JPH0377763A - 強化ピストン - Google Patents
強化ピストンInfo
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- JPH0377763A JPH0377763A JP21218289A JP21218289A JPH0377763A JP H0377763 A JPH0377763 A JP H0377763A JP 21218289 A JP21218289 A JP 21218289A JP 21218289 A JP21218289 A JP 21218289A JP H0377763 A JPH0377763 A JP H0377763A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- piston
- aluminum
- formed body
- interface
- Prior art date
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2251/00—Material properties
- F05C2251/04—Thermal properties
- F05C2251/042—Expansivity
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、ピストンの少なくとも一部を強化複合材料に
よって構成するようにした強化ピストンの製造方法に関
する。
よって構成するようにした強化ピストンの製造方法に関
する。
（従来の技術）
一般に、内燃機関用のピストンは、シリコンを８．５〜
２４％程度含んだＡｌ−３ｔＡｌ−３ｔ−Ｃｕ系の合金
を材料として重力鋳造法、加圧鋳造法等で製造したり、
またはＡｌ−３ｉＭｇ−Ａｌ−３ｉ系の展伸材を熱間鍛
造によって製造することが行なわれている。
２４％程度含んだＡｌ−３ｔＡｌ−３ｔ−Ｃｕ系の合金
を材料として重力鋳造法、加圧鋳造法等で製造したり、
またはＡｌ−３ｉＭｇ−Ａｌ−３ｉ系の展伸材を熱間鍛
造によって製造することが行なわれている。
ところが、上記ピストンにおいては、部分的に特別な機
械的特性が要求されることから、このような部分の比強
度、耐摩耗性、耐熱性等を向上させる一つの手段として
、そのような部分を＆ＰＪｉの無機質繊維等を強化材と
してアルミニウム合金の如き軽合金をマトリックスとす
る繊維強化複合材料で構成することが提案されている。
械的特性が要求されることから、このような部分の比強
度、耐摩耗性、耐熱性等を向上させる一つの手段として
、そのような部分を＆ＰＪｉの無機質繊維等を強化材と
してアルミニウム合金の如き軽合金をマトリックスとす
る繊維強化複合材料で構成することが提案されている。
すなわち、アルミナ、アルミナシリカ、シリコンカーバ
イト、カーボン、ボロン、ステンレス等のセラミック金
属の繊維を積層またはプレス成形して所定形状にされた
成形体を、予熱炉内で約８００℃に予熱した後金型内に
装入し、その金型内にアルミニウム合金等の軽合金の溶
湯を注湯し、その溶湯をプランジャ等によって加圧し、
その加圧状態をアルミニウム合金の溶湯が完全に凝固す
るまで保持し、上記成形体内にアルミニウム合金等の軽
合金をマトリックスとして浸透させることが行なわれて
いる。
イト、カーボン、ボロン、ステンレス等のセラミック金
属の繊維を積層またはプレス成形して所定形状にされた
成形体を、予熱炉内で約８００℃に予熱した後金型内に
装入し、その金型内にアルミニウム合金等の軽合金の溶
湯を注湯し、その溶湯をプランジャ等によって加圧し、
その加圧状態をアルミニウム合金の溶湯が完全に凝固す
るまで保持し、上記成形体内にアルミニウム合金等の軽
合金をマトリックスとして浸透させることが行なわれて
いる。
（発明が解決しようとする課題）
ところが、上述のように繊維強化複合材料でピストンの
一部を構成するものにおいては、成形体の繊維と軽合金
が異材であるため、それらの反応性が強化部分の強度に
大きな影響を及ぼし、また繊維と軽合金の熱膨張率が大
きく異なるため、熱衝撃によってその界面が剥離するこ
とがある等の問題がある。また、強化部と軽合金部の熱
膨張率も異なるため、その境界部に割れやクラックが発
生することがある等の問題がある。
一部を構成するものにおいては、成形体の繊維と軽合金
が異材であるため、それらの反応性が強化部分の強度に
大きな影響を及ぼし、また繊維と軽合金の熱膨張率が大
きく異なるため、熱衝撃によってその界面が剥離するこ
とがある等の問題がある。また、強化部と軽合金部の熱
膨張率も異なるため、その境界部に割れやクラックが発
生することがある等の問題がある。
本発明はこのような点に鑑み、上述の如き不都合がない
強化ピストンの製造法を得ることを目的とする。
強化ピストンの製造法を得ることを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明は、軽合金製ピストンにおける特に高温強度、耐
摩耗性等の特性の向上が必要な部分を、アルミニウム細
線によって形成された成形体を強化材とし、アルミニウ
ムまたはマグネシウム等の軽金属またはその合金をマト
リックスとする強化複合材料で構成することを特徴とす
る。
摩耗性等の特性の向上が必要な部分を、アルミニウム細
線によって形成された成形体を強化材とし、アルミニウ
ムまたはマグネシウム等の軽金属またはその合金をマト
リックスとする強化複合材料で構成することを特徴とす
る。
（作 用）
本発明においては成形体をアルミニウム細線によって形
成したので、その成形体と母材の界面がＡｌ−Ａｆ）ま
たはＡ、７７−Ｍｇとなり、界面の密着性、適合性がよ
く脆弱な化合物が生じるようなことがなく、また熱膨張
率の差も小さく、熱衝撃が加わった場合にも成形体と母
材界面の剥離等が生じるようなこともない。
成したので、その成形体と母材の界面がＡｌ−Ａｆ）ま
たはＡ、７７−Ｍｇとなり、界面の密着性、適合性がよ
く脆弱な化合物が生じるようなことがなく、また熱膨張
率の差も小さく、熱衝撃が加わった場合にも成形体と母
材界面の剥離等が生じるようなこともない。
（実施例）
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明
する。
する。
第１図において、符号１はピストンのトップランドおよ
びリング溝部の複合強化を行なうための成形体であって
、この成形体ｌはアルミニウムをその主たる成分とし、
必要に応じてｓｌ ＳＣｕ。
びリング溝部の複合強化を行なうための成形体であって
、この成形体ｌはアルミニウムをその主たる成分とし、
必要に応じてｓｌ ＳＣｕ。
Ｍ ｇ ｓ Ｍ ｕ ｓ Ｔ ＊ ｓ Ｆ ｅ ｓ Ｚ
ｎ １Ｌ ｔ ｓ Ｐ ｂ ｓＢｉ等を添加した合金
によって形成された繊維状の細線によって形成されてい
る。上記細線は、線引き加工、圧延法、引抜き法、水圧
押し出し法、電気化学法、抽出析出法、ティラー法等に
よって得られたものであって、これを一方向に配向した
上積層、もしくは繊布して積層し、或は所望の型内でプ
レス成形することによって成形体１が形成されている。
ｎ １Ｌ ｔ ｓ Ｐ ｂ ｓＢｉ等を添加した合金
によって形成された繊維状の細線によって形成されてい
る。上記細線は、線引き加工、圧延法、引抜き法、水圧
押し出し法、電気化学法、抽出析出法、ティラー法等に
よって得られたものであって、これを一方向に配向した
上積層、もしくは繊布して積層し、或は所望の型内でプ
レス成形することによって成形体１が形成されている。
例えば、上記成形体１はＡＮ１７Ｓｉ−４，５Ｃｕ−０
，６Ｍｇ−８Ｆｅの溶融アルミニウムから直接急冷凝固
させて得た非平衡状態の直径的１００μｍの急冷凝固細
線をリング状にプレス成形し、体積含有率が２０〜９０
％好ましくは７０〜８０％としである。
，６Ｍｇ−８Ｆｅの溶融アルミニウムから直接急冷凝固
させて得た非平衡状態の直径的１００μｍの急冷凝固細
線をリング状にプレス成形し、体積含有率が２０〜９０
％好ましくは７０〜８０％としである。
しかして、上述のようにして形成されたリング状の成形
体１を必要に応じて３ｏｏ℃程度以内の温度に昇温した
後、外型２ａおよび下ｕ２ｂからなる金型２内にセット
し、８００ ’ＣノＪＩＳ ＡＣ８Ａ合金溶？ｉＩ！３
ＣＡＲ−１２Ｓ ｉ−ＩＣｕ−ＩＭｇ−ＩＮｉ）を上
記金型２内に注渇し、その溶湯をプランジャ４で１００
〜１５００ｋｇｆ／ｃＪｃ７）圧カテ加圧し、その加圧
状態を上記合金の溶湯が完全に凝固するまで保持し、そ
の後上記完全に凝固したピストンを金型２から取り出し
製品とする。
体１を必要に応じて３ｏｏ℃程度以内の温度に昇温した
後、外型２ａおよび下ｕ２ｂからなる金型２内にセット
し、８００ ’ＣノＪＩＳ ＡＣ８Ａ合金溶？ｉＩ！３
ＣＡＲ−１２Ｓ ｉ−ＩＣｕ−ＩＭｇ−ＩＮｉ）を上
記金型２内に注渇し、その溶湯をプランジャ４で１００
〜１５００ｋｇｆ／ｃＪｃ７）圧カテ加圧し、その加圧
状態を上記合金の溶湯が完全に凝固するまで保持し、そ
の後上記完全に凝固したピストンを金型２から取り出し
製品とする。
このようにして、ピストンの頂端外周部が、急冷凝固ア
ルミニウム部２０〜９０％、ＡＣ８Ａ合金が残部からな
る強化部によって構成される。しかして当該部の高温強
度、耐摩耗性、熱疲労特性が他の部分に比し大幅に改善
される。
ルミニウム部２０〜９０％、ＡＣ８Ａ合金が残部からな
る強化部によって構成される。しかして当該部の高温強
度、耐摩耗性、熱疲労特性が他の部分に比し大幅に改善
される。
なお、上記実施例においては、ピストンのトップランド
部の強化を行なったものを示したが、第２図に示すよう
にビンボス部Ａまたは′！Ｂ３図に示すようにスカート
部Ｂの強化も同様にして行なうことができる。
部の強化を行なったものを示したが、第２図に示すよう
にビンボス部Ａまたは′！Ｂ３図に示すようにスカート
部Ｂの強化も同様にして行なうことができる。
以上説明したように、本発明は軽合金製ビストンにおけ
る特に高温強度、耐摩耗性等の特性の向上が必要な部分
を、アルミニウム細線によって形成された成形体を強化
材とし、アルミニウムまたはマグネシウム等の軽金属ま
たはその合金をマトリックスとする強化複合材料で構成
したので、ピストンの耐熱性、耐摩耗性、強度、耐焼付
き性、疲労強度を部分的に向上させることができるばか
りでなく、強化材である成形体と母材の界面がＡｐ−Ａ
ＪまたはＡｌ−Ｍｇとなるため、界面の密着性、適合性
が良く、脆弱な化合物が生じることがない。しかも、成
形体と母材間の熱膨張率の差が小さいため、熱衝撃が加
わっても、成形体と母材との界面の剥離、強化部分と非
強化部分の境界の割れ等の発生をなくすことができる。
る特に高温強度、耐摩耗性等の特性の向上が必要な部分
を、アルミニウム細線によって形成された成形体を強化
材とし、アルミニウムまたはマグネシウム等の軽金属ま
たはその合金をマトリックスとする強化複合材料で構成
したので、ピストンの耐熱性、耐摩耗性、強度、耐焼付
き性、疲労強度を部分的に向上させることができるばか
りでなく、強化材である成形体と母材の界面がＡｐ−Ａ
ＪまたはＡｌ−Ｍｇとなるため、界面の密着性、適合性
が良く、脆弱な化合物が生じることがない。しかも、成
形体と母材間の熱膨張率の差が小さいため、熱衝撃が加
わっても、成形体と母材との界面の剥離、強化部分と非
強化部分の境界の割れ等の発生をなくすことができる。
１・・・成形体、２・・・金型、３・・・溶湯、４・・
・プランジャ。
・プランジャ。
Claims (1)
- 軽合金製ピストンにおける特に高温強度、耐摩耗性等
の特性の向上が必要な部分を、アルミニウム細線によっ
て形成された成形体を強化材とし、アルミニウムまたは
マグネシウム等の軽金属またはその合金をマトリックス
とする強化複合材料で構成することを特徴とする、強化
ピストンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1212182A JP2976448B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 強化ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1212182A JP2976448B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 強化ピストン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0377763A true JPH0377763A (ja) | 1991-04-03 |
| JP2976448B2 JP2976448B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=16618277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1212182A Expired - Fee Related JP2976448B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 強化ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2976448B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030083220A (ko) * | 2002-04-19 | 2003-10-30 | 기아자동차주식회사 | 자동차의 디프로스트 그릴 고정구조 |
| CN109763006A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-17 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种铝镁复合构件成形连接一体化方法 |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP1212182A patent/JP2976448B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030083220A (ko) * | 2002-04-19 | 2003-10-30 | 기아자동차주식회사 | 자동차의 디프로스트 그릴 고정구조 |
| CN109763006A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-17 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种铝镁复合构件成形连接一体化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2976448B2 (ja) | 1999-11-10 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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