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JPH08246164A - Metal-based composite material and method for producing the same - Google Patents

Metal-based composite material and method for producing the same

Info

Publication number
JPH08246164A
JPH08246164A JP4878195A JP4878195A JPH08246164A JP H08246164 A JPH08246164 A JP H08246164A JP 4878195 A JP4878195 A JP 4878195A JP 4878195 A JP4878195 A JP 4878195A JP H08246164 A JPH08246164 A JP H08246164A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
iron
composite material
plating
test
Prior art date
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Pending
Application number
JP4878195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Kato
慎治 加藤
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP4878195A priority Critical patent/JPH08246164A/en
Publication of JPH08246164A publication Critical patent/JPH08246164A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】鉄めっき層4の密着力を高め、かつ耐摩耗性、
耐焼付性に富む金属基複合材料を提供すること。 【構成】ADC12合金とアルミナ繊維とからなる複合
材料層2を用い、複合材料層2に酸エッチングしてアル
ミナ繊維の一部を露出させる。次にエッチングした面に
電気めっきにより鉄めっき処理をし、アルミナ繊維と鉄
めっき部分とからなる混合層3、更に鉄めっき層4を積
層する。その後に鉄めっき層4をホーニング仕上加工す
る。
(57) [Summary] [Purpose] The adhesion of the iron plating layer 4 is increased, and the wear resistance,
To provide a metal matrix composite material having excellent seizure resistance. [Structure] A composite material layer 2 made of an ADC12 alloy and alumina fibers is used, and the composite material layer 2 is acid-etched to expose a part of the alumina fibers. Next, the etched surface is subjected to iron plating by electroplating, and a mixed layer 3 composed of alumina fibers and an iron plated portion, and further an iron plated layer 4 are laminated. After that, the iron plating layer 4 is subjected to honing finish processing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は金属基複合材料及びその
製造方法に関する。本発明は例えばアルミ系摺動部材、
具体的にはエンジンのシリンダブロックのボア部分、ピ
ストンのリング溝部分、エンジンバルブ、プーリーベル
トの溝部分等に適用できる。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a metal matrix composite material and a method for producing the same. The present invention is, for example, an aluminum-based sliding member,
Specifically, it can be applied to a bore portion of a cylinder block of an engine, a ring groove portion of a piston, an engine valve, a groove portion of a pulley belt, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】特公昭57−33089号公報には、ア
ルミ合金をマトリックスとする金属基複合材料を用い、
その表層部にエッチング処理を施して、強化繊維を露出
させ、その表面に陽極酸化処理を施してアルマイト層を
積層する技術が開示されている。
In Japanese Patent Publication No. 57-33089, a metal matrix composite material having an aluminum alloy as a matrix is used.
A technique is disclosed in which the surface layer portion is subjected to an etching treatment to expose the reinforcing fibers, and the surface thereof is subjected to anodization treatment to laminate an alumite layer.

【0003】またこの公報には、アルミ合金をマトリッ
クスとする金属基複合材料を用い、その表層部に電解エ
ッチング処理を施して、強化繊維を露出させ、その表面
に、ピアノ線鋼材、高クロム合金鋼、高炭素鋼を溶射法
により溶着して鉄系の溶射層を積層する技術が開示され
ている。
Also, in this publication, a metal matrix composite material having an aluminum alloy as a matrix is used, and the surface layer portion thereof is subjected to electrolytic etching treatment to expose reinforcing fibers, and a piano wire steel material and a high chromium alloy are provided on the surface thereof. A technique is disclosed in which steel and high carbon steel are deposited by a thermal spraying method to form an iron-based thermal spray layer.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記公報
に係るアルマイト層では、耐摩耗性、耐焼付性が必ずし
も充分ではない。またアルマイト層の良否は被処理材の
材質に影響を受け易い。殊にSiやCu等の合金元素を
含むアルミ合金は、アルマイト層の不均一性が誘発され
易いと一般には言われている。特にダイカスト材として
広く利用されているADC12合金(規格上、Siは1
1wt%含有)は、陽極酸化処理するとアルマイト層の
不均一性が誘発され易いものである。
However, the alumite layer according to the above publication does not necessarily have sufficient wear resistance and seizure resistance. The quality of the alumite layer is easily affected by the material of the material to be treated. In particular, it is generally said that an aluminum alloy containing an alloying element such as Si or Cu is likely to induce nonuniformity of the alumite layer. Especially ADC12 alloy widely used as die-cast material (Si is 1
1 wt% content) is likely to induce non-uniformity of the alumite layer when anodizing.

【0005】更に上記公報に係る爆発溶射法では、少な
くとも一部が融液状となった溶射粉末粒子を音速の数倍
という超高速で衝突させるため、強化繊維の損傷、脱落
および高温で処理するとアルミ合金の酸化、ガスの噴出
等の問題があり、良好な密着性を得るのは困難であると
同時に、素材全体が変形するという問題もある。本発明
は上記した実情に鑑みなされたものであり、その目的
は、陽極酸化によるアルマイト処理や溶射処理を廃止し
て鉄系めっき処理を採用することにより、露出させた強
化繊維の損傷を抑えつつ、鉄系めっき層と複合材料層と
に強化繊維を跨がらせ、鉄系めっき層の密着性を高め、
以て耐摩耗性、耐焼付性の向上に有利な金属基複合材料
及びその製造方法を提供することにある。
Further, in the explosive spraying method according to the above publication, the sprayed powder particles, at least a part of which is in a molten state, collide with each other at a super high speed of several times the speed of sound. There are problems such as oxidation of the alloy and ejection of gas, and it is difficult to obtain good adhesion, and at the same time, there is a problem that the entire material is deformed. The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to eliminate the alumite treatment and the thermal spraying treatment by anodization and adopt the iron-based plating treatment, while suppressing the damage of the exposed reinforcing fiber. , Straddling the reinforcing fiber between the iron-based plating layer and the composite material layer to improve the adhesion of the iron-based plating layer,
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a metal-based composite material which is advantageous in improving wear resistance and seizure resistance, and a method for producing the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る金属基複
合材料は、アルミ合金系のマトリックスとマトリックス
に埋設された強化繊維とを備えた複合材料層と、複合材
料層に積層され、複合材料層から突出した強化繊維と鉄
系めっき部分とが混合した混合層と、混合層に積層さ
れ、混合層の鉄系めっき部分と同系の鉄系めっき層とを
具備することを特徴とするものである。
A metal-based composite material according to claim 1 is a composite material layer comprising an aluminum alloy matrix and reinforcing fibers embedded in the matrix, and a composite material layer laminated on the composite material layer. A mixed layer in which reinforcing fibers protruding from a material layer and an iron-based plated portion are mixed, and a mixed layer, which is provided with an iron-based plated layer of the same type as the iron-based plated portion of the mixed layer Is.

【0007】請求項2に係る金属基複合材料の製造方法
は、アルミ合金系のマトリックスとマトリックスに埋設
された強化繊維とを備えた複合材料層をもつ部材を用
い、該部材の複合材料層の表層部をエッチング処理し
て、複合材料層を構成する強化繊維の一部を露出させる
工程と、強化繊維が露出した複合材料層の表層部に鉄系
めっき処理を行い、鉄系めっき層を積層する工程とを実
施することを特徴とするものである。
A method of manufacturing a metal-based composite material according to a second aspect uses a member having a composite material layer including an aluminum alloy matrix and reinforcing fibers embedded in the matrix, and the composite material layer of the member is A step of etching the surface layer part to expose a part of the reinforcing fibers constituting the composite material layer, and an iron-based plating process on the surface layer part of the composite material layer where the reinforcing fiber is exposed, and stacking the iron-based plating layer And the step of performing.

【0008】[0008]

【作用】請求項1によれば、最表層が鉄系めっき層で形
成されているので、耐摩耗性、耐焼付性が向上する。更
に、強化繊維が複合材料層と鉄系めっき層との双方に跨
がるように存在しており、複合材料層と混合層の鉄系め
っき部分、混合層に積層させた鉄系めっき層を強固に結
びつける。
According to the first aspect, since the outermost layer is formed of the iron-based plating layer, wear resistance and seizure resistance are improved. Further, the reinforcing fibers are present so as to extend over both the composite material layer and the iron-based plating layer, and the iron-based plating portion of the composite material layer and the mixed layer and the iron-based plating layer laminated on the mixed layer are formed. Connect firmly.

【0009】また、請求項2の製造方法によれば、複合
材料層の表層部をエッチング処理して該複合材料層を構
成する強化繊維の一部を露出させ、その上に鉄系めっき
を施すことで、強化樹脂を複合材料層と鉄系めっき層と
の双方に跨がるようにできる。
Further, according to the manufacturing method of claim 2, the surface layer portion of the composite material layer is etched to expose a part of the reinforcing fibers constituting the composite material layer, and iron-based plating is applied thereon. As a result, the reinforcing resin can be spread over both the composite material layer and the iron-based plating layer.

【0010】[0010]

【発明の効果】請求項1によれば、最表層が鉄系めっき
層で形成されているので、耐摩耗性、耐焼付性が向上す
る。更に複合材料層に埋設されている強化繊維が複合材
料層と鉄系めっき層との双方に跨がるので、混合層の鉄
系めっき部分、混合層に積層させた鉄系めっき層の密着
性が向上する。従って使用環境が厳しい場合であって
も、鉄系めっき層による耐摩耗性、耐焼付性を長期にわ
たり良好に維持するのに有利である。
According to the first aspect of the present invention, since the outermost surface layer is formed of the iron-based plating layer, wear resistance and seizure resistance are improved. Furthermore, since the reinforcing fibers embedded in the composite material layer extend over both the composite material layer and the iron-based plating layer, the adhesion of the iron-based plating portion of the mixed layer and the iron-based plating layer laminated on the mixed layer Is improved. Therefore, it is advantageous for maintaining good wear resistance and seizure resistance due to the iron-based plating layer for a long period of time even in a severe operating environment.

【0011】請求項2によれば、強化繊維が複合材料層
と鉄系めっき層の双方に跨がるような構造を容易に形成
できる。また、最表層の鉄系めっき層を形成する際に、
強化繊維を双方に跨がせることができるので、簡単に請
求項1の構造を形成できる。請求項1、2によれば、め
っき処理で鉄系めっき層を形成するため、爆発溶射法と
は異なり、超高速での衝突に起因する強化繊維の損傷、
脱落を抑えるのに有利であり、故に強化繊維が複合材料
層と鉄系めっき部分とに跨がる度合が向上し、鉄系めっ
き層の密着性の向上に有利である。
According to the second aspect, it is possible to easily form a structure in which the reinforcing fiber extends over both the composite material layer and the iron-based plating layer. Also, when forming the outermost iron-based plating layer,
Since the reinforcing fibers can be straddled on both sides, the structure of claim 1 can be easily formed. According to the first and second aspects, since the iron-based plating layer is formed by the plating process, unlike the explosive spraying method, damage to the reinforcing fiber due to collision at an ultra high speed,
It is advantageous to suppress the drop-off, and therefore, the degree to which the reinforcing fiber extends over the composite material layer and the iron-based plating portion is improved, which is advantageous for improving the adhesion of the iron-based plating layer.

【0012】請求項1、2によれば、エッチング処理に
よる複合材料層の表層の酸化膜を除去する作用も期待で
き、この意味においても鉄系めっき層の密着性の向上に
有利である。
According to the first and second aspects, the effect of removing the oxide film on the surface layer of the composite material layer by the etching treatment can be expected, and in this sense, it is advantageous for improving the adhesion of the iron-based plating layer.

【0013】[0013]

【実施例】【Example】

(一般実施例)この例に係る金属基複合材料の概念図を
図1に示す。図1に示す様に、この金属基複合材料は、
アルミ合金層1に積層された複合材料層2と、複合材料
層2に積層された混合層3と、混合層3に積層された鉄
系めっき層としての鉄めっき層4とを備えている。アル
ミ合金層1はSi、Cu、Mg、Zn、Fe、Mnの少
なくとも1種を含むアルミ合金である。複合材料層2
は、アルミ合金層1と同材質のアルミ合金で形成された
マトリックス2aと、マトリックス2aに埋設された強
化繊維2cとを備えている。
(General Example) A conceptual diagram of a metal-based composite material according to this example is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the metal matrix composite material is
A composite material layer 2 laminated on the aluminum alloy layer 1, a mixed layer 3 laminated on the composite material layer 2, and an iron plating layer 4 laminated on the mixed layer 3 as an iron-based plating layer. The aluminum alloy layer 1 is an aluminum alloy containing at least one of Si, Cu, Mg, Zn, Fe, and Mn. Composite material layer 2
Includes a matrix 2a formed of an aluminum alloy of the same material as the aluminum alloy layer 1, and reinforcing fibers 2c embedded in the matrix 2a.

【0014】混合層3は、複合材料層2から突出した強
化繊維3aと、強化繊維3aの周囲に保持された鉄系め
っき部分としての鉄めっき部分3cとを備えている。強
化繊維3aは複合材料層2の強化繊維2cと同種のもの
である。鉄めっき層4は、混合層3を構成する鉄めっき
部分3cと同材質で形成されている。この金属基複合材
料は次の様にして製造する。まず強化繊維の繊維成形体
を金型等の成形型の型面に当てた状態に保持しておく。
この場合には、繊維同士を無機バインダ等のバインダで
結合させることが好ましい。そして、ダイカスト法や高
圧鋳造法等の鋳造法により、金型等の成形型のキャビテ
ィにアルミ合金の溶湯を充填し、繊維成形体を構成する
繊維間の隙間に溶湯を含浸させる。充填したアルミ合金
が凝固すると、アルミ合金層1と複合材料層2とを備え
た材料が製造される。
The mixed layer 3 has reinforcing fibers 3a protruding from the composite material layer 2 and iron-plated portions 3c as iron-based plated portions held around the reinforcing fibers 3a. The reinforcing fibers 3a are of the same type as the reinforcing fibers 2c of the composite material layer 2. The iron-plated layer 4 is formed of the same material as the iron-plated portion 3c forming the mixed layer 3. This metal matrix composite material is manufactured as follows. First, a fiber molded body of reinforcing fibers is held in a state of being applied to the mold surface of a mold such as a mold.
In this case, it is preferable to bond the fibers with a binder such as an inorganic binder. Then, by a casting method such as a die casting method or a high pressure casting method, a cavity of a molding die such as a die is filled with a molten aluminum alloy, and the molten metal is impregnated into the gaps between the fibers forming the fiber molded body. When the filled aluminum alloy is solidified, a material including the aluminum alloy layer 1 and the composite material layer 2 is manufactured.

【0015】この様にして製造した材料を用い、機械加
工により所定の寸法に加工及び仕上げた後に、その複合
材料層2の表層部をエッチング処理して、複合材料層2
を構成する強化繊維の一部を露出させる。エッチング処
理としては、エッチング液と複合材料層2の表層部とを
接触させるウエットケミカルエッチング方式を採用でき
る。この場合には酸エッチングが好ましいが、場合によ
っては、アルカリエッチング、電解エッチング等も採
用、或いは併用できる。アルミ合金は酸にもアルカリに
も侵され易いからである。この様なエッチングにより、
複合材料層2の表層における酸化膜の除去を期待でき、
鉄めっき層4の密着力向上に貢献できる。
The material produced in this manner is processed into a predetermined size by machining and finished, and then the surface layer portion of the composite material layer 2 is etched to obtain the composite material layer 2
A part of the reinforcing fibers constituting the is exposed. As the etching treatment, a wet chemical etching method in which an etching solution is brought into contact with the surface layer portion of the composite material layer 2 can be adopted. In this case, acid etching is preferable, but in some cases, alkali etching, electrolytic etching or the like can be adopted or used together. This is because the aluminum alloy is easily attacked by acid and alkali. By such etching,
The removal of the oxide film on the surface of the composite material layer 2 can be expected,
It can contribute to the improvement of the adhesion of the iron plating layer 4.

【0016】次に、エッチング処理により強化繊維の一
部が露出した複合材料層2の表層部に鉄系めっき処理を
行い、鉄めっき層を積層する。鉄系めっき処理としては
電気めっき、無電解めっきなどを採用できる。電気めっ
きの場合には、一般的には、強化繊維が露出した被めっ
き物である複合材料層2をもつアルミ合金層1を陰極と
し、鉄系金属を陽極とし、両極の間で通電し、陽極側の
鉄をイオンとしてめっき液に溶解し、その鉄イオンを陰
極側に拡散、泳動させて、陰極としての複合材料層2の
アルミ部分に移動させ、鉄イオンを還元付着させる方式
を採用できる。或いは、Fe成分を含む液をめっき液と
して用い、強化繊維が露出した被めっき物である複合材
料層2をもつアルミ合金層1を陰極とし、白金等の不溶
性陽極と陰極との間で通電し、鉄イオンを陰極側に拡
散、泳動させて、陰極としての複合材料層2のアルミ部
分に鉄イオンを還元付着させる方式を採用できる。
Next, an iron-based plating process is performed on the surface layer portion of the composite material layer 2 where a part of the reinforcing fibers is exposed by the etching process, and an iron plating layer is laminated. As the iron-based plating treatment, electroplating, electroless plating, etc. can be adopted. In the case of electroplating, generally, an aluminum alloy layer 1 having a composite material layer 2 which is an object to be plated with reinforcing fibers exposed is used as a cathode, an iron-based metal is used as an anode, and current is applied between both electrodes. A method in which iron on the anode side is dissolved in the plating solution as ions, the iron ions are diffused and migrated to the cathode side, moved to the aluminum part of the composite material layer 2 as the cathode, and the iron ions are reduced and adhered can be adopted. . Alternatively, a solution containing an Fe component is used as a plating solution, and an aluminum alloy layer 1 having a composite material layer 2 which is an object to be plated with reinforcing fibers exposed is used as a cathode, and an electric current is applied between an insoluble anode such as platinum and the cathode. A method of diffusing and migrating iron ions to the cathode side and reducing and adhering iron ions to the aluminum portion of the composite material layer 2 as the cathode can be adopted.

【0017】この様な電気メッキの場合には、鉄の付着
速度は基本的には、鉄イオンの拡散、泳動速度、鉄イオ
ンの還元速度に影響を受ける。鉄めっきの付着量は基本
的には電着めっきにおけるファラデーの法則に従う。電
気めっき処理にあたっては、電流の通電期と電流の遮断
期とを繰り返して行うパルスめっき処理を採用すること
もできる。これによれば、鉄イオンの濃度むらの要因と
なる拡散層の低減に有利である。電気めっき処理におい
ては、めっき液、陰極側の複合材料層2、陽極等の少な
くとも一方を動かし、めっき液を攪拌させる方式を採用
できる。
In the case of such electroplating, the deposition rate of iron is basically influenced by the diffusion rate of iron ions, the migration rate, and the reduction rate of iron ions. The amount of iron plating adhered basically follows Faraday's law in electrodeposition plating. In the electroplating process, a pulse plating process in which a current-carrying period and a current-blocking period are repeated can be adopted. According to this, it is advantageous in reducing the diffusion layer that causes the uneven concentration of iron ions. In the electroplating treatment, it is possible to employ a method in which at least one of the plating solution, the composite material layer 2 on the cathode side, the anode, etc. is moved to stir the plating solution.

【0018】無電解めっきの場合には、還元剤を含むめ
っき液の還元作用を利用して、被めっき物である複合材
料層2のアルミ部分に鉄を還元析出させる。本実施例に
よれば、鉄めっき処理後に鉄めっき層4を仕上加工す
る。仕上加工としては、一般的には、ボーリング加工、
ホーニング加工、研摩加工を採用できる。これにより鉄
めっき層4の厚み、表面平滑度は、所定寸法に正確に規
定できる。
In the case of electroless plating, the reducing action of a plating solution containing a reducing agent is utilized to reduce and deposit iron on the aluminum portion of the composite material layer 2 which is the object to be plated. According to this embodiment, the iron plating layer 4 is finished after the iron plating treatment. As finishing processing, generally, boring processing,
Honing and polishing can be used. As a result, the thickness and surface smoothness of the iron plating layer 4 can be accurately regulated to predetermined dimensions.

【0019】図1において、領域L1はエッチングによ
り除去した領域に相当し、領域L2は鉄系めっき処理し
た領域に相当する。また領域L3は、鋳造により複合化
した繊維成形体による複合化領域に相当し、かつ、ボア
等の表出面の形状精度を規定する領域に相当する。 (実施例1)実施例1に係る金属基複合材料によれば、
アルミ合金層1及び複合材料層2を構成するアルミ合金
は、鋳造用アルミ合金、JIS−ADC12合金で形成
されている。ADC12合金の目標組成はJIS規格に
よれば、Siが9.6〜12.0wt%であり、Cuが
1.5〜3.5wt%であり、Feが1.3wt%以下
である。
In FIG. 1, the region L1 corresponds to a region removed by etching, and the region L2 corresponds to a region subjected to iron-based plating. Further, the region L3 corresponds to a composite region of the fiber molded body that is composited by casting, and also corresponds to a region that defines the shape accuracy of the exposed surface such as the bore. (Example 1) According to the metal-based composite material of Example 1,
The aluminum alloy forming the aluminum alloy layer 1 and the composite material layer 2 is a casting aluminum alloy or a JIS-ADC12 alloy. According to the JIS standard, the target composition of the ADC12 alloy is 9.6 to 12.0 wt% Si, 1.5 to 3.5 wt% Cu, and 1.3 wt% or less Fe.

【0020】実施例1によれば、強化繊維3a及び強化
繊維2cはアルミナ繊維であり、平均径が5〜10μ
m、アスペクト比が5〜20である。繊維体積率Vfは
4%である。また繊維成形体の繊維間の隙間は5〜50
μm程度である。実施例1によれば、混合層3及び鉄め
っき層4を構成する鉄めっき部分は、FePめっきであ
り、後述する表2のめっき処理条件に基づいて形成され
ている。
According to the first embodiment, the reinforcing fibers 3a and 2c are alumina fibers and have an average diameter of 5 to 10 μm.
m, and the aspect ratio is 5 to 20. The fiber volume ratio Vf is 4%. In addition, the gap between the fibers of the fiber molding is 5 to 50.
It is about μm. According to the first embodiment, the iron-plated portion forming the mixed layer 3 and the iron-plated layer 4 is FeP plating, and is formed based on the plating treatment conditions in Table 2 described later.

【0021】実施例1によれば、エッチング液はHNO
3 :3100cc/リットル水溶液・室温・電圧7.5
V・電流密度23A/dm2 で60秒間の処理による電
解エッチングであり、エッチング深さは2.5〜3.5
μmである。 (適用例)図2は上記した実施例を車載のエンジンの鋳
造用アルミ合金系のシリンダブロックのボアに適用した
例を示す。部材としてのシリンダブロック5は、前述同
様に、シリンダブロック5の主体を構成するアルミ合金
系のアルミ合金層1と、アルミ合金層1に積層された複
合材料層2と、複合材料層2に積層された混合層3と、
混合層3に積層された鉄めっき層4とを備えている。鉄
めっき層4がボア50のボア内周面50aを形成してい
る。
According to the first embodiment, the etching solution is HNO.
3 : 3100 cc / liter aqueous solution / room temperature / voltage 7.5
Electrolytic etching is performed by a V / current density of 23 A / dm 2 for 60 seconds, and the etching depth is 2.5 to 3.5.
μm. (Application Example) FIG. 2 shows an example in which the above-described embodiment is applied to the bore of a cylinder block made of an aluminum alloy for casting of an in-vehicle engine. The cylinder block 5 as a member is, similarly to the above, an aluminum alloy-based aluminum alloy layer 1 which constitutes the main body of the cylinder block 5, a composite material layer 2 laminated on the aluminum alloy layer 1, and a composite material layer 2. Mixed layer 3
An iron plating layer 4 laminated on the mixed layer 3 is provided. The iron plating layer 4 forms the bore inner peripheral surface 50 a of the bore 50.

【0022】この例によれば、ボアとなる円筒状金型部
分100の外周面に、スリーブ状の繊維成形体を保持
し、その状態で図略の成形型(一般的には金型である
が、場合によっては砂型でも良い)のキャビティにアル
ミ合金の高温の溶湯(一般的には600〜750℃)を
充填し、溶湯を繊維成形体の隙間に含浸させ、アルミ合
金を凝固させてシリンダブロック素材を形成する。その
後に機械加工で規定寸法:ボア表面性状となるようにし
加工した上で、複合材料層2の表層部と、酸を含むエッ
チング液とを接触させてエッチング処理して、これによ
り強化繊維の一部を露出させる。その後に露出部分に電
気めっき処理により鉄めっき層4を積層する。
According to this example, a sleeve-shaped fiber molded body is held on the outer peripheral surface of the cylindrical mold portion 100 which becomes a bore, and in that state, a molding die (not shown) (generally a mold) is held. However, it may be a sand mold in some cases) is filled with a high temperature molten aluminum alloy (generally 600 to 750 ° C.), and the molten metal is impregnated into the gap between the fiber moldings, and the aluminum alloy is solidified to form a cylinder. Form block material. After that, it is machined so as to have a specified dimension: bore surface texture, and then the surface layer portion of the composite material layer 2 is brought into contact with an etching solution containing an acid to carry out an etching treatment, thereby Expose the part. After that, the iron plating layer 4 is laminated on the exposed portion by electroplating.

【0023】(要素)上記した実施例及び適用例の要素
について更に説明を加える。金属基複合材料の複合材料
層2に係る強化繊維の繊維体積率Vfは複合材料層2の
強度、剛性、弾性率に影響を与える。更にVfが高い
と、鋳造の際に溶湯が繊維成形体を通過する抵抗が増
し、鋳造の際における繊維成形体の変形が誘発されやす
くなる。繊維成形体の変形を抑えるには、溶湯の充填速
度を抑えると良いが、溶湯の冷却が促進され、引け等の
鋳造欠陥が誘発され易くなる。またシリンダブロック等
を鋳造する通常のダイカスト法によれば、繊維成形体へ
の溶湯の含浸性等を考慮するとVf20%が限界とされ
ている。これらの事情を考慮して金属基複合材料の複合
材料層2に係るVfは1〜20%程度、2〜8%程度が
好ましい。なおVfは金属基複合材料の種類に応じて選
択できるが、下限値は2%、3%、4%にでき、上限値
は9%、7%、5%にできる。
(Element) The elements of the above-described embodiments and application examples will be further described. The fiber volume ratio Vf of the reinforcing fibers in the composite material layer 2 of the metal-based composite material affects the strength, rigidity, and elastic modulus of the composite material layer 2. Further, when Vf is high, the resistance of the molten metal passing through the fiber molded body during casting increases, and the deformation of the fiber molded body during casting is likely to be induced. In order to suppress the deformation of the fiber molded body, it is preferable to suppress the filling speed of the molten metal, but the cooling of the molten metal is promoted, and casting defects such as shrinkage are easily induced. In addition, according to the usual die casting method for casting a cylinder block or the like, Vf of 20% is the limit in consideration of the impregnation property of the molten metal into the fiber molded body. In consideration of these circumstances, Vf of the composite material layer 2 of the metal-based composite material is preferably about 1 to 20% and about 2 to 8%. Although Vf can be selected according to the type of the metal-based composite material, the lower limit value can be 2%, 3%, 4% and the upper limit value can be 9%, 7%, 5%.

【0024】なおVfは次の式(1)に基づく。 Vf(%)={W/(ρ×V)}×100…(1) W:繊維成形体の重量、V:繊維成形体の見掛けの体
積、ρ:繊維密度(アルミナ繊維ではρ=3.4、アル
ミナ・シリカ繊維ではρ=2.6、ムライト繊維ではρ
=2.6とする) ここで繊維成形体が占める見掛けの体積Vは測定器で測
定する。例えば繊維成形体がスリーブ状やリング状であ
る場合には、繊維成形体の外径や内径の寸法をダイヤル
ゲージ、テーパゲージで測定し、高さをかけてVを算出
する。
Note that Vf is based on the following equation (1). Vf (%) = {W / (ρ × V)} × 100 (1) W: weight of fiber molded body, V: apparent volume of fiber molded body, ρ: fiber density (ρ = 3. 4, ρ = 2.6 for alumina / silica fiber, ρ for mullite fiber
= 2.6) Here, the apparent volume V occupied by the fiber molded body is measured with a measuring instrument. For example, when the fiber molded body has a sleeve shape or a ring shape, the outer diameter and the inner diameter of the fiber molded body are measured with a dial gauge and a taper gauge, and the height is calculated to calculate V.

【0025】金属基複合材料を鋳造で形成する場合に
は、鋳造の際におけるガスやエアの巻き込み防止の観点
から、繊維成形体を構成する繊維と繊維との間の最小隙
間の大きさを考慮することが好ましい。最小隙間は0.
1mm以下、特に300μm以下にできる。このうち2
00μm以下、100μm以下が好ましい。この様にす
れば、鋳造時の鋳巣の原因となる溶湯に含まれるガスや
巻き込みエアを繊維成形体を構成する繊維で阻止し製品
表面にガス欠陥を生じさせないようにし易い。一般的に
は溶湯に含まれるガスやエアの径は0.1mmよりも大
きい考えられるので、繊維繊維成形体の最小隙間は、
0.1mm以下であれば効果的である。
When the metal-based composite material is formed by casting, the size of the minimum gap between the fibers forming the fiber molded body is taken into consideration from the viewpoint of preventing entrapment of gas or air during casting. Preferably. The minimum gap is 0.
It can be 1 mm or less, particularly 300 μm or less. 2 of these
It is preferably 00 μm or less and 100 μm or less. By doing so, it is easy to prevent gas or entrained air contained in the molten metal that causes porosity during casting from being blocked by the fibers forming the fiber molded body so that gas defects do not occur on the product surface. Generally, the diameter of the gas or air contained in the molten metal is considered to be larger than 0.1 mm, so the minimum gap of the fiber fiber molded body is
If it is 0.1 mm or less, it is effective.

【0026】強化繊維としては、金属酸化物系、金属炭
化物系、金属窒化物系等を選択でき、具体的にはアルミ
ナ繊維、アルミナ・シリカ繊維、シリカ繊維、ムライト
繊維等のセラミックス繊維、金属繊維、オキシナイトラ
イドガラス繊維等のガラス繊維を採用できる。強度及び
剛性を向上させる場合には、強化繊維としては、溶湯と
の濡れ性が良いもの、溶湯との反応し難いもの、アルミ
合金よりも強度、弾性率が高いものが好ましい。
As the reinforcing fibers, metal oxide fibers, metal carbide fibers, metal nitride fibers, etc. can be selected, and specifically, alumina fibers, alumina / silica fibers, silica fibers, ceramic fibers such as mullite fibers, and metal fibers. Glass fibers such as oxynitride glass fibers can be used. In the case of improving strength and rigidity, the reinforcing fibers are preferably those having good wettability with the molten metal, those hardly reacting with the molten metal, and those having higher strength and elastic modulus than the aluminum alloy.

【0027】強化繊維の直径やアスペクト比(長さ/直
径)は金属基複合材料の種類に応じて選択するが、直径
は上限値が50μm、30μm、25μmにでき、下限
値が1μm、3μm、5μmにでき、従って強化繊維の
直径は2〜25μm程度にできる。アスペクト比は上限
値が100、50、30にでき、下限値が1や3にで
き、従って強化繊維のアスペクト比は5〜25程度にで
きる。なお強化繊維の径やアスペクト比は、複合材料層
2を磨り潰し、400倍以上の光学顕微鏡またはSEM
で観察した平均値に基づく。
The diameter and aspect ratio (length / diameter) of the reinforcing fiber are selected according to the kind of the metal matrix composite material, but the upper limit of the diameter can be 50 μm, 30 μm, 25 μm and the lower limit is 1 μm, 3 μm, The diameter of the reinforcing fibers can be about 2 to 25 μm. The upper limit of the aspect ratio can be 100, 50, 30 and the lower limit can be 1 or 3, so that the aspect ratio of the reinforcing fiber can be about 5 to 25. The diameter and aspect ratio of the reinforcing fibers are obtained by grinding the composite material layer 2 and observing the optical microscope or SEM of 400 times or more.
Based on the average value observed in.

【0028】本実施例の様に、複合材料層2がアルミ合
金層1と一体化に隣設されている場合には、複合材料層
2を構成する繊維成形体の肉厚は、金属基複合材料の種
類に応じて選択するが、機械加工後の完成品レベルでは
0.05mm以上が好ましく、1mm以上、2mm以
上、3mm以上にできる。なお上限値は5mm、10m
m、20mm等にすることもできる。
When the composite material layer 2 is integrally provided adjacent to the aluminum alloy layer 1 as in the present embodiment, the thickness of the fiber molded body forming the composite material layer 2 is the metal matrix composite. Although it is selected according to the type of material, the finished product level after machining is preferably 0.05 mm or more, and can be 1 mm or more, 2 mm or more, 3 mm or more. The upper limit is 5 mm, 10 m
It can also be m, 20 mm or the like.

【0029】複合材料層2の必要肉厚があれば、アルミ
合金単体の場合に比較して一般的には強度、剛性、機械
加工の際の加工精度が良好となり易い。複合材料層2の
うち、エッチング処理による除去する深さは、強化繊維
の長さ、金属基複合材料の種類に応じて選択するが、深
さは上限値が100μm、50μm、20μmにでき、
下限値は0.1μm、0.3μm、1μmにできる。よ
ってエッチング処理による除去するアルミ合金部分の深
さは、0.2〜20μm程度、0.5〜10μm程度に
できる。
If the composite material layer 2 has a required thickness, the strength, rigidity, and machining accuracy in machining are generally improved as compared with the case of a single aluminum alloy. The depth of the composite material layer 2 to be removed by the etching treatment is selected according to the length of the reinforcing fiber and the type of the metal matrix composite material, but the upper limit of the depth can be 100 μm, 50 μm, 20 μm,
The lower limit can be 0.1 μm, 0.3 μm, 1 μm. Therefore, the depth of the aluminum alloy portion to be removed by the etching process can be set to about 0.2 to 20 μm and about 0.5 to 10 μm.

【0030】エッチング処理は、酸もしくはアルカリの
水溶液に複合材料層2を浸漬したり、浸漬した状態で電
解処理したりして行い得る。比較的低濃度の水溶液で電
解エッチングする方法が、処理時間の短縮化を図り易
い。なお電解エッチング処理条件としては、例えば、エ
ッチング液はHNO3 (100cc/リットル)、温度
は室温、電圧は7.5V、電流密度は23A/dm2
できる。この条件下によれば、エッチング深さは一般的
には、処理時間20秒程度で1μm、処理時間40秒程
度で2μm、処理時間60秒程度で3μmであった。
The etching treatment can be carried out by immersing the composite material layer 2 in an aqueous solution of acid or alkali, or electrolytically treating the composite material layer 2 in the immersed state. The method of electrolytic etching with an aqueous solution having a relatively low concentration is easy to shorten the processing time. The electrolytic etching treatment conditions can be, for example, HNO 3 (100 cc / liter) as the etching solution, room temperature as the temperature, 7.5 V as the voltage, and 23 A / dm 2 as the current density. Under this condition, the etching depth was generally 1 μm when the treatment time was about 20 seconds, 2 μm when the treatment time was about 40 seconds, and 3 μm when the treatment time was about 60 seconds.

【0031】鉄めっき層としては実質的にFeからなる
Feめっき、FePめっき、FeCrメツキ、FeCr
Pめっき、FeNiめっき、FeWめっき、FeBめっ
きを採用できる。鉄めっき層の硬度はMHvで下限値が
300、350、400にでき、上限値は600、65
0、700にできる。FeめっきはMHv300以上、
FePめっきはMHv400以上で、P量は上限値が
1.0wt%、6.0wt%、12.0wt%、下限値
が0.2wt%、2.0wt%、8.0wt%が良好で
あるが、これに限られるものではない。FeCrめっ
き、FeCrPめっき、FeNiめっき、FeWめっ
き、FeBめっきはMHv350以上にできる。
As the iron plating layer, Fe plating consisting essentially of Fe, FeP plating, FeCr plating, FeCr
P plating, FeNi plating, FeW plating, and FeB plating can be adopted. The hardness of the iron plating layer is MHv and the lower limit value can be 300, 350, 400, and the upper limit value is 600, 65.
It can be 0,700. Fe plating is MHv300 or more,
FeP plating is MHv400 or more, and the upper limit of the amount of P is 1.0 wt%, 6.0 wt%, 12.0 wt%, and the lower limit of 0.2 wt%, 2.0 wt%, 8.0 wt% is good. , But is not limited to this. FeCr plating, FeCrP plating, FeNi plating, FeW plating, and FeB plating can be MHv350 or higher.

【0032】また鉄めっき層はセラミックス粒子等の硬
質粒子が分散した複合めっき層でも良い。硬質粒子の平
均径は上限値が5μm、3μm程度にでき、下限値が
0.2μm、0.3μm程度にできる。従って硬質粒子
は0.5〜4μm程度、好ましくは1μm前後が良い。
硬質粒子はSiC、Si3 4 、Al2 3 、ZrO2
などのセラミックス粒子を採用できる。硬質粒子の共析
量は鉄とセラミック粒子の全体を100wt%としたと
き0.1〜8.0wt%にできる。
The iron plating layer may be a composite plating layer in which hard particles such as ceramic particles are dispersed. The average diameter of the hard particles can have an upper limit value of about 5 μm and 3 μm, and a lower limit value of about 0.2 μm and 0.3 μm. Therefore, the hard particles are preferably about 0.5 to 4 μm, preferably about 1 μm.
Hard particles are SiC, Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , ZrO 2
Ceramic particles such as can be adopted. The eutectoid amount of hard particles can be set to 0.1 to 8.0 wt% when the total of iron and ceramic particles is 100 wt%.

【0033】上記した様に鉄めっき層はFe−SiC分
散めっき、FePめっきが挙げられる。電気めっきによ
るFe−SiC分散めっきの代表的な形成条件を表1に
示し、電気めっきによるFePめっきの代表的な形成条
件を表2に示す。
As described above, the iron plating layer may be Fe-SiC dispersion plating or FeP plating. Table 1 shows typical forming conditions of Fe-SiC dispersion plating by electroplating, and Table 2 shows typical forming conditions of FeP plating by electroplating.

【0034】[0034]

【表1】 なお〔g/リットル〕とは、めっき液1リットルあたり
に含まれる重量を意味する。
[Table 1] The term “g / liter” means the weight contained in 1 liter of the plating solution.

【0035】[0035]

【表2】 ここでNaH2 PO3 ・2H2 Oは、Pを析出させるた
めの組成物である。なお実質的に鉄成分のみからなる鉄
めっき層を形成するにあたり、表1に示すめっき条件か
らSiC粒子を添加しない浴を採用できる。また、表2
に示すめっき条件からNaH2 PO3 ・2H2 Oを添加
しない浴を採用できる。更にFeP−SiC分散めっき
を形成するにあたり、表2に示すめっき条件のめっき液
にSiC粒子を30g/リットル添加した浴を採用でき
る。 (試験例)上記した実施例を評価するため各種試験を行
った。
[Table 2] Here, NaH 2 PO 3 .2H 2 O is a composition for precipitating P. In forming the iron-plated layer consisting essentially of the iron component, a bath containing no SiC particles can be adopted under the plating conditions shown in Table 1. Also, Table 2
From the plating conditions shown in (1), it is possible to use a bath in which NaH 2 PO 3 .2H 2 O is not added. Further, in forming FeP-SiC dispersed plating, a bath in which 30 g / liter of SiC particles are added to the plating solution under the plating conditions shown in Table 2 can be adopted. (Test Example) Various tests were conducted to evaluate the above-described examples.

【0036】○耐摩耗性試験を行った。耐摩耗性試験で
用いる試験例1〜試験例6に係る試験片は、図1に示す
形態のものであり、本発明材に相当する。つまりアルミ
合金層1(JIS ADC12に相当)、複合材料層
2、混合層3、電気めっきした鉄めっき層4(FeP)
が順に積層されている。電気めっき処理の条件は、基本
的には表2に示す条件に基づいた。
A wear resistance test was conducted. The test pieces according to Test Example 1 to Test Example 6 used in the wear resistance test have the form shown in FIG. 1 and correspond to the material of the present invention. That is, aluminum alloy layer 1 (corresponding to JIS ADC12), composite material layer 2, mixed layer 3, electroplated iron plating layer 4 (FeP)
Are sequentially stacked. The electroplating conditions were basically based on the conditions shown in Table 2.

【0037】この複合材料層2は、マトリックスがアル
ミ合金層1と同一材質つまりADC12に相当するアル
ミ合金であり、強化繊維がアルミナ繊維(平均径が5〜
10μm、平均アスペクト比が5〜20)、繊維体積率
Vfが4%である。図4にも一部示す様に、試験例1は
鉄めっき層4の厚みが60μm(図1においてL2に相
当する領域の厚み)となる様に鉄めっき層4をホーニン
グ仕上加工したものである。試験例2は鉄めっき層4の
厚みが20μmとなる様に鉄めっき層4をホーニング仕
上加工したものである。試験例3は混合層3が表出する
様に鉄めっき層4をホーニング仕上加工したものであ
る。
In this composite material layer 2, the matrix is the same material as the aluminum alloy layer 1, that is, an aluminum alloy corresponding to ADC 12, and the reinforcing fibers are alumina fibers (having an average diameter of 5 to 5).
10 μm, average aspect ratio 5-20), and fiber volume ratio Vf is 4%. As shown in part in FIG. 4, in Test Example 1, the iron plating layer 4 was honed so that the thickness of the iron plating layer 4 was 60 μm (the thickness of the region corresponding to L2 in FIG. 1). . In Test Example 2, the iron plating layer 4 was honing-finished so that the thickness of the iron plating layer 4 was 20 μm. In Test Example 3, the iron plating layer 4 was honing-finished so that the mixed layer 3 was exposed.

【0038】更に試験例4〜試験例6に係る試験片は、
図1に示す形態のものであり、本発明材に相当する。つ
まりアルミ合金層1(JIS ADC12に相当)、複
合材料層2、混合層3、鉄めっき層4が順に積層されて
おり、この鉄めっき層4はFeにSiC粒子が分散して
いる。電気めっき処理の条件は、基本的には表1に示す
条件に基づいた。この試験例4は鉄めっき層4の厚みが
60μm(図1においてL2に相当する領域の厚み)と
なる様に、SiCを含む鉄めっき層をホーニング仕上加
工したものである。試験例5は鉄めっき層4の厚みが2
0μmとなる様に、SiCを含む鉄めっき層4をホーニ
ング仕上加工したものである。試験例6は混合層3が表
出する様に、SiCを含む鉄めっき層4をホーニング仕
上加工したものである。
Further, the test pieces according to Test Examples 4 to 6 are
It has the form shown in FIG. 1 and corresponds to the material of the present invention. That is, the aluminum alloy layer 1 (corresponding to JIS ADC12), the composite material layer 2, the mixed layer 3, and the iron plating layer 4 are laminated in this order, and in this iron plating layer 4, SiC particles are dispersed in Fe. The conditions of the electroplating treatment were basically based on the conditions shown in Table 1. In Test Example 4, an iron-plated layer containing SiC was honing-finished so that the thickness of the iron-plated layer 4 was 60 μm (the thickness of the region corresponding to L2 in FIG. 1). In Test Example 5, the thickness of the iron plating layer 4 was 2
The iron-plated layer 4 containing SiC is honing-finished so that the thickness becomes 0 μm. In Test Example 6, the iron-plated layer 4 containing SiC was honing-finished so that the mixed layer 3 was exposed.

【0039】そして上記した試験例1〜試験例6に係る
試験片を用い、図3に模式的に示す形態でLFW−1の
耐摩耗性試験を行った。この試験では、図3に示すリン
グ状をなす試験片70(直径:35mm)の外周面に相
手ブロック71(幅:6.5mm,材質:ピストンリン
グ材料であるバネ鋼にCrめっきしたもの)を所定の荷
重で矢印A1方向に当てて摺動させ、試験片70を矢印
A2方向に回転させて行った。そして試験片70の外周
面に形成される摩耗痕の深さを測定した。
Then, using the test pieces according to the above-mentioned Test Examples 1 to 6, a wear resistance test of LFW-1 was conducted in a form schematically shown in FIG. In this test, the mating block 71 (width: 6.5 mm, material: spring steel, which is a piston ring material, is Cr-plated) is provided on the outer peripheral surface of a ring-shaped test piece 70 (diameter: 35 mm) shown in FIG. The test piece 70 was rotated by applying a predetermined load in the arrow A1 direction and sliding the test piece 70 in the arrow A2 direction. Then, the depth of the wear mark formed on the outer peripheral surface of the test piece 70 was measured.

【0040】なお試験条件は、試験片70の回転数が1
60rpm、荷重180kg、摺動時間が60分間、雰
囲気はエンジンオイルの油浴内である。比較例1とし
て、図4に一部示す様に、強化繊維や複合材料層を含ま
ないADC12のアルミ合金の表層部(エッチング処理
していない)にFePめっき層(厚み:60μm)を電
気めっきにより積層した試験片を用いた。更に比較例2
として、強化繊維を含まないADC12のアルミ合金の
表層部にアルマイト層(厚み:20μm)を処理した試
験片を用いた。そして比較例1、2についても同様にL
FW−1耐摩耗性試験を行った。
The test condition is that the rotation speed of the test piece 70 is 1
60 rpm, a load of 180 kg, a sliding time of 60 minutes, and the atmosphere is in an oil bath of engine oil. As Comparative Example 1, as shown in FIG. 4, a FeP plating layer (thickness: 60 μm) was electroplated on the surface layer portion (not etched) of the aluminum alloy of ADC12 that did not include the reinforcing fiber and the composite material layer. A laminated test piece was used. Comparative Example 2
As the test piece, a test piece obtained by treating the surface layer part of the aluminum alloy of ADC12 containing no reinforcing fiber with an alumite layer (thickness: 20 μm) was used. Similarly, for Comparative Examples 1 and 2, L
A FW-1 abrasion resistance test was conducted.

【0041】試験結果を図4に示す。図4から理解でき
る様に摩耗深さは、比較例1では2.0μmであり、比
較例2では3.5μmと大きかった。一方、本発明材に
係る試験例1では1.5μm、本発明材に係る試験例2
では1.2μm、本発明材に係る試験例3では0.6μ
m、本発明材に係る試験例4では0.6μm、本発明材
に係る試験例5では0.5μm、本発明材に係る試験例
6では0.3μmと小さかった。このことから試験例1
〜試験例6つまり本発明材は、耐摩耗性が優れているこ
とがわかる。
The test results are shown in FIG. As can be understood from FIG. 4, the wear depth was 2.0 μm in Comparative Example 1 and 3.5 μm in Comparative Example 2. On the other hand, in Test Example 1 according to the present invention material, 1.5 μm, Test Example 2 according to the present invention material
Is 1.2 μm, and in Test Example 3 according to the present invention material is 0.6 μm
m was 0.6 μm in Test Example 4 of the present invention material, 0.5 μm in Test Example 5 of the present invention material, and 0.3 μm in Test Example 6 of the present invention material. From this fact, Test Example 1
-Test Example 6 That is, it is understood that the material of the present invention has excellent wear resistance.

【0042】○耐焼付性試験を行った。この耐焼付性試
験では、試験例7として、図1に示す形態と同様にアル
ミ合金層1に形成した複合材料層2の表層部をエッチン
グ処理して強化繊維の一部を露出させ、電気めっきによ
り鉄めっき層4(FeP)を積層し、これにより混合層
3、鉄めっき層4が順に積層された試験片を用いた。な
お試験片に係る条件は、上記した実施例1に基づく。
A seizure resistance test was conducted. In this seizure resistance test, as Test Example 7, the surface layer portion of the composite material layer 2 formed on the aluminum alloy layer 1 was etched to expose a part of the reinforcing fibers, and electroplating was performed as in the embodiment shown in FIG. An iron plating layer 4 (FeP) was laminated by the above method, and a test piece in which the mixed layer 3 and the iron plating layer 4 were laminated in this order was used. The conditions relating to the test piece are based on the above-described Example 1.

【0043】更に比較例3として、ADC12相当のア
ルミ合金層1に積層した複合材料層2(マトリックス:
ADC12、強化繊維:アルミナ繊維、Vf:4%)を
用い、その表層部をHNO3 :100cc/リットル水
溶液・室温・電圧7.5V・電流密度23A/dm2
60秒間処理により酸エッチング処理(エッチング深
さ:3μm)し、繊維の一部を露出させ、その後に陽極
酸化処理してアルマイト積層した試験片を用いた。
Further, as a comparative example 3, a composite material layer 2 (matrix: laminated on an aluminum alloy layer 1 corresponding to ADC 12).
ADC12, reinforcing fiber: alumina fiber, Vf: 4%), and the surface layer portion thereof is subjected to acid etching treatment by HNO 3 : 100 cc / liter aqueous solution / room temperature / voltage 7.5V / current density 23 A / dm 2 for 60 seconds. Etching depth: 3 μm), a part of the fiber was exposed, and then anodized, and anodized laminated test pieces were used.

【0044】この耐焼付性試験では、図5に示す形態の
機械試験所型摩擦摩耗試験機を用い、円筒状の相手材7
4(内径:20mm、外径:25.6mm、高さ:17
mm、面積:2cm2 )を試験片75に向けて矢印A3
方向に押し当て、試験片75を矢印A4方向に回転さ
せ、押し当て荷重を階段状に上昇させ、試験片75に焼
付が発生するときの焼付荷重を測定した。
In this seizure resistance test, a cylindrical mating material 7 was used by using a mechanical testing laboratory type friction and wear tester having a configuration shown in FIG.
4 (inner diameter: 20 mm, outer diameter: 25.6 mm, height: 17
mm, area: 2 cm 2 ) toward the test piece 75 with an arrow A3
Direction, the test piece 75 was rotated in the direction of arrow A4, the pressing load was increased stepwise, and the seizure load when the seizure occurred on the test piece 75 was measured.

【0045】なお上記した試験条件としては、試験片7
5の回転数が1000rpm(=1.2m/秒)、1分
間に25kgづつ荷重を上昇させ、雰囲気がエンジンオ
イルの油浴内とした。その試験結果を表3の摺動特性の
欄に示す。なお円筒状の相手材74の材質として、表3
に示すピストンスカート相当材(つまりJIS−AC
8A相当のアルミ合金材)、ピストンリング相当材
(つまりバネ鋼にCrめっきしたもの)、ピストンリン
グ相当材(ステンレス鋼JIS−SUS440Bにガ
ス窒化したもの)の三種類を採用した。
As the above-mentioned test conditions, the test piece 7
The rotation speed of No. 5 was 1000 rpm (= 1.2 m / sec), the load was increased by 25 kg per minute, and the atmosphere was in the oil bath of engine oil. The test results are shown in the column of sliding characteristics in Table 3. Table 3 shows the material of the cylindrical mating member 74.
Piston skirt equivalent material (that is, JIS-AC
8A equivalent aluminum alloy material, piston ring equivalent material (that is, spring steel plated with Cr), piston ring equivalent material (stainless steel JIS-SUS440B gas nitrided) were adopted.

【0046】表3に示す様に、本発明材に係る試験例7
によれば、焼付荷重は、ピストンスカート材相当材に
対して450kgであり、ピストンリング相当材に対
して300kgであり、ピストンリング相当材に対し
て350kgであり、焼付荷重はかなり高かった。一
方、比較例3によれば、焼付荷重は、ピストンスカート
材に対して250kgであり、ピストンリングに対
して150kgであり、ピストンリングに対して20
0kgであり、焼付荷重は低かった。このことから鉄め
っき処理した本発明材は、アルマイト処理した比較例よ
りも耐焼付性が良いことがわかる。
As shown in Table 3, Test Example 7 relating to the material of the present invention
According to this, the seizure load was 450 kg for the piston skirt equivalent material, 300 kg for the piston ring equivalent material, and 350 kg for the piston ring equivalent material, and the seizure load was considerably high. On the other hand, according to Comparative Example 3, the seizure load is 250 kg for the piston skirt material, 150 kg for the piston ring, and 20 kg for the piston ring.
It was 0 kg, and the baking load was low. This shows that the iron-plated material of the present invention has better seizure resistance than the alumite-treated comparative example.

【0047】更に、鉄めっき処理とアルマイト処理との
生産性の比較について、表1の生産性の欄に示した。ア
ルマイト処理によれば成膜速度が遅い。しかし本発明材
に係る鉄めっき処理によれば、表1に示す様に成膜速度
が高速法及び通常法共に相当速く、生産性が良い。浴温
についても本発明材に係る鉄めっき処理によれば、表1
に示す様に50〜60℃とするため、簡単なヒータ装置
で可能であるが、比較例に係る本発明材に係るアルマイ
ト処理によれば、実用上10℃以下が好ましいため、冷
凍機が必要である。
Further, a comparison of the productivity between the iron plating treatment and the alumite treatment is shown in the productivity column of Table 1. According to the alumite treatment, the film formation rate is slow. However, according to the iron plating treatment of the material of the present invention, as shown in Table 1, both the high speed method and the ordinary method have a considerably high film forming rate and good productivity. Regarding the bath temperature, according to the iron plating treatment according to the material of the present invention, Table 1
Since the temperature is 50 to 60 ° C. as shown in FIG. 7, a simple heater device can be used. However, according to the alumite treatment of the material of the present invention according to the comparative example, a temperature of 10 ° C. or less is preferable for practical use, so a refrigerator is required Is.

【0048】なお、表3において耐摩耗性の欄における
*0.3〜1.5μmは、図4に係る摩耗深さに基づく
ものである。
In Table 3, * 0.3 to 1.5 μm in the column of wear resistance is based on the wear depth shown in FIG.

【0049】[0049]

【表3】 更に図2に示す形態で実機のシリンダブロックを、試験
例7の試験片と同じ形態で形成し、工具としての砥石
(材質:セラミック)を用い、シリンダブロックのボア
の鉄めっき層4に対して砥石でボアホーニング加工を施
し、工具寿命を試験した。その結果を表3の工具寿命の
欄に示す。この工具寿命は鋳鉄並み、つまり鋳鉄製(F
C23)のシリンダブロックをボアホーニング加工する
のと同程度に良かった。なおボアホーニング加工の条件
としては、砥石の速度が39rpm(回転)、16m/
min(往復ストローク)、砥石拡張圧が7〜10kg
/cm2 、クロスリッチ角度が45°である。
[Table 3] Further, a cylinder block of an actual machine is formed in the same form as the test piece of Test Example 7 in the form shown in FIG. Bore honing was performed with a grindstone and the tool life was tested. The results are shown in the tool life column of Table 3. This tool life is equivalent to cast iron, that is, cast iron (F
It was as good as bore honing the C23) cylinder block. The conditions for the bore honing are as follows: the whetstone speed is 39 rpm (rotation), 16 m /
min (reciprocating stroke), grindstone expansion pressure 7 to 10 kg
/ Cm 2 , and the cross rich angle is 45 °.

【0050】更に比較例3と同形態の実機のシリンダブ
ロックを用い、シリンダブロックのボアのアルマイト層
に対して砥石で同様にボアホーニング加工を施し、工具
寿命を試験した。この場合には工具寿命は短く、劣って
いた。上記した様に本発明材によれば、耐摩耗性、耐焼
付性が向上するので、耐スカッフィング性も向上する。 ○鉄めっき前に行う前処理と鉄めっき層の密着力との関
係について試験した。
Further, using an actual cylinder block having the same configuration as that of Comparative Example 3, bore honing was similarly performed on the alumite layer of the bore of the cylinder block with a grindstone, and the tool life was tested. In this case, the tool life was short and inferior. As described above, according to the material of the present invention, abrasion resistance and seizure resistance are improved, and thus scuffing resistance is also improved. ○ The relationship between the pretreatment performed before iron plating and the adhesion of the iron plating layer was tested.

【0051】この試験では、試験例8として、図2に示
す形態とした実機のシリンダブロックを試験片として用
いた。この試験片の条件は上記した実施例1に基づく。
そしてこの試験片を用い、直径87.5mm、高さ14
0mmのボアを切込み量0.15mmで鉄めっき層4を
ボーリング加工し、更に、ボア内周面を区画する鉄めっ
き層4を砥石でホーニング仕上加工し、このときの鉄め
っき部分の剥離発生状況を調べた。
In this test, as Test Example 8, a cylinder block of an actual machine configured as shown in FIG. 2 was used as a test piece. The conditions of this test piece are based on the above-mentioned Example 1.
And using this test piece, diameter 87.5 mm, height 14
Boring the iron plating layer 4 with a cut amount of 0.15 mm in a 0 mm bore, and further honing the iron plating layer 4 partitioning the inner peripheral surface of the bore with a grindstone. I checked.

【0052】更に試験例9として、試験例8に係る組成
形態で図6に模式的に示す様にモデル試験片77を形成
した。そして、モデル試験片77に係る鉄めっき層4に
接着剤層78を介して鋼製の伝達具79(JIS S4
5C)を接着し、そしてモデル試験片77を治具80、
81で挟持しつつ、伝達具79を降下パンチ82により
押圧して鉄めっき部分にせん断荷重を与え、剥離したと
きの荷重を密着力として評価した。
Further, as Test Example 9, a model test piece 77 was formed in the composition form according to Test Example 8 as schematically shown in FIG. Then, the steel transmission tool 79 (JIS S4) is attached to the iron plating layer 4 of the model test piece 77 via the adhesive layer 78.
5C) and bond the model test piece 77 to the jig 80,
While sandwiched by 81, the transmission tool 79 was pressed by the descending punch 82 to apply a shear load to the iron-plated portion, and the load when peeled off was evaluated as the adhesion force.

【0053】更に比較例4として、エッチング処理に行
わずに複合材料層2に対してダブル亜鉛置換処理し、ダ
ブル亜鉛置換処理した面に電気めっきにより鉄めっき層
を積層したシリンダブロックを試験片として用い、同様
にボーリング加工とホーニング加工を行ない、鉄めっき
部分の剥離発生状況を調べた。更に比較例5として、比
較例4に係る組成形態で図6に示すモデル試験片77を
形成し、これについても図6に示す様にせん断荷重を与
えてせん断試験を行い、鉄めっき部分の剥離発生状況を
調べた。
Further, as Comparative Example 4, a cylinder block in which the composite material layer 2 was subjected to double zinc substitution treatment without being subjected to etching treatment, and an iron plating layer was laminated by electroplating on the double zinc substitution treated surface was used as a test piece. Boring and honing were performed in the same manner, and the occurrence of peeling of the iron-plated portion was investigated. Further, as Comparative Example 5, a model test piece 77 shown in FIG. 6 was formed in the composition form according to Comparative Example 4, and a shear load was applied to this as well as shown in FIG. I checked the situation.

【0054】更に比較例6として、強化繊維や複合材料
層2を含まないADC12合金の表層部にダブル亜鉛置
換処理した後に、鉄めっき層を積層したシリンダブロッ
クを試験片として用い、同様にボーリング加工とホーニ
ング加工を行ない、鉄めっき部分の剥離発生状況を調べ
た。比較例7として、比較例6と同様の組成形態で図6
に示すモデル試験片77を形成し、これについて同様に
せん断試験した。
Further, as Comparative Example 6, a double zinc substitution treatment was performed on the surface layer portion of the ADC12 alloy containing no reinforcing fiber or composite material layer 2, and then a cylinder block having an iron plating layer laminated was used as a test piece, and similarly drilled. Then, honing was performed to examine the occurrence of peeling on the iron-plated part. As Comparative Example 7, the same composition form as in Comparative Example 6 was used.
The model test piece 77 shown in FIG.

【0055】更に比較例8として、強化繊維や複合材料
層2を含まないADC12合金の表層部にアルカリサー
パス処理で前処理した後に、電気めっきで鉄めっき層を
積層したシリンダブロックを試験片として用い、前述同
様にボーリング加工とホーニング加工を行ない、鉄めっ
き部分の剥離発生状況を調べた。比較例9として、比較
例8と同様の組成形態でモデル試験片77を形成し、こ
れについても同様にせん断試験した。
Further, as Comparative Example 8, a cylinder block in which a surface layer portion of ADC12 alloy containing no reinforcing fiber or composite material layer 2 was pretreated by alkaline surpass treatment and then an iron plating layer was laminated by electroplating was used as a test piece. The boring process and the honing process were performed in the same manner as described above, and the occurrence of peeling of the iron-plated portion was examined. As Comparative Example 9, a model test piece 77 was formed in the same composition form as in Comparative Example 8, and this was also subjected to the shear test.

【0056】上記した試験結果、換言すれば、シリンダ
ブロックをボーリング加工とホーニング加工した際にお
ける鉄めっき部分の密着力の試験結果と、モデル試験片
77にせん断荷重を与えた際における鉄めっき部分の密
着力の試験結果とを、総合的に勘案した。この結果を図
7に示す。図7によれば、ダブル亜鉛置換処理した比較
例4、5に係る密着力を1に設定し、そして各例の密着
力を相対評価で示した。
The above-mentioned test results, in other words, the test results of the adhesion force of the iron-plated portion when the cylinder block was subjected to boring and honing, and the iron-plated portion when a shear load was applied to the model test piece 77. The adhesion test results were taken into consideration comprehensively. The result is shown in FIG. 7. According to FIG. 7, the adhesive force according to Comparative Examples 4 and 5 subjected to double zinc substitution treatment was set to 1, and the adhesive force of each example was shown by relative evaluation.

【0057】図7に示す様に、本発明材に係る試験例
8、9によれば、密着力の比率は2程度となっており、
鉄めっき部分の密着力が飛躍的に高まっているのがわか
る。一方、比較例4〜9によれば、密着力の比率は1程
度または1未満であり、密着力は充分ではない。上記し
たダブル亜鉛置換処理は鉄、アルミ合金にめっき処理す
る際に一般的に用いられるめっきの密着性を高めるため
の前処理であり、アルミ合金の表面酸化膜を除去した後
に、その表面に亜鉛の薄い膜(オングストロームオーダ
ー)をつけ、表面の電位を均一にした後にめっき処理す
る方法である。この例では、アルミ合金における通常の
条件に基づき、アルミ合金に対して溶剤脱脂→アルカリ
脱脂→水洗→アルカリエッチング処理→水洗→酸洗→亜
鉛置換処理→水洗→硝酸洗→水洗→亜鉛置換処理の順に
行った。
As shown in FIG. 7, according to the test examples 8 and 9 of the material of the present invention, the ratio of the adhesive force was about 2.
It can be seen that the adhesion of the iron-plated part has dramatically increased. On the other hand, according to Comparative Examples 4 to 9, the ratio of the adhesive force is about 1 or less than 1, and the adhesive force is not sufficient. The double zinc substitution treatment described above is a pretreatment for increasing the adhesion of the plating that is generally used when plating the iron and aluminum alloys, and after removing the surface oxide film of the aluminum alloy, zinc is applied to the surface. This is a method of applying a thin film (of the order of angstrom) to make the surface potential uniform and then performing the plating treatment. In this example, based on the usual conditions for an aluminum alloy, solvent degreasing → alkaline degreasing → water washing → alkaline etching treatment → water washing → pickling → zinc substitution treatment → water washing → nitric acid washing → water washing → zinc substitution treatment for the aluminum alloy. I went in order.

【0058】上記したアルカリサーパス処理は、アルミ
合金の表面酸化膜を除去し表面を活性化するための処理
であり、この例では溶液(組成;NaOH:10g/リ
ットルとNa3 P04 :100g/リットルとの混合溶
液)を保持した浴を用い、溶液にアルミ合金を約1分間
浸漬して行った。 ○エッチング深さと鉄めっき部分の密着力との関係を調
べた。密着力の評価は、図7に示す場合と同様とした。
この試験では、表3に係る試験例7に係る試験片に基づ
いた。
The above-mentioned alkaline surpass treatment is a treatment for removing the surface oxide film of the aluminum alloy and activating the surface. In this example, the solution (composition: NaOH: 10 g / liter and Na 3 P0 4 : 100 g / (A mixed solution with liter) was used and the aluminum alloy was immersed in the solution for about 1 minute. ○ The relationship between the etching depth and the adhesion of the iron-plated part was investigated. The evaluation of the adhesive strength was the same as that shown in FIG.
This test was based on the test piece according to Test Example 7 shown in Table 3.

【0059】図8に結果を示す。図8の横軸はエッチン
グ深さを示し、縦軸は鉄めっき部分の密着力を示す。図
8の縦軸は、エッチング深さ0.2μmの際の鉄めっき
部分の密着力を1として設定したときの相対比率で示し
た。図8の特性線から理解できる様にエッチング深さと
密着力とは相対関係があり、エッチング深さが増加する
と、鉄めっき部分の密着力の比率が増加することがわか
る。しかしエッチング深さが過剰になると、エッチング
処理の際に強化繊維が浮き上り易くなり、強化繊維の脱
落が誘発される等の不具合が生じる。そのため、上記し
た強化繊維を用いた場合にはエッチング深さの上限値は
20μm程度が良く、即ちエッチング深さは0.2μm
〜20μm、好ましくは0.5〜10μmが良い。
The results are shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 8 represents the etching depth, and the vertical axis represents the adhesion of the iron-plated portion. The vertical axis of FIG. 8 shows the relative ratio when the adhesion of the iron-plated portion is set to 1 when the etching depth is 0.2 μm. As can be understood from the characteristic line of FIG. 8, there is a relative relationship between the etching depth and the adhesive force, and it is understood that as the etching depth increases, the ratio of the adhesive force of the iron-plated portion increases. However, if the etching depth is excessive, the reinforcing fibers are likely to float during the etching process, which causes problems such as the falling of the reinforcing fibers. Therefore, when the above-mentioned reinforcing fibers are used, the upper limit of the etching depth is preferably about 20 μm, that is, the etching depth is 0.2 μm.
˜20 μm, preferably 0.5 to 10 μm.

【0060】なお、表3に示す比較例3によれば、アル
マイト層の密着力の比率は0.8程度と低かった。 ○オイル上り量を試験した。シリンダボアの内周面に鋳
巣が生じていると、エンジンの駆動中にエンジンオイル
が鋳巣の凹部に溜まり、オイル上り量が増加し、オイル
消費量が増す。そこでシリンダボアの内周面の鋳巣発生
状況を調べる目的で、オイル上り量を試験した。
According to Comparative Example 3 shown in Table 3, the adhesion ratio of the alumite layer was as low as about 0.8. ○ The amount of oil rise was tested. When a cavity is formed on the inner peripheral surface of the cylinder bore, the engine oil accumulates in the cavity of the cavity during driving of the engine to increase the amount of oil rising and increase the amount of oil consumption. Therefore, the amount of oil rising was tested for the purpose of investigating the condition of the generation of cavities on the inner peripheral surface of the cylinder bore.

【0061】この試験では、試験例10として、実施例
1で示す条件に基づくと共に図2に示す形態のシリンダ
ブロックを試験片として用いた。そして、直列4気筒の
1800ccのガソリンエンジンにシリンダブロックの
試験片を組込み、台上評価により、オイルレベルを一定
に保ったときのオイル補充量(g/hr)に基づき、オ
イル上り量を算出した。なおガソリンエンジン駆動条件
としては、エンジン回転数が5200rpm、全負荷、
油温が120℃、冷却水温度が100℃である。
In this test, as Test Example 10, a cylinder block based on the conditions shown in Example 1 and having the form shown in FIG. 2 was used as a test piece. Then, a cylinder block test piece was incorporated in an in-line four-cylinder 1800 cc gasoline engine, and the oil rise amount was calculated based on the oil supplement amount (g / hr) when the oil level was kept constant by bench evaluation. . The gasoline engine driving conditions are as follows: engine speed 5200 rpm, full load,
The oil temperature is 120 ° C and the cooling water temperature is 100 ° C.

【0062】このオイル上り試験では、比較例10とし
て、強化繊維、複合材料層2や鉄めっき層をもたない形
態の鋳鉄製(FC23)製のシリンダブロックを試験片
として用いた。更に比較例11として、アルミ合金(A
DC12相当材)で鋳造し、そのボア表面にNi−Si
Cめっき層(めっき厚み:20μm、SiC粒子の平均
粒径:1μm)を積層したシリンダブロックを試験片と
して用いた。
In this oil rising test, as Comparative Example 10, a cylinder block made of cast iron (FC23) having no reinforcing fiber, composite material layer 2 or iron plating layer was used as a test piece. Furthermore, as Comparative Example 11, an aluminum alloy (A
DC12 equivalent material) and cast on the surface of the bore of Ni-Si
A cylinder block in which a C plating layer (plating thickness: 20 μm, average particle diameter of SiC particles: 1 μm) was laminated was used as a test piece.

【0063】このオイル上り試験の場合には、シリンダ
ブロック以外は実施例及び比較例共に同じ部品を使用し
ているため、オイル補充量の差がオイル上り量の差とし
て把握できる。試験結果を図9に示す。この場合には比
較例10(FC23相当材)におけるオイル上り量を1
と設定し、これに対する相対評価とした。図9に示す様
に、比較例11ではオイル上り量は2と大きかった。
In this oil rising test, since the same parts are used in all of the examples and the comparative examples except the cylinder block, the difference in the oil replenishment amount can be grasped as the difference in the oil rising amount. The test results are shown in FIG. In this case, the oil rising amount in Comparative Example 10 (FC23 equivalent material) is 1
Was set as the relative evaluation. As shown in FIG. 9, in Comparative Example 11, the oil rising amount was as large as 2.

【0064】本発明材である試験例10によれば、オイ
ル上り量は0.5程度と大幅に低下し、オイル消費量の
低減に有利であることがわかる。これは繊維成形体の繊
維間同士の隙間が適切であり、シリンダボア表面に鋳巣
がほとんどなかったため、オイル上り量が低減したもの
と推察される。比較例11ではボア付近には鋳巣が多く
発見された。試験例10及び比較例10ではボア付近に
鋳巣はほとんどなかった。試験例10においては、繊維
成形体によるガスやエア遮断効果によるものと推察され
る。 ○騒音試験を行った。
According to Test Example 10 which is a material of the present invention, the oil rise amount is significantly reduced to about 0.5, which is advantageous for reducing the oil consumption amount. It is presumed that this is because the gap between the fibers of the fiber molded body was appropriate and there was almost no porosity on the surface of the cylinder bore, so the amount of oil rise was reduced. In Comparative Example 11, many porosity was found near the bore. In Test Example 10 and Comparative Example 10, there were almost no cavities near the bore. In Test Example 10, it is presumed to be due to the gas and air blocking effect of the fiber molded body. ○ A noise test was conducted.

【0065】アルミ合金でシリンダブロックを形成する
と、弾性率や剛性が鋳鉄製シリンダブロックに比較して
低下するため、ボア内周面とピストン外周面との間のク
リアランスが増す傾向にあり、騒音が増す傾向にある。
この騒音試験では、試験例11として、上記した実施例
1で示した条件に基づくと共に図2に示す形態のシリン
ダブロックを試験片として用いる。そして、そのシリン
ダブロックを直列4気筒の1800ccのガソリンエン
ジンに組み込み、台上評価により全負荷運転を行った時
のエンジン本体の上、右、左、下、前の1mの位置で騒
音レベルを測定し、その平均値で比較した。
When the cylinder block is made of an aluminum alloy, the elastic modulus and rigidity are lower than that of the cast iron cylinder block, so that the clearance between the inner peripheral surface of the bore and the outer peripheral surface of the piston tends to increase, and noise is generated. It tends to increase.
In this noise test, as Test Example 11, a cylinder block based on the conditions shown in the above-described Example 1 and having the form shown in FIG. 2 is used as a test piece. Then, the cylinder block was installed in an in-line 4-cylinder 1800 cc gasoline engine, and the noise level was measured at 1 m above, to the right, to the left, to the bottom, and to the front of the engine when operating at full load by bench evaluation. Then, the average value was compared.

【0066】比較例12として、ADC12相当材で鋳
造したシリンダブロックを試験片として用いた。比較例
13として、AA規格(米国アルミニウム協会の規格)
A390相当材(Si:17%)で鋳造したシリンダブ
ロックを試験片として用いた。比較例14として、FC
23相当材で鋳造したシリンダブロックを試験片として
用いた。なお比較例12〜14は強化繊維、鉄めっき
層、アルマイト層を含まないものである。
As Comparative Example 12, a cylinder block cast from a material equivalent to ADC12 was used as a test piece. As Comparative Example 13, AA standard (American Aluminum Association standard)
A cylinder block cast from a material corresponding to A390 (Si: 17%) was used as a test piece. As Comparative Example 14, FC
A cylinder block cast from a material equivalent to 23 was used as a test piece. Comparative Examples 12 to 14 do not contain the reinforcing fiber, the iron plating layer and the alumite layer.

【0067】試験結果を図10に示す。図10に示す様
に従来からのFC23に係る比較例14の騒音レベルの
結果を基準値である0とした。ADC12でシリンダブ
ロックを形成した比較例12によれば、基準値に比較し
0.6dB増加していた。比較例13によれば、基準値
に比較し0.4dB増加していた。しかし本発明材に相
当する試験例11によれば、基準値に比較して0.2d
Bの増加だけであり、比較例12、14に比べて少な
く、騒音特性はFC23製のシリンダブロックに近く、
本発明材は騒音対策上有利であることがわかる。複合材
料層2や鉄めっき層4により弾性率が増大し、剛性が確
保されたためと推察される。
The test results are shown in FIG. As shown in FIG. 10, the result of the noise level of Comparative Example 14 relating to the conventional FC23 was set to 0 as a reference value. According to the comparative example 12 in which the cylinder block is formed by the ADC 12, it is increased by 0.6 dB as compared with the reference value. According to the comparative example 13, it was increased by 0.4 dB as compared with the reference value. However, according to Test Example 11 corresponding to the material of the present invention, 0.2d compared with the reference value
Only the increase of B, less than Comparative Examples 12 and 14, the noise characteristics are close to the FC23 cylinder block,
It can be seen that the material of the present invention is advantageous in terms of noise control. It is assumed that the composite material layer 2 and the iron plating layer 4 increased the elastic modulus and ensured the rigidity.

【0068】(他の例)上記した実施例では、部材の主
体をなすアルミ合金層1に複合材料層2、混合層3、鉄
めっき層4が積層されている構造であるが、これに限ら
ず、アルミ合金層1が設けられておらず、複合材料層2
が部材の主体を構成する形態でも良い。この場合におい
ても、複合材料層2に混合層3、鉄めっき層4が順に積
層されている。
(Other Examples) In the above-mentioned embodiment, the structure is such that the composite material layer 2, the mixed layer 3 and the iron plating layer 4 are laminated on the aluminum alloy layer 1 which is the main body of the member, but it is not limited to this. No, the aluminum alloy layer 1 is not provided, and the composite material layer 2
May be the main body of the member. Also in this case, the mixed layer 3 and the iron plating layer 4 are sequentially laminated on the composite material layer 2.

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

【図1】実施例に係る金属基複合材料の断面を模式的に
示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a cross section of a metal-based composite material according to an example.

【図2】シリンダブロックに適用した要部の構成図であ
る。
FIG. 2 is a configuration diagram of a main part applied to a cylinder block.

【図3】耐摩耗性試験を模式的に示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing an abrasion resistance test.

【図4】摩耗深さの試験結果を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing wear depth test results.

【図5】耐焼付性試験を模式的に示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a seizure resistance test.

【図6】せん断試験を模式的に示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram schematically showing a shear test.

【図7】密着力の試験結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing test results of adhesion.

【図8】密着力の比率とエッチング深さとの関係を示す
グラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the adhesion ratio and the etching depth.

【図9】オイル上がり量の試験結果を示すグラフであ
る。
FIG. 9 is a graph showing the test results of the amount of oil rising.

【図10】騒音試験の試験結果を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing test results of a noise test.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

図中、1はアルミ合金層、2は複合材料層、2cは強化
繊維、3は混合層、4は鉄めっき層を示す。
In the figure, 1 is an aluminum alloy layer, 2 is a composite material layer, 2c is a reinforcing fiber, 3 is a mixed layer, and 4 is an iron plating layer.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アルミ合金系のマトリックスと該マトリッ
クスに埋設された強化繊維とを備えた複合材料層と、 該複合材料層に積層され、該複合材料層から突出した強
化繊維と鉄系めっき部分とが混合した混合層と、 該混合層に積層され、該混合層の鉄系めっき部分と同系
の鉄系めっき層とを具備することを特徴とする金属基複
合材料。
1. A composite material layer comprising an aluminum alloy matrix and a reinforcing fiber embedded in the matrix, a reinforcing fiber laminated on the composite material layer and protruding from the composite material layer, and an iron-based plated portion. A metal-based composite material, comprising: a mixed layer in which is mixed, and an iron-based plated portion of the mixed layer, which is laminated on the mixed layer and an iron-based plated layer of the same system.
【請求項2】アルミ合金系のマトリックスと該マトリッ
クスに埋設された強化繊維とを備えた複合材料層をもつ
部材を用い、 該部材の複合材料層の表層部をエッチング処理して、該
複合材料層を構成する強化繊維の一部を露出させる工程
と、 該強化繊維が露出した該複合材料層の表層部に鉄系めっ
き処理を行い、鉄系めっき層を積層する工程とを実施す
ることを特徴とする金属基複合材料の製造方法。
2. A member having a composite material layer comprising an aluminum alloy matrix and reinforcing fibers embedded in the matrix is used, and the surface layer portion of the composite material layer of the member is subjected to etching treatment to obtain the composite material. Performing a step of exposing a part of the reinforcing fibers constituting the layer, and a step of performing an iron-based plating treatment on the surface layer portion of the composite material layer in which the reinforcing fibers are exposed and laminating an iron-based plated layer. A method for producing a characteristic metal-based composite material.
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