JP2744864B2 - 鋳造用塩コアの製造方法 - Google Patents

鋳造用塩コアの製造方法

Info

Publication number
JP2744864B2
JP2744864B2 JP4041569A JP4156992A JP2744864B2 JP 2744864 B2 JP2744864 B2 JP 2744864B2 JP 4041569 A JP4041569 A JP 4041569A JP 4156992 A JP4156992 A JP 4156992A JP 2744864 B2 JP2744864 B2 JP 2744864B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
salt
sintering
casting
mpa
Prior art date
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP4041569A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04319043A (ja
Inventor
パトリック ヒンドマン クリストファー
アラン ワーズワース ロバート
Original Assignee
エーイー ピストン プロダクツ リミテッド
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エーイー ピストン プロダクツ リミテッド filed Critical エーイー ピストン プロダクツ リミテッド
Publication of JPH04319043A publication Critical patent/JPH04319043A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2744864B2 publication Critical patent/JP2744864B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/105Salt cores

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属鋳造のための除去
可能な中子(コア)、特に、これに限定するものではな
いが例えば圧搾鋳造による様な圧力鋳造の際の溶融金属
による含浸に耐え得るコアに関する。
【0002】
【従来の技術】或る場合には、鋳物内に空所を生じ得る
ことは、不可欠である。例えばアルミニウム合金の重力
鋳造の場合には、硬化された砂または塩の成形されたコ
アは、鋳型内に設置され、溶融金属は、鋳型に充満して
コアを包囲する様に注入される。表面張力は、溶融金属
とコアとの間に作用し、コアに含まれる孔隙への金属の
含浸を防止する。塩コアが使用されるとき、この様にし
て形成されるコア付き空所内に穿孔して、空の妨害され
ない空所を残す様にコアを水で洗い流すことは、通常の
ことである。
【0003】アルミニウム合金の内燃機関ピストンに関
するとき、例えばほぼ環状の油冷却回廊を形成するため
に頂上領域に空所を含むことは、或るときに不可欠であ
る。該ピストンが重力鋳造されるとき、現存する塩コア
技法は、適当である。しかしながら、アルミニウム合金
のピストンの特性を改善するため、特に高度の定格のデ
ィーゼル機関に使用するため、或る製造者は、ピストン
の圧力鋳造に転向した。特にピストンの製造に好適な1
つの圧力鋳造技法は、圧搾鋳造として周知のものであ
る。圧搾鋳造では、測定された量の溶融金属は、永久ダ
イの雌部分に注入され、次に、該ダイは、可動雄ダイ
パンチ部材によって閉じられ、該部材は、約150MP
aまで、またはそれ以上の圧力を加えられてもよく、該
圧力は、ダイ内の金属の凝固の全体にわたってほぼ維持
される。この鋳造技法の効果は、ほぼ多孔性から開放さ
れるピストンまたは任意のその他の物品を製造すること
である。
【0004】周知のコアに関する問題は、該コアが加圧
される溶融金属による浸透に抵抗するのに過度に多孔性
であることである。包囲される油回廊では、これは、固
体金属の薄膜が該回廊を横切って延びてもよく、これに
より、冷却用油の流れを阻止することを意味し得る。塩
粉末に一層高い圧縮圧力を使用することによって塩コア
の密度を増大する試みがなされた。しかしながら、これ
等の試みは、一層高い密度(一層低い多孔度)によって
低減される金属の浸透を或る場合に得られたが、この様
にして製造されるコアは、一般に、圧搾圧力が加えられ
る際に常に破砕される。該破砕が生じるとき、金属は、
破砕面に含浸される。油冷却回廊の非近接性のため、コ
アが金属の浸透および破砕に対して抵抗性であること
は、肝要である。
【0005】英国特許第2 156 720号は、圧搾
鋳造の製造法において塩粉末の均衡圧縮によって形成さ
れ頂部外側面の成形される燃焼室を形成するのに使用さ
れる塩コアの使用を記載する。この場合には、加圧され
る溶融金属によるコアの浸透によって残される任意の金
属残渣は、コアが洗い流された後に開放する燃焼室にお
いて利用可能な自由な近接のために容易に除去される。
一般に、成形する様に燃焼室を鋳造するのに使用される
コアは、断面が比較的大きく丈夫であり、従って破砕に
対して固有に抵抗性である。他方、冷却用回廊のコア
は、比較的細い断面のものであり、性質が一層脆弱であ
る。均衡的に圧縮される塩で作られる冷却用回廊のコア
も、規則的に浸透されて破砕される。更に、均衡圧縮
は、燃焼ボウルインサートの比較的簡単な形状に対照的
に、比較的複雑な形状品目を製造することの著しく増大
する費用のために油回廊コアの製造に対して実行可能な
技法ではない。
【0006】
【発明の要約】本発明の目的は、圧搾鋳造の際の圧力の
作用の下で溶融金属の浸透に低抗性であると共に破砕に
低抗性である塩コアを提供することである。
【0007】本発明によると、圧力鋳造物品に空所を作
るための塩コアを製造する方法が提供され、該方法は、
粗粒子/細粒子の50/50から70/30までの比に
おいて粗粒子および細粒子の塩粉末を混合し、該粗い粉
末が、250マイクロメータの最大粒子寸法を有し,該
細かい粉末が、250マイクロメータの最大粒子寸法を
有し,更に、潤滑剤を添加し,所望のコア形状を形成す
る様に該混合物を圧縮し,650℃と775℃との間の
温度で焼結する工程有し、前記コアが、前記焼結後に
少なくとも1.90g/cm の密度を有し、且つ該コ
アが、前記焼結後に25MPaの最小撓み強さを有する
ことを特徴とする
【0008】該方法の一実施例では、潤滑剤は、オレイ
ン酸を含み、好ましくは0.1重量%から1.0重量%
までの量、更に好ましくは0.2重量%から0.7重量
%までの量で存在する。この材料は、一層大きな密度が
任意の所与の圧縮圧力に対して達成されるのを可能にす
ることが判明した。
【0009】本発明の方法の好適実施例では、該混合物
は、表面活性剤をも含有する。該表面活性剤は、該方法
の一実施例においてシランを含んでもよく、好ましくは
0.1重量%から1.0重量%、更に好ましくは0.2
重量%から0.7重量%までの量で存在してもよい。該
表面活性剤は、潤滑剤によって損なわれる傾向がある粉
末混合物の流動性ないしダイ充填性能を改善する。上述
の量は、シランに対して最適である様に思われるが、こ
れは、他の表面活性剤の場合に異なり得ることが強調さ
れるべきである。規準は、表面活性剤が混合される塩粉
末を取扱い可能で流動可能にして、最終焼結強さを有意
に減じないことであるべきである。
【0010】油冷却用回廊を形成する目的の環状コア
は、約180MPaまでの圧力のダイ加圧によって便利
に形成されてもよい。オレイン酸の様な潤滑剤添加物の
使用は、ダイ部材の固着ないし捕捉なしに該圧力を実施
可能にする。所望により、均衡圧縮は、同様な圧力が適
当である様に判明する適当な環境において使用されても
よい。75MPaから150MPaまでの範囲内の圧力
は、焼結後に約150MPaまでまたはそれ以上の圧搾
圧力における溶融金属の浸透に抵抗性であると共に破砕
に抵抗性のコアを生じることが実際上判明した。
【0011】該焼結温度は、650℃から775℃まで
の範囲内にあってもよい。最低温度以下では、不充分な
強さが生じることが判明し、一方、最高温度以上では、
過度な結晶粒の成長が強さに悪影響を与えることが判明
した。実際上、約750℃の温度は、約30分の焼結時
間が使用されるときに良好な結果を与えることが判明し
た。該焼結時間は、約15分から1時間までの範囲内に
あってもよい。
【0012】他の側面によると、本発明は、上述の方法
によって製造される塩コアを包含する。
【0013】好ましくは、焼結される塩コアの密度は、
約150MPaの鋳造圧力における浸透に抵抗する様に
少くとも1.90g/cm3 でなければならない。
【0014】上述の様な塩コアは、下記で説明されるべ
き検査条件の下で25MPaの最低撓み強さを有すべき
である。
【0015】本発明が一層完全に理解可能な様に、例示
のためにのみ例を次に説明する。
【0016】
【実施例】成形される燃焼ボウル10を有する圧搾鋳造
のアルミニウム合金ピストンを示す図1を参照すると、
頂上面14およびボウル側部16における含浸セラミッ
ク繊維補強材12と、オーステナイト鋳造/鉄ピストン
リング溝補強材18と、可溶性塩コア20とは、頂上領
域内に鋳込まれる。該ピストンは、コア20を補強材1
2の下側22に支持して、「頂上を下方」の様式、即
ち、ピストンの頂上が鋳型(図示せず)の底に形成され
る様式でピストンを鋳造することによって製造される。
該コアは、穿孔される孔24,26(破線で示す)を経
て除去され、水は、コアを溶解して洗い流すために該孔
に方向づけられる。除去されると、冷却チャンバが残
り、使用の際、油は、例えば機関のクランクケース内の
永続的なジェットによって該チャンバ内に方向づけられ
る。通常の工作機械によって該チャンバへの僅かのみの
近接が存在するか、または全く近接し得ないことは、直
ちに明らかである。従って、コアが圧搾鋳造の際に金属
で含浸される様になれば、金属の「ウエブ」ないし
「網」は、コアの除去後に背後に残される。該ウエブな
いし網は、除去するのに困難で費用を多く要し、もしも
残されれば、この様にして形成される回廊のまわりの油
の流れを甚しく制限し、これにより、効果的な冷却を妨
害する。同様に、コア20が不充分な強さを有し、差別
的な凝固または不均等な支持によって生じ得る様に圧搾
圧力の下で破砕すれば、金属薄膜は、破砕部に浸透する
ことによって形成され、回廊を油の流れに対して完全に
閉塞する。
【0017】コア20は、250マイクロメータの最大
粒子寸法分布を有する粗い塩部分の60重量%と、25
マイクロメータの最大粒子寸法を有する細かい塩の40
重量%とを含む混合物を作ることによって形成された。
この混合物には、加圧ダイへの粉末混合物の流動性を扶
助するためにシラン表面活性剤の0.5%と、粉末粒子
潤滑剤としてのオレイン酸の0.5%とを添加された。
塩コアは、1.916g/cm3 の圧縮密度を与える様に
86.5MPaの圧力で圧縮された。次に、圧縮された
コアは、1.955g/cm3 の焼結密度を与える様に7
50℃において30分にわたって焼結された。圧縮した
ままの材料の強さは、15.3MPaであり、一方、焼
結した材料の強さは、54MPaであった。
【0018】強さは、図2a、2bに示す検査用ジグを
使用する円板撓み技法によって測定された。該ジグは、
直径15.6mmのピッチ円36上で等しい角度間隔に3
個の鋼球34を配置して保持する3つの凹所32を有す
るベース30を備えている。平らな円板38の形状の検
査されるべき塩試料は、球34上に休止する。19.0
4mmの直径の鋼球40は、円36の中心42上で塩円板
38の上面に休止する。3本の垂直な柱44は、ベース
30に配置され、中心42上に球40を維持する中心凹
所48を有し摺動する上部板46を案内する。力Pは、
円板38の破砕が生じるまで板46に加えられる。
【0019】上述の方法によって作られる塩コアは、1
55MPaであった使用されるべき圧搾鋳造圧力におい
て不浸透で破砕抵抗性のコアを生じることが判明した。
1.90g/cm3 よりも小さい密度を有するコアは、1
50MPaおよびそれ以上の圧搾鋳造圧力において含浸
に抵抗性でないことが判明した。
【0020】次の表は、種々の混合物および圧縮圧力に
よって達成される密度および強さの変化を示す。
【0021】
【表1】 塩成分 粗粒子60重量%および細粒子40重量%、 焼結スケジュール 0.5時間にわたり700℃、 @焼結スケジュール 0.5時間にわたり750℃、 * これ等の粉末で実現可能な最高圧力、 $ 反復試験、 試料寸法 直径32mm、厚さ3mm、面積804mm2 、 Sil= シラン、 OA= オレイン酸。
【図面の簡単な説明】
【図1】頂上領域内の油冷却用回廊と、燃焼ボウルとを
有するピストンの断面図。
【図2】(a)は処理される塩試料の撓み強さを測定す
る検査用ジグの立面における断面図。 (b)は検査用ジグのベース部分上の処理される塩試料
の平面図。
【符号の説明】
20 可溶性塩コア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22C 1/00 - 1/26 B22C 9/10

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳造物品に空所を作るための塩コアの製
    造方法において,粗粒子/細粒子の50/50から70
    /30までの比において粗粒子および細粒子の塩粉末を
    混合し,該粗い粉末が、250マイクロメータの最大粒
    子寸法を有し,該細かい粉末が、25マイクロメータの
    最大粒子寸法を有し,更に、潤滑剤を添加し,所望のコ
    ア形状を形成する様に前記混合物を圧縮し,650℃と
    775℃との間の温度で焼結する工程を有し、 前記コアが、前記焼結後に少くとも1.90g/cm
    の密度を有し、且つ該コアが、該焼結後に25MPaの
    最小撓み強さを有することを特徴とする該塩コアの製造
    方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の方法において,前記潤
    滑剤が、オレイン酸を含み、且つ該オレイン酸の量が、
    0.1重量%から1.0重量%までであることを特徴と
    する該方法。
  3. 【請求項3】 請求項1あるいは請求項2に記載の方法
    において,塩および潤滑剤の混合物に表面活性剤を添加
    する工程有することを特徴とする方法。
  4. 【請求項4】 請求項に記載の方法において,表面活
    性剤が、シランを含み、且つ該シランの量が、0.1重
    量%から1.0重量%までであることを特徴とする該方
    法。
  5. 【請求項5】 請求項1から請求項4までのいづれか1
    つの項に記載の方法において,前記焼結温度が、約75
    0℃であり、焼結の時間が、約15分から1時間までの
    範囲内にあり、且つコアの圧縮圧力が、約180MPa
    までであることを特徴とする該方法。
JP4041569A 1991-02-28 1992-02-27 鋳造用塩コアの製造方法 Expired - Lifetime JP2744864B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9104179A GB2253170B (en) 1991-02-28 1991-02-28 Removable cores for metal castings
GB91041798 1991-02-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04319043A JPH04319043A (ja) 1992-11-10
JP2744864B2 true JP2744864B2 (ja) 1998-04-28

Family

ID=10690710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4041569A Expired - Lifetime JP2744864B2 (ja) 1991-02-28 1992-02-27 鋳造用塩コアの製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5273098A (ja)
EP (1) EP0501549B1 (ja)
JP (1) JP2744864B2 (ja)
BR (1) BR9200671A (ja)
DE (1) DE69200219T2 (ja)
GB (1) GB2253170B (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5702628A (en) * 1992-07-30 1997-12-30 Nemoto; Masaru Method of fabricating article by using non-sand core and article produced thereby, and core structure
GB2269773B (en) * 1992-07-30 1996-05-22 Masaru Nemoto Core for mould
IT1295226B1 (it) * 1997-10-14 1999-05-04 Magneti Marelli Spa Impianto per la produzione di manufatti pressocolati o stampati ad iniezione impiegando anime in sale.
DE10050190A1 (de) * 2000-10-09 2002-04-18 Ks Kolbenschmidt Gmbh Formkörper zur Herstellung von Hohlräumen
DE10305612B4 (de) * 2003-02-11 2005-04-07 Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH Beschichtungsmassen für Gusskerne
DE102004006600B4 (de) * 2004-02-11 2006-03-23 Ks Aluminium-Technologie Ag Entfernbarer Kern zum Metallgießen und Verfahren zur Herstellung eines Kerns
EP1781433A2 (de) * 2003-12-17 2007-05-09 KS Aluminium Technologie Aktiengesellschaft Entfernbarer kern zum metallgiessen und verfahren zur herstellung eines kerns
US7220492B2 (en) * 2003-12-18 2007-05-22 3M Innovative Properties Company Metal matrix composite articles
WO2006010449A2 (de) * 2004-07-23 2006-02-02 Ceramtec Ag Innovative Ceramic Engineering Keramische gusskerne
US7013948B1 (en) 2004-12-01 2006-03-21 Brunswick Corporation Disintegrative core for use in die casting of metallic components
EP2035171A1 (de) * 2006-07-05 2009-03-18 KS Kolbenschmidt GmbH VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES GUßTEILES, INSBESONDERE EINES KOLBENROHLINGS
DE102006031531A1 (de) 2006-07-07 2008-01-10 Emil Müller GmbH Salzkerne für Kunststoff(spritz)guß
DE102008054718B4 (de) * 2008-12-16 2012-11-22 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Gießform für den Schwerkraftguss und Schwerkraftgießverfahren
DE102013007735B4 (de) 2012-05-08 2015-10-15 Audi Ag Verfahren zum Herstellen eines gussgeeigneten Salzkerns
US11724306B1 (en) 2020-06-26 2023-08-15 Triad National Security, Llc Coating composition embodiments for use in investment casting methods

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1302940B (ja) * 1971-03-04 Karl Schmidt Gmbh
US3356129A (en) * 1964-06-30 1967-12-05 Schmidt Gmbh Karl Process of casting metals by use of water-soluble salt cores
US4093017A (en) * 1975-12-29 1978-06-06 Sherwood Refractories, Inc. Cores for investment casting process
US4097291A (en) * 1977-03-09 1978-06-27 General Electric Company Core and mold materials for directional solidification of advanced superalloy materials
JPS6021694B2 (ja) * 1980-07-08 1985-05-29 ダイキン工業株式会社 フイラ−入りポリテトラフルオロエチレン成形粉末の製造方法
GB2105312B (en) * 1981-08-07 1985-03-13 Doulton Ind Products Ltd Moulding
US4711669A (en) * 1985-11-05 1987-12-08 American Cyanamid Company Method of manufacturing a bonded particulate article by reacting a hydrolyzed amylaceous product and a heterocyclic compound
JPS58188541A (ja) * 1982-04-30 1983-11-04 Honda Motor Co Ltd マイクロ波加熱用成形型
US4480681A (en) * 1982-08-30 1984-11-06 Doulton Industrial Products Limited Refractory mould body and method of casting using the mould body
GB8314089D0 (en) * 1983-05-20 1983-06-29 Doulton Ind Products Ltd Moulding
JPS60118350A (ja) * 1983-11-30 1985-06-25 Izumi Jidosha Kogyo Kk 高圧鋳造品の内部に空洞を形成する方法
GB8409044D0 (en) * 1984-04-07 1984-05-16 Gkn Technology Ltd Casting metal articles
US5091344A (en) * 1988-01-30 1992-02-25 Ibiden Corporation Fiber reinforced ceramics of calcium phosphate series compounds and method of producing the same
US4840219A (en) * 1988-03-28 1989-06-20 Foreman Robert W Mixture and method for preparing casting cores and cores prepared thereby

Also Published As

Publication number Publication date
EP0501549A1 (en) 1992-09-02
JPH04319043A (ja) 1992-11-10
GB9104179D0 (en) 1991-04-17
BR9200671A (pt) 1992-11-10
DE69200219T2 (de) 1995-03-09
EP0501549B1 (en) 1994-07-06
US5273098A (en) 1993-12-28
GB2253170A (en) 1992-09-02
GB2253170B (en) 1994-08-10
DE69200219D1 (de) 1994-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2744864B2 (ja) 鋳造用塩コアの製造方法
KR920003685B1 (ko) 금속제품의 압착성형방법
EP0143330A2 (en) Reinforced pistons
JPS6082602A (ja) ロケツト燃焼器外筒製作法
US5198167A (en) Process for producing fiber molding for fiber-reinforced composite materials
EP0347627B1 (en) Method for producing a piston with cavity
US4774990A (en) High pressure casting method and a casting core
JP2002527624A (ja) 鉄粉末組成物
JP2540510B2 (ja) 耐摩耗部材およびその製造方法
KR20010030102A (ko) 금속 소결체의 제조방법
KR100975532B1 (ko) 소결 성형 부품 제조용 혼합물
WO2008032598A1 (en) Metal composite material and process for production of metal composite material
TWI415698B (zh) 製備以鐵為基質之組件的方法
CN1021303C (zh) 金属制品失泡沫压力铸造方法
Lind et al. Dimensionally accurate mold inserts and metal components by direct metal laser sintering
JP2864390B2 (ja) 金属基複合材料のプリフォーム製造方法
JPS60191654A (ja) 内燃機関用ピストンおよびその製造方法
KR102541042B1 (ko) 소결재를 사용한 고압 주조방법 및 고압 주조품
JPS60208449A (ja) 複合金属
CA1177292A (en) Method of making inelastically compressible ductile particulate material article and subsequent working thereof
JPH09189359A (ja) アルミニウム合金製シリンダライナー鋳物
JPS6411384B2 (ja)
JPH0151521B2 (ja)
JPH01165706A (ja) 複相組織焼結体およびその製造方法
JPH0696187B2 (ja) 耐摩耗性複合部材及びその製造法