JPH06218522A - 繊維強化金属基複合材料製摺動部材及びその製造方法 - Google Patents
繊維強化金属基複合材料製摺動部材及びその製造方法Info
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- JPH06218522A JPH06218522A JP2853093A JP2853093A JPH06218522A JP H06218522 A JPH06218522 A JP H06218522A JP 2853093 A JP2853093 A JP 2853093A JP 2853093 A JP2853093 A JP 2853093A JP H06218522 A JPH06218522 A JP H06218522A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来に比して繊維強化金属基複合材料製の摺
動部材の摺動面の耐摩耗性を向上させ、またかかる摺動
部材を能率よく且低廉に製造する。 【構成】 摺動面１２Ａ、１２Ｂの少くとも一部が繊維
強化金属基複合材料２４と、これに埋設され且これによ
り保持された自己潤滑性に優れたブロック状の被鋳包み
金属体２６にて郭定された繊維強化金属基複合材料製摺
動部材１０。強化繊維の成形体と該成形体により保持さ
れたブロック状の被鋳包み金属体とよりなる複合成形体
を鋳型内の所定の位置に配置し、鋳型内にマトリックス
金属の溶湯を注湯して強化繊維の成形体内にマトリック
ス金属の溶湯を浸透させる。
動部材の摺動面の耐摩耗性を向上させ、またかかる摺動
部材を能率よく且低廉に製造する。 【構成】 摺動面１２Ａ、１２Ｂの少くとも一部が繊維
強化金属基複合材料２４と、これに埋設され且これによ
り保持された自己潤滑性に優れたブロック状の被鋳包み
金属体２６にて郭定された繊維強化金属基複合材料製摺
動部材１０。強化繊維の成形体と該成形体により保持さ
れたブロック状の被鋳包み金属体とよりなる複合成形体
を鋳型内の所定の位置に配置し、鋳型内にマトリックス
金属の溶湯を注湯して強化繊維の成形体内にマトリック
ス金属の溶湯を浸透させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化金属基複合材
料に係り、更に詳細には繊維強化金属基複合材料製の摺
動部材及びその製造方法に係る。
料に係り、更に詳細には繊維強化金属基複合材料製の摺
動部材及びその製造方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化金属基複合材料製の摺動部材の
一つとして、例えば特開昭５８−９３９４８号公報に記
載されている如く、トップリング溝の周囲の部分が強化
繊維にて複合強化された軽合金の複合材料よりなり摺動
面であるトップリング溝の壁面が複合材料にて郭定され
た内燃機関用ピストンや、ニレジスト鋳鉄の如き特殊鋳
鉄よりなる耐摩環がトップリング溝部に鋳包まれた内燃
機関用ピストンが従来より知られている。
一つとして、例えば特開昭５８−９３９４８号公報に記
載されている如く、トップリング溝の周囲の部分が強化
繊維にて複合強化された軽合金の複合材料よりなり摺動
面であるトップリング溝の壁面が複合材料にて郭定され
た内燃機関用ピストンや、ニレジスト鋳鉄の如き特殊鋳
鉄よりなる耐摩環がトップリング溝部に鋳包まれた内燃
機関用ピストンが従来より知られている。
【０００３】上述の前者のピストンによればトップリン
グ溝の壁面が複合材料にて郭定され、上述の後者のピス
トンによればトップリング溝の壁面が自己潤滑性に優れ
た特殊鋳鉄にて郭定されるので、これらのピストンによ
ればトップリング溝の壁面が軽合金により郭定される場
合に比してトップリング溝の壁面の耐摩耗性を向上させ
ることができ、これによりピストンの耐久性を向上させ
ることができる。
グ溝の壁面が複合材料にて郭定され、上述の後者のピス
トンによればトップリング溝の壁面が自己潤滑性に優れ
た特殊鋳鉄にて郭定されるので、これらのピストンによ
ればトップリング溝の壁面が軽合金により郭定される場
合に比してトップリング溝の壁面の耐摩耗性を向上させ
ることができ、これによりピストンの耐久性を向上させ
ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしトップリング溝
の壁面が複合材料にて郭定された従来の内燃機関用ピス
トンに於ては、内燃機関の高出力化の要請に伴うピスト
ンの負荷の増大に伴い、トップリング溝の周囲の部分を
強化繊維にて複合強化しただけではトップリング溝の壁
面の耐摩耗性を十分に向上させることができない場合が
あり、また耐摩耗性を十分に向上させるべく強化繊維の
体積率を高く設定したり高性能な強化繊維を使用する
と、ピストンの鋳造性が悪化したり、リング溝の加工性
が悪化したり、ピストンリングに対する攻撃性が高くな
ったり、ピストンが高価になるという問題がある。
の壁面が複合材料にて郭定された従来の内燃機関用ピス
トンに於ては、内燃機関の高出力化の要請に伴うピスト
ンの負荷の増大に伴い、トップリング溝の周囲の部分を
強化繊維にて複合強化しただけではトップリング溝の壁
面の耐摩耗性を十分に向上させることができない場合が
あり、また耐摩耗性を十分に向上させるべく強化繊維の
体積率を高く設定したり高性能な強化繊維を使用する
と、ピストンの鋳造性が悪化したり、リング溝の加工性
が悪化したり、ピストンリングに対する攻撃性が高くな
ったり、ピストンが高価になるという問題がある。
【０００５】また特殊鋳鉄よりなる耐摩環がトップリン
グ溝部に鋳包まれた内燃機関用ピストンに於ては、鋳鉄
はアルミニウム合金等に比して熱伝導性が悪く比重が高
いため、ピストンの冷却性能が悪化したりピストンの重
量が増大したりし易く、そのためピストンの高性能化を
図るには限界があり、更にニレジスト鋳鉄の如き特殊鋳
鉄は一般にアルミニウム合金等との接合性が悪いため、
鋳鉄製の耐摩環をアルミニウム合金等よりなるピストン
に鋳包むためにはアルフィン処理の如き特殊な処理を必
要とするという問題がある。
グ溝部に鋳包まれた内燃機関用ピストンに於ては、鋳鉄
はアルミニウム合金等に比して熱伝導性が悪く比重が高
いため、ピストンの冷却性能が悪化したりピストンの重
量が増大したりし易く、そのためピストンの高性能化を
図るには限界があり、更にニレジスト鋳鉄の如き特殊鋳
鉄は一般にアルミニウム合金等との接合性が悪いため、
鋳鉄製の耐摩環をアルミニウム合金等よりなるピストン
に鋳包むためにはアルフィン処理の如き特殊な処理を必
要とするという問題がある。
【０００６】本発明は、従来の内燃機関用ピストンに於
ける上述の如き問題に鑑み、従来に比して摺動面の耐摩
耗性に優れた高性能な繊維強化金属基複合材料製の摺動
部材及びかかる摺動部材を能率よく且低廉に製造するこ
とのできる製造方法を提供することを目的としている。
ける上述の如き問題に鑑み、従来に比して摺動面の耐摩
耗性に優れた高性能な繊維強化金属基複合材料製の摺動
部材及びかかる摺動部材を能率よく且低廉に製造するこ
とのできる製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、摺動面の少くとも一部が繊維強化金属基複
合材料とこれに埋設され且これにより保持された自己潤
滑性に優れたブロック状の被鋳包み金属体にて郭定され
た繊維強化金属基複合材料製摺動部材、及びかかる繊維
強化金属基複合材料製摺動部材の製造方法にして、強化
繊維の成形体と該成形体に埋設され且これにより保持さ
れた自己潤滑性に優れたブロック状の被鋳包み金属体と
よりなる複合成形体を鋳型内の所定の位置に配置し、前
記鋳型内にマトリックス金属の溶湯を注湯して前記強化
繊維の成形体内にマトリックス金属の溶湯を浸透させる
繊維強化金属基複合材料製摺動部材の製造方法によって
達成される。
明によれば、摺動面の少くとも一部が繊維強化金属基複
合材料とこれに埋設され且これにより保持された自己潤
滑性に優れたブロック状の被鋳包み金属体にて郭定され
た繊維強化金属基複合材料製摺動部材、及びかかる繊維
強化金属基複合材料製摺動部材の製造方法にして、強化
繊維の成形体と該成形体に埋設され且これにより保持さ
れた自己潤滑性に優れたブロック状の被鋳包み金属体と
よりなる複合成形体を鋳型内の所定の位置に配置し、前
記鋳型内にマトリックス金属の溶湯を注湯して前記強化
繊維の成形体内にマトリックス金属の溶湯を浸透させる
繊維強化金属基複合材料製摺動部材の製造方法によって
達成される。
【０００８】
【作用】本発明の繊維強化金属基複合材料製摺動部材に
よれば、摺動面の少くとも一部が繊維強化金属基複合材
料とこれに埋設され且これにより保持された自己潤滑性
に優れたブロック状の被鋳包み金属体にて郭定されるの
で、摺動面が繊維強化金属基複合材料のみにて郭定され
る場合に比して、強化繊維の体積率を高く設定したり高
性能な強化繊維を使用しなくても摺動面の耐摩耗性を十
分に向上させることが可能であり、また摺動面部全体に
特殊鋳鉄が鋳包まれる場合に比して、摺動部材の冷却性
能を向上させ重量を低減することが可能である。
よれば、摺動面の少くとも一部が繊維強化金属基複合材
料とこれに埋設され且これにより保持された自己潤滑性
に優れたブロック状の被鋳包み金属体にて郭定されるの
で、摺動面が繊維強化金属基複合材料のみにて郭定され
る場合に比して、強化繊維の体積率を高く設定したり高
性能な強化繊維を使用しなくても摺動面の耐摩耗性を十
分に向上させることが可能であり、また摺動面部全体に
特殊鋳鉄が鋳包まれる場合に比して、摺動部材の冷却性
能を向上させ重量を低減することが可能である。
【０００９】また自己潤滑性に優れたブロック状の被鋳
包み金属体は繊維強化金属基複合材料に埋設され且これ
により保持された状態にあるので、被鋳包み金属体がニ
レジスト鋳鉄の如き特殊鋳鉄である場合にも被鋳包み金
属体に対しアルフィン処理の如き特殊な処理が施されな
くても被鋳包み金属体は摺動面に対し正確に所定の位置
に保持される。
包み金属体は繊維強化金属基複合材料に埋設され且これ
により保持された状態にあるので、被鋳包み金属体がニ
レジスト鋳鉄の如き特殊鋳鉄である場合にも被鋳包み金
属体に対しアルフィン処理の如き特殊な処理が施されな
くても被鋳包み金属体は摺動面に対し正確に所定の位置
に保持される。
【００１０】また本発明の繊維強化金属基複合材料製摺
動部材の製造方法によれば、ブロック状の被鋳包み金属
体が強化繊維の成形体に埋設され且これにより保持され
た複合成形体を用いて複合化が行われ、複合化後には被
鋳包み金属体は繊維強化金属基複合材料に埋設され且こ
れにより保持された状態に維持されるので、複合化に先
立って被鋳包み金属体に対しアルフィン処理の如き特殊
な処理を施す必要がなく、これにより上述の如く高性能
な摺動部材を能率よく且低廉に製造することが可能にな
る。
動部材の製造方法によれば、ブロック状の被鋳包み金属
体が強化繊維の成形体に埋設され且これにより保持され
た複合成形体を用いて複合化が行われ、複合化後には被
鋳包み金属体は繊維強化金属基複合材料に埋設され且こ
れにより保持された状態に維持されるので、複合化に先
立って被鋳包み金属体に対しアルフィン処理の如き特殊
な処理を施す必要がなく、これにより上述の如く高性能
な摺動部材を能率よく且低廉に製造することが可能にな
る。
【００１１】
【実施例】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施
例について詳細に説明する。
例について詳細に説明する。
【００１２】図１は本発明に従って構成された内燃機関
用ピストンの一つの実施例の要部を示す部分断面図、図
２はアルミナ−シリカ短繊維の集合体とこれにより保持
された複数個の鋳鉄ブロックとよりなるリング状の複合
成形体を示す斜視図、図３は図２に示された複合成形体
の拡大断面図である。
用ピストンの一つの実施例の要部を示す部分断面図、図
２はアルミナ−シリカ短繊維の集合体とこれにより保持
された複数個の鋳鉄ブロックとよりなるリング状の複合
成形体を示す斜視図、図３は図２に示された複合成形体
の拡大断面図である。
【００１３】図１に於て、１０は本発明に従って構成さ
れた内燃機関用ピストンの要部を全体的に示しており、
１２及び１４はそれぞれ図には示されていないトップリ
ング及びセカンドリングを受入れるトップリング溝及び
セカンドリング溝を示しており、１６及び１８はそれぞ
れトップランド及びセカンドランドを示している。図示
の実施例に於ては、トップリング溝１２は径方向外方に
見てピストンのヘッド部２０の側へ傾斜して延在する上
面１２Ａと、実質的にピストンの軸線に垂直に延在する
下面１２Ｂと、実質的にピストンの軸線の周りに円筒状
に延在する底面１２Ｃとよりなっている。
れた内燃機関用ピストンの要部を全体的に示しており、
１２及び１４はそれぞれ図には示されていないトップリ
ング及びセカンドリングを受入れるトップリング溝及び
セカンドリング溝を示しており、１６及び１８はそれぞ
れトップランド及びセカンドランドを示している。図示
の実施例に於ては、トップリング溝１２は径方向外方に
見てピストンのヘッド部２０の側へ傾斜して延在する上
面１２Ａと、実質的にピストンの軸線に垂直に延在する
下面１２Ｂと、実質的にピストンの軸線の周りに円筒状
に延在する底面１２Ｃとよりなっている。
【００１４】ピストン自体はアルミニウム合金にて形成
されているが、図１に示されている如く、トップリング
溝１２の周りの部分は実質的に無作為に配向されたアル
ミナ短繊維の如き強化繊維２２により複合強化されてい
る。また強化繊維２２により複合強化された部分、即ち
複合材料の部分２４には自己潤滑性に優れた鋳鉄よりな
り互いに同心に隔置された円筒形の六つの被鋳包み金属
体２６が埋設され且複合材料の部分により強固に保持さ
れている。
されているが、図１に示されている如く、トップリング
溝１２の周りの部分は実質的に無作為に配向されたアル
ミナ短繊維の如き強化繊維２２により複合強化されてい
る。また強化繊維２２により複合強化された部分、即ち
複合材料の部分２４には自己潤滑性に優れた鋳鉄よりな
り互いに同心に隔置された円筒形の六つの被鋳包み金属
体２６が埋設され且複合材料の部分により強固に保持さ
れている。
【００１５】図示の如く、トップリング溝１２の上面１
２Ａ及び下面１２Ｂは複合材料の部分２４及び被鋳包み
金属体２６により郭定されており、底面１２Ｃは複合材
料の部分２４により郭定されている。尚図示の実施例に
於ては、トップランド１６の表面の下方部分及びセカン
ドランド１８の表面の上方部分も複合材料の部分２４に
より郭定されている。
２Ａ及び下面１２Ｂは複合材料の部分２４及び被鋳包み
金属体２６により郭定されており、底面１２Ｃは複合材
料の部分２４により郭定されている。尚図示の実施例に
於ては、トップランド１６の表面の下方部分及びセカン
ドランド１８の表面の上方部分も複合材料の部分２４に
より郭定されている。
【００１６】かくして内燃機関の運転中に図には示され
ていないトップリングが摩擦摺接する摺動面であるトッ
プリング溝１２の上面１２Ａ及び下面１２Ｂは複合材料
の部分２４及び三つの被鋳包み金属体２６の両者により
郭定されているので、これらの面が複合材料のみにより
郭定されている場合に比してこれらの面の耐摩耗性を向
上させることができ、またトップリング溝１２の壁面が
トップリング溝部に鋳包まれたニレジスト鋳鉄等により
郭定される場合に比してピストンの冷却性能を向上させ
重量を低減することができる。
ていないトップリングが摩擦摺接する摺動面であるトッ
プリング溝１２の上面１２Ａ及び下面１２Ｂは複合材料
の部分２４及び三つの被鋳包み金属体２６の両者により
郭定されているので、これらの面が複合材料のみにより
郭定されている場合に比してこれらの面の耐摩耗性を向
上させることができ、またトップリング溝１２の壁面が
トップリング溝部に鋳包まれたニレジスト鋳鉄等により
郭定される場合に比してピストンの冷却性能を向上させ
重量を低減することができる。
【００１７】上述の如く構成されたピストンは、本発明
の方法に従って例えば以下の如く製造される。
の方法に従って例えば以下の如く製造される。
【００１８】まず図２及び図３に示されている如く、ア
ルミナ短繊維の如き強化繊維２２を水の如き液体に分散
させて強化繊維が分散された分散液を形成し、該分散液
に対し吸引成形を行うことにより、実質的に無作為に配
向された強化繊維２２よりなる繊維成形体２８と、繊維
成形体２８に埋設され且これにより互いに同心に隔置さ
れた状態に保持された三つの円筒形の被鋳包み金属体２
６とよりなる複合成形体３０を形成する。
ルミナ短繊維の如き強化繊維２２を水の如き液体に分散
させて強化繊維が分散された分散液を形成し、該分散液
に対し吸引成形を行うことにより、実質的に無作為に配
向された強化繊維２２よりなる繊維成形体２８と、繊維
成形体２８に埋設され且これにより互いに同心に隔置さ
れた状態に保持された三つの円筒形の被鋳包み金属体２
６とよりなる複合成形体３０を形成する。
【００１９】次いで図４に示されている如く、複合成形
体３０をピストン鋳造用の鋳型３２内の所定の位置に配
置し、鋳型３２内にマトリックス金属の溶湯３４を注湯
し、溶湯３４を鋳型３２に嵌合するプランジャ３６によ
り高圧に加圧し、その加圧状態を溶湯が完全に凝固する
まで保持することによりピストン粗材を形成し、該ピス
トン粗材に対し必要な機械加工を行ってトップリング溝
１６及びセカンドリング溝１８等を形成する。
体３０をピストン鋳造用の鋳型３２内の所定の位置に配
置し、鋳型３２内にマトリックス金属の溶湯３４を注湯
し、溶湯３４を鋳型３２に嵌合するプランジャ３６によ
り高圧に加圧し、その加圧状態を溶湯が完全に凝固する
まで保持することによりピストン粗材を形成し、該ピス
トン粗材に対し必要な機械加工を行ってトップリング溝
１６及びセカンドリング溝１８等を形成する。
【００２０】この場合、被鋳包み金属体２６はピストン
粗材が形成されるまで繊維成形体２８により所定の位置
に保持されるので、後に形成されるトップリング溝１２
の上面１２Ａ及び下面１２Ｂに対し被鋳包み金属体を正
確に所定の位置に維持することができると共に、被鋳包
み金属体をピストンと一体の状態に保持することができ
る。
粗材が形成されるまで繊維成形体２８により所定の位置
に保持されるので、後に形成されるトップリング溝１２
の上面１２Ａ及び下面１２Ｂに対し被鋳包み金属体を正
確に所定の位置に維持することができると共に、被鋳包
み金属体をピストンと一体の状態に保持することができ
る。
【００２１】具体例及び比較例 本発明に従って構成されたピストンの性能を評価すべ
く、下記の表１に示された諸元にて具体的実施例の四つ
のピストンを製造すると共に、それぞれ表２〜４に示さ
れた諸元にて図５乃至図７に示されている如く比較例１
〜３としての三種類のピストンを四つずつ製造した。
く、下記の表１に示された諸元にて具体的実施例の四つ
のピストンを製造すると共に、それぞれ表２〜４に示さ
れた諸元にて図５乃至図７に示されている如く比較例１
〜３としての三種類のピストンを四つずつ製造した。
【００２２】尚図５乃至図７に於て図１に示された部分
に対応する部分には図１に於て付された符号と同一の符
号が付されている。特に図５に示された比較例１のピス
トンに於ては、トップリング溝１２の周りの部分は実質
的に無作為に配向された強化繊維２２のみにより複合強
化されており、図６及び図７に示された比較例２及び３
のピストンに於ては、トップリング溝１２の周りの部分
は強化繊維により複合強化されておらず、トップリング
溝１２の上面１２Ａ及び下面１２Ｂの一部は三つの被鋳
包み金属体２６、２６′により郭定されている。
に対応する部分には図１に於て付された符号と同一の符
号が付されている。特に図５に示された比較例１のピス
トンに於ては、トップリング溝１２の周りの部分は実質
的に無作為に配向された強化繊維２２のみにより複合強
化されており、図６及び図７に示された比較例２及び３
のピストンに於ては、トップリング溝１２の周りの部分
は強化繊維により複合強化されておらず、トップリング
溝１２の上面１２Ａ及び下面１２Ｂの一部は三つの被鋳
包み金属体２６、２６′により郭定されている。
【００２３】次いで上述の四種類のピストンについて表
５に示された試験条件にて耐久試験を行い、トップリン
グ溝の摩耗量（反スラスト側のトップリング溝の上面及
び下面の最大摩耗量の和、単位μm ）、トップリングと
の凝着の有無、カラーチェックによるトップリング溝部
に於ける亀裂発生の有無、比較例１のピストンの重量を
１００とした場合の重量比を測定した。尚全てのピスト
ンは機械加工される前にＴ５熱処理された。
５に示された試験条件にて耐久試験を行い、トップリン
グ溝の摩耗量（反スラスト側のトップリング溝の上面及
び下面の最大摩耗量の和、単位μm ）、トップリングと
の凝着の有無、カラーチェックによるトップリング溝部
に於ける亀裂発生の有無、比較例１のピストンの重量を
１００とした場合の重量比を測定した。尚全てのピスト
ンは機械加工される前にＴ５熱処理された。
【００２４】
【表１】 強化繊維： アルミナ−シリカ短繊維（イソライト工業
株式会社製「アルシロン」、繊維径２〜５μm 、繊維長
１〜４mm） 体積率： １５％ 複合成形体の寸法： 内径８５mm、外径１０８mm、高さ
９mm 被鋳包み金属体： 球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ規格ＦＣＤ
４００）厚さ１mm、高さ６mm、間隔１mm マトリックス金属： アルミニウム合金（ＪＩＳ規格Ａ
Ｃ８Ａ） 複合成形体の予熱温度： ３５０℃ 溶湯の温度： ７５０℃ 溶湯に対する加圧力： １０００ kgf／cm2
株式会社製「アルシロン」、繊維径２〜５μm 、繊維長
１〜４mm） 体積率： １５％ 複合成形体の寸法： 内径８５mm、外径１０８mm、高さ
９mm 被鋳包み金属体： 球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ規格ＦＣＤ
４００）厚さ１mm、高さ６mm、間隔１mm マトリックス金属： アルミニウム合金（ＪＩＳ規格Ａ
Ｃ８Ａ） 複合成形体の予熱温度： ３５０℃ 溶湯の温度： ７５０℃ 溶湯に対する加圧力： １０００ kgf／cm2
【００２５】
【表２】 強化繊維： アルミナ−シリカ短繊維（イソライト工業
株式会社製「アルシロン」、繊維径２〜５μm 、繊維長
１〜４mm） 体積率： １５％ 繊維成形体の寸法： 内径８５mm、外径１０８mm、高さ
９mm マトリックス金属： アルミニウム合金（ＪＩＳ規格Ａ
Ｃ８Ａ） 複合成形体の予熱温度： ３５０℃ 溶湯の温度： ７５０℃ 溶湯に対する加圧力： １０００ kgf／cm2
株式会社製「アルシロン」、繊維径２〜５μm 、繊維長
１〜４mm） 体積率： １５％ 繊維成形体の寸法： 内径８５mm、外径１０８mm、高さ
９mm マトリックス金属： アルミニウム合金（ＪＩＳ規格Ａ
Ｃ８Ａ） 複合成形体の予熱温度： ３５０℃ 溶湯の温度： ７５０℃ 溶湯に対する加圧力： １０００ kgf／cm2
【００２６】
【表３】 被鋳包み金属体： 球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ規格ＦＣＤ
４００）厚さ１mm、高さ６mm、間隔１mm 母材金属： アルミニウム合金（ＪＩＳ規格Ａ
Ｃ８Ａ） 被鋳包み金属体の予熱温度： ３５０℃ 母材金属溶湯の温度： ７５０℃ 溶湯に対する加圧力： １０００ kgf／cm2
４００）厚さ１mm、高さ６mm、間隔１mm 母材金属： アルミニウム合金（ＪＩＳ規格Ａ
Ｃ８Ａ） 被鋳包み金属体の予熱温度： ３５０℃ 母材金属溶湯の温度： ７５０℃ 溶湯に対する加圧力： １０００ kgf／cm2
【００２７】
【表４】 被鋳包み金属体： ニレジスト鋳鉄（アルフィン処理
あり）厚さ１mm、高さ６mm、間隔１mm 母材金属： アルミニウム合金（ＪＩＳ規格Ａ
Ｃ８Ａ） 被鋳包み金属体の予熱温度： ３５０℃ 母材金属溶湯の温度： ７５０℃ 溶湯に対する加圧力： １０００ kgf／cm2
あり）厚さ１mm、高さ６mm、間隔１mm 母材金属： アルミニウム合金（ＪＩＳ規格Ａ
Ｃ８Ａ） 被鋳包み金属体の予熱温度： ３５０℃ 母材金属溶湯の温度： ７５０℃ 溶湯に対する加圧力： １０００ kgf／cm2
【００２８】
【表５】 内燃機関： ４気筒直噴式ディーゼルエンジン 排気量： ３６００cc 燃料： 軽油 回転数： ４０００rpm 試験時間： ３００時間
【００２９】かくして行われた実施例及び比較例１〜３
についての耐久試験等の結果を下記の表６に示す。
についての耐久試験等の結果を下記の表６に示す。
【００３０】
【表６】 トップリング溝の摩耗量 No.1 No.2 No.3 No.4 凝着 亀裂 重量比 実施例 ７ ６ １０ ５ 無 無 １０１ 比較例１ １６ １９ １８ １５ 無 − １００ 比較例２ ＊ ＊ ＊ ＊ 有 有 １０１ 比較例３ ＊ ＊ ＊ ＊ 有 無 １０１
【００３１】尚表６に於ける＊はトップリングが溝の壁
面に凝着することにより耐久試験を中断せざるを得ず、
そのため摩耗量を測定することができなかったことを示
している。また表６には示されていないが、トップリン
グ溝部全体にニレジスト鋳鉄が鋳包まれたピストン（比
較例４）の重量比は１０９であった。
面に凝着することにより耐久試験を中断せざるを得ず、
そのため摩耗量を測定することができなかったことを示
している。また表６には示されていないが、トップリン
グ溝部全体にニレジスト鋳鉄が鋳包まれたピストン（比
較例４）の重量比は１０９であった。
【００３２】表６より、実施例のピストンは比較例１〜
３の何れのピストンよりもトップリング溝の上下面の耐
摩耗性に優れており、トップリングの凝着やトップリン
グ溝部の亀裂を生じることなく使用可能であり、比較例
４のピストンよりも軽量であることが解る。
３の何れのピストンよりもトップリング溝の上下面の耐
摩耗性に優れており、トップリングの凝着やトップリン
グ溝部の亀裂を生じることなく使用可能であり、比較例
４のピストンよりも軽量であることが解る。
【００３３】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
て詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００３４】例えば本発明の摺動部材は図示の実施例の
如き内燃機関用ピストンに限定されるものではなく、本
発明の摺動部材は摺動面の少くとも一部が繊維強化金属
基複合材料とこれに埋設され且これにより保持された自
己潤滑性に優れたブロック状の被鋳包み金属にて郭定さ
れている限り任意の部材であってよい。
如き内燃機関用ピストンに限定されるものではなく、本
発明の摺動部材は摺動面の少くとも一部が繊維強化金属
基複合材料とこれに埋設され且これにより保持された自
己潤滑性に優れたブロック状の被鋳包み金属にて郭定さ
れている限り任意の部材であってよい。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明の繊維強化金属基複合材料製摺動部材によれば、摺動
面の少くとも一部が繊維強化金属基複合材料とこれに埋
設され且これにより保持された自己潤滑性に優れたブロ
ック状の被鋳包み金属体にて郭定されるので、摺動面が
繊維強化金属基複合材料のみにて郭定される場合に比し
て、強化繊維の体積率を高く設定したり高性能な強化繊
維を使用しなくても摺動面の耐摩耗性を十分に向上させ
ることができ、また摺動面部全体に特殊鋳鉄が鋳包まれ
る場合に比して、摺動部材の冷却性能を向上させ重量を
低減することができる。
明の繊維強化金属基複合材料製摺動部材によれば、摺動
面の少くとも一部が繊維強化金属基複合材料とこれに埋
設され且これにより保持された自己潤滑性に優れたブロ
ック状の被鋳包み金属体にて郭定されるので、摺動面が
繊維強化金属基複合材料のみにて郭定される場合に比し
て、強化繊維の体積率を高く設定したり高性能な強化繊
維を使用しなくても摺動面の耐摩耗性を十分に向上させ
ることができ、また摺動面部全体に特殊鋳鉄が鋳包まれ
る場合に比して、摺動部材の冷却性能を向上させ重量を
低減することができる。
【００３６】また自己潤滑性に優れたブロック状の被鋳
包み金属体は繊維強化金属基複合材料に埋設され且これ
により保持された状態にあるので、被鋳包み金属体がニ
レジスト鋳鉄の如き特殊鋳鉄である場合にも被鋳包み金
属体に対しアルフィン処理の如き特殊な処理が施されな
くても被鋳包み金属体を摺動面に対し正確に所定の位置
に維持し被鋳包み金属体を複合材料部材と一体の状態に
強固に保持させることができる。
包み金属体は繊維強化金属基複合材料に埋設され且これ
により保持された状態にあるので、被鋳包み金属体がニ
レジスト鋳鉄の如き特殊鋳鉄である場合にも被鋳包み金
属体に対しアルフィン処理の如き特殊な処理が施されな
くても被鋳包み金属体を摺動面に対し正確に所定の位置
に維持し被鋳包み金属体を複合材料部材と一体の状態に
強固に保持させることができる。
【００３７】また本発明の繊維強化金属基複合材料製摺
動部材の製造方法によれば、ブロック状の被鋳包み金属
体が強化繊維の成形体に埋設され且これにより保持され
た複合成形体を用いて複合化が行われ、複合化後には被
鋳包み金属体は繊維強化金属基複合材料に埋設され且こ
れにより保持された状態に維持されるので、複合化に先
立って被鋳包み金属体に対しアルフィン処理の如き特殊
な処理を施す必要がなく、これにより上述の如く高性能
な摺動部材を従来に比して能率よく且低廉に製造するこ
とができる。
動部材の製造方法によれば、ブロック状の被鋳包み金属
体が強化繊維の成形体に埋設され且これにより保持され
た複合成形体を用いて複合化が行われ、複合化後には被
鋳包み金属体は繊維強化金属基複合材料に埋設され且こ
れにより保持された状態に維持されるので、複合化に先
立って被鋳包み金属体に対しアルフィン処理の如き特殊
な処理を施す必要がなく、これにより上述の如く高性能
な摺動部材を従来に比して能率よく且低廉に製造するこ
とができる。
【図１】本発明に従って構成された内燃機関用ピストン
の一つの実施例の要部を示す部分断面図である。
の一つの実施例の要部を示す部分断面図である。
【図２】アルミナ−シリカ短繊維の集合体とこれにより
保持された複数個の鋳鉄ブロックとよりなるリング状の
複合成形体を示す斜視図である。
保持された複数個の鋳鉄ブロックとよりなるリング状の
複合成形体を示す斜視図である。
【図３】図２に示された複合成形体の拡大断面図であ
る。
る。
【図４】図２及び図３に示された複合成形体を用いて行
われる鋳造工程を示す断面図である。
われる鋳造工程を示す断面図である。
【図５】トップリング溝部がアルミナ−シリカ短繊維に
て複合強化された比較例１のピストンの要部を示す部分
断面図である。
て複合強化された比較例１のピストンの要部を示す部分
断面図である。
【図６】トップリング溝部に複数個のリング状の球状黒
鉛鋳鉄のブロックが鋳包まれた比較例２のピストンの要
部を示す部分断面図である。
鉛鋳鉄のブロックが鋳包まれた比較例２のピストンの要
部を示す部分断面図である。
【図７】トップリング溝部に複数個のリング状のニレジ
スト鋳鉄のブロックが鋳包まれた比較例３のピストンの
要部を示す部分断面図である。
スト鋳鉄のブロックが鋳包まれた比較例３のピストンの
要部を示す部分断面図である。
１０…ピストン １２…トップリング溝 １４…セカンドリング溝 ２２…強化繊維 ２４…複合材料の部分 ２６…被鋳包み金属体 ２８…繊維成形体 ３０…複合成形体 ３２…鋳型 ３４…マトリックス金属の溶湯
Claims (2)
- 【請求項１】摺動面の少くとも一部が繊維強化金属基複
合材料とこれに埋設され且これにより保持された自己潤
滑性に優れたブロック状の被鋳包み金属体にて郭定され
た繊維強化金属基複合材料製摺動部材。 - 【請求項２】請求項１に記載の繊維強化金属基複合材料
製摺動部材の製造方法にして、強化繊維の成形体と該成
形体に埋設され且これにより保持された自己潤滑性に優
れたブロック状の被鋳包み金属体とよりなる複合成形体
を鋳型内の所定の位置に配置し、前記鋳型内にマトリッ
クス金属の溶湯を注湯して前記強化繊維の成形体内にマ
トリックス金属の溶湯を浸透させる繊維強化金属基複合
材料製摺動部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2853093A JPH06218522A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 繊維強化金属基複合材料製摺動部材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2853093A JPH06218522A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 繊維強化金属基複合材料製摺動部材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06218522A true JPH06218522A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=12251227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2853093A Pending JPH06218522A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 繊維強化金属基複合材料製摺動部材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06218522A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005031140A1 (de) * | 2003-09-26 | 2005-04-07 | Laukoetter Karl-Heinz | Verfahren zur herstellung eines kolbens für verbrennungsmotoren insbesondere für einen gegenkolbenmotor nach art eines zweitaktmotors |
-
1993
- 1993-01-25 JP JP2853093A patent/JPH06218522A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005031140A1 (de) * | 2003-09-26 | 2005-04-07 | Laukoetter Karl-Heinz | Verfahren zur herstellung eines kolbens für verbrennungsmotoren insbesondere für einen gegenkolbenmotor nach art eines zweitaktmotors |
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