JPH06238418A - 多孔質セラミック鋳ぐるみアルミニウム合金鋳物の製造方法 - Google Patents
多孔質セラミック鋳ぐるみアルミニウム合金鋳物の製造方法Info
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- JPH06238418A JPH06238418A JP3032393A JP3032393A JPH06238418A JP H06238418 A JPH06238418 A JP H06238418A JP 3032393 A JP3032393 A JP 3032393A JP 3032393 A JP3032393 A JP 3032393A JP H06238418 A JPH06238418 A JP H06238418A
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- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多孔質セラミックをアルミニウム合金で鋳ぐ
るんで、セラミック・アルミ合金複合体を得る際に、鋳
巣などの鋳造欠陥のない健全なアルミ合金鋳物を得る。 【構成】 鋳型の中子に接して多孔質セラミックを固定
し、この多孔質セラミック表面に当接するガス抜きパイ
プを、鋳造後にガス抜きパイプが加工除去される箇所の
鋳型に配設し、その後アルミニウム合金溶湯を鋳型キャ
ビティに注湯する。ガス抜きパイプは、多孔質セラミッ
クの周辺部に配設する。
るんで、セラミック・アルミ合金複合体を得る際に、鋳
巣などの鋳造欠陥のない健全なアルミ合金鋳物を得る。 【構成】 鋳型の中子に接して多孔質セラミックを固定
し、この多孔質セラミック表面に当接するガス抜きパイ
プを、鋳造後にガス抜きパイプが加工除去される箇所の
鋳型に配設し、その後アルミニウム合金溶湯を鋳型キャ
ビティに注湯する。ガス抜きパイプは、多孔質セラミッ
クの周辺部に配設する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関などに用いら
れる多孔質セラミックをアルミニウム合金（以下、「ア
ルミ合金」という）で鋳ぐんで、セラミック・アルミ合
金複合体を得る際に、鋳巣などの鋳造欠陥のない健全な
アルミ合金鋳物を得る製造方法に関する。
れる多孔質セラミックをアルミニウム合金（以下、「ア
ルミ合金」という）で鋳ぐんで、セラミック・アルミ合
金複合体を得る際に、鋳巣などの鋳造欠陥のない健全な
アルミ合金鋳物を得る製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境問題や省エネルギ−を目
的に自動車においても軽量化が図られてきている。この
ため、従来の鋳鉄からアルミ合金への材質の転換が行わ
れてきている。しかし、アルミ合金は鋳鉄に比較すると
熱伝導率が高いため、内燃機関のシリンダヘッドなどの
熱交換が行われる部品に適用した場合、混合気が冷却水
によって過冷却され、そして過冷却に伴い冷却水が減少
するという問題が発生する。そこで、過冷却を防ぎたい
部分に保温性の高い多孔質セラミックをインサ−トし
た、アルミ合金と多孔質セラミックの複合化が進められ
てきている。
的に自動車においても軽量化が図られてきている。この
ため、従来の鋳鉄からアルミ合金への材質の転換が行わ
れてきている。しかし、アルミ合金は鋳鉄に比較すると
熱伝導率が高いため、内燃機関のシリンダヘッドなどの
熱交換が行われる部品に適用した場合、混合気が冷却水
によって過冷却され、そして過冷却に伴い冷却水が減少
するという問題が発生する。そこで、過冷却を防ぎたい
部分に保温性の高い多孔質セラミックをインサ−トし
た、アルミ合金と多孔質セラミックの複合化が進められ
てきている。
【０００３】多孔質セラミックと金属との複合化の手段
としては、焼嵌めと鋳ぐるみが代表的である。焼嵌めは
簡便な手段ではあるが、多孔質セラミックの形状が限定
されるうえ、強度の要求される部品に適用した場合、応
力を一定方向にしかかけられないという問題があり、製
品の種類や用途が限定される。これに対し、鋳ぐるみ
は、多孔質セラミックに対して理想的な圧縮応力が加わ
ることや複雑形状の製品にも適用できるという利点があ
る。また、多孔質セラミックは、鋳ぐるんだ後鋳物と共
加工できるという特徴を合せ持っている。
としては、焼嵌めと鋳ぐるみが代表的である。焼嵌めは
簡便な手段ではあるが、多孔質セラミックの形状が限定
されるうえ、強度の要求される部品に適用した場合、応
力を一定方向にしかかけられないという問題があり、製
品の種類や用途が限定される。これに対し、鋳ぐるみ
は、多孔質セラミックに対して理想的な圧縮応力が加わ
ることや複雑形状の製品にも適用できるという利点があ
る。また、多孔質セラミックは、鋳ぐるんだ後鋳物と共
加工できるという特徴を合せ持っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】多孔質セラミックに対
するアルミニウムの濡れ性の悪さや、溶湯中のガスある
いは多孔質セラミック中の水分や空気が原因で鋳造時に
ガスが発生し、アルミ合金鋳物中に鋳巣などの鋳造欠陥
が発生する。鋳巣の発生により、鋳巣の生じた部分とア
ルミ合金鋳物の密着した部分とで応力差が生じ、多孔質
セラミックがせん断破壊するという問題がある。
するアルミニウムの濡れ性の悪さや、溶湯中のガスある
いは多孔質セラミック中の水分や空気が原因で鋳造時に
ガスが発生し、アルミ合金鋳物中に鋳巣などの鋳造欠陥
が発生する。鋳巣の発生により、鋳巣の生じた部分とア
ルミ合金鋳物の密着した部分とで応力差が生じ、多孔質
セラミックがせん断破壊するという問題がある。
【０００５】これを防止するため、従来は鋳造前に多孔
質セラミックを予熱したり、多孔質セラミックの表面に
コーティングを施したり、多孔質セラミックに貫通穴を
あける等の対策がとられている。
質セラミックを予熱したり、多孔質セラミックの表面に
コーティングを施したり、多孔質セラミックに貫通穴を
あける等の対策がとられている。
【０００６】しかしながら、これらは、いずれも鋳巣な
どの鋳造欠陥を防止するのにはまだまだ十分でないう
え、工程の増加やそれによるコスト高を招くという問題
がある。
どの鋳造欠陥を防止するのにはまだまだ十分でないう
え、工程の増加やそれによるコスト高を招くという問題
がある。
【０００７】本発明は、上記の課題を解決し、多孔質セ
ラミックを鋳ぐるんでなるアルミ合金鋳物において、鋳
巣などの鋳造欠陥の発生の少ない品質のよい鋳物にする
製造方法を得ることを目的とする。
ラミックを鋳ぐるんでなるアルミ合金鋳物において、鋳
巣などの鋳造欠陥の発生の少ない品質のよい鋳物にする
製造方法を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、多孔質セラミックを鋳ぐるんでなるアル
ミ合金鋳物の製造方法において、鋳型の中子に接して多
孔質セラミックを固定し、該多孔質セラミック表面に当
接するガス抜きパイプを鋳造後に該ガス抜きパイプが加
工除去される箇所の鋳型に配設し、その後アルミ合金溶
湯を鋳型キャビティに注湯することを特徴とする。そし
て、前記ガス抜きパイプは、多孔質セラミックの周辺部
に配設する。
め、本発明は、多孔質セラミックを鋳ぐるんでなるアル
ミ合金鋳物の製造方法において、鋳型の中子に接して多
孔質セラミックを固定し、該多孔質セラミック表面に当
接するガス抜きパイプを鋳造後に該ガス抜きパイプが加
工除去される箇所の鋳型に配設し、その後アルミ合金溶
湯を鋳型キャビティに注湯することを特徴とする。そし
て、前記ガス抜きパイプは、多孔質セラミックの周辺部
に配設する。
【０００９】
【作用】鋳造時に、アルミ合金と多孔質セラミックとの
間に残留しようとするガスは、ガス抜きパイプを通り、
アルミ合金の外に抜ける。アルミ合金が凝固した後にガ
ス抜きパイプは空洞となって残るが、ガス抜きパイプ
は、ドリル等による穴あけなどで除去加工が行われるの
で問題とならない。
間に残留しようとするガスは、ガス抜きパイプを通り、
アルミ合金の外に抜ける。アルミ合金が凝固した後にガ
ス抜きパイプは空洞となって残るが、ガス抜きパイプ
は、ドリル等による穴あけなどで除去加工が行われるの
で問題とならない。
【００１０】また、ガス抜きパイプを多孔質セラミック
の周辺部に配設すれば、より効果的に、多孔質セラミッ
クからのガスがガス抜きパイプを通じアルミ合金の外に
抜ける。
の周辺部に配設すれば、より効果的に、多孔質セラミッ
クからのガスがガス抜きパイプを通じアルミ合金の外に
抜ける。
【００１１】
【実施例】以下、実施例に基づき詳細に説明する。 （実施例１）多孔質セラミック鋳ぐるみアルミ合金鋳物
をディーゼルエンジン用シリンダーヘッドの副燃焼室に
用いた例を示す。
をディーゼルエンジン用シリンダーヘッドの副燃焼室に
用いた例を示す。
【００１２】図１は、多孔質セラミックの周辺部にガス
抜きパイプを配置した鋳型を示す要部断面図であり、ま
た、図２は、図１の鋳型キャビティにアルミニウム合金
溶湯を注湯して得られた多孔質セラミック鋳ぐるみアル
ミニウム合金鋳物の図１と同じ部位の断面図である。
抜きパイプを配置した鋳型を示す要部断面図であり、ま
た、図２は、図１の鋳型キャビティにアルミニウム合金
溶湯を注湯して得られた多孔質セラミック鋳ぐるみアル
ミニウム合金鋳物の図１と同じ部位の断面図である。
【００１３】図１において、１ａは鋳型、２ａはチタン
酸アルミニウムからなる多孔質セラミック、３ａは内径
３ｍｍのガス抜きパイプとしてのアルミニウムパイプ、
４ａは中子、５ａは鋳型キャビティである。
酸アルミニウムからなる多孔質セラミック、３ａは内径
３ｍｍのガス抜きパイプとしてのアルミニウムパイプ、
４ａは中子、５ａは鋳型キャビティである。
【００１４】図１に示す鋳型にアルミニウム合金溶湯を
鋳造した結果、多孔質セラミック２ａとアルミ合金との
間には、ガス抜きパイプの空洞の他は、鋳巣などの鋳造
欠陥は生じていなかった。
鋳造した結果、多孔質セラミック２ａとアルミ合金との
間には、ガス抜きパイプの空洞の他は、鋳巣などの鋳造
欠陥は生じていなかった。
【００１５】鋳造後、中子４ａを取り出すことにより、
図２に示す多孔質セラミック鋳ぐるみアルミ合金鋳物６
ａを得た。そして、機械加工を施して部品にした。図２
において、７ａはアルミ合金、８ａは中子４ａによる中
空部であり、９はガス抜きパイプのアルミニウムパイプ
をドリルで除去加工してグロー孔６であり、１０はドリ
ルで加工して設けたノズル孔である。
図２に示す多孔質セラミック鋳ぐるみアルミ合金鋳物６
ａを得た。そして、機械加工を施して部品にした。図２
において、７ａはアルミ合金、８ａは中子４ａによる中
空部であり、９はガス抜きパイプのアルミニウムパイプ
をドリルで除去加工してグロー孔６であり、１０はドリ
ルで加工して設けたノズル孔である。
【００１６】このように、本発明の製造方法により副燃
焼室のグロー孔、またはノズル孔等に相当する位置にガ
ス抜きパイプを設ければ、鋳巣などの鋳造欠陥の発生が
少なく、アルミニウム合金鋳物部品としても何ら問題は
生じない。
焼室のグロー孔、またはノズル孔等に相当する位置にガ
ス抜きパイプを設ければ、鋳巣などの鋳造欠陥の発生が
少なく、アルミニウム合金鋳物部品としても何ら問題は
生じない。
【００１７】（実施例２）多孔質セラミック鋳ぐるみア
ルミ合金鋳物をディーゼルエンジン用シリンダーヘッド
の排気バルブに用いた別の例を図３、図４により説明す
る。
ルミ合金鋳物をディーゼルエンジン用シリンダーヘッド
の排気バルブに用いた別の例を図３、図４により説明す
る。
【００１８】図３は、多孔質セラミックの周辺部にガス
抜きパイプを配置した鋳型を示す要部断面図であり、ま
た、図４は、図３の鋳型キャビティにアルミニウム合金
溶湯を注湯して得られた多孔質セラミック鋳ぐるみアル
ミニウム合金鋳物の、図３と同じ部位の断面図である。
抜きパイプを配置した鋳型を示す要部断面図であり、ま
た、図４は、図３の鋳型キャビティにアルミニウム合金
溶湯を注湯して得られた多孔質セラミック鋳ぐるみアル
ミニウム合金鋳物の、図３と同じ部位の断面図である。
【００１９】図３において、１ｂは鋳型、２ｂはチタン
酸アルミニウムからなるポートライナー形状の多孔質セ
ラミック、３ｂは内径２．５ｍｍのガス抜きパイプとし
てのアルミニウムパイプ、４ｂは中子、５ｂは鋳型キャ
ビティである。
酸アルミニウムからなるポートライナー形状の多孔質セ
ラミック、３ｂは内径２．５ｍｍのガス抜きパイプとし
てのアルミニウムパイプ、４ｂは中子、５ｂは鋳型キャ
ビティである。
【００２０】図３に示す鋳型にアルミニウム合金溶湯を
鋳造した結果、多孔質セラミック２ｂとアルミ合金との
間には、ガス抜きパイプの空洞の他は、鋳巣などの鋳造
欠陥は生じていなかった。
鋳造した結果、多孔質セラミック２ｂとアルミ合金との
間には、ガス抜きパイプの空洞の他は、鋳巣などの鋳造
欠陥は生じていなかった。
【００２１】鋳造後、中子４ｂを取り出すことにより、
図４に示す多孔質セラミック鋳ぐるみアルミ合金鋳物６
ｂを得た。そして、機械加工を施して部品にした。図２
において、７ａはアルミ合金、８ｂは中子４ａによる中
空部であり、１１はガス抜きパイプのアルミニウムパイ
プを機械加工で除去加工した排気バルブ孔である。
図４に示す多孔質セラミック鋳ぐるみアルミ合金鋳物６
ｂを得た。そして、機械加工を施して部品にした。図２
において、７ａはアルミ合金、８ｂは中子４ａによる中
空部であり、１１はガス抜きパイプのアルミニウムパイ
プを機械加工で除去加工した排気バルブ孔である。
【００２２】このように、本発明の製造方法により排気
バルブ孔に相当する位置にガス抜きパイプを設ければ、
鋳巣などの鋳造欠陥の発生が少なく、アルミニウム合金
鋳物部品としても何ら問題は生じない。
バルブ孔に相当する位置にガス抜きパイプを設ければ、
鋳巣などの鋳造欠陥の発生が少なく、アルミニウム合金
鋳物部品としても何ら問題は生じない。
【００２３】（比較例１）図１で示したガス抜きパイプ
３ａを設置していないことを除くほかは、実施例１と同
一の条件で製造した多孔質セラミック鋳ぐるみアルミ合
金鋳物の断面図を図５に示す。多孔質セラミック２ａと
アルミ合金７ａとの間には、多孔質セラミックから発生
したガスにより鋳巣欠陥１２ａが生じていた。
３ａを設置していないことを除くほかは、実施例１と同
一の条件で製造した多孔質セラミック鋳ぐるみアルミ合
金鋳物の断面図を図５に示す。多孔質セラミック２ａと
アルミ合金７ａとの間には、多孔質セラミックから発生
したガスにより鋳巣欠陥１２ａが生じていた。
【００２４】（比較例２）図３で示したガス抜きパイプ
３ｂを設置していないことを除くほかは、実施例２と同
一の条件で製造した多孔質セラミック鋳ぐるみアルミ合
金鋳物の断面図を図６に示す。多孔質セラミック２ｂと
アルミ合金７ｂとの間には、多孔質セラミックから発生
したガスにより鋳巣欠陥１２ｂが生じていた。
３ｂを設置していないことを除くほかは、実施例２と同
一の条件で製造した多孔質セラミック鋳ぐるみアルミ合
金鋳物の断面図を図６に示す。多孔質セラミック２ｂと
アルミ合金７ｂとの間には、多孔質セラミックから発生
したガスにより鋳巣欠陥１２ｂが生じていた。
【００２５】
【発明の効果】以上詳述の通り、本発明は、鋳型の中子
に接して多孔質セラミックを固定し、その多孔質セラミ
ック表面に当接するガス抜きパイプを鋳造後にガス抜き
パイプが加工除去される箇所の鋳型に配設し、その後ア
ルミ合金溶湯を鋳型キャビティに注湯するので、鋳造時
に、アルミ合金と多孔質セラミックとの間に残留しよう
とするガスは、ガス抜きパイプを通り、アルミ合金鋳物
の外に抜ける。一方、アルミ合金鋳物が凝固した後、ガ
ス抜きパイプは空洞となって残るが、ガス抜きパイプ
は、ドリル等による穴あけなどで除去加工が行われるの
で問題とならない。そのため、鋳巣などの鋳造欠陥のな
い健全なアルミニウム鋳物を得ることができる。
に接して多孔質セラミックを固定し、その多孔質セラミ
ック表面に当接するガス抜きパイプを鋳造後にガス抜き
パイプが加工除去される箇所の鋳型に配設し、その後ア
ルミ合金溶湯を鋳型キャビティに注湯するので、鋳造時
に、アルミ合金と多孔質セラミックとの間に残留しよう
とするガスは、ガス抜きパイプを通り、アルミ合金鋳物
の外に抜ける。一方、アルミ合金鋳物が凝固した後、ガ
ス抜きパイプは空洞となって残るが、ガス抜きパイプ
は、ドリル等による穴あけなどで除去加工が行われるの
で問題とならない。そのため、鋳巣などの鋳造欠陥のな
い健全なアルミニウム鋳物を得ることができる。
【図１】本発明一実施例の多孔質セラミック周辺部にガ
ス抜きパイプを配置した鋳型を示す要部断面図である。
ス抜きパイプを配置した鋳型を示す要部断面図である。
【図２】図１の鋳型キャビティにアルミニウム合金溶湯
を注湯して得られた多孔質セラミック鋳ぐるみアルミニ
ウム合金鋳物の、図１と同じ部位の断面図である。
を注湯して得られた多孔質セラミック鋳ぐるみアルミニ
ウム合金鋳物の、図１と同じ部位の断面図である。
【図３】本発明別の実施例の多孔質セラミック周辺部に
ガス抜きパイプを配置した鋳型を示す要部断面図であ
る。
ガス抜きパイプを配置した鋳型を示す要部断面図であ
る。
【図４】図３の鋳型キャビティにアルミニウム合金溶湯
を注湯して得られた多孔質セラミック鋳ぐるみアルミニ
ウム合金鋳物の、図３と同じ部位の断面図である。
を注湯して得られた多孔質セラミック鋳ぐるみアルミニ
ウム合金鋳物の、図３と同じ部位の断面図である。
【図５】図１で示したガス抜きパイプを設置していない
ことを除くほかは、実施例１と同一の条件で製造した多
孔質セラミック鋳ぐるみアルミ合金鋳物の断面図であ
る。
ことを除くほかは、実施例１と同一の条件で製造した多
孔質セラミック鋳ぐるみアルミ合金鋳物の断面図であ
る。
【図６】図３で示したガス抜きパイプを設置していない
ことを除くほかは、実施例２と同一の条件で製造した多
孔質セラミック鋳ぐるみアルミ合金鋳物の断面図であ
る。
ことを除くほかは、実施例２と同一の条件で製造した多
孔質セラミック鋳ぐるみアルミ合金鋳物の断面図であ
る。
１：鋳型 ２：多孔質セラミック
３：ガス抜きパイプ ４：中子部 ５：鋳型キャビティ
６：アルミ合金鋳物 ７：多孔質セラミック鋳ぐるみアルミ合金鋳物
８：中空部 ９：グロー孔 １０：ノズル孔 １
１：排気バルブ孔 １２：鋳巣
３：ガス抜きパイプ ４：中子部 ５：鋳型キャビティ
６：アルミ合金鋳物 ７：多孔質セラミック鋳ぐるみアルミ合金鋳物
８：中空部 ９：グロー孔 １０：ノズル孔 １
１：排気バルブ孔 １２：鋳巣
Claims (2)
- 【請求項１】 多孔質セラミックをアルミニウム合金で
鋳ぐるむ製造方法において、鋳型の中子に接して多孔質
セラミックを固定し、該多孔質セラミック表面に当接す
るガス抜きパイプを鋳造後に該ガス抜きパイプが加工除
去される箇所の鋳型に配設し、その後アルミニウム合金
溶湯を鋳型キャビティに注湯することを特徴とする多孔
質セラミック鋳ぐるみアルミニウム合金鋳物の製造方
法。 - 【請求項２】 前記ガス抜きパイプは、多孔質セラミッ
クの周辺部に配設することを特徴とする請求項１記載の
多孔質セラミック鋳ぐるみアルミニウム合金鋳物の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3032393A JPH06238418A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 多孔質セラミック鋳ぐるみアルミニウム合金鋳物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3032393A JPH06238418A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 多孔質セラミック鋳ぐるみアルミニウム合金鋳物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06238418A true JPH06238418A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12300602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3032393A Pending JPH06238418A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 多孔質セラミック鋳ぐるみアルミニウム合金鋳物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06238418A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108097875A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-06-01 | 溧阳市联华机械制造有限公司 | 一种带有泡沫陶瓷排气片的砂型结构 |
-
1993
- 1993-02-19 JP JP3032393A patent/JPH06238418A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108097875A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-06-01 | 溧阳市联华机械制造有限公司 | 一种带有泡沫陶瓷排气片的砂型结构 |
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