| 【発明の名称】 |
アルミニウム基複合ピストン |
| 【発明者】 |
【氏名】服部 久雄
【氏名】鍛冶 俊彦
【氏名】橋倉 学
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| 【要約】 |
【課題】ピストンの各部位に要求される特性を満たし、かつ各部位での剥離が少ないアルミニウム基複合ピストンを提供する。
【解決手段】ピストン１８は、アルミニウム合金製の頂部２０Ｃと、頂部２０Ｃに接し、頂部２０Ｃと異なる組成のアルミニウム合金製のスカート部１９Ａとを備える。頂部２０Ｃの線膨張係数とスカート部１９Ａの線膨張係数との差は２×１０-6／Ｋ以下である。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 アルミニウム合金製の第１部材と、前記第１部材に接し、前記第１部材と異なる組成のアルミニウム合金製の第２部材とを備え、前記第１部材の線膨張係数と前記第２部材の線膨張係数との差は２×１０-6／Ｋ以下である、アルミニウム基複合ピストン。
【請求項２】 前記第１部材は、シリンダライナ内の燃焼室に向かい合うピストンヘッド部であり、前記第２部材は、シリンダライナと摺動するピストンリング部である、請求項１に記載のアルミニウム基複合ピストン。
【請求項３】 前記第１部材はシリンダライナと摺動するピストンリング部であり、前記第２部材は、ピストンピンを受入れるピンボス部である、請求項１に記載のアルミニウム基複合ピストン。
【請求項４】 前記第１部材は、ピストンピンを受入れるピンボス部であり、前記第２部材は、シリンダライナ内の燃焼室に向かい合うピストンヘッド部である、請求項１に記載のアルミニウム基複合ピストン。
【請求項５】 前記第１部材および前記第２部材はアルミニウムを主成分とし、鉄、ニッケル、チタンおよびジルコニウムからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウム基複合ピストン。
【請求項６】 前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方は硬質粒子を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアルミニウム基複合ピストン。
【請求項７】 前記第１および前記第２部材の少なくとも一方はミッシュメタルおよびシリコンの少なくとも一方を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のアルミニウム基複合ピストン。
【請求項８】 前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方は粉末アルミニウム合金製である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のアルミニウム基複合ピストン。
【請求項９】 前記粉末アルミニウム合金の熱伝導率は１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上である、請求項８に記載のアルミニウム基複合ピストン。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ピストンに関し、特に、軽量で、熱伝導性が高いアルミニウム基複合ピストンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車などの内燃機関のピストンは、軽量化することが必要であるため、従来からアルミニウム合金製の軽合金材料を鍛造や鋳造によりピストンを製造することが多い。しかし近年のエンジンにおける燃焼条件などの変化により、以前より高い耐熱強度がピストンに求められるようになってきている。
【０００３】それに対し、以下の方法を用いることにより耐熱強度を高めたピストンが知られている。
【０００４】■ マトリックス金属を変更したピストン。
■ 繊維強化金属のような金属複合材料を用いたピストン。
【０００５】■ セラミックス粉末を異なる配合比で複合した２層構造のピストン。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の技術のうち、■で示したマトリックス金属を変更したピストンは、ピストンに要求されるピストンヘッド部の耐熱強度、高熱伝導性、ピストンリング部に要求される高耐摩耗性などのような要求特性を同時に満足させることができない。また、■で示した繊維強化金属のような金属複合材料を用いたピストンは材料の延性が乏しいために鍛造のような塑性加工が容易でない。
【０００７】さらに、■で示したセラミックス粉末を配合した２層構造の複合ピストンは、たとえば特開平１−１８０９２７号公報に記載されているが、このピストンは鍛造後に２層の界面から剥離が起きるという問題がある。
【０００８】そこで、この発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、成形されたピストンが高い信頼性を有し、しかも、ピストンヘッド部が高い耐熱強度、高熱伝導性を有し、ピストンリング部が高い耐摩耗性を有するピストンを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に従ったアルミニウム基複合ピストンは、アルミニウム合金製の第１部材と、その第１部材に接し、第１部材と異なる組成のアルミニウム合金製の第２部材とを備える。第１部材の線膨張係数と第２部材の線膨張係数との差は２×１０-6／Ｋ以下である。
【００１０】このように構成されたアルミニウム基複合ピストンにおいては、第１部材の線膨張係数と第２部材の線膨張係数との差を２×１０-6／Ｋ以下としているため、第１部材と第２部材の線膨張係数の差が十分に小さくなる。そのため、このピストンは使用されて高温となっても第１部材と第２部材との間の熱応力が加わりにくくなり、第１部材と第２部材の界面での剥離の発生を抑制できる。
【００１１】また、第１部材は、シリンダライナ内の燃焼室に向かい合うピストンヘッド部であり、第２部材は、シリンダライナと摺動するピストンリング部であることが好ましい。そうすれば異なる要求特性のピストンヘッド部とピストンリング部の各々に対し、適切な特性の材料を適用することができる。
【００１２】また、第１部材はシリンダライナと摺動するピストンリング部であり、第２部材はピストンピンを受入れるピンボス部であることが好ましい。そうすれば異なる要求特性のピストンリング部とピンボス部の各々に対し、適切な特性の材料を適用することができる。
【００１３】また、第１部材は、ピストンピンを受入れるピンボス部であり、第２部材は、シリンダライナ内の燃焼室に向かい合うピストンヘッド部であることが好ましい。そうすれば異なる要求特性のピンボス部とピストンヘッド部の各々に対し、適切な特性の材料を適用することができる。
【００１４】さらに、第１部材と第２部材とはアルミニウムを主成分とし、鉄、ニッケル、チタンおよびジルコニウムからなる群より選ばれた少なくとも１種を含むことが好ましい。この場合、鉄、ニッケル、チタンおよびジルコニウムがアルミニウムとの間で化合物を作るためピストンの耐熱性が向上する。
【００１５】また、第１部材および第２部材の少なくとも一方は硬質粒子を含むことが好ましい。
【００１６】この場合、第１部材および第２部材の耐摩耗性を向上させることができる。また、第１部材および第２部材の少なくとも一方はミッシュメタルおよびシリコンの少なくとも一方を含むことが好ましい。この場合、第１部材および第２部材の少なくとも一方がミッシュメタルを含むとアルミニウム合金の組織が細かくなり耐摩耗性や耐熱性が向上する。また、シリコンを含むと耐摩耗性が向上する。
【００１７】また、第１部材および第２部材の少なくとも一方は粉末アルミニウム合金製であることが好ましい。この場合、粉末製造時の急冷効果により、アルミニウム合金の組織が細かくなり、疲労強度、耐熱性が向上する。
【００１８】また、粉末アルミニウム合金の熱伝導率は１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。
【００１９】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２０】（実施例１）図１を参照して、エアーアトマイズ法でアルミニウム合金粉末Ａ（組成：Ａｌ−２０重量％Ｓｉ−３重量％Ｆｅ−２重量％Ｎｉ−１．５重量％Ｔｉ、平均粒径：３５μｍ）を作製した（ステップ１）。またエアーアトマイズ法でアルミニウム合金粉末Ｂ（組成：Ａｌ−８重量％Ｆｅ、平均粒径：３３μｍ）を作製した（ステップ３）。
【００２１】硬質粒子としての平均粒径が３μｍのＳｉＣ粉末を用意した（ステップ４）。アルミニウム合金粉末ＢとＳｉＣ粉末とを重量比が１５：８５で配合し、これをＶ型混合機で均一に混合して混合粉末Ｃを形成した（ステップ５）。アルミニウム合金粉末Ａを、直径が９０ｍｍで高さが４５ｍｍの形状に金型成形し、相対密度が７５％の成形体１１Ａを作製した（ステップ２）。混合粉末Ｃを、直径が９０ｍｍで高さが２５ｍｍの形状に金型成形し、相対密度が７５％の成形体１２Ｃを作製した（ステップ６）。
【００２２】成形体１１Ａと成形体１２Ｃを大気中で直接誘導加熱することにより、これらの温度を７９３Ｋとした。次に、図２に示すように、金型２２および２３内に加熱された成形体１１Ａと１２Ｃを入れた。金型２１を用いて加圧力８００ＭＰａで成形体１１Ａと１２Ｃに圧力を加えて鍛造した後に２つの成形体１１Ａ、１２Ｃを一体化・緻密化し、直径が９０ｍｍで高さが５２ｍｍの粉末鍛造体１３を得た（ステップ７）。
【００２３】得られた粉末鍛造体１３を温度７９３Ｋに加熱した後、図３で示すような金型２４を用いて粉末鍛造体をさらに鍛造して鍛造ピストン素材１７を得た（ステップ８）。なお、鍛造ピストン素材１７は、成形体１１Ａが変形して形成された下部１５Ａと、成形体１２Ｃが変形して形成された上部１６Ｃにより構成される。
【００２４】鍛造ピストン素材１７を加工することにより、図４で示す形状のピストン１８を形成した。なお、ピストン１８は、下部１５Ａを加工して形成されたスカート部１９Ａと、上部１６Ｃを加工して形成された頂部２０Ｃにより構成される。頂部２０Ｃは、ピストンヘッド部１８ａとピストンリング部１８ｂとを含み、スカート部１９Ａはピンボス部１８ｃを含む。
【００２５】このようにして作製したピストンを、中心軸を含む断面で切断してこの切断面を研磨して観察したところ、頂部２０Ｃとスカート部１９Ａとの界面で亀裂がなくスカート部１９Ａと頂部２０Ｃとは密着し一体化していた。
【００２６】次に、頂部２０Ｃとスカート部１９Ａの各々の領域から試験片を切出し、線膨張係数と疲労強度と耐摩耗性を評価した。線膨張係数は温度４７３Ｋ〜６７３Ｋの範囲で測定した。また、疲労強度は温度５７３Ｋの条件で小野式回転曲げ疲労試験により測定した。
【００２７】ここで、小野式回転曲げ疲労試験について説明する。図５を参照して、軸受１０１および１０３に回転軸１０２および１０４を載置する。試験片１０５の一方端を回転軸１０２と連結し、試験片１０５の他方端を回転軸１０４に連結する。この状態で、回転軸１０２の荷重点１０２ａと回転軸１０４の荷重点１０４とに荷重棒１０８を接続する。荷重棒１０８と荷重点１０２および１０４との間には回転軸受を介在させるため、荷重棒１０８からの荷重を回転軸１０２および１０４が受けた状態でも回転軸１０２および１０４は回転することができる。
【００２８】この状態で、矢印１０６で示す方向に荷重棒１０８に荷重Ｐを掛ける。すると、荷重点１０２ａと荷重点１０４ａとにもそれぞれ、Ｐ1 ／２の荷重が掛かる。この状態で回転軸１０２および１０４を矢印１０７で示す方向に回転させる。この回転を続けることにより試験片１０５に曲げ荷重を加えながら試験片を回転させて以下の条件で疲労強度の測定を行なった。
【００２９】試験温度：５７３Ｋ回転数：３６００ｒｐｍ【００３０】また、大越式摩耗試験機により試験片の耐摩耗性の試験を行なった。ここで、大越式摩耗試験器について説明する。図６および図７を参照して、試験片１１１上に幅がＢで直径が２ｒの回転円板１１２を載置する。この回転円板は矢印１１３で示す方向に速度Ｖで回転することが可能である。この回転円板１１２を矢印１１３で示す方向に速度Ｖで回転させ、回転円板１１２に矢印１１４で示す方向に加圧力Ｐ2 を加える。すると、試験片１１１の部分のうち回転円板１１２と接する部分が摩耗して深さがｈの摩耗痕ができる。摩擦距離Ｌ0 だけ摩擦した時の最終荷重をＰ0 、その時の摩耗痕幅をｂ0 とすると、比摩耗量Ｗs は、Ｗs ＝Ｂｂ03／８ｒＰ0 Ｌ0 で表わされる。これらの関係より摩耗量を算出する。試験は、摩擦速度２ｍ／ｓで、相手材をＳ４５Ｃ（ＪＩＳ）として乾式で行なった。
【００３１】また、ピストンをエンジンに組込み、エンジンの実機試験を行ない頂部２０Ｃとスカート部１９Ａの間に亀裂があるかどうかを調べた。その結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
表１より、この発明に従ったピストン（サンプル１）は、ピストンリング部を含む頂部２０Ｃの線膨張係数とボス部１８ｃを含むスカート部１９Ａとの線膨張係数の差が１．６×１０-6／Ｋと小さかった。さらに、ピストンリング部１８ｂやピンボス部１８ｃでの疲労強度は大きく摩耗量が小さかった。
【００３３】比較のために、アルミニウム粉末合金Ａの代わりに、平均粒径が３μｍのＳｉＣ粉末とアルミニウム合金粉末Ｂを、Ｖ型混合機を用いて重量比で５：９５で均一に混合した混合粉末Ｄを用いた。この混合粉末Ｄと混合粉末Ｃからなる複合ピストン（サンプル２）を上述の実施例と同様の方法で作製した。サンプル２の線膨張係数と疲労強度と耐摩耗性の評価結果も表１に示す。
【００３４】サンプル２では、ピストンリング部、ピンボス部各々の特性を満足するが、両者の間の線膨張係数の差が大きかった。そのため、エンジン実機試験後のピストンの界面に亀裂が見られ、信頼性が低いことがわかった。
【００３５】なお、表１中ａ、ｃおよびｄは各サンプルの組成を示すが、たとえばｃにおいて（Ａｌ−８重量％Ｆｅ）−１５重量％ＳｉＣ（３μｍ）というときは、鉄を８重量％含むアルミニウム合金と、直径が３μｍのＳｉＣ粒子とを重量比で８５：１５で混合した材料を示す。以下同様である。
【００３６】（実施例２）図８を参照して、エアーアトマイズ法で、アルミニウム合金粉末Ａ（組成：Ａｌ−２０重量％Ｓｉ−３重量％Ｆｅ−２重量％Ｎｉ−１．５重量％Ｔｉ、平均粒径：３５μｍ）を製造した（ステップ３１）。エアーアトマイズ法でアルミニウム合金粉末Ｂ（組成：Ａｌ−８重量％Ｆｅ、平均粒径：３３μｍ）を製造した。平均粒径が１２μｍのＳｉＣ粉末を用意した（ステップ３３）。平均粒径１２μｍのＳｉＣ粉末とアルミニウム合金粉末Ｂとを重量比が１５：８５となるように配合してＶ型混合機で均一に混合して混合粉末Ｅとした（ステップ３４）。
【００３７】アルミニウム合金粉末Ａを所定量だけ金型に充填した後に引続き混合粉末Ｅを金型に充填した後加圧し、直径が９０ｍｍで高さが７０ｍｍの形状の成形体４１を作製した（ステップ３５）。成形体４１を大気中で直接誘導加熱により温度７９３Ｋに加熱し、直ちに加圧力８００ＭＰａで粉末鍛造して緻密化した。これにより、直径が９０ｍｍで高さが５２ｍｍの粉末鍛造体４２を得た（ステップ３６）。
【００３８】粉末鍛造体４２を温度７９３Ｋに加熱し、図３で示す鍛造ピストン素材１７と同様の形状の鍛造ピストン素材４７を作製した（ステップ３７）。鍛造ピストン素材４７に切削加工を施して図９で示すピストン４４（サンプル３）を形成した（ステップ３８）。図９を参照して、このピストン４４は、混合粉末Ｅから形成された頂部４６Ｅとアルミニウム合金粉末Ａから形成されたスカート部４５Ａにより構成される。またピストン４４は、ピストンヘッド部４４ａと、ピストンリング部４４ｂと、ピンボス部４４ｃとを有する。
【００３９】このピストン４４を、中心軸を含む断面で切断してその切断面を研磨して観察したところ、頂部４６Ｅとスカート部４５Ａとの界面で亀裂がなく密着し両者が一体化していた。また、スカート部４５Ａと頂部４６Ｅの各々の領域から試験片を切出し、線膨張係数、熱伝導率、疲労強度、耐摩耗性を評価した。また、ピストン４４をエンジンに組込み、エンジンの実機試験を行なった。これらの結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
表２より、頂部１６Ｅとピンボス部４５Ａとの線膨張係数の差は１．６×１０-6／Ｋと小さい。また、エンジン実機試験でも頂部４６Ｅとスカート部４５Ａとの間には亀裂が認められず高い信頼性が得られた。
【００４１】比較のために、従来行なわれている溶湯鍛造法により複合ピストンを以下の手順で作製した。
【００４２】まずピストンリング部の強化材としてリング状のニレジスト鋳鉄を金型内に設置した。この金型内に温度１０２３Ｋのアルミニウム合金ＡＣ８Ａ（ＪＩＳ）溶湯を金型に注入し、加圧力１５０ＭＰａで溶湯鍛造した。その後、切削加工を行なってピストン（サンプル４）に仕上げた。このピストンについて上述のサンプル３と同様の試験を行なった。その結果も表２に示す。
【００４３】エンジン実機試験の結果、サンプル４では、ピストンの頂部の一部が溶損していた。この結果から、今回試験のエンジン運転条件に耐えるためには、冷却のためのクーリングチャネルなどが必要となる。
【００４４】サンプル３のようにピストンリング部を含む領域の熱伝導率を１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることにより、より高いエンジン負荷の条件でもシリンダへの伝熱によってピストンの温度を低く保つことができる。そのため、冷却のためのクーリングチャンネルを省略でき製造コストを低減できエンジン効率の向上が可能となる。
【００４５】（実施例３）図１０を参照して、エアーアトマイズ法で、アルミニウム合金粉末Ａ（組成：Ａｌ−２０重量％Ｓｉ−３重量％Ｆｅ−２重量％Ｎｉ−１．５重量％Ｔｉ、平均粒径：３５μｍ）を製造した（ステップ５１）。
【００４６】アルミニウム合金粉末Ｂ（組成：Ａｌ−８重量％Ｆｅ、平均粒径：３３μｍ）をエアーアトマイズ法で製造した（ステップ５２）。平均粒径が３μｍのＳｉＣ粉末を用意した（ステップ５３）。
【００４７】このＳｉＣ粉末とアルミニウム合金粉末Ｂとを重量比が１５：８５となるように配合し、Ｖ型混合機で均一に混合して混合粉末Ｃを作製した（ステップ５４）。
【００４８】アルミニウム合金粉末Ｆ（組成：Ａｌ−３重量％Ｚｒ−２重量％Ｎｉ−１３重量％ミッシュメタル、平均粒径：３２μｍ）をエアーアトマイズ法で製造した（ステップ５５）。平均粒径が３μｍのＳｉＣ粉末を用意した（ステップ５６）。このＳｉＣ粉末とアルミニウム合金粉末Ｆを重量比が１５：８５となるように配合し、Ｖ型混合機で均一に混合して混合粉末Ｇとした（ステップ５７）。
【００４９】混合粉末Ｇを直径が６０ｍｍで高さが３３ｍｍの金型で成形して成形体７１Ｇを作製した（ステップ５８）。この成形体７１Ｇを内径が９０ｍｍの金型の中心軸上に設置し、この上に混合粉末Ｃを充填した。さらにその上にアルミニウム合金粉末Ａを充填した後、加圧力６００ＭＰａで成形して３種類の合金組成からなる層状の粉末成形体７２を作製した（ステップ５９）。この粉末成形体７２を大気中で直接誘導加熱により温度７９３Ｋに加熱し、直ちに加圧力８００ＭＰａで粉末鍛造し緻密化して直径が９０ｍｍで高さが５２ｍｍの粉末鍛造体７３を得た（ステップ６０）。
【００５０】得られた粉末鍛造体７３を温度７９３Ｋに加熱し、図３で示す鍛造ピストン素材１７と同様の形状の鍛造ピストン素材７４とし（ステップ６１）、切削加工を施して図１１で示すような形状のピストン７５（サンプル５）に仕上げた（ステップ６２）。
【００５１】図１１を参照して、このピストン７５は、アルミニウム合金粉末Ａからなるピンボス部７６Ａと、混合粉末Ｃからなるピストンリング部７６Ｃと、成形体７１Ｇからなるリップ部（ピストンヘッド部）７７Ｇにより構成される。このピストン７５を、中心軸を含む断面で切断してその切断面を研磨して観察したところ、ピンボス部７６Ａとピストンリング部７６Ｃとの界面で亀裂がなく、また、リップ部７７Ｇとピストンリング部７６Ｃとの界面でも亀裂がなく、これらは一体化していた。
【００５２】また、ピンボス部７６Ａ、ピストンリング部７６Ｃおよびリップ部７７Ｇからそれぞれ試験片を切出し、実施例１と同様の手法で線膨張係数、熱伝導率、疲労強度および耐摩耗性を評価した。また、ピストン７５をエンジンに組込み、エンジンの実機試験を行なった。なお、この実機試験は実施例１および２の場合よりも５０％高い回転数で実施した。これらの結果を表３に示す。
【００５３】
【表３】
表３より、ピンボス部７６Ａ、リップ部７７Ｇ、ピストンリング部７６Ｃでの熱膨張係数の差は１．６×１０-6／Ｋと小さい。また、エンジン実機試験を行なってもピストン表面には亀裂は見られず、高い信頼性が得られた。一方、実施例１に従って作製したピストン（サンプル１）に対し、上述の条件でエンジン実機試験をした。その結果も表３に示す。試験後のピストンの頭頂部のリップ部に微小なクラックが認められた。
【００５４】以上の結果から、線膨張係数の差を小さく抑えながら耐熱性の必要とされる箇所に、より耐熱性の高い材料を用いることで部品全体としての耐熱性、信頼性の高いピストンを製造することができる。
【００５５】（実施例４）実施例４では、ピストンのそれぞれの部分に要求される特性を調べ、その特性を満たすような金属の組成について検討した。
【００５６】まず、上述のように、ピストンは、ピストンヘッド部、ピストンリング部およびピンボス部に分かれるが、それぞれの部分に要求される特性をまとめると表４のようになる。
【００５７】
【表４】
この特性を満たすような組成のアルミニウム合金について検討したところ、以下の表５で示すサンプル１１〜３０が表４で示すような特性を満たすことがわかった。
【００５８】
【表５】
この表５に記載されたサンプルを組合せて以下のサンプル３１〜４０で示すピストンを製造した。
【００５９】
【表６】
【００６０】
【表７】
このピストンについて、上述の実施例１〜３で示すようなエンジンの実機試験を行なったところ、ピストンのそれぞれの部材の間には剥離がなく高い信頼性が得られた。
【００６１】（実施例５）実施例５では、表４で示すような特性を満たすアルミニウム合金組成について考察した。
【００６２】（１） ピストンヘッド部に好ましい組成本発明者らは、ピストンヘッド部に好ましいアルミニウム合金組成について種々の実験を行なったところ、以下の合金系を用いれば表４で示すピストンヘッド部の特性を満たすことがわかった。
【００６３】■ Ａｌ−（Ｆｅ、Ｎｉ、ＴｉおよびＺｒの少なくとも１種）と硬質粒子からなる合金系アルミニウム合金に対する、Ｆｅ、Ｎｉ、ＴｉおよびＺｒの合計の含有率：５重量％以上１０重量％以下Ａｌの含有率：残部ピストンヘッド部に対する、ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 およびＳｉ3 Ｎ4 の合計の含有率：０重量％以上１８重量％以下なお、この合金系の線膨張係数は１２×１０-6／Ｋ以上２２．８×１０-6／Ｋとなる。
【００６４】■ Ａｌ−（Ｆｅ、Ｎｉ、ＴｉおよびＺｒの少なくとも１種）とミッシュメタルと硬質粒子からなる合金系の場合アルミニウム合金に対する、Ｆｅ、Ｎｉ、ＴｉおよびＺｒの合計の含有率：３重量％以上８重量％以下アルミニウム合金に対する、ミッシュメタルの含有率：５重量％以上１５重量％以下Ａｌの含有率：残部ピストンヘッド部に対する、ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 およびＳｉ3 Ｎ4 の合計の含有率：０重量％以上１８重量％以下なお、この合金系の場合、線膨張係数は１１．３×１０-6／Ｋ以上２２．１×１０-6／Ｋ以下であった。
【００６５】（２） ピストンリング部に好ましい組成本発明者らは、ピストンリング部に好ましい組成について種々の実験を行なったところ、以下の組成が好ましいことがわかった。
【００６６】■ Ａｌ−（Ｆｅ、Ｎｉ、ＴｉおよびＺｒの少なくとも１種）と硬質粒子からなる合金系アルミニウム合金に対する、Ｆｅ、Ｎｉ、ＴｉおよびＺｒの合計の含有率：５重量％以上１０重量％以下Ａｌの含有率：残部ピストンリング部に対する、ＳｉＣ、Ａｌ3 Ｏ3 およびＳｉＮ4 の合計の含有率：３重量％以上１８重量％以下なお、この合金系の場合に、線膨張係数は１２×１０-6／Ｋ以上２０×１０-6／Ｋであった。
【００６７】■ Ａｌ−（Ｆｅ、Ｎｉ、ＴｉおよびＺｒの少なくとも１種）とミッシュメタルと硬質粒子からなる合金系の場合アルミニウム合金に対する、Ｆｅ、Ｎｉ、ＴｉおよびＺｒの合計の含有率：３重量％以上８重量％以下アルミニウム合金に対する、ミッシュメタルの含有率：５重量％以上１５重量％以下Ａｌの含有率：残部ピストンリング部に対する、ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 およびＳｉ3 Ｎ4 の合計の含有率：３重量％以上１８重量％以下なお、この合金系の線膨張係数は１１．３×１０-6／Ｋ以上１９．５×１０-6／Ｋであった。
【００６８】■ Ａｌ−（Ｆｅ、Ｎｉ、ＴｉおよびＺｒの少なくとも１種）とＳｉからなる合金系アルミニウム合金に対する、Ｆｅ、Ｎｉ、ＴｉおよびＺｒの合計の含有率：５重量％以上１０重量％以下アルミニウム合金に対する、Ｓｉの含有率：１０重量％以上２８重量％以下Ａｌの含有率：残部なお、この合金系の線膨張係数は１３．８×１０-6／Ｋ以上２０．２×１０-6／Ｋ以下であった。
【００６９】（３） ピンボス部に好ましい組成本発明者らは、ピンボス部に好ましい組成について種々の実験を行なったところ、以下の組成が好ましいことがわかった。
【００７０】■ Ａｌ−（Ｆｅ、Ｎｉ、ＴｉおよびＺｒの少なくとも１種）とＳｉからなる合金系アルミニウム合金に対する、Ｆｅ、Ｎｉ、ＴｉおよびＺｒの合計の含有率：５重量％以上１０重量％以下アルミニウム合金に対する、Ｓｉの含有率：１０重量％以上２８重量％以下Ａｌの含有率：残部なお、この合金系の線膨張係数は１３．８×１０-6／Ｋ以上２０．２×１０-6Ｋ以下であった。
【００７１】■ Ａｌ−（Ｆｅ、Ｎｉ、ＴｉおよびＺｒの少なくとも１種）とミッシュメタルからなる合金系アルミニウム合金に対する、Ｆｅ、Ｎｉ、ＴｉおよびＺｒの合計の含有率：３重量％以上８重量％以下アルミニウム合金に対する、ミッシュメタルの含有率：５重量％以上１５重量％以下なお、この合金系の線膨張係数は１８×１０-6／Ｋ以上２２．１×１０-6Ｋ以下であった。
【００７２】以上、この発明の実施例について説明したがここで示した実施例はさまざまに変形可能である。
【００７３】今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００７４】
【発明の効果】この発明に従えば、ピストンの各部分で要求される特性を満たし、かつ、各部分の剥離が少なく信頼性の高いアルミニウム基複合ピストンを得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２１３０
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年９月９日（１９９８．９．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６４７４６
【弁理士】
【氏名又は名称】深見 久郎 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−８８１００（Ｐ２０００−８８１００Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年３月２８日（２０００．３．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２５５５０３ |
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