JPH04251657A - シリンダーライナーと内燃機関のクランクケースを形成するキャストの間で連続する冶金学的結合を得る方法 - Google Patents
シリンダーライナーと内燃機関のクランクケースを形成するキャストの間で連続する冶金学的結合を得る方法Info
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- JPH04251657A JPH04251657A JP3099724A JP9972491A JPH04251657A JP H04251657 A JPH04251657 A JP H04251657A JP 3099724 A JP3099724 A JP 3099724A JP 9972491 A JP9972491 A JP 9972491A JP H04251657 A JPH04251657 A JP H04251657A
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- 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
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/08—Casting in, on, or around objects which form part of the product for building-up linings or coverings, e.g. of anti-frictional metal
-
- 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
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/004—Cylinder liners
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (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
【０００１】本発明は、シリンダーライナー及び内燃機
関のクランクケースを構成するキャストの間で連続する
冶金学的結合を得る方法に係る。
関のクランクケースを構成するキャストの間で連続する
冶金学的結合を得る方法に係る。
【０００２】内燃機関において、各ピストン（アルミニ
ウム合金製）は、エンジンのクランクケース（一般に鋳
鉄で形成されるが、アルミニウム合金によっても形成さ
れる）内に設けられた円筒状空間で精密に摺動する。こ
のような摺動の正確性は、ピストンの周りに配置された
鋼又は鋳鉄製のセグメント又は弾性ピストンリングによ
って保証される。特に、アルミニウム合金製のクランク
ケースにおいては、シリンダーの内壁上におけるピスト
ンリングの摩擦は、シリンダー内壁を摩耗させる原因と
なり、一定時間の経過後では、このような摩耗が摺動の
正確性を低減させ、その結果、エンジンの性能が低減す
る。
ウム合金製）は、エンジンのクランクケース（一般に鋳
鉄で形成されるが、アルミニウム合金によっても形成さ
れる）内に設けられた円筒状空間で精密に摺動する。こ
のような摺動の正確性は、ピストンの周りに配置された
鋼又は鋳鉄製のセグメント又は弾性ピストンリングによ
って保証される。特に、アルミニウム合金製のクランク
ケースにおいては、シリンダーの内壁上におけるピスト
ンリングの摩擦は、シリンダー内壁を摩耗させる原因と
なり、一定時間の経過後では、このような摩耗が摺動の
正確性を低減させ、その結果、エンジンの性能が低減す
る。
【０００３】この欠点を回避するため、シリンダーの空
間内に、たとえば鋼又は他のアルミニウム合金の如き高
摩耗強度をもつ材料でなるライナーが挿入される。これ
らのライナーは、エンジンクランクケースを鋳造によっ
て作成した後に、加熱適合によって、又は鋳造工程の間
にインサートとして鋳型内に配置することによってエン
ジンクランクケース内に挿入される。いずれの場合にも
、ライナーとクランクケースとの間の結合（ｃｏｕｐｌ
ｉｎｇ）は、材料間の連続性によることなく機械的把持
によって達成される。このため、材料間の不連続性によ
り熱伝導性が乏しく、シリンダーの内表面の冷却（ｃｏ
ｏｌｉｎｇ ｄｏｗｎ）に関する欠点を生ずる。さらに
、このような不連続性のため、及び各材料間の熱膨張率
の差のため、繰返し熱サイクルを受けた後では、クラン
クケース及びライナーの間の接着力及び機械的フック留
めが低減し、クランクケース及びライナーは個々に分離
し、かつ相互運動を受け、冷却が不充分であるため、ラ
イナー内面の表面仕上げの品質が急激に低下する。
間内に、たとえば鋼又は他のアルミニウム合金の如き高
摩耗強度をもつ材料でなるライナーが挿入される。これ
らのライナーは、エンジンクランクケースを鋳造によっ
て作成した後に、加熱適合によって、又は鋳造工程の間
にインサートとして鋳型内に配置することによってエン
ジンクランクケース内に挿入される。いずれの場合にも
、ライナーとクランクケースとの間の結合（ｃｏｕｐｌ
ｉｎｇ）は、材料間の連続性によることなく機械的把持
によって達成される。このため、材料間の不連続性によ
り熱伝導性が乏しく、シリンダーの内表面の冷却（ｃｏ
ｏｌｉｎｇ ｄｏｗｎ）に関する欠点を生ずる。さらに
、このような不連続性のため、及び各材料間の熱膨張率
の差のため、繰返し熱サイクルを受けた後では、クラン
クケース及びライナーの間の接着力及び機械的フック留
めが低減し、クランクケース及びライナーは個々に分離
し、かつ相互運動を受け、冷却が不充分であるため、ラ
イナー内面の表面仕上げの品質が急激に低下する。
【０００４】発明者らは、シリンダーライナーの好適な
表面処理により、前記ライナーと内燃機関のクランクケ
ースを構成するキャストとの間で強力な冶金学的結合が
得られることを見出し、本発明に至った。特に、本発明
による方法では、溶着操作の標準的要求（表面不純物及
び酸化物の除去、結合されるべき材料間の緊密な接触及
び合体）が満足される。しかしながら、このような溶着
法は、外部エネルギー源（熱、超音波等）が必要なく、
溶着が鋳造の間に行われるとの点で他の方法とは非常に
異なるものである。さらに、他の方法では容易に結合さ
れ得ない金属も、このような溶着法によって結合される
。本発明による方法は、シリンダーライナーと、該ライ
ナーを構成する材料とは異なる材料でなる内燃機関のク
ランクケースを形成するキャストとの間で連続する冶金
学的結合を得る方法において、析出によって表面処理を
行い、前記ライナーの外表面上に、ライナー及びクラン
クケースを構成する材料中に含有される金属とは異なる
ものであって、該ライナーの湿潤性及びライナー及びキ
ャストの材料間の熱伝達率を増大させる金属の薄層を析
出させ、鋳型内に配置した前記ライナーの周囲で前記ク
ランクケースを構成する金属又は合金を鋳造することを
特徴とする。
表面処理により、前記ライナーと内燃機関のクランクケ
ースを構成するキャストとの間で強力な冶金学的結合が
得られることを見出し、本発明に至った。特に、本発明
による方法では、溶着操作の標準的要求（表面不純物及
び酸化物の除去、結合されるべき材料間の緊密な接触及
び合体）が満足される。しかしながら、このような溶着
法は、外部エネルギー源（熱、超音波等）が必要なく、
溶着が鋳造の間に行われるとの点で他の方法とは非常に
異なるものである。さらに、他の方法では容易に結合さ
れ得ない金属も、このような溶着法によって結合される
。本発明による方法は、シリンダーライナーと、該ライ
ナーを構成する材料とは異なる材料でなる内燃機関のク
ランクケースを形成するキャストとの間で連続する冶金
学的結合を得る方法において、析出によって表面処理を
行い、前記ライナーの外表面上に、ライナー及びクラン
クケースを構成する材料中に含有される金属とは異なる
ものであって、該ライナーの湿潤性及びライナー及びキ
ャストの材料間の熱伝達率を増大させる金属の薄層を析
出させ、鋳型内に配置した前記ライナーの周囲で前記ク
ランクケースを構成する金属又は合金を鋳造することを
特徴とする。
【０００５】ライナー及びキャストはアルミニウム又は
マグネシウムにより、又はアルミニウム合金又はマグネ
シウム合金によって構成される。しかし、これらは、相
互に異なる組成を有していなければならない。さらに、
ライナーは、金属マトリックスとしてアルミナ又はマグ
ネシウム又はアルミニウム合金又はマグネシウム合金を
含有する複合材料で構成されてもよい。このような種類
の材料は、他の相（補強材を構成する）（セラミック粉
末又は繊維）を包囲し、該他の相と結合する金属相（又
は合金相）によって構成される。補強により、高度の機
械的強度及び硬さが付与され、マトリックスにかかる応
力が補強材に移される。一方、マトリックスには、用途
に応じて好適な特性が付与されなければならない。補強
材は、長いセラミック繊維又は短いセラミック繊維（Ａ
ｌ２Ｏ３，ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４，ＢＮ，ＳｉＯ２）によ
って、又はセラミックホイスカー（ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４
，Ｂ４Ｃ，Ａｌ２Ｏ３）によって、又は非金属粉末（Ｓ
ｉＣ，ＢＮ，Ｓｉ３Ｎ４，Ｂ４Ｃ，ＳｉＯ２又はＡｌ２
Ｏ３）によって構成されうる。複合材料の調製法は次の
とおりである。 −溶融状態のマトリックスにおける補強材の分散−一部
溶融状態のマトリックスにおける補強材の分散−粉末冶
金法 −繊維冶金法（ｆｉｂｅｒ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ）−
層成形法（ｌａｙｅｒ ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ）−潜入
法（ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）複合材料は、直接に又
はつづいて機械加工／処理することによって得られる。
マグネシウムにより、又はアルミニウム合金又はマグネ
シウム合金によって構成される。しかし、これらは、相
互に異なる組成を有していなければならない。さらに、
ライナーは、金属マトリックスとしてアルミナ又はマグ
ネシウム又はアルミニウム合金又はマグネシウム合金を
含有する複合材料で構成されてもよい。このような種類
の材料は、他の相（補強材を構成する）（セラミック粉
末又は繊維）を包囲し、該他の相と結合する金属相（又
は合金相）によって構成される。補強により、高度の機
械的強度及び硬さが付与され、マトリックスにかかる応
力が補強材に移される。一方、マトリックスには、用途
に応じて好適な特性が付与されなければならない。補強
材は、長いセラミック繊維又は短いセラミック繊維（Ａ
ｌ２Ｏ３，ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４，ＢＮ，ＳｉＯ２）によ
って、又はセラミックホイスカー（ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４
，Ｂ４Ｃ，Ａｌ２Ｏ３）によって、又は非金属粉末（Ｓ
ｉＣ，ＢＮ，Ｓｉ３Ｎ４，Ｂ４Ｃ，ＳｉＯ２又はＡｌ２
Ｏ３）によって構成されうる。複合材料の調製法は次の
とおりである。 −溶融状態のマトリックスにおける補強材の分散−一部
溶融状態のマトリックスにおける補強材の分散−粉末冶
金法 −繊維冶金法（ｆｉｂｅｒ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ）−
層成形法（ｌａｙｅｒ ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ）−潜入
法（ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）複合材料は、直接に又
はつづいて機械加工／処理することによって得られる。
【０００６】金属材料又は金属マトリックス複合材料の
表面上に析出される薄層（好ましくは１０ないし１００
ｎｍの厚さを有する）を構成する金属（材料及びキャス
ト内に含有されるものと異なるものでなければならない
）は、好ましくは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐ
ｄ，Ｃｒ，Ｗ，Ｉｒ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｏｓ，Ｒｅ，
Ｒｈ，Ｒｕ及びＺｒの中から選ばれる。 当該金属の薄層の析出は、好ましくはスパッタリング又
は電気化学的析出法によって実施される。表面コーティ
ングに関して当分野で公知の他の化学的、物理的等の各
種方法を使用できる。たとえば、プラズマ−スプレー法
、レーザーによる析出法、熱蒸発析出法、磁子による析
出法、ＣＶＤ（ケミカル・ベーパー・デポジション）等
である。好適なコーティングを使用することにより、鋳
造に供される溶湯は金属材料又は金属マトリックス複合
材料を充分に湿潤させて、これら材料に熱を伝達し、該
材料の表面上で不可避的に形成された酸化物の層を洗浄
除去でき、しかも金属材料を使用した場合には該材料に
、又は複合材料を使用した場合には金属マトリックスに
直接結合できる。
表面上に析出される薄層（好ましくは１０ないし１００
ｎｍの厚さを有する）を構成する金属（材料及びキャス
ト内に含有されるものと異なるものでなければならない
）は、好ましくは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐ
ｄ，Ｃｒ，Ｗ，Ｉｒ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｏｓ，Ｒｅ，
Ｒｈ，Ｒｕ及びＺｒの中から選ばれる。 当該金属の薄層の析出は、好ましくはスパッタリング又
は電気化学的析出法によって実施される。表面コーティ
ングに関して当分野で公知の他の化学的、物理的等の各
種方法を使用できる。たとえば、プラズマ−スプレー法
、レーザーによる析出法、熱蒸発析出法、磁子による析
出法、ＣＶＤ（ケミカル・ベーパー・デポジション）等
である。好適なコーティングを使用することにより、鋳
造に供される溶湯は金属材料又は金属マトリックス複合
材料を充分に湿潤させて、これら材料に熱を伝達し、該
材料の表面上で不可避的に形成された酸化物の層を洗浄
除去でき、しかも金属材料を使用した場合には該材料に
、又は複合材料を使用した場合には金属マトリックスに
直接結合できる。
【０００７】材料が適切に浄化され、コーティングされ
、鋳造ダイス内に配置された後では、鋳造操作パラメー
ターは、過熱溶湯の好適な流れが材料の表面上を覆うよ
うに調節されなければならない。ダイス内における材料
の位置は好適に選択されること、及びダイス内における
下降ダクト（潜入（ｉｎｇｒｅｓｓ）ダクト）及び上昇
ダクト（出現（ｅｇｒｅｓｓ）ダクト）の形状は、溶融
金属が低温により冷却される以前に材料の壁を覆い、湿
潤させかつ洗浄しうるように好適にデザインされること
は重要である。従って、次の３つのパラメーター、すな
わち材料の予熱温度、金属（又は合金）の鋳造温度、フ
ラックス条件をコントロール下に維持することが重要で
ある。いずれにしても、材料及びキャストの間で優れた
冶金結合が得られる。シリンダーライナーは当分野で公
知の技術（たとえば、重力鋳造、加圧鋳造、ダイカスト
、スクイーズカスト、粉末冶金、潜入又はブレンディン
グ）によって、直接に、又は機械器具による連続機械加
工又はプラスチック処理（押出し、ラミネーション又は
鋳造）を介して得られる。
、鋳造ダイス内に配置された後では、鋳造操作パラメー
ターは、過熱溶湯の好適な流れが材料の表面上を覆うよ
うに調節されなければならない。ダイス内における材料
の位置は好適に選択されること、及びダイス内における
下降ダクト（潜入（ｉｎｇｒｅｓｓ）ダクト）及び上昇
ダクト（出現（ｅｇｒｅｓｓ）ダクト）の形状は、溶融
金属が低温により冷却される以前に材料の壁を覆い、湿
潤させかつ洗浄しうるように好適にデザインされること
は重要である。従って、次の３つのパラメーター、すな
わち材料の予熱温度、金属（又は合金）の鋳造温度、フ
ラックス条件をコントロール下に維持することが重要で
ある。いずれにしても、材料及びキャストの間で優れた
冶金結合が得られる。シリンダーライナーは当分野で公
知の技術（たとえば、重力鋳造、加圧鋳造、ダイカスト
、スクイーズカスト、粉末冶金、潜入又はブレンディン
グ）によって、直接に、又は機械器具による連続機械加
工又はプラスチック処理（押出し、ラミネーション又は
鋳造）を介して得られる。
【０００８】
【実施例】次に、いくつかの実施例を例示するが、これ
らは本発明をさらに説明するためのものであって、本発
明を限定するものではない。 実施例１（実験室的規模でのテスト） −重力鋳造によって得られた外径５０ｍｍ、厚さ５ｍｍ
及び高さ６５ｍｍを有するＳｉ含量１７％の超共晶Ａｌ
−Ｓｉ合金製の管によってライナーを形成した。 −ライナーの外表面をスパッタリングにより金の薄層で
コーティングした。 −キャストを構成する材料は、Ｓｉ含量９％のＡｌ−Ｓ
ｉ合金である。 −鋳造用ダイスはグラファイト製である。ダイスを図１
に示す。図中、符号１はグラファイト製ダイスであり、
２はライナーであり、３は溶湯流路である。 −ライナー及びダイスを３５０℃で予熱した。 −キャストの金属温度は７００℃である。 −キャスト材料の容積は約４００ｃｍ３である。 −鋳造を押上げ鋳込みによって実施した。
らは本発明をさらに説明するためのものであって、本発
明を限定するものではない。 実施例１（実験室的規模でのテスト） −重力鋳造によって得られた外径５０ｍｍ、厚さ５ｍｍ
及び高さ６５ｍｍを有するＳｉ含量１７％の超共晶Ａｌ
−Ｓｉ合金製の管によってライナーを形成した。 −ライナーの外表面をスパッタリングにより金の薄層で
コーティングした。 −キャストを構成する材料は、Ｓｉ含量９％のＡｌ−Ｓ
ｉ合金である。 −鋳造用ダイスはグラファイト製である。ダイスを図１
に示す。図中、符号１はグラファイト製ダイスであり、
２はライナーであり、３は溶湯流路である。 −ライナー及びダイスを３５０℃で予熱した。 −キャストの金属温度は７００℃である。 −キャスト材料の容積は約４００ｃｍ３である。 −鋳造を押上げ鋳込みによって実施した。
【０００９】実施例２（実験室的規模でのテスト）−重
力鋳造によって得られた外径５０ｍｍ、厚さ５ｍｍ及び
高さ６５ｍｍの複合材料製の管によってライナーを形成
した。 −複合材料は潜入によって得られたものであり、Ｓｉ含
量１３％の共晶Ａｌ−Ｓｉ合金のマトリックス及びＳｉ
Ｃ粉末（粉末粒子の平均直径２０μｍ）５５容量％の補
強材で構成される。 −ライナーの外表面をスパッタリングによって金の薄層
でコーティングした。 −キャストを構成する材料は、Ｓｉ含量９％のＡｌ−Ｓ
ｉ合金である。 −鋳造用ダイスは図１に示すとおりであり、グラファイ
ト製である。 −ライナー及びダイスを３００℃で予熱した。 −キャストの金属温度は６５０℃である。 −キャスト材料の容積は約４００ｃｍ３である。 −鋳造を押上げ鋳込みによって実施した。
力鋳造によって得られた外径５０ｍｍ、厚さ５ｍｍ及び
高さ６５ｍｍの複合材料製の管によってライナーを形成
した。 −複合材料は潜入によって得られたものであり、Ｓｉ含
量１３％の共晶Ａｌ−Ｓｉ合金のマトリックス及びＳｉ
Ｃ粉末（粉末粒子の平均直径２０μｍ）５５容量％の補
強材で構成される。 −ライナーの外表面をスパッタリングによって金の薄層
でコーティングした。 −キャストを構成する材料は、Ｓｉ含量９％のＡｌ−Ｓ
ｉ合金である。 −鋳造用ダイスは図１に示すとおりであり、グラファイ
ト製である。 −ライナー及びダイスを３００℃で予熱した。 −キャストの金属温度は６５０℃である。 −キャスト材料の容積は約４００ｃｍ３である。 −鋳造を押上げ鋳込みによって実施した。
【００１０】実施例３（工業的規模でのテスト）−四気
筒エンジンクランクケースの鋳造用工業設備を使用して
テストを実施した。 −ライナーは押出し成形によって得られたもので、外径
約９５ｍｍ、厚さ約５ｍｍ及び高さ約１３０ｍｍの複合
材料製の管で形成される。 −複合材料は潜入及び希釈によって得られたもので、Ｓ
ｉ含量１３％の共晶Ａｌ−Ｓｉ合金のマトリックス及び
ＳｉＣ粉末（粉末粒子の平均直径２０μｍ）２５容量％
の補強材で構成される。 −ライナーの外表面をスパッタリングによって金の薄層
でコーティングした。 −キャストを構成する材料はＳｉ含量９％のＡｌ−Ｓｉ
合金である。 −工業用鋳造ダイスは鋳鉄製である。 −ライナーを３００℃で予熱した。 −キャスト金属の温度は約７００℃である。 −キャスト材料の容積は約１０ｄｍ３である。 −鋳造を押上げ鋳込みによって実施した。
筒エンジンクランクケースの鋳造用工業設備を使用して
テストを実施した。 −ライナーは押出し成形によって得られたもので、外径
約９５ｍｍ、厚さ約５ｍｍ及び高さ約１３０ｍｍの複合
材料製の管で形成される。 −複合材料は潜入及び希釈によって得られたもので、Ｓ
ｉ含量１３％の共晶Ａｌ−Ｓｉ合金のマトリックス及び
ＳｉＣ粉末（粉末粒子の平均直径２０μｍ）２５容量％
の補強材で構成される。 −ライナーの外表面をスパッタリングによって金の薄層
でコーティングした。 −キャストを構成する材料はＳｉ含量９％のＡｌ−Ｓｉ
合金である。 −工業用鋳造ダイスは鋳鉄製である。 −ライナーを３００℃で予熱した。 −キャスト金属の温度は約７００℃である。 −キャスト材料の容積は約１０ｄｍ３である。 −鋳造を押上げ鋳込みによって実施した。
【００１１】実施例４（工業的規模でのテスト）−四気
筒エンジンクランクケースの鋳造用工業設備を使用して
テストを実施した。 −ライナーは押出し成形によって得られたもので、外径
約９５ｍｍ、厚さ約５ｍｍ及び高さ約１３０ｍｍの複合
材料製の管で形成される。 −複合材料は混合によって得られたもので、Ｓｉ含量９
％の共晶Ａｌ−Ｓｉ合金のマトリックス及びＳｉＣ粉末
（粉末粒子の平均直径２０μｍ）１５容量％の補強材で
構成される。 −ライナーの外表面をスパッタリングによって金の薄層
でコーティングした。 −キャストを構成する材料はＳｉ含量９％のＡｌ−Ｓｉ
合金である。 −工業用鋳造ダイスは鋳鉄製である。 −ライナーを３００℃で予熱した。 −ダイスを約３７０℃で予熱した。 −キャスト金属の温度は約７００℃である。 −キャスト材料の容積は約１０ｄｍ３である。 −鋳造を押上げ鋳込みによって実施した。
筒エンジンクランクケースの鋳造用工業設備を使用して
テストを実施した。 −ライナーは押出し成形によって得られたもので、外径
約９５ｍｍ、厚さ約５ｍｍ及び高さ約１３０ｍｍの複合
材料製の管で形成される。 −複合材料は混合によって得られたもので、Ｓｉ含量９
％の共晶Ａｌ−Ｓｉ合金のマトリックス及びＳｉＣ粉末
（粉末粒子の平均直径２０μｍ）１５容量％の補強材で
構成される。 −ライナーの外表面をスパッタリングによって金の薄層
でコーティングした。 −キャストを構成する材料はＳｉ含量９％のＡｌ−Ｓｉ
合金である。 −工業用鋳造ダイスは鋳鉄製である。 −ライナーを３００℃で予熱した。 −ダイスを約３７０℃で予熱した。 −キャスト金属の温度は約７００℃である。 −キャスト材料の容積は約１０ｄｍ３である。 −鋳造を押上げ鋳込みによって実施した。
【図１】本発明で使用される鋳造用ダイスの断面図であ
る。
る。
１ ダイス
２ ライナー
３ 溶湯流路
Claims (16)
- 【請求項１】シリンダーライナーと、該ライナーを構成
する材料とは異なる材料でなる内燃機関のクランクケー
スを形成するキャストとの間で連続する冶金学的結合を
得る方法において、析出によって表面処理を行い、前記
ライナーの外表面上に、ライナー及びクランクケースを
構成する材料中に含有される金属とは異なるものであっ
て、該ライナーの湿潤性及びライナー及びキャストの材
料間の熱伝達率を増大させる金属の薄層を析出させ、鋳
型内に配置した前記ライナーの周囲で前記クランクケー
スを構成する金属又は合金を鋳造することを特徴とする
、シリンダーライナーと内燃機関のクランクケースを形
成するキャストの間で連続する冶金学的結合を得る方法
。 - 【請求項２】請求項１記載の方法において、前記クラン
クケースが、アルミニウム又はマグネシウム、又はアル
ミニウム又はマグネシウムの合金で構成されるものであ
る、シリンダーライナーと内燃機関のクランクケースを
形成するキャストの間で連続する冶金学的結合を得る方
法。 - 【請求項３】請求項１記載の方法において、前記ライナ
ーが、アルミニウム又はマグネシウム、又はアルミニウ
ム又はマグネシウムの合金で構成されるものである、シ
リンダーライナーと内燃機関のクランクケースを形成す
るキャストの間で連続する冶金学的結合を得る方法。 - 【請求項４】請求項１記載の方法において、前記ライナ
ーが、アルミニウム又はマグネシウム、又はアルミニウ
ム又はマグネシウムの合金をマトリックスとして含有す
る複合材料で構成されるものである、シリンダーライナ
ーと内燃機関のクランクケースを形成するキャストの間
で連続する冶金学的結合を得る方法。 - 【請求項５】請求項４記載の方法において、前記ライナ
ーが、ＳｉＣ，ＢＮ，Ｓｉ３Ｎ４，Ｂ４Ｃ，ＳｉＯ２又
はＡｌ２Ｏ３から選ばれる非金属粉末を補強材として含
有する複合材料で構成されるものである、シリンダーラ
イナーと内燃機関のクランクケースを形成するキャスト
の間で連続する冶金学的結合を得る方法。 - 【請求項６】請求項４記載の方法において、前記ライナ
ーが、ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４，Ｂ４Ｃ，ＳｉＯ２又はＡｌ
２Ｏ３から選ばれるセラミックホイスカーを補強材とし
て含有する複合材料で構成されるものである、シリンダ
ーライナーと内燃機関のクランクケースを形成するキャ
ストの間で連続する冶金学的結合を得る方法。 - 【請求項７】請求項４記載の方法において、前記ライナ
ーが、ＳｉＣ，ＢＮ，Ｓｉ３Ｎ４，Ｂ４Ｃ，ＳｉＯ２又
はＡｌ２Ｏ３から選ばれる長い又は短いセラミック繊維
を補強材として含有する複合材料で構成されるものであ
る、シリンダーライナーと内燃機関のクランクケースを
形成するキャストの間で連続する冶金学的結合を得る方
法。 - 【請求項８】請求項５、６又は７記載の方法において、
前記ライナーが、補強材として１０ないし６０重量％の
量で前記粉末、ホイスカー又は長い又は短いセラミック
繊維を含有する複合材料で構成されるものである、シリ
ンダーライナーと内燃機関のクランクケースを形成する
キャストの間で連続する冶金学的結合を得る方法。 - 【請求項９】請求項１記載の方法において、前記ライナ
ーの外表面上に析出させる金属が、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，
Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｒ，Ｗ，Ｉｒ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ
，Ｏｓ，Ｒｅ，Ｒｈ，Ｒｕ及びＺｒの中から選ばれるも
のである、シリンダーライナーと内燃機関のクランクケ
ースを形成するキャストの間で連続する冶金学的結合を
得る方法。 - 【請求項１０】請求項１記載の方法において、前記金属
の薄層の析出をスパッタリングによって行う、シリンダ
ーライナーと内燃機関のクランクケースを形成するキャ
ストの間で連続する冶金学的結合を得る方法。 - 【請求項１１】請求項１記載の方法において、前記金属
の薄層の析出を電気化学的析出法によって行う、シリン
ダーライナーと内燃機関のクランクケースを形成するキ
ャストの間で連続する冶金学的結合を得る方法。 - 【請求項１２】請求項１記載の方法において、前記金属
の薄層の析出を化学的析出法によって行う、シリンダー
ライナーと内燃機関のクランクケースを形成するキャス
トの間で連続する冶金学的結合を得る方法。 - 【請求項１３】請求項１記載の方法において、前記金属
の薄層の析出を、プラズマ−スプレー法、熱蒸発法、Ｃ
ＶＤ（ケミカル・ベーパー・デポジション）法、又はレ
ーザーによる又は磁子による析出法によって行う、シリ
ンダーライナーと内燃機関のクランクケースを形成する
キャストの間で連続する冶金学的結合を得る方法。 - 【請求項１４】請求項１記載の方法において、前記ライ
ナーが、重力鋳造法、加圧鋳造法、ダイカスト法又はス
クイーズカスト法、粉末冶金法、潜入又はブレンディン
グ法により直接的に、又は機械加工又は機械的プラスチ
ック処理（押出し、ラミネーション又は鋳造）して得ら
れるものである、シリンダーライナーと内燃機関のクラ
ンクケースを形成するキャストの間で連続する冶金学的
結合を得る方法。 - 【請求項１５】請求項４記載の方法において、前記複合
材料が、溶融状態のマトリックス中に補強材を分散させ
ること、又は一部溶融状態のマトリックス中に補強材を
分散させること、粉末冶金法、繊維を金属コーティング
すること、層圧縮法又は潜入によって得られるものであ
る、シリンダーライナーと内燃機関のクランクケースを
形成するキャストの間で連続する冶金学的結合を得る方
法。 - 【請求項１６】請求項１記載の方法において、前記ライ
ナーの外表面上に析出される金属の薄層が厚さ１０ない
し１００ｎｍである、シリンダーライナーと内燃機関の
クランクケースを形成するキャストの間で連続する冶金
学的結合を得る方法。
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