JPS5829565A - 小型シリンダライナ製造方法 - Google Patents

小型シリンダライナ製造方法

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JPS5829565A
JPS5829565A JP12613381A JP12613381A JPS5829565A JP S5829565 A JPS5829565 A JP S5829565A JP 12613381 A JP12613381 A JP 12613381A JP 12613381 A JP12613381 A JP 12613381A JP S5829565 A JPS5829565 A JP S5829565A
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JP
Japan
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core
mold
cylinder liner
molten metal
die
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JP12613381A
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JPS5952019B2 (ja
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Kunihiko Kano
狩野 邦彦
Kanji Matsuki
松木 幹治
Kazunobu Yamazaki
一信 山崎
Shigeru Mizusawa
繁 水沢
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Morikawa Sangyo KK
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Morikawa Sangyo KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D25/00Special casting characterised by the nature of the product
    • B22D25/02Special casting characterised by the nature of the product by its peculiarity of shape; of works of art

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は小型シリンダライナのfJl iQ方法に関
し、一層詳細には、v1放しによってバーライl−1i
ftの小型エンジン用シリンダライナを得ることのでき
る小型シリンダライナ製造方法に関する。
外径に金型を使用して大形シリンダライナなどのvj物
を製造する方法は広く知られている。この外径金型は金
型ライフを増加させる目的で高価な合金鋼を使用して作
製し、さらに危険時1に、精度向上および金型ライフ向
上を目的として金型肉厚を厚くしている。このため金型
温度が繰返しサイクル中に過度に上昇する結果となり、
これを冷J、1′]するために水冷を行なうなどの条件
が加えられて使用されており約ワ000ショッ1−稈度
の→ノイクルを達成することができる。
しかしながら小型シリンダライナの場合には夕1径金型
と溶湯との接触面から肉厚の金IX+!に急速f、T熱
伝導が行なわれ、急冷を起こしてvI物に曲の角部等に
チルが発生し、後加工が不可fi1となる。\/、v1
放ジノ急’l’fv+物L7)J、(11uKIImt
ハテントライh カ’l成し易いためフェライト地とな
り、このフェライト生成によってピストンリングとのい
わゆる相性、バランスが崩れ、摩耗を助長させる。この
ためチルが問題とならないようなマンホールの蓋、水道
管の継手などについては13Mし状態のままの鋳物使用
が行なわれている。また、鋳放し扱にチル化したシリン
ダライナをさらに熱処理してパーライト化することも行
なわれてはいるが、熱処理コス1〜、工数の点で不利と
なる。
このため、一層急冷を起こし易すい薄型の小型シリンダ
ライナvJaには外径金型が使用されることは蕪<、砂
型芯体中子および外径砂型を使用して鋳造するか遠心&
!J造法が使用されている。この場合において外径砂型
、砂型芯体中子とも1回ごとに崩壊させなければならず
、生産性が低くトータルコス1へも上昇する。また遠心
ν1造も肉薄の鋳物は肉厚が不均一と成り易く作り難い
ほか、小径シリンダライナを製造しようとすると一層超
高速回転によらなければ十分な均一性は得られないなど
装置」二の問題がある。
このように外径金型使用による!+i告は砂型等と異な
り連続的に多数回繰返してのνJ aが可能であるとい
う特徴を有するが、従来の外径金型ではとうしても急冷
が行なわれ、このためJj W L/ 鋳物にパーライ
ト地を生成させることができない。
外径金型の肉厚を一層薄くすることは金型ライフの問題
のみならず寸法精度面についてもさらに悪影響があると
考えられていたため外径金型使用によって薄く、シかも
小型のシリンダライナを、鋳放し状態においてパーライ
トJluの高級νf鉄て、金型ライフ、寸法精度を満足
させながら?IIることかできるということは考えられ
てもいなかったのである。
そこで本発明者等は従来不可前祝されてきた外径金型使
用による小型シリンダライナ鋳造法を研究し、各f[「
の条件を変化させて外径金型使用の可能な条件およびそ
の範囲を探求した結東、ある特定の条件および範囲内に
おいてのみ全砂型鋳造と同等かそれ以上の、すなわらシ
iM、シ状fルにおいてバーライ1へ地であり、しかも
砂型(すJ用よりもシ県鉛(3) が微細化された小型シリンダライナを得ることができた
すなわちこれまでの外径金型は金型ライフや溶湯に当る
面の強度および乱暴な取扱いにも耐えられるように製品
肉厚の5倍以上の肉厚を有する外径金型が使用されてお
り、さらに金型ライフを延長する目的で水冷を行って熱
蓄積を避けるのが技術的常識となっており、砂型芯体中
子と外径金型肉厚についての条件を検討した例はかつて
見られなかったのであるが本発明者等はこの砂型芯体中
子に対する外径金型肉厚を広範囲に変化させる実験によ
ってこれまでの外径金型とは全く異なり外径金型の肉厚
を小型シリンダライナの肉厚と略同等、すなわち小型シ
リンダライナ肉厚の夕0〜/30%程度の範囲とし砂型
芯体中子と組合せて使用することによって溶湯の急冷を
防止することができ、予定するパーライト地のvJ放し
鋳物を得ることができたのである。
すなわち本発明の目的は、砂型芯体中子および外径金型
を使用し、外径金型の肉厚を路小型シリ(4) ンダライナ肉厚と同程度とすることによりvJ放し状態
でパーライト地を発生させることを特徴とする小型シリ
ンダライナ製造方法を提供するにある。
以下本発明の実施例につき図面を参照して詳細に説明す
る。
小型エンジン用のシリンダライナ10と同等の肉厚を有
する枠体から成る外径金型12を作製し、この外径金型
12の温度を/30−300°Cに予熱して保持する。
次に砂型芯体中子14を外径金型12中夫にセットし、
一般に使用されている生型用の溶湯を外径金型12と砂
型芯体中子14間に注湯する。この鋳型内に注湯された
溶湯は外径金型12および砂型芯体中子14に凝固熱を
放出して凝固が開始する。しかして砂型芯体中子14に
接する溶湯は砂型芯体中子が何する断熱性によって熱放
出が非常に遅くなり、このため溶湯の−(了する熱の大
部分は熱伝導の優れた外径金型に流れ、これに伴って予
め予熱されていた外径金型12か急速に温度上昇する。
この温度上昇によって溶湯の急冷が防11二され溶湯汁
入終了後j〜10秒経過1ノだ時点で夕1径金型12を
開いて凝固したシリンダライナを砂型芯体中子と共に取
り出す。再び新たな砂型芯体中子を挿入して外径金型を
閉じてから注湯する→ノーイクルを繰り返すことができ
る。外径金型温度はこの場合において約400°Cに上
昇している。溶湯の急冷が防止されるために急冷によっ
てチルが発生する恐れも缶<、地がフェライト化するこ
となしにνj ′ML/の状態の組織においてもパーラ
イト地がほば100%発生する。
なお、外径金型12の肉厚を更に簿くして種々実験した
結果によると、冷却がより遅くなるためより生’52 
WJ Rに近ずいた組織が得られるのであるが、外径金
型の熱変形が起こり易く、金型ライフが短くなるためこ
の点における技術的限界がある。
このため/l)型エンジン用のシリンダライナ肉厚の5
0%以下の肉厚となる外径金型の使用は実用的には行な
い難い。また、薄肉の外径金型を断熱財でバックアップ
することは、急冷防止には役立つのであるが外径金型に
熱蓄積が起き、短時間で使用不可能となる。一方外径金
型の肉厚を厚くすることによって金型ライフや外型金型
の熱変形を防止することができるのであるが従来と同様
にフェライト地を何する鋳放し鋳物となり、さらにはチ
ルまでが発生するに到るため小型シリンダライナ肉厚の
100%以」二の肉厚をイアする外径金型については実
用性が低い。
なおここにおいて小型エンジン用シリンダライナとは総
排気m、2000ccクラスのガソリンエンジンあるい
は3000ccクラスのディーゼルエンジンを塔載した
乗用車、バイク、自動2輪車等に使用されるエンジンの
シリンダライナのことを意味しており、例えば直径左0
〜/30mm、高さSO〜2!;Omm、肉厚が5−1
 mm程度が主であって製品部分の肉厚についての上下
限の範囲は2〜/Smmであった。下限は主に均一性の
問題で湯まわりが不適当となるためであり、千成はフェ
ライト化するためである。
外径金型の肉厚変化による小型エンジン用シリンダライ
ナの金属組織の変化について第2図に示す実験装置を用
いて行った実験例につき、図面に(7) おいて (A>’ C02H型 (II) : 17物製品部分。肉厚6m/+n(t)
(C);外径金型 (D):金型肉厚3m/rn (E):金型肉厚6m/m (F):金型肉厚9m/m (G):金型肉厚18m1m 金型温度2 !; 0 ’C 溶湯成分 C二3.25% S1= 2−796轟In
=QJ、%  P =0.3% 3%ビクラルエッチ である。
シリンダライナ肉厚の50〜750%の範囲であるD部
、F、部、F部は鋳放しでパーライト地となっているが
外径金型歯厚がシリンダライナ肉厚の300%となって
いるG部についてはフェライト地を生じておりシリンダ
ライナとしては不適当である。
(8) 他の従来方法を用いて製造した小型エンジン用シリンダ
ライナと本発明の方法を使用して製造した小型エンジン
用シリンダライナの組織についての比較を第4図A1B
、Cについて行なう。
A:従来から使用されてきた砂型芯体中子および外型砂
型によって得られるシリンダライナB:小型エンジン用
シリンダライナ肉厚の5倍の肉厚を有する外径金型およ
び砂型芯体中子を使用して得られるシリンダライナ C:この発朗に係る肉薄の外径金型および砂型芯体中子
を使用して得られるシリンダライナ。ここで使用された
外径金型は極めて安価な鋳鉄製であり、3000サイク
ル程度の繰返し使用が可能であった。
それぞれのmmを検討してみるとAの砂型のみを使用し
て得られたシリンダライナのjljlはパーライトであ
るがその結晶の粒径が大となる。また、黒鉛が太い片拭
に成長しているなど黒鉛の分子+7が劣っていることが
分かる。すなわち耐摩凡作を向」ニさせるうえでjlb
にフで−ライ1〜および黒鉛がIIIかく均一に分散し
て析出していることが望ましいのであるが、砂型vT 
Mにおいては冷却が遅すぎてバーライ1へおよび黒鉛が
成長しすぎている。Bの肉厚外径金型使用によるシリン
ダライナの組織は黒鉛形試が細かな片状で分布が均一な
点は擾れているのであるが、フエライ1〜地であるため
柔かすぎ、耐摩耗性の上から従来型のピストンリングと
のいわゆる相性が悪い。
Cに示したこの発明に係る薄肉外径金型を使用してなる
シリンダライナのi、uaは黒鉛が細かく平均に析出し
、しかも耐摩耗性の高いパーライト地のみであって黒鉛
形4にも砂型使用よりも細かく、平均した析出状態とな
っているため耐摩耗性を決定する2つの条件が満されて
いる。なお400倍拡大写真において白くアメーバ−状
に見えるのはリン共品組職であってフェライトではない
このように本発明による小型エンジン用シリンダライナ
の製造方法は仝砂型使用および外型金型使用の長所を両
立させている点が極めて顕著であるほか、この方法を実
施するために使用される外径金型も鋳鉄などの極めて安
価なしかもlX、Flいt’f 41を使用することが
でき、注湯に用いる溶湯の&Il成も特殊な組成による
こと1.X < 11M通一般に使用されている生型用
の溶湯をそのまま便用することができるなど顛易な方法
によって高級!fJT鉄製の小型エンジン用シリンダラ
イナを71することかできるという顕著な動床をグする
なお本出願中において砂型芯体中子とは断熱性の高い無
機月利製の芯体中子、例えばコンクリ−1へ型等を含む
のであるが、前述のごとく外径金型表面に断熱拐石によ
るバックアップを行なうことは好ましくない。これは本
発明の方法が夕1径金型の熱伝導性と熱容量、外径金型
表面の熱伝導外言いかえれば断熱性、および溶潟の熱容
量、 A、3の、、 エフ(の間のバランスによって成
り立ち、急γhを”5Jj II・しているからであっ
て、バックアップするときは1専い外径金型に熱蓄積が
起こりかえって夕)径金型に熱変形を起こして寸法精度
面ての問題がでてくるからである。
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説(11) 明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
く、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し
得るのはもちろんのことである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は鋳型の断面図、
第2図は鋳型の縦断面図、第3図(r))、(E)、(
F)、(G)はそれ−E’%h%、(E)、(F)、(
G)部鋳物製品部分の組織写真、第4図(A) 、(A
’)、(ロ)、(TI’)、(C)、(C′)はそれぞ
れ全砂型鋳造金属組織、従来の肉厚外径金型鋳造金属組
織、木兄10・・・・シリンダライす、 12・・・・
外径金型。 14・・・・砂型芯体中子。 332 (] 2) 第1図 第2図 第3図 (D) 第3図 (F) 第4図 第4図 第4図 C 手続補正書 昭和57年 2月251」 5ル゛′ 特許庁長官島田奇病 殿l〆パ♂、1゛1、事件の表示 昭和 閏年 特許 願第] 26+ 33  υ3、補
正をする者 事件との関係 特許出願人 4、代理人 6、 補正により増加する発明の数 。 7、補正の対象 明細書及び図面 8、補正の内容 1)明細書第13頁第8行目〜第12行目「第4図(A
)、・・・・写真である。」を削除し、次の文意を挿入
する。 「第4図Aは全砂型鋳造金属組織の100倍拡大顕微鏡
写真、aはその400倍拡大顕微鏡写真、第4図Bは従
来の肉厚外径金型鋳造金属組織の100倍拡大顕微鏡写
真、bはその400倍拡大顕微鏡写真、第4図Eは本発
明方法によるvJ造金金属組織100倍拡大顕微鏡写真
、eはその400倍拡大顕微鏡写真である。」2)図面
は第4図を別紙のごとく補正する。 8 補正の内容 別紙の通り 第4図 第4図 B 第4図 [

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、砂型芯体中子および外径金型を使用し、外径金型の
    肉厚を略小型シリンダライナ肉厚と同程度とすることに
    より鋳放し状態てパーライト地を発生させることを特徴
    とする小型シリンダライナ製造方法。 2、小型シリンダライナ肉厚が2〜/3mmである特許
    請求の範囲第1項記載の小型シリンダライナ製造方法。 3、外径金型の肉厚が小型シリンダライナ丙厚の50〜
    130%の範囲となる特許請求の範囲第1項又は第2項
    記載の小型シリンダライナ製造方法。 4、シリンダボア中子に砂型芯体中子を使用してなる特
    許請求の範囲第1項記載の小型シリンダライナ製造方法
JP12613381A 1981-08-12 1981-08-12 小型シリンダライナ製造方法 Expired JPS5952019B2 (ja)

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