JPH03210961A

JPH03210961A - シリンダヘッドの製造方法

Info

Publication number: JPH03210961A
Application number: JP553590A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takayanagi; 剛高柳; Minoru Uozumi; 稔魚住; Mitsuyoshi Sato; 三由佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1990-01-12
Filing date: 1990-01-12
Publication date: 1991-09-13

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、シリンダヘッドの製造方法に関し、特にこ
のシリンダヘッドの吸気ポートおよび排気ポート等の各
ポートの開口周縁部に、耐熱金属を鋳ぐるむようにした
製造方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、内燃機関のシリンダヘッドにおいては、吸気弁
が装着される吸気ポートと排気弁が装着される排気ポー
トとの間は、吸入工程時の吸入空気による冷却と、内燃
機関の燃焼熱による加熱とにより、高い熱応力を繰り返
し生じている。このため、熱疲労が大きくなり、この部
位に亀裂が生じるおそれがあった。なお、この亀裂は、
主に各ポートの開口周縁部を起点として発生し、内部に
進行していくものである。

そこで従来、高耐熱強度を必要とする部位に、高融点の
耐熱金属を鋳ぐるんで、亀裂の発生を防止する構造が提
案されている。この構造は、吸気ポートおよび排気ポー
トの開口周縁部に装着されたバルブシートの周囲に、耐
熱金属を鋳ぐるむことにより、亀裂発生の起点部位に、
この耐熱金属を位置させて、亀裂の発生を防止するよう
にしたものである。

なお、鋳ぐるみによる結合ではないが、高融点金属を低
融点金属に結合する従来技術として、特開昭６１−１８
０６６３号公開公報（特願昭６０−２０６９７号）があ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、耐熱金属を単に鋳ぐるんだ構造では、鋳造時の
溶湯温度が耐熱金属の溶融温度に対して著しく高温であ
れば耐熱金属が溶損し、また、溶湯温度が耐熱金属の溶
融温度近傍であれば、耐熱金属が母材と完全に溶着せず
、結合不良箇所が生じるおそれがある。このように、耐
熱金属の溶損や結合不良が発生した部位は充分な耐熱強
度を得ることができず、亀裂の発生を充分に防止するこ
とができなくなる。

即ち、耐熱金属を鋳ぐるんだことによる本来の機能を、
充分に果たすことができないことになる。

そこで、このような不具合を防止するためには、耐熱金
属の良好な溶着結合を得るための溶湯温度の許容範囲が
狭くなり、この溶湯温度の厳密な温度管理が必要となっ
て、生産性が著しく低下する。

また、製品の形状等によっては溶湯の流動状態が異なり
、耐熱金属の溶着状態にばらつきが生じるおそれもある
。

なお、耐熱金属と溶湯との親和性を高めて、この両者を
良好に結合させるために、耐熱金属表面に予めＳｎ、Ｚ
ｎ等のメツキを施す方法も考えられるが、溶湯温度によ
っては、メツキ部のみが剥離したり、このメツキ部のみ
が溶着するため、鋳込まれる耐熱金属自体は溶着できな
い場合がある。

そこでこの発明の課題は、耐熱金属の溶融温度を下げて
、溶湯温度の許容範囲を広げることにより、溶湯温度の
厳密な管理を不要としたことである。

〔課題を解決するための手段〕

そのためこの発明は、シリンダヘッドに形成された吸気
ポートおよび排気ポート等の各ポートの開口周縁部に、
耐熱金属を鋳ぐるむようにしたシリンダヘッドの製造方
法において、前記耐熱金属の表面に予め浸炭処理を施して、鋳型内に
配置し、溶湯を注湯することにより、前記耐熱金属を鋳
ぐるむようにしたものである。

〔作用〕

上述の手段によれば、耐熱金属の表面に浸炭処理を施し
たので、この耐熱金属表面の炭素濃度を上げて、耐熱金
属表面の溶融温度を下げることができるので、溶湯温度
の許容範囲を広くすることができるため、溶湯温度の管
理を厳密に行う必要がなく、生産性を大幅に向上できる
。

〔実施例〕

以下、添付図面に基づいてこの発明の詳細な説明する。

第１図乃至第３図はこの発明の一実施例を示しており、
第１図はシリンダヘッドの要部断面図、第２図は耐熱金
属の斜視図、第３図は鋳型内に耐熱金属を配置した状態
の要部断面図である。

そして、第１図に示すように、シリンダヘッド１には、
吸気ポート２および排気ポート３が形成されており、こ
の吸気ポート２および排気ポート３の燃焼室４側の開口
周縁部には、バルブシート５．６がそれぞれ装着されて
いる。

このようなシリンダヘッド構造であって、第２図に示す
ようなリング状の耐熱鋳鋼からなる高融点（１１００°
Ｃ乃至１２００”Ｃ）の耐熱金属７を、第１図に示す吸
気ポート２および排気ポート３のバルブシート５．６の
周囲に鋳ぐるむようにしたものである。

この耐熱金属７を鋳ぐるむ方法としては、まず、第２図
に示す耐熱金属７の表面である外周面７１および上面７
２に、深さが０．５乃至１．０ｍｍ程度の浸炭処理を施
し、第３図に示す鋳型８内に配置する。この場合、鋳型
８内には、耐熱金属の形状に対応した位置に、突起９が
等間隔に複数個（３〜４個）形成されており、この突起
９上に耐熱金属７を載置する。そして、鋳鉄からなる溶
湯を鋳型ｓ内に流し込むことにより、耐熱金属７はシリ
ンダヘッド１の吸気ポートおよび排気ポートの周囲に鋳
ぐるまれることになる。

この場合、浸炭処理を施した耐熱金属７の外周面７１お
よび上面７２は、炭素濃度が上がるため、溶融温度がｉ
ｏｏ”ｃ′＃１後に下がることになるので、溶湯との親
和性が高められ、耐熱金属７は溶湯と確実に結合される
。

また、鋳型８内に形成される突起９により、耐熱金属７
の回りの湯回り性を良好にするとともに、これにより、
熱伝導性も良好になるので、耐熱金属７は良好に鋳くる
まれ、さらに確実に溶湯と結合されることになる。なお
、この突起９の高さ（２乃至３ｍｍ）に対応して鋳造さ
れる部分は、仕上げ代となり、仕上げ工程で切削される
。

以上のような方法とすることにより、耐熱金属７の外周
面７１および上面７２の融点が低下するので、溶湯温度
の許容範囲を広くすることができるため、溶湯温度の管
理を厳密に行う必要がなく、生産性を大幅に向上するこ
とができる。また、従来溶着不良が生じていた溶湯温度
域でも、良好な結合状態とすることができ、広い温度範
囲での溶着が可能となる。

また、溶着可能な溶湯温度範囲が広がるため、シリンダ
ヘッドのような長尺物において、溶湯が流動過程で低下
しても、溶着不良とならず、溶着状態にばらつきが生じ
ることもない。

さらに、耐熱金属７の外周面７１および上面７２は、均
一な深さで浸炭層が形成されるので、溶着もその表面全
体に均一に行われ、安定した品質を得ることができる。

なお、以上の実施例では、耐熱金属の材料として耐熱鋳
鋼を例に挙げて説明したが、これに限定されることなく
、耐熱金属であれば、如何なる金属でもよい。

また、耐熱金属の外周面および上面に浸炭処理を施した
例を挙げて説明したが、これに限定されることなく、耐
熱金属の結合表面の少なくとも一面に浸炭処理を施して
おればよい。

〔発明の効果〕

この発明は上述のように、耐熱金属の表面に浸炭処理を
施して、鋳型内に載置し、溶湯を流し込んで鋳くるむよ
うにしたので、耐熱金属表面の溶融温度が低下して、溶
湯温度の許容範囲を広くすることができるため、溶湯温
度の管理を厳密に行う必要がなく、生産性を大幅に向上
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はこの発明の一実施例を示しており、
第１図はシリンダヘッドの要部断面図、第２図は耐熱金
属の斜視図、第３図は鋳型内に耐熱金属を配置した状態
の要部断面図である。１−一一−シリンダヘッド２−　吸気ポート３−・−排気ポート７−−−−耐熱金属８−　鋳型

Claims

【特許請求の範囲】　シリンダヘッドに形成された吸気ポートおよび排気ポ
ート等の各ポートの開口周縁部に、耐熱金属を鋳ぐるむ
ようにしたシリンダヘッドの製造方法において、前記耐熱金属の表面に予め浸炭処理を施して鋳型内に配
置し、溶湯を注湯することにより、前記耐熱金属を鋳ぐ
るむようにしたことを特徴とするシリンダヘッドの製造
方法。