JPS6021355A - 鋳鉄製シリンダライナ及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は鋳鉄製シリンダライナ及びその製造法に係す、
特に舶用ディーゼルエンジンなどの大出力の内燃機関に
適用するに好適な鋳鉄製シリンダライナ及びその製造法
に関するものである。

〔発明の背景〕

舶用ディーゼルエンソンなどの大型の往復式内燃機関に
おいては、鋳鉄製シリンダライナが用いられている。

このシリンダライナは、ピストンＩｇＪ動面の潤滑油保
持性（保油性）が高く耐スカッフィング性、耐摩耗性に
優れていること及び十分な強度を有することが特性とし
て要求されており、従来は一般に硬質の板状ステダイト
などを含む片状黒鉛鋳造品が用いられている。

しかして近年、舶用ディーゼルエンジン等の内燃機関の
燃費の低減、機関出力の増大を図るために燃焼室内の態
位圧力が高められつつあり、これに対応すべくシリンダ
ライナにも一層対耐摩耗性能に優れに高強度のものが要
求されている。

〔発明の目的〕

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その
目的とするところは、摺動面の耐摩耗性が著しく優れた
鋳鉄製シリンダライナ及びその製′造法を提供すること
にある。

〔発明の構成〕

この目的を達成するために、本発明の鋳鉄製シリンダラ
イナは、その摺動面を、黒鉛、ハードアイ状マルテンサ
イト並びにパーライト及び／又は非ハード状マルテンサ
イトで構成するようにしたものである。

又本発明は、かかるライナの製法として、摺動面の組織
がパーライト、フェライト及び黒鉛からなるように鋳造
する工程と、該鋳造されたシリンダライナの摺動面を急
熱急冷処理して表面焼入れし、該摺動面のフェライトの
実質的に全量をハードアイ状マルテンサイトに変態させ
る工程と、を採用するようにしたものである。

以下本発明を更に詳細に説明する。

前述の如く本発明に係るシリンダライナの摺動面は、黒
鉛、ハードアイ状マルテンサイト並びにパーライト及び
／又は非ハードアイ状マルテンサイトから構成されてい
る。このような組織とすると、−・−ドアイ状マルテン
サイトの硬度が極めて高いところから、第１図に示すよ
うに、この・・−ドアイ状マルテンザイトＨが第１摺動
而Ｓ１　を形成し、それよりも硬度の低いパーライト及
び／又は非ハードアイ状マルテンサイト、黒鉛（図中、
これらはＬで示されている）が第２摺動面Ｓ、を形成し
、第２摺動面Ｓ２の窪みＡが良好な油だめ部となって、
優れた保油性が発揮される。尚黒鉛部も油だめ機能を発
揮し、保油性が一層高められる。しかして第１摺動面を
形成するハードアイ状マルテンサイトの硬度が極めて高
いこと、基地中に実質的にフェライトが含まれておらず
スカッフィングと称される摺動面の擦過がないこと、硬
質のハードアイ状マルテンサイトは、通常、黒鉛の周囲
に生成し黒鉛を保鎧するようになること、などから上記
優れた保油性と併せてライナ摺動面の１：ｉｉ１摩耗性
が著しく向上されるのである。

本発明においてハードアイ状マルテンサイトと（」次の
如きマルテンサイトをいう。通常、鋳鉄の組織Ｑ」、黒
鉛、パーライト及びフェライトからな／）。しかして（
・１勾鉄を加熱すると黒鉛は、通常はフェライトの結晶
粒界に沼って拡散するようになるが、この加熱を急速に
行うと黒クイ）はフェライト粒中に直に拡散してゆき、
次いでこれを急冷するとフェライトがマルテンサイトに
変態する。この除、残ｓ”ｒ　Ｌだ黒鉛を取り囲むよう
にマルテンサイトが形成され、ν１°４１’・’ｋ　１
２観察すると熱いＬ１鉛をマルテンサイトが取り囲み、
あたかも眼球の如く外見され、かつその硬度が高いとこ
ろから、この生成したマルテンサイトは、一般にハード
アイ状マルテンサイトと称きれている。このハードアイ
状マルテンサイトは、通常の焼入れ処理などによって生
ずるマルテンサイト（非ハードアイ状マルテンサ・ｆト
）に比べ硬度が高いという特徴を有しており、とれかた
めに叙上の如く第１摺動面を形成するようになるのであ
る。

しかして本発明はこのようなシリンダライナの製造法と
して、摺動面の組織がパーライト、フェライト及び黒鉛
からなるように鋳造する工程と、該鋳造されたシリンダ
ライナの摺動面を急熱急冷処理して表面焼入れし、該摺
動面のフェライトの実質的に全量をハードアイ状マルテ
ンサイトに変態させる工程と、を有するととを特徴とす
る均鉄製シリンダライチの製造法を提供するものである
。。

本発明において鋳鉄としては片状黒鉛鋳鉄、ＣＶ彷鉄、
球状黒鉛鋳鉄のいずれでも良いがＣＶ埼銑鉄製すれば、
強度と耐摩耗性の両特性ともに高いものとなる。鋳造す
るに際しては、鋳造後のライナ摺動面の組織がノｅ−ラ
イト、フェライト及び黒鉛からなるようにする。この鋳
造後の摺動面の組織において、パーライトの占める比率
が６０〜９９．９−程度、とりわけ８０〜９９チ程度と
なるようにするのが好ましい。

しかして′Ｊ′Ｊｊ造した後、摺動面を急熱急冷処即す
るのであるが、この処理手段としてはレーザ焼入れする
のが好ましい。このレーザ焼入れは、レーザビームを摺
動面に照射することにより該照射表面部分を局部的に急
速にＡ１変態点以上にして累月中の黒鉛をフェライト中
に直に拡散させ、次いでビームが通り過ぎた後、熱を累
月中に拡散する自己冷却により急速冷却するものである
。このレーザ焼入れにより、摺動面のフェライトは、前
述の様に、ハードアイ状マルテンサイトになる。

本発明においては、焼入れ手段ｔまこのようなレーザ焼
入れに限定されるものではなく、要するにフェライトを
ハードアイ状マルテンサイトに変態させることが可能な
ものであれば採用可能であり、例えばプラズマジェット
、電子ビームなどを用いて焼入れすることも可能である
。

なお本発明においては、ピストンリングの硬度に対応し
て、焼もどし等の熱処狸手段によって、マルテンサイト
の硬度を下げるようにしても良い。

〔発明の実施例〕

以下実施例について説明する。

第１表に示す成分を有するＣＶ鋳鉄製のシリンダライナ
を鋳造した。なおこのシリンダライナのノや一ライト含
量は約８５％であった。

第　１　表 （重量％、残部Ｆｅ　） 次いでこのシリンダライナの摺動面にレーザビームを照
射し、レーザ焼入れした。焼入れの条件は次表の通りで
ある。

その結果、」Ｐ１動面の表面から０，３間の深さまでの
フェライトは、はとんどハードアイ状マルテン゛νイト
に変′１．Ｉすしており、摺動面の組織は、黒鉛、ハー
ドアイ状マルテンサイト、パーライト及び非ハードアイ
状マルテンサイトからなっているととが昭められたＩ、
ｔた０、３間より０．６　ｒｙｍ　壕での間ではフェラ
イトのうち黒鉛周囲の部分がハードアイ状マルテンサイ
トに変態しており、０．６間より深いところではハード
アイ状マルテンサイトは形成されていないことが認めら
れた。

摺動面に形成されたハードアイ状マルテンサイトと非ハ
ードアイ状マルテンサイトの４１党度を測定し／ことこ
ろ次シ１−この】山りであった。

第　３　校 このように表面焼入れされたシリンダライナをゾイーゼ
ルエンジンに装着して運転したところ、該シリンダライ
ナは耐摩耗性に著しく優れていることが認められた。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明によれば、摺動面が、黒鉛、Ａ’−ラ
イト及び／又は非ハードアイ状マルテンサイト、並びに
硬度の高いハード状マルテンサイトより構成されており
、極めて耐摩耗性の優れた坊鉄製シリンダライナ及びそ
の製造法が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は摺動面の断面を模式的に示す拡大図である。 Ｓ、・・・第１摺動面、 Ｓ２・・・第２」１ワ動面。 代理人　弁理士　重　野　剛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　摺動面が黒鉛、ハードアイ状マルテンサイト、
   並び“に、ツク−ライト及び／又は非ハードアイ状マル
   テンサイトで構成されている仁とを特徴とする鋳鉄製シ
   リンダライナ。 （２）　前記鋳鉄はＣＶ鋳鉄であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の鋳鉄製シリンダライナっ （３）　シリンダライナを鋳造して製造する方法におい
   て、摺動面の組織がパーライト、フェライト及び黒鉛か
   らなるように鋳造する工程と、該鋳造されたシリンダラ
   イナの摺動面を急熱急冷処理して表面焼入れし、該摺動
   面のフェライトの実質的に全１Ｗをハードアイ状マルテ
   ンサイトに変態させる工程と、を有する。ことを特徴と
   する鋳鉄製シリンダライナの製造法。 （４）　レーデ焼入れ法により、−前記鋳造されたシリ
   ンダライナの摺動面を表面焼入れすることを特徴とする
   特許請求の範囲第３項記載の鋳鉄製シリンダライナの製
   造法。