JP6491735B1 - Sintered product manufacturing method and sintered product - Google Patents
Sintered product manufacturing method and sintered product Download PDFInfo
- Publication number
- JP6491735B1 JP6491735B1 JP2017246228A JP2017246228A JP6491735B1 JP 6491735 B1 JP6491735 B1 JP 6491735B1 JP 2017246228 A JP2017246228 A JP 2017246228A JP 2017246228 A JP2017246228 A JP 2017246228A JP 6491735 B1 JP6491735 B1 JP 6491735B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant passage
- powder
- refrigerant
- mold
- tungsten
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 96
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 39
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 13
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 13
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 19
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 17
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 17
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 16
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 16
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 9
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 8
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/22—Moulds for peculiarly-shaped castings
- B22C9/24—Moulds for peculiarly-shaped castings for hollow articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/02—Compacting only
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
- C22C27/04—Alloys based on tungsten or molybdenum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
- C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
- C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
- C22C29/08—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
【課題】内部に複雑な形態の冷媒通路を有するタングステン系又はこれに類する焼結品の製造方法を提供する。
【解決手段】複雑な形態の第1冷媒通路68を有する第1圧粉成形体67と、第2冷媒通路75を有する第2圧粉成形体74を準備する。第1圧粉成形体67及び第2圧粉成形体74はタングステン粉末を主材料とする。第2圧粉成形体74に第1圧粉成形体67を重ねてなる重畳体78を、焼結炉80に入れて液相焼結する。焼結前に存在する境界77が、焼結後は消失する。
【選択図】図7Provided is a method for producing a tungsten-based or similar sintered product having a refrigerant passage having a complicated shape therein.
A first powder compact 67 having a complex first refrigerant passage 68 and a second powder compact 74 having a second refrigerant passage 75 are prepared. The first powder compact 67 and the second powder compact 74 are mainly made of tungsten powder. A superposed body 78 formed by superposing the first powder compact body 67 on the second powder compact body 74 is put in a sintering furnace 80 and liquid phase sintered. The boundary 77 existing before sintering disappears after sintering.
[Selection] Figure 7
Description
本発明は、内部に冷媒通路を有する焼結品に関する。 The present invention relates to a sintered product that having a refrigerant passage therein.
例えば、内燃機関の構成要素の一つであるシリンダヘッドは、鋳造法で製造される。鋳造法では、金型のキャビティにアルミニウム合金などの溶湯を注入し、溶湯が固まったら金型から取り出す。取り出されたものが、シリンダヘッドとなる。 For example, a cylinder head that is one of the components of an internal combustion engine is manufactured by a casting method. In the casting method, a molten metal such as an aluminum alloy is poured into a cavity of a mold, and when the molten metal is solidified, the molten metal is taken out from the mold. The removed one becomes a cylinder head.
内燃機関における燃焼室の形状は、出力に大きく影響する。そのため、燃焼室の精度が要求される。
シリンダヘッドで燃焼室の一部が形成されるため、シリンダヘッドの燃焼室は、精度と共に強度がシリンダヘッドの他の部位よりも要求される。
The shape of the combustion chamber in the internal combustion engine greatly affects the output. Therefore, the accuracy of the combustion chamber is required.
Since a part of the combustion chamber is formed by the cylinder head, the combustion chamber of the cylinder head is required to have higher accuracy and strength than other parts of the cylinder head.
シリンダヘッド用金型において、燃焼室形成部を冷却することが提案されている(例えば、特許文献1(図5)参照)。
冷却することで、燃焼室形成部の熱変形及び凝固組織の粗大化を抑制することができる。熱変形がなければ、燃焼室の精度を高めることができる。また、冷却することで、鋳物の組織を緻密にすることができる。
In the cylinder head mold, it has been proposed to cool the combustion chamber forming portion (see, for example, Patent Document 1 (FIG. 5)).
By cooling, thermal deformation of the combustion chamber forming portion and coarsening of the solidified structure can be suppressed. Without thermal deformation, the accuracy of the combustion chamber can be increased. Moreover, the structure of a casting can be made dense by cooling.
特許文献1の図5に、シリンダヘッドの鋳造に供する下型(3)(括弧付き数字は、特許文献1に記載された符号を示す。以下同様)が示されている。
この下型(3)には、燃焼室中子(9c)が取り付けられる。この燃焼室中子(9c)には、冷却通路(12)が設けられている。この冷却通路(12)に冷媒(水や空気)を流すことで、燃焼室中子(9c)の温度上昇を防止する。
FIG. 5 of Patent Document 1 shows a lower mold (3) (numbers in parentheses indicate reference numerals described in Patent Document 1. The same applies hereinafter) used for casting a cylinder head.
A combustion chamber core (9c) is attached to the lower mold (3). The combustion chamber core (9c) is provided with a cooling passage (12). By flowing a coolant (water or air) through the cooling passage (12), the temperature of the combustion chamber core (9c) is prevented from rising.
特許文献1の技術には、次に述べる問題点が存在する。
先ず、冷却通路(12)の形状に関して、次に述べる問題点がある。
特許文献1には、材質の開示がないが、燃焼室中子(9c)の材質は、金型用鋼又は同等の鋼と推定される。鋼製ブロックに機械加工を施すことで、燃焼室中子(9c)を得ることができる。このときに、冷却通路(12)はドリルで機械加工される。ドリルは直線穴を加工する切削具である。
結果、特許文献1の図5に示される冷却通路(12)は直線的になり、単純な形態になる。
The technique of Patent Document 1 has the following problems.
First, regarding the shape of the cooling passage (12), there are the following problems.
Although there is no disclosure of the material in Patent Document 1, the material of the combustion chamber core (9c) is presumed to be mold steel or equivalent steel. A combustion chamber core (9c) can be obtained by machining the steel block. At this time, the cooling passage (12) is machined with a drill. A drill is a cutting tool for machining straight holes.
As a result, the cooling passage (12) shown in FIG. 5 of Patent Document 1 is linear and has a simple form.
単純な形態の冷却通路(12)では、燃焼室中子(9c)の隅まで冷却することが難しい。結果、燃焼室の強度が低下する。
しかし、燃焼室は機能上重要な部分であるため、強度の向上が望まれる。
In the simple form of the cooling passage (12), it is difficult to cool to the corner of the combustion chamber core (9c). As a result, the strength of the combustion chamber is reduced.
However, since the combustion chamber is a functionally important part, improvement in strength is desired.
次に、燃焼室中子(9c)の材質が鋼である場合、アルミニウム溶湯で溶損される。
燃焼室中子(9c)が長寿であることが求められる中、溶損に強い材質とすることが望まれる。
Next, when the material of the combustion chamber core (9c) is steel, it is melted by molten aluminum.
While the combustion chamber core (9c) is required to have a long life, it is desirable to use a material that is resistant to melting.
また、燃焼室中子(9c)が鋼である場合、アルミニウムと比較して鋼の熱伝導率は低い。熱伝導率が低いと、熱が籠もりやすくなる。
対策として、冷却通路(12)に供給する冷媒の量を増やす必要がある。冷却通路(12)の断面積も大きくする必要があり、型の設計に影響が出る。
そこで、燃焼室中子(9c)は、鋼よりも熱伝導率の高い材質とすることが望まれる。
Moreover, when the combustion chamber core (9c) is steel, the thermal conductivity of steel is lower than that of aluminum. If the thermal conductivity is low, the heat tends to be trapped.
As a countermeasure, it is necessary to increase the amount of refrigerant supplied to the cooling passage (12). The cross-sectional area of the cooling passage (12) also needs to be increased, which affects the mold design.
Therefore, it is desirable that the combustion chamber core (9c) be made of a material having a higher thermal conductivity than steel.
シリンダヘッド等の鋳造品の品質向上が求められる中、鋼より熱伝導率が高く、溶損に強く且つ内部に複雑な形態の冷媒通路を有する燃焼室中子等の金属部品が望まれる。 While improvement in the quality of cast products such as cylinder heads is required, metal parts such as a combustion chamber core having a higher thermal conductivity than steel, being resistant to melting, and having a complicatedly shaped refrigerant passage inside are desired.
本発明は、鋼より熱伝導率が高く、溶損に強く且つ内部に複雑な形態の冷媒通路を有し、燃焼室中子(以下、入れ子と記載する。)等に供することができる金属部品を提供することを課題とする。 The present invention is a metal part that has higher heat conductivity than steel, is resistant to erosion, has a complicated refrigerant passage inside, and can be used for a combustion chamber core (hereinafter referred to as nesting) or the like. It is an issue to provide.
請求項1に係る発明は、タングステン、モリブデン、タングステンカーバイドの少なくとも1種を主材料とする粉末と、第1成形型と、第2成形型と、焼結炉とを準備する準備工程と、
前記第1成形型に、前記粉末を投入し、加圧して、第1圧粉成形体を得る第1成形工程と、
得られた第1圧粉成形体に冷媒を流すための第1冷媒通路を形成する工程と、
前記第2成形型に、前記粉末を投入し、加圧して、第2圧粉成形体を得る第2成形工程と、
得られた第2圧粉成形体に冷媒を流すための第2冷媒通路を形成する工程と、
前記第2冷媒通路に前記第1冷媒通路が繋がるようにして、前記第2圧粉成形体に前記第1圧粉成形体を合わせることで重畳体を得る工程と、
得られた重畳体を前記焼結炉で液相焼結することで焼結品を得る工程と、からなる焼結品の製造方法を提供する。
The invention according to claim 1 is a preparation step of preparing a powder mainly comprising at least one of tungsten, molybdenum, and tungsten carbide, a first mold, a second mold, and a sintering furnace;
A first molding step in which the powder is charged into the first mold and pressed to obtain a first compact;
A step of forming a first refrigerant passage for allowing the refrigerant to flow through the obtained first green compact,
A second molding step in which the powder is charged into the second mold and pressed to obtain a second compact.
Forming a second refrigerant passage for allowing the refrigerant to flow through the obtained second green compact,
Obtaining a superimposed body by combining the first powder compact with the second powder compact so that the first refrigerant passage is connected to the second refrigerant passage;
And the resulting step of piled body to obtain a sintered product by liquid-phase sintering in the sintering furnace, to provide a method of manufacturing a Ru Tona sinter.
請求項2に係る発明は、タングステン、モリブデン、タングステンカーバイドの少なくとも1種を主成分とする焼結品であって、
内部に冷媒通路を有しており、この冷媒通路のうち、一部の冷却通路は、直線底と逆U字壁を組み合わせ断面形状を呈し、前記直線底は、前記焼結品の中心軸に直交する直交線に沿って延びていることを特徴とする。
The invention according to claim 2, tungsten, molybdenum, a sintered product shall be the main component at least one tungsten carbide,
It has a refrigerant passage inside, and some of the refrigerant passages have a cross-sectional shape combining a straight bottom and an inverted U-shaped wall, and the straight bottom is the central axis of the sintered product. It extends along the orthogonal line which intersects perpendicularly .
請求項3に係る発明は、請求項2記載の焼結品であって、
前記冷媒通路は、渦巻き状の冷媒通路であることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is a sintered article of claim 2, wherein,
The refrigerant passage is a spiral refrigerant passage .
請求項1に係る発明では、タングステン、モリブデン、タングステンカーバイドの少なくとも1種を主材料とする粉末を主材料とする第1圧粉成形体を作成し、この第1圧粉成形体に第1冷媒通路を設け、
タングステン、モリブデン、タングステンカーバイドの少なくとも1種を主材料とする第2圧粉成形体とを作成し、この第2圧粉成形体に第2冷媒通路を設け、
第2冷媒通路に第1冷媒通路が繋がるようにして第2圧粉成形体に第1圧粉成形体を合わせ、液相焼結処理を施すことで、焼結品を得る。
According to the first aspect of the present invention, a first powder compact is mainly made of a powder mainly composed of at least one of tungsten, molybdenum, and tungsten carbide, and the first refrigerant is added to the first powder compact. A passage,
Creating a second compacted body mainly composed of at least one of tungsten, molybdenum and tungsten carbide, and providing a second refrigerant passage in the second compacted body;
Second green compact as the first refrigerant passage leading to the second refrigerant passage combined first green compact, by applying the liquid phase sintering process to obtain a sintered product.
タングステン、モリブデン、タングステンカーバイド粉末は鋼より熱伝導率が高いと共に溶損に強い。
第2圧粉成形体に第1圧粉成形体を合わせる前であれば、第1圧粉成形体に複雑な形態の第1冷媒通路を設けることができる。第2圧粉成形体においても同様である。
本発明によれば、鋼より熱伝導率が高く、溶損に強く且つ内部に複雑な形態の冷媒通路を有する焼結品が提供される。
Tungsten, molybdenum and tungsten carbide powders have higher thermal conductivity than steel and are resistant to erosion.
If it is before match | combining a 1st powder compact with a 2nd powder compact, a 1st powder compact can be provided with the 1st refrigerant path of a complicated form. The same applies to the second green compact.
According to the present invention, high thermal conductivity than steel, sinters that have a refrigerant passage of the complex form inside and strongly corrosion is provided.
請求項2に係る発明では、一部の冷却通路は、タングステン系又はこれに類する焼結品の中心軸に直交する直交線に沿って延びる直線底を有している。
冷媒に異物が混入している場合であっても、直線底であれば異物が滞留しにくくなる。
In the invention according to claim 2, some of the cooling passages have a straight bottom extending along an orthogonal line orthogonal to the central axis of the tungsten-based or similar sintered product.
Even if foreign matter is mixed in the refrigerant, the foreign matter is less likely to stay if it is a straight bottom.
加えて、請求項2に係る発明では、請求項1と同様に、タングステン、モリブデン、タングステンカーバイドは鋼より熱伝導率が高いと共に溶損に強い。
また、2つの圧粉成形体を合わせ、焼結して焼結品を製造する場合、一方の圧粉成形体に溝を形成し、この溝の開口を他方の圧粉成形体で塞ぐことにより、冷媒通路を形成することができる。溝は、重畳前には開放されているため、一方の圧粉成形体に容易に形成することができる。
In addition, in the invention according to claim 2, as in claim 1, tungsten, molybdenum, and tungsten carbide have higher thermal conductivity and higher resistance to melting than steel.
In addition, when two sintered compacts are combined and sintered to produce a sintered product, a groove is formed in one compacted body, and the opening of this groove is closed with the other compacted body. A refrigerant passage can be formed. Since the groove is opened before superposition, it can be easily formed in one of the green compacts.
請求項3に係る発明では、冷媒通路は、渦巻き状の冷媒通路である。従来の冷媒通路は単純な形態の直線的な通路であったものが、本発明の冷媒通路は複雑な形態の通路となる。 In the invention according to claim 3, the refrigerant passage is a spiral refrigerant passage. Although the conventional refrigerant passage is a simple linear passage, the refrigerant passage of the present invention is a complicated passage.
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、以下の説明では、鋳造品の具体例をシリンダヘッドとし、焼結品の具体例を入れ子とした。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following description, a specific example of casting a cylinder head, a specific example of the sintered product was nested.
図1に示すように、内燃機関10は、シリンダブロック11と、このシリンダブロック11に載っているシリンダヘッド12と、このシリンダヘッド12の上面を覆うヘッドカバー13とを有する。
シリンダヘッド12は、吸気通路14及び排気通路15を有する。吸気通路14及び排気通路15は、動弁機構20により開閉される。
As shown in FIG. 1, the
The
動弁機構20は、吸気通路14を開閉する吸気バルブ21と、この吸気バルブ21を閉じ側へ付勢する吸気側ばね22と、吸気バルブ21を開側へ押す吸気側ロッカアーム23と、この吸気側ロッカアーム23を支える吸気側ロッカ軸24と、この吸気側ロッカ軸24を揺動するカム軸25と、排気通路15を開閉する排気バルブ26と、この排気バルブ26を閉じ側へ付勢する排気側ばね27と、排気バルブ26を開側へ押す排気側ロッカアーム28と、排気側ロッカアーム28を支える排気側ロッカ軸29とからなる。排気側ロッカアーム28もカム軸25で揺動される。
The
吸気バルブ21と排気バルブ26の下方が燃焼室頂部(以下、単に燃焼室31と記す。)となる。
吸気側ばね座32や排気側ばね座33は、鋳造品(図2、符号40)に機械加工を施すことで形成される。
吸気側バルブシート34や、その上方に配置される吸気側バルブガイド35や、排気側バルブシート36や、その上方に配置される排気側バルブガイド37は、鋳造品に機械加工を施した後に、鋳造品に嵌められる。
Below the
The intake
The intake
機械加工を施す前の鋳造品40を、図2に基づいて説明する。
図2に示すように、シリンダヘッド用の鋳造品40は、燃焼室31と、この燃焼室31まで延びる吸気通路14と、燃焼室31から延びる排気通路15と、カム軸(図1、符号25)等を収納する上部凹部41を有している。
The
As shown in FIG. 2, a cylinder head casting 40 includes a
このような構造の鋳造品40を鋳造する金型50の一例を、図3に基づいて説明する。
図3に示すように、金型50は、下型51と、左サイド型52と、右サイド型53と、上型54とを有する。下型51の上面中央に、燃焼室(図2、符号31)を形成する入れ子90が、取り付けられている。また、この入れ子90と左サイド型52とに、吸気通路(図2、符号14)を形成する崩壊性中子55が渡され、入れ子90と右サイド型53とに、排気通路(図2、符号15)を形成する崩壊性中子56が渡される。
An example of the metal mold | die 50 which casts the casting 40 of such a structure is demonstrated based on FIG.
As shown in FIG. 3, the
金型50内のキャビティ57へ、アルミニウム合金の溶湯を注入する。溶湯が凝固したら、型を開く。崩壊性中子55、56は、壊して掻き出す。以上により、図2に示す鋳造品40が得られる。鋳造法は、低圧鋳造法が好適である。
A molten aluminum alloy is injected into the
低圧鋳造法は、低圧金型鋳造法とも呼ばれ、金型の下方に炉を配置し、この炉に溶湯を満たし、この溶湯に金型から延ばした導管を挿入する。そして、溶湯の上面に、(大気圧+50kPa)程度の圧力を加える。この加圧で溶湯が導管を介して金型へ給湯される。
加圧の程度が、ダイカスト法より格段に低圧であるため、低圧鋳造法と呼ばれる。
The low-pressure casting method is also called a low-pressure mold casting method, in which a furnace is disposed below the mold, the molten metal is filled in the furnace, and a conduit extending from the mold is inserted into the molten metal. Then, a pressure of about (atmospheric pressure + 50 kPa) is applied to the upper surface of the molten metal. With this pressurization, the molten metal is supplied to the mold through the conduit.
Since the degree of pressurization is much lower than the die casting method, it is called the low pressure casting method.
金型50を構成する要素中、入れ子90が重要部品である。高い精度が要求される燃焼室31の形状形成に関わる部品だからである。
このような入れ子90の製造方法を、次に説明する。
Among the elements constituting the
A method of manufacturing such a
図4(a)に示すように、第1ダイ61と、この第1ダイ61に下から嵌める第1下パンチ62と、この第1下パンチ62の上方に配置する第1上パンチ63とからなる第1成形型60を準備する。そして、第1ダイ61に、タングステンを主材料とする粉末としての金属混合粉64を投入する。
As shown in FIG. 4A, the
金属混合粉64は、主材料としてのタングステン粉末65と、補助材料としてのニッケル粉末66との混合物が好適である。なお、主材料はタングステン粉末の他、モリブデン粉末やタングステンカーバイド粉末であってもよいし、これらの混合物であってもよい。
混合割合としては、主材料が80〜99質量%、残部が補助材料であればよい。
The metal mixed
As a mixing ratio, the main material may be 80 to 99% by mass and the balance may be an auxiliary material.
図4(b)にて、第1ダイ61内の金属混合粉64を、第1下パンチ62と第1上パンチ63で圧縮する。
以上により、図4(c)に示す第1圧粉成形体67が得られる。
なお、詳しくは後述するが、第1圧粉成形工程で、図4(c)に想像線で示す第1冷却通路68を、圧粉成形と同時に形成してもよい。
In FIG. 4B, the metal mixed
As a result, the first green compact 67 shown in FIG. 4C is obtained.
In addition, although mentioned later in detail, you may form the 1st cooling channel |
次に、図5(a)に示すように、第1圧粉成形体67に、下へ開放されている溝状の第1冷媒通路68を機械加工により形成する。
第1圧粉成形体67と第2圧粉成形体(図6、符号74)を合わせて焼結して焼結品を製造する場合、第1圧粉成形体67に溝(溝状の第1冷媒通路68)を形成し、この溝の開口を第2圧粉成形体で塞ぐことにより、第1冷媒通路68を形成することができる。第1圧粉成形体67の溝は、開放されているため、第1圧粉成形体67に容易に形成することができる。
Next, as shown to Fig.5 (a), the groove-shaped 1st
The first green compact 67 second green compact (Fig. 6, reference numeral 74) when manufacturing the sinter by sintering together, the groove (groove-like in the first green compact 67 1 refrigerant path 68) is formed, and the opening of this groove is closed with the second green compact, whereby the first
第1冷媒通路68は、同形の固体ワックスを、第1圧粉成形体67に埋設し、圧粉成形工程の後で溶融排出するようにしてもよい。
図5(a)のb矢視図である図5(b)に示すように、第1冷媒通路68は渦巻き通路である。便宜上、渦の中心を入口68a、中心から最も離れた部位を出口68bとする。
The first
As shown in FIG. 5B, which is a view taken in the direction of arrow b in FIG. 5A, the first
このような第1冷媒通路68は、切削工具による機械加工法の他、図4(a)に示す第1下パンチ62の上面に、渦巻き状突起を設けておき、第1圧粉成形体67を得る工程で、第1冷媒通路68をも形成するようにしてもよい。この場合は、第1圧粉成形体67を得る第1成形工程と、第1冷媒通路を形成する工程とが、同時並行して実施される。
Such a first
また、図6(a)に示すように、第2ダイ71と、この第2ダイ71に下から嵌める第2下パンチ72と、この第2下パンチ72の上方に配置する第2上パンチ73とからなる第2成形型70を準備する。そして、第2ダイ71に、金属混合粉64を投入する。
金属混合粉64は、第1圧粉成形体(図4、符号64)の構成要素と同材とする。
Further, as shown in FIG. 6A, the
The metal mixed
図6(b)にて、第2ダイ71内の金属混合粉64を、第2下パンチ72と第2上パンチ73で圧縮する。
以上により、図6(c)に示す第2圧粉成形体74が得られる。
In FIG. 6B, the metal mixed
As a result, the second green compact 74 shown in FIG. 6C is obtained.
図6(d)に示すように、第2圧粉成形体74に、機械加工により第2冷媒通路75を設ける。
第2冷媒通路75は、例えば、長い第1横穴75aと、この第1横穴75aの先端から斜めに立ち上がる第1縦穴75bと、第1横穴75aの反対側に設けられる短い第2横穴75cと、この第2横穴75cの先端から立ち上がる第2縦穴75dとからなる。
第2冷媒通路75は、同形の固体ワックスを、第2圧粉成形体74に埋設し、圧粉成形工程の後で溶融排出するようにして形成してもよい。
As shown in FIG. 6D, a second
The second
The second
次に、図7(a)に示すように、第2圧粉成形体74に第1圧粉成形体67を重ねる。第1圧粉成形体67と第2圧粉成形体74の境目が境界77となる。
得られた重畳体78は、第1縦穴75bが第1冷媒通路68の入口68aに繋がり、第2縦穴75dが第1冷媒通路68の出口68bに繋がっている。
Next, as shown to Fig.7 (a), the
In the obtained
次に、図7(b)に示すように、重畳体78を焼結炉80に入れ、液相焼結処理を施す。
焼結炉80は、例えば、円筒の容器81と、この容器81に内張りされた断熱材82と、容器81内に配置されるヒータ83と、容器81内を真空排気する真空ポンプ84とからなる。
Next, as shown in FIG. 7B, the superposed
The
真空ポンプ84で真空引きされると、大気圧が容器81の外周面に掛かる。容器81が円筒であるため、潰れる心配はない。炭素(カーボン)は大気中では燃えるが、真空中では燃えない。よって、断熱材82にカーボンファイバーを使用し、ヒータ83に炭素棒を使用することができる。炭素棒は通電するだけで赤熱しヒータの役割を果たす。
When evacuated by the
なお、液相焼結処理は、真空中の他、不活性ガス(アルゴンガス、窒素ガス)雰囲気で実施してもよい。よって、焼結炉80は、真空式焼結設備に限定されない。
The liquid phase sintering process may be performed in an inert gas (argon gas, nitrogen gas) atmosphere in addition to the vacuum. Therefore, the
液相焼結法とは、焼結中に一部の成分が溶解し、液相混在の状態で進行する処理法である。実施例に基づいて再度説明を試みる。
タングステンの融点は3380℃であり、ニッケルの融点は1453℃である。容器81内を真空状態にした上で、ヒータ83により1500℃程度に保つ。
すると、低融点側のニッケル粉末が液相化し、高融点側のタングステン粉末は固相のままで、液相混在の状態による液相焼結が進行する。
The liquid phase sintering method is a processing method in which some components are dissolved during sintering and proceed in a mixed liquid phase state. The explanation will be tried again based on the embodiment.
The melting point of tungsten is 3380 ° C., and the melting point of nickel is 1453 ° C. The inside of the
As a result, the nickel powder on the low melting point side becomes a liquid phase, and the tungsten powder on the high melting point side remains in a solid phase, and liquid phase sintering proceeds in a mixed liquid phase state.
以上により、図8(a)に示す焼結品としての入れ子90が得られる。
この入れ子90では、水などの冷媒を、第1横穴75aに供給すると、この冷媒は第1縦穴75bを介して第1冷媒通路68に進入し、第1冷媒通路68を通る間に入れ子90を隅々まで冷却する。温まった冷媒は、出口68b、第2縦穴75d、第2横穴75cを介して排出される。
Thus, it nested 90 as shown to sinter in FIG. 8 (a) is obtained.
In this
図8(b)は、図8(a)のb部拡大図であり、入れ子90の一般部の断面を示す。タングステン粒子91は、ニッケル溶融物92で隙間が埋められるようにして、焼結される。
図8(c)は、図8(a)のc部拡大図であり、出口68bと第2縦穴75dとの境界付近を示す。図8(b)と同一であって、タングステン粒子91は、ニッケル溶融物92で隙間が埋められるようにして、焼結される。
FIG. 8B is an enlarged view of a portion b in FIG. 8A and shows a cross section of a general portion of the
FIG. 8C is an enlarged view of part c of FIG. 8A and shows the vicinity of the boundary between the
仮に、図示せぬA焼結品とB焼結品とを重ね、再度焼結接合すると、A焼結品とB焼結品との境界に不可避的に境界層ができる。2回実施した焼結で発生した境界層は、強度低下の要因となり好ましくない。
対して、本発明では、焼結は1回のみ実施するため、境界層はできない。すなわち、図7(a)に示す第1圧粉成形体67と第2圧粉成形体74の境界77が消失した上に、この接合部位が一般部と同じ形態で液相焼結され、有害な境界層ができない。
If an A sintered product and a B sintered product (not shown) are overlapped and sintered again, a boundary layer is inevitably formed at the boundary between the A sintered product and the B sintered product. A boundary layer generated by sintering performed twice is not preferable because it causes a decrease in strength.
On the other hand, in the present invention, since the sintering is performed only once, a boundary layer cannot be formed. That is, the
図8(d)に示すように、焼結品としての入れ子90は、中心軸93に沿って延びている。この中心軸93は、第1上パンチ(図4、符号63)及び第2上パンチ(図6、符号73)の移動軸に合致している。
第1冷媒通路68は、直線底68cと、逆U字壁68dとを組み合わせた断面形状を呈している。
すなわち、第1冷媒通路68と第2冷媒通路75とからなる冷媒通路のうち、一部の冷却通路(第1冷媒通路68)は、中心軸93に直交する直交線94に沿って延びる直線底68cを有している。
As shown in FIG. 8 (d), nested 90 as sinter extends along the
The first
That is, of the refrigerant passages composed of the first
例えば、底がV字やU字である場合、冷媒に含まれる僅かな異物が、V字(又はU字)の谷底に滞留しやすくなる。すなわち、V字(又はU字)の谷底は狭いため、滞留した異物が簡単には排出されない。滞留する異物が流路の断面積を減少させ、冷却に影響を及ぼす。
この点、直線底68cであれば、異物が溜まる心配がなく、冷却性能が維持される。
なお、逆U字壁68dは、逆V字壁やコ字壁であってもよく、形状は任意である。
For example, when the bottom is V-shaped or U-shaped, a slight amount of foreign matter contained in the refrigerant tends to stay in the V-shaped (or U-shaped) valley bottom. That is, since the V-shaped (or U-shaped) valley bottom is narrow, the accumulated foreign matter is not easily discharged. The staying foreign matter reduces the cross-sectional area of the flow path and affects the cooling.
In this regard, if the
The inverted
本発明と比較するために、図8(e)〜(f)にて、従来実施されている接合法を説明する。
図8(e)に示すように、溝201を有する下半体202と、溝203を有する上半体204とを準備する。下半体202と上半体204は、鋳鋼品又は機械加工された金型用鋼からなる。
For comparison with the present invention, a conventional bonding method will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 8E, a
図8(f)に示すように、下半体202に上半体204を重ね、放電プラズマ・パルス通電法を実施する。すなわち、下パンチ205と上パンチ206とに高電圧を印加すると、下半体202と上半体204との境界207に電流が集中し、抵抗発熱により境界207が溶融する。この溶融により下半体202に上半体204が融接される。
As shown in FIG. 8 (f), the upper
しかし、電流は流れやすい所に集中する。そのため、溶融が良好である部位と溶融が不十分である部位が、境界207に混在する。
境界207に良溶融部と不完全溶融部とが混在する境界層208が形成される。
外力や繰り返しの熱変化による熱ひずみでクラックが生じ、境界層208の不完全溶融部が破壊の基点になるとともに冷却水の漏れの原因となる。そのため、所定値未満の力で下半体202から上半体204が破断する恐れがある。すなわち、比較例では所望の接合強度が得られないことがある。
However, the current is concentrated where it tends to flow. Therefore, a portion where the melting is good and a portion where the melting is insufficient are mixed in the boundary 207.
A boundary layer 208 in which a good melting portion and an incomplete melting portion are mixed is formed at the boundary 207.
Cracks occur due to thermal strain due to external forces or repeated thermal changes, and the incompletely melted portion of the boundary layer 208 becomes a base point for destruction and causes leakage of cooling water. Therefore, the
この点、本発明に係る入れ子90には、図8(a)〜図8(c)で説明したように、境界層そのものが存在しない。結果、機械的強度は十分に高くなる。境界層は熱伝導を妨げるが、本発明に係る入れ子90は、境界層そのものが存在しないため、高い熱伝導性が維持される。
In this respect, as described with reference to FIGS. 8A to 8C, the boundary layer itself does not exist in the
また、図8(e)で例示した鋳鋼又は金型用鋼の熱伝導率は、約50W/(m・K)である。一方、本発明で採用したタングステンの熱伝導率は、177W/(m・K)である。タングステンの方が、熱伝導率が3倍程度大きいため、冷却効率が良くなり、少量の冷媒で入れ子90を十分に且つ隅々まで冷やすことができる。
Further, the thermal conductivity of the cast steel or mold steel exemplified in FIG. 8E is about 50 W / (m · K). On the other hand, the thermal conductivity of tungsten employed in the present invention is 177 W / (m · K). Tungsten has a thermal conductivity that is about three times higher, so that the cooling efficiency is improved, and the
以上に述べた入れ子90の製造方法は、次に述べるような製造方法として纏めることができる。なお、入れ子90は、焼結品と読み替えて一般化する。
The manufacturing method of the
すなわち、焼結品の製造方法は、タングステン、モリブデン、タングステンカーバイドの少なくとも1種を主材料とする粉末(図4、金属混合粉末64)と、第1成形型(図4、符号60)と、第2成形型(図6、符号70)と、焼結炉(図7、符号80)とを準備する準備工程と、
前記第1成形型に、前記粉末を投入し、加圧して、第1圧粉成形体(図4、符号67)を得る第1成形工程と、
得られた第1圧粉成形体に冷媒を流すための第1冷媒通路(図5、符号68)を形成する工程と、
前記第2成形型に、前記粉末を投入し、加圧して、第2圧粉成形体(図6、符号74)を得る第2成形工程と、
得られた第2圧粉成形体に冷媒を流すための第2冷媒通路(図6、符号75)を形成する工程と、
前記第2冷媒通路に前記第1冷媒通路が繋がるようにして、前記第2圧粉成形体に前記第1圧粉成形体を合わせることで重畳体(図7、符号78)を得る工程と、
得られた重畳体を前記焼結炉で液相焼結することで焼結品(図8、入れ子90)を得る工程と、からなる。
That is , a method for manufacturing a sintered product includes a powder mainly composed of at least one of tungsten, molybdenum, and tungsten carbide (FIG. 4, metal mixed powder 64), a first mold (FIG. 4, reference numeral 60), A preparation step of preparing a second mold (FIG. 6, reference numeral 70) and a sintering furnace (FIG. 7, reference numeral 80);
A first molding step in which the powder is charged into the first molding die and pressed to obtain a first compacted body (FIG. 4, reference numeral 67);
Forming a first refrigerant passage (FIG. 5, reference numeral 68) for flowing a refrigerant through the obtained first green compact,
A second molding step in which the powder is put into the second mold and pressed to obtain a second compact (FIG. 6, reference numeral 74);
Forming a second refrigerant passage (FIG. 6, reference numeral 75) for allowing the refrigerant to flow through the obtained second green compact,
A step of obtaining a superimposed body (FIG. 7, reference numeral 78) by combining the first powder compact with the second powder compact so that the first refrigerant passage is connected to the second refrigerant passage;
The obtained superposed body is subjected to liquid phase sintering in the sintering furnace to obtain a sintered product (FIG. 8, nest 90).
次に、変更例を説明する。
図9に示すように、正面フライス100は、シャンク101と、このシャンク101の先端に固定されたボディ110と、このボディ110の正面(図では下面)に取付けられるブレード103とからなる。ブレード103に刃が付いており、この刃でワーク104を切削する。
Next, a modification example will be described.
As shown in FIG. 9, the
一般に、ワーク104とブレード103との間に、クーラント供給管105からクーラント106が噴射される。このクーラント106でブレード103が冷却される。ボディ110はクーラント106で間接的に冷やされる。クーラント106は冷却液を兼ねた切削液である。
近年の高速回転による高負荷切削の条件下では、ボディ110の温度上昇が懸念される。クーラント106による冷却では冷却が不十分である。
In general, a
Under conditions of high-load cutting due to high-speed rotation in recent years, there is a concern that the temperature of the
ボディ110が温度上昇すると、熱変形が顕著となり、ブレード103が所定位置からずれ、加工精度が低下する。
対策として、ボディ110の強力な冷却が望まれる。この要望に対応可能な構造を、図10に基づいて説明する。
When the temperature of the
As a countermeasure, strong cooling of the
図10(a)に示すように、正面フライス100では、シャンク101に冷媒供給路111及び冷媒排出路112が設けられ、ボディ110に第1冷媒通路113a、113b及び第2冷媒通路114が設けられている。
このようなボディ110は、シャンク101に、例えば、ろう付け法によるろう材107で接合される。
As shown in FIG. 10A, in the
Such a
図10(a)のb−b線断面図である図10(b)に示すように、ボディ110に設けられる第2冷媒通路114は、入口部114aと、環状部114bと、出口部114cとからなり、十分に複雑な形状を呈している。入口部114aは第1冷媒通路113aを介して冷媒供給路111に繋がり、出口部114cは第1冷媒通路113bを介して冷媒排出路112に繋がる。
このような構造のボディ110の製造手順を図11に基づいて説明する。
As shown in FIG. 10B, which is a cross-sectional view taken along the line bb of FIG. 10A, the second
A manufacturing procedure of the
図11(a)に示す第1圧粉成形体67を成形する。この第1圧粉成形体67は、タングステン、モリブデン、タングステンカーバイドの少なくとも1種の粉末を主材料として圧粉成形されたものである。第1圧粉成形体67には縦に貫通する第1冷媒通路113a、113bが設けられている。
並行して、図11(b)に示す第2圧粉成形体74を成形する。この第2圧粉成形体74は第1圧粉成形体67と同材である。第2圧粉成形体74には上面が開放された第2冷媒通路114が設けられている。
The
In parallel, the 2nd compacting
図11(c)に示すように、第2圧粉成形体74に第1圧粉成形体67を重ね、得られた重畳体78を液相焼結処理する。
得られたボディ110を図11(d)に示す。このボディ110は内部に第1冷媒通路113a、113b及び第2冷媒通路114を有しており、内部に境界層を有していない。
As shown in FIG.11 (c), the
The obtained
そして、焼結品としてのボディ110は、中心軸93に沿って延びている。第2冷媒通路114は、直線底68cと、逆U字壁68dとを組み合わせた断面形状を呈している。
すなわち、第1冷媒通路113a、113b及び第2冷媒通路114からなる冷媒通路のうち、一部の冷却通路(第2冷媒通路114)は、中心軸93に直交する直交線94に沿って延びる直線底68cを有している。
The
That is, of the refrigerant passages including the first
第1圧粉成形体67と第2圧粉成形体74を合わせて焼結して焼結品を製造する場合、第2圧粉成形体74に溝(溝状の第2冷媒通路114)を形成し、この溝の開口を第1圧粉成形体67で塞ぐことにより、第2冷媒通路114を形成することができる。第2圧粉成形体74の溝は、重畳前には開放されているため、第2圧粉成形体74に容易に形成することができる。
When manufacturing the first green compact 67 and sintered to sinter together the second green compact 74, the second green compact 74 the groove (second
フライス加工に伴って、ボディ110は温度が上昇する。しかし、ボディ110を構成するタングステンは鋼より格段に熱伝導率が高いため、熱は速やかに第2冷媒通路114を流れる冷媒に吸収される。結果、ボディ110の温度上昇は抑制される。
As the milling process is performed, the temperature of the
以上に述べたように、本発明の焼結品は、シリンダヘッドの燃焼室を形成する入れ子や、正面フライスのボディに好適であるが、その他の金型の入れ子やその他の切削工具であってもよい。したがって、焼結品の用途は、任意である。 As described above, the sintered product of the present invention, nesting and forming a combustion chamber of the cylinder head, is suitable to the face milling body, be other mold nest and other cutting tools Also good. Therefore , the use of the sintered product is arbitrary.
ただし、内燃機関の高性能化が求められる中、燃焼室の寸法精度を高めることが強く求められる。この点から、本発明の焼結品は、他の用途に比較して、シリンダヘッドを鋳造する金型に取り付ける入れ子に最適であると言える。このような入れ子に、部分型や中子を含めることは差し支えない。 However, while high performance of the internal combustion engine is required, it is strongly required to improve the dimensional accuracy of the combustion chamber. In this respect, the sintered product of the present invention, compared to other applications, it can be said to be optimal nest mounting the mold for casting the cylinder head. Such nesting can include partial molds and cores.
また、切削工具は、正面フライスの他、ドリル、リーマー、エンドミルなどであってもよい。しかし、シャンクに対してボディが大径となり、ボディに設ける冷媒通路が必然的に複雑になる正面フライスに本発明は、より有効である。 Further, the cutting tool may be a drill, a reamer, an end mill or the like in addition to a face mill. However, the present invention is more effective for a front milling machine in which the body has a larger diameter than the shank and the refrigerant passage provided in the body is necessarily complicated.
尚、実施例では、タングステン粉末とニッケル粉末を各々準備したが、タングステンの粒にニッケルを被覆した(又は付着した)タングステン粉末であってもよい。この場合は、図4(a)にて、タングステン粉末(ニッケル付きタングステン粒)のみを第1成形型60へ投入する。図6(a)も同様である。
In the examples, tungsten powder and nickel powder were prepared, respectively, but tungsten powder in which tungsten particles are coated (or adhered) with nickel may be used. In this case, only tungsten powder (nickel-attached tungsten particles) is charged into the
炭素鋼(Fe)は融点が1540℃、熱電伝導率が約50W/(m・K)である。
対してタングステンは融点が3400℃、熱電伝導率が177W/(m・K)である。
また、モリブデンは融点が2620℃、熱電伝導率が139W/(m・K)である。
また、タングステンカーバイドは融点が2870℃、熱電伝導率が84W/(m・K)である。
Carbon steel (Fe) has a melting point of 1540 ° C. and a thermal conductivity of about 50 W / (m · K).
On the other hand, tungsten has a melting point of 3400 ° C. and a thermal conductivity of 177 W / (m · K).
Molybdenum has a melting point of 2620 ° C. and a thermal conductivity of 139 W / (m · K).
Tungsten carbide has a melting point of 2870 ° C. and a thermal conductivity of 84 W / (m · K).
本発明者が、試作したところ、モリブデン焼結品及びタングステンカーバイド焼結品も鋼より熱伝導率が高く、溶損に強いことが確認できた。
よって、タングステン粉末をモリブデン粉末に変更することでモリブデン焼結品を得ることや、タングステン粉末をタングステンカーバイド粉末に変更することでタングステンカーバイド焼結品を得るようにしてもよい。
The present inventors have, as a result of the prototype, molybdenum sinter and tungsten carbide sinter even higher thermal conductivity than steel, it was confirmed that strong corrosion.
Accordingly, and to obtain a molybdenum sinter by changing the tungsten powder to molybdenum powder, tungsten powder may be obtained the tungsten carbide by de sinter by changing the tungsten carbide powder.
本発明は、シリンダヘッドを鋳造する金型に取り付ける入れ子に好適である。 The present invention is suitable for nesting attached to a mold for casting a cylinder head.
12…シリンダヘッド、31…燃焼室、60…第1成形型、64…タングステンを主材料とする粉末(金属混合粉)、65…タングステン粉末、67…第1圧粉成形体、68、113…冷媒通路(第1冷媒通路)、68c…直線底、70…第2成形型、74…第2圧粉成形体、75、114…冷媒通路(第2冷媒通路)、78…重畳体、80…焼結炉、90…焼結品(入れ子)、93…中心軸、94…直交軸、110…焼結品(ボディ)、208…境界層。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記第1成形型に、前記粉末を投入し、加圧して、第1圧粉成形体を得る第1成形工程と、
得られた第1圧粉成形体に冷媒を流すための第1冷媒通路を形成する工程と、
前記第2成形型に、前記粉末を投入し、加圧して、第2圧粉成形体を得る第2成形工程と、
得られた第2圧粉成形体に冷媒を流すための第2冷媒通路を形成する工程と、
前記第2冷媒通路に前記第1冷媒通路が繋がるようにして、前記第2圧粉成形体に前記第1圧粉成形体を合わせることで重畳体を得る工程と、
得られた重畳体を前記焼結炉で液相焼結することで焼結品を得る工程と、からなる焼結品の製造方法。 A preparation step of preparing a powder mainly composed of at least one of tungsten, molybdenum, and tungsten carbide, a first mold, a second mold, and a sintering furnace;
A first molding step in which the powder is charged into the first mold and pressed to obtain a first compact;
A step of forming a first refrigerant passage for allowing the refrigerant to flow through the obtained first green compact,
A second molding step in which the powder is charged into the second mold and pressed to obtain a second compact.
Forming a second refrigerant passage for allowing the refrigerant to flow through the obtained second green compact,
Obtaining a superimposed body by combining the first powder compact with the second powder compact so that the first refrigerant passage is connected to the second refrigerant passage;
It obtained the steps of the piled body obtained sintered product to by liquid phase sintering in the sintering furnace, the production method of the sintered article Ru Tona.
内部に冷媒通路を有しており、この冷媒通路のうち、一部の冷却通路は、直線底と逆U字壁を組み合わせ断面形状を呈し、前記直線底は、前記焼結品の中心軸に直交する直交線に沿って延びていることを特徴とする焼結品。 Tungsten, molybdenum, a sintered product shall be the main component at least one tungsten carbide,
It has a refrigerant passage inside, and some of the refrigerant passages have a cross-sectional shape combining a straight bottom and an inverted U-shaped wall, and the straight bottom is the central axis of the sintered product. sinter you characterized in that extending along the orthogonal line orthogonal.
前記冷媒通路は、渦巻き状の冷媒通路であることを特徴とする焼結品。 A second aspect sintered article according,
The refrigerant passage, sinter you being a spiral refrigerant passage.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017246228A JP6491735B1 (en) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | Sintered product manufacturing method and sintered product |
PCT/JP2018/042771 WO2019123938A1 (en) | 2017-12-22 | 2018-11-20 | Manufacturing method of tungsten-based or similar sintered product, and tungsten-based or similar sintered product |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017246228A JP6491735B1 (en) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | Sintered product manufacturing method and sintered product |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6491735B1 true JP6491735B1 (en) | 2019-03-27 |
JP2019112667A JP2019112667A (en) | 2019-07-11 |
Family
ID=65895288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017246228A Active JP6491735B1 (en) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | Sintered product manufacturing method and sintered product |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6491735B1 (en) |
WO (1) | WO2019123938A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020129271A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | 本田金属技術株式会社 | Casting device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT17340U1 (en) * | 2020-08-20 | 2021-12-15 | Plansee Se | CASTING USE AND METHOD OF MANUFACTURE |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5236729B2 (en) * | 1973-03-23 | 1977-09-17 | ||
JPH11515058A (en) * | 1995-10-31 | 1999-12-21 | マサチューセッツ インスティチュート オブ テクノロジー | Technology to improve thermal characteristics of molds made without using solids |
JP2002514138A (en) * | 1996-10-25 | 2002-05-14 | コンラート フリードリッヒ カーゲー | Method and apparatus for continuously extruding a rod having a spiral internal passage from a plastic material |
JP2005264277A (en) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | Honda Motor Co Ltd | Method for producing metal member having void |
JP2008546554A (en) * | 2005-06-27 | 2008-12-25 | ティーディーワイ・インダストリーズ・インコーポレーテッド | COMPOSITE ARTICLE HAVING COOLING BODY FLOW AND TOOL MANUFACTURING METHOD |
JP2014133941A (en) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Hokuriku Seikei Kogyo Kk | Nozzle member and method for manufacturing the same |
-
2017
- 2017-12-22 JP JP2017246228A patent/JP6491735B1/en active Active
-
2018
- 2018-11-20 WO PCT/JP2018/042771 patent/WO2019123938A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5236729B2 (en) * | 1973-03-23 | 1977-09-17 | ||
JPH11515058A (en) * | 1995-10-31 | 1999-12-21 | マサチューセッツ インスティチュート オブ テクノロジー | Technology to improve thermal characteristics of molds made without using solids |
JP2002514138A (en) * | 1996-10-25 | 2002-05-14 | コンラート フリードリッヒ カーゲー | Method and apparatus for continuously extruding a rod having a spiral internal passage from a plastic material |
JP2005264277A (en) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | Honda Motor Co Ltd | Method for producing metal member having void |
JP2008546554A (en) * | 2005-06-27 | 2008-12-25 | ティーディーワイ・インダストリーズ・インコーポレーテッド | COMPOSITE ARTICLE HAVING COOLING BODY FLOW AND TOOL MANUFACTURING METHOD |
JP2014133941A (en) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Hokuriku Seikei Kogyo Kk | Nozzle member and method for manufacturing the same |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020129271A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | 本田金属技術株式会社 | Casting device |
US11318529B2 (en) | 2018-12-20 | 2022-05-03 | Honda Foundry Co., Ltd. | Casting device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019112667A (en) | 2019-07-11 |
WO2019123938A1 (en) | 2019-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5680859B2 (en) | Method for manufacturing a nozzle for a fuel valve of a diesel engine and nozzle | |
KR100611274B1 (en) | Investment casting | |
JP6491735B1 (en) | Sintered product manufacturing method and sintered product | |
EP0748264B1 (en) | Permanent mold casting of reactive melt | |
JP2002519991A (en) | Method and apparatus for making parts from partially solidified metal slurry | |
JP2007270813A (en) | Piston for internal combustion engine | |
JP2007270812A (en) | Piston for internal combustion engine | |
EP3615254B1 (en) | Method of manufacturing a poppet valve | |
US6868814B2 (en) | Method for manufacturing a multi-part valve for internal combustion engines | |
US4972898A (en) | Method of forming a piston containing a cavity | |
CN113165052B (en) | Casting device | |
JP6017436B2 (en) | Component manufacturing method with internal cavity | |
JP3864176B1 (en) | Casting apparatus, method for producing mold periphery member, and mold periphery member | |
EP2949413A1 (en) | A method of making a casting of a heat exchanger | |
CN107000037A (en) | System and method for manufacturing railcar yoke | |
JP2007216294A (en) | Method for manufacturing casting apparatus and mold-surrounding member, and mold-surrounding member | |
JP2003336541A (en) | Abrasion-resistant piston ring formed with cooling cavity, and method for manufacturing the same | |
JP4638138B2 (en) | PRESSURE CONTAINER, MANUFACTURING METHOD THEREOF, COMPRESSOR AND ITS COMPONENT | |
JP2011143473A (en) | Method for manufacturing injection sleeve for die casting machine | |
JP3842387B2 (en) | Wear-resistant ring, manufacturing method thereof, and piston equipped with wear-resistant ring | |
JP2005334897A (en) | Die for vacuum casting, and its manufacturing method | |
CN114570914A (en) | Casting method for compositely casting deep wear-resistant layer by using tubular wear-resistant alloy flux core | |
CN114761153A (en) | Method and device for producing a piston for an internal combustion engine | |
JPH04330A (en) | Manufacture of aluminum alloy casting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181029 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20181120 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20181211 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190108 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190124 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190212 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190301 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6491735 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |