(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-29
(45)【発行日】2024-11-07
(54)【発明の名称】内燃機関用ピストン及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
C25D 11/18 20060101AFI20241030BHJP
F02F 3/10 20060101ALI20241030BHJP
F16J 1/00 20060101ALI20241030BHJP
C25D 11/00 20060101ALI20241030BHJP
C25D 11/04 20060101ALN20241030BHJP
【ＦＩ】
C25D11/18 301E
F02F3/10 B
F16J1/00
C25D11/00 303
C25D11/04 302
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020184383
(22)【出願日】2020-11-04
(65)【公開番号】P2022074388
(43)【公開日】2022-05-18
【審査請求日】2023-09-04
(73)【特許権者】
【識別番号】000002082
【氏名又は名称】スズキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099623
【弁理士】
【氏名又は名称】奥山 尚一
(74)【代理人】
【氏名又は名称】松島 鉄男
(74)【代理人】
【識別番号】100125380
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 綾子
(74)【代理人】
【識別番号】100142996
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 聡二
(74)【代理人】
【識別番号】100166268
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 祐
(74)【代理人】
【識別番号】100170379
【弁理士】
【氏名又は名称】徳本 浩一
(74)【代理人】
【氏名又は名称】有原 幸一
(72)【発明者】
【氏名】田中 洋臣
【審査官】関口 貴夫
(56)【参考文献】
【文献】特開平０５－０１７８９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２４６５１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１６０５３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１３６８３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０７７５３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－１５９０２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２５４２９４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０３９３８２５０（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２５Ｄ １１／００－１１／３８
Ｆ０２Ｆ ３／００
Ｆ１６Ｊ １／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アルミニウム合金製の内燃機関用ピストンのピストンリング溝の内面に陽極酸化皮膜を形成する工程と、リチウムイオンを含む封孔処理液で前記陽極酸化皮膜を封孔処理し、封孔処理後の陽極酸化皮膜の表面のビッカース硬さＨＶが１３０～２７０の内燃機関用ピストンを製造する工程と
を含む内燃機関用ピストンの製造方法。
【請求項2】
前記封孔処理液のリチウムイオン濃度が１～１５ｇ／Ｌの範囲であり、前記封孔処理液の温度が１０～７０℃の範囲である請求項１に記載の内燃機関用ピストンの製造方法。
【請求項3】
前記封孔処理液のリチウムイオン濃度が１～１２ｇ／Ｌの範囲であり、前記封孔処理液の温度が１０～７０℃の範囲である請求項１に記載の内燃機関用ピストンの製造方法。
【請求項4】
前記封孔処理の処理時間が０．５～４分の範囲である請求項１～３のいずれか一項に記載の内燃機関用ピストンの製造方法。
【請求項5】
前記封孔処理の処理時間が０．５～２分の範囲である請求項１～３のいずれか一項に記載の内燃機関用ピストンの製造方法。
【請求項6】
外周面にピストンリング溝を有する内燃機関用ピストンであって、前記ピストンリング溝の内面に陽極酸化皮膜を備え、
前記陽極酸化皮膜の表面部分の孔が塞がれており、前記孔を塞いでいる封孔処理部には、リチウムとアルミニウムと酸素との化合物が存在し、前記陽極酸化皮膜の表面のビッカース硬さＨＶが、１３０～２７０である内燃機関用ピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内燃機関用ピストン及びその製造方法に関し、より詳しくは、ピストンリング溝の内面に陽極酸化皮膜を備える内燃機関用ピストン及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、自動車の内燃機関は高出力化が進み、ピストンの熱負荷が増大する傾向にある。ピストンには、燃焼室の気密性を保持したりする等のために、ピストンリングが外周面に装着されている。ピストンリングは、ピストンの外周面に形成されたリング溝に嵌め込まれている。リング溝の内面は、ピストンリングに叩かれて、摩耗し、シール性が阻害され易い。よって、リング溝の内面の耐摩耗性を向上させるために、リング溝の内面に陽極酸化処理を施すことが行われている。
【0003】
しかしながら、ピストン素材として用いられるアルミニウム合金は、鋳造性や耐摩耗性を向上させるためシリコンを含有しており、それらシリコンが晶出した金属組織となっている。シリコンはリング溝の内面に部分的に露出しているため、陽極酸化処理でアルミニウムが酸化されて生成する陽極酸化皮膜も部分的に生成が阻害され、表面に凹凸のある不均一な皮膜となってしまう。このような陽極酸化皮膜では、ピストンリングとの間に隙間が生じてしまい、シール性の低下に伴いブローバイガスの流量の増大やオイル上がりが発生し、燃費の悪化や、ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ：粒子状物質）といった欧州環境規制対象物質の発生の要因、ＰＮ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｎｕｍｂｅｒ：粒子数）といったその数の増加の要因となるという問題がある。
【0004】
一方で、特許文献１には、アルミニウム合金の表面に形成された陽極酸化皮膜の耐食性を向上させるとともに、短時間で可能な処理方法として、アルミニウム合金の表面に形成された陽極酸化皮膜の表面を、０．０２～２０ｇ／Ｌのリチウムイオンを含み、ｐＨ値が１０．５以上で、温度を６５℃以下とする封孔処理液で封孔処理することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１０－７７５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
アルミニウム合金製の内燃機関用ピストンのピストンリング溝の内面に形成した陽極酸化皮膜の表面を、後処理で機械的に平滑化することは、ピストンリング溝の幅が数ｍｍであることから困難である。
【0007】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、ピストンリング溝の内面に、耐摩耗性を向上することができるとともに、ピストンリングとの密着性も良好にすることができる陽極酸化皮膜を備える内燃機関用ピストン及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の目的を達成するために、本発明は、その一態様として、内燃機関用ピストンの製造方法であって、この方法は、アルミニウム合金製の内燃機関用ピストンのピストンリング溝の内面に陽極酸化皮膜を形成する工程と、リチウムイオンを含む封孔処理液で前記陽極酸化皮膜を封孔処理し、封孔処理後の陽極酸化皮膜の表面のビッカース硬さＨＶを３２０未満とする工程とを含む。
【0009】
また、本発明は、別の態様として、外周面にピストンリング溝を有する内燃機関用ピストンであって、この内燃機関用ピストンは、前記ピストンリング溝の内面に陽極酸化皮膜を備え、前記陽極酸化皮膜の表面部分の孔は塞がれており、前記孔が塞がれている表面部分には、リチウムとアルミニウムと酸素の化合物が存在し、前記陽極酸化皮膜の表面のビッカース硬さＨＶは、３２０未満である。
【発明の効果】
【0010】
このように本発明によれば、アルミニウム合金製の内燃機関用ピストンのピストンリング溝の内面に形成した陽極酸化皮膜を、リチウムイオンを含む封孔処理液で封孔処理して、封孔処理後の陽極酸化皮膜の表面のビッカース硬さＨＶを３２０未満とすることで、封孔処理後の陽極酸化皮膜の表面が凹凸で不均一であっても、エンジン始動時のピストンリングの上下方向の圧力によって凹凸が均され、ピストンリングとの密着性が良好となる。よって、内燃機関用ピストンのピストンリング溝のシール性が高まることで、ブローバイガスの流量の低減や、オイル上がりを抑制でき、よって、燃費の向上や、ＰＭやＰＮの環境規制の対応に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明に係る内燃機関用ピストンの一実施の形態であって、第１ピストンリング溝の周辺を模式的に示す断面図である。
【図3】試験例１の陽極酸化皮膜の硬さの測定結果を示すグラフである。
【図4】試験例２の陽極酸化皮膜の硬さの測定結果を示すグラフである。
【図5】試験例３の陽極酸化皮膜の硬さの測定結果を示すグラフである。
【図6】試験例４の陽極酸化皮膜の硬さの測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る内燃機関用ピストン及びその製造方法の一実施の形態について説明する。なお、図面は、理解のし易さを優先にして描かれており、縮尺通りに描かれたものではない。
【0013】
図１に示すように、本実施の形態の内燃機関用ピストン１０は、その外周面１２に第１ピストンリング溝１３が形成されている。ピストンリング溝としては、ピストン冠面１１側から順に、第１ピストンリング溝１３、第２ピストンリング溝（図示省略）、オイルリング溝（図示省略）の３つのリング溝が形成されている。第１ピストンリング溝１３には第１ピストンリング３０が嵌め込まれ、第２ピストンリング溝には第２ピストンリング（図示省略）が嵌め込まれ、オイルリング溝にはオイルリング（図示省略）が嵌め込まれる。
【0014】
内燃機関用ピストン１０は、アルミニウム合金で形成されている。アルミニウム合金は、耐摩耗性および耐アルミ凝着性に寄与する成分として、一般に、シリコン（Ｓｉ）が含有されている。このようなアルミニウム合金としては、例えば、ピストンとしてＡＣ４、ＡＣ８、ＡＣ８Ａ、ＡＣ９等のＡＣ材、ＡＤＣ１０～ＡＤＣ１４等のＡＤＣ材、Ａ４０００等がある。一方、第１ピストンリング３０等のリングは、例えば高炭素鋼やマルテンサイト系ステンレス鋼等により形成されている。第１ピストンリング３０等のリングは、周方向の一箇所が開口している略Ｃ字形を有しており、弾性的に拡径された状態でピストン１０の第１ピストンリング溝１３等のリング溝内に入れた後、弾性復元力によって縮径して、リング溝の内部に嵌め込まれる。
【0015】
第１ピストンリング３０の外周面３３は、内燃機関用ピストン１０の外周面１２よりも外周側に突出した状態になっている。ピストン１０の外周面１２は、ピストン冠面１１と第１ピストンリング溝１３との間を第１ランド１２ａと呼び、第１ピストンリング溝１３と第２ピストンリング溝（図示省略）との間を第２ランド１２ｂと呼び、第２ピストンリング溝とオイルリング溝（図示省略）との間を第３ランド（図示省略）と呼ぶ。第１ピストンリング３０等の各リングの外周面は、内燃機関用ピストン１０の外周面１２よりも外方に突出した状態になっていることから、第１ピストンリング３０等の各リングを装着した内燃機関用ピストン１０を、シリンダ４０内に挿入する際には、第１ピストンリング３０等の各リングを弾性的に縮径させた状態でシリンダ４０内に挿入することになる。よって、内燃機関用ピストン１０をシリンダ４０内に挿入した状態では、第１ピストンリング３０等の各リングはその弾性力によってシリンダ４０の内壁面４１に押し付けられた状態となり、第１ピストンリング３０及びセカンドリングは燃焼室の気密性を保持する機能を果たし、オイルリングはシリンダ４０の内壁面４１に残存するオイルを掻き落とす機能を果たす。
【0016】
内燃機関用ピストン１０の外周面１２に形成された第１ピストンリング溝１３の内面のうち、ピストン冠面１１側の内面を上面１３ａと呼び、セカンドリング溝（図示省略）側の内面を下面１３ｃと呼び、その間の溝の底の側の内面を側面１３ｂと呼ぶ。そして、本実施の形態では、第１ピストンリング溝１３の上面１３ａ、側面１３ｂおよび下面１３ｃに、本発明に係る封孔処理により硬さが低下した陽極酸化皮膜２０（以下、「軟化陽極酸化皮膜」という）が形成されている。なお、第１ピストンリング溝１３の内面のうち、下面１３ｃにのみ軟化陽極酸化皮膜２０を設けてもよい。
【0017】
このように第１ピストンリング溝１３の下面１３ｃに軟化陽極酸化皮膜２０を形成するのは、図１に示すように、内燃機関用ピストン１０は、圧縮工程および膨張工程ではピストン冠面１１側の燃焼室内が高圧になるため、第１ピストンリング３０の下面３２が第１ピストンリング溝１３の下面１３ｃに強く密着する。一方、図示しないが、吸入工程では、内燃機関用ピストン１０は、第１ピストンリング３０の上面３１が第１ピストンリング溝１３の上面１３ａに密着し、これら工程を繰り返す度に内燃機関用ピストン１０は第１ピストンリング溝１３の上面１３ａと下面１３ｃとの間を移動する。よって、第１ピストンリング溝１３の下面１３ｃは、第１ピストンリング３０との間で摩耗が発生し易いことから、耐摩耗性およびシール性を向上させるために軟化陽極酸化皮膜２０を形成する必要がある。
【0018】
もちろん、第１ピストンリング溝１３の上面１３ａにも軟化陽極酸化皮膜２０を形成してよい。また、第１ピストンリング３０は、その張力によってシリンダ４０にも密着しているので、第１ピストンリング溝１３の側面１３ｂに接することはなく、よって、第１ピストンリング溝１３の側面１３ｂに軟化陽極酸化皮膜２０を形成することは必須ではないが、もちろん、第１ピストンリング溝１３の側面１３ｂに軟化陽極酸化皮膜２０を形成してもよい。
【0019】
本実施の形態の軟化陽極酸化皮膜２０は、図２に示すように、第１ピストンリング溝１３の下面１３ｃのアルミニウム合金１５を陽極酸化処理することによって生成した陽極酸化皮膜の多孔質部２１と、陽極酸化皮膜を、リチウムイオンを含む封孔処理液で封孔処理することによって陽極酸化皮膜の表面部分の孔が塞がれた封孔処理部２２とを備える構造を有する。
【0020】
陽極酸化処理で形成される陽極酸化皮膜は、通常、陽極酸化処理の対象であるアルミニウム合金１５の表面に対して垂直方向に成長することから、アルミニウム合金１５の表層にシリコン１６等が晶出している箇所では、陽極酸化皮膜の成長が阻害され、表面に多数の凹凸が発生してしまう。この陽極酸化皮膜の表面の凹凸は、封孔処理によって平滑化できるものではない。本発明は、リチウムイオンを含む封孔処理液で封孔処理することによって、陽極酸化皮膜の優れた耐摩耗性を維持しつつ、陽極酸化皮膜の表面硬さを軟化させることができるという新たな知見に基づくものである。
【0021】
封孔処理によって陽極酸化皮膜の表面部分の孔が塞がれた封孔処理部２２は、陽極酸化皮膜よりも硬さが低く、ピストンリング３０との初期馴染み性に優れている。すなわち、封孔処理後の軟化陽極酸化皮膜２０の表面が凹凸で不均一であっても、エンジン始動時のピストンリング３０の上下方向の圧力によって凹凸が均され、図２に示すように、平滑化する。よって、ピストンリング溝の下面１３ｃとピストンリング３０との密着性が良好となり、ブローバイガスの流量を低減し、燃費を向上することができる。また、シール性が向上して、オイル上がりも抑制でき、よって、ＰＭやＰＮを要求値内に抑えることができる。
【0022】
封孔処理部２２の硬さ、すなわち、軟化陽極酸化皮膜２０の表面の硬さは、ビッカース硬さＨＶで、３２０未満であれば、エンジン始動時のピストンリング３０の上下方向の圧力によって、ピストンリングとの密着性が良好となる程度に表面の凹凸を平滑化することができる。好ましい軟化陽極酸化皮膜２０の表面の硬さは、ビッカース硬さＨＶで、好ましくは１３０以上３２０未満であり、より好ましくは１５０以上３２０未満である。軟化陽極酸化皮膜２０の表面の硬さの下限は、ビッカース硬さＨＶで、アルミニウム合金の硬さである１３０以上が好ましい。１３０未満となってしまうと、陽極酸化皮膜を形成する目的である耐摩耗性に影響を与え得る。
【0023】
このような軟化陽極酸化皮膜を備える内燃機関用ピストンを製造する方法としては、アルミニウム合金製の内燃機関用ピストンのピストンリング溝の内面に陽極酸化皮膜を形成する陽極酸化処理工程を行い、次に、リチウムイオンを含む封孔処理液で陽極酸化皮膜を封孔処理する封孔処理工程を行うことを含む。以下に各工程について説明する。
【0024】
陽極酸化処理工程では、アルミニウム合金の表面に陽極酸化皮膜を形成することができる従来の陽極酸化処理を広く採用することができる。例えば、硫酸、シュウ酸、リン酸、クロム酸等の酸性の処理浴や、水酸化ナトリウム、リン酸ナトリウム、フッ化ナトリウム等の塩基性の処理浴に、陰極としてチタンやカーボンなどの電極板と、陽極として内燃機関用ピストンを浸漬し、電気分解を行うことで、内燃機関用ピストンのピストンリング溝の内面のアルミニウム合金を酸化させて、陽極酸化皮膜を形成することができる。電解法としては、直流電解、交流電解、交直重畳電解などのうち、いずれを用いてもよい。本発明の封孔処理の対象となる陽極酸化皮膜は、特定の陽極酸化処理に限定されない。
【0025】
陽極酸化処理工程で形成する陽極酸化皮膜の膜厚は、特に限定されないが、例えば、５～２０μｍが好ましく、５～１０μｍがより好ましい。
【0026】
封孔処理工程では、陽極酸化皮膜を形成した内燃機関用ピストンに対し、リチウムイオンを含む封孔処理液を塗布またはスプレーしたり、封孔処理液に浸漬することで、陽極酸化皮膜の表面部分の孔が塞がれる。より詳しくは、封孔処理液によって陽極酸化皮膜の表面部分が溶けた後、再析出することで、孔が塞がれた封孔処理部が、陽極酸化皮膜の表面部分に形成される。この封孔処理部には、酸化アルミニウムの他に、リチウムとアルミニウムと酸素の化合物が存在する。この封孔処理部は、内燃機関用ピストンが暴露される高温環境下においても、分解して封孔状態が解除されるということはない。
【0027】
封孔処理液は、リチウムイオンを含む水溶液であり、リチウムイオン源となる化合物としては、硫酸リチウム、塩化リチウム、ケイ酸リチウム、硝酸リチウム、炭酸リチウム、リン酸リチウム、水酸化リチウムなどを使用することができる。これらのうち、水溶液が塩基性を示すものとして水酸化リチウム、炭酸リチウム、ケイ酸リチウムが好ましい。但し、ケイ酸リチウムは毒性が強く、水に溶けにくいため、実用的ではない。よって、炭酸リチウムと水酸化リチウムがより好ましい。
【0028】
封孔処理液のリチウムイオン濃度は、１～１５ｇ／Ｌが好ましく、１～１２ｇ／Ｌがより好ましい。１ｇ／Ｌ以上の濃度のリチウムイオンで、封孔処理の反応が促進され、硬さが十分に低下した封孔処理部を得ることができる。リチウムイオン濃度の上限は、特に限定されないが、１５ｇ／Ｌ以下とすることが好ましい。リチウムイオン濃度が１５ｇ／Ｌを超えると、急速に反応が進み、好ましくない。
【0029】
封孔処理液の温度は、１０～７０℃が好ましく、１０～６０℃がより好ましい。１０℃以上の高い温度で封孔処理を行うと、活性および反応性が高く、短時間でも、硬さが十分に低下した封孔処理部を得ることができる。一方、７０℃を超える温度では、陽極酸化皮膜表面からの皮膜の溶解が急速に進み、好ましくない。
【0030】
封孔処理の処理時間は、０．５～４分が好ましく、０．５～２分がより好ましい。処理時間を０．５分以上とすることで、陽極酸化皮膜の表面が溶け、硬さが十分に低下した封孔処理部を再析出することができる。一方、４分を超える時間では、陽極酸化皮膜表面からの皮膜の溶解が急速に進み、好ましくない。
【0031】
封孔処理工程では、封孔処理液による封孔処理を行った後、水洗、乾燥することが好ましい。
【0032】
なお、第１ピストンリング溝１３に軟化陽極酸化皮膜２０を形成することについて説明してきたが、本発明は、第１ピストンリング溝１３に限定されることなく、第２ピストンリング溝などの他のピストンリング溝に軟化陽極酸化皮膜２０を形成してもよい。ピストンリングとの密着性が高まることで、ブローバイガスの流量やオイル上がりを低減し、燃費向上、環境規制対応に貢献できる。また、耐摩耗性が向上することで、ピストンリングとのシール性を良好に保つことができる。更に、ピストンリング溝のうち、第１ピストンリング溝１３に軟化陽極酸化皮膜２０を形成することで、第１ピストンリング溝１３よりも下への熱逃げ抑制より、燃費が向上する。これは、冷却損失の低減ともいえる。
【実施例】
【0033】
以下、本発明の実施例および比較例について説明する。
【0034】
［試験例１］
アルミニウム合金製の内燃機関用ピストンを模擬したアルミニウム材Ａ１０５０のテストピースに、硫酸浴の陽極酸化処理（電気分解の条件：０．５Ａ、１０ｍｉｎ）を施し、表面に約２０μｍの陽極酸化皮膜を形成した。このテストピースを、リチウムイオン濃度が１０ｇ／Ｌである封孔処理液に浸漬して、陽極酸化皮膜の封孔処理を行った。封孔処理液の温度は３０℃で、処理時間は１分間とした。そして、封孔処理後の陽極酸化皮膜の硬さを、島津製作所社製のダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ－２１１で測定した。測定条件は、荷重１００ｍＮとした。硬さの評価は、ビッカース硬さＨＶで行った。５つのテストピースの封孔処理後の陽極酸化皮膜について硬さを測定し、その平均値を図３に示す（実施例）。なお、比較例として、封孔処理前の陽極酸化皮膜についても上記と同様にして硬さを測定した。その結果を図３に示す。
アルミニウム合金製の内燃機関用ピストンを模擬したアルミニウム材Ａ１０５０のテストピースに、硫酸浴の陽極酸化処理（電気分解の条件：０．５Ａ、１０ｍｉｎ）を施し、表面に約２０μｍの陽極酸化皮膜を形成した。このテストピースを、リチウムイオン濃度が１０ｇ／Ｌである封孔処理液に浸漬して、陽極酸化皮膜の封孔処理を行った。封孔処理液の温度は３０℃で、処理時間は１分間とした。そして、封孔処理後の陽極酸化皮膜の硬さを、島津製作所社製のダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ－２１１で測定した。測定条件は、荷重１００ｍＮとした。硬さの評価は、ビッカース硬さＨＶで行った。５つのテストピースの封孔処理後の陽極酸化皮膜について硬さを測定し、その平均値を図３に示す（実施例）。なお、比較例として、封孔処理前の陽極酸化皮膜についても上記と同様にして硬さを測定した。その結果を図３に示す。
【0035】
図３に示すように、封孔処理をしていない陽極酸化皮膜（比較例）の硬さは、ビッカース硬さＨＶで３２０であったものが、封孔処理後の陽極酸化皮膜（実施例）の硬さは、ビッカース硬さＨＶで２７０と大幅に低下した。このように陽極酸化皮膜の硬さをビッカース硬さＨＶで２７０と大幅に低い値にまで軟化させることで、陽極酸化皮膜の表面が凹凸で不均一なものであっても、エンジン始動時のピストンリングの上下方向の圧力によって凹凸を均して平滑化させることができる。
【0036】
［試験例２］
封孔処理液のリチウムイオン濃度を１０ｇ／Ｌから１、２０、３０ｇ／Ｌに変えた点を除いて、試験例１と同様にしてテストピースに陽極酸化処理および封孔処理を施し、封孔処理後の陽極酸化皮膜の硬さを測定した。その結果を図４に示す。
封孔処理液のリチウムイオン濃度を１０ｇ／Ｌから１、２０、３０ｇ／Ｌに変えた点を除いて、試験例１と同様にしてテストピースに陽極酸化処理および封孔処理を施し、封孔処理後の陽極酸化皮膜の硬さを測定した。その結果を図４に示す。
【0037】
図４に示すように、いずれのリチウムイオン濃度の封孔処理液によっても、封孔処理後の陽極酸化皮膜（実施例）の硬さは、封孔処理をしていない陽極酸化皮膜（比較例）の硬さよりも大幅に低下させることができた。特に、リチウムイオン濃度が１ｇ／Ｌ及び１０ｇ／Ｌの場合では、封孔処理後の陽極酸化皮膜の硬さは、ビッカース硬さＨＶで２００程度までしか低下しなかったが、リチウムイオン濃度が２０ｇ／Ｌ及び３０ｇ／Ｌの場合では、封孔処理後の陽極酸化皮膜の硬さが、ビッカース硬さＨＶで１００以下にまで低下した。よって、ビッカース硬さＨＶの好ましい範囲の下限値である１３０はリチウムイオン濃度が１０～２０ｇ／Ｌの間にあるため、好ましいリチウムイオン濃度の範囲は１～１５ｇ／Ｌであり、より好ましいリチウムイオン濃度の範囲は１～１２ｇ／Ｌであることがわかる。
【0038】
［試験例３］
封孔処理液の温度を３０℃から１０、５０、７０℃に変えた点を除いて、試験例１と同様にしてテストピースに陽極酸化処理および封孔処理を施し、封孔処理後の陽極酸化皮膜の硬さを測定した。その結果を図５に示す。
封孔処理液の温度を３０℃から１０、５０、７０℃に変えた点を除いて、試験例１と同様にしてテストピースに陽極酸化処理および封孔処理を施し、封孔処理後の陽極酸化皮膜の硬さを測定した。その結果を図５に示す。
【0039】
図５に示すように、いずれの温度の封孔処理液によっても、封孔処理後の陽極酸化皮膜（実施例）の硬さは、封孔処理をしていない陽極酸化皮膜（比較例）の硬さよりも大幅に低下させることができた。よって、処理温度は１０～７０℃が好ましく、１０～６０℃がより好ましいことがわかる。
【0040】
［試験例４］
封孔処理の処理時間を１分から０．５、５、１０分に変えた点を除いて、試験例１と同様にしてテストピースに陽極酸化処理および封孔処理を施し、封孔処理後の陽極酸化皮膜の硬さを測定した。その結果を図６に示す。
封孔処理の処理時間を１分から０．５、５、１０分に変えた点を除いて、試験例１と同様にしてテストピースに陽極酸化処理および封孔処理を施し、封孔処理後の陽極酸化皮膜の硬さを測定した。その結果を図６に示す。
【0041】
図６に示すように、いずれの処理時間の封孔処理によっても、封孔処理後の陽極酸化皮膜（実施例）の硬さは、封孔処理をしていない陽極酸化皮膜（比較例）の硬さよりも大幅に低下させることができた。特に、処理時間が１分の場合では、封孔処理後の陽極酸化皮膜の硬さは、ビッカース硬さＨＶで１８０程度までしか低下しなかったが、処理時間が４分以上の場合では、封孔処理後の陽極酸化皮膜の硬さが、ビッカース硬さＨＶで１００以下にまで低下した。よって、封孔処理の処理時間は、０．５～４分が好ましく、０．５～２分がより好ましいことがわかる。
【符号の説明】
【0042】
１０ 内燃機関用ピストン
１１ ピストン冠面
１２ａ 第１ランド
１２ｂ 第２ランド
１３ 第１ピストンリング溝
１３ｃ 第１ピストンリング溝の下面
１５ アルミニウム合金
１６ シリコン
２０ 封孔処理後の陽極酸化皮膜（軟化陽極酸化皮膜）
２１ 多孔質部
２２ 封孔処理部
３０ トップリング
４０ シリンダ
１１ ピストン冠面
１２ａ 第１ランド
１２ｂ 第２ランド
１３ 第１ピストンリング溝
１３ｃ 第１ピストンリング溝の下面
１５ アルミニウム合金
１６ シリコン
２０ 封孔処理後の陽極酸化皮膜（軟化陽極酸化皮膜）
２１ 多孔質部
２２ 封孔処理部
３０ トップリング
４０ シリンダ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
