JPH03149B2 - - Google Patents
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- JPH03149B2 JPH03149B2 JP19216082A JP19216082A JPH03149B2 JP H03149 B2 JPH03149 B2 JP H03149B2 JP 19216082 A JP19216082 A JP 19216082A JP 19216082 A JP19216082 A JP 19216082A JP H03149 B2 JPH03149 B2 JP H03149B2
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は軽合金材料を主体とする内燃機関用
ピストンの製造方法に関するものである。
ピストンの製造方法に関するものである。
従来から内燃機関用のピストンとしては軽量
化、慣性力の低減を目的として、アルミニウム合
金等の軽合金材料を使用することが多い。しかる
に軽合金材料は一般に鉄等と比較すると強度、特
に高温クリープ強度が低く、そのためリング溝底
部において亀裂が発生し易い問題があつた。すな
わち一般に内燃機関用ピストンは第１図に示すよ
うに外周面に複数のリング溝１が形成されてお
り、一方ピストンの背面側（下面側）には図示し
ないコネクテイングロツドの端部が挿入される大
きな凹部（空洞）２が形成され、その凹部２がリ
ング溝１に対応する高さ附近まで形成されている
から、リング溝１の底部と凹部２の内面との間は
所定の肉厚を有する壁部となつている。このため
リング溝１の底部には図示のように高温での繰返
し応力により亀裂４が発生し易く、この亀裂４が
凹部２の内面に達すればエンジンとして使用不能
になる。このようなリング溝底部の亀裂発生やそ
れに伴う耐久性の低下を防止するため、従来の軽
合金材料製のピストンにおいてはリング溝底部の
壁部の肉厚を大きくする手段が採用されていた
が、このように肉厚を大きくすればピストンの重
量が増大し、その結果軽合金材料使用によるメリ
ツト、すなわち軽量化、慣性力低減の効果が充分
に発揮されなくなる問題がある。
化、慣性力の低減を目的として、アルミニウム合
金等の軽合金材料を使用することが多い。しかる
に軽合金材料は一般に鉄等と比較すると強度、特
に高温クリープ強度が低く、そのためリング溝底
部において亀裂が発生し易い問題があつた。すな
わち一般に内燃機関用ピストンは第１図に示すよ
うに外周面に複数のリング溝１が形成されてお
り、一方ピストンの背面側（下面側）には図示し
ないコネクテイングロツドの端部が挿入される大
きな凹部（空洞）２が形成され、その凹部２がリ
ング溝１に対応する高さ附近まで形成されている
から、リング溝１の底部と凹部２の内面との間は
所定の肉厚を有する壁部となつている。このため
リング溝１の底部には図示のように高温での繰返
し応力により亀裂４が発生し易く、この亀裂４が
凹部２の内面に達すればエンジンとして使用不能
になる。このようなリング溝底部の亀裂発生やそ
れに伴う耐久性の低下を防止するため、従来の軽
合金材料製のピストンにおいてはリング溝底部の
壁部の肉厚を大きくする手段が採用されていた
が、このように肉厚を大きくすればピストンの重
量が増大し、その結果軽合金材料使用によるメリ
ツト、すなわち軽量化、慣性力低減の効果が充分
に発揮されなくなる問題がある。
またアルミニウム等の合金材料は鉄等と比較し
て耐摩耗性が低く、そのため軽合金材料製ピスト
ンは外周面の摩耗が生じ易い欠点があり、さらに
は熱膨張率が大きいためシリンダとの間特にピス
トンのトツプランドとシリンダとの間において焼
付きが生じ易く、また融点が低く耐熱性に劣ると
ころから、溶損が生じ易い問題もあつた。焼付き
や溶損を防止するための従来の対策としてはトツ
プランド幅を広くしてその部分の熱容量を大きく
する手段が採用されているが、この場合ピストン
重量の増大、エンジン高さの増大、フラツタリン
グ発生等の問題が生じる。また、焼付きを防止す
るためにピストンとシリンダとのクリアランスを
大きくすることも行われているが、この場合には
オイル消費量の増大や、騒音の増大を招く問題が
ある。さらに溶損や焼付きの発生防止のためピス
トン外周面にアルジル合金を鋳ぐるむことも行わ
れているが、この場合鋳ぐるんだアルジル合金層
が剥離し易い問題があるほか、アルジル合金は鋳
ぐるみ性や加工性が悪いため生産性が低下する問
題もある。
て耐摩耗性が低く、そのため軽合金材料製ピスト
ンは外周面の摩耗が生じ易い欠点があり、さらに
は熱膨張率が大きいためシリンダとの間特にピス
トンのトツプランドとシリンダとの間において焼
付きが生じ易く、また融点が低く耐熱性に劣ると
ころから、溶損が生じ易い問題もあつた。焼付き
や溶損を防止するための従来の対策としてはトツ
プランド幅を広くしてその部分の熱容量を大きく
する手段が採用されているが、この場合ピストン
重量の増大、エンジン高さの増大、フラツタリン
グ発生等の問題が生じる。また、焼付きを防止す
るためにピストンとシリンダとのクリアランスを
大きくすることも行われているが、この場合には
オイル消費量の増大や、騒音の増大を招く問題が
ある。さらに溶損や焼付きの発生防止のためピス
トン外周面にアルジル合金を鋳ぐるむことも行わ
れているが、この場合鋳ぐるんだアルジル合金層
が剥離し易い問題があるほか、アルジル合金は鋳
ぐるみ性や加工性が悪いため生産性が低下する問
題もある。
この発明は以上の事情に鑑みてなされたもの
で、リング溝底部の肉厚を大きくすることなくリ
ング溝底部の亀裂発生やそれによる耐久性の低下
を有効に防止し、併せてピストン外周面の耐摩耗
性を向上させるとともに前述のような諸問題を招
くことなく焼付きや溶損を有効に防止するように
した軽合金材料主体のピストンを製造する方法を
提供することを目的とするものである。
で、リング溝底部の肉厚を大きくすることなくリ
ング溝底部の亀裂発生やそれによる耐久性の低下
を有効に防止し、併せてピストン外周面の耐摩耗
性を向上させるとともに前述のような諸問題を招
くことなく焼付きや溶損を有効に防止するように
した軽合金材料主体のピストンを製造する方法を
提供することを目的とするものである。
すなわちこの発明の内燃機関用ピストンの製造
方法は、軽合金材料と短繊維もしくはホイスカー
とが複合一体化された円柱状の複合素材を加熱し
てその素材中の軽合金材料を半溶融状態とし、そ
の状態の複合素材を、略円柱状のキヤビテイを有
する上面開口の予熱した金型内に収容し、下端部
が前記素材の外径よりも小さい外径につくられて
いる加圧パンチにより上方から加圧し、その加圧
パンチ下部によりコネクテイングロツド端部が挿
入されるピストン背面側凹部を形成すると同時に
前記短繊維もしくはホイスカーを金型内面に沿つ
て上下方向に配向させ、前記軽合金完全凝固後に
金型から取出すことによつて短繊維もしくはホイ
スカーと軽合金とが複合一体化されたピストンを
得るものであり、このようにしてピストン全体を
繊維／軽合金複合材で構成することにより耐摩耗
性や耐熱性を向上させるとともに熱膨張を抑えて
焼付きを防止し、しかも短繊維もしくはホイスカ
ーを前述のように配向させることにより特にリン
グ溝底部の亀裂発生を有効に防止できるようにし
たピストンが得られるのである。
方法は、軽合金材料と短繊維もしくはホイスカー
とが複合一体化された円柱状の複合素材を加熱し
てその素材中の軽合金材料を半溶融状態とし、そ
の状態の複合素材を、略円柱状のキヤビテイを有
する上面開口の予熱した金型内に収容し、下端部
が前記素材の外径よりも小さい外径につくられて
いる加圧パンチにより上方から加圧し、その加圧
パンチ下部によりコネクテイングロツド端部が挿
入されるピストン背面側凹部を形成すると同時に
前記短繊維もしくはホイスカーを金型内面に沿つ
て上下方向に配向させ、前記軽合金完全凝固後に
金型から取出すことによつて短繊維もしくはホイ
スカーと軽合金とが複合一体化されたピストンを
得るものであり、このようにしてピストン全体を
繊維／軽合金複合材で構成することにより耐摩耗
性や耐熱性を向上させるとともに熱膨張を抑えて
焼付きを防止し、しかも短繊維もしくはホイスカ
ーを前述のように配向させることにより特にリン
グ溝底部の亀裂発生を有効に防止できるようにし
たピストンが得られるのである。
以下この発明の方法をさらに詳細に説明する。
この発明の方法においては、先ず軽合金材料と
短繊維もしくはホイスカーが複合一体化された繊
維／軽合金複合材からなる円柱状の複合素材５
（第２図参照）を作成する。この素材５の作成方
法は任意であるが、短繊維もしくはホイスカーが
素材内部において可及的に均一に分散するよう
に、軽合金材料を完全溶解後その軽合金溶湯を撹
拌しながらその軽合金の液相と固相線との中間の
温度まで冷却してほぼ均一な固一液共存状態（半
溶融状態）となり、その半溶解状態の軽合金に所
要量の短繊維もしくはホイスカーを添加して撹拌
し、均一に混合された状態で固相線以下の温度に
冷却して完全凝固させることが望ましい。上述の
ような半溶融状態では粘性が大きくなつているた
め、添加された短繊維もしくはホイスカーは重力
によつて沈降することなく均一に混合され、した
がつて短繊維もしくはホイスカーが均一に分散さ
れた複合素材を得ることができる。
短繊維もしくはホイスカーが複合一体化された繊
維／軽合金複合材からなる円柱状の複合素材５
（第２図参照）を作成する。この素材５の作成方
法は任意であるが、短繊維もしくはホイスカーが
素材内部において可及的に均一に分散するよう
に、軽合金材料を完全溶解後その軽合金溶湯を撹
拌しながらその軽合金の液相と固相線との中間の
温度まで冷却してほぼ均一な固一液共存状態（半
溶融状態）となり、その半溶解状態の軽合金に所
要量の短繊維もしくはホイスカーを添加して撹拌
し、均一に混合された状態で固相線以下の温度に
冷却して完全凝固させることが望ましい。上述の
ような半溶融状態では粘性が大きくなつているた
め、添加された短繊維もしくはホイスカーは重力
によつて沈降することなく均一に混合され、した
がつて短繊維もしくはホイスカーが均一に分散さ
れた複合素材を得ることができる。
上述のような複合素材５に使用されている短繊
維もしくはホイスカーとしては、耐熱性（高温強
度）や耐摩耗性が高くしかも熱膨張率が軽合金材
料よりも優れているものを用いることが望まし
く、これらの観点から、短繊維としてはAl2O3
（アルミナ）、Al2O3−SiO2（アルミナ−シリカ）、
炭素繊維等を使用することが望ましく、またホイ
スカーとしてはSiC（炭化ケイ素）、窒化珪素
（Si3N4）、K2Ti6O13（チタン酸カリウム）等を使
用することが望ましい。また複合素材５における
短繊維もしくはホイスカーの配合率（体積率）は
10〜60％程度とすることが望ましい。短繊維もし
くはホイスカーが10％未満では製品のピストンに
おいて所期の効果が得られず、一方60％を越えて
均一に配合することは工業的規模での実施が困難
となつて生産性が低下する。
維もしくはホイスカーとしては、耐熱性（高温強
度）や耐摩耗性が高くしかも熱膨張率が軽合金材
料よりも優れているものを用いることが望まし
く、これらの観点から、短繊維としてはAl2O3
（アルミナ）、Al2O3−SiO2（アルミナ−シリカ）、
炭素繊維等を使用することが望ましく、またホイ
スカーとしてはSiC（炭化ケイ素）、窒化珪素
（Si3N4）、K2Ti6O13（チタン酸カリウム）等を使
用することが望ましい。また複合素材５における
短繊維もしくはホイスカーの配合率（体積率）は
10〜60％程度とすることが望ましい。短繊維もし
くはホイスカーが10％未満では製品のピストンに
おいて所期の効果が得られず、一方60％を越えて
均一に配合することは工業的規模での実施が困難
となつて生産性が低下する。
なお円柱状をなす上記複合素材５の外径は、後
述する鍛造工程における金型６の内径よりもある
程度小さくしておくことが望ましい。もちろん実
際の製造においては任意の形状、寸法の複合材ブ
ロツクを作成しておいて、そのブロツクから所定
外径の円柱状の素材５を切出せば良い。
述する鍛造工程における金型６の内径よりもある
程度小さくしておくことが望ましい。もちろん実
際の製造においては任意の形状、寸法の複合材ブ
ロツクを作成しておいて、そのブロツクから所定
外径の円柱状の素材５を切出せば良い。
上述のような複合素材５はこれを加熱して素材
中のマトリツクスである軽合金を再び半溶融状態
とする。すなわちその軽合金の固相温度と液相線
との中間の温度に加熱して固一液共存状態とす
る。そして素材全体が均一に固一液共存状態とな
るように所要時間その温度に保持する。この状態
では素材５は全体としては軟質であるが、その形
状を維持できる状態となつている。
中のマトリツクスである軽合金を再び半溶融状態
とする。すなわちその軽合金の固相温度と液相線
との中間の温度に加熱して固一液共存状態とす
る。そして素材全体が均一に固一液共存状態とな
るように所要時間その温度に保持する。この状態
では素材５は全体としては軟質であるが、その形
状を維持できる状態となつている。
次いで上述のように半溶融状態とした複合素材
５を、第３図に示す如く最終的に得るべきピスト
ンの外径に対応する内径の円柱状キヤビテイ７を
有する予熱した金型６内の底部に配置し、直ちに
第４図に示すように加圧パンチ８によつて上方か
ら加圧し、いわゆる半溶融鍛造を行う。ここで加
圧パンチ８としては、その下部９の外面形状が最
終的に得るべきピストンにおけるコネクテイング
ロツド端部挿入用の凹部２（第１図参照）の内面
形状に対応するように成形されているものを用い
る。また加圧パンチ８の下部先端、すなわち下端
部１０の外径は前記複合素材５における外径より
も小さく設定しておく。換言すれば複合素材５の
外径を加圧パンチ８の下端部１０の外径よりも大
きい寸法に作つておく。このような加圧パンチ８
により半溶融状態の複合素材５を加圧すれば、第
５図に示すようにその加圧力により複合素材５を
構成する複合材料が流動してその一部が加圧パン
チ下部９の外面と金型６の内周面との間を上方へ
流れ、その間の空間を埋めることになる。ここで
複合素材料の短繊維もしくはホイスカー１１は加
圧時の複合材料の流れに沿つて配向され、その結
果短繊維もしくはホイスカー１１の配向方向が流
れの方向とほぼ一致することになる。換言すれば
短繊維もしくはホイスカー１１は、金型内周面に
沿つて上下方向すなわち軸線と平行な方向に配向
されることになる。
５を、第３図に示す如く最終的に得るべきピスト
ンの外径に対応する内径の円柱状キヤビテイ７を
有する予熱した金型６内の底部に配置し、直ちに
第４図に示すように加圧パンチ８によつて上方か
ら加圧し、いわゆる半溶融鍛造を行う。ここで加
圧パンチ８としては、その下部９の外面形状が最
終的に得るべきピストンにおけるコネクテイング
ロツド端部挿入用の凹部２（第１図参照）の内面
形状に対応するように成形されているものを用い
る。また加圧パンチ８の下部先端、すなわち下端
部１０の外径は前記複合素材５における外径より
も小さく設定しておく。換言すれば複合素材５の
外径を加圧パンチ８の下端部１０の外径よりも大
きい寸法に作つておく。このような加圧パンチ８
により半溶融状態の複合素材５を加圧すれば、第
５図に示すようにその加圧力により複合素材５を
構成する複合材料が流動してその一部が加圧パン
チ下部９の外面と金型６の内周面との間を上方へ
流れ、その間の空間を埋めることになる。ここで
複合素材料の短繊維もしくはホイスカー１１は加
圧時の複合材料の流れに沿つて配向され、その結
果短繊維もしくはホイスカー１１の配向方向が流
れの方向とほぼ一致することになる。換言すれば
短繊維もしくはホイスカー１１は、金型内周面に
沿つて上下方向すなわち軸線と平行な方向に配向
されることになる。
上述のように加圧した状態で複合材料中の軽合
金を凝固させ、完全凝固後に金型６から取出し、
得られたピストン粗形材を必要に応じて適宜熱処
理やリング溝形成等のための機械加工を行えばこ
の発明の目的とするピストンが得られる。
金を凝固させ、完全凝固後に金型６から取出し、
得られたピストン粗形材を必要に応じて適宜熱処
理やリング溝形成等のための機械加工を行えばこ
の発明の目的とするピストンが得られる。
上述のようにして得られたピストンにおいて
は、第６図に示すようにその外周面における短繊
維もしくはホイスカー１１の配向方向が上下方向
（すなわち軸線と平行な方向）に沿つた状態とな
つている。ここで従来の軽合金材料製ピストンに
おいては、通常は第１図に示すようにリング溝１
の底部からピストン背面側凹部２の内面に向う方
向もしくはこれに近い方向、すなわち軸線と平行
な方向に対し交叉する方向に亀裂４が生じる傾向
があつたが、この発明のピストンでは上述のよう
に短繊維もしくはホイスカー１１が複合され、し
かもその配向方向が軸線方向と平行となつている
ことにより、その軸線方向と平行な方向における
引張強度が極めて高く、したがつてリング溝底部
における亀裂発生を有効に防止できる。
は、第６図に示すようにその外周面における短繊
維もしくはホイスカー１１の配向方向が上下方向
（すなわち軸線と平行な方向）に沿つた状態とな
つている。ここで従来の軽合金材料製ピストンに
おいては、通常は第１図に示すようにリング溝１
の底部からピストン背面側凹部２の内面に向う方
向もしくはこれに近い方向、すなわち軸線と平行
な方向に対し交叉する方向に亀裂４が生じる傾向
があつたが、この発明のピストンでは上述のよう
に短繊維もしくはホイスカー１１が複合され、し
かもその配向方向が軸線方向と平行となつている
ことにより、その軸線方向と平行な方向における
引張強度が極めて高く、したがつてリング溝底部
における亀裂発生を有効に防止できる。
またこの発明により得られたピストンにおいて
は短繊維もしくはホイスカーを複合一体化したこ
と自体によつても耐摩耗性効果が得られている
が、それに加えて前述のような短繊維もしくはホ
イスカーの配向方向によつて耐摩耗性がより一層
改善されている。すなわちピストンにおける外周
面の摩耗は、ピストンとシリンダとの軸線方向に
沿つた方向への摺動により生じ、一方短繊維もし
くはホイスカーを一方向へ配向させた複合材にお
いてはその配向方向における耐摩耗性が著しく高
い。したがつて配向方向と摺動方向が一致するこ
とにより、ピストンの摩耗を極めて有効に防止で
きるのである。
は短繊維もしくはホイスカーを複合一体化したこ
と自体によつても耐摩耗性効果が得られている
が、それに加えて前述のような短繊維もしくはホ
イスカーの配向方向によつて耐摩耗性がより一層
改善されている。すなわちピストンにおける外周
面の摩耗は、ピストンとシリンダとの軸線方向に
沿つた方向への摺動により生じ、一方短繊維もし
くはホイスカーを一方向へ配向させた複合材にお
いてはその配向方向における耐摩耗性が著しく高
い。したがつて配向方向と摺動方向が一致するこ
とにより、ピストンの摩耗を極めて有効に防止で
きるのである。
さらに前述のようにして得られたピストンにお
いては、短繊維もしくはホイスカーとして、その
熱膨張率が軽合金材料の熱膨張率よりも小さいも
のを用いることにより、複合材全体としての熱膨
張率が軽合金単独の場合よりも低くなり、その結
果熱膨張によりピストン外径が拡大することが防
止されるから、ピストン外周面とシリンダ内周面
との焼付きが有効に防止される。そしてまた耐熱
性の短繊維もしくはホイスカーを軽合金と複合し
た複合材にあつては、軽合金単独の場合と比較し
て耐熱性が高く、したがつてこの発明の方法によ
り得られたピストンにあつてはトツプランドやピ
ストン頂面の溶損をも有効に防止できる。
いては、短繊維もしくはホイスカーとして、その
熱膨張率が軽合金材料の熱膨張率よりも小さいも
のを用いることにより、複合材全体としての熱膨
張率が軽合金単独の場合よりも低くなり、その結
果熱膨張によりピストン外径が拡大することが防
止されるから、ピストン外周面とシリンダ内周面
との焼付きが有効に防止される。そしてまた耐熱
性の短繊維もしくはホイスカーを軽合金と複合し
た複合材にあつては、軽合金単独の場合と比較し
て耐熱性が高く、したがつてこの発明の方法によ
り得られたピストンにあつてはトツプランドやピ
ストン頂面の溶損をも有効に防止できる。
以下この発明の方法を、1800cc4気筒ガソリン
エンジン用の外径85mmのピストンの製造に適用し
た実施例を記す。
エンジン用の外径85mmのピストンの製造に適用し
た実施例を記す。
実施例
JIS AC8Aのアルミニウム合金溶湯を黒鉛るつ
ぼ中で加熱溶融させ、完全溶融後撹拌しながら
徐々に冷却し、固相率が約60％となつた時点で
Si3N4ホイスカーを体積率で10％添加して充分に
撹拌混合させ、その後さらに冷却して完全凝固さ
せ、複合材ブロツクとし、この複合材ブロツクか
ら外径50mm、高さ70mmの円柱状の素材を切出し
た。この円柱状素材を加熱してマトリツクスとし
てのアルミニウム合金の固相率が約40％となるよ
うに温度調整し、その温度に約30分間保持した。
これを炉から取出し、最終的に得るべきピストン
形状に対応する約350℃に加熱された金型（内径
86mm）内の底部中央に配置し、直ちに半溶融状態
のまま加圧プランジヤにより150トンの加圧力で
加圧（１段鍛造）を行い、その加圧力を完全凝固
まで保持して、凝固後に金型から取出した。その
後T6熱処理および機械加工を施して最終製品の
ピストンを得た。
ぼ中で加熱溶融させ、完全溶融後撹拌しながら
徐々に冷却し、固相率が約60％となつた時点で
Si3N4ホイスカーを体積率で10％添加して充分に
撹拌混合させ、その後さらに冷却して完全凝固さ
せ、複合材ブロツクとし、この複合材ブロツクか
ら外径50mm、高さ70mmの円柱状の素材を切出し
た。この円柱状素材を加熱してマトリツクスとし
てのアルミニウム合金の固相率が約40％となるよ
うに温度調整し、その温度に約30分間保持した。
これを炉から取出し、最終的に得るべきピストン
形状に対応する約350℃に加熱された金型（内径
86mm）内の底部中央に配置し、直ちに半溶融状態
のまま加圧プランジヤにより150トンの加圧力で
加圧（１段鍛造）を行い、その加圧力を完全凝固
まで保持して、凝固後に金型から取出した。その
後T6熱処理および機械加工を施して最終製品の
ピストンを得た。
上述のような実施例により、Si3N4ホイスカー
とアルミニウム合金とが複合一体化された複合材
よりなるピストンが得られ、またそのピストンの
外周面においてはSi3N4ホイスカーがほぼ軸線方
向と平行な方向に配向されていることが確認され
た。なおこの例により得られたピストンをエンジ
ンに組込んで実機試験を行つたところ、リング溝
底部の亀裂が生じ難く、またシリンダとの焼付き
や溶損、外周面の摩耗がほとんど生じないことが
確認された。
とアルミニウム合金とが複合一体化された複合材
よりなるピストンが得られ、またそのピストンの
外周面においてはSi3N4ホイスカーがほぼ軸線方
向と平行な方向に配向されていることが確認され
た。なおこの例により得られたピストンをエンジ
ンに組込んで実機試験を行つたところ、リング溝
底部の亀裂が生じ難く、またシリンダとの焼付き
や溶損、外周面の摩耗がほとんど生じないことが
確認された。
以上の説明で明らかなようにこの発明の製造方
法によれば、リング溝底部に亀裂が発生するおそ
れが極めて少なくかつまた外周面の耐摩耗性が高
くしかも焼付きや溶損を生じるおそれが少ない優
れたピストンを得ることができる。またこの発明
の製造方法においては、短繊維もしくはホイスカ
ーと軽合金との複合一体化および短繊維もしくは
ホイスカーの配向方向によつて上述のような優れ
た特性を得ているため、従来のリング溝亀裂発生
防止対策や耐摩耗性向上あるいは焼付き、溶損防
止対策の場合の如く、ピストン重量増大やエンジ
ン高さの増大、あるいはオイル消費量や騒音の増
大を招いたり、一部の層の剥離を招いたりするこ
とがない等の効果も得られる。
法によれば、リング溝底部に亀裂が発生するおそ
れが極めて少なくかつまた外周面の耐摩耗性が高
くしかも焼付きや溶損を生じるおそれが少ない優
れたピストンを得ることができる。またこの発明
の製造方法においては、短繊維もしくはホイスカ
ーと軽合金との複合一体化および短繊維もしくは
ホイスカーの配向方向によつて上述のような優れ
た特性を得ているため、従来のリング溝亀裂発生
防止対策や耐摩耗性向上あるいは焼付き、溶損防
止対策の場合の如く、ピストン重量増大やエンジ
ン高さの増大、あるいはオイル消費量や騒音の増
大を招いたり、一部の層の剥離を招いたりするこ
とがない等の効果も得られる。
第１図は従来の軽合金材料製ピストンの一例を
示す縦断面図、第２図から第５図まではこの発明
の製造方法の一例を段階的に示すものであつて、
そのうち第２図は素材の斜視図、第３図、第４図
および第５図は半溶融鍛造時の状況を示す略解的
な断面図、第６図はこの発明の製造方法により得
られたピストンの縦断面図である。 １……リング溝、２……ピストン背面側凹部、
５……複合素材、６……金型、７……キヤビテ
イ、８……加圧ピストン、１１……短繊維もしく
はホイスカー。
示す縦断面図、第２図から第５図まではこの発明
の製造方法の一例を段階的に示すものであつて、
そのうち第２図は素材の斜視図、第３図、第４図
および第５図は半溶融鍛造時の状況を示す略解的
な断面図、第６図はこの発明の製造方法により得
られたピストンの縦断面図である。 １……リング溝、２……ピストン背面側凹部、
５……複合素材、６……金型、７……キヤビテ
イ、８……加圧ピストン、１１……短繊維もしく
はホイスカー。
Claims (1)
- １ 軽合金材料と短繊維もしくはホイスカーとが
複合一体化された円柱状の複合素材を加熱してそ
の素材中の軽合金材料を半溶融状態とし、その状
態の複合素材を、略円柱状のキヤビテイを有する
上面開口の金型内に収容し、下端部が前記複合素
材の外径よりも小さい外径につくられている加圧
パンチにより上方から加圧し、その加圧パンチ下
部によりコネクテイングロツド端部が挿入される
ピストン背面側凹部を形成すると同時に複合素材
中の短繊維もしくはホイスカーを金型内面に沿つ
て上下方向に配向させ、前記軽合金完全凝固後に
金型から取出すことを特徴とする繊維／軽合金複
合材からなる内燃機関用ピストンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19216082A JPS5982156A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 内燃機関用ピストンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19216082A JPS5982156A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 内燃機関用ピストンの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5982156A JPS5982156A (ja) | 1984-05-12 |
| JPH03149B2 true JPH03149B2 (ja) | 1991-01-07 |
Family
ID=16286685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19216082A Granted JPS5982156A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 内燃機関用ピストンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5982156A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60191654A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-30 | Izumi Jidosha Kogyo Kk | 内燃機関用ピストンおよびその製造方法 |
| JP4685357B2 (ja) * | 2004-01-20 | 2011-05-18 | 本田技研工業株式会社 | 金属基複合材製成形品の成形方法 |
-
1982
- 1982-11-01 JP JP19216082A patent/JPS5982156A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5982156A (ja) | 1984-05-12 |
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