JPH01287236A - 金属部材の鋳ぐるみ方法 - Google Patents
金属部材の鋳ぐるみ方法Info
- Publication number
- JPH01287236A JPH01287236A JP11739988A JP11739988A JPH01287236A JP H01287236 A JPH01287236 A JP H01287236A JP 11739988 A JP11739988 A JP 11739988A JP 11739988 A JP11739988 A JP 11739988A JP H01287236 A JPH01287236 A JP H01287236A
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- Japan
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- metal
- alloy
- cylinder liner
- cast
- powder
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- Pending
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、軽金属材料に係り、更に詳細には軽金属材料
中に金属製の被鋳ぐるみ材を鋳ぐるむ方法に係る。
中に金属製の被鋳ぐるみ材を鋳ぐるむ方法に係る。
従来の技術及び発明が解決しようとする課題アルミニウ
ム合金の如き軽金属よりなる部材に於て特定の特性を局
部的に向上さぜる方法の−っとして、その部材を構成す
る軽金属以外の金属よりなる被鋳ぐるみ祠を鋳くるむこ
とが従来より知られている。例えばＳＡＥペーパ７７０
０３１に記載されている如く、内燃機関のピストンのト
ップリング溝壁面の耐摩耗性を向上させる目的で、ピス
トンのトップリング溝部に鋳鉄製の耐摩環が鋳ぐるまれ
ることがある。この場合耐摩環かアルミニウム合金中に
良好に鋳ぐるまれるよう、鋳くるみに先立って耐摩環の
表面にアルフィン処理が一般に施こされている。しかし
アルフィン処理は高価であり、また必すしも信頼性の高
い鋳ぐるみを達成することができない。
ム合金の如き軽金属よりなる部材に於て特定の特性を局
部的に向上さぜる方法の−っとして、その部材を構成す
る軽金属以外の金属よりなる被鋳ぐるみ祠を鋳くるむこ
とが従来より知られている。例えばＳＡＥペーパ７７０
０３１に記載されている如く、内燃機関のピストンのト
ップリング溝壁面の耐摩耗性を向上させる目的で、ピス
トンのトップリング溝部に鋳鉄製の耐摩環が鋳ぐるまれ
ることがある。この場合耐摩環かアルミニウム合金中に
良好に鋳ぐるまれるよう、鋳くるみに先立って耐摩環の
表面にアルフィン処理が一般に施こされている。しかし
アルフィン処理は高価であり、また必すしも信頼性の高
い鋳ぐるみを達成することができない。
またアルミニウム合金よりなるシリンダブロック中に耐
摩耗性に優れたアルミニウム合金よりなるシリンダライ
ナが形成されることがある。この場合には被鋳ぐるみ材
もアルミニウム合金よりなっているので、アルフィン処
理は不要であるか、周知の如く被鋳ぐるみ祠の表面に酸
化被膜が存在するため、被鋳ぐるみ利と母相との間の界
面に於ける接合強度を必ずしも十分な値にすることがで
きないという問題があり、従ってこの場合にはシリンダ
ブロックはシリンダライチを打込むことにより製造され
ている。
摩耗性に優れたアルミニウム合金よりなるシリンダライ
ナが形成されることがある。この場合には被鋳ぐるみ材
もアルミニウム合金よりなっているので、アルフィン処
理は不要であるか、周知の如く被鋳ぐるみ祠の表面に酸
化被膜が存在するため、被鋳ぐるみ利と母相との間の界
面に於ける接合強度を必ずしも十分な値にすることがで
きないという問題があり、従ってこの場合にはシリンダ
ブロックはシリンダライチを打込むことにより製造され
ている。
更に被鋳ぐるみ材の表面に酸化被膜が存在することに起
因する上述の如き問題を解消すべく、例えば特開昭６１
−３３７５２号に記載されている如（、被鋳ぐるみ材の
表面に塩素系フラックスやＫＡ Ｉ Ｆ４の如きフッ化
物のフラックスを適用することが既に提案されている。
因する上述の如き問題を解消すべく、例えば特開昭６１
−３３７５２号に記載されている如（、被鋳ぐるみ材の
表面に塩素系フラックスやＫＡ Ｉ Ｆ４の如きフッ化
物のフラックスを適用することが既に提案されている。
しかし塩素系のフラックスは酸化被膜を必ずしも良好に
除去することができず、また塩化物が鋳ぐるみ部分に残
存することによる腐食という新たな問題が発生し易い。
除去することができず、また塩化物が鋳ぐるみ部分に残
存することによる腐食という新たな問題が発生し易い。
またＫＡ Ｉ Ｆ４の如きフッ化物のフラックスは塩素
系のフラックスよりも酸化被膜の除去能力に優れている
が、このフラックスによる場合にも酸化被膜が必ずしも
完全には除去されず、またかかるフラックスが多量に使
用されると、鋳ぐるみ部に残留気泡が発生し易いという
問題がある。
系のフラックスよりも酸化被膜の除去能力に優れている
が、このフラックスによる場合にも酸化被膜が必ずしも
完全には除去されず、またかかるフラックスが多量に使
用されると、鋳ぐるみ部に残留気泡が発生し易いという
問題がある。
本発明は、従来の鋳ぐるみ方法に於ける上述の如き問題
に鑑み、被鋳ぐるみ祠と母料との間の界面の接合強度に
優れ、残留気泡等の欠陥のない鋳ぐるみを達成すること
のできる方法を提供することを目的としている。
に鑑み、被鋳ぐるみ祠と母料との間の界面の接合強度に
優れ、残留気泡等の欠陥のない鋳ぐるみを達成すること
のできる方法を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段
上述の如き目的は、本発明によれば、強化材と金属フッ
化物の微細片との混合物、若しくは強化材と金属フッ化
物の微細片とＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、’ｒｉ、Ｚｎ、
Ａｌ、Ｍｇ５Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃｏ５Ａｇ５Ｐｂ、Ｓ ｉｓ
及びこれらの何れかを主成分とする合金よりなる群より
選択された金属とを含む混合物を金属製の被鋳ぐるみ材
の表面に（−１着させ、該被鋳ぐるみ材をＡｌ、Ｍｇ、
Ａｌ合金、及びＭｇ合金よりなる群より選択された軽金
属の溶湯中に鋳ぐるむ方法によって達成される。
化物の微細片との混合物、若しくは強化材と金属フッ化
物の微細片とＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、’ｒｉ、Ｚｎ、
Ａｌ、Ｍｇ５Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃｏ５Ａｇ５Ｐｂ、Ｓ ｉｓ
及びこれらの何れかを主成分とする合金よりなる群より
選択された金属とを含む混合物を金属製の被鋳ぐるみ材
の表面に（−１着させ、該被鋳ぐるみ材をＡｌ、Ｍｇ、
Ａｌ合金、及びＭｇ合金よりなる群より選択された軽金
属の溶湯中に鋳ぐるむ方法によって達成される。
発明の作用及び効果
本発明によれば、強化材と金属フッ化物の微細片との混
合物、又は強化材と金属フッ化物の微細片と特定の金属
とを含む混合物が被鋳ぐるみ材の表面に付着され、かく
して処理された被鋳ぐるみ材が軽金属の溶湯中に鋳ぐる
まれる。
合物、又は強化材と金属フッ化物の微細片と特定の金属
とを含む混合物が被鋳ぐるみ材の表面に付着され、かく
して処理された被鋳ぐるみ材が軽金属の溶湯中に鋳ぐる
まれる。
従って金属フッ化物によって溶湯の表面の酸化被膜が除
去され、これにより溶湯が強化材及び被鋳ぐるみ材の表
面に容易に濡れるようになり、被鋳ぐるみ材が軽金属中
に良好に鋳ぐるまれると共に、それらの間の界面に強化
材にて複合強化された層が形成される。またこの場合使
用される混合物中に上述の如き特定の金属が含まれてい
る場合には、これらの、金属は軽金属の溶湯との濡れ性
に優れており、また溶湯との反応によって発熱し、この
ことによっても溶湯が強化材や被鋳ぐるみ材に一層良好
に濡れることが確保され、これにより被鋳ぐるみ材が軽
金属中に良好に鋳ぐるまれる。
去され、これにより溶湯が強化材及び被鋳ぐるみ材の表
面に容易に濡れるようになり、被鋳ぐるみ材が軽金属中
に良好に鋳ぐるまれると共に、それらの間の界面に強化
材にて複合強化された層が形成される。またこの場合使
用される混合物中に上述の如き特定の金属が含まれてい
る場合には、これらの、金属は軽金属の溶湯との濡れ性
に優れており、また溶湯との反応によって発熱し、この
ことによっても溶湯が強化材や被鋳ぐるみ材に一層良好
に濡れることが確保され、これにより被鋳ぐるみ材が軽
金属中に良好に鋳ぐるまれる。
本発明の一つの詳細な特徴によれば、混合物中に含まれ
る特定の金属は短繊維、ウィスカ、粉末の如き微細片の
形態をなしている。
る特定の金属は短繊維、ウィスカ、粉末の如き微細片の
形態をなしている。
本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、混合物中に含
まれる金属は強化材の微細片の表面に被覆される。この
場合金属フッ化物の微細片が金属被覆層中に分散されて
いてよい。
まれる金属は強化材の微細片の表面に被覆される。この
場合金属フッ化物の微細片が金属被覆層中に分散されて
いてよい。
また本発明の方法に於ては、金属フッ化物は任意の金属
元素のフッ化物であってよいが、例えばに２ ＺｒＦ６
、Ｋ２ Ｔｉ ＦＢ 、ＫＡｌＦ４ 、Ｋ３ＡｌＦ６
、Ｋ２ ＡｌＦ３ ・Ｈ２Ｃ、Ｃｓ Ａ Ｉ Ｆ
４、Ｃｓ Ａ Ｉ Ｆ ５ ・Ｈ２０の如く、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属、希土類金属の如き電気的に
正の元素と結合したＴ Ｉ ＳＺ ｒ ＳＨｆ １Ｖ
ＸＮ ｂ １Ｔａの如き遷移金属又はＡＩを含むフッ化
物であることが好ましい。従って本発明の他の一つの詳
細な特徴によれば、金属フッ化物は電気的に正の金属元
素と結合した遷移金属又はＡｔを含むフッ化物である。
元素のフッ化物であってよいが、例えばに２ ＺｒＦ６
、Ｋ２ Ｔｉ ＦＢ 、ＫＡｌＦ４ 、Ｋ３ＡｌＦ６
、Ｋ２ ＡｌＦ３ ・Ｈ２Ｃ、Ｃｓ Ａ Ｉ Ｆ
４、Ｃｓ Ａ Ｉ Ｆ ５ ・Ｈ２０の如く、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属、希土類金属の如き電気的に
正の元素と結合したＴ Ｉ ＳＺ ｒ ＳＨｆ １Ｖ
ＸＮ ｂ １Ｔａの如き遷移金属又はＡＩを含むフッ化
物であることが好ましい。従って本発明の他の一つの詳
細な特徴によれば、金属フッ化物は電気的に正の金属元
素と結合した遷移金属又はＡｔを含むフッ化物である。
尚本発明の方法に於ては、強化材の微細片も短繊維、ウ
ィスカ、粉末の如き任意の形態のものであってよい。
ィスカ、粉末の如き任意の形態のものであってよい。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
実施例１
第１図に示されている如く、平均粒径４０μｍのアルミ
ニウム合金（ＡＩ−１２％Ｓｉ）粉末１０と、平均繊維
径０．５μｍ１平均繊維長１．５０ｕｍのＳｉＣウィス
カ１２と、Ｋ２ＴｉＦ６粉末１４とを重量比で３０＋６
：１の比率にて水に添加し混合することにより、これら
よりなるペースト１６を形成した。
ニウム合金（ＡＩ−１２％Ｓｉ）粉末１０と、平均繊維
径０．５μｍ１平均繊維長１．５０ｕｍのＳｉＣウィス
カ１２と、Ｋ２ＴｉＦ６粉末１４とを重量比で３０＋６
：１の比率にて水に添加し混合することにより、これら
よりなるペースト１６を形成した。
次いで第２図に示されている如く、鋳鉄（ＪＴＳ規格Ｆ
Ｃ２５）よりなるシリンダライナ１８の外周面及び両
端面にペーストコ−６を刷毛によって塗布し、ペースト
及びライナを約８０°Ｃに加熱することによってペース
トを十分に乾燥し、更に全体を約２５０℃に予熱した。
Ｃ２５）よりなるシリンダライナ１８の外周面及び両
端面にペーストコ−６を刷毛によって塗布し、ペースト
及びライナを約８０°Ｃに加熱することによってペース
トを十分に乾燥し、更に全体を約２５０℃に予熱した。
次いで第３図に示されている如く、シリンダブロックを
鋳造するための鋳造装置２０のシリンダボアを郭定する
部分２２にシリンダライナ１８を嵌合によって固定し、
鋳造装置内に約７４０ ’Ｃのアルミニウム合金（ＪＩ
Ｓ規格ＡＣ４Ｃ）の溶湯２４を注湯し、これにより第４
図に示されている如く、シリンダライナ１８が鋳くるま
れたシリンダブロック２６を形成した。
鋳造するための鋳造装置２０のシリンダボアを郭定する
部分２２にシリンダライナ１８を嵌合によって固定し、
鋳造装置内に約７４０ ’Ｃのアルミニウム合金（ＪＩ
Ｓ規格ＡＣ４Ｃ）の溶湯２４を注湯し、これにより第４
図に示されている如く、シリンダライナ１８が鋳くるま
れたシリンダブロック２６を形成した。
かくして形成されたシリンダブロックを切断しその断面
を研磨して光学顕微鏡にて観察したところ、シリンダラ
イナとシリンダブロックの母材との間の界面には間隙や
残留気泡が存在せず、これらが良好に一体的に接合して
いることか認められた。またシリンダライナと母材との
間の界面にはＳｉＣウィスカにて複合強化された複合層
２８が形成されており、個々のＳｉＣウィスカの間にア
ルミニウム合金が良好に浸透しており、またウィスカと
アルミニウム合金との密着状態も良好であることが認め
られた。
を研磨して光学顕微鏡にて観察したところ、シリンダラ
イナとシリンダブロックの母材との間の界面には間隙や
残留気泡が存在せず、これらが良好に一体的に接合して
いることか認められた。またシリンダライナと母材との
間の界面にはＳｉＣウィスカにて複合強化された複合層
２８が形成されており、個々のＳｉＣウィスカの間にア
ルミニウム合金が良好に浸透しており、またウィスカと
アルミニウム合金との密着状態も良好であることが認め
られた。
実施例２
平均粒径６０μｍのアルミニウム合金（Ａｌ−４０％Ｚ
ｎ）粉末と、平均粒径”３ｔｔｍのＳｉ３Ｎ４粉末と、
Ｋ２ＺｒＦ６粉末とを重量比で３０５：１の比率にて水
に添加し混合することにより、それらよりなるスラリー
を形成した。また体積率５％のアルミナーンリカ短繊維
にて複合強化されたアルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ
８Ａ）よりなる耐摩環を用意した。
ｎ）粉末と、平均粒径”３ｔｔｍのＳｉ３Ｎ４粉末と、
Ｋ２ＺｒＦ６粉末とを重量比で３０５：１の比率にて水
に添加し混合することにより、それらよりなるスラリー
を形成した。また体積率５％のアルミナーンリカ短繊維
にて複合強化されたアルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ
８Ａ）よりなる耐摩環を用意した。
次いで耐摩環を前記スラリー中にとぶ漬けした後取出し
、それを室温にて十分乾燥させ、更に約２００℃に予熱
した。次いでピストン鋳造用の鋳型のトップリング溝に
対応する位置に上述の如く処理された耐摩環を配置し、
鋳型内にアルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ８Ａ）の溶
湯を注湯し、これによりピストン粗材を形成した。
、それを室温にて十分乾燥させ、更に約２００℃に予熱
した。次いでピストン鋳造用の鋳型のトップリング溝に
対応する位置に上述の如く処理された耐摩環を配置し、
鋳型内にアルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ８Ａ）の溶
湯を注湯し、これによりピストン粗材を形成した。
かくして形成されたピストン粗材の耐摩環が鋳くるまれ
た部分を切断し、その断面を研磨して光学顕微鏡にて観
察したところ、耐摩環とピストンの母材との間の界面に
は間隙や残留気泡は存在せず、これらが良好に一体的に
接合していることが認められた。また耐摩環の周囲の部
分にはＳｉ３Ｎ４粒子にて複合強化された複合層が存在
し、各Ｓｉ３Ｎ４粒子の周りにアルミニウム合金が良好
に浸透し、これらか良好に密着していることか認められ
た。
た部分を切断し、その断面を研磨して光学顕微鏡にて観
察したところ、耐摩環とピストンの母材との間の界面に
は間隙や残留気泡は存在せず、これらが良好に一体的に
接合していることが認められた。また耐摩環の周囲の部
分にはＳｉ３Ｎ４粒子にて複合強化された複合層が存在
し、各Ｓｉ３Ｎ４粒子の周りにアルミニウム合金が良好
に浸透し、これらか良好に密着していることか認められ
た。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であ
ることは当業者にとって明らかでろう。
したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であ
ることは当業者にとって明らかでろう。
第１図乃至第４図は本発明による鋳ぐるみ方法の一つの
実施例を示す工程図である。 １０・・・アルミニウム合金粉末、１２・・・ＳｉＣウ
ィスカ、］Ａ４・・Ｋ２ＴｉＦ６粉末、１６・・・ペー
スト、１８・・・シリンダライナ、２０・・・鋳造装置
、２２・・・シリンダボアを郭定する部分、２４・・・
アルミニウム合金の溶湯、２６・・シリンダブロック、
２８・・・複合層 特 許 出 願 人 トヨタ自動車株式会社代
理 人 弁理士 明 石 昌
毅−１〇 − 第１図 １６・・アルミニウム合金粉末 １２・・ＳｉＣウィスカ １４・・Ｋ２Ｔｉ Ｆ６粉末 １６・・ペースト １８・・シリンダライナ 第 ３ 図 １８・・シリンダライナ ２４・・アルミニウム合金の溶湯 ２６・・シリンダブロック 茅２図
実施例を示す工程図である。 １０・・・アルミニウム合金粉末、１２・・・ＳｉＣウ
ィスカ、］Ａ４・・Ｋ２ＴｉＦ６粉末、１６・・・ペー
スト、１８・・・シリンダライナ、２０・・・鋳造装置
、２２・・・シリンダボアを郭定する部分、２４・・・
アルミニウム合金の溶湯、２６・・シリンダブロック、
２８・・・複合層 特 許 出 願 人 トヨタ自動車株式会社代
理 人 弁理士 明 石 昌
毅−１〇 − 第１図 １６・・アルミニウム合金粉末 １２・・ＳｉＣウィスカ １４・・Ｋ２Ｔｉ Ｆ６粉末 １６・・ペースト １８・・シリンダライナ 第 ３ 図 １８・・シリンダライナ ２４・・アルミニウム合金の溶湯 ２６・・シリンダブロック 茅２図
Claims (1)
- 強化材と金属フッ化物の微細片との混合物、若しくは強
化材と金属フッ化物の微細片とＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ
、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｇ、
Ｐｂ、Ｓｉ、及びこれらの何れかを主成分とする合金よ
りなる群より選択された金属とを含む混合物を金属製の
被鋳ぐるみ材の表面に付着させ、該被鋳ぐるみ材をＡｌ
、Ｍｇ、Ａｌ合金、及びＭｇ合金よりなる群より選択さ
れた軽金属の溶湯中に鋳ぐるむ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11739988A JPH01287236A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 金属部材の鋳ぐるみ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11739988A JPH01287236A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 金属部材の鋳ぐるみ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01287236A true JPH01287236A (ja) | 1989-11-17 |
Family
ID=14710687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11739988A Pending JPH01287236A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 金属部材の鋳ぐるみ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01287236A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007016738A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Toyota Motor Corp | 鋳ぐるみ用部品、シリンダブロック及びシリンダライナ製造方法 |
| JP2007016733A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Toyota Motor Corp | シリンダライナ及びエンジン |
-
1988
- 1988-05-13 JP JP11739988A patent/JPH01287236A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007016738A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Toyota Motor Corp | 鋳ぐるみ用部品、シリンダブロック及びシリンダライナ製造方法 |
| JP2007016733A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Toyota Motor Corp | シリンダライナ及びエンジン |
| US7757652B2 (en) | 2005-07-08 | 2010-07-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Component for insert casting, cylinder block, and method for manufacturing cylinder liner |
| US7882818B2 (en) | 2005-07-08 | 2011-02-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cylinder liner and engine |
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