JPH042706A - Manufacture of piston - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は内燃機関に用いられるピストンの製造方法に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method of manufacturing a piston used in an internal combustion engine.
二従来の技術]
ディーゼルエンジンやガソリンニシン等の内燃機関のピ
ストンは、その慣性力を低減するために、主としてアル
ミニウム合金から成形されている。2. Prior Art] The pistons of internal combustion engines such as diesel engines and gasoline engines are mainly formed from aluminum alloy in order to reduce their inertia.
しかしながら、このアルミニウム合金製のピストンは、
その熱膨張率が大きくまた耐熱性にも劣ることから、近
年、熱膨張率が小さく且つ耐熱性に優れたT 1−Al
1合金製のピストンが研究・開発されている。However, this aluminum alloy piston
Since its coefficient of thermal expansion is large and its heat resistance is poor, in recent years T1-Al, which has a small coefficient of thermal expansion and excellent heat resistance, has been used.
1 alloy pistons are being researched and developed.
上記T 1−Al合金の熱膨張率はBxlo−’/℃で
あり、アルミの熱膨張率21 X 10−’/’Cと比
べると約1/3である。また、耐熱性については、T
1−Al合金の耐熱温度は約900℃であり、アルミの
耐熱温度的350℃と比べると約3倍の耐熱性を有して
いる。The coefficient of thermal expansion of the T 1-Al alloy is Bxlo-'/'C, which is about 1/3 of the coefficient of thermal expansion of aluminum, 21 x 10-'/'C. In addition, regarding heat resistance, T
The heat resistance temperature of the 1-Al alloy is about 900°C, which is about three times as high as the heat resistance of aluminum, which is 350°C.
このように、熱膨張率が小さく且つ高い耐熱性を有する
T 1−Al合金でピストンを成形すれば、成形された
T 1−Al合金製ピストンは、アルミ鋳造製酸いはア
ルミ鍛造製のピストンと比べて以下に記す利点が得られ
る。In this way, if a piston is molded from a T1-Al alloy that has a low coefficient of thermal expansion and high heat resistance, the molded T1-Al alloy piston will be as good as a piston made of cast aluminum or a piston made of forged aluminum. The following advantages can be obtained compared to
■熱膨張率が小さいため、全負荷時のピストンの熱膨張
を前車して形成されるピストンとシリンダとの間のクリ
アランスを小さくすることができる。従って、ピストン
のトップランドとシリンダとの間の無駄容積(デッドボ
リューム)が減少して燃焼効率が向上する9、tな、ピ
ストンが上記クリアランスの範囲で首振り運動してピス
トンがシリンダ側壁に叩きつけられることによって生じ
るスラップ音が低減できる。■Since the coefficient of thermal expansion is small, the clearance between the piston and cylinder, which is formed by adjusting the thermal expansion of the piston under full load, can be reduced. Therefore, the dead volume between the top land of the piston and the cylinder is reduced and the combustion efficiency is improved. It is possible to reduce the slap sound caused by
■耐熱性が高いため、高温硬度が大きくアルミ製ピスト
ンでは必要なニレジスト鋳鉄製のリングトレイが不要に
なる。よって、リンググループ部の温度勾配が自然な形
となり、温度集中部がなくなる。■Due to its high heat resistance, it eliminates the need for a ring tray made of Niresist cast iron, which is required with aluminum pistons that have high high-temperature hardness. Therefore, the temperature gradient in the ring group portion becomes a natural shape, and there is no temperature concentrated portion.
■耐熱性が高いため、耐熱強度が大きくピストンの薄肉
化が図れる。よって、ピストンの軽量化が推進できる。■Since it has high heat resistance, it has high heat resistance strength and allows for thinner pistons. Therefore, the weight of the piston can be reduced.
[発明が解決しようとする課題]
このような様々な利点を有するT 1−Al合金製のピ
ストンを製造するに際して、T 1−Al合金を鋳造成
いは鍛造して一体的にピストンを製造することは、T
1−Al合金自体が高価であり、さらにTi−Al合金
は被削性に劣ることから得策とはいえない。[Problems to be Solved by the Invention] When manufacturing a piston made of T1-Al alloy that has such various advantages, the piston is manufactured integrally by casting or forging the T1-Al alloy. The thing is, T
The 1-Al alloy itself is expensive, and the Ti-Al alloy has poor machinability, so it is not a good idea.
そこで本発明者は、熱負荷の大きいピストンの頂部側を
耐熱性に優れ且つ熱膨張率が小さいTi−Al合金で成
形すると共に、熱負荷の小さいピストンのスカート側を
加工性が良く且つ安価なAl合金で成形することを思い
付いた。Therefore, the inventor of the present invention formed the top side of the piston, which has a large heat load, from a Ti-Al alloy that has excellent heat resistance and a low coefficient of thermal expansion, and molded the skirt side of the piston, which has a small heat load, from a Ti-Al alloy that has good workability and is inexpensive. I came up with the idea of molding it with Al alloy.
しかしながら、この複合構造のピストンは、ピストン頂
部側のTi−Al合金とピストンスカート側のAl合金
との接合部に、Ti−Al合金の熱膨張率(8X10−
’/’C)とAl合金の熱膨張率(21x 10−’/
’C)との熱膨張差に基づく熱応力勾配が生じてしまう
。However, in the piston of this composite structure, the thermal expansion coefficient (8X10-
'/'C) and the thermal expansion coefficient of Al alloy (21x 10-'/
A thermal stress gradient is generated due to the difference in thermal expansion with 'C).
従って、この熱応力勾配に基づく熱応力によってピスト
ンに熱歪みが生じ、ピストンの焼付きを招くことになる
。Therefore, thermal stress based on this thermal stress gradient causes thermal distortion in the piston, leading to seizure of the piston.
なお関連する技術として特開昭62−156938号「
傾斜機能材料の製造方法」がある。As a related technology, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-156938 “
There is a method for producing functionally graded materials.
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、ピス
トンの頂部側をTi−Al合金としてピストンのスカー
ト側をAl合金とした複合構造のピストンを製造するに
際して、ピストン頂部側のT 1−Al合金とピストン
スカート側のAl合金との熱膨張差によってそれらの接
合部に生じる熱応力を緩和するピストンの製造方法を提
供するものである。The object of the present invention, which was created in consideration of the above circumstances, is to manufacture a piston with a composite structure in which the top side of the piston is a Ti-Al alloy and the skirt side of the piston is an Al alloy. - A method for manufacturing a piston is provided in which thermal stress generated at a joint between an Al alloy and an Al alloy on the piston skirt side due to a difference in thermal expansion is alleviated.
[課題を解決するための手段]
上記目的を達成するために本発明のピストンの製造方法
は、ピストン頂部側に配置されたTi −Al合金材と
ピストンスカート側に配置されたAl合金材との間に、
Al粒子の表面をTi−Al合金粉末で被覆した第一複
合粒体と、Ti −Al合金粒子の表面をAl粉末で被
覆した第二複合粒体とを、上記T 1−Al合金材側に
第一複合粒体が密に、且つ上記Al合金材側に第二複合
粒体が密になるように、第一複合粒体と第二複合粒体と
の混合比を変化させて積層した後、これらをピストン状
に圧縮成形しつつ焼結するようにしたものである。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the method for manufacturing a piston of the present invention includes a method of manufacturing a piston by combining a Ti-Al alloy material disposed on the piston top side and an Al alloy material disposed on the piston skirt side. Between,
A first composite granule in which the surface of the Al particle is coated with Ti-Al alloy powder and a second composite granule in which the surface of the Ti-Al alloy particle is coated with Al powder are placed on the T1-Al alloy material side. After laminating the first composite grains and the second composite grains while changing the mixing ratio so that the first composite grains are dense and the second composite grains are dense on the Al alloy material side. , these are compressed into a piston shape and sintered.
二作用]
上記方法によれば、ピストン頂部側のTiAl合余材と
ピストンスカート側のAfJ合金材との間に積層された
第−及び第二複合粒子によって、上記T 1−Al合金
材とAl合金材との間にTiAlとAlIとの混合層が
成形され、T i −Al合金材とAl合金材との熱膨
張差から生じる熱応力がこの混合層によって緩和される
。従って、この熱応力によるピストンの熱歪みが低減さ
れる。Two Actions] According to the above method, the T1-Al alloy material and the Al A mixed layer of TiAl and AlI is formed between the alloy material and the thermal stress caused by the difference in thermal expansion between the Ti-Al alloy material and the Al alloy material is alleviated by this mixed layer. Therefore, thermal distortion of the piston due to this thermal stress is reduced.
また、ピストン頂部側のTi−Al合金材側に密に配置
された第一複合粒子は、その表面部に被覆されたTi−
Al!合金粉末が同種の金属である上記Ti−Al合金
材と速やかに健全に結合する。In addition, the first composite particles densely arranged on the Ti-Al alloy material side on the top side of the piston are coated with Ti-
Al! The alloy powder is quickly and soundly bonded to the Ti-Al alloy material, which is the same type of metal.
同様に、ピストンスカート側のAl合金材側に密に配置
された第二複合粒子は、その表面部に被覆されたAl粉
末が同種の金属である上記Al合金材と速やかに健全に
結合する。Similarly, the second composite particles densely arranged on the Al alloy material side of the piston skirt are quickly and soundly bonded to the Al alloy material, the Al powder coated on the surface of which is the same type of metal.
従って、Ti−Al合金材と第−及び第二複合粒子とA
l合金材とは、それらの界面(接合面)が同種の金属に
なることから、速やかに健全に強固に結合されることに
なる。Therefore, the Ti-Al alloy material, the first and second composite particles, and the
Since the interfaces (joint surfaces) between the two materials are made of the same type of metal, they are quickly and firmly bonded together soundly.
[実施例コ 本発明の一実施例を添付図面に従って説明する。[Example code] An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第1図に示すように、約100μmのAl粒子1の表面
に約10μm以下のTi−A7合金粉末2を被覆して第
一複合粒体3を製造する。具体的には、この第一複合粒
体3は、上記Al粉粒子とTi−A7合金粉末2とを静
電容器内(図示せず)で混練して、核粒子としてのAl
粒子1の表面に子粒子としてのTi−A7合金粉末2を
静電付着させた後、これを2000rpn 〜8000
rpmの回転翼を備えた容器内(図示せず)に投入して
数分間高速気流による衝撃力を与え、静電付着したTl
−Al合金粉末2を、!粒子1mに強固にくい込ませる
ことによって得ている。As shown in FIG. 1, first composite particles 3 are manufactured by coating the surfaces of Al particles 1 of about 100 μm with Ti-A7 alloy powder 2 of about 10 μm or less. Specifically, the first composite particles 3 are produced by kneading the Al powder particles and the Ti-A7 alloy powder 2 in an electrostatic container (not shown) to form Al as core particles.
After electrostatically depositing the Ti-A7 alloy powder 2 as a child particle on the surface of the particle 1, it was heated at 2000 rpm to 8000 rpm.
The electrostatically deposited Tl was placed in a container (not shown) equipped with a rotating blade at 100 rpm and subjected to impact force by high-speed airflow for several minutes.
-Al alloy powder 2! It is obtained by firmly embedding it into 1 m of particles.
また、同様にして、第2図に示すように、約100μm
のT 1−Al合金粒子4の表面に約10μm以下のA
l粉末5を被覆した第二複合粒体6を製造する。Similarly, as shown in Fig. 2, about 100 μm
T 1 - A of about 10 μm or less on the surface of the Al alloy particles 4
A second composite granule 6 coated with powder 5 is produced.
次に、第3図に示すように、最終的にピストンの頂部側
となるピストン頂部側プリ成形品7をTi−Al合金材
によって鋳造成形する。同じく最終的にピストンのスカ
ート側となるピストンスカート側プリ成形品8をAl合
金材によって鋳造成いは鍛造成形する。Next, as shown in FIG. 3, a piston top side pre-formed product 7 that will eventually become the top side of the piston is cast from a Ti-Al alloy material. Similarly, a piston skirt side pre-formed product 8, which will eventually become the skirt side of the piston, is cast or forged from an Al alloy material.
これら、ピストン頂部側プリ成形品7とピストンスカー
ト側プリ成形品8との間に、上記第−及び第二複合粒体
3,6を適宜積層し焼結したピストン中間部プリ成形品
9を配置する。Between the piston top side pre-formed product 7 and the piston skirt side pre-formed product 8, a piston intermediate pre-formed product 9 in which the above-mentioned first and second composite particles 3 and 6 are appropriately laminated and sintered is arranged. do.
図示するようにこのピストン中間部プリ成形品9は、上
記第一複合粒体3のみを集合させて焼結したもの9aと
、第一複合粒体3と第二複合粒体6とを同量集合させて
焼結したらのりbと、第二複合粒体6のみを集合させて
焼結したものと、がらなっており、これらがピストン頂
部側プリ成形品7側からピストンスカート側プリ成形品
8側へ向けて上記の順で重ね合せられている。As shown in the figure, this piston intermediate pre-molded product 9 is made by aggregating and sintering only the first composite granules 3, and an equal amount of the first composite granules 3 and second composite granules 6. When aggregated and sintered, the glue b and the second composite particles 6 are aggregated and sintered, and these are separated from the piston top side pre-formed product 7 side to the piston skirt side pre-formed product 8. They are stacked sideways in the above order.
すなわち、ピストン頂部側プリ成形品7側には第一複合
粒体3が密に、かつピストンスカート側成形品1]!I
には第二複合粒体6が密に配置されることになる。That is, the first composite particles 3 are densely packed on the piston top side pre-molded product 7 side, and the piston skirt side molded product 1]! I
The second composite particles 6 are densely arranged.
これらのプリ成形品7.9a、9b、9c、8を第4図
に示す通電焼結装置10の焼結室11内にセットし、ピ
ストン状に圧縮成形しつつ焼結することによって、第5
図に示すピストン12が製造される。These preformed products 7.9a, 9b, 9c, and 8 are set in the sintering chamber 11 of the current sintering device 10 shown in FIG.
The piston 12 shown in the figure is manufactured.
上記通電焼結装置10について詳述すると、この通電焼
結装置10には、上下に対向されたパンチ電極13と、
その間に設けられた絶縁体くアルミナ等)とからなる型
枠14とが備えられており、これらのパンチ電[i:1
3と型枠14とで焼結室11を第5図に示すピストン形
状に区画形成するようになっている。To explain the electric sintering device 10 in detail, the electric sintering device 10 includes punch electrodes 13 facing each other vertically,
A formwork 14 consisting of an insulator (alumina, etc.) provided between these punch electrodes [i:1
The sintering chamber 11 is defined by the mold 3 and the mold 14 into a piston shape as shown in FIG.
また、上記パンチ電#113には、油圧機構(図示せず
)によってピストンの軸方向に所定の圧縮圧力P1が加
わるようになっていると共に、直流に高周波を重畳した
特殊電源にスイッチを介して結線されている。In addition, a predetermined compression pressure P1 is applied to the punch electric #113 in the axial direction of the piston by a hydraulic mechanism (not shown), and a special power source in which high frequency is superimposed on direct current is connected via a switch. wired.
一方、上記型枠14は第6図に示すように二分割可能に
縦割すされており、ピストンの軸方向に対して直角方向
に所定の圧縮圧力P2が加わるようになっている。On the other hand, as shown in FIG. 6, the mold frame 14 is vertically divided into two parts so that a predetermined compression pressure P2 is applied in a direction perpendicular to the axial direction of the piston.
この通電焼結装置10によれば、上記パンチ電極13の
電流、電圧、圧力P1.及び型枠14の圧力P2を経時
変化させて運転制御することにより、焼結室11内に重
ね合せられてセットされたプリ成形品7.9a、9b、
9c、8がピストン形状に圧縮成形されると共に、プリ
成形品9 a +9b、9c内の第−及び第二複合粒体
3,6間に適宜放電が生じ、数十柱という短時間で第5
図に示すピストン12が焼結製造される。(いわゆるプ
ラズマ放電を用いた通電焼結法)
この際、T 1−Al合金製のピストン頂部側プリ成形
品7に隣接するプリ成形品9aは、第3図に示すように
、Al粒子1の表面にT 1−A7合金粉末2が被覆さ
れた第一複合粒体3から成っているので、この粒子3の
表面部のT 1−Al合金粉末2が同種金属である上記
T 1−Al合金製のピストン頂部側プリ成形品7と速
やかに健全に結合する。According to this energization sintering apparatus 10, the current, voltage, and pressure P1 of the punch electrode 13. By controlling the operation by changing the pressure P2 of the mold frame 14 over time, the pre-formed products 7.9a, 9b, which are superimposed and set in the sintering chamber 11.
9c and 8 are compression-molded into a piston shape, and electric discharge occurs appropriately between the first and second composite particles 3 and 6 in the pre-molded products 9a + 9b and 9c, and the fifth column is formed in a short period of several tens of columns.
The piston 12 shown in the figure is manufactured by sintering. (Electrical sintering method using so-called plasma discharge) At this time, the pre-formed product 9a adjacent to the piston top side pre-formed product 7 made of T1-Al alloy is made of Al particles 1, as shown in FIG. Since the T1-Al alloy is composed of a first composite particle 3 whose surface is coated with T1-A7 alloy powder 2, the T1-Al alloy powder 2 on the surface of the particle 3 is the same kind of metal. It is quickly and soundly connected to the piston top side pre-molded product 7 made by the manufacturer.
一方、Al合金製のピストンスカート側プリ成形品8に
隣接するプリ成形品9Cは、第3図に示すように、Ti
−Al合金粒子4の表面にAl粉末5が被覆された第二
複合粒体6からなっているので、この粒子6の表面部の
Al粉末5が同種金属である上記Al合金製のピストン
スカート側プリ成形品8と速やかに健全に結合する。On the other hand, the pre-formed product 9C adjacent to the piston skirt-side pre-formed product 8 made of Al alloy is made of Ti.
- Since it is composed of the second composite particles 6 in which the surface of the Al alloy particles 4 is coated with Al powder 5, the Al alloy piston skirt side where the Al powder 5 on the surface of the particles 6 is the same kind of metal. It is quickly and soundly bonded to the pre-molded product 8.
よって、焼結室11内に重ね合せられてセットされたプ
リ成形品7.9a、9b、9c、8はそれらの界面(接
合面)が同種の金属であることから、通電焼結性が良好
となり、夫々速やかに健全に強固に結合されることにな
る。Therefore, the preformed products 7.9a, 9b, 9c, and 8 set in a stacked manner in the sintering chamber 11 have good electrical sinterability because their interfaces (joint surfaces) are made of the same type of metal. As a result, they will be quickly and firmly connected to each other in a sound manner.
この結果、得られるピストン12は、第5図に示すよう
に、そのピストン頂部側が耐熱性に優れ低熱膨張率のT
i−Al合金から成形され、ピストンスカート側が安価
で加工性に優れたAl合金から成形され、且つこれらピ
ストン頂部側Ti−Al!合金とピストンスカート01
1Al合金との間に第−及び第二複合粒子3.6によっ
てTi−AlとAl!との混合層が成形されたものにな
る。As a result, as shown in FIG. 5, the piston 12 obtained has a T
The piston skirt side is formed from an Al alloy that is inexpensive and has excellent workability, and the piston top side is made of Ti-Al! Alloy and piston skirt 01
1Al alloy by the first and second composite particles 3.6 between Ti-Al and Al! The result is a molded mixture of layers.
従って、ピストン頂部側T 1−Al合金(熱膨張率8
X10−’/”C)とピストンスカート側Al!合金(
熱膨張率21 X 10−’/”C)との熱膨張差から
生じる熱応力が上記混合層によって緩和され、ピストン
12の熱歪みが低減される。Therefore, the piston top side T 1-Al alloy (thermal expansion coefficient 8
X10-'/''C) and piston skirt side Al! alloy (
Thermal stress caused by the difference in thermal expansion with the thermal expansion coefficient of 21×10-'/''C) is alleviated by the mixed layer, and the thermal strain of the piston 12 is reduced.
また、第5図に示すこのピストン12によれば、トップ
リングのリング溝部17が耐熱性に優れ高温強度が大き
いT I−Al合金(耐熱温度的900℃)からなって
いるので、通常のAl合金製(耐熱温度的350℃)の
ピストンでは必要となるニレジスト鋳鉄製のリングトレ
イが不要になる。よって、リンググループ部の温度勾配
が自然な形になり、温度集中部がなくなる。Furthermore, according to this piston 12 shown in FIG. 5, the ring groove 17 of the top ring is made of a T I-Al alloy with excellent heat resistance and high high-temperature strength (temperature resistance: 900°C). There is no need for a ring tray made of Ni-resist cast iron, which is required for a piston made of an alloy (heat-resistant temperature: 350°C). Therefore, the temperature gradient in the ring group portion becomes natural, and there is no temperature concentrated portion.
また、ピストン12のトップランド部が低熱膨張率のT
i−Al合金(熱膨張率8X10−’/’C)からなっ
ているので、通常のAl合金製の(熱膨張率21 X
10−’/’C)のピストンに比べて、ピストン12と
シリンダ(図示せず)との間をクリアランスを小さくで
きる。よって、ピストン12のトップランド18とシリ
ンダとの間の無駄容積(デッドボリューム)が減少して
、燃焼効率が向上する。さらに、ピストン12が上記ク
リアランスの範囲で首振り運動して、ピストン12がシ
リンダ側壁に叩きつけられることによって生じるスラッ
プ音が低減できる。In addition, the top land portion of the piston 12 has a low coefficient of thermal expansion.
Since it is made of i-Al alloy (coefficient of thermal expansion 8X10-'/'C), it is made of ordinary Al alloy (coefficient of thermal expansion 21X
10-'/'C), the clearance between the piston 12 and the cylinder (not shown) can be made smaller. Therefore, dead volume between the top land 18 of the piston 12 and the cylinder is reduced, and combustion efficiency is improved. Furthermore, the piston 12 oscillates within the range of the clearance, and the slap noise caused by the piston 12 slamming against the cylinder side wall can be reduced.
また、上記Ti−Al合金は耐熱性に優れ耐熱強度が高
いことから、ピストン12の薄肉化が図れピストン12
の軽量化が推進できる。In addition, since the Ti-Al alloy has excellent heat resistance and high heat resistance strength, the piston 12 can be made thinner.
can promote weight reduction.
本実施例の変形実施例を第7図及び第8図によって説明
する9図示するようにこの変形実施例は、第1図及び第
2図に示す前実施例の第−及び第二複合粒体3,6を、
−重被覆ではなく、二重、三重或いは四重以上に多重に
被覆した点が特徴である。A modified embodiment of this embodiment will be explained with reference to FIGS. 7 and 8. As shown in FIG. 3,6,
- It is characterized by not being coated in multiple layers, but in multiple layers such as double, triple, or quadruple layers.
この多重被覆方法は、前実施例と同様に核粒子の表面に
子粒子が一重被覆した一重の複合粒体を製造した後、こ
の−重複合粒体の表面に静電気力によって二重めの子粒
子を付着させ、これを高速気流中衝撃法により核粒子側
へ強固にくい込ませ、二重の複合粒体を得る。この作業
を繰り返すことにより、三重、四重の複合粒体が得られ
る。This multiple coating method involves producing a single composite granule in which the surface of a core particle is coated with a single layer of child particles, and then coating the surface of this multiple composite granule with a double layer by electrostatic force. Particles are attached and firmly embedded into the core particle side by an impact method in a high-speed air stream to obtain a double composite granule. By repeating this operation, triple or quadruple composite particles can be obtained.
このように核粒子の表面に子粒子を多重に被覆すること
こによって、核粒子の金属の重量と子粒子の金属の重量
との重量比を所望に決定できる。By coating the surface of the core particle with multiple child particles in this way, the weight ratio between the weight of the metal in the core particle and the weight of the metal in the child particles can be determined as desired.
よって、第7図に示すように、核粒子側のAl粒子1の
AIより子粒子側のTi−Al合金粉末2のTi−Al
合金の方が多くなる三重又は四重の第一複合粒体3aを
用いて第3図に示すプリ成形品9aを焼結し、同様に第
8図に示すように核粒子側のT 1−A7合金粒子4の
Ti−Al合金より子粒子側のAI粉末うのAlの方が
多くなる三重又は四重の第二複合粒体6aを用いて第3
図に示すプリ成形品9Cを焼結し、これらのプリ成形品
9a、9cを用いて前実施例と同じくピストンを製造す
れば、得られるピストンは、ピストン頂部側のTi−A
l合金とピストンスカート側のAl合金との間が、Ti
密からAl密へと3段階に材料傾斜したものになり、T
i−AlとAlとの熱膨張差に基づく熱応力が一層緩和
されることになる。Therefore, as shown in FIG. 7, the Ti-Al of the Ti-Al alloy powder 2 on the child particle side is
The preformed product 9a shown in FIG. 3 is sintered using the triple or quadruple first composite grains 3a in which the amount of alloy is larger, and T 1- on the core particle side is similarly shown in FIG. Using triple or quadruple second composite particles 6a, the third composite particle 6a has more Al in the AI powder on the child particle side than the Ti-Al alloy of the A7 alloy particles 4.
If the pre-formed product 9C shown in the figure is sintered and a piston is manufactured using these pre-formed products 9a and 9c in the same manner as in the previous example, the resulting piston will have Ti-A on the top side of the piston.
There is a Ti alloy between the L alloy and the Al alloy on the piston skirt side.
The material is graded in three stages from dense to Al dense, and T
Thermal stress based on the difference in thermal expansion between i-Al and Al is further alleviated.
「発明の効果コ
以上説明したように本発明によれば次のごとき優れた効
果が発揮できる。``Effects of the Invention'' As explained above, according to the present invention, the following excellent effects can be achieved.
(1)ピストン頂部側のTi−Al金合金ピストンスカ
ート側のAl金合金の熱膨張差によって生じるピストン
の熱歪みを抑制・低減することができる。(1) Thermal distortion of the piston caused by the difference in thermal expansion of the Ti-Al gold alloy on the piston top side and the Al gold alloy on the piston skirt side can be suppressed and reduced.
(2)ピストン頂部側のTi−Al金合金ピストンスカ
ート側のAl合金とを健全に強固に結合することができ
る。(2) The Ti-Al gold alloy on the piston top side and the Al alloy on the piston skirt side can be soundly and firmly bonded.
第1図は本発明の一実施例のピストンの製造方法に用い
られる第一複合粒体を示す側断面図、第2図は同じく第
二複合粒体を示す側断面図、第3図は上記第−及び第二
複合粒体を積層させる工程を説明するための概略図、第
4図は同じく焼結工程を説明するための通電焼結装置を
示す側断面図、第5図は製造されたピストンを示す斜視
図、第6図は第4図中の型枠を示す斜視図、第7図は本
発明の変形実施例のピストンの製造方法に用いられる第
一複合粒体を示す面断面図図、第8図は同じく変形実施
例の第二複合粒体を示す側断面図である。
図中、1はAl粉粒子2はT 1−Al合金粉末、3は
第一複合粒体、4はTi−Al合金粒子、5はAl粉末
、6は第二複合粒体、7はピストン頂部側に配置される
Ti−Al合金材としてのプリ成形品、8はピストンス
カート側に配置されるAl合金材としてのプリ成形品で
ある。
特許出願人 いすり自動車株式会社
代理人 弁理士 絹 谷 信 雄1図
第2図
第4図
第3図
第6図
第5F!!J
6a
第
図
26一FIG. 1 is a side sectional view showing a first composite granule used in a piston manufacturing method according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side sectional view similarly showing a second composite granule, and FIG. 3 is the above-mentioned A schematic diagram for explaining the process of laminating the first and second composite particles, Figure 4 is a side cross-sectional view showing the electrical sintering device, also for explaining the sintering process, and Figure 5 is a diagram showing the manufactured granules. FIG. 6 is a perspective view showing a piston; FIG. 6 is a perspective view showing the formwork in FIG. 4; FIG. 8 are side sectional views showing a second composite granule of a modified example. In the figure, 1 is Al powder particle 2 is T1-Al alloy powder, 3 is first composite particle, 4 is Ti-Al alloy particle, 5 is Al powder, 6 is second composite particle, 7 is piston top A pre-formed product made of a Ti-Al alloy material is placed on the side, and 8 is a pre-formed product made of an Al alloy material placed on the piston skirt side. Patent Applicant Isuri Motor Co., Ltd. Agent Patent Attorney Nobuo Kinutani Figure 1 Figure 2 Figure 4 Figure 3 Figure 6 Figure 5F! ! J 6a Figure 26-1
Claims (1)
ストンスカート側に配置されたAl合金材との間に、A
l粒子の表面をTi− Al合金粉末で被覆した第一複合粒体と、 Ti−Al合金粒子の表面をAl粉末で被覆した第二複
合粒体とを、上記Ti−Al合金材側に第一複合粒体が
密に、且つ上記Al合金材側に第二複合粒体が密になる
ように、第一複合粒体と第二複合粒体との混合比を変化
させて積層した後、これらをピストン状に圧縮成形しつ
つ焼結することを特徴とするピストンの製造方法。[Claims] 1. Between the Ti-Al alloy material placed on the piston top side and the Al alloy material placed on the piston skirt side,
A first composite particle whose surface is coated with Ti-Al alloy powder and a second composite particle whose surface is coated with Al powder are placed on the Ti-Al alloy material side. After laminating the first composite grains and the second composite grains while changing the mixing ratio so that the first composite grains are dense and the second composite grains are dense on the Al alloy material side, A method for manufacturing a piston, which comprises compression molding these into a piston shape and sintering them.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2102985A JP2897337B2 (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Manufacturing method of piston |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2102985A JP2897337B2 (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Manufacturing method of piston |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH042706A true JPH042706A (en) | 1992-01-07 |
| JP2897337B2 JP2897337B2 (en) | 1999-05-31 |
Family
ID=14342009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2102985A Expired - Lifetime JP2897337B2 (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Manufacturing method of piston |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2897337B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110756657A (en) * | 2019-06-18 | 2020-02-07 | 南京宝色股份公司 | Titanium alloy columnar shell forming method |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP2102985A patent/JP2897337B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110756657A (en) * | 2019-06-18 | 2020-02-07 | 南京宝色股份公司 | Titanium alloy columnar shell forming method |
| CN110756657B (en) * | 2019-06-18 | 2021-04-27 | 南京宝色股份公司 | Titanium alloy columnar shell forming method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2897337B2 (en) | 1999-05-31 |
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