JPH0645830B2 - アルミニウム合金複合部材の生産方法 - Google Patents
アルミニウム合金複合部材の生産方法Info
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- JPH0645830B2 JPH0645830B2 JP1149220A JP14922089A JPH0645830B2 JP H0645830 B2 JPH0645830 B2 JP H0645830B2 JP 1149220 A JP1149220 A JP 1149220A JP 14922089 A JP14922089 A JP 14922089A JP H0645830 B2 JPH0645830 B2 JP H0645830B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、アルミニウムの合金複合部材の生産方法の
改良に関し、特に内燃機関用アルミニウム合金ピストン
の生産方法に適用して最適なものである。
改良に関し、特に内燃機関用アルミニウム合金ピストン
の生産方法に適用して最適なものである。
この発明は、アルミニウム合金複合部材の生産方法にお
いて、気孔率が８５〜９８％の多孔質金属を一方向に圧
縮し、次いでその中心部の含有率が２０〜５５％になる
までこの金属にクロムを拡散浸透させ、次にこの金属を
アルミニウム合金と複合させることにより、上記金属の
複合部と上記アルミニウム合金間の界面の機械的強さを
改善すると共に、アルミ合金と上記金属との複合性を損
なうことなく上記複合部分の耐摩性をも改善したもので
ある。
いて、気孔率が８５〜９８％の多孔質金属を一方向に圧
縮し、次いでその中心部の含有率が２０〜５５％になる
までこの金属にクロムを拡散浸透させ、次にこの金属を
アルミニウム合金と複合させることにより、上記金属の
複合部と上記アルミニウム合金間の界面の機械的強さを
改善すると共に、アルミ合金と上記金属との複合性を損
なうことなく上記複合部分の耐摩性をも改善したもので
ある。
従来の技術としては、例えば、特公昭６０−２５６１９
号公報および特開昭６２−１３１７７１号公報に示され
ているように、アルミニウム合金を高圧で多孔質金属に
浸透させて、機械的強度の改善を図るようにしたアルミ
ニウム合金複合部材がある。
号公報および特開昭６２−１３１７７１号公報に示され
ているように、アルミニウム合金を高圧で多孔質金属に
浸透させて、機械的強度の改善を図るようにしたアルミ
ニウム合金複合部材がある。
また特開昭５９−２１３９３号公報、特開昭５９−２１
８３４１号公報および特開昭５９−２１２１５９号公報
に示されているように、鉄、ニッケル、銅などから成る
多孔質金属と、アルミニウム合金との化合物層によって
アルミニウム合金の耐摩性を向上するようにしたものが
ある。
８３４１号公報および特開昭５９−２１２１５９号公報
に示されているように、鉄、ニッケル、銅などから成る
多孔質金属と、アルミニウム合金との化合物層によって
アルミニウム合金の耐摩性を向上するようにしたものが
ある。
さらに本願出願人による先の出願（特願昭６３−２２２
２３９号）では、鉄又はニッケルから成る上記多孔質金
属に１０％以上のクロムを含有させて、この多孔質金属
と、アルミニウム合金間の界面反応を防止することなど
により、従来よりもはるかに高い機械的強度と、耐摩性
とが実現可能であることが明らかにされた。
２３９号）では、鉄又はニッケルから成る上記多孔質金
属に１０％以上のクロムを含有させて、この多孔質金属
と、アルミニウム合金間の界面反応を防止することなど
により、従来よりもはるかに高い機械的強度と、耐摩性
とが実現可能であることが明らかにされた。
しかしながら上記先の出願に開示された技術によって
も、上記多孔質金属の気孔率が４０％を下廻る場合、上
記複合部界面の機械的強度が余り改善されないことが見
い出された。
も、上記多孔質金属の気孔率が４０％を下廻る場合、上
記複合部界面の機械的強度が余り改善されないことが見
い出された。
ところで上記多孔質金属の製法には、大別して下表に示
すごとき種類がある。
すごとき種類がある。
そしてアルミニウム合金複合部材の引張強さおよび耐摩
性に影響を与える諸要因のうち多孔質金属の気孔率に
は、その増加につれて複合界面の引張強さを増加させる
傾向があるが、他方、複合部の耐摩性を減少させる傾向
がある。
性に影響を与える諸要因のうち多孔質金属の気孔率に
は、その増加につれて複合界面の引張強さを増加させる
傾向があるが、他方、複合部の耐摩性を減少させる傾向
がある。
このため第１法による多孔質金属を使用すると気孔率が
表示のごとく比較的に小であるから、クロムを用いない
従来例の場合に複合過程の僅かな条件のばらつきによっ
て複合不良を生じ易く、耐摩性の増大という利点が活か
されにくい。
表示のごとく比較的に小であるから、クロムを用いない
従来例の場合に複合過程の僅かな条件のばらつきによっ
て複合不良を生じ易く、耐摩性の増大という利点が活か
されにくい。
他方、第２法又は第３法の多孔質金属を使用すると表示
のごとく気孔率が大であるから、上記複合不良のおそれ
はないが、耐摩性の向上という点で問題が残る。
のごとく気孔率が大であるから、上記複合不良のおそれ
はないが、耐摩性の向上という点で問題が残る。
ところで出願人は、クロムを拡散浸透させた多孔質金属
の使用によって、アルミニウム合金複合部材の耐摩性が
改善できるという新たな事実を見出して前記の出願を行
ったが、しかし多孔質金属の気孔率が４０％を下廻る
と、既述のごとく引張強さが改善されなかった。これは
以下の理由に因るものと思われる。
の使用によって、アルミニウム合金複合部材の耐摩性が
改善できるという新たな事実を見出して前記の出願を行
ったが、しかし多孔質金属の気孔率が４０％を下廻る
と、既述のごとく引張強さが改善されなかった。これは
以下の理由に因るものと思われる。
すなわち上記気孔率が４０％を下廻ると、多孔質金属内
の気孔の径が小さくなるとともに多孔質金属中心部まで
の溶湯の浸透距離が長くなるため、アルミニウム合金の
溶湯が複合過程で多孔質金属の中心部まで浸透しにくく
なる。このため溶湯の温度を上げたり、多孔質金属の予
熱温度を上げる必要があるが、このとき溶湯の通過量の
多い多孔質金属体の外周側で多孔質金属とアルミニウム
合金間の界面反応が増えて、界面強度が低下することな
どに因るものと思われる。
の気孔の径が小さくなるとともに多孔質金属中心部まで
の溶湯の浸透距離が長くなるため、アルミニウム合金の
溶湯が複合過程で多孔質金属の中心部まで浸透しにくく
なる。このため溶湯の温度を上げたり、多孔質金属の予
熱温度を上げる必要があるが、このとき溶湯の通過量の
多い多孔質金属体の外周側で多孔質金属とアルミニウム
合金間の界面反応が増えて、界面強度が低下することな
どに因るものと思われる。
本発明は上述の点に鑑み、第１には気孔率が大きい多孔
質金属を使用して、そのアルミ合金との複合性が良い特
徴を悪化させずに複合界面の強度を高く維持し、しかも
耐摩性を増大できるアルミニウム合金複合部材の生産方
法を提供するものであり、また第２には、多孔質金属と
アルミニウム合金との間の界面の反応を防止できて、界
面強度を低下させることがないアルミニウム合金複合部
材を提供するものである。
質金属を使用して、そのアルミ合金との複合性が良い特
徴を悪化させずに複合界面の強度を高く維持し、しかも
耐摩性を増大できるアルミニウム合金複合部材の生産方
法を提供するものであり、また第２には、多孔質金属と
アルミニウム合金との間の界面の反応を防止できて、界
面強度を低下させることがないアルミニウム合金複合部
材を提供するものである。
本発明は、気孔率８５〜９８％である多孔質金属を一方
向に圧縮する段階と、この金属にクロムを拡散浸透させ
てその中心部のクロム含有率を２０〜５５％にする段階
と、上記処理を施した金属をアルミニウム合金と複合さ
せて、このアルミニウム合金の一部を強化する段階とか
ら成るアルミニウム合金複合部材の生産方法に係るもの
である。
向に圧縮する段階と、この金属にクロムを拡散浸透させ
てその中心部のクロム含有率を２０〜５５％にする段階
と、上記処理を施した金属をアルミニウム合金と複合さ
せて、このアルミニウム合金の一部を強化する段階とか
ら成るアルミニウム合金複合部材の生産方法に係るもの
である。
なおこの複合部分において、この多孔質金属の被圧縮方
向に平行な面を他の部材との摺接面とすれば、耐摩性を
著しく向上させることができる。
向に平行な面を他の部材との摺接面とすれば、耐摩性を
著しく向上させることができる。
また上記多孔質金属の気孔を上記被圧縮方向に２０％以
上圧縮するようにするのがよい。
上圧縮するようにするのがよい。
また上記多孔質金属は、鉄又はニッケルから成るのがよ
い。
い。
さらに上記部材を内燃機関用ピストンとし、複合部がリ
ング溝部で、上記摺接面をリング溝の上下面とし、上記
多孔質金属の被圧縮方向に平行な面をこの摺接面にして
ピストンリングと摺接させるように構成すれば上記リン
グ溝の耐摩性を向上させることができる。
ング溝部で、上記摺接面をリング溝の上下面とし、上記
多孔質金属の被圧縮方向に平行な面をこの摺接面にして
ピストンリングと摺接させるように構成すれば上記リン
グ溝の耐摩性を向上させることができる。
〔作用〕 本発明では、気孔率が８５〜９８％の多孔質金属を素材
として使用するが、このままでは多孔質金属の体積率は
２〜１５％となり複合体の耐摩耗性は余り大きくならな
いので、多孔質金属を一方向に圧縮する。かくして強化
材となる多孔質金属の体積率はその分大きくなり複合体
の耐摩耗性が改善できる。又圧縮は一方向だけのため圧
縮方向からみた気孔の径の大きさは変化せず、アルミニ
ウム合金溶湯の浸透性は圧縮前と殆ど変わらないため健
全な複合体を得ることができる。又被圧縮方向に平行な
面に於いては圧縮された分増加する多孔質金属の実際の
体積率より見掛けの体積率が増加するため複合強化の効
果−耐摩耗性が著しく増加する。さらに多孔質金属にク
ロムを、その中心部で２０〜５５％含有するように拡散
浸透させ、しかもアルミニウム合金溶湯の多孔質金属体
中への浸透が容易なため前記第１法による多孔質金属で
生じたアルミニウム合金と多孔質金属の外周側での界面
反応が生じなくなり界面の引張強さを向上できる。
として使用するが、このままでは多孔質金属の体積率は
２〜１５％となり複合体の耐摩耗性は余り大きくならな
いので、多孔質金属を一方向に圧縮する。かくして強化
材となる多孔質金属の体積率はその分大きくなり複合体
の耐摩耗性が改善できる。又圧縮は一方向だけのため圧
縮方向からみた気孔の径の大きさは変化せず、アルミニ
ウム合金溶湯の浸透性は圧縮前と殆ど変わらないため健
全な複合体を得ることができる。又被圧縮方向に平行な
面に於いては圧縮された分増加する多孔質金属の実際の
体積率より見掛けの体積率が増加するため複合強化の効
果−耐摩耗性が著しく増加する。さらに多孔質金属にク
ロムを、その中心部で２０〜５５％含有するように拡散
浸透させ、しかもアルミニウム合金溶湯の多孔質金属体
中への浸透が容易なため前記第１法による多孔質金属で
生じたアルミニウム合金と多孔質金属の外周側での界面
反応が生じなくなり界面の引張強さを向上できる。
以下、本発明を内燃機関用アルミニウム合金ピストンの
生産方法に適用した実施例につき、第１図〜第６図を参
照しながら説明する。
生産方法に適用した実施例につき、第１図〜第６図を参
照しながら説明する。
先ず確性試験のため、ニッケルから成る多孔質金属（住
友電工製、商品名は「セルメット」）で、気孔径が0.4m
m、体積率Ｖｆが6.3％、板厚が５mmの板材を使用し、二
軸のローラ間を通し圧延を行って、板厚がそれぞれ４、
３、および２mm、圧縮率がそれぞれ２０、４０、および
６０％の３種の板材を用意した。
友電工製、商品名は「セルメット」）で、気孔径が0.4m
m、体積率Ｖｆが6.3％、板厚が５mmの板材を使用し、二
軸のローラ間を通し圧延を行って、板厚がそれぞれ４、
３、および２mm、圧縮率がそれぞれ２０、４０、および
６０％の３種の板材を用意した。
次にこれらの板材にクロマイジング処理を施した。すな
わちクロム粉末とアルミナとの混合粉末中に上記板材を
埋め込みかつ密封して、温度を１０８０℃に保ちながら
水素気流中で８時間加熱し、上記板材中にクロムを３０
〜４５％拡散浸透させた。なおこの他に、上記条件でク
ロマイジング処理を２回行い、クロムを５５％まで拡散
浸透させた板材、および上記加熱時間を４時間にしてク
ロムを１０〜４０％拡散浸透させた板材をも用意した。
わちクロム粉末とアルミナとの混合粉末中に上記板材を
埋め込みかつ密封して、温度を１０８０℃に保ちながら
水素気流中で８時間加熱し、上記板材中にクロムを３０
〜４５％拡散浸透させた。なおこの他に、上記条件でク
ロマイジング処理を２回行い、クロムを５５％まで拡散
浸透させた板材、および上記加熱時間を４時間にしてク
ロムを１０〜４０％拡散浸透させた板材をも用意した。
次に上記板材を４００℃に加熱の後金型内にセットし、
温度７６０℃のアルミニウム合金鋳物ＡＣ８Ａの溶湯を
注ぎ込んで８００kg/cm2の加圧下で高圧凝固鋳造を行
い、上記板材を使用するＡＣ８Ａの複合部材を得た。
温度７６０℃のアルミニウム合金鋳物ＡＣ８Ａの溶湯を
注ぎ込んで８００kg/cm2の加圧下で高圧凝固鋳造を行
い、上記板材を使用するＡＣ８Ａの複合部材を得た。
次に上記板材を温度５００℃で４時間溶体化処理を行
い、その後温度２００℃で４時間時効処理（いわゆるＪ
ＩＳに規定するＴ６処理）を行って、第１図に示す試験
片を得た。なお同図で矢印Ｘは、後述する引張試験にお
ける負荷方向、矢印Ｙは、上記多孔質金属の圧縮方向を
それぞれ示す。
い、その後温度２００℃で４時間時効処理（いわゆるＪ
ＩＳに規定するＴ６処理）を行って、第１図に示す試験
片を得た。なお同図で矢印Ｘは、後述する引張試験にお
ける負荷方向、矢印Ｙは、上記多孔質金属の圧縮方向を
それぞれ示す。
次に大越式摩耗試験機を用い、上記板材が４０〜４５％
のクロムを含む試験片の第１図に示すＡＡ′断面につき
摩耗試験を行って、上記板材の圧縮率と比摩耗量との間
の第２図に示すごとき関係を得た。
のクロムを含む試験片の第１図に示すＡＡ′断面につき
摩耗試験を行って、上記板材の圧縮率と比摩耗量との間
の第２図に示すごとき関係を得た。
第２図によれば、板材の圧縮率が０％、すなわち上記板
材が全く圧延されない従来の場合に較べて圧縮率が２０
％の場合でも、上記圧延による比摩耗量の減少は明らか
である。なお上記ＡＡ′面のカラーチェックの結果か
ら、圧縮率が６０％の場合でも複合化の完全性が確認さ
れた。
材が全く圧延されない従来の場合に較べて圧縮率が２０
％の場合でも、上記圧延による比摩耗量の減少は明らか
である。なお上記ＡＡ′面のカラーチェックの結果か
ら、圧縮率が６０％の場合でも複合化の完全性が確認さ
れた。
次に上記板材がクロムを含まない試験片と、上記板材が
クロムを４０％含みかつその圧縮率が３種に変えられた
試験片とについて、第１図に示すＢＢ′断面を危険断面
とする引張試験を行って、上記板圧の圧縮率と引張強さ
との間の第３図に示すごとき関係を得た。
クロムを４０％含みかつその圧縮率が３種に変えられた
試験片とについて、第１図に示すＢＢ′断面を危険断面
とする引張試験を行って、上記板圧の圧縮率と引張強さ
との間の第３図に示すごとき関係を得た。
第３図によれば、圧縮率が０％である場合の試験結果と
の比較から、クロムを含む試験片の引張強さが、クロム
を含まない試験片のそれよりも大であることは明らかで
ある。これはセルメットと、ＡＣ８Ａとの界面における
反応が、クロムの存在により抑制されたものと考える。
なお粒度２００番のステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）粉
末を焼結して得た比重4.5％（気孔率５３％）の多孔質
金属をベースとする試験片につき行った同様の試験の結
果によると、その引張強さは最大で１８kgf／mm2、平均
で１２kgf／mm2であった。したがってこれに較べても、
４０％のクロムを含む上記試験片の引張強さは明らかに
優れている。
の比較から、クロムを含む試験片の引張強さが、クロム
を含まない試験片のそれよりも大であることは明らかで
ある。これはセルメットと、ＡＣ８Ａとの界面における
反応が、クロムの存在により抑制されたものと考える。
なお粒度２００番のステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）粉
末を焼結して得た比重4.5％（気孔率５３％）の多孔質
金属をベースとする試験片につき行った同様の試験の結
果によると、その引張強さは最大で１８kgf／mm2、平均
で１２kgf／mm2であった。したがってこれに較べても、
４０％のクロムを含む上記試験片の引張強さは明らかに
優れている。
ところで特許請求の範囲に記載するように、気孔率が８
５〜９８％である多孔質金属の対の２面を加圧すると、
当初、たとえば第４図（ａ）に示すごとき形状寸法であ
った気孔は、上記対の２面と平行な面では寸法がやや大
になることがあっても、余り変化しない。したがってア
ルミニウム合金の上記多孔質金属への浸透は、上記気孔
率が高いために極めてスムーズに行われる。
５〜９８％である多孔質金属の対の２面を加圧すると、
当初、たとえば第４図（ａ）に示すごとき形状寸法であ
った気孔は、上記対の２面と平行な面では寸法がやや大
になることがあっても、余り変化しない。したがってア
ルミニウム合金の上記多孔質金属への浸透は、上記気孔
率が高いために極めてスムーズに行われる。
一方、たとえば上記多孔質金属の圧延方向（矢印で示
す）に平行で、かつ上記対の２面と直交する面では、第
４図（ｂ）に示すごとく上記気孔は、圧延方向に延びる
と共に、圧縮方向には縮む。したがって恰も多孔質金属
の体積率が増加したような効果が得られるため、耐摩性
は改善される。なお図示のごとく気孔の上記圧縮方向の
長さをａ、圧延方向の長さをｂとすれば、（ｂ／ａ）が
1.2以上となる面を摺接面として使用した場合、耐摩性
の改善効果が顕著である。また上記多孔質金属の圧延方
向に直角で、かつ上記対の２面と直交する面の図示は省
略されたが、この面についても上述したところと同様の
ことが言える。
す）に平行で、かつ上記対の２面と直交する面では、第
４図（ｂ）に示すごとく上記気孔は、圧延方向に延びる
と共に、圧縮方向には縮む。したがって恰も多孔質金属
の体積率が増加したような効果が得られるため、耐摩性
は改善される。なお図示のごとく気孔の上記圧縮方向の
長さをａ、圧延方向の長さをｂとすれば、（ｂ／ａ）が
1.2以上となる面を摺接面として使用した場合、耐摩性
の改善効果が顕著である。また上記多孔質金属の圧延方
向に直角で、かつ上記対の２面と直交する面の図示は省
略されたが、この面についても上述したところと同様の
ことが言える。
次に素材としての上記多孔質金属は、気孔率が８５〜９
８％である必要があるから、前記第２法又は第３法によ
る多孔質金属が適当となる。また多孔質金属としては、
鉄、あるいはニッケルから成るものがよい。これはその
他の金属であると、クロムを含有させて前記界面反応を
抑制すると共に、複合部分の耐摩性を向上させることが
困難となるからである。
８％である必要があるから、前記第２法又は第３法によ
る多孔質金属が適当となる。また多孔質金属としては、
鉄、あるいはニッケルから成るものがよい。これはその
他の金属であると、クロムを含有させて前記界面反応を
抑制すると共に、複合部分の耐摩性を向上させることが
困難となるからである。
次に上記界面反応を抑制するために、拡散浸透させるク
ロムの含有率は１０％以上、好ましくは１５％以上であ
ることが好ましい。また耐摩性は、クロムの含有率が増
すにつれて向上するが、５５％以上含有させてもその効
果は余り向上しない。なお多孔質金属へのクロムの浸透
は、圧延加工後に行い、クロムが含有されることによる
塑性加工性の低下を避けるべきである。
ロムの含有率は１０％以上、好ましくは１５％以上であ
ることが好ましい。また耐摩性は、クロムの含有率が増
すにつれて向上するが、５５％以上含有させてもその効
果は余り向上しない。なお多孔質金属へのクロムの浸透
は、圧延加工後に行い、クロムが含有されることによる
塑性加工性の低下を避けるべきである。
ところで第５図には、体積率が6.3％の多孔質金属を使
用した場合のクロム含有率と耐摩性との関係を示した。
なお試験機は、大越式摩耗試験機を使用した。
用した場合のクロム含有率と耐摩性との関係を示した。
なお試験機は、大越式摩耗試験機を使用した。
第５図によると、クロム含有率が増加するにつれて比摩
耗量が低下している。さらに比摩耗量のばらつきも、ク
ロム含有率の増加につれて低下している。
耗量が低下している。さらに比摩耗量のばらつきも、ク
ロム含有率の増加につれて低下している。
そこでクロム含有率３０％以下の試験片につき、Ｘ線マ
イクロ・アナライザを使用してクロムの分布を調べたと
ころ、多孔質金属の中心部と外周部との間のクロム含有
率のばらつきが、上記比摩耗量のばらつきと順相関の関
係にあることが判明した。また比摩耗量のばらつきを小
さくするためには、クロム含有率を上記中心部で２０％
以上、平均で３０％以上にすることがよいことも明かと
なった。
イクロ・アナライザを使用してクロムの分布を調べたと
ころ、多孔質金属の中心部と外周部との間のクロム含有
率のばらつきが、上記比摩耗量のばらつきと順相関の関
係にあることが判明した。また比摩耗量のばらつきを小
さくするためには、クロム含有率を上記中心部で２０％
以上、平均で３０％以上にすることがよいことも明かと
なった。
最後に内燃機関用アルミニウム合金ピストンのリング溝
に、本発明を適用した実施例を第６図に従って説明す
る。
に、本発明を適用した実施例を第６図に従って説明す
る。
セルメットである多孔質金属１の帯板を用意し、第６図
（ａ）に示すように、ロール５でこの帯板１の対の２面
Ｓを加圧し、圧延したあと、第６図（ｂ）に示すよう
に、上記２面と直交する面ｆの１対が上下面となるよう
にして、この帯板１をリング状に加工、成形する。
（ａ）に示すように、ロール５でこの帯板１の対の２面
Ｓを加圧し、圧延したあと、第６図（ｂ）に示すよう
に、上記２面と直交する面ｆの１対が上下面となるよう
にして、この帯板１をリング状に加工、成形する。
次に上記リング状加工体３本を、第６図（ｃ）に示すご
とく層状に重ねて成形し、クロマイジング処理を施した
後、金型の所定位置にセットしてアルミニウム合金を注
湯し、高圧凝固鋳造を行い、ピストン素材を得る。
とく層状に重ねて成形し、クロマイジング処理を施した
後、金型の所定位置にセットしてアルミニウム合金を注
湯し、高圧凝固鋳造を行い、ピストン素材を得る。
次に機械加工で、第６図（ｄ）に示すようにリング溝４
を上記リング状加工体内に設ければ、図示しないピスト
ンリングと摺接するこのリング溝の上下面ｆ′は、多孔
質金属の対の２面ｓと直交する面となるからピストン溝
４の耐摩性は著しく向上する。
を上記リング状加工体内に設ければ、図示しないピスト
ンリングと摺接するこのリング溝の上下面ｆ′は、多孔
質金属の対の２面ｓと直交する面となるからピストン溝
４の耐摩性は著しく向上する。
以上はピストンのリング溝に本発明を適用した例である
が、アルミニウム合金製ディスクブレーキに本発明を適
用する場合には、上記と同様に処理された第６図（ｃ）
に示す形状と類似のリング状加工体を、上記ｆ面がブレ
ーキシューと摺動し合う面となるようにアルミニウム合
金と複合させればよい。
が、アルミニウム合金製ディスクブレーキに本発明を適
用する場合には、上記と同様に処理された第６図（ｃ）
に示す形状と類似のリング状加工体を、上記ｆ面がブレ
ーキシューと摺動し合う面となるようにアルミニウム合
金と複合させればよい。
本発明は上述のような構成であるから、素材となる多孔
質金属の体積率を余り増加しなくても、複合部の耐摩性
を改善することができ、アルミニウム合金との複合性を
良好に保つことができる。したがって体積率の増加に伴
うコスト増を避けることができる。
質金属の体積率を余り増加しなくても、複合部の耐摩性
を改善することができ、アルミニウム合金との複合性を
良好に保つことができる。したがって体積率の増加に伴
うコスト増を避けることができる。
また本発明によれば、たとえ素材となる多孔質金属の体
積率が低くても、この多孔質金属に異方性を付与するこ
とにより、耐摩性を向上させることができる。したがっ
て複合部分の機械的強度と、耐摩性とを併せて改善する
ことができる。
積率が低くても、この多孔質金属に異方性を付与するこ
とにより、耐摩性を向上させることができる。したがっ
て複合部分の機械的強度と、耐摩性とを併せて改善する
ことができる。
第１図〜第６図は、内燃機関用アルミニウム合金ピスト
ンにこの発明を適用した実施例を示すもので、第１図は
確性試験用試験片の正面図、第２図は多孔質金属の圧縮
率と比摩耗量との関係を示す線図（クロム含有率４０〜
４５％）、第３図は多孔質金属の圧縮率と、引張強さと
の関係を示す線図（パラメータはクロム含有率）、第４
図は多孔質金属内気孔の形状寸法の説明図、第５図は多
孔質金属のクロム含有率と、比摩耗量との関係を示す線
図（圧縮率０％）、第６図はピストン溝の耐摩性改善手
段の説明図である。 なお図面に用いられた符号において、 １……多孔質金属 ２……アルミニウム合金 ３……ピストン ４……リング溝 ｓ……対の面（圧縮の方向に直角な面） ｆ……対の面と直交する面（圧縮の方向に平行な面） ｆ′……上下面（ピストンリングと摺接する面） である。
ンにこの発明を適用した実施例を示すもので、第１図は
確性試験用試験片の正面図、第２図は多孔質金属の圧縮
率と比摩耗量との関係を示す線図（クロム含有率４０〜
４５％）、第３図は多孔質金属の圧縮率と、引張強さと
の関係を示す線図（パラメータはクロム含有率）、第４
図は多孔質金属内気孔の形状寸法の説明図、第５図は多
孔質金属のクロム含有率と、比摩耗量との関係を示す線
図（圧縮率０％）、第６図はピストン溝の耐摩性改善手
段の説明図である。 なお図面に用いられた符号において、 １……多孔質金属 ２……アルミニウム合金 ３……ピストン ４……リング溝 ｓ……対の面（圧縮の方向に直角な面） ｆ……対の面と直交する面（圧縮の方向に平行な面） ｆ′……上下面（ピストンリングと摺接する面） である。
Claims (5)
- 【請求項１】気孔率が８５〜９８％である多孔質金属を
一方向に圧縮する段階と、 この金属にクロムを拡散浸透させてその中心部のクロム
含有率を２０〜５５％にする段階と、 上記処理を施した金属をアルミニウム合金と複合させ
て、このアルミニウム合金の一部を強化する段階とから
成るアルミニウム合金複合部材の生産方法。 - 【請求項２】上記圧縮方向と平行に延びる多孔質金属の
面が含まれる摺接面を上記複合部分に形成する段階を含
む請求項１記載の生産方法。 - 【請求項３】上記多孔質金属は上記圧縮する段階でその
気孔が被圧縮方向に２０％以上圧縮される請求項１記載
の生産方法。 - 【請求項４】上記多孔質金属は鉄またはニッケルから成
る請求項１記載の生産方法。 - 【請求項５】上記アルミニウム合金複合部材は内燃関用
ピストンで、少くともそのトップリング溝は上記複合さ
せた部分に形成され、上記圧縮方向に直交して延びる多
孔質金属の面はピストンの半径方向と直交し、上記圧縮
方向に平行して延びる多孔質金属の面は、ピストンリン
グとの摺接面となる上記リング溝の上下面にそれぞれ含
まれる請求項２記載の生産方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1149220A JPH0645830B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | アルミニウム合金複合部材の生産方法 |
| US07/505,516 US5028493A (en) | 1989-06-12 | 1990-04-06 | Aluminum alloy locally having a composite portion |
| BR909002664A BR9002664A (pt) | 1989-06-12 | 1990-06-05 | Liga de aluminio tendo localmente uma porcao composita |
| EP90306284A EP0403182B1 (en) | 1989-06-12 | 1990-06-08 | Article of aluminium alloy locally having a composite portion |
| DE69016271T DE69016271T2 (de) | 1989-06-12 | 1990-06-08 | Gegenstand mit einem Verbundbereich aus einer Aluminiumlegierung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1149220A JPH0645830B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | アルミニウム合金複合部材の生産方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0313534A JPH0313534A (ja) | 1991-01-22 |
| JPH0645830B2 true JPH0645830B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=15470482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1149220A Expired - Lifetime JPH0645830B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | アルミニウム合金複合部材の生産方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5028493A (ja) |
| EP (1) | EP0403182B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0645830B2 (ja) |
| BR (1) | BR9002664A (ja) |
| DE (1) | DE69016271T2 (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2851354A (en) * | 1954-01-13 | 1958-09-09 | Schwarzkopf Dev Co | Process of forming sintered sheets having copper infiltrated portions |
| GB1519589A (en) * | 1974-09-11 | 1978-08-02 | Brico Eng | Metal articles of aluminium having load-bearing inserts |
| DE3418405A1 (de) * | 1983-05-18 | 1984-11-29 | Mazda Motor Corp., Hiroshima | Verfahren zur herstellung von gussteilen aus aluminiumlegierung und aus einer aluminiumlegierung bestehender kolben |
| US4587177A (en) * | 1985-04-04 | 1986-05-06 | Imperial Clevite Inc. | Cast metal composite article |
| US4987867A (en) * | 1989-11-06 | 1991-01-29 | Izumi Industries, Ltd. | Piston for internal combustion engines |
-
1989
- 1989-06-12 JP JP1149220A patent/JPH0645830B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-04-06 US US07/505,516 patent/US5028493A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-05 BR BR909002664A patent/BR9002664A/pt not_active Application Discontinuation
- 1990-06-08 EP EP90306284A patent/EP0403182B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-08 DE DE69016271T patent/DE69016271T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0403182A3 (en) | 1991-08-14 |
| DE69016271T2 (de) | 1995-05-24 |
| US5028493A (en) | 1991-07-02 |
| EP0403182B1 (en) | 1995-01-25 |
| EP0403182A2 (en) | 1990-12-19 |
| DE69016271D1 (de) | 1995-03-09 |
| BR9002664A (pt) | 1991-08-20 |
| JPH0313534A (ja) | 1991-01-22 |
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