JPS6356313B2 - - Google Patents
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- JPS6356313B2 JPS6356313B2 JP62041240A JP4124087A JPS6356313B2 JP S6356313 B2 JPS6356313 B2 JP S6356313B2 JP 62041240 A JP62041240 A JP 62041240A JP 4124087 A JP4124087 A JP 4124087A JP S6356313 B2 JPS6356313 B2 JP S6356313B2
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Classifications
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- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F3/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by special physical methods, e.g. treatment with neutrons
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Description
本発明は少なくとも一つの面が耐摩耗帯域の少
なくとも一つの領域をもつアルミニウム又はその
合金から作られた鋳物に係る。 問題の定義 摩擦を受けるアルミニウム又はその合金から作
られた鋳物が特に少なくともその「活動」面、即
ち対面する部分と接触する面の摩擦抵抗及び握り
又はつかみ抵抗（焼付き耐性、tenue au
grippage）のような工学的特性を持たなければ
ならないことは専門家の知るところである。通
例、これらの特性は前記面の一部分だけに相当す
る領域及びこの領域の極めて限られた帯域で必要
なだけである。これらの帯域は普通は様々な手段
で得られた鋳物の表面の（焼入れ）硬化処理によ
つて得られる。 先行技術 例えばフランス特許第2371520号は、合金剤の
存在下又は不在下アルミニウム又はその合金でで
きた物品の所定の露出領域を、高エネルギー型
（少なくとも10000ワツト／cm2）で直径250〜
1250μmのレーザービーム又は電子ビームをもち
いて処理し、物品の第一帯域を加熱すると共に前
記第一帯域内の第二帯域でこれを溶かすことがで
きるようにするための方法を開示している。この
ようにして、なかんずく耐摩耗性を向上させ、し
かも処理に伴なう変形を除去あるいは低減するこ
とを目的として、少なくとも前記帯域内で微細粒
子構造が得られる。このフランス特許明細書の特
許請求の範囲第２４項は、「このビームはいくつ
かにわかれて隔たりをつけた径路を移動し、その
結果、帯域に作用して前記物品の露出表面上に隔
たりをつけた領域を形成する。」と記載している。 同様に、フランス特許第2367117号は、「部品の
金属軸受け面を処理するための方法であつて、そ
の冶金学上の特性を修正し、かつその耐摩耗性を
改良するために軸受け帯域を熱処理するだけの方
法」をクレームしている。この方法の一特定例に
よれば浸透法（セメンテーシヨン）によつて焼入
れ硬化された銑鉄の円筒形ライナー又はジヤケツ
トが処理され、この方法は3000μmの直径の点を
形成するようなビームを出すレーザーをこのライ
ナー又はジヤケツトに当てることから成る。 また、日本特許出願第59212572号はレーザーを
用いて内燃機関シリンダの内側表面を焼入れする
ための処理方法を開示しており、この方法では、
処理された帯域に対する処理されない帯域の表面
比は10〜70％が好ましく、処理された帯域のサイ
ズは数mmである。 かくして、これらの文書は、鋳物又は部材の表
面を熱処理して250μmを超える幅の帯域を局部的
に作ることによつてこの鋳物又は部材上で摩擦に
適した帯域を得ることができることを教示してい
る。 これらの教えを取り入れることを希望して、本
出願人は処理帯域内で局部的な焼入れを得ること
が可能であること、しかし前記焼入れは局部融解
の場合一方では鋳物の変形を伴ないその結果使用
に先立つて再加工が求められ、そして他方いくつ
かの場合には、前記焼入れはこの処理によつてひ
きおこされる局部的過熱の結果生じる表面応力に
よる割れ及び初期疲れクラツクを伴なうことを発
見した。 発明の目的 それ故本出願人は、少なくとも一つの面に耐摩
耗帯域で摩擦に適した少なくとも一つの領域が形
成されるように熱融解効果によつて処理され、そ
の結果、使用中に割れやその他の損傷を起こし得
る表面応力をほとんどもたない、さらに処理工程
からすぐに使用が可能な、つまり焼入れ硬化した
部品では難しい時間をとる作業であり、その熱的
機械的効果の結果として処理帯域の組織更にはそ
の摩擦学的特性を変えてしまう再加工のいらない
アルミニウム及びその合金から作られた鋳物（部
材）の開発を考えた。 本発明の説明 本発明によれば、局部融解効果（effet de
fusion localise´e）によつて（焼入れ）硬化され
た帯域が適度な制御下で分配されて構成された少
なくとも一つの耐摩耗領域を少なくとも一つの面
の表面上にもつアルミニウム及びその合金から作
られた鋳物が得られ、この金属鋳物は、前記帯域
がその長さと形がどのようであつても、３〜
150μmの幅と深さをもち、更に一つの領域の各１
mm2で（すなわち単位面積当たり）の帯域が占める
（表面）割合が５〜60％であることを特徴とする。 本発明鋳物の活動面はその表面上で使用目的に
応じて適切に選ばれた領域内に次の二つの特徴を
持つ硬化帯域を持つ。即ち、 一方では先行技術鋳物と比較して多少とも細長
い形の、但し非常に限定された幅と深さをもち、 他方では前記帯域が、一つの領域に属する表面
の単位面積（１mm2）に対して、その５〜60％を占
め、つまりそれらが１mm未満の距離で相互に隔て
られているから、細かく分配されている。 これらの特徴とはべつに、前記帯域が交差する
ときにはその被覆または重なり表面部分を一つの
領域の単位面積（１mm2）毎に帯域全表面の50％に
限定すると有利であることが判明した。 これらの条件の下で、硬化帯域の存在によつて
引き起こされる耐摩耗性のかなりの増加とはべつ
に、帯域レベルで融解―再固化によつて引き起こ
される変形応力が、より大な幅と深さを持ち、あ
るいは表面がより多く重なり、あるいはよりしば
しば交差する帯域で観察される変形応力よりずつ
と少ないことが判明した。 更に、帯域と帯域間間隔との間の寸法差は
10μmを超えず、そのため使用に先立つてこの鋳
物を再加工しないで済む。言い替えれば、処理さ
れた鋳物は幾何学的形状に少しの修正を引き起こ
すにすぎず、また僅かな粗さの変化を生じるに過
ぎない。 更に、帯域間間隔の存在は、表面上にしかも微
細なスケールで硬化帯域と柔軟間隔域とを交互に
作り出すことによつて摩擦用としてのこの部品の
適切性を大きく改良し、この交互構造は粘着、疲
れ又は摩耗による耐摩耗性に対して一般に極めて
有効であり、また柔軟な帯域間間隔が潤滑剤又は
摩耗残渣トラツプを構成するので摩擦に対しても
効果的である。 しかし、特許請求の範囲第１項に記載した帯域
の幅及び深さのうち、最高の結果を得るためには
10〜100μmの値を守るのが好ましいことが判明し
た。 本発明は帯域形状の規則性も、あるいは表面上
での帯域の規則的配列も要求しはしない。そして
ランダムな形状の帯域の場合、前記の幅は1/2寸
法の２倍と規定することができ、これは影像分析
で使用されるいわゆる概略化法
（squelletisation）では帯域の消失につながる。 本発明は基本的に、帯域の幅及び深さを減少
し、帯域を分離するという統計理論に基いてお
り、mm2の尺度の分配と帯域の形状とは、幅―深さ
効果及び表面割合と比較して二次の効果をもつ。 しかし、鋳物表面上にこの帯域を形成すること
は容易だから、本発明は３〜150μmの幅と深さを
もつ帯（バンド）又は条（ストリツプ）状部の周
期的又は準周期的ネツトワーク（網目構造）状の
形態で鋳物表面上に規則的に配列された帯域も含
む。 このように、帯域は20〜1000μmの距離で相互
に隔てられた連続帯（バンド）の形に配列される
ことができ、前記帯はランダムな方向をもつか、
あるいは平行な帯の少なくとも１つのネツトワー
クをもつ。しかし、これらの帯域はその長さに応
じて、20〜1000μmの距離で相互に分離された不
連続帯（バンド）の形に配列されることもでき
る。先に述べた通り、これらの帯はランダムな方
向を持つか、あるいは平行帯のネツトワークが少
なくとも１つ存在する。 本発明はより特定的には何等かのアルミニウム
合金で、その摩擦学的特性を表面融解処理によつ
て改良し得るアルミニウム合金に適用される。本
発明はまた添加元素又は化合物とともに融解され
たアルミニウム合金によつて帯域が構成され、そ
の結果前記合金が母合金より優れた摩擦学的特性
をもつ、すべての鋳物にも適用される。たとえ
ば、前記元素は、鉄又はニツケルであることがで
きる。 本発明の特性に適う帯域は、融解―再固化によ
つて限定された深さと幅で鋳物の表面の性質又は
構造を局部的に修正し、その結果より良い摩擦用
途適合性を熱効果及び／または化学効果により与
えることを可能にする任意の方法によつて得るこ
とができる。 特に、150μm未満の幅及び深さを持つ帯域が融
解によつて生成するように的確に焦点決めされた
電子ビーム及びレーザー光のような高エネルギー
放射線を用いることができる。 マイクロプロセツサを用いて鋳物及びビームの
相対的移動を制御することによつて、軸に沿つた
形状（アクシアル）、円、らせん又は他の任意の
形状の帯を容易に得ることができる。 例えば、１×106ワツト／cm2を超える電力密度
を与えるべく十分に焦点ぎめされた18ワツトの出
力をもつ通常のアルゴンレーザービームによれ
ば、アルミニウム―シリコン（ケイ素）合金鋳物
の表面上に鋳物をビームの作用に１×10-1秒未満
の間さらし、ビームを鋳物に対して移動させ、そ
の結果一連の平行経路を二つの垂直方向に描かせ
ることによつて、幅30μmで相互に100μmの距離
で隔てられたバンドから成る四角な網目の格子を
得ることができることが証明された。しかし、多
数のビームを発射しうるエネルギ源を用いること
も可能で、その結果網目構造はより実際的な方法
で得ることができる。 こうして、微細なスケールで、より柔らかな型
（matrice）に挿入された堅い材料によつて構成
された表面から成る互いに分離された１群の小さ
い被処理帯域（幅＜150μm）を得ることができる
ことが証明された。このように処理された鋳物は
表面形状の変形をごくわずかしか示さなかつたの
で、機械加工が避けられた。アルミニウム合金製
エンジンのライナー又はジヤケツトにこの方法を
適用すると、応力の緩和の結果として破壊はなん
ら生じず、更にピストン／セグメントとの接触に
よるその摩擦学的挙動は、幅3000μmの帯域を生
じるビームで全表面が処理されたジヤケツト又は
ライナーより優れていた。 本発明は、添付の図面によつて説明することが
できる。 第１図は、ランダムな形状とランダムに分配さ
れた幅の帯域１を示すが、どの場合にも、幅は10
〜100μm、表面割合５〜60％（表面１mm2につき）
である。 第２図は、幅40μmをもち、相互に360μm隔て
られた帯２よりなる格子メツシユに従つて規則的
に配置された帯域を示す。 第３図は、寸法50μmをもち、互いに100μm隔
てられた点の形をした帯域３を示す。 第４図は、幅40μmをもち、200μmの間隔で直
角に交差する帯に従つて分配された帯域の、Ａ―
S17U4G型（シリコン17％、銅４％、マグネシウ
ム＜１％および残りアルミニウム）のアルミニウ
ム合金鋳物上で得た100倍マイクロ写真である。 第５，６及び７図は以下の具体例を説明する過
程で言及する。 適用例 同じ方法で製造したＡ―S5U3（即ち、シリコン
５％、銅３％、残りはアルミニウムと不純物）及
びＡ―S17U4G（Si17％、Cu4％、Mg＜１％）の
鋳物を、両方の合金型をもつ２つのバツチ１およ
び２に細分割した。 バツチ１は、先行技術の帯域を得るためレーザ
ー処理に付し、バツチ２は本発明帯域を得るため
別のレーザー処理に付した。これらの処理の条件
は次の通りである。
なくとも一つの領域をもつアルミニウム又はその
合金から作られた鋳物に係る。 問題の定義 摩擦を受けるアルミニウム又はその合金から作
られた鋳物が特に少なくともその「活動」面、即
ち対面する部分と接触する面の摩擦抵抗及び握り
又はつかみ抵抗（焼付き耐性、tenue au
grippage）のような工学的特性を持たなければ
ならないことは専門家の知るところである。通
例、これらの特性は前記面の一部分だけに相当す
る領域及びこの領域の極めて限られた帯域で必要
なだけである。これらの帯域は普通は様々な手段
で得られた鋳物の表面の（焼入れ）硬化処理によ
つて得られる。 先行技術 例えばフランス特許第2371520号は、合金剤の
存在下又は不在下アルミニウム又はその合金でで
きた物品の所定の露出領域を、高エネルギー型
（少なくとも10000ワツト／cm2）で直径250〜
1250μmのレーザービーム又は電子ビームをもち
いて処理し、物品の第一帯域を加熱すると共に前
記第一帯域内の第二帯域でこれを溶かすことがで
きるようにするための方法を開示している。この
ようにして、なかんずく耐摩耗性を向上させ、し
かも処理に伴なう変形を除去あるいは低減するこ
とを目的として、少なくとも前記帯域内で微細粒
子構造が得られる。このフランス特許明細書の特
許請求の範囲第２４項は、「このビームはいくつ
かにわかれて隔たりをつけた径路を移動し、その
結果、帯域に作用して前記物品の露出表面上に隔
たりをつけた領域を形成する。」と記載している。 同様に、フランス特許第2367117号は、「部品の
金属軸受け面を処理するための方法であつて、そ
の冶金学上の特性を修正し、かつその耐摩耗性を
改良するために軸受け帯域を熱処理するだけの方
法」をクレームしている。この方法の一特定例に
よれば浸透法（セメンテーシヨン）によつて焼入
れ硬化された銑鉄の円筒形ライナー又はジヤケツ
トが処理され、この方法は3000μmの直径の点を
形成するようなビームを出すレーザーをこのライ
ナー又はジヤケツトに当てることから成る。 また、日本特許出願第59212572号はレーザーを
用いて内燃機関シリンダの内側表面を焼入れする
ための処理方法を開示しており、この方法では、
処理された帯域に対する処理されない帯域の表面
比は10〜70％が好ましく、処理された帯域のサイ
ズは数mmである。 かくして、これらの文書は、鋳物又は部材の表
面を熱処理して250μmを超える幅の帯域を局部的
に作ることによつてこの鋳物又は部材上で摩擦に
適した帯域を得ることができることを教示してい
る。 これらの教えを取り入れることを希望して、本
出願人は処理帯域内で局部的な焼入れを得ること
が可能であること、しかし前記焼入れは局部融解
の場合一方では鋳物の変形を伴ないその結果使用
に先立つて再加工が求められ、そして他方いくつ
かの場合には、前記焼入れはこの処理によつてひ
きおこされる局部的過熱の結果生じる表面応力に
よる割れ及び初期疲れクラツクを伴なうことを発
見した。 発明の目的 それ故本出願人は、少なくとも一つの面に耐摩
耗帯域で摩擦に適した少なくとも一つの領域が形
成されるように熱融解効果によつて処理され、そ
の結果、使用中に割れやその他の損傷を起こし得
る表面応力をほとんどもたない、さらに処理工程
からすぐに使用が可能な、つまり焼入れ硬化した
部品では難しい時間をとる作業であり、その熱的
機械的効果の結果として処理帯域の組織更にはそ
の摩擦学的特性を変えてしまう再加工のいらない
アルミニウム及びその合金から作られた鋳物（部
材）の開発を考えた。 本発明の説明 本発明によれば、局部融解効果（effet de
fusion localise´e）によつて（焼入れ）硬化され
た帯域が適度な制御下で分配されて構成された少
なくとも一つの耐摩耗領域を少なくとも一つの面
の表面上にもつアルミニウム及びその合金から作
られた鋳物が得られ、この金属鋳物は、前記帯域
がその長さと形がどのようであつても、３〜
150μmの幅と深さをもち、更に一つの領域の各１
mm2で（すなわち単位面積当たり）の帯域が占める
（表面）割合が５〜60％であることを特徴とする。 本発明鋳物の活動面はその表面上で使用目的に
応じて適切に選ばれた領域内に次の二つの特徴を
持つ硬化帯域を持つ。即ち、 一方では先行技術鋳物と比較して多少とも細長
い形の、但し非常に限定された幅と深さをもち、 他方では前記帯域が、一つの領域に属する表面
の単位面積（１mm2）に対して、その５〜60％を占
め、つまりそれらが１mm未満の距離で相互に隔て
られているから、細かく分配されている。 これらの特徴とはべつに、前記帯域が交差する
ときにはその被覆または重なり表面部分を一つの
領域の単位面積（１mm2）毎に帯域全表面の50％に
限定すると有利であることが判明した。 これらの条件の下で、硬化帯域の存在によつて
引き起こされる耐摩耗性のかなりの増加とはべつ
に、帯域レベルで融解―再固化によつて引き起こ
される変形応力が、より大な幅と深さを持ち、あ
るいは表面がより多く重なり、あるいはよりしば
しば交差する帯域で観察される変形応力よりずつ
と少ないことが判明した。 更に、帯域と帯域間間隔との間の寸法差は
10μmを超えず、そのため使用に先立つてこの鋳
物を再加工しないで済む。言い替えれば、処理さ
れた鋳物は幾何学的形状に少しの修正を引き起こ
すにすぎず、また僅かな粗さの変化を生じるに過
ぎない。 更に、帯域間間隔の存在は、表面上にしかも微
細なスケールで硬化帯域と柔軟間隔域とを交互に
作り出すことによつて摩擦用としてのこの部品の
適切性を大きく改良し、この交互構造は粘着、疲
れ又は摩耗による耐摩耗性に対して一般に極めて
有効であり、また柔軟な帯域間間隔が潤滑剤又は
摩耗残渣トラツプを構成するので摩擦に対しても
効果的である。 しかし、特許請求の範囲第１項に記載した帯域
の幅及び深さのうち、最高の結果を得るためには
10〜100μmの値を守るのが好ましいことが判明し
た。 本発明は帯域形状の規則性も、あるいは表面上
での帯域の規則的配列も要求しはしない。そして
ランダムな形状の帯域の場合、前記の幅は1/2寸
法の２倍と規定することができ、これは影像分析
で使用されるいわゆる概略化法
（squelletisation）では帯域の消失につながる。 本発明は基本的に、帯域の幅及び深さを減少
し、帯域を分離するという統計理論に基いてお
り、mm2の尺度の分配と帯域の形状とは、幅―深さ
効果及び表面割合と比較して二次の効果をもつ。 しかし、鋳物表面上にこの帯域を形成すること
は容易だから、本発明は３〜150μmの幅と深さを
もつ帯（バンド）又は条（ストリツプ）状部の周
期的又は準周期的ネツトワーク（網目構造）状の
形態で鋳物表面上に規則的に配列された帯域も含
む。 このように、帯域は20〜1000μmの距離で相互
に隔てられた連続帯（バンド）の形に配列される
ことができ、前記帯はランダムな方向をもつか、
あるいは平行な帯の少なくとも１つのネツトワー
クをもつ。しかし、これらの帯域はその長さに応
じて、20〜1000μmの距離で相互に分離された不
連続帯（バンド）の形に配列されることもでき
る。先に述べた通り、これらの帯はランダムな方
向を持つか、あるいは平行帯のネツトワークが少
なくとも１つ存在する。 本発明はより特定的には何等かのアルミニウム
合金で、その摩擦学的特性を表面融解処理によつ
て改良し得るアルミニウム合金に適用される。本
発明はまた添加元素又は化合物とともに融解され
たアルミニウム合金によつて帯域が構成され、そ
の結果前記合金が母合金より優れた摩擦学的特性
をもつ、すべての鋳物にも適用される。たとえ
ば、前記元素は、鉄又はニツケルであることがで
きる。 本発明の特性に適う帯域は、融解―再固化によ
つて限定された深さと幅で鋳物の表面の性質又は
構造を局部的に修正し、その結果より良い摩擦用
途適合性を熱効果及び／または化学効果により与
えることを可能にする任意の方法によつて得るこ
とができる。 特に、150μm未満の幅及び深さを持つ帯域が融
解によつて生成するように的確に焦点決めされた
電子ビーム及びレーザー光のような高エネルギー
放射線を用いることができる。 マイクロプロセツサを用いて鋳物及びビームの
相対的移動を制御することによつて、軸に沿つた
形状（アクシアル）、円、らせん又は他の任意の
形状の帯を容易に得ることができる。 例えば、１×106ワツト／cm2を超える電力密度
を与えるべく十分に焦点ぎめされた18ワツトの出
力をもつ通常のアルゴンレーザービームによれ
ば、アルミニウム―シリコン（ケイ素）合金鋳物
の表面上に鋳物をビームの作用に１×10-1秒未満
の間さらし、ビームを鋳物に対して移動させ、そ
の結果一連の平行経路を二つの垂直方向に描かせ
ることによつて、幅30μmで相互に100μmの距離
で隔てられたバンドから成る四角な網目の格子を
得ることができることが証明された。しかし、多
数のビームを発射しうるエネルギ源を用いること
も可能で、その結果網目構造はより実際的な方法
で得ることができる。 こうして、微細なスケールで、より柔らかな型
（matrice）に挿入された堅い材料によつて構成
された表面から成る互いに分離された１群の小さ
い被処理帯域（幅＜150μm）を得ることができる
ことが証明された。このように処理された鋳物は
表面形状の変形をごくわずかしか示さなかつたの
で、機械加工が避けられた。アルミニウム合金製
エンジンのライナー又はジヤケツトにこの方法を
適用すると、応力の緩和の結果として破壊はなん
ら生じず、更にピストン／セグメントとの接触に
よるその摩擦学的挙動は、幅3000μmの帯域を生
じるビームで全表面が処理されたジヤケツト又は
ライナーより優れていた。 本発明は、添付の図面によつて説明することが
できる。 第１図は、ランダムな形状とランダムに分配さ
れた幅の帯域１を示すが、どの場合にも、幅は10
〜100μm、表面割合５〜60％（表面１mm2につき）
である。 第２図は、幅40μmをもち、相互に360μm隔て
られた帯２よりなる格子メツシユに従つて規則的
に配置された帯域を示す。 第３図は、寸法50μmをもち、互いに100μm隔
てられた点の形をした帯域３を示す。 第４図は、幅40μmをもち、200μmの間隔で直
角に交差する帯に従つて分配された帯域の、Ａ―
S17U4G型（シリコン17％、銅４％、マグネシウ
ム＜１％および残りアルミニウム）のアルミニウ
ム合金鋳物上で得た100倍マイクロ写真である。 第５，６及び７図は以下の具体例を説明する過
程で言及する。 適用例 同じ方法で製造したＡ―S5U3（即ち、シリコン
５％、銅３％、残りはアルミニウムと不純物）及
びＡ―S17U4G（Si17％、Cu4％、Mg＜１％）の
鋳物を、両方の合金型をもつ２つのバツチ１およ
び２に細分割した。 バツチ１は、先行技術の帯域を得るためレーザ
ー処理に付し、バツチ２は本発明帯域を得るため
別のレーザー処理に付した。これらの処理の条件
は次の通りである。
【表】
− −
以下の知見が得られた： 帯域４を25倍の断面で示す第５図のバツチ１の
場合は、巨視的なレリーフが帯域の幅全体にわた
つて広がり、その振幅は100μmに達するので、鋳
物の再加工が必要であり、帯域５を1000倍の断面
で示す第６図のバツチ２では巨視的なレリーフは
なく微細な鋳膚不良が少し生じるだけで再加工は
必要でない。 第５及び６図では、帯域の正確な位置ぎめとそ
の寸法の測定とを可能ならしめる急激な構造の変
化を見ることもできる。両方のバツチで、200を
超えるビツカース硬さが帯域内で測定され、帯域
間では80であつた。 しかし、本発明の幅と深さの制限された帯域を
もつ鋳物の表面形状の変形程度は加工を必要とし
ないほどのものである。 同じ型の別の鋳物は電気分解により鉄の被膜で
あらかじめ覆つておいたが、その量は、融解後、
表面に15％鉄合金を作りうるほどのものであつ
た。これらの鋳物もまた２つのバツチに分配さ
れ、これらは被処理帯域の配列を除いて先に述べ
たものとおなじ処理を受けた。 即ち、バツチ１の鋳物の表面は一方向の平行な
バンドにそつて処理され、これらのバンドは重な
り（バツチ１Ａ）、あるいは重ならず（バツチ１
Ｂ、バンド間距離は2000μm）、バツチ２の表面は
直角に交差する相互に200μm隔てられた平行なバ
ンドのネツトワーク（網目状）にそつて処理され
た。 表面を顕微鏡検査することによつて、いくつか
の場合に、バツチ１Ａ及び１Ｂの処理帯域はクラ
ツク６（第７図）を生じ、バツチ２（第６図）は
クラツクを生じないことが判明した。 別の一連のテストでは、鉄はニツケルの電気化
学沈着層ととりかえられ、その結果融解後表面に
10％ニツケル合金が生じ、２つのバツチの鋳物は
カメロン―プリント（CAMERON―PLINT）
摩擦計を用いた摩擦―摩耗測定を受けた。この摩
擦計はフエロクロムのセグメントによつて構成さ
れ、これを被検面に押し付け、往復運動をさせ
て、内燃機関のピストン及びジヤケツトに挿入さ
れたセグメント間に生じる摩擦を概略的にシミユ
レートする。 目下の場合は、負荷100N、鋳造温度100℃、運
動周期12Hz及びテスト時間30分であつた。表面は
Neutral150型オイルであらかじめ潤滑した。バ
ツチ１の鋳物はすぐ損傷し（被処理面からの＞
1μmの大形破片の剥落）、これはフエロクロムセ
グメントにも及んだ。しかし、バツチ２の鋳物の
場合には、目に見える程の破損や測定できる程の
重量損失はなかつた。 本発明は摩擦を受ける鋳物、例えば機械部品
（エンジンジヤケツトとピストン、弁座、ブレー
キデイスク及びドラム、ノツチ付駆動プーリー、
ダイプレート、歯車、ダイ、駆動軸軸受け、ボー
ルベアリング、等）及び摩擦と通電とが同時に起
こる電気接続部（コネクタ、スライド接点、電気
モータ整流子、等）の製造に使用することができ
る。
以下の知見が得られた： 帯域４を25倍の断面で示す第５図のバツチ１の
場合は、巨視的なレリーフが帯域の幅全体にわた
つて広がり、その振幅は100μmに達するので、鋳
物の再加工が必要であり、帯域５を1000倍の断面
で示す第６図のバツチ２では巨視的なレリーフは
なく微細な鋳膚不良が少し生じるだけで再加工は
必要でない。 第５及び６図では、帯域の正確な位置ぎめとそ
の寸法の測定とを可能ならしめる急激な構造の変
化を見ることもできる。両方のバツチで、200を
超えるビツカース硬さが帯域内で測定され、帯域
間では80であつた。 しかし、本発明の幅と深さの制限された帯域を
もつ鋳物の表面形状の変形程度は加工を必要とし
ないほどのものである。 同じ型の別の鋳物は電気分解により鉄の被膜で
あらかじめ覆つておいたが、その量は、融解後、
表面に15％鉄合金を作りうるほどのものであつ
た。これらの鋳物もまた２つのバツチに分配さ
れ、これらは被処理帯域の配列を除いて先に述べ
たものとおなじ処理を受けた。 即ち、バツチ１の鋳物の表面は一方向の平行な
バンドにそつて処理され、これらのバンドは重な
り（バツチ１Ａ）、あるいは重ならず（バツチ１
Ｂ、バンド間距離は2000μm）、バツチ２の表面は
直角に交差する相互に200μm隔てられた平行なバ
ンドのネツトワーク（網目状）にそつて処理され
た。 表面を顕微鏡検査することによつて、いくつか
の場合に、バツチ１Ａ及び１Ｂの処理帯域はクラ
ツク６（第７図）を生じ、バツチ２（第６図）は
クラツクを生じないことが判明した。 別の一連のテストでは、鉄はニツケルの電気化
学沈着層ととりかえられ、その結果融解後表面に
10％ニツケル合金が生じ、２つのバツチの鋳物は
カメロン―プリント（CAMERON―PLINT）
摩擦計を用いた摩擦―摩耗測定を受けた。この摩
擦計はフエロクロムのセグメントによつて構成さ
れ、これを被検面に押し付け、往復運動をさせ
て、内燃機関のピストン及びジヤケツトに挿入さ
れたセグメント間に生じる摩擦を概略的にシミユ
レートする。 目下の場合は、負荷100N、鋳造温度100℃、運
動周期12Hz及びテスト時間30分であつた。表面は
Neutral150型オイルであらかじめ潤滑した。バ
ツチ１の鋳物はすぐ損傷し（被処理面からの＞
1μmの大形破片の剥落）、これはフエロクロムセ
グメントにも及んだ。しかし、バツチ２の鋳物の
場合には、目に見える程の破損や測定できる程の
重量損失はなかつた。 本発明は摩擦を受ける鋳物、例えば機械部品
（エンジンジヤケツトとピストン、弁座、ブレー
キデイスク及びドラム、ノツチ付駆動プーリー、
ダイプレート、歯車、ダイ、駆動軸軸受け、ボー
ルベアリング、等）及び摩擦と通電とが同時に起
こる電気接続部（コネクタ、スライド接点、電気
モータ整流子、等）の製造に使用することができ
る。
第１，２及び３図は、本発明によつて鋳物の活
動面上に作られた帯域の様々な配列を示す説明
図、第４図は、本発明鋳物の領域の一部のマイク
ロ写真、第５，６及び７図は、先行技術（第５及
び７図）と、本発明（第６図）による鋳物のミク
ロ断面の写真である。 １，３，４，５…帯域、２…バンド、６…クラ
ツク。
動面上に作られた帯域の様々な配列を示す説明
図、第４図は、本発明鋳物の領域の一部のマイク
ロ写真、第５，６及び７図は、先行技術（第５及
び７図）と、本発明（第６図）による鋳物のミク
ロ断面の写真である。 １，３，４，５…帯域、２…バンド、６…クラ
ツク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 局部融解効果によつて硬化した帯域が適当に
分配されて構成された少なくとも一つの耐摩耗領
域を少なくとも一つの面の表面にもつアルミニウ
ム又はその合金から作られた鋳物であつて、前記
帯域がその長さと形がどのようであれ、３〜
150μmの幅と深さをもち、更に一つの領域で１mm2
中に帯域が占める表面割合が５〜60％であること
を特徴とする鋳物。 ２ 帯域が交差するとき、前記帯域の重なる表面
割合が一つの領域１mm2中の帯域の全表面の50％未
満であることを特徴とする、特許請求の範囲第１
項に記載の鋳物。 ３ 帯域が10〜100μmの深さと幅をもつことを特
徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の鋳物。 ４ 帯域が、ランダムな方向をもちかつ20〜
1000μmの距離で相互に隔てられた連続バンドの
形に配列されていることを特徴とする、特許請求
の範囲第１項に記載の鋳物。 ５ 帯域が平行なバンドの少なくとも１つの網目
の形に配列されていることを特徴とする、特許請
求の範囲第４項に記載の鋳物。 ６ 帯域が、ランダムな方向をもちかつその長さ
に応じてさらに相互に20〜1000μmの距離だけ分
離された不連続バンドの形に配列されていること
を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の鋳
物。 ７ 帯域が平行なバンドの少なくとも１つの網目
の形に配列されていることを特徴とする、特許請
求の範囲第６項に記載の鋳物。 ８ 合金から形成されており、その摩擦学的特性
は表面融解処理によつて改良し得ることを特徴と
する、特許請求の範囲第１項に記載の鋳物。 ９ 帯域が、母材金属より優れた摩擦学的特性を
得るように別の元素又は化合物が添加された母材
金属合金から形成されていることを特徴とする、
特許請求の範囲第１項に記載の鋳物。 １０ 添加化合物が鉄又はニツケル又はその化合
物であることを特徴とする、特許請求の範囲第９
項に記載の鋳物。 １１ 焦点を合わせたレーザー光をあてて融解に
より150μm未満の幅と深さをもつ帯域を作ること
を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の金
属鋳物を得るための方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8603304 | 1986-02-25 | ||
| FR8603304A FR2594852B1 (fr) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | Pieces en aluminium et ses alliages dont une face au moins presente au moins une region de zones resistant a l'usure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62290883A JPS62290883A (ja) | 1987-12-17 |
| JPS6356313B2 true JPS6356313B2 (ja) | 1988-11-08 |
Family
ID=9332914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62041240A Granted JPS62290883A (ja) | 1986-02-25 | 1987-02-24 | 少なくとも一つの面に耐摩耗帯域の領域を少なくとも一つもつアルミニウム又はその合金製の鋳物 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4750945A (ja) |
| EP (1) | EP0237448B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62290883A (ja) |
| AT (1) | ATE43364T1 (ja) |
| CA (1) | CA1275762C (ja) |
| DE (1) | DE3760178D1 (ja) |
| ES (1) | ES2008703B3 (ja) |
| FR (1) | FR2594852B1 (ja) |
| GR (1) | GR3000014T3 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5084964A (en) * | 1989-07-28 | 1992-02-04 | Wagner Spray Tech Corporation | Aluminum die casting |
| DE69410906T2 (de) * | 1993-08-28 | 1998-12-17 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.), Kobe | Aluminiumlegierungsgussstück mit hoher Laserschweissbarkeit, Verbindung aus einem Aluminiumlegierungsguss und Verfahren zur Verbesserung eines Konstruktionselement aus Aluminiumlegierungsguss |
| EP0682156B2 (de) * | 1994-05-09 | 2004-04-21 | M. Schall GmbH + Co. KG | Container |
| DE19650752C1 (de) * | 1996-12-06 | 1998-03-05 | Louis Renner Gmbh | Kupfer-Chrom-Kontaktwerkstoff mit feinkörnig umgewandelter Oberfläche für elektrische Schaltkontakte und Verfahren zu dessen Herstellung |
| EP1275864B2 (de) * | 2001-07-09 | 2010-10-27 | Gehring Technologies GmbH | Werkstück mit einer tribologisch beanspruchbaren Fläche und Verfahren zur Herstellung einer solchen Fläche |
| DE10202184C1 (de) * | 2002-01-22 | 2003-05-28 | Federal Mogul Nuernberg Gmbh | Lasernitrieren von Aluminiumbasis-Verbundwerkstoffen |
| US20050092403A1 (en) * | 2003-10-29 | 2005-05-05 | Lloyd David J. | Functionally graded aluminum alloy sheet |
| DE102006046503A1 (de) * | 2006-08-18 | 2008-02-21 | Mg-Micro Galva Gmbh | Laseroxidieren von Magnesium-, Titan- oder Aluminiumwerkstoffen |
| DE102006051709A1 (de) * | 2006-10-30 | 2008-05-08 | AHC-Oberflächentechnik GmbH | Erzeugung von Verschleißschutzschichten auf Werkstoffen aus sperrschichtbildenden Metallen oder deren Legierungen mittels Laserbehandlung |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4157923A (en) * | 1976-09-13 | 1979-06-12 | Ford Motor Company | Surface alloying and heat treating processes |
| GB1583835A (en) * | 1977-03-28 | 1981-02-04 | Avco Everett Res Lab Inc | Metal surface modification |
| DE2835332C2 (de) * | 1978-08-11 | 1982-06-24 | Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt | Kolben mit einem Körper aus einer Aluminiumlegierung |
| US4348263A (en) * | 1980-09-12 | 1982-09-07 | Western Electric Company, Inc. | Surface melting of a substrate prior to plating |
-
1986
- 1986-02-25 FR FR8603304A patent/FR2594852B1/fr not_active Expired
-
1987
- 1987-02-23 DE DE8787420053T patent/DE3760178D1/de not_active Expired
- 1987-02-23 AT AT87420053T patent/ATE43364T1/de not_active IP Right Cessation
- 1987-02-23 ES ES87420053T patent/ES2008703B3/es not_active Expired
- 1987-02-23 EP EP87420053A patent/EP0237448B1/fr not_active Expired
- 1987-02-24 CA CA000530471A patent/CA1275762C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1987-02-24 JP JP62041240A patent/JPS62290883A/ja active Granted
- 1987-02-25 US US07/018,460 patent/US4750945A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-05-24 GR GR89400003T patent/GR3000014T3/el unknown
Also Published As
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|---|---|
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| GR3000014T3 (en) | 1989-10-31 |
| EP0237448A1 (fr) | 1987-09-16 |
| FR2594852B1 (fr) | 1988-04-29 |
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| EP0237448B1 (fr) | 1989-05-24 |
| CA1275762C (fr) | 1990-11-06 |
| ATE43364T1 (de) | 1989-06-15 |
| US4750945A (en) | 1988-06-14 |
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