(57)【要約】【課題】シリンダブロックのボアを形成する表面の近傍に、気孔が形成されることを低減するとともに、成膜される第１および第２の溶射皮膜の密着強度の低下を抑えることができる溶射皮膜の成膜方法を提供する。【解決手段】基材の表面に鉄系溶射材料を用いてアーク溶射を行うことにより、１回で第１溶射皮膜を成膜する工程と、第１溶射皮膜の表面に、第１溶射皮膜と同じ材料の鉄系溶射材料を用いて、アーク溶射を行うことにより、１回で第２溶射皮膜を成膜する工程と、第１溶射皮膜の膜厚と第２溶射皮膜の膜厚とを合わせた膜厚が、所定の製品膜厚となるように、第２溶射皮膜を研磨する工程と、を含み、第１溶射皮膜の膜厚をＴ１とし、第２溶射皮膜の膜厚をＴ２とし、製品膜厚をＴａとしたときに、Ｔ１＋Ｔ２×１／１０＜Ｔａ、および、０．０７＜Ｔ１／Ｔ２＜１の関係を満たすように、第１および第２溶射皮膜を成膜する工程を行う。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックの基材のボアの表面に、鉄系溶射材料を用いてアーク溶射を行うことにより溶射皮膜を成膜する溶射皮膜の成膜方法であって、
前記鉄系溶射材料を用いて、前記アーク溶射により、前記基材の表面に溶融した前記鉄系溶射材料を繰り返して吹き付けずに１回で、前記基材の表面に第１溶射皮膜を成膜する工程と、
前記第１溶射皮膜の成膜に用いた同じ材料の鉄系溶射材料を用いて、前記アーク溶射により、前記第１溶射皮膜の表面に溶融した前記鉄系溶射材料を繰り返して吹き付けずに１回で、前記第１溶射皮膜の表面に第２溶射皮膜を成膜する工程と、
前記第１溶射皮膜の膜厚と第２溶射皮膜の膜厚とを合わせた膜厚が、所定の製品膜厚となるように、前記第２溶射皮膜を研磨する工程と、を含み、
前記第１溶射皮膜を成膜する工程で成膜される前記第１溶射皮膜の膜厚をＴ１とし、
前記第２溶射皮膜を成膜する工程で成膜される前記第２溶射皮膜の膜厚をＴ２とし、
前記研磨後の製品膜厚をＴａとしたときに、
Ｔ１＋Ｔ２×１／１０＜Ｔａ、および、０．０７＜Ｔ１／Ｔ２＜１の関係を満たすように、
前記第１および第２溶射皮膜を成膜する工程を行うことを特徴とする溶射皮膜の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックのボアを形成する基材の表面に、溶射ガンでアーク溶射を行うことにより溶射皮膜を成膜する溶射皮膜の成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、シリンダブロックのボアを形成する基材の表面は、ピストンと摺動することから、耐摩耗性を向上させるため、アーク溶射により、鉄系溶射材料から溶射皮膜が成膜されることがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、基材の表面に、アーク溶射により、鉄系溶射材料を用いて第１溶射皮膜を成膜する工程と、第１溶射皮膜の表面に、第１溶射皮膜と異なる材料の鉄系溶射材料を用いて、アーク溶射により第２溶射皮膜を成膜する工程とを含む溶射皮膜の成膜方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０６３７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示す溶射皮膜の成膜方法等で、第１溶射皮膜と第２溶射皮膜との間に、気孔が生成されやすい。ここで、たとえば、シリンダブロックのボアの最終製品の形状に応じて、第２溶射皮膜を研磨する際に、第１および第２溶射皮膜の界面に生成された酸化物や気孔が、ボアを形成する表面の近傍に存在することがある。これにより、シリンダブロックの使用時に、この気孔がオイルピットとなり、潤滑油の消費が多くなることがある。
【０００６】
また、溶射する第１および第２溶射皮膜の膜厚によっては、基材と第１溶射皮膜との間、および、第１溶射皮膜と第２溶射皮膜との間に生成される酸化物により、第１および第２の溶射皮膜の密着強度が低下してしまうことがあった。
【０００７】
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、シリンダブロックのボアを形成する表面の近傍に、気孔が形成されることを低減するとともに、成膜される第１および第２の溶射皮膜の密着強度の低下を抑えることができる溶射皮膜の成膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を鑑みて、シリンダブロックの基材のボアの表面に、鉄系溶射材料を用いてアーク溶射を行うことにより溶射皮膜を成膜する溶射皮膜の成膜方法であって、前記鉄系溶射材料を用いて、前記アーク溶射により、前記基材の表面に溶融した前記鉄系溶射材料を繰り返して吹き付けずに１回で、前記基材の表面に第１溶射皮膜を成膜する工程と、前記第１溶射皮膜の成膜に用いた同じ材料の鉄系溶射材料を用いて、前記アーク溶射により、前記第１溶射皮膜の表面に溶融した前記鉄系溶射材料を繰り返して吹き付けずに１回で、前記第１溶射皮膜の表面に第２溶射皮膜を成膜する工程と、前記第１溶射皮膜の膜厚と第２溶射皮膜の膜厚とを合わせた膜厚が、所定の製品膜厚となるように、前記第２溶射皮膜を研磨する工程と、を含み、前記第１溶射皮膜を成膜する工程で成膜される前記第１溶射皮膜の膜厚をＴ１とし、前記第２溶射皮膜を成膜する工程で成膜される前記第２溶射皮膜の膜厚をＴ２とし、前記研磨後の製品膜厚をＴａとしたときに、Ｔ１＋Ｔ２×１／１０＜Ｔａ、および、０．０７＜Ｔ１／Ｔ２＜１の関係を満たすように、前記第１および第２溶射皮膜を成膜する工程を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、上述した膜厚の関係を満たすことにより、第１溶射皮膜と第２溶射皮膜との界面を、シリンダブロックのボアを形成する表面から一定の距離で離すことができる。この結果、研磨後のシリンダブロックのボアの表面の近傍には、第１溶射皮膜と第２溶射皮膜との間に生成された気孔および酸化物が少なく、気孔によるオイルピットの形成を低減し、第１溶射皮膜と第２の溶射皮膜の密着強度の低下を抑えることができる。
【００１０】
さらに、第１溶射皮膜の膜厚を確保し、基材と第１溶射皮膜との間において、第１溶射皮膜に対して生成される酸化物の割合を低減することができ、基材と第１溶射皮膜との密着強度が低下することを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、順に実施例１および比較例１，２の試験片の断面写真である。
【図２】実施例１の試験片の酸素の分布をＥＰＭＡ分析により測定した画像である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、順に実施例２〜４および比較例３の試験片の断面写真である。
【図４】実施例２〜４および比較例３の試験片の上端からの溶射皮膜のせん断密着強度を示したグラフである。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、順に実施例５〜７および比較例４の試験片の断面写真である。
【図６】実施例５〜７および比較例４の試験片の上端からの溶射皮膜のせん断密着強度を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の本発明に係る実施形態の溶射皮膜の成膜方法を説明する。
本実施形態では、シリンダブロックの基材のボアの表面に、溶射ガンでアーク溶射を行うことにより溶射皮膜を成膜した後に溶射皮膜を研磨することにより、シリンダブロックを製造する。以下にその詳細を説明する。
【００１３】
まず、シリンダブロックの基材として、ボアが形成されて基材を準備する。基材としては、ＪＩＳ：ＡＣ２Ｃ、ＡＤＣ１２等のアルミニウム合金鋳物などを挙げることができ、後述する第１溶射皮膜を成膜することができるものであれば、特にその素材は限定されるものではなく、たとえば、鋼、鋳鉄等の鉄系材料またはアルミニウム伸展材などの金属部材であってもよい。
【００１４】
次に、基材の表面に第１溶射皮膜を成膜する。具体的には、鉄系溶射材料を用いて、アーク溶射により、基材の表面に溶融した鉄系溶射材料を繰り返して吹き付けずに１回（ワンパス）で、基材の表面に膜厚Ｔ１の第１溶射皮膜を成膜する。
【００１５】
具体的には、鉄系溶射材料からなるワイヤをアーク放電により溶融し、溶融したワイヤ（鉄系溶射材料）に圧縮ガスを供給しながら、溶射ガンから溶融した鉄系溶射材料の液滴を基材の表面に１回で吹き付けて、溶融した鉄系溶射材料で基材の表面に第１溶射皮膜を成膜する。第１溶射皮膜の材料となる鉄系溶射材料は、鉄を主材とした金属材料であり、これに、Ｃ，Ｍｎ，Ｓｉ等の元素が添加されていてもよい。
【００１６】
ここで、第１溶射皮膜の膜厚Ｔ１は、溶射ガンの移動速度を調整し、単位時間あたりに基材の表面に吹き付けられる鉄系溶射材料の吹き付け量を調整することにより、調整することができる。
【００１７】
本実施形態では、第１溶射皮膜の膜厚Ｔ１は、４０μｍ以上であることが好ましい。この膜厚Ｔ１が４０μｍ未満である場合には、第１溶射皮膜に対して、基材と第１溶射皮膜との界面に堆積する酸化物の割合が多くなるため、第１溶射皮膜による基材との密着性を確保することが難しくなることがある。
【００１８】
ここで、第１溶射皮膜の膜厚Ｔ１が、最終製品の形態である溶射皮膜の製品膜厚Ｔａよりも、薄い膜厚となるように、第１溶射皮膜が基材の表面に成膜される。これにより、後述する第２溶射皮膜を研磨する工程において、第２溶射皮膜の一部を残して、第２溶射皮膜を研磨することができる。なお、この条件は、後述する（式１）により満たされる。
【００１９】
次に、第１溶射皮膜の成膜に用いた同じ材料の鉄系溶射材料を用いて、アーク溶射により、第１溶射皮膜の表面に溶融した鉄系溶射材料を繰り返して吹き付けずに１回で、第１溶射皮膜の表面に第２溶射皮膜を成膜する。これにより、第１溶射皮膜の表面に、第１溶射皮膜に第２溶射皮膜が積層された溶射皮膜を得ることができる。
【００２０】
ここで、第２溶射皮膜の成膜条件を、第１溶射皮膜の溶射ガンの移動速度を除く他の条件を同じにして、第２溶射皮膜を成膜する。すなわち、第２溶射皮膜と第１溶射皮膜の条件は、単位時間あたりの溶射ガンに供給する鉄系溶射材料の供給量を同じにして、その表面に吹き付けられる鉄系溶射材料の吹き付け量が異なるのみである。第１溶射皮膜と同様に、第２溶射皮膜の膜厚Ｔ２は、溶射ガンの移動速度を調整し、単位時間あたりに第１溶射皮膜の表面に吹き付けられる鉄系溶射材料の吹き付け量を調整することにより、調整することができる。
【００２１】
ここで、第２溶射皮膜の膜厚Ｔ２は、９００μｍ以下であることが好ましい。この膜厚Ｔ２が９００μｍを超えた場合、第１溶射皮膜と第２溶射皮膜との界面に生成される酸化物の割合が多くなるため、第１溶射皮膜と第２溶射皮膜の密着性を確保することが難しくなることがある。
【００２２】
次に、第１溶射皮膜の膜厚と第２溶射皮膜の膜厚とを合わせた膜厚が、所定の製品膜厚Ｔａとなるように、第２溶射皮膜を研磨する。これにより、上述した如く、第２溶射皮膜の一部を残して、第１および第２溶射皮膜からなる溶射皮膜が基材のボアの表面に形成されたシリンダブロック（製品）を得ることができる。
【００２３】
ここで、本実施形態では、上述した第１溶射皮膜の膜厚Ｔ１と、第２溶射皮膜の膜厚Ｔ２と、最終製品の形態となる研磨後の溶射皮膜の製品膜厚Ｔａとの関係が、以下の２つの式を満たすように、第１および第２溶射皮膜を成膜する。
Ｔ１＋Ｔ２×１／１０＜Ｔａ…（式１）
０．０７＜Ｔ１／Ｔ２＜１…（式２）
【００２４】
（式１）を満たすことにより、研磨工程において、第２溶射皮膜を残しつつ、第２溶射皮膜を研磨し、第１溶射皮膜と第２溶射皮膜との界面を、研磨後の第２溶射皮膜の表面（すなわち、シリンダブロックのボアを形成する表面）から一定の距離で離すことができる。
【００２５】
この結果、研磨後のシリンダブロックのボアの表面の近傍に、第１溶射皮膜と第２溶射皮膜との間に生成された気孔が形成され難くいため、気孔がオイルピットとなることを抑え、潤滑油の消費を抑えることができる。
【００２６】
さらに、研磨後のシリンダブロックのボアの表面の近傍に、第１溶射皮膜と第２溶射皮膜との間に生成される酸化物が存在しないので、第１溶射皮膜と第２溶射皮膜との密着強度が低下することを抑えることができる。
【００２７】
さらに、式２を満たすことにより、第１溶射皮膜の膜厚を確保し、基材と第１溶射皮膜との間において、第１溶射皮膜に対して生成される酸化物の割合を低減することができ、基材と第１溶射皮膜との密着強度が低下することを抑えることができる。さらに、第２溶射皮膜の膜厚Ｔ２を、第１溶射皮膜の膜厚Ｔ１よりも厚くすることにより、溶射皮膜全体の膜厚に対して、第２溶射皮膜の膜厚を一定の割合で確保することができる。
【実施例】
【００２８】
以下の本発明を実施例により説明する。
＜実施例１＞
内径８２ｍｍのアルミニウム鋳物（ＪＩＳ規格：ＡＤＣ１２）からなるシリンダブロック（基材）のシリンダボアの内周面に溶射皮膜を成膜する前に、吹き付け圧３００ＭＰａの条件のウォータージェットで前処理（粗化処理）を行い、表面粗さを中心線平均粗さＲａ５μｍにした。
【００２９】
引き続き、（２線式）溶射装置を用いて、炭素０．０８質量％、ケイ素１．０質量％、マンガン１．５質量％、残部鉄および不可避不純物からなる鉄系溶射材料からなるワイヤ（Ｆｅ−１．５Ｍｎ−１．０Ｓｉ−０．０８Ｃ）をアーク放電により溶融した。これと同時に、溶融したワイヤに不活性ガス（窒素ガス９９．９体積％）からなる圧縮ガスを供給しながら基材の表面に吹き付けて、溶融したワイヤの鉄系溶射材料の溶滴で基材の表面に第１溶射皮膜を成膜した。
【００３０】
第１溶射皮膜の成膜条件として、溶射時のワイヤ送り速度は１００ｍｍ／ｓｅｃ、ワイヤ径はφ１．６ｍｍ、アーク放電の印可電圧３０Ｖ、電流３００Ａ、溶射ガンの上下方向の移動速度２１ｍｍ／秒、溶射ガンの回転速度２００ｒｐｍ、上下方向の溶射距離５０ｍｍ、圧縮ガスの圧力０．７ＭＰａの成膜条件で、第１溶射皮膜の膜厚が１００μｍになるように、１パスで第１溶射皮膜を成膜した。すなわち、第１溶射皮膜の成膜を、溶融したワイヤの鉄系溶射材料を基材表面に繰り返して吹き付けずに、１回で行った。
【００３１】
次に、第１溶射皮膜と同じようにして、第１溶射皮膜の成膜で用いた鉄系溶射材料と同じ鉄系溶射材料からなるワイヤを用いて、第１溶射皮膜の表面に第２溶射皮膜を成膜した。第２溶射皮膜の成膜条件が、第１溶射皮膜の成膜条件と相違する点は、溶射ガンの上下方向の移動速度３．５ｍｍ／秒にした点であり、第２溶射皮膜の膜厚Ｔ２が５００μｍになるように、１パスで第２溶射皮膜を成膜した。すなわち、第２溶射皮膜の成膜も、溶融した鉄系溶射材料を第２溶射皮膜の表面に繰り返して吹き付けずに、１回で行った。
【００３２】
その後、第１溶射皮膜の膜厚と第２溶射皮膜の膜厚とを合わせた溶射皮膜の膜厚が、製品膜厚２００ｍｍとなるように、第２溶射皮膜を研磨し、第１および第２溶射皮膜からなる溶射皮膜が基材に形成された試験片を得た。
【００３３】
＜比較例１＞
実施例１と同じように、溶射皮膜が基材に形成された試験片を作製した。実施例１と相違する点は、第１溶射皮膜の成膜条件として、溶射ガンの上下方向の移動速度を３．０ｍｍ／秒にし、第２溶射皮膜を成膜していない点である。これにより、溶射皮膜（第１溶射皮膜）の膜厚が７００μｍとなる溶射皮膜が基材の表面に成膜された。
【００３４】
＜比較例２＞
実施例１と同じように、溶射皮膜が基材に形成された試験片を作製した。実施例１と相違する点は、溶射皮膜の成膜条件として、第１溶射皮膜の成膜条件のうち、溶射ガンの上下方向の移動速度を２１ｍｍ／秒にし、溶融したワイヤを７回繰り返して吹き付けることにより、７層の溶射皮膜を成膜した点である。これにより、溶射皮膜の膜厚が、７００μｍとなる溶射皮膜が基材の表面に成膜された。
【００３５】
〔断面の観察〕
研磨前の実施例１および比較例１，２の試験片を切断し、各試験件の溶射皮膜の断面を顕微鏡で観察した。この結果を、図１に示す。図１（ａ）〜（ｃ）は、実施例１および比較例１，２の試験片の断面写真である。なお、図１（ａ）〜（ｃ）に、研磨後の製品のボアの表面に相当する位置を破線で示した。
【００３６】
〔せん断密着強度の測定〕
実施例１および比較例１，２の試験片（シリンダブロック）のボアの上端から一定間隔で密着強度測定用の試験片を切り出して、溶射皮膜のせん断密着強度をスクラッチ試験により測定した。この結果を表１に示す。
【００３７】
〔基材と溶射皮膜との界面の酸素量の測定〕
実施例１および比較例１，２の試験片を、溶射皮膜を残しかつ基材の長さ５ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍとなるように切断した。切断したピースの基材の５ｍｍ×１０ｍｍの表面が形成された方向から、溶射皮膜にせん断応力を作用させ、基材から溶射皮膜を剥離した。溶射皮膜が剥離した基材の表面に存在する酸素の量をＥＰＭＡ分析により測定し、酸素量を重量比で算出した。この結果を表１に示す。なお、図２は、実施例１の試験片の酸素の分布をＥＰＭＡ分析により測定した画像である。
【００３８】
〔溶射皮膜の表面のピット面積率の測定と溶射皮膜の表面の酸化物の量の確認〕
また、実施例１および比較例１，２の試験片の溶射皮膜の表面のピット面積率を、全体の画像面積に対する気孔の面積の比から特定した。この結果を表１に示す。さらに、溶射皮膜の表面の酸化物の量を確認した。この結果を表１に示す。
【００３９】
〔腐食減量の測定〕
実施例１および比較例１，２の試験片を、洗浄、乾燥後に重量測定し、これを６０℃の硫酸（０．０２Ｎ）中へ６０分浸漬させた。試験終了後、再度洗浄、乾燥し重量測定してその差を腐食減量とした。この結果を表１に示す。
【００４０】
〔引張残留応力の測定〕
実施例１および比較例１，２の試験片のボアの溶射皮膜の表面にボアの上下方向に沿って、ひずみゲージを貼り付けた後、これらの試験片を１０ｍｍ×１０ｍｍ×最小厚さのサイズに切断した。なお、最小厚さは、切断により溶射皮膜を削らずに切断できる最小の厚さである。そして、切断前後のひずみゲージの値の変化量をひずみ量とした。次に、ひずみ量とヤング率（１９ＧＰａ）を乗算することにより、溶射皮膜の引張残留応力を算出（測定）した。この結果を、表１に示す。
【００４１】
【表１】
2017155293.tif 000002
【００４２】
（結果１）
図１（ａ）に示すように、実施例１の試験片では、第１溶射皮膜と第２溶射皮膜との間に、気孔および酸化物が形成されていた。しかしながら、図１（ｂ）に示すように、比較例１の試験片では、基材と溶射皮膜の間に、気孔および酸化物が形成されていた。さらに、図１（ｃ）に示すように、比較例２の試験片では、製品のボアの表面の位置に、気孔および酸化物が形成されていた。
【００４３】
表１に示すように、実施例１、比較例２の溶射皮膜のせん断密着強度は、比較例１のものよりも、高かった。また、実施例１および比較例２の基材と溶射皮膜との界面の酸素量が、比較例１のものよりも少なかった。さらに、実施例１、比較例２の溶射皮膜の引張残留応力は、比較例１のものよりも低かった。
【００４４】
このことから、実施例１および比較例２では、比較例１よりも、溶射皮膜と基材との間に、酸素量が少なく、引張残留応力も低いため、実施例１、比較例２の溶射皮膜のせん断密着強度は、比較例１のものよりも、高かったと考えられる。
【００４５】
一方、表１に示すように、実施例１の溶射皮膜の表面のピット面積率および酸化物の量は、比較例２のものよりも少ない。これは、比較例２の溶射皮膜は、複数回（７回）溶射をすることにより、実施例１のものよりも溶射皮膜に気孔が多く生成されたからであると考えられる。したがって、実施例１の溶射皮膜の腐食減量に比べて、比較例２のものは、多くなったと考えられる。
【００４６】
さらに、上述したように、実施例１では、比較例１よりも引張残留応力が低いため、実施例１の溶射皮膜には、比較例１のものよりも、溶射皮膜の組織間の隙間は少ないと考えられる。したがって、実施例１の溶射皮膜のピット面積率は、比較例１よりも大きいが、実施例１の溶射皮膜の腐食減量は、比較例１よりも少なくなったと考えられる。
【００４７】
なお、実施例１の溶射皮膜では、第１溶射皮膜の膜厚Ｔ１が１００μｍであり、第２溶射皮膜の膜厚Ｔ２が５００μｍであり、製品膜厚Ｔａが２００μｍであり、本発明でいう（１）Ｔ１＋Ｔ２×１／１０＜Ｔａ、および、（２）０．０７＜Ｔ１／Ｔ２＜１の関係を満たしている。まず（１）Ｔ１＋Ｔ２×１／１０＜Ｔａの関係を確認するために、以下の実施例２〜４および比較例３の試験片を作製した。
【００４８】
＜実施例２〜４＞
実施例１と同じように、第１および第２溶射皮膜が基材に形成された試験片を作製した。実施例２は、実施例１と同じである。実施例３，４が、実施例１と相違する点は、表２に示すように第２溶射皮膜の成膜条件として、溶射ガンの上下方向の移動速度を順次３．０ｍｍ／秒，２．５ｍｍ／秒にした点である。これにより、第２溶射皮膜の膜厚Ｔ２が順次、７００μｍ、９００μｍとなる第２溶射皮膜が成膜された。
【００４９】
＜比較例３＞
実施例１と同じように、第１および第２溶射皮膜が基材に形成された試験片を作製した。実施例１と相違する点は、表２に示すように第２溶射皮膜の成膜条件として、溶射ガンの上下方向の移動速度を２．０ｍｍ／秒にした点である。これにより、第２溶射皮膜の膜厚Ｔ２が１１００μｍとなる第２溶射皮膜が成膜された。
【００５０】
表２に、実施例２〜４および比較例３の試験片の（Ｔ１＋Ｔ２×１／１０）および（Ｔ１／Ｔ２）を算出した値も合わせて記載した。
【００５１】
【表２】
2017155293.tif 000003
【００５２】
〔断面の観察〕
研磨前の実施例２〜４および比較例３の試験片を切断し、各試験件の溶射皮膜の断面を顕微鏡で観察した。この結果を、図３に示す。図３（ａ）〜（ｄ）は、順に実施例２〜４および比較例３の試験片の断面写真である。なお、図１（ａ）〜（ｃ）と同様に、図３（ａ）〜（ｄ）にも、研磨後の製品のボアの表面に相当する位置を破線で示した。
【００５３】
〔せん断密着強度の測定〕
実施例２〜４および比較例３の試験片（シリンダブロック）のボアの上端から一定間隔で密着強度測定用の試験片を切り出して、溶射皮膜のせん断密着強度をスクラッチ試験により測定した。この結果を図４に示す。図４は、実施例２〜４および比較例３の試験片の上端からの溶射皮膜のせん断密着強度を示したグラフである。
【００５４】
図４に示すように、比較例３の試験片の中には、せん断密着強度が低いものが存在したが、実施例２〜４の試験片は、比較例３のものに比べて安定してせん断密着強度は高かった。
【００５５】
これは実施例２〜４の試験片では、（１）Ｔ１＋Ｔ２×１／１０＜Ｔａの関係を満たすことにより、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１溶射皮膜と第２溶射皮膜との間に形成された酸化物および気孔が、製品のボアの表面から離れているためと考えられる。
【００５６】
一方、比較例３の試験片では、（１）Ｔ１＋Ｔ２×１／１０＜Ｔａの関係を満たさず、図３（ｄ）に示すように、第１溶射皮膜と第２溶射皮膜との間に形成された酸化物および気孔が、製品のボアの表面およびその近くに存在したからであると考えられる。なお、実施例２〜４および比較例３の試験片では、（２）０．０７＜Ｔ１／Ｔ２＜１の関係を満たしている。
【００５７】
次に、（２）０．０７＜Ｔ１／Ｔ２＜１の関係を確認するために、以下の実施例５〜７および比較例４の試験片を作製した。
【００５８】
＜実施例５〜７＞
実施例１と同じように、第１および第２溶射皮膜が基材に形成された試験片を作製した。実施例５は、実施例２と同じである。実施例６，７が、実施例１と相違する点は、表３に示すように第１溶射皮膜の成膜条件として、溶射ガンの上下方向の移動速度を順次３３ｍｍ／秒，４８ｍｍ／秒にした点である。これにより、実施例６，７では、第１溶射皮膜の膜厚Ｔ２が順次７０μｍ，４０μｍとなる第１溶射皮膜が成膜された。
【００５９】
さらに、実施例６，７が、実施例２と相違する点は、表３に示すように第２溶射皮膜の成膜条件として、溶射ガンの上下方向の移動速度を順次３．３ｍｍ／秒，３．２ｍｍ／秒にした点である。これにより、実施例６，７では、第２溶射皮膜の膜厚Ｔ２が順次５３０μｍ，５６０μｍとなる第２溶射皮膜が成膜された。
【００６０】
＜比較例４＞
実施例１と同じように、第１および第２溶射皮膜が基材に形成された試験片を作製した。比較例４が、実施例１と相違する点は、表３に示すように第１溶射皮膜の成膜条件として、溶射ガンの上下方向の移動速度を順次９３ｍｍ／秒にした点である。これにより、比較例４では、第１溶射皮膜の膜厚Ｔ１が１０μｍとなる第１溶射皮膜が成膜された。
【００６１】
さらに、比較例４が、実施例２と相違する点は、表３に示すように第２溶射皮膜の成膜条件として、溶射ガンの上下方向の移動速度を３．１ｍｍ／秒にした点である。これにより、比較例２では、第２溶射皮膜の膜厚Ｔ２が５９０μｍとなる第２溶射皮膜が成膜された。
【００６２】
表３に、実施例５〜７および比較例４の試験片の（Ｔ１＋Ｔ２×１／１０）および（Ｔ１／Ｔ２）を算出した値も合わせて記載した。
【００６３】
【表３】
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【００６４】
＜断面の観察＞
研磨前の実施例５〜７および比較例４の試験片を切断し、各試験件の溶射皮膜の断面を光学顕微鏡で観察した。この結果を、図５に示す。図５（ａ）〜（ｄ）は、順に実施例５〜７および比較例４の試験片の断面写真である。
【００６５】
＜せん断密着強度＞
実施例５〜７および比較例４の試験片（シリンダブロック）のボアの上端から一定間隔で密着強度測定用の試験片を切り出して、溶射皮膜の密着強度をスクラッチ試験により測定した。この結果を図６に示す。図６は、実施例５〜７および比較例４の試験片の上端からの溶射皮膜のせん断密着強度を示したグラフである。
【００６６】
図６に示すように、比較例４の試験片の中には、せん断密着強度が低いものが存在したが、実施例５〜７の試験片は、安定してせん断密着強度は高かった。これは実施例５〜７の試験片では、（２）０．０７＜Ｔ１／Ｔ２＜１の関係を満たすことにより、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１溶射皮膜の膜厚が確保され、基材と第１溶射皮膜との間において、第１溶射皮膜に対して生成される酸化物および気孔の割合が少なかったからであると考えられる。
【００６７】
一方、比較例４では、（２）０．０７＜Ｔ１／Ｔ２＜１の関係を満たさず、図５（ｄ）に示すように、第１溶射皮膜の膜厚Ｔ１が薄くなり、基材と第１溶射皮膜との間において、第１溶射皮膜に対して生成される酸化物および気孔の割合が多くなり、基材と第１溶射皮膜とのせん断密着強度が低下したものと考えられる。
【００６８】
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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