CN109794593A - 镶铸用构件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种镶铸用构件及其制造方法，能在镶铸铸造的构件的不同的2个区域中容易地使紧贴性、热传导性等特性大为改变。本发明的镶铸用构件(11)在被镶铸的面上具有网眼状的凸部(3)和平坦面(6)，具备该凸部的高度相对高的高凸部区域(3a)和相对低的低凸部区域(3b)。该镶铸用构件(11)在镶铸用构件的铸模的要使熔液流入的面设有至少2个不同高度的区域，使形成于上述面上的涂布层具有厚度相对厚的区域和厚度相对薄的区域，通过涂布层的干燥，使得在厚的区域中相对地龟裂的宽度大且深度深，在薄的区域中，相对地龟裂的宽度小且深度浅，从而能利用上述两种龟裂形成高凸部区域(3a)和低凸部区域(3b)。

Description

镶铸用构件及其制造方法

技术领域

本发明涉及镶铸用构件及其制造方法。

背景技术

随着压铸铸造技术等的发展，已使用如下被称为镶铸铸造的方法：将预先铸造好的构件置入铸模，在该部件和铸模之间流入熔化的铝等金属，使其粘接或者紧贴于该部件。通过该方法铸入的构件被称为镶铸用构件。

镶铸用构件例如有被铸入内燃机的气缸体的气缸套筒(也称为气缸套或者套筒)、压铸轮毂的凸起或鼓、以及气缸体、下曲轴箱等的轴承部，另外，还有被铸入变速器箱内轴承部的轴承构件等。特别是用于上述用途的情况下，对镶铸用构件作用热负荷、大外力的情况多，要求提高镶铸用构件与对该构件进行镶铸的金属的紧贴性，改善散热性、导热性以及刚性。

专利文献1～3记载了如下套筒：在通过压铸而镶铸的套筒中，在套筒外周面具有顶端变细的单独的针状凸部，且实施了使套筒的上部与下部改变紧贴性以及热传导性的处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2007-016736号公报

专利文献2：特开2007-016734号公报

专利文献3：特开2007-016735号公报

发明内容

发明要解决的问题

在套筒的镶铸用构件中的不同的2个区域，有时会要求不同的特性。例如，在发动机用的气缸体中，在顶面(deck)侧的活塞滑动区域，要求镶铸用构件与所镶铸的金属之间的高紧贴性和高的热传导性，而在非活塞滑动区域的曲轴箱侧的区域，要求相对低的紧贴性和低的热传导性。为了在这种镶铸构件的不同的2个区域改变紧贴性和热传导性，也有进行镶铸用构件的粗面化处理、皮膜成型处理的方法，但是这些方法存在制造工序变繁琐的问题。

因此，鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种镶铸用构件及其制造方法，能在套筒中的镶铸用构件的不同的2个区域中容易地使紧贴性、热传导性等特性大为改变。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，根据一个方式，本发明是一种镶铸用构件，在被镶铸的面上具有网眼状的凸部和平坦面，上述网眼状的凸部具备线状部分以及至少2个线状部分汇合的集合部分，上述凸部具备从上述平坦面立起的纵壁部分，上述镶铸用构件具备：上述线状部分的凸部离上述平坦面的高度相对高的高凸部区域；以及上述线状部分的凸部离上述平坦面的高度相对低的低凸部区域。

上述高凸部区域和上述低凸部区域也可以分别形成于多个区域。另外，也可以存在高凸部区域与低凸部区域的中间的高度的凸部。上述线状部分的凸部的纵壁部分不限于与平坦面垂直，也可以相对于平坦面是倾斜的。另外，上述凸部也可以除了上述纵壁部分以外还具备顶部，上述凸部具备上述顶部的宽度大于上述纵壁部分的宽度的形状。

上述镶铸用构件也可以为圆筒形状，在这种情况下，优选在沿着该圆筒形状的轴向或者周向具备上述高凸部区域和上述低凸部区域。

上述镶铸用构件也可以是气缸套筒，上述气缸套筒通过铸造与发动机气缸体形成为一体，在这种情况下，优选该镶铸用构件在顶面侧具备上述高凸部区域，在曲轴箱侧具备上述低凸部区域。另外，在这种情况下，优选在吸排方向上具备上述高凸部区域，在前后方向上具备上述低凸部区域。

优选上述高凸部区域中的上述凸部的高度与上述低凸部区域中的上述凸部的高度之差为0.1mm以上，更优选为0.2mm以上。另外，优选该差的上限为1.0mm以下，更优选为0.5mm以下。此外，此处的凸部的高度差是指高凸部区域的平均凸部高度与低凸部区域的平均凸部高度之差。

作为另一方式，本发明是一种镶铸用构件的制造方法，至少包括如下工序：对准备流入熔液的铸模面涂抹涂模剂的工序；对上述涂模剂进行干燥，形成在表面具有龟裂形状的涂模层的工序；以及在上述涂模层上流入熔液，旋转上述铸模进行铸造的工序，上述准备流入熔液的铸模面具有至少2个不同高度的区域，由此形成的上述涂模层的厚度具有相对厚的厚区域和相对薄的薄区域，在上述厚区域中上述龟裂的宽度相对大且上述龟裂的深度相对深，在上述薄区域中上述龟裂的宽度相对小且深度相对浅。

优选对龟裂的深度进行控制，使得形成于上述涂模层的上述厚区域的上述宽度大且深度深的龟裂的深度比上述薄区域的上述涂模层的厚度浅。特别是，在上述铸模具有圆筒形状，上述准备流入熔液的铸模面为其内周面的情况下，优选上述铸模具备作为上述薄区域的内径相对小的包括基准内径的基准内径区域以及作为上述厚区域的内径相对大的非基准内径区域，上述宽度大且深度深的龟裂的深度被控制为处于上述基准内径区域内。优选上述基准内径区域与上述非基准内径区域的内径差为0.1mm以上，更优选为0.2mm以上。另外，优选该内径差的上限为1.0mm以下，更优选为0.5mm以下。

发明效果

根据本发明，在镶铸用构件的被镶铸的面上具备网眼状的凸部，具备其中的线状部分的凸部的高度相对高的高凸部区域和凸部的高度相对低的低凸部区域，由此，使用该镶铸用构件而镶铸铸造的构件在高凸部区域的部分能得到镶铸用构件与所镶铸的金属之间的高紧贴性和高的热传导性，另一方面，在低凸部区域的部分能得到相对低的紧贴性和低的热传导性。这样，使用单个镶铸用构件就能在镶铸构件的不同的2个区域中容易地使紧贴性和热传导性大为改变。

特别是，在将该镶铸用构件用作铸入到发动机气缸体的气缸套筒的情况下，通过在顶面侧具备高凸部区域，在曲轴箱侧具备低凸部区域，从而，通过镶铸铸造得到的气缸体在顶面侧的活塞滑动区域中能得到铸铁与铝之间的高紧贴性和高的热传导性，能抑制发动机实际运转时的内孔变形。另一方面，在曲轴箱侧的活塞滑动区域以外的区域中热传导性低，因此能抑制从套筒向气缸筒(铝侧)的热扩散，能使套筒整体的温度均匀，因此在整体上能抑制内孔变形。由此，由于机械损耗、窜漏气体的减少，而能提高燃料效率。

另外，通过使发动机的F-R方向与套筒的低凸部区域一致地进行镶铸，由此能确保铝的壁厚并且使套筒彼此接近，能使内孔间间距缩短，因此能使发动机轻型化或者小型化。而且，通过形成凸部，由于锚定效果，能使套筒与铝的接触界面不产生局部间隙，因此，套筒壁温也会稳定化。由此，从套筒向气缸筒的热传导性提高并且均匀化，能改善发动机燃烧热的扩散性，因此也能应对缸内温度上升，因此能实现发动机的高压缩化。

附图说明

图1是示意性示出作为本发明的镶铸用构件的一个例子的气缸套筒的立体图。

图2是将图1的气缸套筒的表面放大并示意性表示的俯视图。

图3是沿着图1的III-III线示出气缸套筒的示意性截面图。

图4是示出将图1的气缸套筒作为一个构成要素的气缸体的一个例子的截面图。

图5是将图4中的气缸套筒周边放大表示的截面图。

图6A、图6B分别是示意性示出应用于图9～图11所示的铸模的情况下的本发明的镶铸用构件的表面的线状凸部的一个例子的截面图。

图7A、图7B分别是示意性示出应用于图11所示的铸模的情况下的本发明的镶铸用构件的表面的线状凸部的大致Γ型的一个例子的截面图。

图8A、图8B、图8C分别是示意性示出应用于图11所示的铸模的情况下的本发明的镶铸用构件的表面的线状凸部的大致T型的一个例子的截面图。

图9是示意性示出能应用本发明的镶铸用构件的制造方法的铸模的一个例子的截面图。

图10是示意性示出能应用本发明的镶铸用构件的制造方法的铸模的另一例的截面图。

图11是示意性示出能应用本发明的镶铸用构件的制造方法的铸模的又一例的截面图。

图12A至图12H是说明本发明的镶铸用构件的制造方法的一个实施方式的示意性流程图。

图13A至图13D是说明本发明的镶铸用构件的制造方法中的涂模层的形成机制的示意性流程图。

附图标记说明

1：线状部分

1a、1b、1c、1d、1e：线状部分

2：集合部分

2a、2b、2c、2d：集合部分

3：网眼状的凸部

3a：高凸部区域

3b：低凸部区域

6：凸部的底面(平坦面)

35i、35ma、35mb、35fa、35fb：龟裂

D：基准内径

Da：非基准内径区域

Db：基准内径区域

Ea：高龟裂区域

Eb：低龟裂区域

La：线状部分的长边方向的长度

Lb：线状部分的短边方向的长度(宽度)

h3：凸部的高度

h9：到镶铸构件的平坦面为止的厚度

ha：高凸部区域的凸部的高度

hb：低凸部区域的凸部的高度

F：平坦面

Ic：内切圆。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本具体实施方式，本发明的范围不限于该方式。此外，附图以理解本发明为优先，未必按比例尺描绘。

首先，对本发明的镶铸用构件的一个实施方式进行说明。本实施方式的镶铸用构件在被镶铸的面上具有网眼状的凸部。镶铸用构件的原材料能举出铸铁、铜合金、锡或者锌合金等比重大、具有自滑动性的金属。铸铁一般为包含铁、碳、硅的三元合金，根据用途也可以包含其它元素。例如，铸铁也可以除了Fe以外还包含：相对于铸铁整体的质量为3.1～3.8质量％的T.C(Total Carbon：总碳)、1.9～2.5质量％的Si、0.5～1.0质量％的Mn、0.01～0.5质量％的P、0.02～0.1质量％的S。在镶铸用构件的粗料的壁厚大的情况下、熔液的铸入量多的情况下，为了得到最佳的硬度、金属组织，根据情况也可以包含0.01～1.0质量％的Cu、0.01～0.10质量％的Sn、0.01～0.4质量％的Cr以及其它不可避免的杂质。

镶铸用构件主体的形状没有特别限定，能按照用途适当地选定。能举出例如筒状、半圆筒状、截面为コ字状或⊥字状的形状、曲面或者大致平面的板状等形状。镶铸用构件的例子能举出发动机气缸体中铸入的气缸套筒、电动汽车等的再生制动器中的与铝制的鼓式制动器中铸入的制动蹄接触的滑动构件、制动蹄的背板、两轮车和特殊机械用的压铸轮毂的凸起(boss)、以及气缸体、下曲轴箱的曲轴轴颈部、变速器箱等的壳体的轴承部等被铸入到某些压铸部件的构件。以下，举例示出筒状的气缸套筒来说明本发明，但是本发明不限于特定形状的镶铸用构件、特定的产品。

图1是作为镶铸用构件的一个例子的气缸套筒11的立体图。气缸套筒的形状能举出筒状形状。气缸套筒11的外侧的表面11s为被镶铸的面。图2示出将图1的用d1表示的区域放大的示意性俯视图。气缸套筒在被镶铸的面11s上具有网眼状的凸部3。网眼状的凸部3是从构成气缸套筒的大致平坦的面F突出的部分，具有连续的线状的突起结构，存在于被镶铸的面的整个范围内。网眼状的凸部3具备线状部分1以及多个该线状部分汇合形成的集合部分2。

网眼状的凸部在镶铸用构件的表面中连续地形成，所谓“连续地”不限于全部的线状部分相连的方式，也包括仅有一部分线状部分相连的方式。

在图2中，线状部分1是对镶铸用构件的被镶铸的面从该面的竖直方向进行俯视的情况下，能确认出凸部为连续的线状或者带状的方式的部分。线状部分可以是直线也可以是曲线，也可以是宽度、长度、高度不均匀的不定形状。也就是说，也可以具备凸部的高度随机不同的线状部分和集合部分。由此，在凸部间、内孔(bore)间填充金属的熔液时，与凸部的高度一样的情况相比，存在凸部的高度低的部位彼此相对的部位，熔液更容易通过凸部间、内孔间，金属的填充性提高。而且，能将内孔间距比以往设定得更窄，能使发动机小型化。线状部分的长边方向La的长度以及线状部分的顶部的宽度方向的长度Lb没有特别限定。此外，线状部分的顶部的上表面的宽度方向的长度例如能使用数码显微镜进行测定，例如可以对1～50个点进行测定，基于其平均值或者最小值和最大值求出包含其测定值的范围，优选求出包含其全部测定值的范围。

在图2中，集合部分2包括集合部分2a、2b、2c以及2d。集合部分2a是3个线状部分1a、1b、1c汇合形成的。汇合于集合部分的线状部分的个数没有特别限定，至少为2个，优选为2个以上且6个以下。优选网眼状的凸部至少具备2个集合部分。在网眼状的凸部具有2个以上的集合部分的情况下，在各个集合部分汇合的线状部分的个数可以相同也可以不同。在外周面形成的网眼状的凸部会带来提高镶铸用构件的刚性的加强肋的效果。并且，集合部分会使镶铸时由外力产生的应力分散，因此优选线状部分以随机方向相互汇合。线状部分以随机方向相互汇合是指例如2个线状部分不平行而以不同方向汇合于集合部分。

图3是将镶铸用构件的表面的构成放大表示的示意性截面图。该截面是相对于作为镶铸用构件的气缸套筒的表面而在轴向上的线状部分的截面。凸部3在被镶铸的面上局部地具备高度相对高的高凸部区域3a和上述凸部的高度相对低的低凸部区域3b。例如，优选在镶铸用构件的轴向或者周向上具备高凸部区域3a和低凸部区域3b。通过根据用途、目的而在适当的部分具备高凸部区域，例如通过在发动机用气缸体中应用于顶面侧、吸排方向、活塞的滑动区域等，能提高镶铸用构件与所镶铸的铝的紧贴性、热传导性，能抑制内孔变形。同样，通过在适当的部分具备低凸部区域，例如通过在发动机用气缸体中应用于曲轴箱侧、前后方向、活塞的滑动区域以外的区域等，能抑制从套筒向气缸筒(铝侧)的热扩散，能使套筒整体的温度均匀，因此能抑制内孔变形。由此，由于机械损耗、窜漏气体的减少，能提高燃料效率。另外，通过使发动机的F-R方向与套筒的低凸部区域一致地进行镶铸，能确保铝的壁厚并且使套筒彼此接近，能缩短内孔间间距，因此能实现发动机的轻型化或者小型化。

凸部3从平坦面6大致垂直地立起。优选高凸部区域3a的凸部的高度ha为0.5mm以上且2.0mm以下，更优选为0.5mm～1.5mm，进一步优选为0.8～1.2mm。在不到0.5mm时，存在对所镶铸的铝的锚定效果不足的情况，另外，存在提高刚性的加强肋的效果会降低的情况。而且还会存在与使热扩散所需的铝的接触面积不足的情况。当超过2.0mm时，有时难以通过离心铸造来形成。通过将凸部的高度设为上述的范围，能增加与所镶铸的金属接触的有效面积，提高紧贴性和热传导性，抑制内孔变形，并且还能抑制发动机等的高压缩化导致的缸内温度上升。低凸部区域3b的凸部的高度hb比凸部的高度ha低出0.1mm～1.0mm，优选低出0.2～0.5mm。如果hb与ha之差小于0.1mm，则在应用于曲轴箱侧等的低凸部区域中，向所镶铸的铝的热扩散会过度，整体的温度不均匀，容易产生内孔变形。如果hb与ha之差大于1.0mm，则特别是在低凸部区域中存在对所镶铸的铝的锚定效果不足的情况，另外，存在提高刚性的加强肋的效果会降低的情况。通过将高凸部区域3a与低凸部区域3b各自的凸部的高度之差设为上述的范围，能使从镶铸用构件向所镶铸的金属的热传导性整体上均匀化，能抑制内孔变形。而且，通过使低凸部区域彼此一致地进行镶铸从而能使内孔间间距缩短。

此外，凸部的高度例如可以使用数码显微镜的计测功能和图像解析软件WinROOF2013，对镶铸用构件的任意的表面进行线分析而求出平均值。或者也可以用数码显微镜对截面进行观察，在任意的计测区域内基于各凸部离平坦面6的最小高度和最大高度求出包含其测定值的范围，优选求出包含其全部测定值的范围。

在此，对作为本发明的镶铸用构件的一个用途的气缸套筒进行简单说明。如图4所示，气缸体10将气缸套筒作为一个构成要素，气缸体10是通过用铝12对镶铸用构件11进行镶铸而铸造的。图5是图4的气缸套筒周边的放大图。如图4、图5所示，在气缸体10中，能在顶面13侧的活塞的滑动区域具备高凸部区域，而在曲轴箱14侧的活塞的滑动区域以外的区域具备低凸部区域。

图6是线状的凸部的截面的示意性放大图。凸部3也可以包括具有相对于与平坦面垂直的垂直线倾斜的形状。凸部除了线状的突起结构以外，也可以如图6A那样，在其侧面22具有凹凸。另外，如图6B那样，凸部也可以相对于与平坦面垂直的垂直线20以某种程度的角度θ如倾斜21那样延伸。能将图6所示的形状称为凸部3相对于与平坦面垂直的垂直线具有倾斜的形状。

关于将线状的凸部相对于长边方向垂直地切断时的截面形状，根据镶铸用构件的制造方法，除了线状的突起结构以外，还有为大致T型、大致Γ型的形状的情况。例如在进行镶铸时，从提高与所镶铸的金属的紧贴强度、热传导性的观点出发，这些截面形状是优选的。大致Γ型是将L字颠倒的形状。图7A和图7B是具有大致Γ型的截面的线状部分的一个例子。在图7A中，凸部的顶部随着趋向端部而变细，在图7B中，凸部的顶部到端部为止具有固定的厚度。大致T型是T字的形状。图8A、图8B和图8C是具有大致T型的截面的线状部分的一个例子。

如图3所示，能在被线状部分1a、1b、1d、1e和集合部分2a、2b、2c、2d包围的平坦面F中描绘内切圆Ic。优选该内切圆的直径为0.5mm以上且30mm以下，更优选为1.0～15mm，进一步优选为1.5mm～5.0mm。在不到0.5mm的情况下，镶铸时与铝接触的有效面积不足，难以确保对所镶铸的铝的有效锚定效果，另外，存在热传导性也不足的情况。如果超过30mm，则存在镶铸后与铝接触的有效面积不足的情况，而且有时不会形成有助于分散由外力产生的应力的有效的网状结构。通过将内切圆的直径设为上述范围，能使镶铸时与铝接触的有效面积充足，用作镶铸构件时热传导性良好，另外，网状结构能使应力分散。此外，关于内切圆的直径，例如在镶铸用构件为筒状的形状的情况下，例如可以基于使用数码显微镜将曲面上的凸部的拍摄图像在平面上进行校正而得到的图像，在其平坦面创建内切圆，例如根据1～50个点的内切圆求出平均值，或者也可以基于最小直径和最大直径求出包含其测定值的范围，优选求出包含其全部测定值的范围。此外，本发明不限于全部的平坦部分被线状部分包围整个周围的方式。在这种情况下，能沿着几个线状部分描绘内切圆，与上述同样地对其直径进行处理。

另外，在将镶铸用构件的被镶铸的面投影到平面上的情况下，优选将网眼状的凸部投影到平面上的投影面积相对于整个投影面积为5％以上且70％以下，更优选为10％以上且60％以下，进一步优选为16％以上且43％以下。如果不到5％，则存在镶铸时与铝接触的有效面积不足的情况，另外，存在作为减少由外力产生的应力的加强肋的效果降低的情况。如果超过70％，则有时无法发挥轻型化效果。网眼状的凸部的投影面积是从凸部的顶部的上方将凸部投影的面积。通过将该网眼状的凸部的投影面积相对于整个投影面积设为上述的范围，能在镶铸时提高与所镶铸的金属的紧贴强度、热传递性、热扩散性、刚性，也能提高作为镶铸后的镶铸构件的热传导率、比弹性模量。此外，投影面积例如可以使用显微镜进行拍摄，基于平面校正后的图像进行二值化处理来算出，例如可以根据1～50个点的测定结果以平均的凸部投影面积率求出，或者也可以基于该面积率的最小值和最大值求出包含其测定值的范围，优选求出包含其全部测定值的范围。

优选镶铸用构件的壁厚11b具有2～20mm的厚度。例如在图3中，镶铸用构件的壁厚为从镶铸用构件的内周面到外周面的平坦面为止的厚度h9与高凸部区域的网眼状的凸部的高度ha之和，优选凸部的高度ha具有镶铸用构件的壁厚的1～70％，更优选具有10～50％。

这样，镶铸用构件在其被镶铸的表面上具有具备线状部分和集合部分的凸部，因此能使与所镶铸的金属接触的面积比以往增大，能高效地提高热传递性、散热性。另外，镶铸用构件在任意的区域中具备凸部的高度相对高的高凸部区域和凸部的高度相对低的低凸部区域。所镶铸的金属咬入应用于顶面侧、吸排方向、活塞滑动区域等的高凸部区域，使紧贴强度提高，在与所镶铸的金属之间不易产生间隙，能使向所镶铸的金属的热传导性提高并且使其均匀化，因此能抑制内孔变形，并且也能应对发动机的高压缩化带来的缸内温度上升。另外，在应用于曲轴箱侧、前后方向、活塞滑动区域以外的区域等的低凸部区域中，能抑制热扩散，使整体的温度均匀，因此能抑制内孔变形，并且通过抑制内孔变形能减少机械损耗、窜漏气体，能提高燃料效率。另外，通过使发动机的F-R方向与套筒的低凸部区域一致地进行镶铸，能确保铝的壁厚并且使套筒彼此接近，因此能使内孔间间距缩短。

而且，在凸部例如为各向同性的网状结构的情况下，凸部也会发挥作为加强肋的效果，能有助于分散和减轻由来自各个方向的外力产生的应力。例如，如果镶铸用构件为气缸套筒，则能提高内孔径向或者轴向的比弹性模量，从而能防止镶铸构件的变形。因此，能维持相同的刚性并且使气缸套筒薄壁化、轻型化。

镶铸用构件利用铝、铝合金或者其它非铁合金进行镶铸。在此，在利用这些金属或者合金对镶铸用构件进行镶铸得到的镶铸构件中，如上所述，镶铸用构件与所镶铸的铝等金属或者合金的紧贴性良好，作为镶铸构件的热传导性也良好。此外，热传导率能通过激光闪射法测定。

例如，在镶铸用构件为铸入到发动机气缸体的气缸套筒的情况下，气缸套筒要求将热均匀扩散到周围的铝制的气缸筒，以及为了容易承担燃烧压力、气缸盖紧固时的压缩负荷而需要高刚性。通过将本发明应用于气缸套筒，对该气缸套筒例如用铝进行镶铸，由此能形成热传导率、热扩散性优异的发动机气缸体。另外，即使提高发动机的压缩比也能高效地从气缸套筒向铝的气缸筒进行散热，能抑制高压缩化带来的燃烧温度的上升。而且，能提高气缸套筒的比弹性模量，因此如果是相同重量，则在上述运转时、紧固时能防止所镶铸的气缸套筒的内孔变形，即能防止圆度的变化，能减少发动机的机械损耗、窜漏气体，而且能抑制声音、振动等的发生。如果是相同的刚性的气缸套筒，则能使套筒本身薄壁化和轻型化，最终能实现发动机的轻型化。

接下来，对本发明的镶铸用构件的制造方法的一个实施方式进行说明。本实施方式的方法主要包括以下工序：对铸模的要使熔液流入的面涂抹涂模剂的工序；使涂敷的涂模剂干燥，形成在表面具有龟裂的形状的涂模层的工序；使熔液从涂模层上流入，一边使铸模旋转一边进行铸造的工序。以下详细说明这些各工序。

用于使镶铸用构件成型的铸模的材质、形状没有特别限定，可以按照对象的镶铸用构件的粗料、用途而选定。例如，在将铸入到发动机气缸体的气缸套筒作为镶铸用构件而进行成型的情况下，优选铸模为金属制的铸模，优选为筒状的形状。

作为能用于本实施方式的方法的铸模，例如，如图9所示，铸模的内周面31s可以在轴向上具备内径相对小的基准内径区域Db和内径相对大的非基准内径区域Da。可以交替具备基准内径区域Db和非基准内径区域Da，也可以随机具备，另外，在区域边界80也可以形成台阶，也可以按照对象的镶铸用构件的粗料、用途进行变更。基准内径区域Db和非基准内径区域Da分别与镶铸用构件中的低凸部区域和高凸部区域对应。基准内径区域Db的内径为基准内径D，基准内径区域Db与非基准内径区域Da的内径差Dc为0.1mm～1.0mm，优选为0.2～0.5mm。通过将内径差Dc设为上述的范围，从而在适当的部位具备高度不同的凸部区域，由此，例如在成型后的镶铸用构件中，在应用于发动机用气缸体的情况下，通过将高凸部区域应用于顶面侧、吸排方向、活塞滑动区域等，将低凸部区域应用于曲轴箱侧、前后方向、活塞滑动区域以外的区域等，从而能使从镶铸用构件向所镶铸的金属的热传导性在整体上均匀化，能抑制内孔变形。而且，通过使低凸部区域彼此一致地进行镶铸能使内孔间间距缩短。

作为能用于本实施方式的方法的铸模，作为另一例，如图10所示，在铸模的内周面31s具备的基准内径区域Db和非基准内径区域Da也可以不形成台阶，也可以是例如内径连续变化的波形状。

作为能用于本实施方式的方法的铸模，作为又一例，如图11所示，铸模的内周面31s也可以在与轴垂直的方向上具备基准内径区域Db和非基准内径区域Da。这样，通过设为在轴向上具有槽的形状，容易将成型体从铸模拔出，使镶铸用构件的制作简便。另外，在使成型后的多个镶铸用构件彼此接近(并列地接近)的情况下，通过使低凸部区域彼此相向，能确保铝的壁厚并且使镶铸用构件彼此接近，因此能可靠地进行填充并且缩短内孔间间距。

优选具备高凸部区域和低凸部区域的镶铸用构件是使用在铸模内周面上局部具备内径相对小的基准内径区域和内径相对大的非基准内径区域的铸模，通过在使铸模旋转的状态下利用离心力使熔液流入的离心铸造法来进行成型。在其它成型方法中，虽然用内径固定的铸模制作在外周面具有凸部的镶铸用构件后，能通过切削加工使凸部的高度变低从而在任意区域中变更紧贴力以及热传导性，但是这会增加切削加工所需的工序，制造成本会变高，因此不优选。此外，对镶铸用构件进行成型的铸模的表面也可以是例如保持机械加工的状态的大致平滑面。

使用图12的示意性流程图更详细地说明本实施方式的制造方法。首先，如图12A所示，在容器36内调制涂模剂32。涂模剂至少包含耐火材料、粘结材料以及溶剂。根据情况，也可以包含骨料。

耐火材料除了保护铸模表面以外，还特别要防止熔液的白口铁化、确保足够的脱模性，因此优选硅藻土粉体。优选耐火材料的配合量的下限值相对于涂模剂整体的质量为2质量％以上，更优选为8质量％以上，上限值优选为40质量％以下，更优选为27质量％以下，进一步优选为15质量％以下。

粘结材料能举出膨润土、蒙脱石、高岭石、海泡石、绿坡缕石、耐火粘土等。特别是在将耐火材料、骨料一起混合于溶剂时，会得到能抑制分离并使涂模剂贴附于铸模的表面的粘度，因此优选吸收溶剂而发生膨润的膨润土。优选粘结材料的配合量的下限值相对于涂模剂整体的质量为2质量％以上，更优选为5质量％以上，进一步优选为8质量％以上，上限值优选为20质量％以下，更优选为12质量％以下，进一步优选为10质量％以下。在不到2质量％的情况下，容易发生与耐火材料的分离，还存在涂模层的强度不足的情况，如果超过20质量％，则会存在涂模剂的浆料粘度过高而难以涂敷的情况。

溶剂也可以使用水。优选溶剂的配合量的下限值相对于涂模剂整体的质量为60质量％以上，上限值优选为85质量％以下。涂模剂除了上述材料以外，也可以包含例如丁醇等比水沸点高的有机溶剂，在这种情况下，也可以与水混和使用。

涂模剂除了上述材料以外也可以还包含骨料。骨料可以使用莫来石、陶粒(Cerabeads)这样的包括氧化铝和二氧化硅的矿物粉体或者人工陶瓷砂，另外，也可以使用锆英砂、铬铁矿砂、硅砂、橄榄石砂、尖晶石砂等铸造砂。特别是，为了防止与耐火材料、粘结材料的分离而要使比重小，而且不吸收溶剂，干燥固化时促进涂模层的收缩量，使涂模层的龟裂增加，因此优选莫来石、陶粒。优选骨料的配合量的下限值相对于涂模剂整体的质量为1.0质量％以上，更优选为1.5质量％以上，进一步优选为3.0质量％以上，上限值没有特别限定，但是优选为25质量％以下，更优选为10质量％以下。

至少将耐火材料、粘结材料以及溶剂混合，根据情况也可以还混合骨料，形成浆料状的涂模剂。

接下来，如图12B所示，对铸模31的要使熔液流入的内周面31s涂敷涂模剂32。在该涂敷涂模剂的工序中，一边使筒状的铸模31向固定的方向40旋转一边使用喷嘴41对铸模的内周面31s涂敷涂模剂32。优选喷嘴41一边与铸模的内周面31s保持固定的距离一边以固定的速度在筒的长边方向42上移动，对筒的内周面整体进行均匀涂敷。在使用圆筒状的铸模的情况下，优选例如在使筒横着转的状态下使铸模旋转。优选旋转时的铸模的离心加速度设定为4G以上且40G以下。

优选对铸模涂敷涂模剂时的铸模的内周面31s被加热到涂模剂不会暴涨的温度。加热温度优选为110～210℃，更优选为120～180℃。

然后，如图12C所示，使涂敷的涂模剂干燥，形成具备龟裂的宽度及深度局部不同的区域的涂模层32s。在该形成涂模层的工序中，优选在使涂模剂干燥以前的期间，使铸模31向固定的方向40旋转。

涂模剂的干燥能在涂敷后使铸模保持旋转来进行。也可以在保持加热的状态下或者利用进一步加热的铸模的热来使涂模剂干燥、固化。优选旋转保持时间为0.25～3分钟。或者，也可以在使铸模的旋转停止后，根据需要从铸模的内侧或者外侧对铸模进行加热，实现干燥固化时间的缩短。

在涂敷后进一步加热来进行干燥的情况下，优选以溶剂的蒸发温度以上且比蒸发温度高出110℃的温度以下的温度进行加热。由此，能在抑制了溶剂从涂模剂的内部暴涨，并且抑制了产生过量气泡(水蒸气)的状态下，形成规定的龟裂的涂模层。优选加热温度的下限值为溶剂的蒸发温度以上，更优选为比溶剂的蒸发温度高出10℃的温度以上，进一步优选为比溶剂的蒸发温度高出20℃的温度。优选加热温度的上限值为比溶剂的蒸发温度高出110℃的温度以下，更优选为比溶剂的蒸发温度高出80℃的温度以下。

涂模层的干燥后的厚度没有特别限定，优选具有0.1mm～5.0mm的平均厚度，更优选具有0.5mm～2.0mm的平均厚度。

在此，参照图13对涂模层的形成机制进行说明。如图13A所示，例如，即使在铸模31的内周面31s有台阶等而高度不同，涂模剂32的表面也大致平滑地形成。然后，从加热的铸模31的内周面31s的涂模剂32蒸发一部分的挥发成分33。图13B示出涂模层32s的干燥固化时的初期状态。在该阶段中，挥发成分33从涂模层32s大量蒸发，在涂模层32s的表面以随机间隔开始发生收缩34，产生龟裂35i。在此，根据涂模层32s的厚度不同，挥发成分33的量也不同，因此收缩34的量也不同。涂模层32s的厚度越大，收缩量越大，因此龟裂35i的宽度更大，而且更深。因此，随着干燥的进行，在基准内径区域Db的涂模层中，龟裂的宽度相对变小且深度相对变浅，在非基准内径区域Da的涂模层中，龟裂的宽度相对变大且深度相对变深。

图13C示出干燥固化时的末期的状态。涂模层32s的收缩34进一步发展，产生从涂模层32s的表面向铸模31的表面扩大的龟裂35m，涂模层的厚度方向上的空隙的截面成为楔形状。在该状态下，由涂模层32s的厚度不同所导致的龟裂的宽度及深度的不同变得显著，形成包括龟裂的宽度相对小且深度相对浅的龟裂35mb的低龟裂区域Eb和包括龟裂的宽度相对大且深度相对深的龟裂35ma的高龟裂区域Ea。在这种龟裂的状态下使其完全干燥固化。

在该干燥固化时的末期状态时，使用在轴向上具备基准内径区域和非基准内径区域的如图9那样的铸模、以及基准内径区域与非基准内径区域未形成台阶而是例如为内径连续变化的波形状的如图10那样的铸模的情况下，优选任一区域的龟裂35ma、35mb都调节为不到达铸模的内周面31s。特别优选将龟裂的深度控制为使得宽度大且深度深的龟裂35ma不比铸模31的基准内径D深。由此，在使镶铸用构件成型后，将其从铸模31拔出时，在高龟裂区域Ea的龟裂35ma中形成的高凸部区域不会被铸模31的内周面31s损伤，能顺畅地拔出，能更简便地使所希望的结构的镶铸用构件成型。

另一方面，在该干燥固化时的末期的状态时，使用在与轴垂直的方向上具备基准内径区域和非基准内径区域的如图11那样的铸模的情况下，会在使镶铸用构件成型后将其沿轴向从铸模31拔出，因此，即使龟裂35ma、35mb到达了铸模的内周面31s以及龟裂35ma比铸模31的基准内径D深，在龟裂35ma、35mb中形成的高凸部区域和低凸部区域的凸部也不会被损伤，能顺畅地拔出，能更简便地使所希望的结构的镶铸用构件成型。

图13D示出比图13C进一步进行了干燥固化的状态。在涂模层32s中产生了更深的龟裂35f。在低龟裂区域Eb中，产生了贯通涂模层并到达了铸模的内周面31s的龟裂35fb，在高龟裂区域Ea中，产生了比基准内径D深的龟裂35fa

在进行了该干燥固化的状态时，使用在轴向上具备基准内径区域和非基准内径区域的如图9那样的铸模、以及基准内径区域与非基准内径区域未形成台阶而是例如为内径连续变化的波形状的如图10那样的铸模的情况下，若龟裂35fb到达了铸模的内周面31s或产生了比基准内径D深的龟裂35fa，则在使镶铸用构件成型后，从铸模31拔出时，会难以将在龟裂35fa中形成的高凸部区域拔出。因此，在使用在轴向上具有基准内径区域和非基准内径区域的铸模的情况下，优选对凸部的高度进行如下控制：在低凸部区域和高凸部区域中，虽然有时会具备如图6所示的具有倾斜的凸部，但不具备如图7和图8那样的具有收窄部的凸部。

另一方面，在进行了该干燥固化的状态时，使用在与轴垂直的方向上具备基准内径区域和非基准内径区域的如图11所示的铸模的情况下，即使在高龟裂区域Ea中产生了比基准内径D深的龟裂35fa，低龟裂区域Eb的龟裂35fb也可以到达铸模的内周面31s。在使镶铸用构件成型后，会沿轴向将其从铸模31拔出，因此能顺畅地拔出。这样，到达了内周面31s的龟裂35fb由于涂模层的收缩而沿着铸模表面进一步扩展。这样得到的龟裂中形成的凸部区域具备如图7和图8所示的具有收窄部的凸部。即，在使用在与轴垂直的方向上具备基准内径区域和非基准内径区域的铸模的情况下，除了具备如图6所示的具有倾斜的凸部以外，有时也会具备如图7和图8所示的具有收窄部的凸部。

返回镶铸用构件的制造方法的说明，如图12D所示，使铸铁熔液43从涂模层32s上流入铸模31，一边使铸模31向固定的方向40旋转一边进行离心铸造。在该铸造工序中，与图12B同样，能一边使铸模旋转一边使用喷嘴等熔液供应机构使熔液流入筒的内侧。在使铸模旋转的情况下，优选铸模的离心加速度设定为100G以上且120G以下。通过使铸模旋转，熔液由于离心力也会流入涂模层的龟裂内，能在镶铸用构件的表面形成所希望的线状突起结构。熔液的温度只要是所使用的铸铁、金属或者合金等发生熔融的温度即可，没有特别限定，如果是铸铁则优选为1380～1450℃。另外，优选将熔液投入铸模时铸模的温度为100～300℃。

并且，如图12E所示，使铸铁熔液凝固。在该凝固工序中，对铸铁熔液43从铸模31的外侧进行冷却而使其凝固，由此得到镶铸用构件模具的成型体44。在使熔液流入铸模而进行铸造后，例如可以保持0.25～1分钟进行自然冷却而使其凝固，例如也可以在成型体的温度从共晶凝固结束温度变为比共晶凝固结束温度低出100℃的温度为止的期间进行自然冷却，使熔液凝固。优选在熔液凝固后，使铸模的旋转停止。为了防止在构成成型体44的金属组织内析出铁素体，也可以根据镶铸用构件的质量或者壁厚，以共析转变(Ar1转变)的结束温度例如约730℃为止的温度一边使铸模旋转一边对铸模的外侧例如进行水冷。通过这样使熔液凝固、冷却，能得到镶铸用构件模具的成型体。

接下来，在图12F中，从铸模31取出镶铸用构件模具的成型体44。从铸模取出成型体的方法没有特别限定，按照铸模的形状选择方法。例如，在筒型铸模的情况下，能在成型体44的内径端部安装具有向外侧开口的爪的卡盘，用油压缸等将卡盘的另一端侧向图中的箭头方向45拔出，将成型体44从铸模31中取出。

然后，如图12G所示，从自铸模31取出的成型体44除去涂模层32s。自铸模取出的成型体上，有时其表面会附着有涂模层。从成型体除去涂模层的方法没有特别限定，能举出喷丸或者喷水、干冰清扫等。例如能使成型体44向箭头方向46移动，对成型体44表面的涂模层32s投射喷砂47，从成型体44除去涂模层32s。在喷丸的情况下，投射介质也可以使用粒度为#240～#8000、平均粒径为0.5～60μm的陶瓷粉末，优选投射压力为0.1～0.4MPa。在喷水的情况下，优选投射压力为0.1～0.4MPa。

图12H示出从成型体除去涂模层后的镶铸用构件48。通过从成型体除去涂模层，能得到在其表面48s具有网眼状的凸部的镶铸用构件48。

根据本发明，能在单个镶铸用构件的被镶铸的表面上形成通过现有的制造方法无法得到的作为网眼状的凸部的线状部分的凸部高度不同的高凸部区域和低凸部区域。另外，本发明的镶铸用构件也能应用于高刚性、热传递性、热扩散性、热传导性优异的滑动部件以外的构件，例如能应用于铝制动鼓、二轮车用铝压铸轮毂、动力传动系的轴颈部等作用旋转转矩的部位的镶铸构件。

为了在镶铸用构件的被镶铸的表面上形成局部具备高凸部区域和低凸部区域的连续的线状的突起结构，优选上述的制法。也可以对镶铸用构件的被镶铸的表面的一部分进行研磨或者切削。

也可以例如通过压铸法对所得到的镶铸用构件进行镶铸。射出条件没有特别限定，例如可以使用ADC12、ADC10、ADC3，以620～670℃注入熔液，以射出压力50～100MPa、射出速度1.5～4.0m/秒来进行。这样能得到镶铸构件。

[实施例]

(镶铸用构件的制作)

＜试验例1＞

涂模剂是以硅藻土15质量％、膨润土10质量％以及水75质量％的混合比进行混合，用动力搅拌装置(利优比株式会社制)进行搅拌而制作的。

镶铸用构件的铸模使用如图9所示的、基准内径区域的基准内径为约79mm且非基准内径区域的内径为约80mm的在轴向上具备内径不同的区域的圆筒状的铸模，将筒的内周面的铸模温度设为160℃。该温度能利用接触温度计或者辐射温度计来测定。铸模是使筒状的部分(筒的长边方向)横置，一边以4～10G的离心加速度旋转一边用喷嘴对铸模的内周面涂敷涂模剂，形成涂模层。在涂敷后，保持铸模的旋转约1分钟，在铸模的内周面上形成涂模层。得到的涂模层在其表面上形成有具备龟裂的宽度及深度局部不同的区域的形状，层的平均厚度为约1mm。关于层的厚度，将测定探测器(Fe-2.5LwA)与电磁式膜厚计((株)三高(SANKO)电子研究所制，型号SWT-8000II)连接，对涂模层的表面的10个部位进行测定，根据它们的测定值算出平均值。

接下来，使熔液流入在内周面上形成有涂模层的铸模，对镶铸用构件进行铸造。熔液使用在1420℃发生熔融的铸铁。在将熔液注入铸模时，使铸模的内周面的温度为160℃，一边以120G的离心加速度旋转一边进行注入。在对铸模注入熔液后，使铸模保持旋转0.5分钟，然后，使铸模保持旋转并从铸模的外周面用冷水将其冷却到730℃以下，使熔液凝固并冷却，得到镶铸用构件的成型体。

使熔液凝固并冷却后，使铸模的旋转停止，对成型体的内径端部装配向外侧开口的爪卡盘，将卡盘的另一端与液压缸连接，向与铸模相反的方向移动，将成型体从铸模拔出。对拔出后的成型体的外周面投射喷砂，从成型体除去涂模层。投射的喷砂是平均粒径为23μm的陶瓷粉末，投射压力为0.3MPa。这样，除去涂模层，得到内径为64mm、镶铸用构件的壁厚为7.5mm的镶铸用构件的长筒状粗料。然后，将该镶铸用构件的粗料切断为所需要的长度，再以外径为基准通过车削加工对内周面实施机械加工，得到长度为124mm、壁厚为4.5mm的镶铸用构件。上述镶铸用构件的壁厚是从镶铸用构件的内周面到外周面的平坦面为止的厚度与高凸部区域的网眼状的凸部的高度之和，利用游标卡尺在5个部位测定两端面的厚度，算出它们的平均值。表1示出观察到的凸部的区域、用于得到镶铸用构件的涂模剂的配合比、铸模温度、镶铸用构件的壁厚以及高凸部区域和低凸部区域各自的平均凸部高度。

[表1]

＜试验例2～8＞

涂模剂的配合比、铸模温度、镶铸用构件的壁厚以及高凸部区域和低凸部区域各自的平均凸部高度如表1，除此以外与试验例1同样地进行，得到镶铸用构件。

(镶铸构件的制作)

通过压铸法，对试验例1～8的各镶铸用构件的外周面用铝进行镶铸而制作大致圆筒形状的镶铸构件。铝使用ADC12，以650℃注入熔液，以射出压力65MPa、射出速度2.0m/秒进行铸造。将得到的镶铸构件以其内周面作为基准对外周面的铝进行车削加工直到外径变为81mm，然后，以外周面为基准对镶铸构件的内周面进行车削加工直到内径变为73mm，使得镶铸构件的厚度成为4mm。

[镶铸构件的热传导性评价]

从试验例1～8的镶铸构件切削出能适合于试验装置的直径的圆形板作为试验件。试验件是以镶铸用构件与对其进行镶铸的铝的界面为中心使双方为相同的壁厚。热传导性试验是使用热常量测定装置(ULVAC理工公司制，TC-7000)，通过激光闪射法(LF法)，在室温(25℃)、大气中，对试验件的铸铁面进行激光照射，测定比热和热扩散率，根据以下的式(1)算出热传导率。

λ＝Cp×α×ρ(1)

式中，λ为热传导率，Cp为比热，α为热扩散率，ρ为室温时的密度。室温时的密度是使用在室温(25℃)、大气中测定的试验件的尺寸和重量算出的。表2示出填充铝熔液时的热传导率。

[镶铸构件的紧贴强度评价]

从试验例1～8的镶铸构件切削出8个具有300～500mm²的紧贴面积的四边形的试验件。在试验件的铝侧的面和铸铁侧的表面分别用热固化性环氧类粘接剂固定有拉伸夹具，使用精密万能试验机(岛津制作所制，AG-100kN Xplus)进行垂直剥离试验。将镶铸用构件与铝剥离时的最大负荷除以试验前的试验件的紧贴面积得到的值作为紧贴强度。表2示出填充铝熔液时的与铝的紧贴强度。

[表2]

在高凸部区域凸部中，凸部相对高，从而确认了紧贴性和热传导性提高。在低凸部区域的凸部，凸部相对低，从而确认了热传导率被抑制。这样，通过将如试验例1～4所示的高凸部区域和如试验例5～8所示的低凸部区域设于单个镶铸用构件，能提供具备具有大不相同的紧贴性和热传导性的区域的镶铸用构件。

Claims (6)

1.一种镶铸用构件，在被镶铸的面上具有网眼状的凸部和平坦面，上述镶铸用构件的特征在于，

上述网眼状的凸部具备线状部分以及至少2个线状部分汇合的集合部分，

上述凸部具备从上述平坦面立起的纵壁部分，

上述镶铸用构件具备：上述线状部分的凸部离上述平坦面的高度相对高的高凸部区域；以及上述线状部分的凸部离上述平坦面的高度相对低的低凸部区域。

2.根据权利要求1所述的镶铸用构件，

上述镶铸用构件为圆筒形状，在沿着该圆筒形状的轴向或者周向具备上述高凸部区域和上述低凸部区域。

3.根据权利要求1或2所述的镶铸用构件，

上述镶铸用构件是气缸套筒，上述气缸套筒通过铸造与发动机气缸体形成为一体，该镶铸用构件在顶面侧具备上述高凸部区域，在曲轴箱侧具备上述低凸部区域。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的镶铸用构件，

上述高凸部区域中的上述凸部的高度与上述低凸部区域中的上述凸部的高度之差为0.1mm以上。

5.一种镶铸用构件的制造方法，其特征在于，至少包括如下工序：

对准备流入熔液的铸模面涂抹涂模剂的工序；

对上述涂模剂进行干燥，形成在表面具有龟裂形状的涂模层的工序；以及

在上述涂模层上流入熔液，旋转上述铸模进行铸造的工序，

上述准备流入熔液的铸模面具有至少2个不同高度的区域，由此形成的上述涂模层的厚度具有相对厚的厚区域和相对薄的薄区域，

在上述厚区域中上述龟裂的宽度相对大且上述龟裂的深度相对深，在上述薄区域中上述龟裂的宽度相对小且上述龟裂的深度相对浅。

6.根据权利要求5所述的镶铸用构件的制造方法，

对龟裂的深度进行控制，使得形成于上述涂模层的上述厚区域的上述宽度大且深度深的龟裂的深度比上述薄区域的上述涂模层的厚度浅。