JP3078411B2 - 複合アルミニウム部材の製造方法 - Google Patents
複合アルミニウム部材の製造方法Info
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- JP3078411B2 JP3078411B2 JP04301450A JP30145092A JP3078411B2 JP 3078411 B2 JP3078411 B2 JP 3078411B2 JP 04301450 A JP04301450 A JP 04301450A JP 30145092 A JP30145092 A JP 30145092A JP 3078411 B2 JP3078411 B2 JP 3078411B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/0009—Cylinders, pistons
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム系材料より
なる基体にアルミニウムまたはアルミニウム合金を一体
形成する方法に関するものである。
なる基体にアルミニウムまたはアルミニウム合金を一体
形成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウムまたはアルミニウム合金よ
りなるアルミニウム系材料は、軽くて強度もあることか
ら、航空機材料などとしてのほか、種々の部品，部材と
して広く利用されているが、用途によっては更にアルミ
ニウム系材料の全表面または一部分に特定の機能をもた
せたい場合がある。例えば高強度を有するアルミニウム
合金鋳物上に耐蝕性に優れたアルミニウム層を形成し
て、軽金属材料としての重量上の利点を損なうことな
く、所期の耐蝕性を得たいとか、また表層部に圧延アル
ミニウム板などの機械的強度に優れたものを配したいな
どの場合がある。
りなるアルミニウム系材料は、軽くて強度もあることか
ら、航空機材料などとしてのほか、種々の部品，部材と
して広く利用されているが、用途によっては更にアルミ
ニウム系材料の全表面または一部分に特定の機能をもた
せたい場合がある。例えば高強度を有するアルミニウム
合金鋳物上に耐蝕性に優れたアルミニウム層を形成し
て、軽金属材料としての重量上の利点を損なうことな
く、所期の耐蝕性を得たいとか、また表層部に圧延アル
ミニウム板などの機械的強度に優れたものを配したいな
どの場合がある。
【０００３】このようにアルミニウム鋳物の全部または
一部に特定の性能を持たせる場合、あるいはある部分を
予め特定の形状にしておく必要がある場合、予め準備し
たアルミニウム系材料よりなる基体をアルミニウム溶湯
で注湯時に鋳ぐるんで固定する方法が考えられ、このよ
うな方法は鉄系材料ではしばしば利用されている。
一部に特定の性能を持たせる場合、あるいはある部分を
予め特定の形状にしておく必要がある場合、予め準備し
たアルミニウム系材料よりなる基体をアルミニウム溶湯
で注湯時に鋳ぐるんで固定する方法が考えられ、このよ
うな方法は鉄系材料ではしばしば利用されている。
【０００４】しかしながら、アルミニウム系材料の場合
には、表層に緻密な酸化膜が強固に形成されているた
め、溶湯との接触界面は十分に溶着することができず、
そのため溶湯によって形成されるアルミニウム層部分と
基体とは不十分な接合状態となる。また、溶湯の過熱度
を上げたり、また基体を十分予熱した場合などには溶着
する現象が認められるが、その条件範囲はごく狭く、均
一な接着もむずかしいのが実情である。
には、表層に緻密な酸化膜が強固に形成されているた
め、溶湯との接触界面は十分に溶着することができず、
そのため溶湯によって形成されるアルミニウム層部分と
基体とは不十分な接合状態となる。また、溶湯の過熱度
を上げたり、また基体を十分予熱した場合などには溶着
する現象が認められるが、その条件範囲はごく狭く、均
一な接着もむずかしいのが実情である。
【０００５】そのため、この鋳ぐるみ技術を利用する場
合は、単に包んで固定すれば十分なものに対してだけで
あり、温度差や機械的応力が繰返されてガタが発生する
危険性があるものや、十分な機械的強度や気密性を必要
とするものには利用できない。
合は、単に包んで固定すれば十分なものに対してだけで
あり、温度差や機械的応力が繰返されてガタが発生する
危険性があるものや、十分な機械的強度や気密性を必要
とするものには利用できない。
【０００６】そこで、例えば特公平２−３５６２７号公
報に記載された製造方法のように、アルミニウム系材料
およびフッ素を含有する処理溶液を接触せしめることに
よりペンタフルオロアルミニウム酸カリウム（Ｋ2Ａｌ
Ｆ3）からなる化成処理層を形成した後、該化成処理層
を形成した基体を、アルミニウムまたはアルミニウム合
金の溶湯と接触せしめて一体化するものも提供されてい
る。
報に記載された製造方法のように、アルミニウム系材料
およびフッ素を含有する処理溶液を接触せしめることに
よりペンタフルオロアルミニウム酸カリウム（Ｋ2Ａｌ
Ｆ3）からなる化成処理層を形成した後、該化成処理層
を形成した基体を、アルミニウムまたはアルミニウム合
金の溶湯と接触せしめて一体化するものも提供されてい
る。
【０００７】したがって、この公報記載の従来例によれ
ば、基体表面のフラックスである化成処理層が溶湯と接
触して温度が上昇して融解し始めると、該融解した化成
処理層がアルミニウム系材料の表面で反応して該材料上
の酸化被膜を除去する。これによって、材料の清浄なア
ルミニウム面が表れるため、該材料と溶湯とのぬれ性が
良くなって、基体の隅々まで溶湯が行き渡り、良好な接
着性が得られる。
ば、基体表面のフラックスである化成処理層が溶湯と接
触して温度が上昇して融解し始めると、該融解した化成
処理層がアルミニウム系材料の表面で反応して該材料上
の酸化被膜を除去する。これによって、材料の清浄なア
ルミニウム面が表れるため、該材料と溶湯とのぬれ性が
良くなって、基体の隅々まで溶湯が行き渡り、良好な接
着性が得られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、公報記載の
従来例によれば、前述のように基体表面の化成処理層に
よって酸化被膜を除去し、材料と溶湯とを主としてぬれ
性によって接着力を確保するようになっているため、該
主たるぬれ性だけでは十分な接着力が得られず、製造後
に基体と凝固後のアルミニウム材等が剥離する惧れがあ
る。
従来例によれば、前述のように基体表面の化成処理層に
よって酸化被膜を除去し、材料と溶湯とを主としてぬれ
性によって接着力を確保するようになっているため、該
主たるぬれ性だけでは十分な接着力が得られず、製造後
に基体と凝固後のアルミニウム材等が剥離する惧れがあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の問
題点に鑑みて案出されたもので、予め所定の形状に成形
されたアルミニウム系材料からなる基体を、アルミニウ
ムに少なくともマグネシウムを添加してなる合金溶湯に
浸漬して基体の表面に前記合金層を形成する工程と、そ
の後、該基体をアルミニウムまたはアルミニウム合金の
溶湯と接触させる工程とからなることを特徴としてい
る。
題点に鑑みて案出されたもので、予め所定の形状に成形
されたアルミニウム系材料からなる基体を、アルミニウ
ムに少なくともマグネシウムを添加してなる合金溶湯に
浸漬して基体の表面に前記合金層を形成する工程と、そ
の後、該基体をアルミニウムまたはアルミニウム合金の
溶湯と接触させる工程とからなることを特徴としてい
る。
【００１０】本発明においてアルミニウム系材料とは、
アルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる材料を
意味し、その組成については特に限定されることなく、
通常のアルミニウム合金に含まれる珪素Ｓｉ，銅Ｃｕ，
マンガンＭｎ，亜鉛Ｚｎ，チタンＴｉ，クロムＣｒ，ジ
ルコニウムＺｒ，マグネシウムＭｇ等の添加元素を１種
または２種以上含んでいてよく、その含有量についても
特別限定されない。特に、耐摩耗性を有するアルミニウ
ム系材料としてＳｉＣ粒子，Ａｌ2Ｏ3粒子，Ａｌ2Ｏ3繊
維，ＳｉＣ繊維，Ｓｉ粒子，炭素繊維などを複合させた
ものは産業上の利用価値がある。アルミニウム系材料は
また、異なるアルミニウム材料からなるクラッド材など
の複合材であってもよく、例えば溶湯との溶着をより確
実にするために一方のアルミニウム材料よりも融点が１
０〜１００℃低い合金、例えばＳｉを７〜１２％（重
量、以下同じ）含有したＡｌ−Ｓｉ共晶合金を貼り合わ
せまたは被覆したものを用いてもよい。
アルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる材料を
意味し、その組成については特に限定されることなく、
通常のアルミニウム合金に含まれる珪素Ｓｉ，銅Ｃｕ，
マンガンＭｎ，亜鉛Ｚｎ，チタンＴｉ，クロムＣｒ，ジ
ルコニウムＺｒ，マグネシウムＭｇ等の添加元素を１種
または２種以上含んでいてよく、その含有量についても
特別限定されない。特に、耐摩耗性を有するアルミニウ
ム系材料としてＳｉＣ粒子，Ａｌ2Ｏ3粒子，Ａｌ2Ｏ3繊
維，ＳｉＣ繊維，Ｓｉ粒子，炭素繊維などを複合させた
ものは産業上の利用価値がある。アルミニウム系材料は
また、異なるアルミニウム材料からなるクラッド材など
の複合材であってもよく、例えば溶湯との溶着をより確
実にするために一方のアルミニウム材料よりも融点が１
０〜１００℃低い合金、例えばＳｉを７〜１２％（重
量、以下同じ）含有したＡｌ−Ｓｉ共晶合金を貼り合わ
せまたは被覆したものを用いてもよい。
【００１１】本発明で用いるアルミニウム系材料よりな
る基体は、鋳造品であってもまた圧延・鋳造品であって
もよく、その形状，大きさは特に限定されることなく、
目的に応じて選択使用される。
る基体は、鋳造品であってもまた圧延・鋳造品であって
もよく、その形状，大きさは特に限定されることなく、
目的に応じて選択使用される。
【００１２】本発明でアルミニウム系材料の基体を浸漬
するアルミニウムとマグネシウムの合金は次の様にして
製造することができる。
するアルミニウムとマグネシウムの合金は次の様にして
製造することができる。
【００１３】黒鉛坩堝を用いた電気炉にアルミニウムを
投入して溶解し、７３０℃に保持する。その後、１００
−２００℃で乾燥させたマグネシウムを、フォスフォラ
イザーを使用してアルミニウム溶湯に投入溶解する。そ
の場合、マグネシウムの酸化を防止するために六沸化硫
黄のガスを流すと良い。マグネシウム量が３０重量％を
越えると融点が５００℃以下となり４０重量％を越える
と４５０℃となる。このように、マグネシウムをアルミ
ニウムに添加していくとアルミニウムの融点は低下して
いく。
投入して溶解し、７３０℃に保持する。その後、１００
−２００℃で乾燥させたマグネシウムを、フォスフォラ
イザーを使用してアルミニウム溶湯に投入溶解する。そ
の場合、マグネシウムの酸化を防止するために六沸化硫
黄のガスを流すと良い。マグネシウム量が３０重量％を
越えると融点が５００℃以下となり４０重量％を越える
と４５０℃となる。このように、マグネシウムをアルミ
ニウムに添加していくとアルミニウムの融点は低下して
いく。
【００１４】また、斯るアルミニウムとマグネシウムの
合金溶湯のマグネシウム量は、脆い性質をもつアルミニ
ウムとマグネシウムの金属間化合物の合金層内の生成量
を少なくするため２０から４０重量％が好ましいが、こ
の量は接触させる後述するアルミ合金溶湯の温度と鋳込
み量，型材料，方案及び基体の重量等によって変化し最
適な溶湯の融点を決定する。
合金溶湯のマグネシウム量は、脆い性質をもつアルミニ
ウムとマグネシウムの金属間化合物の合金層内の生成量
を少なくするため２０から４０重量％が好ましいが、こ
の量は接触させる後述するアルミ合金溶湯の温度と鋳込
み量，型材料，方案及び基体の重量等によって変化し最
適な溶湯の融点を決定する。
【００１５】ここで、重要なことは、溶湯の融点をすく
なくともアルミニウム系材料の融点以下とする様アルミ
ニウムを添加することである。それを達成するならばア
ルミニウムにマグネシウムのほかにシリコン，ニッケ
ル，銅，クロム，マンガン，亜鉛，鉄，その他チタン，
カルシュウム，ストロンチュウム，アンチモンなどを添
加しても良い。
なくともアルミニウム系材料の融点以下とする様アルミ
ニウムを添加することである。それを達成するならばア
ルミニウムにマグネシウムのほかにシリコン，ニッケ
ル，銅，クロム，マンガン，亜鉛，鉄，その他チタン，
カルシュウム，ストロンチュウム，アンチモンなどを添
加しても良い。
【００１６】その後、アルミニウム系材料の基体を、上
記アルミニウムマグネシウムの合金溶湯に浸漬するが、
その浸漬時間は、溶湯のマグネシウム量および溶湯の温
度によって一概には決まらないが例えばマグネシウム量
が２８重量％で５２０℃に保持した場合には５分〜２０
分間の範囲が良い。
記アルミニウムマグネシウムの合金溶湯に浸漬するが、
その浸漬時間は、溶湯のマグネシウム量および溶湯の温
度によって一概には決まらないが例えばマグネシウム量
が２８重量％で５２０℃に保持した場合には５分〜２０
分間の範囲が良い。
【００１７】この浸漬処理により基体の表面と溶湯中の
マグネシウムとが反応し、基体の表面にアルミニウムと
マグネシウムの合金層が形成される事を見いだした。
マグネシウムとが反応し、基体の表面にアルミニウムと
マグネシウムの合金層が形成される事を見いだした。
【００１８】この浸漬に先立ち、基体の表面に形成され
ている酸化膜の除去が有効である。その方法は、例えば
水酸化ナトリウムやフッ化水素等に浸漬するものであ
る。また、その工程より前に基体表面をトリクロロエチ
レン等の有機溶媒で脱脂を行ってもよい。
ている酸化膜の除去が有効である。その方法は、例えば
水酸化ナトリウムやフッ化水素等に浸漬するものであ
る。また、その工程より前に基体表面をトリクロロエチ
レン等の有機溶媒で脱脂を行ってもよい。
【００１９】基体は、機械加工のしない原材料のまま上
記の浸漬処理を行っても良い。また所定の形状になるよ
うに加工を加えたもの、あるいは組み立てたのち行って
も良い。このように該基体の表面に形成されたＡｌ−Ｍ
ｇ合金層は、基体表面部にあるアルミニウムとアルミニ
ウムとマグネシウム溶湯中のマグネシウムとが、金属学
的に結合する。したがって、基体と合金層との明確な界
面は存在せず非常に強固に結合している。そこでかなり
の強加工を行っても剥がれることがないので処理をした
のち所定の形状に塑性加工しても良い。
記の浸漬処理を行っても良い。また所定の形状になるよ
うに加工を加えたもの、あるいは組み立てたのち行って
も良い。このように該基体の表面に形成されたＡｌ−Ｍ
ｇ合金層は、基体表面部にあるアルミニウムとアルミニ
ウムとマグネシウム溶湯中のマグネシウムとが、金属学
的に結合する。したがって、基体と合金層との明確な界
面は存在せず非常に強固に結合している。そこでかなり
の強加工を行っても剥がれることがないので処理をした
のち所定の形状に塑性加工しても良い。
【００２０】また、前述のように基体をアルミニウムと
マグネシウムとの合金の溶湯に浸漬して、基体表面にＡ
ｌ−Ｍｇの合金層を形成するわけであるが、基体を合金
の溶湯より引き上げた際に、基体表面のＡｌ−Ｍｇ合金
層の表面が酸化する。この酸化層は、後のアルミニウム
溶湯との接触による合金化の妨げになるため、基体を後
述の予熱に先立ち除去しておくのが良い。その方法はガ
ラスビーズ等を使用したショットブラストや前述の酸や
アルカリ溶液の浸漬処理も良い。
マグネシウムとの合金の溶湯に浸漬して、基体表面にＡ
ｌ−Ｍｇの合金層を形成するわけであるが、基体を合金
の溶湯より引き上げた際に、基体表面のＡｌ−Ｍｇ合金
層の表面が酸化する。この酸化層は、後のアルミニウム
溶湯との接触による合金化の妨げになるため、基体を後
述の予熱に先立ち除去しておくのが良い。その方法はガ
ラスビーズ等を使用したショットブラストや前述の酸や
アルカリ溶液の浸漬処理も良い。
【００２１】次に、Ａｌ−Ｍｇ合金層が形成された基体
の表面にアルミニウム溶湯を鋳包みにより接触させる工
程を説明する。
の表面にアルミニウム溶湯を鋳包みにより接触させる工
程を説明する。
【００２２】まず、本発明において使用するアルミニウ
ム溶湯は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が使
用でき、基体としてのアルミニウム系材料と同じ材料の
ものが使用できることは勿論のこと、そのアルミニウム
溶湯の温度がＡｌ−Ｍｇ合金層の融点より高ければ良い
わけで、ほとんど全てのアルミニウム合金材料が使用で
きる。
ム溶湯は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が使
用でき、基体としてのアルミニウム系材料と同じ材料の
ものが使用できることは勿論のこと、そのアルミニウム
溶湯の温度がＡｌ−Ｍｇ合金層の融点より高ければ良い
わけで、ほとんど全てのアルミニウム合金材料が使用で
きる。
【００２３】鋳包みによるアルミニウム溶湯と基体との
接触工程は、非酸化性雰囲気で行うのが最も好ましい
が、少量の酸素を含む雰囲気下でも、また場合によって
は大気中で行ってもよい。
接触工程は、非酸化性雰囲気で行うのが最も好ましい
が、少量の酸素を含む雰囲気下でも、また場合によって
は大気中で行ってもよい。
【００２４】本接触工程において、上記Ａｌ−Ｍｇ合金
層は次の様に作用する。即ち、基体の表面に形成された
Ａｌ−Ｍｇ合金層は、その合金層の融点より高いアルミ
ニウム溶湯と接触すると、該アルミニウム溶湯からの受
熱によりＡｌ−Ｍｇ合金層が融点に達し該Ａｌ−Ｍｇ合
金層が融解し始めると同時にアルミニウム溶湯と融合し
て合金化し凝固する。
層は次の様に作用する。即ち、基体の表面に形成された
Ａｌ−Ｍｇ合金層は、その合金層の融点より高いアルミ
ニウム溶湯と接触すると、該アルミニウム溶湯からの受
熱によりＡｌ−Ｍｇ合金層が融点に達し該Ａｌ−Ｍｇ合
金層が融解し始めると同時にアルミニウム溶湯と融合し
て合金化し凝固する。
【００２５】アルミニウム溶湯からの受熱によるＡｌ−
Ｍｇ合金層の温度上昇を容易にし、またアルミニウム溶
湯が基体との接触により熱を奪われ温度が低下してＡｌ
−Ｍｇ合金層との合金化する前に凝固を始めるのを防ぐ
目的で、基体を予熱するのがよい。予熱温度は基体表面
のＡｌ−Ｍｇ合金層の融点によるが、例えば１５０〜４
５０℃で良い。その予熱の際に重要なことは、予熱によ
って基体の表面上に酸化膜を形成しないことである。そ
のためにアルゴンや窒素ガス等の非酸化性雰囲気中で加
熱を行うのが良い。
Ｍｇ合金層の温度上昇を容易にし、またアルミニウム溶
湯が基体との接触により熱を奪われ温度が低下してＡｌ
−Ｍｇ合金層との合金化する前に凝固を始めるのを防ぐ
目的で、基体を予熱するのがよい。予熱温度は基体表面
のＡｌ−Ｍｇ合金層の融点によるが、例えば１５０〜４
５０℃で良い。その予熱の際に重要なことは、予熱によ
って基体の表面上に酸化膜を形成しないことである。そ
のためにアルゴンや窒素ガス等の非酸化性雰囲気中で加
熱を行うのが良い。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。この実施
例は、図１に示すように、内燃機関のアルミニウム合金
製ピストン１に適用したものであって、リングランド部
２の外周に形成されたピストンリング溝３の周壁に、Ｓ
ｉＣ粒子を分散したアルミニウム合金製の基体であるイ
ンサート部材４を鋳ぐるむ例を示している。
例は、図１に示すように、内燃機関のアルミニウム合金
製ピストン１に適用したものであって、リングランド部
２の外周に形成されたピストンリング溝３の周壁に、Ｓ
ｉＣ粒子を分散したアルミニウム合金製の基体であるイ
ンサート部材４を鋳ぐるむ例を示している。
【００２７】即ち、この製造方法は、図２に示すよう
に、まず鋳造金型５内に固定された環状の保持具６に前
記のインサート部材４を予めセットする。このインサー
ト部材４は、前述の製造工程により表面にＡｌ−Ｍｇの
合金層が形成されている。そして、この金型５の内にア
ルミニウム溶湯が注入されて、インサート部材４が鋳ぐ
るまれる。
に、まず鋳造金型５内に固定された環状の保持具６に前
記のインサート部材４を予めセットする。このインサー
ト部材４は、前述の製造工程により表面にＡｌ−Ｍｇの
合金層が形成されている。そして、この金型５の内にア
ルミニウム溶湯が注入されて、インサート部材４が鋳ぐ
るまれる。
【００２８】以下の表１は、インサート部材４にＡｌ−
Ｍｇ合金層の表面処理がなされている場合と、されてい
ない場合及び前記公報記載の化成処理がなされた場合の
夫々の実験結果を示している。
Ｍｇ合金層の表面処理がなされている場合と、されてい
ない場合及び前記公報記載の化成処理がなされた場合の
夫々の実験結果を示している。
【００２９】
【表１】
【００３０】この実験からも明らかなように、本実施例
のような処理をしない場合や化成処理を行ったものは、
アルミニウム鋳物がインサート部材４に十分に接合しな
いのに対し、本実施例の処理を行ったものは、強固な接
合を示した。
のような処理をしない場合や化成処理を行ったものは、
アルミニウム鋳物がインサート部材４に十分に接合しな
いのに対し、本実施例の処理を行ったものは、強固な接
合を示した。
【００３１】本実施例によって得られた複合アルミニウ
ム部材は、剥離試験によっても容易に剥離せず良好な結
果が得られた。
ム部材は、剥離試験によっても容易に剥離せず良好な結
果が得られた。
【００３２】また、この実施例によれば、インサート部
材４を従来のような高価な工法である溶湯鍛造法による
ことなく、また鋳鉄に代えてアルミニウム合金材で成形
できるため、コストの大巾な低下と軽量化が図れると共
に、良好な熱伝導性を確保できる。
材４を従来のような高価な工法である溶湯鍛造法による
ことなく、また鋳鉄に代えてアルミニウム合金材で成形
できるため、コストの大巾な低下と軽量化が図れると共
に、良好な熱伝導性を確保できる。
【００３３】尚、本発明は、前記実施例のピストン１に
限定されるものではなく、他のアルミニウム合金製品に
適用可能であることは云うまでもない。
限定されるものではなく、他のアルミニウム合金製品に
適用可能であることは云うまでもない。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
製造方法によれば、アルミニウム系材料の基体をアルミ
ニウムとマグネシウムの合金溶湯に浸漬して、該基体表
面に完全な金属学的結合をなすＡｌ−Ｍｇの合金層を形
成することによって、従来完全接合は不可能と考えられ
ていたアルミニウム系材料とアルミニウム鋳物との接合
が容易にできる。
製造方法によれば、アルミニウム系材料の基体をアルミ
ニウムとマグネシウムの合金溶湯に浸漬して、該基体表
面に完全な金属学的結合をなすＡｌ−Ｍｇの合金層を形
成することによって、従来完全接合は不可能と考えられ
ていたアルミニウム系材料とアルミニウム鋳物との接合
が容易にできる。
【００３５】そのため、一方の部材を例えば耐蝕性と
し、他方の部材を耐摩耗性など高強度の機能を有するも
のとした複合アルミニウム部材を、軽量であるというア
ルミニウムの利点を損なうことなく得ることができる。
また、予め特定形状に仕上げた部品を鋳ぐるむことがで
き、１つの鋳物に鋳ぐるまれる部品（基体）は１つであ
る必要はないので、種々複雑な形状のものを作ることが
できる。
し、他方の部材を耐摩耗性など高強度の機能を有するも
のとした複合アルミニウム部材を、軽量であるというア
ルミニウムの利点を損なうことなく得ることができる。
また、予め特定形状に仕上げた部品を鋳ぐるむことがで
き、１つの鋳物に鋳ぐるまれる部品（基体）は１つであ
る必要はないので、種々複雑な形状のものを作ることが
できる。
【００３６】さらに、従来肉厚であるため、内部欠陥が
発生し易い鋳物にあってはその位置に予め準備した基体
を配置して鋳ぐるむことによって、引け欠陥を防止した
高品質な鋳物を得ることができるなどの利点を有する。
発生し易い鋳物にあってはその位置に予め準備した基体
を配置して鋳ぐるむことによって、引け欠陥を防止した
高品質な鋳物を得ることができるなどの利点を有する。
【００３７】また、本発明によれば、アルミニウム溶湯
により表面被覆もできるため、従来のクラッド板の如く
貼り合わせ時に厚さが変わるとか硬さが増すなどの欠点
を伴うことなく、所望のアルミニウム被覆層を有する複
合アルミニウム板が得られる、など多くの優れた効果を
有する。
により表面被覆もできるため、従来のクラッド板の如く
貼り合わせ時に厚さが変わるとか硬さが増すなどの欠点
を伴うことなく、所望のアルミニウム被覆層を有する複
合アルミニウム板が得られる、など多くの優れた効果を
有する。
【図１】本発明の実施例で適用される内燃機関のピスト
ンを一部切欠して示す要部拡大図。
ンを一部切欠して示す要部拡大図。
【図２】本実施例に供される鋳造金型を示す断面図。
１…アルミ合金製ピストン ２…リングランド部 ３…ピストンリング溝 ４…インサート部材（基体） ５…金型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｆ 3/00 ３０１ Ｆ０２Ｆ 3/00 ３０１Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 19/00 B22D 19/08 F02F 3/00 F02F 3/00 301
Claims (1)
- 【請求項１】 予め所定の形状に成形されたアルミニウ
ム系材料からなる基体を、アルミニウムに少なくともマ
グネシウムを添加してなる合金溶湯に浸漬して基体の表
面に前記合金層を形成した後、該基体をアルミニウムま
たはアルミニウム合金の溶湯と接触させたことを特徴と
する複合アルミニウム部材の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04301450A JP3078411B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 複合アルミニウム部材の製造方法 |
| DE19934338751 DE4338751C2 (de) | 1992-11-12 | 1993-11-12 | Verfahren zum Herstellen eines Aluminium-Verbundkolbens für Brennkraftmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04301450A JP3078411B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 複合アルミニウム部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06142889A JPH06142889A (ja) | 1994-05-24 |
| JP3078411B2 true JP3078411B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=17897041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04301450A Expired - Lifetime JP3078411B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 複合アルミニウム部材の製造方法 |
Country Status (2)
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| JP (1) | JP3078411B2 (ja) |
| DE (1) | DE4338751C2 (ja) |
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| DE10259700A1 (de) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zur Herstellung eines Leichtmetall-Verbundgussteil sowie Leichtmetall-Verbundgussteil |
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- 1992-11-12 JP JP04301450A patent/JP3078411B2/ja not_active Expired - Lifetime
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1993
- 1993-11-12 DE DE19934338751 patent/DE4338751C2/de not_active Expired - Fee Related
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| DE4338751C2 (de) | 1996-08-08 |
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