JPH04321876A - 内燃エンジン用ピストン - Google Patents
内燃エンジン用ピストンInfo
- Publication number
- JPH04321876A JPH04321876A JP11375791A JP11375791A JPH04321876A JP H04321876 A JPH04321876 A JP H04321876A JP 11375791 A JP11375791 A JP 11375791A JP 11375791 A JP11375791 A JP 11375791A JP H04321876 A JPH04321876 A JP H04321876A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- alloy
- internal combustion
- cylindrical part
- elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (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】
【産業上の利用分野】本発明は、Ａｌ合金製の内燃エン
ジン用ピストンに関する。
ジン用ピストンに関する。
【０００２】
【従来の技術】斯かる内燃エンジン用ピストンは高温雰
囲気（通常、２５０〜３５０℃）で爆発力を受け、シリ
ンダ内を高速で往復運動するために慣性力を受ける。こ
のためにピストンに要求される材料特性としては、軽量
であること、高温強度及び耐熱性に優れていること、熱
伝導率が高いこと、熱膨張係数が小さいこと、耐摩耗性
に優れていること等が挙げられる。斯かる要求をほぼ満
たす材料として従来からＡｌ合金が採用されており、特
に４サイクルエンジンでは通称ローエックス合金と称さ
れるＡｌ−Ｓｉ系共晶合金のＡＣ８Ａの使用が一般的で
あり、２サイクルエンジンではＡｌ−Ｓｉ系過共晶合金
（高Ｓｉ合金）、ＡＣ９Ａ、ＡＣ９Ｂが一般に用いられ
ている。
囲気（通常、２５０〜３５０℃）で爆発力を受け、シリ
ンダ内を高速で往復運動するために慣性力を受ける。こ
のためにピストンに要求される材料特性としては、軽量
であること、高温強度及び耐熱性に優れていること、熱
伝導率が高いこと、熱膨張係数が小さいこと、耐摩耗性
に優れていること等が挙げられる。斯かる要求をほぼ満
たす材料として従来からＡｌ合金が採用されており、特
に４サイクルエンジンでは通称ローエックス合金と称さ
れるＡｌ−Ｓｉ系共晶合金のＡＣ８Ａの使用が一般的で
あり、２サイクルエンジンではＡｌ−Ｓｉ系過共晶合金
（高Ｓｉ合金）、ＡＣ９Ａ、ＡＣ９Ｂが一般に用いられ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の内燃
エンジンの高性能化に伴い、ピストンは更に高温（約４
００℃）での使用にも耐え得ることが要求される。ＡＣ
８Ａ、ＡＣ９Ｂは時効硬化型合金のため、２００℃以下
の温度における強度は大きいが、２５０℃以上の高温度
に加熱されると軟化してその引張強度が低下するという
欠点がある。
エンジンの高性能化に伴い、ピストンは更に高温（約４
００℃）での使用にも耐え得ることが要求される。ＡＣ
８Ａ、ＡＣ９Ｂは時効硬化型合金のため、２００℃以下
の温度における強度は大きいが、２５０℃以上の高温度
に加熱されると軟化してその引張強度が低下するという
欠点がある。
【０００４】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
、その目的とする処は、耐熱強度の高い内燃エンジン用
ピストンを提供することにある。
、その目的とする処は、耐熱強度の高い内燃エンジン用
ピストンを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、Ｆｅ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖ，Ｃｏ，Ｎ
ｂ，Ｍｏのうち５種類以上の元素をそれぞれが０．１ｗ
ｔ％以上、１ｗｔ％以下の範囲であって、且つ総量で１
．６ｗｔ％以上になるよう添加したＡｌ合金によって内
燃エンジン用ピストンを構成したことをその特徴とする
。
発明は、Ｆｅ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖ，Ｃｏ，Ｎ
ｂ，Ｍｏのうち５種類以上の元素をそれぞれが０．１ｗ
ｔ％以上、１ｗｔ％以下の範囲であって、且つ総量で１
．６ｗｔ％以上になるよう添加したＡｌ合金によって内
燃エンジン用ピストンを構成したことをその特徴とする
。
【０００６】
【作用】本発明者等は、Ａｌよりも融点の高いＦｅ，Ｍ
ｎ，Ｔｉ，Ｃｒ等の５種類以上の元素をそれぞれが０．
１ｗｔ％以上、１ｗｔ％以下の範囲であって、且つ総量
で１．６ｗｔ％以上になるよう添加すれば、高融点の金
属間化合物が母材に微細（１０μｍ以下）、且つ多量に
分散し、ピストンの最高使用温度である４００℃付近で
の強度が著しく高められることを実験的に見い出した。 この結果、本発明に係るピストンの耐熱強度が高められ
、該ピストンは４００℃程度の高温での使用が可能とな
ってエンジン性能の向上に寄与し得ることとなる。
ｎ，Ｔｉ，Ｃｒ等の５種類以上の元素をそれぞれが０．
１ｗｔ％以上、１ｗｔ％以下の範囲であって、且つ総量
で１．６ｗｔ％以上になるよう添加すれば、高融点の金
属間化合物が母材に微細（１０μｍ以下）、且つ多量に
分散し、ピストンの最高使用温度である４００℃付近で
の強度が著しく高められることを実験的に見い出した。 この結果、本発明に係るピストンの耐熱強度が高められ
、該ピストンは４００℃程度の高温での使用が可能とな
ってエンジン性能の向上に寄与し得ることとなる。
【０００７】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【０００８】図１は本発明に係る２サイクルエンジン用
ピストン１の縦断面図であり、該ピストン１はＡｌ合金
によって一体鋳造され、これは不図示のシリンダ内を摺
動する円筒部２と、不図示の燃焼室の一部を構成する頂
部３を有している。そして、円筒部２の内側には一対の
ボス部４，４が径方向に相対向して一体に形成されてお
り、同円筒部２の上部外周面には不図示のピストンリン
グが嵌合すべきピストンリング溝５，６が全周に亘って
形成されている。
ピストン１の縦断面図であり、該ピストン１はＡｌ合金
によって一体鋳造され、これは不図示のシリンダ内を摺
動する円筒部２と、不図示の燃焼室の一部を構成する頂
部３を有している。そして、円筒部２の内側には一対の
ボス部４，４が径方向に相対向して一体に形成されてお
り、同円筒部２の上部外周面には不図示のピストンリン
グが嵌合すべきピストンリング溝５，６が全周に亘って
形成されている。
【０００９】ところで、該ピストン１の素材であるＡｌ
合金は、Ａｌよりも融点の高いＦｅ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｃｒ
，Ｚｒ，Ｖ，Ｃｏ，Ｎｂ，Ｍｏのうち５種類以上の元素
をそれぞれが０．１ｗｔ％以上、１ｗｔ％以下の範囲で
あって、且つ総量で１．６ｗｔ％以上になるよう添加し
て得られる。
合金は、Ａｌよりも融点の高いＦｅ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｃｒ
，Ｚｒ，Ｖ，Ｃｏ，Ｎｂ，Ｍｏのうち５種類以上の元素
をそれぞれが０．１ｗｔ％以上、１ｗｔ％以下の範囲で
あって、且つ総量で１．６ｗｔ％以上になるよう添加し
て得られる。
【００１０】ここで、Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｚｒの
５元素を不純物として選び、これらの不純物をＡＣ９Ｂ
に種々の割合（添加総量）で添加した場合の４００℃に
おける硬さ試験結果を図２に示す。図２より明らかなよ
うに、不純物（Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｚｒ）の添加
総量を１．６ｗｔ％以上に設定すれば、ビッカース硬さ
Ｈｖが飛躍的に高くなり、高温強度も高められる。即ち
、このとき高融点の金属間化合物が母材（ＡＣ９Ｂ）に
微細（１０μｍ以下）、且つ多量に分散し、所謂分散強
化によって当該Ａｌ合金の４００℃（ピストン１の最高
使用温度）付近での強度が著しく高められる。この結果
、本発明に係るピストン１の耐熱強度が高められ、該ピ
ストン１は４００℃程度の高温での使用が可能となって
エンジン性能の向上に寄与し得ることとなる。
５元素を不純物として選び、これらの不純物をＡＣ９Ｂ
に種々の割合（添加総量）で添加した場合の４００℃に
おける硬さ試験結果を図２に示す。図２より明らかなよ
うに、不純物（Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｚｒ）の添加
総量を１．６ｗｔ％以上に設定すれば、ビッカース硬さ
Ｈｖが飛躍的に高くなり、高温強度も高められる。即ち
、このとき高融点の金属間化合物が母材（ＡＣ９Ｂ）に
微細（１０μｍ以下）、且つ多量に分散し、所謂分散強
化によって当該Ａｌ合金の４００℃（ピストン１の最高
使用温度）付近での強度が著しく高められる。この結果
、本発明に係るピストン１の耐熱強度が高められ、該ピ
ストン１は４００℃程度の高温での使用が可能となって
エンジン性能の向上に寄与し得ることとなる。
【００１１】尚、粉末冶金法、連続鋳造法等の凝固速度
の高い鋳造プロセスによって当該ピストン１を得る場合
には、不純物の添加総量を増しても、微細、且つ均一な
金属間化合物の分散が得られる。この場合、ビレットで
鋳造し、後に熱間鍛造によってピストン１を成形する。
の高い鋳造プロセスによって当該ピストン１を得る場合
には、不純物の添加総量を増しても、微細、且つ均一な
金属間化合物の分散が得られる。この場合、ビレットで
鋳造し、後に熱間鍛造によってピストン１を成形する。
【００１２】ところで、以上の実施例は特に２サイクル
エンジン用ピストンについて言及したが、本発明はその
他４サイクルエンジン用ピストンに対しても適用可能で
あることは勿論である。
エンジン用ピストンについて言及したが、本発明はその
他４サイクルエンジン用ピストンに対しても適用可能で
あることは勿論である。
【００１３】
【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、Ｆｅ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖ，Ｃｏ，Ｎｂ
，Ｍｏのうち５種類以上の元素をそれぞれが０．１ｗｔ
％以上、１ｗｔ％以下の範囲であって、且つ総量で１．
６ｗｔ％以上になるよう添加したＡｌ合金によって内燃
エンジン用ピストンを構成したため、該ピストンの耐熱
強度を高めることができるという効果が得られる。
れば、Ｆｅ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖ，Ｃｏ，Ｎｂ
，Ｍｏのうち５種類以上の元素をそれぞれが０．１ｗｔ
％以上、１ｗｔ％以下の範囲であって、且つ総量で１．
６ｗｔ％以上になるよう添加したＡｌ合金によって内燃
エンジン用ピストンを構成したため、該ピストンの耐熱
強度を高めることができるという効果が得られる。
【図１】本発明に係る２サイクルエンジン用ピストンの
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】ＡＣ９Ｂに不純物を添加した場合の不純物添加
総量に対する硬さ（ビッカース硬さＨｖ）の変化を示す
図である。
総量に対する硬さ（ビッカース硬さＨｖ）の変化を示す
図である。
１ ピストン
２ 円筒部
３ 頂部
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｆｅ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖ，
Ｃｏ，Ｎｂ，Ｍｏのうち５種類以上の元素をそれぞれが
０．１ｗｔ％以上、１ｗｔ％以下の範囲であって、且つ
総量で１．６ｗｔ％以上になるよう添加したＡｌ合金か
ら成る内燃エンジン用ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11375791A JP3149066B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 内燃エンジン用ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11375791A JP3149066B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 内燃エンジン用ピストン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04321876A true JPH04321876A (ja) | 1992-11-11 |
| JP3149066B2 JP3149066B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=14620371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11375791A Expired - Fee Related JP3149066B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 内燃エンジン用ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3149066B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997031202A1 (fr) * | 1996-02-26 | 1997-08-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Piston en aluminium pour moteurs a combustion interne |
| CN105190000A (zh) * | 2013-03-05 | 2015-12-23 | 费德罗-莫格尔公司 | 带有抗积碳涂料的活塞及其制造方法 |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP11375791A patent/JP3149066B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997031202A1 (fr) * | 1996-02-26 | 1997-08-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Piston en aluminium pour moteurs a combustion interne |
| CN105190000A (zh) * | 2013-03-05 | 2015-12-23 | 费德罗-莫格尔公司 | 带有抗积碳涂料的活塞及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3149066B2 (ja) | 2001-03-26 |
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Legal Events
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| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100119 Year of fee payment: 9 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110119 Year of fee payment: 10 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |