JP2002066722A - 円筒状金属製被鋳込み部材の製造方法 - Google Patents

円筒状金属製被鋳込み部材の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属鋳造部品に鋳込まれる円筒状
金属製被鋳込み部材の製造方法を提供することにある。 【解決手段】 金属鋳造部品に鋳込まれる円筒状
金属製被鋳込み部材の製造方法であって、前記円筒状金
属製被鋳込み部材20を、内周に溝のあるダイス17に通
し、該円筒状金属製被鋳込み部材20の押し出し方向と平
行な中心軸を中心として、前記円筒状金属製被鋳込み部
材20とダイス17とを相対的に回転させながら押し出し成
形するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属鋳造部品に鋳
込まれる円筒状金属製被鋳込み部材の製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来技術】軽金属鋳造部品に鋳込まれる軽金属被鋳込
み部材の外表面に角錐状または鋭利な形状をした硬質粗
粒状体を空気で吹付けて衝突させるショットブラストで
もって、前記軽金属被鋳込み部材の外表面を粗い凹凸面
に形成させたものがあった(特開平10−94867号
公報)。
【0003】特開平10−94867号公報に記載のも
ので、軽金属被鋳込み部材の外表面を粗面化するには、
硬質粗粒状体の外面は、鋭利な角部を有することを必要
とした。また、このような硬質粗粒状体を用いても、粗
面化された軽金属被鋳込み部材の外表面では、粗面の底
部は、硬質粗粒状体の鋭利な角部によって、鋭い谷部に
はなるものの、粗面の頂部は、必然的に鋭利な峰部とな
ることにはならず、さらに、硬質粒状体の粒度は70μ
mの平均粒度で、かつその粒度分布も所要の正規分布に
近い状態であることが要求され、しかも硬質粗粒状体を
吹付ける空気噴流の速度、空気噴流量と硬質粗粒状体の
割合が適正でないと、所望粗面が得られない。
【0004】しかも、前記硬質粗粒状体は、破砕されて
縁の鋭い脆い硬質材料である高級コランダム粒子である
ため、ショットブラストの際に微粒化することが避けら
れず、このショットブラスト後の硬質粗粒状体を反復し
て利用するためには、ショットブラスト後の微粒化した
硬質粗粒状体を連続的に分離除去して、所要の粒度分布
の硬質粗粒状体を再生する必要があり、この粒度管理が
煩雑であった。
【0005】さらに、軽金属被鋳込み部材に形成された
粗面の突出部が鋳込み軽金属の大きな熱容量でもって融
解されて冶金結合されたとしても、この冶金結合部分は
軽金属被鋳込み部材の鋳込み表面の一部であり、また粗
面の突出部が先細となっていて、軽金属被鋳込み部材と
鋳込み軽金属との機械的な結合力が低いため、両者の熱
膨張差等でもって両者を相互に引離す方向の力が働いた
際に、両者の境界部に亀裂が生じ易い。そして亀裂が生
ずると、軽金属被鋳込み部材と鋳込み軽金属との間の熱
伝達性が著しく低下する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような難
点を克服した金属製被鋳込み部材の製造方法の改良に係
り、請求項1記載の発明は、金属鋳造部品に鋳込まれる
円筒状金属製被鋳込み部材の製造方法であって、前記円
筒状金属製被鋳込み部材を、内周に溝のあるダイスに通
し、該円筒状金属製被鋳込み部材の押し出し方向と平行
な中心軸を中心として、前記円筒状金属製被鋳込み部材
とダイスとを相対的に回転させながら押し出し成形する
ことを特徴とするものである。
【0007】請求項1記載の発明は、円筒状金属製被鋳
込み部材を、内周に溝のあるダイスに通し、該円筒状金
属製被鋳込み部材の押し出し方向と平行な中心軸を中心
として、前記円筒状金属製被鋳込み部材とダイスとを相
対的に回転させながら押し出し成形したので、前記円筒
状金属製被鋳込み部材の外周面に、該被鋳込み部材の中
心軸に対し傾斜した突条が形成され、前記円筒状金属製
被鋳込み部材の外周面が凹凸形状となり、このため、前
記円筒状金属製被鋳込み部材と鋳込み金属との相対的軸
方向の力や、両者の軸方向を中心とする回転方向の力に
対し、大きな抵抗力が生じ、前記円筒状金属製被鋳込み
部材は前に鋳込み金属に対し強固に固定される。
【0008】また、前記円筒状金属製被鋳込み部材の外
周面が凹凸形状となってその表面積が著しく増大するた
め、鋳込み溶融金属を注湯して、前記円筒状金属製被鋳
込み部材鋳込む際に、前記鋳込み溶融金属は該円筒状金
属製被鋳込み部材の突条を広い範囲に亘り包囲して、該
突条の表面は前に溶融金属の溶融熱でもって充分に加熱
されるとともに、該突条の稜角部が局部的に高温に加熱
されるため、前記突条は鋳込み金属と確実に冶金結合さ
れる。
【0009】このように、請求項1記載の発明によれ
ば、前記円筒状金属製被鋳込み部材の外周面突条が鋳込
み金属と確実に結合されるとともに、前記円筒状金属製
被鋳込み部材と前に鋳込み金属との密着力が高いため、
該円筒状金属製被鋳込み部材が内燃機関に適用された場
合には、熱伝達性が向上し、冷却性能が高まり、耐ノッ
キング性が改善されるとともに、ピストン摺動性が改善
され、しかも耐久性が向上する。
【0010】しかも、前記円筒状金属製被鋳込み部材が
前に溝付きダイスにより、突条が形成される際に、ダイ
スとの大きな抵触抵抗力で該突条の基部がむしりとられ
る場合には、前記円筒状金属製被鋳込み部材の表面が、
不規則な凹凸形状に形成され、該円筒状金属製被鋳込み
部材は、前記鋳込み金属により一層強固に冶金結合およ
び機械的結合にて結合される。
【0011】また、請求項2記載のように発明を構成す
ることにより、前記ダイスの内周溝に加えられる応力に
偏りを発生させないことができるので、該ダイスの耐久
性を向上させることができる。
【0012】さらに、前記円筒状金属製被鋳込み部材と
鋳込み金属との間に軸方向の力が作用しても、前記突条
が一方向の螺旋形状でないため、旋回力が生ずる惧れが
ない。
【0013】さらにまた、請求項3記載のように発明を
構成することにより、前記ダイスの内周溝に加えられる
応力を一層軽減できるため、該ダイスの耐久性をさらに
向上させることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図1ないし図2に図示され
た本発明の一実施形態について説明する。
【0015】シリコン、鉄、銅、マグネシウムおよびマ
ンガンを含有したアルミニウム合金を溶融した軽合金溶
湯1は、図1−aに図示されるように、取鍋2からルツ
ボ3に充填され、ルツボ3の底の開孔から落下する際
に、その外周のノズル4から高速で噴射される空気また
は不活性ガスにより、細かい粒子となって急冷され、マ
トリックス亜/過共晶アルミニウムシリコン合金粉末5
が形成される(マトマイズ法による)。
【0016】このマトリックス亜/過共晶アルミニウム
シリコン合金粉末5は、耐磨耗性を付加するアルミナ粉
末、自己潤滑性を付加するグラファイト粉末を添加され
て、図1−bに図示されるような混合容器6に充填さ
れ、密閉された後、混合容器6は水平軸7を中心として
回転され、均一に混合されて、ビレット原材料粉末8が
得られる。
【0017】また、このビレット原材料粉末8は、図1
−cに図示されるような内部に内燃機関のシリンダ孔径
に相当する太さの中子9を配置した円筒状ゴム袋10に充
填され、該円筒状ゴム袋10は、上下に蓋11を有する円筒
状圧力容器12に収納され、該円筒状圧力容器12内に水の
如き液体が充填され、この液体に1.6GPaの圧力が
加えられるCIP(冷間静圧成形法)により、図1−d
に図示される密度分布が均一で密度比約70%の中空円
筒状ビレット13が予備成形される。
【0018】さらに、この中空円筒状ビレット13は、図
1−eに図示されるように、加熱炉(図示されず)内に
て窒素雰囲気ガスの基で450℃に予熱・脱ガスされた
後、図1−fに図示される熱間押出し成形装置14のコン
テナ15内に装填され、該コンテナ15内の中空円筒状ビレ
ット13の中心孔にマンドレル16が挿入され、コンテナ15
に軸方向に移動しないように固定されるとともに、一方
向へ回転駆動されるダイス17より押出し側に該マンドレ
ル16の先端が位置するように、該マンドレル16は固定さ
れ、中空円筒状ビレット13の背後に主ラム19の先端が当
てがわれ、主ラム18が押出し方向Xへ移動することで、
中空円筒状ビレット13は押出し成形されているため、中
空円筒状ビレット13がこの溝18を通過する際に、ビレッ
ト13の外周突部が溝18との摩擦によりむしり取られ、不
規則な形状の突条21が形成されたスリーブ20が得られ
る。
【0019】そして該ダイス17が一方向に回転するた
め、スリーブ20の外周面の不規則な突条21が螺旋状に形
成される。
【0020】その後、図1−gに図示されるように、機
械加工により改定の長さに切断され、内燃機関用のシリ
ンダスリーブ22が得られる。
【0021】このシリンダスリーブ22の外周面に螺旋状
の不規則な形状の突条21が多数形成されているため、該
シリンダスリーブ22が図示されないシリンダブロックに
一体に鋳込まれた場合に、シリンダブロックの溶湯が突
条21に接して、溶湯の熱が急速に突条21に伝達されるた
め、該突条21、特に突条21の角部が充分に高温に融解さ
れて冶金結合および機械的結合にて結合される。
【0022】また、突条21が螺旋方向に走っているた
め、シリンダブロックに対してシリンダスリーブ22がそ
の中心軸方向の力を受けても、その軸方向に対する抵抗
力が大きくなって、移動しにくい。
【0023】さらに突条21がシリンダスリーブ22の外周
面に形成されているため、シリンダブロックとシリンダ
スリーブ22との間の接触面積が広く、燃焼室に接して高
温になったシリンダスリーブ22の熱は、シリンダブロッ
クに高い熱伝達性で伝達され、シリンダスリーブ22は適
正な温度に保持されて、ノッキング性能が向上するとと
もに、冷却系の負荷が少なく、また隣接するシリンダス
リーブ22間の距離が縮小されて、内燃機関の縮小化が可
能となる。
【0024】図1ないし図2に図示の実施形態では、ダ
イス17を一方向へ回転させたが、図3に図示するようダ
イス17を一定振幅でもって、交互に逆回転させてもよ
い。
【0025】この実施形態では、図3に図示されるよう
に、突条21がシリンダスリーブ22の中心軸に対し一方向
のみ傾斜せず、交互に向きを変えているため、シリンダ
ブロックとシリンダスリーブ22との間で該シリンダスリ
ーブ22の中心軸方向の力が働いた場合に、シリンダブロ
ックとシリンダスリーブ22との間で相対的な回転力が生
ずる惧れもなく、シリンダスリーブ22はシリンダブロッ
クに安定して確固と固定される。
【0026】さらにまた、図4ないし図6に図示するよ
うに、内周面に、中心角がα゜の範囲に亘り溝24,26を
3群形成したダイス23,25を2個用意し、この2個のダ
イス23,25の内の一方のダイス23の溝24の存在する部分
を他のダイス25の溝26の存在しない部分に合せ、該両ダ
イス23,25を相互に逆向きに回転させるとともに、β゜
の範囲内を交互に回転方向を変えるようにしてもよい。
なお、ダイス23とダイス24とにスペーサ29が介装されて
いる。
【0027】この場合、溝24,26のない範囲を中心角で
αとすると、γ<α+2βであると、図5に図示される
ように、一方のダイス23で形成された突条27が、他方の
ダイス23で形成された突条28と交叉するが、γ>α+2
βであると、図6に図示されるように、突条27,28は交
叉しない。
【0028】図4ないし図6に図示の実施形態では、突
条27,28が入り乱れて形成され、特に図5に図示のよう
に突条27,28が交叉した場合には、シリンダスリーブの
表面積が著しく増大して複雑に形成されるため、シリン
ダスリーブとシリンダブロックとの冶金結合および機械
的結合がより一層促進される。
【0029】前途した実施形態では、圧粉成形体である
中空円筒状ビレット13を押出し形成したが、通常の鍛造
品や遠心鋳造品等を押出し成形してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の円筒状金属被鋳込み部材の製造方法の
概略を図示した説明図である。
【図2】図1の説明図の要部斜視図である。
【図3】他り実施形態の要部を図示した要部斜視図であ
る。
【図4】さらに他の実施形態の要部を図示した要部斜視
図である
【図5】図4に図示の実施形態のシリンダスリーブの突
条の展開図である。
【図6】図4に図示の実施形態で、ダイス23,24の溝2
5,26の条件を変えたシリンダスリーブの突条の展開図
である
【符号の説明】
1…軽合金溶湯、2…取鍋、3…ルツボ、4…ノズル、
5…マトリックス亜/過共晶アルミニウムシリコン合金
粉末、6…混合容器、7…水平軸、8…原材料粉末、9
…中子、10…円筒状ゴム袋、11…蓋、12…円筒状圧力容
器、13…中空円筒状ビレット、14…成形装置、15…コン
テナ、16…マンドレル、17…ダイス、18…溝、19…ラ
ム、20…スリーブ、21…突条、22…シリンダスリーブ、
23…ダイス、24…溝、25…ダイス、26…溝、27、28…突
条、29…スペーサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02F 1/00 F02F 1/00 C

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属鋳造部品に鋳込まれる円筒状金属製
    被鋳込み部材の製造方法であって、 前記円筒状金属製被鋳込み部材を、内周に溝のあるダイ
    スに通し、該円筒状金属製被鋳込み部材の押し出し方向
    と平行な中心軸を中心として、前記円筒状金属製被鋳込
    み部材とダイスとを相対的に回転させながら押し出し成
    形することを特徴とする円筒状金属製被鋳込み部材の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 前記円筒状金属製被鋳込み部材とダイス
    との相対的回転を交互に逆転させることを特徴とする請
    求項1記載の円筒状金属製被鋳込み部材の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記ダイスを軸方向に複数個分割し、該
    分割ダイスをそれそ゛れ交互に逆回転させることを特徴
    とする請求項1記載の円筒状金属製被鋳込み部材の製造
    方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109595091A (zh) * 2017-10-03 2019-04-09 铃木株式会社 镶铸用构件及其制造方法

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JPS4989630A (ja) * 1972-12-27 1974-08-27
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