内燃机用活塞的制造方法技术

改善封孔剂层的表面的面粗糙度并降低封孔剂层的热容量。在以铝合金为母材(10b)且在顶面(10a)形成有腔室(10a1)的内燃机用活塞(10)的制造方法中，包括：在母材(10b)的表面(10b1)中的与腔室(10a1)的壁面(10a1a)对应的部分成膜出多孔性的阳极氧化皮膜(10c)的成膜步骤；对通过成膜步骤成膜出的阳极氧化皮膜(10c)进行加强的加强步骤；对通过加强步骤加强后的阳极氧化皮膜(10c)进行研磨，由此形成阳极氧化皮膜(10c)的被平滑化了的表面(10c4)的研磨步骤；及向通过研磨步骤形成的阳极氧化皮膜(10c)的被平滑化了的表面(10c4)涂布封孔剂(10f)的封孔步骤。

Method for manufacturing piston of internal combustion engine

Improve the surface roughness of the sealing agent layer and reduce the heat capacity of the sealing agent layer. In order to Aluminum Alloy as base material (10b) and the top (10a) forms a chamber (10A1) piston internal combustion engine (10) including the manufacturing method, in the parent material (10b) surface (10b1) and the chamber (10A1) of the wall (10a1a) corresponding to the part a film of porous anodic oxide coatings (10c) film forming step of anodic oxidation film; film forming step by the film (10c) to strengthen the steps to strengthen; to strengthen through the steps to strengthen the anodic oxide film (10c) for grinding, thus forming an anode oxide film (10c) is the smooth surface of the polishing step (10c4); and to form by grinding steps of anodic oxide coatings (10c) is a smooth surface (10c4) coating sealing agent (10F) of the sealing step.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及以铝合金为母材且在顶面形成有腔室的内燃机用活塞的制造方法。
技术介绍
以往，已知有以铝合金为母材且在顶面形成有腔室的内燃机用活塞的制造方法。作为这种内燃机用活塞的制造方法的例子，存在例如专利文献1记载的方法。在专利文献1记载的内燃机用活塞的制造方法中，在母材的表面中的与活塞的顶面(及形成于顶面的腔室的壁面)对应的部分成膜出阳极氧化皮膜(多孔层)，接下来，通过在阳极氧化皮膜(多孔层)的表面上形成包覆层而堵塞阳极氧化皮膜(多孔层)的细孔(即，执行基于封孔剂的封孔处理)，接下来，执行使包覆层(封孔剂层)的凹凸状的表面平滑化的精加工。另外，在专利文献2中记载了在发动机燃烧室的内表面形成的阳极氧化皮膜的膜厚及空孔率。此外，在专利文献3的图6记载了使未形成阳极氧化皮膜的活塞的腔室面及锥面的表面粗糙度小于形成有阳极氧化皮膜的活塞的挤气面的表面粗糙度的内容。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-072745号公报专利文献2：日本特开2010-249008号公报专利文献3：日本特开2015-094292号公报然而，在专利文献1记载的内燃机用活塞的制造方法中，为了提高基于锚定效果的阳极氧化皮膜(多孔层)与包覆层(封孔剂层)的紧贴性，在母材的表面形成凹凸图案，伴随于此，在母材的表面上形成的阳极氧化皮膜(多孔层)的表面也成为凹凸状。此外，在专利文献1记载的内燃机用活塞的制造方法中，在阳极氧化皮膜(多孔层)的凹凸状的表面上形成的包覆层(封孔剂层)的凹凸状的表面通过精加工而实现平滑化。因此，在专利文献1记载的内燃机用活塞的制造方法中，在包覆层(封孔剂层)的表面的平滑化后，虽然阳极氧化皮膜(多孔层)的表面中的位于凸状部分之上的包覆层(封孔剂层)的厚度未变大，但是阳极氧化皮膜(多孔层)的表面中的位于凹状部分之上的包覆层(封孔剂层)的厚度变大。即，在专利文献1记载的内燃机用活塞的制造方法中，形成具有较厚的部分的包覆层(封孔剂层)。其结果是，在专利文献1记载的内燃机用活塞的制造方法中，包覆层(封孔剂层)的热容量可能会大于具有均匀且较小的厚度的包覆层(封孔剂层)的热容量。
技术实现思路
鉴于上述问题点，本专利技术的目的在于提供一种能够改善封孔剂层的表面的面粗糙度(平滑性)并降低封孔剂层的热容量的内燃机用活塞的制造方法。本申请专利技术人等在仔细研究中，为了减小封孔剂层的热容量，尝试了在执行基于封孔剂的封孔处理之前对多孔性的阳极氧化皮膜的表面进行研磨而实现平滑化的方案。然而，在本申请专利技术人等的仔细研究中发现，多孔性的阳极氧化皮膜非常脆弱，因此在研磨处理的执行过程中，阳极氧化皮膜会发生破损。即，在本申请专利技术人等的仔细研究中发现了在研磨处理的执行过程中由于阳极氧化皮膜的破损而在阳极氧化皮膜的表面形成凹部的情况。此外，在本申请专利技术人等的仔细研究中发现，通过在阳极氧化皮膜的表面的研磨处理之前执行阳极氧化皮膜的加强处理，与未执行阳极氧化皮膜的加强处理的情况相比能够抑制研磨处理的执行过程中的阳极氧化皮膜的破损。即，在本申请专利技术人等的仔细研究中发现，通过在阳极氧化皮膜的表面的研磨处理之前执行阳极氧化皮膜的加强处理，与未执行阳极氧化皮膜的加强处理的情况相比，在研磨处理的执行过程中能够抑制在阳极氧化皮膜的表面形成凹部的可能性。鉴于这一点，根据第一专利技术，提供一种内燃机用活塞的制造方法，所述内燃机用活塞以铝合金为母材且在顶面形成有腔室，所述内燃机用活塞的制造方法的特征在于，包括：在所述母材的表面中的与所述腔室的壁面对应的部分成膜出多孔性的阳极氧化皮膜的成膜步骤；对通过所述成膜步骤成膜出的阳极氧化皮膜进行加强的加强步骤；对通过所述加强步骤加强后的阳极氧化皮膜进行研磨，由此形成阳极氧化皮膜的被平滑化了的表面的研磨步骤；及向通过所述研磨步骤形成的阳极氧化皮膜的被平滑化了的表面涂布封孔剂的封孔步骤。即，在第一专利技术的内燃机用活塞的制造方法中，在执行对多孔性的阳极氧化皮膜的表面进行研磨的阳极氧化皮膜的研磨处理之前，执行对阳极氧化皮膜进行加强的阳极氧化皮膜的加强处理。因此，在第一专利技术的内燃机用活塞的制造方法中，与未执行阳极氧化皮膜的加强处理的情况相比，在阳极氧化皮膜的研磨处理的执行过程中能够降低阳极氧化皮膜破损的可能性。即，在第一专利技术的内燃机用活塞的制造方法中，与未执行阳极氧化皮膜的加强处理的情况相比，能够改善执行阳极氧化皮膜的研磨处理之后的阳极氧化皮膜的表面的面粗糙度(平滑性)。此外，在第一专利技术的内燃机用活塞的制造方法中，在阳极氧化皮膜的封孔处理中，对于阳极氧化皮膜的被平滑化了的表面涂布封孔剂，形成封孔剂层。因此，在第一专利技术的内燃机用活塞的制造方法中，不执行对于封孔剂层的平滑化处理(精加工)就能够形成封孔剂层的平滑的表面。详细而言，在第一专利技术的内燃机用活塞的制造方法中，形成阳极氧化皮膜的平滑的表面，并形成封孔剂层的平滑的表面。因此，在第一专利技术的内燃机用活塞的制造方法中，能够使封孔剂层的厚度均匀且小，能够降低封孔剂层的热容量。即，在第一专利技术的内燃机用活塞的制造方法中，能够改善封孔剂层的表面的面粗糙度(平滑性)并降低封孔剂层的热容量。在第一专利技术的内燃机用活塞的制造方法中，由于能够使封孔剂层的表面平滑化，因此能够使由封孔剂层的表面构成的、在内燃机用活塞的顶面上形成的腔室的壁面平滑化。其结果是，能够抑制通过腔室的壁面等划定的燃烧室内的燃烧速度的下降。此外，在第一专利技术的内燃机用活塞的制造方法中，由于能够减小封孔剂层的厚度，因此能够降低封孔剂层的热容量。其结果是，与封孔剂层的热容量大的情况相比，能够提高摆动特性(具有隔热特性且阳极氧化皮膜的温度追随燃烧室内的气体温度的特性)。根据第二专利技术，提供一种以第一专利技术为基础的内燃机用活塞的制造方法，其特征在于，在所述加强步骤中，将封孔剂涂布至堆积在通过所述成膜步骤成膜出的阳极氧化皮膜的表面上为止，由此对通过所述成膜步骤成膜出的阳极氧化皮膜进行加强。即，在第二专利技术的内燃机用活塞的制造方法中，封孔剂使用于阳极氧化皮膜的加强处理及阳极氧化皮膜的封孔处理。此外，在阳极氧化皮膜的加强处理中，封孔剂涂布至堆积在多孔性的阳极氧化皮膜的表面上为止。其结果是，阳极氧化皮膜的细孔(纳米气孔及微米气孔)的内壁面的整体由加强处理用封孔剂加强。因此，在第二专利技术的内燃机用活塞的制造方法中，与在阳极氧化皮膜的细孔(纳米气孔及微米气孔)的内壁面存在未加强的部分的情况相比，能够提高执行阳极氧化皮膜的加强处理之后的阳极氧化皮膜的刚性，由此，能够改善执行阳极氧化皮膜的研磨处理之后的阳极氧化皮膜的表面的面粗糙度(平滑性)。当利用研磨处理无法完全除去通过加强处理而堆积在阳极氧化皮膜的表面上的封孔剂时，在执行研磨处理之后，存在封孔剂残留于阳极氧化皮膜的细孔(尤其是纳米气孔)的上侧的部分和封孔剂未残留于阳极氧化皮膜的细孔(尤其是纳米气孔)的上侧的部分。当对于封孔剂残留于阳极氧化皮膜的细孔(尤其是纳米气孔)的上侧的部分执行封孔处理时，在封孔处理中涂布的封孔剂不会进入该细孔的内部，因此通过在执行封孔处理之后堆积于该细孔的上侧的封孔剂而形成的封孔剂层比较厚。另一方面，当对于封孔剂未残留于阳极氧化皮膜的细孔(尤其是纳米气孔)的上侧的部分执行封孔处理时，在封孔处理中涂布的封孔剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机用活塞的制造方法，所述内燃机用活塞以铝合金为母材且在顶面形成有腔室，所述内燃机用活塞的制造方法的特征在于，包括：在所述母材的表面中的与所述腔室的壁面对应的部分成膜出多孔性的阳极氧化皮膜的成膜步骤；对通过所述成膜步骤成膜出的阳极氧化皮膜进行加强的加强步骤；对通过所述加强步骤加强后的阳极氧化皮膜进行研磨，由此形成阳极氧化皮膜的被平滑化了的表面的研磨步骤；及向通过所述研磨步骤形成的阳极氧化皮膜的被平滑化了的表面涂布封孔剂的封孔步骤。

【技术特征摘要】
2015.10.28 JP 2015-2118591.一种内燃机用活塞的制造方法，所述内燃机用活塞以铝合金为母材且在顶面形成有腔室，所述内燃机用活塞的制造方法的特征在于，包括：在所述母材的表面中的与所述腔室的壁面对应的部分成膜出多孔性的阳极氧化皮膜的成膜步骤；对通过所述成膜步骤成膜出的阳极氧化皮膜进行加强的加强步骤；对通过所述加强步骤加强后的阳极氧化皮膜进行研磨，由此形成阳极氧化皮膜的被平滑化了的表面的研磨步骤；及向通过所述研磨步骤形成的阳极氧化皮膜的被平滑化了的表面涂布封孔剂的封孔步骤。2.根据权利要求1所述的内燃机用活塞的制造方法，其特征在于，在所述加强步骤中，将封孔剂涂布至堆积在通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下英男，川口晓生，猪熊洋希，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP