JPH01130864A - 耐熱ピストン - Google Patents
耐熱ピストンInfo
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- JPH01130864A JPH01130864A JP28814487A JP28814487A JPH01130864A JP H01130864 A JPH01130864 A JP H01130864A JP 28814487 A JP28814487 A JP 28814487A JP 28814487 A JP28814487 A JP 28814487A JP H01130864 A JPH01130864 A JP H01130864A
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- piston head
- piston
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Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は１例えば燃焼ガスに直接触れるピストンヘッド
の熱に対する特性を向上させた耐熱ピストンに関する。
の熱に対する特性を向上させた耐熱ピストンに関する。
（従来の技術）
一般に、車両用のガソリンジンやディーゼルエンジンな
どに用いられるピストンには軽量で慣性力の小さいアル
ミ合金鋳物が多く採用されている。このアルミ合金鋳物
は、軽量であるということの他にも、ダイカスト鋳造、
溶湯鍛造法、低圧鋳造法環、高生産性という大きなメリ
ットを有している反面１強度、耐摩耗性等が鉄系鋳物よ
りも劣るため、その適用には限界がある。
どに用いられるピストンには軽量で慣性力の小さいアル
ミ合金鋳物が多く採用されている。このアルミ合金鋳物
は、軽量であるということの他にも、ダイカスト鋳造、
溶湯鍛造法、低圧鋳造法環、高生産性という大きなメリ
ットを有している反面１強度、耐摩耗性等が鉄系鋳物よ
りも劣るため、その適用には限界がある。
また、ピストンは運転中に燃焼ガスに直接触れるピスト
ンヘッドと潤滑油にさらされるピストン本体との間では
均一に熱が伝達されずに温度差が生じるため、上記ピス
トンヘッドとピストン本体とでは熱による影響が大きく
異なる。したがって。
ンヘッドと潤滑油にさらされるピストン本体との間では
均一に熱が伝達されずに温度差が生じるため、上記ピス
トンヘッドとピストン本体とでは熱による影響が大きく
異なる。したがって。
ピストンヘッドとピストン本体とを同一材料で形成した
のではピストンヘッドが過熱し、これによって溶融破損
や、ノッキングなど混合気の異常燃焼を誘発することが
ある。
のではピストンヘッドが過熱し、これによって溶融破損
や、ノッキングなど混合気の異常燃焼を誘発することが
ある。
このため、上記ピストンヘッドを耐熱性等に優れた高強
度材料で形成し、このピストンヘッド材を１通常の鋳造
性、切削性の良いアルミ合金を母材として鋳ぐるんでピ
ストンヘッドとピストン本体とを接合する鋳ぐるみ法が
行われる。この場合上記ピストン本体は母材によって形
成される。そして、上記高強度材料として鉄系材料を用
いることが考えられるが、鉄−アルミ鋳ぐるみの場合は
。
度材料で形成し、このピストンヘッド材を１通常の鋳造
性、切削性の良いアルミ合金を母材として鋳ぐるんでピ
ストンヘッドとピストン本体とを接合する鋳ぐるみ法が
行われる。この場合上記ピストン本体は母材によって形
成される。そして、上記高強度材料として鉄系材料を用
いることが考えられるが、鉄−アルミ鋳ぐるみの場合は
。
波防ぐるみ材と母材との境界で充分な拡散接合を行なう
ための処理が複雑であり、またｆｆＩ量増やコスト高を
伴う。そこで、近年は上記高強度材料として耐摩耗性１
強度面で鉄系材料をしのぐ特殊な特性を有するアルミ系
材料が用いられる。しかし。
ための処理が複雑であり、またｆｆＩ量増やコスト高を
伴う。そこで、近年は上記高強度材料として耐摩耗性１
強度面で鉄系材料をしのぐ特殊な特性を有するアルミ系
材料が用いられる。しかし。
このようなアルミ系材料を用いてアルミ−アルミ鋳ぐる
みを単純に行なった場合、波涛ぐるみ材と母材との境界
に酸化被膜層などが生じていた。このため鋳ぐるまれる
ピストンヘッドと母材との境界に未溶着部が残って接合
性が悪いという問題があった。
みを単純に行なった場合、波涛ぐるみ材と母材との境界
に酸化被膜層などが生じていた。このため鋳ぐるまれる
ピストンヘッドと母材との境界に未溶着部が残って接合
性が悪いという問題があった。
また、近年は排気ガス規制が強化されＮＯｘの排出量低
減が要求されている。そして、この要求に答えるための
技術として燃焼室形状を複雑化することなどが行われて
いるが、燃焼室形状を複雑化することによってピストン
ヘッドへの熱負荷が増大してしまう。したがって、ＮＯ
ｘの排出量の低減にはこの熱負荷の増大に対応するため
にピストンヘッドの耐熱性、耐熱疲労強度および熱膨張
率熱等の熱に対する特性を向上させることが必要である
。
減が要求されている。そして、この要求に答えるための
技術として燃焼室形状を複雑化することなどが行われて
いるが、燃焼室形状を複雑化することによってピストン
ヘッドへの熱負荷が増大してしまう。したがって、ＮＯ
ｘの排出量の低減にはこの熱負荷の増大に対応するため
にピストンヘッドの耐熱性、耐熱疲労強度および熱膨張
率熱等の熱に対する特性を向上させることが必要である
。
（発明が解決しようとする問題点）
上述のように、互いにアルミ合金よりなるピストンヘッ
ド材と母材とを鋳ぐるみ法により接合する場合、従来は
接合性が悪いという問題があった。
ド材と母材とを鋳ぐるみ法により接合する場合、従来は
接合性が悪いという問題があった。
本発明の目的とするところは、ピストンヘッド材と母材
との接合性がよく、熱に対する特性が優れるとともに製
造が容易な耐熱ピストンを提供することにある。
との接合性がよく、熱に対する特性が優れるとともに製
造が容易な耐熱ピストンを提供することにある。
（問題点を解決するための手段及び作用）上記目的を達
成するために本発明は、耐熱性。
成するために本発明は、耐熱性。
耐熱疲労強度が高く低熱膨張率の急冷凝固粉末アルミ合
金からなるピストンヘッド材の鋳ぐるみ接合側に超音波
アルミはんだめっきを施し、このピストンヘッド材を金
型内にセットした後、上記金型内に母材を注湯して上記
ピストンヘッドと上記母材とを一体としたことにある。
金からなるピストンヘッド材の鋳ぐるみ接合側に超音波
アルミはんだめっきを施し、このピストンヘッド材を金
型内にセットした後、上記金型内に母材を注湯して上記
ピストンヘッドと上記母材とを一体としたことにある。
そして１本発明は上記超音波アルミはんだめっきが溶融
することによりピストンヘッド材と母材との間で充分な
拡散接合が行われるようにしたことにある。
することによりピストンヘッド材と母材との間で充分な
拡散接合が行われるようにしたことにある。
こうすることによって本発明は、ピストンヘッド材と母
材との互いの接合性を良クシ、ひいてはピストンの熱に
対する特性が向上するようにしたことにある。
材との互いの接合性を良クシ、ひいてはピストンの熱に
対する特性が向上するようにしたことにある。
（実施例）
以下１本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は鋳ぐるみ装置を示すもので、１はピストン成型
のための金型であり、ｌａはキャビティである。そして
、金型１内には急冷凝固粉末アルミ合金をほぼ円板状に
成型してなるピストンヘッド材２をセットする。゛上記
急冷凝固粉末アルミ合金は耐熱性、耐熱疲労強度が高く
低熱膨張率で熱に対する特性が優れたものであり、その
組成としては例えば、１５〜２５％Ｓｉ、３〜６％Ｆｅ
。
のための金型であり、ｌａはキャビティである。そして
、金型１内には急冷凝固粉末アルミ合金をほぼ円板状に
成型してなるピストンヘッド材２をセットする。゛上記
急冷凝固粉末アルミ合金は耐熱性、耐熱疲労強度が高く
低熱膨張率で熱に対する特性が優れたものであり、その
組成としては例えば、１５〜２５％Ｓｉ、３〜６％Ｆｅ
。
λ
０〜２％Ｎｉ、０〜４％Ｃｕ、そして残部をＡＮ／とじ
たもの。あるいは、１５〜２５％Ｓｉ、３〜７％Ｃｕ、
Ｑ〜２％Ｎｉ、０〜４％Ｃｕ、そしてズ 残部をＡ′ｖ″としたものなどが考えられる。
たもの。あるいは、１５〜２５％Ｓｉ、３〜７％Ｃｕ、
Ｑ〜２％Ｎｉ、０〜４％Ｃｕ、そしてズ 残部をＡ′ｖ″としたものなどが考えられる。
また、このピストンヘッド材２の鋳込ぐるみ接合側面３
には超音波アルミはんだめっきが施されており、これに
よって共晶層４が形成されている。
には超音波アルミはんだめっきが施されており、これに
よって共晶層４が形成されている。
上記超音波アルミはんだめっきは、波涛ぐるみ材表面の
酸化被膜層を取除き、アルミ−アルミはんだの共晶層を
形成する。この共晶層は低融点で鋳ぐるみアルミ溶湯で
容易に溶融一体化するものである（特願昭５９−２３４
５９５）。
酸化被膜層を取除き、アルミ−アルミはんだの共晶層を
形成する。この共晶層は低融点で鋳ぐるみアルミ溶湯で
容易に溶融一体化するものである（特願昭５９−２３４
５９５）。
そして、注湯口５から第１図中に矢印Ｂで示すように溶
融した母材としてのＡＣ８Ａのアルミニウム合金を注湯
する。このＡＣ８Ａは通常のアルミ合金、すなわち鋳造
性、切削性の良いアルミ合金であり、冷却凝固後に第２
図に示す耐熱ピストン６のピストン本体６ａを形成する
ものである。
融した母材としてのＡＣ８Ａのアルミニウム合金を注湯
する。このＡＣ８Ａは通常のアルミ合金、すなわち鋳造
性、切削性の良いアルミ合金であり、冷却凝固後に第２
図に示す耐熱ピストン６のピストン本体６ａを形成する
ものである。
このとき、上記ピストンヘッド材２の接合側面３に超音
波アルミはんだめっきを施していることがら共晶層４が
溶融し、ピストンヘッド材２と上記ＡＣ８Ａとの境界に
おいて充分な拡散接合が行われる。ここで、第２図に示
すのは耐熱ピストン６の仕上げ加工後に各種のピストン
リング７・・・を嵌希した状態である。また２両図中８
で示すのは所望の燃焼室形状を得るために設けた凹陥部
である。
波アルミはんだめっきを施していることがら共晶層４が
溶融し、ピストンヘッド材２と上記ＡＣ８Ａとの境界に
おいて充分な拡散接合が行われる。ここで、第２図に示
すのは耐熱ピストン６の仕上げ加工後に各種のピストン
リング７・・・を嵌希した状態である。また２両図中８
で示すのは所望の燃焼室形状を得るために設けた凹陥部
である。
このような耐熱ピストン６はピストンヘッド材２とピス
トン本体６ａとの境界において充分な拡散接合が行われ
るため接合性が良い。従って、境界部の接合が強固とな
り、これによって耐熱ピストン６の耐久性が向上する。
トン本体６ａとの境界において充分な拡散接合が行われ
るため接合性が良い。従って、境界部の接合が強固とな
り、これによって耐熱ピストン６の耐久性が向上する。
また、ピストンヘッド２の熱に対する特性が向上するた
め、ピストンヘッド２への熱負荷の増大にも充分に対応
できるようになる。したがって。
め、ピストンヘッド２への熱負荷の増大にも充分に対応
できるようになる。したがって。
ＮＯｘの排出量の低減を実現させることが可能である。
また１本発明はアルミ−アルミ鋳ぐるみを行なうことに
より形成されるものであるから製造が容易である。
より形成されるものであるから製造が容易である。
以上説明したように本発明は、耐熱性、耐熱疲労強度が
高く低熱膨張率の急冷凝固粉末アルミ合金からなるピス
トンヘッドに超音波アルミめっきを施し、このピストン
ヘッドを母材とともに鋳ぐるんで形成したものである。
高く低熱膨張率の急冷凝固粉末アルミ合金からなるピス
トンヘッドに超音波アルミめっきを施し、このピストン
ヘッドを母材とともに鋳ぐるんで形成したものである。
したがって５ ピストンヘッドと母材との接合性が良く
なるという効果がある。
なるという効果がある。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は鋳ぐるみ装置を示す縦断面図。 第２図は耐熱ピストンの斜視図である。 １・・・金型、２・・・ピストンヘッド材、６・・・耐
熱ピストン、Ｂ・・・ＡＣ８Ａ （母材）。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第１図は鋳ぐるみ装置を示す縦断面図。 第２図は耐熱ピストンの斜視図である。 １・・・金型、２・・・ピストンヘッド材、６・・・耐
熱ピストン、Ｂ・・・ＡＣ８Ａ （母材）。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- 耐熱性、耐熱疲労強度が高く低熱膨張率の急冷凝固粉末
アルミ合金からなるピストンヘッド材の鋳ぐるみ接合側
に超音波アルミはんだめっきを施し、このピストンヘッ
ド材を金型内にセットした後、上記金型内に母材を注湯
して上記ピストンヘッドと上記母材とを一体としたこと
を特徴とする耐熱ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28814487A JPH01130864A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 耐熱ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28814487A JPH01130864A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 耐熱ピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01130864A true JPH01130864A (ja) | 1989-05-23 |
Family
ID=17726374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28814487A Pending JPH01130864A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 耐熱ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01130864A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5509459A (en) * | 1994-09-28 | 1996-04-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Pressure cast alumina tile reinforced aluminum alloy armor and process for producing the same |
| US7608381B2 (en) | 2004-06-18 | 2009-10-27 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Polymer compound, positive resist composition and process for forming resist pattern |
-
1987
- 1987-11-13 JP JP28814487A patent/JPH01130864A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5509459A (en) * | 1994-09-28 | 1996-04-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Pressure cast alumina tile reinforced aluminum alloy armor and process for producing the same |
| US7608381B2 (en) | 2004-06-18 | 2009-10-27 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Polymer compound, positive resist composition and process for forming resist pattern |
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