JP3287898B2 - エンジンのアルミニウム合金製シリンダブロック及びその製造方法 - Google Patents
エンジンのアルミニウム合金製シリンダブロック及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性に優れたアル
ミニウム−シリコン系合金製シリンダライナを備えたア
ルミニウム合金製シリンダブロック、及びその製造方法
に関わる。
ミニウム−シリコン系合金製シリンダライナを備えたア
ルミニウム合金製シリンダブロック、及びその製造方法
に関わる。
【０００２】
【従来の技術】自動車の軽量化のため、従来よりエンジ
ンのシリンダブロックとしてアルミニウム（以下、Ａｌ
とする。）合金が使用され、その内周面には耐摩耗性の
観点から鋳鉄性シリンダライナが鋳ぐるまれている。し
かし、鋳鉄性シリンダライナは重量が大きいという特質
があるほか、熱伝導性が悪く且つＡｌ合金製シリンダブ
ロックとの密着性に劣るため、放熱性が悪いという特質
があった。特に最近では、エンジンの高出力化に伴う燃
焼室温度の上昇によりライナ壁温度が上昇し、異常燃焼
あるいは潤滑オイルの劣化といった欠点が現れるように
なり、そのため、より軽量且つ放熱性に優れたＡｌ合金
製のシリンダライナが開発された。
ンのシリンダブロックとしてアルミニウム（以下、Ａｌ
とする。）合金が使用され、その内周面には耐摩耗性の
観点から鋳鉄性シリンダライナが鋳ぐるまれている。し
かし、鋳鉄性シリンダライナは重量が大きいという特質
があるほか、熱伝導性が悪く且つＡｌ合金製シリンダブ
ロックとの密着性に劣るため、放熱性が悪いという特質
があった。特に最近では、エンジンの高出力化に伴う燃
焼室温度の上昇によりライナ壁温度が上昇し、異常燃焼
あるいは潤滑オイルの劣化といった欠点が現れるように
なり、そのため、より軽量且つ放熱性に優れたＡｌ合金
製のシリンダライナが開発された。
【０００３】従来公知のシリンダライナ用Ａｌ合金は、
たとえばＡ３９０（表１参照）のような過共晶Ａｌ−シ
リコン（以下、Ｓｉとする。）系合金であり、高硬度の
初晶Ｓｉ粒子を多量にマトリクス中に分散含有するため
耐摩耗性に優れた合金である。シリンダライナをＡｌ−
Ｓｉ系合金製とすることにより、シリンダブロックがさ
らに軽量化されるとともに、熱伝導性が良く熱膨張がブ
ロック本体と同等になることから、エンジンの放熱性が
向上し、またピストンとのクリアランスを狭く設定して
オイル消費を押さえることもできる。
たとえばＡ３９０（表１参照）のような過共晶Ａｌ−シ
リコン（以下、Ｓｉとする。）系合金であり、高硬度の
初晶Ｓｉ粒子を多量にマトリクス中に分散含有するため
耐摩耗性に優れた合金である。シリンダライナをＡｌ−
Ｓｉ系合金製とすることにより、シリンダブロックがさ
らに軽量化されるとともに、熱伝導性が良く熱膨張がブ
ロック本体と同等になることから、エンジンの放熱性が
向上し、またピストンとのクリアランスを狭く設定して
オイル消費を押さえることもできる。
【０００４】
【表１】
【０００５】このように、シリンダライナをＡｌ−Ｓｉ
系合金製とすれば効果が大きいが、Ａｌ−Ｓｉ系合金製
シリンダライナを鋳ぐるんだり、シリンダブロック自体
をＡｌ−Ｓｉ系合金で形成する方法では、鋳鉄製シリン
ダライナに比べ耐摩耗性が不十分であった。たとえば、
Ａ３９０のような鋳造合金は固液共存領域が広いため、
微細化処理を行っても初晶Ｓｉが粗大結晶として晶出す
ることがあり、さらにシリンダブロックに鋳ぐるむとき
に熱により軟化して耐摩耗性が低下する。
系合金製とすれば効果が大きいが、Ａｌ−Ｓｉ系合金製
シリンダライナを鋳ぐるんだり、シリンダブロック自体
をＡｌ−Ｓｉ系合金で形成する方法では、鋳鉄製シリン
ダライナに比べ耐摩耗性が不十分であった。たとえば、
Ａ３９０のような鋳造合金は固液共存領域が広いため、
微細化処理を行っても初晶Ｓｉが粗大結晶として晶出す
ることがあり、さらにシリンダブロックに鋳ぐるむとき
に熱により軟化して耐摩耗性が低下する。
【０００６】また、Ａｌ−Ｓｉ系合金溶湯をアトマイズ
法等により急冷凝固粉末とし、これを熱間押し出しして
シリンダライナを形成し、シリンダブロックに鋳ぐるむ
方法もある（たとえば、特開昭５２−１０９４１５号公
報、特開平２−８４２４５号公報参照）が、この場合も
シリンダライナは鋳ぐるみ時の熱により軟化し、耐摩耗
性が低下することは避けられない。
法等により急冷凝固粉末とし、これを熱間押し出しして
シリンダライナを形成し、シリンダブロックに鋳ぐるむ
方法もある（たとえば、特開昭５２−１０９４１５号公
報、特開平２−８４２４５号公報参照）が、この場合も
シリンダライナは鋳ぐるみ時の熱により軟化し、耐摩耗
性が低下することは避けられない。
【０００７】さらに、シリンダライナをＡｌ−Ｓｉ系合
金製としたときでも、エンジンの放熱性が十分に改善さ
れないことがあった。つまり、シリンダライナはコスト
面、軽量化、及びエンジンブロックのコンパクト化の面
からできるだけ薄くすることが望ましいが、薄肉化した
シリンダライナは鋳ぐるみ時の応力により変形しやす
く、また、元々シリンダライナとシリンダブロックの界
面には溶融結合層が形成されていないことから、運転中
シリンダブロック及びシリンダライナが変形することに
より両者の密着性が悪くなり、十分な放熱性が確保でき
なくなる。また、Ａｌ−Ｓｉ系合金製シリンダライナを
圧入するシリンダブロックにおいても同じ問題が生ずる
のは言うまでもない。
金製としたときでも、エンジンの放熱性が十分に改善さ
れないことがあった。つまり、シリンダライナはコスト
面、軽量化、及びエンジンブロックのコンパクト化の面
からできるだけ薄くすることが望ましいが、薄肉化した
シリンダライナは鋳ぐるみ時の応力により変形しやす
く、また、元々シリンダライナとシリンダブロックの界
面には溶融結合層が形成されていないことから、運転中
シリンダブロック及びシリンダライナが変形することに
より両者の密着性が悪くなり、十分な放熱性が確保でき
なくなる。また、Ａｌ−Ｓｉ系合金製シリンダライナを
圧入するシリンダブロックにおいても同じ問題が生ずる
のは言うまでもない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、Ａｌ合金製シリンダブロックに配設したＡｌ−
Ｓｉ系合金製シリンダライナの耐摩耗性を確保すること
を第１の目的とし、加えてエンジンの放熱性を確保する
ことを別の目的とする。
に鑑み、Ａｌ合金製シリンダブロックに配設したＡｌ−
Ｓｉ系合金製シリンダライナの耐摩耗性を確保すること
を第１の目的とし、加えてエンジンの放熱性を確保する
ことを別の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明（請求項１）に関わるＡｌ合金製シリンダブ
ロックは、Ａｌ−Ｓｉ系合金製シリンダライナを配設し
たものであり、該シリンダライナの上死点付近が、初晶
シリコンの平均粒径をｘ（μｍ）、マトリクス硬さをｙ
（Ｈｖ）としたとき、０．５≦ｘ≦９、７０≦ｙ≦１１
０、且つｙ≦−５ｘ＋１１５の関係を満たすリメルト処
理された組織であることを特徴とする。なお、マトリク
スとは、Ａｌ−Ｓｉ系合金の初晶Ｓｉ以外の部分をい
う。
め、本発明（請求項１）に関わるＡｌ合金製シリンダブ
ロックは、Ａｌ−Ｓｉ系合金製シリンダライナを配設し
たものであり、該シリンダライナの上死点付近が、初晶
シリコンの平均粒径をｘ（μｍ）、マトリクス硬さをｙ
（Ｈｖ）としたとき、０．５≦ｘ≦９、７０≦ｙ≦１１
０、且つｙ≦−５ｘ＋１１５の関係を満たすリメルト処
理された組織であることを特徴とする。なお、マトリク
スとは、Ａｌ−Ｓｉ系合金の初晶Ｓｉ以外の部分をい
う。
【００１０】また、本発明（請求項２）に関わるＡｌ合
金製シリンダブロックもＡｌ−Ｓｉ系合金製シリンダラ
イナを配設したものであり、該シリンダライナの上死点
付近がリメルト処理された組織であり、且つシリンダブ
ロックに対し溶融結合していることを特徴とする。
金製シリンダブロックもＡｌ−Ｓｉ系合金製シリンダラ
イナを配設したものであり、該シリンダライナの上死点
付近がリメルト処理された組織であり、且つシリンダブ
ロックに対し溶融結合していることを特徴とする。
【００１１】本発明に関わるＡｌ合金製シリンダブロッ
クの製造方法（請求項３）は、Ａｌ合金製シリンダブロ
ック本体にＡｌ−Ｓｉ系合金製シリンダライナを配設
し、該シリンダライナの上死点付近に高密度エネルギー
を照射しリメルト処理するとともに、シリンダライナと
シリンダブロック本体を溶融結合することを特徴とす
る。
クの製造方法（請求項３）は、Ａｌ合金製シリンダブロ
ック本体にＡｌ−Ｓｉ系合金製シリンダライナを配設
し、該シリンダライナの上死点付近に高密度エネルギー
を照射しリメルト処理するとともに、シリンダライナと
シリンダブロック本体を溶融結合することを特徴とす
る。
【００１２】
【作用】さて、エンジンのシリンダライナにおいては、
ライナ面を摺動するピストンリング（トップ、セカン
ド、オイル）の周速が減少する上死点及び下死点付近に
おいて油膜が形成されにくく、特に上死点付近において
より大きい耐摩耗性が必要とされる。本発明において
は、Ａｌ合金製シリンダブロックに配設したＡｌ−Ｓｉ
合金製シリンダライナの上死点付近がリメルト処理さ
れ、急冷凝固により該部分の初晶Ｓｉは微細化されてお
り、上死点付近の耐摩耗性が向上する。無論、必要に応
じて下死点付近をリメルト処理することもできる。な
お、本発明に使用するＡｌ−Ｓｉ合金は、いわゆる過共
晶Ａｌ−Ｓｉ合金といわれるもので、Ｓｉを１２〜２０
％含有する。
ライナ面を摺動するピストンリング（トップ、セカン
ド、オイル）の周速が減少する上死点及び下死点付近に
おいて油膜が形成されにくく、特に上死点付近において
より大きい耐摩耗性が必要とされる。本発明において
は、Ａｌ合金製シリンダブロックに配設したＡｌ−Ｓｉ
合金製シリンダライナの上死点付近がリメルト処理さ
れ、急冷凝固により該部分の初晶Ｓｉは微細化されてお
り、上死点付近の耐摩耗性が向上する。無論、必要に応
じて下死点付近をリメルト処理することもできる。な
お、本発明に使用するＡｌ−Ｓｉ合金は、いわゆる過共
晶Ａｌ−Ｓｉ合金といわれるもので、Ｓｉを１２〜２０
％含有する。
【００１３】本発明（請求項１）においては、Ａｌ−Ｓ
ｉ合金製シリンダライナの上死点付近が、初晶シリコン
の平均粒径をｘ（μｍ）、マトリクス硬さをｙ（Ｈｖ）
としたとき、０．５≦ｘ≦９、７０≦ｙ≦１１０、且つ
ｙ≦−５ｘ＋１１５の関係を満たすリメルト処理組織と
なっているものであるが、このように限定するのは次の
理由による。すなわち、初晶Ｓｉの粒径が９μｍを越え
ると、Ｓｉ粒子の分布が余りにまばらになるためマトリ
クスの強化の効果がなく摩耗が増大し、０．５μｍ未満
であると、Ｓｉ粒子よりも主としてマトリクスが相手材
と接することになり、凝着摩耗が発生しやすくなる。
ｉ合金製シリンダライナの上死点付近が、初晶シリコン
の平均粒径をｘ（μｍ）、マトリクス硬さをｙ（Ｈｖ）
としたとき、０．５≦ｘ≦９、７０≦ｙ≦１１０、且つ
ｙ≦−５ｘ＋１１５の関係を満たすリメルト処理組織と
なっているものであるが、このように限定するのは次の
理由による。すなわち、初晶Ｓｉの粒径が９μｍを越え
ると、Ｓｉ粒子の分布が余りにまばらになるためマトリ
クスの強化の効果がなく摩耗が増大し、０．５μｍ未満
であると、Ｓｉ粒子よりも主としてマトリクスが相手材
と接することになり、凝着摩耗が発生しやすくなる。
【００１４】マトリクスについては、Ｓｉ粒径に対して
適度な硬さが存在する。つまり、上記範囲を越えて硬い
と、マトリクスが直接相手材の荷重を支えることになり
凝着摩耗が発生しやすく、柔らかいとマトリクスでＳｉ
粒子を支えることができず、やはり凝着摩耗が発生しや
すい。
適度な硬さが存在する。つまり、上記範囲を越えて硬い
と、マトリクスが直接相手材の荷重を支えることになり
凝着摩耗が発生しやすく、柔らかいとマトリクスでＳｉ
粒子を支えることができず、やはり凝着摩耗が発生しや
すい。
【００１５】本発明（請求項２）においては、Ａｌ−Ｓ
ｉ系合金製シリンダライナの上死点付近がリメルト処理
された組織であり、且つシリンダブロックに対し溶融結
合されている。このように、シリンダブロックに対し上
死点付近が溶融結合されているため、熱的条件の厳しい
シリンダライナ上死点付近からシリンダブロックへの熱
伝導が向上し、シリンダ上部で発生した熱（燃焼ガスや
ピストンリングからライナ面へ伝達される熱）が容易に
放熱され、エンジンの冷却性が向上する。さらに、溶融
結合部は、シリンダライナの抜け防止の役にもたつ。
ｉ系合金製シリンダライナの上死点付近がリメルト処理
された組織であり、且つシリンダブロックに対し溶融結
合されている。このように、シリンダブロックに対し上
死点付近が溶融結合されているため、熱的条件の厳しい
シリンダライナ上死点付近からシリンダブロックへの熱
伝導が向上し、シリンダ上部で発生した熱（燃焼ガスや
ピストンリングからライナ面へ伝達される熱）が容易に
放熱され、エンジンの冷却性が向上する。さらに、溶融
結合部は、シリンダライナの抜け防止の役にもたつ。
【００１６】下死点付近についても、リメルト処理組織
を形成することができるが、このリメルト層はシリンダ
ライナの肉厚内とし、シリンダブロックに対し溶融結合
させない。つまり、シリンダライナを上死点付近でのみ
溶融結合させておくことにより、シリンダライナの縦方
向への熱膨張が許容され、内側へ張り出し変形すること
が防止できるからである。また、リメルト処理組織は、
前記特定のＳｉ粒子径（ｘμｍ）及びマトリクス硬さ
（ｙＨｖ）を有するのが、耐摩耗性の観点から望まし
い。
を形成することができるが、このリメルト層はシリンダ
ライナの肉厚内とし、シリンダブロックに対し溶融結合
させない。つまり、シリンダライナを上死点付近でのみ
溶融結合させておくことにより、シリンダライナの縦方
向への熱膨張が許容され、内側へ張り出し変形すること
が防止できるからである。また、リメルト処理組織は、
前記特定のＳｉ粒子径（ｘμｍ）及びマトリクス硬さ
（ｙＨｖ）を有するのが、耐摩耗性の観点から望まし
い。
【００１７】本発明（請求項３）におけるリメルト処理
は、電子ビーム、レーザ、ＴＩＧアーク等の高密度エネ
ルギーを使用し、加えるエネルギー量及びビーム径を調
整し、溶融する層の幅、深さを制御しながら、シリンダ
ライナの上死点と必要に応じて下死点のピストンリング
接触部付近にリメルト層を形成するものである。
は、電子ビーム、レーザ、ＴＩＧアーク等の高密度エネ
ルギーを使用し、加えるエネルギー量及びビーム径を調
整し、溶融する層の幅、深さを制御しながら、シリンダ
ライナの上死点と必要に応じて下死点のピストンリング
接触部付近にリメルト層を形成するものである。
【００１８】
【実施例】次に、図１〜図１１を参照して本発明をより
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１９】（実施例１）図１にシリンダブロックの製
造工程を示す。まず、（１）Ａ３９０合金の連続鋳造材
を用意し、（２）これを後方押し出し鍛造し、（３）シ
リンダライナ形状に加工する。（４）次に、電子ビーム
によりピストンリングが接する上死点付近をリメルト処
理する。リメルト処理条件は、例えば出力２ｋＷ、移動
速度０．２ｍ／ｍｉｎ、ビーム幅６ｍｍである。この条
件を種々変えることにより、リメルト処理後の初晶Ｓｉ
の粒径を調整することができる。
造工程を示す。まず、（１）Ａ３９０合金の連続鋳造材
を用意し、（２）これを後方押し出し鍛造し、（３）シ
リンダライナ形状に加工する。（４）次に、電子ビーム
によりピストンリングが接する上死点付近をリメルト処
理する。リメルト処理条件は、例えば出力２ｋＷ、移動
速度０．２ｍ／ｍｉｎ、ビーム幅６ｍｍである。この条
件を種々変えることにより、リメルト処理後の初晶Ｓｉ
の粒径を調整することができる。
【００２０】（５）リメルト処理後のシリンダライナを
切削加工し、（６）ＡＤＣ１２（ＪＩＳ）Ａｌ合金によ
り鋳ぐるみ、シリンダブロックを製造する。リメルト処
理後のシリンダライナのマトリクスは一般に硬度が上が
りすぎている場合が多いが、鋳ぐるみ時の熱により調整
（軟質化）することができる。（７）最後に、これを仕
上げ加工する。
切削加工し、（６）ＡＤＣ１２（ＪＩＳ）Ａｌ合金によ
り鋳ぐるみ、シリンダブロックを製造する。リメルト処
理後のシリンダライナのマトリクスは一般に硬度が上が
りすぎている場合が多いが、鋳ぐるみ時の熱により調整
（軟質化）することができる。（７）最後に、これを仕
上げ加工する。
【００２１】なお、上記の工程を経たシリンダライナの
初晶Ｓｉの粒径とマトリクス硬さは、図２に示す斜線の
範囲内とする。ここで、図２は、種々の初晶Ｓｉ粒径と
マトリクス硬さを有するＡ３９０合金の耐摩耗性試験の
結果を示す。すなわち、Ａ３９０合金の初晶Ｓｉの平均
粒径（μｍ）をｘ軸とし、マトリクス硬さ（Ｈｖ）をｙ
軸としたグラフで、面圧０．４ＭＰａ、周速０．１ｍ／
ｓ、相手材として硬質クロムメッキ材（Ｈｖ７５０以
上）を用いたときのＡ３９０合金の比摩耗量を調べ、比
摩耗量が２．５×１０-8ｍｍ2／Ｎ以下（従来の鋳鉄製
シリンダライナと同等の耐摩耗性）を耐摩耗性ありと
し、これを黒丸でプロットし、その他を白丸でプロット
したものである。
初晶Ｓｉの粒径とマトリクス硬さは、図２に示す斜線の
範囲内とする。ここで、図２は、種々の初晶Ｓｉ粒径と
マトリクス硬さを有するＡ３９０合金の耐摩耗性試験の
結果を示す。すなわち、Ａ３９０合金の初晶Ｓｉの平均
粒径（μｍ）をｘ軸とし、マトリクス硬さ（Ｈｖ）をｙ
軸としたグラフで、面圧０．４ＭＰａ、周速０．１ｍ／
ｓ、相手材として硬質クロムメッキ材（Ｈｖ７５０以
上）を用いたときのＡ３９０合金の比摩耗量を調べ、比
摩耗量が２．５×１０-8ｍｍ2／Ｎ以下（従来の鋳鉄製
シリンダライナと同等の耐摩耗性）を耐摩耗性ありと
し、これを黒丸でプロットし、その他を白丸でプロット
したものである。
【００２２】ここに示すように、初晶Ｓｉの平均粒径を
ｘ（μｍ）、マトリクス硬さをｙ（Ｈｖ）としたとき、
０．５≦ｘ≦９、７０≦ｙ≦１１０、且つｙ≦−５ｘ＋
１１５の場合に、鋳鉄性シリンダライナと同等の耐摩耗
性が得られた。なお、マトリクス硬さの測定に使用した
ビッカース硬度計は、株式会社島津製作所のＤＵＨ−２
００、荷重１ｇｆ、０．７２ｇｆ／ｓ、三角錘圧子（稜
角１１５°）である。
ｘ（μｍ）、マトリクス硬さをｙ（Ｈｖ）としたとき、
０．５≦ｘ≦９、７０≦ｙ≦１１０、且つｙ≦−５ｘ＋
１１５の場合に、鋳鉄性シリンダライナと同等の耐摩耗
性が得られた。なお、マトリクス硬さの測定に使用した
ビッカース硬度計は、株式会社島津製作所のＤＵＨ−２
００、荷重１ｇｆ、０．７２ｇｆ／ｓ、三角錘圧子（稜
角１１５°）である。
【００２３】次に、図３〜図５に、上記リメルト条件以
外にシリンダライナの初晶Ｓｉの粒径あるいはマトリク
ス硬さを調整する方案を例示する。図３は、リメルト層
を上死点付近で深く下死点付近で浅く形成するもので、
下死点付近では冷却速度が早くなり、Ｓｉ粒径が小、マ
トリクス硬さが大、上死点付近では比較的冷却速度が遅
くなり、Ｓｉ粒径がやや大、マトリクス硬さがやや小と
なる。
外にシリンダライナの初晶Ｓｉの粒径あるいはマトリク
ス硬さを調整する方案を例示する。図３は、リメルト層
を上死点付近で深く下死点付近で浅く形成するもので、
下死点付近では冷却速度が早くなり、Ｓｉ粒径が小、マ
トリクス硬さが大、上死点付近では比較的冷却速度が遅
くなり、Ｓｉ粒径がやや大、マトリクス硬さがやや小と
なる。
【００２４】図４は、シリンダライナ固定用冶具に加熱
ヒーター１０を取り付け、上死点側のみ加熱してリメル
ト処理するもので、上死点付近では冷却速度が比較的遅
くなり、Ｓｉ粒径がやや大、マトリクス硬さがやや小、
下死点付近ではＳｉ粒径が小、マトリクス硬さが大とな
る。図５は、シリンダライナ内側に凹所１１を形成し、
そこにシリンダライナ本体よりＳｉ含有量の多い環状体
１２を取り付けた後リメルト処理を施すもので、上死点
付近に析出するＳｉ量が多くなり、結果としてＳｉ粒径
がやや大となる。
ヒーター１０を取り付け、上死点側のみ加熱してリメル
ト処理するもので、上死点付近では冷却速度が比較的遅
くなり、Ｓｉ粒径がやや大、マトリクス硬さがやや小、
下死点付近ではＳｉ粒径が小、マトリクス硬さが大とな
る。図５は、シリンダライナ内側に凹所１１を形成し、
そこにシリンダライナ本体よりＳｉ含有量の多い環状体
１２を取り付けた後リメルト処理を施すもので、上死点
付近に析出するＳｉ量が多くなり、結果としてＳｉ粒径
がやや大となる。
【００２５】（実施例２）図６にシリンダブロックの別
の製造工程を示す。まず（２１）Ａ３９０合金の連続鋳
造材を用意し、（２２）これを後方押し出し鍛造し、
（２３）図７（ａ）に示すように、上死点付近に相当す
る円筒の外周に溝３０を形成し、その部分のみ薄肉とす
る。（２４）次に、このシリンダライナをＡＤＣ１２
（ＪＩＳ）Ａｌ合金により鋳ぐるみ、シリンダブロック
を製造する。
の製造工程を示す。まず（２１）Ａ３９０合金の連続鋳
造材を用意し、（２２）これを後方押し出し鍛造し、
（２３）図７（ａ）に示すように、上死点付近に相当す
る円筒の外周に溝３０を形成し、その部分のみ薄肉とす
る。（２４）次に、このシリンダライナをＡＤＣ１２
（ＪＩＳ）Ａｌ合金により鋳ぐるみ、シリンダブロック
を製造する。
【００２６】（２５）次に、電子ビームによりピストン
リングが接する上死点付近をリメルト処理する。リメル
ト処理条件は、例えば出力２ｋＷ、移動速度０．２ｍ／
ｍｉｎ、ビーム幅６ｍｍであり、上死点付近を薄肉とし
たためシリンダライナのみならずシリンダブロック本体
の一部も容易に溶融し、図７（ｂ）に示すようにシリン
ダライナ材のリメルト層３１と、シリンダライナ材とシ
リンダブロック材が混合した希釈領域すなわち結合部３
２を形成することができる。必要に応じて、下死点付近
もリメルト処理するが、この部分にはシリンダライナの
リメルト層のみ形成する。（２６）最後に、これを仕上
げ加工する。
リングが接する上死点付近をリメルト処理する。リメル
ト処理条件は、例えば出力２ｋＷ、移動速度０．２ｍ／
ｍｉｎ、ビーム幅６ｍｍであり、上死点付近を薄肉とし
たためシリンダライナのみならずシリンダブロック本体
の一部も容易に溶融し、図７（ｂ）に示すようにシリン
ダライナ材のリメルト層３１と、シリンダライナ材とシ
リンダブロック材が混合した希釈領域すなわち結合部３
２を形成することができる。必要に応じて、下死点付近
もリメルト処理するが、この部分にはシリンダライナの
リメルト層のみ形成する。（２６）最後に、これを仕上
げ加工する。
【００２７】次に、図８〜図１１に、図７（ａ）に示し
たもの以外の代表的なシリンダライナ形状を示す。ここ
で、図８及び図９は上死点付近の外周部分の一部を薄肉
化したもの、図１０及び図１１は全体を薄肉化するとと
もにリブ３５で剛性を確保したものである。
たもの以外の代表的なシリンダライナ形状を示す。ここ
で、図８及び図９は上死点付近の外周部分の一部を薄肉
化したもの、図１０及び図１１は全体を薄肉化するとと
もにリブ３５で剛性を確保したものである。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、初晶Ｓｉの微細化とマ
トリクス硬さの適正化により、耐摩耗性に優れたシリン
ダライナを得ることができる。また、リメルト処理と同
時にシリンダライナとシリンダブロックを溶融結合する
ときは、エンジンの放熱性を向上させ且つシリンダライ
ナの抜け防止を図ることができる。
トリクス硬さの適正化により、耐摩耗性に優れたシリン
ダライナを得ることができる。また、リメルト処理と同
時にシリンダライナとシリンダブロックを溶融結合する
ときは、エンジンの放熱性を向上させ且つシリンダライ
ナの抜け防止を図ることができる。
【図１】本発明に関わるシリンダブロックの製造工程を
示す図である。
示す図である。
【図２】Ａ３９０合金の初晶Ｓｉ平均粒径及びマトリク
ス硬さと、耐摩耗性の良否を示す図である。
ス硬さと、耐摩耗性の良否を示す図である。
【図３】初晶Ｓｉ粒径とマトリクス硬さを調整する方案
を説明する図である。
を説明する図である。
【図４】同じく、初晶Ｓｉ粒径とマトリクス硬さを調整
する方案を説明する図である。
する方案を説明する図である。
【図５】同じく、初晶Ｓｉ粒径とマトリクス硬さを調整
する方案を説明する図である。
する方案を説明する図である。
【図６】本発明に関わるシリンダブロックの製造工程を
示す図である。
示す図である。
【図７】本発明に関わるシリンダライナ（ａ）と、リメ
ルト処理によりシリンダライナとシリンダブロックが溶
融結合する様子を説明する図（ｂ）である。
ルト処理によりシリンダライナとシリンダブロックが溶
融結合する様子を説明する図（ｂ）である。
【図８】リメルト処理に使用するシリンダライナ形状を
示す図である。
示す図である。
【図９】同じく、リメルト処理に使用するシリンダライ
ナ形状を示す図である。
ナ形状を示す図である。
【図１０】同じく、リメルト処理に使用するシリンダラ
イナ形状を示す図である。
イナ形状を示す図である。
【図１１】同じく、リメルト処理に使用するシリンダラ
イナ形状を示す図である。
イナ形状を示す図である。
１０ ヒーター １１ 凹所 １２ Ｓｉ含有量の多い環状体 ３０ 溝 ３１ シリンダライナ材のリメルト層 ３２ 結合部 ３５ リブ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−183959（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−122043（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−238947（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−208443（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−153733（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−38237（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−193773（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−17899（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02F 1/00 C22C 21/02 C22F 1/043
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミニウム−シリコン系合金製シリン
ダライナを配設したアルミニウム合金製シリンダブロッ
クにおいて、該シリンダライナの上死点付近が、初晶シ
リコンの平均粒径をｘ（μｍ）、マトリクス硬さをｙ
（Ｈｖ）としたとき、０．５≦ｘ≦９、７０≦ｙ≦１１
０、且つｙ≦−５ｘ＋１１５の関係を満たすリメルト処
理された組織であることを特徴とするアルミニウム合金
製シリンダブロック。 - 【請求項２】 アルミニウム−シリコン系合金製シリン
ダライナを配設したアルミニウム合金製シリンダブロッ
クにおいて、該シリンダライナの上死点付近がリメルト
処理された組織であり、且つシリンダブロックに対し溶
融結合していることを特徴とするアルミニウム合金製シ
リンダブロック。 - 【請求項３】 アルミニウム合金製シリンダブロック本
体にアルミニウム−シリコン系合金製シリンダライナを
配設し、該シリンダライナの上死点付近に高密度エネル
ギーを照射しリメルト処理するとともに、シリンダライ
ナとシリンダブロック本体を溶融結合することを特徴と
するシリンダブロックの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03403593A JP3287898B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | エンジンのアルミニウム合金製シリンダブロック及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03403593A JP3287898B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | エンジンのアルミニウム合金製シリンダブロック及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06220562A JPH06220562A (ja) | 1994-08-09 |
| JP3287898B2 true JP3287898B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=12403083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03403593A Expired - Fee Related JP3287898B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | エンジンのアルミニウム合金製シリンダブロック及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3287898B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005083253A1 (en) | 2004-02-27 | 2005-09-09 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Engine component part and method for producing the same |
-
1993
- 1993-01-28 JP JP03403593A patent/JP3287898B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06220562A (ja) | 1994-08-09 |
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