JPH11151568A - Lost form pattern casting method and cast product - Google Patents
Lost form pattern casting method and cast productInfo
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- JPH11151568A JPH11151568A JP32096397A JP32096397A JPH11151568A JP H11151568 A JPH11151568 A JP H11151568A JP 32096397 A JP32096397 A JP 32096397A JP 32096397 A JP32096397 A JP 32096397A JP H11151568 A JPH11151568 A JP H11151568A
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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- F02F2200/06—Casting
- F02F2200/08—Casting using a lost model, e.g. foam casting
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、異種の金属材料を
一体形成する鋳造技術に係り、特に、母体となる金属材
料の所定位置に、異種金属材料との金属間化合物層を形
成するようにした消失模型鋳造方法とその鋳造物に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a casting technique for integrally forming different kinds of metal materials, and more particularly, to a method for forming an intermetallic compound layer with a different kind of metal material at a predetermined position of a base metal material. The present invention relates to a vanishing model casting method and a casting thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、エンジンのシリンダブロック
は、アルミ合金鋳物や鉄鋳物で鋳造されている。そし
て、図１０に示すように、上記シリンダブロック１０
は、鋳物本体１と、この上部に開口したシリンダ３のボ
ア部３Ａに、耐摩耗性のあるシリンダライナー５を鋳造
時や後加工時に圧入装着させている。これは、ピストン
との激しい高温・高速摩擦に耐えなければならないから
である。2. Description of the Related Art For example, a cylinder block of an engine is cast from an aluminum alloy casting or an iron casting. Then, as shown in FIG.
In the present invention, a wear-resistant cylinder liner 5 is press-fitted into a casting body 1 and a bore 3A of a cylinder 3 opened at the time of casting or post-processing. This is because it must withstand intense high-temperature and high-speed friction with the piston.
【０００３】上記シリンダブロック１０は、本体１が亜
共晶アルミ合金により軽量化される反面、ボア部３Ａに
圧入装着したシリンダライナー５が鋳鉄製であるから、
重くなるばかりか、熱膨張率、熱収縮率が異なり両金属
の密着性が重視されるという問題がある。更に、シリン
ダライナー５により、各シリンダライナー５の間隔Ｌが
十分必要になり、必然的にシリンダブロック１０は長く
大型のものにならざるを得ず、軽量化が図れない問題点
がある。だからといって、軽量化を図るために、本体１
とシリンダライナー５を過共晶アルミ合金で形成する
と、硬くなってねじ加工等が困難となり、加工能率が低
下し、割れや欠けを生じるなど生産コストに影響を及ぼ
すという問題がある。In the cylinder block 10, the main body 1 is made lighter by a hypoeutectic aluminum alloy, but the cylinder liner 5 press-fitted into the bore 3A is made of cast iron.
In addition to being heavy, there is a problem that the thermal expansion coefficient and the thermal shrinkage rate are different and the adhesion between the two metals is emphasized. In addition, the cylinder liners 5 require a sufficient distance L between the cylinder liners 5, so that the cylinder block 10 is inevitably long and large, making it impossible to reduce the weight. That being said, the main unit 1
When the cylinder liner 5 is formed of a hypereutectic aluminum alloy, it becomes hard and difficult to perform threading, etc., thereby lowering the processing efficiency and causing a problem such as cracking or chipping, which affects production cost.
【０００４】また、ディスクブレーキのブレーキパット
における母体金属板と、これに固着するブレーキシュー
（摩擦片）とが、接着や溶着等により接合されている。
この固着手段によると、母体金属板の鋳造工程の他に、
ブレーキシューの成形及び母体金属板との接合工程を必
要とし、その製造工程を煩雑にして生産コストを高め
る。[0004] A base metal plate in a brake pad of a disc brake and a brake shoe (friction piece) adhered to the base metal plate are joined by bonding or welding.
According to this fixing means, in addition to the casting process of the base metal plate,
This requires a step of forming the brake shoe and joining the same to the base metal plate, complicating the manufacturing process and increasing the production cost.
【０００５】また、直流モーターやタコジェネレーター
の整流子は、母体金属板となる硬引銅の多数の円弧片間
を絶縁板で絶縁して円筒状となし、この表面に銀材の表
面層を形成している。上記整流子に一対のブラシを圧接
し、高速回転する直流モーターの整流子に電流を供給し
ている。上記母体金属板の表面に銀材を形成する方法と
して、電気メッキや別素材を接着する工程によって行わ
れている。このため、製造に時間を要し、生産コストを
高めている。A commutator of a DC motor or a tachogenerator has a cylindrical shape in which a large number of arcuate pieces of hardened copper serving as a base metal plate are insulated by an insulating plate to form a cylindrical shape. Has formed. A pair of brushes are pressed against the commutator to supply current to the commutator of the DC motor rotating at high speed. As a method of forming a silver material on the surface of the base metal plate, a method of performing electroplating or bonding another material is used. For this reason, time is required for manufacturing, and the production cost is increased.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記シリン
ダブロックへのシリンダライナー圧入等、母体金属の表
面層への異種金属材料の固着における問題点に鑑みて開
発された鋳造技術である。即ち、母体金属に対して、そ
の表面層に耐摩耗性や耐熱性等の母体金属材料と異なる
特質を要求される金属材料を金属間化合物層として一体
形成するための鋳造方法とその鋳造物を提供することを
目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a casting technique developed in view of the problem of fixing a dissimilar metal material to a surface layer of a base metal, such as press-fitting a cylinder liner into a cylinder block. That is, for a base metal, a casting method for integrally forming a metal material whose surface layer requires characteristics different from the base metal material such as abrasion resistance and heat resistance as an intermetallic compound layer and a casting thereof are provided. The purpose is to provide.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
請求項１記載の消失模型鋳造方法は、消失模型の所定位
置に、母体となる金属材料と異なる異種金属材料の金属
層を形成し、上記金属層に沿って断熱体を配置し、上記
消失模型に母体となる溶融金属材料を注湯して溶湯と置
換するとともに、上記所定位置において溶湯と金属層を
反応させて金属間化合物層を形成してなることを特徴と
するものである。In order to achieve the above object, a vanishing model casting method according to claim 1 forms a metal layer of a dissimilar metal material different from the base metal material at a predetermined position of the vanishing model. A heat insulator is arranged along the metal layer, the molten metal material serving as a base is poured into the disappearance model to replace the molten metal, and the molten metal and the metal layer react at the predetermined position to form an intermetallic compound layer. It is characterized by being formed.
【０００８】また、請求項２記載の消失模型鋳造方法
は、消失模型の所定位置に、母体となる金属材料と異な
る異種金属材料の粉体を含有する断熱体を形成し、上記
消失模型に母体となる溶融金属材料を注湯して溶湯と置
換するとともに、上記所定位置において溶湯と金属層を
反応させて金属間化合物層を形成してなることを特徴と
するものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a vanishing model casting method, wherein a heat insulator containing powder of a different metal material different from the base metal material is formed at a predetermined position of the vanishing model. And the molten metal material is poured to replace the molten metal, and the molten metal reacts with the metal layer at the predetermined position to form an intermetallic compound layer.
【０００９】また、請求項３記載の鋳造物は、請求項１
または２の鋳造方法で製造され、母体となる金属材料の
所定位置に、異種金属材料との金属間化合物層が形成さ
れてなることを特徴とするものである。[0009] The casting according to the third aspect is characterized by the first aspect.
Alternatively, the method is characterized in that an intermetallic compound layer with a dissimilar metal material is formed at a predetermined position of a base metal material manufactured by the casting method of 2.
【００１０】また、請求項４記載の鋳造物は、請求項３
記載の複合金属材料の鋳造物において、母体となる部分
をアルミ合金とし、摺動部となる部分を銅等の耐摩耗性
のある異種金属材料とアルミ合金との金属間化合物層と
したことを特徴とするものである。[0010] Further, the casting according to the fourth aspect is the third aspect.
In the casting of the composite metal material described above, the base portion was an aluminum alloy, and the sliding portion was an intermetallic compound layer of an aluminum alloy and a wear-resistant dissimilar metal material such as copper. It is a feature.
【００１１】[0011]
【発明の作用】請求項１によると、先ず、消失模型の所
定位置に、母体となる溶融金属材料と異なる異種金属材
料金属層を形成する。この金属層を形成するには、粉体
を塗布又は溶射し、または箔体を貼着して行う。更に、
上記金属層に沿って断熱体を配置する。続いて、上記消
失模型を砂中に配置して、この消失模型に１つの湯道か
ら溶融金属材料を注湯する。これにより、溶融金属材料
が消失模型と置換されながら鋳造物成形部分内に充填さ
れ、砂と接する側が砂の吸熱作用により冷却・固化され
て消失模型の形状の鋳物が形成される。また、異種金属
材料の金属層を形成した部分では、断熱体の断熱作用に
より断熱されているから、溶融金属材料の凝固が遅れ、
異種金属材料の金属層と高温の溶融状態で反応して金属
間化合物層を形成する。この後、ゆっくり冷却されて固
化し、消失模型の形状をなす母体金属部分と、その所定
位置に耐摩耗性・耐熱性等の優れた金属間化合物層が形
成された一体鋳造物が得られる。According to the first aspect of the present invention, first, a metal layer of a dissimilar metal material different from the molten metal material serving as a base is formed at a predetermined position of the vanishing model. In order to form the metal layer, powder is applied or sprayed, or a foil is attached. Furthermore,
A heat insulator is arranged along the metal layer. Subsequently, the vanishing model is placed in sand, and a molten metal material is poured into the vanishing model from one runner. As a result, the molten metal material is filled in the cast molding while being replaced with the lost model, and the side in contact with the sand is cooled and solidified by the endothermic action of the sand to form a casting in the shape of the lost model. In addition, in the portion where the metal layer of the dissimilar metal material is formed, heat insulation is performed by the heat insulating effect of the heat insulator, so that solidification of the molten metal material is delayed,
It reacts with a metal layer of a dissimilar metal material in a molten state at a high temperature to form an intermetallic compound layer. Thereafter, it is slowly cooled and solidified to obtain an integral casting in which a base metal portion having a shape of a disappearing model and an intermetallic compound layer having excellent wear resistance and heat resistance are formed at predetermined positions.
【００１２】また、請求項２によると、請求項１と同様
に溶融金属材料の注湯により、溶融金属材料が消失模型
と置換されながら鋳造物成形部分内に充填され、砂と接
する側が砂の吸熱作用により冷却・固化されて消失模型
の形状の鋳物が形成される。また、異種金属材料の粉体
を含有する断熱体を配置した部分では、断熱体の断熱作
用により断熱されているから、溶融金属材料の凝固が遅
れ、異種金属材料の粉体を含有する断熱体が溶融されて
高温の溶融状態で反応して金属間化合物層を形成する。
この後、ゆっくり冷却されて固化し、消失模型の形状を
なす母体金属部分と、その所定位置に耐摩耗性・耐熱性
等の優れた金属間化合物層が形成された一体鋳造物が得
られる。According to a second aspect of the present invention, as in the first aspect, the molten metal material is filled into the casting molding part while being replaced with the disappearing model by pouring of the molten metal material. It is cooled and solidified by the endothermic action to form a casting in the shape of a lost model. In addition, in the portion where the heat insulator containing the powder of the dissimilar metal material is arranged, the heat insulation is performed by the heat insulating effect of the heat insulator, so that the solidification of the molten metal material is delayed, and the heat insulator containing the powder of the dissimilar metal material is used. Is melted and reacted in a molten state at a high temperature to form an intermetallic compound layer.
Thereafter, it is slowly cooled and solidified to obtain an integral casting in which a base metal portion having a shape of a disappearing model and an intermetallic compound layer having excellent wear resistance and heat resistance are formed at predetermined positions.
【００１３】また、請求項３によると、上記鋳造方法に
より、母体となる部分が特定の金属材料で形成され、そ
の所定位置に母体となる金属材料と異種金属材料との金
属間化合物層が形成されるので、母体の所定位置に母体
金属材料と異なる特質を要求される金属材料を金属間化
合物層として一体形成させた鋳造物が得られる。According to the third aspect of the present invention, the base portion is formed of a specific metal material by the casting method, and an intermetallic compound layer of the base metal material and the dissimilar metal material is formed at a predetermined position. Therefore, a casting is obtained in which a metal material required to have different characteristics from the base metal material is integrally formed at a predetermined position of the base as an intermetallic compound layer.
【００１４】また、請求項４によると、上記鋳造方法で
製造され、母体となる部分をアルミ合金とし、摺動部と
なる部分を銅等の耐摩耗性のある異種金属材料とアルミ
合金との金属間化合物層としているので、軽量・コンパ
クトで加工性が良く、ボア部の耐摩耗性が高いシリンダ
ブロックが得られる。According to a fourth aspect of the present invention, the base portion is made of an aluminum alloy, and the sliding portion is made of a wear-resistant dissimilar metal material such as copper and an aluminum alloy. The use of the intermetallic compound layer makes it possible to obtain a cylinder block that is lightweight, compact, has good workability, and has high wear resistance at the bore.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】次に、図１〜図４を参照して本発
明に係る消失模型鋳造方法及び鋳造物の第１実施形態を
説明する。図１は、シリンダブロックを製造する消失模
型鋳造装置を示すものであって、枠体２０内には、砂２
３が充填され、この砂２３中に消失模型２７が配置され
ている。上記消失模型２７は、シリンダブロック５０の
本体用発泡成形体２７Ａであり、発泡樹脂製（ポリエチ
レン，ポリプロピレン）やロストワックスで形成されて
いる。上記本体用発泡成形体２７Ａは、シリンダブロッ
ク５０がクローズドデッキタイプ５０Ｂの例を示し、ウ
オータジャケット５０Ｃとなる上部２７Ｂが閉塞されて
おり、砂中子により形成される空洞部２７Ｃを形成して
いる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a first embodiment of a vanishing model casting method and a cast according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a vanishing model casting apparatus for producing a cylinder block.
3 are filled, and the disappearing model 27 is arranged in the sand 23. The vanishing model 27 is a foamed body 27A for the main body of the cylinder block 50, and is made of foamed resin (polyethylene, polypropylene) or lost wax. In the foamed body for main body 27A, the cylinder block 50 shows an example of a closed deck type 50B, the upper part 27B to be a water jacket 50C is closed, and a hollow part 27C formed by a sand core is formed. .
【００１６】上記消失模型２７の所定位置（ボア部）２
７Ｅには、母体の金属材料となる溶融金属材料（アルミ
合金）Ｋ１と異なる異種金属材料（銅）Ｋ２の金属層３
０Ａが形成される。この金属層３０Ａは、上記金属材料
（銅）Ｋ２の粉体３０を塗布または溶射して形成する
か、上記金属材料（銅）Ｋ２の箔体を貼着して形成され
る。そして、その内側には断熱体３３が配置される。上
記断熱体３３の材料としては、ポリプロピレンサルファ
イド（ＰＰＳ）等の凝固完了までの耐熱性樹脂材が使用
されるが、耐熱性紙を使用してもよい。A predetermined position (bore portion) 2 of the vanishing model 27
7E, a metal layer 3 of a different metal material (copper) K2 different from a molten metal material (aluminum alloy) K1 serving as a base metal material.
OA is formed. The metal layer 30A is formed by applying or spraying the powder 30 of the metal material (copper) K2 or by attaching a foil of the metal material (copper) K2. And the heat insulator 33 is arrange | positioned inside. As a material of the heat insulator 33, a heat-resistant resin material such as polypropylene sulfide (PPS) until solidification is completed is used, but heat-resistant paper may be used.
【００１７】上記消失模型２７には、湯道２５Ａと、湯
口カップ２５Ｂが接続されている。また、上記枠体２０
の上面にはビニールシート４０が被せられ、更に、枠体
２０内の底部２０Ａには、金網板４３と空間Ｓ２とが形
成され、この空間Ｓ２は外部に配置した真空ポンプＰに
接続され、消失模型２７の消失時に発生するガスを吸引
・排気するようになっている。。A runner 25A and a spout cup 25B are connected to the vanishing model 27. Also, the frame 20
Is covered with a vinyl sheet 40. Further, a wire mesh plate 43 and a space S2 are formed on the bottom 20A in the frame body 20, and this space S2 is connected to a vacuum pump P disposed outside and disappears. Gas generated when the model 27 disappears is sucked and exhausted. .
【００１８】次に、消失模型２７の具体的な製造方法及
び鋳造方法について説明する。先ず、図２に示すよう
に、円筒状の断熱体３３を成形する。このものは、断熱
体３３の外周部がシリンダのボア部の内径に相当する大
きさに形成され、樹脂によりインジエクション成形等で
形成される。次に、円筒状の断熱体３３の外周表面に、
溶融金属材料（母体のアルミ合金）Ｋ１と異なる異種金
属材料（銅）Ｋ２の粉体３０を塗布又は溶射することに
より金属層３０Ａを形成する。Next, a specific manufacturing method and a casting method of the vanishing model 27 will be described. First, as shown in FIG. 2, a cylindrical heat insulator 33 is formed. In this case, the outer peripheral portion of the heat insulator 33 is formed to have a size corresponding to the inner diameter of the bore portion of the cylinder, and is formed by resin injection molding or the like. Next, on the outer peripheral surface of the cylindrical heat insulator 33,
The metal layer 30A is formed by applying or spraying a powder 30 of a different metal material (copper) K2 different from the molten metal material (base aluminum alloy) K1.
【００１９】続いて、図３に示すように、上記断熱体３
３を、予め成形した消失模型２７の所定位置（ボア部）
２７Ｅに挿入し、消失模型２７と一体化する。尚、他の
方法として、上記断熱体３３を消失模型２７の成形型内
に配置して、断熱体３３の周囲に消失模型２７を一体成
形してもよい。。Subsequently, as shown in FIG.
3 at a predetermined position (bore portion) of the vanishing model 27 formed in advance
27E and integrated with the disappearance model 27. In addition, as another method, the heat insulating body 33 may be disposed in a mold for the disappearing model 27, and the disappearing model 27 may be integrally formed around the heat insulating body 33. .
【００２０】次に、図１に示すように、消失模型２７に
塗型層Ａを形成し、このものを枠体２０内の砂２３中に
配置する。そして、鋳造物成形部分Ｓ１としての消失模
型２７に、湯道２５Ａから母体金属材料となる溶融金属
材料（アルミ合金）Ｋ１を注湯する。これにより、溶融
金属材料Ｋ１が消失模型２７と置換されながら、鋳造物
成形部分Ｓ１内に充填され、砂２３と接する側が砂の吸
熱作用により、より早く冷却・固化される。Next, as shown in FIG. 1, a coating layer A is formed on the disappearing model 27, and this is placed in the sand 23 in the frame 20. Then, a molten metal material (aluminum alloy) K1 serving as a base metal material is poured from the runner 25A into the vanishing model 27 as the cast molded portion S1. As a result, the molten metal material K1 is filled in the casting molding portion S1 while being replaced with the disappearing model 27, and the side in contact with the sand 23 is cooled and solidified more quickly by the endothermic action of the sand.
【００２１】また、消失模型２７の所定位置（ボア部）
２７Ｅでは、溶融金属材料Ｋ１は断熱体３３により断熱
されているから、溶融状態が維持され異種金属材料
（銅）Ｋ２の粉体３０よりなる金属層３０Ａと高温の溶
融状態で反応して金属間化合物層Ｋ３が形成される。Also, a predetermined position (bore portion) of the vanishing model 27
In 27E, since the molten metal material K1 is insulated by the heat insulator 33, the molten state is maintained, and the molten metal material K1 reacts with the metal layer 30A made of the powder 30 of the dissimilar metal material (copper) K2 in a high-temperature molten state to form a metal. The compound layer K3 is formed.
【００２２】この後、溶融金属材料Ｋ１はゆっくり冷却
されて固化し、所定位置に金属間化合物層Ｋ３が形成さ
れた鋳造物となる。その後、図４に示すように、枠体２
０から取り出した鋳造物たるシリンダブロック５０のボ
ア部５０Ａから断熱体３３を引き抜く。そして、ボア部
５０Ａの研磨を行ない、所定の面精度と仕上寸法に研磨
し完成品とする。これによって、母体となる本体を母体
金属材料である溶融金属材料（アルミ合金）Ｋ１で形成
され、ボア部に、母体金属材料である溶融金属材料（ア
ルミ合金）Ｋ１と異種金属材料（銅）Ｋ２との金属間化
合物層（ＣｕＡｌ2 ）Ｋ３が形成されたシリンダブロッ
ク５０が簡潔な製造方法により鋳造される。Thereafter, the molten metal material K1 is slowly cooled and solidified to form a casting having an intermetallic compound layer K3 formed at a predetermined position. Then, as shown in FIG.
The heat insulator 33 is pulled out from the bore portion 50A of the cylinder block 50 as a casting taken out from the cylinder block 50. Then, the bore portion 50A is polished and polished to a predetermined surface accuracy and finish dimensions to obtain a finished product. As a result, the base body is formed of the molten metal material (aluminum alloy) K1 which is the base metal material, and the molten metal material (aluminum alloy) K1 which is the base metal material and the dissimilar metal material (copper) K2 are formed in the bore. intermetallic compound layer (CuAl 2) a cylinder block 50 which K3 is formed to be cast by simple manufacturing methods.
【００２３】尚、上記第１実施形態において、異種金属
材料（銅）Ｋ２の銅に代えて他の異なる金属に変更し、
金属間化合物層を形成させてもよい。例えば、鉄とアル
ミニウムのＦｅＡｌ3 、ニッケルとアルミニウムのＮｉ
Ａｌ3 、チタンとアルミニウムのＡｌ3 Ｔｉ等の耐摩耗
性合金により、金属間化合物層Ｋ３が形成されるように
してもよい。In the first embodiment, the dissimilar metal material (copper) K2 is changed to another different metal in place of copper.
An intermetallic compound layer may be formed. For example, FeAl 3 of iron and aluminum, Ni of nickel and aluminum
Al 3, the wear resistant alloy of Al 3 Ti, etc. of titanium and aluminum, may be an intermetallic compound layer K3 is formed.
【００２４】上記第１実施形態によると、下記の効果を
奏する。先ず、シリンダブロック５０が軽量で軟らかい
アルミ合金Ｋ１で形成され、ボア部５０Ａが銅等の異種
金属材料Ｋ２との金属間化合物層Ｋ３で形成されるか
ら、軽量・コンパクトで加工性が良く、耐摩耗性の高い
シリンダブロックが容易に製造でき、安価に提供でき
る。According to the first embodiment, the following effects can be obtained. First, the cylinder block 50 is formed of a light and soft aluminum alloy K1, and the bore 50A is formed of an intermetallic compound layer K3 with a dissimilar metal material K2 such as copper. A highly wearable cylinder block can be easily manufactured and can be provided at low cost.
【００２５】尚、本発明の第２実施形態として、図５に
示すように、金属層に代えて、断熱体３３に異種金属材
料（アルミ合金）Ｋ２の粉体３０を含有させたものを使
用してもよい。すなわち、円筒状の断熱体３３を耐熱性
樹脂材３５で形成する時に、異種金属材料Ｋ２の粉体３
０を溶解した耐熱性樹脂材３５中に混入させ、インジェ
クション成形するものである。その他の構成は、上記第
１実施形態と同様に付き、同一符号を付して説明を省略
する。As a second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, a heat insulator 33 containing a powder 30 of a dissimilar metal material (aluminum alloy) K2 is used instead of a metal layer. May be. That is, when the cylindrical heat insulator 33 is formed of the heat-resistant resin material 35, the powder 3 of the dissimilar metal material K2 is used.
0 is mixed in the dissolved heat-resistant resin material 35 and injection-molded. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and the same reference numerals are given and the description is omitted.
【００２６】本実施形態の場合は、消失模型２７に、湯
道２５Ａから母体金属材料となる溶融金属材料（アルミ
合金）Ｋ１を注湯すると、溶融金属材料Ｋ１が消失模型
２７と置換されながら、鋳造物成形部分Ｓ１内に充填さ
れ、砂２３と接する側が砂の吸熱作用により、より早く
冷却・固化される。In the case of the present embodiment, when molten metal material (aluminum alloy) K1 serving as a base metal material is poured from runner 25A into lost model 27, molten metal material K1 is replaced with lost model 27, The side filled with the cast molding S1 and in contact with the sand 23 is cooled and solidified more quickly by the endothermic action of the sand.
【００２７】また、断熱体３３を配置した部分では、断
熱体３３の断熱作用により断熱されているから、溶融金
属材料Ｋ１の凝固が遅れ、異種金属材料Ｋ２の粉体３０
を含有する断熱体３３が溶融されて高温の溶融状態で反
応して金属間化合物層Ｋ３を形成する。この後、ゆっく
り冷却されて固化し、消失模型の形状をなし溶融金属材
料Ｋ１からなる母体金属部分と、その所定位置に耐摩耗
性・耐熱性等の優れた金属間化合物層Ｋ３が形成された
一体鋳造物が得られる。In the portion where the heat insulator 33 is disposed, the heat insulation by the heat insulator 33 delays the solidification of the molten metal material K1 and the powder 30 of the dissimilar metal material K2.
Is melted and reacted in a high-temperature molten state to form an intermetallic compound layer K3. Thereafter, the metal layer was slowly cooled and solidified to form a vanishing model, and a base metal portion made of the molten metal material K1 and an intermetallic compound layer K3 having excellent abrasion resistance and heat resistance were formed at predetermined positions. An integral casting is obtained.
【００２８】上記第２実施形態によると、シリンダブロ
ック５０が軽量で軟らかいアルミ合金Ｋ１で形成され、
ボア部５０Ａが銅等の異種金属材料Ｋ２による金属間化
合物層Ｋ３で形成されるから、軽量・コンパクトで加工
性が良く、耐摩耗性の高いシリンダブロックが容易に製
造でき、安価に提供できる。According to the second embodiment, the cylinder block 50 is made of a lightweight and soft aluminum alloy K1,
Since the bore portion 50A is formed of the intermetallic compound layer K3 of the dissimilar metal material K2 such as copper, a cylinder block that is lightweight, compact, has good workability, and has high wear resistance can be easily manufactured and can be provided at low cost.
【００２９】尚、本発明の消失模型鋳造方法の実施形態
は上記のシリンダブロックに限られず種々の応用が可能
である。図６，７に示すように、直流モーターやタコジ
ェネレーターの整流子６０となる整流子片と耐摩耗性の
高い表面層を、本発明の鋳造方法によって製造すること
が可能である。このものは、円弧状の整流子片６０Ａを
マイカ６３の絶縁材で絶縁して円筒状に接合されてい
る。この実施形態においては、上記整流子片６０Ａとな
る母材を銅合金とし、これに銀の金属層３０Ａを使用
し、表面層６０Ｂに耐摩耗性の高い銅と銀の金属間化合
物層Ｋ３を形成させる。Incidentally, the embodiment of the vanishing model casting method of the present invention is not limited to the above-mentioned cylinder block, and various applications are possible. As shown in FIGS. 6 and 7, a commutator piece serving as a commutator 60 of a DC motor or a tachogenerator and a surface layer having high wear resistance can be manufactured by the casting method of the present invention. In this case, the arc-shaped commutator piece 60A is insulated by the insulating material of the mica 63 and joined in a cylindrical shape. In this embodiment, the base material that becomes the commutator piece 60A is a copper alloy, a silver metal layer 30A is used for the base material, and a highly wear-resistant copper-silver intermetallic compound layer K3 is formed on the surface layer 60B. Let it form.
【００３０】上記実施形態によると、母体となる金属材
料Ｋ１と、異種金属材料Ｋ２の金属間化合物Ｋ３が形成
されるから、整流子片６０Ａに耐摩耗性の高い表面層６
０Ｂを形成した整流子片６０が簡潔な鋳造方法で容易に
製造でき、安価に提供できる。According to the above embodiment, since the intermetallic compound K3 of the base metal material K1 and the dissimilar metal material K2 is formed, the commutator piece 60A has a highly wear-resistant surface layer 6
The commutator piece 60 having the OB formed thereon can be easily manufactured by a simple casting method and can be provided at a low cost.
【００３１】また、他の実施形態としては、図８，９に
示すように、ディスクブレーキのブレーキパット７０に
おける本体７０Ａとブレーキシュー（摩擦片）７０Ｂと
を、本発明の鋳造方法によって製造することが可能であ
る。この実施形態においては、本体７０Ａとなる母材を
鉄とし、これに鉄とアルミの合金であるＦｅＡｌ3 の耐
摩耗性のある金属間化合物層Ｋ３を形成させる。As another embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, a main body 70A and a brake shoe (friction piece) 70B of a brake pad 70 of a disc brake are manufactured by the casting method of the present invention. Is possible. In this embodiment, the base material to be the main body 70A is iron, and a wear-resistant intermetallic compound layer K3 of FeAl 3 , which is an alloy of iron and aluminum, is formed on the base material.
【００３２】上記実施形態によると、母体となる金属材
料Ｋ１の表面層に異種金属材料Ｋ２との金属間化合物Ｋ
３が形成されるから、ディスクブレーキのブレーキパッ
ト７０における本体７０Ａに、ブレーキシュー（摩擦
片）７０Ｂとして耐摩耗性の高い表面層７０Ｂを形成し
たディスクブレーキのブレーキパット７０が容易に製造
でき、安価に提供できる。According to the above embodiment, the intermetallic compound K with the dissimilar metal material K2 is formed on the surface layer of the base metal material K1.
3, the brake pad 70 of the disc brake in which the surface layer 70B having high wear resistance is formed as the brake shoe (friction piece) 70B on the main body 70A of the brake pad 70 of the disc brake can be easily manufactured and is inexpensive. Can be provided.
【００３３】本発明に係る複合金属材料の鋳造方法は、
上記各実施形態に限定されることなく発明の要旨内での
設計変更が自由に行えること勿論である。例えば、第１
実施形態において、消失模型は、発泡材やロストワック
スの他に紙であっても良い。更に、母体となる金属材料
と、母体金属材料と異なる特質を要求される金属材料
は、アルミ合金と銅等を組み合わせるタイプであるが、
鉄にアルミ合金を異種金属材料として加えるなどその種
類や組み合わせは任意である。The method for casting a composite metal material according to the present invention comprises:
It goes without saying that design changes can be freely made within the gist of the invention without being limited to the above embodiments. For example, the first
In the embodiment, the vanishing model may be paper other than the foam material and the lost wax. Furthermore, the base metal material and the metal material required to have different properties from the base metal material are of a type combining an aluminum alloy and copper,
The type and combination are optional, such as adding an aluminum alloy to iron as a dissimilar metal material.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明の請求項１、２によると、母体金
属材料に対して、その表面層に耐摩耗性や耐熱性等の母
体金属材料と異なる特質を要求される金属材料を金属間
化合物層として一体形成した鋳造品を安価にして容易に
形成できる。According to the first and second aspects of the present invention, a metal material whose surface layer is required to have different properties such as abrasion resistance and heat resistance from the base metal material is intermetallic. A cast product integrally formed as a compound layer can be easily formed at low cost.
【００３５】また、請求項３によると、上記鋳造方法に
より、母体となる部分を特定の金属材料で形成され、そ
の所定位置に母体となる金属材料と異種金属材料との金
属間化合物層が形成されるので、母体の所定位置に母体
金属材料と異なる特質を要求される金属材料を金属間化
合物層として一体形成させた鋳造物が得られる。According to a third aspect of the present invention, the base portion is formed of a specific metal material by the casting method, and an intermetallic compound layer of the base metal material and the dissimilar metal material is formed at a predetermined position. Therefore, a casting is obtained in which a metal material required to have different characteristics from the base metal material is integrally formed at a predetermined position of the base as an intermetallic compound layer.
【００３６】そして、請求項４によるときは、上記鋳造
方法で製造され、母体となる部分をアルミ合金とし、摺
動部となる部分を銅等の耐摩耗性のある異種金属材料と
アルミ合金との金属間化合物層としているので、軽量・
コンパクトで加工性が良く、ボア部の耐摩耗性が高いシ
リンダブロックが得られる。According to the present invention, the base part is made of an aluminum alloy, and the sliding part is made of a wear-resistant metal material such as copper and an aluminum alloy. Of the intermetallic compound layer
A compact cylinder block with good workability and high wear resistance of the bore can be obtained.
【図１】本発明の第１実施形態を示す図で、消失模型鋳
造装置の断面図である。FIG. 1 is a view showing a first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of a vanishing model casting apparatus.
【図２】本発明の第１実施形態を示す図で、断熱体の断
面図である。FIG. 2 is a view showing the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of a heat insulator.
【図３】本発明の第１実施形態を示す図で、断熱体を消
失模型に挿入する状態を示す断面図である。FIG. 3 is a view showing the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing a state where the heat insulator is inserted into the disappearing model.
【図４】本発明の第１実施形態を示す図で、断熱体を鋳
造品から抜き取る状態を示す断面図である。FIG. 4 is a view showing the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing a state where the heat insulator is removed from the casting.
【図５】本発明の第２実施形態を示す図で、断熱体の断
面図である。FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of a heat insulator.
【図６】本発明の第３実施形態を示す図で、ブレーキパ
ットの消失模型と鋳造品の斜視図である。FIG. 6 is a view showing a third embodiment of the present invention, and is a perspective view of a vanishing model of a brake pad and a casting.
【図７】本発明の第３実施形態を示す図で、ブレーキパ
ットの斜視図である。FIG. 7 is a view showing a third embodiment of the present invention, and is a perspective view of a brake pad.
【図８】本発明の第４実施形態を示す図で、整流子片の
消失模型と鋳造品の斜視図である。FIG. 8 is a view showing a fourth embodiment of the present invention, and is a perspective view of a vanishing model of a commutator piece and a casting.
【図９】本発明の第４実施形態を示す図で、整流子の斜
視図である。FIG. 9 is a view showing a fourth embodiment of the present invention, and is a perspective view of a commutator.
【図１０】従来例を示す図で、シリンダブロックの斜視
図である。FIG. 10 is a view showing a conventional example, and is a perspective view of a cylinder block.
２０ 枠体 ２３ 砂 ２５Ａ 注湯口 ２５Ｂ 湯口カップ ２７ 消失模型 ２７Ａ 本体用発泡成形体 ２７Ｅ 所定位置 ３０ 異種金属材料の粉体 ３０Ａ 金属層 ３３ 断熱体 ４０ ビニールシート ４３ 金網板 ５０ シリンダブロック ６０ 整流子 ６０Ａ 整流子片 ６０Ｂ 表面層 ７０ ブレーキパット Ｋ１ 溶融金属材料 Ｋ２ 異種金属材料 Ｋ３ 金属間化合物層 Ｓ１ 鋳造物成形部分 Ｐ 真空ポンプ Reference Signs List 20 frame body 23 sand 25A pouring gate 25B spout cup 27 vanishing model 27A foam molded body for main body 27E predetermined position 30 powder of dissimilar metal material 30A metal layer 33 heat insulator 40 vinyl sheet 43 wire mesh plate 50 cylinder block 60 commutator 60A rectification Child piece 60B Surface layer 70 Brake pad K1 Molten metal material K2 Dissimilar metal material K3 Intermetallic compound layer S1 Cast molding part P Vacuum pump
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｆ 1/00 Ｆ０２Ｆ 1/00 Ｃ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02F 1/00 F02F 1/00 C
Claims (4)
材料と異なる異種金属材料の金属層を形成し、上記金属
層に沿って断熱体を配置し、上記消失模型に母体となる
溶融金属材料を注湯して溶湯と置換するとともに、上記
所定位置において溶湯と金属層を反応させて金属間化合
物層を形成してなることを特徴とする消失模型鋳造方
法。1. A metal layer of a dissimilar metal material different from a base metal material is formed at a predetermined position of a disappearing model, a heat insulator is arranged along the metal layer, and a molten metal serving as a base is formed on the disappearing model. A vanishing model casting method comprising: pouring a material to replace the molten metal; and reacting the molten metal with the metal layer at the predetermined position to form an intermetallic compound layer.
材料と異なる異種金属材料の粉体を含有する断熱体を形
成し、上記消失模型に母体となる溶融金属材料を注湯し
て溶湯と置換するとともに、上記所定位置において溶湯
と金属層を反応させて金属間化合物層を形成してなるこ
とを特徴とする消失模型鋳造方法。2. A heat insulator containing a powder of a dissimilar metal material different from the base metal material is formed at a predetermined position of the disappearing model, and a molten metal material serving as a base is poured into the disappearing model. Wherein the molten metal and the metal layer are reacted at the predetermined position to form an intermetallic compound layer.
され、母体となる金属材料の所定位置に、異種金属材料
との金属間化合物層が形成されてなることを特徴とする
鋳造物。3. A casting manufactured by the casting method according to claim 1 or 2, wherein an intermetallic compound layer with a dissimilar metal material is formed at a predetermined position of a base metal material.
部となる部分を銅等の耐摩耗性のある異種金属材料とア
ルミ合金との金属間化合物層としたことを特徴とする請
求項３記載の鋳造物。4. The method according to claim 1, wherein the base portion is an aluminum alloy, and the sliding portion is an intermetallic compound layer of an aluminum alloy and a wear-resistant metal material such as copper. 3. The casting according to 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32096397A JPH11151568A (en) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | Lost form pattern casting method and cast product |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32096397A JPH11151568A (en) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | Lost form pattern casting method and cast product |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11151568A true JPH11151568A (en) | 1999-06-08 |
Family
ID=18127260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32096397A Pending JPH11151568A (en) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | Lost form pattern casting method and cast product |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11151568A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002221078A (en) * | 2001-01-29 | 2002-08-09 | Fuji Heavy Ind Ltd | Aluminum alloy-made cylinder block and method of making it |
| CN100393449C (en) * | 2006-03-14 | 2008-06-11 | 河南科技大学 | Cast exudation of investment casting mould |
| CN103212668A (en) * | 2012-01-18 | 2013-07-24 | 浙江派尼尔机电有限公司 | Method for manufacturing outboard engine cylinder |
| CN109396398A (en) * | 2018-10-30 | 2019-03-01 | 华中科技大学 | A kind of method of anti-gravity lost foam casting aluminium/magnesium dual alloy engine cylinder body |
| CN110508787A (en) * | 2019-09-27 | 2019-11-29 | 高福海 | A kind of preparation method of bimetallic biliquid composite alloy tup |
-
1997
- 1997-11-21 JP JP32096397A patent/JPH11151568A/en active Pending
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