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JP2001192891A - Aluminum alloy component and method of manufacturing the same - Google Patents

Aluminum alloy component and method of manufacturing the same

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Publication number
JP2001192891A
JP2001192891A JP2000010059A JP2000010059A JP2001192891A JP 2001192891 A JP2001192891 A JP 2001192891A JP 2000010059 A JP2000010059 A JP 2000010059A JP 2000010059 A JP2000010059 A JP 2000010059A JP 2001192891 A JP2001192891 A JP 2001192891A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum alloy
alumite
treatment
film
copper
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.)
Pending
Application number
JP2000010059A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirotaka Kurita
洋敬 栗田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP2000010059A priority Critical patent/JP2001192891A/en
Publication of JP2001192891A publication Critical patent/JP2001192891A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/02Light metals
    • F05C2201/021Aluminium

Landscapes

  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐摩耗性,表面硬度,さらには部品の強度を
向上できるアルミニウム合金部品及びその製造方法を提
供する。 【解決手段】 摺動部に使用されるアルミニウム合金部
品の母材表面に形成したアルマイト皮膜10中に、銅,
あるいは亜鉛の何れか1つを0.5%以上、あるいは両
方を合計で0.5%以上含有させるとともに、上記アル
マイト皮膜10の表面に、上記含有させた銅,あるいは
亜鉛の少なくとも一方の粒子10cを露出させたアルミ
ニウム合金部品。
(57) [Problem] To provide an aluminum alloy component capable of improving wear resistance, surface hardness, and component strength, and a method of manufacturing the same. SOLUTION: An alumite film 10 formed on the surface of a base material of an aluminum alloy component used for a sliding portion contains copper,
Alternatively, any one of zinc is contained in 0.5% or more, or both are contained in 0.5% or more in total, and at least one of the copper or zinc particles 10c contained on the surface of the alumite film 10 is contained. Exposed aluminum alloy parts.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
部品及びその製造方法に関し、特に部品表面にアルマイ
ト皮膜(陽極酸化皮膜)を形成する場合の該部品及びア
ルマイト皮膜の成分、あるいは陽極酸化処理用の電解液
の成分、さらには陽極酸化工程に付随する工程の改善に
関する。なお、本明細書における含有量%は重量%を意
味する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum alloy component and a method for producing the same, and more particularly to a component for forming an alumite film (anodized film) on the surface of the component, or an anodized film. The present invention relates to the improvement of the components of the electrolytic solution, and the steps accompanying the anodizing step. In addition, content% in this specification means weight%.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来からアルミニウム合金部品の耐食
性,耐摩耗性及び表面硬度等を高めるために、陽極酸化
処理により部品表面にアルマイト皮膜を形成することが
知られている。この陽極酸化処理は、アルミニウム合金
部品を電解液中に浸漬し、該部品を陽極側に接続しての
電解作用により行われる。
2. Description of the Related Art It has been known that an alumite film is formed on the surface of an aluminum alloy part by anodizing treatment in order to enhance the corrosion resistance, wear resistance, surface hardness and the like of the part. This anodizing treatment is performed by immersing an aluminum alloy part in an electrolytic solution and connecting the part to the anode side by an electrolytic action.

【0003】上記アルミニウム合金部品は、従来、表1
に示すA3003、A6061、AC3A、AC4A、
AC4C、AC4CH等のアルミニウム合金押し出し材
を使った切削・研磨成形、これらのアルミニウム合金展
伸材を使ったプレス成形、これらのアルミニウム合金材
を使ったダイキャストや砂型鋳造あるいは金型鋳造等の
鋳造成形、鍛造成形、一旦粉末化しさらに圧粉した後の
切削・研磨成形、プレス成形、鍛造成形、あるいはこれ
らのプレス成形、鋳造成形、鍛造成形、切削・研磨成形
を組み合わせて形成される。
[0003] Conventionally, the above-mentioned aluminum alloy parts have been described in Table 1.
A3003, A6061, AC3A, AC4A,
Cutting / polishing molding using extruded aluminum alloy such as AC4C, AC4CH, press molding using wrought aluminum alloy, casting such as die casting, sand casting or die casting using these aluminum alloys It is formed by molding, forging, cutting, polishing, pressing and forging after powdering and then compacting, or a combination of press forming, casting, forging, cutting and polishing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが上述のような
材質のアルミニウム合金部品は、表面硬さを高めるため
にアルマイト皮膜を形成しても、アルマイト処理におい
て硫酸からなる電解液中に、母材に僅かに含有される銅
や亜鉛のうちアルマイト皮膜表面に露出するものが溶出
し、アルマイト皮膜の表面は溶出跡のため僅かにポーラ
ス状となり、十分な表面硬度が得られない問題があっ
た。このため相手部品と相対的に摺動する摺動部におい
て潤滑油を使用するしないにかかわらず摩耗し易く、ま
た特に潤滑油を使用しない場合にはアルマイト皮膜表面
に相手部品が凝着し易く、アルマイト皮膜のみならず相
手部品も摩耗するといった問題があった。そのため従来
は上記A3003,A6061,AC3A等からなるア
ルミニウム合金部品においては、銅や亜鉛の含有量が規
定値範囲内で多い場合があり得るため、摺動部にアルマ
イト処理を実施することがなされていなかった。さらに
銅や亜鉛が僅かしか含有しないアルミニウム合金部品で
は熱処理により十分な強度が得られないことから、熱処
理も実施されていなっかった。さらに、熱処理の有無に
拘らず十分な強度が得られない、という問題がある。
However, even if an aluminum alloy part made of the above-mentioned material is formed with an alumite film in order to increase the surface hardness, the aluminum alloy part can be used as a base material in an electrolyte made of sulfuric acid in the alumite treatment. Of the slightly contained copper and zinc, those exposed on the surface of the alumite film are eluted, and the surface of the alumite film is slightly porous due to traces of elution, and there is a problem that sufficient surface hardness cannot be obtained. For this reason, the sliding part that slides relatively to the mating part is easily worn regardless of whether or not lubricating oil is used, and when the lubricating oil is not used, the mating part easily adheres to the alumite film surface, There was a problem that not only the alumite film but also the mating parts were worn. Therefore, conventionally, in the aluminum alloy parts made of A3003, A6061, AC3A and the like, since the content of copper and zinc may be large within the specified value range, the alumite treatment is performed on the sliding portion. Did not. In addition, since heat treatment does not provide sufficient strength for aluminum alloy parts containing only a small amount of copper or zinc, heat treatment has not been performed. Further, there is a problem that sufficient strength cannot be obtained regardless of the presence or absence of heat treatment.

【0005】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、摺動部の耐摩耗性,表面硬度,さらには部
品の強度を向上できるアルミニウム合金部品及びその製
造方法を提供することを課題としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and provides an aluminum alloy part capable of improving the wear resistance and surface hardness of a sliding part and the strength of the part, and a method of manufacturing the same. Is an issue.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、摺動
部に使用されるアルミニウム合金部品の母材表面に形成
したアルマイト皮膜中に、銅,あるいは亜鉛の何れか1
つを0.5%以上、あるいは両方を合計で0.5%以上
含有させるとともに、上記アルマイト皮膜の表面に、上
記含有させた銅,亜鉛の少なくとも一方の粒子を露出さ
せるようにしたことを特徴とするアルミニウム合金部品
である。
According to the first aspect of the present invention, one of copper and zinc is contained in an alumite film formed on the surface of a base material of an aluminum alloy component used for a sliding portion.
0.5% or more, or both of them in a total of 0.5% or more, and at least one of the contained copper and zinc particles is exposed on the surface of the alumite film. Aluminum alloy parts.

【0007】請求項2の発明は、請求項1において、上
記アルミニウム合金部品の母材が、銅,亜鉛の何れか1
つを0.7〜7%、あるいは両方を合計で0.7〜10
%含有するアルミニウム合金から形成されていることを
特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the base material of the aluminum alloy component is any one of copper and zinc.
0.7 to 7%, or a total of 0.7 to 10
% Aluminum alloy.

【0008】請求項3の発明は、アルミニウム合金部品
の母材表面に電解液を介した陽極酸化処理によりアルマ
イト皮膜を形成するようにしたアルミニウム合金部品の
製造方法において、上記アルミニウム合金部品として
銅,亜鉛の何れか1つを0.7〜7%、あるいは両方を
合計で0.7〜10%含有するアルミニウム合金からな
るものを使用し、上記電解液は硫酸を含み、さらにシュ
ウ酸か、あるいはシュウ酸とクエン酸の混合液の何れか
を含むことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an aluminum alloy part in which an alumite film is formed on the base material surface of the aluminum alloy part by anodizing treatment through an electrolytic solution. An aluminum alloy containing 0.7 to 7% of any one of zinc or 0.7 to 10% of both is used, and the electrolyte contains sulfuric acid, and further contains oxalic acid or It is characterized by containing any one of a mixture of oxalic acid and citric acid.

【0009】請求項4の発明は、請求項3において、上
記電解液を介してアルマイト皮膜を形成する陽極酸化工
程の前あるいは後に、溶体化処理及び時効硬化処理を実
施することを特徴としている。
A fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the third aspect, a solution treatment and an age hardening treatment are performed before or after the anodizing step of forming an alumite film via the electrolytic solution.

【0010】請求項5の発明は、請求項3において、上
記電解液を介してアルマイト皮膜を形成する陽極酸化工
程の前に溶体化処理を実施し、陽極酸化工程の後に時効
硬化処理を実施することを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect, a solution treatment is performed before the anodizing step of forming an alumite film via the electrolytic solution, and an age hardening treatment is performed after the anodizing step. It is characterized by:

【0011】[0011]

【発明の作用効果】請求項1の発明によれば、銅,亜鉛
は何れもアルマイト皮膜中で分散して存在し、かつ一部
の粒子が皮膜表面に露出する。本発明部品が、相手部品
と相対的に摺動する摺動部に使用される場合で、かつ摩
耗を緩和するための潤滑油が使用される場合には、露出
する銅,あるいは亜鉛の粒子に潤滑油が吸着され易いの
で摺動部において油切れが生じにくくなり、また潤滑油
を使用しない場合でも露出する銅,あるいは亜鉛の粒子
の一部がアルマイト皮膜表面に拡散し、潤滑作用を果た
す。これにより相手部品が摩耗したり、アルマイト皮膜
が相手部品と凝着して結果的に摩耗するといった問題を
防止できる。
According to the first aspect of the present invention, both copper and zinc are dispersed in the alumite film, and some of the particles are exposed on the surface of the film. When the component of the present invention is used for a sliding portion that slides relatively with a mating component, and when a lubricating oil for reducing wear is used, the exposed copper or zinc particles Since the lubricating oil is easily adsorbed, it is difficult for oil to run out in the sliding portion, and even when no lubricating oil is used, some of the copper or zinc particles that are exposed diffuse to the surface of the alumite film and perform a lubricating action. This can prevent the problem that the mating part is worn and that the alumite film adheres to the mating part and wears as a result.

【0012】請求項2の発明によれば、母材中の銅,亜
鉛は何れも母材のアルミニウム合金中に分散固溶してい
るので、外力が作用するときにアルミニウム結晶中に発
生する転位の伝播がこれら銅,あるいは亜鉛により阻止
され、その結果部品の強度を向上できる。
According to the second aspect of the present invention, since both copper and zinc in the base material are dispersed and dissolved in the aluminum alloy of the base material, dislocations generated in the aluminum crystal when an external force acts. Is prevented by the copper or zinc, so that the strength of the component can be improved.

【0013】請求項3の発明によれば、母材中に銅,亜
鉛の何れかが含有されているものに、これらが溶出しに
くい電解液を介して陽極酸化処理によりアルマイト皮膜
を形成するので、容易にアルマイト皮膜中に銅,亜鉛が
分散し、かつアルマイト皮膜表面に銅,亜鉛の粒子が分
散した形で露出する。これにより、より一層確実に摺動
部の耐摩耗性を向上できる。
According to the third aspect of the present invention, an alumite film is formed on the base material containing either copper or zinc by anodizing treatment through an electrolytic solution in which these are hardly eluted. Copper and zinc are easily dispersed in the alumite film, and copper and zinc particles are exposed on the surface of the alumite film in a dispersed state. Thereby, the wear resistance of the sliding portion can be more reliably improved.

【0014】請求項4,5の発明によれば、溶体化処理
及び時効硬化処理によりアルマイト合金部品の強度を向
上することができ、また陽極酸化工程の後の溶体化処理
又は時効硬化処理により、アルマイト皮膜にクラックを
生じさせることができ、該クラックによる潤滑油含浸機
能により潤滑性が高まり、結果的に耐摩耗性を向上でき
る。
According to the fourth and fifth aspects of the present invention, the strength of the alumite alloy component can be improved by the solution treatment and the age hardening treatment, and the solution treatment or the age hardening treatment after the anodic oxidation step can improve the strength. Cracks can be generated in the alumite film, and the lubricating oil impregnating function by the cracks enhances lubricity, and as a result, abrasion resistance can be improved.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0016】図1〜16は本発明の第1実施形態に係る
内燃機関のシリンダブロック,ピストン(アルミニウム
合金部品)及びその製造方法を説明するための図であ
る。
FIGS. 1 to 16 are views for explaining a cylinder block and a piston (aluminum alloy part) of an internal combustion engine and a method of manufacturing the same according to a first embodiment of the present invention.

【0017】図において、4サイクル内燃機関101
は、アルミニウム合金の低圧鋳造やダイカストで成形し
たシリンダヘッド102と、シリンダブロック103
と、クランクケース104とを結合して構成される。シ
リンダヘッド102の一方の側には吸気管105が接続
され、その下流端部の吸気開口105aには吸気弁10
6が装着される。シリンダヘッド102の他方の側には
排気管7が接続されその上流端部の排気開口部107a
に排気弁108が装着される。筒状のシリンダブロック
103のシリンダボア内面に沿ってピストン109が摺
動する。ピストン109の周面にはピストンリング11
0が装着されている。このピストン110はピストンピ
ン111,コンロッド112及びクランクアーム113
を介してクランク軸114に連結される。
In the figure, a four-cycle internal combustion engine 101
Is a cylinder head 102 formed by low pressure casting or die casting of an aluminum alloy, and a cylinder block 103.
And the crankcase 104. An intake pipe 105 is connected to one side of the cylinder head 102, and an intake valve 10 is provided at an intake opening 105a at a downstream end thereof.
6 is mounted. An exhaust pipe 7 is connected to the other side of the cylinder head 102, and an exhaust opening 107a at an upstream end thereof is provided.
The exhaust valve 108 is mounted on the hopper. The piston 109 slides along the inner surface of the cylinder bore of the cylindrical cylinder block 103. Piston ring 11 is provided on the peripheral surface of piston 109.
0 is attached. The piston 110 includes a piston pin 111, a connecting rod 112, and a crank arm 113.
Through a crankshaft 114.

【0018】ピストン109の摺動面となるシリンダブ
ロック103のシリンダボア内面、即ち筒状内面は、ア
ルミニウム合金からなるスリーブ117が圧入または鋳
込みにより装着される型式と、スリーブを装着しないで
ピストン109が直接シリンダブロック103の筒状内
面に接するスリーブレス型式とがある。本実施形態で
は、いずれの型式においてもピストン109の摺動面の
耐摩耗性向上のために筒状内面にアルマイト処理が施さ
れる。
The inner surface of the cylinder bore of the cylinder block 103, which is the sliding surface of the piston 109, that is, the cylindrical inner surface, is of a type in which a sleeve 117 made of an aluminum alloy is mounted by press-fitting or casting. There is a sleeveless type that comes into contact with the cylindrical inner surface of the cylinder block 103. In this embodiment, the alumite treatment is applied to the inner cylindrical surface to improve the wear resistance of the sliding surface of the piston 109 in any of the types.

【0019】図2は本発明の実施の形態に係るアルマイ
ト処理装置の構成図である。本実施形態では、上記アル
マイト処理装置により、シリンダブロック103に装着
されたピストン摺動面となるスリーブ117の内面をア
ルマイト処理する。上記シリンダブロック103はガス
ケット115を介して支持台116上に搭載される。ガ
スケット115は電解液の漏れを防止するためのシール
材であるとともに、電解電流がより多くシリンダボア面
から流れるようにするための絶縁材として機能する。ス
リーブ117内にはその軸方向に電極棒129が挿入さ
れる。電極棒129は交流電源130から整流器124
及び制御回路125を介して直流に変換した直流電源1
31の負極側に接続される。直流電源131の正極側は
スリーブ117が装着されたシリンダブロック103に
接続される。これにより負極側の電極棒129とこれに
間隔を隔てて対向する正極側のスリーブ117の内面と
の間で電解液を介して陽極酸化反応が起こり、後述のよ
うにスリーブ117内の内表面に陽極酸化皮膜であるア
ルマイト層が形成される。
FIG. 2 is a configuration diagram of the alumite processing apparatus according to the embodiment of the present invention. In the present embodiment, the alumite processing device performs alumite processing on the inner surface of the sleeve 117 that is the sliding surface of the piston mounted on the cylinder block 103. The cylinder block 103 is mounted on a support base 116 via a gasket 115. The gasket 115 is a sealing material for preventing leakage of the electrolytic solution and functions as an insulating material for allowing more electrolytic current to flow from the cylinder bore surface. An electrode rod 129 is inserted into the sleeve 117 in the axial direction. The electrode rod 129 is connected to the rectifier 124 from the AC power supply 130.
And DC power supply 1 converted to DC through control circuit 125
31 is connected to the negative electrode side. The positive electrode side of DC power supply 131 is connected to cylinder block 103 on which sleeve 117 is mounted. As a result, an anodic oxidation reaction occurs between the negative electrode rod 129 and the inner surface of the positive electrode side sleeve 117 opposed to the electrode rod 129 at an interval via the electrolytic solution. An alumite layer which is an anodized film is formed.

【0020】スリーブ117の上端はOリング118を
介してカバー119でシールされる。カバー119には
電解液の循環流路120が接続されこれに連通する。支
持台116の下端部(図示せず)もシールされ、該支持
台116内に循環ポンプ128により電解液槽126内
の電解液127が送り込まれる。電解液はスリーブ11
7と電極棒129との間を流れて循環流路120内を循
環する。この循環流路120の途中に上記電解液層12
6が配置され、また循環ポンプ128が設けられる。
The upper end of the sleeve 117 is sealed with a cover 119 via an O-ring 118. An electrolyte circulation channel 120 is connected to the cover 119 and communicates therewith. The lower end (not shown) of the support base 116 is also sealed, and the electrolyte 127 in the electrolyte tank 126 is fed into the support base 116 by the circulation pump 128. Electrolyte is sleeve 11
7 and circulates in the circulation channel 120 by flowing between the electrode rod 129. In the middle of the circulation channel 120, the electrolyte layer 12
6, and a circulation pump 128 is provided.

【0021】上記循環流路120上にはさらに冷却装置
132が設けられる。即ち循環流路120を構成する電
解液槽126、循環ポンプ128、電解液槽126と循
環ポンプ128との間の管路、スリーブ117と電極棒
129の間であるアルマイト処理用電流通過部、循環ポ
ンプ128とアルマイト処理用電流通過部との間の管
路、及びアルマイト処理用電流通過部と電解液槽126
との間の管路のいずれかの部分において、処理液の流れ
方向に直列あるいは並列に冷却装置132が配置され
る。この冷却装置132は、例えば冷媒配管122が接
続された冷凍機の蒸発器を構成する冷却コイル123を
備えた熱交換器であっても良い。あるいは冷却コイル1
23に冷却水を循環させても良い。さらに例えば循環流
路120の途中の管路に冷却フィンを付け、ファンで冷
却する空冷式の冷却装置を設けたり、循環流路120の
途中から分流しアルマイト処理用電流通過部と並列に配
置した冷却装置を通過させた後、循環流路120に合流
しても良い。
On the circulation channel 120, a cooling device 132 is further provided. That is, the electrolytic solution tank 126, the circulating pump 128, the conduit between the electrolytic solution tank 126 and the circulating pump 128, the current passing portion for alumite treatment between the sleeve 117 and the electrode rod 129, and the circulation A pipe between the pump 128 and the current passage for alumite treatment, and the current passage for alumite treatment and the electrolyte bath 126
A cooling device 132 is arranged in series or in parallel in the flow direction of the processing liquid in any part of the pipeline between the cooling devices 132. The cooling device 132 may be, for example, a heat exchanger including a cooling coil 123 that forms an evaporator of a refrigerator to which the refrigerant pipe 122 is connected. Or cooling coil 1
Cooling water may be circulated through 23. Further, for example, a cooling fin is attached to a pipeline in the middle of the circulation channel 120, and an air-cooling type cooling device that cools with a fan is provided. After passing through the cooling device, it may join the circulation channel 120.

【0022】なお、例えば電解液槽126の中に冷却水
が通過する冷却コイルを浸漬したり、循環ポンプ128
そのものの中に冷却水循環用の水ジャケットを設けた
り、電極棒129の内部に冷却水循環用の水ジャケット
を設けるようにして冷却装置132を構成しても良い。
さらにまたシリンダブロック103のシリンダボア周囲
の水ジャケット103Aに冷却水を循環しても良い。
For example, a cooling coil through which cooling water passes is immersed in an electrolyte bath 126 or a circulation pump 128
The cooling device 132 may be configured such that a water jacket for cooling water circulation is provided therein, or a water jacket for cooling water circulation is provided inside the electrode rod 129.
Furthermore, cooling water may be circulated to the water jacket 103A around the cylinder bore of the cylinder block 103.

【0023】循環流路120のスリーブ117の出口近
傍には温度センサ121が装着され電解液の温度を検出
する。この温度センサ121は例えば図示しない制御装
置に接続され、検出温度が設定温度より上昇した場合に
冷却装置132を駆動し、あるいはその冷媒(冷却水)
流量を増加して電解液の温度上昇を抑え一定温度に保つ
ようにフィードバック制御する。冷却装置132による
温度制御とともに、循環ポンプ128を駆動制御して、
温度が上昇したとき電解液の循環流量を多くして陽極酸
化反応での発熱による温度上昇に伴う反応速度の低下を
防止しても良い。さらに直流電源131を制御して温度
が上昇したときに電圧を高め、反応速度を増大させても
良い。
A temperature sensor 121 is mounted near the outlet of the sleeve 117 in the circulation channel 120 to detect the temperature of the electrolyte. The temperature sensor 121 is connected to, for example, a control device (not shown), and drives the cooling device 132 when the detected temperature rises above a set temperature, or a refrigerant (cooling water) thereof.
Feedback control is performed so that the flow rate is increased and the temperature rise of the electrolytic solution is suppressed to maintain a constant temperature. Along with the temperature control by the cooling device 132, the drive of the circulation pump 128 is controlled,
When the temperature rises, the circulation flow rate of the electrolytic solution may be increased to prevent a decrease in the reaction rate due to the temperature rise due to heat generation in the anodic oxidation reaction. Further, the DC power supply 131 may be controlled to increase the voltage when the temperature rises, thereby increasing the reaction speed.

【0024】なお、スリーブ117の出口側のカバー1
19でスリーブ117の上側を完全に封止し、電極棒1
29の中心部に循環通路を形成し、この循環通路を通し
て電解液を電解液槽126に戻すように構成しても良
い。この場合、冷却装置132を循環ポンプ128の吸
引側あるいは吐出側の配管上に設けて電解液を冷却する
ことができる。
The cover 1 on the outlet side of the sleeve 117
19, the upper side of the sleeve 117 is completely sealed.
A circulation passage may be formed at the center of the fuel cell 29 and the electrolyte may be returned to the electrolyte tank 126 through the circulation passage. In this case, the cooling device 132 can be provided on the pipe on the suction side or the discharge side of the circulation pump 128 to cool the electrolytic solution.

【0025】図3はスリーブレスのシリンダブロックの
製造工程を示すフローチャートである。まず、シリンダ
ブロックをアルミ合金のダイカストにより成型する(ス
テップS1)。シリンダブロックの材料としては表2に
示す材料のADC10からADC14の内いずれかが用
いられる。
FIG. 3 is a flowchart showing the steps of manufacturing a sleeveless cylinder block. First, a cylinder block is formed by die casting of an aluminum alloy (step S1). As the material of the cylinder block, any one of ADC10 to ADC14 of the materials shown in Table 2 is used.

【0026】なお、耐摩耗性を増加させるために同表に
示された成分に加えて、SiC等の金属炭化物やその他
の金属間化合物を混入させても良い。
In order to increase the wear resistance, a metal carbide such as SiC or another intermetallic compound may be mixed in addition to the components shown in the table.

【0027】ダイカスト成型の後、残留応力除去のため
に焼鈍される(ステップS2)。この焼鈍の熱処理条件
の一例として、ダイカスト成型品を約250℃で4時間
保持する条件が採用される。次にシリンダブロック各部
に機械加工が施され形状が整えられる(ステップS
3)。続いて、シリンダボアにバニシング加工が施され
(ステップS4)、さらにボーリング加工が施され(ス
テップS5)、ピストン摺動面となるシリンダボア内面
が圧縮押圧作用により仕上げ加工される。なおステップ
S4でバニシングによる仕上げ加工は省略しても良い。
After die casting, annealing is performed to remove residual stress (step S2). As an example of the heat treatment condition of this annealing, a condition for holding the die cast molded product at about 250 ° C. for 4 hours is adopted. Next, each part of the cylinder block is machined to adjust its shape (step S).
3). Subsequently, burnishing is performed on the cylinder bore (step S4), and further, boring processing is performed (step S5), and the inner surface of the cylinder bore, which is the piston sliding surface, is finished by a compression pressing action. In step S4, finishing by burnishing may be omitted.

【0028】次に、この仕上げ加工が施されたシリンダ
ボア内面にアルマイト処理が施され、シリンダボアの内
面が強化される(ステップS6)。このアルマイト処理
条件の詳細は後述する。
Next, anodizing is performed on the inner surface of the cylinder bore that has been subjected to the finishing process to reinforce the inner surface of the cylinder bore (step S6). Details of the alumite processing conditions will be described later.

【0029】次に、アルマイト皮膜にクラック形成のた
めの熱処理を施す(ステップS7)。この熱処理条件と
して、例えば250℃で30分間シリンダブロック全体
を加熱し、その後空冷するものが採用される。この熱処
理によりアルマイト皮膜に後述のように網目状のクラッ
クが形成される。このクラックはアルマイト皮膜の下層
となるアルミニウム合金母材の熱膨張係数がアルマイト
皮膜より大きいためアルマイト皮膜が母材の膨張に追従
できないことにより生じる。
Next, the alumite film is subjected to a heat treatment for crack formation (step S7). As this heat treatment condition, for example, a condition in which the entire cylinder block is heated at 250 ° C. for 30 minutes and then air-cooled is adopted. By this heat treatment, network-like cracks are formed in the alumite film as described later. This crack occurs because the aluminum alloy base material, which is the lower layer of the alumite film, has a larger thermal expansion coefficient than the alumite film, and the alumite film cannot follow the expansion of the base material.

【0030】アルマイト皮膜の表面には、銅,あるいは
亜鉛の粒子が分散した形で露出する。これにより摩耗を
緩和するための潤滑油が使用された場合には、露出する
銅,亜鉛の粒子に潤滑油が吸着され易いので摺動部にお
いて油切れが生じにくくなり、また潤滑油を使用しない
場合でも露出する銅,亜鉛の粒子の一部がアルマイト皮
膜表面に拡散し、潤滑作用を果たす。これにより相手部
品が摩耗したり、アルマイト皮膜が相手部品と凝着して
結果的に摩耗するといった問題を防止できる。
On the surface of the alumite film, copper or zinc particles are exposed in a dispersed form. Accordingly, when a lubricating oil is used to alleviate wear, the lubricating oil is easily adsorbed to the exposed copper and zinc particles. Even in this case, a part of the exposed copper and zinc particles diffuses to the surface of the alumite film and performs a lubricating action. This can prevent the problem that the mating part is worn and that the alumite film adheres to the mating part and wears as a result.

【0031】さらに加えて上述のようなクラックを形成
することにより、このクラックに潤滑油あるいは固体潤
滑剤を含浸させることができ、ピストンの摺動時にアル
マイト皮膜表面の摩擦抵抗が低減し、摺動面の耐摩耗性
が向上する。
In addition, by forming the cracks as described above, the cracks can be impregnated with a lubricating oil or a solid lubricant, and the frictional resistance of the surface of the alumite film at the time of sliding of the piston is reduced. The wear resistance of the surface is improved.

【0032】次にシリンダボア内面のアルマイト皮膜に
さらにクラックを形成するためのバニシング加工を施す
(ステップS8)。このバニシング加工によるクラック
は、母材のアルミニウム合金よりアルマイト皮膜の硬度
が大きく延性が小さいため、バニシングによりアルマイ
ト皮膜に圧力を加えたとき母材が延びても皮膜がこれに
追従して延びることができないことから発生するもので
ある。この場合、母材中に銅が含まれていると、T6処
理やT7処理等の熱処理を施すことにより母材の強度か
高められる。この点は後で詳述する。
Next, burnishing is performed on the alumite film on the inner surface of the cylinder bore to further form a crack (step S8). The cracks caused by this burnishing process have a hardness of the alumite film larger than that of the aluminum alloy of the base material and a low ductility. Therefore, even if the base material extends when a pressure is applied to the alumite film by burnishing, the film may follow and extend. It arises from the inability to do so. In this case, if copper is contained in the base material, the strength of the base material can be increased by performing a heat treatment such as T6 treatment or T7 treatment. This will be described in detail later.

【0033】このような母材強化のための銅を含むアル
ミニウム合金においては、陽極酸化処理により形成され
たアルマイト皮膜中に細かい気泡が発生し易い。従って
アルマイト処理後に熱処理やバニシング加工を施すこと
により、この気泡を起点としてクラックを効果的に形成
することができる。
In such an aluminum alloy containing copper for strengthening the base material, fine bubbles are easily generated in the alumite film formed by the anodic oxidation treatment. Therefore, by performing heat treatment or burnishing after the alumite treatment, cracks can be effectively formed starting from these bubbles.

【0034】図4は上述のクラックの形状を示す。図4
(A)に平面視を示すように、0.1〜5mm程度の大き
さの網目状のクラックがアルマイト皮膜表面に形成され
る。このクラックは同図(B)に断面視を示すように、
幅0.1〜10μmで深さが30〜50μm程度の大き
さである。
FIG. 4 shows the shape of the crack described above. FIG.
As shown in plan view in (A), a network-like crack having a size of about 0.1 to 5 mm is formed on the surface of the alumite film. As shown in the sectional view of FIG.
It has a width of about 0.1 to 10 μm and a depth of about 30 to 50 μm.

【0035】このような網目状のクラックに潤滑オイル
や固体潤滑剤を塗布等により含浸させることにより、点
状に散在するピンホールや一方向に形成されたクラック
の場合に比べて潤滑作用が高まるため、ピストンの摺動
時にアルマイト皮膜表面の摩擦抵抗が大きく低減し、摺
動面の耐摩耗性が大幅に向上する。なお固体潤滑剤とし
ては、例えば非晶性フッ素樹脂、二流化モリブデン、二
流化タングステン、黒鉛、フッ化カーボン、窒化ホウ素
等を用いることができる。
By impregnating such a mesh-like crack with a lubricating oil or a solid lubricant by coating or the like, the lubricating action is enhanced as compared with the case of pinholes scattered in a dotted manner or cracks formed in one direction. Therefore, the frictional resistance of the surface of the alumite film during sliding of the piston is greatly reduced, and the wear resistance of the sliding surface is greatly improved. As the solid lubricant, for example, amorphous fluorine resin, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, graphite, carbon fluoride, boron nitride, and the like can be used.

【0036】このようなクラックを形成するためのバニ
シング条件の一例は以下の通りである。加工前の円筒半
径をr、加工後の円筒半径をr+Δr、加工により円筒
内表面に生じる歪みをε=Δr/rとする。Δr×2を
バニッシュ量と呼ぶ。実施例しとてεの範囲を0.00
01〜0.005とし、加工前寸法φ70の円筒内面へ
のバニシッシュ量を0.01〜0.315mmとする。
An example of burnishing conditions for forming such a crack is as follows. The radius of the cylinder before machining is r, the radius of the cylinder after machining is r + Δr, and the strain generated on the inner surface of the cylinder by machining is ε = Δr / r. Δr × 2 is called a burnish amount. As an example, the range of ε is 0.00
01 to 0.005, and the amount of burnishing on the inner surface of the cylinder having a size of φ70 before processing is 0.01 to 0.315 mm.

【0037】以上のような熱処理(ステップS7)及び
バニシング加工(ステップS8)によりアルマイト皮膜
にクラックが形成される。なお,熱処理(ステップS
7)およびバニシング加工(ステップS8)はいずれか
一方のみ施して他方を省略してもよい。
Cracks are formed in the alumite film by the above-described heat treatment (step S7) and burnishing (step S8). The heat treatment (step S
7) and burnishing (step S8) may be performed only on one of them and the other may be omitted.

【0038】続いて、クラックが形成されたアルマイト
皮膜表面をホーニング加工して表面を仕上げる(ステッ
プS9)。以上により、シリンダボア内面のアルマイト
処理を含むスリーブレスのシリンダブロックの製造プロ
セスが終了する。
Subsequently, the surface of the alumite film on which the crack has been formed is honed to finish the surface (step S9). Thus, the manufacturing process of the sleeveless cylinder block including the alumite treatment on the inner surface of the cylinder bore is completed.

【0039】図5は,スリーブを鋳ぐるんだシリンダブ
ロックの製造工程を示すフローチャートである。まず、
スリーブ材料となるアルミ合金のパイプ材を準備する
(ステップS10)。このスリーブ材料としては、表3
に示すアルミニウム合金展伸材を用いるか、表2及び表
4の鋳造材を用いることができる。
FIG. 5 is a flowchart showing the steps of manufacturing a cylinder block in which a sleeve is cast. First,
An aluminum alloy pipe material serving as a sleeve material is prepared (step S10). Table 3
Or the cast materials shown in Tables 2 and 4 can be used.

【0040】表3に示すアルミニウム合金展伸材を用い
る場合には素材をそのまま機械加工して上記パイプ材を
作成する。表2及び表4の鋳造材を用いる場合には鋳造
後そのまま機械加工するか、鋳造後鍛造を経た後機械加
工により上記パイプ材を作成する。さらにまた表2,3
あるいは表4の材料を一旦微粉末化した後これらの粉末
を単独で、あるいは混合した後圧粉化し、鍛造工程を経
て所定の機械加工を施して上記パイプ材を作成すること
もできる。
When the wrought aluminum alloy shown in Table 3 is used, the raw material is machined as it is to produce the pipe material. When using the cast materials in Tables 2 and 4, the pipe material is machined as it is after casting, or is machined after forging after casting. Tables 2 and 3
Alternatively, the above-mentioned pipe material can be prepared by first pulverizing the materials shown in Table 4 and then powdering these powders alone or by mixing them and then subjecting them to predetermined machining through a forging process.

【0041】なお、耐摩耗性を増加させるために,表2
〜4に示された成分に加えて、硬度の高いSiC等の金
属炭化物やその他の金属間化合物を混入させてもよい。
In order to increase the wear resistance, Table 2 was used.
In addition to the components shown in Nos. 1 to 4, metal carbides such as SiC having high hardness and other intermetallic compounds may be mixed.

【0042】次に、上記パイプ材に対し、T6処理によ
り所定の溶体化処理および時効硬化処理を施して強度を
高める(ステップS11)。続いて、パイプ材を機械加
工してスリーブ形状とする(ステップS12)。さらに
このスリーブに対しT6処理を施して強度を高める(ス
テップS13)。このスリーブ材のT6処理条件を表5
に示す。なお、表2あるいは表3の材料を用いる場合、
AC8AにおけるT6処理条件と同じとする。
Next, the pipe material is subjected to a predetermined solution treatment and age hardening treatment by T6 treatment to increase the strength (step S11). Subsequently, the pipe material is machined into a sleeve shape (step S12). Further, T6 processing is performed on the sleeve to increase the strength (step S13). Table 5 shows the T6 treatment conditions for this sleeve material.
Shown in In addition, when using the material of Table 2 or Table 3,
The same as the T6 processing condition in AC8A.

【0043】このようにして作成したスリ─ブを、シリ
ンダブロックに鋳ぐるんでダイガストにより鋳込み成型
する(ステップS14)。このシリンダブロックの材料
は、前述のスリーブレスの場合と同様に、表2に示した
ものが用いられる。
The sleeve thus produced is cast into a cylinder block and cast by die casting (step S14). The materials shown in Table 2 are used for the material of the cylinder block, as in the case of the above-described sleeveless case.

【0044】このようにスリーブを鋳込んだシリンダブ
ロックを製造した後は,このシリンダブロックに対し、
前述の図3のスリーブレスのフローと同様に,ステップ
S2〜ステップS9の各処理、すなわち、残留応力除去
のための焼鈍(ステップS2),シリンダブロック各部
の機械加工(ステップS3),シリンダボアのバニシン
グ加工(ステップS4),シリンダボアのボーリング加
工(ステップS5),シリンダボア内面のアルマイト処
理(ステップS6),クラック形成のための熱処理(ス
テップS7)およびバニシング加工(ステップS8),
および仕上げのホーニング加工(ステップS9)が施さ
れる。以上によりスリーブ内面のアルマイト処理を含む
スリーブ鋳込みのシリンダブロックの製造プロセスが完
了する。
After manufacturing the cylinder block into which the sleeve is cast as described above, the cylinder block is
As in the sleeveless flow of FIG. 3 described above, each processing of steps S2 to S9, ie, annealing for removing residual stress (step S2), machining of each part of the cylinder block (step S3), burnishing of the cylinder bore Machining (step S4), boring of the cylinder bore (step S5), alumite treatment of the inner surface of the cylinder bore (step S6), heat treatment for crack formation (step S7), and burnishing (step S8),
And finishing honing (step S9). As described above, the manufacturing process of the cylinder block in which the sleeve is cast including the alumite treatment of the inner surface of the sleeve is completed.

【0045】図6は、スリーブ圧入タイプのシリンダブ
ロックの製造工程を示すフローチャートである。前述の
スリーブレスの場合と同様に、シリンダブロックがダイ
カストにより成形され(ステップS1),残留応力が除
去され(ステップS2),各部が機械加工されてシリン
ダブロックが形成される(ステップS3)。
FIG. 6 is a flowchart showing the steps of manufacturing a sleeve press-fit type cylinder block. As in the sleeveless case described above, the cylinder block is formed by die casting (step S1), the residual stress is removed (step S2), and each part is machined to form a cylinder block (step S3).

【0046】一方、前述のスリーブ鋳込みタイプの場合
と同様に、アルミ合金パイプ材(ステップS10)にT
6処理を施し(ステップS11)、機械加工を施し(ス
テップS12)、さらにT6処理を施して(ステップS
13)スリーブを製造する。
On the other hand, as in the case of the sleeve casting type, the aluminum alloy pipe material (step S10)
6 (step S11), machining (step S12), and T6 (step S12).
13) Manufacture the sleeve.

【0047】このように別々に製造されたシリンダブロ
ックとスリーブとを用い、このシリンダブロックのシリ
ンダボアにスリーブを圧入する(ステップS15)。そ
の後、このスリーブが圧入されたシリンダブロックに対
し、前述の図3のスリーブレスタイプのフローおよび図
5の鋳込みタイプのフローと同様に,ステップS3〜ス
テップS9の各処理、すなわち、シリンダブロック各部
の機械加工(ステップS3),シリンダボアのバニシン
グ加工(ステップS4),シリンダボアのボーリング加
工(ステップS5),シリンダボア内面のアルマイト処
理(ステップS6),クラック形成のための熱処理(ス
テップS7)およびバニシング加工(ステップS8),
および仕上げのホーニング加工(ステップS9)が施さ
れる。以上によりスリーブ内面のアルマイト処理を含む
スリーブ圧入のシリンダブロックの製造プロセスが完了
する。
Using the separately manufactured cylinder block and sleeve, the sleeve is pressed into the cylinder bore of the cylinder block (step S15). Thereafter, the cylinder block into which the sleeve has been press-fitted is subjected to the processes in steps S3 to S9, that is, each part of the cylinder block, in the same manner as in the flow of the sleeveless type shown in FIG. 3 and the flow of the casting type shown in FIG. Machining (step S3), cylinder bore burnishing (step S4), cylinder bore boring (step S5), alumite treatment of the cylinder bore inner surface (step S6), heat treatment for crack formation (step S7), and burnishing (step S7) S8),
And finishing honing (step S9). As described above, the manufacturing process of the cylinder block for press-fitting the sleeve including the alumite treatment on the inner surface of the sleeve is completed.

【0048】なお、図3の実施形態のようにスリーブレ
スのシリンダブロック103を高圧鋳造であるダイカス
トにより形成したが,ガイカストに代えて重力鋳造その
他の低圧鋳造によってもよい。その場合にはシリンダブ
ロック103の材料としては表2に示す材料のAC2
A,AC2B,AC4B,AC4Dの内のいずれかが用
いられる。なお、図5,図6の各実施形態のようにシリ
ンダブロック103にスリーブを鋳込むあるいは圧入す
る場合の該シリンダブロック103の材料としては、表
1に示す材料のAC3A,AC4A,AC4CHでも良
く、ダイカストで成形する場合はさらにADC1,AD
C3でも良い。
Although the sleeveless cylinder block 103 is formed by die casting which is a high-pressure casting as in the embodiment of FIG. 3, it may be replaced by a gravity casting or other low-pressure casting. In that case, the material of the cylinder block 103 is AC2 of the material shown in Table 2.
Any of A, AC2B, AC4B, and AC4D is used. When the sleeve is cast or press-fitted into the cylinder block 103 as in each of the embodiments of FIGS. 5 and 6, the material of the cylinder block 103 may be AC3A, AC4A, or AC4CH of the material shown in Table 1. When forming by die casting, ADC1, AD
C3 may be used.

【0049】図7は,本発明の実施の形態に係る内燃機
関のピストン製造工程のフローチャートである。まず、
アルミニウム合金の鋳造または鍛造により、粗いピスト
ン形状のピストン素材を成型する(ステップS30)。
このピストン材料となるアルミニウム合金としては,表
4に示す合金1〜5の内いずれかを用いることができ
る。
FIG. 7 is a flowchart of a piston manufacturing process of the internal combustion engine according to the embodiment of the present invention. First,
A piston material having a rough piston shape is formed by casting or forging an aluminum alloy (step S30).
Any one of alloys 1 to 5 shown in Table 4 can be used as the aluminum alloy serving as the piston material.

【0050】なお,耐摩耗性を増加させるために、表4
に示された成分に加えて、高硬度のSiC等の金属炭化
物やその他の金属間化合物を混入させてもよい。
In order to increase the abrasion resistance, Table 4 was used.
In addition to the components shown in the above, metal carbides such as SiC having high hardness and other intermetallic compounds may be mixed.

【0051】次に、強度を高めるために表5に示すT6
または表6に示すT7の熱処理を施す(ステップS3
1)。なお、T7処理は、前述のT6処理に比べ、溶体
化処理後の時効処理を長くして安定化を高めた熱処理で
ある。
Next, in order to increase the strength, T6 shown in Table 5 was used.
Alternatively, a heat treatment of T7 shown in Table 6 is performed (step S3).
1). The T7 treatment is a heat treatment in which the aging treatment after the solution treatment is lengthened and the stabilization is enhanced, as compared with the T6 treatment described above.

【0052】次に、ピストン各部の機械加工を施す(ス
テップS32)。この機械加工工程において、ピストン
ピンを挿入するピン孔加工や、ピストンリングを装着す
るリング溝加工や、ピストンを後述のアルマイト処理や
メッキ処理する際に電解液中に保持する保持用治具に保
持される形状とするための加工が施される。
Next, each part of the piston is machined (step S32). In this machining process, pin holes for inserting the piston pin, ring grooves for mounting the piston ring, and holding the piston in a holding jig that holds the piston in the electrolytic solution during alumite processing or plating processing described later Processing is performed to obtain the shape to be formed.

【0053】続いて、ピストンのピン孔およびリング溝
を含むピストン外表面に後述のアルマイト処理が施され
る(ステップS33)。
Subsequently, an alumite treatment described later is performed on the outer surface of the piston including the pin hole and the ring groove of the piston (step S33).

【0054】次に、ピストン外表面の機械加工が施され
る(ステップS34)。この外表面加工工程において、
ピストンの外周面の形状が整えられる。その後、正確な
ピストン形状のカムプロフィールにしたがって仕上げ加
工が施される(ステップS35)。最後にピストン加工
用にピストン頂面に形成されていたセンタ─ボスが削除
される。
Next, machining of the outer surface of the piston is performed (step S34). In this outer surface processing step,
The shape of the outer peripheral surface of the piston is adjusted. Thereafter, finishing is performed according to the accurate cam profile of the piston shape (step S35). Finally, the center boss formed on the top surface of the piston for piston processing is deleted.

【0055】図8は、ピストンのアルマイト処理を行う
静止浴の構成図である。ピストンのアルマイト処理は、
前述の図2に示したアルマイト処理装置において、シリ
ンダブロック103の代わりに円筒状の電極筒を配置
し、支持台116の内側部において電極棒129の代り
にピストン支持棒を配置し、電極筒の内側において電極
棒129の代りにピストンをヘッド部を上方としてピス
トン支持棒の上に載置し、電極筒を直流電源130の負
極側に、ピストンを直流電源130の正極側にそれぞれ
接続し、ピストン外周のスカ─ト部と電極筒の間を通し
て電解液を循環させるようにして実施してもよい。
FIG. 8 is a block diagram of a stationary bath for performing alumite treatment on the piston. The alumite treatment of the piston
In the alumite treatment apparatus shown in FIG. 2 described above, a cylindrical electrode tube is disposed instead of the cylinder block 103, and a piston support rod is disposed instead of the electrode rod 129 on the inner side of the support base 116. On the inside, instead of the electrode rod 129, a piston is placed on the piston support rod with the head part upward, and the electrode cylinder is connected to the negative electrode side of the DC power supply 130, and the piston is connected to the positive electrode side of the DC power supply 130, respectively. The present invention may be embodied in such a manner that the electrolyte is circulated between the outer skirt and the electrode tube.

【0056】上記アルマイト処理は、あるいは図8に示
すように、電解液槽内にピストンを浸漬させる静止浴を
用いてもよい。図示したように、電解液槽150内に電
解液151が収容され、この電解液中に保持具152に
保持されたピストン153が浸漬される。この保持具1
52は、上下2段の保持枠152aにそれぞれ2個のピ
ストン153を保持し、図では合計4個のピストン15
3を保持した状態を示している。このような保持具15
2を図面に垂直方向にさらに並列させて複数個電解液槽
150内に浸漬させてもよい。ピストン153の両側に
は陰極板154が配置される。ピストンを保持する保持
具152は、直流電源155の陽極に接続され、陰極板
154は直流電源155の陰極に接続される。このよう
な静止浴(電解液槽150)の構成により、ピストン1
53の表面に陽極酸化によりアルマイト皮膜が形成され
る。
For the alumite treatment, as shown in FIG. 8, a stationary bath in which a piston is immersed in an electrolyte bath may be used. As shown in the figure, an electrolyte solution 151 is accommodated in an electrolyte solution tank 150, and a piston 153 held by a holder 152 is immersed in the electrolyte solution. This holder 1
52 holds two pistons 153 in two upper and lower holding frames 152a, respectively.
3 is shown. Such a holder 15
2 may be further immersed in the electrolyte bath 150 in parallel with the drawing. Cathode plates 154 are arranged on both sides of the piston 153. The holder 152 for holding the piston is connected to the anode of the DC power supply 155, and the cathode plate 154 is connected to the cathode of the DC power supply 155. With such a configuration of the stationary bath (electrolyte tank 150), the piston 1
An alumite film is formed on the surface of 53 by anodic oxidation.

【0057】図8において、200は電解液を冷却する
ための放熱器であり、201は電解液の冷却液を吐出す
る吐出ノズル、202は電解液冷却用の循環路、203
は循環ポンプである。不図示の膨脹弁を通過して低温低
圧化した液相冷媒を低圧管路204により放熱器200
内の蒸発コイル204aに導くようにしている。アルマ
イト処理中、ピストン153のアルマイト処理層の温度
上昇を防止するので、アルマイト層の硬度低下を防止で
きる。なお、浴槽150の下部あるいはピストン153
に設けた温度センサ205により温度を検知し、制御装
置206によりこの温度が高い程循環路を流れる電解液
流量を多くするか、不図示の圧縮機の冷媒吐出圧力を増
大させ、ピストン153のアルマイト処理層の温度上昇
を防止してもよい。あるいは放熱器200の下流部の温
度センサ205’により検知し、この温度を30℃以下
に管理してもよい。これらにより、より確実にアルマイ
ト処理中のアルマイト処理層の温度上昇を防止でき、よ
り確実にアルマイト層の硬度低下を防止できる。また,
吐出ノズル201の冷却液の吐出方向にピストンピン孔
を向けて配置するとよい。さらに、放熱器200を地下
水で冷却するか、空冷式としてもよい。
In FIG. 8, reference numeral 200 denotes a radiator for cooling the electrolyte, 201 denotes a discharge nozzle for discharging a cooling liquid for the electrolyte, 202 denotes a circulation path for cooling the electrolyte, and 203 denotes a circulation path for cooling the electrolyte.
Is a circulation pump. The low-temperature, low-pressure liquid-phase refrigerant that has passed through an expansion valve (not shown) is passed through a low-pressure line 204 to a radiator 200.
To the evaporating coil 204a. During the alumite treatment, a rise in the temperature of the anodized layer of the piston 153 is prevented, so that a decrease in the hardness of the anodized layer can be prevented. The lower part of the bathtub 150 or the piston 153
The temperature is detected by a temperature sensor 205 provided in the piston, and the controller 206 increases the flow rate of the electrolyte flowing through the circulation path or increases the refrigerant discharge pressure of a compressor (not shown) to increase the alumite of the piston 153 as the temperature increases. The temperature rise of the treatment layer may be prevented. Alternatively, the temperature may be detected by a temperature sensor 205 ′ downstream of the radiator 200, and the temperature may be controlled to 30 ° C. or less. Thus, it is possible to more reliably prevent the temperature of the alumite-treated layer from being raised during the alumite treatment, and to more reliably prevent the hardness of the alumite layer from decreasing. Also,
It is preferable to arrange the piston pin hole in the discharge direction of the coolant from the discharge nozzle 201. Further, the radiator 200 may be cooled with groundwater or may be air-cooled.

【0058】なお、ピストン153はアルマイト処理後
の仕上げ加工をしないのが普通であり、その場合にはア
ルマイト処理に伴う寸法増大を見込んで図7の各加工工
程において,製品寸法より余分に削り加工を施す。
It is to be noted that the piston 153 is generally not subjected to finishing after the alumite treatment. In that case, in consideration of an increase in size due to the alumite treatment, in each machining step shown in FIG. Is applied.

【0059】図9は、上記シリンダブロックの各製造フ
ロー(図3,図5,図6)におけるアルマイト処理プロ
セス(ステップS6)およびピストンの製造フロー(図
7)におけるアルマイト処理プロセス(ステップS3
3)の詳細フローチャートである。
FIG. 9 shows an alumite treatment process (step S6) in each of the cylinder block production flows (FIGS. 3, 5, and 6) and an alumite treatment process (step S3) in the piston production flow (FIG. 7).
It is a detailed flowchart of 3).

【0060】まず、アルミニウム合金の母材表面の油分
を除去するための脱脂処理が施される(ステップS1
6)。この脱脂処理には、(1)酸脱脂法と、(2)ア
ルカリ脱脂法の2通りがあり、いずれか一方の脱脂法で
行われる。それぞれの脱脂法の脱脂条件を表7に示す。
First, a degreasing treatment is performed to remove oil on the surface of the base material of the aluminum alloy (step S1).
6). This degreasing treatment includes (1) an acid degreasing method and (2) an alkali degreasing method, and is performed by any one of the degreasing methods. Table 7 shows the degreasing conditions of each degreasing method.

【0061】脱脂処理が終了したら、脱脂用の薬剤を除
去するために水洗処理が施される(ステップS17)。
次に、必要に応じて、アルカリエッチング処理(ステッ
プS18)、または混酸エッチング処理(ステップS2
0)のいずれか又は両方が施され、母材表面がエッチン
グされる。それぞれのエッチング処理の後にはエッチン
グ液除去のための水洗処理が施される(ステップS1
9,ステップS21)。アルカリエッチングのエッチン
グ条件を表8に示し、混酸エッチングのエッチング条件
を表9に示す。
When the degreasing process is completed, a water washing process is performed to remove the degreasing agent (Step S17).
Next, as necessary, an alkali etching process (step S18) or a mixed acid etching process (step S2)
0) is performed, and the base material surface is etched. After each etching process, a water washing process for removing the etchant is performed (step S1).
9, step S21). Table 8 shows the etching conditions for the alkali etching, and Table 9 shows the etching conditions for the mixed acid etching.

【0062】上記アルカリエッチングにおいては、アル
ミニウム合金の母材中に散在するシリコン(Si)粒子
や金属間化合物粒子を残して母材表面がエッチングさ
れ、表面にシリコンや金属間化合物の粒子を突出させて
母材表面が除去される。一方、混酸エッチングにおいて
は、逆にシリコン粒子や金属間化合物粒子がエッチング
され、母材表面にはシリコン粒子や金属間化合物が除去
された跡の凹みが形成される。なお表9の混酸エッチッ
ングでは母材表面に露出する銅,あるいは亜鉛等は溶出
しない。
In the above alkaline etching, the surface of the base material is etched leaving silicon (Si) particles and intermetallic compound particles scattered in the base material of the aluminum alloy, and particles of silicon and intermetallic compounds are projected on the surface. The surface of the base material is removed. On the other hand, in the mixed acid etching, conversely, silicon particles and intermetallic compound particles are etched, and dents are formed on the surface of the base material in which the silicon particles and intermetallic compounds are removed. In the mixed acid etching shown in Table 9, copper, zinc, and the like exposed on the surface of the base material do not elute.

【0063】このようなエッチング処理は、その前工程
の脱脂処理において表面の汚れが充分に除去されていな
いおそれがある場合には、アルカリエッチングおよび混
酸エッチングの両方を行って表面層を完全に除去するこ
とが後の工程で実施される陽極酸化処理の信頼性を高め
る上で望ましい。
In such an etching treatment, when there is a possibility that the surface is not sufficiently removed in the degreasing treatment in the preceding step, both the alkali etching and the mixed acid etching are performed to completely remove the surface layer. It is desirable to increase the reliability of the anodic oxidation treatment performed in a later step.

【0064】混酸エッチングによるシリコン粒子や金属
間化合物が除去された跡の凹みは、オイルや固体潤滑剤
を含浸させるための凹みとして用いることができる。
The depression at the mark where the silicon particles and the intermetallic compounds are removed by the mixed acid etching can be used as a depression for impregnating oil or a solid lubricant.

【0065】次に、このようにエッチングされた母材表
面に陽極酸化処理を施してアルマイト皮膜を形成する
(ステップS22)。この陽極酸化処理は、例えば前述
の図2に示したアルマイト処理装置を用いて行われる。
このアルマイト処理の実施例を表10に示す。
Next, the surface of the base material thus etched is subjected to anodizing treatment to form an alumite film (step S22). This anodizing treatment is performed using, for example, the alumite treatment apparatus shown in FIG.
Table 10 shows examples of the alumite treatment.

【0066】同表(A)は、前述の表2中のADC12
からなるスリーブレスのシリンダブロックのシリンダボ
ア内面にアルマイト処理を施した例であり、同表(B)
は、前述の表1中のA6061からなりスリ─ブが鋳込
まれたシリンダブロックのスリ─ブ内面にアルマイト処
理を施した例である。また、同表(C)は、前述の表4
の合金5からなるピストンにアルマイト処理を施した例
である。
Table (A) shows the ADC 12 in Table 2 described above.
This is an example of anodizing the inner surface of the cylinder bore of a sleeveless cylinder block made of
Is an example in which the alumite treatment is applied to the inner surface of the sleeve of the cylinder block made of A6061 in Table 1 and cast with the sleeve. Table (C) corresponds to Table 4 described above.
This is an example in which an alumite treatment is applied to a piston made of alloy 5 of the present invention.

【0067】本実施形態では、上記表10に示したよう
に、電解液として硫酸に加え、シュウ酸およびクエン酸
を添加したが、これは以下の理由による。硫酸はアルマ
イト皮膜の溶解力が強く、電解によりアルマイト皮膜
(陽極酸化膜)が形成された後、このアルマイト皮膜を
溶解してしまう。このため陽極酸化処理中にアルマイト
皮膜表面に形成されたピンホ─ルが溶解して拡大され、
その結果皮膜の表面硬さが低下する。特に皮膜表面に露
出する銅,あるいは亜鉛は硫酸により溶出し易く、この
溶出点からピンホールが成長して大きなポーラスとなり
易く、皮膜表面硬度が低下する。なお、ポーラス部は含
油機能を有するが、アルマイト皮膜の表面硬度が低下す
ることから該皮膜が摩耗し易くなってしまう。また摺動
に伴いアルマイト皮膜の表面に銅,あるいは亜鉛が拡散
して該皮膜の表面を保護するという機能もなくなってし
まう。しかしながら本実施例のように、シュウ酸やクエ
ン酸を添加することにより、硫酸の皮膜溶解力が低下し
て皮膜硬度を高めることができるとともに、特に皮膜表
面に露出する銅,あるいは亜鉛の溶出が阻止されて耐摩
耗性が向上する。
In this embodiment, as shown in Table 10 above, oxalic acid and citric acid were added as the electrolytic solution in addition to sulfuric acid for the following reasons. Sulfuric acid has a strong alumite film dissolving power and dissolves this alumite film after an anodized film (anodized film) is formed by electrolysis. For this reason, pinholes formed on the surface of the alumite film during the anodizing treatment are dissolved and expanded,
As a result, the surface hardness of the film decreases. In particular, copper or zinc exposed on the surface of the film is easily eluted by sulfuric acid, pinholes grow from this elution point to easily become large porous, and the surface hardness of the film decreases. Although the porous portion has an oil-impregnating function, the surface hardness of the alumite film is reduced, so that the film is easily worn. In addition, copper or zinc diffuses into the surface of the alumite film due to sliding, and the function of protecting the surface of the film is lost. However, by adding oxalic acid or citric acid as in the present embodiment, the film dissolving power of sulfuric acid is reduced and the film hardness can be increased, and particularly, the elution of copper or zinc exposed on the film surface is reduced. It is prevented and wear resistance is improved.

【0068】この場合、電解液全てをシュウ酸やクエン
酸にすると、電解液の電気伝導度すなわち電荷運搬機能
が小さくなって反応速度が低下する。しかしながら電解
液中に硫酸を適当な量だけ含ませることにより、電気伝
導度が上昇し所定厚さのアルマイト皮膜を得るまでの処
理時間が短くなるとともに、硫酸の割合が少ないので形
成されたアルマイト皮膜の溶解作用による皮膜の硬度低
下を防止できる。
In this case, when the entire electrolytic solution is oxalic acid or citric acid, the electric conductivity of the electrolytic solution, that is, the charge transport function is reduced, and the reaction rate is reduced. However, by including an appropriate amount of sulfuric acid in the electrolytic solution, the electrical conductivity is increased, the processing time required to obtain an alumite film of a predetermined thickness is shortened, and the alumite film formed because the proportion of sulfuric acid is small. Can prevent the hardness of the film from decreasing due to the dissolving action of the film.

【0069】図12は電解条件を一定として硬さに及ぼ
す浴温の影響を示す図である。図中イはA6061のア
ルミニウム合金に、電流密度3A/dm2(アンペア/
l00cm2),電流波形:直流,電解時間:20分,電
解液は硫酸濃度:20g/l,シュウ酸+クエン酸濃
度:40g/lの条件でアルマイト処理を施した時のデ
─タであり、浴温が30℃以下でHv380以上が得ら
れる。表1や表2の他のアルミニウム合金においても,
浴温を約30℃以下に管理してアルマイト処理すること
により、アルマイト皮膜は、ピストンが摺動するシリン
ダ内周面として実用上十分な耐摩耗性が得られる硬度H
v380以上となる。
FIG. 12 is a diagram showing the effect of bath temperature on hardness with constant electrolysis conditions. In the figure, a shows current density of 3 A / dm 2 (ampere /
100 cm 2 ), current waveform: direct current, electrolysis time: 20 minutes, electrolyte solution is data when alumite treatment was performed under the conditions of sulfuric acid concentration: 20 g / l, oxalic acid + citric acid concentration: 40 g / l. When the bath temperature is 30 ° C. or lower, Hv 380 or higher can be obtained. For other aluminum alloys in Tables 1 and 2,
By performing the alumite treatment while controlling the bath temperature to about 30 ° C. or less, the alumite film has a hardness H that can provide practically sufficient wear resistance as the inner peripheral surface of the cylinder on which the piston slides.
v380 or more.

【0070】さらに図中ロは、電解液を硫酸濃度:20
g/l,シュウ酸+クエン酸濃度:0g/lとし、他の
条件はイと同じとした時のデ─タであり、浴温が約20
℃以下でHv380以上が得られることを示す。
Further, FIG. 2 (b) shows that the electrolytic solution is made of sulfuric acid having a concentration of 20.
g / l, oxalic acid + citric acid concentration: 0 g / l, and the other conditions are the same as those in (a).
It shows that Hv 380 or more can be obtained at a temperature of not more than ℃.

【0071】図13は硫酸濃度を一定の20g/lに保
った状態における膜厚及び硬さに及ぼすシュウ酸及びク
エン酸濃度の影響を示すグラフである。その他の電解条
件として、被処理のアルミニウム合金はA6061,電
流密度3A/dm2,電流波形:直流,電解時間:20
分,浴温13℃としている。十分な膜厚、例えば25μ
m以上を得るためには、シュウ酸とクエン酸を合わせた
濃度を13g/l以上とする必要がある。
FIG. 13 is a graph showing the effect of oxalic acid and citric acid concentrations on the film thickness and hardness in a state where the sulfuric acid concentration is maintained at a constant 20 g / l. As other electrolysis conditions, the aluminum alloy to be treated is A6061, current density is 3 A / dm 2 , current waveform is DC, electrolysis time is 20.
And the bath temperature is 13 ° C. Sufficient film thickness, for example, 25μ
In order to obtain m or more, the combined concentration of oxalic acid and citric acid needs to be 13 g / l or more.

【0072】図14は硫酸濃度を変化させたときの、シ
ュウ酸およびクエン酸濃度をパラメータにして膜厚およ
び硬さに及ぼす電解液組成の影響を示すグラフである。
その他の電解条件として、被処理のアルミニウム合金は
A6061,電流密度3A/dm2,電流波形:直流,
電解時間:20分,浴温13℃としている。シュウ酸お
よびクエン酸を電解液に混合しない場合(A=0)に
は、硫酸濃度が20g/l以下では、アルマイト皮膜を
形成することは困難なことを示しており、硫酸濃度を上
げて皮膜を形成するようにしても、皮膜硬度は略Hv3
00程度となり、耐摩耗性のために必要なHv380以
上とすることはできない。A=20,40,60より分
かるとおりシュウ酸およびクエン酸を電解液に混合する
ことにより、広い範囲の硫酸濃度であってもアルマイト
皮膜を形成することが可能となり、且つ耐摩耗性のため
に必要なHv380以上の硬度を得ることができる。図
より分かる通りこの場合、硫酸濃度を上げる程膜厚が増
大、すなわち所定膜厚を得るための電解時間を短くでき
る。
FIG. 14 is a graph showing the effect of the electrolyte composition on the film thickness and hardness when the oxalic acid and citric acid concentrations are used as parameters when the sulfuric acid concentration is changed.
As other electrolysis conditions, the aluminum alloy to be treated is A6061, current density is 3 A / dm 2 , current waveform is DC,
Electrolysis time: 20 minutes, bath temperature 13 ° C. When oxalic acid and citric acid were not mixed with the electrolyte solution (A = 0), it was shown that it was difficult to form an alumite film when the sulfuric acid concentration was 20 g / l or less. Is formed, the film hardness is substantially Hv3
It is about 00, and it cannot be Hv380 or more necessary for abrasion resistance. As can be seen from A = 20, 40, 60, by mixing oxalic acid and citric acid in the electrolytic solution, it is possible to form an alumite film even in a wide range of sulfuric acid concentration, and to improve abrasion resistance. The required hardness of Hv 380 or more can be obtained. As can be seen from the figure, in this case, the film thickness increases as the sulfuric acid concentration increases, that is, the electrolysis time for obtaining a predetermined film thickness can be shortened.

【0073】以上のような陽極酸化処理によりアルマイ
ト皮膜を形成後、水洗処理を施して電解液を除去し(ス
テップS23)、2次電解処理を行う(ステップS2
4)。この2次電解処理において、アルマイト皮膜表面
に無数に形成されたピンホ─ルの底部に、固体潤滑剤を
電解作用により析出させてこれを堆積させ、ピンホ─ル
内をその底部から固体潤滑剤で充填する。これにより、
皮膜表面の潤滑性がさらに高まり、耐摩耗性がさらに向
上する。
After the alumite film is formed by the anodic oxidation treatment as described above, a washing treatment is performed to remove the electrolytic solution (Step S23), and a secondary electrolytic treatment is performed (Step S2).
4). In this secondary electrolysis treatment, a solid lubricant is deposited by electrolytic action on the bottom of the pinhole formed innumerably on the surface of the alumite film and deposited, and the inside of the pinhole is filled with the solid lubricant from the bottom. Fill. This allows
The lubricity of the film surface is further improved, and the wear resistance is further improved.

【0074】続いて、固体潤滑剤の電解液を水洗により
除去し(ステップS25)、この水分をエアブローによ
り除去してシリンダブロックを乾燥させてアルマイト処
理が完了する(ステップS26)。
Subsequently, the electrolyte of the solid lubricant is removed by washing with water (step S25), and the moisture is removed by air blow to dry the cylinder block, thereby completing the alumite treatment (step S26).

【0075】図10および図11は、前述のシリンダブ
ロックおよびピストンの製造プロセスの各工程における
母材表面部分の断面図である。図10は、脱脂処理後エ
ッチングプロセスを省略してアルマイト処理を行ったフ
ローを順番に示す。図11は、混酸エッチングを行った
後にアルマイト処理を行ったフローを順番に示す。
FIGS. 10 and 11 are cross-sectional views of the surface of the base material in each step of the manufacturing process of the above-described cylinder block and piston. FIG. 10 shows, in order, a flow in which the anodizing process is performed by omitting the etching process after the degreasing process. FIG. 11 shows, in order, a flow in which alumite treatment is performed after mixed acid etching is performed.

【0076】図10(A)は、脱脂処理後の状態を示
す。アルミニウム合金からなる母材140中にはシリコ
ン粒子やSiC等の金属炭化物やその他の金属間化合物
粒子141が散在する。この母材140の表面140a
の油分等の汚れが脱脂処理により除去される。
FIG. 10A shows the state after the degreasing treatment. Silicon particles, metal carbides such as SiC, and other intermetallic compound particles 141 are scattered in the base material 140 made of an aluminum alloy. Surface 140a of this base material 140
Dirt such as oil is removed by degreasing.

【0077】脱脂処理後、アルマイト処理が施され、同
図(B)に示すように、母材140上にアルマイト皮膜
142が形成される。このアルマイト皮膜142中にも
シリコン粒子141が散在する。またアルマイト皮膜1
42中には気泡143が発生する。この気泡143は,
前述のように、母材140中に銅成分が含まれていると
多く発生する。
After the degreasing treatment, an alumite treatment is performed to form an alumite film 142 on the base material 140 as shown in FIG. Silicon particles 141 are also scattered in the alumite film 142. Alumite coating 1
Bubbles 143 are generated in 42. This bubble 143
As described above, a large amount occurs when the base material 140 contains a copper component.

【0078】続いて、熱処理またはバニシング加工が行
われ、同図(C)に示すように、アルマイト皮膜142
にクラック144が形成される。次に、同図(D)に示
すように、ホ─ニング加工が施され、アルマイト皮膜1
42の表面142aが仕上げられる。
Subsequently, heat treatment or burnishing is performed, and as shown in FIG.
Crack 144 is formed in the substrate. Next, as shown in FIG. 3D, honing is performed, and the alumite film 1 is formed.
The surface 142a of 42 is finished.

【0079】図11(A)は、混酸エッチング処理後の
状態を示す。母材140の表面のシリコン粒子141が
エッチングにより除去されて凹み145が形成される。
この状態でアルマイト処理が施され、同図(B)に示す
ように、母材140の表面にアルマイト皮膜142が形
成される。このアルマイト皮膜142の表面には凹み1
45が残っている。続いて,熱処理またはバニシング加
工が施され、同図(C)に示すように、アルマイト皮膜
142にクラック144が形成される。
FIG. 11A shows a state after the mixed acid etching process. The silicon particles 141 on the surface of the base material 140 are removed by etching to form a recess 145.
An alumite treatment is performed in this state, and an alumite film 142 is formed on the surface of the base material 140 as shown in FIG. The surface of the alumite film 142 has a dent 1
45 remain. Subsequently, heat treatment or burnishing is performed to form cracks 144 in the alumite film 142 as shown in FIG.

【0080】次に、同図(D)に示すように、ホーニン
グ加工が施されアルマイト皮膜142の表面142aが
仕上げられる。この場合、アルマイト皮膜142には、
クラック144とともに混酸エッチングによる凹み14
5が形成されているため、オイルや固体潤滑剤の含浸量
を多くすることができる。表4に示す合金2に含まれる
Al−10Si−4Cuアルミニウム合金に、アルマイ
ト処理を施した時のアルマイト皮膜における化学成分組
成を表11に示す。表中硫酸によるアルマイト皮膜と
は、電解液として硫酸 (濃度200g/l)を使用し、
電流密度3A/dm2 (アンペア/100cm2 )、電
流波形:直流、電解時間:20分、浴温:0〜5℃で実
施したアルマイト処理によるアルマイト皮膜を、シュウ
酸混合液によるアルマイト皮膜とは、電解液としてシュ
ウ酸混合液 (シュウ酸濃度40g/l+クエン酸濃度0
〜20g/l+硫酸濃度100g/l)を使用し、電流
密度3A/dm2 (アンペア/100cm2 )、電流波
形:直流、電解時間:20分、浴温:15℃で実施した
アルマイト処理によるアルマイト皮膜のことである。
Next, as shown in FIG. 9D, honing is performed to finish the surface 142a of the alumite film 142. In this case, the alumite film 142 includes
Depression 14 due to mixed acid etching together with crack 144
5, the impregnation amount of the oil or the solid lubricant can be increased. Table 11 shows the chemical composition of the alumite film when the alumite treatment was performed on the Al-10Si-4Cu aluminum alloy contained in the alloy 2 shown in Table 4. The alumite film made of sulfuric acid in the table means that sulfuric acid (concentration: 200 g / l) is used as the electrolyte.
What is an alumite film formed by an alumite treatment performed at a current density of 3 A / dm 2 (ampere / 100 cm 2 ), a current waveform: DC, electrolysis time: 20 minutes, and a bath temperature of 0 to 5 ° C. Oxalic acid mixed solution (oxalic acid concentration 40 g / l + citric acid concentration 0
2020 g / l + sulfuric acid concentration 100 g / l), current density 3 A / dm 2 (ampere / 100 cm 2 ), current waveform: DC, electrolysis time: 20 minutes, bath temperature: alumite by alumite treatment performed at 15 ° C. It is a film.

【0081】表11の1)から分かる通り、母材100
gに含まれる86gのAlは酸化されて162.5gの
Al23 に変わる。一方Al結晶中に固溶し母材11
0gに含まれる4gのCu原子は、電解液として硫酸を
使用するアルマイト処理では硫酸中に溶解し、0.1g
程度に減少してしまい、電解液としてシュウ酸混合液を
使用するアルマイト処理では硫酸中への溶解が抑制され
て1〜3g程度になる。表11の2)は表11の1) か
ら算出した各成分の割合を百分率で表したものである。
As can be seen from 1) of Table 11, the base material 100
86 g of Al contained in g is oxidized and changed to 162.5 g of Al 2 O 3 . On the other hand, the base material 11
4 g of Cu atoms contained in 0 g are dissolved in sulfuric acid in an alumite treatment using sulfuric acid as an electrolytic solution, and 0.1 g of Cu atoms are dissolved in sulfuric acid.
In the alumite treatment using an oxalic acid mixture as an electrolyte, dissolution in sulfuric acid is suppressed to about 1 to 3 g. Table 11-2) shows the percentage of each component calculated from Table 11 1) in percentage.

【0082】表1に示すA3003、A6061、AC
3A、AC4A、AC4C、AC4CH等では僅かに銅
や亜鉛を含有するため、電解液としてシュウ酸混合液を
使用するアルマイト処理を行うことによりアルマイト皮
膜表面からの銅や亜鉛の溶出を防止可能となり、アルマ
イト皮膜がポーラス状になることによる表面硬度の低下
を防止でき、摺動部の耐摩耗性を高めることができる。
しかしながらアルマイト皮膜表面に露出する銅や亜鉛の
量が少ないので、摺動部に潤滑油を使用しない場合にお
いて銅や亜鉛がアルマイト皮膜表面に拡散するとしても
僅かとなり、潤滑作用が十分にはなされないので、摺動
部の耐摩耗性を十分にすることはできない。また熱処理
の有無に拘らず十分な強度が得られない。
A3003, A6061, AC shown in Table 1
Since 3A, AC4A, AC4C, AC4CH and the like contain a small amount of copper or zinc, elution of copper or zinc from the surface of the alumite film can be prevented by performing an alumite treatment using an oxalic acid mixture as an electrolyte, The surface hardness can be prevented from lowering due to the porous alumite film, and the wear resistance of the sliding portion can be increased.
However, since the amount of copper and zinc exposed on the surface of the alumite film is small, even if copper or zinc diffuses to the surface of the alumite film when lubricating oil is not used for the sliding part, the amount becomes small, and the lubricating effect is not sufficient. Therefore, the wear resistance of the sliding portion cannot be made sufficient. Also, sufficient strength cannot be obtained regardless of the presence or absence of heat treatment.

【0083】一方、表2,3あるいは4に示すA707
5、AC2A、AC2B、AC4B、AC4D、AC8
A、AC8B、AC8C、あるいは金金1〜5等のよう
に、アルミニウム合金に銅,あるいは亜鉛の何れか1つ
を0.7〜7%、あるいは両方を合計で0.7〜10%
含有させることにより、これらのアルミニウム合金材か
ら上述の各種の成形方法を使って形成するピストン、シ
リンダ、コンロッド、バルブリフタ等の相手部品と相対
的に摺動するアルミニウム部品の強度を高めることがで
き、特に溶体化処理をすることにより銅,亜鉛の1つ又
は両方をAl結晶中に確実に分散固溶させることができ
るので強度が上がり、さらに時効硬化処理を行うことに
よりさらに強度及び硬度を上げることができる。
On the other hand, A707 shown in Table 2, 3 or 4
5, AC2A, AC2B, AC4B, AC4D, AC8
A, AC8B, AC8C, or gold or gold 1-5, etc., 0.7-7% of either copper or zinc in an aluminum alloy, or 0.7-10% in total of both.
By containing, it is possible to increase the strength of the aluminum parts sliding relatively to the mating parts such as pistons, cylinders, connecting rods, valve lifters, etc., formed from these aluminum alloy materials using the various forming methods described above, In particular, by performing a solution treatment, one or both of copper and zinc can be surely dispersed and solid-dissolved in an Al crystal, so that the strength is increased. Further, the strength and hardness are further increased by performing an age hardening treatment. Can be.

【0084】しかしながら、アルマイト処理をして表面
硬度の高いアルミニウム合金部品を得ようとする場合、
電解液として硫酸を使用すると銅,亜鉛等が溶出し、結
果としてアルマイト皮膜は緻密なAl23 からなるア
ルマイト皮膜の硬さより低い表面硬度しか得られない。
However, when anodizing is to be performed to obtain an aluminum alloy part having a high surface hardness,
When sulfuric acid is used as the electrolytic solution, copper, zinc and the like are eluted, and as a result, the alumite film can only have a surface hardness lower than the hardness of the alumite film made of dense Al 2 O 3 .

【0085】本願発明者は、電解液としてシュウ酸混合
液を使用することにより、アルマイト皮膜からの銅,亜
鉛等の溶出を少なくすることができる点、及びアルマイ
ト皮膜の硬度とアルマイト皮膜中の銅,亜鉛の含有量の
関係を見出した。
The inventor of the present application has found that the use of an oxalic acid mixed solution as an electrolytic solution can reduce the elution of copper, zinc, etc. from the alumite film, and the hardness of the alumite film and the copper in the alumite film. , Zinc content was found.

【0086】図15は、母材としてAl−10Si−4
Cuアルミニウム合金、JIS5056アルミニウム合
金、及び7N01アルミニウム合金を使用し、電解液と
してシュウ酸混合液を使用するとともに、電解条件 (硫
酸濃度や処理時間) を変化させることにより、アルマイ
ト皮膜中の銅(Cu),あるいは亜鉛(Zn)含有%を
変化させた時のアルマイト皮膜の表面硬さ(Hv)を調
べた実験の結果を示す。
FIG. 15 shows that Al-10Si-4 was used as a base material.
By using Cu aluminum alloy, JIS 5056 aluminum alloy, and 7N01 aluminum alloy, using an oxalic acid mixed solution as an electrolytic solution, and changing the electrolytic conditions (sulfuric acid concentration and processing time), the copper (Cu) in the alumite film is changed. ) Or the results of an experiment for examining the surface hardness (Hv) of the alumite film when the zinc (Zn) content% was changed.

【0087】同図から、十分な硬さを得るためには、ア
ルマイト皮膜中の銅,あるいは亜鉛含有%は0.5%以
上とすれば良いことが分かる。このアルマイト皮膜中
に、銅,あるいは亜鉛が分散し、かつ表面にも分散して
露出するので、摺動相手部品との関係において、耐摩耗
性を向上させることができる。
From the figure, it can be seen that in order to obtain sufficient hardness, the content of copper or zinc in the alumite film should be 0.5% or more. Copper or zinc is dispersed in the alumite coating and is also dispersed and exposed on the surface, so that the abrasion resistance can be improved in relation to the sliding partner component.

【0088】アルマイト皮膜中の銅,あるいは亜鉛の1
つ又は複数の含有%は0.5%以上とする必要があり、
より望ましくは皮膜中の銅,亜鉛の1つ又は両方がAl
2 3 の間や表面に分散するようにするために、アルミ
ニウム合金部品の母材として銅,あるいは亜鉛の何れか
1つを0.7〜7%、あるいは複数を合計で0.7〜1
0%含有するものを使用し、その上に電解液としてシュ
ウ酸混合液を使用してアルマイト処理することが必要で
あり、これにより確実に上述の硬度向上効果が得られ
る。
One of copper or zinc in the alumite film
One or more content percentages must be 0.5% or more,
More preferably, one or both of the copper and zinc in the coating is Al.
Two O Three Aluminum to spread between and on the surface
Either copper or zinc as the base material for the aluminum alloy parts
0.7 to 7% for one, or 0.7 to 1 in total
0% content, and then use as electrolyte
It is necessary to perform alumite treatment using a mixture of uric acid.
Yes, this ensures the above-mentioned effect of improving hardness
You.

【0089】また、銅,あるいは亜鉛の何れか1つを
0.7〜7%あるいは複数を合計で0.7〜10%含有
するアルミニウム合金部品の母材は十分な強度があり、
溶体化処理やさらには時効硬化処理を行うことによりさ
らに強度を上げることができる。
The base material of an aluminum alloy component containing 0.7 to 7% of any one of copper and zinc or a total of 0.7 to 10% of a plurality thereof has sufficient strength.
The strength can be further increased by performing a solution treatment or an age hardening treatment.

【0090】ここで上記溶体化処理や時効硬化処理はア
ルミニウム合金部品の母材に残留歪みを生じさせるの
で、機械加工の前に実施するのが望ましい。通常は機械
加工面にアルマイト皮膜を形成する場合が多いので、溶
体化処理や時効硬化処理は陽極酸化工程の前に実施する
こととなる。
Here, the solution treatment and the age hardening treatment cause residual strain in the base material of the aluminum alloy part, and therefore it is desirable to perform the treatment before machining. Usually, an alumite film is often formed on a machined surface, so that a solution treatment or an age hardening treatment is performed before the anodizing step.

【0091】しかしながらアルマイト皮膜にクラックを
生じさせて含油機能を持たせる場合には溶体化処理及び
時効硬化処理を陽極酸化工程の後に実施しても良い。こ
の場合は十分な寸法精度を出すためにアルマイト皮膜を
研磨すると良い。なおクラックの発生の程度を下げるた
めに溶体化処理を陽極酸化工程の前に実施し、時効硬化
処理を陽極酸化工程の後に実施しても良い。
However, when the alumite film is cracked to have an oil-impregnating function, the solution treatment and the age hardening treatment may be performed after the anodizing step. In this case, it is preferable to polish the alumite film in order to obtain sufficient dimensional accuracy. The solution treatment may be performed before the anodic oxidation step, and the age hardening treatment may be performed after the anodic oxidation step in order to reduce the degree of occurrence of cracks.

【0092】また銅,あるいは亜鉛の何れか1つ又は複
数を含有するアルミニウム合金部品の母材表面に形成し
たアルマイト皮膜の表面に銅,あるいは亜鉛等を露出さ
せるには母材表面を機械加工した後、陽極酸化処理をす
れば良い。また陽極酸化処理前に表8や表9によるエッ
チングをしても良い。またアルマイト皮膜を研磨しても
良い。
In order to expose copper, zinc or the like to the surface of the alumite film formed on the base material surface of the aluminum alloy component containing one or more of copper and zinc, the base material surface was machined. Thereafter, an anodic oxidation treatment may be performed. In addition, etching according to Table 8 or Table 9 may be performed before the anodic oxidation treatment. Further, the alumite film may be polished.

【0093】図16はアルミナ皮膜に取り込まれた金属
イオンのAl3+イオンに対する相対移動度と金属−酸素
結合エネルギとの関係を示す。同図より判る通り、銅や
亜鉛を含有するアルミニウム合金にシュウ酸混合液等、
銅や亜鉛の電気化学的溶出を防止する電解液を使用した
陽極酸化処理を施すと、陽極酸化処理中にアルミニウム
合金中に固溶する銅や亜鉛が電解液中に溶出することな
く、形成されつつあるアルマイト皮膜中でイオン化して
活発に移動して分散する。これによりアルマイト皮膜は
ポーラスになることなく、かつ銅や亜鉛が均一に分散す
るので、アルマイト皮膜の硬度を上げることができる。
FIG. 16 shows the relationship between the relative mobility of metal ions taken into the alumina film with respect to Al 3+ ions and the metal-oxygen binding energy. As can be seen from the figure, an oxalic acid mixed solution or the like is added to an aluminum alloy containing copper or zinc.
When anodizing treatment is performed using an electrolytic solution that prevents electrochemical elution of copper and zinc, copper and zinc that form a solid solution in the aluminum alloy during the anodizing process are formed without eluting into the electrolytic solution. It is ionized in the growing alumite film and moves and disperses actively. Thereby, the alumite film does not become porous and copper and zinc are uniformly dispersed, so that the hardness of the alumite film can be increased.

【0094】図17〜19は本発明の第2実施形態を説
明するための図であり、図17はピストンの拡大断面
図、図18はアルマイト皮膜の拡大図、図19はピスト
ンリングの拡大断面図である。
17 to 19 are views for explaining the second embodiment of the present invention. FIG. 17 is an enlarged sectional view of a piston, FIG. 18 is an enlarged view of an alumite film, and FIG. 19 is an enlarged sectional view of a piston ring. FIG.

【0095】図17,図18において、1はピストンで
あり、該ピストン1は、アルミニウム合金(表4に示す
AC8A〜AC8C,AC9A,AC9B等)製鋳造品
からなり、その頂面1a及び内表面1bは鋳肌のままで
機械加工は施されておらず、その外周面(シリンダ摺動
面)は所定形状に機械加工されている。また上記外周面
上部には機械加工により第1,第2リング溝7a,7b
が形成されており、該第1,第2リング溝7a,7bに
はピストンリングが装着される。
17 and 18, reference numeral 1 denotes a piston. The piston 1 is made of an aluminum alloy (AC8A to AC8C, AC9A, AC9B, etc. shown in Table 4), and has a top surface 1a and an inner surface 1a. 1b is a cast surface that has not been machined and its outer peripheral surface (cylinder sliding surface) is machined into a predetermined shape. The first and second ring grooves 7a and 7b are formed on the outer peripheral surface by machining.
Are formed, and a piston ring is mounted in the first and second ring grooves 7a and 7b.

【0096】上記ピストン1の内部には一対のピンボス
部1c,1cが内方に膨出形成されており、このピンボ
ス部1c,1cにはピストンピン孔7cが径方向に貫通
するように形成されている。該ピストンピン孔7c内に
上記ピストンピン5が回転可能に挿入されている。また
上記ピン孔7cの両外端部には係止溝7dが凹設されて
おり、該係止溝7dにはスナップリング8,8が装着さ
れている。このスナップリング8は上記ピストンピン5
の軸方向移動を阻止するためのものである。
A pair of pin bosses 1c, 1c are formed inside the piston 1 so as to bulge inward, and a piston pin hole 7c is formed in the pin bosses 1c, 1c so as to penetrate in the radial direction. ing. The piston pin 5 is rotatably inserted into the piston pin hole 7c. A locking groove 7d is formed at both outer ends of the pin hole 7c, and snap rings 8, 8 are mounted in the locking groove 7d. This snap ring 8 is used for the piston pin 5
In order to prevent the movement in the axial direction.

【0097】上記ピストン1の内表面1bの特に上記ピ
ンボス部1c,1cのコンロッドの小端部が対向する内
端面1b´と、上記ピストンピン孔7cの内表面にはア
ルマイト(陽極酸化)処理によりアルマイト皮膜10が
形成されている。このアルマイト皮膜10は、皮膜厚さ
(但し、皮膜厚さは皮膜全体に渡って完全均一にはでき
ないので、ここでは皮膜の拡がりの中で、ある幅の範囲
でばらつく膜厚の内最大膜厚を言う)30±10μmの
範囲内に設定され、その結果として下記するように皮膜
表面粗さがRa1.5〜3.0に管理されることにな
る。
The inner surface 1b 'of the inner surface 1b of the piston 1 and the inner surface 1b' of the pin bosses 1c, 1c facing the small ends of the connecting rods, and the inner surface of the piston pin hole 7c are anodized by anodizing. An alumite film 10 is formed. The alumite film 10 has a film thickness (however, since the film thickness cannot be made completely uniform over the entire film, the maximum film thickness of the film thickness which varies within a certain width in the spread of the film is herein used. Is set within the range of 30 ± 10 μm, and as a result, the film surface roughness is controlled to Ra 1.5 to 3.0 as described below.

【0098】また上記アルマイト皮膜10は、皮膜本体
10aの表面aがSi10bの露出表面bより外側に位
置するような、換言すればSi10bが皮膜本体10a
から浮き出ることのない表面形状を有している。
The alumite coating 10 is such that the surface a of the coating main body 10a is located outside the exposed surface b of the Si 10b, in other words, the Si 10b is
It has a surface shape that does not protrude from the surface.

【0099】そして母材に含有される銅,あるいは亜鉛
の何れか1つ又は両方の粒子10cは、アルマイト皮膜
10中にも含有され、さらに該皮膜10の表面に露出す
る状態となっている。上記Si10bは表9に示す硝酸
を含有する混酸を用いたエッチッングにより溶出し、ア
ルマイト皮膜10の表面より窪んだ状態になっている
が、この混酸エッチングではアルマイト皮膜10の表面
に露出する銅,あるいは亜鉛の粒子10cは溶出せず、
シリンダ内周との関係において耐摩耗性を向上させるこ
とができる。
[0099] The particles 10c of one or both of copper and zinc contained in the base material are also contained in the alumite film 10 and are exposed to the surface of the film 10. The Si10b is eluted by etching using a mixed acid containing nitric acid as shown in Table 9 and is in a state recessed from the surface of the alumite film 10. In this mixed acid etching, copper exposed on the surface of the alumite film 10 or The zinc particles 10c did not elute,
Wear resistance can be improved in relation to the inner circumference of the cylinder.

【0100】図19は,上記ピストン1に装着されるピ
ストンリングの断面図である。このピストンリングは、
リング本体156とその摺動面である外周面を表面処理
して形成した被覆部157からなる。このリング本体1
56のリング材料の例を表12に示し、これを表面処理
した被覆部157の処理の例を表13に示す。
FIG. 19 is a sectional view of a piston ring mounted on the piston 1. As shown in FIG. This piston ring
It comprises a ring body 156 and a coating 157 formed by surface-treating the outer peripheral surface which is the sliding surface thereof. This ring body 1
Table 12 shows examples of the 56 ring materials, and Table 13 shows an example of the treatment of the coating portion 157 obtained by subjecting the ring material to surface treatment.

【0101】表13に示すいずれの処理例によるもので
あっても被覆部157は、上記実施形態のアルマイト処
理を施したシリンダボア内周面を摺動するに際し、シリ
ンダボア内周面との相性がよく、自身の摩耗もシリンダ
ボア内周面のアルマイト処理層の摩耗も少なくすること
ができる。特に、シリンダボアに含有される銅,あるい
は亜鉛の何れか1つ又は両方の粒子がシリンダボア内周
面のアルマイト処理層の表面に露出するので、ピストン
リング及びシリンダボア内周面の両方の摩耗を少なくで
きる。
In any of the treatment examples shown in Table 13, when the covering portion 157 slides on the inner peripheral surface of the cylinder bore subjected to the alumite treatment of the above embodiment, the covering portion 157 has good compatibility with the inner peripheral surface of the cylinder bore. In addition, the wear of the alumite treatment layer on the inner peripheral surface of the cylinder bore can be reduced. In particular, one or both particles of copper and / or zinc contained in the cylinder bore are exposed on the surface of the alumite treatment layer on the inner peripheral surface of the cylinder bore, so that wear of both the piston ring and the inner peripheral surface of the cylinder bore can be reduced. .

【0102】さらにまたアルマイト処理後、上記したよ
うにクラックを形成し、潤滑オイルや固体潤滑剤をクラ
ック部に含浸させる場合や、シリンダボア内周面に露出
するSi粒子等の金属間化合物を混酸エッチング処理で
除去したものにアルマイト処理し、クラックに加えて凹
部をより積極的に形成して潤滑油や固体潤滑剤をより多
く含浸させるようにしたものでは効果が顕著である。
Further, after the alumite treatment, cracks are formed as described above, and the cracks are impregnated with a lubricating oil or a solid lubricant, or an intermetallic compound such as Si particles exposed on the inner peripheral surface of the cylinder bore is subjected to mixed acid etching. The effect is remarkable in the case where the alumite treatment is applied to the material removed by the treatment, and the recesses are more positively formed in addition to the cracks so that the lubricating oil or the solid lubricant is more impregnated.

【0103】また、表面にSi粒子や硬度の高いSiC
等の金属炭化物やその外の金属間化合物を露出した状態
のアルマイト皮膜とするものにおいても、アルマイト皮
膜側の硬度が上昇してシリンダボア内周面の摩耗が少な
くなるだけでなく、被覆部157の皮膜との馴染み性を
向上でき、潤滑油や燃焼ガスに対するシール性を向上で
きる。
Also, the surface is made of Si particles or SiC having high hardness.
In the case of forming an alumite film in a state where metal carbides and intermetallic compounds other than the metal carbide are exposed, the hardness of the alumite film side is increased and wear of the inner peripheral surface of the cylinder bore is reduced, The compatibility with the film can be improved, and the sealing performance against lubricating oil and combustion gas can be improved.

【0104】また、リング本体156は、リング溝内に
収められた状態でリング溝面と絶えず衝突したりする
が、表12に示すいずれの材料によるものであっても、
上記リング溝のアルマイト処理層表面に形成されたクラ
ックやSi粒子等の除去に基づく凹部に潤滑油や固体潤
滑剤を含浸させることができることから、リング溝面,
リング本体156の両方の叩かれ摩耗を防止することが
できる。また,リング本体156はSi粒子や硬度の高
いSiC等の金属間化合物が表面に露出するリング溝内
に収められた場合においても、リング溝面の摩耗を防止
することができる。またこのいずれの場合においても、
表12に例示のリング本体156のリング材料を採用す
ることにより、リング溝面とリング本体156の馴染み
性を向上でき、リングの背面をオイルや燃焼ガスが通過
するのを防止することができる。
Further, the ring main body 156 constantly collides with the ring groove surface while being housed in the ring groove.
Since it is possible to impregnate the concave portion formed on the surface of the alumite-treated layer of the ring groove based on the removal of cracks, Si particles and the like with lubricating oil or solid lubricant, the ring groove surface,
Both of the ring body 156 can be prevented from being hit and worn. The ring main body 156 can also prevent abrasion of the ring groove surface even when Si particles or an intermetallic compound such as high-hardness SiC is contained in the ring groove exposed on the surface. In each case,
By adopting the ring material of the ring main body 156 exemplified in Table 12, the familiarity between the ring groove surface and the ring main body 156 can be improved, and oil or combustion gas can be prevented from passing through the back surface of the ring.

【0105】[0105]

【表1】 [Table 1]

【0106】[0106]

【表2】 [Table 2]

【0107】[0107]

【表3】 [Table 3]

【0108】[0108]

【表4】 [Table 4]

【0109】[0109]

【表5】 [Table 5]

【0110】[0110]

【表6】 [Table 6]

【0111】[0111]

【表7】 [Table 7]

【0112】[0112]

【表8】 [Table 8]

【0113】[0113]

【表9】 [Table 9]

【0114】[0114]

【表10】 [Table 10]

【0115】[0115]

【表11】 [Table 11]

【0116】[0116]

【表12】 [Table 12]

【0117】[0117]

【表13】 [Table 13]

【0118】[0118]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態による内燃機関の構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記第1実施形態に係るアルマイト処理装置の
構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of an alumite processing apparatus according to the first embodiment.

【図3】上記第1実施形態のスリーブレスシリンダブロ
ック製造プロセスのフローチャート図である。
FIG. 3 is a flowchart of a sleeveless cylinder block manufacturing process of the first embodiment.

【図4】上記第1実施形態のクラックの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a crack according to the first embodiment.

【図5】上記第1実施形態のスリーブ鋳込みシリンダブ
ロック製造プロセスのフローチャート図である。
FIG. 5 is a flowchart of a sleeve casting cylinder block manufacturing process of the first embodiment.

【図6】上記第1実施形態のスリーブ圧入シリンダブロ
ック製造プロセスのフローチャート図である。
FIG. 6 is a flowchart of a sleeve press-fit cylinder block manufacturing process of the first embodiment.

【図7】上記第1実施形態のピストン製造工程のフロー
チャート図である。
FIG. 7 is a flowchart of a piston manufacturing process according to the first embodiment.

【図8】上記第1実施形態のピストンをアルマイト処理
する静止浴の構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a still bath for alumite-treating the piston according to the first embodiment.

【図9】上記第1実施形態のアルマイト処理のフローチ
ャート図である。
FIG. 9 is a flowchart of an alumite process of the first embodiment.

【図10】上記第1実施形態のアルミニウム部品製造プ
ロセスを順番に示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view sequentially showing the aluminum component manufacturing process of the first embodiment.

【図11】上記第1実施形態のアルミニウム部品の別の
製造工程を順番に示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view sequentially showing another manufacturing process of the aluminum component of the first embodiment.

【図12】上記第1実施形態のアルマイトの硬さに及ぼ
す浴温の影響を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing the effect of bath temperature on the hardness of the alumite of the first embodiment.

【図13】上記第1実施形態の硫酸濃度を一定(20g
/l)に保った状態における膜厚及び硬さに及ぼすシュ
ウ酸及びクエン酸濃度の影響を示すグラフである。
FIG. 13 shows that the sulfuric acid concentration in the first embodiment is constant (20 g).
6 is a graph showing the effect of oxalic acid and citric acid concentrations on the film thickness and hardness in the state of (1 / l).

【図14】上記第1実施形態の硫酸濃度を変化させたと
きの膜厚及び硬さに及ぼす影響をシュウ酸及びクエン酸
濃度をパラメータとして示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing the effect on film thickness and hardness when the sulfuric acid concentration of the first embodiment is changed, using oxalic acid and citric acid concentrations as parameters.

【図15】上記第1実施形態のアルマイト皮膜中の銅含
有量の硬度に及ぼす影響を示すグラフである。
FIG. 15 is a graph showing the effect of the copper content in the alumite coating of the first embodiment on the hardness.

【図16】上記第1実施形態の効果を説明するための金
属酸素結合エネルギー−相対的移動度特性図である。
FIG. 16 is a metal oxygen binding energy-relative mobility characteristic diagram for explaining the effect of the first embodiment.

【図17】本発明の第2実施形態によるピストンの拡大
断面側面図である。
FIG. 17 is an enlarged sectional side view of a piston according to a second embodiment of the present invention.

【図18】上記第2実施形態ピストンのアルマイト皮膜
の拡大断面模式図である。
FIG. 18 is an enlarged schematic sectional view of an alumite film of the piston according to the second embodiment.

【図19】上記第2実施形態ピストンリングの拡大断面
図である。
FIG. 19 is an enlarged sectional view of the piston ring of the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,117 アルミニウム合金部品(ピストン,シリン
ダライナ) 10,142 アルマイト皮膜
1,117 Aluminum alloy parts (piston, cylinder liner) 10,142 Alumite coating

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 摺動部に使用されるアルミニウム合金部
品の母材表面に形成したアルマイト皮膜中に、銅,ある
いは亜鉛の何れか1つを0.5%以上、あるいは両方を
合計で0.5%以上含有させるとともに、上記アルマイ
ト皮膜の表面に、上記含有させた銅,亜鉛の少なくとも
一方の粒子を露出させるようにしたことを特徴とするア
ルミニウム合金部品。
An alumite film formed on the surface of a base material of an aluminum alloy component used for a sliding portion is provided with 0.5% or more of either copper or zinc or a total of 0.1% of both. An aluminum alloy component containing not less than 5% and at least one of the contained copper and zinc particles exposed on the surface of the alumite film.
【請求項2】 請求項1において、上記アルミニウム合
金部品の母材が、銅,亜鉛の何れか1つを0.7〜7
%、あるいは両方を合計で0.7〜10%含有するアル
ミニウム合金から形成されていることを特徴とするアル
ミニウム合金部品。
2. The aluminum alloy component according to claim 1, wherein the base material of the aluminum alloy component comprises one of copper and zinc in a range of 0.7 to 7%.
% Or an aluminum alloy containing 0.7 to 10% in total.
【請求項3】 アルミニウム合金部品の母材表面に電解
液を介した陽極酸化処理によりアルマイト皮膜を形成す
るようにしたアルミニウム合金部品の製造方法におい
て、上記アルミニウム合金部品として銅,亜鉛の何れか
1つを0.7〜7%、あるいは両方を合計で0.7〜1
0%含有するアルミニウム合金からなるものを使用し、
上記電解液は硫酸を含み、さらにシュウ酸か、あるいは
シュウ酸とクエン酸の混合液の何れかを含むことを特徴
とするアルミニウム合金部品の製造方法。
3. A method of manufacturing an aluminum alloy part, wherein an alumite film is formed on the base material surface of the aluminum alloy part by anodizing treatment through an electrolytic solution, wherein the aluminum alloy part is made of one of copper and zinc. One to 0.7 to 7%, or both to a total of 0.7 to 1
Use aluminum alloy containing 0%,
A method for manufacturing an aluminum alloy component, wherein the electrolytic solution contains sulfuric acid and further contains either oxalic acid or a mixed solution of oxalic acid and citric acid.
【請求項4】 請求項3において、上記電解液を介して
アルマイト皮膜を形成する陽極酸化工程の前あるいは後
に、溶体化処理及び時効硬化処理を実施することを特徴
とするアルミニウム合金部品の製造方法。
4. A method for manufacturing an aluminum alloy part according to claim 3, wherein a solution treatment and an age hardening treatment are performed before or after the anodizing step of forming an alumite film via the electrolytic solution. .
【請求項5】 請求項3において、上記電解液を介して
アルマイト皮膜を形成する陽極酸化工程の前に溶体化処
理を実施し、陽極酸化工程の後に時効硬化処理を実施す
ることを特徴とするアルミニウム合金部品の製造方法。
5. The method according to claim 3, wherein a solution treatment is performed before the anodizing step of forming an alumite film via the electrolytic solution, and an age hardening treatment is performed after the anodizing step. Manufacturing method of aluminum alloy parts.
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