JP2007514550A - Method and apparatus for producing durable thin-walled castings - Google Patents

Method and apparatus for producing durable thin-walled castings Download PDF

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ゴンザレス オスカー ジェラルド カントゥ
アル バレス イスマエル ラミレス
モラレス アルバロ ラミレス
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テネドーラ ネマク エス.エー.デ シー.ヴイ.
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0009Cylinders, pistons

Abstract

好適には外側水ジャケットを橋渡しするインサート内に冷却液体通路を有し、好適にはインタライナを満たすように形作られ、エンジンブロックの残り部分と同じ合金で形成された外側水ジャケット中子に結合される予備形成金属インサートを利用することによってアルミニウムエンジンブロック内の鉄ライナ間に3mm以下の最小寸法を有する高品質の丈夫なウェブを形成するための方法および装置。
【選択図】図4
Preferably, there is a cooling liquid passage in the insert that bridges the outer water jacket and is preferably shaped to fill the interliner and connected to an outer water jacket core made of the same alloy as the rest of the engine block. A method and apparatus for forming a high quality durable web having a minimum dimension of 3 mm or less between iron liners in an aluminum engine block by utilizing a preformed metal insert.
[Selection] Figure 4

Description

関連出願Related applications

37CFR§1.78(4)と35USC§119(e)とにしたがって2003年12月18日に出願された仮出願第60/531,278号の前の出願日の恩典が請求されている。   The benefit of the filing date prior to provisional application 60 / 531,278 filed on December 18, 2003 in accordance with 37 CFR §1.78 (4) and 35 USC §119 (e) is claimed.

本発明は、薄壁付き鋳造品を製造する技術に広く関連しており、また極めて薄いインタライナ壁を有する鋳造アルミニウム自動車エンジンブロックの製造に特に有用である。   The present invention is broadly related to techniques for producing cast articles with thin walls and is particularly useful for producing cast aluminum automobile engine blocks having very thin interliner walls.

この説明は主として、強度と完全性したがって有効性と信頼性を維持しながら最小量の軽量材料と小寸法を利用する要望という結果をもたらす、動力対重量比を増加させるという絶え間ない切迫した要望が存在するアルミニウムエンジンブロックへの利用可能性の観点から、行われるであろう。   This explanation is primarily a constant and urgent need to increase the power-to-weight ratio, resulting in the desire to use minimal amounts of lightweight materials and small dimensions while maintaining strength and integrity and thus effectiveness and reliability. This will be done in terms of availability to existing aluminum engine blocks.

近年、エンジンブロックの製造に関して、特に自動車用に関して、幾つかのプロセスが利用可能であり、その中でも(1)予め決められた形状の空洞を画定する砂中子(サンドコア)を含む砂型が凝固後にモータブロックを形成する液状アルミニウム合金で満たされる低圧または重力充填砂箱(サンドパッケージ)、または(2)半永久低圧型(モールド)、または(3)ブロックの内部特徴要素を形成するための砂中子(サンドコア)を有する重力充填金型を挙げることができる。   In recent years, several processes are available for the manufacture of engine blocks, especially for automobiles, among which (1) sand molds containing sand cores (sand cores) defining cavities of a predetermined shape are solidified. Low pressure or gravity filled sand box (sand package) filled with liquid aluminum alloy forming motor block, or (2) Semi-permanent low pressure mold (mold), or (3) Sand core to form internal feature of block A gravity filling mold having (sand core) can be mentioned.

エンジンブロックの設計は、エンジンのパワーを増加させるという傾向により時の経過と共に変ってきている。モータブロックの寸法は車体の寸法によって固定化される傾向がある。これらのブロックは、同じブロック容積内に、より大きな直径を意味するより大きなシリンダを収容する必要がある。これらの設計は、シリンダライナ(通常は鉄製)がこのシリンダライナ間のギャップにおけるウェブとして形成されるアルミニウム壁が絶えず薄くなりつつある(約3mm未満)ように互いに近接するように求められるので、ブロック製造業者に難問を提示している。   Engine block designs have changed over time due to the tendency to increase engine power. The size of the motor block tends to be fixed depending on the size of the vehicle body. These blocks need to accommodate larger cylinders, meaning larger diameters, within the same block volume. These designs require the cylinder liners (usually made of iron) to be close to each other so that the aluminum walls formed as webs in the gap between the cylinder liners are constantly becoming thinner (less than about 3 mm). It presents a challenge to the manufacturer.

それほど薄くなっているシリンダライナの隣接ペア間のギャップによって、このようなインタライナ空洞を充填する液状アルミニウムボリュームは、比較的小さくて前記鉄ライナに接触すると急速に熱を失い、その結果、時期尚早に凝固し、こうして空洞を詰まらせて前記空洞の残り部分を液状アルミニウムが充填するのを妨げる。   Due to the gap between adjacent pairs of cylinder liners that are so thin, the liquid aluminum volume filling such interliner cavities is relatively small and quickly loses heat when in contact with the iron liner, resulting in prematurely. It solidifies and thus clogs the cavity, preventing liquid aluminum from filling the remainder of the cavity.

液状アルミニウムが貫通して流れなくてはならない空間が小さすぎるので、アルミニウム合金保持炉内の圧力を増加させることが上記の問題を解決しないことも分かっている。   It has also been found that increasing the pressure in the aluminum alloy holding furnace does not solve the above problem because the space through which liquid aluminum must flow is too small.

この制御されない凝固は、鉄ライナが液状アルミニウム合金の温度に近い温度にまで予備加熱されたときでも発生する。   This uncontrolled solidification occurs even when the iron liner is preheated to a temperature close to that of the liquid aluminum alloy.

この同じ問題を論じていて、薄いインタライナ壁における時期尚早凝固を遅らせるために、ライナを予備加熱することだけでなく、シリンダ内腔モールドを通ってポンプ供給されるコンピュータ温度制御流体を有するシリンダ内腔モールドを形成するための鋳造プラグ14を実際に使用することにも関する精巧なシステムを教えている、1995年6月6日にRobert K.Hembree等に発行された米国特許第5,421,397号を参照すること。しかしながら費用効果的にはなりそうもないこの提案でも、互いに密着接触する異なる材料(鉄とアルミニウム)の同時冷却のために特に脆弱な薄壁内に形成される内部引張り応力に効果的の取り組むことができない。   Discussing this same problem, cylinder lumens with computer temperature control fluid pumped through the cylinder lumen mold as well as preheating the liner to delay premature solidification in the thin interliner wall Robert K., June 6, 1995, teaches an elaborate system that also relates to the actual use of a cast plug 14 to form a mold. See US Pat. No. 5,421,397 issued to Hembre et al. However, this proposal, which is unlikely to be cost-effective, also works effectively on internal tensile stresses formed in fragile thin walls for simultaneous cooling of different materials (iron and aluminum) in intimate contact with each other. I can't.

言い換えれば、アルミニウムは小さなインタライナ空洞を満たすように強制されても、シリンダライナ間の薄いアルミニウム壁がこれらのライナ間の比較的少量のアルミニウム合金と前記ライナの比較的大きくて低温のマス(重量物)とからの迅速な熱伝達によって生成される熱応力によって損なわれる、またはクラック(亀裂)を発生させるという別の問題が発生する。   In other words, even though the aluminum is forced to fill a small interliner cavity, the thin aluminum walls between the cylinder liners have a relatively small amount of aluminum alloy between these liners and the relatively large and cool mass (heavy object) of the liner. Another problem arises that is damaged by thermal stresses generated by rapid heat transfer from and) or generates cracks.

こうしてこれらの壁がほんの数ミリメートルになるように設計的配慮によって薄くされた場合、この冷却は異なる膨張・収縮係数を有するライナと接触しているときに発生する。これは、シリンダブロックの隣接する鉄ライナ間の薄いアルミニウム壁に応力を発生させ、これらの薄い壁は冷却時に、または後刻の機械加工時に、あるいは完成されたエンジンが実運用に入るときにクラック(亀裂)を生じる。これは、油漏れ、圧縮損失、その他の重大なエンジン損傷の原因となり得る。   If these walls are thinned by design considerations so that they are only a few millimeters, this cooling occurs when in contact with liners having different expansion and contraction coefficients. This creates stress in the thin aluminum walls between the adjacent iron liners of the cylinder block, and these thin walls are cracked during cooling, during later machining, or when the finished engine is put into production. Cracks). This can cause oil leaks, compression loss, and other significant engine damage.

時期尚早冷却がインタライナ空洞を詰まらせなくても、冷却速度の制御は、悪くまた予測不能に影響され、冷却された鋳造物の結晶構造に望ましくない差異をいう結果を生じる可能性がある。   Even if premature cooling does not clog the interliner cavities, control of the cooling rate can be adversely and unpredictably affected, resulting in undesirable differences in the crystal structure of the cooled casting.

いまやシリンダから熱を放散させるための材料がより少なくしか存在ないので、インタライナギャップが小さくなるにつれて冷却流量を超えてまでただ維持することがより困難になりつつあり、インタライナ領域における追加的またはより効果的なエンジン冷却通路に備える設計上の必要もしばしば存在する。さて現在の設計は、約2〜3mmのアルミニウム壁インタライナ厚さを求めている。こうして冷却通路の作成は、このような通路のアルミニウム壁厚さをほんの約1mmにまで減らしている。   Now that there is less material to dissipate heat from the cylinder, it is becoming more difficult to simply maintain beyond the cooling flow rate as the interliner gap becomes smaller, adding additional or more in the interliner area. There is often a design need for an effective engine cooling passage. Now the current design calls for an aluminum wall interliner thickness of about 2-3 mm. Thus, the creation of cooling passages reduces the aluminum wall thickness of such passages to only about 1 mm.

インタライナウェブに通路を穴あけするといった古い手法は、このような小さな寸法では機能しない(このような比較的長い長さの小直径ビット(錐の穂先)は高価で破損し易く、ふらつきなしに制御することが困難であるから)。また通路を形成するための単に1個の丸い孔は、直径が単に約1mmであって不十分な流れを与えるであろう。十分な流れを得るためには数本の通路が必要であり、および/または垂直高さは水平幅の数倍である必要がある。   Older methods, such as drilling passages in the interliner web, do not work with such small dimensions (such a relatively long length of small diameter bit (cone tip) is expensive and prone to breakage and control without wobbling) Because it is difficult to do). Also, a single round hole to form the passage will only have a diameter of about 1 mm and provide insufficient flow. Several passages are required to obtain sufficient flow and / or the vertical height needs to be several times the horizontal width.

このような冷却通路を与えるための幾つかの現在の提案は、砂または他のガラスのような破壊し易い材料を使用する特殊な中子製作手法を含む。これらのプロセスは、理想的なものではなく、典型的にはコストが高く危険である可能性もあるであろう。   Some current proposals for providing such cooling passages include special core fabrication techniques that use fragile materials such as sand or other glass. These processes are not ideal and typically may be costly and dangerous.

もう一つの現在の実施形態は、シリンダライナ間に中実区間を鋳造するステップと、それからインタライナウェブに極めて薄いギャップを開け、または機械加工し、このギャップの最上部は後で溶接によって閉じられて密閉される(こうして冷却通路を形成する)ステップと、を含む。この手順は、高価な切削/機械加工装置および工具を必要とする。
米国特許第5,421,397号
Another current embodiment involves casting a solid section between cylinder liners and then opening or machining a very thin gap in the interliner web, the top of which is later closed by welding. And sealing (and thus forming a cooling passage). This procedure requires expensive cutting / machining equipment and tools.
US Pat. No. 5,421,397

本発明は、その場所に沿って少なくとも幅が3mm以下であるシリンダライナの隣接するペア間の最も狭い空間に嵌合するために必要とされる形状を有する予備形成(プリフォームド)ウェブインサートを導入することによって現在技術の上記の欠点を克服する。このインサートは、好適には同じ合金のアルミニウムから、または任意選択的に異なる合金から、あるいは他の適当な材料(青銅または銅といった)から作られ、ブロックの水ジャケットを画定する砂中子(サンドコア)が生成されるときと同時に所望の場所に配置される。   The present invention provides a preformed web insert having the shape required to fit in the narrowest space between adjacent pairs of cylinder liners that are at least 3 mm wide along its location. Introducing the above-mentioned drawbacks of the current technology by introducing. This insert is preferably made from the same alloy aluminum, or optionally from a different alloy, or other suitable material (such as bronze or copper), and a sand core (sand core) defining the water jacket of the block ) Is generated at the same time as it is generated.

このインサートは、米国特許第6,298,899号で論じられた予備形成中子に似た砂時計形状を持つことができ、また同様にそこで論じられた「傾斜角」を避けるという利点も有する。その配置により形状は類似しているが‘899号特許の中子は、非常に異なる目的(異なる考えを含む)に役立つ。   This insert can have an hourglass shape similar to the preformed core discussed in US Pat. No. 6,298,899, and also has the advantage of avoiding the “tilt angle” discussed therein. Although its shape is similar due to its arrangement, the core of the '899 patent serves a very different purpose (including different ideas).

本出願人等の予備形成インサートは、より多くの利点によってかなり異なっている。‘899号特許の中子は、一時的な砂中子であるが、対照的に本出願人等の予備形成インサートは、水ジャケット中子が除去された後に鋳造物の一部として適所に効果的に残る永久的中実構造体である。   Applicants' preformed inserts vary considerably with more advantages. The core of the '899 patent is a temporary sand core, but in contrast, Applicants' preformed inserts are effective in place as part of the casting after the water jacket core is removed. This is a permanent solid structure that remains.

本出願人等の予備形成インサートは、中実体であって、更に薄壁パイプを組み込むことができ、好適には代替としてその中に一体的に形成された通路を持つことができる。したがってこのようなインサート内のパイプまたは通路は、極めて狭いインタライナギャップを通る効果的で安定な冷却流体通路を与えることができる。   Applicants' preformed inserts are solid and can further incorporate thin-walled pipes, and preferably alternatively have passages integrally formed therein. Thus, a pipe or passage in such an insert can provide an effective and stable cooling fluid passage through a very narrow interliner gap.

したがって、シリンダブロックライナの密接整列配置されたペア間のインタライナウェブにおける(そうでなければ流れ、冷却および/または差分応力の問題を有する丈夫な薄壁部分を鋳造する必要性を有する自動車用その他の任意の鋳造品における)未充填空間、応力、および/または制御されない冷却速度の問題を除去する方法であって、好適には十分な冷却流体通路を用意する、アルミニウム合金のエンジンブロックを製造するための方法を提供することは、本発明の目的である。   Thus, for automobiles having the need to cast strong thin wall sections in the interliner web between closely aligned pairs of cylinder block liners (otherwise flow, cooling and / or differential stress problems A method of eliminating unfilled space, stress, and / or uncontrolled cooling rate problems (in any casting of the present invention), preferably producing an aluminum alloy engine block that provides sufficient cooling fluid passages It is an object of the present invention to provide a method for achieving this.

隣接するシリンダライナ間のウェブがギャップを充填する形状と、鋳造物の一部として機能するのに適した、また化学的(おそらくは亜鉛といった作用物質によって助けられるある表面溶融によることを含む)および/または機械的に鋳造物の残余部分とまた好適には鋳造物の残余部分と同じアルミニウム合金であるライナとよく接合するのに適した内容と、の比較的応力のない予備形成インサートから形成される、アルミニウム合金製の自動車用のエンジンブロックを提供することは、本発明のもう一つの目的である。   The shape of the web between adjacent cylinder liners filling the gap, and suitable for functioning as part of the casting, including chemical (possibly by some surface melting assisted by agents such as zinc) and / or Or formed from a relatively stress free preformed insert with a mechanically suitable remainder for joining well with a liner which is preferably the same aluminum alloy as the rest of the casting. It is another object of the present invention to provide an automotive engine block made of aluminum alloy.

インタライナギャップに嵌合するように適当な材料と形状になっていて既にそこに形成されている冷却通路であって、前記エンジンブロックの冷却流体ジャケットの別々の領域と流体連通を保持しているように配置される冷却通路を予備形成インサートに設けることによって前記ブロックの狭いインタライナギャップに冷却通路が形成されることを特徴とする、アルミニウム合金のエンジンブロックを製造するための方法を提供することは、本発明のもう一つの目的である。   Cooling passages that are of the appropriate material and shape to fit into the interliner gap and are already formed therein, and maintain fluid communication with separate areas of the cooling fluid jacket of the engine block Providing a method for manufacturing an aluminum alloy engine block, characterized in that a cooling passage is formed in the narrow interliner gap of the block by providing a cooling passage arranged in a preformed insert Is another object of the present invention.

本発明の一実施形態では、約3mmより薄い少なくとも一つの寸法を有する予備形成中実要素を含み、その後別々に既に適所に置かれた予備形成要素と共に液状金属によって製品の残余部分を鋳造し、それによって最終鋳造品を鋳造することを特徴とする、鋳造品を鋳造する方法が提供される。   In one embodiment of the present invention, the remainder of the product is cast with liquid metal, including a preformed solid element having at least one dimension less than about 3 mm, and then separately with the preformed element already in place, There is thus provided a method for casting a casting, characterized by casting a final casting.

本発明のもう一つの実施形態では、エンジンブロックを鋳造するための型を用意するステップと、1対のシリンダライナ間に予備形成中実要素の各々を挿入するステップと、モータブロックを形成するために溶融アルミニウムで前記型を充填するステップと、を含むことを特徴とする、シリンダライナを有するアルミニウム合金のエンジンブロックを製造する方法(が提供される)。   In another embodiment of the invention, providing a mold for casting an engine block, inserting each of the preformed solid elements between a pair of cylinder liners, and forming a motor block Filling the mold with molten aluminum to provide an aluminum alloy engine block having a cylinder liner (provided).

本発明の更なる実施形態では、前記シリンダライナ間の比較的応力のない予備成形された中実要素と、鋳造物の凝固後に一体的ブロックを形成するアルミニウム合金から鋳造されるエンジンブロックの残余部分と、を含むことを特徴とするアルミニウム合金製エンジンブロックが提供される。   In a further embodiment of the invention, a relatively stress-free preformed solid element between the cylinder liners and the remainder of the engine block cast from an aluminum alloy that forms an integral block after solidification of the casting An engine block made of aluminum alloy is provided.

本発明の更なる実施形態では、前記中実要素は冷却通路パイプを組み込むことができ、あるいは前記予備形成中実インサートは既にそこに形成されている冷却通路(任意選択的に適所設置の取外し可能な中子を有する)を持つことができる。   In a further embodiment of the invention, the solid element can incorporate a cooling passage pipe, or the preformed solid insert is already formed in a cooling passage (optionally removable in place). Have a large core).

薄いインタライナ壁9を有するエンジンブロック8のための鋳型に液状アルミニウム合金を充填するという問題への解は、鋳造ブロックの残り部分を形成する適当な材料、例えば同じアルミニウム合金で作られた中実インサート10を組み込むステップを含む。この予備形成インサートの他の適当な材料は、例えば青銅と銅と合金およびそれらの同等物を含む。予備形成インサート(一般に参照番号10で示される)は、鍛造または押出し成形できる。   The solution to the problem of filling the mold for an engine block 8 with a thin interliner wall 9 with a liquid aluminum alloy is that a solid insert made of a suitable material forming the rest of the cast block, for example the same aluminum alloy 10 is incorporated. Other suitable materials for this preformed insert include, for example, bronze, copper and alloys and their equivalents. A preformed insert (generally indicated by reference numeral 10) can be forged or extruded.

予備形成インサート10は、液状アルミニウム合金を前記型内に導入する前にシリンダライナ12間に置かれる。このインサート10は、ブロック8の残り部分を形成して凝固する液状アルミニウムによって適所に入れられて固定されるであろう。好適な実施形態では、予備形成インサート(インサート10aまたは10bを参照)は、液状アルミニウムを引き込むための溝14を有し、それによって液状アルミニウムが冷却して硬化するときにインサートとアルミニウムとの間により良好な接合を与える。接合はまた、鋳造物注入時にインサート10の表面溶融から起こり得る。これは、低溶融亜鉛といった結合剤の添加によって助けられ得る。   The preformed insert 10 is placed between the cylinder liners 12 before introducing the liquid aluminum alloy into the mold. This insert 10 will be fixed in place by liquid aluminum which forms the rest of the block 8 and solidifies. In a preferred embodiment, the preformed insert (see insert 10a or 10b) has a groove 14 for drawing liquid aluminum so that the liquid aluminum cools and hardens between the insert and the aluminum. Give a good bond. Bonding can also occur from surface melting of the insert 10 during casting injection. This can be aided by the addition of a binder such as low molten zinc.

好適な実施形態では、予備形成インサート10とブロック鋳型内への注入時に使用される液状アルミニウムとの間の同じ、または類似の膨張・冷却係数のお蔭で、本発明の利点の一つは、予備形成インサート10が残留張力を結果として残さないことである。   In a preferred embodiment, thanks to the same or similar expansion and cooling factors between the preformed insert 10 and the liquid aluminum used when pouring into the block mold, one advantage of the present invention is that The forming insert 10 does not leave any residual tension as a result.

更に、インサート10が同じ合金で作られていないときでも、アルミニウムの収縮のお蔭で、または鉄シリンダライナ12の膨張のお蔭で予備形成インサート10には熱応力が全く、またはほとんど誘発されない(インサート10は既に固体の応力なしの形にまで冷却されているので)。このようにしてクラッキング(亀裂発生)は最小化または除去される。更に本発明は有利なことには、中ぐり(ボーリング)といった後の機械加工の手順によって引き起こされる張力または亀裂発生に耐える。   Further, even when the insert 10 is not made of the same alloy, no or little thermal stress is induced in the preformed insert 10 due to aluminum shrinkage or due to the expansion of the iron cylinder liner 12 (insert 10). Is already cooled to a solid, stress-free form). In this way, cracking (cracking) is minimized or eliminated. Furthermore, the present invention advantageously resists tension or cracking caused by subsequent machining procedures such as boring.

本発明の更なる実施形態では、冷却液体通路15は好適には、例えばシリンダライナ間のギャップに嵌合するために必要とされる形状を有する冷却流体用導管と共にインサート10bまたは10cを配置することによって、予備形成インサート10の一部内に、または一部として形成される。この通路15は、図1に示すように埋め込み型の薄壁付きパイプ17(鋼などで作られる)の形を取ることができ、あるいは図6に示すように橋渡し中子(ブリッジングコア)16の使用によってインサートと一体に形成することもできる。インサート10b内のインサート冷却通路と外側水ジャケット冷却通路(水ジャケット中子6によって形成された)との接合を容易にするために、取外し可能な橋渡し中子(ブリッジングコア)16は、予備形成インサート10b内に通路15を形成するために使用されるときに、エンジンブロックの鋳造が完了する後まで適所に残るであろう(そしてその後ジャケット中子6の除去と共に除去される)。このような橋渡し中子(ブリッジングコア)の既知の例は、塩、カーボン、またはガラスを含む(米国特許第6,205,959号を参照)。   In a further embodiment of the invention, the cooling liquid passage 15 is preferably arranged with an insert 10b or 10c together with a cooling fluid conduit having the shape required to fit into the gap between the cylinder liners, for example. Is formed in or as part of the preformed insert 10. This passage 15 can take the form of an embedded thin-walled pipe 17 (made of steel or the like) as shown in FIG. 1, or a bridging core (bridging core) 16 as shown in FIG. Can be formed integrally with the insert. In order to facilitate the joining of the insert cooling passage in the insert 10b and the outer water jacket cooling passage (formed by the water jacket core 6), a removable bridging core (bridging core) 16 is pre-formed. When used to form the passage 15 in the insert 10b, it will remain in place until after the casting of the engine block is complete (and then removed with the removal of the jacket core 6). Known examples of such bridging cores (bridging cores) include salt, carbon, or glass (see US Pat. No. 6,205,959).

本発明は例えば、液状アルミニウム合金用の保持炉と、前記保持炉の最上部に配置された型のゲート内に適当な接続導管を通して前記液状アルミニウム合金を押し上げるために前記保持炉内に噴射される通常は窒素である加圧ガス源と、を含むことができる現在のプロセスと装置とによって実施できる。液状合金は、強制的にすべての型空洞内に入れられ、型が一杯になった後に液体の流れは適当な装置、例えば滑り弁またはゲートによって止められ、それから前記型は保持炉から切り離され、このプロセスは充填されるべき次の型によって繰り返される。チル(またはヒートシンク装置)(冷し金(または吸熱装置))としても知られる熱吸収材料のマスは現在、高品質鋳造物を製造するための所望の方向に凝固を方向付けするために液状アルミニウム合金と接触する、本出願の譲受人の専有プロセス下に置かれ得る。このような制御された冷却は現在、最新のアルミニウム自動車エンジンブロックにおいて遭遇する小さなインタライナギャップによって中断される可能性があるが、本発明の使用によって克服される。   The invention is for example injected into the holding furnace for pushing up the liquid aluminum alloy through a suitable connecting conduit into a holding furnace for the liquid aluminum alloy and a mold located at the top of the holding furnace. Can be implemented with current processes and equipment that can include a source of pressurized gas, typically nitrogen. The liquid alloy is forced into all mold cavities, and after the mold is full, the liquid flow is stopped by a suitable device, such as a slide valve or gate, and then the mold is disconnected from the holding furnace, This process is repeated with the next mold to be filled. A mass of heat-absorbing material, also known as chill (or heat sink device) (cooling metal (or heat sink)), is currently liquid aluminum to direct solidification in the desired direction for producing high quality castings. It can be placed under the proprietary process of the assignee of the present application in contact with the alloy. Such controlled cooling can now be interrupted by the small interliner gap encountered in modern aluminum automobile engine blocks, but is overcome by use of the present invention.

本発明を使用するための好適な条件は、3mm未満であるが、本方法はこの凝固プロセスのお蔭で、あるいは上述の他の何らかの理由で減少した残留応力をインタライナ横断面に与える必要が在る場合には、より厚いインタライナ寸法にも同様に適用される。   The preferred conditions for using the present invention are less than 3 mm, but the method needs to apply a reduced residual stress to the interliner cross section thanks to this solidification process or for some other reason mentioned above. In some cases, the same applies to thicker interliner dimensions.

本技術に精通する人々は、ここに説明された本発明の実施形態と同等である極めて多くの同等手段の如何なるものも過度の実験なしで認める、または確認できるであろう。このようなすべての同等手段は、本発明の範囲内にあるものと考えられ、また前述の請求項によって包含される。   Those skilled in the art will recognize or be able to ascertain without undue experimentation any of the numerous equivalent means equivalent to the embodiments of the invention described herein. All such equivalents are considered to be within the scope of the present invention and are covered by the appended claims.

別に説明されなければ、ここに使用されたすべての科学技術用語は、本発明が属する技術に通常のスキルを有する人によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。ここで説明されたものと類似または同等の方法と材料は本発明の実施とテストにおいて使用可能であるが、ここでは適当な方法と材料が説明されている。ここに挙げられたすべての発行物と特許出願と特許とその他の参考文献は、それらの全体が引例によって組み入れられている。衝突の場合、用語の説明を含む本明細書が調整するであろう。更にこれらの材料、方法および例は、単に例示的なものであって、限定的であることを意図していない。   Unless otherwise explained, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Although methods and materials similar or equivalent to those described herein can be used in the practice or testing of the present invention, suitable methods and materials are described herein. All publications, patent applications, patents and other references cited herein are incorporated by reference in their entirety. In case of collision, the present specification, including explanations of terms, will adjust. In addition, these materials, methods, and examples are illustrative only and not intended to be limiting.

本発明の好適な実施形態とその修正版がここに詳細に説明されているが、本発明がこれらの正確な実施形態と修正版とに限定されないことと、付属の請求項に記載の本発明の精神と範囲から逸脱せずに、他の修正版と変形版が本技術に精通する人によって考えられ得ることは理解されるべきである。   Although preferred embodiments of the invention and modifications thereof are described in detail herein, the invention is not limited to these precise embodiments and modifications and the invention described in the appended claims. It should be understood that other modifications and variations can be envisaged by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.

橋渡し冷却通路中子を有し、それぞれのインタライナギャップ位置においてジャケット中子を有する橋渡し中子によって組み込まれたこのような各インサートを有する3個の予備形成中実アルミニウムインサート(本発明の好適な一実施形態による)を組み入れたアルミニウムエンジンブロックの水ジャケット(すなわち冷却通路)を形成するための型の中子の等角投影図(斜視図)である。Three preformed solid aluminum inserts (each suitable for the present invention) with each such insert having a bridging cooling passage core and incorporated by a bridging core with a jacket core at each interliner gap position. 1 is an isometric view (perspective view) of a core of a mold for forming a water jacket (ie, cooling passage) of an aluminum engine block incorporating an embodiment); FIG. シリンダ内腔の各々に密接に嵌合する円筒形鉄ライナと、完成したブロックのライナの各ペアのインタライナギャップ内に配置された中実アルミニウムインサート(通路を持たない)とを有するエンジンシリンダブロックの様式化上面図である(こうして、本発明が効果的に実施され得るエンジン部品の関係を示す)。Engine cylinder block having a cylindrical iron liner that fits closely into each of the cylinder lumens and a solid aluminum insert (no passage) disposed within the interliner gap of each pair of liners of the finished block FIG. 2 is a top view of the stylization of the engine (thus showing the relationship of engine parts in which the present invention can be effectively implemented). 図2の断面線A−Aに沿って取られた様式化垂直断面図である。FIG. 3 is a stylized vertical section taken along section line AA of FIG. 図2と同様であるが、予備形成インサートが各々橋渡し冷却流体流れ通路(点線で示されている)を組み入れた本発明の異なる好適な実施形態による様式化上面図である。FIG. 3 is a stylized top view according to a different preferred embodiment of the present invention similar to FIG. 2, but with each preformed insert incorporating a bridged cooling fluid flow passage (shown in dotted lines). 図4の断面線A−Aに沿って取られた様式化垂直断面図である。FIG. 5 is a stylized vertical cross section taken along section line AA of FIG. インタライナギャップ橋渡し冷却流体流れ通路を形成するための予備形成インサートの上部分のいずれかの端部を貫通して延びる二つの橋渡し中子を示す中実の予備形成インサートの等角投影図(斜視図)である。An isometric view of a solid preformed insert showing two bridging cores extending through either end of the upper portion of the preformed insert to form an interliner gap bridged cooling fluid flow passage (perspective view) Figure). インタライナギャップに嵌合する中実予備形成インサート(図2、3の好適な実施形態による)を有する型の中子に取り付けられた2個の鉄ライナを示す等角投影図(斜視図)である。2 is an isometric view (perspective view) showing two iron liners attached to the core of a mold having a solid preformed insert (according to the preferred embodiment of FIGS. 2 and 3) that fits into the interliner gap. is there.

Claims (5)

約3mmより薄い少なくとも一つの寸法を有する予備形成された(プリフォームド)中実要素を含む鋳造品を鋳造し、最終的鋳造製品を形成するために液状金属によってこの製品の残り部分を鋳造することを特徴とする方法。   Casting a casting comprising a preformed (preformed) solid element having a dimension of less than about 3 mm and casting the remainder of the product with liquid metal to form a final cast product A method characterized by that. シリンダライナを含むアルミニウム合金のエンジンブロックを製造する方法であって、前記エンジンブロックを鋳造するための型を用意するステップと、前記シリンダライナ間に予備形成(プリフォームド)中実要素を挿入するステップと、前記モータブロックを形成するために前記型に溶融アルミニウム合金を充填するステップと、を含むことを特徴とする方法。   A method of manufacturing an aluminum alloy engine block including a cylinder liner, comprising: preparing a mold for casting the engine block; and inserting a preformed solid element between the cylinder liners. And filling the mold with molten aluminum alloy to form the motor block. 前記シリンダライナ間の予備形成された比較的応力のない中実要素と、前記鋳造物の凝固後に一体的ブロックを形成する前記アルミニウム合金から鋳造される前記エンジンブロックの残り部分とを含むことを特徴とする、アルミニウム合金製のエンジンブロック。   Including a preformed, relatively stress free solid element between the cylinder liners and a remainder of the engine block cast from the aluminum alloy that forms an integral block after solidification of the casting. An engine block made of aluminum alloy. 前記予備形成要素はその中に少なくとも一つの橋渡し通路(ブリッジングパッセージ)を有することを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。   3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the preforming element has at least one bridging passage (bridging passage) therein. 前記橋渡し通路は、各1対の鋳鉄ライナ間の各インタライナギャップを通り、前記エンジン型の一部を形成する水ジャケット中子(ウォータジャケットコア)の相対する半分の間に延びる橋渡し中子(ブリッジングコア)によって形成されることを特徴とする、請求項4に記載の方法。

The bridging passages extend through the interliner gaps between each pair of cast iron liners and extend between opposing halves of a water jacket core (water jacket core) that forms part of the engine mold. Method according to claim 4, characterized in that it is formed by a bridging core).

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