JPH0420697B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二層シリンダライナの製作方法に関す
る。

従来、デイーゼル機関用シリンダライナの製作
方法としては、砂型置注ぎ法及び遠心鋳造法の二
つがある。

これらの概要を以下に示す。

(1) 砂型置注ぎ法 外型及び中子をフラン鋳型あるいはCO₂鋳型
などの砂型で造型し、鋳鉄を鋳造する方法であ
るが、中子の表面には炭化物を析出させるため
に広範囲に冷し金を当てる。

(2) 遠心鋳造法 金型を高速で回転させながら金型の内面に鋳
鉄を鋳造して製作する方法である。

砂型置注ぎ法及び遠心鋳造法それぞれの欠点は
次のとおりである。

(1) 砂型置注ぎ法 表面に広範囲に、しかも多数冷し金を当て
て、その裏側に砂を搗固めて中子を製作し、別
途製作した砂型の外型と組合わせて鋳鉄を鋳造
する方法であるため、多大の造型工数を要し、
シリンダライナが高価である。

(2) 遠心鋳造法 鋳造した鋳鉄は、外側の金型側から凝固し、
内面近くが最後に固まる。ところが、最後に固
まる部分には成分偏析や引け巣などができるた
め、これらを除く必要があり、肉厚の70％程度
が切削代になる。このため鋳造歩留りが小さ
く、またシリンダライナの最も必要な性質であ
る耐摩耗性を支配する顕微鏡組織の制御が困難
である。

また、上記の砂型置注ぎ法及び遠心鋳造法によ
つて製作されたシリンダライナは、耐摩耗性の観
点から鋳鉄一体型で製作されているが、鋳鉄の強
度が低いため大形船用デイーゼル機関用シリンダ
ライナでは、その肉厚は70mm以上に達しており、
軽量化、小形化が必要である。

本発明は、外層に高強度な鋼系材料を、内層に
鋳鉄を配置し、しかも内面の機械加工代を最小限
にした二層シリンダライナの製作方法を提供する
ものである。

すなわち本発明は、縦型の遠心鋳造法におい
て、金型の中心に、その中心に注湯口を兼ねた穴
と、その下部に開口部を設けた中子を配置して、
まず外層となるべき鋳鋼を前記中子の注湯口から
開口部を介して金型に注湯し、一定時間経過後、
内層となるべき鋳鉄を前記鋳鋼と同様に鋳込み、
次いで金型の回転をただちに停止して前記鋳鋼及
び鋳鉄を凝固させることを特徴とする二層シリン
ダライナの製作方法に関するものである。

本発明のアイデイアとして新しい点は次の通り
である。

(1) 摺動性を必要とする内層を鋳鉄、それを保持
する外層を高強度の鋼系材料によつて構成する
こと。

(2) 前記外層及び内層を縦型遠心鋳造法により、
しかも金型の中心に配置した中子の中心部より
鋳造すること。

(3) 内層を注湯後、ただちに金型の回転を停止し
て、内層の内面を前記中子に接触させて凝固さ
せること。

本発明方法は、往復動内燃機関のシリンダライ
ナ、往復動圧縮機関のシリンダライナ、往復動油
圧機関のシリンダライナ等に適用することができ
る。

本発明の方法による具体的実施例を第１図，第
２図，第３図及び第４図に基づいて説明する。

第１図は遠心鋳造用金型に中子を配置した状況
を、第２図は外層を鋳造している状況を、第３図
は内層を鋳造後、金型の回転を停止して冷却して
いる状況を、第４図は本発明方法によつて製作し
た二層シリンダライナを、それぞれ示す。

第１〜４図において、１は遠心鋳造法における
金型であり、炭素鋼鋳（SC42）で作られている。
これは、その他に低合金鋳鋼やステンレス鋳鋼に
よつて製作することもできるが、価格の点から安
価な炭素鋼が一般に使われる。

２は金型１の中心に同心円状に配置した中子で
あり、その中心には注湯口を兼ねた穴３が、また
中子２の下部には開口部４が円周方向に等間隔に
例えば６か所あけられている。この中子２は金型
１に充填砂５によつて固定される。

中子２及び充填砂５は、鋳物砂をフラン樹脂に
よつて固めて製作される。

また中子２の上端は、上型６によつて支持され
ている。上型６は、金型１と同様の理由で一般に
炭素鋼鋳鋼品（SC42）によつて製作され、金型
１ボルト７によつて固定される。

金型１は、回転軸１０と連結された台板８に突
起物９によつて固定されている。

１１は金型１と中子２によつて囲われた空洞で
ある。

１２は溶融金属１３を鋳造するための取鍋であ
る。

１４は取鍋１２によつて鋳造された高強度の鋼
系材料、例えば炭素鋼鋳鋼（SC），溶接構造用鋳
鋼（SCW），構造用高張力炭素鋼鋳鋼（SCC）、
低合金鋳鋼（SCMn，SCS₁Mn，SCMnCr，
SCMnM，SCCrM，SCMnCrM，SCNCrM），
ステンレス鋼鋳鋼（SCS），耐熱鋼鋳鋼（SCH），
高マンガン鋼鋳鋼（SCMnH）高温高圧用鋳鋼
（SCPH），低温高圧用鋳鋼（SCPL）の溶湯であ
り、また１５は取鍋１２によつて鋳造された鋳
鉄、例えばねずみ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、ベントナ
イト鋳鉄（別名アシキユラー鋳鉄）の溶湯で、そ
れぞれ凝固してシリンダライナの外層１４′及び
内層１５′となる。

本発明方法に基づくシリンダライナの製作態様
について、以下に順を追つて配す。

先ず、第１図において： (1) 中子２を金型１の中心に同心円状に設置す
る。この際、中子の中心の底部には砂５を充填
する。

(2) 中子２の上端を、その中心に加工された穴に
通して、上型６を金型１にボルト７によつて固
定する。

次いで、第２図において： (3) 図示していないモータによつて回転軸１０，
台板８を介して金型１を回転させながら、外層
となる例えば炭素鋼鋳鋼（SC42）の溶湯１３
を取鍋１２によつて中子２の中心に作られた注
湯口３より鋳造する。

(4) 湯口３から鋳造された溶湯１３は、開口部４
から空洞部１１に入り、遠心力によつて、金型
１の内面に沿つて上昇する。

しかる後、第３図において： (5) 外層を鋳造して例えば３分経過した後、内層
となる例えばねずみ鋳鉄溶湯１５を1400℃で鋳
造する。なお、本発明者らが用いたねずみ鋳鉄
の化学成分は、T.C：3.09％，Si：1.02％，
Mn：0.85％，Ｐ：0.36％，Ｖ：0.16％，Ti：
0.06％，残り：Feであつた。

(6) 内層１５′となるねずみ鋳鉄溶湯１５を鋳造
した後、金型１の回転を停止して、前記ねずみ
鋳鉄１５を凝固させる。

最後に、第４図において： (7) 凝固して外層１４′と内層１５′が一体となつ
た二層円筒を金型１から取りはずし、第３図の
中子２及び湯道３ならびに開口部４の内部に凝
固したねずみ鋳鉄１７を除去して、二層シリン
ダライナを製作する。

以上詳述した本発明方法によれば、次のような
効果を奏することができる。

(1) 外層に高強度の鋼，内層に鋳鉄を採用した二
層構造のため、全体として薄膜にでき、シリン
ダライナの軽量化が達成される。

(2) 内層となる鋳鉄を鋳造後、ただちに金型の回
転を停止して凝固させるので、鋳鉄の内面は中
子に接触して凝固する。したがつて、内層の内
面は遠心鋳造法によつて生じる特有な欠陥であ
る引けや偏析が防止できる。

(3) 内層の内面に遠心鋳造法特有な欠陥が生じな
いので、シリンダライナとして適した摺動性の
優れた金属組織が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明方法を順を追つて説明する
ための図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 縦型の遠心鋳造法において、金型の中心に、
   その中心に注湯口を兼ねた穴と、その下部に開口
   部を設けた中子を配置して、まず外層となるべき
   鋳鋼を前記中子の注湯口から開口部を介して金型
   に注湯し、一定時間経過後、内層となるべき鋳鉄
   を前記鋳鋼と同様に鋳込み、次いで金型の回転を
   ただちに停止して前記鋳鋼及び鋳鉄を凝固させる
   ことを特徴とする二層シリンダライナの製作方
   法。