JPS6073032A - アルミニウム合金製シリンダヘツド鋳物 - Google Patents
アルミニウム合金製シリンダヘツド鋳物Info
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- JPS6073032A JPS6073032A JP18236583A JP18236583A JPS6073032A JP S6073032 A JPS6073032 A JP S6073032A JP 18236583 A JP18236583 A JP 18236583A JP 18236583 A JP18236583 A JP 18236583A JP S6073032 A JPS6073032 A JP S6073032A
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- Japan
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- casting
- cylinder head
- aluminum alloy
- molten metal
- fusion welding
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- Pending
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- 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
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
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- 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
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
- F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F1/38—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling the cylinder heads being of overhead valve type
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- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
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- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
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- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F2200/00—Manufacturing
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (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】
この発明は２則熱疲労に優れる鋳造膜の内燃機関用アル
ミニウム合金製シリンダヘッド鋳物に関する。
ミニウム合金製シリンダヘッド鋳物に関する。
アルミニウム合金製シリンダヘッドは、従来から軽量か
つ冷却性能が良いため、自動車をはじめとする小型高速
エンジンに広く利用されてきたが。
つ冷却性能が良いため、自動車をはじめとする小型高速
エンジンに広く利用されてきたが。
過給機付、インターターラ付やディーゼルなど高出力用
の場合には熱疲労強度の向上が課題となっている。
の場合には熱疲労強度の向上が課題となっている。
ところで、従来のアルミニウム合金製シリンダヘッドの
製造には、燃焼室の吸・排気ポート部分や水冷ジャケッ
ト部分を鋳抜きする複雑な中子を組込む鋳型を用い、鋳
造性と経済性が共にすぐれる含Ｓ１アルミニウム合金溶
湯（ＪＩＳの規定する合金ではＡＣ２Ｂ、ＡＣ４Ａ、、
ＡＣ４Ｂ、ＡＣ４Ｃなど）を用いて重力または加圧によ
って一体鋳造されるが、第１図に示すように水冷アルミ
ニウム合金製シリンダヘッドにおいて、高負荷稼動時に
は、斜線で示す触火面１内に配設される吸気弁座２と排
気弁座るとの間や、テイーゼルエ／ジン用シ８ の場合に更に加わる瓢流室口金４と各弁座間において、
触火面側の表面から割れＸが発生成長し。
製造には、燃焼室の吸・排気ポート部分や水冷ジャケッ
ト部分を鋳抜きする複雑な中子を組込む鋳型を用い、鋳
造性と経済性が共にすぐれる含Ｓ１アルミニウム合金溶
湯（ＪＩＳの規定する合金ではＡＣ２Ｂ、ＡＣ４Ａ、、
ＡＣ４Ｂ、ＡＣ４Ｃなど）を用いて重力または加圧によ
って一体鋳造されるが、第１図に示すように水冷アルミ
ニウム合金製シリンダヘッドにおいて、高負荷稼動時に
は、斜線で示す触火面１内に配設される吸気弁座２と排
気弁座るとの間や、テイーゼルエ／ジン用シ８ の場合に更に加わる瓢流室口金４と各弁座間において、
触火面側の表面から割れＸが発生成長し。
やがて水洩れ故障のもとになる危険がある。
そこで発明者は、 ＡＩ −５ｉ−Ｃｕ −Ｍｇ −Ｗ
ｒｎ系合金（Ｓｉ１２％以下、Ｃｕ５％以下、Ｍｇ１％
以下、 ＭＴｌｏ、 ５ ％以下、 Ｆｅ ｔ ２％以
下）について、シリンダヘッド実体の熱疲労にシミュレ
ートシた高温塑性疲労試験（２５０℃一定として、±１
８％の童性変形を与えた場合に、破断に至るまでの繰返
し回数ｆｎをめる）を実施した結果、第１表を得え、実
験式として下記を得た。
ｒｎ系合金（Ｓｉ１２％以下、Ｃｕ５％以下、Ｍｇ１％
以下、 ＭＴｌｏ、 ５ ％以下、 Ｆｅ ｔ ２％以
下）について、シリンダヘッド実体の熱疲労にシミュレ
ートシた高温塑性疲労試験（２５０℃一定として、±１
８％の童性変形を与えた場合に、破断に至るまでの繰返
し回数ｆｎをめる）を実施した結果、第１表を得え、実
験式として下記を得た。
ここで、に：試験条件によって定まる定数Ｓｌ：珪素の
重量比率（チ） Ｆｅ：鉄（不純分）の重量比率（％） Ｐｏ：脱ガス量の程度を示す気孔率（体積比率チ）即ち
、成分中の特に珪素分と鉄分が多いほど、また組織的に
脱ガス不足による残留気孔率が多いほど、いずれも熱疲
労寿命を短（することが判った。
重量比率（チ） Ｆｅ：鉄（不純分）の重量比率（％） Ｐｏ：脱ガス量の程度を示す気孔率（体積比率チ）即ち
、成分中の特に珪素分と鉄分が多いほど、また組織的に
脱ガス不足による残留気孔率が多いほど、いずれも熱疲
労寿命を短（することが判った。
本発明は、このようにアルミニウム合金製シリンダヘッ
ドの熱疲労研究結果から、従来のシリンダへンドの欠点
を排除すべく開発したもので、シリンダヘッドの触火面
を含む一部分を、他の鋳造部分と較べて化学成分中の珪
素分または鉄分が少ないか、あるいは気孔の少な（・鋳
造組織とした互いに異質なアルミニウム合金の複層融接
体からなることを要旨とするアルミニウム合金製シリン
ダへンドを提案する。
ドの熱疲労研究結果から、従来のシリンダへンドの欠点
を排除すべく開発したもので、シリンダヘッドの触火面
を含む一部分を、他の鋳造部分と較べて化学成分中の珪
素分または鉄分が少ないか、あるいは気孔の少な（・鋳
造組織とした互いに異質なアルミニウム合金の複層融接
体からなることを要旨とするアルミニウム合金製シリン
ダへンドを提案する。
以下２本発明を具体的に説明する。
第２図に示す第１実施例において、シリンダヘッドの上
下型ｅ、ｆ内に中子ｄを七ノトシ、まず第２表Ｎ０１３
〜１５の溶湯ａを上下型ｅ、ｆ内に注入し、燃焼室を形
成する触火面側を鋳込み２次にＳｉ ８．５％、Ｃｕ３
．７％、 Ｍｇ０．２１ ’％、 Ｆｅｄ、 ７２ ％
。
下型ｅ、ｆ内に中子ｄを七ノトシ、まず第２表Ｎ０１３
〜１５の溶湯ａを上下型ｅ、ｆ内に注入し、燃焼室を形
成する触火面側を鋳込み２次にＳｉ ８．５％、Ｃｕ３
．７％、 Ｍｇ０．２１ ’％、 Ｆｅｄ、 ７２ ％
。
ＭｎＯ，５％以下、残Ａ１よりなる溶湯すを上下型ｅ。
ｆ内に注入し、シリンダヘッドを形成する。
このシリンダヘッドをエンジンに組み込み、シリンダヘ
ッドへの冷却水の循環を停止して２分間４２００ＲＰＭ
で全負荷運転し２次にエンジンを停止してシリンダヘッ
ドに冷却水を注入する工程を繰り返して試験したところ
第２表の結果が得られた。
ッドへの冷却水の循環を停止して２分間４２００ＲＰＭ
で全負荷運転し２次にエンジンを停止してシリンダヘッ
ドに冷却水を注入する工程を繰り返して試験したところ
第２表の結果が得られた。
第２表
また第６図に示す第２実施例は、前記触火面側の溶湯（
ａ）の代りに、あらかじめ低Ｓ】含有とするか。
ａ）の代りに、あらかじめ低Ｓ】含有とするか。
あるいは鉄分や吸収ガス量の極めて少ない鋳物を第４図
のように成形した鋳ぐるみ片（ｃ）として挿入しておき
、これを本体残部の溶湯（ｂ）で鋳ぐるみして、融接一
体となした場合の例である。
のように成形した鋳ぐるみ片（ｃ）として挿入しておき
、これを本体残部の溶湯（ｂ）で鋳ぐるみして、融接一
体となした場合の例である。
ここで鋳造製鋳ぐるみ片（ｃ）は、第４図（ａ）、 （
ｂ）のように、各ポート用中子に装着固定できるように
吸気ボート（り）及び排気ポート（５’）を鋳抜きした
ものを用いるのが望ましく、またあらかじめ吸・排気弁
座をそれぞれ鋳ぐるみまたはインサートしてお（゛ても
よい。（なおディーゼル用の場合渦流室口金用の穴は、
鋳ぐるみ前または後で適宜穴明加工する。） 上記の各実施例は、上方からの重力鋳造によったもので
あるが下方からの注湯や加圧鋳造の場合も利用しうる。
ｂ）のように、各ポート用中子に装着固定できるように
吸気ボート（り）及び排気ポート（５’）を鋳抜きした
ものを用いるのが望ましく、またあらかじめ吸・排気弁
座をそれぞれ鋳ぐるみまたはインサートしてお（゛ても
よい。（なおディーゼル用の場合渦流室口金用の穴は、
鋳ぐるみ前または後で適宜穴明加工する。） 上記の各実施例は、上方からの重力鋳造によったもので
あるが下方からの注湯や加圧鋳造の場合も利用しうる。
鋳ぐるみ片（ｃ）は融接し易いように。
あらかじめ表面に亜鉛めっき等低融点金属等を被覆して
おいてもよい。
おいてもよい。
第５図に示す第３実施例は、下方からのスト−り（５）
を通じて注湯するいわゆる低圧鋳造（（よって得られる
場合の実施例であり２スト−り（５）と下型（６）間に
設けた導管（１日から所定のシリンダへ７Ｆの本体残部
の溶湯（ｂ）を注湯する前の湯先きへ、触火面側の溶湯
（ａ）を上乗せするごとく静かに注湯し、直ちに溶湯（
ｂ）の溶湯（１５） Ｋ空気加圧（ｐ）を行なって鋳型
内へ給湯凝固させたのち、溶湯−・の加圧力を減じて、
陽光な再びえの位置に下げた状態を示す。
を通じて注湯するいわゆる低圧鋳造（（よって得られる
場合の実施例であり２スト−り（５）と下型（６）間に
設けた導管（１日から所定のシリンダへ７Ｆの本体残部
の溶湯（ｂ）を注湯する前の湯先きへ、触火面側の溶湯
（ａ）を上乗せするごとく静かに注湯し、直ちに溶湯（
ｂ）の溶湯（１５） Ｋ空気加圧（ｐ）を行なって鋳型
内へ給湯凝固させたのち、溶湯−・の加圧力を減じて、
陽光な再びえの位置に下げた状態を示す。
この場合、触火面側の溶湯（ａ）の送入にあたり、溶湯
（６）の陽光の位置や鋳型内への給湯速度を適宜加減で
きる。
（６）の陽光の位置や鋳型内への給湯速度を適宜加減で
きる。
また第５図の場合には触火面側の溶湯（ａ）として。
熱疲労寿命には強いが鋳造性に劣るよりなＪＩＳ規定の
合金ＡＣ５Ａ、ＡＣ７Ａのような低Ｓｉ、低Ｆｅ分の溶
湯、あるいは単に鉄分を極小としたり脱ガス・微細粒化
処理溶湯などを別溶湯として、さきに小量注湯するもの
に広く利用可能である。
合金ＡＣ５Ａ、ＡＣ７Ａのような低Ｓｉ、低Ｆｅ分の溶
湯、あるいは単に鉄分を極小としたり脱ガス・微細粒化
処理溶湯などを別溶湯として、さきに小量注湯するもの
に広く利用可能である。
本発明の場合、第５図のような低圧鋳造法に限らず、も
ちろん高圧ダイカストにも適用できるものである。
ちろん高圧ダイカストにも適用できるものである。
以上のように１本発明によるアルミニウム合金製シリン
ダヘッドでは、従来の設備に対して僅かな変更を加える
だけで、必要部分だけを熱疲労強度にすぐれる任意の鋳
物組成にでき、かつ他の部分を経済的で鋳造性にすぐれ
る溶湯組成とした融接一体の合理的な鋳物となしうるも
のである。
ダヘッドでは、従来の設備に対して僅かな変更を加える
だけで、必要部分だけを熱疲労強度にすぐれる任意の鋳
物組成にでき、かつ他の部分を経済的で鋳造性にすぐれ
る溶湯組成とした融接一体の合理的な鋳物となしうるも
のである。
第１図は従来のシリンダへノドを示す斜視図、第２図は
本発明の第１実施例を示す断面図、第６図は本発明の第
２実施例を示す断面図、第４図ａ。 ｂは第２実施例の鋳ぐるみ片Ｃの平面図と断面図。 第５図は本発明の第６実施例を示す断面図である。 ａ ＋ ｂ ：溶湯＋ ｅ、ｆ：型 第１図 第２図 第す図 第４図 第５図
本発明の第１実施例を示す断面図、第６図は本発明の第
２実施例を示す断面図、第４図ａ。 ｂは第２実施例の鋳ぐるみ片Ｃの平面図と断面図。 第５図は本発明の第６実施例を示す断面図である。 ａ ＋ ｂ ：溶湯＋ ｅ、ｆ：型 第１図 第２図 第す図 第４図 第５図
Claims (1)
- （１） シリンダヘッドの触火面を含む一部分を、他の
鋳造部分と較べて化学成分中の珪素または鉄分が少ない
か、あるいは気孔の少ない鋳造組織とした。互いに異質
なアルミニウム合金の融接体からなることを特徴とする
アルミニウム合金製シリンダヘッド鋳物
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18236583A JPS6073032A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | アルミニウム合金製シリンダヘツド鋳物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18236583A JPS6073032A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | アルミニウム合金製シリンダヘツド鋳物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6073032A true JPS6073032A (ja) | 1985-04-25 |
Family
ID=16117034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18236583A Pending JPS6073032A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | アルミニウム合金製シリンダヘツド鋳物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6073032A (ja) |
-
1983
- 1983-09-29 JP JP18236583A patent/JPS6073032A/ja active Pending
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