JPH10318038A - シリンダブロックの鋳造方法 - Google Patents
シリンダブロックの鋳造方法Info
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- JPH10318038A JPH10318038A JP12513397A JP12513397A JPH10318038A JP H10318038 A JPH10318038 A JP H10318038A JP 12513397 A JP12513397 A JP 12513397A JP 12513397 A JP12513397 A JP 12513397A JP H10318038 A JPH10318038 A JP H10318038A
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Abstract
簡便な方法で珪素富化層を形成する。 【解決手段】少なくともシリンダボア用中子6と共同し
てシリンダブロック1の形状に適合するキャビティを形
成する鋳型を有し、実質的にボア内壁面を画成する金網
からなる濾過材Fをシリンダボア用中子6の周面に巻着
したのち、該キャビティに過共晶アルミニウムー珪素合
金の溶湯を注入加圧し、濾過材Fに溶湯を浸透させて濾
過材Fとの接触界域に初晶珪素Sを凝集させ、溶湯の凝
固後、濾過材Fを除去してボア内壁面に初晶珪素Sの凝
集した珪素富化層Rを表出させるようにしたシリンダブ
ロックの鋳造方法である。濾過材Fを構成する金網の特
性により作業性並びに経済性が向上する。
Description
からなるシリンダブロックの鋳造方法に関する。
ボア部強化策として、例えば展伸加工によって形成され
たアルミニウム製ライナをボア部に鋳包み、このライナ
の内周面に溶射層を形成したもの(特開昭59ー743
53号公報)や、シリンダボア回りを筒状繊維強化複合
体により構成したもの(特開昭62ー187561号公
報)などが知られている。
5号公報において、過共晶アルミニウムー珪素合金鋳物
の製造方法を提案した。この方法の場合、まず圧力鋳造
可能な金型と、アルミナ短繊維等の繊維が積層された濾
過材と、過共晶アルミニウムー珪素合金の溶湯を用意す
る。金型には成品に適合するキャビティが形成されてい
る。そしてキャビティの一部には濾過材を配置し、キャ
ビティ内に注入した溶湯を加圧して濾過材に溶湯を浸透
させる。このとき、濾過材が溶湯内の初晶珪素を分離す
るため、濾過材との接触界域には高密度の初晶珪素が凝
集される。溶湯の凝固後、成品から濾過材を除去するこ
とにより、成品には高密度の初晶珪素が凝集した硬化層
が表出される。
面に高密度の初晶珪素が凝集した硬化層が形成され、残
部の母材には硬化層から遠ざかるにつれて低密度の初晶
珪素が存在することとなる。このため、所望表面の高い
耐摩耗性に加えて、母材内部における優れた強靱性を併
有することができる。
昭59ー74353号公報開示の対策では、ライナを鋳
包むための大幅な工程増しに加えてライナの密着不良が
生じ易く、また、特開昭62ー187561号公報開示
の対策では、複合化のために非常に高い圧力を必要とす
ることからダイカスト法に限定され、しかもマイクロポ
ロシテイ、繊維成形体の破損など鋳造欠陥を生じ易いと
いった問題もある。
法に採用されている濾過材(繊維集積体)は、通常吸引
成形によって製造されるため専ら平板状であり、これを
要求に基づいた特殊形状に形成することはかなり難し
く、しかもこのような濾過材は、使用繊維のコストや溶
湯とのぬれ性を配慮した選択に加えて、ハンドリング中
に損壊しない程度の最小厚さを必要とするなど経済性並
びに作業性の面からも幾多の制約を受けることになる。
な方法により、シリンダボアの内壁面に高密度の初晶珪
素を凝集した珪素富化層を形成することを、解決すべき
技術課題とするものである。
項1記載の発明は、少なくともシリンダボア用中子と共
同してシリンダブロックの形状に適合するキャビティを
形成する鋳型を有し、実質的にボア内壁面を画成する金
網からなる濾過材をシリンダボア用中子の周面に巻着す
る工程と、上記キャビティに過共晶アルミニウムー珪素
合金の溶湯を注入する工程と、該溶湯を加圧して上記濾
過材に溶湯を浸透させ、該濾過材の周域に初晶珪素を凝
集させる工程と、溶湯の凝固後、上記濾過材を成品から
除去して、上記ボア内壁面に初晶珪素の凝集した珪素富
化層を表出させる工程とからなるを特徴としている。
網を採用しており、これをシリンダボア用中子に巻着す
るのみで、実質的にボア内壁面を画成する中子と一体化
された濾過材を至極容易に形成することができる。請求
項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、溶湯
と接触して上記濾過材の実質的な濾過面を形成する主金
網は、ステンレス鋼、銅又は銅合金、ニッケル又はニッ
ケル合金等の線材を用いた織金網であることを特徴とし
ている。
主金網が、アルミ溶湯とのぬれ性の良好な金属線材を用
いた織金網であるため、セラミック濾過材に比べて低圧
の濾過が可能になるとともに、織金網の線径及び目数を
選択することにより凝集される初晶珪素の粒径を調整す
ることができる。請求項3記載の発明は、請求項1又は
2記載の発明において、上記濾過材を構成する主金網
は、上記シリンダボア用中子の周面に多重状に巻着され
ていることを特徴としている。
シリンダボア用中子の周面に多重状に巻着することで、
濾過材の厚さを自在に加減することができ、これにより
形成される珪素富化層の厚さも関連的に調整される。請
求項4記載の発明は、請求項1又は2記載の発明におい
て、上記濾過材は、上記主金網がそれよりも目の粗い厚
さ調整用の副金網と多層状に構成されていることを特徴
としている。
主金網よりも目の粗い副金網を内層に配置することで、
きわめて安価に濾過材の厚さを保持しつつ、溶湯の十分
な浸透を図ることができる。請求項5記載の発明は、請
求項1又は2記載の発明において、上記濾過材は、上記
主金網が渦巻き状に巻回された厚さ調整用の針金と組合
されていることを特徴としている。
ダボア用中子に巻回された単なる針金が主金網と組合さ
れて濾過材を構成しているので、一層の経済効果が期待
できる。請求項6記載の発明は、請求項1、2、3、4
又は5記載の発明において、上記濾過材を構成する主金
網は、微細な金属線材によって外端縁の遊動が拘止され
ていることを特徴としている。
含む)を用いた係着又は緊縛により、主金網の外端縁の
展開遊動が拘止されるので、ごく短時間にシリンダボア
用中子との一体化を果すことができる。
に基づいて具体的に説明する。図1は、共晶組成以上の
珪素を含有するアルミニウムー珪素合金製のシリンダブ
ロック1であって、直列に並ぶシリンダボア2中心に縦
断した断面側面図である。シリンダブロック1は各シリ
ンダボア2を囲繞する外壁3との間に一連のウォータジ
ヤケット4を有し、該外壁3の下方部はクランクケース
5を形成している。
1の形状に適合したキャビティを形成する金型と、各シ
リンダボア2及びウォータジヤケット4を形成する中子
とを用いて行われるが、本発明の最も特徴とする実施形
態においては、図3に示すシリンダボア用中子6の周面
に金網からなる濾過材Fが巻着されて、該濾過材Fの外
径によりシリンダボア2の実質的な鋳造内径が画成され
る。
ように、平織又は綾織をなす織金網であって、直接溶湯
と接触して実質的に濾過面を形成する主金網F1は、所
要の厚さを保持するため、図5(a)に示すように、シ
リンダボア用中子6の周面に多重状に巻着されるか、図
5(b)に示すように、主金網F1よりも目の粗い厚さ
調整用の副金網F2を内層に配置して多層状に構成され
ている。勿論、厚さ調整のためこの副金網F2を更に多
重巻きにすることも可能である。両金網F1、F 2には溶
湯とのぬれ性が良好なステンレス鋼、銅又は銅合金、ニ
ッケル又はニッケル合金等の金属線材が使用され、主金
網F1の線径及び目数は0.05mmφ・250メッシ
ュ〜0.35mmφ・30メッシュ程度の範囲で選択さ
れる。これは主金網F1の網目がこの範囲よりも密にな
ると、抵抗が大きくなって溶湯の濾過が不十分となり、
逆に網目がこの範囲よりも粗になると、所望の粒径及び
密度を充足する初晶珪素の凝集が不可能となるからであ
る。なお、主金網F1の外端縁が展開遊動しないよう、
図3に示すような止め針7を用いて係着するか、全外周
を図示しない金属線材で緊縛することによって主金網F
1は拘止されるが、これら金属線材の結び目などが最終
的なシリンダボア2の切削加工で完全に除去されるよう
極力微細な線材を用いることが望ましい。
アルミニウムー珪素合金として例えばA390の溶湯が
図示しない金型のキャビティ内に注入されると、比較的
粗大な初晶珪素を晶出することになるが、濾過材Fと対
向する溶湯は加圧によって濾過作用を受け、主金網F1
の網目よりも大きな粒径を有する初晶珪素は主金網F1
との接触界域に順次凝集される。凝集される初晶珪素の
平均粒径や密度は選択された主金網F1によって左右さ
れるが、現実には溶湯の冷却速度に加えて、主金網F1
に被着した溶湯や濾過によって滞留する初晶珪素それ自
体の濾過作用も微妙に関与する。また、比較的目の粗い
副金網F2は、濾過材Fに必要とされる厚さを保持しな
がら、主金網F1を潜通した溶湯の更なる浸透を妨げな
いようサポートしているので、主金網F1による正常な
濾過が遂行される。なお、図示は省略されているが、上
記副金網F2に代えて所要の線径を有する針金をシリン
ダボア用中子6に渦巻き状に巻回し、その外層に主金網
F1を巻着するように構成することもできる。このよう
にすれば、網目が粗く要求精度も低い安価な副金網F 2
に比べて、より一層のコストダウンを図ることも可能で
ある。
中に高密度の初晶珪素Sが凝集した珪素富化層(リッチ
層)であって、この珪素富化層Rは濾過材Fとの接触界
域においてほぼ均一、かつ該接触界域から放射方向へ連
続的に下傾変化している。Pは初晶珪素Sが低密度に存
在するいわゆるプアー層である。該珪素富化層Rの厚さ
は実用上1mm以上であることが望ましいが、この厚さ
は注湯から加圧開始までの時間、冷却速度、濾過材Fの
厚さなどを変えることによって至極容易に調節すること
ができる。溶湯の凝固後シリンダブロック1は金型から
抜き出され、適宜手段により合体されている濾過材F部
分を取り除けば、シリンダボア2の内壁面に高密度の初
晶珪素を凝集した珪素富化層Rが表出される。
ついて説明する。焼付試験は図7に示すオイルバス内に
試験片を固定し、これに相手材として鋳鉄(FC25)
製の円筒体を加圧接触させ、3000rpmで相手材を
回転させながら順次増圧して、各試験片の焼付荷重を検
証したものである。図6における試験片1は、アルミニ
ウム合金材(A390)、試験片2は、アルミナ繊維と
アルミニウムとマトリックスからなる繊維強化複合材、
試験片3は、表面にクロムめっきを施したアルミニウム
合金材(ADC12)で、いずれも比較例に相当し、試
験片4は、本発明の実施例に係るアルミニウム合金材
(A390)に珪素富化層Rを表出させたものである。
この試験結果から明らかなように、本発明に係る珪素富
化層Rは、繊維強化複合材よりも格段と優れた耐焼付性
を示している。
づいて説明したが、本発明の濾過材には極めて濾過性の
良好な金網を採用しているので、比較的低圧の砂型鋳造
にも適用可能であることは勿論である。
の発明は、屈曲変形自在な金網からなる濾過材の採用に
より、簡単に所望形状の濾過面を得ることができるの
で、従来のセラミック繊維集積体を用いた濾過材とは比
較にならない簡便さでシリンダボア用中子への被装を果
すことができる。しかも金網の粗密を選択するのみで凝
集される初晶珪素の粒度調整が可能となり、さらに濾過
材がアルミ合金マトリックスと簡単に分離されてアルミ
合金のリサイクル性を向上させる金属であるという点に
おいて、一層注目すべき経済効果を発揮する。とくに請
求項2記載の発明は、実質的に濾過面を形成する主金網
がアルミ溶湯とぬれ性の良好な金属線材を用いた織金網
であるため、低圧設備の採用も可能となる。
形成する主金網のみを多重巻きすることで濾過材の厚さ
調節を簡単に行うことができ、請求項4及び5記載の発
明のように、濾過材の厚さ調節用として安価な副金網や
渦巻き状に巻回した針金を主金網と組合せて濾過材を構
成すれば、溶湯の十分な浸透(濾過)を促しつつ、この
点でもコスト低減を図ることができる。また、請求項6
記載の発明のように、微細な金属線材や止め針を用いて
金網の展開遊動を簡単に拘止するようにすれば、ごく短
時間に中子への被装、つまり一体化が達成できる。
示す断面側面図。
斜視図。
平織、(b)は綾織を示す説明図。
て、(a)は多重状をなす主金網、(b)は副金網と多
層状をなす主金網を示す説明図。
ダボア用中子、7は止め針、Fは濾過材、F1は主金
網、F2は副金網、Sは結晶珪素、Rは珪素富化層
Claims (6)
- 【請求項1】少なくともシリンダボア用中子と共同して
シリンダブロックの形状に適合するキャビティを形成す
る鋳型を有し、実質的にボア内壁面を画成する金網から
なる濾過材をシリンダボア用中子の周面に巻着する工程
と、上記キャビティに過共晶アルミニウムー珪素合金の
溶湯を注入する工程と、該溶湯を加圧して上記濾過材に
溶湯を浸透させ、該濾過材の周域に初晶珪素を凝集させ
る工程と、溶湯の凝固後、上記濾過材を成品から除去し
て、上記ボア内壁面に初晶珪素の凝集した珪素富化層を
表出させる工程とからなるを特徴とするシリンダブロッ
クの鋳造方法。 - 【請求項2】溶湯と接触して上記濾過材の実質的な濾過
面を形成する主金網は、ステンレス鋼、銅又は銅合金、
ニッケル又はニッケル合金等の線材を用いた織金網であ
ることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】上記濾過材を構成する主金網は、上記シリ
ンダボア用中子の周面に多重状に巻着されていることを
特徴とする請求項1又は2記載の方法。 - 【請求項4】上記濾過材は、上記主金網がそれよりも目
の粗い厚さ調整用の副金網と多層状に構成されているこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の方法。 - 【請求項5】上記濾過材は、上記主金網が渦巻き状に巻
回された厚さ調整用の針金と組合されていることを特徴
とする請求項1又は2記載の方法。 - 【請求項6】上記濾過材を構成する主金網は、微細な金
属線材によって外端縁の遊動が拘止されていることを特
徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の方法。
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JP12513397A JP3617251B2 (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | シリンダブロックの鋳造方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2001048266A1 (fr) * | 1999-12-24 | 2001-07-05 | Xiumei Pang | Procede de preparation de revetement composite |
WO2006049066A1 (ja) | 2004-11-01 | 2006-05-11 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | 圧力容器、圧縮機およびシリンダブロックの鋳造方法 |
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KR101616897B1 (ko) * | 2014-12-24 | 2016-05-02 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 마그네슘 합금 주조장치 |
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1997
- 1997-05-15 JP JP12513397A patent/JP3617251B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2001048266A1 (fr) * | 1999-12-24 | 2001-07-05 | Xiumei Pang | Procede de preparation de revetement composite |
WO2006049066A1 (ja) | 2004-11-01 | 2006-05-11 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | 圧力容器、圧縮機およびシリンダブロックの鋳造方法 |
US7395750B2 (en) | 2004-11-01 | 2008-07-08 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Pressure vessel, compressor and process for casting cylinder block |
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JP3617251B2 (ja) | 2005-02-02 |
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