JPH1182154A - Aluminum alloy cylinder block and method of manufacturing the same - Google Patents
Aluminum alloy cylinder block and method of manufacturing the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 メッキの密着性を向上させスリーブ内周面に
メッキを安定して保持するとともに、メッキが剥がれや
すいクランク室内壁面の鋳肌部へのメッキの付着を防止
したアルミニウム合金製シリンダブロックを提供する。
【解決手段】 アルミニウム合金の鋳物からなる母材6
0のシリンダボア12内にアルミニウム合金からなるス
リーブ40が装着されたシリンダブロック2において、
前記スリーブ内周面37にメッキ層を形成するととも
に、前記スリーブ内周面のうちクランクケース側となる
端部にメッキ層支持部を露出させた非メッキ層を円環状
に設けた。
(57) [Abstract] [Problem] To improve the adhesion of plating, stably retain the plating on the inner peripheral surface of the sleeve, and prevent the plating from adhering to the casting surface of the crank chamber wall surface where the plating is easily peeled off. An alloy cylinder block is provided. SOLUTION: A base material 6 made of an aluminum alloy casting
In the cylinder block 2 in which the sleeve 40 made of an aluminum alloy is mounted in the cylinder bore 12 of
A plated layer was formed on the inner circumferential surface 37 of the sleeve, and a non-plated layer having a plated layer supporting portion exposed at an end of the inner circumferential surface of the sleeve on the side of the crankcase was provided in an annular shape.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンのシリンダ
ブロックに関し、特にシリンダボアに別体のスリーブを
装着し、このスリーブ内周面にメッキ処理を施したアル
ミニウム合金製シリンダブロックに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine cylinder block, and more particularly to an aluminum alloy cylinder block in which a separate sleeve is mounted on a cylinder bore and an inner peripheral surface of the sleeve is plated.
【0002】[0002]
【従来の技術】車両用エンジン、船用エンジンあるいは
汎用エンジン等は、通常アルミニウム合金の鋳造品から
なるシリンダブロックにより構成され、そのシリンダボ
ア内壁面にはピストン摺動に対する耐摩耗性や潤滑性を
向上させるためにメッキ処理が施されている。この場
合、鋳造品に直接メッキを施した場合、メッキの密着性
が悪いためエンジン運転中にメッキが剥がれエンジン性
能等に影響を及ぼす。このようなメッキの剥がれを防止
するためにシリンダボア内にスリーブを鋳込みこのスリ
ーブにメッキ処理を施すシリンダブロックの製造方法が
公開されている(特開平3−90594号公報)。2. Description of the Related Art A vehicle engine, a marine engine or a general-purpose engine is generally constituted by a cylinder block made of an aluminum alloy casting, and the inner wall surface of the cylinder bore has improved wear resistance and lubricity against piston sliding. For this reason, plating is applied. In this case, if the casting is directly plated, the plating peels off during operation of the engine due to poor adhesion of the plating, which affects the engine performance and the like. A method of manufacturing a cylinder block in which a sleeve is cast in a cylinder bore and plating is performed on the sleeve in order to prevent such peeling of plating has been disclosed (JP-A-3-90594).
【0003】この公報記載のシリンダブロックの製造方
法は、アルミニウムの押出し材や引き抜き材によりスリ
ーブを形成し、このスリーブを予め鋳型内に配置した状
態でAC4C等の溶融原材料を注湯し、シリンダの内壁
面にスリーブを鋳込んだシリンダブロックの素材に機械
加工を施し、さらにスリーブの内周面に複合メッキを施
し、これにホーニング処理を施してシリンダブロックを
製造するものである。このようにアルミニウムのスリー
ブを用いることにより、重量の増加を防止しつつメッキ
を可能とし、ピストンの摺動に対するシリンダボアの耐
摩耗性や潤滑性の確保を図っている。In the method of manufacturing a cylinder block described in this publication, a sleeve is formed from an extruded material or a drawn material of aluminum, and a molten raw material such as AC4C is poured in a state where the sleeve is placed in a mold in advance, and a cylinder is formed. The cylinder block is manufactured by machining the material of a cylinder block in which a sleeve is cast on the inner wall surface, further applying a composite plating to the inner peripheral surface of the sleeve, and performing a honing process on the composite plating. By using an aluminum sleeve in this manner, plating can be performed while preventing an increase in weight, and wear resistance and lubricity of a cylinder bore against sliding of a piston are ensured.
【0004】一方、本願の発明者は、このような鋳込み
によりスリーブをシリンダボア内に装着する方法の他
に、鋳造したシリンダブロックの母材にスリーブを圧入
してその後スリーブ内面にメッキを施して、またはメッ
キを施してからスリーブを圧入してシリンダブロックを
製造する方法も検討してみた。[0004] On the other hand, the inventor of the present application has proposed, in addition to the method of mounting the sleeve in the cylinder bore by such casting, press-fitting the sleeve into the base material of the cast cylinder block, and thereafter plating the inner surface of the sleeve. Alternatively, a method of manufacturing a cylinder block by plating and then press-fitting a sleeve was also examined.
【0005】このような鋳込み又は圧入のいずれの場合
においても、スリーブの内周面に施されたメッキにより
ピストン摺動に対する耐摩耗性や潤滑性を維持し、安定
したエンジン出力が得られなければならない。このため
充分なメッキの密着性を確保しなければならない。[0005] In either case of casting or press-fitting, unless the plating applied to the inner peripheral surface of the sleeve maintains the wear resistance and lubricity against the sliding of the piston, a stable engine output cannot be obtained. No. For this reason, sufficient adhesion of plating must be ensured.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、メッキ
処理において、既にスリーブを圧入あるいは鋳込みによ
り装着したシリンダブロックにメッキ処理する場合、ス
リーブ側のメッキ層がクランクケース側端部から少しづ
つメッキ支持部から剥離し、ピストン摺動範囲まで剥離
が進行すると、メッキ層の一部が分離してクランクケー
ス内に入り、クランク軸受等のエンジン内の摺動潤滑部
に進入し、その部分に損傷を与え、エンジン1の耐久性
を低下させるおそれがある。However, in the plating process, when plating is performed on a cylinder block in which a sleeve has already been mounted by press-fitting or casting, the plating layer on the sleeve side is gradually moved from the plating support portion from the end of the crankcase side. When peeling and peeling progress to the piston sliding range, part of the plating layer separates and enters the crankcase, enters the sliding lubrication part in the engine such as the crank bearing, and damages that part, The durability of the engine 1 may be reduced.
【0007】これは、熱膨張及び収縮の割合がスリーブ
とシリンダブロック母材とで僅かでも異なると、スリー
ブのシリンダボア端部からクランク室内壁側にかけてメ
ッキ層が形成されると、エンジンの運転及び停止が繰り
返されるに従い、母材側のメッキ層がメッキ支持部によ
り押し上げられ、スリーブ側のメッキ層を引き剥がすよ
うに作用するからである。さらに、エンジン運転中スリ
ーブが振動するとき、スリーブ端部が振動の腹となるの
みでなく自由端であるので振幅が大きくなり、メッキ層
のスリーブ端部部分は他の部分に比べて大きな歪みが発
生し、これもまた、エンジンの長期間の使用によりメッ
キ層がメッキ支持部から剥がれる原因となるからであ
る。[0007] This is because if the rate of thermal expansion and contraction is slightly different between the sleeve and the cylinder block base material, the engine starts and stops when a plating layer is formed from the cylinder bore end of the sleeve to the side of the crank chamber wall. This is because, as is repeated, the plating layer on the base material side is pushed up by the plating supporting portion and acts to peel off the plating layer on the sleeve side. Furthermore, when the sleeve vibrates during the operation of the engine, the amplitude increases because the sleeve end is not only an antinode of the vibration but also a free end, and the sleeve end of the plating layer has a larger distortion than other parts. This also occurs because the plating layer is peeled off from the plating support part due to long-term use of the engine.
【0008】また、スリーブ単体でメッキ処理した後、
シリンダブロック母材に圧入する場合、メッキ処理にお
いてスリーブ端部までメッキ層が形成されるものにおい
ては、前記と同様にエンジンの長期間の使用中、エンジ
ン運転中スリーブの振動により、メッキ層がメッキ支持
部から剥がれるおそれがある。この場合にも、同様エン
ジン内の摺動潤滑部に損傷を与え、エンジンの耐久性を
低下させるおそれがある。After plating the sleeve alone,
When press-fitting into the cylinder block base material, if the plating layer is formed up to the end of the sleeve in the plating process, the plating layer is plated by the vibration of the sleeve during the operation of the engine during the long-term use of the engine as described above. There is a possibility that it will come off from the support. In this case, the sliding lubrication portion in the engine may be similarly damaged, and the durability of the engine may be reduced.
【0009】本発明は上記の点を考慮してなされたもの
であって、メッキの密着性を向上させスリーブ内周面に
メッキを安定して保持し、ピストンの摺動性を向上させ
るとともに、メッキが剥がれにくくエンジンの耐久性を
低下させない、アルミニウム合金製のスリーブをシリン
ダボア部に設けて軽量化したアルミニウム合金製シリン
ダブロックの提供を目的とする。The present invention has been made in consideration of the above points, and improves the adhesion of the plating, stably holds the plating on the inner peripheral surface of the sleeve, and improves the slidability of the piston. An object of the present invention is to provide a cylinder block made of aluminum alloy, in which a plating is hardly peeled off and the durability of the engine is not reduced, and an aluminum alloy sleeve is provided in a cylinder bore portion to reduce the weight.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、アルミニウム合金の鋳物からなる母材
のシリンダボア内にアルミニウム合金からなるスリーブ
が装着されたシリンダブロックにおいて、前記スリーブ
内周面にメッキ層を形成するとともに、前記スリーブ内
周面のうちクランクケース側となる端部にメッキ層支持
部を露出させた非メッキ層を円環状に設けたことを特徴
とするアルミニウム合金製シリンダブロックを提供す
る。According to the present invention, there is provided a cylinder block in which a sleeve made of an aluminum alloy is mounted in a cylinder bore of a base material made of an aluminum alloy casting. A cylinder block made of an aluminum alloy, wherein a non-plated layer exposing a plated layer support portion is provided in an annular shape at an end of the inner peripheral surface of the sleeve on the crankcase side, wherein the plated layer is formed. I will provide a.
【0011】この構成によれば、エンジンの運転停止に
よる熱膨張および熱収縮によりメッキ層がメッキ支持部
から剥がれるおそれのあるスリーブ内周面のクランク室
側端部からシリンダブロックの母材にかけての部分にメ
ッキ層が形成されることはなく、また、エンジン運転中
スリーブの振動により、メッキ層がメッキ支持部から剥
がれるおそれのある、スリーブ内周面のうちクランク室
側端部にメッキ層が形成されないので、メッキの剥がれ
による問題が生じることはない。According to this configuration, the portion from the crank chamber side end of the inner peripheral surface of the sleeve to the base material of the cylinder block where the plating layer may be peeled off from the plating support portion due to thermal expansion and thermal contraction due to engine stoppage. No plating layer is formed on the crank chamber side end of the inner peripheral surface of the sleeve, which may be peeled off from the plating supporting portion by the vibration of the sleeve during operation of the engine. Therefore, there is no problem caused by peeling of the plating.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態に係る
スリーブ入りアルミニウム合金製シリンダブロックの断
面構成図である。図において、符号1はガソリンを燃料
とする4サイクル内燃機関で、この内燃機関1はシリン
ダブロック2を有している。このシリンダブロック2の
下部のスカート部6とクランクケース7で形成されるク
ランク室3にクランク軸4が収容されると共に、このク
ランク軸4はその軸心5回りに回転自在となるように上
記スカート部6に支承されている。また、これらスカー
ト部6とクランクケース7とは締結具8により、互いに
着脱自在に締結されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sectional view of a cylinder block made of an aluminum alloy containing a sleeve according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a four-cycle internal combustion engine using gasoline as fuel, and the internal combustion engine 1 has a cylinder block 2. A crankshaft 4 is accommodated in a crank chamber 3 formed by a skirt portion 6 at a lower portion of the cylinder block 2 and a crankcase 7, and the crankshaft 4 is rotatable around its axis 5. It is supported by part 6. The skirt 6 and the crankcase 7 are detachably fastened to each other by fasteners 8.
【0013】上記シリンダブロック2の上部にはシリン
ダ本体10が突設され、これらスカート部6とシリンダ
本体10はアルミ合金製で互いに一体成形されている。A cylinder body 10 protrudes from the upper part of the cylinder block 2. The skirt portion 6 and the cylinder body 10 are made of an aluminum alloy and are integrally formed with each other.
【0014】このアルミニウム合金製のスカート部6と
シリンダ本体10からなる一体鋳造品が本発明に係るシ
リンダブロックの母材60を構成する。この母材60と
後述のスリーブ40により、シリンダブロック2が構成
される。The integral casting comprising the aluminum alloy skirt 6 and the cylinder body 10 constitutes the base material 60 of the cylinder block according to the present invention. The cylinder block 2 is constituted by the base material 60 and a sleeve 40 described later.
【0015】上記シリンダ本体10内には軸心11が縦
向きの断面円形のシリンダボア12が形成されている。A cylinder bore 12 having a circular section is formed in the cylinder body 10 with an axis 11 oriented vertically.
【0016】このシリンダボア12内に本発明に係るス
リーブ40が、後述のように、鋳込み又は圧入により装
着されている。このスリーブ40の内周面37には、後
述のように、耐摩耗性および潤滑性を高めるためのメッ
キ処理が施されている。A sleeve 40 according to the present invention is mounted in the cylinder bore 12 by casting or press fitting as described later. As described later, the inner peripheral surface 37 of the sleeve 40 is subjected to a plating process for enhancing abrasion resistance and lubricity.
【0017】このシリンダボア12の下端は上記クラン
ク室3に連通し、同上シリンダボア12の上端はシリン
ダヘッド13によって閉じられている。このシリンダヘ
ッド13は上記シリンダ本体10の上端に着脱自在に締
結されている。The lower end of the cylinder bore 12 communicates with the crank chamber 3, and the upper end of the cylinder bore 12 is closed by a cylinder head 13. The cylinder head 13 is detachably fastened to the upper end of the cylinder body 10.
【0018】上記シリンダ本体10内のシリンダボア1
2にピストン15が軸方向摺動自在に嵌入されている。
また、一端が上記クランク軸4に連結され、他端が上記
ピストン15にピストンピン16により連結される連接
棒17が設けられ、この連接棒17によりクランク軸4
とピストン15とが連結されている。ピストン15には
ピストンリング15aが装着されこれがシリンダボア内
面に摺接する。Pはピストン15の摺動範囲を示す。Cylinder bore 1 in cylinder body 10
2, a piston 15 is slidably fitted in the axial direction.
Further, a connecting rod 17 having one end connected to the crankshaft 4 and the other end connected to the piston 15 by a piston pin 16 is provided.
And the piston 15 are connected. A piston ring 15a is mounted on the piston 15 and slides on the inner surface of the cylinder bore. P indicates the sliding range of the piston 15.
【0019】上記シリンダボア12内で、上記シリンダ
ヘッド13とピストン15とで囲まれた空間が燃焼室1
9を構成する。この燃焼室19とシリンダヘッド13の
外部とを連通させる吸気ポート20と排気ポート21と
が、上記シリンダヘッド13に形成され、上記各ポート
20、21を開閉する吸気弁22と排気弁23とが設け
られている。また、上記燃焼室19に放電部が臨む点火
プラグが設けられている。A space surrounded by the cylinder head 13 and the piston 15 in the cylinder bore 12 is a combustion chamber 1.
9. An intake port 20 and an exhaust port 21 for communicating the combustion chamber 19 with the outside of the cylinder head 13 are formed in the cylinder head 13, and an intake valve 22 and an exhaust valve 23 for opening and closing the ports 20 and 21 are formed. Is provided. Further, an ignition plug facing the discharge unit is provided in the combustion chamber 19.
【0020】そして、上記ピストン15の下降と吸気弁
22の開弁により吸気ポート20を通して混合気26が
シリンダボア12に吸入され、これがピストン15の上
昇で圧縮されて上記点火プラグにより着火、燃焼させら
れる。これにより、内燃機関1が駆動して、上記クラン
ク軸4を介して出力される。上記燃焼により生じた排気
27は、上記排気弁23の開弁により排気ポート21を
通して排出される。When the piston 15 is lowered and the intake valve 22 is opened, the air-fuel mixture 26 is sucked into the cylinder bore 12 through the intake port 20 and is compressed by the rise of the piston 15 to be ignited and burned by the spark plug. . Thus, the internal combustion engine 1 is driven and output via the crankshaft 4. The exhaust gas 27 generated by the combustion is discharged through the exhaust port 21 by opening the exhaust valve 23.
【0021】また、上記シリンダ本体10に冷却水ジャ
ケット28が形成されていて、燃焼熱により上記シリン
ダ本体10が高温になることが抑制される。Further, a cooling water jacket 28 is formed in the cylinder body 10 to suppress the temperature of the cylinder body 10 from becoming high due to combustion heat.
【0022】(実施例)上記シリンダブロック2のスカ
ート部6およびシリンダ本体10からなる本発明のシリ
ンダブロック母材60を形成するアルミニウム合金の実
施例としては、以下の表1および表2に示すJIS規格
のアルミニウム合金が使用可能である。(Example) Examples of the aluminum alloy forming the cylinder block base material 60 of the present invention comprising the skirt portion 6 of the cylinder block 2 and the cylinder body 10 are JIS shown in Tables 1 and 2 below. Standard aluminum alloys can be used.
【0023】[0023]
【表1】 [Table 1]
【0024】[0024]
【表2】 [Table 2]
【0025】また、上記シリンダボア12の内周面を構
成するスリーブ40のアルミニウム合金の実施例として
は、以下の表3に示す合金が使用可能である。Further, as an example of the aluminum alloy of the sleeve 40 constituting the inner peripheral surface of the cylinder bore 12, alloys shown in Table 3 below can be used.
【0026】[0026]
【表3】 [Table 3]
【0027】上記表1〜表3に示したように、母材のア
ルミニウム合金はSiを5〜20%(重量%)含有し、
スリーブのアルミニウム合金としては、(スリーブのS
i重量含有率/母材のSi重量含有率)×100をαと
すると、 50<α<150 となるようなSi含有量のアルミニウム合金を用いる。
このような構成のアルミニウム合金を用いて母材および
スリーブをそれぞれ形成することにより、母材とスリー
ブの熱膨張率の差が小さくなり、母材とスリーブ間での
ヒートスポットの発生やスリーブ内周面の熱変形が軽減
して、スリーブ内周面に施したメッキの剥がれが抑制さ
れる。As shown in Tables 1 to 3, the base aluminum alloy contains 5 to 20% (% by weight) of Si.
As the aluminum alloy of the sleeve, (S
An aluminum alloy having a Si content that satisfies 50 <α <150, where α is the content of (i weight content / Si weight content of base material) × 100.
By forming each of the base material and the sleeve using the aluminum alloy having such a configuration, the difference in the coefficient of thermal expansion between the base material and the sleeve is reduced, and a heat spot is generated between the base material and the sleeve, and the inner circumference of the sleeve is reduced. Thermal deformation of the surface is reduced, and peeling of plating applied to the inner peripheral surface of the sleeve is suppressed.
【0028】なお、表2のAC4Cによりシリンダブロ
ック母材60を形成する場合には、母材60のSi重量
含有率は6.5〜7.5%となるので、表3の合金1あ
るいは合金2において、Si含有量を例えば3.75〜
9.75重量%に変更した合金を使用し、上記スリーブ
のSi重量含有率/母材のSi重量含有率の条件を満足
させるようにする。同様に、ADC10によりシリンダ
ブロック母材60を形成する場合には、母材60のSi
重量含有率は7.5〜9.5%となるので、表3の合金
1あるいは合金2において、Si含有量を例えば4.7
5〜15重量%に変更した合金を使用し、上記スリーブ
のSi重量含有率/母材のSi重量含有率の条件を満足
させるようにする。When the cylinder block base material 60 is formed by AC4C in Table 2, the Si content by weight of the base material 60 is 6.5 to 7.5%. 2, the Si content is, for example, 3.75 to
An alloy changed to 9.75% by weight is used to satisfy the condition of Si content by weight of the sleeve / Si content by weight of the base material. Similarly, when the cylinder block base material 60 is formed by the ADC 10,
Since the weight content is 7.5 to 9.5%, in the alloy 1 or the alloy 2 in Table 3, the Si content is set to, for example, 4.7.
An alloy changed to 5 to 15% by weight is used so as to satisfy the condition of Si weight content of the sleeve / Si weight content of the base material.
【0029】さらに、表3に示すようにスリーブのアル
ミニウム合金は各々少なくとも0.2以上10以下のC
uとMgの両方を含有する。これにより、下記するよう
にT6処理をして容易に硬度をHB 70以上とすること
ができる。なお、CuとMgの内一方のみ含有する場合
でもT6処理をして容易に硬度をHB 70以上とするこ
とができる。また、表1及び表2に示すように母材のア
ルミニウム合金はCuとMgの一方あるいは両方を含有
する。これにより、下記するようにスリーブとともに母
材にT6処理をして容易に硬度を上げることができ、ス
リーブのメッキ層支持部のメッキ保持能力の向上を図り
つつ、シリンダブロック全体の剛性を上昇させることが
でき、エンジンの耐久性を向上させることができる。Further, as shown in Table 3, the aluminum alloy of the sleeve has a C content of at least 0.2 to 10 each.
Contains both u and Mg. Thereby, the hardness can be easily increased to HB 70 or more by performing the T6 treatment as described below. Even when only one of Cu and Mg is contained, the hardness can be easily increased to HB 70 or more by T6 treatment. Further, as shown in Tables 1 and 2, the base aluminum alloy contains one or both of Cu and Mg. This makes it possible to easily increase the hardness by performing T6 treatment on the base material together with the sleeve as described below, and to increase the rigidity of the entire cylinder block while improving the plating holding ability of the plating layer support portion of the sleeve. And the durability of the engine can be improved.
【0030】図2は、本発明に係るスリーブ鋳込みによ
るシリンダブロックの製造工程を説明するためのフロー
チャートである。このフローにおいて、T6処理(ステ
ップS2、S4、S6)は、スリーブのメッキ層支持部
となる内周面の表面硬度を高めるために、JIS規格H
5202に基づき、スリーブ単体またはスリーブを鋳込
んだブロック全体を所定の温度で溶体化後時効硬化する
ものであり、S2、S4、S6のいずれか1回行えばよ
く、或いは省略してもよい。このようなT6処理により
スリーブ表面硬度をHB 70以上(70〜150)とす
ることが望ましい。なお、スリーブの押出しまたは引き
抜き成形により、内周面の表面硬度をHB 70以上とし
た場合には、その後のT6処理による表面硬化処理を省
略することもできる。FIG. 2 is a flowchart for explaining a process of manufacturing a cylinder block by casting a sleeve according to the present invention. In this flow, the T6 treatment (steps S2, S4, S6) is performed in accordance with JIS standard H in order to increase the surface hardness of the inner peripheral surface serving as the plated layer support of the sleeve.
According to 5202, the sleeve alone or the entire block into which the sleeve is cast is solution-aged at a predetermined temperature and then age-hardened, and may be performed once in S2, S4, or S6, or may be omitted. It is desirable that the surface hardness of the sleeve be HB 70 or more (70 to 150) by such T6 treatment. When the surface hardness of the inner peripheral surface is made HB 70 or more by extrusion or drawing of the sleeve, the subsequent surface hardening treatment by T6 treatment can be omitted.
【0031】なお、S2、S4のいずれかのT6処理に
よれば、スリーブのみ硬度上昇を図ることができる。鋳
込み時、溶湯状態の母材側の熱によりスリーブの硬度が
若干低下するが、鋳造時間そのものはT6処理に相対し
て短く、スリーブの内周側の硬度をHB 70以上に保つ
ことができる。また、S6のT6処理によれば、スリー
ブの硬度上昇に加えシリンダブロックの母材の硬度も上
昇することができ、シリンダブロック全体の剛性を上昇
させることができ、エンジン振動により各部の摺動部の
クリアランス等が小さくなって摺動摩耗が増加する等に
起因する、エンジンの耐久性の低下を防止することがで
きる。In addition, according to the T6 process of S2 or S4, the hardness of only the sleeve can be increased. At the time of casting, the hardness of the sleeve slightly decreases due to the heat of the base material in the molten state, but the casting time itself is shorter than that of the T6 treatment, and the hardness of the inner peripheral side of the sleeve can be maintained at HB 70 or more. Further, according to the T6 process in S6, the hardness of the base material of the cylinder block can be increased in addition to the increase in the hardness of the sleeve, the rigidity of the entire cylinder block can be increased, and the sliding portion of each part can be increased by engine vibration. Of the engine can be prevented from being reduced due to, for example, an increase in sliding wear due to a decrease in clearance or the like.
【0032】外周ショットブラスト(ステップS3)
は、スリーブ外周面に細かい凹凸を形成し、母材との接
合性を高めるためのものである。このようにスリーブの
鋳込み前にスリーブ外周面に凹凸を形成することによ
り、運転中の母材とスリーブの熱膨張率の違いにより緊
迫力が低下しても、スリーブの抜けを確実に防止でき
る。このようなスリーブ外周面の凹凸は、ショットブラ
スト以外にも他の機械加工あるいはスリーブ全体の酸洗
い(エッチング)等により形成することができる。な
お、このショットブラスト処理(ステップS3)は省略
してもよい。また、ショットブラスト等によりスリーブ
外周に凹凸を形成して母材との接合性を高める方法に代
えて、低融点半田を用いてスリーブと母材とを接合しス
リーブの抜け防止を図ってもよい。Outer peripheral shot blast (step S3)
Is for forming fine irregularities on the outer peripheral surface of the sleeve to improve the bonding property with the base material. By forming the irregularities on the outer peripheral surface of the sleeve before casting the sleeve, the sleeve can be reliably prevented from coming off even if the tension force is reduced due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the base material and the sleeve during operation. Such irregularities on the outer peripheral surface of the sleeve can be formed by other mechanical processing other than shot blasting, or by pickling (etching) the entire sleeve. Note that the shot blast processing (step S3) may be omitted. Further, instead of a method of forming irregularities on the outer periphery of the sleeve by shot blasting or the like to enhance the bonding property with the base material, the sleeve and the base material may be bonded by using low melting point solder to prevent the sleeve from coming off. .
【0033】なお、ここでショットブラストとは、粒径
が50〜150μmの鋼球、超硬ビーズ、ステンレス鋼
球、亜鉛ビーズ、ガラスビーズや、粒径はもう少し大き
い石英を多く含む川砂等を、投射機で、例えば40〜8
0m/sの投射速度でワークに投射するものを言う。Here, shot blasting refers to steel balls, carbide beads, stainless steel balls, zinc beads, glass beads having a particle size of 50 to 150 μm, river sand containing a lot of quartz having a slightly larger particle size, and the like. With a projector, for example, 40-8
It refers to what is projected onto a work at a projection speed of 0 m / s.
【0034】(実施例)スリーブ鋳込みによる製造方法
の実施例は、図3に示すように、T6処理(S2、S
4、S6)および外周ショットブラスト(S3)を省略
したフローAが最低限必要なステップを含むフローとな
る(ただし、予め押出し又は引き抜き成形によりスリー
ブの硬度をHB 70以上としておくことが必要であ
る)。フローBおよびフローCは、同じく外周ショット
ブラスト(S3)を省略したものであり、このうちフロ
ーBはスリーブ鋳込み工程(ステップS5)の前にT6
処理を施したフローであり、フローCはスリーブ鋳込み
工程(ステップS5)の後にT6処理を施したフローで
ある。(Embodiment) As shown in FIG. 3, the embodiment of the manufacturing method using the sleeve casting is a T6 treatment (S2, S6).
4, S6) and the flow A in which the outer peripheral shot blast (S3) is omitted become a flow including the minimum necessary steps (however, it is necessary that the hardness of the sleeve is previously set to HB 70 or more by extrusion or drawing). ). The flow B and the flow C are also similar to those obtained by omitting the outer peripheral shot blast (S3). Among them, the flow B is a T6 before the sleeve casting step (step S5).
This is the flow after the processing, and the flow C is the flow after the T6 processing after the sleeve casting step (Step S5).
【0035】フローD〜Gは外周ショットブラスト工程
(ステップS3)を施すフローである。このうち、フロ
ーDはT6処理を省略したフロー(ただし、予め押出し
又は引き抜き成形によりスリーブの硬度をHB 70以上
としておくことが必要である)、フローEはショットブ
ラスト処理(S3)の前にT6処理(S2)を施したフ
ロー、フローFはショットブラスト(S3)の後で且つ
スリーブ鋳込み(S5)の前にT6処理(S4)を施し
たフロー、フローGはスリーブ鋳込み(S5)の後にT
6処理(S6)を施したフローである。Flows D to G are for performing the outer peripheral shot blasting step (step S3). Among them, the flow D is a flow in which the T6 treatment is omitted (however, the hardness of the sleeve must be set to HB 70 or more by extrusion or drawing in advance), and the flow E is a T6 treatment before the shot blasting treatment (S3). The flow subjected to the treatment (S2), the flow F is the flow subjected to the T6 treatment (S4) after the shot blast (S3) and before the sleeve casting (S5), and the flow G is the T after the sleeve casting (S5).
6 is a flow that has been subjected to the processing 6 (S6).
【0036】ステップS7〜S10については、各フロ
ーA〜Eともに同様に実施される。すなわち、ステップ
S7では、鋳込んだスリーブおよびその他のシリンダブ
ロック各部を機械加工により形状を整える。続いてステ
ップS8において、スリーブ内面の耐摩耗性および潤滑
性を向上させるためにスリーブ内面にメッキ処理が施さ
れる(後述)。次にステップS9において、シリンダボ
ア(スリーブ)内面がホーニング処理される。最後にシ
リンダブロック全体が洗浄処理されフローが終了する
(ステップS10)。Steps S7 to S10 are similarly performed for each of the flows A to E. That is, in step S7, the shapes of the cast sleeve and other parts of the cylinder block are adjusted by machining. Subsequently, in step S8, plating is performed on the inner surface of the sleeve in order to improve the wear resistance and lubricity of the inner surface of the sleeve (described later). Next, in step S9, the inner surface of the cylinder bore (sleeve) is honed. Finally, the entire cylinder block is cleaned, and the flow ends (step S10).
【0037】図4は前記メッキ処理工程(ステップS
8)の詳細なフローチャートであり、図5はこのメッキ
処理を行うメッキ処理装置の構成図である。また、図6
はこのメッキ処理工程の要部ステップでのスリーブ処理
表面の断面図である。FIG. 4 shows the plating process (step S).
8) is a detailed flowchart, and FIG. 5 is a block diagram of a plating apparatus for performing this plating process. FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a sleeve processing surface in a main step of the plating process.
【0038】図4のフローチャートにおいて、スリーブ
内面のメッキ処理は、基本的には、脱脂処理(ステップ
S11)、アルカリエッチング処理(ステップS1
3)、混酸エッチング処理(ステップS15)、アルマ
イト処理(ステップS17)および複合メッキ処理(ス
テップS19)の5つの工程からなり、各工程の後に水
洗処理(ステップS12、14、16、18、20)が
施される。In the flowchart of FIG. 4, the plating of the inner surface of the sleeve is basically performed by a degreasing process (step S11) and an alkali etching process (step S1).
3), five processes of mixed acid etching process (step S15), alumite process (step S17), and composite plating process (step S19), and after each process, washing process (steps S12, 14, 16, 18, and 20). Is applied.
【0039】この水洗処理は各工程ごとに別々の2つの
水槽(合計10個)を用いて、シリンダブロック全体を
順番に2つの水槽内に浸漬し上下に動かして前工程の処
理液を除去するものである。水槽内の水は定期的に新し
い清浄な水と交換される。各水洗処理終了後に次の工程
への移動はできるだけ速やかに行い、表面に水膜がつい
ている状態で次の処理を行うことが望ましい。これによ
り、処理部への塵埃等の付着や空気中の酸素が直接触れ
ることを防止して酸化膜の形成等を防止し、後の工程で
の処理の信頼性を高めることができる。これは特にメッ
キ処理の場合有効である。In this water washing process, two separate water tanks (a total of ten tanks) are used for each step, and the entire cylinder block is sequentially immersed in the two water tanks and moved up and down to remove the processing liquid in the previous step. Things. The water in the aquarium is regularly replaced with fresh clean water. It is desirable to move to the next step as soon as possible after completion of each water washing treatment, and to carry out the next treatment with a water film on the surface. Accordingly, it is possible to prevent dust or the like from adhering to the processing unit and to prevent oxygen in the air from directly touching, thereby preventing formation of an oxide film and the like, and improving reliability of processing in a later step. This is particularly effective in the case of plating.
【0040】図5に示すように、スリーブ40を母材6
0に鋳込んだシリンダブロック2は、スリーブ40の内
周面37に各処理を施すために、シリンダ本体10を下
側にして、各工程において専用の装置本体44上にシー
ル用ガスケット41を介して搭載される。各工程でそれ
ぞれ専用の処理液槽48内の処理液47が専用のポンプ
49により装置本体44の内部に供給され、スリーブ4
0の内側を上昇して内筒46を通って処理液槽48に戻
る。As shown in FIG. 5, the sleeve 40 is
The cylinder block 2 cast into the cylinder body 0 has a cylinder body 10 on the lower side and a sealing gasket 41 on a dedicated apparatus body 44 in each step in order to perform various processes on the inner peripheral surface 37 of the sleeve 40. Mounted. In each process, the processing liquid 47 in the processing liquid tank 48 dedicated to each is supplied to the inside of the apparatus main body 44 by the dedicated pump 49, and the sleeve 4
0, and returns to the processing liquid tank 48 through the inner cylinder 46.
【0041】ガスケット41は、各処理工程における処
理液の漏れを防止するためのシール材であるとともに、
後述のアルマイト処理工程(ステップS17)および複
合メッキ工程(ステップS19)においては電解作用の
絶縁材として機能する。このアルマイト処理工程と複合
メッキ工程においてはそれぞれ、例えば交流電源63か
ら整流器64および制御回路65を介してシリンダ本体
10と内筒46d(46e)間に直流電圧を印加して電
解液中に直流電流を流す。なお、その他の工程において
は処理液中に直流電流は流さない。The gasket 41 is a sealing material for preventing a processing liquid from leaking in each processing step.
In the alumite treatment step (step S17) and the composite plating step (step S19), which will be described later, it functions as an insulating material for electrolytic action. In the alumite treatment step and the composite plating step, for example, a DC voltage is applied between the cylinder body 10 and the inner cylinder 46d (46e) from the AC power supply 63 via the rectifier 64 and the control circuit 65, and the DC Flow. In the other steps, no DC current is passed through the processing solution.
【0042】まず、図4の脱脂処理(ステップS11)
において、スリーブ40の内周面37(図5)に付着す
る加工油等の汚れを除去する。この脱脂処理は、図5に
示すように、処理液槽48a内の脱脂液47aをポンプ
49aにより装置本体44a内に供給して行う。脱脂液
47aは、スリーブ40の内周面に接しながら上昇し内
筒46aを通って処理液槽48aに戻って循環し、スリ
ーブ内周面37を脱脂処理する。First, the degreasing process of FIG. 4 (step S11)
At this time, dirt such as processing oil adhering to the inner peripheral surface 37 (FIG. 5) of the sleeve 40 is removed. As shown in FIG. 5, this degreasing treatment is performed by supplying a degreasing liquid 47a in a processing liquid tank 48a into an apparatus main body 44a by a pump 49a. The degreasing liquid 47a rises while being in contact with the inner peripheral surface of the sleeve 40, returns to the processing liquid tank 48a through the inner cylinder 46a, circulates, and degreases the inner peripheral surface 37 of the sleeve.
【0043】この脱脂処理により、図6(a)に示すよ
うに、スリーブ表面53(スリーブ40の内周面37)
が清浄化される。図中、51はアルミ合金地、52は初
晶Siの粒子を示す。By this degreasing process, as shown in FIG. 6A, the sleeve surface 53 (the inner peripheral surface 37 of the sleeve 40)
Is cleaned. In the figure, reference numeral 51 denotes an aluminum alloy material, and 52 denotes primary crystal Si particles.
【0044】その後前述のように、2つの水槽を用い
て、順番にシリンダブロック61を水槽内に浸漬して上
下に動かして前工程の脱脂液を水洗除去する(ステップ
S12)。Thereafter, as described above, using the two water tanks, the cylinder block 61 is sequentially immersed in the water tank and moved up and down to wash and remove the degreasing liquid in the previous step (step S12).
【0045】次にアルカリエッチング工程(ステップS
13)において、別の処理液槽48b内のアルカリ液4
7bがポンプ49bにより装置本体44b内に供給さ
れ、スリーブ40の内面に接しながら上昇し内筒46b
を通って処理液槽48bに戻る。このアルカリエッチン
グ処理によりスリーブ内周面37の酸化皮膜が除去され
る。この状態では、図6(b)に示すように、さらにス
リーブ表面53のアルミ合金地51がエッチングにより
幾分溶解除去される。次に前述のように、水洗処理によ
りアルカリ液が洗浄され除去される(ステップS1
4)。Next, an alkali etching step (Step S)
13), the alkaline solution 4 in another processing solution tank 48b
7b is supplied into the apparatus main body 44b by the pump 49b, and rises while being in contact with the inner surface of the sleeve 40 and rises in the inner cylinder 46b.
And returns to the processing liquid tank 48b. The oxide film on the inner peripheral surface 37 of the sleeve is removed by this alkali etching treatment. In this state, as shown in FIG. 6B, the aluminum alloy base 51 on the sleeve surface 53 is further dissolved and removed to some extent by etching. Next, as described above, the alkaline solution is washed and removed by the water washing process (Step S1).
4).
【0046】次に、アルミニウム合金中の初晶Si粒子
を除去するための混酸エッチング処理が施される(ステ
ップS15)。このステップS15においては、専用の
処理液槽48c内の混酸液47cがポンプ49cにより
装置本体44c内に供給され、スリーブ40の内周面3
7を上昇し内筒46cを通って処理液槽48cに戻る。
この混酸液47cの循環により、図6(c)に示すよう
に、スリーブ内周面に露出するSi粒子52が溶解除去
され、その跡に凹みが形成される。Next, a mixed acid etching process for removing primary crystal Si particles in the aluminum alloy is performed (step S15). In this step S15, the mixed acid solution 47c in the dedicated treatment liquid tank 48c is supplied into the apparatus main body 44c by the pump 49c, and the inner peripheral surface 3
7 and returns to the processing liquid tank 48c through the inner cylinder 46c.
By the circulation of the mixed acid solution 47c, as shown in FIG. 6C, the Si particles 52 exposed on the inner peripheral surface of the sleeve are dissolved and removed, and a dent is formed in the trace.
【0047】ここで、混酸液としては、フッ化水素酸と
硝酸を1:2の体積割合で混合したものか、フッ化水素
酸と硝酸と酢酸を1:2:1の体積割合で混合したもの
を使用する。なお、これらにさらに界面活性剤を少量添
加したものでもよい。この混酸エッチングでSiを溶解
除去してメッキのアンカー用の凹部を形成でき、スリー
ブを構成するアルミニウム合金中のSi粒子の粒径や分
散状態を変化させることにより、メッキ保持能力を向上
させることができる。Here, the mixed acid solution may be a mixture of hydrofluoric acid and nitric acid in a volume ratio of 1: 2, or a mixture of hydrofluoric acid, nitric acid and acetic acid in a volume ratio of 1: 2: 1. Use things. In addition, what added a small amount of surfactant further to these may be used. This mixed acid etching dissolves and removes Si to form a recess for plating anchor, and improves the plating holding ability by changing the particle size and dispersion state of Si particles in the aluminum alloy constituting the sleeve. it can.
【0048】このようなSi粒子跡の凹みによりスリー
ブ内周が凹凸面となり、凹みのアンカー効果により後の
工程のメッキの密着性が向上しメッキが剥がれ難くな
る。Due to the depression of the Si particle trace, the inner periphery of the sleeve becomes an uneven surface, and the adhesion effect of the plating in the subsequent step is improved by the anchor effect of the depression, and the plating is hardly peeled off.
【0049】なお、スリーブ内面に微細な凹部を形成す
るために、前述の混酸エッチング処理によりSi粒子を
除去する方法の他に、スリーブ内面へショットブラスト
処理を施してもよい。In order to form fine recesses on the inner surface of the sleeve, shot blasting may be performed on the inner surface of the sleeve, in addition to the above-described method of removing Si particles by mixed acid etching.
【0050】Si粒子を混酸エッチングにより除去して
スリーブ内面に凹部を形成する場合、アルミ合金に初晶
Si粒子が微細な状態で均一に分布させることが望まし
い。また、エッチングによりSiが除去されて形成され
る孔(凹み)の大きさのばらつきを小さくするため、S
i粒子の大きさが均一であることが望ましい。これらに
より、アンカー効果を大きくし且つこの効果の分布が均
一化し、メッキの密着性の分布が均一化する。また、ス
リーブをアルミ合金の押出し材または引き抜き材で形成
することにより、Si結晶粒の微小化を図ってもよい。When the recesses are formed on the inner surface of the sleeve by removing the Si particles by mixed acid etching, it is desirable that the primary crystal Si particles are uniformly distributed in a fine state in the aluminum alloy. Further, in order to reduce variation in the size of a hole (dent) formed by removing Si by etching, S
It is desirable that the i-particles have a uniform size. As a result, the anchor effect is increased, the distribution of this effect is made uniform, and the distribution of plating adhesion is made uniform. In addition, the Si crystal grains may be miniaturized by forming the sleeve with an extruded or drawn material of an aluminum alloy.
【0051】なお、本実施例においては、Si粒子を球
形に換算した時の径は1μm〜100μmとしており、
アンカー効果によるメッキの密着性が高い。また、Si
粒子の分布数を増加させるため、Siの重量含有率を1
0〜14と多くしている。且つ、Si粒子の分布を均一
化し、メッキの密着性が低い部分を作らないようにする
ため、安定した条件での押出しあるいは引き抜きによる
長尺のパイプ材を切断してスリーブ素材とするとしてい
る。なおさらに、各Si粒子の平均の換算径は20〜3
0μmとすることが望ましい。且つ換算径のばらつきも
±10〜15μm程度とすることが望ましい。In the present embodiment, the diameter of the spherical Si particles is 1 μm to 100 μm.
High plating adhesion due to anchor effect. In addition, Si
In order to increase the number of particles distributed, the weight content of Si is set to 1
It is often 0-14. In addition, in order to make the distribution of Si particles uniform and to prevent a portion having low adhesion of plating from being formed, a long pipe material is cut into a sleeve material by extrusion or drawing under stable conditions. Furthermore, the average converted diameter of each Si particle is 20 to 3
Desirably, it is 0 μm. Further, it is desirable that the variation of the converted diameter is also about ± 10 to 15 μm.
【0052】次に、前述のように、水洗処理により混酸
液が洗浄され除去される(ステップS16)。次に、ス
テップS17において、アルミニウムの陽極酸化処理
(アルマイト処理)を施す。このアルマイト処理におい
ては、シリンダ本体10に直流電源の正電圧が印加さ
れ、内筒46dがアースされるとともに、専用の処理液
槽48d内のアルマイト液(電解液)47dがポンプ4
9dにより装置本体44d内に供給され、スリーブ40
の内周面37を上昇し内筒46dを通って処理液槽48
dに戻る。Next, as described above, the mixed acid solution is washed and removed by the water washing process (step S16). Next, in step S17, an anodizing treatment (alumite treatment) of aluminum is performed. In this alumite treatment, a positive voltage of a DC power supply is applied to the cylinder body 10, the inner cylinder 46d is grounded, and the alumite liquid (electrolyte) 47d in a dedicated treatment liquid tank 48d is pumped by the pump 4.
9d into the apparatus main body 44d,
Of the processing liquid tank 48 through the inner cylinder 46d.
Return to d.
【0053】このアルマイト液47dの高速循環によ
り、図6(d)に示すように、Si粒子52が除去され
た跡に形成された凹みのアルミ地が露出する内部表面と
ともにスリーブのアルミ地が露出する内周面全体に0.
1〜1μmの厚さのアルマイト層54が形成される。こ
の膜厚に達しない場合には、電流値を大きくし電流密度
おを大きくするか、処理液の循環速度を大きくするか、
あるいは処理時間を長くする。Due to the high-speed circulation of the alumite liquid 47d, as shown in FIG. 6 (d), the aluminum surface of the sleeve is exposed together with the inner surface where the concave aluminum surface formed at the mark where the Si particles 52 have been removed is exposed. To the entire inner peripheral surface.
An alumite layer 54 having a thickness of 1 to 1 μm is formed. If the film thickness does not reach this value, increase the current value to increase the current density, or increase the circulation speed of the processing solution,
Alternatively, the processing time is lengthened.
【0054】なお、Si粒子が完全には除去できず、凹
みは形成されるが内部表面に僅かにSi粒子が残る部分
においても、Siは不電導体であるがアルマイト液47
dが高速で循環されることにより、残留Si粒子の周囲
のアルミ地を酸化して形成されるアルマイト層が、Si
粒子が残る部分にも付着し密着する。このアルマイト層
は0.1〜1μmの微小厚であり電気を通すので、次工
程の複合メッキ時において、メッキ液中の金属イオンを
還元させてアルマイト層にメッキ層を形成することがで
きる。In the part where the Si particles cannot be completely removed and a dent is formed but the Si particles slightly remain on the inner surface, even though the Si is an electric conductor, the alumite solution 47
d is circulated at a high speed, whereby an alumite layer formed by oxidizing the aluminum surrounding the residual Si particles is
It adheres and adheres to the part where the particles remain. Since the alumite layer has a very small thickness of 0.1 to 1 μm and conducts electricity, it is possible to form a plating layer on the alumite layer by reducing metal ions in the plating solution at the time of composite plating in the next step.
【0055】すなわち、アルミ地が露出する平坦面およ
び凹みに加え、Si粒子が残る部分においてもメッキ層
が形成される。そして、Si粒子52が除去された跡に
形成される凹部内部に、薄厚(0.1〜1μm)のアル
マイト層が形成されてなお大きく残る凹部内部に食い込
むようにしてメッキ層が形成されることによるアンカー
効果によるメッキの密着性向上に加え、このアルマイト
層54は柱状酸化膜層であり、アルマイト層54表面か
らアルミ地に到る微小なピンホールが、無数に形成され
たポーラス状になるので、アルマイト層54が電気を通
しやすくなってアルマイト層表面にメッキが可能になる
とともに、メッキ層がピンホール内にも形成されるの
で、アンカー効果が大きく、メッキの密着性がさらに高
められる。一方、アルマイト層の厚みを20〜30μm
にする硬質アルマイト処理においては、アルマイト層が
電気を通しにくくなるので、アルマイト層にメッキを施
すことが困難になる。同様に、押出し或いは引き抜きし
たままの表面あるいは加工により酸化膜を除去した加工
面にも、空気中に放置することにより表面が自然に酸化
して酸化皮膜が形成されているが、この酸化皮膜は電気
を通しにくくメッキが困難になるとともに、たとえメッ
キ層が形成されたとしても、ピンホールが形成されるア
ルマイト処理による酸化皮膜の場合のようなアンカー効
果が得られない。このため、前記ステップS13におい
てスリーブ表面のアルミニウムの自然酸化皮膜を除去
し、これに代えてステップS17でアンカー効果の大き
いアルマイト層54を形成する。That is, in addition to the flat surface and the dent where the aluminum ground is exposed, the plating layer is formed also in the portion where the Si particles remain. Then, a thin (0.1-1 μm) alumite layer is formed inside the recess formed at the mark where the Si particles 52 have been removed, and the plating layer is formed so as to bite into the still remaining recess. The alumite layer 54 is a columnar oxide film layer, and the pinholes extending from the surface of the alumite layer 54 to the aluminum ground become porous in which countless microholes are formed. The alumite layer 54 is easy to conduct electricity and can be plated on the surface of the alumite layer, and the plating layer is also formed in the pinhole, so that the anchor effect is large and the adhesion of plating is further enhanced. On the other hand, the thickness of the alumite layer is 20 to 30 μm
In the hard alumite treatment, the alumite layer becomes difficult to conduct electricity, and it becomes difficult to apply plating to the alumite layer. Similarly, an oxide film is formed on the surface that has been extruded or drawn out or on the processed surface from which the oxide film has been removed by processing, and the surface is naturally oxidized by being left in the air, and an oxide film is formed. It is difficult to conduct electricity and plating is difficult, and even if a plating layer is formed, an anchor effect as in the case of an oxide film formed by alumite treatment in which pinholes are formed cannot be obtained. For this reason, the natural oxide film of aluminum on the surface of the sleeve is removed in step S13, and instead, an alumite layer 54 having a large anchor effect is formed in step S17.
【0056】このアルマイト処理ステップS17におい
ては、処理液47dを高速で循環させ循環液量が多いた
め、処理液47dがクランク室側に噴出することを防止
するためにシリンダボア(スリーブ)の上部(クランク
室側)にカバー45dが装着される。このカバー45d
は、Oリング62によりスリーブ40の上端部をシール
する。なお、前述の脱脂処理(S11)、アルカリエッ
チング処理(S13)および混酸エッチング処理(S1
5)においては、処理液47a,47b,47cが低速
で循環液量が少ないためカバー45dは不要である。In the alumite processing step S17, since the processing liquid 47d is circulated at a high speed and the amount of the circulating liquid is large, the upper part (crank) of the cylinder bore (sleeve) is prevented in order to prevent the processing liquid 47d from spouting to the crank chamber side. The cover 45d is attached to the (room side). This cover 45d
Seals the upper end of the sleeve 40 with the O-ring 62. The degreasing process (S11), the alkali etching process (S13), and the mixed acid etching process (S1)
In 5), since the processing liquids 47a, 47b, and 47c are low in speed and the amount of circulating liquid is small, the cover 45d is unnecessary.
【0057】アルマイト処理後、前述のように、水洗処
理(ステップS18)により、アルマイト処理の電解液
が除去される。After the alumite treatment, the electrolytic solution of the alumite treatment is removed by the water washing treatment (step S18) as described above.
【0058】以上の前処理工程(ステップS11〜S1
8)の後、ステップS19において、スリーブ内周面に
複合メッキ処理が施される。この複合メッキ処理は高速
メッキ処理であり、後述のメッキ条件で、専用の処理液
槽48e内のメッキ液47eをポンプ49eにより装置
本体44e内に供給し、内筒46eを通して処理液槽4
8eに戻し高速で循環させながらスリーブ40の内面に
メッキを施す。The above pretreatment process (steps S11 to S1)
8) After that, in step S19, a composite plating process is performed on the inner peripheral surface of the sleeve. This composite plating process is a high-speed plating process. Under a plating condition described later, a plating solution 47e in a dedicated processing solution tank 48e is supplied into the apparatus main body 44e by a pump 49e, and the processing solution tank 4e is passed through the inner cylinder 46e.
8e, the inner surface of the sleeve 40 is plated while circulating at a high speed.
【0059】この高速メッキ工程においては、内筒46
eを電源回路の(+)側に、シリンダ本体10を(−)
側に接続し、直流電流をメッキ液中に流す。これによ
り、後述の組成のメッキ液中のNi+およびP+がスリー
ブ内周面に付着し、これに伴って分散剤であるSiC粒
子がメッキ層中に巻き込まれる。In this high-speed plating step, the inner cylinder 46
e to the (+) side of the power supply circuit and the cylinder body 10 to the (-) side.
Side, and direct current is passed through the plating solution. As a result, Ni + and P + in a plating solution having a composition described later adhere to the inner peripheral surface of the sleeve, and accordingly, SiC particles serving as a dispersant are caught in the plating layer.
【0060】このようにして、図6(e)に示すよう
に、アルマイト層54が形成されたスリーブ内周面に、
SiCを含み耐摩耗性および潤滑性に優れたメッキ層3
8が形成される。スリーブ40は、鋳造性を向上するた
めSiを含有させたアルミニウム合金製の母材60の熱
膨張係数と一致あるいは近づけるため、Siを含有させ
たアルミニウム合金製の材料を使用しているので、混酸
エッチング処理をメッキ工程の前処理として実施するこ
とにより表面に凹部を形成することができる。このた
め、このメッキ層38は、前記ステップS15でのSi
粒子除去による表面凹凸によるアンカー効果およびステ
ップS17のアルマイト層の微小ピンホールによるアン
カー効果のため、密着性が大幅に向上し、スリーブ内周
面に強固に付着する。Thus, as shown in FIG. 6E, the inner peripheral surface of the sleeve on which the alumite layer 54 has been formed
Plating layer 3 containing SiC and having excellent wear resistance and lubricity
8 are formed. The sleeve 40 is made of an aluminum alloy material containing Si in order to match or approximate the thermal expansion coefficient of the aluminum alloy base material 60 containing Si for improving castability. By performing the etching process as a pre-process of the plating process, a concave portion can be formed on the surface. For this reason, the plating layer 38 is made of the Si in step S15.
Due to the anchor effect due to the surface irregularities due to the removal of the particles and the anchor effect due to the minute pinholes of the alumite layer in step S17, the adhesion is greatly improved, and the adhesive adheres firmly to the inner peripheral surface of the sleeve.
【0061】このステップS19の高速メッキ処理にお
いてもスリーブ40の上端部にカバー45eが装着され
る。このカバー45eは、高速で循環するメッキ液47
eの飛散噴出を防止するとともに、スリーブ40の内面
のピストンの摺動範囲に対応したメッキの範囲を規制す
る。In the high-speed plating process in step S19, the cover 45e is attached to the upper end of the sleeve 40. The cover 45e is provided with a plating solution 47 circulating at a high speed.
In addition to preventing the scattered ejection of e, the range of plating corresponding to the sliding range of the piston on the inner surface of the sleeve 40 is restricted.
【0062】すなわちメッキ範囲は、スリーブ40の内
周面で、シリンダヘッドとの境界部になるガスケット4
1からカバー45eのOリング62までの範囲である。
すなわち、図5において、このOリング62より上側の
スリーブ内面およびさらにその上側のクランク室3を形
成するスカート部6の内壁面6aにはメッキが付着しな
い。したがって、このOリング62の位置をピストン下
死点のピストン下端部位置に対応させておくことによ
り、ピストンの摺動範囲P(図1参照)のシリンダボア
(スリーブ)内面にのみメッキを施すことができる。That is, the plating range is the gasket 4 which is the inner peripheral surface of the sleeve 40 and is the boundary with the cylinder head.
1 to the O-ring 62 of the cover 45e.
That is, in FIG. 5, plating does not adhere to the inner surface of the sleeve above the O-ring 62 and the inner wall surface 6a of the skirt portion 6 that forms the crank chamber 3 further above the O-ring 62. Therefore, by making the position of the O-ring 62 correspond to the position of the lower end of the piston at the bottom dead center of the piston, plating can be applied only to the inner surface of the cylinder bore (sleeve) in the piston sliding range P (see FIG. 1). it can.
【0063】これにより、例えば図9に示すように既に
スリーブ40を圧入あるいは鋳込みにより装着したシリ
ンダブロック2にメッキ処理する場合、スリーブ40側
のメッキ層38Aがクランク室側端部40aから少しづ
つ剥離し、ピストン摺動範囲まで剥離が進行すると、メ
ッキ層の一部が分離してクランク室3内に入り、クラン
ク軸受等のエンジン内の摺動潤滑部に進入し、その部分
に損傷を与え、エンジン1の耐久性を低下させるおそれ
がある。Accordingly, as shown in FIG. 9, for example, when plating is performed on the cylinder block 2 in which the sleeve 40 has already been mounted by press-fitting or casting, the plating layer 38A on the sleeve 40 side is gradually peeled off from the crank chamber side end 40a. However, when the peeling proceeds to the piston sliding range, a part of the plating layer separates and enters the crank chamber 3, enters a sliding lubrication part in the engine such as a crank bearing, and damages the part. The durability of the engine 1 may be reduced.
【0064】これは、熱膨張及び収縮の割合がスリーブ
40とシリンダブロック母材60とで僅かでも異なる
と、スリーブ40のシリンダボアのクランク室3側端部
40aからクランク室3内壁側にかけてメッキ層38が
形成されると、エンジン1の運転及び停止が繰り返され
るに従い、母材60側のメッキ層38Bがメッキ支持部
60aにより押し上げられ、スリーブ40側のメッキ層
38Aを引き剥がすように作用するからである。さら
に、エンジン1運転中スリーブ40が振動するとき、ス
リーブ端部が振動の腹となるのみでなく自由端であるの
で振幅が大きくなり、メッキ層のスリーブ端部部分は他
の部分に比べて大きな歪みが発生し、これもまた、エン
ジン1の長期間の使用によりメッキ層38がメッキ支持
部から剥がれる原因となるからである。If the rate of thermal expansion and contraction is slightly different between the sleeve 40 and the cylinder block base material 60, the plating layer 38 extends from the end 40 a of the cylinder bore of the sleeve 40 on the crank chamber 3 side to the inner wall side of the crank chamber 3. Is formed, as the operation and stop of the engine 1 are repeated, the plating layer 38B on the base material 60 side is pushed up by the plating support portion 60a, and acts to peel off the plating layer 38A on the sleeve 40 side. is there. Further, when the sleeve 40 vibrates during the operation of the engine 1, the amplitude is increased because the sleeve end is not only an antinode of vibration but also a free end, and the sleeve end portion of the plating layer is larger than other portions. This is because distortion occurs, and this also causes the plating layer 38 to peel off from the plating supporting portion due to long-term use of the engine 1.
【0065】しかしながら、この実施例のようにスリー
ブ40の内周面にメッキ層38を形成するとともに、前
記スリーブ内周面のうちクランク室側となる端部にメッ
キ層支持部を露出させた円環状の非メッキ内周面37A
を設けているので、運転中にメッキが剥がれクランク軸
や軸受け部分へ侵入付着して耐久性に影響を及ぼすとい
う不具合がなくなる。However, as in this embodiment, the plating layer 38 is formed on the inner peripheral surface of the sleeve 40, and the plating layer supporting portion is exposed at the end of the inner peripheral surface of the sleeve on the crank chamber side. Annular non-plated inner peripheral surface 37A
This eliminates the problem that the plating is peeled off during operation and invades and adheres to the crankshaft and the bearing portion to affect the durability.
【0066】なお、図10に示すように、Siを含有す
るアルミニウム合金の特に金型に接する鋳肌面は、鋳造
時短時間で冷却されるので、大きなSi粒子が鋳肌面に
露出するチル鋳肌となっており、Siは電気を通しにく
いので、その部分はアルマイトもメッキも付きにくく、
メッキの欠落孔38Cからメッキの剥がれが起きてしま
う。また、下記する混酸エッチングによりSiを溶解除
去しても、Si粒子が大きいため、メッキ層38がSi
粒子除去孔60bを埋めることにはならず、メッキ層3
8がSi粒子除去孔60b内に折れ曲って形成される。
母材60に振動が加わると、このメッキ層38の折れ曲
り部38Dから剥がれが起きることがある。しかしなが
ら、この実施例のように、初めからクランク室内壁面に
メッキが付着しないようにしており、同様に運転中にメ
ッキが剥がれクランク軸や軸受部へ進入付着しエンジン
の耐久性に影響を及ぼす不具合がなくなる。As shown in FIG. 10, since the casting surface of the aluminum alloy containing Si, especially in contact with the mold, is cooled in a short time during casting, chill casting in which large Si particles are exposed on the casting surface. Because it is skin, Si is difficult to conduct electricity, that part is hard to be anodized and plated,
Peeling of the plating occurs from the missing hole 38C of the plating. Further, even if Si is dissolved and removed by mixed acid etching described below, since the Si particles are large, the plating layer 38
The plating layer 3 does not fill the particle removal holes 60b.
8 is bent and formed in the Si particle removal hole 60b.
When vibration is applied to the base material 60, the base material 60 may peel off from the bent portion 38D of the plating layer 38. However, as in this embodiment, the plating is prevented from adhering to the wall surface of the crank chamber from the beginning, and similarly, the plating is peeled off during operation and enters and adheres to the crankshaft and bearings, thereby affecting the durability of the engine. Disappears.
【0067】なお、前述のようにスリーブ内面にアンカ
ー効果のための凹凸面を形成するためのサンドブラスト
処理を行う場合に、スリーブ内面に加えて、シリンダブ
ロックのクランク室内壁にもサンドブラスト処理を施し
てメッキの密着性を高めてもよい。このようにクランク
室内壁のメッキ密着性が高められている場合には、ステ
ップS19のメッキ処理工程でカバー45eを省略しク
ランク室内壁にメッキが付着するようにしてもよい。あ
るいは、この場合、図5のメッキ処理装置を用いずに、
静止メッキ槽にシリンダブロックを浸漬させてメッキ処
理を行ってもよい。As described above, when the sand blasting process for forming the uneven surface for the anchor effect on the inner surface of the sleeve is performed, the sand blasting process is performed not only on the inner surface of the sleeve but also on the inner wall of the crank chamber of the cylinder block. The plating adhesion may be enhanced. When the plating adhesion of the inner wall of the crank chamber is thus enhanced, the cover 45e may be omitted in the plating process of step S19, and the plating may adhere to the inner wall of the crank chamber. Alternatively, in this case, without using the plating apparatus of FIG.
The plating process may be performed by immersing the cylinder block in a stationary plating tank.
【0068】上記ステップS19のメッキ処理条件は以
下のとおりである。 メッキ液:スルファミン酸液または硫酸液 メッキ条件:PH3.0〜4.5 浴温65〜80℃ 極間流速:1.0〜3.0m/sec 電流密度:20〜200A/dm2 処理方式:ワーク及び電極固定、メッキ液流動 析出速度(SiC共析量2.5重量%時):20〜30μ/m
in 複合メッキ液の例を示せば以下のとおりである。The plating conditions in step S19 are as follows. Plating solution: sulfamic acid solution or sulfuric acid solution Plating condition: PH 3.0-4.5 Bath temperature 65-80 ° C. Flow rate between electrodes: 1.0-3.0 m / sec Current density: 20-200 A / dm 2 Treatment method: Workpiece and electrode fixation, plating solution flow Deposition rate (when SiC eutectoid amount is 2.5% by weight): 20 to 30μ / m
An example of the in composite plating solution is as follows.
【0069】ここで、極間流速とはスリーブ40内周面
と内筒46eの間を流れる複合メッキ液の流速のことで
ある。Here, the interelectrode flow velocity is the flow velocity of the composite plating solution flowing between the inner peripheral surface of the sleeve 40 and the inner cylinder 46e.
【0070】 (実施例1)スルファミン酸ニッケル・メッキ液 スルファミン酸ニッケル Ni(SO3 ・NH2 )2 :270〜330g/l 塩化ニッケル NiCl2 :10〜30g/l ホウ酸 H3BO3 :30g/l リン P :0.1〜0.3g/l ナトリウム Na :1.0〜3.5g/l シリコンカーバイド(分散剤) SiC :1.5〜3.5重量% 水 H2O :残部 このメッキ液をPH3.0〜4.5望ましくはPH4.
0〜4.5、浴温65〜80℃に管理してメッキする。(Example 1) Nickel sulfamate plating solution Nickel sulfamate Ni (SO 3 .NH 2 ) 2 : 270 to 330 g / l Nickel chloride NiCl 2 : 10 to 30 g / l Boric acid H 3 BO 3 : 30 g / l phosphorus P: 0.1 to 0.3 g / l sodium Na: 1.0~3.5g / l silicon carbide (dispersing agent) SiC: 1.5 to 3.5 wt% water H 2 O: balance the plating solution PH3.0~4.5 Desirably PH4.
The plating is performed while controlling the temperature at 0 to 4.5 and the bath temperature at 65 to 80 ° C.
【0071】 (実施例2)硫酸ニッケル・メッキ液 硫酸ニッケル NiSO4・6H2O :450g/l 塩化ニッケル NiCl2・6H2O :60g/l ホウ酸 H3BO3 :30g/l リン P :0.1〜0.3g/l ナトリウム Na :1.0〜3.5g/l シリコンカーバイド(分散剤) SiC :1.5〜3.5重量% 水 H2O :残部 このメッキ液をPH3.0〜4.5望ましくはPH4.
0〜4.5、浴温65〜80℃に管理してメッキする。[0071] (Example 2) of nickel sulfate plating solution nickel sulfate NiSO 4 · 6H 2 O: 450g / l nickel chloride NiCl 2 · 6H 2 O: 60g / l boric acid H 3 BO 3: 30g / l phosphorus P: 0.1 to 0.3 g / l sodium Na: 1.0~3.5g / l silicon carbide (dispersing agent) SiC: 1.5 to 3.5 wt% water H 2 O: balance the plating solution PH3.0~4.5 preferably PH4.
The plating is performed while controlling the temperature at 0 to 4.5 and the bath temperature at 65 to 80 ° C.
【0072】これらのメッキ液を使用することにより、
スリーブ40の内周面のアルマイト層の上に50μm〜
150μmの膜厚のNi−P−SiCメッキ層を形成す
ることができる。この膜厚に達しない場合には、電流値
を大きくし電流密度を大きくするか、処理液の循環速度
を大きくするか、あるいは処理時間を長くする。このメ
ッキ層により、ピストン15およびピストンリング15
aの摺動時の摩擦係数を小さくすることができるととも
に、ピストン15及びピストンリング15aの摺動に対
するスリーブ40の内周面の耐摩耗性および潤滑性を向
上させることができる。By using these plating solutions,
50 μm or more on the alumite layer on the inner peripheral surface of the sleeve 40
A Ni—P—SiC plating layer having a thickness of 150 μm can be formed. If the film thickness is not reached, the current value is increased to increase the current density, the circulation speed of the processing liquid is increased, or the processing time is lengthened. This plating layer allows the piston 15 and the piston ring 15
The coefficient of friction at the time of sliding a can be reduced, and the abrasion resistance and lubricity of the inner peripheral surface of the sleeve 40 against sliding of the piston 15 and the piston ring 15a can be improved.
【0073】なお、実施例1のスルファミン酸ニッケル
・メッキ液からリン(P)を除去するか、実施例2の硫
酸ニッケル・メッキ液からリン(P)を除去して上記ス
テップS19のメッキ処理を実施すれば、スリーブ40
の内周面のアルマイト層に同様に50μm〜150μm
の膜厚のNi−SiCメッキ層を形成することができ
る。このメッキ層によっても、ピストン15およびピス
トンリング15aの摺動時の摩擦係数を小さくすること
ができるとともに、ピストン15およびピストンリング
15aの摺動に対するスリーブ40の内周面の耐摩耗
性、潤滑性を向上させることができる。It should be noted that phosphorus (P) was removed from the nickel sulfamate plating solution of Example 1 or phosphorus (P) was removed from the nickel sulfate plating solution of Example 2 to carry out the plating treatment in step S19. If implemented, the sleeve 40
50 μm to 150 μm on the alumite layer on the inner peripheral surface of
A Ni—SiC plating layer having a thickness of 2 μm can be formed. This plating layer also makes it possible to reduce the coefficient of friction when the piston 15 and the piston ring 15a slide, and to reduce the wear resistance and lubricity of the inner peripheral surface of the sleeve 40 against the sliding of the piston 15 and the piston ring 15a. Can be improved.
【0074】ステップS19の複合メッキ処理の後、再
びステップS20の水洗処理が実施されてメッキ液が除
去され、ステップS21のエアーブローによりシリンダ
ブロック2に付着する水分が除去される。After the composite plating process in step S19, the washing process is again performed in step S20 to remove the plating solution, and the water adhering to the cylinder block 2 is removed by air blowing in step S21.
【0075】以上のメッキ処理ステップS8の後、ホー
ニングステップS9でスリーブ40内周面のメッキ層に
ホーニング仕上げを施す。これにより、メッキ層の厚み
が望ましくは約50μm、場合によっては20μm〜1
00μmになるようにメッキ層が削り取られるととも
に、メッキ層の面粗さを1.0μmRz以下にする。こ
れにより、確実にメッキ層表面を滑らかにすることがで
きてピストン15およびピストンリング15aの摺動時
の摩擦係数を小さくすることができるとともに、エンジ
ンオイルの保持性が向上し潤滑性を向上させることがで
きる。なお、RzとはJIS規格のB0601に定めら
れたものである。After the above plating step S8, the honing is performed on the plating layer on the inner peripheral surface of the sleeve 40 in the honing step S9. Thereby, the thickness of the plating layer is desirably about 50 μm, and in some cases, 20 μm to 1 μm.
The plating layer is scraped off to a thickness of 00 μm, and the surface roughness of the plating layer is reduced to 1.0 μmRz or less. As a result, the surface of the plating layer can be surely smoothed, the coefficient of friction at the time of sliding of the piston 15 and the piston ring 15a can be reduced, and the retention of engine oil is improved and lubricity is improved. be able to. Note that Rz is defined in JIS B0601.
【0076】図7は、本発明の別の実施の形態に係るシ
リンダブロック製造方法のフローチャートである。この
実施の形態は、スリーブをシリンダボアに圧入するもの
である。FIG. 7 is a flowchart of a cylinder block manufacturing method according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, a sleeve is pressed into a cylinder bore.
【0077】母材側は、まずシリンダ本体を含むシリン
ダブロック母材を前述のアルミニウム合金で鋳造する
(ステップS31)。次にこの鋳造品のシリンダボアを
含む各部を機械加工により形状を整える(ステップS3
2)。On the base material side, first, a cylinder block base material including the cylinder body is cast from the above-described aluminum alloy (step S31). Next, the various parts including the cylinder bores of the casting are trimmed by machining (step S3).
2).
【0078】一方スリーブ側は、ステップS33からス
テップS36までの工程からなり、まず前述のスリーブ
用アルミニウム合金からなるパイプ材を押出しまたは引
き抜きにより形成し、これを所定の長さに切断する(ス
テップS33)。この後、機械加工仕上げや洗浄処理等
によりスリーブを形成する(ステップS35)。このス
リーブ形成フローは、(1)ステップS34およびS3
6のT6処理を両方とも省略したもの(S33→S3
5)、(2)スリーブ加工前にステップS34でT6処
理を行い、加工後のステップS36のT6処理を省略し
たもの(S33→S34→S35)、(3)スリーブ加
工前のステップS34のT6処理を省略し加工後のステ
ップS36でT6処理を行うもの(S33→S35→S
36)等のフローがある。On the other hand, the sleeve side comprises steps from step S33 to step S36. First, a pipe material made of the above-mentioned aluminum alloy for a sleeve is formed by extrusion or drawing, and cut into a predetermined length (step S33). ). Thereafter, a sleeve is formed by machining finish, cleaning process, and the like (step S35). This sleeve formation flow includes (1) steps S34 and S3
6 omitting both T6 processes (S33 → S3
5), (2) T6 processing in step S34 before sleeve processing, and omitting T6 processing in step S36 after processing (S33 → S34 → S35); (3) T6 processing in step S34 before sleeve processing Is omitted and T6 processing is performed in step S36 after processing (S33 → S35 → S
36).
【0079】この場合、スリーブを押出しまたは引き抜
きにより形成することにより、アルミ合金の塑性加工時
の加工硬化を利用して、表面硬度をHB 70〜150に
することができる。この場合にはT6処理による表面硬
化処理は不要であり、上記(1)のステップS33→S
35のフローでよい。押出しまたは引き抜きにより形成
したスリーブの表面硬度がHB 70以下の場合には、ス
テップS34またはS36のT6処理によりスリーブの
表面硬度をHB 70以上(70〜150)にする。In this case, by forming the sleeve by extrusion or drawing, the surface hardness can be set to 70 to 150 HB by utilizing the work hardening during the plastic working of the aluminum alloy. In this case, the surface hardening treatment by the T6 treatment is unnecessary, and the above-mentioned (1) step S33 → S
The flow of 35 may be sufficient. If the surface hardness of the sleeve formed by extrusion or drawing is HB 70 or less, the surface hardness of the sleeve is HB 70 or more (70 to 150) by the T6 treatment in step S34 or S36.
【0080】このようにして形成したスリーブを、シリ
ンダブロックの母材のシリンダボアに圧入する(ステッ
プS37)。その後、圧入したスリーブ内周面に対し、
前述の鋳込みの場合のフローのステップS8,S9,S
10と同様に、高速メッキ処理(ステップS38)、ホ
ーニング処理(ステップS39)および洗浄処理(ステ
ップS40)が施される。なお、スリーブ圧入後に、ス
テップS37とステップS38の中間にYというT6処
理ステップを設け、シリンダブロック全体をT6処理す
ることにより、少なくともスリーブの表面硬度をHb 7
0以上とすることもできる。The sleeve thus formed is pressed into the cylinder bore of the base material of the cylinder block (step S37). After that, against the inner peripheral surface of the press-fitted sleeve,
Steps S8, S9, S of the flow in the case of the above-mentioned casting
Similarly to 10, a high-speed plating process (Step S38), a honing process (Step S39), and a cleaning process (Step S40) are performed. After the sleeve is press-fitted, a T6 processing step of Y is provided between step S37 and step S38, and the entire cylinder block is subjected to T6 processing, so that at least the surface hardness of the sleeve is Hb7.
It can be 0 or more.
【0081】また、図7のステップS31とステップS
32の中間のXにおいて、母材にT6処理を施すように
し、スリーブについてはステップS34あるいはステッ
プS38においてT6処理を施すようにしてもよい。Further, step S31 and step S31 in FIG.
At X in the middle of 32, the base material may be subjected to T6 processing, and the sleeve may be subjected to T6 processing in step S34 or step S38.
【0082】なお、図7のシリンダブロック製造方法に
おいて、メッキ処理ステップS38をスリーブ圧入工程
ステップS37の前、且つT6処理工程ステップS36
の後あるいはこのステップS36がない場合には加工
(スリーブ製作)工程ステップS35の後において実施
し、その後にスリーブ圧入工程ステップS37とさらに
その後にホーニング工程ステップS35を実施するよう
にしてもよい。この場合、メッキ時間を長くしてメッキ
層の膜厚は約500μmとなるようにし、ホーニング工
程ステップS35において圧入による芯ずれ除去のた
め、砥石によるホーニングに先行して芯出しボーリング
における取り代を確保する。これにより芯ずれがあって
もメッキの最小膜厚は20μm以上が確保でき、潤滑性
を向上することができる。In the cylinder block manufacturing method shown in FIG. 7, the plating step S38 is performed before the sleeve press-fitting step S37 and the T6 processing step S36.
Or if there is no step S36, the step may be performed after the processing (sleeve manufacturing) step S35, and then the sleeve press-fitting step S37 and then the honing step S35. In this case, the plating time is lengthened so that the thickness of the plating layer is about 500 μm, and in the honing step S35, a removal allowance in centering boring is secured prior to honing with a grindstone to remove misalignment due to press-fitting. I do. Thereby, even if there is misalignment, the minimum thickness of plating can be secured to 20 μm or more, and lubricity can be improved.
【0083】なおまた、スリーブ圧入工程ステップS3
7前にスリーブ40単体でメッキ処理ステップS38
と、その後にホーニング工程ステップS35を実施し、
この後にスリーブ圧入工程ステップS37と洗浄処理ス
テップS40をするようにしてもよい。これらの場合、
図5において、スリーブ40を単体として装置本体44
(44a〜44e)上面にガスケット41を介して載置
保持するようにして、メッキ処理ステップS38の各ス
テップを実施する。Further, the sleeve press-fitting step S3
7 before plating step S38 with the sleeve 40 alone
Then, the honing process step S35 is performed,
Thereafter, the sleeve press-fitting step S37 and the cleaning step S40 may be performed. In these cases,
In FIG. 5, the main body 44 of the apparatus
(44a-44e) Each step of the plating step S38 is performed so as to be placed and held on the upper surface via the gasket 41.
【0084】このメッキ処理ステップS38において
は、スリーブ40のクランク室3側を上とし、スリーブ
40のシリンダボア面37のクランク室3側端部にOリ
ング62を嵌めたカバー45eを装着した状態でメッキ
液を循環させてメッキを実施する。これによりシリンダ
ボア面37にメッキ層を形成するとともに、クランク室
側となる端部にメッキ支持部を露出させた非メッキ部を
円環状に設けることができる。In this plating step S38, plating is performed in a state where the crank chamber 3 side of the sleeve 40 is faced up and the cover 45e in which the O-ring 62 is fitted is attached to the end of the cylinder bore surface 37 of the sleeve 40 on the crank chamber 3 side. The plating is performed by circulating the solution. As a result, a plating layer can be formed on the cylinder bore surface 37, and a non-plating portion having a plating support portion exposed at the end on the crank chamber side can be provided in an annular shape.
【0085】これにより、スリーブ40単体でメッキ処
理した後シリンダブロック母材に圧入する場合、メッキ
処理においてスリーブ端部までメッキ層が形成されるも
のにおいては、前記と同様にエンジンの長期間の使用
中、エンジン運転中にスリーブの振動により、メッキ層
がメッキ支持部から剥がれるおそれがあり、エンジン内
の摺動潤滑部に損傷を与え、エンジンの耐久性を低下さ
せるおそれがあるが、本実施例ではこのような原因とな
る剥がれを起きにくくすることができる。Thus, when the sleeve 40 alone is plated and then press-fitted into the cylinder block base material, if the plating layer is formed up to the end of the sleeve in the plating process, the engine may be used for a long period of time. During the operation of the engine, the plating layer may be peeled off from the plating supporting portion due to the vibration of the sleeve during operation of the engine, which may damage the sliding lubrication portion in the engine and reduce the durability of the engine. In this case, the peeling that causes such a problem can be suppressed.
【0086】図8はアルミニウム合金のSiの重量%と
熱膨張率との関係を示すグラフである。図示したよう
に、Si含有率にほぼ対応して熱膨張率が大きく変る。
前述の実施の各形態例において母材とスリーブの熱膨張
率の差を考慮してそれぞれ鋳造性や凹凸面形成のための
Si粒子の分布等を考慮して適当な量のSiを含有させ
ることにより、母材の鋳造性を向上させるとともにメッ
キの剥がれを抑制することができる。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the weight percent of Si in the aluminum alloy and the coefficient of thermal expansion. As shown in the figure, the coefficient of thermal expansion changes largely corresponding to the Si content.
In each of the above-described embodiments, an appropriate amount of Si is contained in consideration of castability and distribution of Si particles for forming an uneven surface in consideration of a difference in coefficient of thermal expansion between the base material and the sleeve. Thereby, castability of the base material can be improved and peeling of plating can be suppressed.
【0087】[0087]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エンジンの運転停止による熱膨張および熱収縮によりメ
ッキ層がメッキ支持部から剥がれるおそれのあるスリー
ブ内周面のクランク室側端部からシリンダブロックの母
材にかけての部分にメッキ層が形成されることはなく、
また、エンジン運転中スリーブの振動により、メッキ層
がメッキ支持部から剥がれるおそれのある、スリーブ内
周面のうちクランク室側端部にメッキ層が形成されない
ので、クランク室内壁面からのメッキの剥がれによる問
題が生じることはなく、エンジンの耐久性を向上させる
ことができる。As described above, according to the present invention,
The plating layer is not formed on the part from the crank chamber side end of the inner peripheral surface of the sleeve to the base material of the cylinder block, where the plating layer may be peeled off from the plating support part due to thermal expansion and thermal contraction due to engine stoppage. Not
Moreover, the plating layer may not be formed at the crank chamber side end of the inner circumferential surface of the sleeve due to the vibration of the sleeve during the operation of the sleeve, and the plating layer may be peeled off from the wall surface of the crank chamber. There is no problem, and the durability of the engine can be improved.
【図1】 本発明が適用される4サイクルエンジンの要
部断面図。FIG. 1 is a sectional view of a main part of a four-cycle engine to which the present invention is applied.
【図2】 本発明に係るスリーブ鋳込みによるシリンダ
ブロック製造方法のフローチャート。FIG. 2 is a flowchart of a method of manufacturing a cylinder block by casting a sleeve according to the present invention.
【図3】 図2のフローチャートの実施例の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of an embodiment of the flowchart of FIG. 2;
【図4】 本発明に係るメッキ工程の詳細フローチャー
ト。FIG. 4 is a detailed flowchart of a plating process according to the present invention.
【図5】 図4のフローを実施するための処理装置の構
成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a processing apparatus for performing the flow of FIG. 4;
【図6】 図4のフローの要部工程における処理部の断
面図。FIG. 6 is a sectional view of a processing unit in a main step of the flow in FIG. 4;
【図7】 本発明に係るスリーブ圧入によるシリンダブ
ロック製造方法のフローチャート。FIG. 7 is a flowchart of a method for manufacturing a cylinder block by press-fitting a sleeve according to the present invention.
【図8】 アルミニウム合金のSi%と熱膨張率との関
係を示すグラフ。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the Si% of an aluminum alloy and the coefficient of thermal expansion.
【図9】 スリーブ端部から母材までメッキ層を形成し
た場合のメッキ層の断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view of a plating layer when a plating layer is formed from a sleeve end to a base material.
【図10】 Si粒子の大きい表面へのメッキ状態を示
すメッキ層の断面図。FIG. 10 is a sectional view of a plating layer showing a plating state of a large surface of Si particles.
1:内燃機関、2:シリンダブロック、3:クランク
室、6:スカート部、7:クランクケース、10:シリ
ンダ本体、12:シリンダボア、13:シリンダヘッ
ド、37:内周面、38:メッキ層、40:スリーブ、
41:ガスケット、44:装置本体、45d,45e:
カバー、46:内筒、47:処理液、48:処理液槽、
49:ポンプ、51:アルミ合金地、52:Si粒子、
53:スリーブ表面、54:アルマイト層、60:シリ
ンダブロックの母材。1: internal combustion engine, 2: cylinder block, 3: crankcase, 6: skirt, 7: crankcase, 10: cylinder body, 12: cylinder bore, 13: cylinder head, 37: inner peripheral surface, 38: plating layer, 40: Sleeve,
41: Gasket, 44: Device body, 45d, 45e:
Cover, 46: inner cylinder, 47: processing liquid, 48: processing liquid tank,
49: pump, 51: aluminum alloy ground, 52: Si particles,
53: sleeve surface, 54: alumite layer, 60: base material of cylinder block.
Claims (7)
リンダボア内にアルミニウム合金からなるスリーブが装
着されたシリンダブロックにおいて、 前記スリーブ内周面にメッキ層を形成するとともに、前
記スリーブ内周面のうちクランクケース側となる端部に
メッキ層支持部を露出させた非メッキ層を円環状に設け
たことを特徴とするアルミニウム合金製シリンダブロッ
ク。1. A cylinder block in which a sleeve made of an aluminum alloy is mounted in a cylinder bore of a base material made of an aluminum alloy casting, wherein a plating layer is formed on an inner peripheral surface of the sleeve, and a plating layer is formed on the inner peripheral surface of the sleeve. A cylinder block made of an aluminum alloy, wherein a non-plated layer exposing a plated layer support portion is provided in an annular shape at an end portion on a crankcase side.
ニウム合金で構成し、スリーブの中心部にはSi粒子を
含有させ、メッキ層の支持部となるスリーブの円周面に
Si粒子が欠落した凹部を形成し、この凹部内を含めス
リーブの円周面にメッキ層を形成したことを特徴とする
請求項1に記載のアルミニウム合金製シリンダブロッ
ク。2. A concave part in which the sleeve is made of an aluminum alloy containing a Si component, the center part of the sleeve contains Si particles, and the circumferential surface of the sleeve serving as a support part of the plating layer has the Si particles missing. 2. The aluminum alloy cylinder block according to claim 1, wherein a plating layer is formed on the circumferential surface of the sleeve including the inside of the recess.
て5μm以下のポーラス状のアルマイト層を形成したこ
とを特徴とする請求項1または2に記載のアルミニウミ
合金製シリンダブロック。3. The aluminum-aluminum alloy cylinder block according to claim 1, wherein a porous alumite layer of 5 μm or less is formed as a plating base layer on a circumferential surface of the sleeve.
リンダボア内にアルミニウム合金からなるスリーブが装
着されたシリンダブロックの製造方法において、 前記スリーブを母材のシリンダボア内に装着後、 前記シリンダボアのクランク室側端部のスリーブ内周面
に、燃焼室側とクランク室側とを遮断するシール材を設
け、このシール材を境としてスリーブ内周面のうち燃焼
室側にメッキ処理を施すことを特徴とするアルミニウム
合金製シリンダブロックの製造方法。4. A method of manufacturing a cylinder block in which a sleeve made of an aluminum alloy is mounted in a cylinder bore of a base material made of an aluminum alloy casting, wherein the sleeve is mounted in a cylinder bore of the base material, A seal material is provided on the inner peripheral surface of the sleeve at the side end to block the combustion chamber side and the crank chamber side, and plating is performed on the combustion chamber side of the inner peripheral surface of the sleeve with the seal material as a boundary. Of manufacturing aluminum alloy cylinder blocks.
リンダボア内にアルミニウム合金からなるスリーブが装
着されたシリンダブロックの製造方法において、 前記スリーブを母材のシリンダボア内に装着前に、 前記シリンダボアのクランク室側端部のスリーブ内周面
に、燃焼室側とクランク室側とを遮断するシール材を設
け、このシール材を境としてスリーブ内周面のうち燃焼
室側にメッキ処理を施した後、前記スリーブを母材のシ
リンダボア内に圧入により装着することを特徴とするア
ルミニウム合金製シリンダブロックの製造方法。5. A method for manufacturing a cylinder block in which a sleeve made of an aluminum alloy is mounted in a cylinder bore of a base material made of an aluminum alloy casting, wherein the sleeve of the cylinder bore is cranked before mounting the sleeve in the cylinder bore of the base material. On the inner peripheral surface of the sleeve at the chamber side end, a seal material for shutting off the combustion chamber side and the crank chamber side is provided, and after plating the inner peripheral surface of the sleeve on the combustion chamber side with the seal material as a boundary, A method for manufacturing a cylinder block made of an aluminum alloy, wherein the sleeve is mounted in a cylinder bore of a base material by press fitting.
カー用の凹部を形成するために、スリーブ内周面にショ
ットピーニングまたはサンドブラスト処理を施すことを
特徴とする請求項4または5に記載のアルミニウム合金
製シリンダブロックの製造方法。6. The aluminum alloy according to claim 4, wherein before the plating process, a shot peening or a sand blasting process is performed on an inner peripheral surface of the sleeve to form a concave portion for anchoring the plating. Method of manufacturing cylinder block.
ニウム合金からなり、 前記メッキ処理前に、メッキに対するアンカー用の凹部
を形成するために、スリーブ内周面に表面層のSi粒子
を除去するためのエッチング処理を施すことを特徴とす
る請求項4または5に記載のアルミニウム合金製シリン
ダブロックの製造方法。7. The sleeve according to claim 1, wherein the sleeve is made of an aluminum alloy containing Si particles. Prior to the plating process, a concave portion for anchoring plating is formed. The method for manufacturing an aluminum alloy cylinder block according to claim 4 or 5, wherein an etching process is performed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24802897A JPH1182154A (en) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | Aluminum alloy cylinder block and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24802897A JPH1182154A (en) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | Aluminum alloy cylinder block and method of manufacturing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182154A true JPH1182154A (en) | 1999-03-26 |
Family
ID=17172134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24802897A Pending JPH1182154A (en) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | Aluminum alloy cylinder block and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1182154A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002293552A (en) * | 2001-03-28 | 2002-10-09 | Ibiden Co Ltd | Mold and method for manufacturing the same |
| JP2012518744A (en) * | 2009-02-24 | 2012-08-16 | ピナクル・エンジンズ・インコーポレイテッド | Sleeve valve assembly with cooling flow path |
| JP2013119854A (en) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Hyundai Motor Co Ltd | Method of thermally treating high-pressure casting cylinder block |
-
1997
- 1997-09-12 JP JP24802897A patent/JPH1182154A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002293552A (en) * | 2001-03-28 | 2002-10-09 | Ibiden Co Ltd | Mold and method for manufacturing the same |
| JP2012518744A (en) * | 2009-02-24 | 2012-08-16 | ピナクル・エンジンズ・インコーポレイテッド | Sleeve valve assembly with cooling flow path |
| JP2013119854A (en) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Hyundai Motor Co Ltd | Method of thermally treating high-pressure casting cylinder block |
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