JPH0347950B2 - - Google Patents
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- JPH0347950B2 JPH0347950B2 JP60278564A JP27856485A JPH0347950B2 JP H0347950 B2 JPH0347950 B2 JP H0347950B2 JP 60278564 A JP60278564 A JP 60278564A JP 27856485 A JP27856485 A JP 27856485A JP H0347950 B2 JPH0347950 B2 JP H0347950B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- mold
- holder
- molten metal
- centrifugal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は遠心分散法により自動車用ピストンを
製造する装置に関するもので、軽合金を母材とし
た複合材料よりなる円筒形状の摺動部品の鋳造装
置として広く利用されるものである。
製造する装置に関するもので、軽合金を母材とし
た複合材料よりなる円筒形状の摺動部品の鋳造装
置として広く利用されるものである。
（従来の技術）
本発明に係る遠心分散法によるピストンの製法
としては特開昭60−09570号「補強材よりなるピ
ストンの製造方法」の公報がある。
としては特開昭60−09570号「補強材よりなるピ
ストンの製造方法」の公報がある。
このものは、常圧にて鋳造可能な構造簡単な遠
心回転装置を利用したもので、製品の外周形状と
同じ形状の内周面を有するルツボに無機質繊維又
は金属繊維と無機質の粉末よりなる補強材をルツ
ボ内周面に配置し、ルツボ内へ母材として軽合金
よりなる溶湯金属又は固体金属を入れて加熱し、
ルツボ内で溶解させ、その後ルツボを約1000〜
3000Gの重力倍数で遠心力を与えながら回転後、
冷却凝固せしめピストンを製造するもので、この
強い重力の場ではルツボ内の母材と補強材とは比
重の差（無機質3.2、Mg1.74、Al2.7）により補強
材はルツボ内周の壁面方向に移動し、分散層が形
成される過程で冷却し、補強材は表面に均一に分
散し、母材の中央部は補強材がまつたく分散しな
い複合材料よりなるピストンを製造する遠心鋳造
技術について開示されている。
心回転装置を利用したもので、製品の外周形状と
同じ形状の内周面を有するルツボに無機質繊維又
は金属繊維と無機質の粉末よりなる補強材をルツ
ボ内周面に配置し、ルツボ内へ母材として軽合金
よりなる溶湯金属又は固体金属を入れて加熱し、
ルツボ内で溶解させ、その後ルツボを約1000〜
3000Gの重力倍数で遠心力を与えながら回転後、
冷却凝固せしめピストンを製造するもので、この
強い重力の場ではルツボ内の母材と補強材とは比
重の差（無機質3.2、Mg1.74、Al2.7）により補強
材はルツボ内周の壁面方向に移動し、分散層が形
成される過程で冷却し、補強材は表面に均一に分
散し、母材の中央部は補強材がまつたく分散しな
い複合材料よりなるピストンを製造する遠心鋳造
技術について開示されている。
またピストンの表面に分散させる補強材として
は無機質繊維として、アルミフアイバー等、及び
耐摩耗性のある金属繊維（FCD）と無機質の粉
末としてはアルミナ等が使用されるものである。
は無機質繊維として、アルミフアイバー等、及び
耐摩耗性のある金属繊維（FCD）と無機質の粉
末としてはアルミナ等が使用されるものである。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、前記遠心分散によるピストンの製造装
置は、遠心成形装置に鋳型を冷却する制御装置が
ないために第７図に示すようにピストン３１を製
造した場合に引け巣と思われる巣３５ａ，３５ｂ
…が肉厚部３２やピストンヘツド部３３に発生し
易く、更に約1000〜3000Gの重力倍数で遠心複合
させた場合には、かなりの重量の金型を高回転下
の状況で操作することになり安全上問題となる。
置は、遠心成形装置に鋳型を冷却する制御装置が
ないために第７図に示すようにピストン３１を製
造した場合に引け巣と思われる巣３５ａ，３５ｂ
…が肉厚部３２やピストンヘツド部３３に発生し
易く、更に約1000〜3000Gの重力倍数で遠心複合
させた場合には、かなりの重量の金型を高回転下
の状況で操作することになり安全上問題となる。
これを解消するためにはかなり大がかりな安全
装置が必要となり設備費が大巾にアツプするとい
う問題点がある。
装置が必要となり設備費が大巾にアツプするとい
う問題点がある。
本発明は遠心分散装置にてピストンを鋳造する
場合にはピストンの肉厚部及びピストンヘツド部
に発生していた引け巣等の欠陥を押し湯部に発生
させて歩留りとして切り捨て、引け巣のないピス
トンを製造する装置を提供することを目的とする
ものである。
場合にはピストンの肉厚部及びピストンヘツド部
に発生していた引け巣等の欠陥を押し湯部に発生
させて歩留りとして切り捨て、引け巣のないピス
トンを製造する装置を提供することを目的とする
ものである。
（問題点を解決するための手段）
前記技術的課題を解決するために講じた技術的
手段は、鋳型をホルダーに固定し、前記鋳型内に
中子を配置してキヤビテイーを形成し、前記キヤ
ビテイーに溶湯を注入後、一定軸を中心に前記ホ
ルダーを回転させてピストンを形成する遠心分散
鋳造によピストンの製造装置に於いて、前記鋳型
の底部と前記ホルダーとの間に、前記ピストンの
円周部を冷却する冷し金を設け、前記鋳型を
1000G以下の遠心力にて回転させることにより、
ピストン頂部からピストンスカート部へと一方向
凝固を生じせしめ、前記ピストンの溶湯より発生
するガスを上方の押し湯部分へ逃げさせ、冷却
後、押し湯部を除去して得られる遠心分散鋳造に
よるピストンの製造装置である。
手段は、鋳型をホルダーに固定し、前記鋳型内に
中子を配置してキヤビテイーを形成し、前記キヤ
ビテイーに溶湯を注入後、一定軸を中心に前記ホ
ルダーを回転させてピストンを形成する遠心分散
鋳造によピストンの製造装置に於いて、前記鋳型
の底部と前記ホルダーとの間に、前記ピストンの
円周部を冷却する冷し金を設け、前記鋳型を
1000G以下の遠心力にて回転させることにより、
ピストン頂部からピストンスカート部へと一方向
凝固を生じせしめ、前記ピストンの溶湯より発生
するガスを上方の押し湯部分へ逃げさせ、冷却
後、押し湯部を除去して得られる遠心分散鋳造に
よるピストンの製造装置である。
（作用）
前記技術的手段は次のように作用する。すなわ
ち、スイング式又は回転式の鋳造装置において、
所定のカサ密度を有する無機質繊維又は金属繊維
と無機質粉末をリング状にして鋳型の底部のピス
トンリング相当部に配置し、溶湯状態の軽合金が
遠心力により鋳型内で遠心鋳造され、ピストンの
頂部である鋳型底部が冷し金により冷却されるこ
とにより、ピストン頂部からピストンカート部へ
と一方向凝固を起こさせ、またピストンの溶湯よ
り発生するガスがすべて上方の押し湯部分へ逃げ
ることにより、ピストンとしても最も重要な部分
であるピストン頂部及びピストン頂部に近いスカ
ート部分には引け巣等の発生がなくなり、鋳造欠
陥はピストン素材の押し湯部へ集中することにな
り、この引け巣部分を除去し、ピストン頂部に対
摩耗性に優れた無機質繊維よりなるピストンリン
グ嵌合部を有するピストン素材を製造することが
できるものである。
ち、スイング式又は回転式の鋳造装置において、
所定のカサ密度を有する無機質繊維又は金属繊維
と無機質粉末をリング状にして鋳型の底部のピス
トンリング相当部に配置し、溶湯状態の軽合金が
遠心力により鋳型内で遠心鋳造され、ピストンの
頂部である鋳型底部が冷し金により冷却されるこ
とにより、ピストン頂部からピストンカート部へ
と一方向凝固を起こさせ、またピストンの溶湯よ
り発生するガスがすべて上方の押し湯部分へ逃げ
ることにより、ピストンとしても最も重要な部分
であるピストン頂部及びピストン頂部に近いスカ
ート部分には引け巣等の発生がなくなり、鋳造欠
陥はピストン素材の押し湯部へ集中することにな
り、この引け巣部分を除去し、ピストン頂部に対
摩耗性に優れた無機質繊維よりなるピストンリン
グ嵌合部を有するピストン素材を製造することが
できるものである。
（実施例）
以下実施例について説明する。
第１〜第４図において、１はスイング式の鋳造
装置で、１ａは該鋳造装置の回転軸であり、１ｂ
は回転方向を示す。
装置で、１ａは該鋳造装置の回転軸であり、１ｂ
は回転方向を示す。
２はホルダーで図示しない装置により回転軸１
ａに係止されており、３は鋳型で、４及び５はそ
れぞれ別体又は一体的な冷し金で、鋳型の頂部３
ａ又は側部３ｂに熱的に接触している。６は母材
である合金のキヤビテイーで２点鎖線で示す。６
ａはピストンのボス相当部である。７はピンボス
部溝７ａを有する中子でありガス抜き７ｂがあ
り、８は分割中子で、９はセメントよりなる押え
栓で、１０はカサ密度を有するリング状で無機質
繊維又は金属繊維と無機質の粉末より形成されて
いる。
ａに係止されており、３は鋳型で、４及び５はそ
れぞれ別体又は一体的な冷し金で、鋳型の頂部３
ａ又は側部３ｂに熱的に接触している。６は母材
である合金のキヤビテイーで２点鎖線で示す。６
ａはピストンのボス相当部である。７はピンボス
部溝７ａを有する中子でありガス抜き７ｂがあ
り、８は分割中子で、９はセメントよりなる押え
栓で、１０はカサ密度を有するリング状で無機質
繊維又は金属繊維と無機質の粉末より形成されて
いる。
以上の構成において製法を述べれば、無機質繊
維又は金属繊維と無機質粉末よりなる所定のカサ
密度を有するリング１０を鋳型３の底部付近３ａ
に配置し、ピストンの母材である固体Al合金１
１を鋳型内に入れ、図示しない加熱装置により溶
湯にする。次に分割中子８を中子７に挿入し、セ
メントを分割中子８の中央より入れて、溶湯の押
え栓とし、約700〜800℃の溶湯状態のAl合金内
へ蓋付中子７を挿入し、鋳型３をホルダー２に配
置し、冷し金４及び５に熱的に接触させ、ホルダ
ー２に前記鋳型３を固定しホルダー２を１ｂに示
すように約400Gにて回転し溶湯を凝固するもの
で、溶湯が冷却凝固する過程において、冷却部で
ある冷し金４，５より溶湯の熱を積極的に外部へ
放熱することによりピストン頂部付近が最初に冷
却を始め、ピストンスカート部へと一方向凝固を
おこさせ、またピストンの溶湯より発生するガス
がすべて上方の押湯部１３に欠陥が集中するもの
である。ピストン素材は冷却後押え栓９を除去し
鋳型３より取り出すものである。
維又は金属繊維と無機質粉末よりなる所定のカサ
密度を有するリング１０を鋳型３の底部付近３ａ
に配置し、ピストンの母材である固体Al合金１
１を鋳型内に入れ、図示しない加熱装置により溶
湯にする。次に分割中子８を中子７に挿入し、セ
メントを分割中子８の中央より入れて、溶湯の押
え栓とし、約700〜800℃の溶湯状態のAl合金内
へ蓋付中子７を挿入し、鋳型３をホルダー２に配
置し、冷し金４及び５に熱的に接触させ、ホルダ
ー２に前記鋳型３を固定しホルダー２を１ｂに示
すように約400Gにて回転し溶湯を凝固するもの
で、溶湯が冷却凝固する過程において、冷却部で
ある冷し金４，５より溶湯の熱を積極的に外部へ
放熱することによりピストン頂部付近が最初に冷
却を始め、ピストンスカート部へと一方向凝固を
おこさせ、またピストンの溶湯より発生するガス
がすべて上方の押湯部１３に欠陥が集中するもの
である。ピストン素材は冷却後押え栓９を除去し
鋳型３より取り出すものである。
前記ピストン素材１２は第３図に示すようにピ
ストン部１４と押し湯部分１３よりなり冷し金
４，５によりピストン頂部１４ａ付近には引け巣
はまつたく発生せず、ガスは１３ａ，１３ｂ…に
示すように押し湯部分１３に集中するものであ
る。
ストン部１４と押し湯部分１３よりなり冷し金
４，５によりピストン頂部１４ａ付近には引け巣
はまつたく発生せず、ガスは１３ａ，１３ｂ…に
示すように押し湯部分１３に集中するものであ
る。
次にピストン素材１２より前記押し湯部１３を
除去し第４図に示すようにピストン素材１４を形
成するもので、ピストン頂部付近にはリング状の
無機質繊維を有し、かつ引け巣のないピストン素
材１４が鋳造できるものである。
除去し第４図に示すようにピストン素材１４を形
成するもので、ピストン頂部付近にはリング状の
無機質繊維を有し、かつ引け巣のないピストン素
材１４が鋳造できるものである。
第５図の２０に示すものは回転式の遠心分散鋳
造装置であり、２１は鋳型で、２２は中子であ
り、２３はホルダーで、２３ａは熱電対で、鋳型
の底部の温度を測定し、２４はカツプ形状の冷し
金で、２５は円板の冷し金で、２６は無機質繊維
よりなるリングで、２７は分割中子で、２７ａは
ガス抜き孔で、２８はセメントより押え栓で、２
９は加熱装置で、３０はキヤビテイーである。２
点鎖線で示す３０ａはピストンのボス相当であ
る。
造装置であり、２１は鋳型で、２２は中子であ
り、２３はホルダーで、２３ａは熱電対で、鋳型
の底部の温度を測定し、２４はカツプ形状の冷し
金で、２５は円板の冷し金で、２６は無機質繊維
よりなるリングで、２７は分割中子で、２７ａは
ガス抜き孔で、２８はセメントより押え栓で、２
９は加熱装置で、３０はキヤビテイーである。２
点鎖線で示す３０ａはピストンのボス相当であ
る。
以上の構成において製法を述べれば、鋳型の底
部のピストンリング相当部２１ａカサ密度（0.04
ｇ／cm3）を有するリング状の無機質繊維２６（ア
ルミフアイバー５〜10μ径）をリング状に配置
し、鋳型を200〜400℃に予熱しておき、ピストン
の母材となるAl合金のAc８ａをキヤビテイー相
当量の溶湯（約750℃）を流し込み蓋を有する中
子２２及び分割中子２８を鋳型に挿入し加熱装置
２９にて約750℃に加熱し、約300Gで20aの方向
に軸回転させ、アルミナフアイバー層中にAC８
Ａを含浸させ、その後回転および加熱作用をやめ
て、ピスト鋳造するものである。
部のピストンリング相当部２１ａカサ密度（0.04
ｇ／cm3）を有するリング状の無機質繊維２６（ア
ルミフアイバー５〜10μ径）をリング状に配置
し、鋳型を200〜400℃に予熱しておき、ピストン
の母材となるAl合金のAc８ａをキヤビテイー相
当量の溶湯（約750℃）を流し込み蓋を有する中
子２２及び分割中子２８を鋳型に挿入し加熱装置
２９にて約750℃に加熱し、約300Gで20aの方向
に軸回転させ、アルミナフアイバー層中にAC８
Ａを含浸させ、その後回転および加熱作用をやめ
て、ピスト鋳造するものである。
このように回転式遠心装置で鋳造したピストン
素材もスイング式遠心装置のものと同様に冷し金
２４及び２５の作用によりピストンの頂部及び厚
肉部には引け巣が無く、さらに溶湯から発生する
ガスはすべて上方へ移動するものであり、押し揚
部を除去しピストン素材を製造するものである。
素材もスイング式遠心装置のものと同様に冷し金
２４及び２５の作用によりピストンの頂部及び厚
肉部には引け巣が無く、さらに溶湯から発生する
ガスはすべて上方へ移動するものであり、押し揚
部を除去しピストン素材を製造するものである。
このように遠心分散法にて製造されたピストン
素材１４のアルミナ繊維で形成されたピストンリ
ング相当部にピストンリング溝１０ａ，１０ｂを
切削して、耐摩耗性に優れ、かつ巣の無いピスト
ンを製造するものである。
素材１４のアルミナ繊維で形成されたピストンリ
ング相当部にピストンリング溝１０ａ，１０ｂを
切削して、耐摩耗性に優れ、かつ巣の無いピスト
ンを製造するものである。
本発明は次の特有の効果を有する。すなわち、
アルミフアイバー、FCD−40フアイバー等の耐
摩耗性のあるフイラーを選定し、ピストンヘツド
部及び溝部に複合することにより、従来のフイラ
ーを複合させるのに高いＧ（1000G以上）を必要
としたものが比較的低Ｇ（200G）からフイラーの
濡れ性の関係で複合化が可能となつた。
アルミフアイバー、FCD−40フアイバー等の耐
摩耗性のあるフイラーを選定し、ピストンヘツド
部及び溝部に複合することにより、従来のフイラ
ーを複合させるのに高いＧ（1000G以上）を必要
としたものが比較的低Ｇ（200G）からフイラーの
濡れ性の関係で複合化が可能となつた。
とくにFCD−40フイラーを使用した場合に製
作時の溶湯接触時と製作後の熱処理（液体化処理
＋時効硬化処理）時にAlとの金属間化合物を形
成することにより更に硬度が向上して耐摩耗性が
向上するものである。
作時の溶湯接触時と製作後の熱処理（液体化処理
＋時効硬化処理）時にAlとの金属間化合物を形
成することにより更に硬度が向上して耐摩耗性が
向上するものである。
また低Ｇで複合化が可能となるため、遠心鋳造
装置に必要とする、モーター及び各構造に負荷が
かからないために極めて低コストの装置が良く、
また安全性の面からも危険度が大きく減少するも
のである。
装置に必要とする、モーター及び各構造に負荷が
かからないために極めて低コストの装置が良く、
また安全性の面からも危険度が大きく減少するも
のである。
第１図は本実施例であるスイング式の遠心分散
装置の断面図であり、第２図は鋳型装置関係の断
面図でありイ及びロは中子、ハは鋳型、ニはホル
ダーを示す。第３図は鋳造素材の断面図であり、
第４図はピストン素材の断面図である。第５図は
回転式の遠心分散装置の断面図であり、第６図は
ピストン溝付近の拡大断面図であり、第７図は従
来品の断面図である。 １，２０……遠心分散装置、３，２１……鋳
型、４，５，２４，２５……冷し金、１４ａ……
ピストン頂部。
装置の断面図であり、第２図は鋳型装置関係の断
面図でありイ及びロは中子、ハは鋳型、ニはホル
ダーを示す。第３図は鋳造素材の断面図であり、
第４図はピストン素材の断面図である。第５図は
回転式の遠心分散装置の断面図であり、第６図は
ピストン溝付近の拡大断面図であり、第７図は従
来品の断面図である。 １，２０……遠心分散装置、３，２１……鋳
型、４，５，２４，２５……冷し金、１４ａ……
ピストン頂部。
Claims (1)
- １ 鋳型をホルダーに固定し、前記鋳型内に中子
を配置してキヤビテイーを形成し、前記キヤビテ
イーに溶湯を注入後、一定軸を中心に前記ホルダ
ーを回転させてピストンを形成する遠心分散鋳造
によるピストンの製造装置に於いて、前記鋳型の
底部と前記ホルダーとの間に、前記ピストンの円
周部を冷却する冷し金を設け、前記鋳型を1000G
以下の遠心力にて回転させることにより、ピスト
ン頂部からピストンスカート部へと一方向凝固を
生じせしめ、前記ピストンの溶湯より発生するガ
スを上方の押し湯部分へ逃げさせ、冷却後、押し
湯部を除去して得られる遠心分散鋳造によるピス
トンの製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27856485A JPS62137159A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 遠心分散鋳造によるピストンの製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27856485A JPS62137159A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 遠心分散鋳造によるピストンの製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62137159A JPS62137159A (ja) | 1987-06-20 |
| JPH0347950B2 true JPH0347950B2 (ja) | 1991-07-22 |
Family
ID=17599020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27856485A Granted JPS62137159A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 遠心分散鋳造によるピストンの製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62137159A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04116241U (ja) * | 1991-03-30 | 1992-10-16 | 三菱自動車エンジニアリング株式会社 | カツプ類のホルダ−装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5811664B2 (ja) * | 1978-04-28 | 1983-03-04 | 黒沢通信工業株式会社 | 媒体の自動位置決め方式 |
| JPS609570A (ja) * | 1983-06-29 | 1985-01-18 | Aisin Seiki Co Ltd | 補強材よりなるピストンの製造方法 |
-
1985
- 1985-12-10 JP JP27856485A patent/JPS62137159A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62137159A (ja) | 1987-06-20 |
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