JPS6342143Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6342143Y2 JPS6342143Y2 JP1984078970U JP7897084U JPS6342143Y2 JP S6342143 Y2 JPS6342143 Y2 JP S6342143Y2 JP 1984078970 U JP1984078970 U JP 1984078970U JP 7897084 U JP7897084 U JP 7897084U JP S6342143 Y2 JPS6342143 Y2 JP S6342143Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plating film
- cylinder
- sic
- eutectoid
- dispersed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Description
ａ 産業上の利用分野
本考案は、内燃機関のシリンダーに関する。
ｂ 従来の技術
従来、レシプロエンジンのシリンダー摺動面あ
るいはロータリーエンジンのトロコイド面などの
内燃機関のシリンダーの内壁には、ニツケル
（Ni）−炭化ケイ素（SiC）分散メツキあるいはニ
ツケル（Ni）−リン（Ｐ）−炭化ケイ素（SiC）分
散メツキが施こされている。 ｃ 考案が解決しようとする問題点 上記Ni−SiC分散メツキ被膜は、マトリツクス
がNiであるため、高温にさらされると、その硬
度が徐々に低下し、エンジンの作動状態によつて
は、レシプロエンジンの場合はピストリング、ロ
ータリーエンジンの場合はアペツクスシールによ
る内壁への押圧力によつて、メツキ被膜の表層部
に突出しているSiC粒子が、該被膜内部に埋没す
る現象が生じることがある。 一方、Ni−Ｐ−SiC分散メツキ被膜は、マトリ
ツツス中にＰおよびSiCが共析されたものである
ため、無電解メツキと同様に、加熱処理によつて
硬度が高くなり、メツキ後の機械加工が困難とな
る。また、高い硬度のために、上記Ni−Ｐ−SiC
分散メツキ被膜を施こしたシリンダー内壁に接触
するピストリングあるいはアペツクスシールは、
高い耐摩耗性を要求され、高価なものとなり、コ
ストアツプの原因となる。 また、駆動時にピストンやピストンリングと激
しく摺動し合うシリンダーには、潤滑性および耐
摩耗性が要求され、潤滑性が劣ると、シリンダー
が焼き付いてしまうという問題がある。 本考案は、高温に曝された際の硬度劣化、共析
物質の埋没、硬度が高すぎることによる相手部材
のコスト高などの硬度上の問題点を解消し、か
つ、優れた潤滑性と耐摩耗性を有し、焼き付きを
起こすことのない内燃機関のシリンダーを提供し
ようとするものである。 ｄ 問題点を解決するための手段 本考案は、内燃機関のシリンダーの内壁に、ニ
ツケルをマトリツクスとしリンおよび窒化ホウ素
を共析物質とする分散メツキ被膜を形成してな
り、該分散メツキ被膜に対する上記窒化ホウ素粒
子の共析量が10個／2500μm2以上であることを特
徴とする内燃機関のシリンダーにある。 上記分散メツキ被膜におけるBNの共析量は、
上記のように分散メツキ被膜の面積：50μｍ×
50μｍ＝2500μm2当たりBN粒子が10個以上である
ことが必要であり、特に20個以上であることが望
ましい。 BN粒子数が10個以下では、レシプロエンジン
のシリンダー摺動面またはロータリーエンジンの
トロコイド面などの内燃機関のシリンダーの耐焼
き付き性、耐摩耗性が良好ではない。 BNの共析量の上限は特に限定されるものでは
ないが、耐摩耗性の観点からは分散メツキ被膜の
面積2500μm2当たり80個以下であることが好まし
い。 上記分散メツキ被膜に対するＰの共析量は、特
に限定されるものではないが、例えば、電解ニツ
ケルメツキ液に対してＰを0.1〜4.2ｇ／含有さ
せると、内燃機関のシリンダーが高温に曝された
場合においても硬度の低下がない。 上記分散メツキ被膜は、Niをマトリツクスと
し、ＰおよびBNをメツキ浴中に懸濁させ、常法
に従つてメツキして形成されるものであり、その
製法は特に限定されるものではなく、メツキ浴中
におけるBN懸濁量は、上記BN共析量になるよ
うに調製される。 ｅ 作用 本考案の内燃機関のシリンダーは、第１図に示
すようにNi−Ｐ−BN分散メツキ被膜１を、シリ
ンダー内壁２の表面に有し、この分散メツキ被膜
１には、第２図に示すようにNiマトリツクス３
中にリン４が添加されているため、従来のNi−
Ｐ−SiC分散メツキ被膜と同様にその硬度が比較
的高く、耐摩耗性を有する。しかも分散材として
自己潤滑性を有するBN粒子５が、マトリツクス
内に共析しているため、上記被膜は優れた潤滑性
を有し、焼き付きは完全に防止される。また、こ
の優れた潤滑性によつて、上記耐摩耗性を、さら
に良好にすることができる。 ｆ 実験例 以下に、実験例を示す。 実験例 １ ４つの試験片をそれぞれNi−BN分散メツキ
浴、Ni−SiC分散メツキ浴、Ni−Ｐ−BN分散メ
ツキ浴およびNi−Ｐ−SiC分散メツキ浴中に浸漬
し、電解によつて被膜を形成した。 このようにして得られた試験片を０℃、100℃、
200℃、300℃および400℃の温度でそれぞれ１時
間熱処理した後、相手部材として硬質クロムメツ
キを施した鋳鉄片を用いて超高圧摩耗試験機によ
り摩耗試験を行なつた。それぞれの温度における
メツキ被膜の摩耗量を測定し、結果を第３図に示
した。 第３図に示す結果から明らかなように、Ni−
BN分散メツキ被膜およびNi−SiC分散メツキ被
膜の場合には、Niマトリツクが耐熱性に劣るた
め、熱劣化が顕著である。なお、Niマトリツク
スが熱劣化し、柔らかくなつた後（300℃〜400
℃）においては、SiCは硬質であるため、これが
共析されているNi−SiC分散メツキ被膜は摩耗量
が比較的少く、BNは潤滑性を有するが硬質では
ないため、これが共析されているNi−BN分散メ
ツキ被膜は摩耗量が比較的多い。すなわち、共析
したBNのもつ潤滑性能がこの表からも明らかで
ある。 一方、Ni−Ｐ−SiC分散メツキ被膜およびNi
−Ｐ−BN分散メツキ被膜の場合には、Ni−Ｐ合
金マトリツクスの熱硬化性が充分に発揮されてお
り、高温で熱処理した場合においても摩耗量は増
加していない。 そして、Ni−Ｐ−BN分散メツキ被膜の耐摩耗
性は、Ni−Ｐ−SiC分散メツキ被膜のそれとほぼ
同程度である。 しかも、Ni−Ｐ−BN分散メツキ被膜は、Ni
−Ｐ合金マトリツクスにBN粉末の共析されたも
のであるため、その母材はNiマトリツクスと異
なり高温下においても硬い母材であるため、高温
下におけるBNの潤滑性は充分に発揮される。 すなわち、Ni−Ｐ−BN分散メツキ被膜の耐摩
耗性はNi−Ｐ−SiC分散メツキ被膜の耐摩耗性と
ほぼ同程度であり、しかも潤滑性を備えている。 実験例 ２ スルフアミン酸ニツケル浴にBNを懸濁させた
Ni−Ｐ−BN分散メツキ浴において、BNの懸濁
量を変化させ、表−１に示すようなBN共析量の
異なる分散メツキ被膜を有するレシプロエンジン
のシリンダーを作製し、その耐焼き付き性、耐摩
耗性を評価した。なお、表−１におけるBN共析
量は、メツキ被膜の面積：縦×横＝50μｍ×50μ
ｍ＝2500μm2当たりのBN粒子数で示す。
るいはロータリーエンジンのトロコイド面などの
内燃機関のシリンダーの内壁には、ニツケル
（Ni）−炭化ケイ素（SiC）分散メツキあるいはニ
ツケル（Ni）−リン（Ｐ）−炭化ケイ素（SiC）分
散メツキが施こされている。 ｃ 考案が解決しようとする問題点 上記Ni−SiC分散メツキ被膜は、マトリツクス
がNiであるため、高温にさらされると、その硬
度が徐々に低下し、エンジンの作動状態によつて
は、レシプロエンジンの場合はピストリング、ロ
ータリーエンジンの場合はアペツクスシールによ
る内壁への押圧力によつて、メツキ被膜の表層部
に突出しているSiC粒子が、該被膜内部に埋没す
る現象が生じることがある。 一方、Ni−Ｐ−SiC分散メツキ被膜は、マトリ
ツツス中にＰおよびSiCが共析されたものである
ため、無電解メツキと同様に、加熱処理によつて
硬度が高くなり、メツキ後の機械加工が困難とな
る。また、高い硬度のために、上記Ni−Ｐ−SiC
分散メツキ被膜を施こしたシリンダー内壁に接触
するピストリングあるいはアペツクスシールは、
高い耐摩耗性を要求され、高価なものとなり、コ
ストアツプの原因となる。 また、駆動時にピストンやピストンリングと激
しく摺動し合うシリンダーには、潤滑性および耐
摩耗性が要求され、潤滑性が劣ると、シリンダー
が焼き付いてしまうという問題がある。 本考案は、高温に曝された際の硬度劣化、共析
物質の埋没、硬度が高すぎることによる相手部材
のコスト高などの硬度上の問題点を解消し、か
つ、優れた潤滑性と耐摩耗性を有し、焼き付きを
起こすことのない内燃機関のシリンダーを提供し
ようとするものである。 ｄ 問題点を解決するための手段 本考案は、内燃機関のシリンダーの内壁に、ニ
ツケルをマトリツクスとしリンおよび窒化ホウ素
を共析物質とする分散メツキ被膜を形成してな
り、該分散メツキ被膜に対する上記窒化ホウ素粒
子の共析量が10個／2500μm2以上であることを特
徴とする内燃機関のシリンダーにある。 上記分散メツキ被膜におけるBNの共析量は、
上記のように分散メツキ被膜の面積：50μｍ×
50μｍ＝2500μm2当たりBN粒子が10個以上である
ことが必要であり、特に20個以上であることが望
ましい。 BN粒子数が10個以下では、レシプロエンジン
のシリンダー摺動面またはロータリーエンジンの
トロコイド面などの内燃機関のシリンダーの耐焼
き付き性、耐摩耗性が良好ではない。 BNの共析量の上限は特に限定されるものでは
ないが、耐摩耗性の観点からは分散メツキ被膜の
面積2500μm2当たり80個以下であることが好まし
い。 上記分散メツキ被膜に対するＰの共析量は、特
に限定されるものではないが、例えば、電解ニツ
ケルメツキ液に対してＰを0.1〜4.2ｇ／含有さ
せると、内燃機関のシリンダーが高温に曝された
場合においても硬度の低下がない。 上記分散メツキ被膜は、Niをマトリツクスと
し、ＰおよびBNをメツキ浴中に懸濁させ、常法
に従つてメツキして形成されるものであり、その
製法は特に限定されるものではなく、メツキ浴中
におけるBN懸濁量は、上記BN共析量になるよ
うに調製される。 ｅ 作用 本考案の内燃機関のシリンダーは、第１図に示
すようにNi−Ｐ−BN分散メツキ被膜１を、シリ
ンダー内壁２の表面に有し、この分散メツキ被膜
１には、第２図に示すようにNiマトリツクス３
中にリン４が添加されているため、従来のNi−
Ｐ−SiC分散メツキ被膜と同様にその硬度が比較
的高く、耐摩耗性を有する。しかも分散材として
自己潤滑性を有するBN粒子５が、マトリツクス
内に共析しているため、上記被膜は優れた潤滑性
を有し、焼き付きは完全に防止される。また、こ
の優れた潤滑性によつて、上記耐摩耗性を、さら
に良好にすることができる。 ｆ 実験例 以下に、実験例を示す。 実験例 １ ４つの試験片をそれぞれNi−BN分散メツキ
浴、Ni−SiC分散メツキ浴、Ni−Ｐ−BN分散メ
ツキ浴およびNi−Ｐ−SiC分散メツキ浴中に浸漬
し、電解によつて被膜を形成した。 このようにして得られた試験片を０℃、100℃、
200℃、300℃および400℃の温度でそれぞれ１時
間熱処理した後、相手部材として硬質クロムメツ
キを施した鋳鉄片を用いて超高圧摩耗試験機によ
り摩耗試験を行なつた。それぞれの温度における
メツキ被膜の摩耗量を測定し、結果を第３図に示
した。 第３図に示す結果から明らかなように、Ni−
BN分散メツキ被膜およびNi−SiC分散メツキ被
膜の場合には、Niマトリツクが耐熱性に劣るた
め、熱劣化が顕著である。なお、Niマトリツク
スが熱劣化し、柔らかくなつた後（300℃〜400
℃）においては、SiCは硬質であるため、これが
共析されているNi−SiC分散メツキ被膜は摩耗量
が比較的少く、BNは潤滑性を有するが硬質では
ないため、これが共析されているNi−BN分散メ
ツキ被膜は摩耗量が比較的多い。すなわち、共析
したBNのもつ潤滑性能がこの表からも明らかで
ある。 一方、Ni−Ｐ−SiC分散メツキ被膜およびNi
−Ｐ−BN分散メツキ被膜の場合には、Ni−Ｐ合
金マトリツクスの熱硬化性が充分に発揮されてお
り、高温で熱処理した場合においても摩耗量は増
加していない。 そして、Ni−Ｐ−BN分散メツキ被膜の耐摩耗
性は、Ni−Ｐ−SiC分散メツキ被膜のそれとほぼ
同程度である。 しかも、Ni−Ｐ−BN分散メツキ被膜は、Ni
−Ｐ合金マトリツクスにBN粉末の共析されたも
のであるため、その母材はNiマトリツクスと異
なり高温下においても硬い母材であるため、高温
下におけるBNの潤滑性は充分に発揮される。 すなわち、Ni−Ｐ−BN分散メツキ被膜の耐摩
耗性はNi−Ｐ−SiC分散メツキ被膜の耐摩耗性と
ほぼ同程度であり、しかも潤滑性を備えている。 実験例 ２ スルフアミン酸ニツケル浴にBNを懸濁させた
Ni−Ｐ−BN分散メツキ浴において、BNの懸濁
量を変化させ、表−１に示すようなBN共析量の
異なる分散メツキ被膜を有するレシプロエンジン
のシリンダーを作製し、その耐焼き付き性、耐摩
耗性を評価した。なお、表−１におけるBN共析
量は、メツキ被膜の面積：縦×横＝50μｍ×50μ
ｍ＝2500μm2当たりのBN粒子数で示す。
【表】
シリンダー内壁の上死点摩耗量
以上より、BN粒子が適度に共析したNi−Ｐ−
BN分散メツキ被膜を摺動面に有するシリンダー
は、耐焼き付き性、耐摩耗性が良好であることが
判る。 実験例 ３ スルフアミン酸ニツケル浴にBNを懸濁させた
Ni−Ｐ−BN分散メツキ浴において、BNの懸濁
量を変化させて、試験片に第４図に示すような
BN共析量の異なる分散メツキ被膜を被覆した。 このようして作製した試験片を、硬質クロムメ
ツキの施された鋳鉄片を相手部材として、超高圧
摩耗試験機によつて摩耗試験を行なつた。結果を
第４図に示す。 第３図からも明らかなように、Ni−SiCおよび
Ni−BN分散メツキ被膜の摩耗量は4μｍを境いと
して大きく異なる。そこで本実験例においては摩
耗限界を4μｍと設定した。その結果BNの共析量
は2500μm2あたり10個ないし80個が好ましいこと
が判つた。 ｇ 考案の効果 本考案に係る内燃機関のシリンダーの内壁、す
なわちレシプロエンジンのシリンダー摺動面ある
いはロータリーエンジンのトロコイド面は、Ni
−Ｐ−SiC分散メツキを施こしたものと比べて、
その硬度が適度であり、加工が容易で、該内壁と
接触する相手部材に高価なものを必要としないな
どの利点を有する。 また、Ni−Ｐ−SiC分散メツキとほぼ同程度の
耐摩耗性をもちながら、Ni−Ｐ−SiC分散メツキ
にはない優れた潤滑性を有する。 本考案によれば、焼き付き性のない、耐摩耗性
および潤滑性の良好な内燃機関のシリンダーを提
供することができる。
以上より、BN粒子が適度に共析したNi−Ｐ−
BN分散メツキ被膜を摺動面に有するシリンダー
は、耐焼き付き性、耐摩耗性が良好であることが
判る。 実験例 ３ スルフアミン酸ニツケル浴にBNを懸濁させた
Ni−Ｐ−BN分散メツキ浴において、BNの懸濁
量を変化させて、試験片に第４図に示すような
BN共析量の異なる分散メツキ被膜を被覆した。 このようして作製した試験片を、硬質クロムメ
ツキの施された鋳鉄片を相手部材として、超高圧
摩耗試験機によつて摩耗試験を行なつた。結果を
第４図に示す。 第３図からも明らかなように、Ni−SiCおよび
Ni−BN分散メツキ被膜の摩耗量は4μｍを境いと
して大きく異なる。そこで本実験例においては摩
耗限界を4μｍと設定した。その結果BNの共析量
は2500μm2あたり10個ないし80個が好ましいこと
が判つた。 ｇ 考案の効果 本考案に係る内燃機関のシリンダーの内壁、す
なわちレシプロエンジンのシリンダー摺動面ある
いはロータリーエンジンのトロコイド面は、Ni
−Ｐ−SiC分散メツキを施こしたものと比べて、
その硬度が適度であり、加工が容易で、該内壁と
接触する相手部材に高価なものを必要としないな
どの利点を有する。 また、Ni−Ｐ−SiC分散メツキとほぼ同程度の
耐摩耗性をもちながら、Ni−Ｐ−SiC分散メツキ
にはない優れた潤滑性を有する。 本考案によれば、焼き付き性のない、耐摩耗性
および潤滑性の良好な内燃機関のシリンダーを提
供することができる。
第１図は本考案に係る内燃機関のシリンダーの
実施例を示す縦断面図、第２図はそのシリンダー
内壁の部分拡大断面図、第３図はメツキ被膜熱処
理温度とメツキ被膜摩耗量の関係を示すグラフ、
第４図は単位面積当たりのBN共析個数と分散メ
ツキ被膜摩耗量の関係を示すグラフである。 １……Ni−Ｐ−BN分散メツキ被膜、２……シ
リンダー内壁、３……Niマトリツクス、４……
リン、５……BN粒子。
実施例を示す縦断面図、第２図はそのシリンダー
内壁の部分拡大断面図、第３図はメツキ被膜熱処
理温度とメツキ被膜摩耗量の関係を示すグラフ、
第４図は単位面積当たりのBN共析個数と分散メ
ツキ被膜摩耗量の関係を示すグラフである。 １……Ni−Ｐ−BN分散メツキ被膜、２……シ
リンダー内壁、３……Niマトリツクス、４……
リン、５……BN粒子。
Claims (1)
- 内燃機関のシリンダーの内壁に、ニツケルをマ
トリツクスとしリンおよび窒化ホウ素を共析物質
とする分散メツキ被膜を形成してなり、該分散メ
ツキ被膜に対する上記窒化ホウ素粒子の共析量が
10個／2500μm2以上であることを特徴とする内燃
機関のシリンダー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7897084U JPS60189561U (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | 内燃機関のシリンダ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7897084U JPS60189561U (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | 内燃機関のシリンダ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60189561U JPS60189561U (ja) | 1985-12-16 |
| JPS6342143Y2 true JPS6342143Y2 (ja) | 1988-11-04 |
Family
ID=30623444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7897084U Granted JPS60189561U (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | 内燃機関のシリンダ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60189561U (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56105500A (en) * | 1980-01-24 | 1981-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Lubricating method of sliding surface |
| JPS6023197B2 (ja) * | 1980-11-21 | 1985-06-06 | 帝国ピストンリング株式会社 | 窒化硼素と金属を複合電着する方法 |
-
1984
- 1984-05-29 JP JP7897084U patent/JPS60189561U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60189561U (ja) | 1985-12-16 |
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