JP2003033859A - シリンダブロックの製造方法 - Google Patents
シリンダブロックの製造方法Info
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- JP2003033859A JP2003033859A JP2001221522A JP2001221522A JP2003033859A JP 2003033859 A JP2003033859 A JP 2003033859A JP 2001221522 A JP2001221522 A JP 2001221522A JP 2001221522 A JP2001221522 A JP 2001221522A JP 2003033859 A JP2003033859 A JP 2003033859A
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 アルミニウム基複合材を時効硬化型アル
ミニウム合金で製造し、この複合材を用いてライナを造
る工程と、このライナを溶体化処理する工程と、溶体化
処理したライナをアルミニウム合金の溶湯で鋳包み、シ
リンダブロックを鋳造する工程と、このライナ付きシリ
ンダブロックの鋳物を人工時効処理する工程と、からな
るシリンダブロックの製造方法。 【効果】 シリンダブロックを人工時効処理する工程で
は、シリンダブロックをＴ５処理することができると同
時に、ライナをＴ６処理することができる。
ミニウム合金で製造し、この複合材を用いてライナを造
る工程と、このライナを溶体化処理する工程と、溶体化
処理したライナをアルミニウム合金の溶湯で鋳包み、シ
リンダブロックを鋳造する工程と、このライナ付きシリ
ンダブロックの鋳物を人工時効処理する工程と、からな
るシリンダブロックの製造方法。 【効果】 シリンダブロックを人工時効処理する工程で
は、シリンダブロックをＴ５処理することができると同
時に、ライナをＴ６処理することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアルミニウム基複合
材製のライナを鋳包んだシリンダブロックの製造方法に
関する。
材製のライナを鋳包んだシリンダブロックの製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】シリンダブロックにアルミニウム基複合
材製のライナを鋳包む技術には、例えば、特開平７−３
０５１２５号公報「内燃機関用のシリンダーライナー」
に示されたものがある。この内燃機関用のシリンダーラ
イナーは、ダイカスト装置で鋳包まれるものである。
材製のライナを鋳包む技術には、例えば、特開平７−３
０５１２５号公報「内燃機関用のシリンダーライナー」
に示されたものがある。この内燃機関用のシリンダーラ
イナーは、ダイカスト装置で鋳包まれるものである。
【０００３】ここで、ライナーおよびシリンダブロック
の製造要領を簡単に説明する。なお、次の内容は、同公
報の段落番号［０００８］および［００３４］の要約で
ある。まず、アルミニウム合金の溶湯に炭化けい素粒子
を混合し、この混合した溶湯を金型鋳造手段に充填し、
ライナーを鋳造する。その次に、ライナーをＴ５処理す
る。Ｔ５処理した後、ライナーをダイカスト金型に嵌
め、ダイカスト金型にアルミニウム合金の溶湯を充填
し、シリンダーブロックの鋳物を製造する。
の製造要領を簡単に説明する。なお、次の内容は、同公
報の段落番号［０００８］および［００３４］の要約で
ある。まず、アルミニウム合金の溶湯に炭化けい素粒子
を混合し、この混合した溶湯を金型鋳造手段に充填し、
ライナーを鋳造する。その次に、ライナーをＴ５処理す
る。Ｔ５処理した後、ライナーをダイカスト金型に嵌
め、ダイカスト金型にアルミニウム合金の溶湯を充填
し、シリンダーブロックの鋳物を製造する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記公報の通りシリン
ダーブロックを鋳造した場合、後工程でシリンダーブロ
ックを熱処理すると、ライナーの機械的特性が低下す
る。すなわち、シリンダーブロック自身をＴ５処理（Ｊ
ＩＳ Ｈ ０００１）することで、シリンダーブロック
の特性を向上させることができるが、シリンダーブロッ
ク自身をＴ５処理するために、例えば、２００℃前後の
温度に数時間保持すると、既にＴ５処理したライナーは
焼鈍され、硬度が低下する。つまり、硬くしたライナー
が、軟らかくなる。その結果、ライナーの強度が低下
し、シリンダーブロックを組み付けた際に、ライナー端
面のシート面に押し付けるガスケットによって、シート
面が塑性変形する虞れがあった。
ダーブロックを鋳造した場合、後工程でシリンダーブロ
ックを熱処理すると、ライナーの機械的特性が低下す
る。すなわち、シリンダーブロック自身をＴ５処理（Ｊ
ＩＳ Ｈ ０００１）することで、シリンダーブロック
の特性を向上させることができるが、シリンダーブロッ
ク自身をＴ５処理するために、例えば、２００℃前後の
温度に数時間保持すると、既にＴ５処理したライナーは
焼鈍され、硬度が低下する。つまり、硬くしたライナー
が、軟らかくなる。その結果、ライナーの強度が低下
し、シリンダーブロックを組み付けた際に、ライナー端
面のシート面に押し付けるガスケットによって、シート
面が塑性変形する虞れがあった。
【０００５】また、上記公報のライナーは、鋳造品であ
り、素材の生産性は比較的よいが、後工程で鋳肌を所定
の精度に仕上げる必要があり、後加工を含めるとライナ
ーの生産性は低下する。
り、素材の生産性は比較的よいが、後工程で鋳肌を所定
の精度に仕上げる必要があり、後加工を含めるとライナ
ーの生産性は低下する。
【０００６】そこで、本発明の目的は、時効硬化型アル
ミニウム基複合材製のライナを鋳包んだシリンダブロッ
クをＴ５処理すると同時に、ライナを硬化させ、また、
時効硬化型アルミニウム基複合材製のライナの生産性を
高くするシリンダブロックの製造方法を提供することに
ある。
ミニウム基複合材製のライナを鋳包んだシリンダブロッ
クをＴ５処理すると同時に、ライナを硬化させ、また、
時効硬化型アルミニウム基複合材製のライナの生産性を
高くするシリンダブロックの製造方法を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、アルミニウム基複合材製のライナを鋳包
んだシリンダブロックの製造方法であって、アルミニウ
ム基複合材を時効硬化型アルミニウム合金で製造し、こ
の複合材を用いてライナを造る工程と、このライナを溶
体化処理する工程と、溶体化処理したライナをアルミニ
ウム合金の溶湯で鋳包み、シリンダブロックを鋳造する
工程と、このライナ付きシリンダブロックの鋳物を人工
時効処理する工程と、からなる。ライナを溶体化処理す
る工程では、ライナを溶体化処理することで、後工程の
熱処理と組合せて、ライナをＴ６処理する。
に請求項１は、アルミニウム基複合材製のライナを鋳包
んだシリンダブロックの製造方法であって、アルミニウ
ム基複合材を時効硬化型アルミニウム合金で製造し、こ
の複合材を用いてライナを造る工程と、このライナを溶
体化処理する工程と、溶体化処理したライナをアルミニ
ウム合金の溶湯で鋳包み、シリンダブロックを鋳造する
工程と、このライナ付きシリンダブロックの鋳物を人工
時効処理する工程と、からなる。ライナを溶体化処理す
る工程では、ライナを溶体化処理することで、後工程の
熱処理と組合せて、ライナをＴ６処理する。
【０００８】シリンダブロックを人工時効処理する工程
では、人工時効処理によってシリンダブロックをＴ５処
理し、シリンダブロックに所望の機械的性質を付与す
る。また、シリンダブロックを人工時効処理する工程で
は、シリンダブロックを加熱すると、ライナの温度は上
昇するので、ライナをＴ６処理することができる。すな
わち、シリンダブロックのＴ５処理とライナのＴ６処理
を同時に実施して、同時にシリンダブロックとライナの
機械的性質を向上させる。
では、人工時効処理によってシリンダブロックをＴ５処
理し、シリンダブロックに所望の機械的性質を付与す
る。また、シリンダブロックを人工時効処理する工程で
は、シリンダブロックを加熱すると、ライナの温度は上
昇するので、ライナをＴ６処理することができる。すな
わち、シリンダブロックのＴ５処理とライナのＴ６処理
を同時に実施して、同時にシリンダブロックとライナの
機械的性質を向上させる。
【０００９】請求項２は、ライナを造る工程では、押出
し成形によってライナを成形することを特徴とする。押
出し成形によってライナの精度を向上させ、後工程の仕
上げを容易にする。すなわち、ライナに用いる時効硬化
型アルミニウム基複合材は塑性変形がしやすい複合材料
なので、押出し成形法を採用することができ、時効硬化
型アルミニウム基複合材製のライナの生産性は向上す
る。
し成形によってライナを成形することを特徴とする。押
出し成形によってライナの精度を向上させ、後工程の仕
上げを容易にする。すなわち、ライナに用いる時効硬化
型アルミニウム基複合材は塑性変形がしやすい複合材料
なので、押出し成形法を採用することができ、時効硬化
型アルミニウム基複合材製のライナの生産性は向上す
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るシリンダブロックの製
造方法のフローチャートであり、ＳＴはステップを示
す。 ＳＴ０１：アルミニウム基複合材を時効硬化型アルミニ
ウム合金で製造し、この複合材を用いてライナを造る。 ＳＴ０２：このライナを溶体化処理する。 ＳＴ０３：溶体化処理したライナをアルミニウム合金の
溶湯で鋳包み、シリンダブロックを鋳造する。 ＳＴ０４：シリンダブロックの鋳物を人工時効処理す
る。 次に、ＳＴ０１〜ＳＴ０４を具体的に説明する。
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るシリンダブロックの製
造方法のフローチャートであり、ＳＴはステップを示
す。 ＳＴ０１：アルミニウム基複合材を時効硬化型アルミニ
ウム合金で製造し、この複合材を用いてライナを造る。 ＳＴ０２：このライナを溶体化処理する。 ＳＴ０３：溶体化処理したライナをアルミニウム合金の
溶湯で鋳包み、シリンダブロックを鋳造する。 ＳＴ０４：シリンダブロックの鋳物を人工時効処理す
る。 次に、ＳＴ０１〜ＳＴ０４を具体的に説明する。
【００１１】図２は本発明に係るアルミニウム基複合材
の製造装置の概要構造図であり、アルミニウム基複合材
製造装置１０は、雰囲気炉１１と、この雰囲気炉１１に
付属した加熱装置１２と、雰囲気炉１１に不活性ガスを
供給するガス供給装置１３と、雰囲気炉１１内を減圧す
る真空ポンプ１４とからなる。１５及び１６は坩堝（る
つぼ）である。詳しくは、加熱装置１２は、例えば、制
御装置２１と、温度センサ２２と、加熱コイル２３とか
らなり、ガス供給装置１３は、アルゴンガス（Ａｒ）２
４のボンベ２５と、窒素ガス（Ｎ2）２６のボンベ２７
と、これらのボンベ２５，２７のガスを雰囲気炉１１へ
供給する管２８と、この管２８に設けた圧力ゲージ２９
とからなる。
の製造装置の概要構造図であり、アルミニウム基複合材
製造装置１０は、雰囲気炉１１と、この雰囲気炉１１に
付属した加熱装置１２と、雰囲気炉１１に不活性ガスを
供給するガス供給装置１３と、雰囲気炉１１内を減圧す
る真空ポンプ１４とからなる。１５及び１６は坩堝（る
つぼ）である。詳しくは、加熱装置１２は、例えば、制
御装置２１と、温度センサ２２と、加熱コイル２３とか
らなり、ガス供給装置１３は、アルゴンガス（Ａｒ）２
４のボンベ２５と、窒素ガス（Ｎ2）２６のボンベ２７
と、これらのボンベ２５，２７のガスを雰囲気炉１１へ
供給する管２８と、この管２８に設けた圧力ゲージ２９
とからなる。
【００１２】坩堝１５は酸化物系セラミックスであると
ころの多孔質アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）３１及びアルミニウ
ム合金４１を入れる容器であり、坩堝１６はマグネシウ
ム（Ｍｇ）４２を入れる容器である。マグネシウム（Ｍ
ｇ）４２はマグネシウム合金でもよい。アルミニウム合
金４１は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の一種であるＪＩＳ
−Ａ６０６１（以下、Ａ６０６１と略記する。）で、時
効硬化型アルミニウム合金である。
ころの多孔質アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）３１及びアルミニウ
ム合金４１を入れる容器であり、坩堝１６はマグネシウ
ム（Ｍｇ）４２を入れる容器である。マグネシウム（Ｍ
ｇ）４２はマグネシウム合金でもよい。アルミニウム合
金４１は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の一種であるＪＩＳ
−Ａ６０６１（以下、Ａ６０６１と略記する。）で、時
効硬化型アルミニウム合金である。
【００１３】図３（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るライナ
の製造工程の第１説明図であり、（ａ）〜（ｃ）は浸透
までの過程を模式的に示す。 （ａ）：まず、酸化物系セラミックスであるアルミナ
（Ａｌ2Ｏ3）３１とともに、アルミニウム合金４１及び
マグネシウム（Ｍｇ）４２を炉内に納める。具体的に
は、坩堝１５にアルミナ３１を入れ、アルミナ３１にア
ルミニウム合金４１を載せ、坩堝１６にマグネシウム４
２を入れる。
の製造工程の第１説明図であり、（ａ）〜（ｃ）は浸透
までの過程を模式的に示す。 （ａ）：まず、酸化物系セラミックスであるアルミナ
（Ａｌ2Ｏ3）３１とともに、アルミニウム合金４１及び
マグネシウム（Ｍｇ）４２を炉内に納める。具体的に
は、坩堝１５にアルミナ３１を入れ、アルミナ３１にア
ルミニウム合金４１を載せ、坩堝１６にマグネシウム４
２を入れる。
【００１４】次に、雰囲気炉１１内の酸素を除去するた
めに雰囲気炉１１内を真空引きし、一定の真空度に達し
たら、真空ポンプ１４を止め、雰囲気炉１１にアルゴン
ガス（Ａｒ）２４を矢印の如く供給し、加熱コイル２
３で矢印の如く多孔質アルミナ３１、アルミニウム合
金４１及びマグネシウム４２の加熱を開始する。
めに雰囲気炉１１内を真空引きし、一定の真空度に達し
たら、真空ポンプ１４を止め、雰囲気炉１１にアルゴン
ガス（Ａｒ）２４を矢印の如く供給し、加熱コイル２
３で矢印の如く多孔質アルミナ３１、アルミニウム合
金４１及びマグネシウム４２の加熱を開始する。
【００１５】雰囲気炉１１内の温度を温度センサ２２で
検出しつつ昇温（自動）する。所定温度（例えば、約７
５０℃〜約９００℃）に達する過程で、アルミニウム合
金４１は溶解する。同時に、マグネシウム（Ｍｇ）４２
は矢印の如く蒸発する。その際、雰囲気炉１１内はア
ルゴンガス（Ａｒ）２４の雰囲気下にあるので、アルミ
ニウム合金４１及びマグネシウム（Ｍｇ）４２が酸化す
ることはない。
検出しつつ昇温（自動）する。所定温度（例えば、約７
５０℃〜約９００℃）に達する過程で、アルミニウム合
金４１は溶解する。同時に、マグネシウム（Ｍｇ）４２
は矢印の如く蒸発する。その際、雰囲気炉１１内はア
ルゴンガス（Ａｒ）２４の雰囲気下にあるので、アルミ
ニウム合金４１及びマグネシウム（Ｍｇ）４２が酸化す
ることはない。
【００１６】（ｂ）：次に、雰囲気炉１１内を加圧し、
窒化マグネシウム４４の作用でアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）３
１を還元し、アルミナ３１の多孔質にアルミニウム合金
４１の溶湯を浸透させてアルミニウム基複合材ビレット
４５を製造する。具体的には、雰囲気炉１１に窒素ガス
（Ｎ2）２６を矢印の如く供給しつつ加圧（例えば、
大気圧＋約０．５ｋｇ／ｃｍ2）し、雰囲気炉１１内の
雰囲気を窒素ガス（Ｎ2）２６に置換する。
窒化マグネシウム４４の作用でアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）３
１を還元し、アルミナ３１の多孔質にアルミニウム合金
４１の溶湯を浸透させてアルミニウム基複合材ビレット
４５を製造する。具体的には、雰囲気炉１１に窒素ガス
（Ｎ2）２６を矢印の如く供給しつつ加圧（例えば、
大気圧＋約０．５ｋｇ／ｃｍ2）し、雰囲気炉１１内の
雰囲気を窒素ガス（Ｎ2）２６に置換する。
【００１７】雰囲気炉１１内が窒素ガス（Ｎ2）２６の
雰囲気になると、窒素ガス２６は、マグネシウム（Ｍ
ｇ）４２と反応して窒化マグネシウム（Ｍｇ3Ｎ2）４４
を生成する。この窒化マグネシウム４４はアルミナ（Ａ
ｌ2Ｏ3）３１を還元するので、アルミナ３１は濡れ性が
よくなる。その結果、アルミナ３１の多孔質にアルミニ
ウム合金４１の溶湯が浸透する。アルミニウム合金４１
が凝固してアルミニウム基複合材ビレット４５が完成す
る。浸透過程において、雰囲気炉１１内を加圧雰囲気下
にすると、浸透が速くなり、短時間でアルミニウム基複
合材ビレット４５を製造することができる。なお、雰囲
気炉１１内を真空ポンプ１４で減圧し、減圧窒素雰囲気
下でも短時間で浸透させることができる。
雰囲気になると、窒素ガス２６は、マグネシウム（Ｍ
ｇ）４２と反応して窒化マグネシウム（Ｍｇ3Ｎ2）４４
を生成する。この窒化マグネシウム４４はアルミナ（Ａ
ｌ2Ｏ3）３１を還元するので、アルミナ３１は濡れ性が
よくなる。その結果、アルミナ３１の多孔質にアルミニ
ウム合金４１の溶湯が浸透する。アルミニウム合金４１
が凝固してアルミニウム基複合材ビレット４５が完成す
る。浸透過程において、雰囲気炉１１内を加圧雰囲気下
にすると、浸透が速くなり、短時間でアルミニウム基複
合材ビレット４５を製造することができる。なお、雰囲
気炉１１内を真空ポンプ１４で減圧し、減圧窒素雰囲気
下でも短時間で浸透させることができる。
【００１８】（ｃ）：アルミニウム基複合材ビレット４
５（以下「ビレット４５」と略記する。）は、酸化物系
セラミックスであるアルミナ３１にアルミニウム合金４
１が浸透したもので、塑性変形がしやすい複合材料であ
る。 （ｄ）：最後に、ビレット４５をＮＣ（数値制御）旋盤
４６で所定寸法に切削加工する。寸法は下流工程の押出
しプレスに合せる。
５（以下「ビレット４５」と略記する。）は、酸化物系
セラミックスであるアルミナ３１にアルミニウム合金４
１が浸透したもので、塑性変形がしやすい複合材料であ
る。 （ｄ）：最後に、ビレット４５をＮＣ（数値制御）旋盤
４６で所定寸法に切削加工する。寸法は下流工程の押出
しプレスに合せる。
【００１９】図４は本発明に係るライナの製造工程の第
２説明図である。次いで、加熱したビレット４５を押出
す。ビレット４５を予め加熱した押出しプレス５１のコ
ンテナ５２に挿入し、ラム５３で押出すことにより、ダ
イス５４とマンドレル５５の間を通して、押出し材５６
に成形する。
２説明図である。次いで、加熱したビレット４５を押出
す。ビレット４５を予め加熱した押出しプレス５１のコ
ンテナ５２に挿入し、ラム５３で押出すことにより、ダ
イス５４とマンドレル５５の間を通して、押出し材５６
に成形する。
【００２０】図５は本発明に係るライナの製造工程の第
３説明図である。その次に、押出し成形した押出し材５
６をカッタ５７で所定長さＬに切断加工し、時効硬化型
アルミニウム基複合材製のライナ６１を形成する。その
際、ライナ６１の端面６２，６２を切断すると同時に仕
上げる。
３説明図である。その次に、押出し成形した押出し材５
６をカッタ５７で所定長さＬに切断加工し、時効硬化型
アルミニウム基複合材製のライナ６１を形成する。その
際、ライナ６１の端面６２，６２を切断すると同時に仕
上げる。
【００２１】このように、ライナを造る工程では、押出
し成形によってライナ６１を成形するので、ライナ６１
の内外面の寸法精度や表面粗さの精度を向上させること
ができ、後工程のライナの仕上げは容易なる。すなわ
ち、ライナ６１に用いる時効硬化型アルミニウム基複合
材は塑性変形がしやすい複合材料なので、押出し成形法
を採用し、ライナ６１を連続して造ることができ、時効
硬化型アルミニウム基複合材製のライナの生産性を高め
ることができる。
し成形によってライナ６１を成形するので、ライナ６１
の内外面の寸法精度や表面粗さの精度を向上させること
ができ、後工程のライナの仕上げは容易なる。すなわ
ち、ライナ６１に用いる時効硬化型アルミニウム基複合
材は塑性変形がしやすい複合材料なので、押出し成形法
を採用し、ライナ６１を連続して造ることができ、時効
硬化型アルミニウム基複合材製のライナの生産性を高め
ることができる。
【００２２】図６は本発明に係るライナの溶体化処理の
説明図である。引き続いて、ライナ６１，６１を熱処理
装置６５で溶体化処理する。具体的には、熱処理装置６
５は、加熱手段６６と、冷却手段６７（水６７ａ）とを
有する。加熱手段６６内にライナ６１，６１を配置し、
ライナ６１，６１を所定の温度条件で加熱する。温度条
件は、例えば、保持温度を５１０℃〜５３０℃、保持時
間を２時間に設定するとともに、昇温速度など他の項目
を任意に設定する。
説明図である。引き続いて、ライナ６１，６１を熱処理
装置６５で溶体化処理する。具体的には、熱処理装置６
５は、加熱手段６６と、冷却手段６７（水６７ａ）とを
有する。加熱手段６６内にライナ６１，６１を配置し、
ライナ６１，６１を所定の温度条件で加熱する。温度条
件は、例えば、保持温度を５１０℃〜５３０℃、保持時
間を２時間に設定するとともに、昇温速度など他の項目
を任意に設定する。
【００２３】続けて、保持温度に保持したライナ６１，
６１を冷却手段６７の水６７ａに矢印の如く入れ、ラ
イナ６１，６１を急冷することで、焼入れを行う。この
作業で、溶体化処理は完了する。続けて、ライナ６１，
６１を取り出し、鋳造工場に搬送する。
６１を冷却手段６７の水６７ａに矢印の如く入れ、ラ
イナ６１，６１を急冷することで、焼入れを行う。この
作業で、溶体化処理は完了する。続けて、ライナ６１，
６１を取り出し、鋳造工場に搬送する。
【００２４】なお、この溶体化処理は、ライナ６１にＴ
６処理（ＪＩＳ Ｈ ０００１）を施すためのものであ
り、工程を「溶体化処理」→「時効処理」とし、溶体化
処理の操作に焼入れを含めた。
６処理（ＪＩＳ Ｈ ０００１）を施すためのものであ
り、工程を「溶体化処理」→「時効処理」とし、溶体化
処理の操作に焼入れを含めた。
【００２５】このように、ライナ６１を溶体化処理する
ことで、後工程の熱処理と組合せて、ライナ６１をＴ６
処理することができ、ライナ６１を硬化させることがで
きるとともに、所望の機械的性質を得ることができる。
ことで、後工程の熱処理と組合せて、ライナ６１をＴ６
処理することができ、ライナ６１を硬化させることがで
きるとともに、所望の機械的性質を得ることができる。
【００２６】図７は本発明に係るシリンダブロックの鋳
造工程の説明図である。ライナ６１・・・（・・・は複数を示
す。以下同様。）をシリンダブロックの鋳型７１内にセ
ットし、アルミニウム合金の溶湯を充填する。具体的に
は、まず、ライナ６１・・・をライナ支持部材７２・・・に取
付け、ライナ支持部材７２・・・を鋳型７１内の鋳包み材
取付け部７３・・・に嵌め込むことで、ライナ６１・・・のセ
ットは完了する。
造工程の説明図である。ライナ６１・・・（・・・は複数を示
す。以下同様。）をシリンダブロックの鋳型７１内にセ
ットし、アルミニウム合金の溶湯を充填する。具体的に
は、まず、ライナ６１・・・をライナ支持部材７２・・・に取
付け、ライナ支持部材７２・・・を鋳型７１内の鋳包み材
取付け部７３・・・に嵌め込むことで、ライナ６１・・・のセ
ットは完了する。
【００２７】続いて、鋳型７１に注湯し、溶体化処理し
たライナ６１・・・をアルミニウム合金の溶湯で鋳包み、
シリンダブロックを鋳造する。この場合、鋳型７１を取
付けたダイカスト機７４のスリーブ７５内の溶融アルミ
ニウム合金を所定の圧力で鋳型７１のキャビティ７６に
充填する。アルミニウム合金は、例えば、Ａｌ−Ｓｉ−
Ｃｕ系合金の一種であるＪＩＳ−ＡＤＣ１２を用いる。
溶融アルミニウム合金が凝固した後、シリンダブロック
の鋳物であるシリンダブロック７７（図８参照）を取り
出す。
たライナ６１・・・をアルミニウム合金の溶湯で鋳包み、
シリンダブロックを鋳造する。この場合、鋳型７１を取
付けたダイカスト機７４のスリーブ７５内の溶融アルミ
ニウム合金を所定の圧力で鋳型７１のキャビティ７６に
充填する。アルミニウム合金は、例えば、Ａｌ−Ｓｉ−
Ｃｕ系合金の一種であるＪＩＳ−ＡＤＣ１２を用いる。
溶融アルミニウム合金が凝固した後、シリンダブロック
の鋳物であるシリンダブロック７７（図８参照）を取り
出す。
【００２８】図８は本発明に係るシリンダブロックの熱
処理工程の説明図である。最後に、ライナ６１・・・を鋳
包んだシリンダブロック７７を熱処理する。具体的に
は、シリンダブロック７７を熱処理炉７８に搬入すると
ともに、熱処理炉７８に所定の熱処理条件を設定し、こ
の条件通りにシリンダブロック７７を昇温することで、
人工時効処理を行う。熱処理条件は、例えば、温度を１
８０℃〜２３０℃、保持時間を４時間に設定するととも
に、昇温速度など他の項目を任意に設定する。
処理工程の説明図である。最後に、ライナ６１・・・を鋳
包んだシリンダブロック７７を熱処理する。具体的に
は、シリンダブロック７７を熱処理炉７８に搬入すると
ともに、熱処理炉７８に所定の熱処理条件を設定し、こ
の条件通りにシリンダブロック７７を昇温することで、
人工時効処理を行う。熱処理条件は、例えば、温度を１
８０℃〜２３０℃、保持時間を４時間に設定するととも
に、昇温速度など他の項目を任意に設定する。
【００２９】このように、シリンダブロック７７を人工
時効処理する工程では、人工時効処理によってシリンダ
ブロック７７をＴ５処理（ＪＩＳ Ｈ ０００１）する
ことができ、シリンダブロック７７に所望の機械的性質
を付与することができる。
時効処理する工程では、人工時効処理によってシリンダ
ブロック７７をＴ５処理（ＪＩＳ Ｈ ０００１）する
ことができ、シリンダブロック７７に所望の機械的性質
を付与することができる。
【００３０】また、シリンダブロック７７を人工時効処
理する工程では、シリンダブロック７７を加熱すると、
シリンダブロック７７に鋳包んだライナ６１・・・はシリ
ンダブロック７７とともに加熱され、ライナ６１・・・の
温度は上昇するので、ライナ６１・・・をＴ６処理するこ
とができる。
理する工程では、シリンダブロック７７を加熱すると、
シリンダブロック７７に鋳包んだライナ６１・・・はシリ
ンダブロック７７とともに加熱され、ライナ６１・・・の
温度は上昇するので、ライナ６１・・・をＴ６処理するこ
とができる。
【００３１】すなわち、時効硬化型アルミニウム基複合
材製のライナ６１・・・を鋳包んだシリンダブロック７７
をＴ５処理すると同時に、ライナ６１・・・を硬化させる
ことができる。
材製のライナ６１・・・を鋳包んだシリンダブロック７７
をＴ５処理すると同時に、ライナ６１・・・を硬化させる
ことができる。
【００３２】図９は、シリンダブロックの人工時効処理
とライナの硬度の関係を示したグラフであり、横軸を人
工時効処理時間（Ｈ）とし、縦軸をライナの硬度（ＨR
Ｂ）としたものである。
とライナの硬度の関係を示したグラフであり、横軸を人
工時効処理時間（Ｈ）とし、縦軸をライナの硬度（ＨR
Ｂ）としたものである。
【００３３】条件は、シリンダブロックにライナを鋳包
んだ後、ライナ付きシリンダブロックを２２０℃で４時
間保持した。ライナの材質はライナ６１と同じである。
破線は、Ｔ６処理したライナ（硬度：ＨRＢ７０）を用
いた、比較例である。実線は、溶体化処理したライナ
（硬度：ＨRＢ４３）を用いた、実施例である。
んだ後、ライナ付きシリンダブロックを２２０℃で４時
間保持した。ライナの材質はライナ６１と同じである。
破線は、Ｔ６処理したライナ（硬度：ＨRＢ７０）を用
いた、比較例である。実線は、溶体化処理したライナ
（硬度：ＨRＢ４３）を用いた、実施例である。
【００３４】比較例は、保持時間０．３時間で硬度が急
に低下し、その後、保持時間に硬度が比例して低下し
（ＨRＢ７０→４０）、軟化する。従って、強度は低下
する。実施例は、保持時間１．２時間の間で、保持時間
に硬度がほぼ比例して上がり（ＨRＢ４３→６８）、硬
化する。従って、強度は高まる。
に低下し、その後、保持時間に硬度が比例して低下し
（ＨRＢ７０→４０）、軟化する。従って、強度は低下
する。実施例は、保持時間１．２時間の間で、保持時間
に硬度がほぼ比例して上がり（ＨRＢ４３→６８）、硬
化する。従って、強度は高まる。
【００３５】尚、本発明の実施の形態に示した図７の鋳
造工程の際に、充填した溶融アルミニウム合金とライナ
６１は接触し、ライナ６１の温度は上昇するが、短時間
なので、焼鈍されて軟化する程の影響は受けない。ライ
ナ６１の形状は一例である。シリンダブロック７７は、
水冷直列４気筒のエンジンの一部であるが、シリンダブ
ロックの形状は任意である。図３に示したアルミニウム
基複合材の製造方法は一例である。アルミニウム基複合
材の構成は任意であり、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）
の粉末をアルミニウム合金の溶湯に分散させたものでも
よい。
造工程の際に、充填した溶融アルミニウム合金とライナ
６１は接触し、ライナ６１の温度は上昇するが、短時間
なので、焼鈍されて軟化する程の影響は受けない。ライ
ナ６１の形状は一例である。シリンダブロック７７は、
水冷直列４気筒のエンジンの一部であるが、シリンダブ
ロックの形状は任意である。図３に示したアルミニウム
基複合材の製造方法は一例である。アルミニウム基複合
材の構成は任意であり、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）
の粉末をアルミニウム合金の溶湯に分散させたものでも
よい。
【００３６】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１では、アルミニウム基複合材製のライナ
を鋳包んだシリンダブロックの製造方法は、アルミニウ
ム基複合材を時効硬化型アルミニウム合金で製造し、こ
の複合材を用いてライナを造る工程と、このライナを溶
体化処理する工程と、溶体化処理したライナをアルミニ
ウム合金の溶湯で鋳包み、シリンダブロックを鋳造する
工程と、このライナ付きシリンダブロックの鋳物を人工
時効処理する工程と、からなる。ライナを溶体化処理す
る工程では、ライナを溶体化処理することで、後工程の
熱処理と組合せて、ライナをＴ６処理することができ、
所望の機械的性質を得ることができる。
する。請求項１では、アルミニウム基複合材製のライナ
を鋳包んだシリンダブロックの製造方法は、アルミニウ
ム基複合材を時効硬化型アルミニウム合金で製造し、こ
の複合材を用いてライナを造る工程と、このライナを溶
体化処理する工程と、溶体化処理したライナをアルミニ
ウム合金の溶湯で鋳包み、シリンダブロックを鋳造する
工程と、このライナ付きシリンダブロックの鋳物を人工
時効処理する工程と、からなる。ライナを溶体化処理す
る工程では、ライナを溶体化処理することで、後工程の
熱処理と組合せて、ライナをＴ６処理することができ、
所望の機械的性質を得ることができる。
【００３７】シリンダブロックを人工時効処理する工程
では、人工時効処理によってシリンダブロックをＴ５処
理することができ、シリンダブロックに所望の機械的性
質を付与することができる。
では、人工時効処理によってシリンダブロックをＴ５処
理することができ、シリンダブロックに所望の機械的性
質を付与することができる。
【００３８】また、シリンダブロックを人工時効処理す
る工程では、シリンダブロックを加熱すると、シリンダ
ブロックに鋳包んだライナはシリンダブロックとともに
加熱され、ライナの温度は上昇するので、ライナをＴ６
処理することができる。すなわち、時効硬化型アルミニ
ウム基複合材製のライナを鋳包んだシリンダブロックを
Ｔ５処理すると同時に、ライナを硬化させることができ
る。
る工程では、シリンダブロックを加熱すると、シリンダ
ブロックに鋳包んだライナはシリンダブロックとともに
加熱され、ライナの温度は上昇するので、ライナをＴ６
処理することができる。すなわち、時効硬化型アルミニ
ウム基複合材製のライナを鋳包んだシリンダブロックを
Ｔ５処理すると同時に、ライナを硬化させることができ
る。
【００３９】請求項２は、ライナを造る工程では、押出
し成形によってライナを成形するので、ライナの精度を
向上させることができ、後工程のライナの仕上げは容易
なる。すなわち、ライナに用いる時効硬化型アルミニウ
ム基複合材は塑性変形がしやすい複合材料なので、押出
し成形法を採用することができ、ライナを連続して造る
ことができ、時効硬化型アルミニウム基複合材製のライ
ナの生産性を高めることができる。
し成形によってライナを成形するので、ライナの精度を
向上させることができ、後工程のライナの仕上げは容易
なる。すなわち、ライナに用いる時効硬化型アルミニウ
ム基複合材は塑性変形がしやすい複合材料なので、押出
し成形法を採用することができ、ライナを連続して造る
ことができ、時効硬化型アルミニウム基複合材製のライ
ナの生産性を高めることができる。
【図１】本発明に係るシリンダブロックの製造方法のフ
ローチャート
ローチャート
【図２】本発明に係るアルミニウム基複合材の製造装置
の概要構造図
の概要構造図
【図３】本発明に係るライナの製造工程の第１説明図
【図４】本発明に係るライナの製造工程の第２説明図
【図５】本発明に係るライナの製造工程の第３説明図
【図６】本発明に係るライナの溶体化処理の説明図
【図７】本発明に係るシリンダブロックの鋳造工程の説
明図
明図
【図８】本発明に係るシリンダブロックの熱処理工程の
説明図
説明図
【図９】シリンダブロックの人工時効処理とライナの硬
度の関係を示したグラフ
度の関係を示したグラフ
６１…ライナ、７７…シリンダブロックの鋳物（シリン
ダブロック）。
ダブロック）。
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｃ２２Ｆ 1/04 Ｃ２２Ｆ 1/04 Ａ
Ｆ０２Ｆ 1/00 Ｆ０２Ｆ 1/00 Ｃ
Ｄ
Ｆ１６Ｊ 10/04 Ｆ１６Ｊ 10/04
// Ｃ２２Ｆ 1/00 ６０２ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６０２
６１１ ６１１
６１２ ６１２
６２７ ６２７
６３０ ６３０Ｃ
６５１ ６５１Ｂ
６８２ ６８２
(72)発明者 菅谷 有利
埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン
ダエンジニアリング株式会社内
(72)発明者 加藤 崇
埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン
ダエンジニアリング株式会社内
(72)発明者 越後 隆治
埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン
ダエンジニアリング株式会社内
(72)発明者 松浦 聡司
埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン
ダエンジニアリング株式会社内
Ｆターム(参考） 3G024 AA26 FA00 GA00 GA02 GA21
HA07
3J044 AA18 BA04 CC05 DA09 EA01
EA04
4E029 AA06 CA00
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミニウム基複合材製のライナを鋳包
んだシリンダブロックの製造方法であって、 前記アルミニウム基複合材を時効硬化型アルミニウム合
金で製造し、この複合材を用いてライナを造る工程と、 このライナを溶体化処理する工程と、 溶体化処理したライナをアルミニウム合金の溶湯で鋳包
み、シリンダブロックを鋳造する工程と、 このライナ付きシリンダブロックの鋳物を人工時効処理
する工程と、からなるシリンダブロックの製造方法。 - 【請求項２】 前記ライナを造る工程では、押出し成形
によってライナを成形することを特徴とする請求項１記
載のシリンダブロックの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001221522A JP2003033859A (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | シリンダブロックの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001221522A JP2003033859A (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | シリンダブロックの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003033859A true JP2003033859A (ja) | 2003-02-04 |
Family
ID=19055175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001221522A Pending JP2003033859A (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | シリンダブロックの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003033859A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1820871A1 (de) | 2006-02-15 | 2007-08-22 | Bayerische Motorenwerke Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Ausscheidungshärten von hochlegierten Leichtmetallen mittels Induktion |
| CN100333862C (zh) * | 2003-02-14 | 2007-08-29 | 设备商国际有限公司 | 提供用于加入铸造铝汽缸体的铁汽缸衬里的方法 |
| WO2011004090A1 (fr) * | 2009-07-09 | 2011-01-13 | Peugeot Citroën Automobiles SA | Procede de fabrication de pieces en alliage d'aluminium |
| JP2011506096A (ja) * | 2007-11-28 | 2011-03-03 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 複数の材料層を有する鋳込まれたシリンダ摺動スリーブを備えるエンジンブロック、およびシリンダ摺動スリーブの製造方法 |
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| CN108796404A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-11-13 | 江苏大学 | 一种车身用原位纳米颗粒增强铝基复合材料的挤压工艺 |
| CN109844160A (zh) * | 2016-10-20 | 2019-06-04 | 肯联铝业辛根有限责任公司 | 6xxx挤压件的热机械时效 |
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| JP2000355722A (ja) * | 1999-06-17 | 2000-12-26 | Nippon Light Metal Co Ltd | 気密性及び耐摩耗性に優れたＡｌ−Ｓｉ系ダイカスト製品及びその製造方法 |
-
2001
- 2001-07-23 JP JP2001221522A patent/JP2003033859A/ja active Pending
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