FR2478503A1 - Procede de realisation d'une liaison metallurgique entre une piece rapportee ferreuse et une piece moulee en alliage d'aluminium - Google Patents
Procede de realisation d'une liaison metallurgique entre une piece rapportee ferreuse et une piece moulee en alliage d'aluminium Download PDFInfo
- Publication number
- FR2478503A1 FR2478503A1 FR8105606A FR8105606A FR2478503A1 FR 2478503 A1 FR2478503 A1 FR 2478503A1 FR 8105606 A FR8105606 A FR 8105606A FR 8105606 A FR8105606 A FR 8105606A FR 2478503 A1 FR2478503 A1 FR 2478503A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- piston
- cavity
- aluminum alloy
- insert
- mold
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/0009—Cylinders, pistons
- B22D19/0027—Cylinders, pistons pistons
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE FORGEAGE DE METAL EN PHASE LIQUIDE, PERMETTANT D'OBTENIR UNE BONNE LIAISON METALLURGIQUE ENTRE UNE PIECE RAPPORTEE FERREUSE ET UNE PIECE MOULEE EN ALLIAGE D'ALUMINIUM. LE PROCEDE CONSISTE A PLACER LA PIECE RAPPORTEE FERREUSE 24 DANS UNE CAVITE 10 DE MOULE, A COULER UN ALLIAGE D'ALUMINIUM EN FUSION DANS LA CAVITE 10, A PLACER CET ALLIAGE SOUS PRESSION JUSQU'A CE QU'IL SE SOLIDIFIE, PUIS A RETIRER LA PIECE MOULEE DE LA CAVITE 10. DOMAINE D'APPLICATION: FIXATION DE PIECES RAPPORTEES POUR SEGMENTS DE PISTONS.
Description
1. L'invention concerne un procédé de fabrication d'un piston destiné
principalement à des moteurs à combustion interne de grande puissance, par exemple des moteurs de camions, utilisant le cycle à allumage commandé ou le cycle Diesel. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de forgeage de métal en phase liquide permettant d'obtenir une liaison métallurgique améliorée entre un segment ferreux
rapporté et une pièce de piston moulée en alliage d'aluminium.
Le forgeage d'un métal en phase liquide est également appelé moulage à serrage par pression et moulage par extrusion. Il s'agit d'un procédé hybride qui regroupe les avantages du forgeage et du moulage, ce qui permet d'obtenir des structures ayant une résistance supérieure à celle des pièces purement moulées, tout en demandant moins d'énergie de
fabrication que les pièces purement forgées.
Les avantages principaux de l'utilisation des pièces obtenues par forgeage de métal en phase liquide par rapport aux pièces coulées en moules entièrement métalliques, dans la fabrication de pistons, comprennent des cadences de production plus élevées et la suppression des attaques et des jets de coulée inévitables dans le procédé utilisant des
moules entièrement métalliques, ces attaques et jets entrai-
nant un gaspillage de matière. De plus, l'opération d'élimination de l'azote gazeux de l'aluminium fondu avant la coulée peut être supprimée, car les porosités et les retassures peuvent être éliminées par compression sous les
pressions appliquées.
La présence d'un joint annulaire convenable autour de la partie supérieure du piston est reconnue depuis longtemps comme étant essentielle à la longue durée de vie du moteur et à un rendement élevé de ce moteur. Si l'étanchéité
n'est pas correcte, les gaz de combustion ne sont pas convena-
blement comprimés pour brûler de manière satisfaisante, ce qui entraîne une combustion inefficace du combustible, avec une carbonisation correspondante de la tête du piston et des parois du cylindre. Le problème de l'étanchéité devient encore plus critique avec l'accroissement de la dimension du moteur et de sa charge. Ainsi, dans des applications demandant des 2e puissances élevées, la pratique consistant à utiliser des segments de piston rapportés, en matière dure, encastrés dans la partie annulaire de pièces moulées de têtes de piston, réalisées en moule entièrement métallique, a évolué afin de réduire l'usure apparaissant dans les gorges des segments et résultant autrement du serrage constant du segment de piston sous les pressions de combustion. A ce jour, le procédé de forgeage de métal en phase liquide a été utilisé pour la fabrication de pistons de moteurs moins puissants n'exigeant
pas l'utilisation de segments rapportés.
L'invention concerne un procédé consistant à utiliser le processus de forgeage de métal en phase liquide pour réaliser des liaisons métallurgiques améliorées entre des pièces rapportées ferreuses et des pièces moulées en alliage d'aluminium pour pistons de moteurs à grande puissance. Ce procédé a pour résultat la réalisation de pistons à charge importante, comportant des pièces rapportées et possédant à présent les avantages d'une plus grande résistance et d'une plus grande longévité, caractérisant les structures obtenues
par forgeage de métal en phase liquide.
Le procédé selon l'invention consiste à placer une pièce rapportée de segment de piston dans une cavité de moulage d'un piston, à couler un alliage d'aluminium en fusion dans la cavité, à placer cet alliage sous pression jusqu'à ce qu'il soit solidifié, puis à retirer de la cavité la pièce
moulée de piston ainsi obtenue.
L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: - la figure 1 est une coupe transversale d'un appareil de moulage en position de fermeture, mettant en oeuvre le procédé de l'invention, cette vue montrant une masse d'alliage d'aluminium en fusion, placée sous pression dans une cavité de moulage d'un piston; et - la figure 2 est une coupe longitudinale d'un piston réalisé par la mise en oeuvre du procédé de l'invention, des gorges de segments ayant été usinées dans la surface cylindrique extérieure du piston et l'une de ces gorges ayant été usinée
dans la pièce de segment rapportée.
3. La figure 1 représente un appareil de moulage pouvant être utilisé pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Une cavité 10 de moulage d'un piston est délimitée par des moitiés supérieure et inférieure 12 et 14 de ce moule, la moitié supérieure définissant une tête 11 de piston et la moitié inférieure définissant une jupe 20 de piston. Un noyau intérieur 16 s'élève dans un alésage 15 ménagé dans la partie inférieure de la moitié inférieure 14 du moule et pénètre dans la cavité 10 de moulage afin de former la cavité 18 du piston (figure 2) située au-dessous de la jupe 20. La moitié supérieure 12 du moule présente un alésage 17 dans lequel passe un fouloir 22 destiné à appliquer une
certaine pression au métal en fusion contenu dans le moule.
Une forme préférée du procédé de l'invention sera à présent décrite. Une pièce rapportée 24 de segment de piston en métal ferreux (de préférence en fonte à haute teneur en nickel) est d'abord prétraitée par nettoyage, soit par sablage, soit par grenaillage, afin que les oxydes soient éliminés de sa surface. Elle est ensuite revêtue d'une mince couche d'alliage de fer et d'aluminium, de préférence par la mise en oeuvre d'un procédé d'aluminisation bien connu de l'homme de l'art. La pièce rapportée 24 de segment ainsi prérevêtue est ensuite placée au moyen de pinces sur plusieurs petites pattes de support (non représentées) réalisées d'une seule pièce et faisant saillie vers le haut d'une fraisure conique 26 réalisée dans la partie supérieure de la moitié inférieure 14 du moule. Le demi-moule supérieur 12 est ensuite abaissé sur le demi-moule inférieur 14 afin de former là cavité 10 de moulage du piston. De l'alliage d'aluminium en fusion est ensuite coulé dans la cavité 10 au moyen de
l'alésage 17 jusqu'à un niveau déterminé avec soin.
La coulée du métal en fusion suit de très près la mise en place du segment. Un intervalle de temps très court, de 5 à 20 secondes, doit être compris entre la mise en place de la pièce rapportée et la coulée de l'aluminium afin de
minimiser la formation d'oxyde sur le segment rapporté.
Ensuite, le fouloir 22 est abaissé dans l'alésage 17 et introduit dans la cavité 10 de moulage. Le fouloir 22 est 4. relié à un dispositif hydraulique de pression (non représenté) capable d'appliquer des forces suffisantes pour soumettre l'alliage d'aluminium en fusion à une pression comprise de
préférence entre 21 à 175 MPa.
La pression est appliquée par le fouloir jusqu'à l'achèvement de la solidification, ce qui demande d'environ 3 à 5 minutes selon la dimension de la cavité du moule. Le moule est ensuite ouvert et le piston moulé sous pression en est éjecté. Dans le procédé préféré selon l'invention, les résultats les plus satisfaisants sont obtenus avec une température de moule de 260 à 315WC (selon la dimension de la pièce moulée et la forme de la cavité du moule). Le moule doit être suffisamment chaud pour permettre au métal en fusion d'être mis sous pression avant le début de la solidification, mais il ne doit pas être si chaud qu'un déchirement du moule par le piston se produise lors de l'enlèvement de ce dernier
du moule.
La figure 2 montre un piston fini 40 tel qu'il se présente à la fin d'une opération d'usinage effectuée ultérieurement. Des gorges 42, 44 et 46 sont usinées dans la surface cylindrique extérieure du piston, comme représenté, afin de permettre la mise en place des segments du piston. Le segment supérieur peut alors être introduit dans la gorge 42 usinée dans la pièce rapportée ferreuse 4, afin de réduire l'usure importante résultant du serrage du segment supérieur,
comme décrit précédemment.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté sans
sortir du cadre de l'invention.
5.
Claims (6)
1. - Procédé de réalisation d'une liaison métallurgique entre une pièce rapportée ferreuse et une pièce moulée en alliage d'aluminium, caractérisé en ce qu'il consiste à placer ladite pièce rapportée (24) dans la cavité (10) d'un moule, à couler un alliage d'aluminium en fusion dans cette cavité, à mettre l'alliage en fusion sous pression jusqu'à ce qu'il se solidifie, puis à retirer la pièce moulée
ainsi obtenue de ladite cavité du moule.
2. - Procédé selon la revendication 1, carac-
térisé en ce que la pièce moulée en alliage d'aluminium constitue un piston, ladite pièce rapportée étant une pièce rapportée de piston et ladite cavité étant la cavité d'un
moule de piston.
3. - Procédé selon la revendication 2, carac-
térisé en ce que la pièce rapportée ferreuse est une pièce rapportée pour segment de piston, réalisée en fonte à haute
teneur en nickel.
4. - Procédé selon la revendication 3, carac-
térisé en ce qu'il consiste à nettoyer par grenaillage la pièce rapportée de segment de piston avant sa mise en place
dans la cavité du moule de piston.
5. - Procédé selon la revendication 4, carac-
térisé en ce qu'il consiste à revêtir au préalable la pièce rapportée de segment de piston d'une mince couche composite d'alliage de fer et d'aluminium, après le nettoyage par grenaillage et avant sa mise en place dans la cavité du moule
de piston.
6. - Procédé selon la revendication 5, carac-
térisé en ce que la pression est appliquée à l'alliage en fusion par un fouloir (22) qui établit, dans l'alliage en
fusion, des pressions comprises entre 21 et 175 MPa.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13255180A | 1980-03-21 | 1980-03-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2478503A1 true FR2478503A1 (fr) | 1981-09-25 |
| FR2478503B1 FR2478503B1 (fr) | 1985-07-12 |
Family
ID=22454557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8105606A Expired FR2478503B1 (fr) | 1980-03-21 | 1981-03-20 | Procede de realisation d'une liaison metallurgique entre une piece rapportee ferreuse et une piece moulee en alliage d'aluminium |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56144856A (fr) |
| AR (1) | AR223100A1 (fr) |
| BR (1) | BR8101672A (fr) |
| DE (1) | DE3111097A1 (fr) |
| ES (1) | ES500565A0 (fr) |
| FR (1) | FR2478503B1 (fr) |
| GB (1) | GB2072065A (fr) |
| IL (1) | IL62443A0 (fr) |
| IN (1) | IN153699B (fr) |
| IT (1) | IT1170829B (fr) |
| MX (1) | MX155171A (fr) |
| NL (1) | NL8101370A (fr) |
| SE (1) | SE8101763L (fr) |
| ZA (1) | ZA811792B (fr) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58501580A (ja) * | 1981-12-16 | 1983-09-22 | エイイ− ピ−エルシ− | ピストン |
| GB2128517A (en) * | 1982-07-27 | 1984-05-02 | Gkn Technology Ltd | Squeeze-forming press |
| DE3418405A1 (de) * | 1983-05-18 | 1984-11-29 | Mazda Motor Corp., Hiroshima | Verfahren zur herstellung von gussteilen aus aluminiumlegierung und aus einer aluminiumlegierung bestehender kolben |
| JPS59100236A (ja) * | 1983-11-01 | 1984-06-09 | Honda Motor Co Ltd | 繊維強化複合部材の製造方法 |
| JPS60121237A (ja) * | 1983-12-06 | 1985-06-28 | Nissan Motor Co Ltd | 金属複合体 |
| US5067550A (en) * | 1989-03-06 | 1991-11-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Manufacturing method for defect-free casting product |
| DE19537848A1 (de) * | 1995-10-11 | 1997-04-17 | Mahle Gmbh | Bewehrungsteil, dessen Grundwerkstoff austenitisches Gußeisen ist |
| US5976709A (en) * | 1996-05-31 | 1999-11-02 | Hitachi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Aluminum alloy member, with insert provided therein, possessing improved damping capacity and process for producing the same |
| DE19623463A1 (de) * | 1996-06-12 | 1997-12-18 | Alusuisse Bayrisches Druckgus | Verfahren zum Fügen von Werkstücken |
| DE19737601A1 (de) * | 1997-08-28 | 1999-03-04 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zur Steigerung der Dämpfung eines Gußbauteiles aus einem Leichtmetallwerkstoff |
| DE19746167A1 (de) * | 1997-10-18 | 1999-04-22 | Volkswagen Ag | Leichtmetallbauteil, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung desselben |
| JP2022117565A (ja) * | 2021-02-01 | 2022-08-12 | トヨタ自動車株式会社 | インサートの接合した鋳造品又は鍛造品の製造方法 |
| CN114054678B (zh) * | 2021-10-08 | 2024-01-19 | 安徽贵乾新材料有限公司 | 一种阳极棒加工用一体化成型装置及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE901104C (de) * | 1949-11-10 | 1954-01-07 | Fairchild Engine And Airplane | Verbundgussstueck und Verfahren zu dessen Herstellung |
| GB1035484A (en) * | 1962-04-26 | 1966-07-06 | Specialloid Ltd | Casting process |
| FR2190552A1 (fr) * | 1972-06-28 | 1974-02-01 | Gruber Et Kaja Druckguss Metal | |
| US4008051A (en) * | 1974-09-11 | 1977-02-15 | Brico Engineering Limited | Composite metal articles |
| GB1533512A (en) * | 1976-09-01 | 1978-11-29 | Mahle Gmbh | Pistons |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3106002A (en) * | 1960-08-08 | 1963-10-08 | Nat Lead Co | Die-casting method |
| GB1002546A (fr) * | 1963-06-24 | |||
| JPS50136231A (fr) * | 1974-04-19 | 1975-10-29 | ||
| DE2720142C3 (de) * | 1977-05-05 | 1979-10-31 | Mahle Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschers |
| JPS55117552A (en) * | 1979-03-03 | 1980-09-09 | Nissan Motor Co Ltd | Insert bonding method and insert bonding device of object to be bonded by die-casting |
-
1981
- 1981-03-18 ZA ZA00811792A patent/ZA811792B/xx unknown
- 1981-03-20 MX MX186472A patent/MX155171A/es unknown
- 1981-03-20 ES ES500565A patent/ES500565A0/es active Granted
- 1981-03-20 IL IL62443A patent/IL62443A0/xx unknown
- 1981-03-20 BR BR8101672A patent/BR8101672A/pt unknown
- 1981-03-20 IT IT48069/81A patent/IT1170829B/it active
- 1981-03-20 NL NL8101370A patent/NL8101370A/nl not_active Application Discontinuation
- 1981-03-20 SE SE8101763A patent/SE8101763L/ not_active Application Discontinuation
- 1981-03-20 GB GB8108875A patent/GB2072065A/en not_active Withdrawn
- 1981-03-20 DE DE19813111097 patent/DE3111097A1/de not_active Withdrawn
- 1981-03-20 AR AR284690A patent/AR223100A1/es active
- 1981-03-20 FR FR8105606A patent/FR2478503B1/fr not_active Expired
- 1981-03-20 JP JP3971881A patent/JPS56144856A/ja active Pending
- 1981-03-21 IN IN308/CAL/81A patent/IN153699B/en unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE901104C (de) * | 1949-11-10 | 1954-01-07 | Fairchild Engine And Airplane | Verbundgussstueck und Verfahren zu dessen Herstellung |
| GB1035484A (en) * | 1962-04-26 | 1966-07-06 | Specialloid Ltd | Casting process |
| FR2190552A1 (fr) * | 1972-06-28 | 1974-02-01 | Gruber Et Kaja Druckguss Metal | |
| US4008051A (en) * | 1974-09-11 | 1977-02-15 | Brico Engineering Limited | Composite metal articles |
| GB1533512A (en) * | 1976-09-01 | 1978-11-29 | Mahle Gmbh | Pistons |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE8101763L (sv) | 1981-09-22 |
| BR8101672A (pt) | 1981-09-22 |
| ES8204628A1 (es) | 1982-05-16 |
| IT1170829B (it) | 1987-06-03 |
| NL8101370A (nl) | 1981-10-16 |
| ES500565A0 (es) | 1982-05-16 |
| DE3111097A1 (de) | 1982-01-21 |
| AR223100A1 (es) | 1981-07-15 |
| FR2478503B1 (fr) | 1985-07-12 |
| IL62443A0 (en) | 1981-05-20 |
| GB2072065A (en) | 1981-09-30 |
| ZA811792B (en) | 1982-10-27 |
| IN153699B (fr) | 1984-08-11 |
| JPS56144856A (en) | 1981-11-11 |
| MX155171A (es) | 1988-02-01 |
| IT8148069A0 (it) | 1981-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2478503A1 (fr) | Procede de realisation d'une liaison metallurgique entre une piece rapportee ferreuse et une piece moulee en alliage d'aluminium | |
| US6035923A (en) | Method of and apparatus for producing light alloy composite member | |
| CN1164612A (zh) | 制造内燃机活塞的方法和用此方法制造的活塞 | |
| EP2552625A1 (fr) | Procédé et dispositif pour la fabrication d'une virole bi-matériaux, et virole ainsi réalisée. | |
| JPS60166158A (ja) | 内燃機関用ピストンの製造方法 | |
| EP0477119B1 (fr) | Dispositif intermédiaire pour la coulée de pièces moulées | |
| FR2888288A3 (fr) | Cloison de separation pour conduit d'admission de culasse realisee venue de matiere par moulage avec la culasse | |
| FR2969516A1 (fr) | Procede de fabrication de noyau de sel par compaction isostatique uilisable en fonderie ou en fonderie-forgeage | |
| US6964292B2 (en) | Process of fabricating castings provided with inserts, with improved component/inset mechanical cohesion, and an insert usable in the process | |
| FR2647379A1 (fr) | Procede et dispositif d'alimentation en metal liquide d'un moule | |
| FR2559837A1 (fr) | Chambre de combustion a canaux helicoidaux dans la gorge | |
| CH366636A (fr) | Organe de machine et procédé pour sa fabrication | |
| KR20030021079A (ko) | 엔진용 실린더 블록 제조방법 | |
| FR2750638A1 (fr) | Moule d'injection et son procede de fabrication pour la realisation de pieces thermoplastiques | |
| FR2481969A1 (fr) | Procede de fabrication d'un cylindre bimetallique pour machine a pistons, cylindre bimetallique obtenu par ce procede, moule de fonderie pour la mise en oeuvre du procede et procede de fabrication dudit moule | |
| EP0570303A1 (fr) | Procédé de coulee en charge permettant d'eviter la fissuration de la rehausse | |
| CN214465921U (zh) | 一种镶铸凸轮轴及铸型模具 | |
| JPH0755366B2 (ja) | 鋳造方法及びその装置 | |
| JP2001071119A (ja) | 予備成形体並びに該予備成形体の鋳包み方法 | |
| CH352872A (fr) | Piston et procédé pour sa fabrication | |
| US4901906A (en) | Method for forming composite metal articles | |
| JP2010096022A (ja) | ピストン耐摩環、そのピストン耐摩環を備えたピストンおよびその製造方法 | |
| FR2596104A1 (fr) | Piston a isolation thermique notamment pour moteur a auto-allumage | |
| JP2001071118A (ja) | 鋳包み部材並びに該部材の鋳包み方法 | |
| JPH0147619B2 (fr) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |