成形法、泥漿鋳込法等により所定の形状
に予備成形した後加工し、1000〜1550℃で焼成し
て主として正方晶または正方晶と立方晶の混合相
から成り、単斜晶の含有量が10％以下であり、か
つ平均結晶粒子径が2μ以下でその部分安定化が
ジルコニアを作り、これを旋盤又はダイヤモンド
ホイール等により、最終加工し、所定のエンジン
部品の形状に研削、研磨する。この場合研磨面は
表面粗さが10μ以下とすることが好ましく、特に
1μ以下が適当である。さらにセラミツク部品を
焼バメ法、中間層を介しての接合法またはこれら
両者の組合せにより金属部品に接合することによ
り、本発明のエンジン部品が得られる。なお、焼
バメ法により接合する場合には、金属部品の内径
をセラミツク部品の外径よりも小さくなるように
調節し、150〜400℃に加熱し膨脹した金属部品の
中に、室温のセラミツク部品を嵌入させることに
より、セラミツク部品に圧縮応力、金属部品に引
張応力が加わるように形成することが好ましい。
また、中間層を介しての接合により金属とセラミ
ツクを接合する方法としては、例えばセラミツク
部品の接合面に金属を容射するなどしてメタライ
ズ層を形成し、次いでメタライズ層と金属部品と
を接触させた状態で加熱することにより接合する
ことができる。 なお本発明のエンジン部品は、高強度部分安定
化ジルコニア単体のみでも部品を構成することが
できるが、より耐久性、信頼性を高めるためには
金属との複合体がよいものである。 次に本発明を実施例について説明する。 実施例 １ Y2O3を５モル％含有する結晶相が主として正
方晶よりなり平均結晶粒子径が2μの高強度部分
安定化ジルコニウムを用い、第１図に示すような
ねずみ鋳鉄製の金属スリーブ２の内側に、セラミ
ツクライナー１１を焼バメ法により嵌合してデイ
ーゼルエンジン用のイシリンダーライナをつくつ
た。なお比較のために、アルミナおよび焼結窒化
珪素を用いて同様のシリンダーライナをつくつ
た。これら３種のセラミツク材料の物理学特性を
第１表に示す。
ミツク材料を用いたエンジン部品に関するもので
ある。 近年、省エネルギーの見地からデイーゼルエン
ジン、ガソリンエンジン等の内燃機関の作動温度
を高くすることにより、熱効率を改良する研究開
発が盛んに行なわれている。そしてこの場合、エ
ンジンの作動温度を高くするためには、エンジン
部品は耐熱性の材料で形成する必要があるが、従
来の耐熱金属のみから成る部品では、金属材料の
耐熱温度に限界があるため、高いエンジンの動作
温度を得ることは困難であり、従つて例えば特開
昭55−49553号公報に記載されるように、耐熱性
に優れた酸化物系、窒化物系あるいは炭化物系等
のセラミツク材料をエンジン部品に用いることが
提案されている。しかしながらセラミツク材料の
多くは非常に脆く、機械的強度、特に衝撃に対し
て弱いので、セラミツク材料のみでエンジン部品
を形成することは難しく、従つて一般的には金属
との複合体の形として用いるこが知られている。 しかしながら前記のようなセラミツク材料は、
一般に機械的強度も小さく、また、金属との熱膨
脹差も大きいので、熱衝撃のためにセラミツク材
料が破壊してしまつたり、また金属との間に隙間
を生じた結果的には使いものにならなくなるほど
従来のセラミツク材料を用いたエンジン部品には
多くの欠点や問題点があり、実用化にはほど遠い
ものであつた。 本発明は従来の前記エンジン部品の欠点や問題
点を解決するためになされたものであり、金属部
品との複合体として充分使用できる優れた断熱性
と機械的強度を有するエンジン部品であり、結晶
子径が1000Å以下、又は無定形の微細な酸化ジル
コニウム粉末に１〜８モル％のY2O3又は１〜15
モル％のY2O3とCaOの混合物を添加した混合粉
末を作成し、その混合粉末を所定の形状に予備成
形した後加工し、1000〜1550℃で焼成して主とし
て正方晶又は正方晶と立方晶の混合相から成り、
単斜晶の含有量が10％以下であり、４点曲げ強度
が50Kg／mm2以上で、昇温時と降温時の熱膨脹曲線
の同一温度における熱膨脹率の最大差が0.4％以
下で、かつ平均結晶粒子径が2μ以下でその熱膨
脹係数が、10×10-6／℃以上である部分安定化ジ
ルコニアを作り、これを加工して所定のエンジン
部品の形状とし、これを熱膨脹係数の差が３×
10-6／℃以下である金属部品に接合することによ
りセラミツクス金属複合体より成るエンジン部品
を得ることを特徴とするエンジン部品の製造法で
ある。 本発明のエンジン部品の製造法は、結晶子径が
1000Å以下、又は無定形の微細な酸化ジルコニウ
ム粉末に１〜８モル％のY2O3又は１〜15モル％
のY2O3とCaOの混合物を添加した混合粉末の作
成し、その混合粉末を所定の形状に予備成形した
後加工し、1000〜1550℃で焼成して主として正方
晶又は正方晶と立方晶の混合相から成り、単斜晶
の含有量が10％以下であり、４点曲げ強度が50
Kg／mm2以上で、昇温時と降温時の熱望脹曲線の同
一温度における熱膨脹率の最大差が0.4％以下で、
かつ平均結晶粒子径が2μ以下の部分安定化ジル
コニアを作り、これを加工して所定のエンジン部
品の形状とし、金属部品に接合することによりセ
ラミツクス金属複合体より成る部品を得るエンジ
ン部品の製造法にある。 本発明はエンジン部品の構成材料として昇温時
と降温時の熱膨脹曲線の同一温度における熱膨脹
率の最大差が0.4％以下である高温強度部分安定
化ジルコニアを用いたエンジン部品であり、好ま
しくは高強度部分安定化ジルコニアの熱膨脹係数
が10×10-6／℃以上および該ジルコニアと金属部
品との熱膨脹係数の差が３×10-6／℃以下である
エンジン部品を提供するものである。 本発明のエンジン部品の製造法としては、研磨
面は表面粗さが10μ以下とすることが好ましく、
特に1μ以下が好適である。そしてセラミツク部
品を金属部品と焼バメ法、中間層を介しての接合
法またはこれら両者の組合せにより接合するので
ある。 なお、本発明でいうエンジン部品とは、デイー
ゼルエンジン、ガソリンエンジン等、内燃機関の
シリンダー、シリンダーライナー、シリンダーヘ
ツド、ピストン、ピストンキヤツプ、バルブシー
ト、排気ポートライナー、タペツト等エンジンの
高温気体発生部あるいは流路等に用いられる部品
及び耐熱性、耐摩耗性を要求される所に用いる部
品をいう。また本発明でいう熱膨脹率とは線熱膨
脹率のことである。 本発明をさらに詳しく説明すれば、高温で作動
するエンジン部品として要求される特性は耐熱
性、機械的強度、耐熱衝撃性等に優れていること
が必要であるが、このほかにセラミツク材料と金
属材料との適合性が極めて重要である。本発明は
エンジン部品を構成するセラミツク材料として、
高強度部分安定化ジルコニアを用いるものである
が、特にその部分安定化ジルコニアの中でも昇温
時と降温時の熱膨脹曲線の同一温度における熱膨
脹率の最大差が1000℃までの全温度範囲において
0.4％以下であるとともに、熱膨脹係数が10×
10-6／℃以上、４点曲げ強度が50Kg／mm2以上、熱
伝導度が0.01cal／cm・sec・℃以下の部分安定化
ジルコニアを用いるものである。 特に、昇温時と降温時の熱膨脹曲線の同一温度
における熱膨脹率の差は、一般的にはヒステリシ
ス現象として知られているが、高温度で作動する
エンジン部品として用いるためには、この熱膨脹
のヒステリシスが小さいことが極めて大切であ
り、同一温度における熱膨脹率の最大差が0.4％
以下であることが最も重要である。換言すれば内
燃機関のエンジン部品のように、1000℃程度の高
温度で繰返し使用されるものについては、熱膨脹
ヒステリシスが大きいと時間の経過とともに寸法
変化を起し、部分安定化がジルコニアに過大な応
力がかかつたり、または接合部に隙間が生じて結
果的には脱落したり破壊するに至るものである。 従つて前述のとおり昇温時と降温時との同一温
度における熱膨脹率の最大差が0.4％以下、好ま
しくは0.3％以下であることが必要である。 また、それと同時に部分安定化ジルコニアの熱
膨脹係数、曲げ強度および熱伝導度等も極めて重
要であり、前記数値を満足することが好ましいも
のである。特に本発明においてはセラミツクを高
温側にくるように配置するとともに、高強度部分
安定化ジルコニアの熱膨脹係数が10×10-6／℃以
上であり、さらに通常金属部品として用いられる
鋳鉄、ステンレス、スチールなどの熱膨脹係数と
の差が小さいことが大切であり、好ましくは高強
度部分安定化ジルコニアと金属部品との熱膨脹係
数の差が３×10-6／℃以下、特に好ましくは２×
10-6／℃以下であることがよい。 次に本発明のエンジン部品は、例えば次の方法
により製造することができる。すなわち、好まし
くは結晶子径が1000Å以下、又は無定形の微細な
酸ジルコニウム粉末に１〜８モル％のY2O3又は
１〜15モル％のY2O3のCaOと混合物を添加した
混合粉末を作成し、その混合粉末を静水加圧法、
押し出し成形法、泥漿鋳込法等により所定の形状
に予備成形した後加工し、1000〜1550℃で焼成し
て主として正方晶または正方晶と立方晶の混合相
から成り、単斜晶の含有量が10％以下であり、か
つ平均結晶粒子径が2μ以下でその部分安定化が
ジルコニアを作り、これを旋盤又はダイヤモンド
ホイール等により、最終加工し、所定のエンジン
部品の形状に研削、研磨する。この場合研磨面は
表面粗さが10μ以下とすることが好ましく、特に
1μ以下が適当である。さらにセラミツク部品を
焼バメ法、中間層を介しての接合法またはこれら
両者の組合せにより金属部品に接合することによ
り、本発明のエンジン部品が得られる。なお、焼
バメ法により接合する場合には、金属部品の内径
をセラミツク部品の外径よりも小さくなるように
調節し、150〜400℃に加熱し膨脹した金属部品の
中に、室温のセラミツク部品を嵌入させることに
より、セラミツク部品に圧縮応力、金属部品に引
張応力が加わるように形成することが好ましい。
また、中間層を介しての接合により金属とセラミ
ツクを接合する方法としては、例えばセラミツク
部品の接合面に金属を容射するなどしてメタライ
ズ層を形成し、次いでメタライズ層と金属部品と
を接触させた状態で加熱することにより接合する
ことができる。 なお本発明のエンジン部品は、高強度部分安定
化ジルコニア単体のみでも部品を構成することが
できるが、より耐久性、信頼性を高めるためには
金属との複合体がよいものである。 次に本発明を実施例について説明する。 実施例 １ Y2O3を５モル％含有する結晶相が主として正
方晶よりなり平均結晶粒子径が2μの高強度部分
安定化ジルコニウムを用い、第１図に示すような
ねずみ鋳鉄製の金属スリーブ２の内側に、セラミ
ツクライナー１１を焼バメ法により嵌合してデイ
ーゼルエンジン用のイシリンダーライナをつくつ
た。なお比較のために、アルミナおよび焼結窒化
珪素を用いて同様のシリンダーライナをつくつ
た。これら３種のセラミツク材料の物理学特性を
第１表に示す。
【表】
次いでこれら３種のシリンダー・ライナーを用
いて簡単エンジンテストを行つた結果、アルミナ
を用いたシリンダーはテスト開始後、５分でアル
ミナにクラツクが発生し、一部が欠落してブロー
バイ現象が見られた。また結晶窒化珪素を用いた
ものはテスト開始後、10分で金属スリーブとの間
に隙間が生じ15分で破壊してブローバイ現象が見
られた。これに対し本発明の高強度部分安定化ジ
ルコニアを用いたものは、100時間のテスト後も、
何らの異常もなく、正常に作動していた。また、
アルミナおよび焼結窒化珪素を用いたものは、高
強度部分安定化ジルコニアを用いたものに比べて
金属スリーブが100℃以上も高温になり熱損失の
大きいことが認められた。 実施例 ２ 第２表に示すジルコニア磁器を用いて第２図に
示すピストンキヤツプ２３を作成し、鋳鉄製ピス
トン２２の上部に焼バメ法により嵌合してセラミ
ツク・金属複合体よりなるピストン２１を得た。
次いでこのピストンをデイーゼルエンジンのピス
トンとして組込み、ガス温度を850℃まで上昇さ
せて30分間エンジンテストを行つた。エンジンテ
スト後、ピストンキヤツプを調べた結果、本発明
によるものは何ら異常は認められなかつたが、比
較例によるものはいずれもピストンキヤツプにク
ラツクが発生し、一部が欠落していた。
いて簡単エンジンテストを行つた結果、アルミナ
を用いたシリンダーはテスト開始後、５分でアル
ミナにクラツクが発生し、一部が欠落してブロー
バイ現象が見られた。また結晶窒化珪素を用いた
ものはテスト開始後、10分で金属スリーブとの間
に隙間が生じ15分で破壊してブローバイ現象が見
られた。これに対し本発明の高強度部分安定化ジ
ルコニアを用いたものは、100時間のテスト後も、
何らの異常もなく、正常に作動していた。また、
アルミナおよび焼結窒化珪素を用いたものは、高
強度部分安定化ジルコニアを用いたものに比べて
金属スリーブが100℃以上も高温になり熱損失の
大きいことが認められた。 実施例 ２ 第２表に示すジルコニア磁器を用いて第２図に
示すピストンキヤツプ２３を作成し、鋳鉄製ピス
トン２２の上部に焼バメ法により嵌合してセラミ
ツク・金属複合体よりなるピストン２１を得た。
次いでこのピストンをデイーゼルエンジンのピス
トンとして組込み、ガス温度を850℃まで上昇さ
せて30分間エンジンテストを行つた。エンジンテ
スト後、ピストンキヤツプを調べた結果、本発明
によるものは何ら異常は認められなかつたが、比
較例によるものはいずれもピストンキヤツプにク
ラツクが発生し、一部が欠落していた。
【表】
実施例 ３
Y2O3を４モル％含む結晶相が主として正方晶
および立方晶の混合相よりなる高強度部分安定化
ジルコニアを用いて第３図に示すシリンダーヘツ
ド３１を作成した。なお比較のために、ホツトプ
レス窒化珪素を用いて同様のシリンダーヘツドを
つくつた。これらのシリンダーヘツドをデイーゼ
ルエンジンに組込みエンジンテストを行つた結
果、本発明の高強度部分安定化ジルコニアは、何
らの異常も認められなかつたが、比較例のホツト
プレス窒化珪素を用いた場合は、金属との熱膨脹
差が大きいため両者の間に隙間が生じ機械的振動
により破壊した。 以上の説明から明らかなように、本発明のエン
ジンの各部品の構成材料として結晶相が主として
正方晶又は正方晶を立方晶との混合相から成り、
単斜晶の含有量が10％以下、４点曲げ強度が50
Kg／mm2以上であつて、昇温時と降温時の熱膨脹曲
線の同一温度における熱膨脹率の最大差が0.4％
以下、換言すれば熱膨脹ヒステリシスの少ない高
強度部分安定化ジルコニいを用いたエンジン部品
はその高強度部分安定化ジルコニアのもつ耐熱
性、断熱性のためにエンジンが高温で作動可能で
あるとともに、しかも熱損失が少ないためエンジ
ン効率が高くなり、さらにすぐれた機械的強度を
有するため、エンジンが高温で作動中も機械的衝
撃、熱的衝撃によつて破壊することもなく、しか
もセラミツク金属との熱膨脹差が極めて小さいた
め、両者の嵌合が極めて密接であるとともに、高
温で長時間、作動した場合にも両者の接合部に隙
間が生ずることがなく、セラミツク内筒が脱落し
たり破壊することがない。従つてエンジン部品と
して耐久性、信頼性に優れているもので、デイー
ゼルエンジン、ガソリンエンジン等、内燃機関の
シリンダー、シリンダーライナー、シリンダーヘ
ツド、ピストン、ピストンキヤツプ、バルブシー
ト、排気ポートライナー、タペツト等のエンジン
部品として充分使用できるものであり省エネルギ
ー面よりも極めて有用のエンジン部品である。
および立方晶の混合相よりなる高強度部分安定化
ジルコニアを用いて第３図に示すシリンダーヘツ
ド３１を作成した。なお比較のために、ホツトプ
レス窒化珪素を用いて同様のシリンダーヘツドを
つくつた。これらのシリンダーヘツドをデイーゼ
ルエンジンに組込みエンジンテストを行つた結
果、本発明の高強度部分安定化ジルコニアは、何
らの異常も認められなかつたが、比較例のホツト
プレス窒化珪素を用いた場合は、金属との熱膨脹
差が大きいため両者の間に隙間が生じ機械的振動
により破壊した。 以上の説明から明らかなように、本発明のエン
ジンの各部品の構成材料として結晶相が主として
正方晶又は正方晶を立方晶との混合相から成り、
単斜晶の含有量が10％以下、４点曲げ強度が50
Kg／mm2以上であつて、昇温時と降温時の熱膨脹曲
線の同一温度における熱膨脹率の最大差が0.4％
以下、換言すれば熱膨脹ヒステリシスの少ない高
強度部分安定化ジルコニいを用いたエンジン部品
はその高強度部分安定化ジルコニアのもつ耐熱
性、断熱性のためにエンジンが高温で作動可能で
あるとともに、しかも熱損失が少ないためエンジ
ン効率が高くなり、さらにすぐれた機械的強度を
有するため、エンジンが高温で作動中も機械的衝
撃、熱的衝撃によつて破壊することもなく、しか
もセラミツク金属との熱膨脹差が極めて小さいた
め、両者の嵌合が極めて密接であるとともに、高
温で長時間、作動した場合にも両者の接合部に隙
間が生ずることがなく、セラミツク内筒が脱落し
たり破壊することがない。従つてエンジン部品と
して耐久性、信頼性に優れているもので、デイー
ゼルエンジン、ガソリンエンジン等、内燃機関の
シリンダー、シリンダーライナー、シリンダーヘ
ツド、ピストン、ピストンキヤツプ、バルブシー
ト、排気ポートライナー、タペツト等のエンジン
部品として充分使用できるものであり省エネルギ
ー面よりも極めて有用のエンジン部品である。
第１図は本発明の一実施例に係るセラミツク・
金属重合体より成るデイーゼルエンジン用シリン
ダーライナーの断面図、第２図は本発明の一実施
例に係るセラミツク・金属複合体より成るデイー
ゼルエンジン用ピストンの断面図、第３図は本発
明の一実施例に係るセラミツク製シリンダーヘツ
ドの断面図である。 １１……セラミツクシリンダーライナー、１２
……金属スリーブ、２１……セラミツク・金属複
合体ピストン、２２……金属ピストン、２３……
セラミツクピストンキヤツプ、２４……セラミツ
ク・金属接合面、３１……シリンダーヘツド。
金属重合体より成るデイーゼルエンジン用シリン
ダーライナーの断面図、第２図は本発明の一実施
例に係るセラミツク・金属複合体より成るデイー
ゼルエンジン用ピストンの断面図、第３図は本発
明の一実施例に係るセラミツク製シリンダーヘツ
ドの断面図である。 １１……セラミツクシリンダーライナー、１２
……金属スリーブ、２１……セラミツク・金属複
合体ピストン、２２……金属ピストン、２３……
セラミツクピストンキヤツプ、２４……セラミツ
ク・金属接合面、３１……シリンダーヘツド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 結晶子径が1000Å以下、又は無定形の微細な
酸化ジルコニウム粉末に１〜８モル％のY2O3又
は１〜15モル％のY2O3とCaOの混合物を添加し
た混合粉末を作成し、その混合粉末を所定の形状
に予備成形した後加工し、1000〜1550℃で焼成し
て主として正方晶又は正方晶と立方晶の混合相か
ら成り、単斜晶の含有量が10％以下であり、４点
曲げ強度が50Kg／mm2以上で、昇温時と降温時の熱
膨脹曲線の同一温度における熱膨脹率の最大差が
0.4％以下で、かつ平均結晶粒子径が2μ以下でそ
の熱膨脹係数が、10×10-6／℃以上である部分安
定化がジルコニアを作り、これを加工して所定の
エンジン部品の形状とし、これを熱膨脹係数の差
が３×10-6／℃以下である金属部品に接合するこ
とによりセラミツクス金属複合体より成るエンジ
ン部品を得ることを特徴とするエンジン部品の製
造法。 ２ セラミツクス部品と金属部品とを焼バメ法に
より接合することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のエンジン部品の製造法。 ３ セラミツクス部品と金属部品とを中間層を介
して接合することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のエンジン部品の製造法。 ４ セラミツクス部品と金属部品とを焼バメ法及
び中間層を介しての接合の両者を組合せて接合す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
エンジン部品の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61077549A JPS6252174A (ja) | 1986-04-05 | 1986-04-05 | エンジン部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61077549A JPS6252174A (ja) | 1986-04-05 | 1986-04-05 | エンジン部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6252174A JPS6252174A (ja) | 1987-03-06 |
| JPH044265B2 true JPH044265B2 (ja) | 1992-01-27 |
Family
ID=13637093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61077549A Granted JPS6252174A (ja) | 1986-04-05 | 1986-04-05 | エンジン部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6252174A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63268963A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-07 | Ngk Insulators Ltd | セラミツクポ−トライナ− |
| JPH01124056U (ja) * | 1988-02-15 | 1989-08-23 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6018621A (ja) * | 1983-07-11 | 1985-01-30 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 撓み軸継手装置 |
-
1986
- 1986-04-05 JP JP61077549A patent/JPS6252174A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6252174A (ja) | 1987-03-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6018621B2 (ja) | エンジン部品 | |
| US4921734A (en) | Cylinder liners | |
| US5055435A (en) | Ceramic materials to be insert-cast | |
| TW312739B (ja) | ||
| US4728078A (en) | Ceramic valve seats | |
| CN1019294B (zh) | 双层耐火板 | |
| US4519359A (en) | Mullite plate | |
| JPH044265B2 (ja) | ||
| US5139977A (en) | Porous ceramic composite with dense surface | |
| JPH0427379B2 (ja) | ||
| JPS61101463A (ja) | 高強度ジルコニア系セラミツクスエンジン部品 | |
| JPS6259202B2 (ja) | ||
| JP2650049B2 (ja) | セラミック切削工具及びその製造方法 | |
| JPH01172536A (ja) | 断熱、耐熱性セラミックス多孔体複合金属材料 | |
| JPS60135652A (ja) | セラミツクス組込型ピストン | |
| JPS60113021A (ja) | 内燃機関の副室用口金部品 | |
| JP3033324B2 (ja) | 断熱ピストン | |
| JPH037629B2 (ja) | ||
| JP2588254B2 (ja) | 耐摩性摺動部材 | |
| JPH05155667A (ja) | 窒化けい素系構造物 | |
| JPS6179071A (ja) | ピストン及びその製造方法 | |
| JPH05157004A (ja) | ピストンクラウン | |
| JPS60166156A (ja) | セラミツクス−金属系複合体の製造方法 | |
| JPH0565809A (ja) | アジヤステイングシム | |
| JPH04159418A (ja) | 断熱燃焼室の製造方法 |