JPH0215866A - 鋳造品の製造方法及びシリンダヘッドの製造方法 - Google Patents
鋳造品の製造方法及びシリンダヘッドの製造方法Info
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- JPH0215866A JPH0215866A JP63163270A JP16327088A JPH0215866A JP H0215866 A JPH0215866 A JP H0215866A JP 63163270 A JP63163270 A JP 63163270A JP 16327088 A JP16327088 A JP 16327088A JP H0215866 A JPH0215866 A JP H0215866A
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- Japan
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- cylinder head
- remelting
- point
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Laser Beam Processing (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）
本発明はエンジン用のシリンダヘッドの製造方法に関す
る。
る。
（従来の技術）
近年、エンジンの高出力化に伴い、エンジンのシリンダ
ヘッドの熱負荷が高くなり、特に熱負荷の高い燃焼室部
における吸排気孔間部やプラグ孔周辺部等は熱疲労によ
るクラックが発生しやすく、通常の方法で鋳造されたア
ルミニ汐ム合金鋳物の機械的強度では不十分である。ま
た、鋳造方法の中でも生産性の良い低圧鋳造法によると
、一般に型温か高い為、シリンダヘッド素材の鋳造組織
が粗くなり、熱疲労強度が劣るという問題がある。
ヘッドの熱負荷が高くなり、特に熱負荷の高い燃焼室部
における吸排気孔間部やプラグ孔周辺部等は熱疲労によ
るクラックが発生しやすく、通常の方法で鋳造されたア
ルミニ汐ム合金鋳物の機械的強度では不十分である。ま
た、鋳造方法の中でも生産性の良い低圧鋳造法によると
、一般に型温か高い為、シリンダヘッド素材の鋳造組織
が粗くなり、熱疲労強度が劣るという問題がある。
これらの問題に対しては、従来から熱疲労特性が要求さ
れる部分に冷し金或いは水冷金型を置き冷却速度を速く
することによりシリンダヘラ”ド索材の材質の改善を図
る方法が知られている。特に、所望部位を強化する方法
としては、上記方法よりも制約が少なく効果が大きいこ
とから、特開昭６１−１９３７７３号公報に示されるよ
うな、シリンダヘッドの所望部位に高エネルギービーム
を照射し、加熱して再溶融させることによりチル組織を
得る方法が提案されている。
れる部分に冷し金或いは水冷金型を置き冷却速度を速く
することによりシリンダヘラ”ド索材の材質の改善を図
る方法が知られている。特に、所望部位を強化する方法
としては、上記方法よりも制約が少なく効果が大きいこ
とから、特開昭６１−１９３７７３号公報に示されるよ
うな、シリンダヘッドの所望部位に高エネルギービーム
を照射し、加熱して再溶融させることによりチル組織を
得る方法が提案されている。
（発明が解決しようとする課題）
ところが、後者の再溶融の方法によると、第６図に示す
ように、再溶融部ａが凝固する際に周囲の溶湯を引き寄
せる為、再溶融終了部の溶融量が不足し、この部分にク
レータｂが生じるという問題がある。このクレータｂは
圧縮比の低下や異常燃焼の発生等の原因になり、特に再
溶融処理後に燃焼室内の表面処理加工を行わないガソリ
ンエンジン用のシリンダヘッドにおいてはその問題が大
きい。
ように、再溶融部ａが凝固する際に周囲の溶湯を引き寄
せる為、再溶融終了部の溶融量が不足し、この部分にク
レータｂが生じるという問題がある。このクレータｂは
圧縮比の低下や異常燃焼の発生等の原因になり、特に再
溶融処理後に燃焼室内の表面処理加工を行わないガソリ
ンエンジン用のシリンダヘッドにおいてはその問題が大
きい。
このように問題のあるクレータｂの発生を抑制する方法
としては、高エネルギービームを使用して再溶融する場
合に、再溶融終了部付近でアーク電流を小さくするスロ
ープ機構を用いたり、アークの移動速度を大きくしたり
する方法が知られているが、これらの方法によってもク
レータｂの発生を避けることはできない。
としては、高エネルギービームを使用して再溶融する場
合に、再溶融終了部付近でアーク電流を小さくするスロ
ープ機構を用いたり、アークの移動速度を大きくしたり
する方法が知られているが、これらの方法によってもク
レータｂの発生を避けることはできない。
（発明の目的）
上記に鑑みて本発明は、シリンダヘッド素材を高エネル
ギービームによって再溶融するにも拘らず、得られるシ
リンダヘッドにはクレータが存在せず、これにより、圧
縮比の低下や異常燃焼の発生等を防止できるシリンダヘ
ッドの製造方法を提供することを目的とする。
ギービームによって再溶融するにも拘らず、得られるシ
リンダヘッドにはクレータが存在せず、これにより、圧
縮比の低下や異常燃焼の発生等を防止できるシリンダヘ
ッド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）
上記の目的を達成するため本発明は高エネルギービーム
による再溶融の終了部を孔加工により除去するものであ
る。
による再溶融の終了部を孔加工により除去するものであ
る。
具体的に本発明の講じた解決手段は、シリンダヘッドの
製造方法を、金属溶湯を鋳型に注入してシリンダヘッド
素材を形成したのち、該シリンダヘッド素材における熱
疲労特性の要求される部分を高エネルギービームにより
連続して再溶融すると共に、この再溶融をプラグ用又は
噴射ノズル用の孔加工部に対応する部位で終了し、その
後、この再溶融終了部に孔加工を施す構成としたもので
ある。
製造方法を、金属溶湯を鋳型に注入してシリンダヘッド
素材を形成したのち、該シリンダヘッド素材における熱
疲労特性の要求される部分を高エネルギービームにより
連続して再溶融すると共に、この再溶融をプラグ用又は
噴射ノズル用の孔加工部に対応する部位で終了し、その
後、この再溶融終了部に孔加工を施す構成としたもので
ある。
（作用）
上記の構成により、シリンダヘッド素材を高エネルギー
ビームにて再溶融する場合の再溶融終了部に発生するク
レータは、プラグ用又は噴射ノズル用の孔加工を施すこ
とで除去される。
ビームにて再溶融する場合の再溶融終了部に発生するク
レータは、プラグ用又は噴射ノズル用の孔加工を施すこ
とで除去される。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図に基づいて説
明する。
明する。
まず、ＪＩＳ規格ＡＣ４Ｂのアルミニウム合金の溶湯を
鋳型に注入し、低圧鋳造法により第１図に示すようなガ
ソリンエンジン用のシリンダヘッド素材１を形成する。
鋳型に注入し、低圧鋳造法により第１図に示すようなガ
ソリンエンジン用のシリンダヘッド素材１を形成する。
次に、Ｘ−Ｙテーブルにシリンダヘッド素材１を載置し
、高エネルギービームであるＴＩＧアーク３を、交流Ｔ
ＩＧ溶接機を使用して使用電極が直径４．８ｍｇ＋の純
タングステンであり、アルゴンガス流量が１５９７分で
ある照射条件の下で、Ｘ−Ｙテーブルを移動しながら第
２図に示すようにシリンダヘッド素材１における熱疲労
特性の要求される部分に照射する。この照射は第３図に
示すように、シリンダヘッド素材１における吸気孔１１
と排気孔１２の間部であってプラグ用の孔加工部１３の
反対側端部であるＡ点から始め、吸気孔１１と排気孔１
２の間部であって孔加工部１３側の端部であるＢ点、及
び、孔加工部１３の近傍である０点を経て、孔加工部１
３の内部に位置し、再溶融終了部であるＤ点で終了する
。この場合においてＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄの溶融範囲に亘って
アーク電流値は３００Ａ、加工速度は０．３ｍ／分であ
って、これにより生じるＤ点でのクレータの深さは３．
５ｍｍであった。
、高エネルギービームであるＴＩＧアーク３を、交流Ｔ
ＩＧ溶接機を使用して使用電極が直径４．８ｍｇ＋の純
タングステンであり、アルゴンガス流量が１５９７分で
ある照射条件の下で、Ｘ−Ｙテーブルを移動しながら第
２図に示すようにシリンダヘッド素材１における熱疲労
特性の要求される部分に照射する。この照射は第３図に
示すように、シリンダヘッド素材１における吸気孔１１
と排気孔１２の間部であってプラグ用の孔加工部１３の
反対側端部であるＡ点から始め、吸気孔１１と排気孔１
２の間部であって孔加工部１３側の端部であるＢ点、及
び、孔加工部１３の近傍である０点を経て、孔加工部１
３の内部に位置し、再溶融終了部であるＤ点で終了する
。この場合においてＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄの溶融範囲に亘って
アーク電流値は３００Ａ、加工速度は０．３ｍ／分であ
って、これにより生じるＤ点でのクレータの深さは３．
５ｍｍであった。
このようにして第４図に示すように、熱疲労特性の要求
される部分、すなわち、吸気孔１１と排気孔１２との間
の部分及びプラグ用の孔加工部１３の周辺部分に再溶融
部１４を形成し、その後、このシリンダヘッド素材１を
５３５℃の温度下で４時間保持した後、水冷Ｃ１再び加
熱して１８０℃の温度下で６時間保持してＴ６処理を施
す。さらにこのシリンダヘッド素材１の再溶融終了部に
機械加工によりプラグ孔１５を穿設した後ＡＳＳＹをし
て、第５図に示すようなシリンダヘッド２を得る。
される部分、すなわち、吸気孔１１と排気孔１２との間
の部分及びプラグ用の孔加工部１３の周辺部分に再溶融
部１４を形成し、その後、このシリンダヘッド素材１を
５３５℃の温度下で４時間保持した後、水冷Ｃ１再び加
熱して１８０℃の温度下で６時間保持してＴ６処理を施
す。さらにこのシリンダヘッド素材１の再溶融終了部に
機械加工によりプラグ孔１５を穿設した後ＡＳＳＹをし
て、第５図に示すようなシリンダヘッド２を得る。
なお、高エネルギービームとしては上記実施例のＴＩＧ
アーク３の他にプラズマアーク、レーザ、電子ビーム等
を使用することができると共に、シリンダヘッド素材１
の種類によっては、再溶融終了部を上記実施例に代えて
噴射ノズル用の孔加工部としてもよい。
アーク３の他にプラズマアーク、レーザ、電子ビーム等
を使用することができると共に、シリンダヘッド素材１
の種類によっては、再溶融終了部を上記実施例に代えて
噴射ノズル用の孔加工部としてもよい。
以下、比較例について説明する。
比較例１〜４はいずれも上記実施例と同様にＪＩｓ規格
ＡＣ４Ｂのアルミニウム合金を低圧鋳造してシリンダヘ
ッド素材を形成し、このシリンダヘッド素材に上記実施
例におけるＡ・点→Ｂ点→Ｃ点と同じ範囲に、上記と同
様の電極及びアルゴンガス流量の下でＴＩＧアーク３を
照射したものであって、Ａ点−Ｂ点間及びＢ点→Ｃ点間
においては次のような条件下で照射し、０点において次
のようなりレータを得た。
ＡＣ４Ｂのアルミニウム合金を低圧鋳造してシリンダヘ
ッド素材を形成し、このシリンダヘッド素材に上記実施
例におけるＡ・点→Ｂ点→Ｃ点と同じ範囲に、上記と同
様の電極及びアルゴンガス流量の下でＴＩＧアーク３を
照射したものであって、Ａ点−Ｂ点間及びＢ点→Ｃ点間
においては次のような条件下で照射し、０点において次
のようなりレータを得た。
比較例１：
Ａ点→Ｂ点間：アーク電流値３００Ａ
加工速度０．３ｍ／分
Ｂ点→Ｃ点間：アーク電流値３００Ａ
加工速度０．３ｍ／分
クレータ深さ：３．５ｍｍ
比較例２：
Ａ点−Ｂ点間：アーク電流値３００Ａ
加工速度０．３ｍ／分
Ｂ点→Ｃ点間：アーク電流値３００Ａ→ＯＡへスロープ
ダウン 加工速度０．５ｍ／分 クレータ深さ：１．７ｍｍ 比較例３： Ａ点→Ｂ点間：アーク電流値３２０Ａ 加工速度０．３ｍ／分 Ｂ点→Ｃ点間：アーク電流値３００Ａ 加工速度０．５ｍ／分 クレータ深さ：２．７＋ａｍ 比較例４： Ａ点→Ｂ点間：アーク電流値２８０Ａ 加工速度０．３ｍ／分 Ｂ点→Ｃ点間：アーク電流値１００Ａ→ＯＡへスロープ
ダウン クレータ深さ二〇、８ｍ＋＊ 以上の結果から明らかなように、比較例１及び３におい
ては０点に大きなりレータが発生し、比較例２及び４に
おいてはＴＩＧ電流値を徐々に低下させるスロープ機構
を用いたので深さは浅いがクレータがやはり発生した。
ダウン 加工速度０．５ｍ／分 クレータ深さ：１．７ｍｍ 比較例３： Ａ点→Ｂ点間：アーク電流値３２０Ａ 加工速度０．３ｍ／分 Ｂ点→Ｃ点間：アーク電流値３００Ａ 加工速度０．５ｍ／分 クレータ深さ：２．７＋ａｍ 比較例４： Ａ点→Ｂ点間：アーク電流値２８０Ａ 加工速度０．３ｍ／分 Ｂ点→Ｃ点間：アーク電流値１００Ａ→ＯＡへスロープ
ダウン クレータ深さ二〇、８ｍ＋＊ 以上の結果から明らかなように、比較例１及び３におい
ては０点に大きなりレータが発生し、比較例２及び４に
おいてはＴＩＧ電流値を徐々に低下させるスロープ機構
を用いたので深さは浅いがクレータがやはり発生した。
なお、比較例２及び４のようにスロープ機構を使用する
とこの部分の再溶融深さが浅くなり、再溶融処理の効果
が低減するので好ましくない。これに対して、上記実施
例のようにプラグ用の孔加工部１３を再溶融終了部にす
ると、プラグ用孔１５穿没後のシリンダヘッド２にはク
レータが残存しないし、また、クレータを小さくするた
めにスロープ機構を使用する必要もないので吸排気孔間
及びプラグ用孔周辺部を所定量の深さまで再溶融するこ
とができる。
とこの部分の再溶融深さが浅くなり、再溶融処理の効果
が低減するので好ましくない。これに対して、上記実施
例のようにプラグ用の孔加工部１３を再溶融終了部にす
ると、プラグ用孔１５穿没後のシリンダヘッド２にはク
レータが残存しないし、また、クレータを小さくするた
めにスロープ機構を使用する必要もないので吸排気孔間
及びプラグ用孔周辺部を所定量の深さまで再溶融するこ
とができる。
（発明の効果）
以上説明したように本発明に係るシリンダヘッドの製造
方法によると、シリンダヘッド素材における再溶融終了
部で発生するクレータはプラグ用又は噴射ノズル用の孔
加工により除去されるため、得られるシリンダヘッドに
はクレータが存在しないので、圧縮比の低下や異常燃焼
の発生等を防止することができる。
方法によると、シリンダヘッド素材における再溶融終了
部で発生するクレータはプラグ用又は噴射ノズル用の孔
加工により除去されるため、得られるシリンダヘッドに
はクレータが存在しないので、圧縮比の低下や異常燃焼
の発生等を防止することができる。
第１図は本発明に係るシリンダヘッドの製造方法によっ
て得られるシリンダヘッド素材の平面図、第２図は上記
方法における再溶融工程を示す斜視図、第３図は上記再
溶融工程の順序を示す平面図、第４図は上記再溶融工程
により得られるシリンダヘッド素材の平面図、第５図は
上記方法により得られるシリンダヘッドの平面図、第６
図は従来の方法により得られるシリンダヘッドの拡大断
面図である。
て得られるシリンダヘッド素材の平面図、第２図は上記
方法における再溶融工程を示す斜視図、第３図は上記再
溶融工程の順序を示す平面図、第４図は上記再溶融工程
により得られるシリンダヘッド素材の平面図、第５図は
上記方法により得られるシリンダヘッドの平面図、第６
図は従来の方法により得られるシリンダヘッドの拡大断
面図である。
Claims (1)
- （１）金属溶湯を鋳型に注入してシリンダヘッド素材を
形成したのち、該シリンダヘッド素材における熱疲労特
性の要求される部分を高エネルギービームにより連続し
て再溶融すると共に、この再溶融をプラグ用又は噴射ノ
ズル用の孔加工部に対応する部位で終了し、その後、こ
の再溶融終了部に孔加工を施すことを特徴とするシリン
ダヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63163270A JP2648497B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 鋳造品の製造方法及びシリンダヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63163270A JP2648497B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 鋳造品の製造方法及びシリンダヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0215866A true JPH0215866A (ja) | 1990-01-19 |
| JP2648497B2 JP2648497B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=15770619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63163270A Expired - Fee Related JP2648497B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 鋳造品の製造方法及びシリンダヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2648497B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04104263U (ja) * | 1991-02-08 | 1992-09-08 | マツダ株式会社 | ワークの冷却装置 |
| WO2001047655A1 (en) * | 1999-12-27 | 2001-07-05 | Mazda Motor Corporation | Surface treating method, and treating member therefor |
| JP2001246458A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-09-11 | Mazda Motor Corp | 表面処理方法及びその処理部材 |
| CN108678868A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-10-19 | 重庆红旗缸盖制造有限公司 | 一种缸盖排气孔毛坯结构 |
| CN110756990A (zh) * | 2018-07-25 | 2020-02-07 | 株式会社东芝 | 焊接方法、焊接物的制造方法、以及焊接物 |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP63163270A patent/JP2648497B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04104263U (ja) * | 1991-02-08 | 1992-09-08 | マツダ株式会社 | ワークの冷却装置 |
| WO2001047655A1 (en) * | 1999-12-27 | 2001-07-05 | Mazda Motor Corporation | Surface treating method, and treating member therefor |
| JP2001246458A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-09-11 | Mazda Motor Corp | 表面処理方法及びその処理部材 |
| US6634199B2 (en) | 1999-12-27 | 2003-10-21 | Mazda Motor Corporation | Surface treating method, and treating member therefor |
| CN110756990A (zh) * | 2018-07-25 | 2020-02-07 | 株式会社东芝 | 焊接方法、焊接物的制造方法、以及焊接物 |
| CN108678868A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-10-19 | 重庆红旗缸盖制造有限公司 | 一种缸盖排气孔毛坯结构 |
| CN108678868B (zh) * | 2018-08-01 | 2024-01-19 | 重庆红旗缸盖制造有限公司 | 一种缸盖排气孔毛坯结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2648497B2 (ja) | 1997-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |