JPH02295664A - アルミニウム合金製摺動部材の製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金製摺動部材の製造方法Info
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- JPH02295664A JPH02295664A JP11662189A JP11662189A JPH02295664A JP H02295664 A JPH02295664 A JP H02295664A JP 11662189 A JP11662189 A JP 11662189A JP 11662189 A JP11662189 A JP 11662189A JP H02295664 A JPH02295664 A JP H02295664A
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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〕
本発明はアルミニウム合金製摺動部材の製造方法に関し
、特に摺動面部に形成する高SLの耐摩耗性アルミニウ
ム合金層の形成方法を改善したものに関する。
、特に摺動面部に形成する高SLの耐摩耗性アルミニウ
ム合金層の形成方法を改善したものに関する。
従来、アルミニウム合金(以下、A1合金という)製の
種々の摺動部材(例えば、自動車用エンジンのシリンダ
ブロックなど)が実用化されているが、AN合金製摺動
部材は、一般に摺動面部の耐摩耗性の向上のためSiを
含有するA12合金で製作される。
種々の摺動部材(例えば、自動車用エンジンのシリンダ
ブロックなど)が実用化されているが、AN合金製摺動
部材は、一般に摺動面部の耐摩耗性の向上のためSiを
含有するA12合金で製作される。
上記Al合金の耐摩耗性はSi含有量の増加に応じて向
上することは知られており、特に共晶点Si(12重量
%)より多くのStを含有する高Si過共晶Al合金製
シリンダブロックなどが実用化されている。
上することは知られており、特に共晶点Si(12重量
%)より多くのStを含有する高Si過共晶Al合金製
シリンダブロックなどが実用化されている。
ところで、Si含有量の増加とともに、硬さが増大して
加工性が低下するので切削加工(切削及び研磨)のコス
トが著しく増加し実用性に欠けるという問題がある。
加工性が低下するので切削加工(切削及び研磨)のコス
トが著しく増加し実用性に欠けるという問題がある。
これを解決する技術として、例えば、特開昭59−21
9468号公報には、AA基材又はAl合金基材表面に
微細なメタリソクSi粉末及び/又はSiとAlの混合
粉末等を被覆し、この被覆と基材表面をレーザビーム等
で溶融して高Si過共晶A1合金層を形成し、耐摩耗性
摺動面部を有するA1製又はAff合金製摺動部材の製
造方法が記載されている。
9468号公報には、AA基材又はAl合金基材表面に
微細なメタリソクSi粉末及び/又はSiとAlの混合
粉末等を被覆し、この被覆と基材表面をレーザビーム等
で溶融して高Si過共晶A1合金層を形成し、耐摩耗性
摺動面部を有するA1製又はAff合金製摺動部材の製
造方法が記載されている。
上記公報に記載の技術では、A1基材又は/1合金基材
の表面にメタリソクSi等の粉末を被覆してそれを溶融
するので、高Si過共晶Al合金層の厚さを自由に設定
して所望の厚さの高Si過共晶AA合金層を形成するこ
とが出来ないこと、比較的薄い高Si過共晶AI!合金
層は後の切削加工により削り取られてしまうことも少な
くないこと、エンジンのシリンダライナ内周面など摺動
部材の内面に高St過共晶Al合金層を形成するときに
レーザビーム等の照射が不可能なことも多く実用化困難
な場合が多いこと、など種々の問題がある。
の表面にメタリソクSi等の粉末を被覆してそれを溶融
するので、高Si過共晶Al合金層の厚さを自由に設定
して所望の厚さの高Si過共晶AA合金層を形成するこ
とが出来ないこと、比較的薄い高Si過共晶AI!合金
層は後の切削加工により削り取られてしまうことも少な
くないこと、エンジンのシリンダライナ内周面など摺動
部材の内面に高St過共晶Al合金層を形成するときに
レーザビーム等の照射が不可能なことも多く実用化困難
な場合が多いこと、など種々の問題がある。
本発明の目的は、所望の厚さの高Siの耐摩耗性アルミ
ニウム合金層を容易に形成し得るようなアルミニウム合
金製摺動部材の製造方法を提供することである。
ニウム合金層を容易に形成し得るようなアルミニウム合
金製摺動部材の製造方法を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係るアルミニウム合金製摺動部材の製造方法は
、アルミニウム箔同士間にSi粉末又はSiとA1の混
合粉末又はSi−Aj2の合金粉末とバインダとを介在
させた状態で複数枚のアルミニウム箔を積層したものを
圧延して鋳ぐるみシートを製作し、上記鋳ぐるみシート
を鋳型内にセットした状態でアルミニウム合金の溶湯を
鋳込み、上記鋳ぐるみシートを熔湯に鋳ぐるんで摺動面
部に高Siの耐摩耗性アルミニウム合金層を形成するも
のである。
、アルミニウム箔同士間にSi粉末又はSiとA1の混
合粉末又はSi−Aj2の合金粉末とバインダとを介在
させた状態で複数枚のアルミニウム箔を積層したものを
圧延して鋳ぐるみシートを製作し、上記鋳ぐるみシート
を鋳型内にセットした状態でアルミニウム合金の溶湯を
鋳込み、上記鋳ぐるみシートを熔湯に鋳ぐるんで摺動面
部に高Siの耐摩耗性アルミニウム合金層を形成するも
のである。
本発明に係るアルミニウム合金製摺動部材の製造方法に
おいては、先ず、アルミニウム箔同士間にSi粉末又は
SiとAβの混合粉末又はSi−Alの合金粉末とバイ
ンダとを介在させた状態で複数枚のアルミニウム箔を積
層したものを圧延して鋳ぐるみシートを製作する。この
場合、例えばアルミ箔の表面に上記何れかの粉末を塗布
しその表面に有機バインダを噴霧して粉末をアルミニウ
ム箔の表面に固定する。このように粉末を塗布したアル
ミニウム箔を複数枚積層し且つ最上層の粉末の表面にア
ルミニウム箔を積層する。この積層体を圧延することに
より、鋳ぐるみシートを製作する。上記複数枚のアルミ
ニウム箔と粉末とはバインダで結合され、圧延により粉
末とアルミニウム箔とがハインダを介して強力に密着し
結合する。
おいては、先ず、アルミニウム箔同士間にSi粉末又は
SiとAβの混合粉末又はSi−Alの合金粉末とバイ
ンダとを介在させた状態で複数枚のアルミニウム箔を積
層したものを圧延して鋳ぐるみシートを製作する。この
場合、例えばアルミ箔の表面に上記何れかの粉末を塗布
しその表面に有機バインダを噴霧して粉末をアルミニウ
ム箔の表面に固定する。このように粉末を塗布したアル
ミニウム箔を複数枚積層し且つ最上層の粉末の表面にア
ルミニウム箔を積層する。この積層体を圧延することに
より、鋳ぐるみシートを製作する。上記複数枚のアルミ
ニウム箔と粉末とはバインダで結合され、圧延により粉
末とアルミニウム箔とがハインダを介して強力に密着し
結合する。
但し、上記鋳ぐるみシートに用いる粉末には、高Siの
耐摩耗性アルミニウム合金を形成するのに十分なSiを
含有させておくものとする。
耐摩耗性アルミニウム合金を形成するのに十分なSiを
含有させておくものとする。
次に、上記鋳ぐるみシートを鋳型内にセットした状態で
アルミニウム合金の溶湯を鋳込み、上記鋳ぐるみシート
を溶湯に鋳ぐるんで摺動面部に高Siの耐摩耗性アルミ
ニウム合金層を形成する。
アルミニウム合金の溶湯を鋳込み、上記鋳ぐるみシート
を溶湯に鋳ぐるんで摺動面部に高Siの耐摩耗性アルミ
ニウム合金層を形成する。
高Siの耐摩耗性アルミニウム合金層は、上記鋳ぐるみ
シートにSt粉末又はSiとAlの混合粉末を用いた場
合には、Si粉末はアルミニウム合金の溶湯で溶融され
ないので、アルミ合金中にSi粉末が分散した組織とな
り、また多量のSiを含んだSi−AIの合金粉末を用
いた場合にはその粉末はアルミニウム合金の溶湯で溶融
されるので、初晶Siが分散したアルミニウム合金組織
となる。
シートにSt粉末又はSiとAlの混合粉末を用いた場
合には、Si粉末はアルミニウム合金の溶湯で溶融され
ないので、アルミ合金中にSi粉末が分散した組織とな
り、また多量のSiを含んだSi−AIの合金粉末を用
いた場合にはその粉末はアルミニウム合金の溶湯で溶融
されるので、初晶Siが分散したアルミニウム合金組織
となる。
上記鋳ぐるみシートを鋳型内にセットする場合、鋳造キ
ャビティに面する鋳型面のうち摺動面部を成形する鋳型
面に鋳ぐるみシートを取付ければよい。
ャビティに面する鋳型面のうち摺動面部を成形する鋳型
面に鋳ぐるみシートを取付ければよい。
このアルミニウム合金製摺動部材の製造方法では、鋳ぐ
るみシートのアルミニウム箔及び粉末層の積層数に応じ
て高Siの耐摩耗性アルミニウム合金層を厚く形成する
ことが出来、その厚さは1000μm程度にすることが
望ましい。
るみシートのアルミニウム箔及び粉末層の積層数に応じ
て高Siの耐摩耗性アルミニウム合金層を厚く形成する
ことが出来、その厚さは1000μm程度にすることが
望ましい。
アルミニウム合金の溶湯に鋳ぐるみシートを鋳ぐるむこ
とにより鋳ぐるみシートを溶融させるので、摺動部材の
内面など所望の部位に高Siの耐摩耗性アルミニウム合
金層を形成できる。
とにより鋳ぐるみシートを溶融させるので、摺動部材の
内面など所望の部位に高Siの耐摩耗性アルミニウム合
金層を形成できる。
.〔発明の効果〕
本発明に係るアルミニウム合金製摺動部材の製造方法に
よれば、上記〔作用〕の項で説明したように、本発明特
有の鋳ぐるみシートを製作し、それを鋳型内にセットし
た状態でアルミニウム合金の溶湯を鋳込むという簡単な
方法によって、摺動部材の形状・寸法の制約を受けずに
所望の厚さの高Stの耐摩耗性アルミニウム合金層を形
成することが出来る。
よれば、上記〔作用〕の項で説明したように、本発明特
有の鋳ぐるみシートを製作し、それを鋳型内にセットし
た状態でアルミニウム合金の溶湯を鋳込むという簡単な
方法によって、摺動部材の形状・寸法の制約を受けずに
所望の厚さの高Stの耐摩耗性アルミニウム合金層を形
成することが出来る。
以下、本発明の実施例について図面を参照し乍ら説明す
る。
る。
本実施例は自動車用エンジンのアルミニウム合金製シリ
ンダライナの製造方法に本発明を適用した場合の一例で
ある。
ンダライナの製造方法に本発明を適用した場合の一例で
ある。
第1工程において、第1図+a)に示すように5枚の厚
さ20μmのアルミニウム箔1 (以下、/1箔という
)を台板2上に展開し、その各A 1 ff3 1の上
面に300メッシュ(約50μmに相当)より微細なメ
タリックSt粉末3を約50μmの厚さで塗布する。
さ20μmのアルミニウム箔1 (以下、/1箔という
)を台板2上に展開し、その各A 1 ff3 1の上
面に300メッシュ(約50μmに相当)より微細なメ
タリックSt粉末3を約50μmの厚さで塗布する。
第2工程において、第1図(blに示すように、上記S
i粉末3を塗布した各AJ箔1上に有機バインダとして
のアクリル樹脂4を噴霧し、St粉末3をA tp.
96 tの表面に固定する。
i粉末3を塗布した各AJ箔1上に有機バインダとして
のアクリル樹脂4を噴霧し、St粉末3をA tp.
96 tの表面に固定する。
第3工程において、第1図(C)に示すように台板2上
においてSi粉末3を塗布した5枚の,11箔1を積層
するとともに、最上層のA1箔1のSt粉末3の表面に
厚さ20μmのA1箔1を積層する。こうして、6枚の
A1箔1とA 1 fi 1同士間に介在させたSi粉
末3及びアクリル樹脂4とからなる積層体5を製作し、
次に第1図(d)に示すようにこの積層体5を小型のロ
ール圧延機のロール6で圧延して厚さ約200〜300
μmの鋳ぐるみシー}5Aを製作する。上記圧延により
A1箔1とSi粉末3とが強力に密着しアクリル樹脂4
を介して強力に結合する。
においてSi粉末3を塗布した5枚の,11箔1を積層
するとともに、最上層のA1箔1のSt粉末3の表面に
厚さ20μmのA1箔1を積層する。こうして、6枚の
A1箔1とA 1 fi 1同士間に介在させたSi粉
末3及びアクリル樹脂4とからなる積層体5を製作し、
次に第1図(d)に示すようにこの積層体5を小型のロ
ール圧延機のロール6で圧延して厚さ約200〜300
μmの鋳ぐるみシー}5Aを製作する。上記圧延により
A1箔1とSi粉末3とが強力に密着しアクリル樹脂4
を介して強力に結合する。
第4工程において、第1図(elに示すように、上記鋳
ぐるみシート5Aを加熱炉7内に収容して、600℃の
温度で4時間加熱し、有機バインダのアクリル樹脂4を
除去する。このようにアクリル樹脂4を除去するのは鋳
造の際にガスの発生を防止するためである。尚、この加
熱処理時に鋳ぐるみシ一ト5Aの変形を防止する為、鋳
ぐるみシ一ト5Aを1対の金属板8間に扶持し押圧して
おくことが望ましい。
ぐるみシート5Aを加熱炉7内に収容して、600℃の
温度で4時間加熱し、有機バインダのアクリル樹脂4を
除去する。このようにアクリル樹脂4を除去するのは鋳
造の際にガスの発生を防止するためである。尚、この加
熱処理時に鋳ぐるみシ一ト5Aの変形を防止する為、鋳
ぐるみシ一ト5Aを1対の金属板8間に扶持し押圧して
おくことが望ましい。
第5工程において、第1図(f)に示すように重力式鋳
造装置のシリンダライナ鋳造用の上型9と下型10とで
鋳造キャビティ11を形成し、この鋳造キャビティ11
に臨む鋳型面のうちシリンダライナの内周面を成形する
鋳型面に上記鋳ぐるみシ一ト5Aを図示のようにセット
する。この場合例えば鋳ぐるみシ一ト5Aの外周側を適
当間隔おきにAl製の細線で縛ることにより鋳ぐるみシ
一ト5Aを下型9に固定する。
造装置のシリンダライナ鋳造用の上型9と下型10とで
鋳造キャビティ11を形成し、この鋳造キャビティ11
に臨む鋳型面のうちシリンダライナの内周面を成形する
鋳型面に上記鋳ぐるみシ一ト5Aを図示のようにセット
する。この場合例えば鋳ぐるみシ一ト5Aの外周側を適
当間隔おきにAl製の細線で縛ることにより鋳ぐるみシ
一ト5Aを下型9に固定する。
次に、上型9と下型10と鋳ぐるみシ一ト5Aを約40
0℃の温度に予熱した状態で約750℃のA1合金の溶
湯を鋳造キャビティ11内に注湯して鋳ぐるみシ一ト5
Aを鋳ぐるむ。
0℃の温度に予熱した状態で約750℃のA1合金の溶
湯を鋳造キャビティ11内に注湯して鋳ぐるみシ一ト5
Aを鋳ぐるむ。
第6工程において、溶湯の凝固後シリンダライナ鋳造品
12を離型し、シリンダライナ鋳造品12の内周の摺動
面12aを所定の寸法・形状となるようにホーニング加
工する。
12を離型し、シリンダライナ鋳造品12の内周の摺動
面12aを所定の寸法・形状となるようにホーニング加
工する。
上記第1工程〜第6工程により、A1合金製シリンダブ
ロックに適用するシリンダライナであって、その内周面
の摺動面部12Aが高Stの耐摩耗性アルミニウム合金
層で形成されたシリンダライナが得られる。
ロックに適用するシリンダライナであって、その内周面
の摺動面部12Aが高Stの耐摩耗性アルミニウム合金
層で形成されたシリンダライナが得られる。
第2図は上記シリンダライナ鋳造品12の摺動面部12
Aを拡大図示したもので、この摺動面部12Aは多量の
Si粉末3が分散した厚い耐摩耗性AJ合金層となって
いる。
Aを拡大図示したもので、この摺動面部12Aは多量の
Si粉末3が分散した厚い耐摩耗性AJ合金層となって
いる。
尚、上記メタリソクSt粉末3の代りにSi粉末とA1
粉末との混合粉末或いはSiとAlの合金の合金粉末を
用いてもよい。
粉末との混合粉末或いはSiとAlの合金の合金粉末を
用いてもよい。
但し、Si粉末や混合粉末中のSi粉末はその融点が約
1700℃であり注湯時A 1 7!lは溶融するもの
のSt粉末3は溶融せずに分敗することになるので鋳ぐ
るみシ一ト5Aの全重量に対するSi粉末3の重量%の
制約はない。SiとAIの合金粉末は注湯時Al箔1と
同様に溶融するので、初晶Siが分散した組織とする為
には鋳ぐるみシ一ト5Aの全重量に対するSiの重量%
は少なくともSi共晶点の12%より多いことが必要で
あり、この場合シリンダライナ鋳造品12の摺動面部1
2AはAffi合金中に初晶Stが分散した組織となる
。
1700℃であり注湯時A 1 7!lは溶融するもの
のSt粉末3は溶融せずに分敗することになるので鋳ぐ
るみシ一ト5Aの全重量に対するSi粉末3の重量%の
制約はない。SiとAIの合金粉末は注湯時Al箔1と
同様に溶融するので、初晶Siが分散した組織とする為
には鋳ぐるみシ一ト5Aの全重量に対するSiの重量%
は少なくともSi共晶点の12%より多いことが必要で
あり、この場合シリンダライナ鋳造品12の摺動面部1
2AはAffi合金中に初晶Stが分散した組織となる
。
また、A1箔1の表面にSi粉末3などを固定するのに
、A I!ff, 1の表面にバインダを塗布してその
上にSi粉末3等を塗布してもよいし、或いは予めSi
粉末3とバインダとで箔状のシートを作成しておいてそ
のシートをA1箔1の表面に固定したり或いはそのシー
トをA I Pg 1間に積層してもよい。
、A I!ff, 1の表面にバインダを塗布してその
上にSi粉末3等を塗布してもよいし、或いは予めSi
粉末3とバインダとで箔状のシートを作成しておいてそ
のシートをA1箔1の表面に固定したり或いはそのシー
トをA I Pg 1間に積層してもよい。
上記実施例では、5層のsi粉末3を有する鋳ぐるみシ
一ト5Aを用いたが、実際のシリンダライナを製作する
場合にはIO層程度積層して厚さ約1000μmの耐摩
耗性アルミニウム合金層を形成することが望ましい。更
に、圧延時St粉末3間の空気やガスを脱気しやすくす
る為にAA箔lには多数の微細孔を形成しておいてもよ
い。
一ト5Aを用いたが、実際のシリンダライナを製作する
場合にはIO層程度積層して厚さ約1000μmの耐摩
耗性アルミニウム合金層を形成することが望ましい。更
に、圧延時St粉末3間の空気やガスを脱気しやすくす
る為にAA箔lには多数の微細孔を形成しておいてもよ
い。
尚、本発明は自動車用エンジンのシリンダライナに限ら
ず、種々のA1合金製摺動部材の製造に適用し得ること
は勿論であり、当業者ならば本発明の思想を逸脱しない
範囲で種々の変形を加えて実施することが出来る。
ず、種々のA1合金製摺動部材の製造に適用し得ること
は勿論であり、当業者ならば本発明の思想を逸脱しない
範囲で種々の変形を加えて実施することが出来る。
図面は本発明の実施例に係るもので、第1図(a)はA
I箔とSt粉末の断面図、第1図(b)はAI箔とSi
粉末とアクリル樹脂の断面図、第1図(clは積層体の
断面図、第1図(d)は積層体が圧延された鋳ぐるみシ
ート等の断面図、第1図(e)は加熱炉と鋳ぐるみシー
ト等の断面図、第1図(f)は鋳造装置の鋳型と鋳ぐる
みシートの断面図、第1図(g)はシリンダライナ鋳造
品の断面図、第2図はシリンダライナ鋳造品の摺動面部
の要部拡大断面図である。 1・・A7!箔、 3・・Si粉末、 4・・アクリル
樹脂、 5A・・鋳ぐるみシート、 9・・上型、
10・・下型、 11・・鋳造キャビティ、 l2
・・シリンダライチ鋳造品、 12A・・摺動面部。
I箔とSt粉末の断面図、第1図(b)はAI箔とSi
粉末とアクリル樹脂の断面図、第1図(clは積層体の
断面図、第1図(d)は積層体が圧延された鋳ぐるみシ
ート等の断面図、第1図(e)は加熱炉と鋳ぐるみシー
ト等の断面図、第1図(f)は鋳造装置の鋳型と鋳ぐる
みシートの断面図、第1図(g)はシリンダライナ鋳造
品の断面図、第2図はシリンダライナ鋳造品の摺動面部
の要部拡大断面図である。 1・・A7!箔、 3・・Si粉末、 4・・アクリル
樹脂、 5A・・鋳ぐるみシート、 9・・上型、
10・・下型、 11・・鋳造キャビティ、 l2
・・シリンダライチ鋳造品、 12A・・摺動面部。
Claims (1)
- (1)アルミニウム箔同士間にSi粉末又はSiとAl
の混合粉末又はSi−Alの合金粉末とバインダとを介
在させた状態で複数枚のアルミニウム箔を積層したもの
を圧延して鋳ぐるみシートを製作し、 上記鋳ぐるみシートを鋳型内にセットした状態でアルミ
ニウム合金の溶湯を鋳込み、 上記鋳ぐるみシートを溶湯に鋳ぐるんで摺動面部に高S
iの耐摩耗性アルミニウム合金層を形成することを特徴
とするアルミニウム合金製摺動部材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11662189A JPH02295664A (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | アルミニウム合金製摺動部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11662189A JPH02295664A (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | アルミニウム合金製摺動部材の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02295664A true JPH02295664A (ja) | 1990-12-06 |
Family
ID=14691721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11662189A Pending JPH02295664A (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | アルミニウム合金製摺動部材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02295664A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08218132A (ja) * | 1994-12-05 | 1996-08-27 | Hyundai Motor Co | 高い耐摩耗性を有するアルミニウム合金の製造方法 |
KR100427281B1 (ko) * | 2001-09-05 | 2004-04-14 | 현대자동차주식회사 | 엔진용 실린더 블록 제조방법 |
KR100580447B1 (ko) * | 1999-11-30 | 2006-05-15 | 현대자동차주식회사 | 내마모용 알루미늄-실리콘 박판 제조방법 및 그 제조장치 |
KR100906531B1 (ko) * | 2007-07-12 | 2009-07-07 | 대림기업 주식회사 | 중력주조공법에 의한 알루미늄 실린더 라이너의 제조장치및 그 방법 |
JP2011200902A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | 円筒状摺動部材及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-05-10 JP JP11662189A patent/JPH02295664A/ja active Pending
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---|---|---|---|---|
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