6061アルミニュームアロイと二カシ―ㇽコーティングシリンダースリーブ

ニッケル シリコンと炭素の複合材を使ってアルミニュームスリーブコーティング

二カシ―ㇽシリンダーは、レーシングエンジンに使われてきました、街乗りでは 70年代のポルシェ、フェラーリのエンジンでこの技術が投入されています。

エンジンピストンは、アルミニューム合金で作られています、一般的なエンジンブロックは鉄(鋳造)で作られています。

今回 問題にしたいのは、ピストンクリアランスの限界値 です。

膨張率の異なる材料の場合は、その膨張率の値が大きくなるほど ピストンクリアランスが大きくなり その為にピストンリングの材質とデザインを工夫して いかに圧縮ガスのリークを防止する事に頭を痛めてきました。

エンジンピストンを制作する際には、ピストンの形状のデザイン変えたり 使うシリコンの量とを多くして膨張率を下げる工夫をしてピストンクリアランスの影響をできるだけ少なくしてしてエンジンパワーを上げるための工夫が行われてきました。

同じ膨張率の材料を使って エンジンピストンとエンジンスリーブ/シリンダーを制作すると上記の様なピストンクリアランスの問題を最小限まで低くして 一般常識では考えられない様なピストンクリアランスの値でエンジンを始動する事が出来るようになりました。

2次的な効果では、ピストンリングの幅を薄くして 新しいデザインと新素材の物を使って制作して使用する事が出来るようになりました。

1.摺動抵抗の軽減 2.重量の軽減 3.密閉率の向上 などなど、 多くのメリットを受ける事が出来たのです。

ニッケルシリコンカーバイド複合材をアルミニュームの表面にコーティングする術式は、理論的には確立されていましたが、実際に実行するために必要な高圧を作りだす技術が無かった事がすべてを止めていたように思います。

アルミニュームの表面に特殊なニッケルと超微粒子の炭化ケイ素粒子を全体の面積に均一にコーティング

この処理では、分子(3ミクロン)の様な炭化ケイ素を特殊なニッケルで定着させるような操作になります この接合に必要な圧力は、1757.67395 Kg/cm2 以上が使われています この圧力が規定値に足しない状態で作業をするとコーティングが表面から剥離して不良品を制作する事に繋がります。

炭化ケイ素の粒子サイズは、均一で非常に硬い素材です 硬度は、ダイヤモンドにつぐ硬さになります そして 摩耗特性にも優れています。

表面のホーニングにダイヤモンドを使って加工が出来る 唯一硬度な素材なのです。

** 最も硬いダイヤモンドが使えないという理由もお分かりいただけると思います **

あと 価格が高い

この処理方法では、使用する特殊ニッケルの硬度が最も重要なファクターになります。

柔らかすぎるとコーティングが早期に磨耗し、硬すぎると寿命や適合性が悪くなります。

また、製品の完成には、電流、電力量 炭化ケイ素の含有量 が影響を与えます 特に製品の厚みに関連するので 最初の処理で1mmをこえるとコーティング内に内部応力が発生して割れる原因になります。

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