JPH0234269B2 - - Google Patents
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- JPH0234269B2 JPH0234269B2 JP58217982A JP21798283A JPH0234269B2 JP H0234269 B2 JPH0234269 B2 JP H0234269B2 JP 58217982 A JP58217982 A JP 58217982A JP 21798283 A JP21798283 A JP 21798283A JP H0234269 B2 JPH0234269 B2 JP H0234269B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/08—Casting in, on, or around objects which form part of the product for building-up linings or coverings, e.g. of anti-frictional metal
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/002—Integrally formed cylinders and cylinder heads
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、小形立形内燃機関のヘツド一体形ア
ルミ合金シリンダブロツクの製造方法に関するも
のである。
ルミ合金シリンダブロツクの製造方法に関するも
のである。
例えば２サイクル機関でヘツド一体形シリンダ
ブロツクに共鋳込ライナを設けたものが、実公昭
54−35204号公報の考案の詳細な説明の欄で示さ
れているが、かかる場合、ライナとシリンダブロ
ツクとの境界部分を完全にシールしなければ、当
該境界部分からブローバイが発生し、機関の運転
が不可能に陥る。
ブロツクに共鋳込ライナを設けたものが、実公昭
54−35204号公報の考案の詳細な説明の欄で示さ
れているが、かかる場合、ライナとシリンダブロ
ツクとの境界部分を完全にシールしなければ、当
該境界部分からブローバイが発生し、機関の運転
が不可能に陥る。
これを詳しくいえば、第１図のようなヘツド一
体形シリンダブロツク１において、矢印のよう
に、ライナ２との上部境界部分からガスが浸入
し、下部へ抜けるブローバイが発生する。そのた
め、本発明者がすでに提案（特開昭58−112648号
公報参照）したように、アルミ合金溶湯との溶着
性の良好な銅またはニツケル等で鉄製ライナの外
周にメツキを施し、この鉄製ライナに吸蔵されて
いるガス成分を除去するために焼鈍し、このライ
ナを鋳型にセツトした後、このライナの外周を鋳
包み、しかもシリンダブロツクを形成する鋳型の
湯道に、アルミ合金溶湯を注湯するシリンダブロ
ツクの製造方法を、かかるヘツド一体形シリンダ
ブロツク製造に適用したところ、本来、焼鈍工程
において前記ガス成分を除去することは長時間を
要し（例えば、特開昭58−112648号公報中、第１
図参照）、したがつて、かかる提案を実施すれば
生産性を阻害する、という問題がある。と同時
に、本来、ヘツドには高温の燃焼ガスの圧力が直
接作用するため、高い機械的応力（特に抗張力）
並びに熱応力が発生することから、更には、吸排
気弁などを装着することから、きわめて高い剛体
を必要とし厚肉とせざるを得ないので、殊にヘツ
ド一体形シリンダブロツクであるだけにライナの
ヘツド側端部近傍では、アルミ合金溶湯の凝固速
度が遅くなる一方、生産性をあげるための、ある
程度残存しているメツキ層からのガス成分や、ア
ルミ合金溶湯中のガスが未凝固の溶湯中を浮上
し、かかるヘツド側端部の部位に集まり易くな
り、その結果、ピンホールやキライ（吹かれ）等
の欠陥が発生する、という問題があつた。
体形シリンダブロツク１において、矢印のよう
に、ライナ２との上部境界部分からガスが浸入
し、下部へ抜けるブローバイが発生する。そのた
め、本発明者がすでに提案（特開昭58−112648号
公報参照）したように、アルミ合金溶湯との溶着
性の良好な銅またはニツケル等で鉄製ライナの外
周にメツキを施し、この鉄製ライナに吸蔵されて
いるガス成分を除去するために焼鈍し、このライ
ナを鋳型にセツトした後、このライナの外周を鋳
包み、しかもシリンダブロツクを形成する鋳型の
湯道に、アルミ合金溶湯を注湯するシリンダブロ
ツクの製造方法を、かかるヘツド一体形シリンダ
ブロツク製造に適用したところ、本来、焼鈍工程
において前記ガス成分を除去することは長時間を
要し（例えば、特開昭58−112648号公報中、第１
図参照）、したがつて、かかる提案を実施すれば
生産性を阻害する、という問題がある。と同時
に、本来、ヘツドには高温の燃焼ガスの圧力が直
接作用するため、高い機械的応力（特に抗張力）
並びに熱応力が発生することから、更には、吸排
気弁などを装着することから、きわめて高い剛体
を必要とし厚肉とせざるを得ないので、殊にヘツ
ド一体形シリンダブロツクであるだけにライナの
ヘツド側端部近傍では、アルミ合金溶湯の凝固速
度が遅くなる一方、生産性をあげるための、ある
程度残存しているメツキ層からのガス成分や、ア
ルミ合金溶湯中のガスが未凝固の溶湯中を浮上
し、かかるヘツド側端部の部位に集まり易くな
り、その結果、ピンホールやキライ（吹かれ）等
の欠陥が発生する、という問題があつた。
そこで本発明は、かかる問題を解決し、ヘツド
一体形シリンダブロツクにおけるブローバイのお
それがなく、かつ、生産性を向上させたシリンダ
ブロツクの製造方法を提供することを目的とした
もので、その要旨とするところは、銅またはニツ
ケル等でその外周に施されたメツキ層を有する鉄
製ライナにおいて吸蔵されている水素等のガス成
分を除去する焼鈍工程と、該ライナを、そのヘツ
ド側端部に設置した冷金とともに鋳型にセツト
し、該冷金でヘツド側への予熱用溶湯を散逸しな
いようにして該ライナの内周に予熱用溶湯を注湯
する予熱工程と、該予熱工程の後、該ライナの外
周を鋳包み、かつ、シリンダブロツクおよびヘツ
ドを一体とするシリンダブロツクを形成する鋳型
の湯道に、アルミ合金溶湯を注湯する工程と、と
からなり、前記ライナのヘツド側端部におけるア
ルミ合金溶湯の冷却を促進しながらライナとシリ
ンダブロツクとの間を溶着させることを特徴とす
る小形立形内燃機関のヘツド一体形シリンダブロ
ツクの製造方法にある。
一体形シリンダブロツクにおけるブローバイのお
それがなく、かつ、生産性を向上させたシリンダ
ブロツクの製造方法を提供することを目的とした
もので、その要旨とするところは、銅またはニツ
ケル等でその外周に施されたメツキ層を有する鉄
製ライナにおいて吸蔵されている水素等のガス成
分を除去する焼鈍工程と、該ライナを、そのヘツ
ド側端部に設置した冷金とともに鋳型にセツト
し、該冷金でヘツド側への予熱用溶湯を散逸しな
いようにして該ライナの内周に予熱用溶湯を注湯
する予熱工程と、該予熱工程の後、該ライナの外
周を鋳包み、かつ、シリンダブロツクおよびヘツ
ドを一体とするシリンダブロツクを形成する鋳型
の湯道に、アルミ合金溶湯を注湯する工程と、と
からなり、前記ライナのヘツド側端部におけるア
ルミ合金溶湯の冷却を促進しながらライナとシリ
ンダブロツクとの間を溶着させることを特徴とす
る小形立形内燃機関のヘツド一体形シリンダブロ
ツクの製造方法にある。
本発明の構成を実施例にもとづき詳細に説明す
る。
る。
先ず、２気筒水冷デイーゼル機関の例を述べる
が、鋳鉄、または、鋼管外面に銅メツキ、また
は、ニツケルメツキ等を施したライナを用意す
る。ここで、メツキしたライナは、メツキ処理の
際に、電解液または化学メツキ液から水素などの
ガス成分が発生し、これがメツキ層内部及びメツ
キ層を通して鋳鉄または鋼のライナ内部に吸蔵さ
れることになる。そのため、ガス成分を吸蔵した
状態で鋳包みした場合、アルミ合金溶湯の熱によ
つてこのガス成分がメツキ層表面に向かつて拡散
し、かつ、この表面で気泡化し、これがアルミ合
金の溶湯中へ放出され、メツキ層に近接する部位
にキライ欠陥（注湯に際して生じた水蒸気または
ガスに起因して生じた気泡による欠陥）を発生さ
せ、ライナとアルミ合金との溶着を阻害すること
になる。したがつて、この対策としては、各種提
案されているが、本実施例では、次のような方策
を採用している。すなわち、ライナの材料として
含燐鋳鉄を用い、このライナの外周に、比較的耐
酸化性の良好なニツケル電気メツキを施し、その
後、このライナを焼鈍する。
が、鋳鉄、または、鋼管外面に銅メツキ、また
は、ニツケルメツキ等を施したライナを用意す
る。ここで、メツキしたライナは、メツキ処理の
際に、電解液または化学メツキ液から水素などの
ガス成分が発生し、これがメツキ層内部及びメツ
キ層を通して鋳鉄または鋼のライナ内部に吸蔵さ
れることになる。そのため、ガス成分を吸蔵した
状態で鋳包みした場合、アルミ合金溶湯の熱によ
つてこのガス成分がメツキ層表面に向かつて拡散
し、かつ、この表面で気泡化し、これがアルミ合
金の溶湯中へ放出され、メツキ層に近接する部位
にキライ欠陥（注湯に際して生じた水蒸気または
ガスに起因して生じた気泡による欠陥）を発生さ
せ、ライナとアルミ合金との溶着を阻害すること
になる。したがつて、この対策としては、各種提
案されているが、本実施例では、次のような方策
を採用している。すなわち、ライナの材料として
含燐鋳鉄を用い、このライナの外周に、比較的耐
酸化性の良好なニツケル電気メツキを施し、その
後、このライナを焼鈍する。
次いで、かかる処理によつて生じたライナの酸
化層を適宜の除去手段で取除く。ところが、かか
るライナをそのままアルミ合金溶湯で鋳包むと溶
湯の熱容量の関係で、ライナへ接触した瞬間に温
度が低下するため、折角、前記のようなメツキ層
を介してライナとアルミ合金の拡散反応を促進さ
せて溶着性を向上させようとしても、拡散に要す
る熱量が不足する難点が生じた。この難点解消の
対策として、アルミ合金溶湯の鋳込み温度を上げ
たり、ライナを予め長時間加熱することも考えら
れるが、いずれも、焼鈍したメツキ層を有するラ
イナにとつて好ましくなく、また、工場における
生産性を阻害することから、本実施例では次のよ
うな方策を採用している。
化層を適宜の除去手段で取除く。ところが、かか
るライナをそのままアルミ合金溶湯で鋳包むと溶
湯の熱容量の関係で、ライナへ接触した瞬間に温
度が低下するため、折角、前記のようなメツキ層
を介してライナとアルミ合金の拡散反応を促進さ
せて溶着性を向上させようとしても、拡散に要す
る熱量が不足する難点が生じた。この難点解消の
対策として、アルミ合金溶湯の鋳込み温度を上げ
たり、ライナを予め長時間加熱することも考えら
れるが、いずれも、焼鈍したメツキ層を有するラ
イナにとつて好ましくなく、また、工場における
生産性を阻害することから、本実施例では次のよ
うな方策を採用している。
すなわち、第２図において、焼鈍したメツキ層
を有するライナ２をシリンダブロツク１用の鋳型
３へ装着する。この際、シリンダブロツク１の溶
湯の入る鋳型室１ａの反対側、すなわちライナ２
の内周に沿つて、予熱用溶湯８の入る予熱室１ｂ
を設け、この予熱室１ｂに連通する予熱用湯口３
ｂより、アルミ合金の鋳包み溶湯（鋳込み前約
700℃〜750℃）と同一、または、この鋳包み溶湯
よりも溶解温度が高い他の金属の予熱用溶湯８を
注湯し、ライナ２を内周より予熱する。図示の機
関は２気筒のため、予熱用湯口３ｂより分岐路
４，４を通つて、各ライナ２，２の内側に予熱用
溶湯８は導入される。また、予熱用溶湯８の最上
部には冷金５，５を設けている。
を有するライナ２をシリンダブロツク１用の鋳型
３へ装着する。この際、シリンダブロツク１の溶
湯の入る鋳型室１ａの反対側、すなわちライナ２
の内周に沿つて、予熱用溶湯８の入る予熱室１ｂ
を設け、この予熱室１ｂに連通する予熱用湯口３
ｂより、アルミ合金の鋳包み溶湯（鋳込み前約
700℃〜750℃）と同一、または、この鋳包み溶湯
よりも溶解温度が高い他の金属の予熱用溶湯８を
注湯し、ライナ２を内周より予熱する。図示の機
関は２気筒のため、予熱用湯口３ｂより分岐路
４，４を通つて、各ライナ２，２の内側に予熱用
溶湯８は導入される。また、予熱用溶湯８の最上
部には冷金５，５を設けている。
次いで、ライナ２が最適温度に達した時点で、
シリンダブロツク１を構成するアルミ合金溶湯
を、本湯口３ａより注湯する。この際、シリンダ
ブロツク１はヘツド６と一体としているので、ヘ
ツド６，６の上部位置迄この鋳包み金属溶湯は上
昇する。この際、シリンダブロツク１を構成する
鋳包み金属は、凝固終了までの時間を長くし拡散
反応によつてライナ２へ強固に溶着するようにす
る。
シリンダブロツク１を構成するアルミ合金溶湯
を、本湯口３ａより注湯する。この際、シリンダ
ブロツク１はヘツド６と一体としているので、ヘ
ツド６，６の上部位置迄この鋳包み金属溶湯は上
昇する。この際、シリンダブロツク１を構成する
鋳包み金属は、凝固終了までの時間を長くし拡散
反応によつてライナ２へ強固に溶着するようにす
る。
ところで、本発明による鋳込み成形されたシリ
ンダブロツクは、ヘツド一体形シリンダブロツク
であるため、ライナ２のヘツド側端部近傍は厚肉
となつている。したがつて、他の部位に比し、溶
湯の凝固速度が遅くなり、折角、前述の焼鈍工程
でメツキ層からのガス成分を除去（ただし工場生
産のため、焼鈍時間をそれ程長時間をかけられな
いので、溶着に支障のない程度のガス成分は残存
している。）したにも拘わらず、残存しているこ
のガス成分が気泡となつてこの未凝固の部位へ浮
力によつて集まつてくる。勿論、このガス成分の
気泡が集まれば、ピンボール、キライ等の欠陥が
生じ、極端な場合、壁厚を貫通した状態もあつ
て、ブローバイの原因となる。
ンダブロツクは、ヘツド一体形シリンダブロツク
であるため、ライナ２のヘツド側端部近傍は厚肉
となつている。したがつて、他の部位に比し、溶
湯の凝固速度が遅くなり、折角、前述の焼鈍工程
でメツキ層からのガス成分を除去（ただし工場生
産のため、焼鈍時間をそれ程長時間をかけられな
いので、溶着に支障のない程度のガス成分は残存
している。）したにも拘わらず、残存しているこ
のガス成分が気泡となつてこの未凝固の部位へ浮
力によつて集まつてくる。勿論、このガス成分の
気泡が集まれば、ピンボール、キライ等の欠陥が
生じ、極端な場合、壁厚を貫通した状態もあつ
て、ブローバイの原因となる。
しかしながら、前述の予熱用溶湯８の最上部に
は冷金５を設けているので、ライナ２のヘツド側
端部のアルミ合金溶湯の冷却が促進され、この厚
肉の部位の凝固を速めることで、ガス成分の気泡
の集まりをなくしている。
は冷金５を設けているので、ライナ２のヘツド側
端部のアルミ合金溶湯の冷却が促進され、この厚
肉の部位の凝固を速めることで、ガス成分の気泡
の集まりをなくしている。
なお、ライナ２の内周の予熱用溶湯８は、ライ
ナ２より熱収縮量の大きい金属を使用すれば、簡
単に抜き取ることができる。また７は水ジヤケツ
ト部を表す。
ナ２より熱収縮量の大きい金属を使用すれば、簡
単に抜き取ることができる。また７は水ジヤケツ
ト部を表す。
本発明によれば、次に列挙した特段に優れた効
果を奏する。
果を奏する。
ライナを共鋳込みしたヘツド一体形のシリン
ダブロツクにおけるシリンダブロツクとライナ
との間の境界部分の溶着が、メツキ層によつて
良好となり、しかも生産性の高い焼鈍工程によ
りメツキ層からのガス成分も除去されているの
で、この境界部分が更に強固となつて、機関圧
縮比を高くしても、ヘツド一体形のシリンダブ
ロツクの構造によるガス漏れを零とする機能と
相俟つてブローバイの発生を防止するこができ
る。
ダブロツクにおけるシリンダブロツクとライナ
との間の境界部分の溶着が、メツキ層によつて
良好となり、しかも生産性の高い焼鈍工程によ
りメツキ層からのガス成分も除去されているの
で、この境界部分が更に強固となつて、機関圧
縮比を高くしても、ヘツド一体形のシリンダブ
ロツクの構造によるガス漏れを零とする機能と
相俟つてブローバイの発生を防止するこができ
る。
予熱用溶湯を用いた予熱工程により、ライナ
の焼鈍工程の時間を短縮して生産性を高めるこ
とができる。そのデメリツトとして発生する残
存ガス成分の気泡を冷金でもつて、ライナのヘ
ツド側端部の部位に集まることを防止して他の
部位へ拡散させ、このヘツド側端部におけるシ
リンダブロツクの剛性を高めることができ、内
燃機関に好個のものとすることができる。
の焼鈍工程の時間を短縮して生産性を高めるこ
とができる。そのデメリツトとして発生する残
存ガス成分の気泡を冷金でもつて、ライナのヘ
ツド側端部の部位に集まることを防止して他の
部位へ拡散させ、このヘツド側端部におけるシ
リンダブロツクの剛性を高めることができ、内
燃機関に好個のものとすることができる。
しかも、この冷金でアルミ合金そのものの結
晶粒が微細化されて、ライナの強固な溶着と相
俟つて、ヘツド一体形シリンダブロツクを更に
優れた剛性のものとすることができる。
晶粒が微細化されて、ライナの強固な溶着と相
俟つて、ヘツド一体形シリンダブロツクを更に
優れた剛性のものとすることができる。
総じて、ライナの焼鈍工程と、予熱用溶湯の
予熱工程と、冷金による冷却鋳込工程とが、
両々相俟つて、生産性の高い、しかも剛性に必
要な部位のみには相当の剛性をもたせたヘツド
一体形のシリンダブロツクを提供することがで
きる。
予熱工程と、冷金による冷却鋳込工程とが、
両々相俟つて、生産性の高い、しかも剛性に必
要な部位のみには相当の剛性をもたせたヘツド
一体形のシリンダブロツクを提供することがで
きる。
殊に、冷金で予熱用溶湯の流れを阻止してい
るので鋳型を簡素化するとともに、ライナ内周
以外の不要な部位にはこの溶湯が流れず、予熱
用溶湯の鋳物の取除き作業を容易にして、これ
また生産性を高めることができる。
るので鋳型を簡素化するとともに、ライナ内周
以外の不要な部位にはこの溶湯が流れず、予熱
用溶湯の鋳物の取除き作業を容易にして、これ
また生産性を高めることができる。
第１図は従来例の要部断面図、第２図は本発明
の１実施例の製造方法に使用する鋳型の断面図を
示す。 １……シリンダブロツク、２……ライナ、３…
…鋳型６……ヘツド、８……予熱用溶湯。
の１実施例の製造方法に使用する鋳型の断面図を
示す。 １……シリンダブロツク、２……ライナ、３…
…鋳型６……ヘツド、８……予熱用溶湯。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 銅またはニツケル等でその外周に施されたメ
ツキ層を有する鉄製ライナにおいて吸蔵されてい
る水素等のガス成分を除去する焼鈍工程と、 該ライナを、そのヘツド側端部に設置した冷金
とともに鋳型にセツトし、該冷金でヘツド側への
予熱用溶湯を散逸しないようにして該ライナの内
周に予熱用溶湯を注湯する予熱工程と、 該予熱工程の後、該ライナの外周を鋳包み、か
つ、シリンダブロツクおよびヘツドを一体とする
シリンダブロツクを形成する鋳型の湯道に、アル
ミ合金溶湯を注湯する工程と、 とからなり、前記ライナのヘツド側端部における
アルミ合金溶湯の冷却を促進しながらライナとシ
リンダブロツクとの間を溶着させることを特徴と
する小形立形内燃機関のヘツド一体形シリンダブ
ロツクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21798283A JPS60111754A (ja) | 1983-11-19 | 1983-11-19 | ヘッド一体形シリンダブロツクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21798283A JPS60111754A (ja) | 1983-11-19 | 1983-11-19 | ヘッド一体形シリンダブロツクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60111754A JPS60111754A (ja) | 1985-06-18 |
| JPH0234269B2 true JPH0234269B2 (ja) | 1990-08-02 |
Family
ID=16712765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21798283A Granted JPS60111754A (ja) | 1983-11-19 | 1983-11-19 | ヘッド一体形シリンダブロツクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60111754A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10363601B2 (en) * | 2015-09-25 | 2019-07-30 | Ford Motor Company | Method for thermal control of cast-in components during manufacturing |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5838654A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 複合部材の鋳造方法 |
| JPS58112648A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-05 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 複合部材の製造方法 |
-
1983
- 1983-11-19 JP JP21798283A patent/JPS60111754A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5838654A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 複合部材の鋳造方法 |
| JPS58112648A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-05 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 複合部材の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60111754A (ja) | 1985-06-18 |
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