JPH0788645A - アルミニウム合金製部材およびその製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金製部材およびその製造方法Info
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- JPH0788645A JPH0788645A JP23807993A JP23807993A JPH0788645A JP H0788645 A JPH0788645 A JP H0788645A JP 23807993 A JP23807993 A JP 23807993A JP 23807993 A JP23807993 A JP 23807993A JP H0788645 A JPH0788645 A JP H0788645A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バルブブリッジ部にＡl−Ｃu系合金を肉盛り
溶接することにより高強度層を形成して、母材との接合
性を改善するとともに、熱疲労性の向上を図る。 【構成】 アルミニウム合金製の母材(例えば、シリン
ダヘッド１)における熱応力集中部(例えば、バルブブリ
ッジ部４)の表面に、前記母材よりも固相線の高いＡl−
Ｃu系合金を肉盛り接合してなる高強度層５を形成する
ようにしている。
溶接することにより高強度層を形成して、母材との接合
性を改善するとともに、熱疲労性の向上を図る。 【構成】 アルミニウム合金製の母材(例えば、シリン
ダヘッド１)における熱応力集中部(例えば、バルブブリ
ッジ部４)の表面に、前記母材よりも固相線の高いＡl−
Ｃu系合金を肉盛り接合してなる高強度層５を形成する
ようにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、アルミニウム合金製
部材およびその製造方法に関するものである。
部材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車用エンジンのシリンダヘッドとし
ては、熱伝導性や軽量性さらに造形性などの点からアル
ミニウム合金鋳物が用いられる。
ては、熱伝導性や軽量性さらに造形性などの点からアル
ミニウム合金鋳物が用いられる。
【０００３】ところで、エンジンの高過給化に伴い、シ
リンダヘッドへの熱負荷が増大してきており、その信頼
性・耐久性の確保が重要な課題になってきている。とり
わけ熱負荷の厳しい高過給型ディーゼルエンジンでは、
シリンダヘッドのバルブブリッジ部(換言すれば、吸気
孔と排気孔との間の弁間部)の熱疲労割れが顕在化しつ
つあり、有効な対策が望まれている。
リンダヘッドへの熱負荷が増大してきており、その信頼
性・耐久性の確保が重要な課題になってきている。とり
わけ熱負荷の厳しい高過給型ディーゼルエンジンでは、
シリンダヘッドのバルブブリッジ部(換言すれば、吸気
孔と排気孔との間の弁間部)の熱疲労割れが顕在化しつ
つあり、有効な対策が望まれている。
【０００４】前記バルブブリッジ部は、シリンダヘッド
の各部位の中でも、次のような理由により大きな熱応力
(熱膨張差による応力)が繰り返し作用する。
の各部位の中でも、次のような理由により大きな熱応力
(熱膨張差による応力)が繰り返し作用する。
【０００５】(１) 運転中の到達温度が最も高いこと。
【０００６】(２) 運転・停止に伴い、急熱・急冷が繰
り返されること。
り返されること。
【０００７】(３) バルブシートで拘束されているこ
と。
と。
【０００８】(４) 形状的に応力集中し易いこと。
【０００９】上記のような熱応力の繰り返しがあると、
熱疲労が生じ易くなって、最悪の場合には貫通割れに至
る。
熱疲労が生じ易くなって、最悪の場合には貫通割れに至
る。
【００１０】上記熱疲労寿命を改善する手法としては、
レーザやＴＩＧアークなどの高密度エネルギーによるリ
メルト処理(即ち、再溶融処理)が良く知られている。こ
のリメルト処理は、高密度エネルギーによりバルブブリ
ッジ部表層を急速溶融・凝固させ、金属組織を微細化す
ることで疲労強度や特性を改善する方法であり、一部で
実施されている。
レーザやＴＩＧアークなどの高密度エネルギーによるリ
メルト処理(即ち、再溶融処理)が良く知られている。こ
のリメルト処理は、高密度エネルギーによりバルブブリ
ッジ部表層を急速溶融・凝固させ、金属組織を微細化す
ることで疲労強度や特性を改善する方法であり、一部で
実施されている。
【００１１】この方法によれば、従来の製造工程にリメ
ルト工程を追加するだけで熱疲労寿命をある程度改善で
きるが、微細組織の層(即ち、改質層)が２〜３mm程度と
浅いため、割れが改質層を越えて進展すると、急速に拡
大するところから、疲労寿命の向上が必ずしも十分とは
言えない。そのため、改質層をさらに深くする試みがな
されているが、深くリメルトするほど凝固速度が低下
し、金属組織の微細化が不十分となることや気泡発生等
の欠陥が生じ易くなり、疲労寿命のさらなる改善には限
界がある。
ルト工程を追加するだけで熱疲労寿命をある程度改善で
きるが、微細組織の層(即ち、改質層)が２〜３mm程度と
浅いため、割れが改質層を越えて進展すると、急速に拡
大するところから、疲労寿命の向上が必ずしも十分とは
言えない。そのため、改質層をさらに深くする試みがな
されているが、深くリメルトするほど凝固速度が低下
し、金属組織の微細化が不十分となることや気泡発生等
の欠陥が生じ易くなり、疲労寿命のさらなる改善には限
界がある。
【００１２】また、バルブブリッジ部における疲労寿命
を改善する方法として、バルブブリッジ部に対してシリ
ンダヘッドの母材より熱伝導率の高い材料(例えば、
銅、銅合金、銀、金等)からなる溶射層を形成すること
により、バルブブリッジ部における熱の速やかな拡散を
図るようにしたものも提案されている(例えば、特開昭
６１ー２４２５４４号公報参照)。
を改善する方法として、バルブブリッジ部に対してシリ
ンダヘッドの母材より熱伝導率の高い材料(例えば、
銅、銅合金、銀、金等)からなる溶射層を形成すること
により、バルブブリッジ部における熱の速やかな拡散を
図るようにしたものも提案されている(例えば、特開昭
６１ー２４２５４４号公報参照)。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公知例
における溶射層の場合、シリンダヘッドの母材を構成す
るアルミニウム合金に対して異種金属である銅、銅合金
等を溶射して形成されるものであるから、両者の境界層
における接合強度が十分に得られない場合が生ずるとと
もに、両者の熱膨張率に差異が存するため、境界層にお
ける剥離が問題となるおそれがある。
における溶射層の場合、シリンダヘッドの母材を構成す
るアルミニウム合金に対して異種金属である銅、銅合金
等を溶射して形成されるものであるから、両者の境界層
における接合強度が十分に得られない場合が生ずるとと
もに、両者の熱膨張率に差異が存するため、境界層にお
ける剥離が問題となるおそれがある。
【００１４】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、バルブブリッジ部にＡl−Ｃu系合金を肉盛り溶接
することにより高強度層を形成して、母材との接合性を
改善するとともに、熱疲労性の向上を図ることを目的と
するものである。
ので、バルブブリッジ部にＡl−Ｃu系合金を肉盛り溶接
することにより高強度層を形成して、母材との接合性を
改善するとともに、熱疲労性の向上を図ることを目的と
するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記課題を解決するための手段として、アルミニウム合金
製の母材における熱応力集中部の表面に、前記母材より
も固相線の高いＡl−Ｃu系合金を肉盛り接合してなる高
強度層を形成するようにしている。
記課題を解決するための手段として、アルミニウム合金
製の母材における熱応力集中部の表面に、前記母材より
も固相線の高いＡl−Ｃu系合金を肉盛り接合してなる高
強度層を形成するようにしている。
【００１６】請求項２の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、前記請求項１記載のアルミニウム合
金製部材において、前記高強度層を構成するＡl−Ｃu系
合金を、２．０〜７．０重量％のＣuと、Ｖ、Ｚr、Ｎi
のうちの少なくとも一種とを含有するものとしている。
ための手段として、前記請求項１記載のアルミニウム合
金製部材において、前記高強度層を構成するＡl−Ｃu系
合金を、２．０〜７．０重量％のＣuと、Ｖ、Ｚr、Ｎi
のうちの少なくとも一種とを含有するものとしている。
【００１７】請求項３の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、前記請求項１あるいは２記載のアル
ミニウム合金製部材において、前記母材をシリンダヘッ
ドを構成するものとするとともに、前記熱応力集中部を
バルブブリッジ部となしている。
ための手段として、前記請求項１あるいは２記載のアル
ミニウム合金製部材において、前記母材をシリンダヘッ
ドを構成するものとするとともに、前記熱応力集中部を
バルブブリッジ部となしている。
【００１８】請求項４の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、アルミニウム合金製の母材における
熱応力集中部の表面に、前記母材よりも固相線の高いＡ
l−Ｃu系合金を肉盛り溶接し、その後前記母材に対して
熱処理を行って前記熱応力集中部に高強度層を形成する
ようにしている。
ための手段として、アルミニウム合金製の母材における
熱応力集中部の表面に、前記母材よりも固相線の高いＡ
l−Ｃu系合金を肉盛り溶接し、その後前記母材に対して
熱処理を行って前記熱応力集中部に高強度層を形成する
ようにしている。
【００１９】請求項５の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、前記請求項４記載のアルミニウム合
金製部材の製造方法において、前記高強度層を構成する
Ａl−Ｃu系合金を、２．０〜７．０重量％のＣuと、
Ｖ、Ｚr、Ｎiのうちの少なくとも一種とを含有するもの
としている。
ための手段として、前記請求項４記載のアルミニウム合
金製部材の製造方法において、前記高強度層を構成する
Ａl−Ｃu系合金を、２．０〜７．０重量％のＣuと、
Ｖ、Ｚr、Ｎiのうちの少なくとも一種とを含有するもの
としている。
【００２０】請求項６の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、前記請求項４あるいは５記載のアル
ミニウム合金製部材の製造方法において、前記母材をシ
リンダヘッドを構成するものとするとともに、前記熱応
力集中部をバルブブリッジ部となしている。
ための手段として、前記請求項４あるいは５記載のアル
ミニウム合金製部材の製造方法において、前記母材をシ
リンダヘッドを構成するものとするとともに、前記熱応
力集中部をバルブブリッジ部となしている。
【００２１】
【作用】請求項１、３、４あるいは６の発明では、上記
手段によって次のような作用が得られる。
手段によって次のような作用が得られる。
【００２２】即ち、アルミニウム合金製の母材(例え
ば、シリンダヘッド)における応力集中部(例えば、バル
ブブリッジ部)の表面に形成された高強度層は、母材(例
えば、シリンダヘッド)と同種金属であって母材(例え
ば、シリンダヘッド)より固相線の高いＡl−Ｃu系合金
を肉盛り溶接したものとされているため、深部まで金属
組織が微細化されたものとなるとともに、両者の接合強
度も十分得られることとなる。
ば、シリンダヘッド)における応力集中部(例えば、バル
ブブリッジ部)の表面に形成された高強度層は、母材(例
えば、シリンダヘッド)と同種金属であって母材(例え
ば、シリンダヘッド)より固相線の高いＡl−Ｃu系合金
を肉盛り溶接したものとされているため、深部まで金属
組織が微細化されたものとなるとともに、両者の接合強
度も十分得られることとなる。
【００２３】請求項２あるいは５の発明では、上記手段
によって次のような作用が得られる。
によって次のような作用が得られる。
【００２４】即ち、Ｖ、Ｚr、Ｎiは、微量添加すること
で高温でも安定な化合物を形成し、高温での強度特性を
改善する物質なので、これを高強度層を構成するＡl−
Ｃu系合金中に含有せしめることによって、高温でより
一層の高強度化が図れる。なお、母材を構成するアルミ
ニウム合金におけるＣuの含有量を２．０〜７．０重量
％としたのは、２．０重量％以下の含有量では肉盛り性
が悪化し溶接割れなどの欠陥を発生し易いことと、含有
量が７．０重量％を越えると、強度が飽和するとともに
粗大な化合物が晶出して熱疲労強度に悪影響を及ぼすこ
ととを考慮したためである。
で高温でも安定な化合物を形成し、高温での強度特性を
改善する物質なので、これを高強度層を構成するＡl−
Ｃu系合金中に含有せしめることによって、高温でより
一層の高強度化が図れる。なお、母材を構成するアルミ
ニウム合金におけるＣuの含有量を２．０〜７．０重量
％としたのは、２．０重量％以下の含有量では肉盛り性
が悪化し溶接割れなどの欠陥を発生し易いことと、含有
量が７．０重量％を越えると、強度が飽和するとともに
粗大な化合物が晶出して熱疲労強度に悪影響を及ぼすこ
ととを考慮したためである。
【００２５】
【発明の効果】請求項１、３、４あるいは６の発明によ
れば、アルミニウム合金製の母材(例えば、シリンダヘ
ッド)における応力集中部(例えば、バルブブリッジ部)
の表面に、母材(例えば、シリンダヘッド)と同種金属で
あって母材(例えば、シリンダヘッド)より固相線の高い
Ａl−Ｃu系合金を肉盛り溶接してなる高強度層を形成す
るようにしたので、従来用いられたリメルト処理に比べ
て深部まで金属組織が微細化されたものとなるととも
に、母材に対する接合強度も十分得られることとなり、
熱疲労性の向上を図ることができるとともに、結合強度
が高く維持でき、剥離等に対する耐久性も向上するとい
う優れた効果がある。
れば、アルミニウム合金製の母材(例えば、シリンダヘ
ッド)における応力集中部(例えば、バルブブリッジ部)
の表面に、母材(例えば、シリンダヘッド)と同種金属で
あって母材(例えば、シリンダヘッド)より固相線の高い
Ａl−Ｃu系合金を肉盛り溶接してなる高強度層を形成す
るようにしたので、従来用いられたリメルト処理に比べ
て深部まで金属組織が微細化されたものとなるととも
に、母材に対する接合強度も十分得られることとなり、
熱疲労性の向上を図ることができるとともに、結合強度
が高く維持でき、剥離等に対する耐久性も向上するとい
う優れた効果がある。
【００２６】請求項２あるいは５の発明によれば、Ｖ、
Ｚr、Ｎiのうちの少なくとも一種を高強度層を構成する
Ａl−Ｃu系合金中に含有せしめるようにしたので、Ｖ、
Ｚr、Ｎiが保有する高温での強度向上性により、高温で
の高強度化がより一層図れるという優れた効果がある。
Ｚr、Ｎiのうちの少なくとも一種を高強度層を構成する
Ａl−Ｃu系合金中に含有せしめるようにしたので、Ｖ、
Ｚr、Ｎiが保有する高温での強度向上性により、高温で
の高強度化がより一層図れるという優れた効果がある。
【００２７】
【実施例】以下、本願発明を実施例および比較例により
さらに詳細に説明する。
さらに詳細に説明する。
【００２８】以下の実施例においては、図１および図２
に示すように、アルミニウム合金製部材により構成され
たシリンダヘッド１における熱応力集中部であるバルブ
ブリッジ部４(即ち、吸気孔２と排気孔３との間)に母材
であるアルミニウム合金より固相線の高い(換言すれ
ば、凝固点の高い)Ａl−Ｃu系合金を肉盛り溶接して高
強度層５を形成した場合を例としている。符号６は吸気
孔２のバルブシート、７は排気孔３のバルブシート、８
は冷却水通路である。
に示すように、アルミニウム合金製部材により構成され
たシリンダヘッド１における熱応力集中部であるバルブ
ブリッジ部４(即ち、吸気孔２と排気孔３との間)に母材
であるアルミニウム合金より固相線の高い(換言すれ
ば、凝固点の高い)Ａl−Ｃu系合金を肉盛り溶接して高
強度層５を形成した場合を例としている。符号６は吸気
孔２のバルブシート、７は排気孔３のバルブシート、８
は冷却水通路である。
【００２９】上記高強度層５の形成について具体的に説
明すると、まず、図３(イ)に示すように、前記バルブブ
リッジ部４に鋳造時あるいは鋳造後の機械加工により凹
部９を形成しておき、図３(ロ)に示すように、該凹部９
に対してＴＩＧ溶接によりＡl−Ｃu系合金を肉盛り溶接
して肉盛部５′を形成した後、母材(即ち、シリンダヘ
ッド１)に対して熱処理(即ち、焼入れ、焼戻し)を施
す。その後、図３(ハ)に示すように、該肉盛部５′にお
ける盛り上がり部分をカットしてバルブブリッジ部４に
高強度層５を形成する。
明すると、まず、図３(イ)に示すように、前記バルブブ
リッジ部４に鋳造時あるいは鋳造後の機械加工により凹
部９を形成しておき、図３(ロ)に示すように、該凹部９
に対してＴＩＧ溶接によりＡl−Ｃu系合金を肉盛り溶接
して肉盛部５′を形成した後、母材(即ち、シリンダヘ
ッド１)に対して熱処理(即ち、焼入れ、焼戻し)を施
す。その後、図３(ハ)に示すように、該肉盛部５′にお
ける盛り上がり部分をカットしてバルブブリッジ部４に
高強度層５を形成する。
【００３０】次に、実施例および比較例において用いら
れる母材および肉盛材の組成および固相線〜液相線(℃)
を表１に示す。
れる母材および肉盛材の組成および固相線〜液相線(℃)
を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】実施例１ 本実施例は、請求項１〜６の発明に対応するものであ
る。
る。
【００３３】シリンダヘッド１を構成する母材として表
１においてＮＯ１の組成を有するアルミニウム合金を用
い、肉盛材として表１においてＮＯ１の組成を有するＡ
l−Ｃu系合金を用いる。この時の熱処理条件は、５３０
℃×４h→水焼入れ→１８０℃×６hであった。
１においてＮＯ１の組成を有するアルミニウム合金を用
い、肉盛材として表１においてＮＯ１の組成を有するＡ
l−Ｃu系合金を用いる。この時の熱処理条件は、５３０
℃×４h→水焼入れ→１８０℃×６hであった。
【００３４】上記のようにして得られたシリンダヘッド
１のバルブブリッジ部４に形成された高強度層５は、従
来用いられたリメルト処理に比べて深部まで金属組織が
微細化されたものとなるとともに、母材に対する接合強
度も十分得られることとなり、熱疲労性の向上を図るこ
とができるとともに、結合強度が高く維持でき、剥離等
に対する耐久性も向上したものとなる。しかも、本実施
例の場合、高強度層５を形成するＡl−Ｃu系合金に０．
１重量％のＶと０．１５重量％のＺrとを含有させてい
るため、これらの物質が保有する高温での強度向上性に
より、高温での高強度化がより一層図れる。
１のバルブブリッジ部４に形成された高強度層５は、従
来用いられたリメルト処理に比べて深部まで金属組織が
微細化されたものとなるとともに、母材に対する接合強
度も十分得られることとなり、熱疲労性の向上を図るこ
とができるとともに、結合強度が高く維持でき、剥離等
に対する耐久性も向上したものとなる。しかも、本実施
例の場合、高強度層５を形成するＡl−Ｃu系合金に０．
１重量％のＶと０．１５重量％のＺrとを含有させてい
るため、これらの物質が保有する高温での強度向上性に
より、高温での高強度化がより一層図れる。
【００３５】実施例２ 本実施例は、請求項１〜６の発明に対応するものであ
る。
る。
【００３６】シリンダヘッド１を構成する母材として表
１においてＮＯ１の組成を有するアルミニウム合金を用
い、肉盛材として表１においてＮＯ２の組成を有するＡ
l−Ｃu系合金を用いる。この時の熱処理条件は、５３０
℃×４h→水焼入れ→１８０℃×６hであった。
１においてＮＯ１の組成を有するアルミニウム合金を用
い、肉盛材として表１においてＮＯ２の組成を有するＡ
l−Ｃu系合金を用いる。この時の熱処理条件は、５３０
℃×４h→水焼入れ→１８０℃×６hであった。
【００３７】この場合、高強度層５を形成するＡl−Ｃu
系合金に１．０重量％のＮiを含有させている点が実施
例１と異なるだけで、実施例１と同等の作用効果が得ら
れる。
系合金に１．０重量％のＮiを含有させている点が実施
例１と異なるだけで、実施例１と同等の作用効果が得ら
れる。
【００３８】実施例３ 本実施例は、請求項１、３、４および６の発明に対応す
るものである。
るものである。
【００３９】シリンダヘッド１を構成する母材として表
１においてＮＯ１の組成を有するアルミニウム合金を用
い、肉盛材として表１においてＮＯ３の組成を有するＡ
l−Ｃu系合金を用いる。この時の熱処理条件は、５３０
℃×４h→水焼入れ→１８０℃×６hであった。
１においてＮＯ１の組成を有するアルミニウム合金を用
い、肉盛材として表１においてＮＯ３の組成を有するＡ
l−Ｃu系合金を用いる。この時の熱処理条件は、５３０
℃×４h→水焼入れ→１８０℃×６hであった。
【００４０】この場合、高強度層５を形成するＡl−Ｃu
系合金にＶ、Ｚr、Ｎiが含有されていない点が実施例１
および２と異なっているが、高強度層５における金属組
織の微細化、母材との結合性等は実施例１および２と同
等である。
系合金にＶ、Ｚr、Ｎiが含有されていない点が実施例１
および２と異なっているが、高強度層５における金属組
織の微細化、母材との結合性等は実施例１および２と同
等である。
【００４１】ついで、上記各実施例の効果を確認するた
めに、比較例１〜３とともに熱疲労試験を実施した。
めに、比較例１〜３とともに熱疲労試験を実施した。
【００４２】該熱疲労試験に用いるテストピース１１と
しては、図４に示すように、表１におけるＮＯ１および
ＮＯ２の組成を有する母材からなる縦７０mm、横１５０
mm、厚さ１５mmの直方体(低圧鋳造した鋳塊から採取)に
４mmの間隔をあけて一対の孔１２,１２を形成し、孔１
２,１２間を模擬バルブブリッジ部１３としたものを用
意した。このテストピース１１に対して上記実施例１〜
３と同様な手法により模擬バルブブリッジ部１３に肉盛
り溶接したものと後述する比較例１〜３とを、図５に示
す試験装置を用いて熱疲労試験を実施した。
しては、図４に示すように、表１におけるＮＯ１および
ＮＯ２の組成を有する母材からなる縦７０mm、横１５０
mm、厚さ１５mmの直方体(低圧鋳造した鋳塊から採取)に
４mmの間隔をあけて一対の孔１２,１２を形成し、孔１
２,１２間を模擬バルブブリッジ部１３としたものを用
意した。このテストピース１１に対して上記実施例１〜
３と同様な手法により模擬バルブブリッジ部１３に肉盛
り溶接したものと後述する比較例１〜３とを、図５に示
す試験装置を用いて熱疲労試験を実施した。
【００４３】前記試験装置は、前記テストピース１１を
外周に取り付た回転体１４と、テストピース１１を加熱
する酸素ープロパンバーナー１５と、テストピース１１
を冷却する冷却水Ｗを収容した冷却水槽１６と、該冷却
水槽１６へ冷却水Ｗを補給する冷却水タンク１７とから
なっており、テストピース１１に対して酸素ープロパン
バーナー１５による加熱と冷却水Ｗによる冷却とを繰り
返し、クラックが模擬バルブブリッジ部１３においてつ
ながった時のサイクル数で熱疲労強度を表すこととして
いる。
外周に取り付た回転体１４と、テストピース１１を加熱
する酸素ープロパンバーナー１５と、テストピース１１
を冷却する冷却水Ｗを収容した冷却水槽１６と、該冷却
水槽１６へ冷却水Ｗを補給する冷却水タンク１７とから
なっており、テストピース１１に対して酸素ープロパン
バーナー１５による加熱と冷却水Ｗによる冷却とを繰り
返し、クラックが模擬バルブブリッジ部１３においてつ
ながった時のサイクル数で熱疲労強度を表すこととして
いる。
【００４４】比較例１は表１におけるＮＯ１母材を用い
た無加工のもの、比較例２は表１におけるＮＯ２母材を
用いた無加工のもの、比較例３は表１におけるＮＯ２母
材を用い、模擬バルブブリッジ部１３に対してリメルト
処理した後熱処理を行ったものとした。リメルト処理後
の熱処理条件は、５００℃×４h→水焼入れ→１８０℃
×６hであった。
た無加工のもの、比較例２は表１におけるＮＯ２母材を
用いた無加工のもの、比較例３は表１におけるＮＯ２母
材を用い、模擬バルブブリッジ部１３に対してリメルト
処理した後熱処理を行ったものとした。リメルト処理後
の熱処理条件は、５００℃×４h→水焼入れ→１８０℃
×６hであった。
【００４５】なお、実施例１〜３における高強度層５の
厚さおよび比較例３における改質層の厚さは約３mmとし
た。
厚さおよび比較例３における改質層の厚さは約３mmとし
た。
【００４６】上記試験結果は、表２に示す通りであっ
た。
た。
【００４７】
【表２】
【００４８】上記試験結果によれば、実施例１〜３のも
が、比較例１〜３のものに比べてすべての最高到達温度
において熱疲労強度が優れていることが分かる。特に実
施例１,２のものが優れている。
が、比較例１〜３のものに比べてすべての最高到達温度
において熱疲労強度が優れていることが分かる。特に実
施例１,２のものが優れている。
【図１】本願発明の実施例であるシリンダヘッドの平面
図である。
図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】本願発明の実施例における肉盛り溶接の手順を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図４】熱疲労試験に用いるテストピースの平面図であ
る。
る。
【図５】熱疲労試験に用いる試験装置の概略側面図であ
る。
る。
１シリンダヘッド、２は吸気孔、３は排気孔、４はバル
ブブリッジ部、５は高強度層。
ブブリッジ部、５は高強度層。
Claims (6)
- 【請求項１】 アルミニウム合金製の母材における熱応
力集中部の表面に、前記母材よりも固相線の高いＡl−
Ｃu系合金を肉盛り接合してなる高強度層を形成したこ
とを特徴とするアルミニウム合金製部材。 - 【請求項２】 前記高強度層を構成するＡl−Ｃu系合金
は、２．０〜７．０重量％のＣuと、Ｖ、Ｚr、Ｎiのう
ちの少なくとも一種とを含有するものとされていること
を特徴とする前記請求項１記載のアルミニウム合金製部
材。 - 【請求項３】 前記母材がシリンダヘッドを構成してお
り、前記熱応力集中部がバルブブリッジ部とされている
ことを特徴とする前記請求項１あるいは２記載のアルミ
ニウム合金製部材。 - 【請求項４】 アルミニウム合金製の母材における熱応
力集中部の表面に、前記母材よりも固相線の高いＡl−
Ｃu系合金を肉盛り溶接し、その後前記母材に対して熱
処理を行って前記熱応力集中部に高強度層を形成するよ
うにしたことを特徴とするアルミニウム合金製部材の製
造方法。 - 【請求項５】 前記高強度層を構成するＡl−Ｃu系合金
は、２．０〜７．０重量％のＣuと、Ｖ、Ｚr、Ｎiのう
ちの少なくとも一種とを含有するものとされていること
を特徴とする前記請求項４記載のアルミニウム合金製部
材の製造方法。 - 【請求項６】 前記母材がシリンダヘッドを構成してお
り、前記熱応力集中部がバルブブリッジ部とされている
ことを特徴とする前記請求項４あるいは５記載のアルミ
ニウム合金製部材の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23807993A JPH0788645A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | アルミニウム合金製部材およびその製造方法 |
| DE19944433891 DE4433891A1 (de) | 1993-09-24 | 1994-09-22 | Aluminiumlegierungsteil und Verfahren zur Herstellung desselben |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23807993A JPH0788645A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | アルミニウム合金製部材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0788645A true JPH0788645A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=17024849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23807993A Pending JPH0788645A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | アルミニウム合金製部材およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0788645A (ja) |
| DE (1) | DE4433891A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998010109A1 (fr) * | 1996-09-03 | 1998-03-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Alliage, alliage d'aluminium et element d'alliage d'aluminium ayant une excellente resistance a la fatigue thermique |
| CN112846668A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-28 | 瑞安市顺星汽摩配件有限公司 | 一种高强度压铸铝合金及其制造方法 |
| CN117469047A (zh) * | 2023-12-28 | 2024-01-30 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种缸盖、其设计方法、燃烧室和点燃式内燃机 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1624156B1 (de) * | 2004-08-04 | 2015-09-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas- oder Dampfturbine mit einer beanspruchungsresistenten Komponente |
| NO20065767L (no) * | 2006-12-13 | 2008-06-16 | Hydro Aluminium As | Aluminium stopelegering, metode for fremstilling, samt stopt del for forbrenningsmotor. |
| SI24630A (sl) * | 2014-02-28 | 2015-08-31 | Rc Simit, D.O.O. | Postopek priprave zlitine na osnovi aluminija, zlasti za litje visoko obremenjenih tenkostenskih avtomobilskih delov |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP23807993A patent/JPH0788645A/ja active Pending
-
1994
- 1994-09-22 DE DE19944433891 patent/DE4433891A1/de not_active Ceased
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998010109A1 (fr) * | 1996-09-03 | 1998-03-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Alliage, alliage d'aluminium et element d'alliage d'aluminium ayant une excellente resistance a la fatigue thermique |
| CN112846668A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-28 | 瑞安市顺星汽摩配件有限公司 | 一种高强度压铸铝合金及其制造方法 |
| CN117469047A (zh) * | 2023-12-28 | 2024-01-30 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种缸盖、其设计方法、燃烧室和点燃式内燃机 |
| CN117469047B (zh) * | 2023-12-28 | 2024-03-19 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种缸盖、其设计方法、燃烧室和点燃式内燃机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4433891A1 (de) | 1995-03-30 |
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