JP2003343343A - 金属製円筒状体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内周壁の耐摩耗性に優れ、内燃機関用シリン
ダーライナー等の摺動摩擦を受ける部品に好適な金属製
円筒状体、および薄肉の円筒状体を精度よく、安価に、
生産性よく製造することができる金属製円筒状体の製造
方法を提供する。 【解決手段】 Ｓｉの含有量が１３〜１８質量％である
アルミニウム合金からなる円筒状体であり、初晶Ｓｉが
外周壁側よりも内周壁側に密に晶出している金属製円筒
状体、および円筒形の鋳型１１内に配置された回転体１
２に金属溶湯を注ぎ、回転体１２の回転によって金属溶
湯を飛散させ、飛散させた金属溶湯を鋳型１１の内周壁
に堆積させる金属製円筒状体２０の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属製円筒状体お
よびその製造方法に関し、特に、内燃機関用シリンダー
ライナー等の摺動摩擦を受ける部品に使用されるＡＬ−
Ｓｉ系合金製の円筒状体およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車部品の軽量化に関連して、
自動車部品にアルミニウム材料が使用されるようになっ
ており、エンジンのシリンダブロック等はアルミニウム
製の鋳物材となりつつある。しかしながら、シリンダー
ライナーに代表される中空部品は、その内周壁がピスト
ンリングにより繰り返しの摺動摩擦を受けること、また
高温にさらされること等から、耐摩耗性、耐熱性、強度
等を考慮し鋳鉄により製造されることが普通であった。
最近になり、自動車部品の軽量化が急務となってきたこ
と、また熱伝導性の改良が要求されていること等から、
アルミニウム合金のシリンダーライナーへの使用が検討
されている。

【０００３】シリンダーライナーのアルミニウム化にあ
たっては、強度、耐摩耗性の観点から、その材料である
アルミニウム合金は限定される。このようなアルミニウ
ム合金としては、耐摩耗性を高めるため１１質量％以上
のＳｉを含有する過共晶ＡＬ−Ｓｉ合金、また、耐熱強
度等をあげるために、過共晶ＡＬ−Ｓｉ合金にさらにＣ
ｕ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ等を添加した合金が一般的
であり、これを中空円筒状体に加工し、シリンダブロッ
クに鋳ぐるむことが試みられている。

【０００４】過共晶ＡＬ−Ｓｉ合金中のＳｉは、鋳造
時、合金が冷えて固まる際に最初に固体として（初晶と
して）晶出し、マトリックスの地に石ころのように分散
しており、この初晶Ｓｉは、シリンダーライナー内面の
耐摩耗性に寄与するものである。しかしながら、従来の
重力による金型鋳造法では、この初晶Ｓｉが５０〜１０
０μｍと粗大化してしまうため、この方法で得られた鋳
造品を切削加工する際にその表面から初晶Ｓｉが脱落し
たり、逆に初晶Ｓｉが局所に偏析して不均一に分布する
ことにより、得られたシリンダライナーにおいては初晶
Ｓｉの希薄な部分で偏摩耗がおこる等の欠点がみられ
た。また、シリンダーライナーに必要とされる形状は、
肉厚が数ｍｍの薄肉の中空円筒状であり、このような円
筒状体の鋳造は、金型鋳造法では技術的に非常に難しい
ため、金型鋳造法では厚肉のものから薄く削り出す必要
があり、生産性、歩留まりの面でも欠点があった。

【０００５】また、鋳鉄等で円筒状体を製造する方法の
一つに、遠心鋳造法がある。この方法は、回転鋳型に溶
湯を注ぎ、鋳型の回転の遠心力で鋳型内壁に金属を凝固
させるものである。しかしながら、アルミニウムのよう
な凝固の速い金属の場合、この方法で肉厚が数ｍｍの円
筒状体を鋳造するには、溶湯のコントロールが難しかっ
た。

【０００６】薄肉の円筒状体を製造する方法としては、
押出法が一般的である。しかしながら、この方法では、
押出用の大径ビレットを過共晶ＡＬ−Ｓｉ合金にて鋳造
する過程で問題があり、大径ビレットの鋳造時の冷却速
度が遅いために初晶Ｓｉの粗大化、偏析が生じやすかっ
た。また、高濃度のＳｉを含有したアルミニウム合金を
押出す場合、非常に押出しにくく、押出し速度が遅くな
る、あるいは初晶Ｓｉによるダイスの摩耗が大きいため
寸法精度が悪くなる等の欠点がみられた。

【０００７】この初晶Ｓｉの粒径の粗大化と偏析を解消
し、かつ薄肉の円筒状体を製造する方法としては、アル
ミニウム合金をアトマイズ粉化したものをビレット状に
固め、これを棒状あるいはパイプ状に押出し、さらに熱
処理で初晶Ｓｉの平均粒径を２〜３０μｍに調整した
後、切断してフロープレスにより薄肉の円筒状体を得る
方法が、特表平１１−５０１９９０号公報に提案されて
いる。

【０００８】この方法では、アトマイズにて粉体を製造
するため、粉体の粒子が細かく、その粒子中の初晶Ｓｉ
は細かい。また、この粉体自体が２５０μｍ以下の微粉
であるので、微粉の集合体であるビレットは、初晶Ｓｉ
の偏析が少なく、したがって押出したものについても、
初晶Ｓｉの偏析が少ない。また、最終的にフロープレス
により成形するため、寸法精度もかなりよいものであ
る。しかしながら、アトマイズによる粉末製造は、かな
り生産性が悪く、また押出、熱処理、切断、フロープレ
ス等数多くの工程を経るため、製造工程が複雑となり、
得られる円筒状体がかなりの高価なものとなる欠点があ
った。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明の目的
は、内周壁の耐摩耗性に優れ、内燃機関用シリンダーラ
イナー等の摺動摩擦を受ける部品に好適な金属製円筒状
体、および薄肉の円筒状体を精度よく、安価に、生産性
よく製造することができる金属製円筒状体の製造方法を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の金属
製円筒状体は、Ｓｉの含有量が１３〜１８質量％である
アルミニウム合金からなる円筒状体であり、初晶Ｓｉ
が、外周壁側よりも内周壁側に密に晶出していることを
特徴とする。また、本発明の金属製円筒状体の肉厚は、
３〜１５ｍｍであることが望ましい。また、初晶Ｓｉの
平均粒径は、１０〜４０μｍであることが望ましい。

【００１１】また、本発明の金属製円筒状体は、Ｃｕ２
〜４質量％、Ｍｇ０．２〜１．０質量％、Ｎｉ０．５〜
２質量％、Ｆｅ０．３〜１．０質量％、Ｍｎ０．３〜
０．７質量％のいずれか１種以上を含有することが望ま
しい。また、本発明の内燃機関用シリンダーライナー
は、本発明の金属製円筒状体を切削加工してなることを
特徴とする。

【００１２】また、本発明の金属製円筒状体の製造方法
は、円筒形の鋳型内に配置された回転体に金属溶湯を注
ぎ、回転体の回転によって金属溶湯を飛散させ、飛散さ
せた金属溶湯を鋳型の内周壁に堆積させることを特徴と
する。また、本発明の金属製円筒状体の製造方法におい
ては、鋳型を、その中心軸を回転軸にして回転させるこ
とが望ましい。また、回転体の回転軸と鋳型の回転軸と
が、平行とされていないことが望ましい。

【００１３】また、本発明の金属製円筒状体の製造方法
は、金属が、Ｓｉの含有量が１３〜１８質量％であるア
ルミニウム合金である場合に、特に有用である。また、
本発明の金属製円筒状体の製造方法においては、金属製
円筒状体の肉厚が３〜１５ｍｍとなるように、金属溶湯
を鋳型の内周壁に堆積させることが望ましい。また、本
発明の内燃機関用シリンダーライナーは、本発明の金属
製円筒状体の製造方法によって得られた金属製円筒状体
を切削加工してなることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の金属製円筒状体は、Ｓｉの含有量が１３〜１８
質量％であるアルミニウム合金からなる円筒状体であ
り、初晶Ｓｉが、外周壁側よりも内周壁側に密に晶出し
ているものである。アルミニウム合金中のＳｉの含有量
が１３質量％未満では、初晶Ｓｉが十分晶出せず、耐摩
耗性を付与する初晶Ｓｉ量が十分でない。一方、Ｓｉの
含有量が１８質量％を超えると、金属製円筒状体の鋳造
の際に、溶湯保持温度がかなり高温となり、かつ凝固温
度範囲が広がるため鋳造がしにくくなるとともに、晶出
する初晶Ｓｉが過多となり、また、部分的な初晶Ｓｉの
凝集が起こりやすい。

【００１５】また、初晶Ｓｉが外周壁側よりも内周壁側
に密に晶出している金属製円筒状体は、シリンダーライ
ナーのように他の部品が内周壁を摺動するような摺動部
品として、耐摩耗性の点から有利である。また、初晶Ｓ
ｉは応力集中の起点として働くため、摺動に関係しない
金属製円筒状体の外周壁は、むしろ、強度の観点から初
晶Ｓｉが少ないあるいは無いほうが好都合である。

【００１６】本発明の金属製円筒状体の肉厚は、３〜１
５ｍｍであることが好ましい。肉厚が１５ｍｍを超える
と、金属製円筒状体の鋳造の際に、内周壁側の冷却が不
十分となり、初晶Ｓｉの粒径が粗大化するおそれがあ
る。一方、肉厚が３ｍｍ未満では、表面精度を出すため
の後切削加工が困難となるおそれがある。

【００１７】金属製円筒状体における初晶Ｓｉの粒径が
大きすぎると、金属製円筒状体の切削加工時にバイトを
破損したり、シリンダーライナーとしたときに、ピスト
ンおよびピストンリングの摩耗を招いたりする。一方、
初晶Ｓｉの粒径が小さすぎると、耐摩耗性に寄与しな
い。したがって、本発明の金属製円筒状体における初晶
Ｓｉの平均粒径は、１０〜４０μｍの範囲であることが
好ましい。また、金属製円筒状体には、粒径が１００μ
ｍ以上のＳｉ粒子が含まないことがより好ましい。

【００１８】本発明の金属製円筒状体には、マトリック
スの強度を上げるために、Ｃｕを２〜４質量％添加する
ことが好ましい。Ｃｕ添加は、マトリックスの強化で耐
摩耗性に寄与するとともに、初晶Ｓｉを保持するための
強度にも影響する。特に、溶体化処理を行うことによっ
てその効果は増す。Ｃｕが２質量％未満では、強度への
寄与は少なく、４質量％を超えて添加しても効果は増加
しない。

【００１９】また、本発明の金属製円筒状体には、Ｍｇ
を０．２〜１．０質量％添加することが好ましい。Ｍｇ
の添加も強度に寄与する。また、Ｍｇは、アルミニウム
中に固溶し、合金基質の強化に役立つとともに、熱処理
によってＭｇ₂Ｓｉ 等の金属間化合物を形成し、強靱
化、耐摩耗性向上に役立つ。Ｍｇが０．２質量％未満で
は、強度向上の効果は少なく、１．０質量％を超えて添
加しても、添加しただけの効果が得られない。

【００２０】また、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎを添加し、耐熱性
を向上させることも好ましい。この場合、Ｎｉは０．５
〜２質量％、Ｆｅは０．３〜１．０質量％、Ｍｎは０．
３〜０．７質量％が適当である。添加量が多すぎると逆
に強度低下が起こる。

【００２１】次に、本発明の金属製円筒状体の製造方法
について説明する。本発明の金属製円筒状体の製造方法
は、従来の金型鋳造、ビレットの押出あるいはアトマイ
ズ粉のビレットの押出、プレス等とは全く異なる製法で
あって、ほぼ１工程にて金属製円筒状体を製造する方法
である。本発明の金属製円筒状体の製造方法の特徴は、
円筒形の鋳型の内周壁に、微細に分散された溶湯を堆積
させることにより中空鋳造品を直接作り出すことにあ
る。

【００２２】図１は、本発明の金属製円筒状体の製造方
法に使用される鋳造装置の一例を示す図である。この鋳
造装置は、チャンバー（図示略）内に中心軸を回転軸と
して回転可能に設置された円筒形の鋳型１１と、この鋳
型１１内に回転軸が鋳型１２の中心軸と同軸となるよう
に配置された回転体１２と、この回転体１２に軸体１３
を介して接続された、上下方向に移動可能なモーター１
４と、アルミニウム合金を溶解させるルツボ（図示略）
から樋１５を通って供給される溶湯を回転体１２に注ぐ
パイプ１６と、鋳型１１をその下端にて支持し、駆動装
置（図示略）に接続された回転円板１７とを具備して概
略構成されるものである。

【００２３】鋳型１１は、濡れ性、冷却のための熱伝導
性が良いことから銅製のものが好ましい。また、鋳型１
１は、冷却効果を高めるためには、その体積を溶湯量に
対して十分大きいものにしておく必要がある。

【００２４】回転体１２の材質は、これ自身で溶湯の熱
を奪わないように断熱材を使用したものが好ましい。そ
の形状は、図１のような平円盤状でよいが、鋳造する金
属製円筒状体の径が大きくなり、注湯量を増したい場合
は、溶湯を外方に飛散させるための複数の孔が内周壁か
ら外周壁まで貫通して形成されたカップ状のものでもよ
い。回転体１２が平円盤の場合は、回転速度と材質表面
状況等により飛散溶滴の形状がある程度決まってくる。
また、カップ状の場合、孔の孔径と位置によって、溶滴
の飛散方向と量をコントロールすることが容易になる。

【００２５】この鋳造装置において、ルツボから樋１５
を通って供給されたアルミニウム合金の溶湯は、鋳型１
１の上端面付近にてモーター１４により回転している回
転体１２に樋１５の端部のパイプ１６から注がれる。回
転体１２に注がれた溶湯は、回転体１２の回転によって
発生する遠心力により分断され、外周接線方向へ飛散す
る。飛散した溶湯は、回転体１２を囲む鋳型１１の内周
壁に円周状に堆積する。この際、飛散して鋳型１１の内
周壁に当たった直後の溶湯の冷却効果を高めるために、
鋳型１１を回転させ、鋳型１１の回転によって発生する
遠心力によって堆積溶湯を鋳型１１の内周壁に押し付け
る効果をもたせることが好ましい。

【００２６】鋳型１１の内周壁に向かって飛散した溶湯
は、そのままでは鋳型１１の上端面付近で帯状に堆積す
るだけであるので、モーター１４を下方に移動させるこ
とによって回転体１２を下方に移動させる。これによっ
て、鋳型１１の内周壁に沿って中空円筒状の鋳造品、す
なわち本発明の金属製円筒状体２０が製造される。な
お、回転体１２を上下方向に移動させるかわりに、鋳型
１１を上下方向に移動させてもよい。

【００２７】鋳型１１を回転させる場合は、鋳型１１の
回転方向は、回転体１２と同一方向のほうが、鋳型１１
の内周壁における溶湯の跳ね返り落下（スプラッシュ）
を防ぐ意味で好ましい。また、鋳型１１の回転速度は、
堆積した溶湯にかかる遠心力が１Ｇ以上になるようにす
ることが、遠心力を生じさせ鋳型１１の内周壁への溶湯
の接触を強化する意味で好ましい。鋳型の回転速度を上
げることにより堆積した溶湯に対しても遠心力が働くこ
とにより、鋳型に押し付けられる程度が強まり、冷却が
強められる。

【００２８】また、回転体１２の回転数により飛散した
溶湯の溶滴の大きさをある程度コントロールすることも
可能であり、回転数を増すことにより溶滴を細かく分断
することができる。これにより、堆積時の冷却速度をコ
ントロールすることが可能となる。

【００２９】以上説明したような、本発明の金属製円筒
状体の製造方法によれば、円筒形の鋳型１１内に配置さ
れた回転体１２に溶湯を注ぎ、回転体１２の回転によっ
て溶湯を飛散させ、飛散させた溶湯を鋳型１１の内周壁
に堆積させているので、従来の金型鋳造法や遠心鋳造法
では困難であった薄肉の円筒状体を鋳造により精度よく
製造することができ、しかも、アトマイズ粉のビレット
の押出による製法よりも安価に、生産性よく金属製円筒
状体を製造することができる。

【００３０】また、本発明の金属製円筒状体の製造方法
によれば、以下の理由から、初晶Ｓｉが外周壁側よりも
内周壁側に密に晶出している金属製円筒状体を製造する
ことができる。すなわち、Ｓｉの含有量が１３〜１８質
量％であるアルミニウム合金の溶湯が鋳型１１の内周壁
に堆積を始めた段階（金属製円筒状体の外周壁側にあた
る部分）は、非常に微小な体積の溶湯の溶滴が鋳型１１
により急冷されるため、初晶Ｓｉが生成しにくくなる。
溶湯の堆積が続いて徐々に厚さを重ねると、溶湯の溶滴
は、溶湯が堆積・凝固したアルミニウム合金を介して冷
却されるので、若干冷却速度が緩くなり初晶Ｓｉの生成
が見られるようになる。最終的に所要の厚さにまで溶湯
が堆積した段階で、溶湯供給を止めると、中空の金属製
円筒状体２０ができるが、この最終凝固部分すなわち金
属製円筒状体の内周壁側は、自由凝固に近いので比較的
冷却は緩くなる。これに伴って若干晶出する初晶Ｓｉが
多めになる。このように、金属製円筒状体の外周壁側は
急冷により初晶Ｓｉの晶出が抑えられ、初晶Ｓｉの少な
い組織となり、内周壁側は徐冷により初晶Ｓｉの密な組
織となる。外周壁側を急冷するには、鋳型を熱伝導のよ
い材質とし、その体積を大きくとるほうがよいが、堆積
する溶滴用量との兼ね合いであまり急冷にすると、堆積
が不連続となる可能性がある。したがって、最適な溶滴
の堆積速度と鋳型との組み合わせを考える必要がある。

【００３１】さらに、前述したように、外周壁側に比
べ、内周壁側に初晶Ｓｉが密に生成されていることによ
り、シリンダーライナーのように内面を摺動する部品と
しては、耐摩耗性の点から有利である。また、外周壁側
は摺動に関係しないため、強度の観点からは、むしろ応
力集中の起点として働く初晶Ｓｉは外周壁側に少ないあ
るいは無いほうが好都合である。本発明の金属製円筒状
体の製造方法によれば、外周壁側にほとんど初晶Ｓｉの
無い、あるいは少ない金属製円筒状体が得られ、その意
味でもシリンダーライナー材として好適である。この初
晶Ｓｉの生成割合は、添加Ｓｉ量と鋳造条件、特に溶湯
の供給量と回転体の速度および鋳型条件により調整され
る。

【００３２】また、本発明の金属製円筒状体の製造方法
において、金属製円筒状体の肉厚が３〜１５ｍｍとなる
ように、溶湯を鋳型１１の内周壁に堆積させるようにす
れば、従来の金型鋳造やビレット鋳造と比較して、溶湯
がかなり急冷されるため、晶出する初晶Ｓｉ粒は細か
い。一方、飛散する溶湯の溶滴は、アトマイズ粉ほど細
かくないため、アトマイズ粉の初晶Ｓｉよりは粒径はお
おきい。このように、本発明の金属製円筒状体の製造方
法においては、平均１０〜３０μｍ程度のシリンダーラ
イナーとして最適な粒径の初晶Ｓｉが晶出される。

【００３３】また、本発明の金属製円筒状体の製造方法
は、図１の装置を使った方法に限定はされず、例えば、
図２に示すように、回転体１２の回転軸と鋳型１１の回
転軸とを平行とはせず、回転体１２の回転軸を鋳型１１
の回転軸に対して角度θほど傾斜させ、この回転軸が傾
斜した回転体１２に溶湯を注ぐ方法であってもよい。こ
の場合、鋳型１１の回転速度を、回転体１２の回転速度
とずらすことにより、回転体１２から飛散した溶湯を、
鋳型１１の内周壁に広範囲に分散させることができ、鋳
型１１の内周壁の面積あたりの堆積速度を小さくでき
る。したがって、この回転体１３の回転軸を傾斜させる
方法によれば、傾斜の角度θにより溶湯の堆積速度を調
整することができる。また、この場合、長さが短い金属
製円筒状体の製造であれば、回転体１２を上下に移動さ
せる必要がなくなる。回転体１２の回転軸と鋳型１１の
回転軸との間の角度θは、４５度以下が好ましく、３０
度以下がより好ましい。角度θが大きくなりすぎると、
飛散した溶湯の溶滴が、鋳型１１の内周壁に衝突した後
に跳ね飛ばされる傾向がある。

【００３４】なお、本発明の金属製円筒状体の製造方法
は、上述したＳｉの含有量が１３〜１８質量％であるア
ルミニウム合金に限定はされず、このアルミニウム合金
以外の金属にも適用可能である。この場合であっても、
薄肉の円筒状体を精度よく、安価に、生産性よく製造す
ることができるという本発明の効果は十分に発揮され
る。また、図示例の鋳造装置では、鋳型１１の中心軸は
垂直方向となっているが、本発明の金属製円筒状体の製
造方法においては、鋳型の中心軸が水平方向とされた鋳
造装置を用いても構わない。

【００３５】次に、本発明のシリンダーライナーについ
て説明する。本発明の金属製円筒状体の製造方法により
鋳造された金属製円筒状体からシリンダーライナーを製
造するには、最終厚さから数ｍｍほど厚くされた金属製
円筒状体を鋳造し、寸法形状を出すためにその表面を面
削加工すればそれで良い。必要ならば、溶体化処理等の
熱処理を行い、硬度を高めてから面削加工を行ってもよ
い。いずれにしても、本発明の金属製円筒状体の製造方
法によれば、金属製円筒状体は１工程で製造可能である
ので、したがって、シリンダーライナーは、その後の切
削のみで製造が可能となり、大幅な工程の短縮となる。

【００３６】

【実施例】以下、実施例を示す。 （実施例１）Ｓｉ１６．０質量％、Ｃｕ３．０質量％、
Ｍｇ０．５質量％、Ｎｉ１．０質量％、Ｆｅ０．３質量
％、Ｍｎ０．４質量％、残部Ａｌの合金をルツボにて９
００℃に加熱し溶解させた。厚さ３０ｍｍ、内径１１０
ｍｍ、長さ１５０ｍｍの純銅製鋳型内に、アルミナ製耐
火物を５０ｍｍφに加工した円盤状回転体を鋳型と同軸
状に置いた。回転体は下方に設置したモーターにより６
００ｒｐｍで回転させた。

【００３７】初め、回転体を鋳型上端面付近に置き、こ
の回転体の上方からルツボの溶湯を滴下させるととも
に、徐々に一定速度で回転体を下方に移動させた。鋳型
は、回転体と同方向に１００ｒｐｍにて回転させた。こ
の結果、厚さ６ｍｍ、長さ約１２０ｍｍの円筒状体の鋳
造品を得た。これを長さ方向で半分に切断し、その断面
をミクロ観察した。その結果、外周壁側より２ｍｍまで
は、初晶Ｓｉが見られなかった。内周壁付近では、平均
粒径３０μｍの初晶Ｓｉが均一に分布していた。

【００３８】（比較例１）実施例１と同様の組成の合金
をルツボにて溶解させた後、この溶湯から連続鋳造鋳型
にて８インチ径のビレットを鋳造した。これを切断し、
均熱処理した後、外周壁を面削した。これを間接押出機
により外径１１０ｍｍφ、肉厚１０ｍｍのパイプに押し
出した。その断面を調べたところ、内周壁から外周壁に
かけて、最大粒径２００μｍの初晶Ｓｉを含む、平均粒
径８５μｍの初晶Ｓｉが、多数、ランダムに偏在してい
た。

【００３９】（比較例２）実施例１と同様の組成の合金
をルツボにて溶解させた後、内径１１０ｍｍφ、長さ１
５０ｍｍの銅製金型に、中子として外径９５ｍｍφ、長
さ１５０ｍｍのシェル型を同軸状に置き、これらの隙間
に溶湯を２箇所から流し込んだ。しかし、完全に溶湯が
隙間全体に行き渡らず、円筒状体の鋳造品は得られなか
った。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の金属製円
筒状体は、Ｓｉの含有量が１３〜１８質量％であるアル
ミニウム合金からなる円筒状体であり、初晶Ｓｉが、外
周壁側よりも内周壁側に密に晶出しているものであるの
で、内周壁の耐摩耗性に優れており、内燃機関用シリン
ダーライナー等の摺動摩擦を受ける部品に好適である。

【００４１】また、肉厚が、３〜１５ｍｍであれば、粒
径が粗大化した初晶Ｓｉが少なくなり、また、表面精度
を出すための後切削加工が容易である。また、初晶Ｓｉ
の平均粒径が、１０〜４０μｍであれば、シリンダーラ
イナーとして十分な耐摩耗性を発揮しつつ、金属製円筒
状体の切削加工時にバイトを破損したり、シリンダーラ
イナーとしたときに、ピストンおよびピストンリングの
摩耗を招いたりすることがない。

【００４２】また、本発明の金属製円筒状体の製造方法
は、円筒形の鋳型内に配置された回転体に金属溶湯を注
ぎ、回転体の回転によって金属溶湯を飛散させ、飛散さ
せた金属溶湯を鋳型の内周壁に堆積させる方法であるの
で、薄肉の円筒状体を精度よく、安価に、生産性よく製
造することができる。また、本発明の金属製円筒状体の
製造方法において、鋳型をその中心軸を回転軸にして回
転させることにより、鋳型の回転によって発生する遠心
力によって堆積溶湯が鋳型の内周壁に押し付けられるの
で、堆積溶湯が効率よく冷却される。

【００４３】また、本発明の金属製円筒状体の製造方法
を、Ｓｉの含有量が１３〜１８質量％であるアルミニウ
ム合金に適用した場合、初晶Ｓｉが、外周壁側よりも内
周壁側に密に晶出している金属製円筒状体を得ることが
できる。また、本発明の金属製円筒状体の製造方法にお
いて、金属製円筒状体の肉厚が３〜１５ｍｍとなるよう
に、金属溶湯を鋳型の内周壁に堆積させることにより、
平均粒径が１０〜３０μｍ程度のシリンダーライナーと
して最適な初晶Ｓｉが晶出される。

【００４４】また、本発明の内燃機関用シリンダーライ
ナーは、本発明の金属製円筒状体の製造方法によって得
られる、Ｓｉの含有量が１３〜１８質量％であるアルミ
ニウム合金からなる金属製円筒状体を切削加工してなる
ものであるので、内周壁の耐摩耗性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の金属製円筒状体の製造方法に用いら
れる鋳造装置の一例を示す概略図である。

【図２】 本発明の金属製円筒状体の製造方法に用いら
れる鋳造装置の他の例を示す概略図である。

【符号の説明】

１１ 鋳型 １２ 回転体 ２０ 金属製円筒状体

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｓｉの含有量が１３〜１８質量％である
   アルミニウム合金からなる円筒状体であり、 初晶Ｓｉが、外周壁側よりも内周壁側に密に晶出してい
   ることを特徴とする金属製円筒状体。
2. 【請求項２】 肉厚が、３〜１５ｍｍであることを特徴
   とする請求項１記載の金属製円筒状体。
3. 【請求項３】 初晶Ｓｉの平均粒径が、１０〜４０μｍ
   であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
   金属製円筒状体。
4. 【請求項４】 Ｃｕ２〜４質量％、Ｍｇ０．２〜１．０
   質量％、Ｎｉ０．５〜２質量％、Ｆｅ０．３〜１．０質
   量％、Ｍｎ０．３〜０．７質量％のいずれか１種以上を
   含有することを特徴とする請求項１ないし３いずれか一
   項に記載の金属製円筒状体。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４いずれか一項に記載の
   金属製円筒状体を切削加工してなることを特徴とする内
   燃機関用シリンダーライナー。
6. 【請求項６】 円筒形の鋳型内に配置された回転体に金
   属溶湯を注ぎ、回転体の回転によって金属溶湯を飛散さ
   せ、飛散させた金属溶湯を鋳型の内周壁に堆積させるこ
   とを特徴とする金属製円筒状体の製造方法。
7. 【請求項７】 鋳型を、その中心軸を回転軸にして回転
   させることを特徴とする請求項６記載の金属製円筒状体
   の製造方法。
8. 【請求項８】 回転体の回転軸と鋳型の回転軸とが平行
   とされていないことを特徴とする請求項７記載の金属製
   円筒状体の製造方法。
9. 【請求項９】 金属が、Ｓｉの含有量が１３〜１８質量
   ％であるアルミニウム合金であることを特徴とする請求
   項６ないし８いずれか一項に記載の金属製円筒状体の製
   造方法。
10. 【請求項１０】 金属製円筒状体の肉厚が３〜１５ｍｍ
    となるように、金属溶湯を鋳型の内周壁に堆積させるこ
    とを特徴とする請求項９記載の金属製円筒状体の製造方
    法。
11. 【請求項１１】 請求項９または請求項１０記載の金属
    製円筒状体の製造方法によって得られた金属製円筒状体
    を切削加工してなることを特徴とする内燃機関用シリン
    ダーライナー。