JPH0280154A - Expendable pattern structure for cylinder block - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、エンジンのシリンダブロックを消失模型鋳造
する際に用いる消失型の構造に関し、特に、シリンダラ
イナ部の部分的な硬度向上を図った、シリンダブロック
用消失型構造に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an evanescent mold structure used in evanescent model casting of an engine cylinder block, and in particular, to a structure in which the hardness of a cylinder liner portion is partially improved. , relates to an evanescent structure for a cylinder block.
[従来の技術]
消失模型鋳造法CEPC法)は、従来の砂型鋳造法に比
べて、■中空部材を製造する際に中子を必要としないこ
と、■砂に粘着剤を混入させないので、砂の回収・再利
用が容易であること、■複雑な形状のものにも適用可能
であること、などの種々の利点があるので、その開発が
進められており1例えば、エンジンの吸気マニホールド
やエンジンのシリンダブロック等のHa法として注目さ
れている。[Conventional technology] Compared to the conventional sand casting method, the vanishing model casting method (CEPC method) has two advantages: ■ No core is required when manufacturing hollow parts, and ■ Adhesive is not mixed into the sand. It has various advantages such as being easy to collect and reuse, and being applicable to objects with complex shapes.For example, its development is progressing1. It is attracting attention as the Ha method for cylinder blocks, etc.
この消失模型鋳造法は1通常、得ようとする鋳造品と同
一形状の発泡スチロール製の消失型(Eps模型)を鋳
造容器内に収容して、この鋳造容器内に鋳砂を充填して
消失型を鋳砂中に埋設した上で、消失型に接続した発泡
スチロール製の湯口から金属の溶湯を注入することによ
り実施される。This vanishing model casting method usually involves placing an extinguishable polystyrene mold (Eps model) made of expanded polystyrene in the same shape as the cast product to be obtained in a casting container, and filling the casting container with casting sand to form the vanishing mold. This is done by burying the mold in casting sand, and then injecting molten metal through a Styrofoam sprue connected to the fugitive mold.
この結果、鋳砂内では、湯口及び消失型が順次熱分解し
て、この部分が当該する溶湯で置換され、所望の金属鋳
造品が製造される。As a result, within the casting sand, the sprue and the fugitive mold are sequentially thermally decomposed, and these parts are replaced with the corresponding molten metal, producing the desired metal casting.
ところで、かかる消失模型鋳造法によりエンジンのシリ
ンダブロックを鋳造するには、シリンダライナをシリン
ダブロックと一体形成する場合と。By the way, in order to cast the cylinder block of an engine by such an investment model casting method, there is a case where the cylinder liner is integrally formed with the cylinder block.
シリンダブロックで別体のシリンダライナを鋳ぐるむ場
合とが考えられる。It is conceivable that a separate cylinder liner may be cast inside the cylinder block.
例えば、前者つまりシリンダライナをシリンダブロック
と一体形成した場合のシリンダブロックは、第3図に示
すようになものである。なお、第3図において、1はシ
リンダブロック、2はシリンダブロックの上部のシリン
ダライナ、3はシリンダライナの周りに形成されるウォ
ータジャケット、4はシリンダブロックの下部に形成さ
れるスカート部である。For example, the former cylinder block, in which the cylinder liner is integrally formed with the cylinder block, is as shown in FIG. In FIG. 3, 1 is a cylinder block, 2 is a cylinder liner in the upper part of the cylinder block, 3 is a water jacket formed around the cylinder liner, and 4 is a skirt part formed in the lower part of the cylinder block.
[発明が解決しようとする課題]
ところで、一般に、シリンダライナは高硬度で耐摩耗性
の高いことが要求されている。[Problems to be Solved by the Invention] Incidentally, cylinder liners are generally required to have high hardness and high wear resistance.
この対策として、消失模型鋳造法によりシリンダライナ
をシリンダブロックと一体に成形する場合には、金属の
溶湯を、鋳造後に硬くて耐摩耗性の高い材質となるもの
にすることが考えられる。As a countermeasure to this problem, when the cylinder liner is integrally formed with the cylinder block by the investment casting method, it is conceivable to use a molten metal that becomes a hard and highly wear-resistant material after casting.
しかしながら、このように鋳造後に硬くて耐摩耗性の高
くなる金属溶湯は1通常の鋳鉄等を製造する場合に比べ
て高価であり、特に、このような金属溶湯でシリンダブ
ロック全体を鋳造すると、シリンダライナ以外の硬度や
耐摩耗性のそれほど要求されない部分まで硬度や耐摩耗
性の高いものとなり、高価な金属溶湯を不必要に使用す
ることになる。However, such molten metal, which becomes hard and wear-resistant after casting, is more expensive than manufacturing normal cast iron, and in particular, casting the entire cylinder block with such molten metal results in Even parts other than the liner that do not require high hardness or wear resistance will have high hardness and wear resistance, resulting in the unnecessary use of expensive molten metal.
そこで、消失模型鋳造法によりシリンダブロックを鋳造
しながら、そのシリンダライナ部分のみを硬度及び耐摩
耗性の高いものにする手段の開発が望まれている・
本発明は、このような課題に鑑みて案出されたもので、
必要とするシリンダライナ部分についてだけ硬度及び耐
摩耗性を高められるようにした、シリンダブロック用消
失型構造を提供することを目的とする。Therefore, it is desired to develop a means to make only the cylinder liner part of the cylinder block high in hardness and wear resistance while casting the cylinder block by the lost model casting method.The present invention was developed in view of these problems. It was devised,
It is an object of the present invention to provide an evanescent structure for a cylinder block, which can increase the hardness and wear resistance of only the necessary cylinder liner portions.
[課題を解決するための手段]
このため、本発明のシリンダブロック用消失型構造は、
エンジンのシリンダブロックを消失模型鋳造する際に溶
湯と置換される消失型において、該消失型のうちの該シ
リンダブロックのシリンダライナ部のライナ面に相当す
る箇所に、該ライナ面を硬化させうる金属のコーティン
グ層が形成されていることを特徴としている。[Means for Solving the Problems] Therefore, the disappearing structure for cylinder blocks of the present invention has the following features:
In the investment mold that is replaced with molten metal when casting the engine cylinder block as an investment model, a metal that can harden the liner surface is placed on a portion of the investment mold that corresponds to the liner surface of the cylinder liner portion of the cylinder block. It is characterized by a coating layer formed thereon.
[作 用]
上述の本発明のシリンダブロック用消失型構造では、消
失型の内部に溶湯を注入すると、該消失型が該溶湯の熱
で消失しなから該溶湯に置換されるが、シリンダブロッ
クのシリンダライナ部のライナ面に相当する箇所に形成
された金属のコーティング層が、該溶湯と結合しながら
、該溶湯の固化後に形成されるライナ面を硬化させる。[Function] In the above-described fugitive mold structure for cylinder blocks of the present invention, when molten metal is injected into the fugitive mold, the fugitive mold is not destroyed by the heat of the molten metal and is replaced by the molten metal, but the cylinder block A metal coating layer formed on a portion corresponding to the liner surface of the cylinder liner portion of the cylinder liner unit hardens the liner surface formed after the molten metal solidifies while bonding with the molten metal.
[実施例コ
以下1図面により本発明の一実施例としてのシリンダブ
ロック用消失型構造について説明すると、第1図はその
要部縦断面図、第2図(a)〜(d)はその作用を説明
する要部縦断面図である。[Example 2] An extinguishable structure for a cylinder block as an embodiment of the present invention will be explained with reference to the following drawings. Fig. 1 is a longitudinal sectional view of the main part thereof, and Figs. 2 (a) to (d) show its function. FIG.
第1図に示すように、本実施例にかかる消失型11は、
エンジンのシリンダライナをシリンダブロックと一体に
鋳造するためのものであって1発泡スチロール(ポリス
チレン)を材料としており、得ようとする鋳造品である
シリンダブロックとほぼ同一形状に形成されている。従
って、この消失型11は、鋳造すべきシリンダブロック
1(第3図参照)と同様に、シリンダブロック1の上部
のシリンダライナ2に相当する部分12と、シリンダラ
イナ2の周りに形成されるウォータジャケット3に相当
する部分13と、シリンダブロック1の下部に形成され
るスカート部4に相当する部分14とをそなえている。As shown in FIG. 1, the vanishing type 11 according to this embodiment is
This is for casting the engine cylinder liner integrally with the cylinder block, and is made of 1-foamed polystyrene (polystyrene), and is formed in almost the same shape as the cylinder block, which is the cast product to be obtained. Therefore, like the cylinder block 1 to be cast (see FIG. 3), this fugitive mold 11 includes a portion 12 corresponding to the cylinder liner 2 at the upper part of the cylinder block 1, and a water mold formed around the cylinder liner 2. It has a portion 13 corresponding to the jacket 3 and a portion 14 corresponding to the skirt portion 4 formed at the lower part of the cylinder block 1.
このような消失型11のシリンダライナに相当する部分
12の内周面(つまり、シリンダライナ部2のライナ面
に相当する箇所)12aには、金属のコーティング層1
5が形成されている。この金属とは、例えば、銅(Cu
)、錫(Sn)、テルル(Te)等の鋳鉄のパーライト
化元素であり、金属粉末として内周面12aに付着され
て、コーティングN15を形成する。The inner circumferential surface 12a of the portion 12 corresponding to the cylinder liner of the fugitive type 11 (that is, the portion corresponding to the liner surface of the cylinder liner portion 2) is coated with a metal coating layer 1.
5 is formed. This metal is, for example, copper (Cu
), tin (Sn), tellurium (Te), and other cast iron pearlitizing elements, which are adhered to the inner circumferential surface 12a as metal powder to form the coating N15.
なお、第1図中、符号7a〜7Cは湯口9と消失型11
とを結ぶランナー、8はランナー7a〜7cの消失型1
1との接続部分に設けられたゲート、9は消失型11に
接続される湯口である。In addition, in FIG.
8 is the disappearing type 1 of runners 7a to 7c.
A gate 9 is provided at the connection portion with 1, and 9 is a sprue connected to the extinguishable mold 11.
本発明の一実施例としてのシリンダブロック用消失型構
造は、上述のごとく構成されているので、この消失型1
1を用いて、以下のようにシリンダブロックの消失模型
鋳造を行なう。Since the evanescent type structure for a cylinder block as an embodiment of the present invention is constructed as described above, this evanescent type 1
1, the cylinder block was cast as an expendable model as follows.
まず、消失型11の表面全体に塗型剤(粘結剤を主成分
とする溶液に耐火物微粒子を混入したもの)を塗布し、
さらに、これを乾燥させる。First, a mold coating agent (a solution containing a binder as a main component mixed with fine refractory particles) is applied to the entire surface of the fugitive mold 11.
Furthermore, this is dried.
なお、この時用いる粘結剤1主成分とする溶液は、消失
型11を侵さない有機溶剤であって、この溶液としては
、例えば水溶液又はアルコール溶液がある。水溶液の場
合、粘結剤、界面活性剤及び消泡剤を含む水溶液であり
、このうち粘結剤としてはでんぷん、酢酸ビニル、カル
ボキシルメチルセルロース(CMC)等が使用でき、界
面活性剤としてはカチオン系、アニオン系又は両性の界
面活性剤を使用でき、消泡剤としてはアルコール系の消
泡剤又はシリコーン等の通常用いられるものを使用でき
る。また、アルコール溶液の場合、例えば、アルコール
中に粘結剤としての酢酸ビニル樹脂を1〜30%程度含
んだものがあげられ、この場合、界面活性剤及び消泡剤
は不要となる。The solution containing the binder 1 as a main component used at this time is an organic solvent that does not attack the dissipating mold 11, and examples of this solution include an aqueous solution or an alcohol solution. In the case of an aqueous solution, it is an aqueous solution containing a binder, a surfactant, and an antifoaming agent. Among these, starch, vinyl acetate, carboxymethylcellulose (CMC), etc. can be used as the binder, and cationic type as the surfactant. , anionic or amphoteric surfactants can be used, and as the antifoaming agent, commonly used ones such as alcoholic antifoaming agents or silicones can be used. Further, in the case of an alcohol solution, for example, one containing about 1 to 30% of vinyl acetate resin as a binder in alcohol can be mentioned, and in this case, a surfactant and an antifoaming agent are not necessary.
また、この時使用する耐火物微粒子としては、例えば、
シリカ(Sin2)、ジルコニア(ZrO2)、又は雲
母等の微粒子があげられるが、鉄材の鍛造の場合には、
通常、シリカやジルコニアを用いるが、アルミニウム系
材料の鍛造の場合には、断熱空間のある雲母の微粒子が
好適である。In addition, as the refractory fine particles used at this time, for example,
Examples include fine particles such as silica (Sin2), zirconia (ZrO2), or mica, but in the case of forging iron materials,
Usually, silica or zirconia is used, but in the case of forging aluminum-based materials, mica fine particles with a heat-insulating space are suitable.
このようにして消失型11に表面処理を施したら、続く
工程では、この消失型11を、湯口9等と共に鋳砂16
中に埋設する。After the surface treatment has been applied to the fugitive mold 11 in this way, in the subsequent process, the fugitive mold 11 is removed from the casting sand 16 together with the sprue 9, etc.
bury it inside.
つまり、まず、第2図(a)に示すように、鋳造容器1
7内の下部に、適量だけ鋳砂(粘結剤を添加混合されて
いない鋳砂)16を収容しておき、この容器17内に消
失型11を所要の姿勢で載置する。この時、例えばラン
ナー7aの湯口9近くの箇所をクランプしながら、消失
型11を載置することで、消失型11を傷つけずないよ
うにできる。That is, first, as shown in FIG. 2(a), the casting container 1
An appropriate amount of casting sand (casting sand to which a binder has not been added and mixed) 16 is stored in the lower part of the container 7, and the fugitive mold 11 is placed in the container 17 in a desired posture. At this time, for example, by placing the fugitive mold 11 while clamping a portion of the runner 7a near the sprue 9, the fugitive mold 11 can be prevented from being damaged.
そして、容器17内にさらに鋳砂(これも粘結剤を添加
混合されていない鋳砂)16を充填し、消失型11を完
全に埋没させる。Then, the container 17 is further filled with casting sand 16 (casting sand to which no binder has been added or mixed), and the fugitive mold 11 is completely buried.
なお、この鋳砂16の充填は、消失型11のウォータジ
ャケットに相当する部分12の中空部内にも鋳砂16を
確実に充填させるためと、さらに、鋳砂16の各粒子間
の結合力も強化するために、加振装置6によって容器1
7を加振しながら行なう。The purpose of this filling with casting sand 16 is to ensure that the hollow part 12 of the part 12 corresponding to the water jacket of the fugitive mold 11 is filled with casting sand 16, and also to strengthen the bonding force between each particle of casting sand 16. In order to
Perform step 7 while shaking.
このようにして、第2図(b)に示すごとく消失型11
が鋳砂16中に埋設されると、この後の工程では、湯口
9を通じて消失型11の内部へ金属溶湯(ここでは鉄系
金属の溶湯)5を注入して、消失型11をこの金属溶湯
5で置換する。In this way, as shown in FIG. 2(b), the vanishing type 11
is buried in the casting sand 16, in the subsequent process, molten metal (in this case, molten iron-based metal) 5 is injected into the fugitive mold 11 through the sprue 9, and the fugitive mold 11 is buried in the molten metal. Replace with 5.
つまり、湯口9を通じて消失型11の内部へ金属溶15
を注入していくと、高温の金属溶湯5は、湯口9やラン
ナー7a〜7cを熱分解しなかな消失型11に侵入して
いき、この消失型11を徐々に熱分解していく[第2図
(c)参照]。In other words, the metal molten 15 flows into the fugitive mold 11 through the sprue 9.
As the molten metal 5 is injected, the high-temperature molten metal 5 penetrates into the fugitive mold 11 that does not thermally decompose the sprue 9 and the runners 7a to 7c, and gradually thermally decomposes the fugitive mold 11. See Figure 2 (c)].
そして、この熱分解した部分つまり湯口9及び消失型1
1のあった空間は、金属溶湯5に置き換わり、この金属
溶湯が所定温度まで冷却されると、所望の金属鋳造品(
つまり、エンジンのシリンダブロック)1が製造される
のである[第2図(d)参照]。なお、熱分解した消失
型11等は、ガス状になって、鋳砂16内の隙間等を通
じて、外部に排出される。Then, this thermally decomposed part, that is, the sprue 9 and the extinguishing mold 1
The space where 1 was located is replaced by molten metal 5, and when this molten metal is cooled to a predetermined temperature, a desired metal casting (
In other words, the engine cylinder block 1 is manufactured [see FIG. 2(d)]. The thermally decomposed fugitive mold 11 and the like become gaseous and are discharged to the outside through gaps in the casting sand 16 and the like.
この溶湯置換時には、消失型11のシリンダライナに相
当する部分12の内周面12aでは、金属のコーティン
グ層15の金属が、鋳鉄のパーライト化を促進する。つ
まり、コーティング層15の金属(Cu、Sn又はTe
)はいずれも鋳鉄よりも融点が低いので、溶湯5の温度
で容易に溶融してこの溶湯5内に溶は込む、そして、フ
ェライト(純鉄)とセメンタイト(F e、C)とを層
状に凝集するはたらき(即ちパーライト化の促進)を行
なうのである。During this molten metal replacement, on the inner circumferential surface 12a of the portion 12 corresponding to the cylinder liner of the fugitive mold 11, the metal of the metal coating layer 15 promotes pearlite formation of the cast iron. That is, the metal of the coating layer 15 (Cu, Sn or Te)
) have lower melting points than cast iron, so they easily melt at the temperature of the molten metal 5 and melt into the molten metal 5, and form a layer of ferrite (pure iron) and cementite (Fe, C). It performs the function of agglomeration (that is, promotion of pearlite formation).
したがって、鋳造されたシリンダブロック1のシリンダ
ライナ2のライナ面やその近傍は、パーライト化されて
、硬度及び耐摩耗性が高くなる。Therefore, the liner surface of the cylinder liner 2 of the cast cylinder block 1 and its vicinity are made of pearlite, which increases hardness and wear resistance.
この後、ランナー78〜7Cや湯口9によってできた鋳
造物10を、ゲート8のあった部分で鋳造品1から取り
去って、更に、鋳造品1のシリンダライナ等の所要箇所
を研磨して出来上がる。Thereafter, the casting 10 formed by the runners 78 to 7C and the sprue 9 is removed from the casting 1 at the part where the gate 8 was, and the necessary parts of the casting 1, such as the cylinder liner, are polished and completed.
このようにして、本シリンダブロック用消失型構造を用
いて消失模型鋳造法を行なうことで、必要とするシリン
ダライナの部分についてだけ硬度及び耐摩耗性を高めら
れるようになり、低コストで且つ容易に、所定の性能を
そなえたシリンダブロックを鋳造できるのである。In this way, by performing the investment model casting method using this investment structure for cylinder blocks, it becomes possible to increase the hardness and wear resistance of only the necessary parts of the cylinder liner, at low cost and easily. Therefore, it is possible to cast a cylinder block with predetermined performance.
〔発明の効果]
以上詳述したように、本発明のシリンダブロック用消失
型構造によれば、エンジンのシリンダブロックを消失模
型鋳造する際に溶湯と置換される消失型において、該消
失型のうちの該シリンダブロックのシリンダライナ部の
ライナ面に相当する箇所に、該ライナ面を硬化させうる
金属のコーティング層が形成されるという簡素な構成に
より、本構造の消失型を用いて消失模型鋳造法を行なう
ことで、必要とするシリンダライナの部分についてだけ
硬度及び耐摩耗性を高められるようになり、低コストで
且つ容易に、所定性能のシリンダブロックを鋳造できる
という利点がある。[Effects of the Invention] As detailed above, according to the fugitive structure for cylinder blocks of the present invention, in the fugitive mold that is replaced with molten metal when casting an engine cylinder block as a fugitive model, one of the fugitive molds is With a simple configuration in which a metal coating layer that can harden the liner surface is formed at a location corresponding to the liner surface of the cylinder liner portion of the cylinder block, the investment model casting method using the investment mold of this structure is possible. By doing so, it becomes possible to increase the hardness and wear resistance of only the necessary parts of the cylinder liner, and there is an advantage that a cylinder block having a predetermined performance can be easily cast at low cost.
【図面の簡単な説明】
第1,2図は本発明の一実施例としてのシリンダブロッ
ク用消失型構造を示すもので、第1図はその要部縦断面
図、第2図(a)〜(d)はその作用を説明する要部縦
断面図であり、第3@は一般的なシリンダブロックの縦
断面図である。
1・−シリンダブロック、2−シリンダライナ、3−・
・ウォータジャケット、4−スカート部、5−金属溶湯
(鉄系金属の溶湯)、6−加振装置、7a〜7cmラン
ナー、8−ゲート、9−湯口、10−−ランナーや湯口
によってできた鋳造物、11・−・消失型、12−シリ
ンダライナに相当する部分、12a・・−シリンダライ
ナに相当する部分の内周面(シリンダライナ部のライナ
面に相当する箇所)13・・〜ウォータジャケットに相
当する部分、14−・−スカート部に相当する部分、1
5−金属のコーティング層、16・・・−鋳砂、17−
鋳造容器。[Brief Description of the Drawings] Figures 1 and 2 show an extinguishable structure for a cylinder block as an embodiment of the present invention. (d) is a longitudinal cross-sectional view of a main part explaining the action, and the third @ is a longitudinal cross-sectional view of a general cylinder block. 1.- cylinder block, 2- cylinder liner, 3-.
・Water jacket, 4-skirt, 5-molten metal (molten iron-based metal), 6-vibration device, 7a-7cm runner, 8-gate, 9-gate, 10-casting made by runner and gate Item, 11... Disappearance type, 12- Portion corresponding to the cylinder liner, 12a...- Inner peripheral surface of the portion corresponding to the cylinder liner (portion corresponding to the liner surface of the cylinder liner part) 13... ~ Water jacket Part corresponding to 14-.- Part corresponding to skirt part, 1
5-metal coating layer, 16...-casting sand, 17-
Casting container.
Claims (1)
湯と置換される消失型において、該消失型のうちの該シ
リンダブロックのシリンダライナ部のライナ面に相当す
る箇所に、該ライナ面を硬化させうる金属のコーティン
グ層が形成されていることを特徴とする、シリンダブロ
ック用消失型構造。In the investment mold that is replaced with molten metal when casting the engine cylinder block as an investment model, a metal that can harden the liner surface is placed on a portion of the investment mold that corresponds to the liner surface of the cylinder liner portion of the cylinder block. A fugitive structure for a cylinder block, characterized by a coating layer formed thereon.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23308888A JPH0280154A (en) | 1988-09-18 | 1988-09-18 | Expendable pattern structure for cylinder block |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23308888A JPH0280154A (en) | 1988-09-18 | 1988-09-18 | Expendable pattern structure for cylinder block |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0280154A true JPH0280154A (en) | 1990-03-20 |
Family
ID=16949604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23308888A Pending JPH0280154A (en) | 1988-09-18 | 1988-09-18 | Expendable pattern structure for cylinder block |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0280154A (en) |
-
1988
- 1988-09-18 JP JP23308888A patent/JPH0280154A/en active Pending
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