熔射覆膜形成方法

文档序号:10663009阅读:633来源:国知局
熔射覆膜形成方法
【专利摘要】在对气缸体(1)进行预热之后,一边至少从气缸体(1)的下表面进行排气,一边将熔射枪(2)按顺序依次插入于各气缸缸孔(6A)~(6D)内,向气缸缸孔的内表面喷射溶融后的金属的熔滴(11)而形成熔射覆膜(12)。相对于最初熔射后的气缸缸孔,至少隔开1个气缸的间隔而对接下来熔射的气缸缸孔进行熔射。
【专利说明】
熔射覆膜形成方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及在气缸缸孔的内表面形成熔射覆膜的熔射覆膜形成方法。【背景技术】
[0002]将下述方法称为恪射缸孔(cylinder bore)法,S卩,在汽车等的气缸体的气缸缸孔内表面通过对金属或陶瓷进行熔射而形成覆膜,然后通过搪磨加工使表面平滑,形成活塞环的滑动面。熔射缸孔法作为提高节油率的技术而被应用。
[0003]为了提高相对于基材的覆膜贴合力,在熔射前对气缸体进行加热(将该加热称为预热)(参照非专利文献1)。
[0004]非专利文献1:日本金属学会志第71卷第3号(2007)354-360
【发明内容】

[0005]但是,在熔射过程中,使金属材料熔化后的熔滴中的剩余颗粒、烟尘或者未附着于熔射面而反弹后的熔滴有时会被引入熔射覆膜中。为了防止该情况,通过从气缸体下表面进行排气而将反弹后的熔滴等向气缸体外排出。
[0006]然而,因在气缸体内外流动的排气流而使得气缸缸孔内表面、即熔射面冷却,气缸体的预热温度下降。因此,相对于气缸缸孔内表面的熔射覆膜的贴合力会降低。
[0007]因此,本发明提供能够抑制气缸体的预热温度的下降,提高相对于气缸缸孔内表面的熔射覆膜的贴合力的熔射覆膜形成方法。
[0008]本发明的恪射覆膜形成方法,相对于最初恪射后的气缸缸孔,至少隔开1个气缸的间隔对接下来熔射的气缸缸孔进行熔射。【附图说明】
[0009]图1是表示用于实施本实施方式的方法的熔射覆膜形成装置整体的斜视图。[〇〇1〇]图2是表示由用于实施本实施方式的方法的熔射覆膜形成装置进行排气时的气流的流动的图。
[0011]图3是表示将熔射枪插入于气缸缸孔之前的状态的斜视图。
[0012]图4是表示利用熔射枪向气缸缸孔的内表面喷射熔滴而形成熔射覆膜的情况的示意图。
[0013]图5是表示预热温度与贴合力的关系的特性图。
[0014]图6是表示第1号气缸缸孔和第4号气缸缸孔的、预热后的气缸体温度相对于经过时间的变化的特性图。
[0015]图7是表示对各气缸缸孔进行熔射的顺序的图。【具体实施方式】
[0016]下面,参照附图对应用了本发明的【具体实施方式】进行详细说明。
[0017]图1是表示用于实施本实施方式的熔射覆膜形成方法的熔射覆膜形成装置整体的斜视图。熔射覆膜形成装置形成为将气缸体1、和用于在该气缸体1的各气缸缸孔的内表面形成熔射覆膜的熔射枪2配置于排气用的框体3内的结构。
[0018]框体3例如形成为6面体的矩形形状的箱。此外,框体3的形状不限定于图1的形状。 例如,在从正面观察图1时,在左侧面3a设置有用于进气的进气用管道4。另外,在右侧面3b、 上表面3c、下表面3d设置有用于排气的排气用管道5。
[0019]将向框体3内供给的空气导入至进气用管道4。从排气用管道5将框体3内的空气向框体3的外部排出。从该排气用管道5将使金属材料熔化后的熔滴中的剩余颗粒、烟尘或者未附着于熔射面而反弹后的熔滴与被排出的空气一起排出。
[0020]从进气用管道4供给至框体3内的空气,如图2所示的箭头而流动。除在气缸体1的周围流动以外,空气还在形成于气缸体1的各气缸缸孔6 (6A、6B、6C、6D)的内部流动。
[0021]如图3及图4所示,熔射枪2是电弧熔射式的枪。该熔射枪2以使作为正极的由金属材料构成的线材7与作为负极的同样由金属材料构成的线材8在喷嘴前端接近的方式将它们连续地送出,并供给雾化气体9而产生电弧10。利用该电弧10使两线材7、8熔融而形成为作为熔射颗粒的熔滴11。熔滴11附着于气缸缸孔6的内表面6a而形成为熔射覆膜12。[〇〇22]已知在气缸缸孔6的内表面6a形成的熔射覆膜12的贴合力取决于熔射前对气缸体 1进行加热的预热温度。如图5所示,如果气缸体1的预热温度升高,则熔射覆膜12的贴合力也在预热温度升高的同时升高。
[0023]为了向气缸缸孔6的内表面6a喷射恪融后的金属的恪滴11而形成恪射覆膜12,重要的是相对于多个气缸缸孔6A?6D形成覆膜的顺序。例如,对于在直列4气缸发动机的气缸体1形成的气缸缸孔6,从端部起按顺序设为第1号气缸缸孔6A、第2号气缸缸孔6B、第3号气缸缸孔6C、第4号气缸缸孔6D。
[0024]在将该气缸体1配置于框体3内之后,利用加热器等加热单元对气缸体1进行预热。 然后,对框体3内进行排气。这样,产生如图2所示的气流的流动。接下来,作为熔射的顺序, 从端部起按照第1号气缸缸孔6A、第2号气缸缸孔6B、第3号气缸缸孔6C、第4号气缸缸孔6D的顺序进行熔射,最后的第4号气缸缸孔6D被排气流持续夺取预热热量。因此,在越是熔射顺序滞后的气缸缸孔则预热温度越下降的状态下进行熔射。[〇〇25]图6示出第1号气缸缸孔6A和第4号气缸缸孔6D的预热后的气缸体温度相对于经过时间的变化。图6中,线6At表不第1号气缸缸孔6A的温度变化,线6Dt表不第4号气缸缸孔6D 的温度变化。另外,XI表示第1号气缸缸孔6A的熔射时刻,X2表示第4号气缸缸孔6D的熔射时亥IJ。根据图6可知,对于最后被熔射的第4号气缸缸孔6D,预热后的气缸体温度随着时间的经过而降低。因此,第4号气缸缸孔6D的熔射覆膜12在温度相对于预热设定温度大幅下降的状态下被熔射,因此贴合力下降。
[0026]在本实施方式中,为了不使预热后的气缸体温度因排气而急剧下降,将多个气缸缸孔6A?6D的熔射顺序设为如下顺序。即,相对于最初熔射后的气缸缸孔,至少隔开1个气缸的间隔而对接下来熔射的气缸缸孔进行熔射。[〇〇27]具体而言,如图7所示,最初对第2号气缸缸孔6B进行熔射。在图7中,将第1号气缸缸孔6A表示为#1,将第2号气缸缸孔6B表示为#2,将第3号气缸缸孔6C表示为#3,将第4号气缸缸孔6D表示为#4,将熔射顺序表示为1、2、3、4。[0〇28] 对于第2号气缸缸孔6B,一边将恪射枪2从气缸盖表面侧向内部插入、一边向气缸缸孔内表面喷射恪融后的金属的恪滴11。该金属的恪滴11被向气缸缸孔内表面喷射而逐渐堆积,从而形成熔射覆膜12。在进行熔射时,剩余颗粒、烟尘或未附着于气缸缸孔内表面而反弹后的熔滴11被从排气用管道5向框体3外排出。由此,能够防止熔射覆膜12的品质劣化。
[0029]如果对第2号气缸缸孔6B进行恪射,则利用恪射时的热将作为两侧的气缸缸孔的第1号气缸缸孔6A和第3号气缸缸孔6C加热。图7中,网格线表不的区域表不恪射时的热量输入区域13、14。因此,能够抑制气缸体1的预热温度随着时间的经过而下降。
[0030]然后,隔开1个气缸的间隔而对第4号气缸缸孔6D进行恪射。这样,利用恪射时的热将相邻的第3号气缸缸孔6C加热。接着,隔开2个气缸的间隔而对第1号气缸缸孔6A进行恪射。在对第1号气缸缸孔6A进行熔射时,处于利用此前对第2号气缸缸孔6C的熔射时的输入热量将第1号气缸缸孔6A加热的状态。因此,第1号气缸缸孔6A的缸孔内温度的下降得到抑制。[0031 ] 然后,最后隔开1个气缸的间隔对第3号气缸缸孔6C进行恪射。在对该第3号气缸缸孔6C进行恪射时,处于利用对第4号气缸缸孔6D的恪射时的输入热量和对第2号气缸缸孔6B 的恪射时的输入热量将第3号气缸缸孔6C加热的状态。因此,第3号气缸缸孔6C的缸孔内温度的下降得到抑制。[〇〇32]如果按照如上的顺序对气缸缸孔6A?6D进行熔射,则能够防止因排气引起的气缸体1的预热后的温度下降,能够提高在所有气缸缸孔6A?6D形成的熔射覆膜12的贴合力。
[0033]根据本实施方式的熔射覆膜形成方法,相对于最初熔射后的气缸缸孔,至少隔开1 个气缸的间隔而对接下来熔射的气缸缸孔进行熔射,从而处于最初熔射后的气缸缸孔的两侧的气缸缸孔被最初的熔射所产生的热加热。因此,如果至少隔开1个气缸的间隔而对接下来熔射的气缸缸孔进行熔射,则与从端部起按顺序进行熔射的情况相比,能够抑制预热温度的下降。其结果,根据本实施方式的方法,能够提高在气缸缸孔6的内表面形成的熔射覆膜12的贴合力。
[0034]另外,根据本实施方式的熔射覆膜形成方法,对于直列4气缸发动机,如果在最初对第2号气缸缸孔6B进行恪射之后按照第4号气缸缸孔6D、第1号气缸缸孔6A、第3号气缸缸孔6C的顺序进行熔射,则能够利用各气缸缸孔熔射时的输入热量使温度随时间的经过而下降的气缸体1的预热温度恢复,能够抑制所有气缸缸孔6A?6D的缸孔内温度的急剧的温度下降。
[0035]另外,根据本实施方式的熔射覆膜形成方法,在熔射时,将剩余颗粒、烟尘或未附着于气缸缸孔的内表面而反弹后的熔滴向对气缸体进行收容的框体外排出,能够抑制熔射覆膜12的品质劣化,并且能够控制膜厚。
[0036]另外,根据本实施方式的熔射覆膜形成方法,除在气缸体的周围流动以外,供给至对气缸体进行收容的框体内的空气还在形成于气缸体的各气缸缸孔的内部流动,因此能够防止在熔射时飞扬的剩余颗粒等附着于熔射覆膜。[〇〇37] 这里引用日本特愿2014-038240号(申请日:2014年2月28日)的全部内容。
[0038]以上对应用了本发明的一个实施方式进行了说明,但本发明不限制于上述实施方式。例如,将恪射顺序设为第2号气缸缸孔6B、第4号气缸缸孔6D、第1号气缸缸孔6A、第3号气缸缸孔6C的顺序,但不限定于该顺序。另外,在所述实施方式中,针对直列4气缸发动机而形成熔射覆膜12,但针对直列6气缸发动机、V型发动机也能够应用本发明的熔射覆膜形成方法。除此以外,可以从气缸缸孔6的气缸盖安装面侧进行排气。[〇〇39] 标号的说明
[0040]1气缸体[0041 ]2熔射枪
[0042]3 框体
[0043]6(6A?6D)气缸缸孔[0〇44] 6a气缸缸孔的内表面
[0045]11 熔滴[〇〇46]12熔射覆膜
【主权项】
1.一种熔射覆膜形成方法,在对由多个气缸构成的气缸体进行预热之后,一边至少从 气缸体的一个面进行排气,一边将熔射枪按顺序依次插入于各气缸缸孔内,向气缸缸孔的 内表面喷射熔融后的金属的熔滴而形成熔射覆膜,所述熔射覆膜形成方法的特征在于,相对于最初熔射后的气缸缸孔,至少隔开1个气缸的间隔而对接下来熔射的气缸缸孔 进行熔射。2.根据权利要求1所述的熔射覆膜形成方法,其特征在于,在所述气缸体,被设为第1号气缸缸孔、第2号气缸缸孔、第3号气缸缸孔、第4号气缸缸 孔的4个气缸缸孔按顺序直列形成,在最初对第2号气缸缸孔进行恪射之后,按照第4号气缸 缸孔、第1号气缸缸孔、第3号气缸缸孔的顺序进行恪射。3.根据权利要求1所述的熔射覆膜形成方法,其特征在于,在熔射时,进行排气而将剩余颗粒、烟尘或未附着于气缸缸孔的内表面而反弹后的熔 滴排出至对气缸体进行收容的框体外。4.根据权利要求1至3中任一项所述的熔射覆膜形成方法,其特征在于,供给至对所述气缸体进行收容的框体内的空气,除了在气缸体的周围流动以外,还在 形成于气缸体的各气缸缸孔的内部流动。
【文档编号】F02F1/00GK106029936SQ201580009271
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年1月22日
【发明人】清水明, 熨斗良次, 寺田大辅, 杉山精, 杉山精一, 渡边孝文
【申请人】日产自动车株式会社
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