JPH06249057A - シリンダブロックの製造方法 - Google Patents
シリンダブロックの製造方法Info
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- JPH06249057A JPH06249057A JP3576993A JP3576993A JPH06249057A JP H06249057 A JPH06249057 A JP H06249057A JP 3576993 A JP3576993 A JP 3576993A JP 3576993 A JP3576993 A JP 3576993A JP H06249057 A JPH06249057 A JP H06249057A
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Abstract
(57)【要約】
耐磨耗性のあるシリンダボア表面層を有するシリンダブ
ロックを提供する。 【構成】アルミニウム・シリコンの粉末を円筒部材４の
外表面に肉盛り溶接する。プラズマ溶接によって約８〜
１０ミクロンの粒子径のシリコン粒子が分散したアルミ
ニウム・シリコン層が円筒部材４上に形成される。該肉
盛り溶接を施した円筒部材４をシリンダブロック鋳造型
のシリンダボア部２に配置し、シリンダブロック本体１
を構成する溶湯を鋳造型に充填して、この本体部分とと
もに鋳ぐるむ。そして、所定の条件で冷却後、鋳造型を
取り除いて、鋳造シリンダブロック半製品を取り出す。
そして、該円筒部材４を研削等の手段で該半製品から除
去して耐磨耗性を有する肉盛り溶接部を表面に露出させ
て肉盛り溶接部を表層部とするシリンダボア２のピスト
ン摺動面を形成する。
ロックを提供する。 【構成】アルミニウム・シリコンの粉末を円筒部材４の
外表面に肉盛り溶接する。プラズマ溶接によって約８〜
１０ミクロンの粒子径のシリコン粒子が分散したアルミ
ニウム・シリコン層が円筒部材４上に形成される。該肉
盛り溶接を施した円筒部材４をシリンダブロック鋳造型
のシリンダボア部２に配置し、シリンダブロック本体１
を構成する溶湯を鋳造型に充填して、この本体部分とと
もに鋳ぐるむ。そして、所定の条件で冷却後、鋳造型を
取り除いて、鋳造シリンダブロック半製品を取り出す。
そして、該円筒部材４を研削等の手段で該半製品から除
去して耐磨耗性を有する肉盛り溶接部を表面に露出させ
て肉盛り溶接部を表層部とするシリンダボア２のピスト
ン摺動面を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリンダブロックの製
造方法に関する。
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリンダブロックの製造において、最近
では、エンジンの軽量化を達成するためにシリンダブロ
ックをアルミニウム製にすることが行われている。しか
しアルミニウムは耐磨耗性に劣っているために、ピスト
ンが摺動するシリンダボアの内周面をそのまま構成する
ことはできない。したがって、従来では、シリンダボア
の内周面に耐磨耗性にすぐれた材質のライナーを配設し
てシリンダブロックを構成していた。
では、エンジンの軽量化を達成するためにシリンダブロ
ックをアルミニウム製にすることが行われている。しか
しアルミニウムは耐磨耗性に劣っているために、ピスト
ンが摺動するシリンダボアの内周面をそのまま構成する
ことはできない。したがって、従来では、シリンダボア
の内周面に耐磨耗性にすぐれた材質のライナーを配設し
てシリンダブロックを構成していた。
【０００３】たとえば、特開昭２−８４２５広報には、
アルミニウム・シリコン系合金のライナーを配設し、こ
れをシリンダブロック本体部分と一緒に鋳造し、鋳造時
の熱処理で、シリンダボア部に耐磨耗性にすぐれた所望
のアルミニウム・シリコン組織を形成するようにしてい
る。
アルミニウム・シリコン系合金のライナーを配設し、こ
れをシリンダブロック本体部分と一緒に鋳造し、鋳造時
の熱処理で、シリンダボア部に耐磨耗性にすぐれた所望
のアルミニウム・シリコン組織を形成するようにしてい
る。
【０００４】
【解決しようとする課題】上記公報に開示されたシリン
ダブロックの製造方法において、アルミニウム・シリコ
ン合金の耐磨耗性を向上させるためには所定の範囲の粒
径分布のシリコン粒子を含有する組織を形成する必要が
ある。しかし、この組織を形成するためには、ライナー
を鋳造工程における溶湯の熱で熱処理において溶融させ
その後の冷却速度を制御する必要がある。このために
は、鋳造工程における熱管理を精密に行う必要があると
ともに、シリンダブロックの鋳造時間が長くなるという
問題がある。したがって、上記公報に開示された方法
は、高圧高速鋳造等の方法には適さない。
ダブロックの製造方法において、アルミニウム・シリコ
ン合金の耐磨耗性を向上させるためには所定の範囲の粒
径分布のシリコン粒子を含有する組織を形成する必要が
ある。しかし、この組織を形成するためには、ライナー
を鋳造工程における溶湯の熱で熱処理において溶融させ
その後の冷却速度を制御する必要がある。このために
は、鋳造工程における熱管理を精密に行う必要があると
ともに、シリンダブロックの鋳造時間が長くなるという
問題がある。したがって、上記公報に開示された方法
は、高圧高速鋳造等の方法には適さない。
【０００５】本発明はこのような事情に鑑みて構成され
たもので、複雑な制御を行うことなく耐磨耗性のあるシ
リンダボア表面層を形成することができるシリンダブロ
ックの製造方法を提供することを目的とする。本発明の
別の目的は、比較的短時間で所望の品質のシリンダブロ
ックを製造することができる製造方法を提供することで
ある。
たもので、複雑な制御を行うことなく耐磨耗性のあるシ
リンダボア表面層を形成することができるシリンダブロ
ックの製造方法を提供することを目的とする。本発明の
別の目的は、比較的短時間で所望の品質のシリンダブロ
ックを製造することができる製造方法を提供することで
ある。
【０００６】本発明のさらに別の目的は、軽量のシリン
ダブロックを製造するのに好適の製造方法を提供するこ
とである。
ダブロックを製造するのに好適の製造方法を提供するこ
とである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的を達成
するため、本発明のシリンダブロックの製造方法は、金
属製円筒部材の外周に所定の条件でアルミニウムシリコ
ン系合金を肉盛り溶接し、該肉盛り溶接を施した円筒部
材をシリンダブロック鋳造型のシリンダボア部に配置
し、シリンダブロック本体部分を構成するための鋳造用
溶湯を該シリンダブロック鋳造型に充填して鋳造し、冷
却後、鋳造シリンダブロック半製品を取り出し、前記円
筒部材を除去して前記肉盛り溶接部を表面に露出させて
肉盛り溶接部を表層部とするシリンダボアのピストン摺
動面を形成すること特徴とする。
するため、本発明のシリンダブロックの製造方法は、金
属製円筒部材の外周に所定の条件でアルミニウムシリコ
ン系合金を肉盛り溶接し、該肉盛り溶接を施した円筒部
材をシリンダブロック鋳造型のシリンダボア部に配置
し、シリンダブロック本体部分を構成するための鋳造用
溶湯を該シリンダブロック鋳造型に充填して鋳造し、冷
却後、鋳造シリンダブロック半製品を取り出し、前記円
筒部材を除去して前記肉盛り溶接部を表面に露出させて
肉盛り溶接部を表層部とするシリンダボアのピストン摺
動面を形成すること特徴とする。
【０００８】このシリンダブロック本体部分を構成する
溶湯は好ましくは、アルミニウムである。円筒部材は肉
盛り溶接されにアルミニウム・シリコン合金との溶着性
のよいアルミニウム・マンガン系合金等のアルミニウム
合金が好ましい。このような肉盛り溶接によって、円筒
部材上には、粒子径約８〜１０ミクロンのシリコン粒子
が均一分布した耐磨耗性に優れたアルミニウム・シリコ
ン合金組織が形成される。
溶湯は好ましくは、アルミニウムである。円筒部材は肉
盛り溶接されにアルミニウム・シリコン合金との溶着性
のよいアルミニウム・マンガン系合金等のアルミニウム
合金が好ましい。このような肉盛り溶接によって、円筒
部材上には、粒子径約８〜１０ミクロンのシリコン粒子
が均一分布した耐磨耗性に優れたアルミニウム・シリコ
ン合金組織が形成される。
【０００９】肉盛り溶接は、交流プラズマ溶接が一般的
であるが、これに限定されるものではない。また、溶接
条件としては、溶接電流１２０〜１７０Ａ、正極比率
（交流電流波形において正極電流の占める時間比率）５
０〜８０％、スタンドオフ値（電極と母材間の距離）６
〜１２ｍｍ、パイロットガス流量、１．０Ｌ／分、シー
ルドガス流量１０Ｌ／分、また溶接速度は、０．１ｍ／
分〜０．１５ｍ／分程度が好ましい。対磨耗性の観点か
らシリコン粒子径の範囲は約８〜１０ミクロンが好まし
いが、上記の溶接条件をはずれるとこの範囲の粒子分布
を確保が困難となる。
であるが、これに限定されるものではない。また、溶接
条件としては、溶接電流１２０〜１７０Ａ、正極比率
（交流電流波形において正極電流の占める時間比率）５
０〜８０％、スタンドオフ値（電極と母材間の距離）６
〜１２ｍｍ、パイロットガス流量、１．０Ｌ／分、シー
ルドガス流量１０Ｌ／分、また溶接速度は、０．１ｍ／
分〜０．１５ｍ／分程度が好ましい。対磨耗性の観点か
らシリコン粒子径の範囲は約８〜１０ミクロンが好まし
いが、上記の溶接条件をはずれるとこの範囲の粒子分布
を確保が困難となる。
【００１０】
【作用】本発明によれば、まず、シリンダボアのストロ
ークに対応した長さと、径に対応した円筒部材をエンジ
ンの気筒数だけ用意する。そして、所定の肉盛り溶接条
件で、たとえば、交流プラズマ溶接によって、溶接電流
１５０Ａ、正極比率７５％、スタンドオフ値８ｍｍ、パ
イロットガス流量、１．０Ｌ／分、シールドガス流量１
０Ｌ／分、溶接速度０．１ｍ／分〜０．１５ｍ／分の条
件で、アルミニウムシリコン系合金を肉盛り溶接する。
これによって耐磨耗特性に優れた約８〜１０ミクロンの
粒子径のシリコン粒子が分散した層が円筒部材の該表面
に形成される。
ークに対応した長さと、径に対応した円筒部材をエンジ
ンの気筒数だけ用意する。そして、所定の肉盛り溶接条
件で、たとえば、交流プラズマ溶接によって、溶接電流
１５０Ａ、正極比率７５％、スタンドオフ値８ｍｍ、パ
イロットガス流量、１．０Ｌ／分、シールドガス流量１
０Ｌ／分、溶接速度０．１ｍ／分〜０．１５ｍ／分の条
件で、アルミニウムシリコン系合金を肉盛り溶接する。
これによって耐磨耗特性に優れた約８〜１０ミクロンの
粒子径のシリコン粒子が分散した層が円筒部材の該表面
に形成される。
【００１１】つぎに、該肉盛り溶接を施した円筒部材を
シリンダブロック鋳造型のシリンダボア部に配置し、シ
リンダブロック本体を構成する溶湯を鋳造型に充填し
て、この本体部分とともに鋳ぐるむ。そして、所定の条
件で冷却後、鋳造型を取り除いて、鋳造シリンダブロッ
ク半製品を取り出す。そして、該円筒部材を研削等の手
段で該半製品から除去して前記肉盛り溶接部を表面に露
出させて肉盛り溶接部を表層部とするシリンダボアのピ
ストン摺動面を形成する。
シリンダブロック鋳造型のシリンダボア部に配置し、シ
リンダブロック本体を構成する溶湯を鋳造型に充填し
て、この本体部分とともに鋳ぐるむ。そして、所定の条
件で冷却後、鋳造型を取り除いて、鋳造シリンダブロッ
ク半製品を取り出す。そして、該円筒部材を研削等の手
段で該半製品から除去して前記肉盛り溶接部を表面に露
出させて肉盛り溶接部を表層部とするシリンダボアのピ
ストン摺動面を形成する。
【００１２】これによって、耐磨耗性にすぐれたシリン
ダブロックを比較的簡単な工程で製造することができ
る。
ダブロックを比較的簡単な工程で製造することができ
る。
【００１３】
【実施例】以下、添附の図面に基づいて本発明の実施例
を説明する。図１を参照すると、本例の製造方法により
製造されるシリンダブロック１の外観が示されている。
本例のシリンダブロック１は、４つのボア２を有し４気
筒直列エンジンのシリンダブロックである。４つのシリ
ンダボア２の内面には、アルミニウム・シリコン合金の
層３が形成され、この層３に含有されるシリコン粒子の
径は、８〜１０ミクロン程度であって、均一に分散して
いる。本例においては、このアルミニウム・シリコン層
３以外のシリンダブロック本体部分はアルミニウム製で
ある。
を説明する。図１を参照すると、本例の製造方法により
製造されるシリンダブロック１の外観が示されている。
本例のシリンダブロック１は、４つのボア２を有し４気
筒直列エンジンのシリンダブロックである。４つのシリ
ンダボア２の内面には、アルミニウム・シリコン合金の
層３が形成され、この層３に含有されるシリコン粒子の
径は、８〜１０ミクロン程度であって、均一に分散して
いる。本例においては、このアルミニウム・シリコン層
３以外のシリンダブロック本体部分はアルミニウム製で
ある。
【００１４】本例のシリンダブロック１の製造方法につ
いて説明する。本例の方法では、まず、シリンダボアの
ストロークに対応した長さと、シリンダボア径よりも外
形がやや小さい所定の肉厚のの円筒部材４をエンジンの
気筒数だけすなわち本例では、４個用意する。そして、
図２に示すように所定の肉盛り溶接条件で、たとえば、
交流プラズマ溶接装置５によって、溶接電流１２０〜１
７０Ａ、正極比率５０〜８０％、スタンドオフ値６〜１
２ｍｍ、パイロットガス流量、１．０Ｌ／分、シールド
ガス流量１０Ｌ／分、溶接速度０．１ｍ／分〜０．１５
ｍ／分の条件で、アルミニウム・シリコンの粉末を円筒
部材４の外表面に肉盛り溶接する。プラズマ溶接の原理
図を図３に示す。図示のようにパイロットガスによって
母材表面に案内されるプラズマアークに対して原料とし
てのアルミニウム・シリコン粉末をシールドガス雰囲気
下で導入し、プラズマアークの熱によって溶融させて母
材上に溶着させる。
いて説明する。本例の方法では、まず、シリンダボアの
ストロークに対応した長さと、シリンダボア径よりも外
形がやや小さい所定の肉厚のの円筒部材４をエンジンの
気筒数だけすなわち本例では、４個用意する。そして、
図２に示すように所定の肉盛り溶接条件で、たとえば、
交流プラズマ溶接装置５によって、溶接電流１２０〜１
７０Ａ、正極比率５０〜８０％、スタンドオフ値６〜１
２ｍｍ、パイロットガス流量、１．０Ｌ／分、シールド
ガス流量１０Ｌ／分、溶接速度０．１ｍ／分〜０．１５
ｍ／分の条件で、アルミニウム・シリコンの粉末を円筒
部材４の外表面に肉盛り溶接する。プラズマ溶接の原理
図を図３に示す。図示のようにパイロットガスによって
母材表面に案内されるプラズマアークに対して原料とし
てのアルミニウム・シリコン粉末をシールドガス雰囲気
下で導入し、プラズマアークの熱によって溶融させて母
材上に溶着させる。
【００１５】このプラズマ溶接によって約８〜１０ミク
ロンの粒子径のシリコン粒子が分散したアルミニウム・
シリコン層が円筒部材４上に形成される。つぎに、図４
に示すように該肉盛り溶接を施した円筒部材４をシリン
ダブロック鋳造型のシリンダボア部２に配置し、シリン
ダブロック本体１を構成する溶湯を鋳造型に充填して、
この本体部分とともに鋳ぐるむ。そして、所定の条件で
冷却後、鋳造型を取り除いて、鋳造シリンダブロック半
製品を取り出す。そして、該円筒部材４を研削等の手段
で該半製品から除去して図５に示すように前記肉盛り溶
接部を表面に露出させて肉盛り溶接部を表層部とするシ
リンダボア２のピストン摺動面を形成する。
ロンの粒子径のシリコン粒子が分散したアルミニウム・
シリコン層が円筒部材４上に形成される。つぎに、図４
に示すように該肉盛り溶接を施した円筒部材４をシリン
ダブロック鋳造型のシリンダボア部２に配置し、シリン
ダブロック本体１を構成する溶湯を鋳造型に充填して、
この本体部分とともに鋳ぐるむ。そして、所定の条件で
冷却後、鋳造型を取り除いて、鋳造シリンダブロック半
製品を取り出す。そして、該円筒部材４を研削等の手段
で該半製品から除去して図５に示すように前記肉盛り溶
接部を表面に露出させて肉盛り溶接部を表層部とするシ
リンダボア２のピストン摺動面を形成する。
【００１６】粒径と磨耗特性（ピンディスク磨耗試験の
結果）の関係を図６に示す。図６からシリコン粒子径の
範囲は約８〜１０ミクロンが好ましいことが判明する。
溶接速度とシリコン粒子径との関係を図７に示す。図７
から、上記粒径範囲のシリコン粒子を肉盛り層に形成す
るには、上記のように溶接速度を約０．１〜０．１４ｍ
／分に制御するのが好ましいことが判明する。
結果）の関係を図６に示す。図６からシリコン粒子径の
範囲は約８〜１０ミクロンが好ましいことが判明する。
溶接速度とシリコン粒子径との関係を図７に示す。図７
から、上記粒径範囲のシリコン粒子を肉盛り層に形成す
るには、上記のように溶接速度を約０．１〜０．１４ｍ
／分に制御するのが好ましいことが判明する。
【００１７】このように溶接条件を設定することにより
耐磨耗性に優れた組織を有する肉盛り層を円筒部材上に
形成することができる。そして、この組織を有する円筒
部材４をそのままシリンダブロック本体の鋳造時に鋳ぐ
るみ、その後母材としての円筒部材を除去することによ
り、耐磨耗性にすぐれたシリンダブロックを製造するこ
とができる。
耐磨耗性に優れた組織を有する肉盛り層を円筒部材上に
形成することができる。そして、この組織を有する円筒
部材４をそのままシリンダブロック本体の鋳造時に鋳ぐ
るみ、その後母材としての円筒部材を除去することによ
り、耐磨耗性にすぐれたシリンダブロックを製造するこ
とができる。
【００１８】
【発明の効果】上記のように本発明によれば、比較的簡
単な手順で耐磨耗性に優れた特性を有するシリンダブロ
ックを製造することができる。この技術を応用すること
により耐磨耗性に優れたアルミニウム製のシリンダブロ
ックを容易に提供することがでのるエンジンの軽量化を
推進することができる。
単な手順で耐磨耗性に優れた特性を有するシリンダブロ
ックを製造することができる。この技術を応用すること
により耐磨耗性に優れたアルミニウム製のシリンダブロ
ックを容易に提供することがでのるエンジンの軽量化を
推進することができる。
【図１】本発明を適用して製造できるシリンダブロック
の斜視図、
の斜視図、
【図２】円筒部材への肉盛り状態を示す概念図、
【図３】プラズマ溶接の概念図、
【図４】肉盛り溶接を施した円筒部材を鋳ぐるんだ状態
を示す部分断面図、
を示す部分断面図、
【図５】肉盛り溶接層を表面に有するシリンダブロック
の断面図、
の断面図、
【図６】磨耗試験の結果を示すグラフ、
【図７】溶接速度と肉盛り層に分布するシリコン粒径と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
１ シリンダブロック ２ シリンダボア ３ 肉盛り層 ４ 円筒部材 ５ プラズマ溶接装置。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２２Ｄ 19/08 Ｂ 9266−4Ｅ Ｂ２３Ｋ 10/02 ５０１ Ａ 7920−4Ｅ
Claims (1)
- 【請求項１】金属製円筒部材の外周に所定の条件でアル
ミニウムシリコン系合金を肉盛り溶接し、該肉盛り溶接
を施した円筒部材をシリンダブロック鋳造型のシリンダ
ボア部に配置し、シリンダブロック本体部分を構成する
ための鋳造用溶湯を該シリンダブロック鋳造型に充填
し、冷却後、鋳造シリンダブロック半製品を取り出し、
前記円筒部材を除去して前記肉盛り溶接部を表面に露出
させて肉盛り溶接部を表層部とするピストン摺動面を形
成すること特徴とするシリンダブロックの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3576993A JPH06249057A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | シリンダブロックの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3576993A JPH06249057A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | シリンダブロックの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06249057A true JPH06249057A (ja) | 1994-09-06 |
Family
ID=12451079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3576993A Pending JPH06249057A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | シリンダブロックの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06249057A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10209401B4 (de) * | 2001-03-05 | 2006-05-24 | Suzuki Motor Corporation, Hamamatsu | Verfahren zur Herstellung eines Zylinderblocks für einen Verbrennungsmotor |
| CN103357853A (zh) * | 2013-08-06 | 2013-10-23 | 宁国市华丰耐磨材料有限公司 | 一种纳米材料强化耐磨钢球 |
| JP2014172057A (ja) * | 2013-03-07 | 2014-09-22 | Daido Steel Co Ltd | 粉末肉盛溶接方法 |
| CN105728922A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-07-06 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种适用于锅炉管道等离子喷焊镍基合金粉末的方法 |
| CN107639214A (zh) * | 2017-07-25 | 2018-01-30 | 中原内配集团安徽有限责任公司 | 一种外圆喷铝型缸套 |
-
1993
- 1993-02-24 JP JP3576993A patent/JPH06249057A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10209401B4 (de) * | 2001-03-05 | 2006-05-24 | Suzuki Motor Corporation, Hamamatsu | Verfahren zur Herstellung eines Zylinderblocks für einen Verbrennungsmotor |
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| CN107639214A (zh) * | 2017-07-25 | 2018-01-30 | 中原内配集团安徽有限责任公司 | 一种外圆喷铝型缸套 |
| CN107639214B (zh) * | 2017-07-25 | 2019-08-20 | 中原内配集团安徽有限责任公司 | 一种外圆喷铝型缸套 |
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