JPS5980763A - アルミニウム材またはアルミニウム合金材の強化方法 - Google Patents
アルミニウム材またはアルミニウム合金材の強化方法Info
- Publication number
- JPS5980763A JPS5980763A JP19142482A JP19142482A JPS5980763A JP S5980763 A JPS5980763 A JP S5980763A JP 19142482 A JP19142482 A JP 19142482A JP 19142482 A JP19142482 A JP 19142482A JP S5980763 A JPS5980763 A JP S5980763A
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- JP
- Japan
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- aluminum
- heat
- fine
- piston
- composite plating
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- Pending
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- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアルミニウム材またはアルミニウム基合金材の
強化方法に関し、詳しくは、萬エネルギー缶度熱線照射
と、コンポジットメッキとの組合わせ処理により、アル
ミニウム材あるいはアルミニウム基台４材の耐熱性、耐
腐食性、耐摩耗性等を向上させる方法に関する。
強化方法に関し、詳しくは、萬エネルギー缶度熱線照射
と、コンポジットメッキとの組合わせ処理により、アル
ミニウム材あるいはアルミニウム基台４材の耐熱性、耐
腐食性、耐摩耗性等を向上させる方法に関する。
たとえば、ピストン頂面、シリンダヘッドで構成される
内燃機関の燃焼室に用いられる材料は燃料混合ガスの燃
焼ｍ発により常に曝されるが、このような高温状態で長
袖間使用されると、熱応力によりピストン頂面、シリン
ダヘッド（時に弁間部分）に亀裂が発生する。
内燃機関の燃焼室に用いられる材料は燃料混合ガスの燃
焼ｍ発により常に曝されるが、このような高温状態で長
袖間使用されると、熱応力によりピストン頂面、シリン
ダヘッド（時に弁間部分）に亀裂が発生する。
従来、このようなピストン、シリンダヘッド、シリンダ
ライナ、ウオータボ／プペーン、ウオータポングケース
等の耐熱性、耐摩耗性、耐食性の要求される部品材料と
しては、耐熱性、耐摩耗性、られている。
ライナ、ウオータボ／プペーン、ウオータポングケース
等の耐熱性、耐摩耗性、耐食性の要求される部品材料と
しては、耐熱性、耐摩耗性、られている。
しかしながら、このような耐熱性１．耐摩耗性、耐食性
の秀れた物質の溶射処理ないしコンポジットメッキ処理
を施された材料は、使用φ件が厳しくなったり、長年使
用したりすると、亀裂の発生及びキャビテーション等を
生じると言う欠点がある。
の秀れた物質の溶射処理ないしコンポジットメッキ処理
を施された材料は、使用φ件が厳しくなったり、長年使
用したりすると、亀裂の発生及びキャビテーション等を
生じると言う欠点がある。
本発明は叙上の点に鑑みなされたもので、前述のような
耐熱性、耐摩耗性、耐食性等のいずれかが要求される部
品材料の前記耐熱性耐食性等の一層の向上を図らんとす
るものである。
耐熱性、耐摩耗性、耐食性等のいずれかが要求される部
品材料の前記耐熱性耐食性等の一層の向上を図らんとす
るものである。
本発明を概説すれば、本発明はアルミニウム材ないしア
ルミニウム基合金材に高密度エネルギーを照射し、次い
でコンポジットメッキを行なうことを特徴とするもので
ある。
ルミニウム基合金材に高密度エネルギーを照射し、次い
でコンポジットメッキを行なうことを特徴とするもので
ある。
本発明によれば、アルミニウムないしアルミニウム基合
金材に高密エネルギー熱線を照射し、粗大結晶粒ならび
に針状析出物組織を微細な結晶粒ならびに析出物に変化
させると共に、この上に更にコンポジットメッキを施す
ので、耐熱性、耐摩耗性、耐食性等を一層向上せしめる
ことができる。
金材に高密エネルギー熱線を照射し、粗大結晶粒ならび
に針状析出物組織を微細な結晶粒ならびに析出物に変化
させると共に、この上に更にコンポジットメッキを施す
ので、耐熱性、耐摩耗性、耐食性等を一層向上せしめる
ことができる。
本発明を史に詳しく説明する。
本発明によるアルミニウム材またはアルミニウム基合金
材の強化方法によれば、まず、前述のアルミニウム材な
いしアルミニウム基合金材に高密度エネルギーを照射す
る。
材の強化方法によれば、まず、前述のアルミニウム材な
いしアルミニウム基合金材に高密度エネルギーを照射す
る。
前記アルミニウム材ないしアルミニウム基合金材は圧延
材、押出材、砂型あるいは金型鋳物、ダイキャスト鋳物
等の形態であってよい。すなわち、その形態は限定され
ない。
材、押出材、砂型あるいは金型鋳物、ダイキャスト鋳物
等の形態であってよい。すなわち、その形態は限定され
ない。
本発明に用いられるアルミニウム基合金は、基本的にい
かなるものでもよい。たとえば、Ａｔ−Ｃｕ−８ｉ系合
金、Ａｔ−８ｉ系合金、Ａｔ−Ｓ ｉ −Ｍｇ系合金、
ＡＡ−８ｔ−Ｍｇ−Ｃｕ系合金、ＡｔＡｔ−８ｔ−Ｃｕ
−Ｎｉ−系合金、ＡｔＡｔ−８ｔ−Ｃｕ−系合金、ｋｌ
−８ｉ−Ｃｕ系合金、Ａｔ−Ｍｇ 系合金、Ａｔ−Ｍ
ｇ−Ｍｎ 系合金等であることができる。
かなるものでもよい。たとえば、Ａｔ−Ｃｕ−８ｉ系合
金、Ａｔ−８ｉ系合金、Ａｔ−Ｓ ｉ −Ｍｇ系合金、
ＡＡ−８ｔ−Ｍｇ−Ｃｕ系合金、ＡｔＡｔ−８ｔ−Ｃｕ
−Ｎｉ−系合金、ＡｔＡｔ−８ｔ−Ｃｕ−系合金、ｋｌ
−８ｉ−Ｃｕ系合金、Ａｔ−Ｍｇ 系合金、Ａｔ−Ｍ
ｇ−Ｍｎ 系合金等であることができる。
このうち、特に、析出物の粗大なアルミニウム幕合金鋳
物には効果的で強化率が高い。
物には効果的で強化率が高い。
照射する高密度エネルギー線は基本的に限定されず、前
記アルミニュウム材ないし、アルミニウム基合金材を微
細化組織層に変化せしめるものであればいかなるもので
もよい。たとえばレーザ光線、電子ビーム等であること
ができる。
記アルミニュウム材ないし、アルミニウム基合金材を微
細化組織層に変化せしめるものであればいかなるもので
もよい。たとえばレーザ光線、電子ビーム等であること
ができる。
高密度エネルギー線が照射されると、照射された局部の
表面部のみが急速に加温され、変態点以上に達し、周囲
の非加熱部分に熱が伝達急冷される。このため組織が一
粒化し、析出物も一旦固溶したものが緻密な微細析出物
として再析出する。
表面部のみが急速に加温され、変態点以上に達し、周囲
の非加熱部分に熱が伝達急冷される。このため組織が一
粒化し、析出物も一旦固溶したものが緻密な微細析出物
として再析出する。
この組織の形態変化によって、照射面の耐疲労強度、耐
キャビテーション、耐摩耗性等の特性が強度され、コン
ポジットメッキ被膜の析出性、密着性に達する効率も向
上する。
キャビテーション、耐摩耗性等の特性が強度され、コン
ポジットメッキ被膜の析出性、密着性に達する効率も向
上する。
たとえば、高密朋エネルギー線としてレーザ光線を用い
る場合、パワー密度は１０４〜１０６児−であるのが好
ましい。１０４輩−未満であると、前述の材料の組織変
態化及び再溶融チル化が生じにくく、また１０６Ｗ／ｃ
Ｉ／ｌを超えると、材料が溶断する等の不利を生じる虞
れがあるからである。
る場合、パワー密度は１０４〜１０６児−であるのが好
ましい。１０４輩−未満であると、前述の材料の組織変
態化及び再溶融チル化が生じにくく、また１０６Ｗ／ｃ
Ｉ／ｌを超えると、材料が溶断する等の不利を生じる虞
れがあるからである。
また、照射時間は１０−１〜１０−３秒であるのがよい
。１０−１秒を超えると、宍面部の溶融が著しくなり、
一方１０−３秒未満においては組織の変態がおこりにく
いからである。
。１０−１秒を超えると、宍面部の溶融が著しくなり、
一方１０−３秒未満においては組織の変態がおこりにく
いからである。
次に、このように前記高エネルギー密度線を照射し、チ
ル化した層にコンポジットメッキを施す。
ル化した層にコンポジットメッキを施す。
コンポジットメッキは周知のように、炭化けい素、窒化
硼素、アルミナ或いはジルコニヤ等の化学的に安定な微
粒子を金属イオンと共に被メツキ表面に析出させるもの
であり、耐熱性及び耐摩耗性の要求される部分へのメッ
キ方法として広く用いられている。本発明において、こ
のコンポジットメッキは耐熱強鹿等金増加せしめるもの
であればいかなる塊類のものでもよい。たとえば前述の
炭化けい素、窒化硼素、アルミナ或いはジルコニヤ等の
１棟以上の微粒子を用いたメッキであることができる。
硼素、アルミナ或いはジルコニヤ等の化学的に安定な微
粒子を金属イオンと共に被メツキ表面に析出させるもの
であり、耐熱性及び耐摩耗性の要求される部分へのメッ
キ方法として広く用いられている。本発明において、こ
のコンポジットメッキは耐熱強鹿等金増加せしめるもの
であればいかなる塊類のものでもよい。たとえば前述の
炭化けい素、窒化硼素、アルミナ或いはジルコニヤ等の
１棟以上の微粒子を用いたメッキであることができる。
メッキ浴の組成は基本的に限定されないが、たとえば、
硫酸ニッケル２０〜２５ ｇ／ｌに次亜りん酸ソーダを
還元剤とし、ＰＩ（５で調整、添加する微粒子粉体は一
般的に１〜５ｇであることができる。
硫酸ニッケル２０〜２５ ｇ／ｌに次亜りん酸ソーダを
還元剤とし、ＰＩ（５で調整、添加する微粒子粉体は一
般的に１〜５ｇであることができる。
本発明による強化方法は、シリンダヘッド、ピストン、
ポンプボディ、マニホールド、デフキャリア、クラッチ
ハウジング、フライホイール／−ウジング、その他ハウ
ジング類、クランクケース、ミッションケース、その他
ケース類、カッく一類、ブレーキドラム、ギヤボックス
、油圧部品、プーリー、軸受等耐熱性耐摩耗性、耐食性
等の要求される部品等に有効に用いられる。
ポンプボディ、マニホールド、デフキャリア、クラッチ
ハウジング、フライホイール／−ウジング、その他ハウ
ジング類、クランクケース、ミッションケース、その他
ケース類、カッく一類、ブレーキドラム、ギヤボックス
、油圧部品、プーリー、軸受等耐熱性耐摩耗性、耐食性
等の要求される部品等に有効に用いられる。
次に実施例を説明する。
実施例１
第１図はピストンの断面図であり、１は全体でピストン
を示し、２はピストン頂面を示す。図中、円で囲んだ部
分Ａが、本発明による強化処理を施す部分である。
を示し、２はピストン頂面を示す。図中、円で囲んだ部
分Ａが、本発明による強化処理を施す部分である。
第２図は強化処理を施したピストン頂面Ａを拡大した断
面図である。この図より明らかなように、アルミニウム
製ないしアルミニウム基合金製ピストンの頂面は高エネ
ルギー密度熱線を照射した微細化組緘層３が形成され、
さらに前記微細化組織層３上にコンポジットメッキ層４
が被榎されており、耐熱強度を要求されるピストンの頂
面には二重の耐熱層に形成されている。
面図である。この図より明らかなように、アルミニウム
製ないしアルミニウム基合金製ピストンの頂面は高エネ
ルギー密度熱線を照射した微細化組緘層３が形成され、
さらに前記微細化組織層３上にコンポジットメッキ層４
が被榎されており、耐熱強度を要求されるピストンの頂
面には二重の耐熱層に形成されている。
前述のようなピストンの頂面の強化は下記のようにして
行なわれた。
行なわれた。
ＡｔＡｔ−８ｉ−Ｃｕ−Ｎｉ−系合金（ＡＣＢＡ）製ピ
ストン頂面に対し、パワー密度１０” Ｗ／ｆｆｌ、照
射時間１ｏ−２秒の炭酸ガスレーザー光線を照射した。
ストン頂面に対し、パワー密度１０” Ｗ／ｆｆｌ、照
射時間１ｏ−２秒の炭酸ガスレーザー光線を照射した。
この結果、ピストン頂面の金属組織は粗大な針状結晶組
織より微細で緻密な整粒された余端組織へ変化する。
織より微細で緻密な整粒された余端組織へ変化する。
次に、平均粒径１μｍのＳｉＣ微粒子を混在させたＮ１
−Ｐ＝ｌｆ−の・無電解コンポジットメッキ浴において
、組織を微密化した前記ピストン頂面にコンポジットメ
ッキｊ→を形成させた〇 このように頂面を強化処理したピストンの耐熱疲労強度
は３５０℃以上であり、従来のピストンの耐熱疲労強度
３００℃に比し、極めて秀れていた。
−Ｐ＝ｌｆ−の・無電解コンポジットメッキ浴において
、組織を微密化した前記ピストン頂面にコンポジットメ
ッキｊ→を形成させた〇 このように頂面を強化処理したピストンの耐熱疲労強度
は３５０℃以上であり、従来のピストンの耐熱疲労強度
３００℃に比し、極めて秀れていた。
まだ、コンポジットメッキ被憶の密着強度も強化され、
チル化を行なわない場合に較べて亀裂、ふくれ等の現象
が生じにくい。
チル化を行なわない場合に較べて亀裂、ふくれ等の現象
が生じにくい。
実施例２
内燃機関のウォータポンプボディ部およびベーン部をそ
れぞれＡｔ−８ｉＡｔ−８ｉ−系合金（ＡＣ４Ｄ）鋳物
およびＡｌ−８ｉ−Ｃｕ系合金ダイキャスト（ＡＤＣＩ
Ｏ）で製造した。前記ベーン部の羽根部分およびボディ
の腐食を生じやすい部分に、パワー密Ｉｆ １０’Ｗ／
ｆｆｌ の炭酸ガスレーザ光線を１０−２秒照射し、
深さ０．５ｎＴｒ１程度の緻密組織を形成させた。その
上にＳｉＣの微粒子を混析させたＮ１−Ｐ系の無′慰軽
コンポジットメッキ被覆を１０μ以上処理することによ
り、キャビテーションおよび化学的腐食による侵食を防
市することが出来た。父、肉厚、形状等の改善とも併せ
て重量的にも従来の２／３以下とすることが出来た。
れぞれＡｔ−８ｉＡｔ−８ｉ−系合金（ＡＣ４Ｄ）鋳物
およびＡｌ−８ｉ−Ｃｕ系合金ダイキャスト（ＡＤＣＩ
Ｏ）で製造した。前記ベーン部の羽根部分およびボディ
の腐食を生じやすい部分に、パワー密Ｉｆ １０’Ｗ／
ｆｆｌ の炭酸ガスレーザ光線を１０−２秒照射し、
深さ０．５ｎＴｒ１程度の緻密組織を形成させた。その
上にＳｉＣの微粒子を混析させたＮ１−Ｐ系の無′慰軽
コンポジットメッキ被覆を１０μ以上処理することによ
り、キャビテーションおよび化学的腐食による侵食を防
市することが出来た。父、肉厚、形状等の改善とも併せ
て重量的にも従来の２／３以下とすることが出来た。
第１図は一般的なピストンを示した断面図、第２図は４
１図の部分Ａの拡大ｆｒ面図である。 １・・・ピストン、２・・・ピストン頂面、３・・・高
エネルギー密度熱線の照射による微細化組４＆層、４・
・・コンポジットメッキ層、Ａ・・・耐熱強化処理を示
す部分。 特許出願人 日野自動車工業株式会社 第１図 「 第２図
１図の部分Ａの拡大ｆｒ面図である。 １・・・ピストン、２・・・ピストン頂面、３・・・高
エネルギー密度熱線の照射による微細化組４＆層、４・
・・コンポジットメッキ層、Ａ・・・耐熱強化処理を示
す部分。 特許出願人 日野自動車工業株式会社 第１図 「 第２図
Claims (1)
- アルミニウム材またはアルミニウム縞合金に高エネルギ
ー密度熱線を照射し、絖いてコンポジットメッキをおこ
なうことを特徴とするアルミニウム材またはアルミニウ
ム基台金材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19142482A JPS5980763A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | アルミニウム材またはアルミニウム合金材の強化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19142482A JPS5980763A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | アルミニウム材またはアルミニウム合金材の強化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5980763A true JPS5980763A (ja) | 1984-05-10 |
Family
ID=16274378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19142482A Pending JPS5980763A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | アルミニウム材またはアルミニウム合金材の強化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5980763A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6442580A (en) * | 1987-08-11 | 1989-02-14 | Toyota Motor Corp | Steel shift fork |
| JPS6487785A (en) * | 1987-09-29 | 1989-03-31 | Showa Aluminum Corp | Production of aluminum alloy material having excellent surface hardness and wear resistance |
| EP1329533A1 (de) * | 2002-01-22 | 2003-07-23 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Lasernitrieren von Aluminiumbasis-Verbundwerkstoffen |
-
1982
- 1982-10-29 JP JP19142482A patent/JPS5980763A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6442580A (en) * | 1987-08-11 | 1989-02-14 | Toyota Motor Corp | Steel shift fork |
| JPS6487785A (en) * | 1987-09-29 | 1989-03-31 | Showa Aluminum Corp | Production of aluminum alloy material having excellent surface hardness and wear resistance |
| EP1329533A1 (de) * | 2002-01-22 | 2003-07-23 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Lasernitrieren von Aluminiumbasis-Verbundwerkstoffen |
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