JPS60175748A - 複合材強化ピストン - Google Patents
複合材強化ピストンInfo
- Publication number
- JPS60175748A JPS60175748A JP3388084A JP3388084A JPS60175748A JP S60175748 A JPS60175748 A JP S60175748A JP 3388084 A JP3388084 A JP 3388084A JP 3388084 A JP3388084 A JP 3388084A JP S60175748 A JPS60175748 A JP S60175748A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- molded body
- foamed metal
- light alloy
- inorganic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
- F02F7/0087—Ceramic materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
- F05C2253/16—Fibres
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
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】
〔発明の対象〕
本発明は強化金属を使用したピストンに関するもので、
更に詳述すれば、発泡金属に無機質繊維又は無機質粒を
混入した複合材を、ピストンの摺動部に鋳造してなる、
複合材強化ピストンに関するものである。
更に詳述すれば、発泡金属に無機質繊維又は無機質粒を
混入した複合材を、ピストンの摺動部に鋳造してなる、
複合材強化ピストンに関するものである。
上記複合材を使用したピストンについては、（１）特開
昭５８−１３００５２号「ピストン」及び、（２）特公
昭５７−３３０８９号「繊維強化複合材の製造方法」の
公報があり、前記（１）の公報には、発泡金属をピスト
ン頂部に鋳込んで、ピストン頂部を形成するものであり
、前記（２）の公報には、カサ密度の無機質繊維成形体
と軽合金マトリックスを、高圧凝固鋳造法にて鋳込んで
、ピストンを形成する旨の記載がある。
昭５８−１３００５２号「ピストン」及び、（２）特公
昭５７−３３０８９号「繊維強化複合材の製造方法」の
公報があり、前記（１）の公報には、発泡金属をピスト
ン頂部に鋳込んで、ピストン頂部を形成するものであり
、前記（２）の公報には、カサ密度の無機質繊維成形体
と軽合金マトリックスを、高圧凝固鋳造法にて鋳込んで
、ピストンを形成する旨の記載がある。
〔従来技術の問題点及びその技術的分析〕この従来のピ
ストンにおいて、前記（１１に示すピストンは、発泡金
属をピストン頂部に鋳造し、ピ（２） ストンの上死点において、ピストンとシリンダヘッドと
の間の隙間を最小とするものである。
ストンにおいて、前記（１１に示すピストンは、発泡金
属をピストン頂部に鋳造し、ピ（２） ストンの上死点において、ピストンとシリンダヘッドと
の間の隙間を最小とするものである。
また、前記（２）の繊維強化複合材については、無機質
繊維よりなる一定形状の成形体を作り、軽合金にて鋳造
する場合に、無機質繊維の圧縮強度が０、１． ｋｇ
／ 真ｊ以下であるために無機質繊維成形体は、高圧鋳
造による圧力により、形状の変形、及び形くずれが発生
し易く、又摺動面の特定の位置へ無機質繊維の量を変え
て、耐摩耗性などの緒特性をコントロールすることが非
常に困難であった。
繊維よりなる一定形状の成形体を作り、軽合金にて鋳造
する場合に、無機質繊維の圧縮強度が０、１． ｋｇ
／ 真ｊ以下であるために無機質繊維成形体は、高圧鋳
造による圧力により、形状の変形、及び形くずれが発生
し易く、又摺動面の特定の位置へ無機質繊維の量を変え
て、耐摩耗性などの緒特性をコントロールすることが非
常に困難であった。
そこで、本発明は無機質繊維又は粒と発泡金属をピスト
ンの摺動面に鋳込んで、耐摩耗性があり、高圧鋳造にお
いても形くずれがなく、かつ摺動面の任意の部分につい
て耐摩耗性が充分にコントロールできる複合材強化ピス
トンを、その技術的課題とするものである。
ンの摺動面に鋳込んで、耐摩耗性があり、高圧鋳造にお
いても形くずれがなく、かつ摺動面の任意の部分につい
て耐摩耗性が充分にコントロールできる複合材強化ピス
トンを、その技術的課題とするものである。
上記技術的課題を解決するために講した技術的手段は、
（３）
（１） ニッケル系発泡金属をリング状に形成し、（２
）炭素珪素（Ｓ ｉ Ｃ）などの耐摩耗性に優れた、無
機質の極細繊維又は粒を水溶液に入れ、攪拌し、 （３）発泡金属の多孔体にＳｉＣを充填し、（４）前記
ＳｉＣが充填された発泡金属を乾燥後（５） ピストン
鋳造用の金型内に、前記ＳｉＣを充填した発泡金属を保
持し、 （６）金型内に軽合金よりなる溶湯を注入して、ピスト
ンの摺動面端部が発泡金属ＳｉＣの繊維又は粒、及び軽
合金ストリツクスよりなるピストンを製造するものであ
る。
）炭素珪素（Ｓ ｉ Ｃ）などの耐摩耗性に優れた、無
機質の極細繊維又は粒を水溶液に入れ、攪拌し、 （３）発泡金属の多孔体にＳｉＣを充填し、（４）前記
ＳｉＣが充填された発泡金属を乾燥後（５） ピストン
鋳造用の金型内に、前記ＳｉＣを充填した発泡金属を保
持し、 （６）金型内に軽合金よりなる溶湯を注入して、ピスト
ンの摺動面端部が発泡金属ＳｉＣの繊維又は粒、及び軽
合金ストリツクスよりなるピストンを製造するものであ
る。
上記技術的手段は、次のように作用する、すなわち発泡
樹脂を導電処理、ニッケル系電気メッキ、熱処理、加工
等を行って、リング形状にした発泡金属は、金属多孔体
で、１００μ〜５ｍｍの網目状の孔が無数にあり（多孔
率９０〜９８％）、太さ０．１〜１．０μ長さ３００μ
以下の無機質繊維（ＳｉＣ）又は０．５〜５μの粒を水
にて攪拌し、前（４） 記リング状の発泡金属を水中に挿入し、水分を蒸発させ
、前記網目状の孔にＳｉＣを充填後、リング状の発泡金
属を乾燥し、リング状の多孔体の孔にＳｉＣを充填した
発泡金属成体を、ピストン鋳造用の金型内に挿入し軽合
金マトリックを鋳込んでピストンを形成したものである
。
樹脂を導電処理、ニッケル系電気メッキ、熱処理、加工
等を行って、リング形状にした発泡金属は、金属多孔体
で、１００μ〜５ｍｍの網目状の孔が無数にあり（多孔
率９０〜９８％）、太さ０．１〜１．０μ長さ３００μ
以下の無機質繊維（ＳｉＣ）又は０．５〜５μの粒を水
にて攪拌し、前（４） 記リング状の発泡金属を水中に挿入し、水分を蒸発させ
、前記網目状の孔にＳｉＣを充填後、リング状の発泡金
属を乾燥し、リング状の多孔体の孔にＳｉＣを充填した
発泡金属成体を、ピストン鋳造用の金型内に挿入し軽合
金マトリックを鋳込んでピストンを形成したものである
。
この結果ピストンの摺動面の特定位置に、耐摩耗性にす
ぐれたＳｉＣと発泡金属がマトリックスと複合材を形成
したもので、多孔体でかつ圧縮強度が０．５〜２．０
ｋｇ ／ ｖａｎのニッケル系発泡金属は高圧力の溶湯
に対してせ、形（ずれがなく、かつ容易に形成ができ、
また発泡金属の特定の位置の溝に前記ＳｉＣを多量に配
置して、注湯すれば、ＳｉＣが表面に多く現われ、体摩
耗性にすぐれた、ピストンを鋳造することができる。
ぐれたＳｉＣと発泡金属がマトリックスと複合材を形成
したもので、多孔体でかつ圧縮強度が０．５〜２．０
ｋｇ ／ ｖａｎのニッケル系発泡金属は高圧力の溶湯
に対してせ、形（ずれがなく、かつ容易に形成ができ、
また発泡金属の特定の位置の溝に前記ＳｉＣを多量に配
置して、注湯すれば、ＳｉＣが表面に多く現われ、体摩
耗性にすぐれた、ピストンを鋳造することができる。
本発明は、次の特有の効果を生じる、すなわち、（１１
多孔体の発泡金属は、どのような形状にも容易に成形す
ることができ、複雑な形状の成形体を作ることができる
。
多孔体の発泡金属は、どのような形状にも容易に成形す
ることができ、複雑な形状の成形体を作ることができる
。
（５）
（２）発泡金属の多孔体部分に、無機質繊維の添加の調
整が自由であり、耐摩耗性のすくれた、ピストンの成形
が容易である。
整が自由であり、耐摩耗性のすくれた、ピストンの成形
が容易である。
（３）発泡金属は多孔体で大きな多孔率を有し、従って
、軽合金マトリックが鋳造時の流れが非常によく、高圧
鋳造は勿論、低圧鋳造による方法も可能である。
、軽合金マトリックが鋳造時の流れが非常によく、高圧
鋳造は勿論、低圧鋳造による方法も可能である。
以下、上記技術的手段の一具体例を示す実施例について
説明する。
説明する。
１はリング状の発泡金属で、ニッケル系メッキ体２ａ、
２ｂ・・・より構成された多孔体で、３ａ、３ｂ・−−
は無機質繊維（Ｓ ｉ Ｃ） Ｔ：０．１〜１．０μの
太さで長さは３００μ以下である、４は水で、ＳｉＣを
水にて攪拌し、リング状発泡体１に浸漬して水分を蒸発
させ、発泡金属成形体５を形成する。６ａ、６ｂ・・・
は発泡金属に付着凝固したＳｉＣの繊維で、？ａ、７ｂ
・・・はＳｉＣの粒を示す。
２ｂ・・・より構成された多孔体で、３ａ、３ｂ・−−
は無機質繊維（Ｓ ｉ Ｃ） Ｔ：０．１〜１．０μの
太さで長さは３００μ以下である、４は水で、ＳｉＣを
水にて攪拌し、リング状発泡体１に浸漬して水分を蒸発
させ、発泡金属成形体５を形成する。６ａ、６ｂ・・・
は発泡金属に付着凝固したＳｉＣの繊維で、？ａ、７ｂ
・・・はＳｉＣの粒を示す。
つぎに発泡金属成形体５を鋳型８に保持し、軽（６）
合金マトリックス９を鋳込んでピストン１０を鋳造する
、１０ａは発泡金属成形体に充填された軽合金マトリッ
クスで、軽合金８７％、ＳｉＣ７％、発泡金属６％程度
の体積比で構成されている。
、１０ａは発泡金属成形体に充填された軽合金マトリッ
クスで、軽合金８７％、ＳｉＣ７％、発泡金属６％程度
の体積比で構成されている。
１０ｂはピストン摺動面で、この摺動面及び前記発泡金
属成形部にピストンリング溝を切削加工して設けるもの
で、摺動面１０ｃにはＳｉＣの繊維または粒が露出して
耐摩耗性にすぐれたピストンが製造される。
属成形部にピストンリング溝を切削加工して設けるもの
で、摺動面１０ｃにはＳｉＣの繊維または粒が露出して
耐摩耗性にすぐれたピストンが製造される。
また１１はリング状の発泡金属で、前記方法によりＳｉ
Ｃの繊維６ａ、６ｂ・・・を付着させ、外周面に溝１３
をロール成形法で成形して鋳造してピストン１４を成形
したものである。
Ｃの繊維６ａ、６ｂ・・・を付着させ、外周面に溝１３
をロール成形法で成形して鋳造してピストン１４を成形
したものである。
溝１５ａの周辺部には多量のＳｉＣを分布しであるため
に、耐摩耗性のすぐれたピストン１４を成形することが
できると共に、ピストンリング溝加工の切削時間の短縮
が出来る。
に、耐摩耗性のすぐれたピストン１４を成形することが
できると共に、ピストンリング溝加工の切削時間の短縮
が出来る。
第１図は本実施例の製造工程を示す説明図で、（イ）は
発泡金属の断面図で、（ロ）は（イ）の（７） 拡大断面図、（ハ）〜（ニ）は発泡金属をＳｉＣ水溶液
に浸漬する工程図で（ホ）〜（へ）は発泡金属成形体の
拡大断面図であり、（ト）は鋳造工程の断面図で、（チ
）はピストンの一部拡大断面図である。 第２図は他の実施例で（イ）は発泡成形体の断面図であ
り、（ロ）はピストンの一部拡大断面図である。 ■・・・リング状発泡金属、５・・・発泡金属成形体、
３ａ、３ｂ・・・６ａ、６ｂ・・・無機質繊維、７ａ、
’ｌｂ−無機質粒、１０．１４・・・複合材強化ピスト
ン 特許出願人 １イレシ精魯胚与奪式会社 代表者中井令夫 （８）
発泡金属の断面図で、（ロ）は（イ）の（７） 拡大断面図、（ハ）〜（ニ）は発泡金属をＳｉＣ水溶液
に浸漬する工程図で（ホ）〜（へ）は発泡金属成形体の
拡大断面図であり、（ト）は鋳造工程の断面図で、（チ
）はピストンの一部拡大断面図である。 第２図は他の実施例で（イ）は発泡成形体の断面図であ
り、（ロ）はピストンの一部拡大断面図である。 ■・・・リング状発泡金属、５・・・発泡金属成形体、
３ａ、３ｂ・・・６ａ、６ｂ・・・無機質繊維、７ａ、
’ｌｂ−無機質粒、１０．１４・・・複合材強化ピスト
ン 特許出願人 １イレシ精魯胚与奪式会社 代表者中井令夫 （８）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１リング形状の発泡金属に、太さ０．１〜１．０μ
長さ５０〜３００μの無機質繊維を混入して発泡金属成
形体とし、前記発泡金属形成体と軽合金製ピストンとを
鋳造により一体成形し、前記発泡金属成形体の表層部に
前記無機質繊維を露出固定させた、複合材強化ピストン
の製造方法。 （２） リング形状の発泡金属に０．５〜５．０μの無
機質粒状を混入して発泡金属成形体とし、前記発泡金属
成形体と軽合金製ピストンとを、鋳造により一体形成し
、前記発泡金属形成体の表層部に前記無機質粒を露出固
定させた、複合材強化ピストンの製造方法。 （３）軽合金製ピストンの摺動部端部に、リング形状の
発泡金属に無機質繊維又は粒を混入してなる、発泡金属
成形体を設けた、複合材強化ピストン。 （１）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3388084A JPS60175748A (ja) | 1984-02-23 | 1984-02-23 | 複合材強化ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3388084A JPS60175748A (ja) | 1984-02-23 | 1984-02-23 | 複合材強化ピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60175748A true JPS60175748A (ja) | 1985-09-09 |
Family
ID=12398831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3388084A Pending JPS60175748A (ja) | 1984-02-23 | 1984-02-23 | 複合材強化ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60175748A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5505171A (en) * | 1993-12-04 | 1996-04-09 | St. John's Works | Reinforced insert for a metal piston |
-
1984
- 1984-02-23 JP JP3388084A patent/JPS60175748A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5505171A (en) * | 1993-12-04 | 1996-04-09 | St. John's Works | Reinforced insert for a metal piston |
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