JPH0621309B2 - 耐熱性、耐摩耗性、高靭性Al−Si系合金及びそれを使用したシリンダ−ライナ− - Google Patents
耐熱性、耐摩耗性、高靭性Al−Si系合金及びそれを使用したシリンダ−ライナ−Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐摩耗性及び耐焼付性に優れた内燃機関用ア
ルミニウム合金製シリンダーに関するものである。
ルミニウム合金製シリンダーに関するものである。
自動車用内燃機関や、2輪車用内燃機関のシリンダ材と
しては、従来主として、摺動特性が優れた安価な片状黒
煙鋳鉄が使用されたり、また鋳造アルミニウム材料の上
にクロムなどをメツキしたものが使われていた。しかし
ながら、最近では燃料の消費効率の向上を計るために、
各部品の重量軽減対策に大変力を入れてきた。このよう
な技術動向のなかにおいて、シリンダーライナーのよう
な耐熱性、耐摩耗性を要求されるような材料にまでその
波が押し寄せてきた。例えば、特開昭52−10941
5号公報においては、アルミニウム合金製シリンダライ
ナーが提案されている。
しては、従来主として、摺動特性が優れた安価な片状黒
煙鋳鉄が使用されたり、また鋳造アルミニウム材料の上
にクロムなどをメツキしたものが使われていた。しかし
ながら、最近では燃料の消費効率の向上を計るために、
各部品の重量軽減対策に大変力を入れてきた。このよう
な技術動向のなかにおいて、シリンダーライナーのよう
な耐熱性、耐摩耗性を要求されるような材料にまでその
波が押し寄せてきた。例えば、特開昭52−10941
5号公報においては、アルミニウム合金製シリンダライ
ナーが提案されている。
また特開昭59−59855号公報や特開昭59−59
856号公報においては、特殊な組成を有するアルミニ
ウム合金粉末を熱間で押し出すことによつて得られる種
々な用途に使用することができるアルミニウム合金粉末
成形体などが提案されている。
856号公報においては、特殊な組成を有するアルミニ
ウム合金粉末を熱間で押し出すことによつて得られる種
々な用途に使用することができるアルミニウム合金粉末
成形体などが提案されている。
しかしながら、従来提案されている組成のものでは、内
燃機関のような耐摩、耐熱性を要求される材料であつ
て、しかもピストンとのなじみ性等を勘案するとどうし
ても何等かの欠点が残り未だ実用に耐えるようなアルミ
ニウム合金を得るには至つていない。例えば従来公知の
材料と比較すると耐摩耗性はほヾ同等であるが油切れ時
の焼付け荷重が不充分であるとか、ピストン材のアタツ
ク性が増大するといつた問題があつて、これらがなかな
か解決されていないのが実情である。
燃機関のような耐摩、耐熱性を要求される材料であつ
て、しかもピストンとのなじみ性等を勘案するとどうし
ても何等かの欠点が残り未だ実用に耐えるようなアルミ
ニウム合金を得るには至つていない。例えば従来公知の
材料と比較すると耐摩耗性はほヾ同等であるが油切れ時
の焼付け荷重が不充分であるとか、ピストン材のアタツ
ク性が増大するといつた問題があつて、これらがなかな
か解決されていないのが実情である。
これらの問題を解決しようとすると製造時にまた別の問
題が生じる。例えば、Al-Si系合金のみでは耐摩耗性や
潤滑性が劣るので、これを改良するために硬質物質や潤
滑材を添加することが提案されている。しかし、硬質物
質を添加する場合には、後工程の加工が非常に困難とな
り、また潤滑材であるカーボンなどを添加すると円筒体
の内面に縦方向の黒煙の分散が起こり円周方向の力に対
して強度が低下するという問題点がある。
題が生じる。例えば、Al-Si系合金のみでは耐摩耗性や
潤滑性が劣るので、これを改良するために硬質物質や潤
滑材を添加することが提案されている。しかし、硬質物
質を添加する場合には、後工程の加工が非常に困難とな
り、また潤滑材であるカーボンなどを添加すると円筒体
の内面に縦方向の黒煙の分散が起こり円周方向の力に対
して強度が低下するという問題点がある。
Al-Si系合金は、Siを添加するため熱膨張係数がAl
に比較すると小さい合金であり、かつ軽量であるために
シリンダーライナーとして従来より有望な材料とされて
来たが、耐摩耗性をより向上させるためにさらに硬質物
質として酸化アルミニウムや炭化珪素を添加すると、シ
リンダライナー自体の耐摩耗性は向上するけれども加工
性が非常に悪くなつてしまう。
に比較すると小さい合金であり、かつ軽量であるために
シリンダーライナーとして従来より有望な材料とされて
来たが、耐摩耗性をより向上させるためにさらに硬質物
質として酸化アルミニウムや炭化珪素を添加すると、シ
リンダライナー自体の耐摩耗性は向上するけれども加工
性が非常に悪くなつてしまう。
本発明は、この種のAl-Si系合金において、耐摩耗性、
潤滑性を改善したAl-Si系合金製のシリンダーライナー
を提供することを目的とする。
潤滑性を改善したAl-Si系合金製のシリンダーライナー
を提供することを目的とする。
さらに本発明は硬質物質や固体潤滑材を含有していてな
お優れた被加工性を有しかつ靭性の高いシリンダーライ
ナー用Al-Si系合金を提供することを目的とする。
お優れた被加工性を有しかつ靭性の高いシリンダーライ
ナー用Al-Si系合金を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは上記目的にしたがい鋭意開発研究を継続し
た結果本発明に到達したものである。すなわち、本発明
は、通常のAl-Si系合金形成用成分であるSi16〜1
8重量%(以下%は特記されない限り重量%によるもの
とする)、Fe4〜6%、Cu2〜4%、Mg0.5〜
2%、Mn0.1〜0.8%、残部実質的にAlからな
り、初晶Siの大きさが10μm以下であるマトリツク
ス中に(A)平均粒径が10μm以下で最大粒径が30μ
m以下のシヤープエツジのないAl2O3粒子3〜5%、お
よび(B)断面組織で最大粒径が10μm以下の黒煙粉末
0.5〜3%が分散している組織を有する、耐熱性、耐
摩耗性、高靭性Al-Si系合金、を提供するものである。
た結果本発明に到達したものである。すなわち、本発明
は、通常のAl-Si系合金形成用成分であるSi16〜1
8重量%(以下%は特記されない限り重量%によるもの
とする)、Fe4〜6%、Cu2〜4%、Mg0.5〜
2%、Mn0.1〜0.8%、残部実質的にAlからな
り、初晶Siの大きさが10μm以下であるマトリツク
ス中に(A)平均粒径が10μm以下で最大粒径が30μ
m以下のシヤープエツジのないAl2O3粒子3〜5%、お
よび(B)断面組織で最大粒径が10μm以下の黒煙粉末
0.5〜3%が分散している組織を有する、耐熱性、耐
摩耗性、高靭性Al-Si系合金、を提供するものである。
また本発明は上記Al-Si系合金からなり、厚さ1mm以上
の内層とアルミニウムを90%以上含む展伸用Al合金
の外層からなり、内層および外層の接合界面および外周
が円周方向に凸凹あるいは脈うちしている内燃機関用シ
リンダーライナーに関する。
の内層とアルミニウムを90%以上含む展伸用Al合金
の外層からなり、内層および外層の接合界面および外周
が円周方向に凸凹あるいは脈うちしている内燃機関用シ
リンダーライナーに関する。
急冷凝固したAl-Si系合金粉末にアルミナや炭化珪素を
添加し、その後これを熱間で押出すことによつて円筒状
の長尺体を得、これを所定の長さに切断加工したり、押
出し時若干の偏心が発生するので内面切削加工したりす
るのであるが、このような硬質物質が存在すると加工が
難かしくなり、といつてその量を減らすと耐摩耗性が減
少してしまう。また硬質物質の量が増大すると押出し用
のダイスの寿命やマンドレルの寿命が著しく低下するの
で好ましくないとされていた。
添加し、その後これを熱間で押出すことによつて円筒状
の長尺体を得、これを所定の長さに切断加工したり、押
出し時若干の偏心が発生するので内面切削加工したりす
るのであるが、このような硬質物質が存在すると加工が
難かしくなり、といつてその量を減らすと耐摩耗性が減
少してしまう。また硬質物質の量が増大すると押出し用
のダイスの寿命やマンドレルの寿命が著しく低下するの
で好ましくないとされていた。
本発明者らはこの問題を解決するため種々検討した結
果、上記硬質物質、すなわちアルミナ(Al2O3)の粒度
が特に大きな効果を示すことを解明したのである。
果、上記硬質物質、すなわちアルミナ(Al2O3)の粒度
が特に大きな効果を示すことを解明したのである。
第1図はAl2O3を一定の重量%(すなわち、3%)添加
したときの被加工性に及ぼすAl2O3の粒度の効果につい
て検討した結果を示す。こゝでいう被加工性とは前記の
切断加工および内面切削加工についてであるが、第1図
からも明らかなように平均粒径が30μmを越えると急
速に材料の被削性が低下すること、すなわち粒子径が小
さい場合には、Al2O3粒子自体がたとえ硬い場合であつ
ても地金全体としては切削が容易になることを見出し
た。シリンダーライナー用に不可欠な前記加工において
も、30μm以下の粒径をもつAl2O3を使用した場合に
は、Al2O3粒子が切削工具に直接接触する頻度が増加
し、結局は工具寿命を短かくしてしまう。そこで該Al2O
3粒子に要求される特性のうち別の重要な特性は該Al2O
3粒子がシヤープなエツジをもたないこと、いいかえれ
ば可能な限り球状に近いことである。Al2O3粒子が球に
近い場合には、地金自体にノツチを形成することなく添
加することができるので材料自体の強度はマトリツクス
とほヾ同等の強度として得ることができる。因みに破砕
したまゝの状態のAl2O3粒子を添加した場合に完成した
スリーブを20cmの高さから落下させるとそれだけで割
れてしまうが、本発明のように真球に近い粉末を用いる
場合には、このような問題は発生しない。
したときの被加工性に及ぼすAl2O3の粒度の効果につい
て検討した結果を示す。こゝでいう被加工性とは前記の
切断加工および内面切削加工についてであるが、第1図
からも明らかなように平均粒径が30μmを越えると急
速に材料の被削性が低下すること、すなわち粒子径が小
さい場合には、Al2O3粒子自体がたとえ硬い場合であつ
ても地金全体としては切削が容易になることを見出し
た。シリンダーライナー用に不可欠な前記加工において
も、30μm以下の粒径をもつAl2O3を使用した場合に
は、Al2O3粒子が切削工具に直接接触する頻度が増加
し、結局は工具寿命を短かくしてしまう。そこで該Al2O
3粒子に要求される特性のうち別の重要な特性は該Al2O
3粒子がシヤープなエツジをもたないこと、いいかえれ
ば可能な限り球状に近いことである。Al2O3粒子が球に
近い場合には、地金自体にノツチを形成することなく添
加することができるので材料自体の強度はマトリツクス
とほヾ同等の強度として得ることができる。因みに破砕
したまゝの状態のAl2O3粒子を添加した場合に完成した
スリーブを20cmの高さから落下させるとそれだけで割
れてしまうが、本発明のように真球に近い粉末を用いる
場合には、このような問題は発生しない。
一方、Al-Si系合金に添加する固体潤滑材について検討
した。第2図は黒鉛(以下Grと略記することがある)
の粒子が圧環強度に及ぼす影響について調べたものであ
る。黒鉛自体は大変破砕されやすい粉末であるためAl-S
i系合金の中へ粒径の大きい黒鉛粉末を入れて、熱間押
出しした場合には、黒鉛粉末自体が破砕し、押し出し方
向に線状に分布することになる。一方このような直線状
の黒鉛分布は、一方では、円筒体自体の強度を著しく損
うものである。特に断面組織で10μmを越える粒子径
を有するような押出し体においては、第3図に示すよう
な状態の黒鉛の分布を示し、これはとりもなおさず円筒
体の圧環強度を低下させるのである。これに対して粒子
径が10μm以下の大きさの黒鉛粉末を混合した場合に
は圧環強度が小さくならないことが判明した。このよう
な材料の黒鉛の分布を第4図に示す。第3図で見られた
ような縦方向に延びる黒鉛の存在はあつても少く、大部
分が点状態で分布するようになる。押出時には、Al-Si
系合金が組成流動を起し、このとき、黒鉛粒子が大きい
場合や凝集黒鉛は、次第に破砕もしくは分解され、金属
の流れに沿つて円筒体の長さ方向に分布するのである。
このとき、黒鉛の長さ方向の分布は、Al-Si系合金に縦
方向の欠陥を導入したことになり、円筒体の強度を著し
く低下させる。
した。第2図は黒鉛(以下Grと略記することがある)
の粒子が圧環強度に及ぼす影響について調べたものであ
る。黒鉛自体は大変破砕されやすい粉末であるためAl-S
i系合金の中へ粒径の大きい黒鉛粉末を入れて、熱間押
出しした場合には、黒鉛粉末自体が破砕し、押し出し方
向に線状に分布することになる。一方このような直線状
の黒鉛分布は、一方では、円筒体自体の強度を著しく損
うものである。特に断面組織で10μmを越える粒子径
を有するような押出し体においては、第3図に示すよう
な状態の黒鉛の分布を示し、これはとりもなおさず円筒
体の圧環強度を低下させるのである。これに対して粒子
径が10μm以下の大きさの黒鉛粉末を混合した場合に
は圧環強度が小さくならないことが判明した。このよう
な材料の黒鉛の分布を第4図に示す。第3図で見られた
ような縦方向に延びる黒鉛の存在はあつても少く、大部
分が点状態で分布するようになる。押出時には、Al-Si
系合金が組成流動を起し、このとき、黒鉛粒子が大きい
場合や凝集黒鉛は、次第に破砕もしくは分解され、金属
の流れに沿つて円筒体の長さ方向に分布するのである。
このとき、黒鉛の長さ方向の分布は、Al-Si系合金に縦
方向の欠陥を導入したことになり、円筒体の強度を著し
く低下させる。
本発明は、このような黒煙粉末の引き起す欠点について
種々検討した結果、断面組織での平均粒子径が10μm
以下になると(一般には押出方向に平行に最大長さ20
0μm以下、最大巾10μm以下の組織となる)急速に
圧環強度が向上するという知見を得た。この理由は多
分、初晶のSi粒子径と、充填する黒鉛粒子径の間に密
接な関係があるためと考えられる。Al-Si系合金の塑性
流動は、初晶Siの大きさによつて流れの束の大きさが
決定されるので、一定値以下の大きさの粒子径を持つ黒
鉛には、ほとんどその破壊または破砕が起らないものと
思われる。
種々検討した結果、断面組織での平均粒子径が10μm
以下になると(一般には押出方向に平行に最大長さ20
0μm以下、最大巾10μm以下の組織となる)急速に
圧環強度が向上するという知見を得た。この理由は多
分、初晶のSi粒子径と、充填する黒鉛粒子径の間に密
接な関係があるためと考えられる。Al-Si系合金の塑性
流動は、初晶Siの大きさによつて流れの束の大きさが
決定されるので、一定値以下の大きさの粒子径を持つ黒
鉛には、ほとんどその破壊または破砕が起らないものと
思われる。
本発明の合金においては、Al203粒子は3〜5%または
黒鉛粉末は0.5〜3%含有させる。その理由はこれら
の範囲外では所望の性質、すなわち耐摩耗性、被加工
性、靭性などが不充分となり、特にシリンダーライナー
としての性能、すなわち耐摩耗性、耐焼付性が満足され
ない。黒鉛の役割は必ずしも明らかではないが、おそら
く初期はピストンとの間の固体潤滑材として作用し、こ
の後長時間使用すると次第に黒鉛が脱落してそこが液体
潤滑材等の溜りとして働くものと考えられる。
黒鉛粉末は0.5〜3%含有させる。その理由はこれら
の範囲外では所望の性質、すなわち耐摩耗性、被加工
性、靭性などが不充分となり、特にシリンダーライナー
としての性能、すなわち耐摩耗性、耐焼付性が満足され
ない。黒鉛の役割は必ずしも明らかではないが、おそら
く初期はピストンとの間の固体潤滑材として作用し、こ
の後長時間使用すると次第に黒鉛が脱落してそこが液体
潤滑材等の溜りとして働くものと考えられる。
このように黒鉛を添加すると、当然のことながらAl-Si
系合金との混合や成形に問題がでてくる。なかでも成形
が問題で、この成形性はこれらの物質の添加量が増加す
ると共に悪くなる。これを解決するためには、成形圧力
を3トン/cm2以上の圧力とするが、Al-Si系合金粉末
の粒子径を大きくするか、または該合金を焼鈍するなど
の方法を適用する。
系合金との混合や成形に問題がでてくる。なかでも成形
が問題で、この成形性はこれらの物質の添加量が増加す
ると共に悪くなる。これを解決するためには、成形圧力
を3トン/cm2以上の圧力とするが、Al-Si系合金粉末
の粒子径を大きくするか、または該合金を焼鈍するなど
の方法を適用する。
このようにして得られた混合粉末成形体を軟質の例えば
肉厚8mm程度のAl合金チユーブ(Al96%)に挿入
し、これを熱間押出することによつて2重構造のアルミ
ニウム合金製シリンダーライナーを得ることができる。
このようにして得られたシリンダーライナーの特性を比
較したものを第5図および第6図に示す。第5図は境界
潤滑条件下における摩耗量を比較し(相手材はハードC
r、条件はモータリング)第6図はオイル切れ条件下で
の焼付荷重を比較したものである(相手材はピストン
材、条件はチツプオンデスク型摩擦試験機)。
肉厚8mm程度のAl合金チユーブ(Al96%)に挿入
し、これを熱間押出することによつて2重構造のアルミ
ニウム合金製シリンダーライナーを得ることができる。
このようにして得られたシリンダーライナーの特性を比
較したものを第5図および第6図に示す。第5図は境界
潤滑条件下における摩耗量を比較し(相手材はハードC
r、条件はモータリング)第6図はオイル切れ条件下で
の焼付荷重を比較したものである(相手材はピストン
材、条件はチツプオンデスク型摩擦試験機)。
<実施例1> エアアトマイズ法で噴霧し、−60meshのAl−17.2S
i−5.1Fe−3.3Cu−1.1Mg−0.4Mn合金粉を用意
した。
i−5.1Fe−3.3Cu−1.1Mg−0.4Mn合金粉を用意
した。
これに球状Al2O3粒子の最大粒径及び添加量を変えてV
型ミキサーにて混合した。この際Gr粉(5μm)を1
%添加した混合粉もつくつた。各混合粉をホツトプレス
によりφ80mmの素材とし、切削性の評価を行つた。切
削条件は切削速度100m/min、送り0.1mm/rev、
切込み0.2mm。工具は超硬合金。10分間切削後のV
B摩耗評価をした。結果は表−1、表−2に示す。
型ミキサーにて混合した。この際Gr粉(5μm)を1
%添加した混合粉もつくつた。各混合粉をホツトプレス
によりφ80mmの素材とし、切削性の評価を行つた。切
削条件は切削速度100m/min、送り0.1mm/rev、
切込み0.2mm。工具は超硬合金。10分間切削後のV
B摩耗評価をした。結果は表−1、表−2に示す。
平均粒径が30μmを超えると著しくVB摩耗量が大き
くなる。Grを添加するとVB摩耗量は小さくなる。添
加量は5%以下がよい。切削性から考えてAl2O3粒子径
は30μm以下が望しく、Grを添加することで切削性
は改善される。Al2O3添加量は粒径30μm以下の場合
は最大5%程度迄切削性はよい。
くなる。Grを添加するとVB摩耗量は小さくなる。添
加量は5%以下がよい。切削性から考えてAl2O3粒子径
は30μm以下が望しく、Grを添加することで切削性
は改善される。Al2O3添加量は粒径30μm以下の場合
は最大5%程度迄切削性はよい。
<実施例2> エアアトマイズ粉(Al-16.5Si-4.8Fe-3.1Cu-1.3Mg-0.6M
n合金粉)−100meshを用意した。これにAl2O3粒子
(平均粒径、球状、3μm)を3%及び黒鉛粉末の添加
量と粒径を変えて回転翼型ミキサーで混合し、φ165
×300L(mm)のビレツトを成形した。これを肉厚φ
170−φ180×300L(mm)の5052材(Al-
2.5Mg-0.1Cu-0.1Mn-0.4Fe-0.2Cr)のパイプ内に挿入し
複合ビレツトとした。
n合金粉)−100meshを用意した。これにAl2O3粒子
(平均粒径、球状、3μm)を3%及び黒鉛粉末の添加
量と粒径を変えて回転翼型ミキサーで混合し、φ165
×300L(mm)のビレツトを成形した。これを肉厚φ
170−φ180×300L(mm)の5052材(Al-
2.5Mg-0.1Cu-0.1Mn-0.4Fe-0.2Cr)のパイプ内に挿入し
複合ビレツトとした。
また一部Al2O3粒子に粉砕粉を用いた。これを熱間間接
複動押出でφ65−φ50mmの同筒押出材に成形し圧環
テストを行つた。結果を表−3に示す。
複動押出でφ65−φ50mmの同筒押出材に成形し圧環
テストを行つた。結果を表−3に示す。
これよりGr粒径が10μmを越えると圧環強度が著し
く劣化することがわかる。又5%を越えて添加すると5
μmのGr粉では強度劣化する。外周にシースがあると
圧環強度が高くなる。Al2O3粉砕粉を用いると強度が低
い。
く劣化することがわかる。又5%を越えて添加すると5
μmのGr粉では強度劣化する。外周にシースがあると
圧環強度が高くなる。Al2O3粉砕粉を用いると強度が低
い。
圧環強度の観点よりGr粉は添加量3%以下、粒径10
μm以下が良くシース付であることが望しくAl2O3粉末
は球状がよいことがわかる。
μm以下が良くシース付であることが望しくAl2O3粉末
は球状がよいことがわかる。
<実施例3> Mn+3%Al2O3+1%Gr混合粉を用意した。これ (3μm) (5μm) を実施例2の方法で固化した。これをADC12(Al-1
2Si-3Cu-0.3Mg-0.5Mn-1.3Fe)で鋳込みその前後の硬さ
変化をみた。、また圧環強度評価も行つた。結果を表−
4に示す。
2Si-3Cu-0.3Mg-0.5Mn-1.3Fe)で鋳込みその前後の硬さ
変化をみた。、また圧環強度評価も行つた。結果を表−
4に示す。
Fe添加量4%以下では硬度低く劣化も大きい。またF
e添加量6%以上では靭性が劣つてくる。したがつて、
Fe量は4〜6%がよい。
e添加量6%以上では靭性が劣つてくる。したがつて、
Fe量は4〜6%がよい。
<実施例4> Al-17.2Si-5.1Fe-3.3Cu-1.1Mg-0.4Mn合金粉にAl2O
3(3μm)、Gr(5μm)を混合し成形圧、粉末粒
度、粉末軟化処理の効果をみた。結果はφ60×100
L(mm)成形体を20cm高さより落下したときのものを
示す: これより、成形性は成形圧が高く、粒末硬度は低く、粒
度が粗い方がよいことがわかる。
3(3μm)、Gr(5μm)を混合し成形圧、粉末粒
度、粉末軟化処理の効果をみた。結果はφ60×100
L(mm)成形体を20cm高さより落下したときのものを
示す: これより、成形性は成形圧が高く、粒末硬度は低く、粒
度が粗い方がよいことがわかる。
<実施例5> Al-18Si-4Fe-2.8Cu-1.0Mg-0.4Mn合金粉(−100mes
h)を用いて実施例2と同様な複合ビレツトを作製し
た。これを間接単動押出で第7図(a)、(b)に示される形
状に押出加工した。
h)を用いて実施例2と同様な複合ビレツトを作製し
た。これを間接単動押出で第7図(a)、(b)に示される形
状に押出加工した。
夫々について第8図に模式的に示されるようなせん断テ
ストに付し(500℃×30分水冷を30サイクル)
内層の抜き荷重を評価したところ、第7図(a)のものは
7トン、(b)のものは28トンであつた。第7図(b)の試
料は接合界面が脈打ちしているため円周方向の回転も抑
えられる。
ストに付し(500℃×30分水冷を30サイクル)
内層の抜き荷重を評価したところ、第7図(a)のものは
7トン、(b)のものは28トンであつた。第7図(b)の試
料は接合界面が脈打ちしているため円周方向の回転も抑
えられる。
<実施例6> 実施例2におけるGr径5μmの試料を用いた押出材の
シースレス材とシース付材とをADC12に鋳込んだ。
シースレス材では溶湯と接した外周にブリスターが発生
したが、シース付材では良好であつた。
シースレス材とシース付材とをADC12に鋳込んだ。
シースレス材では溶湯と接した外周にブリスターが発生
したが、シース付材では良好であつた。
本発明によると、切断加工とか切削加工のような加工性
を良好に保持しながら耐摩耗性に優れ、靭性、耐焼付性
などの向上したAl-Si系合金が得られる。この特性を利
用してシリンダーライナーに用いると有効である。
を良好に保持しながら耐摩耗性に優れ、靭性、耐焼付性
などの向上したAl-Si系合金が得られる。この特性を利
用してシリンダーライナーに用いると有効である。
第1図はアルミナ粒子を一定の重量%添加したときの被
加工性を及ぼすアルミナの粒度の効果を示すグラフ、第
2図は黒鉛粉末の粒子径が圧環強度に及ぼす影響を示す
グラフ、第3図は黒鉛粒子径が10μmを越える場合の
押出体における黒鉛粒子の分布状態を示す模式図、第4
図は黒鉛粒子径が5μm以下の黒鉛粉末を用いた場合の
分布状態を示す模式図、第5図は境界潤滑条件下におけ
る摩耗量を比較するためのグラフ、第6図はオイル切れ
条件下での焼付荷重を比較するためのグラフ、第7図
(a)、(b)は本発明の実施態様の複合ビレツトを示す概略
横断面図、第8図はせん断テストを行なう際の概念図を
示す。
加工性を及ぼすアルミナの粒度の効果を示すグラフ、第
2図は黒鉛粉末の粒子径が圧環強度に及ぼす影響を示す
グラフ、第3図は黒鉛粒子径が10μmを越える場合の
押出体における黒鉛粒子の分布状態を示す模式図、第4
図は黒鉛粒子径が5μm以下の黒鉛粉末を用いた場合の
分布状態を示す模式図、第5図は境界潤滑条件下におけ
る摩耗量を比較するためのグラフ、第6図はオイル切れ
条件下での焼付荷重を比較するためのグラフ、第7図
(a)、(b)は本発明の実施態様の複合ビレツトを示す概略
横断面図、第8図はせん断テストを行なう際の概念図を
示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 哲也 兵庫県伊丹市昆陽北1丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 武田 義信 兵庫県伊丹市昆陽北1丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内
Claims (3)
- 【請求項1】Al-Si系合金形成用成分からなり初晶Si
の大きさが10μm以下であるマトリツクス中に、(A)
最大粒径が30μm以下で平均粒径10μm以下のシヤ
ープエツジのないアルミナ粒子3〜5重量%および(B)
断面組織で最大粒径が10μm以下の黒鉛粉末0.5〜
3重量%が分散している組織を有する耐熱性、耐摩耗
性、高靭性Al-Si系合金。 - 【請求項2】Al-Si系合金形成用成分が、 Si:16〜18重量% Fe:4〜6重量% Cu:2〜4重量% Mg:0.5〜2重量% Mn:0.2〜0.8重量% である特許請求の範囲第1項に記載のAl-Si系合金。
- 【請求項3】Al-Si系合金形成用成分からなり初晶Si
の大きさが10μm以下であるマトリツクス中に、(A)
最大粒径が30μm以下で平均粒径10μm以下のシヤ
ープエツジのないアルミナ粒子3〜5重量%および(B)
断面組織で最大粒径が10μm以下の黒鉛粉末0.5〜
3重量%が分散している組織を有する耐熱性、耐摩耗
性、高靭性Al-Si系合金からなる厚さ1mm以上の内層と
アルミニウム90重量%以上からなる展伸用アルミニウ
ム合金の外層からなり、該内層および外層の接合界面お
よび外周が円周方向に凸凹あるいは脈うちしていること
を特徴とする内燃機関用アルミニウム合金製複層シリン
ダーライナー。
Priority Applications (4)
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JP63273349A JPH0621309B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 耐熱性、耐摩耗性、高靭性Al−Si系合金及びそれを使用したシリンダ−ライナ− |
US07/429,429 US4959276A (en) | 1988-10-31 | 1989-10-31 | Heat-resistant, wear-resistant and high-strength Al-Si alloy, and cylinder liner employing same |
DE89120201T DE68912518T2 (de) | 1988-10-31 | 1989-10-31 | Wärmebeständige, verschleissbeständige und hochfeste Al-Si-Legierung und ihre Verwendung für Zylinderbuchsen. |
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JP63273349A JPH0621309B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 耐熱性、耐摩耗性、高靭性Al−Si系合金及びそれを使用したシリンダ−ライナ− |
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---|---|
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DE19532252C2 (de) * | 1995-09-01 | 1999-12-02 | Erbsloeh Ag | Verfahren zur Herstellung von Laufbuchsen |
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1988
- 1988-10-31 JP JP63273349A patent/JPH0621309B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-10-31 DE DE89120201T patent/DE68912518T2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1989-10-31 US US07/429,429 patent/US4959276A/en not_active Expired - Lifetime
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EP0367229A1 (en) | 1990-05-09 |
DE68912518D1 (de) | 1994-03-03 |
DE68912518T2 (de) | 1994-05-05 |
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