JPS60141362A - 母材の強化層形成方法 - Google Patents
母材の強化層形成方法Info
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- JPS60141362A JPS60141362A JP24846583A JP24846583A JPS60141362A JP S60141362 A JPS60141362 A JP S60141362A JP 24846583 A JP24846583 A JP 24846583A JP 24846583 A JP24846583 A JP 24846583A JP S60141362 A JPS60141362 A JP S60141362A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、アルミ鋳物などの部品を局部的に耐熱、耐摩
耗面で補強７る母材の強化層形成方法に係り、特に、Ｓ
ｉＣウィスカなどが含まれた金属系複合材料を母材表面
に強化層として確実に結合させることができる強化層形
成方法に関する。
耗面で補強７る母材の強化層形成方法に係り、特に、Ｓ
ｉＣウィスカなどが含まれた金属系複合材料を母材表面
に強化層として確実に結合させることができる強化層形
成方法に関する。
［発明の技術的苛景とその問題点」
一般に、自動車部品であるシリンダヘッドや、ピストン
などのように耐熱性、耐摩耗性を局部的に特に要求され
る部品については、その部分のみをψ度的に補強するこ
とが行われている。
などのように耐熱性、耐摩耗性を局部的に特に要求され
る部品については、その部分のみをψ度的に補強するこ
とが行われている。
従来この補強方法としては、例えばピストンのトップラ
ンドなどにオーストナイト系鋳鉄（ニレジスト）を鋳包
むことにより表層面のみを焼入れして補強する方法など
が採用されている。
ンドなどにオーストナイト系鋳鉄（ニレジスト）を鋳包
むことにより表層面のみを焼入れして補強する方法など
が採用されている。
ところで、この種従来方法により形成された強化層は、
耐熱性、耐摩耗性などの点において、優れた特性を有す
るものの、前述した如きピストンのトップラントなどは
熱的１強度的に過酷な条件下におかれるために更に耐熱
性、耐摩耗性に優れた補強方法が望まれている。
耐熱性、耐摩耗性などの点において、優れた特性を有す
るものの、前述した如きピストンのトップラントなどは
熱的１強度的に過酷な条件下におかれるために更に耐熱
性、耐摩耗性に優れた補強方法が望まれている。
そこで、最近注目されている方法として、）フルミ系合
金にＳｉＣなどのウィスカまたはＳｉ Ｃ。
金にＳｉＣなどのウィスカまたはＳｉ Ｃ。
ＡρＸＯ４などの短繊維或いは長繊維を混入させで形成
した耐熱性、耐摩耗性などの点に８３いて非常に優れた
金属系複合材料を前述したビス］・ン部品などに局部的
に鋳包んで補強する方法が１ｉｌｌ究されるに至ってい
る。
した耐熱性、耐摩耗性などの点に８３いて非常に優れた
金属系複合材料を前述したビス］・ン部品などに局部的
に鋳包んで補強する方法が１ｉｌｌ究されるに至ってい
る。
しかしながら、この種方法にあっては、金属系複合材料
を構成するアルミが非常に活性であるためにその表面に
異種の酸化被膜かできやすく、また、鋳包み体を構成す
るアルミの熱伝導性が良いために金属系複合材料たる鋳
包み体と母材との界面の温度が上がりにくく、このため
、ピストンなどのアルミ鋳物部品への金属系複合材料の
鋳包みは困難であった。
を構成するアルミが非常に活性であるためにその表面に
異種の酸化被膜かできやすく、また、鋳包み体を構成す
るアルミの熱伝導性が良いために金属系複合材料たる鋳
包み体と母材との界面の温度が上がりにくく、このため
、ピストンなどのアルミ鋳物部品への金属系複合材料の
鋳包みは困難であった。
本発明は、以上のような問題点に看目し、これを有効に
解決すべく創案されたものである。
解決すべく創案されたものである。
［発明の目的］
本発明は、強化用ウィスカ又は繊維を混入させて形成し
た複合材料を母材の表面に鋳包に際して、これを母材表
面に強化層として確実に結合させて鋳包むことができる
母材の強化層形成方法を提供するにある。
た複合材料を母材の表面に鋳包に際して、これを母材表
面に強化層として確実に結合させて鋳包むことができる
母材の強化層形成方法を提供するにある。
［発明の概要］
本発明は、強化用ウィスカ又は繊維を混入させて形成し
た複合材料を母材の表面に鋳包に際して、上記複合材料
の被着面部を酸化腐食させて繊維端を露出処理した後、
上記複合材料の被着面部に母材を溶融結合させて積層づ
るようにし、もって上記目的を達成するものぐある。
た複合材料を母材の表面に鋳包に際して、上記複合材料
の被着面部を酸化腐食させて繊維端を露出処理した後、
上記複合材料の被着面部に母材を溶融結合させて積層づ
るようにし、もって上記目的を達成するものぐある。
［発明の実施例１
以下に、本発明の方法を添付図面に基づいて詳述する。
第１図は所定の形状に成型加工した複合月利を示す平面
図、第２図は上記複合材料を酸化腐食させて繊維端を露
出させた状態を示す平面図、第３図は第２図中Ａ部を示
づ拡大平面図である。
図、第２図は上記複合材料を酸化腐食させて繊維端を露
出させた状態を示す平面図、第３図は第２図中Ａ部を示
づ拡大平面図である。
本発明方法において使用される複合月利１は、アルミ又
はアルミ系合金例えばシリンダヘッドに多く用いられる
ＡＣ２Ａ、２Ｂ、４Ｂ或いはピストン材として多く用い
られるＬｏ−Ｅｘ金合金ど日本工業規格に定められる鋳
物用アルミ合金に繊維状のＳｉＣウィスカ、Ｓｉ −Ｉ
Ｎ、ａウィスカ及びＳｔ Ｃ，ＳｉコＮ４．Ａρ２０
３の＃＆維（長繊維及び短繊維を含む）の内の１種又は
２種以上を約１０％混入させて形成したものであり、第
１図に示ずはこれを矩形状の板金として成型したもので
ある。この金属系複合材料１は耐熱性、耐摩耗性につき
非常に優れた特性を有している。 次に、このように成
型加工した金属系複合材料１の表面を酸化腐食させて第
２図及び第３図に示す如く混入物の繊維端３を露出させ
る。
はアルミ系合金例えばシリンダヘッドに多く用いられる
ＡＣ２Ａ、２Ｂ、４Ｂ或いはピストン材として多く用い
られるＬｏ−Ｅｘ金合金ど日本工業規格に定められる鋳
物用アルミ合金に繊維状のＳｉＣウィスカ、Ｓｉ −Ｉ
Ｎ、ａウィスカ及びＳｔ Ｃ，ＳｉコＮ４．Ａρ２０
３の＃＆維（長繊維及び短繊維を含む）の内の１種又は
２種以上を約１０％混入させて形成したものであり、第
１図に示ずはこれを矩形状の板金として成型したもので
ある。この金属系複合材料１は耐熱性、耐摩耗性につき
非常に優れた特性を有している。 次に、このように成
型加工した金属系複合材料１の表面を酸化腐食させて第
２図及び第３図に示す如く混入物の繊維端３を露出させ
る。
具体的には、第１図に示づ金属系複合材料１の被着面部
２を６０〜７０℃の１ｏ％Ｎａ ＯＨ溶液に３〜５分浸
漬して表面部のアルミのみを０．５〜１．０ＩＩＩＩＩ
ｌ酸化腐食させ、その後ｃｏｎｃ （原液）ＨＣρで中
和する。これにより、複合材料１の表面すなわち被着面
部２に０．５〜１ 、０ｍｍの繊維端３を露出させて、
鋳包み体４を製造する。
２を６０〜７０℃の１ｏ％Ｎａ ＯＨ溶液に３〜５分浸
漬して表面部のアルミのみを０．５〜１．０ＩＩＩＩＩ
ｌ酸化腐食させ、その後ｃｏｎｃ （原液）ＨＣρで中
和する。これにより、複合材料１の表面すなわち被着面
部２に０．５〜１ 、０ｍｍの繊維端３を露出させて、
鋳包み体４を製造する。
酸化腐食処理を行うに際しては、薬品の種類。
ｍ度、温度等は上記Ｎａ ＯＨ或いはＨＣρに限定され
ないのは勿論である。
ないのは勿論である。
また、第２図に示す鋳包み体４にあっては、説明の都合
上複合材料の片側全面に亙って繊維端３を露出させるよ
うにしたが、後述する実施例の如くこれと母料とが結合
することになる被着面部のみを酸化腐食させるようにＪ
る。このようにして、繊維端３の露出した鋳包み体４を
製造したら、次に、これを図示しない鋳型内にセットし
、これに溶融した例えばアルミ合金などの母材を注入し
て被着面部２にこれを結合せて複合材料を積層Ｊる。
上複合材料の片側全面に亙って繊維端３を露出させるよ
うにしたが、後述する実施例の如くこれと母料とが結合
することになる被着面部のみを酸化腐食させるようにＪ
る。このようにして、繊維端３の露出した鋳包み体４を
製造したら、次に、これを図示しない鋳型内にセットし
、これに溶融した例えばアルミ合金などの母材を注入し
て被着面部２にこれを結合せて複合材料を積層Ｊる。
これにより、露出した繊維端３が母材中に埋め込まれる
如く強固に結合され、母材の表面に、耐熱性、耐摩耗性
に非常に優れた金属系複合材料よりなる強化層を強固に
結合させることができる。
如く強固に結合され、母材の表面に、耐熱性、耐摩耗性
に非常に優れた金属系複合材料よりなる強化層を強固に
結合させることができる。
次に、上記した方法により製造した金属系複合材料を、
ピストンやシリンダヘッド等に適用して補強づる実施例
について説明する。
ピストンやシリンダヘッド等に適用して補強づる実施例
について説明する。
実施例−１
第４図は複合材料よりなるトップランドの被着面部を酸
化腐食さゼた状態を示す部分断面斜視図、第５図は上記
トップランドを結合させたビスＩ−ンを示１縦断面図で
ある。 。
化腐食さゼた状態を示す部分断面斜視図、第５図は上記
トップランドを結合させたビスＩ−ンを示１縦断面図で
ある。 。
本実施例は、ピストンにおいて最も過酷な条件下におか
れるトップランドを補強する方法である。
れるトップランドを補強する方法である。
まず、第４図に示す如く前述した金属系複合材料を断面
矩形の円環状に成型加工し、トツプランド５を製造する
。そして、この外側面６にその周方向に沿ってトップリ
ング溝部７を形成しておく。
矩形の円環状に成型加工し、トツプランド５を製造する
。そして、この外側面６にその周方向に沿ってトップリ
ング溝部７を形成しておく。
この１〜ツブランド５の内側面８及びその下側面９は後
述する如くこれら各面に母材が結合されることがら被着
面部１０を構成する。
述する如くこれら各面に母材が結合されることがら被着
面部１０を構成する。
次に、トップランド５の上記被着面部１０のみを、前述
したと同様にＮａ ＯＨ溶液等に浸漬させることにより
酸化腐食させて、この被着面部１０に繊維端１１を露出
ざＵて鋳包み体を完成させる。
したと同様にＮａ ＯＨ溶液等に浸漬させることにより
酸化腐食させて、この被着面部１０に繊維端１１を露出
ざＵて鋳包み体を完成させる。
次に、このように完成したトップランドの鋳包み体をシ
リンダ用の鋳型に前述の如くセットした後、母材として
溶融したアルミ又はアルミ系合金を流し込み、上記被着
面部１０に母材１２を結合させて、第５図に承り如く金
属系複合材料よりなるトップランド５を積層し、母材１
２の表面に強化層を形成する。
リンダ用の鋳型に前述の如くセットした後、母材として
溶融したアルミ又はアルミ系合金を流し込み、上記被着
面部１０に母材１２を結合させて、第５図に承り如く金
属系複合材料よりなるトップランド５を積層し、母材１
２の表面に強化層を形成する。
これにより、母材（ピストン）の表面に、耐熱性、耐摩
耗性に優れた強化層すなわち金属系複合材料よりなるト
ップリング５を強固に結合させることができる。
耗性に優れた強化層すなわち金属系複合材料よりなるト
ップリング５を強固に結合させることができる。
実施例−２
第６図はシリンタｌ＼ツドの金属系複合材料よりなるボ
ート部の被着面部を酸化腐食させた状態を示す平面図、
第７図は上記ボート部を結合したシリンダヘッドを示づ
部分縦断面図である。
ート部の被着面部を酸化腐食させた状態を示す平面図、
第７図は上記ボート部を結合したシリンダヘッドを示づ
部分縦断面図である。
本実施例は、シリンダヘッドにおいて、最も集中熱応力
が加わって亀裂の入りやすいシリンダヘッド１３のボー
ト部１４を補強する方法である。
が加わって亀裂の入りやすいシリンダヘッド１３のボー
ト部１４を補強する方法である。
まず、前述した金属系複合材料を第６図に示１如く板状
に成型加工し、インティクボー１へ１５及び工４：ゾー
ストポート１６に相当する部分を円弧状に成型してボー
ト部１４を形成づ゛る３゜このボート部１４の上面は後
述する如くこれに母材結合させることから、被着面部１
７を構成する。
に成型加工し、インティクボー１へ１５及び工４：ゾー
ストポート１６に相当する部分を円弧状に成型してボー
ト部１４を形成づ゛る３゜このボート部１４の上面は後
述する如くこれに母材結合させることから、被着面部１
７を構成する。
次に、このボート部１４の上記被着面部１７のみを、前
述したと同様にＮａ ＯＨ溶液等に浸漬さＵることによ
り酸化腐食させて、この被着面部１７に繊維端１８を露
出させて鋳包み体を完成させる。
述したと同様にＮａ ＯＨ溶液等に浸漬さＵることによ
り酸化腐食させて、この被着面部１７に繊維端１８を露
出させて鋳包み体を完成させる。
次に、このように完成したボート部の鋳包み体をシリン
ダヘッド用の鋳型に前述の如くセットし、その後、母材
として溶融したアルミ又はアルミ系合金を流し込み、上
記被着面部１７に母材１９を結合させて第７図に示す如
く金属系複合材料よりなるボート部１４を積層し、強化
層を形成する。
ダヘッド用の鋳型に前述の如くセットし、その後、母材
として溶融したアルミ又はアルミ系合金を流し込み、上
記被着面部１７に母材１９を結合させて第７図に示す如
く金属系複合材料よりなるボート部１４を積層し、強化
層を形成する。
これにより、母材（シリンダヘッド）の表面に、耐熱性
、耐摩耗性に優れた強化層すなわち金属系複合材料より
なるボート部を強固に結合させることができる。
、耐摩耗性に優れた強化層すなわち金属系複合材料より
なるボート部を強固に結合させることができる。
また、前述したピストン、シリンダヘッドの他にアルミ
系合金によりなるトランスミッション及びアルミケース
部品のリブの表面を補強するに際しても、本発明方法に
より鋳包み体を形成するようにしてもよい。
系合金によりなるトランスミッション及びアルミケース
部品のリブの表面を補強するに際しても、本発明方法に
より鋳包み体を形成するようにしてもよい。
更に、前記実施例にあっては、金属系複合材料とのなじ
み性が良好なことから、母材としてアルミ又はアルミ系
合金を使用したが、これに限定されず母材として例えば
高分子化合物であるプラスデックを用いるようにしても
よい。
み性が良好なことから、母材としてアルミ又はアルミ系
合金を使用したが、これに限定されず母材として例えば
高分子化合物であるプラスデックを用いるようにしても
よい。
母材とし−Ｃプラスチックを使用する具体例としては、
例えば吸排気弁を作動させるべく一端が回転するカムと
へしく摺動づるブツシュロッド全体をプラスチックで成
型すると共に、その摺動端部のみに、本発明により繊麗
喘を露出さμに金属系複合材料を結合させて積層する。
例えば吸排気弁を作動させるべく一端が回転するカムと
へしく摺動づるブツシュロッド全体をプラスチックで成
型すると共に、その摺動端部のみに、本発明により繊麗
喘を露出さμに金属系複合材料を結合させて積層する。
これによれば、ブツシュロッドの軽量化が図れるばかり
でなく、耐摩耗性に優れたプツシ」Ｌｌランド提供する
ことができる。
でなく、耐摩耗性に優れたプツシ」Ｌｌランド提供する
ことができる。
このように、本発明方法によれば、アルミ鋳物部品など
の局部に耐熱性、耐摩耗性を有Ｊる強化層を形成するに
際して、金属系複合材料の被着面部の表面アルミのみを
酸化腐食してこれに五人されているＳｉ Ｃ，Ａｌ２２
０ｐなどの繊維端を露出させて鋳包み体を形成し、この
繊Ｉｌｔ端の露出した被着面部に母材を溶融結合させＣ
積層するＪ：うにしたので、この強化層をＢ１月に強固
に結合さけることができ、容易に離脱することがない。
の局部に耐熱性、耐摩耗性を有Ｊる強化層を形成するに
際して、金属系複合材料の被着面部の表面アルミのみを
酸化腐食してこれに五人されているＳｉ Ｃ，Ａｌ２２
０ｐなどの繊維端を露出させて鋳包み体を形成し、この
繊Ｉｌｔ端の露出した被着面部に母材を溶融結合させＣ
積層するＪ：うにしたので、この強化層をＢ１月に強固
に結合さけることができ、容易に離脱することがない。
［発明の効果］
以上型Ｊるに、本発明方法によれば次のように優れた効
果を発揮づることかできる。
果を発揮づることかできる。
（１） ＳＩＣ等の繊維状のウィスカやＳｉＣ。
Ａρ２０ｙの繊維を含むアルミ金属系複合材料よりなる
耐熱性、耐摩耗性に優れた強化層を母材に強固に結合さ
せることができる。
耐熱性、耐摩耗性に優れた強化層を母材に強固に結合さ
せることができる。
（２） 従って、ピストンやシリンダヘッドなどのアル
ミ鋳物部品を８部的に耐熱性、剛性３強度面において補
強づることかでき、これら部品の長寿命化が図れる。
ミ鋳物部品を８部的に耐熱性、剛性３強度面において補
強づることかでき、これら部品の長寿命化が図れる。
（３） また、鋳造時にあっては、鋳型の変更を行う必
要もなく、更に、加工機の配置も変えることもな（必要
強度の部品を得ることができる。
要もなく、更に、加工機の配置も変えることもな（必要
強度の部品を得ることができる。
′第１図は所定の形状に成型加工した複合材料を示す平
面図、第２図は成型加工した複合材料を酸化腐食させて
繊維端を露出させた状態を示す平面図、第３図は第２図
中Ａ部を示す拡大図、第４図は複合材料よりなるトップ
ランドの被着面部を酸化腐食さ♂た状態を示す部分断面
斜視図、第５図は第４図の１〜ツブランドを結合させた
ピストンを示′ＩＪ縦断面図、第６図はシリンダヘッド
の複合材料よりなるボート部の被る面部を酸化腐食させ
た状態を示す平面図、第７図は第６図のボート部を結合
させたシリンダヘッドを示１部分縦断面図である。 尚、図中１は複合材料、３．１１．．１８は繊維端、２
，１０．１７は被着面部、１２．１９は母材である。 特許出願人 いすず自動車株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 ！４１ ■ン 尿 ９．１
面図、第２図は成型加工した複合材料を酸化腐食させて
繊維端を露出させた状態を示す平面図、第３図は第２図
中Ａ部を示す拡大図、第４図は複合材料よりなるトップ
ランドの被着面部を酸化腐食さ♂た状態を示す部分断面
斜視図、第５図は第４図の１〜ツブランドを結合させた
ピストンを示′ＩＪ縦断面図、第６図はシリンダヘッド
の複合材料よりなるボート部の被る面部を酸化腐食させ
た状態を示す平面図、第７図は第６図のボート部を結合
させたシリンダヘッドを示１部分縦断面図である。 尚、図中１は複合材料、３．１１．．１８は繊維端、２
，１０．１７は被着面部、１２．１９は母材である。 特許出願人 いすず自動車株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 ！４１ ■ン 尿 ９．１
Claims (1)
- 強化用ウィスカ又は繊維を混入させて形成した複合材料
を母材の表面に鋳包に際して、上記複合材料の被着面部
を酸化腐食させて繊維端を露出処理した後、上記複合材
料の被着面部に母材を溶融結合させて積層するようにし
たことを特徴とする母材の強化層形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24846583A JPS60141362A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 母材の強化層形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24846583A JPS60141362A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 母材の強化層形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60141362A true JPS60141362A (ja) | 1985-07-26 |
Family
ID=17178541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24846583A Pending JPS60141362A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 母材の強化層形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60141362A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63268075A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-04 | Omron Tateisi Electronics Co | 固体光源装置 |
| JPS63274934A (ja) * | 1987-05-06 | 1988-11-11 | Omron Tateisi Electronics Co | 照明付き撮像装置 |
| US5195571A (en) * | 1991-02-25 | 1993-03-23 | General Motors Corporation | Method of die cast molding metal to fiber reinforced fiber plastic |
| US5385421A (en) * | 1991-02-25 | 1995-01-31 | General Motors Corporation | Fail-safe composite-cast metal structure |
| CN109304452A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-05 | 罗源县白塔乡企业服务中心 | 一种铜铝双金属复合材料的制备方法 |
| CN109454217A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-12 | 罗源县白塔乡企业服务中心 | 一种铜铝复合板的制备方法 |
-
1983
- 1983-12-29 JP JP24846583A patent/JPS60141362A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63268075A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-04 | Omron Tateisi Electronics Co | 固体光源装置 |
| JPS63274934A (ja) * | 1987-05-06 | 1988-11-11 | Omron Tateisi Electronics Co | 照明付き撮像装置 |
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| US5392840A (en) * | 1991-02-25 | 1995-02-28 | General Motors Corporation | Method of casting fail-safe composite metal structure |
| CN109304452A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-05 | 罗源县白塔乡企业服务中心 | 一种铜铝双金属复合材料的制备方法 |
| CN109454217A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-12 | 罗源县白塔乡企业服务中心 | 一种铜铝复合板的制备方法 |
| CN109454217B (zh) * | 2018-11-02 | 2020-09-29 | 罗源县白塔乡企业服务中心 | 一种铜铝复合板的制备方法 |
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