JPH0137464B2 - - Google Patents
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- JPH0137464B2 JPH0137464B2 JP58501912A JP50191283A JPH0137464B2 JP H0137464 B2 JPH0137464 B2 JP H0137464B2 JP 58501912 A JP58501912 A JP 58501912A JP 50191283 A JP50191283 A JP 50191283A JP H0137464 B2 JPH0137464 B2 JP H0137464B2
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- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/18—Other cylinders
-
- 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
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/12—Metallic powder containing non-metallic particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- 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
- B22F3/20—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by extruding
-
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
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- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0408—Light metal alloys
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-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
- F02F2007/009—Hypereutectic aluminum, e.g. aluminum alloys with high SI content
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- 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
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- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
請求の範囲
1 60〜400μmの大きさを有するアルミニウム
−ケイ素(約12%)共晶合金粒子とライナの5〜
15重量%の量のケイ素粒子とを含む混合物を押出
しまたは焼結させて製造される内燃機関用ライナ
であつて、前記ケイ素粒子は20〜50μmの大きさ
を有しており、前記ケイ素粒子は該合金のマトリ
ツクス中に分散されていることを特徴とするライ
ナ。
−ケイ素(約12%)共晶合金粒子とライナの5〜
15重量%の量のケイ素粒子とを含む混合物を押出
しまたは焼結させて製造される内燃機関用ライナ
であつて、前記ケイ素粒子は20〜50μmの大きさ
を有しており、前記ケイ素粒子は該合金のマトリ
ツクス中に分散されていることを特徴とするライ
ナ。
2 ケイ素粒子が粉砕の結果生じた外観を有して
いることを特徴とする請求の範囲1に記載のライ
ナ。
いることを特徴とする請求の範囲1に記載のライ
ナ。
3 ケイ素粒子が液体ケイ素の噴霧化の結果生じ
た外観を有していることを特徴とする請求の範囲
1に記載のライナ。
た外観を有していることを特徴とする請求の範囲
1に記載のライナ。
4 アルミニウム−ケイ素共晶合金が、
Si 11 〜13 重量%
Cu 3 〜 5 重量%
Mg 0.5〜 1.5重量%
Al 残部
の組成を有するA−S12U4Gであるか、又は
Si 11 〜13重量%
Cu 0.5〜 2重量%
Mg 2 〜 3重量%
Zn 5 〜 7重量%
Al 残部
の組成を有するA−S12Z5GUであることを特徴と
する請求の範囲1に記載のライナ。
する請求の範囲1に記載のライナ。
5 60〜400μmの大きさを有するアルミニウム
−ケイ素(約12%)共晶合金粒子とライナの5〜
15重量%の量のケイ素粒子とライナの3〜10重量
%のグラフアイトとを含む混合物を押出しまたは
焼結させて製造される内燃機関用ライナであつ
て、前記ケイ素粒子は20〜50μmの大きさを有し
ており、前記ケイ素粒子及びグラフアイトは該合
金のマトリツクス中に分散されていることを特徴
とするライナ。
−ケイ素(約12%)共晶合金粒子とライナの5〜
15重量%の量のケイ素粒子とライナの3〜10重量
%のグラフアイトとを含む混合物を押出しまたは
焼結させて製造される内燃機関用ライナであつ
て、前記ケイ素粒子は20〜50μmの大きさを有し
ており、前記ケイ素粒子及びグラフアイトは該合
金のマトリツクス中に分散されていることを特徴
とするライナ。
6 60〜400μmの大きさを有するアルミニウム
−ケイ素(約12%)共晶合金粒子とライナの5〜
15重量%の量のケイ素粒子とライナの5〜15重量
%の金属間化合物Ni3Snとを含む混合物を押出し
または焼結させて製造される内燃機関用ライナで
あつて、前記ケイ素粒子は20〜50μmの大きさを
有しており、前記ケイ素粒子及び金属間化合物
Ni3Snは該合金のマトリツクス中に分散されてい
ることを特徴とするライナ。
−ケイ素(約12%)共晶合金粒子とライナの5〜
15重量%の量のケイ素粒子とライナの5〜15重量
%の金属間化合物Ni3Snとを含む混合物を押出し
または焼結させて製造される内燃機関用ライナで
あつて、前記ケイ素粒子は20〜50μmの大きさを
有しており、前記ケイ素粒子及び金属間化合物
Ni3Snは該合金のマトリツクス中に分散されてい
ることを特徴とするライナ。
7 金属間化合物が5〜50μmの大きさを有する
選別された粒子の形態にあることを特徴とする請
求の範囲6に記載のライナ。
選別された粒子の形態にあることを特徴とする請
求の範囲6に記載のライナ。
8 金属間化合物が粉砕の結果生じた粒子の外観
を有していることを特徴とする請求の範囲6に記
載のライナ。
を有していることを特徴とする請求の範囲6に記
載のライナ。
9 金属間化合物が噴霧された液体の凝固の結果
生じた粒子の外観を有していることを特徴とする
請求の範囲6に記載のライナ。
生じた粒子の外観を有していることを特徴とする
請求の範囲6に記載のライナ。
産業上の利用分野
本発明は、特定の大きさを有するケイ素粒子が
アルミニウム−ケイ素共晶合金のマトリツクスに
分散されている組織をもつ内燃機関用ライナ
(liners)に係る。
アルミニウム−ケイ素共晶合金のマトリツクスに
分散されている組織をもつ内燃機関用ライナ
(liners)に係る。
従来の技術
アルミニウムをベースとするエンジン用ライナ
は知られているが、この種のライナには、ライナ
の作用面と該ライナと接触するピストンのような
エンジン部品との間の適合性(compatibility)
の問題がみられた。前記した問題を解決すべく、
例えば鋼鉄製ライニングを設けたり、シリンダの
ボア表面を鉄又はクロムの如きより硬質の金属で
被覆するなどの種々の方法が提案されたが、いず
れの方法でも問題を完全に解決することはできな
かつた。
は知られているが、この種のライナには、ライナ
の作用面と該ライナと接触するピストンのような
エンジン部品との間の適合性(compatibility)
の問題がみられた。前記した問題を解決すべく、
例えば鋼鉄製ライニングを設けたり、シリンダの
ボア表面を鉄又はクロムの如きより硬質の金属で
被覆するなどの種々の方法が提案されたが、いず
れの方法でも問題を完全に解決することはできな
かつた。
次いでアルミニウム−ケイ素(A−S)過共晶
合金の如きより優れた機械的耐性をもつ合金が注
目されるようになつたが、この場合はライナ鋳造
時に発生する一次ケイ素結晶が、比較的大きなサ
イズと角張つた形態を有しているために、ピスト
ン表面を傷つける問題が生じ、よつてピストン表
面を保護すべくカバーを設けなければならなかつ
た。
合金の如きより優れた機械的耐性をもつ合金が注
目されるようになつたが、この場合はライナ鋳造
時に発生する一次ケイ素結晶が、比較的大きなサ
イズと角張つた形態を有しているために、ピスト
ン表面を傷つける問題が生じ、よつてピストン表
面を保護すべくカバーを設けなければならなかつ
た。
A−S過共晶合金が前述の如き欠点を有しては
いるもののその特性は利用したいという考えか
ら、後に表面処理しなくとも必要な適合性が得ら
れるようにこの種の合金の組織を特にケイ素粒子
レベルで変える試みがなされた。これらの試みの
中で、以下のものが注目される。
いるもののその特性は利用したいという考えか
ら、後に表面処理しなくとも必要な適合性が得ら
れるようにこの種の合金の組織を特にケイ素粒子
レベルで変える試みがなされた。これらの試みの
中で、以下のものが注目される。
仏国特許第1441860号明細書に開示されている
方法;アルミニウムのマトリツクスを酸で腐食し
てケイ素粒子を浮き上らせた後、これら粒子を研
摩する。
方法;アルミニウムのマトリツクスを酸で腐食し
てケイ素粒子を浮き上らせた後、これら粒子を研
摩する。
仏国特許第2235534号明細書に開示されている
方法、ライナを一次ケイ素相は全く生じないが、
逆に10μm未満の大きさをもつ繊維状もしくはス
フエロイド状粒子が生じるような冷却条件下で鋳
造して、新しい鋳造物組織を得る。
方法、ライナを一次ケイ素相は全く生じないが、
逆に10μm未満の大きさをもつ繊維状もしくはス
フエロイド状粒子が生じるような冷却条件下で鋳
造して、新しい鋳造物組織を得る。
その後、本出願人も特許第2343895号明細書で
新規なA−S過共晶組織を提供したが、この場合
は鋳造方法に代えて、噴霧により得られた粉末を
押出し成形する方法を使用した。この方法の利点
は、使用する粉末が速い冷却速度で形成されるた
め一次ケイ素粒子のサイズが従来の鋳造成形のと
きよりも小さいことである。この粒子のサイズは
押出し処理によつても変化することがないため、
微細なケイ素粒子が十分に分散した新規な組織が
得られ、従つてピストンに対するライナの適合性
をかなり向上させ得る。
新規なA−S過共晶組織を提供したが、この場合
は鋳造方法に代えて、噴霧により得られた粉末を
押出し成形する方法を使用した。この方法の利点
は、使用する粉末が速い冷却速度で形成されるた
め一次ケイ素粒子のサイズが従来の鋳造成形のと
きよりも小さいことである。この粒子のサイズは
押出し処理によつても変化することがないため、
微細なケイ素粒子が十分に分散した新規な組織が
得られ、従つてピストンに対するライナの適合性
をかなり向上させ得る。
しかしながら特に厳しい条件下でテストを繰返
すと、前述の方法で得られたライナでは破損が生
じる。
すと、前述の方法で得られたライナでは破損が生
じる。
この現象を徹底的に調べた結果、原因はケイ素
粒子が余りに微細すぎることにあると判明した。
これらの結果から、本出願人は適合性を更に向上
させ得ることを確信した。そこで本出願人は、平
均して、好ましくない結果をもたらした微細粒子
の最大粒度よりは大きく且つ鋳込み成形した場合
の大きすぎる粒度よりは小さい値の範囲の比較的
狭い粒度範囲内で選別されたケイ素粒子を含む組
織をもつライナを開発した。
粒子が余りに微細すぎることにあると判明した。
これらの結果から、本出願人は適合性を更に向上
させ得ることを確信した。そこで本出願人は、平
均して、好ましくない結果をもたらした微細粒子
の最大粒度よりは大きく且つ鋳込み成形した場合
の大きすぎる粒度よりは小さい値の範囲の比較的
狭い粒度範囲内で選別されたケイ素粒子を含む組
織をもつライナを開発した。
本発明は、場合によつては他の成分をも含むア
ルミニウム−ケイ素共晶合金をベースとし、20〜
50μmのケイ素粒子が分散された組織を有してい
ることを特徴とする内燃機関用ライナに係る。
ルミニウム−ケイ素共晶合金をベースとし、20〜
50μmのケイ素粒子が分散された組織を有してい
ることを特徴とする内燃機関用ライナに係る。
本発明のライナはアルミニウム−ケイ素(約12
%)共晶合金からなり、一次ケイ素粒子が全くみ
られないマトリツクスから構成される。前記合金
に機械的特性例えば摩擦作用もしくは摩耗作用に
関連する特性を向上させるような他の成分を含有
させてもよい。
%)共晶合金からなり、一次ケイ素粒子が全くみ
られないマトリツクスから構成される。前記合金
に機械的特性例えば摩擦作用もしくは摩耗作用に
関連する特性を向上させるような他の成分を含有
させてもよい。
アルミニウム−ケイ素共晶合金のマトリツクス
には、20〜50μmの大きさを有するケイ素粒子が
分散されている。本発明では、微細なケイ素粒子
や所望の適合性を低下させるほど大きなケイ素粒
子は全く含まれていない。
には、20〜50μmの大きさを有するケイ素粒子が
分散されている。本発明では、微細なケイ素粒子
や所望の適合性を低下させるほど大きなケイ素粒
子は全く含まれていない。
前記の合金マトリツクスによりもたらされる特
性とケイ素粒子により得られる特性とを最大限に
利用するためには、ライナの5〜15重量%の量の
ケイ素粒子を加えると極めて有利であることも判
明した。
性とケイ素粒子により得られる特性とを最大限に
利用するためには、ライナの5〜15重量%の量の
ケイ素粒子を加えると極めて有利であることも判
明した。
これらのケイ素粒子は99.5%を上回る純度を有
しており、好ましくはカルシウム含量が300ppm
未満である。これらの粒子に必要に応じ鉄分除去
処理施してもよい。ケイ素粒子の外観(faces)
は製造方法により異なる。例えば粉砕とふるい分
けとにより製造しても、液体ケイ素の噴霧化によ
つて製造してもよく、後者の場合はより丸味みの
ある外観を有する粒子が得られる。
しており、好ましくはカルシウム含量が300ppm
未満である。これらの粒子に必要に応じ鉄分除去
処理施してもよい。ケイ素粒子の外観(faces)
は製造方法により異なる。例えば粉砕とふるい分
けとにより製造しても、液体ケイ素の噴霧化によ
つて製造してもよく、後者の場合はより丸味みの
ある外観を有する粒子が得られる。
アルミニウム−ケイ素合金に関しては、
Si 11 〜13 重量%
Cu 3 〜 5 重量%
Mg 0.5〜 1.5重量%
Al 残部
の組成を有するA−S12U4Gタイプの共晶合金、
又は Si 11〜13重量% Cu 3〜 2重量% Mg 2〜 3重量% Zn 5〜 7重量% Al 残部 の組成を有するA−S12Z5GUタイプの共晶合金、
即ち機械的耐性を向上させる作用をもつ銅及びマ
グネシウムの如き成分をも含んでいる合金を使用
するのが好ましい。
又は Si 11〜13重量% Cu 3〜 2重量% Mg 2〜 3重量% Zn 5〜 7重量% Al 残部 の組成を有するA−S12Z5GUタイプの共晶合金、
即ち機械的耐性を向上させる作用をもつ銅及びマ
グネシウムの如き成分をも含んでいる合金を使用
するのが好ましい。
また、グラフアイトもしくはこれと同等の作用
を有する物質の如き補助物質を存在させてライナ
の摩擦特性を向上させることもできる。好ましく
は粒状の人工グラフアイトを使用する。このよう
な形状であればライナの他の成分にも物理的に良
くなじむ。最も有利な含有量はライナの3〜10重
量%である。
を有する物質の如き補助物質を存在させてライナ
の摩擦特性を向上させることもできる。好ましく
は粒状の人工グラフアイトを使用する。このよう
な形状であればライナの他の成分にも物理的に良
くなじむ。最も有利な含有量はライナの3〜10重
量%である。
本出願人はまた、合金中に存在し得る化合物と
は別のものであつて融点が700℃を超えるような
金属間化合物を少なくとも1種ライナに分散状に
加えれば、ライナ−ピストンアセンブリの適合性
を更に高めることができ、特にライナが通常許容
し得る限界値を上回る温度で作動する場合に生じ
る特定の局所的接合現象(localized sticking
phenomena)を回避することができることも判
明した。従つて、本発明では特定粒度のケイ素粒
子の他に少なくとも1種の金属間化合物をも合金
マトリツクス中に分散させてもよい。
は別のものであつて融点が700℃を超えるような
金属間化合物を少なくとも1種ライナに分散状に
加えれば、ライナ−ピストンアセンブリの適合性
を更に高めることができ、特にライナが通常許容
し得る限界値を上回る温度で作動する場合に生じ
る特定の局所的接合現象(localized sticking
phenomena)を回避することができることも判
明した。従つて、本発明では特定粒度のケイ素粒
子の他に少なくとも1種の金属間化合物をも合金
マトリツクス中に分散させてもよい。
この分散相はベースの合金中に存在し得るもの
とは構造及び/又は組成の点で異なることに留意
されたい。実際、前記の合金が粉末治金学的によ
り処理する間に相互に金属間化合物を形成し得る
特定成分を含んでいることもある。しかしなが
ら、そのような成分はベース合金の組織自体に属
するものであり、本発明の金属間化合物ではな
い。前記分散相を構成する金属間化合物は700℃
より高い融点をもつものから選択する。
とは構造及び/又は組成の点で異なることに留意
されたい。実際、前記の合金が粉末治金学的によ
り処理する間に相互に金属間化合物を形成し得る
特定成分を含んでいることもある。しかしなが
ら、そのような成分はベース合金の組織自体に属
するものであり、本発明の金属間化合物ではな
い。前記分散相を構成する金属間化合物は700℃
より高い融点をもつものから選択する。
実際アルミニウム−ケイ素共晶合金のマトリツ
クスをもつライナの組織中に前述の如き金属間化
合物が存在すると、温度が特定の限界値を越えた
ときライナが局所的にピストンに溶着するという
傾向が完全には回避されなくとも大幅に減少する
ことが判明した。
クスをもつライナの組織中に前述の如き金属間化
合物が存在すると、温度が特定の限界値を越えた
ときライナが局所的にピストンに溶着するという
傾向が完全には回避されなくとも大幅に減少する
ことが判明した。
更にテストの結果、金属間化合物を加えると、
ライナ中に硬い部分が生じて摩擦耐性が強化され
るためケイ素粒子がより一層その役割を果すこと
になり、且つ摩擦係数の測定からも明らかなよう
にグラフアイトの潤滑剤としての機能が大幅に向
上するためグラフアイトの役割もより一層果され
るようになることが判明した。
ライナ中に硬い部分が生じて摩擦耐性が強化され
るためケイ素粒子がより一層その役割を果すこと
になり、且つ摩擦係数の測定からも明らかなよう
にグラフアイトの潤滑剤としての機能が大幅に向
上するためグラフアイトの役割もより一層果され
るようになることが判明した。
3個のニツケル原子が1個のスズ原子に結合し
て六方晶系の結晶を形成している金属間化合物
Ni3Snは、「接合防止(non−sticking)」剤とし
ても潤滑性且つ耐耗性物質としても極めて優れて
いることが判明した。
て六方晶系の結晶を形成している金属間化合物
Ni3Snは、「接合防止(non−sticking)」剤とし
ても潤滑性且つ耐耗性物質としても極めて優れて
いることが判明した。
このような金属間化合物は粒子の形でライナ中
に規則的に分散していなければならない。しかし
乍ら、金属間化合物の効果を十分に発揮させるた
めには、これらの粒子が5〜50μmの狭い粒度範
囲の粒度を有することが好ましい。このようにす
れば、比表面積が大きいためにライナ製造工具の
故障(jamming)を起こす微細すぎる粒子も、
摩擦係数を増大せしめる大きすぎる粒子も除外す
ることができる。
に規則的に分散していなければならない。しかし
乍ら、金属間化合物の効果を十分に発揮させるた
めには、これらの粒子が5〜50μmの狭い粒度範
囲の粒度を有することが好ましい。このようにす
れば、比表面積が大きいためにライナ製造工具の
故障(jamming)を起こす微細すぎる粒子も、
摩擦係数を増大せしめる大きすぎる粒子も除外す
ることができる。
アルミニウム−ケイ素共晶合金のマトリツクス
とケイ素粒子と潤滑剤と金属間化合物粒子とによ
りもたらされる夫々の利点を最大限に活用するた
めには、ライナの5〜15%の金属間化合物粒子を
加えると極めて効果的であることが判明した。
とケイ素粒子と潤滑剤と金属間化合物粒子とによ
りもたらされる夫々の利点を最大限に活用するた
めには、ライナの5〜15%の金属間化合物粒子を
加えると極めて効果的であることが判明した。
金属間化合物の粒子は製造法に応じて異なる外
観を有し得る。
観を有し得る。
本発明は、前記ライナの数種の製法にも係る。
これらの方法はアルミニウム−ケイ素共晶合金を
液体状態から粉末に細分するという共通点を有し
ている。この操作は既存の任意の方法、例えば遠
心力による霧化、噴霧等により実施される。次い
で、得られた粉末をふるいにかけて60〜400μm
の範囲に含まれない粒子を除去した後、粒度20〜
50μmのケイ素粒子と混合する。このケイ素粒子
の量はライナの質量の5〜15重量%とする。必要
であれば、更にグラフアイトか又はライナの特性
を向上させ得る他の成分、例えば硬性を増大させ
る炭化ケイ素又は摩擦に対する適性を増大させる
スズを3〜10重量%加えてもよい。通常許容し得
る限界値より高い温度で作動させるライナの場合
には、金属間化合物を5〜50μmの粒度をもつ粒
子の形で5〜15重量%混合させる。このような粉
末混合物を適度に均質化した後2つの方法、即ち
焼結(sintering)又は押出しの処理にかける。
これらの方法はアルミニウム−ケイ素共晶合金を
液体状態から粉末に細分するという共通点を有し
ている。この操作は既存の任意の方法、例えば遠
心力による霧化、噴霧等により実施される。次い
で、得られた粉末をふるいにかけて60〜400μm
の範囲に含まれない粒子を除去した後、粒度20〜
50μmのケイ素粒子と混合する。このケイ素粒子
の量はライナの質量の5〜15重量%とする。必要
であれば、更にグラフアイトか又はライナの特性
を向上させ得る他の成分、例えば硬性を増大させ
る炭化ケイ素又は摩擦に対する適性を増大させる
スズを3〜10重量%加えてもよい。通常許容し得
る限界値より高い温度で作動させるライナの場合
には、金属間化合物を5〜50μmの粒度をもつ粒
子の形で5〜15重量%混合させる。このような粉
末混合物を適度に均質化した後2つの方法、即ち
焼結(sintering)又は押出しの処理にかける。
焼結の場合には、前記粉末混合物を垂直又はイ
ソスタテイツクプレス内で冷間圧縮により成形
し、次いで所定の雰囲気下で焼結する。その後こ
のようにして得られた適切な大きさに加工する。
ソスタテイツクプレス内で冷間圧縮により成形
し、次いで所定の雰囲気下で焼結する。その後こ
のようにして得られた適切な大きさに加工する。
押出しの場合には、前記粉末混合物を冷間圧縮
によりビレツト状に形成するか、又はプレスのビ
レツト内に直接充填し、必要であれば大気遮断下
で予備加熱した後管状に押出す。押出し用器材と
しては当業者に公知のもの、例えばブリツジ式工
具(bridge tool)、またはシートダイ−フローテ
イングニードルアセンブリ(sheet die−floating
needle unit)を使用し得る。このようにしてプ
レスの出口で得られた管はくせ取りした後ライナ
の長さに切断され、切断された管は加工される。
によりビレツト状に形成するか、又はプレスのビ
レツト内に直接充填し、必要であれば大気遮断下
で予備加熱した後管状に押出す。押出し用器材と
しては当業者に公知のもの、例えばブリツジ式工
具(bridge tool)、またはシートダイ−フローテ
イングニードルアセンブリ(sheet die−floating
needle unit)を使用し得る。このようにしてプ
レスの出口で得られた管はくせ取りした後ライナ
の長さに切断され、切断された管は加工される。
製造されたライナがより好い機械的特性を有す
るように、ダイから取出された管を直接焼入れ
(hardening)し、次いで通常の焼きなまし処理
を行うことも可能である。
るように、ダイから取出された管を直接焼入れ
(hardening)し、次いで通常の焼きなまし処理
を行うことも可能である。
前記粉末混合物をスラツジ状に圧縮してもよ
く、その場合は圧縮物を逆押出ししてバケツト状
に成形し、その底部と対向端とを切断してライナ
を得、次いで加工する。押出し後得られたバケツ
ト状成形物を直接焼入れ処理にかけてもよい。
く、その場合は圧縮物を逆押出ししてバケツト状
に成形し、その底部と対向端とを切断してライナ
を得、次いで加工する。押出し後得られたバケツ
ト状成形物を直接焼入れ処理にかけてもよい。
本発明を、添付の3つの図面を参照しながら更
に説明する。これらの図面は、種々の方法に従つ
て製造されたエンジンライナの組織を示す顕微鏡
写真(×200)である。
に説明する。これらの図面は、種々の方法に従つ
て製造されたエンジンライナの組織を示す顕微鏡
写真(×200)である。
第1図はアルミニウム−ケイ素過共晶合金の鋳
込み成形により得られたライナ、第2図はアルミ
ニウム−ケイ素過共晶合金粉末の押出し成形によ
り得られたライナ、第3図はアルミニウム−ケイ
素共晶合金粉末と特定の大きさのケイ素粉末との
混合物を押出しして得られた本発明ライナの組織
を示す。
込み成形により得られたライナ、第2図はアルミ
ニウム−ケイ素過共晶合金粉末の押出し成形によ
り得られたライナ、第3図はアルミニウム−ケイ
素共晶合金粉末と特定の大きさのケイ素粉末との
混合物を押出しして得られた本発明ライナの組織
を示す。
第1図に示されているライナのベースとなるア
ルミニウム−合金はAluminium Associationの
基準による、A−S17U4Gであり、17%のケイ素
を含んでいるためアルミニウム−ケイ素過共晶合
金と称される。合金の凝固開始時に発生した一次
ケイ素結晶1が、針状の共晶ケイ素2が現われて
いるマトリツクスに分散されている。これら一次
ケイ素結晶は大きさが比較的大きく且つ角張つた
形状をしており、従つてライナの作動面に対向す
るピストン表面に傷をつけ易いという欠点を有し
ている。
ルミニウム−合金はAluminium Associationの
基準による、A−S17U4Gであり、17%のケイ素
を含んでいるためアルミニウム−ケイ素過共晶合
金と称される。合金の凝固開始時に発生した一次
ケイ素結晶1が、針状の共晶ケイ素2が現われて
いるマトリツクスに分散されている。これら一次
ケイ素結晶は大きさが比較的大きく且つ角張つた
形状をしており、従つてライナの作動面に対向す
るピストン表面に傷をつけ易いという欠点を有し
ている。
第2図のライナのベースとなるアルミニウム−
ケイ素合金もA−S17U4Gであるが、この場合は
噴霧によつて得られた粉末とライナの約3重量%
のグラフアイト粒子を押出し成形して製造した。
この粉末を形成するのに使用される速い冷却速度
に起因して、一次ケイ素粒子3の大きさは共晶ケ
イ素に比べて比較的小さく、従来の鋳込み成形の
結果得られるものより小さい。この図には押出し
方向に伸長したグラフアイト粒子4も示されてい
る。このようにして製造されたライナはケイ素粒
子が微細すぎるため、特に厳しい条件下でテスト
すると破損した。
ケイ素合金もA−S17U4Gであるが、この場合は
噴霧によつて得られた粉末とライナの約3重量%
のグラフアイト粒子を押出し成形して製造した。
この粉末を形成するのに使用される速い冷却速度
に起因して、一次ケイ素粒子3の大きさは共晶ケ
イ素に比べて比較的小さく、従来の鋳込み成形の
結果得られるものより小さい。この図には押出し
方向に伸長したグラフアイト粒子4も示されてい
る。このようにして製造されたライナはケイ素粒
子が微細すぎるため、特に厳しい条件下でテスト
すると破損した。
第3図にはケイ素を12%含むA−S12U4Gタイ
プのアルミニウム−ケイ素共晶合金をベースとす
るライナが示されている。この場合も噴霧によつ
て得られた粉末の押出しにより成形したものであ
るが、約5重量%のケイ素粉末を押出し処理前に
添加した。これらケイ素粉末の粒子5は粉砕の結
果生じた外観を有しており、20〜50μmの大きさ
を有している。これらのケイ素粒子は共晶マトリ
ツクスに分散されているが、このマトリツクスに
は凝集した(coalesced)ケイ素粒子7も3重量
%の割合で配合されたグラフアイト粒子6も観察
された。この図から明らかなように、本発明のラ
イナは全く独自な組織を有しており、この組織は
このようにして製造されたライナのピストンに対
する適合性を著しく向上せしめる。
プのアルミニウム−ケイ素共晶合金をベースとす
るライナが示されている。この場合も噴霧によつ
て得られた粉末の押出しにより成形したものであ
るが、約5重量%のケイ素粉末を押出し処理前に
添加した。これらケイ素粉末の粒子5は粉砕の結
果生じた外観を有しており、20〜50μmの大きさ
を有している。これらのケイ素粒子は共晶マトリ
ツクスに分散されているが、このマトリツクスに
は凝集した(coalesced)ケイ素粒子7も3重量
%の割合で配合されたグラフアイト粒子6も観察
された。この図から明らかなように、本発明のラ
イナは全く独自な組織を有しており、この組織は
このようにして製造されたライナのピストンに対
する適合性を著しく向上せしめる。
本発明のライナは主として自動車工業で使用さ
れるが、その他にも適合性の大きいライナ−ピス
トンアセンブリをアルミニウム合金で製造するこ
とが望まれるあらゆる工業分野で使用し得る。
れるが、その他にも適合性の大きいライナ−ピス
トンアセンブリをアルミニウム合金で製造するこ
とが望まれるあらゆる工業分野で使用し得る。
実施例
A−S12U4Gタイプのアルミニウム−ケイ素共
晶合金を溶融し且つ噴霧して粉末状とした。この
粉末を篩にかけて大きさが60〜400μmの範囲に
含まれないものを除去した後、粒度20〜50μmの
ケイ素粒子と混合した。ケイ素粒子の量はライナ
の5重量%とした。これに3重量%のグラフアイ
ト粒子を加えた。この混合物を冷間圧縮によつて
ビレツト状にし、次いで別の装置で管状に押出
し、得られた管を通常の焼戻しにかけ、ライナと
して使用した。
晶合金を溶融し且つ噴霧して粉末状とした。この
粉末を篩にかけて大きさが60〜400μmの範囲に
含まれないものを除去した後、粒度20〜50μmの
ケイ素粒子と混合した。ケイ素粒子の量はライナ
の5重量%とした。これに3重量%のグラフアイ
ト粒子を加えた。この混合物を冷間圧縮によつて
ビレツト状にし、次いで別の装置で管状に押出
し、得られた管を通常の焼戻しにかけ、ライナと
して使用した。
得られたライナの顕微鏡写真(倍率200倍)は
第3図に示す通りである。
第3図に示す通りである。
第3図には、凝集したケイ素粒子7と、グラフ
アイト粒子6と、粉砕の結果生じた外観を有し且
つ急冷によつて得られる粒子より微細なケイ素粒
子5とが観察される。
アイト粒子6と、粉砕の結果生じた外観を有し且
つ急冷によつて得られる粒子より微細なケイ素粒
子5とが観察される。
従つて、ライナ製造工具の故障をもたらす過度
に大きな比表面積に起因する問題が解消される。
に大きな比表面積に起因する問題が解消される。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR82/11032 | 1982-06-17 | ||
FR8211032A FR2528910B1 (fr) | 1982-06-17 | 1982-06-17 | Chemises de moteurs a base d'alliages d'aluminium et de grains de silicium calibres et leurs procedes d'obtention |
FR8220982A FR2537654B2 (fr) | 1982-06-17 | 1982-12-09 | Perfectionnement des chemises de moteurs a base d'alliages d'aluminium et de grains de silicium calibres et leurs procedes d'obtention |
FR82/20982 | 1982-12-09 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59500779A JPS59500779A (ja) | 1984-05-04 |
JPH0137464B2 true JPH0137464B2 (ja) | 1989-08-07 |
Family
ID=26222967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58501912A Granted JPS59500779A (ja) | 1982-06-17 | 1983-06-15 | アルミニウム合金と特定の大きさのケイ素粒子とをベースとするエンジンライナ |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4650644A (ja) |
EP (1) | EP0112848B1 (ja) |
JP (1) | JPS59500779A (ja) |
CA (1) | CA1237919A (ja) |
DE (1) | DE3363726D1 (ja) |
ES (1) | ES523319A0 (ja) |
FR (1) | FR2537654B2 (ja) |
IT (1) | IT1194273B (ja) |
WO (1) | WO1984000050A1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0586964A (ja) * | 1991-09-26 | 1993-04-06 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | シリンダの冷却構造 |
DE4133546C2 (de) * | 1991-10-10 | 2000-12-07 | Mahle Gmbh | Kolben-Zylinderanordnung eines Verbrennungsmotors |
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DE4244502C1 (de) * | 1992-12-30 | 1994-03-17 | Bruehl Aluminiumtechnik | Zylinderkurbelgehäuse und Verfahren zu seiner Herstellung |
US5630355A (en) * | 1993-06-21 | 1997-05-20 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Reciprocating type compressor with improved cylinder block |
JP2740112B2 (ja) * | 1993-06-21 | 1998-04-15 | 株式会社豊田自動織機製作所 | 斜板式圧縮機 |
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DE10135485A1 (de) * | 2001-07-20 | 2003-02-06 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Verfahren zur endkonturnahen Fertigung von Bauteilen bzw. Halbzeugen aus schwer zerspanbaren Leichtmetalllegierungen, und Bauteil bzw. Halbzeug, hergestellt durch das Verfahren |
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- 1982-12-09 FR FR8220982A patent/FR2537654B2/fr not_active Expired
-
1983
- 1983-06-15 EP EP83901824A patent/EP0112848B1/fr not_active Expired
- 1983-06-15 WO PCT/FR1983/000120 patent/WO1984000050A1/fr active IP Right Grant
- 1983-06-15 DE DE8383901824T patent/DE3363726D1/de not_active Expired
- 1983-06-15 US US06/589,064 patent/US4650644A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-06-15 JP JP58501912A patent/JPS59500779A/ja active Granted
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- 1983-06-16 ES ES523319A patent/ES523319A0/es active Granted
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