JPH0227149A - Piston made of al alloy - Google Patents
Piston made of al alloyInfo
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- JPH0227149A JPH0227149A JP17611288A JP17611288A JPH0227149A JP H0227149 A JPH0227149 A JP H0227149A JP 17611288 A JP17611288 A JP 17611288A JP 17611288 A JP17611288 A JP 17611288A JP H0227149 A JPH0227149 A JP H0227149A
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02F3/00—Pistons
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ピストンリング用のリングキャリヤをＡｌ合
金からなるピストン母材により鋳ぐるんでなるＡｌ合金
製ピストンに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an Al alloy piston in which a ring carrier for a piston ring is cast in a piston base material made of an Al alloy.
（従来の技術）
一般に、ディーゼルエンジン等のＡｌ合金製ピストンと
しては、例えば第３図に示すようなものがあり、Ａｆ１
合金製リングキャリヤ１がピストン母材２に鋳ぐるまれ
ているが、このリングキャリヤ１におけるピストンリン
グ溝３は、大きな熱負荷と面圧を繰り返して受けるため
、へたりや摩耗が生じやすい。(Prior Art) In general, there is a piston made of Al alloy for diesel engines, etc., as shown in FIG.
An alloy ring carrier 1 is cast into a piston base material 2, but the piston ring grooves 3 in the ring carrier 1 are subject to repeated large thermal loads and surface pressures, and are therefore prone to wear and tear.
これに対処するため、従来、ピストン鋳造用の金型内で
あって、リングキャリヤが鋳造される部分に、セラミッ
クス繊維、ウィスカー等からなるプリフォームをセット
し、高圧鋳造法にてプリフォーム中へもＡμ合金を注湯
することにより一体成形したＦＲＭ（繊維強化金属）ピ
ストンが提案されている。In order to deal with this, conventionally, a preform made of ceramic fibers, whiskers, etc. is set in the part of the piston casting mold where the ring carrier is to be cast, and a high-pressure casting method is used to insert the preform into the preform. An FRM (fiber-reinforced metal) piston integrally formed by pouring Aμ alloy has also been proposed.
また、Ｓｉ：１４−２５％、Ｆｅ１．Ｏ−５，０％及び
Ｍ ｎ ： ０゜５〜３．０％を含むＡｌ合金からなる
リングキャリヤや、これにＣｕ ： ４．０％以下、Ｍ
ｇ ： ２．０％以下、Ｎｉ：２．０％以下の１種又は
２種以上の成分を付加したＡｌ合金からなるリングキャ
リヤを、溶湯鍛造法によりＡｌ合金からなるピストン母
材で鋳ぐるむようにしたものも、提案されている。Also, Si: 14-25%, Fe1. A ring carrier made of an Al alloy containing O-5.0% and Mn: 0°5 to 3.0%, Cu: 4.0% or less, M
A ring carrier made of an Al alloy to which one or more components of g: 2.0% or less and Ni: 2.0% or less are added is cast in a piston base material made of an Al alloy by a molten metal forging method. The following have also been proposed.
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、前述のような高価なセラミックス繊維や
ウィスカー等をリングキャリヤ部に用いたＡｌ合金製ピ
ストンでは、コストが嵩むという問題がある。(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-mentioned Al alloy piston using expensive ceramic fibers, whiskers, etc. in the ring carrier part has a problem of increased cost.
また、リングキャリヤ部にシリコン等をふくむＡｌ合金
を用いたものも知られているが、これを高速過給機付き
ディーゼルエンジンに使用した場合、リングキャリヤ部
の耐へたり性が不足するという問題がある。In addition, a ring carrier using an Al alloy containing silicon, etc. is known, but when this is used in a diesel engine with a high-speed supercharger, there is a problem that the ring carrier does not have sufficient resistance to fatigue. There is.
本発明の目的は、リングキャリヤ部にアルミニューム青
銅を用いながら、耐へたり性及び耐摩耗性の向上を図れ
るようにした、Ａｌ合金製ピストンを提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide an Al alloy piston that uses aluminum bronze for the ring carrier part and has improved fatigue resistance and wear resistance.
（課題を解決するための手段）
上述の目的を達成するために、第１の発明のＡｌ合金製
ピストンは、ピストンリング用のリングキャリヤがアル
ミニューム青銅からなり、このリングキャリヤが、Ａｌ
合金からなるピストン母材により鋳ぐるまわていること
を特徴としている。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, in the Al alloy piston of the first invention, the ring carrier for the piston ring is made of aluminum bronze, and this ring carrier is made of aluminum bronze.
It is characterized by being surrounded by a piston base material made of an alloy.
ピストンと同様の構造を有しており、そのリングキャリ
ヤ１０．２０の組成については、次の各実施例に示すよ
うな特徴を有している。It has a structure similar to that of a piston, and the composition of its ring carrier 10.20 has characteristics as shown in the following examples.
第１実施例
ここでは、第１図に示すようなリングキャリヤ１０が用
いられる。このリングキャリヤ１０はアルミニューム青
銅を用いて鋳造された。ここで、アルミニューム青銅と
してはＡｌＢＣｌが使用され、その他にＡｌＢＣ２〜Ａ
ｌＢＣ４（Ｊ Ｉ Ｓ Ｈ５１１４）やＣ６１６Ｌ Ｃ
６１９１，Ｃ６２４１（ＪＩ Ｓ Ｈ３２５０）を代用
しても良い。なお、アルミニューム青銅ＡｌＢＣ１は、
Ｃｕ：８５％以上、Ａｌ ： ８．０〜１０．０％、Ｆ
ｅ１．０〜４．０％、Ｎｉ１．Ｏ以下、Ｍ ｎ １ 、
０以下、等の銅合金である。First Embodiment Here, a ring carrier 10 as shown in FIG. 1 is used. This ring carrier 10 was cast using aluminum bronze. Here, AlBCl is used as the aluminum bronze, and in addition, AlBC2 to A
lBC4 (JIS H5114) and C616L C
6191, C6241 (JIS H3250) may be substituted. In addition, aluminum bronze AlBC1 is
Cu: 85% or more, Al: 8.0-10.0%, F
e1.0-4.0%, Ni1. O or less, M n 1 ,
0 or less, etc.
このようなアルミニューム青銅は比較的溶融温度（約１
１００℃）が高い。そこで、このリングキャリヤの鋳造
に当たっては、耐熱温度が高く、熱伝導率が低いセラミ
ック鋳型が使用され、精密ダイカスト法により製造され
る。Such aluminum bronzes have relatively low melting temperatures (approximately 1
100℃) is high. Therefore, in casting this ring carrier, a ceramic mold having a high heat resistance and low thermal conductivity is used, and the ring carrier is manufactured by a precision die casting method.
Ａｆ１合金製ピストンはグラビテイ鋳造法によっまた第
２の発明のＡｌ合金製ピストンは、ピストンリング用の
リングキャリヤがアルミニューム青銅からなり、このリ
ングキャリヤが、アルミはんだめっきによる被膜層を介
してＡｌ合金からなるピストン母材により鋳ぐるまれて
いることを特徴としている。In the Al alloy piston of the second invention, the ring carrier for the piston ring is made of aluminum bronze, and this ring carrier is made of aluminum through a coating layer formed by aluminum solder plating. It is characterized by being cast in a piston base material made of an alloy.
（イ乍 用）
上述の第１の発明のＡｌ合金製ピストンでは、ピストン
母材に鋳ぐるまれたリングキャリヤが、長時間にわたる
高温加熱後においても、高い硬度を維持することが出来
、耐へたり性や耐摩耗性が向上するようになる。(For I) In the Al alloy piston of the first invention described above, the ring carrier cast into the piston base material can maintain high hardness even after long-term high-temperature heating, and is resistant to wear. This results in improved wear resistance and wear resistance.
また、上述の第２の発明のＡｆ１合金製ピストンでは、
第１の発明の場合と同様の作用が得られるほか、リング
キャリヤがピストン母材に対し十分に溶着するようにな
る。Further, in the Af1 alloy piston of the second invention described above,
In addition to obtaining the same effect as in the case of the first invention, the ring carrier is sufficiently welded to the piston base material.
（実 施 例）
第１図及び第２図には本発明によるＡｌ合金製ピストン
をそれぞれ示した。各Ａｌ合金製ピストンは、その外形
が第３図に示す従来のＡｌ合金製て鋳造される。ここで
は鋳型内にリングキャリヤ１０がセットされ、これはピ
ストン母材１１であるＪＩＳ規格のＡＣ８Ａ材により鋳
ぐるまれた。この際、リングキャリヤ１０とピストン母
材１１との一体化を確実なものとすべく、リングキャリ
ヤ１０はその外表面に凹凸部分１０１を備えた形状を取
ることが望ましい。(Example) Fig. 1 and Fig. 2 respectively show an Al alloy piston according to the present invention. Each Al alloy piston is cast from a conventional Al alloy whose outer shape is shown in FIG. Here, a ring carrier 10 was set in a mold, and the piston base material 11 was cast with AC8A material according to the JIS standard. At this time, in order to ensure the integration of the ring carrier 10 and the piston base material 11, it is desirable that the ring carrier 10 has a shape with an uneven portion 101 on its outer surface.
このピストンはＴ６処理（？８体化部理後、人工時効硬
化）されたが、溶体化処理によるクラックは生じなかっ
た。This piston was subjected to T6 treatment (artificial age hardening after ?8 body treatment), but no cracks occurred due to solution treatment.
このピストンをターボディーゼルエンジンに組込み、耐
久性テストを実施したところ、リングキャリヤの耐へた
り性、耐摩耗性は、従来のニレジスト鋳鉄製リングキャ
リヤ、あるいは、Ｎｉ：２５％、Ｃｕ：２．０％、Ａｌ
：残部からなるＡｌ合金製の従来のリングキャリヤを用
いたものよりもはるかに優れていることが顕著であった
。When this piston was installed in a turbo diesel engine and a durability test was conducted, the ring carrier's resistance to fatigue and wear was found to be higher than that of a conventional Ni-resist cast iron ring carrier, Ni: 25%, Cu: 2.0. %, Al
: It was remarkable that it was far superior to that using a conventional ring carrier made of an Al alloy consisting of the remainder.
第２実施例
ここでは、第２図に示すようなリングキャリヤ２０が用
いられる。このリングキャリヤ２０は成分としてアルミ
ニューム青＠ＡｆｌＢｃ１を用い、セラミック鋳型を使
用して、精密ダイカスト法により鋳造された。Second Embodiment Here, a ring carrier 20 as shown in FIG. 2 is used. This ring carrier 20 was cast by a precision die casting method using aluminum blue @AflBc1 as a component and using a ceramic mold.
このリングキャリヤ２０はその外表面が母材２Ｊである
Ａｌ合金に拡散接合し易いように、厚さ１０μｍの超音
波溶融アルミはんだめっき（めっき成分＝９５Ｚｎ−５
Ａρ）を施され、被膜層２２が生成されている。The outer surface of this ring carrier 20 is coated with ultrasonic melted aluminum solder plating (plating composition = 95Zn-5) with a thickness of 10 μm so that it can be easily diffusion bonded to the Al alloy that is the base material 2J.
Aρ) is applied to form a coating layer 22.
Ａρ合金ピストンは低圧鋳造法で鋳造された。The Aρ alloy piston was cast using a low pressure casting method.
ここでは鋳型内に被膜層２２を備えたリングキャリヤ２
０がセットされ、これはピストン母材２１であるＪＩＳ
規格のＡＣＢＡ材で鋳ぐるまれた。なお、被膜層２２の
外表面と母材２１の間に超音波エネルギーを印加して接
合性をより強化しても良い。Here a ring carrier 2 with a coating layer 22 in the mold
0 is set, and this is the JIS piston base material 21.
Cast with standard ACBA material. Note that ultrasonic energy may be applied between the outer surface of the coating layer 22 and the base material 21 to further strengthen the bonding property.
このピストンの耐久テストで、リングキャリヤの耐へた
り性、耐摩耗性は、ニレジスト鋳鉄製リングキャリヤ、
あるいは、Ｎｉ：２５％、Ｃｕ：２．０％、Ａｌ：残部
からなるＡｌ合金製の従来のリングキャリヤよりも優れ
ていた。In the durability test of this piston, the fatigue resistance and wear resistance of the ring carrier were evaluated as follows: Niresist cast iron ring carrier,
Alternatively, it was superior to a conventional ring carrier made of an Al alloy consisting of 25% Ni, 2.0% Cu, and the balance Al.
この第２実施例は、本発明の第２番目のものにせること
かできる。This second embodiment can be used as the second embodiment of the present invention.
第１図及び第２図は本発明の各々異なる実施例としての
Ａｌ合金製ピストンの部分切欠側断面図、第３図は従来
のＡｌ合金製ピストンの部分切欠側断面図である。
１０．２０・・・リングキャリヤ、１１．２１・・・ピ
ストン母材、２２・・・被膜層。
対応しており、リングキャリヤが被膜層２２を施された
ことによって、リングキャリヤ２０と母材２１の間を完
全に拡散接合でき、両者の完全な一体化を図ることがで
きる。
従来のＡｆ１合金合金製リングキャリヤ比べて、本発明
のピストンにおけるＡｌ合金製リングキャリヤはるかに
高い硬さを維持していることが顕著である。
（発明の効果）
第１の発明のＡｌ合金製ピストンでは、ピストンリング
用のリングキャリヤが、アルミニューム青銅からなり、
このリングキャリヤがＡｌ合金からなるピストン母材に
より鋳ぐるまれているため、リングキャリヤが高硬度化
され、耐へたり性や耐摩耗性を大幅に向上させることが
できる。1 and 2 are partially cutaway side sectional views of Al alloy pistons as different embodiments of the present invention, and FIG. 3 is a partially cutaway side sectional view of a conventional Al alloy piston. 10.20...Ring carrier, 11.21...Piston base material, 22...Coating layer. Since the ring carrier is coated with the coating layer 22, the ring carrier 20 and the base material 21 can be completely diffusion bonded, and the two can be completely integrated. It is remarkable that the Al alloy ring carrier in the piston of the present invention maintains much higher hardness than the conventional Af1 alloy ring carrier. (Effect of the invention) In the Al alloy piston of the first invention, the ring carrier for the piston ring is made of aluminum bronze,
Since this ring carrier is cast into a piston base material made of an Al alloy, the ring carrier has high hardness and can greatly improve its resistance to set and wear.
Claims (1)
ム青銅からなり、このリングキャリヤが、Ａｌ合金から
なるピストン母材により鋳ぐるまれていることを特徴と
する、Ａｌ合金製ピストン。 ２、ピストンリング用のリングキャリヤがアルミニュー
ム青銅からなり、このリングキャリヤが、アルミはんだ
めっきによる被膜層を介してＡｌ合金からなるピストン
母材により鋳ぐるまれていることを特徴とする、Ａｌ合
金製ピストン。[Claims] 1. A piston made of an Al alloy, characterized in that a ring carrier for a piston ring is made of aluminum bronze, and this ring carrier is cast in a piston base material made of an Al alloy. 2. An Al alloy, characterized in that a ring carrier for a piston ring is made of aluminum bronze, and this ring carrier is cast into a piston base material made of an Al alloy through a coating layer formed by aluminum solder plating. Made of piston.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17611288A JPH0227149A (en) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | Piston made of al alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17611288A JPH0227149A (en) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | Piston made of al alloy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0227149A true JPH0227149A (en) | 1990-01-29 |
Family
ID=16007898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17611288A Pending JPH0227149A (en) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | Piston made of al alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0227149A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5653021A (en) * | 1995-03-13 | 1997-08-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Production process of a piston |
| WO1998027328A1 (en) * | 1996-11-05 | 1998-06-25 | Unisia Jecs Corporation | Piston for internal combustion engine and method for manufacture thereof |
| KR20030016965A (en) * | 2001-08-23 | 2003-03-03 | 현대자동차주식회사 | Apparatus of top ring carrier for piston |
| JP2015518536A (en) * | 2012-03-28 | 2015-07-02 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツングＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ | Method for manufacturing aluminum piston |
-
1988
- 1988-07-14 JP JP17611288A patent/JPH0227149A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5653021A (en) * | 1995-03-13 | 1997-08-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Production process of a piston |
| WO1998027328A1 (en) * | 1996-11-05 | 1998-06-25 | Unisia Jecs Corporation | Piston for internal combustion engine and method for manufacture thereof |
| KR20030016965A (en) * | 2001-08-23 | 2003-03-03 | 현대자동차주식회사 | Apparatus of top ring carrier for piston |
| JP2015518536A (en) * | 2012-03-28 | 2015-07-02 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツングＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ | Method for manufacturing aluminum piston |
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