JPS63149343A - セラミツクス分散強化軽合金製シリンダ−およびその製造法 - Google Patents
セラミツクス分散強化軽合金製シリンダ−およびその製造法Info
- Publication number
- JPS63149343A JPS63149343A JP61293484A JP29348486A JPS63149343A JP S63149343 A JPS63149343 A JP S63149343A JP 61293484 A JP61293484 A JP 61293484A JP 29348486 A JP29348486 A JP 29348486A JP S63149343 A JPS63149343 A JP S63149343A
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- Japan
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- light alloy
- cylinder
- aluminum alloy
- silicon carbide
- particles
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (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】
「発明の目的」
本発明は、セラミックス分散強化軽合金製シリンダー及
びその製造法゛に係り、自動車や二輪車などの内燃機関
やその他の汎用内燃機関に用いられるシリンダーとして
軽量で、しかも耐摩耗性に優れた製品を提供し、又その
好ましい製造法を得ようとするものである。
びその製造法゛に係り、自動車や二輪車などの内燃機関
やその他の汎用内燃機関に用いられるシリンダーとして
軽量で、しかも耐摩耗性に優れた製品を提供し、又その
好ましい製造法を得ようとするものである。
産業上の利用分野
自動車や二輪車などの内燃機関やその他の汎用内燃機関
に用いられるシリンダー及びその製造技術。
に用いられるシリンダー及びその製造技術。
従来の技術
自動車や二輪車などの内燃機関におけるシリンダー・と
じて、特にその内面を構成する材料としては耐摩耗性な
どの見地から、例えばＦＣ２４などの鋳鉄材が採用され
ている。
じて、特にその内面を構成する材料としては耐摩耗性な
どの見地から、例えばＦＣ２４などの鋳鉄材が採用され
ている。
又斯うしたシリンダーを軽量化して省エネルギー目的を
達するためにシリンダーブロックをアルミニウム合金製
とし、その内側にライナーとして前記鋳鉄材を層着する
ことが行われている。
達するためにシリンダーブロックをアルミニウム合金製
とし、その内側にライナーとして前記鋳鉄材を層着する
ことが行われている。
発明が解決しようとする問題点
上記のような鋳鉄製によるものは重量が大であって好ま
しいものとなし得ない。
しいものとなし得ない。
又それなりに軽量化を図るべく、アルミニウム合金製ブ
ロックに上記したような鋳鉄製ライナーを用いたものに
おいてもその軽量化を充分に図り得ないことは明かであ
り、しかも両部材間における熱膨張係数の差によって接
合界面に空隙を発生し易く、それによって摺動ライナー
面の冷却が不充分となってピストンとの間で焼き付きを
発生し易いものとなるなどの問題点を有している。
ロックに上記したような鋳鉄製ライナーを用いたものに
おいてもその軽量化を充分に図り得ないことは明かであ
り、しかも両部材間における熱膨張係数の差によって接
合界面に空隙を発生し易く、それによって摺動ライナー
面の冷却が不充分となってピストンとの間で焼き付きを
発生し易いものとなるなどの問題点を有している。
「発明の構成」
問題点を解決するための手段
アルミニウム合金中にアルミナ繊維、アルミナ粒子、炭
化珪素ウィスカー及び炭化珪素粒子の何れか１種以上を
１〜１０ｗｔ％分散含有させた軽合金複合体により成形
されたことを特徴とするセラミックス分散強化軽合金製
シリンダー、およびアルミニウム合金中にアルミナ繊維
、アルミナ粒子、炭化珪素ウィスカー及び炭化珪素粒子
の何れか１種以上を１〜１０ｗｔ％分散含有させ、該軽
合金複合体溶湯を湯口部における速度３５ ｍ ／ ｓ
ｅｃ以上でダイカスト鋳造することを特徴とするセラミ
ックス分散強化軽合金製シリンダーの製造法である。
化珪素ウィスカー及び炭化珪素粒子の何れか１種以上を
１〜１０ｗｔ％分散含有させた軽合金複合体により成形
されたことを特徴とするセラミックス分散強化軽合金製
シリンダー、およびアルミニウム合金中にアルミナ繊維
、アルミナ粒子、炭化珪素ウィスカー及び炭化珪素粒子
の何れか１種以上を１〜１０ｗｔ％分散含有させ、該軽
合金複合体溶湯を湯口部における速度３５ ｍ ／ ｓ
ｅｃ以上でダイカスト鋳造することを特徴とするセラミ
ックス分散強化軽合金製シリンダーの製造法である。
作用
アルミニウム合金中にＩｎｔ％以上のアルミナ繊維など
を分散含有させることによって耐摩耗性を向上し、また
前記アルミナ繊維などを１０ｗｔ％以下とすることによ
りダイカスト鋳造を適切に得しめて有利に成形せしめる
。このようにアルミニウム合金を主体とすることにより
軽量性を確保し、しかもアルミニウム合金製ンリンダー
ブロソクにライナーとして層着させたときの熱膨張係数
差を小とし且つ熱伝導性を高くする。
を分散含有させることによって耐摩耗性を向上し、また
前記アルミナ繊維などを１０ｗｔ％以下とすることによ
りダイカスト鋳造を適切に得しめて有利に成形せしめる
。このようにアルミニウム合金を主体とすることにより
軽量性を確保し、しかもアルミニウム合金製ンリンダー
ブロソクにライナーとして層着させたときの熱膨張係数
差を小とし且つ熱伝導性を高くする。
前記鋳造時の湯口部における溶湯速度を３５ｍ／ｓｅｃ
以上、好ましくは５Ｑｍ／ｓｅｃ以上としてダイカスト
鋳造することによりセラミックス繊維や粒子の好ましい
均等分散状態を形成し、的確に均質な特性分布を有する
製品を鋳造せしめる。
以上、好ましくは５Ｑｍ／ｓｅｃ以上としてダイカスト
鋳造することによりセラミックス繊維や粒子の好ましい
均等分散状態を形成し、的確に均質な特性分布を有する
製品を鋳造せしめる。
実施例
上記したような本発明について更に説明するならば、本
発明者等は、前述したような従来技術の問題点に鑑み鋭
意検討を重ねた結果、シリンダーの材質としてアルミニ
ウム合金の複合材を用いることにより、摺動面における
耐焼き付き性や耐摩耗性に優れ、摺動損失が小さく、し
かも軽量化を図ることに成功した。
発明者等は、前述したような従来技術の問題点に鑑み鋭
意検討を重ねた結果、シリンダーの材質としてアルミニ
ウム合金の複合材を用いることにより、摺動面における
耐焼き付き性や耐摩耗性に優れ、摺動損失が小さく、し
かも軽量化を図ることに成功した。
本発明に用いるアルミニウム合金としては特に限定する
ものではないが、その好ましい例としてはＪＩＳ Ｈ
２２１２またはＪＩＳ Ｈ２１１８に規定されるよう
なダイカスト用アルミニウム合金、またはその他のダイ
カスト可能なアルミニウム合金である。
ものではないが、その好ましい例としてはＪＩＳ Ｈ
２２１２またはＪＩＳ Ｈ２１１８に規定されるよう
なダイカスト用アルミニウム合金、またはその他のダイ
カスト可能なアルミニウム合金である。
また含有されるセラミックス繊維としては、太さが２〜
２０μｍで長さが１０〜２００μｍのアルミナ（シリカ
）繊維、太さが０６５〜２μｍで長さが５〜１００μｍ
の炭化珪素のウィスカーである。粒子としては、粒径が
０．１〜５０μｍのアルミナ、または炭化珪素の粒子で
ある。このようなセラミックス繊維または粒子の含有量
としては１〜１０ｗｔ％であって、この範囲であればダ
イカスト法により極めて良好な繊維の分散性が得られる
が、１ｗｔ％未満では繊維または粒子による補強効果が
十分でなく、一方１０ｗｔ％を超えると繊維または粒子
含有アルミニウム合金またはマグネシウム合金溶湯の流
動性が極端に低下し、ダイカスト鋳造が困難となる。
２０μｍで長さが１０〜２００μｍのアルミナ（シリカ
）繊維、太さが０６５〜２μｍで長さが５〜１００μｍ
の炭化珪素のウィスカーである。粒子としては、粒径が
０．１〜５０μｍのアルミナ、または炭化珪素の粒子で
ある。このようなセラミックス繊維または粒子の含有量
としては１〜１０ｗｔ％であって、この範囲であればダ
イカスト法により極めて良好な繊維の分散性が得られる
が、１ｗｔ％未満では繊維または粒子による補強効果が
十分でなく、一方１０ｗｔ％を超えると繊維または粒子
含有アルミニウム合金またはマグネシウム合金溶湯の流
動性が極端に低下し、ダイカスト鋳造が困難となる。
上記したような軽合金複合体を用いるシリンダーの製造
は適宜の方法で実施しうるが、好ましい方法としては前
記アルミニウム合金またはマグネシウム合金にセラミッ
クス繊維または粒子を複合させた１次複合体の小塊を形
成し、該小塊を別に準備されたアルミニウム合金または
マグネシウム合金溶融体に分散させたものをキャビティ
ーに流動注入しダイカスト鋳造するもので、このダイカ
スト鋳造における湯口部での溶融体速度を３５ｍ／ｓｅ
ｃ以上、好ましくは５０ ｍ ／ ｓｅｃ以上とするこ
とが適切である。その上限としてはこのようなりＦダイ
キャストとして１５０ｍ／ｓｅｃ程度である、即ちこれ
は、湯口部でのこのような融体速度が３５ｍ／ｓｅｃ未
満であると、溶融体中で凝集体状に浮遊存在するセラミ
ックス繊維が十分に解砕されず、従ってマトリックス中
に繊維が均一に分散した鋳造体を得ることが困難となる
。
は適宜の方法で実施しうるが、好ましい方法としては前
記アルミニウム合金またはマグネシウム合金にセラミッ
クス繊維または粒子を複合させた１次複合体の小塊を形
成し、該小塊を別に準備されたアルミニウム合金または
マグネシウム合金溶融体に分散させたものをキャビティ
ーに流動注入しダイカスト鋳造するもので、このダイカ
スト鋳造における湯口部での溶融体速度を３５ｍ／ｓｅ
ｃ以上、好ましくは５０ ｍ ／ ｓｅｃ以上とするこ
とが適切である。その上限としてはこのようなりＦダイ
キャストとして１５０ｍ／ｓｅｃ程度である、即ちこれ
は、湯口部でのこのような融体速度が３５ｍ／ｓｅｃ未
満であると、溶融体中で凝集体状に浮遊存在するセラミ
ックス繊維が十分に解砕されず、従ってマトリックス中
に繊維が均一に分散した鋳造体を得ることが困難となる
。
本発明によるものは上記したような軽合金複合体によっ
てシリンダーの全体を鋳造してよいことは勿論であが、
必要に応じて上記軽合金複合体でライナーを形成し、こ
のようなライナーを低圧鋳造、金型鋳造またはグイキャ
スト鋳造の如きでアルミニウム合金またはマグネシウム
合金製シリンダーブロックに内装してシリンダーとして
よい。
てシリンダーの全体を鋳造してよいことは勿論であが、
必要に応じて上記軽合金複合体でライナーを形成し、こ
のようなライナーを低圧鋳造、金型鋳造またはグイキャ
スト鋳造の如きでアルミニウム合金またはマグネシウム
合金製シリンダーブロックに内装してシリンダーとして
よい。
即ちこのＢ様は第１図に示す如くであって、前記軽合金
複合体によるライナー１がアルミニウム合金製シリンダ
ーブロック２の内面に層着された状態として組込み、ラ
イナー１の内面と頂部に形成された鍔部３の端面を研削
して仕上げる。円筒状をなした筒状部およびその端部に
一体として形成された鍔部３の厚みは一般的に１〜５
ａｘ前後の範囲内で選ばれる。
複合体によるライナー１がアルミニウム合金製シリンダ
ーブロック２の内面に層着された状態として組込み、ラ
イナー１の内面と頂部に形成された鍔部３の端面を研削
して仕上げる。円筒状をなした筒状部およびその端部に
一体として形成された鍔部３の厚みは一般的に１〜５
ａｘ前後の範囲内で選ばれる。
本発明によるものの具体的な製造例としてＡＤＣ１２材
にアルミナ繊維（ＡＩ！２０．Ｆ）を１〜１０％の範囲
で種々に含有させた本発明によるものと、比較材として
全く含有しないもの、およびＡ３９０材と鋳鉄材である
Ｆｅ２５材について、夫々シリンダーライナーを成形し
、このものに対する相手材として硬質クロムメッキ鋼（
ＳＣＲ４２０）を用い、面圧１５０ｋｇ／ｃ４、摺動速
度３０ ｍ／ｗｉｎ ＸＦｆ４動距離５０００ｍのフリ
クトロン摩擦摩耗試験を室温条件下で機械油中で実施し
た結果は第２図の如くである。
にアルミナ繊維（ＡＩ！２０．Ｆ）を１〜１０％の範囲
で種々に含有させた本発明によるものと、比較材として
全く含有しないもの、およびＡ３９０材と鋳鉄材である
Ｆｅ２５材について、夫々シリンダーライナーを成形し
、このものに対する相手材として硬質クロムメッキ鋼（
ＳＣＲ４２０）を用い、面圧１５０ｋｇ／ｃ４、摺動速
度３０ ｍ／ｗｉｎ ＸＦｆ４動距離５０００ｍのフリ
クトロン摩擦摩耗試験を室温条件下で機械油中で実施し
た結果は第２図の如くである。
即ち本発明によるものは１％の添加で摩耗量が１０ｍｇ
前後と添加のないものの２０分の１程度に低減し、鋳鉄
ＦＣ２５による比較材と同等の摩耗量となり、この含有
量が２％となることにより更に大幅な摩耗量の低減を得
しめていることは明かである。又この場合はＡ７！合金
を用い、アルミナ繊維を採用した場合であるが、このア
ルミナ繊維を平均粒度が５μｍのアルミナ粒子または炭
化珪素粒子となし、あるいは炭化珪素ウィスカーを採用
しても上記したところと同等の結果を得ることができた
。
前後と添加のないものの２０分の１程度に低減し、鋳鉄
ＦＣ２５による比較材と同等の摩耗量となり、この含有
量が２％となることにより更に大幅な摩耗量の低減を得
しめていることは明かである。又この場合はＡ７！合金
を用い、アルミナ繊維を採用した場合であるが、このア
ルミナ繊維を平均粒度が５μｍのアルミナ粒子または炭
化珪素粒子となし、あるいは炭化珪素ウィスカーを採用
しても上記したところと同等の結果を得ることができた
。
前記したシリンダーの製造は上記したようなセラミック
繊維材または粉粒材を遠心鋳造装置の鋳型内に装入し溶
融したアルミニウム合金またはマグネシウム合金を注入
してから遠心加圧力を作用させてセラミック繊維材また
は粉粒材間に溶湯を充分に含浸させてから一旦母合金複
合体とする。
繊維材または粉粒材を遠心鋳造装置の鋳型内に装入し溶
融したアルミニウム合金またはマグネシウム合金を注入
してから遠心加圧力を作用させてセラミック繊維材また
は粉粒材間に溶湯を充分に含浸させてから一旦母合金複
合体とする。
即ちこのようにして得られたもののセラミック材含有率
は一般的に１５〜３５ｗｔ％であり、この母合金複合体
を経５鰭以下の小塊とし、これを別に溶解準備されたア
ルミニウムまたはマグネシウム合金溶湯中に添加してセ
ラミック材含有率を上記のように調整し、これを６５０
〜８００℃の鋳造温度で６０ｍ／ｓｅｃ前後のゲート速
度によりダイカスト鋳造した。得られたシリンダーライ
ナーは外径９９■１の筒状部一端に１０６ ｍｍで厚さ
３．５ｆｌの鍔部を一体に形成し、長さが１１３ｍｍで
筒状部の内径は９２龍（筒状部の肉厚は３．５ｆｌ）の
ものであって、１８００ｃｃエンジン用のシリンダーラ
イナーである。
は一般的に１５〜３５ｗｔ％であり、この母合金複合体
を経５鰭以下の小塊とし、これを別に溶解準備されたア
ルミニウムまたはマグネシウム合金溶湯中に添加してセ
ラミック材含有率を上記のように調整し、これを６５０
〜８００℃の鋳造温度で６０ｍ／ｓｅｃ前後のゲート速
度によりダイカスト鋳造した。得られたシリンダーライ
ナーは外径９９■１の筒状部一端に１０６ ｍｍで厚さ
３．５ｆｌの鍔部を一体に形成し、長さが１１３ｍｍで
筒状部の内径は９２龍（筒状部の肉厚は３．５ｆｌ）の
ものであって、１８００ｃｃエンジン用のシリンダーラ
イナーである。
「発明の効果」
以上説明したような本発明によるときはアルミニウム合
金としての好ましい軽量性を確保しながら、しかも耐摩
耗性の優れた車輌用などとし好ましいシリンダーを得る
ことができるものであり、工業的にその効果の大きい発
明である。
金としての好ましい軽量性を確保しながら、しかも耐摩
耗性の優れた車輌用などとし好ましいシリンダーを得る
ことができるものであり、工業的にその効果の大きい発
明である。
図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
は本発明によるシリンダーライナーについての構成およ
びそのシリンダープロ・ツクに対する取付状態を部分切
欠して示した側面図、第２図はセラミック材としてアル
ミナ繊維を用いた本発明によるものおよびその比較材に
ついてのフリクトロン摩擦摩耗試験結果を要約して示し
た図表である。 然して上記第１図において、■はシリンダーライナー、
２はシリンダーブロック、３はシリンダーライナーの鍔
部を示すものである。 Ｊシリンダーライナーの鍔部 第 、２ １
は本発明によるシリンダーライナーについての構成およ
びそのシリンダープロ・ツクに対する取付状態を部分切
欠して示した側面図、第２図はセラミック材としてアル
ミナ繊維を用いた本発明によるものおよびその比較材に
ついてのフリクトロン摩擦摩耗試験結果を要約して示し
た図表である。 然して上記第１図において、■はシリンダーライナー、
２はシリンダーブロック、３はシリンダーライナーの鍔
部を示すものである。 Ｊシリンダーライナーの鍔部 第 、２ １
Claims (3)
- １．アルミニウム合金中にアルミナ繊維、アルミナ粒子
、炭化珪素ウイスカー及び炭化珪素粒子の何れか１種以
上を１〜１０ｗｔ％分散含有させた軽合金複合体により
成形されたことを特徴とするセラミックス分散強化軽合
金製シリンダー。 - ２．軽合金複合体によって成形されたライナーをアルミ
ニウム合金製シリンダーブロックに設けた特許請求の範
囲第１項に記載のセラミックス分散強化軽合金製シリン
ダー。 - ３．アルミニウム合金中にアルミナ繊維、アルミナ粒子
、炭化珪素ウイスカー及び炭化珪素粒子の何れか１種以
上を１〜１０ｗｔ％分散含有させ、該軽合金複合体溶湯
を湯口部における速度３５ｍ／ｓｅｃ以上でダイカスト
鋳造することを特徴とするセラミックス分散強化軽合金
製シリンダーの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61293484A JPS63149343A (ja) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | セラミツクス分散強化軽合金製シリンダ−およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61293484A JPS63149343A (ja) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | セラミツクス分散強化軽合金製シリンダ−およびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63149343A true JPS63149343A (ja) | 1988-06-22 |
Family
ID=17795335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61293484A Pending JPS63149343A (ja) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | セラミツクス分散強化軽合金製シリンダ−およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63149343A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06142870A (ja) * | 1991-04-19 | 1994-05-24 | Weber Srl | 高機械的性能の部品を半流動体金属合金の射出によって製造するダイカスト方法 |
| WO2008080241A1 (de) * | 2007-01-05 | 2008-07-10 | Bühler Druckguss AG | Verfahren zur herstellung von faserverstärkten druckgiessteilen |
| CN115044842A (zh) * | 2021-06-24 | 2022-09-13 | 珠海亿特立新材料有限公司 | 一种制备高比刚度铝碳化硅结构件的生产系统 |
-
1986
- 1986-12-11 JP JP61293484A patent/JPS63149343A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06142870A (ja) * | 1991-04-19 | 1994-05-24 | Weber Srl | 高機械的性能の部品を半流動体金属合金の射出によって製造するダイカスト方法 |
| WO2008080241A1 (de) * | 2007-01-05 | 2008-07-10 | Bühler Druckguss AG | Verfahren zur herstellung von faserverstärkten druckgiessteilen |
| CN115044842A (zh) * | 2021-06-24 | 2022-09-13 | 珠海亿特立新材料有限公司 | 一种制备高比刚度铝碳化硅结构件的生产系统 |
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