JPH02294441A - Wear-resistant fiber reinforced aluminum alloy member - Google Patents

Wear-resistant fiber reinforced aluminum alloy member

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JPH02294441A
JPH02294441A JP11662389A JP11662389A JPH02294441A JP H02294441 A JPH02294441 A JP H02294441A JP 11662389 A JP11662389 A JP 11662389A JP 11662389 A JP11662389 A JP 11662389A JP H02294441 A JPH02294441 A JP H02294441A
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JP
Japan
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wear
fiber
resistant
reinforced
molded body
Prior art date
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Application number
JP11662389A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Fujita
誠 藤田
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve the settling resistance of the wear-resistant part in a fiber reinforced Al alloy member without deteriorating the strength in the fiber reinforced part by increasing the weight ratio of Si)2 as a binder to alumina short tiber in the wear resistant part. CONSTITUTION:In a wear-resistant A alloy having a fiber reinforced part reinforced by alumina short fiber bound by SiO2 as an inorganic binder, the weight ratio of SiO2 to alumina short fiber in the wear-resistant part of the fiber reinforced part is increased compared to that of the other part. For example, the weight ratio of SiO2 to alumina short fiber is regulated to about 15wt. in the wear-resistant part and the ratio is regulated to about 5% in the other part. In this way, the wear resistance and settling resistance of the wear-resistant part are improved and the strength of the fiber reinforced part excluding the wear-resistant part can be secured.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルミナ短繊維で複合化された耐摩耗性繊維
強化アルミニウム合金部材に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a wear-resistant fiber-reinforced aluminum alloy member composited with short alumina fibers.

〔従来技術〕[Prior art]

近年、ボロン、炭素、アルミナ、炭化珪素などからなる
高強度・高弾性の強化繊維を各種金属或いは合金に複合
化した繊維強化金属(FRM)が種々開発され、従来主
として軽量化の目的で広く採用されていたアルミニウム
合金部材においても強化繊維による複合化が進められ、
その中でもアルミナ短繊維を強化繊維として複合化した
耐摩耗性繊維強化アルミニウム合金部材は広く実用に供
せられつつある。
In recent years, various types of fiber-reinforced metals (FRM), which are composites of high-strength, high-elastic reinforcing fibers made of boron, carbon, alumina, silicon carbide, etc., with various metals or alloys, have been developed and have been widely used mainly for the purpose of weight reduction. Composites using reinforcing fibers have been progressing even in aluminum alloy parts, which had previously been
Among these, wear-resistant fiber-reinforced aluminum alloy members, which are composites of short alumina fibers as reinforcing fibers, are being widely put into practical use.

上記耐摩耗性アルミニウム合金部材には、その摩擦摺動
部や摩擦接触部などの耐摩耗部を含む周辺部をアルミナ
短繊維で複合化した繊維強化部が形成され、摩擦摺動部
や摩擦接触部の耐摩耗性・耐へたり性を高めるとともに
、その周辺部の強度を高めていた。
In the above-mentioned wear-resistant aluminum alloy member, a fiber-reinforced part is formed by compounding the peripheral part with alumina short fibers, including wear-resistant parts such as friction sliding parts and friction contact parts. In addition to increasing the wear resistance and fatigue resistance of the parts, the strength of the surrounding areas was also increased.

一方、特公昭62−38412号公報にも記載されてい
るように、上記繊維強化部は、繊維成形体をアルミニウ
ム合金の溶湯に鋳ぐるんで合金と繊維材との複合構造に
形成される。すなわち、アルミナ短繊維を主原料として
無機バインダであるSi OHなどを含んだスラリーを
所定の形状・繊維体積率・繊維配向に成形焼成すること
により繊維成形体を作り、繊維成形体を鋳造キャビティ
内の所定部位に配設し、その鋳造キャビティ内に加圧注
湯されるアルミニウム合金の溶湯を繊維成形体に侵入・
充填させることにより繊維強化部を形成していた。
On the other hand, as described in Japanese Patent Publication No. 62-38412, the fiber-reinforced portion is formed into a composite structure of the alloy and fiber material by casting a fiber molded body into a molten aluminum alloy. That is, a fiber molded body is made by molding and firing a slurry containing alumina short fibers as the main raw material and an inorganic binder such as SiOH into a predetermined shape, fiber volume ratio, and fiber orientation, and then inserting the fiber molded body into a casting cavity. The molten aluminum alloy, which is poured under pressure into the casting cavity, penetrates into the fiber molded body.
A fiber-reinforced portion was formed by filling the fibers.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

一般に、上記耐摩耗部の耐摩耗性・耐へたり性は、繊維
成形体におけるアルミナ短繊維の繊維体積率を増加させ
ることにより向上させることが可能であるが、繊維体積
率の増加には鋳造時における繊維成形体に対する溶湯の
侵入・充填に伴う限界値(繊維体積率限界値15%)が
あり、その限界値以上に繊維体積率を増加すると溶湯が
繊維成形体に侵入しにくくなるため溶湯の充填不足を生
じ繊維強化部の強度が低下するため実用化出来ず、繊維
体積率を増加させることによる耐摩耗部の耐摩耗性・耐
へたり性の向上を図ることには限界があった。
In general, the abrasion resistance and fatigue resistance of the wear-resistant part can be improved by increasing the fiber volume fraction of alumina short fibers in the fiber molded article. There is a limit value (fiber volume fraction limit value 15%) associated with the penetration and filling of molten metal into the fiber molded body at times, and if the fiber volume fraction is increased beyond that limit value, it becomes difficult for the molten metal to penetrate into the fiber molded body, so the molten metal It could not be put to practical use because it would lead to insufficient filling of fibers and reduce the strength of the fiber-reinforced part, and there was a limit to the ability to improve the wear resistance and fatigue resistance of the wear-resistant part by increasing the fiber volume percentage. .

そこで、本願出願人は繊維成形体を形成する際に用いる
無機バインダ(通常、繊維成分に対して?11t%程度
添加される)としてのSi Ozの耐摩耗性に着目し、
St 02のアルミナ短繊維に対する重量比率を増加さ
せると耐摩耗性・耐へたり性が向上することを確認した
が、この場合St O■のアルミナ短繊維に対する重量
比率をある一定値以上に増加させると繊維強化部の強度
が低下し実用化することが出来ないという問題がある。
Therefore, the applicant of the present application focused on the wear resistance of SiOz as an inorganic binder (usually added to about 11 t% based on the fiber component) used when forming a fiber molded body,
It has been confirmed that increasing the weight ratio of St 02 to alumina short fibers improves wear resistance and fatigue resistance, but in this case, increasing the weight ratio of St O■ to alumina short fibers above a certain value. This poses a problem in that the strength of the fiber-reinforced portion decreases, making it impossible to put it into practical use.

本発明の目的は、繊維強化部の強度を低下させることな
く耐摩耗部の耐摩耗性・耐へたり性を向上させた耐摩耗
性繊維強化アルミニウム合金部材を提供することである
An object of the present invention is to provide a wear-resistant fiber-reinforced aluminum alloy member in which the abrasion resistance and fatigue resistance of the wear-resistant portion are improved without reducing the strength of the fiber-reinforced portion.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係る耐摩耗性繊維強化アルミニウム合金部材は
、無機バインダとしてのS3 02で結合されたアルミ
ナ短繊維で強化された繊維強化部を少なくとも一部に有
する耐摩耗性アルミニウム合金部材において、上記繊維
強化部のうちの耐摩耗部は、繊維強化部のうちの耐摩耗
部以外の部分よりもアルミナ短繊維に対するSi O2
の重量比率を高めたものである。
The wear-resistant fiber-reinforced aluminum alloy member according to the present invention is a wear-resistant aluminum alloy member having at least a part of the fiber-reinforced portion reinforced with alumina short fibers bonded with S302 as an inorganic binder. The wear-resistant part of the reinforced part has a higher SiO2 content than the part other than the wear-resistant part of the fiber-reinforced part.
It has a higher weight ratio.

〔作用〕[Effect]

本発明に係る耐摩耗性繊維強化アルミニウム合金部材に
おいては、繊維強化部のうちの耐摩耗部にはアルミナ短
繊維に対するSi Oxの重量比率が高められているの
でSi 02の耐摩耗性により耐摩耗性・耐へたり性を
向上させることが出来る。
In the wear-resistant fiber-reinforced aluminum alloy member according to the present invention, the wear-resistant part of the fiber-reinforced part has a high weight ratio of SiOx to alumina short fibers, so that the wear resistance is improved due to the wear resistance of Si02. It can improve the properties and resistance to fatigue.

一方、繊維強化部のうちの耐摩耗部以外の部分は、St
 02のアルミナ短繊維に対する重量比率を低《してあ
るため溶湯が繊維成形体に充分に充填され高強度に複合
化される。
On the other hand, the part of the fiber reinforced part other than the wear-resistant part is St
Since the weight ratio of 02 to the short alumina fibers is low, the molten metal is sufficiently filled into the fiber molded body, resulting in a high-strength composite.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に係る耐摩耗性繊維強化アルミニウム合金部材に
よれば、以上〔作用〕の項で説明したように、繊維強化
部のうち耐摩耗部におけるSt 02のアルミナ短繊維
に対する重量比率を大きくすることにより、耐摩耗部の
耐摩耗性・耐へたり性を向上させることが出来ること、
耐摩耗部以外の部分の強度低下を防止することが出来為
こと、などの効果が得られる。
According to the wear-resistant fiber-reinforced aluminum alloy member according to the present invention, as explained in the [Function] section above, the weight ratio of St 02 to alumina short fibers in the wear-resistant part of the fiber-reinforced part can be increased. It is possible to improve the wear resistance and fatigue resistance of the wear-resistant part,
Effects such as being able to prevent a decrease in strength of parts other than the wear-resistant parts can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について図面に基いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施例は、ロークリピストンエンジンのアルミニウム
合金製ロータに本発明を適用したものである。
In this embodiment, the present invention is applied to an aluminum alloy rotor of a rotary piston engine.

上記ロークリピストンエンジンREについて簡単に説明
すると、第1図に示すようにロータハウジング1と1対
のサイドハウジング内の空間には略三角形のアルミニウ
ム合金製のロータ2が配設され、ロータ2はロータハウ
ジング1との間に作動室3を形成しながらロータハウジ
ング1のトロコイド周面4に沿って遊星回転運動を行う
To briefly explain the above-mentioned rotary piston engine RE, as shown in FIG. A planetary rotational motion is performed along the trochoid peripheral surface 4 of the rotor housing 1 while forming a working chamber 3 between the rotor housing 1 and the rotor housing 1 .

上記ロータ2の側面中央部には軸孔5が形成され、軸孔
5の端部内周面にはロータギア6が設けられ、軸孔5に
はロータギア6に噛合する外噛7を有する偏心軸8が装
着されている。
A shaft hole 5 is formed in the center of the side surface of the rotor 2, a rotor gear 6 is provided on the inner peripheral surface of the end of the shaft hole 5, and an eccentric shaft 8 has an external gear 7 that meshes with the rotor gear 6 in the shaft hole 5. is installed.

また、ローラ2の側面部にはロータ2を油密にするため
に軸孔5と同心状に2つのオイルシール9が設けられ、
ロータ2の側面周辺部には各作動室3とサイドハウジン
グ間を気密にするためにサイドシール10が設けられて
いる。
Furthermore, two oil seals 9 are provided on the side surface of the roller 2 concentrically with the shaft hole 5 to make the rotor 2 oil-tight.
A side seal 10 is provided around the side surface of the rotor 2 to make the space between each working chamber 3 and the side housing airtight.

上記ロータ2の頂部の3つのアベックス部11には、第
2図に示すようにその側面部にコーナシール装着穴l2
が形成され、アペソクス部11にはアペソクスシール溝
13が形成され、上記コーナシール装着穴12には両側
のサイドシール10を連結するコーナシール14が装着
され、アペソクスシール溝13には隣合う作動室3間を
気密にシールするための金属製のアペソクスシール15
が装着され、アペソクスシール15の外端部はアベソク
スシール溝13から突出してトロコイド周面4に当接し
ており、アベノクスシール15は板状のスプリング16
を介してトロコイド円面倒へ付勢されている。
As shown in FIG.
is formed, an apesox seal groove 13 is formed in the apesox part 11, a corner seal 14 connecting the side seals 10 on both sides is attached to the corner seal mounting hole 12, and the apesox seal groove 13 is provided with a seal groove 13 for connecting the side seals 10 on both sides. Metal apex seal 15 for airtightly sealing
The outer end of the apesox seal 15 protrudes from the apesox seal groove 13 and comes into contact with the trochoid circumferential surface 4.
The trochoidal circle is biased through the force.

上記ロータ2の遊星回転運動において、上記アベソクス
シール15は常にトロコイド周面4に当接して摺動ずる
とともにアベソクスシール溝13に対して突出・退入を
繰り返している。上記アベックスシール15を装着する
アベックスシール鷹l3及びコーナシール装着穴12の
強度を高める?めに、アベックス部11のうち第2図に
1点鎖線で示した部分にはアルミナ短繊維で強化された
繊維強化部17が形成され、繊維強化部l7のうちアペ
ソクスシール溝13の近傍の2点鎖線で示した部分には
耐摩耗性・耐へたり性を高めた耐摩耗部18が形成され
る。
During the planetary rotation motion of the rotor 2, the aberthox seal 15 always slides in contact with the trochoid circumferential surface 4 and repeatedly protrudes and retracts from the aberthok seal groove 13. Is it possible to increase the strength of the Avex Seal Hawk l3 and corner seal mounting hole 12 to which the Avex Seal 15 is attached? For this purpose, a fiber-reinforced part 17 reinforced with alumina short fibers is formed in the part of the avex part 11 shown by the dashed line in FIG. A wear-resistant portion 18 with improved wear resistance and fatigue resistance is formed in the portion shown by the chain line.

すなわち、後述するように上記繊維強化部17のうち耐
摩耗部18を除く部分は無機バインダとしてのSi O
■のアルミナ短繊維に対する重量比率を5wt%にした
繊維成形体をアルミニウム合金に複合化することにより
所定の強度を確保し、方耐摩耗部18はSiOzのアル
ミナ短繊維に対する重量比率を15−t%にしたw!i
維成形体をアルミニウム合金に複合化することにより耐
摩耗性・耐へたり性の向上が図られている。
That is, as will be described later, the portion of the fiber-reinforced portion 17 excluding the wear-resistant portion 18 is made of SiO2 as an inorganic binder.
A predetermined strength is ensured by compounding the fiber molded body with a weight ratio of 5 wt % to the alumina short fibers in aluminum alloy, and the wear-resistant part 18 has a weight ratio of 15 wt % to the alumina short fibers of SiOz. I made it into % lol! i
By combining fiber molded bodies with aluminum alloys, it is possible to improve wear resistance and fatigue resistance.

第3図・第4図は上記耐摩耗部18の機械的性質を試験
した結果を示したものであり、比較のためにアルミナ短
繊維に対するSi O■の重量比率を5%、10%、2
0%にした繊維成形体をアルミニウム合金に複合化した
耐摩耗部18について?試験を行った。
Figures 3 and 4 show the results of testing the mechanical properties of the wear-resistant portion 18. For comparison, the weight ratio of SiO■ to the alumina short fibers was 5%, 10%, and 2.
Regarding the wear-resistant part 18, which is a composite of 0% fiber molded body and aluminum alloy? The test was conducted.

尚、試験に用いたロータ2は後述の製造方法と同様にし
て?8湯鍛造にて製造されたものであり、熱処理として
500℃×5時間の水冷による溶体化処理を行い、その
i180℃×6時間の時効処理を行った。
The rotor 2 used in the test was manufactured using the same method as described below. It was manufactured by 8 hot water forging, and was subjected to heat treatment by water cooling at 500°C for 5 hours, followed by aging treatment at 180°C for 6 hours.

第3図の引張り強さ試験結果においては、アルミナ短繊
維に対するSi O■の重量比率が増加するに従い、耐
摩耗部18の引張り強さが低下していく。
In the tensile strength test results shown in FIG. 3, the tensile strength of the wear-resistant portion 18 decreases as the weight ratio of Si 2 O to short alumina fibers increases.

一方、耐摩耗性・耐へたり性を示すブリネル硬さ試験に
おいては、第4図に示すようにアルミナ短繊維に対する
SiOzの重量比率が増加するに従い、耐摩耗部18の
硬さが高くなり、Si O!の重量比率が15%の場合
には従来(重量比率lO%)に比べ約4%も硬さが高く
なり、耐摩耗部18の耐摩耗性・耐へたり性が向上して
いる。
On the other hand, in the Brinell hardness test, which shows wear resistance and set resistance, as shown in FIG. Si O! When the weight ratio is 15%, the hardness is increased by about 4% compared to the conventional case (weight ratio 10%), and the wear resistance and set-out resistance of the wear-resistant portion 18 are improved.

次に、上記ロータ2の製造方法について第5図〜第11
図を参照しながら説明する。
Next, the method for manufacturing the rotor 2 will be explained in FIGS. 5 to 11.
This will be explained with reference to the figures.

上記ロータ2の製造は、第5図に示すように溶湯鍛造装
置20を用いて行い、溶湯鍛造装置20の上型21と下
型22とに上中子23と下中子24とを組合せて形成さ
れる鋳造キャビティ25には、上型21と下型22を介
して繊維強化部工7を形成するための3つの第1成形体
26を夫々所定部位に配設し、また上中子23と下中子
24を介してロータ2の軸孔5の周辺部に繊維強化部2
7を形成するための第2成形体28を配設する。
The rotor 2 is manufactured by using a molten metal forging device 20 as shown in FIG. In the casting cavity 25 to be formed, three first molded bodies 26 for forming the fiber-reinforced part work 7 are arranged at predetermined positions through the upper mold 21 and the lower mold 22, and the upper core 23 A fiber-reinforced portion 2 is formed around the shaft hole 5 of the rotor 2 via the lower core 24.
A second molded body 28 for forming 7 is disposed.

尚、第1成形体26及び第2成形体28は上型21及び
下型22とともに予め加熱し、その予熱温度を500℃
に保った状態で鋳造する。
Note that the first molded body 26 and the second molded body 28 are preheated together with the upper mold 21 and the lower mold 22, and the preheating temperature is set to 500°C.
Cast while maintaining the

上記上型21と下型22の型閉めを行った後、次に上記
鋳造キャビティ25内にJIS規格AC8A相当のアル
ミ合金の溶湯29をプランジャ30を介して加圧注湯す
る。上記溶湯29の圧力は500kg/cal、温度は
720℃に設定する。この鋳込みの際、溶湯29を鋳造
キャビティ25内に瞬時に充填し、溶湯29が凝固する
まで所定時間加圧保持する。
After the upper mold 21 and the lower mold 22 are closed, a molten metal 29 of an aluminum alloy corresponding to JIS AC8A is poured into the casting cavity 25 under pressure via a plunger 30. The pressure of the molten metal 29 is set to 500 kg/cal, and the temperature is set to 720°C. During this casting, the molten metal 29 is instantly filled into the casting cavity 25 and held under pressure for a predetermined period of time until the molten metal 29 solidifies.

注湯後、所定時間経過して溶湯が凝固してから上型21
と下型22の型開きを行い、ロータ鋳造品2Aを取出す
。第6図はロータ鋳造品2Aを示したものであり、各ア
ベックス部11Aには繊維強化部17A(第10図参照
)が形成され、軸孔5の周辺部にはロータギャ6をロー
タ2に取付ける12本のピン孔周辺部を補強する為の繊
維強化部27が形成されている. ここで、上記第1成形体26の製造方法について説明す
る。
After pouring the molten metal, after a predetermined period of time has elapsed and the molten metal has solidified, the upper mold 21
The lower mold 22 is opened and the rotor casting 2A is taken out. FIG. 6 shows a rotor cast product 2A, in which a fiber-reinforced portion 17A (see FIG. 10) is formed in each abex portion 11A, and a rotor gear 6 is attached to the rotor 2 around the shaft hole 5. A fiber-reinforced portion 27 is formed to reinforce the area around the 12 pin holes. Here, a method for manufacturing the first molded body 26 will be explained.

上記第1成形体26は、繊維強化部17のうち耐摩耗部
18を形成する円柱状のインナ成形体26Aと繊維強化
部17のうち耐摩耗部18以外を形成する円筒形のアウ
タ成形体26Bとで構成され、第7図(a)〜(C)は
インナ成形体26Aの製造工程を示し、第8図(a)〜
(e)はアウタ成形体26Bの製造工程を示したもので
ある。
The first molded body 26 includes a cylindrical inner molded body 26A that forms the wear-resistant part 18 of the fiber-reinforced part 17 and a cylindrical outer molded body 26B that forms the wear-resistant part 18 of the fiber-reinforced part 17. 7(a)-(C) show the manufacturing process of the inner molded body 26A, and FIG. 8(a)-(C) show the manufacturing process of the inner molded body 26A.
(e) shows the manufacturing process of the outer molded body 26B.

まず、インナ成形体26Aの製造方法について説明する
First, a method for manufacturing the inner molded body 26A will be explained.

第1工程において、第1表に示すインナ成形体26Aの
原料を準備し、第7図(alに示すように溶液槽31に
上記原料を収容して水により混合撹拌したスラリ−32
を準備する。ここで、耐摩耗部18の耐摩耗性・耐へた
り性を向上させるために無機バインダである繊維成分に
対するSt O.の重量比率を15%に高めてある。
In the first step, the raw materials for the inner molded body 26A shown in Table 1 are prepared, and as shown in FIG.
Prepare. Here, in order to improve the abrasion resistance and resistance to fatigue of the wear-resistant portion 18, St O. The weight ratio has been increased to 15%.

(本頁以下余白) 次に、上記スラリ−32の中にインナ成形型34を浸漬
する。
(Margin below this page) Next, the inner mold 34 is immersed in the slurry 32.

上記インナ成形型34の中空の成形部34aの上端部に
はフィルタ35が装着され、インナ成形型34の上部に
はフィルタ35を介して成形部34aに連通ずる吸引管
36が装着され、吸引管36は図示外のポンプに連結さ
れていて、ボンブを作動することによりスラリ−32を
第7図(alに示すように成形部34aに吸引・充填す
る。
A filter 35 is attached to the upper end of the hollow molding part 34a of the inner mold 34, and a suction pipe 36 communicating with the molding part 34a via the filter 35 is installed to the upper part of the inner mold 34. Reference numeral 36 is connected to a pump (not shown), and by operating the pump, the slurry 32 is sucked and filled into the forming part 34a as shown in FIG. 7 (al).

第2工程において、成形部34aに充填したスラリ−3
2を第7図(blに示すように成形装置37の上型38
と下型39で形成される成形室40に移し、加圧具41
により所定の形状・繊維体積率・繊維配向になるように
加圧してインナ成形体26Aを成形する。
In the second step, the slurry 3 filled in the forming part 34a
2 is shown in FIG. 7 (bl).
and a lower mold 39 into a molding chamber 40, and a pressurizing tool 41
The inner molded body 26A is molded by applying pressure so that it has a predetermined shape, fiber volume ratio, and fiber orientation.

第3工程において、上記インナ成形体26Aを成形室4
0から取出し、その内部の水分を除去するために100
℃の雰囲気中で乾燥処理し、その後有機バインダを除去
するために600℃で2時間加熱処理し、次に無機バイ
ンダであるSiOzを焼成するために1000℃で1時
間焼成処理を施す。第7図(C>はこのようにして製造
された円柱状のインナ成形体26Aを示すものである。
In the third step, the inner molded body 26A is placed in the molding chamber 4.
100 to remove the moisture inside.
℃ atmosphere, followed by heat treatment at 600° C. for 2 hours to remove the organic binder, and then firing treatment at 1000° C. for 1 hour to bake the inorganic binder, SiOz. FIG. 7 (C>) shows a cylindrical inner molded body 26A manufactured in this manner.

次に、上記アウタ成形体26Bの製造方法について節単
に説明する。
Next, a method for manufacturing the outer molded body 26B will be briefly explained.

第1工程において、第1表に示すアウタ成形体26Bの
原料を準備し、前記同様に第8図fa)に示すように溶
液槽50に準備したスラリ−33をアウタ成形型5lの
成形部51aに吸引・充填する。
In the first step, the raw materials for the outer molded body 26B shown in Table 1 are prepared, and the slurry 33 prepared in the solution tank 50 as shown in FIG. Aspirate and fill.

ここで、繊維強化部17のうち耐摩耗部18以外の部分
の強度を確保するため、無機バインダであるSi O.
の繊維成分に対する重量比率を通常と同様5%にしてあ
る。
Here, in order to ensure the strength of the portions of the fiber reinforced portion 17 other than the wear-resistant portion 18, an inorganic binder such as SiO.
The weight ratio of the fiber component to the fiber component is set at 5% as usual.

第2工程において、成形部51aに充填されたスラリ−
33を第8図(b)に示すように成形装置52の上型5
3と下型54により形成された成形室55に移し、加圧
具56により所定の形状・繊維体積率・繊維配向になる
ように加圧してアウタ成形体26Bを成形する。
In the second step, the slurry filled in the forming part 51a
33 as shown in FIG. 8(b), the upper mold 5 of the molding device 52
The outer molded product 26B is transferred to a molding chamber 55 formed by a lower die 54 and a lower mold 54, and pressurized with a pressurizing tool 56 to obtain a predetermined shape, fiber volume ratio, and fiber orientation.

第3工程において、上記アウタ成形体26Bを成形室5
5から取出しインチ成形体26Aと同様に乾燥処理・加
熱処理・焼成処理を施す。第8図(C)はこのようにし
て出来上がった円筒状のアウタ成形体26Bを示すもの
である。
In the third step, the outer molded body 26B is placed in the molding chamber 5.
The molded body 26A is taken out from No. 5 and subjected to drying treatment, heating treatment, and firing treatment in the same manner as the inch molded body 26A. FIG. 8(C) shows the cylindrical outer molded body 26B thus completed.

第4工程において、第9図に示すように上記アウタ成形
体26Bの軸心部にインナ成形体26Aを内嵌装着する
ことにより第1成形体26が完成する。尚、上記第1成
形体26におけるアルミナ短繊維の繊維体積率は10%
に設定している。
In the fourth step, as shown in FIG. 9, the first molded body 26 is completed by fitting the inner molded body 26A into the axial center of the outer molded body 26B. Note that the fiber volume percentage of the alumina short fibers in the first molded body 26 is 10%.
It is set to .

このようにして製造された第1成形体26は、既述のよ
うにロータ2の鋳造において溶湯29に鋳ぐるまれ、第
10図に示したようにロータ鋳造品2Aのアペソクス部
11Aに複合化され繊維強化部17Aを形成している。
The first molded body 26 manufactured in this manner is cast in the molten metal 29 during the casting of the rotor 2 as described above, and is composited into the aphex portion 11A of the rotor cast product 2A as shown in FIG. This forms a fiber-reinforced portion 17A.

上記ロータ鋳造品2Aを切削加工することにより、第1
1図に示すように、アベックスシール溝13及びコーナ
シール装着穴12が形成される第11図に示すように、
アペソクス部11には第1成形体26が複合化された繊
維強化部17が形成され、その先端部のアベソクスシー
ルill13の溝?部の上半部分にはインナ成形体26
Aが複合化された耐摩耗部18が形成されている。
By cutting the rotor casting product 2A, the first
As shown in FIG. 1, an avex seal groove 13 and a corner seal mounting hole 12 are formed.As shown in FIG.
A fiber-reinforced part 17 in which the first molded body 26 is composited is formed in the apesox part 11, and the groove of the apesox seal ill 13 at the tip of the fiber-reinforced part 17 is formed. The upper half of the inner molded body 26
A wear-resistant portion 18 in which A is combined is formed.

上記耐摩耗部18にはアルミナ短繊維に対して高い重量
比率でSi 02が含有されているので、高硬度のSi
 O■により耐摩耗部18の耐摩耗性・耐へたり性の向
上が図られており、一方耐摩耗部l8を除く繊維強化部
17はアルミナ短繊維に対するSi O■の重量比率を
耐摩耗部より低くしているので十分な強度が確保されて
いる。
Since the wear-resistant part 18 contains Si02 at a high weight ratio to the alumina short fibers, it contains high hardness Si02.
O■ improves the abrasion resistance and fatigue resistance of the wear-resistant part 18, while the fiber-reinforced part 17 excluding the wear-resistant part l8 has a weight ratio of SiO■ to the alumina short fibers of the wear-resistant part 18. Since it is lower, sufficient strength is ensured.

尚、本実施例ではアルミニウム合金製ロータ2に本発明
を適用した場合について説明したが、これ以外に例えば
エンジンにおけるアルミニウム合金製シリンダライチ(
その内周部のSi O■含有量を多くしまた外周部のS
i 02含有量を少なくする)或いはピストンピン(そ
の内周部のSt 02を少なくしまた外周部のSi O
z含有量を多くする)などアルミ合金部品の全体が繊維
強化部であるような部品にも本発明を同様に適用するこ
とが出来ることは勿論である。
In this embodiment, the case where the present invention is applied to the aluminum alloy rotor 2 has been described, but in addition to this, for example, the aluminum alloy cylinder lychee (
The SiO■ content in the inner periphery is increased and the S content in the outer periphery is increased.
i 02 content) or a piston pin (by reducing the St 02 content on its inner periphery and SiO2 content on its outer periphery)
It goes without saying that the present invention can be similarly applied to aluminum alloy parts in which the entire fiber-reinforced part is made up of fibers, such as aluminum alloy parts in which the z content is increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の実施例に係るもので、第1図はロータリ
ピストンエンジンの断面図、第2図はロー夕のアペック
ス部の正面図、第3図はロー夕の耐摩耗部の引張り強さ
試験結果を示す線図、第4図はロー夕の耐摩耗部の硬さ
試験結果を示す線図、第5図は溶湯鍛造装置の要部断面
図、第6図はロータ鋳造品の正面図、第7図(alはイ
ンナ成形型にスラリーを吸引する状態を示す断面図、第
7図fb)は成形装置の要部断面図、第7図(C)はイ
ンナ成形体の斜視図、第8図(a)はアウタ成形型にス
ラリーを吸引する状態を示す断面図、第8図(b)は成
形装置の要部断面図、第8図(Clはアウタ成形体の斜
視図、第9図は第1成形体の斜視図、第10図はロータ
鋳造品のアベックス部の正面図、第11図はロータ鋳造
品切削加工後のアベックス部の正面図である。 RE・・ロークリピストンエンジン、  2・・ロータ
、 17・・繊維強化部、 18・・耐摩耗部。 第 図 第 図 當 第6図 17A 第3 図 Sin.量 (wt%) 第4図 io    15    20 Sin.量(wL%) 第10図 第11図 第7図(a) 第 図(a) 第 第7図(b) 第 8図(b) 7図(C)
The drawings relate to embodiments of the present invention, and Fig. 1 is a cross-sectional view of a rotary piston engine, Fig. 2 is a front view of the apex portion of the rotor, and Fig. 3 is a diagram showing the tensile strength of the wear-resistant portion of the rotor. A diagram showing the test results, Figure 4 is a diagram showing the hardness test results of the wear-resistant part of the rotor, Figure 5 is a sectional view of the main part of the molten metal forging device, and Figure 6 is a front view of the rotor casting. , FIG. 7 (al is a cross-sectional view showing the state in which slurry is sucked into the inner mold, FIG. 7 fb) is a cross-sectional view of the main part of the molding device, FIG. FIG. 8(a) is a sectional view showing a state in which slurry is sucked into the outer mold, FIG. 8(b) is a sectional view of the main part of the molding device, FIG. 8 (Cl is a perspective view of the outer molded body, and FIG. 9 The figure is a perspective view of the first molded body, Figure 10 is a front view of the abex part of the rotor casting, and Figure 11 is a front view of the abex part of the rotor casting after cutting. , 2... Rotor, 17... Fiber reinforced part, 18... Wear resistant part. Fig. 6 Fig. 17A Fig. 3 Sin. amount (wt%) Fig. 4 io 15 20 Sin. amount (wL %) Figure 10 Figure 11 Figure 7 (a) Figure (a) Figure 7 (b) Figure 8 (b) Figure 7 (C)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  (1)無機バインダとしてのSiO_2で結合された
アルミナ短繊維で強化された繊維強化部を少なくとも一
部に有する耐摩耗性アルミニウム合金部材において、 上記繊維強化部のうちの耐摩耗部は、繊維強化部のうち
の耐摩耗部以外の部分よりもアルミナ短繊維に対するS
iO_2の重量比率を高めてあることを特徴とする耐摩
耗性繊維強化アルミニウム合金部材。
(1) In a wear-resistant aluminum alloy member having at least a part of the fiber-reinforced portion reinforced with alumina short fibers bonded with SiO_2 as an inorganic binder, the wear-resistant portion of the fiber-reinforced portion is fiber-reinforced. S for the alumina short fibers than for the parts other than the wear-resistant parts.
A wear-resistant fiber-reinforced aluminum alloy member characterized by having a high weight ratio of iO_2.
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