JPH0366465A - Method for casting parts with fiber reinforcing metal - Google Patents
Method for casting parts with fiber reinforcing metalInfo
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- JPH0366465A JPH0366465A JP20175189A JP20175189A JPH0366465A JP H0366465 A JPH0366465 A JP H0366465A JP 20175189 A JP20175189 A JP 20175189A JP 20175189 A JP20175189 A JP 20175189A JP H0366465 A JPH0366465 A JP H0366465A
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Abstract
Description
本発明は、繊維強化金属付部品の鋳造方法に関し、特に
、セラミック短繊維の中にNi粉末を入れた成形体をア
ルミニニウム合金で鋳ぐるみ、強化相にNiAl2を生
成する鋳造方法に係る。The present invention relates to a method for casting a fiber-reinforced metal component, and more particularly to a method for casting a molded body containing Ni powder in short ceramic fibers by casting an aluminum alloy to produce NiAl2 as a reinforcing phase.
セラミック短繊維の中にNi粉末を入れた成形体をアル
電ニュウム合金で鋳ぐるみ、強化相にNiAl3を生成
する繊維強化金属付ピストンの鋳造方法に於いて、強化
相にNiA1.を生成するためには、繊維成形体とアル
ミニュウム合金の溶湯が複合する場合には、アルミニュ
ウム合金の溶湯の温度を高い状態に保持することが好ま
しい。
高温のアル電ニュウム合金の溶湯を保持するために、金
型の温度を高くして、キャビティにアルミニュウム合金
の溶湯を充填する過程で、アルミニニウム合金の溶湯の
温度低下の変化率を小さくする方法が採用されていた。
この様な従来の鋳造方法は特開昭61−42463号公
報に開示されている。In a method for casting a fiber-reinforced metal piston in which a molded body containing Ni powder in short ceramic fibers is cast with an aluminum alloy to produce NiAl3 in the reinforcing phase, NiA1. In order to produce this, when the fiber molded body and the molten aluminum alloy are combined, it is preferable to maintain the temperature of the molten aluminum alloy at a high state. A method of increasing the temperature of the mold to hold the high-temperature molten aluminum alloy and reducing the rate of change in temperature drop of the molten aluminum alloy during the process of filling the cavity with the molten aluminum alloy. had been adopted. Such a conventional casting method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-42463.
然しなから、金型温度を高くすると、金型の表面にアル
2ニ工ウム合金が融着、即ち焼き付き現象が発生してい
た。この焼き付き現象が発生すると、鋳造品であるピス
トンを金型より取り出した場合に、ピストンの表面に多
くのクレータが発生する、このクレータは鋳物(ピスト
ン〉不良の原因となっていた。
従って、本発明の課題は、溶湯の焼き付き現象を防止す
るとともに、繊維強化金属、即ち強化相にNiA1.の
生成を促進するために、繊維成形体の付近の温度のみを
高くするようにしたことにある。However, when the mold temperature was increased, the aluminum alloy was fused to the surface of the mold, that is, a seizure phenomenon occurred. When this seizure phenomenon occurs, many craters appear on the surface of the piston when it is removed from the mold. These craters are the cause of defects in the casting (piston). An object of the invention is to increase the temperature only in the vicinity of the fiber molded body in order to prevent the seizure phenomenon of the molten metal and to promote the formation of NiA1. in the fiber reinforced metal, that is, the reinforcing phase.
【課題を解決するための手段]
そこで、本発明の繊維強化金属付部品の鋳造方法は、キ
ャビティに設置された繊維成形体と、この繊l1tj、
形体と金型手段との間に粟き中子を設けた繊維強化金属
付部品の鋳造方法において、置き中子を高温状態に加熱
した後に、置き中子を金型手段の規定の位置に設置し、
この置き中子に直接接触するように繊維成形体を設置し
、その後に溶湯を前記キャビティに充填するようにした
ことを特徴とする。
【作用】
この手段において、溶湯がキャビティに充填されると、
溶湯は繊維成形体に浸入して、共晶点で成分金属が繊維
成形体の繊維と繊維との間に分離晶出していく。この様
な状態にて、溶湯はその温度を徐々に低下するが、繊維
成形体は置き中子の熱によって加熱されているために、
繊維成形体の溶湯はその温度低下が緩慢となり、溶湯が
繊維成形体に十分に浸透し、成分金属の晶出が促進され
ることになる。[Means for Solving the Problems] Therefore, the method for casting fiber-reinforced metal parts of the present invention includes a fiber molded body installed in a cavity, the fiber l1tj,
In a method for casting parts with fiber-reinforced metal in which a millet core is provided between a shape and a mold means, the placing core is heated to a high temperature and then the placing core is placed in a prescribed position of the mold means. death,
The fiber molded body is placed in direct contact with the placed core, and then the cavity is filled with molten metal. [Operation] In this method, when the cavity is filled with molten metal,
The molten metal permeates into the fiber molded body, and the component metals separate and crystallize between the fibers of the fiber molded body at the eutectic point. In this state, the temperature of the molten metal gradually decreases, but since the fiber molding is heated by the heat of the core,
The temperature of the molten metal of the fiber molded body decreases slowly, the molten metal sufficiently penetrates into the fiber molded body, and the crystallization of the component metals is promoted.
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図には、竪型加圧鋳造機が示されている。
図中1は下金型である。この下金型lの上には、上金型
3が設置されている。これら金型L3の内には、アルミ
ニュウム合金の溶湯を加圧する加圧プランジャ5が挿入
されている。この加圧プランジャ5は、中間プレート7
に支持された加圧シリンダ9によって、上下に動かされ
る。
第2図には、ピストンを鋳造するためのキャビティ11
が示されている。上金型3には、ピストンの内面を形成
する玉入子(金型手段)15、及びピストンの円筒面を
形成する横中子(金型手段〉17と横中子(金型手段)
19が設置されている。また、下金型1には、ピストン
の燃焼面を形成する下人子(金型手段〉23が設置され
ている。この下人子23には、環状の置き中子25が下
人子23と横中子17及び横中子19とに挟まれて設置
されている。また、この置き中子25の内面上には、繊
維成形体27が置き中子25と横中子17及び横中子1
9に挟まれて設置されている。この繊維成形体27は、
セラミック短繊維の中にNi粉末を入れた環状の成形体
である。第3図には、置き中子25が部分断面図で示さ
れている。この置き中子25が下金型1と接触する外周
面251には、約2度の抜は勾配が下人子23との離型
を容易にする為に形成され、更に、置き中子25の内周
面253には、環状のV溝29がピストンの鋳造品と置
き中子25とが離型時に分離しないように形成されてい
る。
次に、この実施例の鋳造工程を説明する。
下金型1と上金型3とを分離して開いた状態で、置き中
子25を加熱する。この置き中子25は電気炉又はバッ
ジ炉等で約り00℃〜400t’に加熱する0次にセッ
ト治具等を用いて、加熱した置き中子25を下人子23
に設置する。その後に、セラミック短繊維の中にNi粉
末を入れた環状の繊維成形体27が置き中子25の内周
面253上に設置されると、上金型3が降下し、型締め
が行われることになる。
この型締め後に、下金型l及び上金型3の図示しないス
リーブにチャージされたアルミニュウム合金の溶湯は、
加圧プランジャ5によって、はぼ500〜1000kJ
r/ciの圧力で充填される。
アルミニュウム合金の溶湯がキャビティに充填されると
、第4図に示すように、溶湯は繊維成形体27に浸入し
て、共晶点で成分金属(N i A 13)がセラミッ
ク短繊維とセラミック短繊維との間に分離晶出してくる
。この様な状態にて、アルミニュウム合金の溶湯はその
温度を徐々に低下するが、繊維成形体27は置き中子2
5の熱によって加熱されているために、繊維成形体27
の溶湯はその温度低下が緩慢となり、第5図、及び第6
図に示されているように、アルミニュウム合金の溶湯が
繊維成形体27に十分に浸透し、成分金属(NiAlg
)が繊維成形体27の全体に晶出することになる。即ち
、セラミック繊維強化金属(強化相〉がアルミニュウム
合金の母材中に構成される。そして、アルミニュウム合
金の溶湯が凝固した段階で下金型1と上金型3とを離型
して、ピストンの鋳造品を取り出し、この鋳造品から置
き中子25を取り外すことになる。
この後、第6図に示されているように、セラミック繊維
強化金属(強化相)41を備えるピストンの鋳造品は、
図中の二点鎖線で示された最終ピストン40の形状に機
械加工されることになる。
なお、第1ピストン・リング溝43はセラミック繊維強
化金属(強化相)41に形成される。また、第2.3ピ
ストン・リング45.47はアルミニュウム合金の母材
中に形成される。
次に、この実施例の効果を述べる。
この実施例では、置き中子25のみが加熱され、下金型
1と上金型3と上人子15と下入子23と横入子17、
及び横入子19は常温とされているので、アルミニュウ
ム合金の溶湯の焼き付き現象が発生することが少なくな
り、鋳造品の不良率が格段に減少する。更に、置き中子
25の加熱により、N i A 1 !Iの晶出が促進
され、耐熱・耐摩耗性に優れた強化相がアルミニュウム
合金の母材中に形成される。
また、置き中子25のみが加熱され、下金型1と上金型
3と上人子15と下入子23と横入子17、及び横入子
19は常温とされることにより、アルミニニウム合金の
溶湯の凝固時間が短縮され、ピストン鋳造品の生産性が
向上する。
また、下金型lと上金型3と上人子15と下入子23と
横入子17、及び横入子19を操業開始時に型予熱する
必要がなくなるので、縦型加圧鋳造機の稼働時間が増え
、縦型加圧鋳造機の生産性が向上することになる。
以上、本発明の特定の実施例について説明をしたが、本
発明は、この実施例に限定されるものでなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含されるも
のである。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 shows a vertical pressure casting machine. In the figure, 1 is the lower mold. An upper mold 3 is installed on top of the lower mold l. A pressure plunger 5 for pressurizing the molten aluminum alloy is inserted into these molds L3. This pressurizing plunger 5 is connected to the intermediate plate 7
It is moved up and down by a pressure cylinder 9 supported by. FIG. 2 shows a cavity 11 for casting a piston.
It is shown. The upper mold 3 includes a ball insert (mold means) 15 that forms the inner surface of the piston, and a horizontal core (mold means) 17 and a horizontal core (mold means) that forms the cylindrical surface of the piston.
19 have been installed. Further, a lower mold 1 is provided with a lower mold member (mold means) 23 that forms the combustion surface of the piston. and the horizontal core 17 and the horizontal core 19.Furthermore, on the inner surface of the placed core 25, a fiber molded body 27 is installed between the placed core 25, the horizontal core 17, and the horizontal core 19. Child 1
It is located between 9. This fiber molded body 27 is
It is an annular molded body containing Ni powder inside ceramic short fibers. FIG. 3 shows the placing core 25 in a partial sectional view. A punching slope of about 2 degrees is formed on the outer circumferential surface 251 where the placing core 25 contacts the lower mold 1 in order to facilitate release from the lower mold 23. An annular V-groove 29 is formed in the inner circumferential surface 253 of the piston to prevent the piston casting from separating from the placing core 25 during mold release. Next, the casting process of this example will be explained. With the lower mold 1 and the upper mold 3 separated and opened, the placed core 25 is heated. This placed core 25 is heated to about 00°C to 400 t' in an electric furnace or badge furnace, etc. Using a zero-order setting jig or the like, the heated placed core 25 is placed on the lower part of the servant
to be installed. After that, when the annular fiber molded body 27 containing Ni powder in the ceramic short fibers is placed on the inner circumferential surface 253 of the placing core 25, the upper mold 3 is lowered and the mold is clamped. It turns out. After this mold clamping, the molten aluminum alloy charged in the sleeves (not shown) of the lower mold 1 and the upper mold 3 is
500 to 1000 kJ by pressurizing plunger 5
Filled with a pressure of r/ci. When the cavity is filled with molten aluminum alloy, the molten metal penetrates into the fiber molded body 27 and the component metal (N i A 13) is mixed with ceramic short fibers at the eutectic point, as shown in FIG. It separates and crystallizes between the fibers. In this state, the temperature of the molten aluminum alloy gradually decreases, but the fiber molded body 27 is placed on the core 2.
5, the fiber molded body 27
The temperature of the molten metal decreases slowly, as shown in Figures 5 and 6.
As shown in the figure, the molten aluminum alloy sufficiently penetrates into the fiber compact 27, and the component metal (NiAlg
) will be crystallized throughout the fiber molded body 27. That is, ceramic fiber-reinforced metal (reinforced phase) is formed in the aluminum alloy base material. Then, at the stage when the molten aluminum alloy solidifies, the lower mold 1 and the upper mold 3 are released, and the piston is formed. The casting of the piston with the ceramic fiber reinforced metal (reinforced phase) 41 is then removed as shown in FIG. ,
The final piston 40 will be machined into the shape shown by the dashed-double line in the figure. Note that the first piston ring groove 43 is formed in the ceramic fiber reinforced metal (reinforced phase) 41. Further, the second and third piston rings 45 and 47 are formed in an aluminum alloy base material. Next, the effects of this embodiment will be described. In this embodiment, only the placing core 25 is heated, and the lower mold 1, the upper mold 3, the upper mold 15, the lower mold 23, the horizontal mold 17,
Since the transverse insert 19 is kept at room temperature, the occurrence of seizure of the molten aluminum alloy is reduced, and the defect rate of the cast product is significantly reduced. Furthermore, by heating the placing core 25, N i A 1 ! The crystallization of I is promoted, and a reinforcing phase with excellent heat resistance and wear resistance is formed in the aluminum alloy base material. In addition, only the placing core 25 is heated, and the lower mold 1, the upper mold 3, the upper mold 15, the lower mold 23, the horizontal insert 17, and the horizontal insert 19 are kept at room temperature. The solidification time of molten aluminum alloy is shortened, and the productivity of piston castings is improved. In addition, since there is no need to preheat the lower mold 1, upper mold 3, upper mold 15, lower mold 23, horizontal mold 17, and horizontal mold 19 at the start of operation, the vertical pressure casting machine This will increase the operating time of the machine and improve the productivity of the vertical pressure casting machine. Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and includes various embodiments within the scope of the claims. be.
以上述べたように、本発明では、繊維成形体が設置され
る置き中子を加熱するのみであることにより、溶湯が金
型に融着、即ち焼き付き現象の発生がすくなくなり、鋳
造品の表面のクレータが大幅に減少することになる。こ
の結果、鋳造品の不良率が格段に減少することになる。As described above, in the present invention, by only heating the placing core in which the fiber molded body is installed, the fusion of the molten metal to the mold, that is, the occurrence of seizure phenomenon, is reduced, and the surface of the cast product is reduced. craters will be significantly reduced. As a result, the defect rate of cast products is significantly reduced.
第1図は竪型加圧鋳造装置の外観図、第2図は第1図の
■−■破断線に沿って示した部分断面図、第3図は置き
中子の部分断面図、第4図は繊維成形体に対してアルミ
ニニウム合金の溶湯の初期浸透状態を示す状態図、断5
図は繊維成形体に対してアルミニュウム合金の溶湯の中
期浸透状態を示す状態図、第6図は繊維成形体に対して
アルミニュウム合金の溶湯の後期浸透状態を示す状態図
、第7図はピストン鋳造品を示す破砕断面図である。
11・・・キャビティ
23・・・下入子(金型手段)
25・・・置き中子
27・・・繊維成形体Figure 1 is an external view of the vertical pressure casting machine, Figure 2 is a partial sectional view taken along the -■ break line in Figure 1, Figure 3 is a partial sectional view of the placing core, and Figure 4 is a partial sectional view of the placing core. The figure is a state diagram showing the initial penetration state of molten aluminum alloy into the fiber compact, section 5.
The figure is a state diagram showing the middle stage of penetration of molten aluminum alloy into the fiber molded body, Figure 6 is a state diagram showing the late stage of penetration of molten aluminum alloy into the fiber molded body, and Figure 7 is a state diagram showing the state of penetration of molten aluminum alloy into the fiber molded body. FIG. 2 is a fragmented cross-sectional view showing the product. 11... Cavity 23... Lower insert (mold means) 25... Placed core 27... Fiber molded body
Claims (1)
成形体と金型手段との間に置き中子を設けた繊維強化金
属付部品の鋳造方法において、前記置き中子を高温状態
に加熱した後に、前記置き中子を前記金型手段の規定の
位置に設置し、設置された前記置き中子に直接接触する
ように繊維成形体を設置し、その後に溶湯を前記キャビ
ティに充填するようにしたことを特徴とする繊維強化金
属付部品の鋳造方法。(1) In a casting method for a fiber-reinforced metal component, which includes a fiber molded body placed in a cavity and a core placed between the fiber molded body and a mold means, the core is heated to a high temperature. After that, the placing core is placed in a prescribed position of the mold means, a fiber molded body is placed in direct contact with the placed placing core, and then molten metal is filled into the cavity. A method for casting fiber-reinforced metal parts.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20175189A JPH0366465A (en) | 1989-08-03 | 1989-08-03 | Method for casting parts with fiber reinforcing metal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20175189A JPH0366465A (en) | 1989-08-03 | 1989-08-03 | Method for casting parts with fiber reinforcing metal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0366465A true JPH0366465A (en) | 1991-03-22 |
Family
ID=16446335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20175189A Pending JPH0366465A (en) | 1989-08-03 | 1989-08-03 | Method for casting parts with fiber reinforcing metal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0366465A (en) |
-
1989
- 1989-08-03 JP JP20175189A patent/JPH0366465A/en active Pending
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