JP2006272359A - Bore pin for casting cylinder block - Google Patents

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Kenichiro Shimizu
健一郎 清水
Shigehiro Matsuno
茂弘 松野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bore pin for casting a cylinder block with which the formation positional accuracy of the cylinder bore can be held under excellent state and the durable service life is longer in comparison with the conventional material by improving the wear resistance on the surface of the bore pin. <P>SOLUTION: This bore pin is used for inserting into a liner when the cylinder block is cast, and formed with a coating layer composed of a high-speed steel base alloy at the portion in contact with at least the liner in a base material composed of a metal material. The above coating layer is composed of an Fe-base alloy containing by mass of 1.0-3.0% C, 0.1-2.0% Si, 0.1-2.0% Mn, 0-4.5% Ni, 3.0-10.0% Cr, 0-9.0% Mo, 0-10.0% W and 1.0-10.0% V. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車用エンジン等のシリンダブロックを鋳造する際に用いるボアピンに関する。   The present invention relates to a bore pin used when casting a cylinder block of an automobile engine or the like.

自動車用エンジンのシリンダブロックは、軽量化を図るためにアルミニウム合金等の軽合金材料をダイキャスト法等で鋳造して成形される。そして、シリンダブロックにはピストンが摺動する部位であるシリンダボアが気筒の数に応じて形成される。しかしながら、シリンダボアをアルミニウム合金等の軽合金材料単体で形成した場合、ピストンの摺動に対して十分な耐摩耗性を得られない。このため、シリンダブロック成形の際に鋳型内のシリンダボア部に耐摩耗性材料からなる円筒状のライナ(スリーブとも称される)を配置しておき、このライナを軽合金で鋳ぐるむことによりシリンダボアを形成することが行なわれている。   A cylinder block of an automobile engine is formed by casting a light alloy material such as an aluminum alloy by a die casting method or the like in order to reduce the weight. In the cylinder block, cylinder bores, which are parts where the piston slides, are formed according to the number of cylinders. However, when the cylinder bore is formed of a single light alloy material such as an aluminum alloy, sufficient wear resistance against sliding of the piston cannot be obtained. For this reason, a cylindrical liner (also referred to as a sleeve) made of a wear-resistant material is placed in the cylinder bore portion in the mold during cylinder block molding, and the cylinder bore is formed by casting the liner with a light alloy. Has been made.

シリンダボアの内面に設ける耐摩耗性に優れたライナとして、FC材(ねずみ鋳鉄)や、アルミニウム合金中に炭化ケイ素粒子や強化繊維等の強化材を分散させた複合材料などが用いられている。   As a liner having excellent wear resistance provided on the inner surface of a cylinder bore, FC materials (grey cast iron), composite materials in which reinforcing materials such as silicon carbide particles and reinforcing fibers are dispersed in an aluminum alloy, and the like are used.

この種のライナを備えたシリンダブロックを成形する場合、鋳型のキャビティ内にボアピン(入子とも称される)を突出させ、そのボアピンにライナを嵌め込んで保持させた状態で、キャビティ内にアルミニウム合金等の溶湯を充填する。このようなシリンダブロック鋳造用ボアピンに係わる先行技術として例えば以下のものが挙げられる。   When molding a cylinder block with this type of liner, a bore pin (also referred to as a nesting) protrudes into the cavity of the mold, and the liner is fitted into the bore pin and held in the aluminum. Fill with molten metal such as alloy. Examples of prior art relating to such a cylinder block casting bore pin include the following.

特許文献1には、シリンダブロック鋳造用金型内のシリンダボアを形成すべき位置に、スリーブを装着するボアピンを配設して、ボアピンにその軸線方向に沿って基端部側から先端部側へ冷却室を形成すると共に、ボアピンの基端部側に、その開口端を冷却室内に臨ませて冷却液配管を挿入配設してなるボアピンの冷却構造において、冷却液配管の開口端の位置を金型配設時に、金型のシリンダヘッド接合部形成面位置またはこの位置近傍の金型の内方位置としたシリンダブロック鋳造用ボアピンの冷却構造が記載されている。   In Patent Document 1, a bore pin for mounting a sleeve is disposed at a position where a cylinder bore in a cylinder block casting mold is to be formed, and the bore pin is moved from the proximal end side to the distal end side along the axial direction thereof. In the cooling structure of the bore pin in which the cooling chamber is formed and the cooling pipe is inserted and disposed on the base end side of the bore pin with the opening end facing the cooling chamber, the position of the opening end of the cooling pipe is A cooling structure of a cylinder block casting bore pin at the position of the mold head cylinder joint joint forming surface or the inner position of the mold near this position when the mold is disposed is described.

特許文献2には、シリンダボアを成形するための入子となるボア金型用ピンを有する鋳造金型に、ボア部を形成する筒状のシリンダライナを、そのボア金型ピンを挿入させて配置する工程と、鋳造金型内にアルミニウム合金溶湯を注湯し、鋳ぐるんで凝固させる工程とを含んでなるシリンダブロックの鋳造方法であって、ボア金型ピンは、鋳造後のシリンダライナの内周面が真円となるように、鋳造後の残留応力によるシリンダライナの内周面の変形を見込んでその断面が異形状に調製されているシリンダブロックの鋳造方法が記載されている。   In Patent Document 2, a cylindrical cylinder liner that forms a bore portion is inserted into a casting mold having a bore mold pin that becomes a nest for forming a cylinder bore, and the bore mold pin is inserted. A cylinder block casting method including a step of pouring a molten aluminum alloy into a casting mold, and solidifying by casting. A bore mold pin is formed in a cylinder liner after casting. A cylinder block casting method is described in which the inner surface of the cylinder liner is deformed by the residual stress after casting so that the outer surface is a perfect circle.

特許文献3には、アルミニウム溶湯又はアルミニウム合金溶湯を、入子を有する鋳型内に注湯するステップと、溶湯が、入子及び鋳型の内側面によって形成された溶湯の流路が急激に絞られて細くなる挟路部を流れるステップと、この挟路部を流れた後、鋳型及び入子の間のキャビティに溶湯が充填保持されるステップと、このキャビティに充填保持された溶湯が凝固されるステップとを含んでなるアルミニウム又はアルミニウム合金の鋳造方法において、挟路部に近接する入子の端面に凹部を設け、凹部に溶湯が流れ込むことにより挟路部の溶湯の凝固を遅らせる鋳造方法が記載されている。   In Patent Document 3, a step of pouring molten aluminum or molten aluminum alloy into a mold having an insert and a flow path of the melt formed by the insert and the inner surface of the mold are rapidly narrowed. The step of flowing through the narrowed narrow passage portion, the step of filling and holding the molten metal in the cavity between the mold and the insert after flowing through the narrow passage portion, and the molten metal filled and held in the cavity are solidified. A step of providing a recess in the end face of the nest adjacent to the niche part and delaying solidification of the melt in the niche part by flowing the melt into the recess. Has been.

特開平6−71405号公報JP-A-6-71405 特開2002−153967号公報JP 2002-153967 A 特開2002−178133号公報JP 2002-178133 A

前述したようにライナを備えたシリンダブロックを成形する場合、金型のキャビティ内にボアピンを突出させ、そのボアピンにライナを嵌め込んで保持させた状態で、キャビティ内にアルミニウム合金等の溶湯を充填する。そして、鋳型内の溶湯が凝固した後に、鋳型内からライナを鋳ぐるんだシリンダブロックを取り出すとともに、ボアピンからライナを引き抜く。   When molding a cylinder block with a liner as described above, a bore pin is projected into the mold cavity, and the liner is fitted into the bore pin, and the cavity is filled with a molten metal such as an aluminum alloy. To do. Then, after the molten metal in the mold is solidified, the cylinder block in which the liner is cast is taken out from the mold, and the liner is pulled out from the bore pin.

そこで、ボアピンは十分な耐熱性とともに、耐摩耗性材料からなるライナから引き抜かれるため十分な耐摩耗性が要求される。従来のボアピンとして、JIS SKD61相当の熱間工具鋼や、さらにこれに焼入れ、焼戻し等の熱処理を施した後、軟窒化処理を施して耐熱性、耐摩耗性を付与したものなどが使用されている。   Therefore, the bore pin is required to have sufficient heat resistance since it is pulled out from the liner made of the wear-resistant material together with sufficient heat resistance. As a conventional bore pin, a hot tool steel equivalent to JIS SKD61, or one that has been subjected to heat treatment such as quenching and tempering and then subjected to soft nitriding treatment to impart heat resistance and wear resistance, etc. is used. Yes.

一方、シリンダブロックのシリンダボアは形成位置の精度が高く要求されるため、ボアピンとライナは互いに緊密に嵌合されている。また、鋳造成形時、まれにボアピンとライナの嵌合部の隙間に微量の溶湯が差し込むことがある。また、ボアピンは溶湯や繰り返して使用される鋳型の熱の影響を受けて昇温して熱膨張する。   On the other hand, since the cylinder bore of the cylinder block is required to have a high precision in the formation position, the bore pin and the liner are closely fitted to each other. In addition, a small amount of molten metal may be inserted into the gap between the bore pin and the liner at the time of casting. Further, the bore pin is heated and expands under the influence of the heat of the molten metal or the mold that is repeatedly used.

このような状態の中では、ボアピンとライナとを脱着すると両者がかじりやすくなる。このため、従来のボアピンにおいては、ボアピン表面の摩耗が著しくなり、シリンダボアの形成位置精度を良好に維持できなくなる、また損傷して耐用寿命が短くなるという問題があった。   In such a state, when the bore pin and the liner are attached and detached, both become easy to bite. For this reason, in the conventional bore pin, there is a problem that the wear on the surface of the bore pin becomes remarkable, the accuracy of the formation position of the cylinder bore cannot be maintained well, and the service life is shortened due to damage.

この課題に鑑みて本発明は、ボアピン表面の耐摩耗性を向上させることにより、シリンダボアの形成位置精度を良好に維持でき、従来材料に比べて耐用寿命が長いシリンダブロック鋳造用ボアピンを提供することを目的とする。   In view of this problem, the present invention provides a bore block for casting a cylinder block that can maintain the accuracy of the formation position of the cylinder bore by improving the wear resistance of the surface of the bore pin, and has a longer service life than conventional materials. With the goal.

本発明のシリンダブロック鋳造用ボアピンは、シリンダブロックを鋳造する際にライナに嵌め込んで用いられるボアピンであって、金属材料からなる母材の少なくともライナと接触する部分に、ハイス系合金からなる被覆層を形成したことを特徴とする。   A bore pin for casting a cylinder block according to the present invention is a bore pin that is used by being fitted into a liner when casting a cylinder block, and at least a portion of a base material made of a metal material that comes into contact with the liner is coated with a high-speed alloy. A layer is formed.

前記本発明において、前記被覆層が質量%で、C:1.0〜3.0%、Si:0.1〜2.0%、Mn:0.1〜2.0%、Ni:0〜4.5%、Cr:3.0〜10.0%、Mo:0〜9.0%、W:0〜10.0%、V:1.0〜10.0%を含有するFe基合金からなることを特徴とする。さらに、前記被覆層が質量%で、Co:10.0%以下、Nb:10.0%以下のうちいずれか一種以上を含有することを特徴とする。また、前記被覆層を鋳ぐるみにより形成するのが望ましい。   In the present invention, the coating layer is mass%, C: 1.0 to 3.0%, Si: 0.1 to 2.0%, Mn: 0.1 to 2.0%, Ni: 0 to Fe-based alloy containing 4.5%, Cr: 3.0 to 10.0%, Mo: 0 to 9.0%, W: 0 to 10.0%, V: 1.0 to 10.0% It is characterized by comprising. Further, the coating layer is characterized by containing at least one of Co: 10.0% or less and Nb: 10.0% or less in mass%. Moreover, it is desirable to form the coating layer by casting.

本発明のシリンダブロック鋳造用ボアピンは、靭性に優れる鋼系材料や鉄系材料等の金属材料からなる母材の外周(少なくともライナと接触する部分)に、ハイス系合金からなる被覆層を形成したので、従来の熱間工具鋼に比べ格段に耐摩耗性を向上させることができる。   The bore block for cylinder block casting of the present invention has a coating layer made of a high-speed alloy formed on the outer periphery (at least a portion in contact with the liner) of a base material made of a metal material such as a steel-based material or an iron-based material having excellent toughness. Therefore, the wear resistance can be remarkably improved as compared with the conventional hot work tool steel.

本発明の被覆層を形成する手段としては、鋳ぐるみ法が製造コストを安価に抑えることができるので好ましい。金属材料からなるボアピン母材の外周に、被覆層を鋳ぐるみにより金属的接合させるので、母材の内部に設けた冷却室による冷却を被覆層に十分伝えることができる。   As a means for forming the coating layer of the present invention, the cast-in method is preferable because the manufacturing cost can be kept low. Since the coating layer is metallically joined to the outer periphery of the bore pin base material made of a metal material by casting, the cooling by the cooling chamber provided inside the base material can be sufficiently transmitted to the coating layer.

本発明の被覆層を形成するハイス系合金は、SKD61鋼に比べVやCrを多量に含んだ高合金材であり、炭化物が微細に分散しているため耐摩耗性が十分得られる。ハイス系合金からなる被覆層中には、MC系炭化物、M2C系炭化物、M6C系炭化物、M系炭化物、M43系炭化物およびM23系炭化物のいずれか一種以上が比較的多く含まれるので耐摩耗性を著しく向上させることができる。これら炭化物の面積率の総和は25%以下が好ましく、それより多くなると被覆層が脆くなるので好ましくない。 The high-speed alloy that forms the coating layer of the present invention is a high alloy material containing a large amount of V and Cr as compared with SKD61 steel, and since the carbide is finely dispersed, sufficient wear resistance is obtained. In the coating layer made of a high-speed alloy, any of MC carbide, M 2 C carbide, M 6 C carbide, M 7 C 3 carbide, M 4 C 3 carbide and M 23 C 6 carbide Since one or more types are contained in a relatively large amount, the wear resistance can be remarkably improved. The sum of the area ratios of these carbides is preferably 25% or less, and if it exceeds this, the coating layer becomes brittle, which is not preferable.

さらに、硬さを確保するために、特に硬質であるMC系炭化物およびM2C系炭化物の面積率の総和は10%以上が好ましい。また、針状やネットワーク状の共晶炭化物量が過多になると必要な機械的特性、特に靭性が確保できなくなるが、MC系炭化物を適切に晶出させることで、M2C系炭化物、M73系炭化物のネットワークを分断し靭性を確保できる。 Furthermore, in order to ensure hardness, the sum of the area ratios of particularly hard MC-based carbides and M 2 C-based carbides is preferably 10% or more. Further, if the amount of eutectic carbides in the form of needles or networks is excessive, necessary mechanical properties, particularly toughness, cannot be ensured. However, by properly crystallizing MC carbides, M 2 C carbides, M 7 It is possible to cut the C 3 carbide network to ensure toughness.

本発明のシリンダブロック鋳造用ボアピンに係わる被覆層の化学成分(質量%)は以下の範囲が望ましい。   The chemical component (mass%) of the coating layer relating to the bore block for cylinder block casting of the present invention is preferably in the following range.

C:1.0〜3.0%
Cは、耐摩耗性向上のための炭化物の形成と、基地への固溶による焼入れ・焼戻し時の基地硬さの向上に必要である。Cは、耐摩耗性の向上に寄与するMC、M2C、M6C、M73、M43、M236系炭化物を生成する。Cが1.0%未満では耐摩耗性を向上させるために有効な炭化物の晶出が少なく、また基地に固溶するCが不足し、焼入れによっても十分な基地硬さが得られなくなる。一方、3.0%を超えると炭化物が粗大化しその晶出量も過大となり、靭性が劣化しやすい。
C: 1.0 to 3.0%
C is necessary for the formation of carbide for improving the wear resistance and the improvement of the hardness of the base during quenching and tempering by solid solution in the base. C produces MC, M 2 C, M 6 C, M 7 C 3 , M 4 C 3 , and M 23 C 6 -based carbides that contribute to improved wear resistance. When C is less than 1.0%, there is little crystallization of carbide effective for improving the wear resistance, and there is not enough C dissolved in the matrix, and sufficient matrix hardness cannot be obtained even by quenching. On the other hand, if it exceeds 3.0%, the carbides become coarse and the amount of crystallization becomes excessive, and the toughness tends to deteriorate.

Si:0.1〜2.0%
Siの含有量は0.1〜2.0%が好ましい。Siは、脱酸剤として作用し、またM6C系炭化物中に固溶してW、Moなどの元素を置換して含有されるため、W、Moなどの高価な元素の節減を図るために有効である。Siが0.1%未満では脱酸効果が不足して鋳造欠陥を生じやすい。また、2.0%を超えると脆化が生じやすい。
Si: 0.1 to 2.0%
The Si content is preferably 0.1 to 2.0%. Since Si acts as a deoxidizer and is contained in M 6 C-based carbide as a solid solution by substituting elements such as W and Mo, it is intended to save expensive elements such as W and Mo. It is effective for. If Si is less than 0.1%, the deoxidation effect is insufficient and casting defects are likely to occur. Moreover, when it exceeds 2.0%, embrittlement tends to occur.

Mn:0.1〜2.0%
Mnの含有量は0.1〜2.0%が好ましい。Mnは、Siと同様に脱酸作用がある。また、不純物であるSをMnSとして固定する作用がある。Mnが0.1%未満では脱酸性に乏しい。また、2.0%を超えると残留オーステナイトを生じやすく、安定して十分な硬さを維持できない。
Mn: 0.1 to 2.0%
The Mn content is preferably 0.1 to 2.0%. Mn has a deoxidizing action like Si. Moreover, there exists an effect | action which fixes S which is an impurity as MnS. When Mn is less than 0.1%, deacidification is poor. On the other hand, if it exceeds 2.0%, retained austenite tends to be generated, and sufficient hardness cannot be maintained stably.

Ni:0〜4.5%
Niは必ずしも添加を必要としないが、添加した場合、焼入性を向上させ高硬度化させる効果を有する。Ni含有量が4.5%を超えると残留オーステナイトが過剰となりかえって高硬度が得られなくなる。より好ましいNi含有量は0〜2.0%である。
Ni: 0 to 4.5%
Ni does not necessarily need to be added, but when added, it has the effect of improving hardenability and increasing hardness. If the Ni content exceeds 4.5%, the retained austenite becomes excessive and high hardness cannot be obtained. A more preferable Ni content is 0 to 2.0%.

Cr:3.0〜10.0%
CrはCと結合し炭化物を晶出生成し、また基地に固溶し基地硬さを上げることで、耐摩耗性を向上させる。Crが3.0%未満ではその効果を十分確保できない。また、10.0%を超えると、常温での残留オーステナイトが多くなるので、焼戻し回数が多くなり不経済となる。さらに、Crは比較的硬さの低いM73やM236系炭化物を形成し、多量の添加はこれらの炭化物が過剰となり耐摩耗性が劣化する。
Cr: 3.0 to 10.0%
Cr combines with C to crystallize and generate carbides, and also dissolves in the matrix to increase the hardness of the matrix, thereby improving wear resistance. If Cr is less than 3.0%, the effect cannot be secured sufficiently. On the other hand, if it exceeds 10.0%, the retained austenite at room temperature increases, so that the number of tempering increases and this is not economical. Further, Cr forms M 7 C 3 and M 23 C 6 carbides having relatively low hardness, and if added in a large amount, these carbides become excessive and wear resistance deteriorates.

Mo:0〜9.0%
Moは必ずしも添加を必要としないが、添加した場合、Crと同様にCと結合して硬質のM2C、M6C系炭化物を生成する。また高温で焼戻しを行う場合、その二次硬化に強く寄与する元素である。Mo含有量が9.0%を超えると、CとVとMoのバランスにおいて、M2C、M6C系炭化物が多く晶出しすぎ、靭性が低下する。より好ましいMo含有量は1.0〜8.0%である。
Mo: 0 to 9.0%
Mo does not necessarily need to be added, but when added, it combines with C like Cr and produces hard M 2 C and M 6 C carbides. Moreover, when tempering at high temperature, it is an element which contributes strongly to the secondary hardening. When the Mo content exceeds 9.0%, in the balance of C, V, and Mo, a large amount of M 2 C and M 6 C carbides are crystallized, and the toughness decreases. A more preferable Mo content is 1.0 to 8.0%.

W:0〜10.0%
Wは必ずしも添加を必要としないが、添加した場合、基地の焼入れ性を上げ、Cと結合して硬質のM2C、M6C系炭化物を生成する。また、WはCrやMoと同様に硬い炭化物を生成するため、これらの元素に置換して添加することもできる。W含有量が10.0%を超えると、M6C系炭化物が粗大化し脆性が劣化するので好ましくない。
W: 0 to 10.0%
W does not necessarily need to be added, but when added, it enhances the hardenability of the matrix and combines with C to produce hard M 2 C and M 6 C carbides. Further, W produces hard carbides like Cr and Mo, and can be substituted for these elements and added. If the W content exceeds 10.0%, the M 6 C carbide is coarsened and the brittleness deteriorates, which is not preferable.

V:1.0〜10.0%
Vは、耐摩耗性の向上に最も寄与する硬質なMC系炭化物、M43系炭化物を形成する。Vが1.0%未満では炭化物の生成が少なく耐摩耗性が不足する。Vが10.0%を超えると、C含有量とのバランスにより、初晶としてオーステナイト、もしくはMC、M43系炭化物が晶出する。オーステナイトが初晶で晶出すれば硬さが不十分となる。また、MC、M43系炭化物が初晶で晶出すれば凝固中に凝集偏析して脆性の劣化を引き起こすので好ましくない。より好ましいVの含有量は、2.0〜8.0%である。
V: 1.0-10.0%
V forms a hard MC-based carbide, M 4 C 3 -based carbide, which contributes most to the improvement of wear resistance. When V is less than 1.0%, the generation of carbide is small and the wear resistance is insufficient. When V exceeds 10.0%, austenite, MC, or M 4 C 3 carbides are crystallized as primary crystals due to the balance with the C content. If austenite crystallizes in the primary crystal, the hardness becomes insufficient. Further, if MC and M 4 C 3 type carbides are crystallized as primary crystals, it is not preferable since they cause segregation during aggregation and cause brittle deterioration. A more preferable content of V is 2.0 to 8.0%.

残部はFeおよび不純物元素とする。さらに、前記に加えてCo、Nbのいずれか一種以上を含有させることができる。   The balance is Fe and impurity elements. Furthermore, in addition to the above, any one or more of Co and Nb can be contained.

Co:10.0%以下
Coは炭化物の生成とは無関係に基地に固溶し、強靭性を増すとともに高温硬さと耐摩耗性を向上する効果がある。Coが10.0%を超えるとその効果が飽和し、かつ高価になるのでこれを上限とした。
Co: 10.0% or less Co is dissolved in the base irrespective of the formation of carbides, and has the effect of increasing toughness and improving high-temperature hardness and wear resistance. If Co exceeds 10.0%, the effect is saturated and expensive, so this was made the upper limit.

Nb:10.0%以下
NbはVと同様に、耐摩耗性の向上に最も寄与する硬質なMC系炭化物、M43系炭化物を形成する。Nbが10.0%を超えると、靭性が低下するとともに、C含有量とのバランスにより、初晶としてオーステナイト、もしくはMC、M43系炭化物が晶出する。オーステナイトが初晶で晶出すれば硬さが不十分となる。また、MC、M43が初晶で晶出すれば凝固中に凝集偏析して脆性の劣化を引き起こす。また、NbはVと置換可能であり、より好ましいNbおよびVの合計含有量は、(Nb+V):2.0〜8.0%である。
Nb: 10.0% or less Nb, like V, forms a hard MC-based carbide, M 4 C 3 -based carbide, which contributes most to the improvement of wear resistance. When Nb exceeds 10.0%, toughness is reduced, and austenite, MC, or M 4 C 3 carbide is crystallized as the primary crystal due to the balance with the C content. If austenite crystallizes in the primary crystal, the hardness becomes insufficient. Further, if MC and M 4 C 3 are crystallized as primary crystals, they are aggregated and segregated during solidification to cause brittle deterioration. Moreover, Nb can be substituted with V, and the more preferable total content of Nb and V is (Nb + V): 2.0 to 8.0%.

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図1は本発明の実施例のボアピンを示す概略断面図である。図1において、ボアピン1は直径70mm、長さ200mmの鋼系材料からなる母材2の外周に、鋳ぐるみ法によりハイス系合金からなる被覆層3を金属的接合してなる。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing a bore pin according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a bore pin 1 is formed by metal-bonding a coating layer 3 made of a high-speed alloy on the outer periphery of a base material 2 made of a steel material having a diameter of 70 mm and a length of 200 mm by a cast-in method.

被覆層3として、化学成分が質量%でC:1.9%、Si:0.8%、Mn:0.4%、Cr:4.7%、Mo:5.7%、V:6.5%、Fe:残部のハイス系合金材のインゴットを1450℃で溶解し、鋳型の内部に直立させて加熱した母材2の外周にこのハイス系合金溶湯を鋳込み、鋳ぐるみを行なった。このようにして、鋳ぐるみ法により母材2の外周に被覆層3を形成させた。   As the coating layer 3, the chemical components in mass% are C: 1.9%, Si: 0.8%, Mn: 0.4%, Cr: 4.7%, Mo: 5.7%, V: 6. An ingot of 5%, Fe: the remaining high-speed alloy material was melted at 1450 ° C., and this molten high-speed alloy was cast on the outer periphery of the base material 2 which was heated upright inside the mold, and casted. Thus, the coating layer 3 was formed in the outer periphery of the base material 2 with the cast-in method.

また、ハイス系合金からなる被覆層3中には、MC系炭化物、M2C系炭化物、M6C系炭化物、M系炭化物、M43系炭化物およびM23系炭化物のいずれか一種以上の面積率の総和が19%であった。被覆層3中の炭化物は主にMC系炭化物が面積率で13%、MC系炭化物が5%であった。 Further, in the coating layer 3 made of a high-speed alloy, MC carbide, M 2 C carbide, M 6 C carbide, M 7 C 3 carbide, M 4 C 3 carbide and M 23 C 6 carbide are included. The total of the area ratios of any one or more of was 19%. The carbides in the coating layer 3 were mainly 13% MC-based carbides and 5% M 2 C-based carbides.

また、ボアピン1の内部には中空の冷却室4を設けて、冷却室4内に水等の冷却液を流し込み、ボアピン1を冷却してボアピン1の熱膨張を抑えて、嵌め込まれたライナ7の引き抜きを容易にする。8は鋳型であり、ボアピン1の基部がボルトなどにより固定されている。   Further, a hollow cooling chamber 4 is provided inside the bore pin 1, a cooling liquid such as water is poured into the cooling chamber 4, the bore pin 1 is cooled to suppress thermal expansion of the bore pin 1, and the liner 7 fitted therein. Makes it easy to pull out. Reference numeral 8 denotes a mold, and the base of the bore pin 1 is fixed by a bolt or the like.

このボアピンを自動車エンジンのシリンダブロックのダイカスト鋳造に用いたところ、本発明の被覆層を施したボアピン表面の耐摩耗性を著しく向上させることができ、シリンダボアの形成位置精度を長期間にわたって良好に維持でき、従来材料に比べて耐用寿命が延びることを確認できた。   When this bore pin is used for die casting of a cylinder block of an automobile engine, the wear resistance of the bore pin surface provided with the coating layer of the present invention can be remarkably improved, and the formation accuracy of the cylinder bore can be maintained well over a long period of time. It was confirmed that the service life was extended compared with the conventional material.

本発明のシリンダブロック鋳造用ボアピンによれば、シリンダブロックの鋳造において、ボアピン表面の耐摩耗性を著しく向上させることができ、シリンダボアの形成位置精度を良好に維持でき、従来材料に比べて耐用寿命が長いので、高品質のシリンダブロックを安定して製造できる。   According to the cylinder block casting bore pin of the present invention, the wear resistance of the bore pin surface can be remarkably improved in the casting of the cylinder block, the formation accuracy of the cylinder bore can be maintained well, and the service life is longer than that of the conventional material. Therefore, high quality cylinder blocks can be manufactured stably.

本発明の実施例のボアピンを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the bore pin of the Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ボアピン、 2 母材、 3 被覆層、 4 冷却室、
7 ライナ、 8 鋳型
1 bore pin, 2 base material, 3 coating layer, 4 cooling chamber,
7 liners, 8 molds

Claims (4)

シリンダブロックを鋳造する際にライナに嵌め込んで用いられるボアピンであって、金属材料からなる母材の少なくともライナと接触する部分に、ハイス系合金からなる被覆層を形成したことを特徴とするシリンダブロック鋳造用ボアピン。 A bore pin that is used by being fitted into a liner when casting a cylinder block, wherein a coating layer made of a high-speed alloy is formed on at least a portion of a base material made of a metal material that comes into contact with the liner. Bore pin for block casting. 前記被覆層が質量%で、C:1.0〜3.0%、Si:0.1〜2.0%、Mn:0.1〜2.0%、Ni:0〜4.5%、Cr:3.0〜10.0%、Mo:0〜9.0%、W:0〜10.0%、V:1.0〜10.0%を含有するFe基合金からなることを特徴とする請求項1に記載のシリンダブロック鋳造用ボアピン。 The coating layer is mass%, C: 1.0-3.0%, Si: 0.1-2.0%, Mn: 0.1-2.0%, Ni: 0-4.5%, It is made of an Fe-based alloy containing Cr: 3.0 to 10.0%, Mo: 0 to 9.0%, W: 0 to 10.0%, and V: 1.0 to 10.0%. The bore pin for cylinder block casting according to claim 1. 前記被覆層が質量%でさらに、Co:10.0%以下、Nb:10.0%以下のうちいずれか一種以上を含有することを特徴とする請求項2に記載のシリンダブロック鋳造用ボアピン。 The bore pin for cylinder block casting according to claim 2, wherein the coating layer further contains at least one of Co: 10.0% or less and Nb: 10.0% or less in terms of mass%. 前記被覆層を鋳ぐるみにより形成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のシリンダブロック鋳造用ボアピン。 The bore block for cylinder block casting according to any one of claims 1 to 3, wherein the coating layer is formed by casting.
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