JPH10152734A - 耐摩耗性金属複合体 - Google Patents
耐摩耗性金属複合体Info
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- JPH10152734A JPH10152734A JP8327897A JP32789796A JPH10152734A JP H10152734 A JPH10152734 A JP H10152734A JP 8327897 A JP8327897 A JP 8327897A JP 32789796 A JP32789796 A JP 32789796A JP H10152734 A JPH10152734 A JP H10152734A
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
- B22D21/002—Castings of light metals
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- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
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- B22D21/02—Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた耐摩耗性を有し，かつ，安価に製造す
ることができる，耐摩耗性金属複合体を提供する。 【解決手段】 フライアッシュ１１を所定形状に成形し
てなる多孔質のフライアッシュ成形体１と，フライアッ
シュ成形体１の内部の空隙内に含浸された金属２とより
なる。耐摩耗性金属複合体７の表面には，フライアッシ
ュが露出している。フライアッシュ成形体は，その内部
に，アルミナ繊維等の無機繊維１２を含有していること
が好ましい。金属２としては，例えばアルミニウム等を
用いる。
ることができる，耐摩耗性金属複合体を提供する。 【解決手段】 フライアッシュ１１を所定形状に成形し
てなる多孔質のフライアッシュ成形体１と，フライアッ
シュ成形体１の内部の空隙内に含浸された金属２とより
なる。耐摩耗性金属複合体７の表面には，フライアッシ
ュが露出している。フライアッシュ成形体は，その内部
に，アルミナ繊維等の無機繊維１２を含有していること
が好ましい。金属２としては，例えばアルミニウム等を
用いる。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は，内燃機関のシリンダブロック，
ピストン等の耐摩耗性が必要とされる部材に用いられ
る，耐摩耗性金属複合体に関する。
ピストン等の耐摩耗性が必要とされる部材に用いられ
る，耐摩耗性金属複合体に関する。
【０００２】
【従来技術】従来，内燃機関のシリンダブロックの摺動
部には，耐摩耗性金属複合体が用いられている。かかる
耐摩耗性金属複合体としては，従来，例えば，特開平６
−３２２４５９号公報に開示されているごとく，アルミ
ナ短繊維及びムライト粒子からなる強化材をアルミニウ
ムに添加した摺動部材がある。また，米国特許５２２８
４９４号には，アルミニウム溶湯にグラファイト，フラ
イアッシュ，オイルアッシュ等の強化粒子を混合した金
属複合体が開示されている。
部には，耐摩耗性金属複合体が用いられている。かかる
耐摩耗性金属複合体としては，従来，例えば，特開平６
−３２２４５９号公報に開示されているごとく，アルミ
ナ短繊維及びムライト粒子からなる強化材をアルミニウ
ムに添加した摺動部材がある。また，米国特許５２２８
４９４号には，アルミニウム溶湯にグラファイト，フラ
イアッシュ，オイルアッシュ等の強化粒子を混合した金
属複合体が開示されている。
【０００３】
【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の耐
摩耗性金属複合体においては，以下の問題がある。即
ち，前者の摺動部材においては，アルミナ短繊維，ムラ
イト粒子のコストが高い。そのため，低コストで耐摩耗
性金属複合体を製造することは困難である。
摩耗性金属複合体においては，以下の問題がある。即
ち，前者の摺動部材においては，アルミナ短繊維，ムラ
イト粒子のコストが高い。そのため，低コストで耐摩耗
性金属複合体を製造することは困難である。
【０００４】また，後者の金属複合体は，鋳造時に強化
粒子が沈降して強化粒子の濃度格差が生じないように，
強化粒子を含むアルミニウム溶湯を金型内に注ぐととも
にこれを攪拌しなければならない。そのため，溶解時の
操作が煩雑となる。更に，金属複合体の全体を米国特許
５２２８４９４号に開示されている方法により強化する
方法もあるが，この場合には，金属複合体の不必要な部
分まで加工しなければならず，難削性となる。
粒子が沈降して強化粒子の濃度格差が生じないように，
強化粒子を含むアルミニウム溶湯を金型内に注ぐととも
にこれを攪拌しなければならない。そのため，溶解時の
操作が煩雑となる。更に，金属複合体の全体を米国特許
５２２８４９４号に開示されている方法により強化する
方法もあるが，この場合には，金属複合体の不必要な部
分まで加工しなければならず，難削性となる。
【０００５】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，優れ
た耐摩耗性を有し，かつ，安価に製造することができ
る，耐摩耗性金属複合体を提供しようとするものであ
る。
た耐摩耗性を有し，かつ，安価に製造することができ
る，耐摩耗性金属複合体を提供しようとするものであ
る。
【０００６】
【課題の解決手段】請求項１の発明は，フライアッシュ
を所定形状に成形してなる多孔質のフライアッシュ成形
体と，該フライアッシュ成形体の内部の空隙内に含浸さ
れた金属とよりなり，かつ上記フライアッシュが表面に
露出していることを特徴とする耐摩耗性金属複合体であ
る。
を所定形状に成形してなる多孔質のフライアッシュ成形
体と，該フライアッシュ成形体の内部の空隙内に含浸さ
れた金属とよりなり，かつ上記フライアッシュが表面に
露出していることを特徴とする耐摩耗性金属複合体であ
る。
【０００７】本発明の耐摩耗性金属複合体は，フライア
ッシュを利用したものである。特に，産業廃棄物である
フライアッシュを利用することによりリサイクル又は省
エネルギーに貢献できる。即ち，上記耐摩耗性金属複合
体は，フライアッシュを成形してなるフライアッシュ成
形体の内部に金属を含浸させたものである。また，フラ
イアッシュは硬質物である。従って，フライアッシュを
粉末のままで金属に添加した場合に比べて，フライアッ
シュ成形体の骨組みを維持しつつ，内部に溶融金属を含
浸させることにより，フライアッシュを所望の位置に配
置することが可能となる。特に金属複合体の摺動面にフ
ライアッシュ成形体を露出させることにより，金属複合
体の耐摩耗性を著しく向上させることができる。
ッシュを利用したものである。特に，産業廃棄物である
フライアッシュを利用することによりリサイクル又は省
エネルギーに貢献できる。即ち，上記耐摩耗性金属複合
体は，フライアッシュを成形してなるフライアッシュ成
形体の内部に金属を含浸させたものである。また，フラ
イアッシュは硬質物である。従って，フライアッシュを
粉末のままで金属に添加した場合に比べて，フライアッ
シュ成形体の骨組みを維持しつつ，内部に溶融金属を含
浸させることにより，フライアッシュを所望の位置に配
置することが可能となる。特に金属複合体の摺動面にフ
ライアッシュ成形体を露出させることにより，金属複合
体の耐摩耗性を著しく向上させることができる。
【０００８】そのため，金属複合体は，フライアッシュ
成形体により強度が補強されるとともに，耐摩耗性も向
上する。それ故，金属複合体を摺動面に用いた場合に
は，優れた耐摩耗性を発揮することができる。従って，
フライアッシュを成形体とすることなく，粉末のままで
金属に添加した場合に比べて，金属複合体の強度及び耐
摩耗性を著しく向上させることができる。
成形体により強度が補強されるとともに，耐摩耗性も向
上する。それ故，金属複合体を摺動面に用いた場合に
は，優れた耐摩耗性を発揮することができる。従って，
フライアッシュを成形体とすることなく，粉末のままで
金属に添加した場合に比べて，金属複合体の強度及び耐
摩耗性を著しく向上させることができる。
【０００９】また，フライアッシュ成形体は耐摩耗性金
属複合体と同一形状でもよく，また耐摩耗性金属複合体
よりも小さい形状でもよい。後者の場合は耐摩耗性金属
複合体におけるフライアッシュ成形体が埋設された部分
だけについて特に耐摩耗性及び強度を高めることができ
る。
属複合体と同一形状でもよく，また耐摩耗性金属複合体
よりも小さい形状でもよい。後者の場合は耐摩耗性金属
複合体におけるフライアッシュ成形体が埋設された部分
だけについて特に耐摩耗性及び強度を高めることができ
る。
【００１０】また，フライアッシュとは，燃焼によって
生成した細粒灰を意味し，石炭灰を含む。フライアッシ
ュは，例えば，電力会社，鋳鉄工場等の溶鉱炉，集塵炉
に集まった，塵，石炭灰がある。フライアッシュは非常
に安価に入手できる。そのため，耐摩耗性金属複合体を
安価に製造することができる。また，フライアッシュ
は，一般に０．１μｍ〜数百μｍの粒径である。フライ
アッシュは，耐摩耗性金属複合体の均一な特性を得るた
め，成形前に適当な大きさに分級して用いることが好ま
しい。
生成した細粒灰を意味し，石炭灰を含む。フライアッシ
ュは，例えば，電力会社，鋳鉄工場等の溶鉱炉，集塵炉
に集まった，塵，石炭灰がある。フライアッシュは非常
に安価に入手できる。そのため，耐摩耗性金属複合体を
安価に製造することができる。また，フライアッシュ
は，一般に０．１μｍ〜数百μｍの粒径である。フライ
アッシュは，耐摩耗性金属複合体の均一な特性を得るた
め，成形前に適当な大きさに分級して用いることが好ま
しい。
【００１１】例えば，フライアッシュの粒径が１〜１０
０μｍである場合には，フライアッシュの凝集が少なく
また相手部材に対する金属複合体の攻撃性が少ない摺動
面が得られる。一方，フライアッシュの粒径が１μｍ以
下である場合には，フライアッシュ成形体中にフライア
ッシュの凝集が発生し，摺動面にムラが生じるおそれが
ある。また，フライアッシュの粒径が１００μｍを越え
る場合には，相手部材に対する金属複合体の攻撃性が増
加して，相手部材の摩耗が増加するおそれがある。
０μｍである場合には，フライアッシュの凝集が少なく
また相手部材に対する金属複合体の攻撃性が少ない摺動
面が得られる。一方，フライアッシュの粒径が１μｍ以
下である場合には，フライアッシュ成形体中にフライア
ッシュの凝集が発生し，摺動面にムラが生じるおそれが
ある。また，フライアッシュの粒径が１００μｍを越え
る場合には，相手部材に対する金属複合体の攻撃性が増
加して，相手部材の摩耗が増加するおそれがある。
【００１２】また，耐摩耗性金属複合体の表面には，フ
ライアッシュが露出している。フライアッシュは金属よ
りも硬い。そのため，フライアッシュが相手部材の押圧
力を支えて，金属の摩耗量を抑制し，摺動面での焼付け
を防止する。
ライアッシュが露出している。フライアッシュは金属よ
りも硬い。そのため，フライアッシュが相手部材の押圧
力を支えて，金属の摩耗量を抑制し，摺動面での焼付け
を防止する。
【００１３】次に，請求項２の発明のように，上記フラ
イアッシュ成形体は，その内部に無機繊維を含有してい
ることが好ましい。これにより，耐摩耗性金属複合体の
耐摩耗性を確保しつつ，フライアッシュ成形体の成形性
を向上させることができる。
イアッシュ成形体は，その内部に無機繊維を含有してい
ることが好ましい。これにより，耐摩耗性金属複合体の
耐摩耗性を確保しつつ，フライアッシュ成形体の成形性
を向上させることができる。
【００１４】次に，請求項３の発明のように，上記無機
繊維は，アルミナ繊維，アルミナ−シリカ繊維のいずれ
かであることが好ましい。これにより，耐摩耗性金属複
合体の強度及び耐摩耗性をより一層高くすることができ
る。
繊維は，アルミナ繊維，アルミナ−シリカ繊維のいずれ
かであることが好ましい。これにより，耐摩耗性金属複
合体の強度及び耐摩耗性をより一層高くすることができ
る。
【００１５】次に，請求項４の発明のように，上記金属
は，アルミニム（Ａｌ），マグネシウム（Ｍｇ），及び
銅（Ｃｕ）のグループから選ばれる１種又は２種以上で
あることが好ましい。これにより，安価で軽量な耐摩耗
性金属複合体を得ることができる。
は，アルミニム（Ａｌ），マグネシウム（Ｍｇ），及び
銅（Ｃｕ）のグループから選ばれる１種又は２種以上で
あることが好ましい。これにより，安価で軽量な耐摩耗
性金属複合体を得ることができる。
【００１６】
実施形態例１ 本発明の実施形態例にかかる耐摩耗性金属複合体につい
て，図１〜図３を用いて説明する。本例の耐摩耗性金属
複合体７は，図１に示すごとく，フライアッシュ１１を
成形してなる多孔質のフライアッシュ成形体１と，フラ
イアッシュ成形体１の内部の空隙内に含浸された金属２
とよりなる。耐摩耗性金属複合体７の摺動面７０には，
フライアッシュ１１が表面に露出する位置まで表面切削
を施してある。
て，図１〜図３を用いて説明する。本例の耐摩耗性金属
複合体７は，図１に示すごとく，フライアッシュ１１を
成形してなる多孔質のフライアッシュ成形体１と，フラ
イアッシュ成形体１の内部の空隙内に含浸された金属２
とよりなる。耐摩耗性金属複合体７の摺動面７０には，
フライアッシュ１１が表面に露出する位置まで表面切削
を施してある。
【００１７】耐摩耗性金属複合体７は，２０重量％のフ
ライアッシュ成形体１と，８０重量％の金属２とからな
る。フライアッシュ成形体１は，フライアッシュ１１
と，無機繊維１２とからなる。フライアッシュの成分
は，Ａｌ2 Ｏ3 ２５重量％，ＳｉＯ2 ６０重量％，Ｆｅ
2 Ｏ3 ５重量％，ＣａＯ２重量％，その他（ＭｇＯ，Ｋ
2 Ｏ5 ，Ｎａ2 Ｏ，ＴｉＯ2 ）８重量％である。無機繊
維１２としては，アルミナ繊維を用いる。金属２はアル
ミダイカスト合金（ＪＩＳ規格ＡＤＣ１２）である。
ライアッシュ成形体１と，８０重量％の金属２とからな
る。フライアッシュ成形体１は，フライアッシュ１１
と，無機繊維１２とからなる。フライアッシュの成分
は，Ａｌ2 Ｏ3 ２５重量％，ＳｉＯ2 ６０重量％，Ｆｅ
2 Ｏ3 ５重量％，ＣａＯ２重量％，その他（ＭｇＯ，Ｋ
2 Ｏ5 ，Ｎａ2 Ｏ，ＴｉＯ2 ）８重量％である。無機繊
維１２としては，アルミナ繊維を用いる。金属２はアル
ミダイカスト合金（ＪＩＳ規格ＡＤＣ１２）である。
【００１８】次に，上記耐摩耗性金属複合体の製造方法
について説明する。まず，フライアッシュを集塵機など
から採取し，粒径１〜４０μｍに分級した。次いで，図
２に示すごとく，フライアッシュ１１と無機繊維１２と
を同量ずつ混合し，この混合物を例えばスラリー法によ
り円盤の形状に成形して，フライアッシュ成形体１を得
た。
について説明する。まず，フライアッシュを集塵機など
から採取し，粒径１〜４０μｍに分級した。次いで，図
２に示すごとく，フライアッシュ１１と無機繊維１２と
を同量ずつ混合し，この混合物を例えばスラリー法によ
り円盤の形状に成形して，フライアッシュ成形体１を得
た。
【００１９】次いで，図３に示すごとく，フライアッシ
ュ成形体１を，金型３のキャビティ３０内に配置した。
次いで，キャビティ３０内に，溶融した金属２を注入
し，キャビティ３０の上方から上型３１により６００ｋ
ｇ／ｃｍ2 の圧力で加圧した。これにより，フライアッ
シュ成形体２０容量％に対して，８０容量％のアルミダ
イカスト合金を含浸させて，上記耐摩耗性金属複合体を
得た。
ュ成形体１を，金型３のキャビティ３０内に配置した。
次いで，キャビティ３０内に，溶融した金属２を注入
し，キャビティ３０の上方から上型３１により６００ｋ
ｇ／ｃｍ2 の圧力で加圧した。これにより，フライアッ
シュ成形体２０容量％に対して，８０容量％のアルミダ
イカスト合金を含浸させて，上記耐摩耗性金属複合体を
得た。
【００２０】実施形態例２ 本例においては，フライアッシュ１５容量部と，アルミ
ナ繊維５重量部とからなるフライアッシュ成形体を用い
た。フライアッシュ成形体２０容量％に，８０容量％の
アルミダイカスト合金を含浸させた。その他は，実施形
態例１と同様である。
ナ繊維５重量部とからなるフライアッシュ成形体を用い
た。フライアッシュ成形体２０容量％に，８０容量％の
アルミダイカスト合金を含浸させた。その他は，実施形
態例１と同様である。
【００２１】実施形態例３ 本例においては．アルミナ繊維を添加することなくフラ
イアッシュだけを用いてフライアッシュ成形体を得た。
フライアッシュ成形体３０容量％に対して，７０容量％
のアルミダイカスト合金を含浸させた。その他は，実施
形態例１と同様である。
イアッシュだけを用いてフライアッシュ成形体を得た。
フライアッシュ成形体３０容量％に対して，７０容量％
のアルミダイカスト合金を含浸させた。その他は，実施
形態例１と同様である。
【００２２】実施形態例４ 本例においては，フライアッシュ１５容量部と，アルミ
ナ−シリカ繊維５容量部とからなるフライアッシュ成形
体を用いた。フライアッシュ成形体２０容量％に，８０
容量％のアルミダイカスト合金を含浸させた。その他
は，実施形態例１と同様である。
ナ−シリカ繊維５容量部とからなるフライアッシュ成形
体を用いた。フライアッシュ成形体２０容量％に，８０
容量％のアルミダイカスト合金を含浸させた。その他
は，実施形態例１と同様である。
【００２３】（比較例）本例の耐摩耗性金属複合体は，
フライアッシュを用いることなくアルミナ繊維１０容量
％にアルミダイカスト合金（ＪＩＳ規格ＡＤＣ１２）９
０容量％を含浸させたものである。
フライアッシュを用いることなくアルミナ繊維１０容量
％にアルミダイカスト合金（ＪＩＳ規格ＡＤＣ１２）９
０容量％を含浸させたものである。
【００２４】（実験例）本例においては，上記の耐摩耗
性金属複合体の耐摩耗特性評価を行った。耐摩耗特性評
価を行うに当たっては，上記各種実施形態例１〜４，比
較例の耐摩耗性金属複合体に潤滑油を塗布した。余剰の
潤滑油を拭き取った。次いで，耐摩耗性金属複合体の摺
動面の摩擦係数摩耗量及び焼付時間を測定した。
性金属複合体の耐摩耗特性評価を行った。耐摩耗特性評
価を行うに当たっては，上記各種実施形態例１〜４，比
較例の耐摩耗性金属複合体に潤滑油を塗布した。余剰の
潤滑油を拭き取った。次いで，耐摩耗性金属複合体の摺
動面の摩擦係数摩耗量及び焼付時間を測定した。
【００２５】その測定に当たっては図４に示す竪型往復
摺動摩耗試験機５を用いた。即ち，耐摩耗性金属複合体
７を固定具５２に固定して，ヒータ５１により１００℃
に加熱した。この耐摩耗性金属複合体７の摺動面７０に
対して，往復運動する相手部材５６を押付荷重２０Ｎを
加えて摺動させた。相手部材５６は，ホルダ５７により
固定して，摺動速度２００回／分で往復させた。相手部
材５６としては，ＳＷＯＳＣ−Ｖ（ＪＩＳ規格）にクロ
ムメッキをしてなるピストンリングを想定した材料を用
いた。このときに固定具５２が耐摩耗性金属複合体７か
ら受ける負荷をロードセル５３により検知した。検知し
た負荷から，耐摩耗性金属複合体７の摩擦係数をもとめ
た。
摺動摩耗試験機５を用いた。即ち，耐摩耗性金属複合体
７を固定具５２に固定して，ヒータ５１により１００℃
に加熱した。この耐摩耗性金属複合体７の摺動面７０に
対して，往復運動する相手部材５６を押付荷重２０Ｎを
加えて摺動させた。相手部材５６は，ホルダ５７により
固定して，摺動速度２００回／分で往復させた。相手部
材５６としては，ＳＷＯＳＣ−Ｖ（ＪＩＳ規格）にクロ
ムメッキをしてなるピストンリングを想定した材料を用
いた。このときに固定具５２が耐摩耗性金属複合体７か
ら受ける負荷をロードセル５３により検知した。検知し
た負荷から，耐摩耗性金属複合体７の摩擦係数をもとめ
た。
【００２６】また，耐摩耗性金属複合体について上記摩
耗試験を行う前後の重量変化を測定し，その差から摺動
による耐摩耗性金属複合体の摩耗量をもとめた。耐摩耗
性金属複合体の摺動面に対して相手部材を摺動させる摺
動時間は，７６分間とした。また，相手部材の摩耗量も
同様にしてもとめた。
耗試験を行う前後の重量変化を測定し，その差から摺動
による耐摩耗性金属複合体の摩耗量をもとめた。耐摩耗
性金属複合体の摺動面に対して相手部材を摺動させる摺
動時間は，７６分間とした。また，相手部材の摩耗量も
同様にしてもとめた。
【００２７】また，上記竪型往復摺動摩耗試験機を用い
て，耐摩耗性金属複合体の摺動面に対して相手部材を摺
動させ，摺動面が焼付くまでの時間を測定した。摺動条
件は，上記の摩耗係数を測定した場合と同様とした。実
施形態例１〜４，比較例の耐摩耗性金属複合体の組成を
表１に示した。
て，耐摩耗性金属複合体の摺動面に対して相手部材を摺
動させ，摺動面が焼付くまでの時間を測定した。摺動条
件は，上記の摩耗係数を測定した場合と同様とした。実
施形態例１〜４，比較例の耐摩耗性金属複合体の組成を
表１に示した。
【００２８】表１より知られるように，本発明の耐摩耗
性金属複合体（実施形態例１〜４）は，摩擦係数が０．
０７〜０．０８と低かった。また，耐摩耗性金属複合体
の摩耗量は，５．２ｍｇ以下と少なかった。耐摩耗性金
属複合体の摺動面が焼付くまで長時間を要した。
性金属複合体（実施形態例１〜４）は，摩擦係数が０．
０７〜０．０８と低かった。また，耐摩耗性金属複合体
の摩耗量は，５．２ｍｇ以下と少なかった。耐摩耗性金
属複合体の摺動面が焼付くまで長時間を要した。
【００２９】このように，本発明の耐摩耗性金属複合体
が上記のごとく優れた性質を有するのは，以下の理由に
よるものと考えられる。即ち，図１に示すごとく，耐摩
耗性金属複合体７は，硬質物であるフライアッシュ１１
及び無機繊維１２の一部が摺動面７０に露出して分散し
ているため，これらが相手部材５６の荷重を支える。そ
のため，耐摩耗性金属複合体の摩耗量が少ない。また，
相手部材５６がアルミニウムマトリックス中のアルミダ
イカスト合金と直接接触することが妨げられるため，摺
動面７０での焼付けもなく，摩擦係数も低く安定してい
るためであると考えられる。
が上記のごとく優れた性質を有するのは，以下の理由に
よるものと考えられる。即ち，図１に示すごとく，耐摩
耗性金属複合体７は，硬質物であるフライアッシュ１１
及び無機繊維１２の一部が摺動面７０に露出して分散し
ているため，これらが相手部材５６の荷重を支える。そ
のため，耐摩耗性金属複合体の摩耗量が少ない。また，
相手部材５６がアルミニウムマトリックス中のアルミダ
イカスト合金と直接接触することが妨げられるため，摺
動面７０での焼付けもなく，摩擦係数も低く安定してい
るためであると考えられる。
【００３０】
【表１】
【００３１】実施形態例５ 本例は，本発明にかかるの耐摩耗性金属複合体を，内燃
機関のエンジンブロックの一部に適用した応用例であ
る。上記エンジンブロックの製造方法を説明すると，ま
ず，図５に示すごとく，ダイカスト鋳造に使用する，エ
ンジンブロック鋳造用の金型６を準備する。該金型６
は，固定型６２と可動型６１とからなり，これらの内側
にはキャビティ６１０が設けられている。また，固定型
６２と可動型６１とは，支持板６０２，６０１により支
持されている。
機関のエンジンブロックの一部に適用した応用例であ
る。上記エンジンブロックの製造方法を説明すると，ま
ず，図５に示すごとく，ダイカスト鋳造に使用する，エ
ンジンブロック鋳造用の金型６を準備する。該金型６
は，固定型６２と可動型６１とからなり，これらの内側
にはキャビティ６１０が設けられている。また，固定型
６２と可動型６１とは，支持板６０２，６０１により支
持されている。
【００３２】キャビティ６１０には，シリンダ部及びロ
ア部を形成するための中子６１１，６１２が配置されて
いる。シリンダ部形成用の中子６１１は，可動型６１に
固定される。ロア部形成用の中子６１２は，固定型６２
に固定される。固定型６２には，溶融した金属２を注入
するための注入口６２７が開口している。
ア部を形成するための中子６１１，６１２が配置されて
いる。シリンダ部形成用の中子６１１は，可動型６１に
固定される。ロア部形成用の中子６１２は，固定型６２
に固定される。固定型６２には，溶融した金属２を注入
するための注入口６２７が開口している。
【００３３】一方，フライアッシュと無機繊維とを，実
施形態例１と同様に混合し，成形してフライアッシュ成
形体１を得る。フライアッシュ成形体１は円筒形状であ
り，エンジンブロックのシリンダ部の内径とほぼ同形状
の内径を有する。次に，シリンダ部形成用の中子６１１
に，フライアッシュ成形体１を装着する。
施形態例１と同様に混合し，成形してフライアッシュ成
形体１を得る。フライアッシュ成形体１は円筒形状であ
り，エンジンブロックのシリンダ部の内径とほぼ同形状
の内径を有する。次に，シリンダ部形成用の中子６１１
に，フライアッシュ成形体１を装着する。
【００３４】次いで，固定型６２の注入口６２７から，
溶融した金属２を，押出管６２６に注入する。押出管６
２６の中の溶融した金属２を，加圧用のピストン６２８
によりゆっくり押圧して，キャビティ６１０内に注入す
る。キャビティ６１０内のほぼ全体に金属２が充填され
た後，更に加圧用ピストン６２８を押し入れて溶融した
金属２を加圧する（図示略）。この加圧により，キャビ
ティ６１０内に充填された金属２が，フライアッシュ成
形体１の空隙の内部に含浸する。次いで，金属２を凝固
させる。これにより，キャビティ６１０内に，耐摩耗性
金属複合体からなるエンジンブロック鋳造体が成形され
る。
溶融した金属２を，押出管６２６に注入する。押出管６
２６の中の溶融した金属２を，加圧用のピストン６２８
によりゆっくり押圧して，キャビティ６１０内に注入す
る。キャビティ６１０内のほぼ全体に金属２が充填され
た後，更に加圧用ピストン６２８を押し入れて溶融した
金属２を加圧する（図示略）。この加圧により，キャビ
ティ６１０内に充填された金属２が，フライアッシュ成
形体１の空隙の内部に含浸する。次いで，金属２を凝固
させる。これにより，キャビティ６１０内に，耐摩耗性
金属複合体からなるエンジンブロック鋳造体が成形され
る。
【００３５】金属が凝固した後，図６に示すごとく，エ
ンジンブロック鋳造体７１をキャビティから取り出す。
次いで，シリンダ部７４の内径部分７４９を，図６に示
すＦ−Ｆ線に沿って切削するとともに，その切削部を研
磨する。これにより，図７に示すごとく，シリンダ部７
４の摺動面７０にフライアッシュ１１を露出させてなる
エンジンブロック７２を得る。
ンジンブロック鋳造体７１をキャビティから取り出す。
次いで，シリンダ部７４の内径部分７４９を，図６に示
すＦ−Ｆ線に沿って切削するとともに，その切削部を研
磨する。これにより，図７に示すごとく，シリンダ部７
４の摺動面７０にフライアッシュ１１を露出させてなる
エンジンブロック７２を得る。
【００３６】エンジンブロック７２のシリンダ部７４内
においては，相手部材であるピストンリング７９１を付
けたピストン７９が往復運動する。ピストンリング７９
１は，シリンダ部７４の摺動面７０に対して摺動する。
ピストン７９の往復運動は，エンジンブロック７２のロ
ア部７５の内部に配置されたロッド（図示略）を通じ
て，各作動部に伝達される。
においては，相手部材であるピストンリング７９１を付
けたピストン７９が往復運動する。ピストンリング７９
１は，シリンダ部７４の摺動面７０に対して摺動する。
ピストン７９の往復運動は，エンジンブロック７２のロ
ア部７５の内部に配置されたロッド（図示略）を通じ
て，各作動部に伝達される。
【００３７】本例のエンジンブロック７２は，摺動面７
０にフライアッシュ１１が露出しているため，摩耗量が
少ない。また，摺動面７０に露出したフライアッシュ１
１が，シリンダ部７４のアルミダイカスト合金とピスト
ンリング７９１とが直接接触することを防ぐため，摺動
面７０での焼付けもなく，摺動面７０の摩擦係数も低く
安定している。
０にフライアッシュ１１が露出しているため，摩耗量が
少ない。また，摺動面７０に露出したフライアッシュ１
１が，シリンダ部７４のアルミダイカスト合金とピスト
ンリング７９１とが直接接触することを防ぐため，摺動
面７０での焼付けもなく，摺動面７０の摩擦係数も低く
安定している。
【００３８】また，図５に示すごとく，補強材であるフ
ライアッシュ成形体１は予め円筒形状に成形し，中子６
１１に装着し，ダイカストで加圧鋳造する。従って，エ
ンジンブロックの鋳造が容易である。また，フライアッ
シュは軽量かつ安価であるため，エンジンブロックを軽
量かつ安価に得ることができる。
ライアッシュ成形体１は予め円筒形状に成形し，中子６
１１に装着し，ダイカストで加圧鋳造する。従って，エ
ンジンブロックの鋳造が容易である。また，フライアッ
シュは軽量かつ安価であるため，エンジンブロックを軽
量かつ安価に得ることができる。
【００３９】また，フライアッシュ成形体を用いて溶融
金属を含浸させることにより，フライアッシュ成形体が
任意の形状及び密度で耐摩耗性金属複合体の内部に配置
されるので，図７に示すごとく，エンジンブロック７２
の中でも特にピストンリング７９１により摺動を受ける
シリンダ部７４の強度を向上させることができる。
金属を含浸させることにより，フライアッシュ成形体が
任意の形状及び密度で耐摩耗性金属複合体の内部に配置
されるので，図７に示すごとく，エンジンブロック７２
の中でも特にピストンリング７９１により摺動を受ける
シリンダ部７４の強度を向上させることができる。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば，優れた耐摩耗性を有
し，かつ，安価に製造することができる，耐摩耗性金属
複合体を提供することができる。
し，かつ，安価に製造することができる，耐摩耗性金属
複合体を提供することができる。
【図１】実施形態例１及び実験例における，耐摩耗性金
属複合体の断面説明図。
属複合体の断面説明図。
【図２】実施形態例１における，フライアッシュ成形体
の製造方法を示す説明図。
の製造方法を示す説明図。
【図３】実施形態例１における，耐摩耗性金属複合体の
鋳造方法を示す説明図。
鋳造方法を示す説明図。
【図４】実験例における，竪型往復摺動摩耗試験機の説
明図。
明図。
【図５】実施形態例５における，エンジンブロックの鋳
造方法を示す説明図。
造方法を示す説明図。
【図６】実施形態例５における，エンジンブロック鋳造
体の説明図。
体の説明図。
【図７】実施形態例５における，エンジンブロックの説
明図。
明図。
１．．．フライアッシュ成形体， １０．．．空隙， １１．．．フライアッシュ， １２．．．無機繊維， ２．．．金属， ３．．．成形型， ７．．．耐摩耗性金属複合体， ７０．．．摺動面， ７２．．．エンジンブロック，
Claims (4)
- 【請求項１】 フライアッシュを所定形状に成形してな
る多孔質のフライアッシュ成形体と，該フライアッシュ
成形体の内部の空隙内に含浸された金属とよりなり，か
つ上記フライアッシュが表面に露出していることを特徴
とする耐摩耗性金属複合体。 - 【請求項２】 請求項１において，上記フライアッシュ
成形体は，その内部に無機繊維を含有していることを特
徴とする耐摩耗性金属複合体。 - 【請求項３】 請求項２において，上記無機繊維は，ア
ルミナ繊維，アルミナ−シリカ繊維のいずれかであるこ
とを特徴とする耐摩耗性金属複合体。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項において，
上記金属は，アルミニム（Ａｌ），マグネシウム（Ｍ
ｇ），及び銅（Ｃｕ）のグループから選ばれる１種又は
２種以上であることを特徴とする耐摩耗性金属複合体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8327897A JPH10152734A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 耐摩耗性金属複合体 |
| US08/960,193 US5989729A (en) | 1996-11-21 | 1997-10-29 | Wear resistant metal composite |
| DE19751528A DE19751528C2 (de) | 1996-11-21 | 1997-11-20 | Verschleißfester Metallverbundwerkstoff |
| FR9714817A FR2755981B1 (fr) | 1996-11-21 | 1997-11-21 | Composite de metal resistant a l'usure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8327897A JPH10152734A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 耐摩耗性金属複合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10152734A true JPH10152734A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=18204221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8327897A Pending JPH10152734A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 耐摩耗性金属複合体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5989729A (ja) |
| JP (1) | JPH10152734A (ja) |
| DE (1) | DE19751528C2 (ja) |
| FR (1) | FR2755981B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104762508A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-07-08 | 蚌埠市鸿安精密机械有限公司 | 一种机械综合性能强的粉煤灰铝基复合材料及其制备方法 |
| CN110551912A (zh) * | 2018-06-01 | 2019-12-10 | 台湾海洋大学 | 铝基飞灰复合材料的制造方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO312113B1 (no) * | 1999-03-10 | 2002-03-18 | Volvo Personvagnar Ab | Fremgangsmåte ved overflatebehandling av friksjonselementer, samt friksjonselement |
| US20100056356A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | Robl Thomas L | Methodology and technology for the production of improved coal derived fly ash for the production of metal matrix composites |
| DE102010042402A1 (de) * | 2010-10-13 | 2012-04-19 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Kolbenrings mit eingelagerten Partikeln |
| CN111318676A (zh) * | 2018-12-13 | 2020-06-23 | 洪江市三兴冶金炉料有限责任公司 | 一种高速钢模铸保护渣及其制备方法 |
| US20220144706A1 (en) * | 2020-11-06 | 2022-05-12 | Semplastics EHC, LLC | High strength, tough, coal and coal by-product based composite ceramics |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5260222A (en) * | 1975-09-30 | 1977-05-18 | Honda Motor Co Ltd | Method of manufacturing fibre reinforced composite |
| US4489138A (en) * | 1980-07-30 | 1984-12-18 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Fiber-reinforced metal composite material |
| US4465741A (en) * | 1980-07-31 | 1984-08-14 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Fiber-reinforced metal composite material |
| EP0074067B1 (en) * | 1981-09-01 | 1986-01-29 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method for the preparation of fiber-reinforced metal composite material |
| DE3525122A1 (de) * | 1985-07-13 | 1987-01-15 | Iwan Dr Kantardjiew | Verfahren zur herstellung eines verbundwerkstoffes aus metall und kurzfasern |
| GB8626226D0 (en) * | 1985-11-14 | 1986-12-03 | Ici Plc | Metal matrix composites |
| IN168301B (ja) * | 1986-09-02 | 1991-03-09 | Council Scient Ind Res | |
| US4888054A (en) * | 1987-02-24 | 1989-12-19 | Pond Sr Robert B | Metal composites with fly ash incorporated therein and a process for producing the same |
| EP0280830A1 (en) * | 1987-03-02 | 1988-09-07 | Battelle Memorial Institute | Method for producing metal or alloy casting, composites reinforced with fibrous or particulate materials |
| JPH01252741A (ja) * | 1988-04-01 | 1989-10-09 | Ube Ind Ltd | 繊維強化複合材料 |
| US4963439A (en) * | 1988-04-19 | 1990-10-16 | Ube Industries, Ltd. | Continuous fiber-reinforced Al-Co alloy matrix composite |
| DE4115057A1 (de) * | 1991-05-08 | 1992-11-12 | Austria Metall | Verfahren und einrichtung zum infiltrieren von geschmolzenem metall |
| US5228494A (en) * | 1992-05-01 | 1993-07-20 | Rohatgi Pradeep K | Synthesis of metal matrix composites containing flyash, graphite, glass, ceramics or other metals |
| US5536686A (en) * | 1992-10-20 | 1996-07-16 | The Research Foundation Of State University Of New York At Buffalo | Phosphate binders for metal-matrix composites |
| JP3102205B2 (ja) * | 1993-05-13 | 2000-10-23 | トヨタ自動車株式会社 | アルミニウム合金製摺動部材 |
| DE4427795C2 (de) * | 1993-08-06 | 1997-04-17 | Aisin Seiki | Verbundstoff auf Metallbasis |
| DE4331159C1 (de) * | 1993-09-14 | 1995-05-18 | Fuenders Dieter Dr Ing | Verfahren zur Herstellung synthetischer Einsatzstoffe für den Einsatz in der Eisen-, Stahl- und Gießereiindustrie |
| US5711362A (en) * | 1995-11-29 | 1998-01-27 | Electric Power Research Institute | Method of producing metal matrix composites containing fly ash |
-
1996
- 1996-11-21 JP JP8327897A patent/JPH10152734A/ja active Pending
-
1997
- 1997-10-29 US US08/960,193 patent/US5989729A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-11-20 DE DE19751528A patent/DE19751528C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-11-21 FR FR9714817A patent/FR2755981B1/fr not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19751528C2 (de) | 2002-12-12 |
| US5989729A (en) | 1999-11-23 |
| FR2755981B1 (fr) | 1999-12-03 |
| DE19751528A1 (de) | 1998-05-28 |
| FR2755981A1 (fr) | 1998-05-22 |
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