JPH0578709B2 - - Google Patents
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- JPH0578709B2 JPH0578709B2 JP61180954A JP18095486A JPH0578709B2 JP H0578709 B2 JPH0578709 B2 JP H0578709B2 JP 61180954 A JP61180954 A JP 61180954A JP 18095486 A JP18095486 A JP 18095486A JP H0578709 B2 JPH0578709 B2 JP H0578709B2
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- Japan
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- sliding
- light alloy
- fibers
- chip
- fiber
- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B75/20—Multi-cylinder engines with cylinders all in one line
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B2075/1804—Number of cylinders
- F02B2075/1816—Number of cylinders four
-
- 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
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ 発明の目的
(1) 産業上の利用分野
本発明は軽合金製摺動部材、特に摺動部を繊維
強化軽合金より構成したものの改良に関する。
強化軽合金より構成したものの改良に関する。
(2) 従来の技術
従来、前記軽合金製摺動部材の摺動部において
は、その面粗度と強化繊維の平均直径との関係に
ついて特別な考察がなされていない。
は、その面粗度と強化繊維の平均直径との関係に
ついて特別な考察がなされていない。
(3) 発明が解決しようとする課題
ところで摺動部のスクラツチ（傷付き性）及び
焼付き現象は軽合金マトリツクスから脱落した強
化繊維により進されるものであり、その傾向は、
強化繊維として比較的硬いセラミツク繊維を用い
た場合に顕著である。
焼付き現象は軽合金マトリツクスから脱落した強
化繊維により進されるものであり、その傾向は、
強化繊維として比較的硬いセラミツク繊維を用い
た場合に顕著である。
従つて摺動部をセラミツク繊維強化軽合金より
構成した摺動部材においては、摺動部のスクラツ
チ及び焼付き現象を抑えるために強化繊維たるセ
ラミツク繊維を軽合金マトリツクスに強固に保持
させておく必要があり、そのために特に摺動部の
面粗度をセラミツク繊維の平均直径に対して特別
に設定する必要があることが判明した。
構成した摺動部材においては、摺動部のスクラツ
チ及び焼付き現象を抑えるために強化繊維たるセ
ラミツク繊維を軽合金マトリツクスに強固に保持
させておく必要があり、そのために特に摺動部の
面粗度をセラミツク繊維の平均直径に対して特別
に設定する必要があることが判明した。
本発明は上記に鑑み提案されたもので、摺動部
の面粗度とセラミツク繊維の平均直径との関係を
特定してセラミツク繊維を軽合金マトリツクスに
強固に保持させ、これによりスクラツチ限界特性
及び焼付き限界特性を向上させた軽合金製摺動部
材を提供することを目的とする。
の面粗度とセラミツク繊維の平均直径との関係を
特定してセラミツク繊維を軽合金マトリツクスに
強固に保持させ、これによりスクラツチ限界特性
及び焼付き限界特性を向上させた軽合金製摺動部
材を提供することを目的とする。
Ｂ 発明の構成
(1) 課題を解決するための手段
上記目的を達成するために本発明は、被摺動部
材に対し相対摺動し得る摺動面を有する摺動部を
セラミツク繊維強化軽合金より構成した軽合金製
摺動部材において、前記摺動面の面粗度を、前記
軽合金中のセラミツク繊維の平均直径の２分の１
以下に設定したことを特徴とする。
材に対し相対摺動し得る摺動面を有する摺動部を
セラミツク繊維強化軽合金より構成した軽合金製
摺動部材において、前記摺動面の面粗度を、前記
軽合金中のセラミツク繊維の平均直径の２分の１
以下に設定したことを特徴とする。
(2) 作用
上記構成によれば、摺動部の摺動面において、
軸線を摺動面と略平行に配列して分散しているセ
ラミツク繊維は、その少なくとも略半分以上の部
分を軽合金マトリツクス中に埋め込まれて該マト
リツクスに強固に保持されることになり、これに
よりセラミツク繊維の脱落が抑えられる。一方、
軸線を摺動面に対し略直交するように配列して分
散されるセラミツク繊維は軽合金マトリツクス中
への埋め込み量が多いので、面粗度との関係は僅
少である。
軸線を摺動面と略平行に配列して分散しているセ
ラミツク繊維は、その少なくとも略半分以上の部
分を軽合金マトリツクス中に埋め込まれて該マト
リツクスに強固に保持されることになり、これに
よりセラミツク繊維の脱落が抑えられる。一方、
軸線を摺動面に対し略直交するように配列して分
散されるセラミツク繊維は軽合金マトリツクス中
への埋め込み量が多いので、面粗度との関係は僅
少である。
(3) 実施例
第１〜３図は、軽合金製摺動部材としての内燃
機関用シリンダブロツク１を示し、その摺動部で
ある、シリンダボア２の内壁部１ａは、セラミツ
ク繊維強化軽合金より構成される。軽合金として
はアルミニウム合金が、また軽合金中のセラミツ
ク繊維としてはアルミナ繊維がそれぞれ用いられ
ている。
機関用シリンダブロツク１を示し、その摺動部で
ある、シリンダボア２の内壁部１ａは、セラミツ
ク繊維強化軽合金より構成される。軽合金として
はアルミニウム合金が、また軽合金中のセラミツ
ク繊維としてはアルミナ繊維がそれぞれ用いられ
ている。
前記シリンダブロツク１は、アルミナ繊維から
なる円筒状成形体を、200℃に予熱された金型の
キヤビテイに設置し、JIS ADC12で示されるア
ルミニウム合金を湯温730〜740℃、充填圧260
Kg／cm2で鋳込むことにより鋳造される。このシリ
ンダブロツクの鋳造中にアルミニウム合金が成形
体に充填複合することにより繊維強化アルミニウ
ム合金が得られる。
なる円筒状成形体を、200℃に予熱された金型の
キヤビテイに設置し、JIS ADC12で示されるア
ルミニウム合金を湯温730〜740℃、充填圧260
Kg／cm2で鋳込むことにより鋳造される。このシリ
ンダブロツクの鋳造中にアルミニウム合金が成形
体に充填複合することにより繊維強化アルミニウ
ム合金が得られる。
シリンダボア２にアルミニウム合金製ピストン
３が摺合され、そのピストン３に２本の圧縮リン
グ４と１本の油かきリング５とが装着されてい
る。
３が摺合され、そのピストン３に２本の圧縮リン
グ４と１本の油かきリング５とが装着されてい
る。
第４図は、種々の直径を持つアルミナ繊維の体
積含有率を10.0％に設定した繊維強化アルミニウ
ム合金と相手材である球状黒鉛鋳鉄（JIS
FCD75）とのチツプオンデイスク式摺動試験結
果を示す。線（）は焼付き限界特性に、また線
（）はスクラツチ限界特性にそれぞれ該当する。
積含有率を10.0％に設定した繊維強化アルミニウ
ム合金と相手材である球状黒鉛鋳鉄（JIS
FCD75）とのチツプオンデイスク式摺動試験結
果を示す。線（）は焼付き限界特性に、また線
（）はスクラツチ限界特性にそれぞれ該当する。
前記合金は、摺動部材としてのシリンダボア１
の内壁部１ａの構成材料に相当し、この材料によ
りチツプを形成する。また前記鋳鉄は、被摺動部
材としての前記圧縮リング４の構成材料に相当
し、この材料によりデイスクを形成する。
の内壁部１ａの構成材料に相当し、この材料によ
りチツプを形成する。また前記鋳鉄は、被摺動部
材としての前記圧縮リング４の構成材料に相当
し、この材料によりデイスクを形成する。
これらチツプおよびデイスクの摺動面に、それ
らが1.0μｍ以上の所定の面粗度をもつように研磨
加工を施す。即ち、この研磨加工においては、研
磨用砥石の種類と粒径を面粗度の目標値に合わせ
て適宜選択使用することによつて、上記摺動面の
面粗度を所望の大きさに設定することが可能であ
り、その際に例えば、砥石としてはダイヤモンド
砥石やメタルボンド（CU系合金）等が使用され、
また加工時において砥石及びテストピースの各周
速度が適宜選択（例えば砥石が32ｍ／ｓ，テスト
ピースが0.1ｍ／ｓ）される。尚、上記において、
面粗度を1.0μｍ以上に設定した理由は、それを下
回る面粗度を研磨加工により得るには非常に手数
を要するからである。
らが1.0μｍ以上の所定の面粗度をもつように研磨
加工を施す。即ち、この研磨加工においては、研
磨用砥石の種類と粒径を面粗度の目標値に合わせ
て適宜選択使用することによつて、上記摺動面の
面粗度を所望の大きさに設定することが可能であ
り、その際に例えば、砥石としてはダイヤモンド
砥石やメタルボンド（CU系合金）等が使用され、
また加工時において砥石及びテストピースの各周
速度が適宜選択（例えば砥石が32ｍ／ｓ，テスト
ピースが0.1ｍ／ｓ）される。尚、上記において、
面粗度を1.0μｍ以上に設定した理由は、それを下
回る面粗度を研磨加工により得るには非常に手数
を要するからである。
テスト方法はデイスクを9.5ｍ／ｓの速度で回
転させ、そのデイスクの摺動面にチツプの摺動面
を無潤滑下にて所定の押圧力を以て押付け、各チ
ツプの面粗度と、焼付き限界およびスクラツチ限
界においてチツプに作用する面圧との関係を求め
たものである。
転させ、そのデイスクの摺動面にチツプの摺動面
を無潤滑下にて所定の押圧力を以て押付け、各チ
ツプの面粗度と、焼付き限界およびスクラツチ限
界においてチツプに作用する面圧との関係を求め
たものである。
第４図から明らかなように、チツプの面粗度が
1.0〜3.0μｍの範囲にあれば、スクラツチ限界の
面圧が約25〜約35Kg／cm2で、また焼付き限界の面
圧が66〜82Kg／cm2と高く、実用上十分な摺動特性
を得ることができる。
1.0〜3.0μｍの範囲にあれば、スクラツチ限界の
面圧が約25〜約35Kg／cm2で、また焼付き限界の面
圧が66〜82Kg／cm2と高く、実用上十分な摺動特性
を得ることができる。
このような繊維強化アルミニウム合金製チツプ
と鋳鉄製デイスク間の摺動試験において、スクラ
ツチおよび焼付き現象、並びに摺動面の摩耗は、
摺動試験中にチツプのマトリツクスから脱落した
アルミナ繊維により促進される。したがつてアル
ミナ繊維をマトリツクスに強固に保持させておく
ことが必要であり、これを満足させるためにはチ
ツプの面粗度をアルミナ繊維の平均直径の２分の
１以下に設定するのが良い。このように設定する
と、チツプの摺動面において、軸線を前記摺動面
と略平行に配列して分散しているアルミナ繊維
は、その略半分をマトリツクス中に埋込まれてマ
トリツクスに保持されることになり、これにより
アルミナ繊維の脱落が抑制される。一方、軸線を
前記摺動面に略直交するように配列して分散して
いるアルミナ繊維はマトリツクス中への埋込み量
が多いので面粗度との関係は僅少である。
と鋳鉄製デイスク間の摺動試験において、スクラ
ツチおよび焼付き現象、並びに摺動面の摩耗は、
摺動試験中にチツプのマトリツクスから脱落した
アルミナ繊維により促進される。したがつてアル
ミナ繊維をマトリツクスに強固に保持させておく
ことが必要であり、これを満足させるためにはチ
ツプの面粗度をアルミナ繊維の平均直径の２分の
１以下に設定するのが良い。このように設定する
と、チツプの摺動面において、軸線を前記摺動面
と略平行に配列して分散しているアルミナ繊維
は、その略半分をマトリツクス中に埋込まれてマ
トリツクスに保持されることになり、これにより
アルミナ繊維の脱落が抑制される。一方、軸線を
前記摺動面に略直交するように配列して分散して
いるアルミナ繊維はマトリツクス中への埋込み量
が多いので面粗度との関係は僅少である。
上記の点を考慮すると、アルミナ繊維の平均直
径を2.0〜6.0μｍに設定した場合には、チツプの
面粗度は1.0〜3.0μｍに設定される。最良の摺動
特性を得るためには、アルミナ繊維の平均直径は
2.0〜4.0μｍに設定され、それに伴い摺動面の面
粗度が設定される。
径を2.0〜6.0μｍに設定した場合には、チツプの
面粗度は1.0〜3.0μｍに設定される。最良の摺動
特性を得るためには、アルミナ繊維の平均直径は
2.0〜4.0μｍに設定され、それに伴い摺動面の面
粗度が設定される。
第５図は、平均直径3μｍを持つアルミナ繊維
の体積含有率を種々変えた繊維強化アルミニウム
合金と相手材である球状黒鉛鋳鉄（JIS FCD75）
とのチツプオンデイスク式摺動試験結果を示す。
線ａは焼付き限界特性に、また線ｂはスクラ
ツチ限界特性にそれぞれ該当する。
の体積含有率を種々変えた繊維強化アルミニウム
合金と相手材である球状黒鉛鋳鉄（JIS FCD75）
とのチツプオンデイスク式摺動試験結果を示す。
線ａは焼付き限界特性に、また線ｂはスクラ
ツチ限界特性にそれぞれ該当する。
前記合金はシリンダボア２の内壁部１ａの構成
材料に相当し、この材料によりチツプを形成す
る。また前記鋳鉄は前記圧縮リング４の構成材料
に相当し、この材料によりデイスクを形成する。
チツプおよびデイスクの面粗度は1μｍに設定さ
れる。
材料に相当し、この材料によりチツプを形成す
る。また前記鋳鉄は前記圧縮リング４の構成材料
に相当し、この材料によりデイスクを形成する。
チツプおよびデイスクの面粗度は1μｍに設定さ
れる。
テスト方法はデイスクを9.5m／ｓの速度で回
転させ、そのデイスクの摺動面にチツプの摺動面
を無潤滑下にて所定の押圧力をもつて押付け、各
チツプのアルミナ繊維の体積含有率と、焼付き限
界およびスクラツチ限界においてチツプに作用す
る面圧との関係を求めたものである。
転させ、そのデイスクの摺動面にチツプの摺動面
を無潤滑下にて所定の押圧力をもつて押付け、各
チツプのアルミナ繊維の体積含有率と、焼付き限
界およびスクラツチ限界においてチツプに作用す
る面圧との関係を求めたものである。
第５図から明らかなように、アルミナ繊維の体
積含有率を8.0〜20.0％に設定すると、線ｂの
如くチツプにおけるスクラツチ限界の面圧が約30
〜約95Kg／cm2で、また線ａの如く焼付き限界の
面圧が約70〜約170Kg／cm2と高い。その上、チツ
プ、したがつて摺動部の強化繊維が十分に行わ
れ、また耐摩耗性も優れており、さらに相手材の
摩耗量も低減することができる。ただし、体積含
有率が8.0％を下回ると、繊維強化能が小さく、
また耐摩耗性および耐焼付き性が低下する。一
方、体積含有率が20.0％を上回ると、マトリツク
スであるアルミニウム合金の充填性が悪化して繊
維強化を十分に行うことができず、また摺動部の
硬度が増して相手材の摩耗量が増加し、その上熱
伝導率も低下する。
積含有率を8.0〜20.0％に設定すると、線ｂの
如くチツプにおけるスクラツチ限界の面圧が約30
〜約95Kg／cm2で、また線ａの如く焼付き限界の
面圧が約70〜約170Kg／cm2と高い。その上、チツ
プ、したがつて摺動部の強化繊維が十分に行わ
れ、また耐摩耗性も優れており、さらに相手材の
摩耗量も低減することができる。ただし、体積含
有率が8.0％を下回ると、繊維強化能が小さく、
また耐摩耗性および耐焼付き性が低下する。一
方、体積含有率が20.0％を上回ると、マトリツク
スであるアルミニウム合金の充填性が悪化して繊
維強化を十分に行うことができず、また摺動部の
硬度が増して相手材の摩耗量が増加し、その上熱
伝導率も低下する。
第５図中、線ａ，ｂは、アルミナ繊維に炭
素繊維を混合したハイブリツド型繊維強化アルミ
ニウム合金製チツプの焼付き限界特性およびスク
ラツチ限界特性にそれぞれ該当する。この場合炭
素繊維の体積含有率（チツプの全体積に対する）
は0.3％に設定されている。
素繊維を混合したハイブリツド型繊維強化アルミ
ニウム合金製チツプの焼付き限界特性およびスク
ラツチ限界特性にそれぞれ該当する。この場合炭
素繊維の体積含有率（チツプの全体積に対する）
は0.3％に設定されている。
このようにハイブリツド型のチツプにおいて
は、その焼付き限界特性およびスクラツチ限界特
性が、線ａ，ｂの場合に比べて向上すること
が明らかである。
は、その焼付き限界特性およびスクラツチ限界特
性が、線ａ，ｂの場合に比べて向上すること
が明らかである。
ただし、炭素繊維の体積含有率が0.3％を下回
ると、炭素繊維に潤滑能に基づく前記効果が得ら
れず、一方前記体積含有率が20.0％を上回ると、
アルミナ繊維量との関係で総体積含有率が高くな
り、そ混合繊維を用いて成形体を得る場合成形性
が悪化する。したがつて炭素繊維の体積含有率は
0.3〜20.0％が適当である。なお、炭素繊維は潤
滑能を有するので、それがマトリツクスより脱落
してもスクラツチ限界特性等を損なうことはな
い。
ると、炭素繊維に潤滑能に基づく前記効果が得ら
れず、一方前記体積含有率が20.0％を上回ると、
アルミナ繊維量との関係で総体積含有率が高くな
り、そ混合繊維を用いて成形体を得る場合成形性
が悪化する。したがつて炭素繊維の体積含有率は
0.3〜20.0％が適当である。なお、炭素繊維は潤
滑能を有するので、それがマトリツクスより脱落
してもスクラツチ限界特性等を損なうことはな
い。
第６図は、平均直径が3μｍのアルミナ繊維の
体積含有率を種々変えた繊維強化アルミニウム合
金と、相手材である球状黒鉛鋳鉄（JIS FCD75）
とのチツプオンデイスク式摩耗試験結果を示す。
線は前記合金の摩耗量に、また線は前記鋳鉄
の摩耗量にそれぞれ該当し、特に添字1.0はチツ
プ及びデイスクの面粗度を1.0μｍに設定した場合
を、添字1.5はチツプ及びデイスクの面粗度を1.5μ
ｍに設定した場合を、また添字2.5はチツプ及び
デイスクの面粗度を2.5μｍに設定した場合をそれ
ぞれ示している。
体積含有率を種々変えた繊維強化アルミニウム合
金と、相手材である球状黒鉛鋳鉄（JIS FCD75）
とのチツプオンデイスク式摩耗試験結果を示す。
線は前記合金の摩耗量に、また線は前記鋳鉄
の摩耗量にそれぞれ該当し、特に添字1.0はチツ
プ及びデイスクの面粗度を1.0μｍに設定した場合
を、添字1.5はチツプ及びデイスクの面粗度を1.5μ
ｍに設定した場合を、また添字2.5はチツプ及び
デイスクの面粗度を2.5μｍに設定した場合をそれ
ぞれ示している。
前記合金は、摺動部材としてのシリンダボア１
の内壁部１ａの構成材料に相当し、この材料によ
りチツプを形成する。また前記鋳鉄は、被摺動部
材としての前記圧縮リング４の構成材料に相当
し、この材料によりデイスクを形成する。
の内壁部１ａの構成材料に相当し、この材料によ
りチツプを形成する。また前記鋳鉄は、被摺動部
材としての前記圧縮リング４の構成材料に相当
し、この材料によりデイスクを形成する。
テスト方法は、デイスクを2.5m／ｓの速度で
回転させ、そのデイスクの摺動面にチツプの摺動
面を潤滑下にて押圧力20Kgを以て押付け、その状
態を摺動距離が200ｍに達するまで維持したもの
である。潤滑油の供給量は２〜３ml／minであ
る。
回転させ、そのデイスクの摺動面にチツプの摺動
面を潤滑下にて押圧力20Kgを以て押付け、その状
態を摺動距離が200ｍに達するまで維持したもの
である。潤滑油の供給量は２〜３ml／minであ
る。
第６図から明らかなように、アルミナ繊維の体
積含有率を8.0〜20.0％にそれぞれ設定すると、
線1.5の如くチツプの摩耗量が約1.4〜1.4μｍと
少なく、また線1.5の如くデイスクの摩耗量が
約2.86〜5.1μｍと少なくなる。
積含有率を8.0〜20.0％にそれぞれ設定すると、
線1.5の如くチツプの摩耗量が約1.4〜1.4μｍと
少なく、また線1.5の如くデイスクの摩耗量が
約2.86〜5.1μｍと少なくなる。
またこの第６図によれば、チツプ及びデイスク
の面粗度が1.5μｍを上回るもの2.5，2.5では、
面粗度が1.5μｍ以下のもの1.5，1.5，1.0，
1.0と比べて全体的に摩耗量が大きいことや、そ
の摩耗量の増加傾向が繊維体積含有率の増加につ
れて顕著（例えば1.0や1.5の線は繊維体積含
有率の多少に影響を受けずに略水平で変化しない
のに対し、2.5の線では繊維体積含有率の増加
に伴い摩耗量が大きく増加している。同様に1.
0や1.5の線では繊維体積含有率変化に対する摩
耗量の増加率が比較的緩やかであるのに対し、
2.5の線では同増加率が急峻である）であること
が判る。これらのことは、摺動面の面粗度がアル
ミナ繊維の平均直径3μｍの２分の１以上（即ち
1.5μｍ以上）になると、それ以下のものと比べ
て、該摺動面からアルミナ繊維が脱落遊離し易く
なり、これに関係して繊維体積含有率が多くなる
ほどアルミナ繊維の脱落量が一層増えていること
を示している、と考えられる。
の面粗度が1.5μｍを上回るもの2.5，2.5では、
面粗度が1.5μｍ以下のもの1.5，1.5，1.0，
1.0と比べて全体的に摩耗量が大きいことや、そ
の摩耗量の増加傾向が繊維体積含有率の増加につ
れて顕著（例えば1.0や1.5の線は繊維体積含
有率の多少に影響を受けずに略水平で変化しない
のに対し、2.5の線では繊維体積含有率の増加
に伴い摩耗量が大きく増加している。同様に1.
0や1.5の線では繊維体積含有率変化に対する摩
耗量の増加率が比較的緩やかであるのに対し、
2.5の線では同増加率が急峻である）であること
が判る。これらのことは、摺動面の面粗度がアル
ミナ繊維の平均直径3μｍの２分の１以上（即ち
1.5μｍ以上）になると、それ以下のものと比べ
て、該摺動面からアルミナ繊維が脱落遊離し易く
なり、これに関係して繊維体積含有率が多くなる
ほどアルミナ繊維の脱落量が一層増えていること
を示している、と考えられる。
チツプおよびデイスクの摩耗量を極力少なくす
るためには、それらの面粗度を1μｍ以下に、ま
たアルミナ繊維の体積含有率を12.0〜14.0％にそ
れぞれ設定するのが良い。
るためには、それらの面粗度を1μｍ以下に、ま
たアルミナ繊維の体積含有率を12.0〜14.0％にそ
れぞれ設定するのが良い。
前記アルミナ繊維としては長繊維、短繊維、ウ
イスカ等が該当し、例えば、ICI社製・商品名サ
フイル、デユポン社製・商品名Fiber FP等を挙
げることができる。その外の強化繊維として、ア
ルミナシリカ繊維といつた従来公知の繊維を使用
することも可能である。
イスカ等が該当し、例えば、ICI社製・商品名サ
フイル、デユポン社製・商品名Fiber FP等を挙
げることができる。その外の強化繊維として、ア
ルミナシリカ繊維といつた従来公知の繊維を使用
することも可能である。
前記強化繊維の平均直径とは、個々の強化繊維
の直径が異なるので、それらの平均値を言う。こ
の場合、強化繊維には、横断面円形のものの外に
横断面楕円形、多角形等非円形のものが含まれる
ので、非円形の強化繊維における直径はその横断
面積より求められる。
の直径が異なるので、それらの平均値を言う。こ
の場合、強化繊維には、横断面円形のものの外に
横断面楕円形、多角形等非円形のものが含まれる
ので、非円形の強化繊維における直径はその横断
面積より求められる。
なお、本発明は内燃機関用シリンダブロツクに
限らず、他の部材にも適用される。また軽合金と
してはマグネシウム合金等を使用することもでき
る。
限らず、他の部材にも適用される。また軽合金と
してはマグネシウム合金等を使用することもでき
る。
Ｃ 発明の効果
以上のように本発明によれば、被摺動部材に対
し相対摺動し得る摺動面を有する摺動部をセラミ
ツク繊維強化軽合金より構成した軽合金製摺動部
材において、前記摺動面の面粗度を、軽合金中の
セラミツク繊維の平均直径の２分の１以下に設定
したので、セラミツク繊維のうち上記摺動面近傍
に在つて該摺動面に沿うものも、その各々の繊維
が軽合金マトリツクス中に比較的深く、即ちその
半分以上の部分が確実に埋め込まれることとなつ
て、全体として摺動面近傍のセラミツク繊維を軽
合金マトリツクスに強固に保持することができ、
従つて上記摺動部からセラミツク繊維が脱落遊離
するのを効果的に抑えることができるから、その
繊維脱落に起因した、摺動面のスクラツチ限界特
性や焼付き限界特性の大幅な低下を回避すること
ができ、またその脱落繊維との摺接に因る摺動面
や被摺動部材の摩耗を効果的に抑えることがで
き、全体として極めて高性能の軽合金製摺動部材
が得られる。
し相対摺動し得る摺動面を有する摺動部をセラミ
ツク繊維強化軽合金より構成した軽合金製摺動部
材において、前記摺動面の面粗度を、軽合金中の
セラミツク繊維の平均直径の２分の１以下に設定
したので、セラミツク繊維のうち上記摺動面近傍
に在つて該摺動面に沿うものも、その各々の繊維
が軽合金マトリツクス中に比較的深く、即ちその
半分以上の部分が確実に埋め込まれることとなつ
て、全体として摺動面近傍のセラミツク繊維を軽
合金マトリツクスに強固に保持することができ、
従つて上記摺動部からセラミツク繊維が脱落遊離
するのを効果的に抑えることができるから、その
繊維脱落に起因した、摺動面のスクラツチ限界特
性や焼付き限界特性の大幅な低下を回避すること
ができ、またその脱落繊維との摺接に因る摺動面
や被摺動部材の摩耗を効果的に抑えることがで
き、全体として極めて高性能の軽合金製摺動部材
が得られる。
第１図はシリンダブロツクの斜視図、第２図は
シリンダブロツクの平面図、第３図は第２図−
線断面図、第４図は摺動特性をチツプおよびデ
イスクの面粗度とチツプに作用する面圧との関係
で示したグラフ、第５図は摺動特性をアルミナ繊
維の体積含有率とチツプに作用する面圧との関係
で示したグラフ、第６図はアルミナ繊維の体積含
有率とチツプおよびデイスクの摩耗量との関係を
示すグラフである。 １……摺動部材としてのシリンダブロツク、１
ａ……摺動部としててのシリンダボア内壁部、
４，５……被摺動部材としての圧縮リング、油か
きリング。
シリンダブロツクの平面図、第３図は第２図−
線断面図、第４図は摺動特性をチツプおよびデ
イスクの面粗度とチツプに作用する面圧との関係
で示したグラフ、第５図は摺動特性をアルミナ繊
維の体積含有率とチツプに作用する面圧との関係
で示したグラフ、第６図はアルミナ繊維の体積含
有率とチツプおよびデイスクの摩耗量との関係を
示すグラフである。 １……摺動部材としてのシリンダブロツク、１
ａ……摺動部としててのシリンダボア内壁部、
４，５……被摺動部材としての圧縮リング、油か
きリング。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被摺動部材４，５に対し相対摺動し得る摺動
面を有する摺動部１ａをセラミツク繊維強化軽合
金より構成した軽合金製摺動部材において、前記
摺動面の面粗度を、前記軽合金中のセラミツク繊
維の平均直径の２分の１以下に設定したことを特
徴とする軽合金製摺動部材。 ２ 前記摺動面の面粗度は3.0μｍ以下に設定され
る、特許請求の範囲第１項記載の軽合金製摺動部
材。 ３ 前記セラミツク繊維の平均直径は2.0〜4.0μ
ｍに設定される、特許請求の範囲第１または第２
項記載の軽合金製摺動部材。 ４ 前記軽合金製摺動部材は内燃機関用シリンダ
ブロツク１であり、前記摺動部はシリンダボアの
内壁部１ａである、特許請求の範囲第１、第２、
第３または第４項記載の軽合金製摺動部材。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18095486A JPS6338717A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 軽合金製摺動部材 |
| US07/080,495 US4817578A (en) | 1986-07-31 | 1987-07-31 | Internal combustion engine |
| GB8718149A GB2193786B (en) | 1986-07-31 | 1987-07-31 | Internal combustion engine |
| CA000543531A CA1328385C (en) | 1986-07-31 | 1987-07-31 | Internal combustion engine |
| FR878710905A FR2602272B1 (fr) | 1986-07-31 | 1987-07-31 | Moteur a combustion interne comprenant un bloc-cylindres a zone renforcee par des fibres, et des pistons a segments coulissants dans les alesages des cylindres |
| DE3725495A DE3725495A1 (de) | 1986-07-31 | 1987-07-31 | Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18095486A JPS6338717A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 軽合金製摺動部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6338717A JPS6338717A (ja) | 1988-02-19 |
| JPH0578709B2 true JPH0578709B2 (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=16092179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18095486A Granted JPS6338717A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 軽合金製摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6338717A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5974247A (ja) * | 1982-10-20 | 1984-04-26 | Toyota Motor Corp | 複合材料部材の製造方法 |
-
1986
- 1986-07-31 JP JP18095486A patent/JPS6338717A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6338717A (ja) | 1988-02-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |