本發(fā)明涉及以鋁合金為母材且在頂面形成有腔室的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法。

背景技術(shù)：

以往，已知有以鋁合金為母材且在頂面形成有腔室的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法。作為這種內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法的例子，存在例如專利文獻(xiàn)1記載的方法。

在專利文獻(xiàn)1記載的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在母材的表面中的與活塞的頂面(及形成于頂面的腔室的壁面)對應(yīng)的部分成膜出陽極氧化皮膜(多孔層)，接下來，通過在陽極氧化皮膜(多孔層)的表面上形成包覆層而堵塞陽極氧化皮膜(多孔層)的細(xì)孔(即，執(zhí)行基于封孔劑的封孔處理)，接下來，執(zhí)行使包覆層(封孔劑層)的凹凸?fàn)畹谋砻嫫交木庸ぁ?/p>

另外，在專利文獻(xiàn)2中記載了在發(fā)動機(jī)燃燒室的內(nèi)表面形成的陽極氧化皮膜的膜厚及空孔率。

此外，在專利文獻(xiàn)3的圖6記載了使未形成陽極氧化皮膜的活塞的腔室面及錐面的表面粗糙度小于形成有陽極氧化皮膜的活塞的擠氣面的表面粗糙度的內(nèi)容。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2012-072745號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2010-249008號公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2015-094292號公報(bào)

然而，在專利文獻(xiàn)1記載的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，為了提高基于錨定效果的陽極氧化皮膜(多孔層)與包覆層(封孔劑層)的緊貼性，在母材的表面形成凹凸圖案，伴隨于此，在母材的表面上形成的陽極氧化皮膜(多孔層)的表面也成為凹凸?fàn)睢?/p>

此外，在專利文獻(xiàn)1記載的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在陽極氧化皮膜(多孔層)的凹凸?fàn)畹谋砻嫔闲纬傻陌矊?封孔劑層)的凹凸?fàn)畹谋砻嫱ㄟ^精加工而實(shí)現(xiàn)平滑化。

因此，在專利文獻(xiàn)1記載的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在包覆層(封孔劑層)的表面的平滑化后，雖然陽極氧化皮膜(多孔層)的表面中的位于凸?fàn)畈糠种系陌矊?封孔劑層)的厚度未變大，但是陽極氧化皮膜(多孔層)的表面中的位于凹狀部分之上的包覆層(封孔劑層)的厚度變大。

即，在專利文獻(xiàn)1記載的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，形成具有較厚的部分的包覆層(封孔劑層)。其結(jié)果是，在專利文獻(xiàn)1記載的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，包覆層(封孔劑層)的熱容量可能會大于具有均勻且較小的厚度的包覆層(封孔劑層)的熱容量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問題點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠改善封孔劑層的表面的面粗糙度(平滑性)并降低封孔劑層的熱容量的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法。

本申請發(fā)明人等在仔細(xì)研究中，為了減小封孔劑層的熱容量，嘗試了在執(zhí)行基于封孔劑的封孔處理之前對多孔性的陽極氧化皮膜的表面進(jìn)行研磨而實(shí)現(xiàn)平滑化的方案。然而，在本申請發(fā)明人等的仔細(xì)研究中發(fā)現(xiàn)，多孔性的陽極氧化皮膜非常脆弱，因此在研磨處理的執(zhí)行過程中，陽極氧化皮膜會發(fā)生破損。即，在本申請發(fā)明人等的仔細(xì)研究中發(fā)現(xiàn)了在研磨處理的執(zhí)行過程中由于陽極氧化皮膜的破損而在陽極氧化皮膜的表面形成凹部的情況。

此外，在本申請發(fā)明人等的仔細(xì)研究中發(fā)現(xiàn)，通過在陽極氧化皮膜的表面的研磨處理之前執(zhí)行陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理，與未執(zhí)行陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理的情況相比能夠抑制研磨處理的執(zhí)行過程中的陽極氧化皮膜的破損。

即，在本申請發(fā)明人等的仔細(xì)研究中發(fā)現(xiàn)，通過在陽極氧化皮膜的表面的研磨處理之前執(zhí)行陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理，與未執(zhí)行陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理的情況相比，在研磨處理的執(zhí)行過程中能夠抑制在陽極氧化皮膜的表面形成凹部的可能性。

鑒于這一點(diǎn)，根據(jù)第一發(fā)明，提供一種內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法，所述內(nèi)燃機(jī)用活塞以鋁合金為母材且在頂面形成有腔室，所述內(nèi)燃機(jī)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與所述腔室的壁面對應(yīng)的部分成膜出多孔性的陽極氧化皮膜的成膜步驟；

對通過所述成膜步驟成膜出的陽極氧化皮膜進(jìn)行加強(qiáng)的加強(qiáng)步驟；

對通過所述加強(qiáng)步驟加強(qiáng)后的陽極氧化皮膜進(jìn)行研磨，由此形成陽極氧化皮膜的被平滑化了的表面的研磨步驟；及

向通過所述研磨步驟形成的陽極氧化皮膜的被平滑化了的表面涂布封孔劑的封孔步驟。

即，在第一發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在執(zhí)行對多孔性的陽極氧化皮膜的表面進(jìn)行研磨的陽極氧化皮膜的研磨處理之前，執(zhí)行對陽極氧化皮膜進(jìn)行加強(qiáng)的陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理。

因此，在第一發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，與未執(zhí)行陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理的情況相比，在陽極氧化皮膜的研磨處理的執(zhí)行過程中能夠降低陽極氧化皮膜破損的可能性。

即，在第一發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，與未執(zhí)行陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理的情況相比，能夠改善執(zhí)行陽極氧化皮膜的研磨處理之后的陽極氧化皮膜的表面的面粗糙度(平滑性)。

此外，在第一發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在陽極氧化皮膜的封孔處理中，對于陽極氧化皮膜的被平滑化了的表面涂布封孔劑，形成封孔劑層。

因此，在第一發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，不執(zhí)行對于封孔劑層的平滑化處理(精加工)就能夠形成封孔劑層的平滑的表面。

詳細(xì)而言，在第一發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，形成陽極氧化皮膜的平滑的表面，并形成封孔劑層的平滑的表面。

因此，在第一發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，能夠使封孔劑層的厚度均勻且小，能夠降低封孔劑層的熱容量。

即，在第一發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，能夠改善封孔劑層的表面的面粗糙度(平滑性)并降低封孔劑層的熱容量。

在第一發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，由于能夠使封孔劑層的表面平滑化，因此能夠使由封孔劑層的表面構(gòu)成的、在內(nèi)燃機(jī)用活塞的頂面上形成的腔室的壁面平滑化。其結(jié)果是，能夠抑制通過腔室的壁面等劃定的燃燒室內(nèi)的燃燒速度的下降。

此外，在第一發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，由于能夠減小封孔劑層的厚度，因此能夠降低封孔劑層的熱容量。其結(jié)果是，與封孔劑層的熱容量大的情況相比，能夠提高擺動特性(具有隔熱特性且陽極氧化皮膜的溫度追隨燃燒室內(nèi)的氣體溫度的特性)。

根據(jù)第二發(fā)明，提供一種以第一發(fā)明為基礎(chǔ)的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法，其特征在于，在所述加強(qiáng)步驟中，將封孔劑涂布至堆積在通過所述成膜步驟成膜出的陽極氧化皮膜的表面上為止，由此對通過所述成膜步驟成膜出的陽極氧化皮膜進(jìn)行加強(qiáng)。

即，在第二發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，封孔劑使用于陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理及陽極氧化皮膜的封孔處理。此外，在陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理中，封孔劑涂布至堆積在多孔性的陽極氧化皮膜的表面上為止。其結(jié)果是，陽極氧化皮膜的細(xì)孔(納米氣孔及微米氣孔)的內(nèi)壁面的整體由加強(qiáng)處理用封孔劑加強(qiáng)。

因此，在第二發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，與在陽極氧化皮膜的細(xì)孔(納米氣孔及微米氣孔)的內(nèi)壁面存在未加強(qiáng)的部分的情況相比，能夠提高執(zhí)行陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理之后的陽極氧化皮膜的剛性，由此，能夠改善執(zhí)行陽極氧化皮膜的研磨處理之后的陽極氧化皮膜的表面的面粗糙度(平滑性)。

當(dāng)利用研磨處理無法完全除去通過加強(qiáng)處理而堆積在陽極氧化皮膜的表面上的封孔劑時，在執(zhí)行研磨處理之后，存在封孔劑殘留于陽極氧化皮膜的細(xì)孔(尤其是納米氣孔)的上側(cè)的部分和封孔劑未殘留于陽極氧化皮膜的細(xì)孔(尤其是納米氣孔)的上側(cè)的部分。

當(dāng)對于封孔劑殘留于陽極氧化皮膜的細(xì)孔(尤其是納米氣孔)的上側(cè)的部分執(zhí)行封孔處理時，在封孔處理中涂布的封孔劑不會進(jìn)入該細(xì)孔的內(nèi)部，因此通過在執(zhí)行封孔處理之后堆積于該細(xì)孔的上側(cè)的封孔劑而形成的封孔劑層比較厚。

另一方面，當(dāng)對于封孔劑未殘留于陽極氧化皮膜的細(xì)孔(尤其是納米氣孔)的上側(cè)的部分執(zhí)行封孔處理時，在封孔處理中涂布的封孔劑進(jìn)入該細(xì)孔的內(nèi)部，因此通過在執(zhí)行封孔處理之后堆積于該細(xì)孔的上側(cè)的封孔劑而形成的封孔劑層比較薄。

即，在執(zhí)行研磨處理之后，當(dāng)存在有封孔劑殘留于陽極氧化皮膜的細(xì)孔(尤其是納米氣孔)的上側(cè)的部分和封孔劑未殘留于陽極氧化皮膜的細(xì)孔(尤其是納米氣孔)的上側(cè)的部分時，在執(zhí)行封孔處理之后，封孔劑層的表面的平滑性可能會下降。

鑒于這一點(diǎn)，根據(jù)第三發(fā)明，提供一種以第二發(fā)明為基礎(chǔ)的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法，其特征在于，在所述研磨步驟中，利用研磨除去通過所述加強(qiáng)步驟而堆積在陽極氧化皮膜的表面上的封孔劑。

即，在第三發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，通過陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理而堆積于陽極氧化皮膜的表面上的封孔劑在陽極氧化皮膜的研磨處理的執(zhí)行過程中利用研磨來除去。

因此，在第三發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，能夠抑制在執(zhí)行封孔處理之后封孔劑層的表面的平滑性下降的可能性。

根據(jù)第四發(fā)明，提供一種以第一發(fā)明為基礎(chǔ)的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法，其特征在于，在所述加強(qiáng)步驟中，通過涂布封孔劑而對通過所述成膜步驟成膜出的陽極氧化皮膜進(jìn)行加強(qiáng)，

在所述加強(qiáng)步驟和所述封孔步驟中使用同一封孔劑。

即，在第四發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，封孔劑使用于陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理及陽極氧化皮膜的封孔處理。

然而，在封孔劑使用于陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理及陽極氧化皮膜的封孔處理的情況下，在完成內(nèi)燃機(jī)用活塞之后，陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理使用的封孔劑和陽極氧化皮膜的封孔處理使用的封孔劑殘存于陽極氧化皮膜的細(xì)孔內(nèi)。

鑒于這一點(diǎn)，在第四發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理和陽極氧化皮膜的封孔處理中使用同一封孔劑。

因此，在第四發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，與在陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理和陽極氧化皮膜的封孔處理中使用不同的封孔劑的情況相比，能夠提高在完成內(nèi)燃機(jī)用活塞之后殘存于陽極氧化皮膜的細(xì)孔內(nèi)的加強(qiáng)處理用封孔劑與封孔處理用封孔劑的緊貼性。

另外，在第四發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，可以使在完成內(nèi)燃機(jī)用活塞之后殘存于陽極氧化皮膜的細(xì)孔內(nèi)的加強(qiáng)處理用封孔劑的熱膨脹率與在完成內(nèi)燃機(jī)用活塞之后殘存于陽極氧化皮膜的細(xì)孔內(nèi)的封孔處理用封孔劑的熱膨脹率相同。

根據(jù)第五發(fā)明，提供一種以第一發(fā)明為基礎(chǔ)的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法，其特征在于，在所述加強(qiáng)步驟中，通過涂布封孔劑而對通過所述成膜步驟成膜出的陽極氧化皮膜進(jìn)行加強(qiáng)，

使在所述加強(qiáng)步驟中使用的封孔劑的粘度小于在所述封孔步驟中使用的封孔劑的粘度。

即，在第五發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，封孔劑使用于陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理及陽極氧化皮膜的封孔處理。此外，在陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理中使用的封孔劑的粘度小于在陽極氧化皮膜的封孔處理中使用的封孔劑的粘度。

因此，在第五發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，與粘度大的封孔劑使用于陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理的情況相比，在陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理的執(zhí)行過程中能夠使加強(qiáng)處理用封孔劑可靠地浸漬至陽極氧化皮膜的細(xì)孔(納米氣孔及微米氣孔)的較深的部分(距陽極氧化皮膜的表面的距離大的部分)，由此，能夠提高執(zhí)行陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理之后的陽極氧化皮膜的剛性。

此外，在第五發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在陽極氧化皮膜的封孔處理中使用的封孔劑的粘度大于在陽極氧化皮膜的加強(qiáng)處理中使用的封孔劑的粘度。

因此，在第五發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，與粘度小的封孔劑使用于陽極氧化皮膜的封孔處理的情況相比，在陽極氧化皮膜的封孔處理的執(zhí)行過程中，封孔處理用封孔劑難以浸漬至陽極氧化皮膜的細(xì)孔(納米氣孔及微米氣孔)的較深的部分(距陽極氧化皮膜的表面的距離大的部分)，其結(jié)果是，能夠增大在完成內(nèi)燃機(jī)用活塞之后殘存于陽極氧化皮膜的細(xì)孔內(nèi)的空間(空氣層)，由此，能夠提高內(nèi)燃機(jī)用活塞的隔熱特性。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠改善封孔劑層的表面的面粗糙度(平滑性)并降低封孔劑層的熱容量。

附圖說明

圖1是通過第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法制造的內(nèi)燃機(jī)用活塞10的概略性的剖視圖。

圖2是用于說明在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中對內(nèi)燃機(jī)用活塞10的母材10b執(zhí)行的處理的圖。

圖3是用于說明在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中對內(nèi)燃機(jī)用活塞10的母材10b執(zhí)行的處理的圖。

圖4是用于說明形成圖3(A)所示的封孔劑層10e1、10e2的加強(qiáng)處理等的圖，是將圖2(B)所示的納米氣孔10c2a放大表示的圖。

圖5是用于說明在比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中對內(nèi)燃機(jī)用活塞10的母材10b執(zhí)行的處理的圖。

圖6是用于說明算術(shù)平均粗糙度Ra等的圖。

圖7是用于將第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的腔室10a1的壁面10a1a的面粗糙度與比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的腔室10a1的壁面10a1a的面粗糙度進(jìn)行比較說明的圖。

圖8是用于說明利用通過第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法制造的內(nèi)燃機(jī)用活塞10實(shí)現(xiàn)的燃耗改善率的圖。

符號說明

10 內(nèi)燃機(jī)用活塞

10a 頂面

10a1 腔室

10a1a 壁面

10b 母材

10b1 表面

10c 陽極氧化皮膜

10c1 表面

10c2a、10c2b、10c2c 納米氣孔

10c2d、10c2e、10c2f 納米氣孔

10c2a1 內(nèi)壁面

10c3a、10c3b、10c3c 微米氣孔

10c4、10c4’ 表面

10c4a’ 凹部

10d 封孔劑

10e1 封孔劑層

10e2 封孔劑層

10f 封孔劑

10g1、10g1’ 封孔劑層

10g1a、10g1a’ 表面

10g2 封孔劑層

具體實(shí)施方式

以下，說明本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法的第一實(shí)施方式。圖1是通過第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法制造的內(nèi)燃機(jī)用活塞10的概略性的剖視圖。

通過第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法制造的內(nèi)燃機(jī)用活塞10以鋁合金為母材。另外，如圖1所示，在內(nèi)燃機(jī)用活塞10的頂面10a形成有腔室10a1。

在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，為了提高腔室10a1的壁面10a1a的平滑性而對內(nèi)燃機(jī)用活塞10的母材執(zhí)行后述的處理。

圖2及圖3是用于說明在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中對內(nèi)燃機(jī)用活塞10的母材10b執(zhí)行的處理的圖。詳細(xì)而言，圖2(A)、圖2(B)、圖3(A)、圖3(B)及圖3(C)是各處理的執(zhí)行過程中的腔室10a1的壁面10a1a的一部分的放大剖視圖。

在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，首先，如圖2(A)所示，準(zhǔn)備具有平滑表面10b1的鋁合金制的母材10b。在后述的圖7(A)所示的例子中，母材10b的表面10b1中的與腔室10a1(參照圖1)的壁面10a1a(參照圖1)對應(yīng)的部分的算術(shù)平均粗糙度Ra(相當(dāng)于圖7(A)中的“基準(zhǔn)”的算術(shù)平均粗糙度Ra)設(shè)定為例如約0.9～1μm。

接下來，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，如圖2(B)所示，對于母材10b的表面10b1中的與腔室10a1的壁面10a1a對應(yīng)的部分執(zhí)行成膜出多孔性的陽極氧化皮膜10c的成膜處理(陽極氧化處理、鋁陽極化處理)。在后述的圖7(A)所示的例子中，執(zhí)行了成膜處理后的陽極氧化皮膜10c的表面10c1的算術(shù)平均粗糙度Ra(相當(dāng)于圖7(A)中的“未研磨”的算術(shù)平均粗糙度Ra)成為例如約4～5μm。

通過圖2(B)所示的成膜處理而成膜出的陽極氧化皮膜10c具有多個納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f及多個微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c。因此，通過圖2(B)所示的成膜處理成膜出的陽極氧化皮膜10c對于后述的研磨處理而言比較脆弱。

因此，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，接下來，執(zhí)行對于通過圖2(B)所示的成膜處理成膜出的陽極氧化皮膜10c進(jìn)行加強(qiáng)的加強(qiáng)處理。具體而言，在圖3(A)所示的加強(qiáng)處理中，在通過圖2(B)所示的成膜處理成膜出的陽極氧化皮膜10c上形成封孔劑層10e1、10e2。

圖4是用于說明形成圖3(A)所示的封孔劑層10e1、10e2的加強(qiáng)處理等的圖，是將圖2(B)所示的納米氣孔10c2a放大表示的圖。

在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，為了形成圖3(A)所示的封孔劑層10e1、10e2，首先，如圖4(A)及圖4(B)所示，將溶液狀的封孔劑10d涂布于陽極氧化皮膜10c，其結(jié)果是，溶液狀的封孔劑10d注入到具有內(nèi)壁面10c2a1的納米氣孔10c2a內(nèi)，并且堆積在陽極氧化皮膜10c的表面10c1上。

詳細(xì)而言，將溶液狀的封孔劑10d涂布于陽極氧化皮膜10c，其結(jié)果是，溶液狀的封孔劑10d也注入到納米氣孔10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f(參照圖2(B))及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c(參照圖2(B))內(nèi)，并且堆積在與腔室10a1(參照圖1)的壁面10a1a(參照圖1)對應(yīng)的陽極氧化皮膜10c的表面10c1上。

在溶液狀的封孔劑10d的供給過程中，從納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c出來的氣泡不再存在于陽極氧化皮膜10c的表面10c1上，在出現(xiàn)光澤時，能夠判斷為封孔劑10d向納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c內(nèi)的注入完成，封孔劑10d開始堆積在陽極氧化皮膜10c的表面10c1上。實(shí)際上，堆積至表面的封孔劑10d的涂敷量如下述那樣決定，接下來，涂敷該涂敷量的封孔劑10d。

封孔劑10d的供給量(涂布量)例如基于陽極氧化皮膜10c內(nèi)的平均的空孔的體積來算出。

接下來，如圖4(B)及圖4(C)所示，由于溶液狀的封孔劑10d固化(詳細(xì)而言，由于后述的反應(yīng)及有機(jī)溶劑的氣化)，在納米氣孔10c2a(參照圖4(A))的內(nèi)壁面10c2a1(參照圖4(A))上形成封孔劑層10e2，并且在陽極氧化皮膜10c的表面10c1(參照圖4(A))上形成封孔劑層10e1。

同樣地，如圖3(A)所示，在納米氣孔10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f(參照圖2(B))及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c(參照圖2(B))的內(nèi)壁面上也形成封孔劑層10e2，在與腔室10a1(參照圖1)的壁面10a1a(參照圖1)對應(yīng)的陽極氧化皮膜10c(參照圖2(B))的表面10c1(參照圖2(B))上形成封孔劑層10e1。

其結(jié)果是，陽極氧化皮膜10c被加強(qiáng)，在后述的研磨處理的執(zhí)行過程中能避免陽極氧化皮膜10c的破損。

接下來，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，如圖3(B)所示執(zhí)行研磨處理，在該研磨處理中，通過對由圖3(A)所示的加強(qiáng)處理加強(qiáng)后的陽極氧化皮膜10c進(jìn)行研磨來形成陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4。在后述的圖7(A)所示的例子中，陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4的算術(shù)平均粗糙度Ra(相當(dāng)于圖7(A)中的“研磨B”的算術(shù)平均粗糙度Ra)成為例如約1μm。

詳細(xì)而言，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在圖3(B)及圖4(D)所示的研磨處理中，利用研磨來除去通過使溶液狀的封孔劑10d(參照圖4(B))堆積在陽極氧化皮膜10c(參照圖4(A))的表面10c1(參照圖4(A))上而在陽極氧化皮膜10c的表面10c1上形成的封孔劑層10e1(參照圖4(C))。

同樣地，在圖3(B)所示的研磨處理中，利用研磨來除去通過使溶液狀的封孔劑10d(參照圖4(B))堆積在陽極氧化皮膜10c(參照圖2(B))的表面10c1(參照圖2(B))上而在陽極氧化皮膜10c的表面10c1上形成的封孔劑層10e1(參照圖3(A))。

接下來，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，執(zhí)行向通過圖3(B)所示的研磨處理而形成的陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4涂布封孔劑10f(參照圖4(E))的封孔處理。具體而言，在圖3(C)所示的封孔處理中，在通過圖3(B)所示的研磨處理而形成的陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4上形成封孔劑層10g1。

在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，為了形成圖3(C)所示的封孔劑層10g1，首先如圖4(E)所示，將溶液狀的封孔劑10f涂布于陽極氧化皮膜10c，其結(jié)果是，溶液狀的封孔劑10f注入到納米氣孔10c2a(參照圖4(A))內(nèi)，并且堆積在陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4(參照圖4(D))上。

詳細(xì)而言，將溶液狀的封孔劑10f涂布于陽極氧化皮膜10c，其結(jié)果是，溶液狀的封孔劑10f也注入到納米氣孔10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f(參照圖2(B))及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c(參照圖2(B))內(nèi)，并且堆積在與腔室10a1(參照圖1)的壁面10a1a(參照圖1)對應(yīng)的陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4(參照圖3(B))上。

在溶液狀的封孔劑10f的供給過程中，從納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c出來的氣泡不再存在于陽極氧化皮膜10c的表面10c1上，在形成光澤時，可以判斷為封孔劑10f向納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c內(nèi)的注入完成，封孔劑10f開始堆積在陽極氧化皮膜10c的表面10c1上。

封孔劑10f的供給量例如基于陽極氧化皮膜10c內(nèi)的平均的空孔的體積來算出。

接下來，如圖4(E)及圖4(F)所示，由于溶液狀的封孔劑10f固化(詳細(xì)而言，由于后述的反應(yīng)及有機(jī)溶劑的氣化)，在納米氣孔10c2a(參照圖4(A))的內(nèi)壁面10c2a1(參照圖4(A))上形成封孔劑層10g2，并且在陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4(參照圖4(D))上形成封孔劑層10g1，通過封孔劑層10g1將納米氣孔10c2a的入口部分堵塞。

同樣地，如圖3(C)所示，在納米氣孔10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f(參照圖2(B))及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c(參照圖2(B))的內(nèi)壁面上也形成封孔劑層，在與腔室10a1(參照圖1)的壁面10a1a(參照圖1)對應(yīng)的陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4(參照圖3(B))上形成封孔劑層10g1，通過封孔劑層10g1將納米氣孔10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f的入口部分堵塞。

換言之，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在對于多孔性的陽極氧化皮膜10c的表面進(jìn)行研磨的圖3(B)所示的研磨處理執(zhí)行之前，執(zhí)行將陽極氧化皮膜10c加強(qiáng)的圖3(A)所示的加強(qiáng)處理。

因此，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，與未執(zhí)行圖3(A)所示的加強(qiáng)處理的情況相比，在圖3(B)所示的研磨處理的執(zhí)行過程中，能夠降低陽極氧化皮膜10c破損的可能性。

即，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，與未執(zhí)行圖3(A)所示的加強(qiáng)處理的情況相比，能夠改善圖3(B)所示的研磨處理執(zhí)行之后的陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4的面粗糙度(平滑性)。

此外，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在圖3(C)所示的封孔處理中，對于陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4(參照圖3(B))涂布封孔劑10f(參照圖4(E))，形成封孔劑層10g1。

因此，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，不執(zhí)行對于封孔劑層10g1的平滑化處理(精加工)，就能夠形成封孔劑層10g1的平滑的表面10g1a。

詳細(xì)而言，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，如圖3(B)所示形成陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4，并且如圖3(C)所示形成封孔劑層10g1的平滑的表面10g1a。

因此，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，能夠使封孔劑層10g1的厚度均勻且小，能夠降低封孔劑層10g1的熱容量。即，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，能夠改善封孔劑層10g1的表面10g1a的面粗糙度(平滑性)并降低封孔劑層10g1的熱容量。在后述的圖7(A)所示的例子中，封孔劑層10g1的表面10g1a的算術(shù)平均粗糙度Ra(相當(dāng)于圖7(A)中的“研磨B”的算術(shù)平均粗糙度Ra)成為例如約1μm。

在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，由于能夠?qū)崿F(xiàn)圖3(C)所示的封孔劑層10g1的表面10g1a的平滑化，因此能夠?qū)崿F(xiàn)由封孔劑層10g1的表面10g1a構(gòu)成的、在圖1所示的內(nèi)燃機(jī)用活塞10的頂面10a上形成的腔室10a1的壁面10a1a的平滑化。其結(jié)果是，能夠抑制通過腔室10a1的壁面10a1a等劃定的燃燒室(未圖示)內(nèi)的燃燒速度的下降。詳細(xì)而言，通過實(shí)現(xiàn)腔室10a1的壁面10a1a的平滑化，能夠促進(jìn)燃燒室內(nèi)的火焰的生長，能夠提高燃燒速度。

此外，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，能夠減小圖3(C)所示的封孔劑層10g1的厚度，因此能夠降低封孔劑層10g1的熱容量。其結(jié)果是，與封孔劑層10g1的熱容量大的情況相比，能夠提高擺動特性(具有隔熱特性并且陽極氧化皮膜10c的溫度追隨燃燒室內(nèi)的氣體溫度的特性)。

另外，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，如圖4(B)及圖4(E)所示，封孔劑10d、10f使用于圖3(A)所示的加強(qiáng)處理及圖3(C)所示的封孔處理。此外，在圖3(A)所示的加強(qiáng)處理中，如圖4(B)所示，封孔劑10d涂布至堆積在多孔性的陽極氧化皮膜10c的表面10c1(參照圖4(A))上為止。其結(jié)果是，陽極氧化皮膜10c的納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f(參照圖2(B))及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c(參照圖2(B))的內(nèi)壁面的整體由加強(qiáng)處理用的封孔劑10d加強(qiáng)。

因此，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，與在陽極氧化皮膜10c的納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c的內(nèi)壁面上存在未加強(qiáng)的部分的情況相比，能夠提高圖3(A)所示的加強(qiáng)處理執(zhí)行之后的陽極氧化皮膜10c的剛性，由此，能夠改善圖3(B)所示的研磨處理執(zhí)行之后的陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4的面粗糙度(平滑性)。

假設(shè)通過圖3(A)所示的加強(qiáng)處理而涂布的封孔劑10d(參照圖4(B))在執(zhí)行圖3(C)所示的封孔處理時殘存于陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4(參照圖3(B)及圖4(D))上的情況下，通過圖3(C)所示的封孔處理涂布的封孔劑10f(參照圖4(E))不是浸漬于陽極氧化皮膜10c的納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f(參照圖2(B))及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c(參照圖2(B))的內(nèi)部，而是堆積在陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4上，其結(jié)果是，在陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4上形成的封孔劑層10g1(參照圖3(C)及圖4(F))變厚，封孔劑層10g1的熱容量可能會增加。

鑒于這一點(diǎn)，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在圖3(B)所示的研磨處理的執(zhí)行過程中，利用研磨來除去通過圖3(A)所示的加強(qiáng)處理而堆積在陽極氧化皮膜10c的表面10c1(參照圖2(B))上的封孔劑10d(參照圖4(B))(詳細(xì)而言，封孔劑10d固化之后形成的封孔劑層10e1(參照圖3(A)及圖4(C)))。

因此，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，能夠降低在陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4上形成的封孔劑層10g1變厚而封孔劑層10g1的熱容量增加的可能性。

如上所述，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，封孔劑10d、10f(參照圖4(B)及圖4(E))使用于圖3(A)所示的加強(qiáng)處理及圖3(C)所示的封孔處理。

然而，當(dāng)在圖3(A)所示的加強(qiáng)處理及圖3(C)所示的封孔處理中使用封孔劑10d、10f時，在完成內(nèi)燃機(jī)用活塞10(參照圖1)之后，圖3(A)所示的加強(qiáng)處理使用的封孔劑10d和圖3(C)所示的封孔處理使用的封孔劑10f如圖4(E)及圖4(F)所示固化而成為封孔劑層10e2、10g2，殘存在陽極氧化皮膜10c的納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f(參照圖2(B))及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c(參照圖2(B))的內(nèi)部。

鑒于這一點(diǎn)，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在圖3(A)所示的加強(qiáng)處理和圖3(C)所示的封孔處理中使用相同的封孔劑10d、10f(參照圖4(B)及圖4(E))(即，封孔劑10d與封孔劑10f為同一種類(同一材質(zhì)且同一粘度)的封孔劑)。

因此，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，與圖3(A)所示的加強(qiáng)處理和圖3(C)所示的封孔處理使用不同的封孔劑的情況相比，能夠提高在完成內(nèi)燃機(jī)用活塞10(參照圖1)之后殘存于陽極氧化皮膜10c的納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f(參照圖2(B))及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c(參照圖2(B))的內(nèi)部的封孔劑10d(詳細(xì)而言，封孔劑層10e2)與封孔劑10f(詳細(xì)而言，封孔劑層10g2)的緊貼性。

另外，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，能夠使在完成內(nèi)燃機(jī)用活塞10之后殘存于陽極氧化皮膜10c的納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c的內(nèi)部的封孔劑10d(詳細(xì)而言，封孔劑層10e2)的熱膨脹率與在完成內(nèi)燃機(jī)用活塞10之后殘存于陽極氧化皮膜10c的納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c的內(nèi)部的封孔劑10f(詳細(xì)而言，封孔劑層10g2)的熱膨脹率相同。

圖5是用于說明在比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中對于內(nèi)燃機(jī)用活塞10的母材10b執(zhí)行的處理的圖。詳細(xì)而言，圖5(A)、圖5(B)及圖5(C)是比較例的各處理的執(zhí)行過程中的腔室10a1的壁面10a1a的一部分的放大剖視圖。

在比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，首先，如圖2(A)所示，準(zhǔn)備具有平滑的表面10b1的鋁合金制的母材10b。母材10b的表面10b1中的與腔室10a1(參照圖1)的壁面10a1a(參照圖1)對應(yīng)的部分的算術(shù)平均粗糙度Ra設(shè)定為例如約0.9～1μm。

接下來，在比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，如圖5(A)所示，對于母材10b的表面10b1中的與腔室10a1的壁面10a1a對應(yīng)的部分執(zhí)行成膜出多孔性的陽極氧化皮膜10c的成膜處理。執(zhí)行成膜處理之后的陽極氧化皮膜10c的表面10c1的算術(shù)平均粗糙度Ra成為例如約4～5μm。

通過圖5(A)所示的成膜處理而成膜的陽極氧化皮膜10c具有多個納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f及多個微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c。因此，通過圖5(A)所示的成膜處理成膜出的陽極氧化皮膜10c對于圖5(B)所示的研磨處理而言比較脆弱。

接下來，在比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，如圖5(B)所示，執(zhí)行對陽極氧化皮膜10c進(jìn)行研磨的研磨處理。然而，由于多孔性的陽極氧化皮膜10c非常脆弱，因此在圖5(B)所示的研磨處理的執(zhí)行過程中，陽極氧化皮膜10c破損，在陽極氧化皮膜10c的表面10c4’形成凹部10c4a’。在后述的圖7(A)所示的例子中，陽極氧化皮膜10c的表面10c4’的算術(shù)平均粗糙度Ra(相當(dāng)于圖7(A)中的“研磨A”的算術(shù)平均粗糙度Ra)為例如約2μm。

接下來，在比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，執(zhí)行向通過圖5(B)所示的研磨處理形成的陽極氧化皮膜10c的表面10c4’涂布封孔劑10f(參照圖4(E))的封孔處理。具體而言，在圖5(C)所示的封孔處理中，在通過圖5(B)所示的研磨處理形成的陽極氧化皮膜10c的表面10c4’上形成封孔劑層10g1’。

在比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，為了形成圖5(C)所示的封孔劑層10g1’，首先，如圖4(E)所示，將溶液狀的封孔劑10f涂布于陽極氧化皮膜10c，其結(jié)果是，溶液狀的封孔劑10f注入到納米氣孔10c2a(參照圖4(A))內(nèi)，并且堆積在陽極氧化皮膜10c的表面10c4’(參照圖5(B))上。

詳細(xì)而言，將溶液狀的封孔劑10f涂布于陽極氧化皮膜10c，其結(jié)果是，溶液狀的封孔劑10f也注入到納米氣孔10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f(參照圖5(A))及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c(參照圖5(A))內(nèi)，并且堆積在與腔室10a1(參照圖1)的壁面10a1a(參照圖1)對應(yīng)的陽極氧化皮膜10c的表面10c4’(參照圖5(B))上。

接下來，在比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，由于溶液狀的封孔劑10f(參照圖4(E))固化，如圖5(C)所示，在陽極氧化皮膜10c的表面10c4’(參照圖5(B))上形成封孔劑層10g1’。

詳細(xì)而言，在比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，如圖5(C)所示，在封孔劑層10g1’的表面10g1a’形成與凹部10c4a’(參照圖5(B))對應(yīng)的凹部。在后述的圖7(A)所示的例子中，封孔劑層10g1’的表面10g1a’的算術(shù)平均粗糙度Ra(相當(dāng)于圖7(A)中的“研磨A”的算術(shù)平均粗糙度Ra)為例如約2μm。

圖7是用于將通過第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法制造的內(nèi)燃機(jī)用活塞10的完成后的腔室10a1的壁面10a1a的面粗糙度與通過比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法制造的內(nèi)燃機(jī)用活塞10的完成后的腔室10a1的壁面10a1a的面粗糙度進(jìn)行比較來說明的圖。詳細(xì)而言，圖7(A)是表示算術(shù)平均粗糙度Ra的圖，圖7(B)是表示最大高度粗糙度Rp的圖，圖7(C)是表示十點(diǎn)平均粗糙度Rzjis的圖。

圖6(A)是用于說明算術(shù)平均粗糙度Ra的圖，圖6(B)是用于說明最大高度粗糙度Rp的圖，圖6(C)是用于說明十點(diǎn)平均粗糙度Rzjis的圖。

算術(shù)平均粗糙度Ra、最大高度粗糙度Rp及十點(diǎn)平均粗糙度Rzjis是通過JIS(Japanese Industrial Standards)(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))定義的面粗糙度。

詳細(xì)而言，如圖6(A)所示，算術(shù)平均粗糙度Ra是以將計(jì)測范圍(基準(zhǔn)長度l)內(nèi)的粗糙度曲線的全部的波峰收斂于中心線內(nèi)的狀態(tài)表示的數(shù)值，是即便存在較大的傷痕也難以受到影響的數(shù)值，通過下述的式1算出。

如圖6(B)所示，最大高度粗糙度Rp是計(jì)測范圍(基準(zhǔn)長度l)內(nèi)的粗糙度曲線的最大的波峰的高度的數(shù)值，通過下述的式2算出。

如圖6(C)所示，十點(diǎn)平均粗糙度Rzjis是從計(jì)測范圍(基準(zhǔn)長度l)內(nèi)的粗糙度曲線的較高的波峰中提取10個點(diǎn)并取其平均值而得到的值，通過下述的式3算出。

【數(shù)學(xué)式1】

【數(shù)學(xué)式2】

Rp＝max(Z(x))…式2

【數(shù)學(xué)式3】

在圖7(A)所示的例子中，第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的母材10b(參照圖2(A))的表面10b1(參照圖2(A))的算術(shù)平均粗糙度Ra相當(dāng)于“基準(zhǔn)”的數(shù)值，成為約0.9～1μm。另外，第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中執(zhí)行成膜處理之后的陽極氧化皮膜10c(參照圖2(B))的表面10c1(參照圖2(B))的算術(shù)平均粗糙度Ra相當(dāng)于“未研磨”的數(shù)值，成為約4～5μm。此外，第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的陽極氧化皮膜10c(參照圖3(B))的被平滑化了的表面10c4(參照圖3(B))的算術(shù)平均粗糙度Ra相當(dāng)于“研磨B”的數(shù)值，成為約1μm。另外，第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的封孔劑層10g1(參照圖3(C))的表面10g1a(參照圖3(C))的算術(shù)平均粗糙度Ra相當(dāng)于“研磨B”的數(shù)值，成為約1μm。即，通過第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法制造的內(nèi)燃機(jī)用活塞10的完成后的腔室10a1(參照圖1)的壁面10a1a(參照圖1)的算術(shù)平均粗糙度Ra相當(dāng)于“研磨B”的數(shù)值，成為約1μm。

另外，在圖7(A)所示的例子中，比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的陽極氧化皮膜10c(參照圖5(B))的表面10c4’(參照圖5(B))的算術(shù)平均粗糙度Ra相當(dāng)于“研磨A”的數(shù)值，成為約2μm。另外，比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的封孔劑層10g1’(參照圖5(C))的表面10g1a’(參照圖5(C))的算術(shù)平均粗糙度Ra相當(dāng)于“研磨A”的數(shù)值，成為約2μm。即，通過比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法制造的內(nèi)燃機(jī)用活塞10的完成后的腔室10a1(參照圖1)的壁面10a1a(參照圖1)的算術(shù)平均粗糙度Ra相當(dāng)于“研磨A”的數(shù)值，成為約2μm。

在圖7(B)所示的例子中，第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的母材10b(參照圖2(A))的表面10b1(參照圖2(A))的最大高度粗糙度Rp相當(dāng)于“基準(zhǔn)”的數(shù)值，成為約7μm。另外，第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中執(zhí)行成膜處理之后的陽極氧化皮膜10c(參照圖2(B))的表面10c1(參照圖2(B))的最大高度粗糙度Rp相當(dāng)于“未研磨”的數(shù)值，成為約38μm。此外，第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的陽極氧化皮膜10c(參照圖3(B))的被平滑化了的表面10c4(參照圖3(B))的最大高度粗糙度Rp相當(dāng)于“研磨B”的數(shù)值，成為約7～8μm。另外，第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的封孔劑層10g1(參照圖3(C))的表面10g1a(參照圖3(C))的最大高度粗糙度Rp相當(dāng)于“研磨B”的數(shù)值，成為約7～8μm。即，通過第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法制造的內(nèi)燃機(jī)用活塞10的完成后的腔室10a1(參照圖1)的壁面10a1a(參照圖1)的最大高度粗糙度Rp相當(dāng)于“研磨B”的數(shù)值，成為約7～8μm。

另外，在圖7(B)所示的例子中，比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的陽極氧化皮膜10c(參照圖5(B))的表面10c4’(參照圖5(B))的最大高度粗糙度Rp相當(dāng)于“研磨A”的數(shù)值，成為約19～20μm。另外，比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的封孔劑層10g1’(參照圖5(C))的表面10g1a’(參照圖5(C))的最大高度粗糙度Rp相當(dāng)于“研磨A”的數(shù)值，成為約19～20μm。即，通過比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法制造的內(nèi)燃機(jī)用活塞10的完成后的腔室10a1(參照圖1)的壁面10a1a(參照圖1)的最大高度粗糙度Rp相當(dāng)于“研磨A”的數(shù)值，成為約19～20μm。

在圖7(C)所示的例子中，第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的母材10b(參照圖2(A))的表面10b1(參照圖2(A))的十點(diǎn)平均粗糙度Rzjis相當(dāng)于“基準(zhǔn)”的數(shù)值，成為約13μm。另外，第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中執(zhí)行成膜處理之后的陽極氧化皮膜10c(參照圖2(B))的表面10c1(參照圖2(B))的十點(diǎn)平均粗糙度Rzjis相當(dāng)于“未研磨”的數(shù)值，成為約58μm。此外，第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的陽極氧化皮膜10c(參照圖3(B))的被平滑化了的表面10c4(參照圖3(B))的十點(diǎn)平均粗糙度Rzjis相當(dāng)于“研磨B”的數(shù)值，成為約16～17μm。另外，第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的封孔劑層10g1(參照圖3(C))的表面10g1a(參照圖3(C))的十點(diǎn)平均粗糙度Rzjis相當(dāng)于“研磨B”的數(shù)值，成為約16～17μm。即，通過第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法制造的內(nèi)燃機(jī)用活塞10的完成后的腔室10a1(參照圖1)的壁面10a1a(參照圖1)的十點(diǎn)平均粗糙度Rzjis相當(dāng)于“研磨B”的數(shù)值，成為約16～17μm。

另外，在圖7(C)所示的例子中，比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的陽極氧化皮膜10c(參照圖5(B))的表面10c4’(參照圖5(B))的十點(diǎn)平均粗糙度Rzjis相當(dāng)于“研磨A”的數(shù)值，成為約27μm。另外，比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的封孔劑層10g1’(參照圖5(C))的表面10g1a’(參照圖5(C))的十點(diǎn)平均粗糙度Rzjis相當(dāng)于“研磨A”的數(shù)值，成為約27μm。即，通過比較例的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法制造的內(nèi)燃機(jī)用活塞10的完成后的腔室10a1(參照圖1)的壁面10a1a(參照圖1)的十點(diǎn)平均粗糙度Rzjis相當(dāng)于“研磨A”的數(shù)值，成為約27μm。

圖8是用于說明利用通過第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法制造的內(nèi)燃機(jī)用活塞10實(shí)現(xiàn)的燃耗改善率的圖。在圖8中，縱軸表示燃耗改善率，橫軸表示腔室10a1(參照圖1)的壁面10a1a(參照圖1)的算術(shù)平均粗糙度Ra，即圖7(A)中的“未研磨”、“研磨A”及“研磨B”的算術(shù)平均粗糙度Ra。

如圖8所示，根據(jù)第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法，與圖8中的“未研磨”的情況(即，未執(zhí)行圖5(B)所示的研磨處理而形成封孔劑層的情況)相比，能夠改善約0.2％燃耗。

詳細(xì)而言，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，例如使用聚硅氮烷作為封孔劑10d、10f(參照圖4(B)及圖4(E))，其結(jié)果是，封孔劑層10e1、10e2、10g1(參照圖3(A)及圖3(C))由硅氧化物構(gòu)成。具體而言，作為封孔劑10d、10f，可以使用例如包含AZ Electronic Materials(株)制的AQUAMICA(注冊商標(biāo))(SiO₂成分的全氫硅氮烷)和醚系的有機(jī)溶劑的溶液。封孔劑10d、10f與空氣中的水分反應(yīng)而改性為SiO₂(即，形成封孔劑層10e1、10e2、10g1)，通過封孔劑層10g1能夠堵塞納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f(參照圖2(B))的入口部分。

只要能夠滿足圖3(A)所示的加強(qiáng)處理及圖3(C)所示的封孔處理，就可以使用任意的封孔劑作為封孔劑10d、10f。

第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法能夠應(yīng)用于汽油發(fā)動機(jī)用活塞、柴油發(fā)動機(jī)用活塞等任意的內(nèi)燃機(jī)用活塞。在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法應(yīng)用于例如柴油發(fā)動機(jī)用活塞的情況下，通過第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法制造的內(nèi)燃機(jī)用活塞10(參照圖1)的頂面10a(參照圖1)的腔室10a1(參照圖1)的壁面10a1a(參照圖1)相當(dāng)于燃料噴霧碰撞部。

另外，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在圖3(A)所示的加強(qiáng)處理及圖3(C)所示的封孔處理中，通過例如噴涂、浸涂、刷涂等任意的手法，將溶液狀的封孔劑10d、10f(參照圖4(B)及圖4(E))涂布于陽極氧化皮膜10c。

在通過第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法制造的內(nèi)燃機(jī)用活塞10(參照圖1)中，形成具有多個納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f(參照圖2(B))及多個微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c(參照圖2(B))的陽極氧化皮膜10c(參照圖3(C))，在多個納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f及多個微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c內(nèi)殘留有空氣層，因此能夠?qū)⑷紵业膬?nèi)部與內(nèi)燃機(jī)用活塞10的母材10b(參照圖2(A))進(jìn)行隔熱，能夠降低從燃燒室內(nèi)的氣體向內(nèi)燃機(jī)用活塞10的母材10b的傳熱量。

在應(yīng)用第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法的圖7所示的例子中，內(nèi)燃機(jī)用活塞10的完成后的腔室10a1(參照圖1)的壁面10a1a(參照圖1)的算術(shù)平均粗糙度Ra(圖7(A)中的“研磨B”的數(shù)值)成為約1μm，其最大高度粗糙度Rp(圖7(B)中的“研磨B”的數(shù)值)成為約7～8μm，其十點(diǎn)平均粗糙度Rzjis(圖7(C)中的“研磨B”的數(shù)值)成為約16～17μm，但是在應(yīng)用第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法的另一例子中，取代于此，可以使內(nèi)燃機(jī)用活塞10的完成后的腔室10a1的壁面10a1a的算術(shù)平均粗糙度Ra為約1.5μm以下，或者使其最大高度粗糙度Rp或最大波谷深度(計(jì)測范圍(基準(zhǔn)長度l)內(nèi)的粗糙度曲線的最大波谷的深度的數(shù)值)Rv為約10μm以下，或者使十點(diǎn)平均粗糙度Rzjis為約20μm以下。

以下，說明本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法的第二實(shí)施方式。

在第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，除了后述的處理之外，執(zhí)行與上述的第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中的處理同樣的處理。因此，在第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，除了后述的點(diǎn)之外，能夠起到與上述的第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法同樣的效果。

如上所述，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在圖3(A)所示的加強(qiáng)處理和圖3(C)所示的封孔處理中使用相同的封孔劑10d、10f(參照圖4(B)及圖4(E))(即，封孔劑10d與封孔劑10f為同一種類(同一材質(zhì)且同一粘度)的封孔劑)。

而在第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，雖然封孔劑10d、10f(參照圖4(B)及圖4(E))使用于圖3(A)所示的加強(qiáng)處理及圖3(C)所示的封孔處理，但是在圖3(A)所示的加強(qiáng)處理中使用的封孔劑10d的粘度小于在圖3(C)所示的封孔處理中使用的封孔劑10f的粘度。

因此，在第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，與粘度大的封孔劑10d使用于圖3(A)所示的加強(qiáng)處理的情況相比，在圖3(A)所示的加強(qiáng)處理的執(zhí)行過程中能夠?qū)⒎饪讋?0d可靠地浸漬至陽極氧化皮膜10c的納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f(參照圖2(B))及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c(參照圖2(B))的內(nèi)部的較深的部分(距陽極氧化皮膜10c的表面10c1(參照圖2(B))的距離大的部分)，由此，能夠提高執(zhí)行圖3(A)所示的加強(qiáng)處理之后的陽極氧化皮膜10c的剛性。

此外，在第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在圖3(C)所示的封孔處理中使用的封孔劑10f(參照圖4(F))的粘度大于在圖3(A)所示的加強(qiáng)處理中使用的封孔劑10d(參照圖4(B))的粘度。

因此，在第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，與粘度小的封孔劑10f使用于圖3(C)所示的封孔處理的情況相比，在圖3(C)所示的封孔處理的執(zhí)行過程中，封孔劑10f難以浸漬至陽極氧化皮膜10c的納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f(參照圖2(B))及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c(參照圖2(B))的內(nèi)部的較深的部分(距陽極氧化皮膜10c的表面10c4(參照圖3(B))的距離大的部分)，其結(jié)果是，能夠增大在完成內(nèi)燃機(jī)用活塞10之后殘存于陽極氧化皮膜10c的納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c的內(nèi)部的空間(空氣層)，由此，能夠提高內(nèi)燃機(jī)用活塞10的隔熱特性。

詳細(xì)而言，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在封孔處理中使用的封孔劑10f(參照圖4(F))進(jìn)入納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f(參照圖2(B))及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c(參照圖2(B))的內(nèi)部，相對于此，在應(yīng)用第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法的例子中，可以將封孔處理中使用的封孔劑10f不會進(jìn)入納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c的內(nèi)部的程度那樣粘度大的封孔劑10f使用于封孔處理。

即，在應(yīng)用第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法且封孔處理用的封孔劑10f(參照圖4(E))不進(jìn)入納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c的內(nèi)部的例子中，在納米氣孔10c2a、10c2b、10c2c、10c2d、10c2e、10c2f及微米氣孔10c3a、10c3b、10c3c的內(nèi)壁面上未形成封孔劑層10g2(參照圖4(F))。

即，在該例子中，在執(zhí)行圖4(E)所示的處理時，封孔劑10f不存在于納米氣孔10c2a的內(nèi)部，在執(zhí)行圖4(F)所示的處理時，封孔劑層10g2未形成在納米氣孔10c2a的內(nèi)部。

在第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，為了減小封孔劑10d(參照圖4(B))的粘度，例如可以使用粘度小的有機(jī)溶劑作為構(gòu)成封孔劑10d的一部分的有機(jī)溶劑。即，通過在封孔劑10d和封孔劑10f(參照圖4(F))中使有機(jī)溶劑的種類不同，能夠使封孔劑10d的粘度小于封孔劑10f的粘度。

或者即使在封孔劑10d和封孔劑10f中使用同一種類的有機(jī)溶劑的情況下，通過使封孔劑10d含有的有機(jī)溶劑的比例大于封孔劑10f含有的有機(jī)溶劑的比例，也能夠使封孔劑10d的粘度小于封孔劑10f的粘度。即，通過使封孔劑10d中的有機(jī)溶劑的濃度高于封孔劑10f中的有機(jī)溶劑的濃度，能夠使封孔劑10d的粘度小于封孔劑10f的粘度。

以下，說明本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法的第三實(shí)施方式。

在第三實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，除了后述的處理之外，執(zhí)行與上述的第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法的處理同樣的處理。因此，在第三實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，除了后述的點(diǎn)之外，能夠起到與上述的第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法同樣的效果。

如上所述，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，在圖3(A)所示的加強(qiáng)處理中，在通過圖2(B)所示的成膜處理成膜出的陽極氧化皮膜10c形成封孔劑層10e1、10e2，由此，將通過圖2(B)所示的成膜處理成膜出的陽極氧化皮膜10c加強(qiáng)。其結(jié)果是，在圖3(B)所示的研磨處理中，能夠在陽極氧化皮膜10c形成被平滑化了的表面10c4。

在第三實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法中，為了對通過圖2(B)所示的成膜處理成膜出的陽極氧化皮膜10c進(jìn)行加強(qiáng)而未使用封孔劑10d(參照圖4(B))。取代于此，為了對通過圖2(B)所示的成膜處理成膜出的陽極氧化皮膜10c進(jìn)行加強(qiáng)，執(zhí)行例如使用了加壓水蒸氣的處理、沸騰水中的煮沸處理等公知的加強(qiáng)處理。

通過第三實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法，與第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)用活塞的制造方法同樣地，也能夠改善執(zhí)行圖3(B)所示的研磨處理之后的陽極氧化皮膜10c的被平滑化了的表面10c4的面粗糙度(平滑性)，能夠降低在被平滑化了的表面10c4上形成的封孔劑層10g1(參照圖3(C))的熱容量。

在第四實(shí)施方式中，也可以將上述的第一至第三實(shí)施方式及各例適當(dāng)組合。