JPH02254132A - アルミ等の加圧鋳造用金属製部品を強化するために使用する鉄多孔体の製造方法 - Google Patents

アルミ等の加圧鋳造用金属製部品を強化するために使用する鉄多孔体の製造方法

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JPH02254132A
JPH02254132A JP7536989A JP7536989A JPH02254132A JP H02254132 A JPH02254132 A JP H02254132A JP 7536989 A JP7536989 A JP 7536989A JP 7536989 A JP7536989 A JP 7536989A JP H02254132 A JPH02254132 A JP H02254132A
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JP
Japan
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iron
porous body
iron powder
vessel
porous
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JP7536989A
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English (en)
Inventor
Tadayoshi Nakamura
忠義 中村
Isao Tan
功 丹
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Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関におけるビスI−ン等に使用される
アルミ、マグネシウム又は亜鉛等の加圧鋳造用金[1の
部品において、当該加圧鋳造用金属製部品における耐摩
耗、剛性及び各種の物理的な性能を強化するために使用
する鉄多孔体の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
最近、内燃機関におけるビス1−ン等に使用されるアル
ミ等の加圧鋳造用金属製の部品においては、当該加圧鋳
造用金属製部品における各種の機械的強度等をアンプす
るために、当該加圧鋳造用金属製部品の内部に、金属の
多孔体を埋設すること、つまり、金属の多孔体を、前記
アルミ等の加圧鋳造用金属製部品を鋳造するための鋳造
用金型内に配設したのち、前記鋳造用金型内に、アルミ
等の加圧鋳造用金属の溶融物を加圧状態(約400kg
/ cra以上の圧力)で注入することにより、前記加
圧鋳造用金属製部品を、加圧鋳造用金属と金属多孔体と
の複合材にすることが行なわれている。
この場合において、先行技術としての特開昭51−21
2159号公報及び特開昭60−118367号公報は
、前記アルミ鋳造部品を強化するための金属の多孔体と
して、発泡ニッケル等のニッケルの多孔体を使用するこ
とを提案している。
〔発明が解決しようとする課題〕
この先行技術において金属の多孔体としてニケノルの多
孔体を使用するのは、ニッケルの多孔体を、発泡合成樹
脂の内部にニッケルを電気メツキし、次いで、加熱によ
って合成樹脂を焼失すると云う方法によって比較的簡単
に製造することができるからであるが、ニッケルは、そ
れ自体、相当高価であると共に、比重が大きいから、製
造コスト及び重量のアップを招来するのであり、しかも
、ニッケルの熱膨張係数は大きいので、アルミ材の熱膨
張を、このニッケルの多孔体によって抑制することの効
果が低いのであった。また、耐摩耗性、剛性及び他の物
理的性能の面でも、十分な強化を図れないのであった。
そこで、前記アルミ等の加圧鋳造用金属製部品を強化す
るための金属の多孔体として、ニッケルよりも軽く、H
lつ、安価で、更に熱膨張係数が小さい鉄の多孔体を使
用するのが良いと考えられる。
ところが、鉄の多孔体の製造に際しては、発泡剤による
直接発泡方法では発泡することができず、また、前記公
開公+じに記載されているニケソルのように、発泡合成
樹脂の内部にニッケルを電気メツキし、次いで、加熱に
よって合成樹脂を焼失すると云う方法を採用することが
できないのである。
従って、鉄の多孔体の製造に際しては、従来から良く知
られているように、適宜粒度の鉄粉を、金型内において
高い圧力で加圧プレスして所定の形状に固め成形したの
ち、金型から取り出して高温で焼結しなければならない
が、この焼結法によると、鉄多孔体における圧縮破壊強
度は可成り高いので、溶融アルミ材を高い圧力で鋳造用
金型内に注入するに際して、この鉄多孔体に潰れ破壊が
発生しない利点を有する反面、鉄多孔体の嵩密度が高く
て、空孔率が低いので、当該鉄多孔体における多孔組織
内への溶融アルミ材の浸透性が著しく悪く、表面の極く
浅い部分に対して浸透するだけであると共乙こ、複合部
材の重量が大幅に増大することになる。
なお、従来、鉄の多孔体の焼結に際しては、当該鉄多孔
体における強度のアップを目的として黒鉛粉を、また、
焼結時の収縮を小さくすることを目的として銅粉を各々
混入することが一般的に行なわれている。
〔課題を解決するための手段〕
この目的を達成するため本発明は、適宜粒度の鉄粉を、
耐熱性の容器内に、自由落下にて充填したのち、加圧プ
レスすることなく適宜時間にわたって振動を付与するこ
とにより、容器内に充填した鉄粉の嵩密度を約1.5〜
4 、 3 g /crAにし、次いで、前記鉄粉を、
耐熱性容器に入れた状態で、低酸素雰囲気又は還元雰囲
気中において高温で焼結することにした。
〔作  用〕
適宜粒度の鉄粉を、容器内に、自由落下にて充填しただ
Lノでは、鉄粉のブリッジ現象により空洞ができるが、
鉄粉の容器内への自由落下による充填したあとにおいて
、適宜時間にわたって振動を付与することにより、前記
ブリッジ現象を崩すことができるから、不均一で巨大な
空洞の発生がなく均一組織の多孔体を得ることができる
また、鉄粉は、容器内に自由落下にて充填したのち、加
圧プレスすることなく適宜時間にわたって振動を付与し
ただけで、密に詰ることばないから、鉄多孔体における
嵩密度を小さく、延いては、空孔率を大きくすることが
でき、且つ、前記鉄粉を、耐熱性容器内に入れた状態で
高温で焼結することにより、鉄粉を、その空孔率が大き
い状態で、前記容器の形状通りの形状に固めることがで
きる。
すなわち、嵩密度が小さくて、空孔率の高い鉄多孔体を
、所定の形状にして製造することができるから、この鉄
多孔体を、アルミ等の加圧鋳造用金属製部品に対する鋳
造用金型内に配設したのち、前記鋳造用金型内に、加圧
鋳造用金属の溶湯を高い圧力で充填した場合に、加圧鋳
造用金属の溶湯は、前記鉄多孔体における多孔組織内に
奥深くまで浸透することになる。
この場合において、加圧鋳造用金属の溶湯が鉄多孔体に
おける多孔組織内に対して浸透する深さは、前記鉄粉を
容器内に充填するとぎにおける嵩密度に反比例するが、
嵩密度が4.3g/clを越えると、溶融アルミ合金の
鉄多孔体内への浸透深さが急激に低下するものであるこ
とから、前記鉄粉を容器内に充填するときにおける嵩密
度の下限値は、4.3g/C艷ずべきである。
方、前記鉄粉を容器内に充填するときにおける高密度を
、1 、 5 g /cn!未満にした場合、鉄多孔体
における圧縮破壊強度が著しく低下し、前記鋳造用金型
内に、加圧鋳造用金属の溶湯を高い圧力で充填するとき
における圧力によって、鉄多孔体に圧縮破壊による亀裂
が発生ずることになるから、前記鉄粉を容器内に充填す
るときにおける嵩密度の下限値は、1.5g/entに
ずべきである。
〔発明の効果〕
従って本発明によると、アルミ等の加圧鋳造用金属製部
品を強化するだめの鉄多孔体を、前記加圧鋳造用金属製
部品における重量の大幅なアップを招来することがなく
、且つ、前記加圧鋳造用金属製部品の耐摩耗性、剛性及
び各種の物理的性質を確実にアップすることができる状
態のもとで製造することができると共に、ニッケルの多
孔体に比べて、原料コストカー°゛安い上に、前記従来
の鉄多孔体の製造方法のように、鉄粉を金型内において
所定の形状に加圧プレスする必要がないので、当該鉄多
孔体の製造に要するコトスを大幅に低減することができ
る効果を有する。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を、加圧鋳造用金属としてアルミ
材を使用した場合について述べる。
先づ、鉄粉として、川崎製鉄株式会社から銘柄KIP2
55Mで販売されている還元鉄粉(粒径1〜1000ミ
クロン、平均粒径45ミクロン)を使用し、この還元鉄
粉1を、第1図に示すように、幅寸法W及び奥行き寸法
りを各々5Qimにし、深さ寸法Hを15龍にしたステ
ンレス鋼製の容器2内に、自由落下により、第2図に示
すように、山型状に充填する。
次いで、容器2に、振幅0.2〜511で振動数10ヘ
ルツの振動を約2分間にわたって(4与したところ、鉄
粉1は、第3図に示すように、平面状に均らされると共
に、容器2内に充填した鉄粉の嵩密度は、2.2g/c
ポになった。
そこで、前記鉄粉1を、前記容器2に入れた状態のまま
で、温度を約1100’C−1150’cテ、且つ、R
xガス(tlz : Nx : Co =30. 8 
+45.0:21.7>の雰囲気中で、約1時間にわた
って焼結することにより、第4図に示すように、幅寸法
W及び奥行き寸法りが共に591mで、且つ、厚さ■]
が15n+の板状の鉄多孔体1aを得た。
この鉄多孔体1aを、約100℃〜300℃の温度に予
備加熱した状態で、第5図に示すように、鋳造用金型3
内に装填して、この鋳造用金型3内に、JIS規格AC
8Aのアルミ合金の溶湯を、780℃の熔融状態にして
、当該鋳造用金型3にお番ノる湯口3aから注入し、4
00〜1000 kg/ Ctaの圧力を加えたのち凝
固した。
そして、この鋳造によって得られた複合材4を、鋳造用
金型3から取り出し、この断面組織を、顕微鏡によって
観察したところ、第6図に示すように、アルミ材5が、
鉄多孔体1aの芯部にまで完全に浸透していることが認
められた。
また、ここに得られらた複合材1bにおける耐摩耗性は
、前記、JIS規格AC8Aのアルミ材に比べて、常温
において100%に、400℃において800%も向上
できるのであり、また、前記複合材1bにおける引張強
度は、前記JIS規格AC8Aのアルミ材に比べて、常
温において約20%に、400℃において100%も向
」二できるのであった。
次に、本発明者達は、前記鉄粉1を容器2内に充填する
場合における嵩密度が、前記製造方法にて得た鉄多孔体
1aにおける多孔組織内へのアルミ溶湯の浸透性に対し
て及ばず影響を知るために、容器2内に鉄粉1を充填す
る場合における嵩密度を種々変化することによって製造
した鉄多孔体について(但し、容器2に振動を付与する
ことだけでは、嵩密度を4.5g/cAより大きい値に
することができなかったので、嵩密度を4.5g/cn
1以上にするときには、振動を付与したあと加圧プレス
することにした)、前記したと同じ状態でアルミの溶湯
を加圧注入して、各鉄多孔体の多孔組織内へのアルミ溶
湯の浸透深さを測定した結果は、第7図に曲線Aで示す
通りであり、アルミ溶湯の浸透深さは、嵩密度が4.3
g/Cn!のときを境として急激に変化し、4.3g/
cJを越えたときにはきわめて小さいのに対して、嵩密
度が4.3g/ a+!以下になると急激に大きくなる
のであった。
この結果から、鉄粉1を容器2内に充填するときにおけ
る嵩密度の上限値は、4..3g/clにずべきである
。しかし、鉄粉1を容器2内に充填するときにおける嵩
密度が、前記4.3g/cJであっても1.5g/CI
+を未満のときには、溶融アルミ合金の鋳造用金型内へ
の加圧注入によって、鉄多孔体1aに亀裂が発生するこ
とが認められたことにより、鉄粉1を容器2内に充填す
るときにおける嵩密度の下限値は、1.5g/cdにず
べきであることか判った。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は耐熱性容器の斜
視図、第2図は容器内に鉄粉を自由落下にて充填したと
きの断面図、第3図は容器に振動を付与して鉄粉を平面
状に均らしたときの断面図、第4図は鉄多孔体の斜視図
、第5図は鋳造の状態を示す断面図、第6図は複合材の
断面図、第7図は鉄多孔体における嵩密度と、アルミ合
金の浸透深さとの関係を示す図である。 1・・・・鉄粉、1a・・・・鉄多孔体、2・・・・耐
熱性容器、3・・・・鋳造用金型、4・・・・複合材、
5・・・・アルミ材。 特許出願人  ダイハツ工業株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、適宜粒度の鉄粉を、耐熱性の容器内に、自由落
    下にて充填したのち、加圧プレスすることなく適宜時間
    にわたって振動を付与することにより、容器内に充填し
    た鉄粉の嵩密度を約1.5〜4.3g/cm^3にし、
    次いで、前記鉄粉を、耐熱性容器に入れた状態で、低酸
    素雰囲気又は還元雰囲気中において高温で焼結すること
    を特徴とするアルミ等の加圧鋳造用金属製部品を強化す
    るために使用する鉄多孔体の製造方法。
JP7536989A 1989-03-27 1989-03-27 アルミ等の加圧鋳造用金属製部品を強化するために使用する鉄多孔体の製造方法 Pending JPH02254132A (ja)

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