[发明专利]内燃机的活塞与该活塞的制造方法及滑动部件

说明书

技术领域

本发明涉及在冠部铸有耐磨环的内燃机活塞和该活塞的制造方法及滑动部件。

背景技术

众所周知，为了满足轻量化的要求，内燃机的活塞是由铝合金材料形成活塞主体。但由于作用在该活塞上端部所具有的冠部上的燃烧压力高，所以在所述冠部的外周形成活塞环沟槽，如果在此直接设置活塞环，则活塞环沟槽可能会出现破损。为此，在所述冠部的内部埋设耐蚀高镍铸铁(二レジスト鋳鉄即ちNi-Cr-Cu鋳鉄)制的耐磨环，从而在该高强度的耐磨环的外周形成活塞环沟槽。

专利文献1：(日本)特开2010-96022号公报

然而，所述专利文献1所记述的活塞因为使用耐蚀高镍铸铁等单体比重大的材料作为耐磨环，所以存在活塞整体重量变大的问题。

发明内容

本发明是鉴于所述现有技术中的技术问题而提出的，其目的在于提供即使具有构成活塞环沟槽的耐磨环，也能够充分抑制重量增加的内燃机活塞。

第一方面的发明是一种内燃机的活塞，在冠部具有用来形成活塞环沟槽的耐磨环；该内燃机的活塞的特征在于，由将含镁20重量％以上的材料浸渍到多孔质预成型体的多孔空间内而构成的部件形成所述耐磨环，该预成型体由比活塞母材的硬度更高且比重更大的材料成型。

第二方面的发明是一种在冠部具有用来形成活塞环沟槽的耐磨环的内燃机活塞的制造方法；其特征在于，由比所述活塞母材的硬度更高且比重更大的金属氧化物的粉体固化而形成预成型体，通过使比所述活塞母材的比重更小的金属材料与所述预成型体的氧化还原反应，将该金属材料浸渍到该预成型体的多孔空间内而形成所述耐磨环；然后，将所述耐磨环通过浇铸固定在所述活塞母材上。

第三方面的发明是一种滑动部件，部分地设有比母材的耐磨性更高的耐磨部；其特征在于，通过使含有镁20重量％的材料浸渍到由比所述母材的硬度更高且比重更大的材料形成的多孔质预成型体的多孔空间内构成的成型体形成所述耐磨部。

根据本发明，通过特殊的成型材料和成型方法形成耐磨环，由此能够抑制活塞整体重量的增加。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所提供的柴油内燃机用活塞的侧视图；

图2是图1的A-A线的剖面图；

图3是表示本实施方式所提供的耐磨环的侧视图；

图4(A)～(C)表示通过冲压成型机形成压粉体的工序；

图5是本实施方式所提供的预成型体的侧视图；

图6是表示通过本实施方式所提供的活塞铸造装置浇铸耐磨环的状态下装置的纵剖面图。

附图标记说明

1活塞；2冠部；3裙部(ス力一ト部)；4开口部(工プ口ソ部)；5～7活塞环沟槽；8耐磨环；10预成型体。

具体实施方式

以下根据附图对本发明的内燃机用活塞及其制造方法及滑动部件的实施方式及实施例进行详述。本实施方式的活塞适用于往复式柴油内燃机。

[实施方式]

所述活塞1由作为母材的AC8A Al-Si系铝合金一体成型，如图1及图2所示，大致形成为圆筒状，具有：在冠面2a上划分有燃烧室的冠部2、在该冠部2的下端外周缘上一体地设置的圆弧状的一对推力侧及反推力侧的裙部3、在该各裙部3的圆周方向的两侧端经由各连接部位连接的一对开口部4，在该各开口部4上一体形成有支撑未图示的活塞销的两端部的一对活塞销壳部4a。

另外，作为所述活塞1的母材，除了以所述铝合金为基体材料以外，还可以以该铝合金为基体材料而其中含有镁合金，由此能够实现活塞母材自身的轻量化。

所述冠部2为厚度较厚地形成的圆盘状，在冠面2a上形成构成燃烧室的、断面几乎为倒M状的凹部2b，并且在后述的铸造后的外周面上进行切削、研磨等机械加工，分别形成支撑未图示的压力平环及油环等三个活塞环的上、中、下三层活塞环沟槽5、6、7。

而且，在冠部2的内部埋设作为滑动部件的耐磨环8，并且在该耐磨环8的内周侧形成环状空洞部9，使冷却油在其内部循环。

如图2及图3所示，所述耐磨环8在所述冠部2的外周部被研磨后，用来形成保持最上层侧的所述压力平环的活塞环沟槽5，该耐磨环8以比所述活塞1的铝合金母材的硬度更高且比重更大的铁基金属即耐蚀高镍铸铁的压粉体为基体材料，使铝合金(Al)和镁合金(Mg)浸渍到压粉体中构成的成型体一体化地形成为圆环状。详细说明如后所述，该耐磨环8是通过本申请发明人多次的实验而成型的。