JPH0459368B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は機械部品等の製造方法に関する。さ
らに詳細にいえば、油圧機器、自動車、工作機械
その他産業機械等の構成部品、或いは工具類等の
製造方法に関する。

〈従来の技術〉 従来、各種機械部品や工具類等の製造方法とし
て、鋳造や鍛造によつて所定形状に成形した素材
に、切削、研削等の機械加工を施すことが一般に
行なわれている。

具体例として、油圧機器としてのピストンポン
プの構成部品であるシリンダブロツクの製造方法
について説明すると、このシリンダブロツクは、
第２図に示すように、筒状ブロツク１０の所定部
に、ピストン１２が挿入される複数のシリンダ１
１が形成されているとともに、バルブプレート１
３との摺動面に鉛青銅等のCu系合金１４が融着
されている構造のものであり、例えばクロム・モ
リブデン鋼（SCM440）を所定形状に鍛造し、外
周部の荒加工、およびバルブプレート１３との摺
動面に対応する端面の機械加工を行なつた後、上
記端面に20〜30mmの厚みで、Cu系合金をキヤス
トオンするとともに、キヤストオンによる熱歪を
除去するための熱処理を施し、さらにキヤストオ
ン部の厚みを１mm程度の厚みに切削した後、シリ
ンダ１１にスリーブ１５を圧入して、その内周面
を機械加工するとともに、その他所要部を機械加
工する方法が採用されている。

しかし、上記の製造方法によると、非常に多く
の工程が必要であり、加工工数が多くかかるとと
もに、材料歩留りも悪いという問題がある。

そこで、機械部等の材料として多用されている
ダクタイル鋳鉄によつて上記シリンダブロツク等
を形成することが検討されているが、このダクタ
イル鋳鉄ついては、その基地組織が、フエライ
ト、パーライト、またはこれらの混合組織によつ
て構成されているものであり、強度や靭性におい
て充分でないとう問題がある。このため、ダクタ
イル鋳鉄の基地組織をベーナイ化およびオーステ
ナイト化するオーステンパ処理を施すことによ
り、鋼材に匹敵する強度、靭性をダクタイル鋳鉄
に付与することも考えられる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、オーステンパ処理を施したダクタイル
鋳鉄に、切削、研削等の機械加工を施すと、これ
ら機械加工に伴う誘起変態によつて、基地組織の
オーステナイトがマルテンサイト化し、耐摩耗性
が増大して加工性が悪くなる。また、ベーナイト
についても、硬度が硬く加工性が悪いものであ
る。このため、所望の寸法精度に加工することが
困難となるとともに、工具寿命も短く、生産能率
が低下するという問題が生じる。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたもの
であり、オーステンパを施したダクタイル鋳鉄
（ADI）からなる機械部品等を、高精度かつ能率
よく製造することができる機械部品等の製造方法
を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の機械
部品等の製造方法は、消失性模型鋳造方法にてダ
クタイル鋳鉄からなる所定形状の鋳造素材を形成
すると同時に、仕上げ加工を要する部分に、加工
性の良好な材質からなる鋳ぐるみを埋設し、該鋳
造素材をオーステンパした後、上記鋳ぐるみを仕
上げ加工するものである。

但し、上記鋳ぐるみとしては、少なくとも鋳造
素材との接合面にフラツクスを塗布したもの、或
いは錫メツキを施したものを用いてもよい。

〈作用〉 上記の構成の機械部品等の製造方法であれば、
消失性模型鋳造方法にてダクタイル鋳鉄からなる
所定形状の鋳造素材を形成するので、寸法精度の
良好な鋳造素材を得ることができ、その後のオー
ステンパによつて、強度、靭性等の所望の材料特
性を得ることができる。そして、最終的に鋳ぐる
み部分を仕上げ加工することにより、所望の機械
部品等を得ることができる。この際、鋳ぐるみが
加工性の良好な材質で構成されているので、高精
度の仕上げ加工を容易かつ能率的に行なうことが
できる。

特に、上記鋳ぐるみとして、少なくとも鋳造素
材との接合面にフラツクスを塗布したもの、或い
は錫メツキを施したものを用いる場合には、当該
鋳ぐるみと鋳造素材とを強固に接合することがで
きる。即ち、フラツクスを塗布した鋳ぐるみを用
いる場合には、フラツクスによつて還元性の雰囲
気を形成して、酸化を防止した状態で鋳ぐるみと
鋳造素材とを接合することとができる結果、両者
を強固に接合することができる。また、錫メツキ
を施した鋳ぐるみを用いる場合には、溶湯中の
Feに対するぬれ性を確保できること、錫メツキ
の融点が低いこと、および溶湯と鋳ぐるみとの拡
散を促進することができることから、鋳ぐるみと
鋳造素材とを強固に接合することができる。

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によつて詳細に説明
する。

第１図は、この発明の機械部品等の製造方法
を、ピストンポンプのシリンダブロツク１の製造
方法として適用した場合を示す工程図である。ま
ず、同図Ａに示すように、消失性模型鋳造方法
（フルモールド法、ロストフオーム鋳造法）によ
つて、ダクタイル鋳鉄からなる所定形状の鋳造素
材２を製造する。このとき、ピストンが挿入され
るシリンダ３に対応する部分に、高力黄銅等の加
工性の良好な材料からなるスリーブＳを鋳ぐるむ
とともに、バルブプレート摺動面４に対応する部
分に、鉛青銅等の加工性の良好な材料からなる円
盤Ｄを鋳ぐるむ。この際、スリーブＳおよび円盤
Ｄに対して予めテルルを塗布しておいて、その燃
焼による放熱作用によつて、注湯にて加熱される
スリーブＳおよび円盤Ｄを積極的に冷却させる。
但し、上記スリーブＳおよび円盤Ｄの冷却は、こ
れらに対応させて冷し金や乾燥砂等の熱移動を促
進する物質を配設しておいてもよい。

ここに、上記消失性模型鋳造方法は、発泡ポリ
スチレンからなる模型を砂型中に埋め込み、その
まま注湯することによつて、模型を溶湯に置換す
る方法であり、乾燥砂を使用できることから、注
湯により砂型から水蒸気が発生せず、砂が硬く突
き固められている点と相俟つて、砂型の内面が朋
落するおそれがない。したがつて、注湯によつて
軟化溶融される円盤Ｄの形状をそのまま維持する
ことができることになる。

尚、上記鋳ぐるみに際しては、スリーブＳおよ
び円盤Ｄの少なくとも鋳造素材２に対する接合部
分に、例えばCa系のフラツクスを塗布するか、
或いは錫メツキを施しておくのが好ましく、前者
の場合には、フラツクスによつて還元性の雰囲気
を形成して、酸化を防止した状態でスリーブＳ等
を鋳ぐるむことができるので、鋳造素材２に対し
てスリーブＳおよび円盤Ｄを強固に接合すること
ができる。また、後者の場合には、溶湯中のFe
に対するぬれ性を確保できること、錫メツキの融
点が低いこと、および溶湯といぐるみとの拡散を
促進することができることから、鋳造素材２に対
してスリーブＳおよび円盤Ｄを強固に接合するこ
とができる。

次に、第１図Ｂに示すように、上記消失性模型
鋳造方法によつて得られた鋳造素材２の内周その
他の所要部を、旋削加工した後、同図Ｃに示すよ
うに、ソルトバス或いは電気炉等を用いてオース
テンパ処理を行なつて、フエライト、パーライ
ト、またはこれらの混合組織によつて構成されて
いるダクタイル鋳鉄の基地組織を、ベーナイト化
およびオーステナイト化する。このオーステンパ
処理は、必要とする材料特性に応じて異なるが、
一般的には、上記鋳造素材２を850〜950℃に加熱
して１〜２時間保持した後、350〜390℃に急冷
し、この状態で１〜２時間保持して放冷すること
により行なう。

そして、同図Ｄに示すように、最終的にスリー
ブＳの内周および円盤Ｄの下面を所定寸法に旋削
した上で、バフ仕上げ等にて表面仕上げを行なう
とともに、鋳造素材２の内径部のスプライン加工
等の仕上げ加工を行なつて、所望のシリンダブロ
ツク１を得る。ここに、スリーブＳおよび円盤Ｄ
は、それぞれ加工性の良好な高力黄銅、鉛青銅等
からなるので、その加工を容易かつ精度良好に行
なうことができる。

このようにして得られたシリンダブロツク１
は、引張強さ、衝撃値、靭性等の機械的特性にお
いて鋼材並の強度を得ることができるとともに、
優れた振動減衰特性を示すことから、騒音抑制の
面でも好適なものとなる。また、鋳造素材２を、
良好な寸法精度が得られる消失性模型鋳造方法に
よつて製造することから、加工度が少なくて済
み、製造工程の簡略化と相俟つて、従来品より30
〜40％のコストダンを達成することができる。

尚、上記消失性模型鋳造方法による鋳造素材２
の製造においては、シリンダ３に連続する作動油
の給排口５の断面形状を、滑らかな曲線によつて
連続するように形成することができるので、使用
時における作動油の吸入及び吐出抵抗を軽減させ
ることができる。この点、従来の機械加工による
と、第２図に示すように、給排口１６を滑らかな
曲線によつて連続させることが不可能であり、作
動油の給排抵抗が大きいという不都合があつた
が、この発明によると上記不都合も解消すること
ができる。

この発明の機械部品等の製造方法は、上記シリ
ンダブロツク１のみでなく、ADIからなる機械部
品、その他工具類等であつて、部分的に仕上げ精
度を要するものの製造方法としても好適に適用さ
れる。

〈発明の効果〉 以上のように、この発明の機械部品等の製造方
法によれば、消失性模型鋳造方法にてダクタイル
鋳鉄からなる所定形状の鋳造素材を形成するの
で、寸法精度の良好な鋳造素材を得ることがで
き、その機械加工量を少なくすることができると
ともに、その後のオーステンパによつて、所望の
強度、靭性等の材料特性を具有することができ
る。そして、最終的に加工性の良好な鋳ぐるみ部
分を仕上げ加工するので、高精度の仕上げ加工を
容易かつ能率的に行なうことができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の機械部品等の製造方法を示
す工程図、第２図は従来のシリンダブロツクの一
例を示す断面図。 １…シリンダブロツク、２…鋳造素材、Ｓ…鋳
ぐるみとしてのスリーブ、Ｄ…鋳ぐるみとしての
円盤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 消失性模型鋳造方法にてダクタイル鋳鉄から
   なる所定形状の鋳造素材を形成すると同時に、仕
   上げ加工を要する部分に、加工性の良好な材質か
   らなる鋳ぐるみを埋設し、該鋳造素材をオーステ
   ンパした後、上記鋳ぐるみを仕上げ加工すること
   を特徴とする機械部品等の製造方法。 ２ 鋳ぐるみとして、少なくとも鋳造素材との接
   合面にフラツクスを塗布したものを用いる上記特
   許請求の範囲第１項記載の機械部品等の製造方
   法。 ３ 鋳ぐるみとして、少なくとも鋳造素材との接
   合面に錫メツキを施したものを用いる上記特許請
   求の範囲第１項記載の機械部品等の製造方法。