FR2663250A1 - METHOD FOR MANUFACTURING ALUMINUM COLOR ALLOY PARTS COMPRISING AN INSERT AND CULASSE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE OBTAINED BY THIS PROCESS. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de fabrication de pièces en alliage d'aluminium coulé comportant un insert. Cet insert est composé d'un matériau composite à matrice métallique, qui est constitué par un renfort à base de fibres céramiques telles que des fibres d'alumine ou d'alumine - silice formant feutre, imprégné sous haute pression par un alliage d'aluminium différent de ou identique à l'alliage de coulée. L'invention trouve application dans l'industrie automobile pour la fabrication de culasses en alliage d'aluminium.The present invention relates to a method of manufacturing cast aluminum alloy parts comprising an insert. This insert is composed of a composite material with a metal matrix, which is constituted by a reinforcement based on ceramic fibers such as alumina or alumina fibers - silica forming felt, impregnated under high pressure with an aluminum alloy different from or identical to the casting alloy. The invention finds application in the automotive industry for the manufacture of aluminum alloy cylinder heads.
Description
L'invention concerne généralement un procédé de fabrication de pièces enThe invention generally relates to a method for manufacturing parts in
alliage d'aluminium coulécast aluminum alloy
comportant un insert.having an insert.
La présente invention trouve application notamment dans la fabrication d'une culasse de moteur à The present invention finds particular application in the manufacture of a motor cylinder head to
combustion interne, munie d'un insert. internal combustion, equipped with an insert.
Dans la métallurgie des alliages de fonderie, un procédé de fabrication d'une pièce coulée comportant un insert en matière céramique est connu Il consiste à déposer sur l'insert, un matelas souple de fibres en matière céramique, puis à placer l'insert dans un moule In the metallurgy of foundry alloys, a method of manufacturing a casting having a ceramic insert is known It consists in depositing on the insert, a flexible mat of ceramic fibers, and then placing the insert in a mold
et enfin à couler le métal dans le moule. and finally to sink the metal into the mold.
Or, les pièces ainsi obtenues, sont souvent soumises dans leur utilisation, à des cycles thermiques et sous l'effet des températures élevées, ces pièces atteignent rapidement leur limite de rupture, leur limite à la fatigue thermique et leur limite élastique à However, the parts thus obtained, are often subject in their use, to thermal cycles and under the effect of high temperatures, these parts quickly reach their limit of rupture, their limit to thermal fatigue and their elastic limit to
température du matériau considéré. temperature of the material considered.
Dans le cas particulier des culasses de moteur, la pièce en alliage formant la culasse subit de fortes variations de température pendant le fonctionnement du moteur, la température maximale pouvant atteindre 3500 C. La partie de la culasse formant les zones inter-sièges de soupape se détériore par fissuration, se déforme à chaud In the particular case of engine cylinder heads, the alloy part forming the cylinder head undergoes large temperature variations during the operation of the engine, the maximum temperature being up to 3500 C. The part of the cylinder head forming the inter-valve seat zones is deteriorates by cracking, deforms when hot
et sa durée de vie diminue en conséquence. and its service life decreases accordingly.
La présente invention a pour but de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus en proposant un procédé de fabrication de pièces en alliage d'aluminium coulé comportant un insert, o l'insert est composé d'un matériau composite à matrice métallique, qui est constitué par un renfort à base de fibres d'alumine ou d'alumine-silice formant feutre, imprégné sous haute pression par un alliage d'aluminium différent de ou The object of the present invention is to overcome the drawbacks mentioned above by proposing a method for manufacturing cast aluminum alloy parts comprising an insert, where the insert is composed of a composite material with a metal matrix, which consists of by a reinforcement based on alumina fibers or alumina-silica felt, impregnated under high pressure by an aluminum alloy different from or
identique à l'alliage de coulée.identical to the casting alloy.
Par ailleurs, dans ce procédé, la fixation, notamment chimique, entre l'insert et la pièce en alliage coulé doit être parfaite En effet, une couche d'alumine imperméable et non fusible recouvre toute la surface de l'insert et présente un obstacle à la création d'une liaison chimique entre l'insert et la pièce en alliage de coulée. L'invention a donc également pour but de créer Furthermore, in this process, the fixing, in particular chemical, between the insert and the cast alloy piece must be perfect Indeed, an impermeable and non-fusible alumina layer covers the entire surface of the insert and presents an obstacle the creation of a chemical bond between the insert and the casting alloy piece. The invention therefore also aims to create
une liaison chimique à l'interface insert pièce. a chemical bond to the coin insert interface.
A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication de pièces en alliage d'aluminium coulé comportant un insert, qui consiste plus précisément à faire subir à une surface en alliage matriciel d'au moins une face de l'insert, un traitement chimique du type zincate, suivi d'au moins un traitement électrolytique For this purpose, the invention proposes a process for manufacturing cast aluminum alloy parts comprising an insert, which more precisely consists of subjecting a matrix alloy surface of at least one face of the insert to a treatment. Zincate chemical followed by at least one electrolytic treatment
tel qu'un revêtement de nickel.such as a nickel coating.
Suivant une caractéristique de l'invention, le traitement chimique au zincate forme sur la surface précitée une couche de zinc ou d'alliage zinc fer According to one characteristic of the invention, the zincate chemical treatment forms on the aforementioned surface a layer of zinc or iron zinc alloy
contenant environ 15 % de fer.containing about 15% iron.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le traitement électrolytique est effectué à partir d'une solution de sulfate ou de sulfamate de nickel. Selon une variante de l'invention, la surface précitée de l'insert subit un second traitement According to another characteristic of the invention, the electrolytic treatment is carried out from a nickel sulphate or sulphamate solution. According to a variant of the invention, the abovementioned surface of the insert undergoes a second treatment
électrolytique tel qu'un revêtement d'argent. electrolytic such as a silver coating.
L'invention a également pour objet une culasse de moteur à combustion interne, munie d'au moins un insert, la culasse en alliage d'aluminium coulé étant The invention also relates to an internal combustion engine cylinder head, provided with at least one insert, the cast aluminum alloy cylinder head being
fabriquée par le procédé selon l'invention. manufactured by the method according to the invention.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la Other features and advantages of the invention will appear better on reading the
description détaillée qui suit et qui se réfère aux detailed description that follows and which refers to
dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, dans lesquels: la figure 1 représente une coupe schématique de l'insert formé d'un matériau composite avant le traitement de sa surface; la figure 2 représente une coupe schématique de ce même insert après le traitement de sa surface; la figure 3 représente une vue en plan de l'insert après imprégnation et avant introduction dans le moule; la figure 4 est une vue en coupe de l'insert suivant la ligne IV-IV; la figure 5 représente une vue partielle et de dessous d'une culasse de moteur à combustion interne la figure 6 représente une coupe partielle de la culasse représentée à la figure 5, suivant la ligne VI-VI; et la figure 7 représente une vue partielle en perspective de la culasse représentée à la figure 5 accompanying drawings, given by way of example, in which: Figure 1 shows a schematic section of the insert formed of a composite material before the treatment of its surface; Figure 2 shows a schematic section of the same insert after the treatment of its surface; Figure 3 shows a plan view of the insert after impregnation and before introduction into the mold; Figure 4 is a sectional view of the insert along line IV-IV; FIG. 5 represents a partial view from below of an internal combustion engine cylinder head; FIG. 6 represents a partial section of the cylinder head shown in FIG. 5, along the line VI-VI; and FIG. 7 is a partial perspective view of the cylinder head shown in FIG. 5
suivant la direction VII.following direction VII.
Suivant le procédé de fabrication de pièces en alliage coulé selon l'invention, un insert est disposé au According to the process for manufacturing cast alloy parts according to the invention, an insert is disposed at
sein de la pièce.within the room.
Cet insert est fabriqué au préalable à partir de matériau composite qui se compose d'une part d'un matériau de renfort à base de fibres céramiques telles This insert is manufactured beforehand from composite material which consists on the one hand of a reinforcing material based on ceramic fibers such as
que par exemple des fibres d'alumine ou d'alumine - that for example alumina or alumina fibers -
silice, qui sont enchevêtrées à la manière d'un feutre dont la cohésion est assurée par un liant minéral, tel que par exemple un liant de silice, et d'autre part d'une matrice à base d'aluminium et plus précisément d'un alliage d'aluminium différent de ou identique à l'alliage d'aluminium de la pièce coulée Cet alliage d'aluminium silica, which are entangled in the manner of a felt whose cohesion is provided by a mineral binder, such as for example a silica binder, and on the other hand an aluminum-based matrix and more specifically of an aluminum alloy different from or identical to the aluminum alloy of the casting This aluminum alloy
formant la matrice est encore appelé alliage matriciel. forming the matrix is still called matrix alloy.
Ce matériau composite est fabriqué en imprégnant sous haute pression le matériau de renfort par l'alliage This composite material is manufactured by impregnating under high pressure the reinforcing material with the alloy
d'aluminium ou alliage matriciel à l'état liquide. aluminum or matrix alloy in the liquid state.
Un procédé de fabrication de ce matériau composite est décrit notamment dans la demande de brevet A method of manufacturing this composite material is described in particular in the patent application
français déposée sous le No 88 15113. French Patent No 88 15113.
Un exemple de matériau de ce type comprend un renfort de fibres courtes d'alumine, une matrice A 55 U 4 G 2 An example of a material of this type comprises a reinforcement of short fibers of alumina, a matrix A 55 U 4 G 2
selon les normes AFNOR.according to AFNOR standards.
En se reportant à la figure 1, l'insert 1 comprend: une partie centrale a, qui est formée de matériau composite renforcé de fibres céramiques imprégnées par un alliage d'aluminium; une face b en matériau composite o les fibres céramiques affleurent, c'est la face utile de l'insert qui permet l'exploitation optimale des propriétés du matériau composite, cette face n'entrera pas en contact avec l'alliage de coulée; une face c et une face d qui sont constituées par une surépaisseur d'alliage d'aluminium ou encore d'alliage matriciel, l'alliage d'aluminium sans fibres Referring to Figure 1, the insert 1 comprises: a central portion a, which is formed of composite material reinforced with ceramic fibers impregnated with an aluminum alloy; a face b of composite material where the ceramic fibers are flush, it is the useful face of the insert that allows the optimal exploitation of the properties of the composite material, this face will not come into contact with the casting alloy; a face c and a face d which are constituted by an extra thickness of aluminum alloy or alloy matrix, the aluminum alloy without fibers
affleure donc les faces c et d.so outcrops the faces c and d.
La face c de par sa contre-dépouille, servira uniquement à l'accrochage mécanique entre l'insert et la The face c by its undercut, will serve only for the mechanical attachment between the insert and the
pièce coulée.casting piece.
Quant à la face d, elle sera utilisée comme décrit ci-après pour créer une liaison chimique à l'interface insert pièce, ce qui permet la fixation As for the face d, it will be used as described below to create a chemical bond to the insert part interface, which allows the fixation
chimique entre la pièce et l'insert. between the room and the insert.
L'insert ainsi fabriqué est ensuite soumis à The insert thus manufactured is then subjected to
des traitements d'ordre chimique.chemical treatments.
Plus précisément, la surface de la face d de l'insert va subir un traitement chimique et au moins un More specifically, the surface of the face d of the insert will undergo a chemical treatment and at least one
traitement électrolytique.electrolytic treatment.
En effet, la face d décrite ci-dessus présente sur sa surface une couche d'alumine imperméable et non fusible qui entrave la fixation chimique ultérieure entre Indeed, the face d described above has on its surface an impermeable and non-fusible alumina layer which hampers the subsequent chemical fixation between
l'insert et la pièce.the insert and the piece.
Pour ce faire, il est nécessaire d'éliminer To do this, it is necessary to eliminate
cette couche d'alumine.this layer of alumina.
A cet effet, la surface d est soumise à un traitement chimique du type zincate et de préférence du type zinc fer. Ce traitement est réalisé au moyen d'une solution contenant de l'oxyde de zinc, de la soude, du tartrate double de potassium et de sodium et du chlorure ferrique. Les mécanismes mis en oeuvre dans la réaction For this purpose, the surface d is subjected to a chemical treatment of the zincate type and preferably of the zinc iron type. This treatment is carried out using a solution containing zinc oxide, sodium hydroxide, potassium and sodium double tartrate and ferric chloride. The mechanisms used in the reaction
sont pour les principaux comme suit. are for the principals as follows.
Les réactions du type anodique Al + 30 H) Al(OH)3 + 3 e Al(OH) A 10 + H 20 + permettent de détruire la couche d'alumine, et les réactions du type cathodique H+ + e)4 1/2 H 2 Zn(OH)4 _ Zn + 40 H The reactions of the anodic type Al + H) Al (OH) 3 + 3 e Al (OH) A 10 + H + 20 allow to destroy the alumina layer, and the cathodic type reactions H + + e) 4 1 / 2 H 2 Zn (OH) 4 - Zn + 40H
2 + -2 + -
Zn + 2 e Zn forment alors une couche de zinc, ou d'alliage zinc fer Zn + 2 e Zn then form a layer of zinc, or zinc iron alloy
qui remplace la couche d'alumine.which replaces the alumina layer.
Dans le cas de l'alliage zinc fer, cette In the case of the zinc iron alloy, this
couche a une teneur en fer d'environ 15 %. layer has an iron content of about 15%.
En référence à la figure 2, cette couche représentée en f est très fine, ayant une épaisseur With reference to FIG. 2, this layer represented at f is very thin, having a thickness
inférieure à 1 micron.less than 1 micron.
Cette couche f a pour rôle d'empêcher la couche d'alumine de se reformer en surface de la face d de l'insert, elle évite donc la réoxydation superficielle de This layer f has the role of preventing the alumina layer from reforming on the surface of the face d of the insert, it thus avoids the superficial reoxidation of
la face d de l'insert.the face d of the insert.
Mais cette couche peu épaisse est fragile et doit être protégée afin de faciliter les manipulations et But this thin layer is fragile and must be protected to facilitate handling and
la conservation de l'état de la surface de l'insert. the preservation of the state of the surface of the insert.
De ce fait, la surface de l'insert, c'est-à-dire cette face f, subit un traitement As a result, the surface of the insert, i.e., this face f, undergoes a treatment
électrolytique pour former un revêtement. electrolytic to form a coating.
Un revêtement classique est par exemple un A conventional coating is for example a
dépôt électrolytique de nickel.electrolytic deposition of nickel.
Le traitement se fait dans un bain contenant du sulfate ou du sulfamate de nickel, du chlorure de nickel, The treatment is carried out in a bath containing nickel sulphate or sulphamate, nickel chloride,
et de l'acide borique.and boric acid.
Une couche g de quelques microns d'épaisseur se forme, protégeant ainsi la couche f et limitant la réoxydation superficielle de l'insert avant la coulée de la pièce De plus, cette couche f permet la diffusion de nickel dans l'alliage d'aluminium de coulée créant ainsi A layer g of a few microns thick is formed, thus protecting the layer f and limiting the surface reoxidation of the insert before the casting of the piece Moreover, this layer f allows the diffusion of nickel in the aluminum alloy casting thus creating
la liaison chimique à l'étape de coulée de la pièce. the chemical bond to the casting step of the part.
Enfin, dans des conditions de coulée difficiles, il est possible de placer sur la couche g, un revêtement supplémentaire par un dépôt électrolytique Finally, under difficult casting conditions, it is possible to place on the layer g, an additional coating by electrolytic deposition
d'argent.money.
Ce revêtement est réalisé à partir d'un bain contenant de manière typique: du cyanure double d'argent et de potassium, du cyanure de potassium et du carbonate This coating is made from a bath typically containing: cyanide double silver and potassium, potassium cyanide and carbonate
de potassium.of potassium.
La couche h en argent ainsi obtenue, d'une épaisseur de quelques microns, protège mieux que le nickel la surface de l'insert en limitant plus efficacement la réoxydation de la surface de l'insert avant la coulée Par ailleurs, cette couche h en argent améliore la liaison chimique à l'interface insert pièce du fait que le coefficient de diffusion de l'argent dans l'aluminium est plus élevé que celui du nickel dans l'aluminium. Les faces de l'insert ainsi préparées et traitées assurent à la fois un accrochage mécanique et The silver layer thus obtained, with a thickness of a few microns, protects the surface of the insert better than nickel by more effectively limiting the reoxidation of the surface of the insert before casting. silver enhances the chemical bond at the insert coin interface because the diffusion coefficient of silver in aluminum is higher than that of nickel in aluminum. The faces of the insert thus prepared and treated ensure both mechanical attachment and
une liaison chimique à l'interface insert pièce. a chemical bond to the coin insert interface.
Toutes les formes d'insert peuvent être envisagées. L'insert qui va être placé dans le moule pour la coulée de la pièce, peut être sous une forme provisoire, parfois nécessaire pour le maintenir immobile au cours de la coulée Dans ce cas, il sera usiné après All forms of insert can be considered. The insert that will be placed in the mold for pouring the piece, may be in a temporary form, sometimes necessary to keep it immobile during the casting In this case, it will be machined after
l'étape de coulée, afin d'atteindre sa forme définitive. the casting step, in order to reach its final form.
Puis, l'étape d'insertion proprement dite est Then, the actual insertion step is
envisagée.considered.
Toutes les configurations de pièces sont All room configurations are
possibles, les moules étant préparés en conséquence. possible, the molds being prepared accordingly.
L'insert comportant l'ensemble des couches de revêtement f et g et éventuellement h sur sa face d, est positionné à l'intérieur du moule Ce dernier est ensuite The insert comprising all of the coating layers f and g and possibly h on its face d is positioned inside the mold The latter is then
fermé et la coulée de la pièce peut commencer. closed and the casting of the piece can begin.
Toutes les techniques de coulée d'alliages All techniques of casting alloys
légers actuelles et futures peuvent être appliquées ici. current and future light weight can be applied here.
L'alliage d'aluminium de la pièce est coulé suivant des paramètres spécifiques tels que la température de l'insert dans le moule, la température de coulée de l'alliage liquide et la quantité d'alliage qui, au contact de l'insert, réchauffe celui-ci pendant la durée de la coulée L'ensemble de ces paramètres pris en combinaison agit sur la création d'une liaison chimique à l'interface insert pièce Une combinaison optimale des The aluminum alloy of the part is cast according to specific parameters such as the temperature of the insert in the mold, the casting temperature of the liquid alloy and the amount of alloy which, in contact with the insert The combination of these parameters taken in combination acts on the creation of a chemical bond at the coin insert interface. An optimal combination of the
paramètres engendre une très bonne liaison chimique. parameters gives rise to a very good chemical bond.
La pièce ainsi coulée comportant un insert, est The casting thus comprising an insert, is
ensuite démoulée.then demolded.
Le procédé de fabrication d'une pièce en alliage comportant un insert selon l'invention, trouve The method of manufacturing an alloy part comprising an insert according to the invention, finds
application dans l'industrie automobile. application in the automotive industry.
En particulier des culasses de moteur à combustion interne, en alliage d'aluminium, sont ainsi produites. Un exemple d'insert prévu pour être introduit dans une culasse, est représenté à la figure 3 Il présente des faces latérales 2 et 3 de forme concave, o viendront se loger les soupapes dans les zones inter-sièges 4 et 5 L'insert en coupe transversale selon la figure 4, a une section trapézoïdale Les contre- dépouilles 6 et 7 servent à la fixation mécanique de l'insert, et la face 8 qui subira les traitements chimique et électrolytique selon l'invention, sert à la In particular, cylinder heads of internal combustion engine, made of aluminum alloy, are thus produced. An example of insert intended to be introduced into a cylinder head, is shown in Figure 3 It has side faces 2 and 3 of concave shape, where will be housed the valves in the inter-seating areas 4 and 5 The insert in cross section according to Figure 4, has a trapezoidal section The undercuts 6 and 7 are used for the mechanical fixing of the insert, and the face 8 which will undergo the chemical and electrolytic treatments according to the invention, is used for the
fixation chimique entre l'insert et la pièce. chemical fixation between the insert and the workpiece.
L'alliage d'aluminium de la culasse est ensuite coulé par exemple par gravité sur cet insert en matériau composite qui a subi les traitements chimiques et The aluminum alloy of the cylinder head is then cast for example by gravity on this composite material insert which has undergone the chemical treatments and
électrolytiques mentionnés précédemment. electrolytes mentioned above.
Dans le cas des culasses, un insert (ou plus) est (sont) par exemple disposé (s) au niveau des zones In the case of the yokes, one or more inserts are, for example, disposed at the level of the zones
entre les sièges de soupape.between the valve seats.
En référence à la figure 5, l'insert 1 vient se loger entre deux zones inter-sièges de soupapes 4 et 5 à l'intérieur de la culasse 9 Des soupapes viendront se Referring to Figure 5, the insert 1 is housed between two inter-valve seats areas 4 and 5 inside the cylinder head 9 Valves will come to
loger dans les espaces 10 et 11.stay in spaces 10 and 11.
La figure 6 étant une coupe partielle de la culasse représentée à la figure 5, montre bien l'insert 1 fixé notamment par sa face 8 à la culasse 9 par la liaison chimique engendrée par le procédé de fabrication FIG. 6 being a partial section of the cylinder head shown in FIG. 5, clearly shows the insert 1 fastened in particular by its face 8 to the cylinder head 9 by the chemical bond generated by the manufacturing process.
de la culasse.of the breech.
L'insert 1 est positionné entre les espaces 10 et 11 ou encore conduits de soupape, l'un conduit The insert 1 is positioned between the spaces 10 and 11 or else the valve ducts, one duct
d'admission, l'autre conduit d'échappement. intake, the other exhaust duct.
Les têtes de soupape respectivement 12 et 13 viennent se loger contre l'insert 1 dans les conduits 10 et 11, en entrant en contact avec l'insert 1 dans les The valve heads respectively 12 and 13 are housed against the insert 1 in the ducts 10 and 11, coming into contact with the insert 1 in the
zones 4 et 5.zones 4 and 5.
De même, la vue en perspective de la figure 7 illustre bien le positionnement de l'insert fixé au sein de la culasse Les têtes de soupapes 12 et 13 peuvent se Similarly, the perspective view of FIG. 7 illustrates the positioning of the insert fixed in the cylinder head. The valve heads 12 and 13 can
déplacer de part et d'autre de l'insert 1. move on both sides of the insert 1.
La culasse en alliage d'aluminium ainsi fabriquée comprenant un insert dans au moins une de ses zones inter-sièges de soupapes, prolonge la durée de vie de la culasse en améliorant nettement la durée de vie en fatigue thermique et la limite élastique en température The aluminum alloy yoke thus manufactured, comprising an insert in at least one of its inter-seat valve zones, extends the life of the cylinder head by significantly improving the thermal fatigue life and the temperature yield stress.
de ces zones inter-sièges de soupapes. of these areas inter-valve seats.
La culasse résiste alors beaucoup mieux aux variations de températures au cours des cycles du moteur, The cylinder head is therefore much more resistant to temperature variations during engine cycles,
comparée aux culasses classiques.compared to classic breeches.
L'invention trouve également application dans la fabrication d'autres pièces en alliage d'aluminium The invention is also applicable in the manufacture of other aluminum alloy parts
coulé.sank.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2831845A1 (en) * | 2001-11-07 | 2003-05-09 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Casting a metal component containing a reinforcing element using an insert coated with insertion metal with intense circulation of the casting metal to assure bonding |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2736968B1 (en) * | 1995-07-18 | 1997-08-29 | Renault | CYLINDER HEAD OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE PROVIDED WITH A THERMAL SHIELD OF PONTET |
US6443211B1 (en) * | 1999-08-31 | 2002-09-03 | Cummins Inc. | Mettallurgical bonding of inserts having multi-layered coatings within metal castings |
CN1675388A (en) * | 2002-08-20 | 2005-09-28 | 3M创新有限公司 | Metal matrix composites, and methods for making the same |
EP1460151A1 (en) * | 2003-03-19 | 2004-09-22 | Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company | Cylinder head for reciprocating internal combustion engines |
US20060021729A1 (en) * | 2004-07-29 | 2006-02-02 | 3M Innovative Properties Company | Metal matrix composites, and methods for making the same |
US20060024490A1 (en) * | 2004-07-29 | 2006-02-02 | 3M Innovative Properties Company | Metal matrix composites, and methods for making the same |
US20060024489A1 (en) * | 2004-07-29 | 2006-02-02 | 3M Innovative Properties Company | Metal matrix composites, and methods for making the same |
AT502971B1 (en) * | 2006-12-07 | 2008-05-15 | Avl List Gmbh | CYLINDER HEAD FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
WO2007137314A2 (en) | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Avl List Gmbh | Cylinder head for an internal combustion engine |
DE102012104820B4 (en) * | 2012-06-04 | 2014-10-09 | Actech Gmbh | Process for the production of composite castings |
CN114046209A (en) * | 2022-01-13 | 2022-02-15 | 爱柯迪股份有限公司 | Silicon nitride fiber reinforced aluminum alloy engine cylinder sleeve and preparation method thereof |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2439870A1 (en) * | 1973-08-20 | 1975-03-06 | Ford Werke Ag | COMPOSITION ROTOR HOUSING WITH WEAT-RESISTANT COATING |
GB2173436A (en) * | 1985-03-29 | 1986-10-15 | Kolbenschmidt Ag | Composite casting process |
EP0203198A1 (en) * | 1984-11-07 | 1986-12-03 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of reinforcing a metallic article |
EP0246423A2 (en) * | 1986-05-23 | 1987-11-25 | Vereinigte Aluminium-Werke Aktiengesellschaft | Method of and installation for resistant connection of ceramic mould parts with metals |
WO1989009669A1 (en) * | 1988-04-15 | 1989-10-19 | Sandvik Australia Pty. Limited | Composite hard metal-metal components |
EP0384045A2 (en) * | 1989-02-22 | 1990-08-29 | TEMAV S.p.A. | Process for obtaining a metallurgical bond between a metal material, or a composite material having a metal matrix, and a metal casting or a metal-alloy casting |
-
1990
- 1990-06-19 FR FR9007667A patent/FR2663250A1/en active Granted
-
1991
- 1991-05-17 EP EP19910401295 patent/EP0462850B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-17 DE DE1991630038 patent/DE69130038T2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2439870A1 (en) * | 1973-08-20 | 1975-03-06 | Ford Werke Ag | COMPOSITION ROTOR HOUSING WITH WEAT-RESISTANT COATING |
EP0203198A1 (en) * | 1984-11-07 | 1986-12-03 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of reinforcing a metallic article |
GB2173436A (en) * | 1985-03-29 | 1986-10-15 | Kolbenschmidt Ag | Composite casting process |
EP0246423A2 (en) * | 1986-05-23 | 1987-11-25 | Vereinigte Aluminium-Werke Aktiengesellschaft | Method of and installation for resistant connection of ceramic mould parts with metals |
WO1989009669A1 (en) * | 1988-04-15 | 1989-10-19 | Sandvik Australia Pty. Limited | Composite hard metal-metal components |
EP0384045A2 (en) * | 1989-02-22 | 1990-08-29 | TEMAV S.p.A. | Process for obtaining a metallurgical bond between a metal material, or a composite material having a metal matrix, and a metal casting or a metal-alloy casting |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"Metals Handbook", édition 9, vol. 5: "Surface cleaning, finishing, and coating", 1982, pages 601-606, ASM, Ohio, US; "Surface preparation methods (for aluminium)" * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2831845A1 (en) * | 2001-11-07 | 2003-05-09 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Casting a metal component containing a reinforcing element using an insert coated with insertion metal with intense circulation of the casting metal to assure bonding |
Also Published As
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---|---|
DE69130038D1 (en) | 1998-10-01 |
FR2663250B1 (en) | 1994-12-30 |
EP0462850B1 (en) | 1998-08-26 |
DE69130038T2 (en) | 1999-05-12 |
EP0462850A1 (en) | 1991-12-27 |
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