JPH02107868A - ピストン中の構成部品結合方法 - Google Patents
ピストン中の構成部品結合方法Info
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- JPH02107868A JPH02107868A JP1194460A JP19446089A JPH02107868A JP H02107868 A JPH02107868 A JP H02107868A JP 1194460 A JP1194460 A JP 1194460A JP 19446089 A JP19446089 A JP 19446089A JP H02107868 A JPH02107868 A JP H02107868A
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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
本発明は内燃機関用のアルミニウム基合金を包含するピ
ストンに関し且つ特に異なる金属の構成部品を有する上
記したようなピストンに関する。
ストンに関し且つ特に異なる金属の構成部品を有する上
記したようなピストンに関する。
従来の技術及び発明が解決しようとする課題例えば、ピ
ストンリング溝の摩耗特性を向上するために採用される
鉄インサートのような構成部品は、しばしば、よく知ら
れるアルフィン（Ａｌｆｉｎ） （商標）法の使用によ
って合体される。
ストンリング溝の摩耗特性を向上するために採用される
鉄インサートのような構成部品は、しばしば、よく知ら
れるアルフィン（Ａｌｆｉｎ） （商標）法の使用によ
って合体される。
アルフィン法は、重力鋳造法、及び例えばスクイーズ鋳
造のような圧力鋳造法によるピストンの製造で使用され
る。幾つかの問題がアルフィン法で起こることがあり、
それはインサートとピストン合金との間に不満足な結合
を生ずることがある。
造のような圧力鋳造法によるピストンの製造で使用され
る。幾つかの問題がアルフィン法で起こることがあり、
それはインサートとピストン合金との間に不満足な結合
を生ずることがある。
そのような問題は、汚れた即ち酸化されたインサート材
料、不規則な金属間層厚さを与える不適当な作業条件、
溶融体から持ち込まれ且つインサートの金属間表面被覆
中に混入される酸化物を含むことがある。更に、アルフ
ィン法はオートメーションに順応することができず、作
業者の熟練が同法の上できの作業に必須である。
料、不規則な金属間層厚さを与える不適当な作業条件、
溶融体から持ち込まれ且つインサートの金属間表面被覆
中に混入される酸化物を含むことがある。更に、アルフ
ィン法はオートメーションに順応することができず、作
業者の熟練が同法の上できの作業に必須である。
結合が上記欠陥のいずれによっても劣化されない場合で
さえ、それは依然として比較的弱くかつ脆化し且つピス
トンの熱処理中又は機械加工中に破損することがある。
さえ、それは依然として比較的弱くかつ脆化し且つピス
トンの熱処理中又は機械加工中に破損することがある。
圧力鋳造技術によって作られるピストンはしばしば最高
定格機関に向けられ、且つそれらを作るアルミニウム合
金は材料の性質を最適化するためにしばしば熱処理され
る。一般に使用される熱処理はしばしば析出処理を伴う
液体化処理及び焼入作業を含む。液体化処理は脆化鉄−
アルミニウム金属間層の厚さを拡散によって増加させ且
つより弱くさせると同時に焼入作業の熱衝撃は結合を更
に弱め又はそれを全体的に破壊するこ七がある。
定格機関に向けられ、且つそれらを作るアルミニウム合
金は材料の性質を最適化するためにしばしば熱処理され
る。一般に使用される熱処理はしばしば析出処理を伴う
液体化処理及び焼入作業を含む。液体化処理は脆化鉄−
アルミニウム金属間層の厚さを拡散によって増加させ且
つより弱くさせると同時に焼入作業の熱衝撃は結合を更
に弱め又はそれを全体的に破壊するこ七がある。
もし結合が焼入中に弱くならないならば、それは次の熱
処理中又は機械加工中に発生される応力のために弱めら
れることがある。
処理中又は機械加工中に発生される応力のために弱めら
れることがある。
コーナートほかは、米国特許第４３３４５０７号で、多
孔質の材料で作られ且つそれが圧力鋳造技術によってピ
ストン合金で含浸された多孔質のインサートを説明して
いる。このアプローチに伴う問題は、インサートが作ら
れる材料の粒子が機械加工中に弛められることがあり且
つ使用中に取り除かれて摩耗及び破損の増大を導くこと
がある。
孔質の材料で作られ且つそれが圧力鋳造技術によってピ
ストン合金で含浸された多孔質のインサートを説明して
いる。このアプローチに伴う問題は、インサートが作ら
れる材料の粒子が機械加工中に弛められることがあり且
つ使用中に取り除かれて摩耗及び破損の増大を導くこと
がある。
ピストン中の構成部品を結合し且つ上記欠点を克服する
方法がいま発見された。
方法がいま発見された。
課題を解決するための手段及び作用
本発明によれば、ピストン中の構成部品を結合する方法
は、結合される構成部品の表面を粒状材料で被覆するこ
と、被覆された構成部品を予熱すること、予熱された構
成部品を鋳造ダイス中に配置すること、次にアルミニウ
ム合金を構成部品の周りに鋳造することの段階からなる
。
は、結合される構成部品の表面を粒状材料で被覆するこ
と、被覆された構成部品を予熱すること、予熱された構
成部品を鋳造ダイス中に配置すること、次にアルミニウ
ム合金を構成部品の周りに鋳造することの段階からなる
。
構成部品は粒状材料による被覆を許すために清浄であり
且つ非酸化の状態にあるべきである。粒状材料は、例え
ばプラズマ溶射、アーク溶射、フレーム溶射又は他の物
理的蒸着法のような技術によって付着されることができ
る。
且つ非酸化の状態にあるべきである。粒状材料は、例え
ばプラズマ溶射、アーク溶射、フレーム溶射又は他の物
理的蒸着法のような技術によって付着されることができ
る。
好ましくは、被覆厚さは０．０２５〜０． ３ｍｍの範
囲にあることができ且つ一層好ましくは０．０５ｗ〜０
．１５ｍｍまでの範囲の厚さにあることができる。
囲にあることができ且つ一層好ましくは０．０５ｗ〜０
．１５ｍｍまでの範囲の厚さにあることができる。
好ましくは、粒状材料はアルミニウム合金の鋳造に先立
って少なくとも予熱温度まで実質的に耐酸化性を有する
べきである。適当な材料はオーステナイト系ステンレス
鋼、ニッケル基合金、銅基合金、及び成る環境ではフェ
ライト系ステンレス鋼を含むことができる。
って少なくとも予熱温度まで実質的に耐酸化性を有する
べきである。適当な材料はオーステナイト系ステンレス
鋼、ニッケル基合金、銅基合金、及び成る環境ではフェ
ライト系ステンレス鋼を含むことができる。
好ましくは、鋳造方法は、例えばスクイーズ鋳造のよう
な圧力鋳造技術である。
な圧力鋳造技術である。
構成部品は最初に例えば浸漬又は電気メツキによって錫
層で被覆され、鋳造に先立って次の熱処連中に次の被膜
の結合を向上させることができる。
層で被覆され、鋳造に先立って次の熱処連中に次の被膜
の結合を向上させることができる。
また、被覆された構成部品は予備的な熱処理を受け、鋳
造に先立って被膜及び構成部品の間の結合を向上させる
ことができる。
造に先立って被膜及び構成部品の間の結合を向上させる
ことができる。
鉄系クラウンのような成る構成部品については、粒状材
料は若干の熱障壁性質をも示すセラミック材料からなる
ことができる。
料は若干の熱障壁性質をも示すセラミック材料からなる
ことができる。
この方法によってピストン中へ合体され得る他の構成部
品はガンオンピンボス中のブツシュ及びクラウン中の燃
焼室ボウルを含む。
品はガンオンピンボス中のブツシュ及びクラウン中の燃
焼室ボウルを含む。
このようにしてピストンへ又はピストン中へ結合される
構成部品は、第一に、アルフィン法によるように溶融ア
ルミニウム中へ浸漬される必要がない。それ故、アルミ
ニウムー鉄金属間化合物の初期の脆化層が形成されない
。
構成部品は、第一に、アルフィン法によるように溶融ア
ルミニウム中へ浸漬される必要がない。それ故、アルミ
ニウムー鉄金属間化合物の初期の脆化層が形成されない
。
本発明の方法はアルミニウム合金の最適な特性を生じさ
せ且つ現行の方法では可能でなかった熱処理を許すこと
は考慮される。
せ且つ現行の方法では可能でなかった熱処理を許すこと
は考慮される。
実施例
本発明がより充分に理解され得るために、例を例示とし
てのみ以下に説明する。
てのみ以下に説明する。
Ｎｉ−Ｒｅ５ｉｓ＋ （商標）鉄のピストンリング担
持インサートが研磨剤グリッドブラスト仕上げはよって
清浄にされ且つプラズマ溶射によって３１６Ｌステンレ
ス鋼粉末の０．１２ｍｍ厚の層で被覆された。被覆され
たリング担持体は次にスクィーズ鋳造ダイスの雌型中に
配置されるに先立って４００℃まで予熱された。７４０
〜７６０℃にあるＬｏ−ｅｘ（商標）アルミニウムピス
トン合金は次にインサートの周りにスクィーズ鋳造され
た。完全な凝固が生ずるまで７〜１０ｔｓｉのスクィー
ズ鋳造圧力が維持された。
持インサートが研磨剤グリッドブラスト仕上げはよって
清浄にされ且つプラズマ溶射によって３１６Ｌステンレ
ス鋼粉末の０．１２ｍｍ厚の層で被覆された。被覆され
たリング担持体は次にスクィーズ鋳造ダイスの雌型中に
配置されるに先立って４００℃まで予熱された。７４０
〜７６０℃にあるＬｏ−ｅｘ（商標）アルミニウムピス
トン合金は次にインサートの周りにスクィーズ鋳造され
た。完全な凝固が生ずるまで７〜１０ｔｓｉのスクィー
ズ鋳造圧力が維持された。
サンプルは１２６．５ＭＰａの平均値を有する結合の引
張強さを示す鋳造ピストンから取った。これはそれ以上
の熱処理をせずに形成されるアルフィン結合よりも８０
％の強さ増加を示した。
張強さを示す鋳造ピストンから取った。これはそれ以上
の熱処理をせずに形成されるアルフィン結合よりも８０
％の強さ増加を示した。
他のサンプルが同じ方法でしかし異なる溶射層厚さを有
して準備された。界面の強さが試験され且つ下記の表に
示す結果を得た。
して準備された。界面の強さが試験され且つ下記の表に
示す結果を得た。
Claims (12)
- （１）ピストン中の構成部品結合方法であつて、該方法
が結合されるべき構成部品の表面を粒状材料の層で被覆
すること、被覆された構成部品を予熱すること、予熱さ
れた構成部品を鋳造ダイス中に配置すること、次にアル
ミニウム合金を構成部品の周りに鋳造することの段階か
らなることを特徴とする方法。 - （２）被覆段階がプラズマ溶射、アーク溶射又はフレー
ム溶射からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の方法。 - （３）粒状材料が少なくとも所望の予熱温度まで耐酸化
性を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
第２項に記載の方法。 - （４）粒状材料が鋼、ステンレス鋼、ニッケル基合金及
び銅基合金からなる群から選ばれることを特徴とする特
許請求の範囲第１項から第３項のいずれか１項に記載の
方法。 - （５）合金がスクイーズ鋳造技術によつて鋳造されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第４項のいず
れか１項に記載の方法。 - （６）構成部品がピストンリング担持体、ガジオンピン
ボスブツシユ、燃焼室ボウル及びピストンクラウンから
なる群から選ばれた１つまたはそれ以上のものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項のいず
れか１項に記載の方法。 - （７）前記材料が３１６Ｌステンレス鋼粉末であること
を特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の方法。 - （８）前記層が０．０２５ｍｍ及び０．３ｍｍの間の厚
さを有することを特徴とする特許請求の範囲第１項から
第７項のいずれか１項に記載の方法。 - （９）前記層が０．０５ｍｍ及び０．１５ｍｍの間の厚
さを有することを特徴とする特許請求の範囲第８項に記
載の方法。 - （１０）被覆された構成部品が予熱段階に先立つて熱処
理されることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第
９項のいずれか１項に記載の方法。 - （１１）ピストンが鋳造後次の熱処理をされることを特
徴とする特許請求の範囲第１項から第９項のいずれか１
項に記載の方法。 - （１２）特許請求の範囲第１項から第１１項までのいず
れか１項に記載の方法によつて作られることを特徴とす
るピストン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8818214.2 | 1988-07-30 | ||
| GB888818214A GB8818214D0 (en) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | Pistons |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02107868A true JPH02107868A (ja) | 1990-04-19 |
| JP2923305B2 JP2923305B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=10641403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1194460A Expired - Lifetime JP2923305B2 (ja) | 1988-07-30 | 1989-07-28 | ピストン中の構成部品結合方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4997024A (ja) |
| EP (1) | EP0353480B1 (ja) |
| JP (1) | JP2923305B2 (ja) |
| KR (1) | KR0174729B1 (ja) |
| AU (1) | AU614158B2 (ja) |
| DE (1) | DE68923921T2 (ja) |
| GB (2) | GB8818214D0 (ja) |
| ZA (1) | ZA895369B (ja) |
Families Citing this family (29)
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