JPH0215867A - アルミニウム合金製シリンダヘッドの製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金製シリンダヘッドの製造方法Info
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- JPH0215867A JPH0215867A JP63163271A JP16327188A JPH0215867A JP H0215867 A JPH0215867 A JP H0215867A JP 63163271 A JP63163271 A JP 63163271A JP 16327188 A JP16327188 A JP 16327188A JP H0215867 A JPH0215867 A JP H0215867A
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- cylinder head
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- aluminum alloy
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Links
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Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Laser Beam Processing (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】
（産業上の利用分野）
本発明はエンジン用のアルミニウム合金製シリンダヘッ
ドの製造方嫌に関する。
ドの製造方嫌に関する。
（従来の技術）
近年、エンジンの高出力化に伴い、エンジンのシリンダ
ヘッドの熱負荷が高くなり、特に熱負荷の高い燃焼室部
における吸排気孔間部や副燃焼室周辺部は熱疲労により
クラックが発生しやすい。
ヘッドの熱負荷が高くなり、特に熱負荷の高い燃焼室部
における吸排気孔間部や副燃焼室周辺部は熱疲労により
クラックが発生しやすい。
その対策の為にアルミニウム合金中のシリコン含有量を
少なくすると、伸びが増加して高負荷部分の熱疲労に対
して有利になりクラックの発生が防止できるが、逆にシ
リコン含有量を多くすると、共晶組成に近い為凝固開始
温度が低く、湯回り特性が良好になり、鋳造性が悪い場
合に生じる機械的特性の低下を防止できるという長所が
ある。もっとも、シリコン含有量を多くし過ぎると、六
角板状の初晶シリコンによって機械的特性が低下すると
いう面もある。
少なくすると、伸びが増加して高負荷部分の熱疲労に対
して有利になりクラックの発生が防止できるが、逆にシ
リコン含有量を多くすると、共晶組成に近い為凝固開始
温度が低く、湯回り特性が良好になり、鋳造性が悪い場
合に生じる機械的特性の低下を防止できるという長所が
ある。もっとも、シリコン含有量を多くし過ぎると、六
角板状の初晶シリコンによって機械的特性が低下すると
いう面もある。
そこで、適度のシリコンを含有させ、鋳造性を良くして
シリンダヘッド全体の機械的強度を確保する一方、熱負
荷の高い部分の熱疲労強度を高めることが望まれ、特開
昭６１−．１９３７７３号公報に示されるようなアルミ
ニウム合金製シリンダヘッドの製造方法、すなわち、ア
ルミニウム合金製シリンダヘッドの必要部分に高密度エ
ネルギーを照射し、加熱して再溶融させるこ柔によりチ
ル組織を得る方法が提案されている。
シリンダヘッド全体の機械的強度を確保する一方、熱負
荷の高い部分の熱疲労強度を高めることが望まれ、特開
昭６１−．１９３７７３号公報に示されるようなアルミ
ニウム合金製シリンダヘッドの製造方法、すなわち、ア
ルミニウム合金製シリンダヘッドの必要部分に高密度エ
ネルギーを照射し、加熱して再溶融させるこ柔によりチ
ル組織を得る方法が提案されている。
（発明が解決しようとする課題）
ところが、上記の方法によっても満足できる熱疲労特性
が得られず、特に、広範囲に亘り再溶融する場合や薄肉
部を再溶融する場合にはシリンダヘッド素材の内部への
熱伝導が悪く、冷却温度が遅くなるので微細なチル組織
が得られない為、十分な熱疲労強度が得られないという
問題があった。
が得られず、特に、広範囲に亘り再溶融する場合や薄肉
部を再溶融する場合にはシリンダヘッド素材の内部への
熱伝導が悪く、冷却温度が遅くなるので微細なチル組織
が得られない為、十分な熱疲労強度が得られないという
問題があった。
（発明の目的）
上記に鑑みて本発明はシリンダヘッド全体の機械的特性
を維持しつつ、熱疲労特性の要求される部分の熱疲労強
度を向上させることができるアルミニウム合金製シリン
ダヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
を維持しつつ、熱疲労特性の要求される部分の熱疲労強
度を向上させることができるアルミニウム合金製シリン
ダヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するため本発明は熱疲労特性の要求され
る部分のシリコンを純アルミニウムで希釈するものであ
り、具体的に講じた解決手段は、アルミニウム合金製シ
リンダヘッドの製造方法を、アルミニウム合金の溶湯を
鋳型に注入してシリンダヘッド素材を形成したのち、該
シリンダヘッド素材における熱疲労特性の要求される部
分を、純アルミニウムを供給しながら再溶融させる構成
としたものである。
る部分のシリコンを純アルミニウムで希釈するものであ
り、具体的に講じた解決手段は、アルミニウム合金製シ
リンダヘッドの製造方法を、アルミニウム合金の溶湯を
鋳型に注入してシリンダヘッド素材を形成したのち、該
シリンダヘッド素材における熱疲労特性の要求される部
分を、純アルミニウムを供給しながら再溶融させる構成
としたものである。
（作用）
上記の構成１こより、熱疲労特性の要求される部分にお
いては、シリコンが希釈されていると共に伸びが高く熱
疲労特性に優れている純アルミニウムが供給されており
、また、アルミニウム合金を鋳造してシリンダヘッド素
材を形成する工程においては、アルミニウム合金の溶湯
中に適量のシリコンを含有させることができる。
いては、シリコンが希釈されていると共に伸びが高く熱
疲労特性に優れている純アルミニウムが供給されており
、また、アルミニウム合金を鋳造してシリンダヘッド素
材を形成する工程においては、アルミニウム合金の溶湯
中に適量のシリコンを含有させることができる。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図に基づいて説
明する。
明する。
まず、ＪＩＳ規格ＡＣ４Ｂのアルミニウム合金の溶湯を
鋳型に注入し、低圧鋳造法により第１図に示すようなシ
リンダヘッド素材Ａを形成した後、第２図に示すように
、熱疲労特性の要求される部分、すなわち、吸気孔１と
排気孔２との間の部分及び副燃焼室用孔３の周辺部と対
応する形状の純アルミニウムシート５をその部分に接着
する。
鋳型に注入し、低圧鋳造法により第１図に示すようなシ
リンダヘッド素材Ａを形成した後、第２図に示すように
、熱疲労特性の要求される部分、すなわち、吸気孔１と
排気孔２との間の部分及び副燃焼室用孔３の周辺部と対
応する形状の純アルミニウムシート５をその部分に接着
する。
次に、このシリンダヘッド素材Ａを２５０℃の温度下で
１時間保持して脱ろうした後、第３図に示すように、高
密度エネルギー源としてＴＩＧアーク６を純アルミニウ
ムシート５の上から照射して熱疲労特性の要求される部
分を加熱し、再溶融させる。
１時間保持して脱ろうした後、第３図に示すように、高
密度エネルギー源としてＴＩＧアーク６を純アルミニウ
ムシート５の上から照射して熱疲労特性の要求される部
分を加熱し、再溶融させる。
このようにして再溶融部７が形成されたシリンダヘッド
素材Ａを５３５℃の温度下で４時間保持した後、水冷し
、再び加熱して１８０’Ｃの温度下で６時間保持してＴ
６処理を施す。その後、このシリンダヘッド素材Ａを機
械による表面加工をした後、ＡＳＳＹをして第４図に示
すようなシリンダヘッドＢを得る。
素材Ａを５３５℃の温度下で４時間保持した後、水冷し
、再び加熱して１８０’Ｃの温度下で６時間保持してＴ
６処理を施す。その後、このシリンダヘッド素材Ａを機
械による表面加工をした後、ＡＳＳＹをして第４図に示
すようなシリンダヘッドＢを得る。
なお、上記実施例においては、熱疲労特性の要求される
部分に純アルミニウムシート５を接着したが、これに代
えて、純アルミニウムよりなる丸棒又は粉末を接着して
もよく、また、高密度エネルギー源としてはＴＩＧアー
ク６のほかにプラズマアーク、レーザ、電子ビーム等を
使用することもできる。
部分に純アルミニウムシート５を接着したが、これに代
えて、純アルミニウムよりなる丸棒又は粉末を接着して
もよく、また、高密度エネルギー源としてはＴＩＧアー
ク６のほかにプラズマアーク、レーザ、電子ビーム等を
使用することもできる。
以下、比較例と、成分分析結果及びテスト結果について
説明する。
説明する。
比較例１：ＪＩＳ規格ＡＣ４Ｄのアルミニウム合金を低
圧鋳造することにより、ア ルミニウム合金製シリンダヘッドを 得た。
圧鋳造することにより、ア ルミニウム合金製シリンダヘッドを 得た。
比較例２： Ｊ ＩＳ規格ＡＣ４Ｂのアルミニウム合金
を低圧鋳造することにより、ア ルミニウム合金製シリンダヘッドを 得た。
を低圧鋳造することにより、ア ルミニウム合金製シリンダヘッドを 得た。
実施例と、具体例１及び２に係るシリンダヘッドの再溶
融部の成分を分析した結果は第１表に示す通りであって
、実施例のものは純アルミニウムを供給しながら再溶融
したので比較例１及び２のものに比べてシリコンが希釈
されている。
融部の成分を分析した結果は第１表に示す通りであって
、実施例のものは純アルミニウムを供給しながら再溶融
したので比較例１及び２のものに比べてシリコンが希釈
されている。
次に、吸排気孔間部のクラック発生テスト及びシリンダ
本体の引張り強度テストの結果を第２表に示す。クラッ
ク発生テストの方法は、シリンダヘッドをガスバーナで
２３０℃に加熱し１５秒間保持した後、水で２５℃まで
急冷し１８秒間保持するというサイクルを繰り返し、ク
ラックが貫通するまでのサイクルを測定することにより
行った。
本体の引張り強度テストの結果を第２表に示す。クラッ
ク発生テストの方法は、シリンダヘッドをガスバーナで
２３０℃に加熱し１５秒間保持した後、水で２５℃まで
急冷し１８秒間保持するというサイクルを繰り返し、ク
ラックが貫通するまでのサイクルを測定することにより
行った。
二のテスト結果から明らかなように、実施例のものは、
比較例２のものと同じ引張り強度を維持し、かつ、比較
例１及び２のものよりもクラックの発生サイクルが多か
った。
比較例２のものと同じ引張り強度を維持し、かつ、比較
例１及び２のものよりもクラックの発生サイクルが多か
った。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明に係るアルミニウム合金製
シリンダヘッドの製造方法によると、シリンダヘッド素
材を形成する鋳造工程においてはアルミニウム合金の溶
湯中に適量のシリコンを含有させることができる為鋳造
性が良いので、シリンダヘッド全体の機械的特性を維持
することができ、また、熱疲労特性の要求される部分に
ついては純アルミニウムが供給されてシリコンが希釈さ
れているので熱疲労強度が向上する。
シリンダヘッドの製造方法によると、シリンダヘッド素
材を形成する鋳造工程においてはアルミニウム合金の溶
湯中に適量のシリコンを含有させることができる為鋳造
性が良いので、シリンダヘッド全体の機械的特性を維持
することができ、また、熱疲労特性の要求される部分に
ついては純アルミニウムが供給されてシリコンが希釈さ
れているので熱疲労強度が向上する。
第１図は本発明に係るアルミニウム合金製シリンダヘッ
ドの製造方法によって得られるシリンダヘッド素材の平
面図、第２図は上記方法において純アルミニウムシート
を接着した状態の平面図、第３図は上記方法における再
溶融工程の説明図、第４図は上記方法によって得られる
シリンダヘッドの平面図である。 Ａ・・・シリンダヘッド素材、Ｂ・・・シリンダヘッド
、１・・・吸気孔、２・・・排気孔、３・・・副燃焼室
用孔、５・・・純アルミニウムシート、６・・・ＴＩＧ
アーク、７・・・再溶融部。 ４′・： ”“”″“″″′°“（、ｒ］ム 代 理 人 弁理士 前 １） 弘 −４−
代 理 人 弁理士 沼 波 知 明第２
ドの製造方法によって得られるシリンダヘッド素材の平
面図、第２図は上記方法において純アルミニウムシート
を接着した状態の平面図、第３図は上記方法における再
溶融工程の説明図、第４図は上記方法によって得られる
シリンダヘッドの平面図である。 Ａ・・・シリンダヘッド素材、Ｂ・・・シリンダヘッド
、１・・・吸気孔、２・・・排気孔、３・・・副燃焼室
用孔、５・・・純アルミニウムシート、６・・・ＴＩＧ
アーク、７・・・再溶融部。 ４′・： ”“”″“″″′°“（、ｒ］ム 代 理 人 弁理士 前 １） 弘 −４−
代 理 人 弁理士 沼 波 知 明第２
Claims (1)
- （１）アルミニウム合金の溶湯を鋳型に注入してシリン
ダヘッド素材を形成したのち、該シリンダヘッド素材に
おける熱疲労特性の要求される部分を、純アルミニウム
を供給しながら再溶融させることを特徴とするアルミニ
ウム合金製シリンダヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63163271A JPH0215867A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | アルミニウム合金製シリンダヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63163271A JPH0215867A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | アルミニウム合金製シリンダヘッドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0215867A true JPH0215867A (ja) | 1990-01-19 |
Family
ID=15770637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63163271A Pending JPH0215867A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | アルミニウム合金製シリンダヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0215867A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007083266A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウム製品の製造方法 |
| JP2007098399A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Nippon Steel Corp | 複合鋼材の製造方法，複合鋼材および該複合鋼材を用いて得られる軌条鋼 |
| JP2007519821A (ja) * | 2003-11-15 | 2007-07-19 | ダイムラークライスラー・アクチェンゲゼルシャフト | 内燃機関の構成部品及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP63163271A patent/JPH0215867A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007519821A (ja) * | 2003-11-15 | 2007-07-19 | ダイムラークライスラー・アクチェンゲゼルシャフト | 内燃機関の構成部品及びその製造方法 |
| JP2007083266A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウム製品の製造方法 |
| JP2007098399A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Nippon Steel Corp | 複合鋼材の製造方法，複合鋼材および該複合鋼材を用いて得られる軌条鋼 |
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