JPS62110860A - 繊維強化複合金属材を用いた円筒形製品および略円筒形状を成す繊維強化複合金属材の製造方法 - Google Patents
繊維強化複合金属材を用いた円筒形製品および略円筒形状を成す繊維強化複合金属材の製造方法Info
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- JPS62110860A JPS62110860A JP24988285A JP24988285A JPS62110860A JP S62110860 A JPS62110860 A JP S62110860A JP 24988285 A JP24988285 A JP 24988285A JP 24988285 A JP24988285 A JP 24988285A JP S62110860 A JPS62110860 A JP S62110860A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は金属・合金とセラミック繊維、炭素繊維ある
いは高強度高融点の異種金Ｎｖｈ維等を複合して成る繊
維強化材を用いた円筒形製品およびその製造方法に関す
る。
いは高強度高融点の異種金Ｎｖｈ維等を複合して成る繊
維強化材を用いた円筒形製品およびその製造方法に関す
る。
（従来技術）
繊維強化材あるいはそれらの成形体に対して各種金属・
合金の溶湯を注湯時あるいは注湯後に高圧下において凝
固させる高圧鋳造法が採用されており、この高圧鋳造法
によって複合物性の優れた製品が量産されて内燃機関用
のピストン、コンロッド等に実用化されている。
合金の溶湯を注湯時あるいは注湯後に高圧下において凝
固させる高圧鋳造法が採用されており、この高圧鋳造法
によって複合物性の優れた製品が量産されて内燃機関用
のピストン、コンロッド等に実用化されている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、高圧鋳造法には以下のごとき問題点がある。
すなわち、製品の製造にあたっては大型のプレス機械を
使用しなければならないため繊維強化材を使用しない場
合における金型重力鋳造法等に比較して著しく設備費が
嵩み、溶湯から高圧のかかる金型の製作は精度的にも高
度の技術を要し、製品形状によっては著しくコスト高と
なる場合がある。また、放熱条件も悪く、凝固に時間が
かかる。
使用しなければならないため繊維強化材を使用しない場
合における金型重力鋳造法等に比較して著しく設備費が
嵩み、溶湯から高圧のかかる金型の製作は精度的にも高
度の技術を要し、製品形状によっては著しくコスト高と
なる場合がある。また、放熱条件も悪く、凝固に時間が
かかる。
そこで、本発明は斯かる問題点を解決するもので、従来
機械をそのまま採用しながら優れた耐熱性強度を有する
繊維強化複合材を用いて成る円筒形製品および略円筒形
状を成す繊維強化複合金属材の製造方法を提供するにあ
る。
機械をそのまま採用しながら優れた耐熱性強度を有する
繊維強化複合材を用いて成る円筒形製品および略円筒形
状を成す繊維強化複合金属材の製造方法を提供するにあ
る。
（問題点を解決するための手段）
本発明に係る円筒形製品およびその製造方法は、以上の
問題点を解決するため次の構成を備えてなる。
問題点を解決するため次の構成を備えてなる。
円筒形製品の外形に対応する内部形状を有する回転金型
１０の内周面に略円筒形状に畏敬された繊維強化材１２
の外周面を密着状態にあらかじめ装着し、繊維強化材１
２の装着後に回転金型１０を遠心鋳造機１４によって回
転させ、該繊維強化材１２の内周面から溶湯金属１６を
取鍋１８等から注湯し、注湯された溶湯金属に加わる遠
心力によって繊維強化材１２内部にまで溶湯を強力に含
浸し、含浸状態において溶湯を凝固させ、凝固済みの繊
維強化複合金属材をそのまま、あるいは短寸に切断し、
さらには切断したものを鋳ぐるみする等の後加工をする
ことによって円筒形状のシリンダ、ピストン等あるいは
リング形状としたピストンリング等としたことを特徴と
する繊維強化複合材を用いた円筒形製品。および円筒形
製品の外形に対応する内部形状を有する回転金型１０の
内周面に略円筒形状に成形された繊維強化材１２の外周
を、密着状態に装着し、繊維強化材１２装着済みの回転
金型１０を遠心鋳造機によって回転させ、該繊維強化材
１２の内周面から溶湯金属１６を注湯し、注湯された溶
湯金属に回転金型１０を介して加えられる回転力が強大
な遠心力を生じるため、この遠心力によって繊維強化材
１２内部まで完全に溶湯を強力に含浸することができ、
この含浸状態において溶湯を凝固させることを特徴とす
る略円筒形状を成す繊維強化複合金属材の製造方法。
１０の内周面に略円筒形状に畏敬された繊維強化材１２
の外周面を密着状態にあらかじめ装着し、繊維強化材１
２の装着後に回転金型１０を遠心鋳造機１４によって回
転させ、該繊維強化材１２の内周面から溶湯金属１６を
取鍋１８等から注湯し、注湯された溶湯金属に加わる遠
心力によって繊維強化材１２内部にまで溶湯を強力に含
浸し、含浸状態において溶湯を凝固させ、凝固済みの繊
維強化複合金属材をそのまま、あるいは短寸に切断し、
さらには切断したものを鋳ぐるみする等の後加工をする
ことによって円筒形状のシリンダ、ピストン等あるいは
リング形状としたピストンリング等としたことを特徴と
する繊維強化複合材を用いた円筒形製品。および円筒形
製品の外形に対応する内部形状を有する回転金型１０の
内周面に略円筒形状に成形された繊維強化材１２の外周
を、密着状態に装着し、繊維強化材１２装着済みの回転
金型１０を遠心鋳造機によって回転させ、該繊維強化材
１２の内周面から溶湯金属１６を注湯し、注湯された溶
湯金属に回転金型１０を介して加えられる回転力が強大
な遠心力を生じるため、この遠心力によって繊維強化材
１２内部まで完全に溶湯を強力に含浸することができ、
この含浸状態において溶湯を凝固させることを特徴とす
る略円筒形状を成す繊維強化複合金属材の製造方法。
（作用）
繊維強化材１２の内部にまで完全に溶湯金属が充満して
巣のできない状態下において、又巣ができそうになって
もそれをつぶす方向の力が加わってすぐ溶湯が巣の内部
に入るため、強固な製品ができあがり、高圧大型プレス
機械などの高価な機械を使用するのと同等あるいはそれ
以上の遠心力を加えることができるため、極めて優れた
製品となる。
巣のできない状態下において、又巣ができそうになって
もそれをつぶす方向の力が加わってすぐ溶湯が巣の内部
に入るため、強固な製品ができあがり、高圧大型プレス
機械などの高価な機械を使用するのと同等あるいはそれ
以上の遠心力を加えることができるため、極めて優れた
製品となる。
（実施例）
以下には本発明を具体化した好適な実施例を拳げ、図面
を参照して詳述する。
を参照して詳述する。
第１図において示す竪型の遠心鋳造機１４縦断面におい
て、上部に回転金型１０、中途部に回転金型１０を支え
る回転軸２０、さらには回転軸２０を支持する軸受２２
と回転軸２０を駆動するブーＩＪ２４、プーリ２６付の
駆動モータ２８と機台３０によって竪型の遠心鋳造機１
４が構成されている。
て、上部に回転金型１０、中途部に回転金型１０を支え
る回転軸２０、さらには回転軸２０を支持する軸受２２
と回転軸２０を駆動するブーＩＪ２４、プーリ２６付の
駆動モータ２８と機台３０によって竪型の遠心鋳造機１
４が構成されている。
回転金型１０は上部から、中央に孔部３２を透設した円
板状の上蓋金型３４、円筒形金型３６、下板金型３８か
ら成り、下板金型３８は回転金型１０をその上端部にお
いて支持し、回転させる垂直な回転軸２０の上部を拡径
した拡径部によって一体に構成されている。
板状の上蓋金型３４、円筒形金型３６、下板金型３８か
ら成り、下板金型３８は回転金型１０をその上端部にお
いて支持し、回転させる垂直な回転軸２０の上部を拡径
した拡径部によって一体に構成されている。
回転金型１０についてさらに詳細に説明すると、回転金
型１０の中央となる円筒形金型３６は完全な円筒形状で
ある必要はなく、製品の取出しを容易とするため内面を
テーパ形状とすることができる（第２図、第３図参照）
。
型１０の中央となる円筒形金型３６は完全な円筒形状で
ある必要はなく、製品の取出しを容易とするため内面を
テーパ形状とすることができる（第２図、第３図参照）
。
また、円筒形金型３６を密着した２重構造とすることが
できる（第４図〜第７図参照）。この円筒形金型３６は
回転外金型４０と回転内金型４２とから成り、回転外金
型４０の内面形状をテーパ形状とし、回転内金型４２外
周面は該テーパ形状と合致するテーパ形状を成し、縦方
向に２分割あるいは３分割等とした構造とする。この方
式によるときは、回転内金型４２の内面が完全な円筒形
製品に対応するテーパ無しの形状であっても鋳造後に、
鋳物を取り出すにあたって、鋳物と一緒に回転内金型４
２を回転外金型４０からテーパ形状部で分離し、その後
、２分割うる回転内金型４２を分解して鋳物を取り出せ
る。鋳物の外周面に抜き取りのためテーパ形状部分を設
ける必要が無いため取代等の無駄を少な（できる。さら
にまた、鋳物外周に複雑な鋳出し形状とすることができ
る。
できる（第４図〜第７図参照）。この円筒形金型３６は
回転外金型４０と回転内金型４２とから成り、回転外金
型４０の内面形状をテーパ形状とし、回転内金型４２外
周面は該テーパ形状と合致するテーパ形状を成し、縦方
向に２分割あるいは３分割等とした構造とする。この方
式によるときは、回転内金型４２の内面が完全な円筒形
製品に対応するテーパ無しの形状であっても鋳造後に、
鋳物を取り出すにあたって、鋳物と一緒に回転内金型４
２を回転外金型４０からテーパ形状部で分離し、その後
、２分割うる回転内金型４２を分解して鋳物を取り出せ
る。鋳物の外周面に抜き取りのためテーパ形状部分を設
ける必要が無いため取代等の無駄を少な（できる。さら
にまた、鋳物外周に複雑な鋳出し形状とすることができ
る。
金型内面には鋳造物の離型性を良好としたり凝固速度を
低下させる目的で離型剤４４を塗る。
低下させる目的で離型剤４４を塗る。
ポルト４６で組み上げられた回転金型１０内面に円筒状
の繊維強化材１２を装着しておき、繊維強化材１２を回
転金型１０と一体に回転させ、その状態で上蓋金型３４
中央の孔部３２からアルミニウム合金等の溶湯金属１６
を取鍋１８から注湯する。注湯された溶湯は回転金型１
０及び繊維強化材１２の内周面から回転力を得て回転し
、同時に強大な遠心力を得て繊維強化材１２の内周面か
ら溶湯を含浸させることができる。この状態で溶湯を凝
固させ、繊維強化複合金属材とし凝固後は回転金型の回
転を止めて回転金型を分解し、製品を取り出す。
の繊維強化材１２を装着しておき、繊維強化材１２を回
転金型１０と一体に回転させ、その状態で上蓋金型３４
中央の孔部３２からアルミニウム合金等の溶湯金属１６
を取鍋１８から注湯する。注湯された溶湯は回転金型１
０及び繊維強化材１２の内周面から回転力を得て回転し
、同時に強大な遠心力を得て繊維強化材１２の内周面か
ら溶湯を含浸させることができる。この状態で溶湯を凝
固させ、繊維強化複合金属材とし凝固後は回転金型の回
転を止めて回転金型を分解し、製品を取り出す。
（発明の効果）
本発明に係る繊維強化複合金属材およびその製造方法は
、溶湯の遠心力を利用し、繊維強化材に溶湯金属を含浸
させ複合させることを特徴とするため、特別な大型プレ
ス機械を必要とせず容易に繊維強化複合金属材を製造す
ることができ、小型から大型の鋳造品をすみやかに製作
できるうえ異物混入の欠陥の少ない製品ができる。横型
遠心鋳造法でも同じ結果を得ることができる。
、溶湯の遠心力を利用し、繊維強化材に溶湯金属を含浸
させ複合させることを特徴とするため、特別な大型プレ
ス機械を必要とせず容易に繊維強化複合金属材を製造す
ることができ、小型から大型の鋳造品をすみやかに製作
できるうえ異物混入の欠陥の少ない製品ができる。横型
遠心鋳造法でも同じ結果を得ることができる。
本発明に係る繊維強化複合金属材は円筒状の製品の製造
に適し、アルミニウム合金等をマトリックスによって強
化し内燃機関用のシリンダライチア、ピストン、ピスト
ンリング等の素材として使用することができる。繊維強
化材の方向性、太さを組み合わせることによって軽量で
優れた耐摩耗性と抗張力、耐熱性のある製品を得ること
ができ、高速往復回転する回転体の慣性を著しく低下さ
せて高速化、低燃費化を達成することができる。さらに
また、繊維強化複合金属材をリング状に切断し切削加工
した製品を内燃機関用軽合金ピストンリングルランド部
に通常の重力鋳造によって鋳ぐるむことができ、簡単に
耐摩環入りピストンとすることができる。
に適し、アルミニウム合金等をマトリックスによって強
化し内燃機関用のシリンダライチア、ピストン、ピスト
ンリング等の素材として使用することができる。繊維強
化材の方向性、太さを組み合わせることによって軽量で
優れた耐摩耗性と抗張力、耐熱性のある製品を得ること
ができ、高速往復回転する回転体の慣性を著しく低下さ
せて高速化、低燃費化を達成することができる。さらに
また、繊維強化複合金属材をリング状に切断し切削加工
した製品を内燃機関用軽合金ピストンリングルランド部
に通常の重力鋳造によって鋳ぐるむことができ、簡単に
耐摩環入りピストンとすることができる。
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが
、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。
、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。
第１図は遠心鋳造機正面縦断面図である。第２図、第３
図は回転金型の正面縦断面図、平面図、第４図、第５図
は回転金型の正面縦断面図、平面図、第６図、第７図は
回転内金型の正面図、平面図である。 １０・・・回転金型、 １２・・・繊維強化材、１４
・・・遠心鋳造機、 １６・・・溶湯金属、１８・・
・取鍋、 ２０・・・回転軸、２２・・・軸受、 ２４
．２６・・・プーリ、２８・・・駆動モータ、 ３０・
・・機台、３２・・・孔部、 ３４・・・上蓋金型、３
６・・・円筒形金型、 ３８・・・下板金型、４０・・
・回転外金型、 ４２・・・回転内金型、４４・・・離
型剤、 ４６・・・ボルト。
図は回転金型の正面縦断面図、平面図、第４図、第５図
は回転金型の正面縦断面図、平面図、第６図、第７図は
回転内金型の正面図、平面図である。 １０・・・回転金型、 １２・・・繊維強化材、１４
・・・遠心鋳造機、 １６・・・溶湯金属、１８・・
・取鍋、 ２０・・・回転軸、２２・・・軸受、 ２４
．２６・・・プーリ、２８・・・駆動モータ、 ３０・
・・機台、３２・・・孔部、 ３４・・・上蓋金型、３
６・・・円筒形金型、 ３８・・・下板金型、４０・・
・回転外金型、 ４２・・・回転内金型、４４・・・離
型剤、 ４６・・・ボルト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、円筒形製品の外形に対応する内部形状を有する回転
金型の内周面に略円筒形状に成形された繊維強化材の外
周面を密着状態に装着し、繊維強化材装着済みの回転金
型を遠心鋳造機によって回転させ該繊維強化材の内周面
から溶湯金属を注湯し、注湯された溶湯金属に加わる遠
心力によって繊維強化材内部にまで溶湯を強力に含浸し
、含浸状態において溶湯を凝固させ、凝固済みの繊維強
化複合材をそのまま、あるいは切断し、さらには切断し
たものを鋳ぐるみ等の後加工をすることによって、円筒
形状のシリンダ、ピストン等あるいはリング形状のピス
トンリング等としたことを特徴とする繊維強化複合材を
用いた円筒形製品。 ２、円筒形製品の外形に対応する内部形状を有す回転金
型の内周面に略円筒形状に成形された繊維強化材の外周
面を密着する状態に装着し、繊維強化材装着済みの回転
金型を遠心鋳造機によって回転させ、該繊維強化材の内
周面から溶湯金属を注湯し、注湯された溶湯金属に加わ
る遠心力によって繊維強化材内部にまで溶湯を強力に含
浸し含浸状態において溶湯を凝固させることを特徴とす
る略円筒形状を成す繊維強化複合金属材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24988285A JPS62110860A (ja) | 1985-11-07 | 1985-11-07 | 繊維強化複合金属材を用いた円筒形製品および略円筒形状を成す繊維強化複合金属材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24988285A JPS62110860A (ja) | 1985-11-07 | 1985-11-07 | 繊維強化複合金属材を用いた円筒形製品および略円筒形状を成す繊維強化複合金属材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62110860A true JPS62110860A (ja) | 1987-05-21 |
Family
ID=17199604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24988285A Pending JPS62110860A (ja) | 1985-11-07 | 1985-11-07 | 繊維強化複合金属材を用いた円筒形製品および略円筒形状を成す繊維強化複合金属材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62110860A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111872356A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-03 | 上海大学 | 一种碳纤维增强的磁制冷功能合金复合材料制备装置与制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52129627A (en) * | 1976-04-24 | 1977-10-31 | Tohoku Daigaku Kinzoku Zairyo | Production method for hollow sphere of silicone carbide fiber compound metal |
-
1985
- 1985-11-07 JP JP24988285A patent/JPS62110860A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52129627A (en) * | 1976-04-24 | 1977-10-31 | Tohoku Daigaku Kinzoku Zairyo | Production method for hollow sphere of silicone carbide fiber compound metal |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111872356A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-03 | 上海大学 | 一种碳纤维增强的磁制冷功能合金复合材料制备装置与制备方法 |
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