JPH0432135B2 - - Google Patents
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- JPH0432135B2 JPH0432135B2 JP58242047A JP24204783A JPH0432135B2 JP H0432135 B2 JPH0432135 B2 JP H0432135B2 JP 58242047 A JP58242047 A JP 58242047A JP 24204783 A JP24204783 A JP 24204783A JP H0432135 B2 JPH0432135 B2 JP H0432135B2
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、カム、カムシヤフト、ピストン、
シリンダ、シリンダライナ、軸受等の耐摩耗性が
要求される部品または製品に適用することができ
る繊維複合部材の製造方法に関するものである
（従来技術）
従来の繊維複合部材としては、例えば第１図
ａ，ｂに示すようなものがある。この第１図はエ
ンジンの動弁機構を構成するカムシヤフトの一部
を示すもので、１はカムシヤフトのカム部、２は
カムシヤフトのシヤフト部である。このカム部１
およびシヤフト部２は軽合金（例えばAl合金）
で構成され、カム部１には耐摩性繊維質材料３が
複合してある。この場合、前記繊維質材料の体積
率（Vf値）は、カムノーズ部１ｎ（矢印N1〜N2
の部分）およびベースサークル部１ｂ（矢印B1〜
B2の部分）における任意の位置で一定である。[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) This invention is applicable to cams, camshafts, pistons,
This invention relates to a method for manufacturing a fiber composite member that can be applied to parts or products that require wear resistance such as cylinders, cylinder liners, bearings, etc. (Prior Art) Examples of conventional fiber composite members include those shown in FIG. There are those shown in a and b. FIG. 1 shows a part of a camshaft constituting a valve mechanism of an engine, where 1 is a cam portion of the camshaft, and 2 is a shaft portion of the camshaft. This cam part 1
And the shaft part 2 is made of light alloy (e.g. Al alloy)
The cam part 1 is composited with a wear-resistant fibrous material 3. In this case, the volume fraction (Vf value) of the fibrous material is determined by the cam nose portion 1n (arrows N 1 to N 2
) and base circle portion 1b (arrow B 1 ~
B is constant at any position in part 2 ).
このようなカムシヤフトを製造する方法として
は、カムシヤフトを形成する型の少なくともカム
部１に相当する空間に、カム形状をした前記耐摩
耗性繊維質材料の成形体（成形体の任意の位置に
おいてVf値は一定のもの）を配し、この型内に
軽合金溶湯を圧力鋳造して前記繊維質材料中に軽
合金溶湯を浸透凝固させる方法がある。 As a method for manufacturing such a camshaft, a molded body of the wear-resistant fibrous material having a cam shape (Vf There is a method in which the molten light alloy is pressure cast into the mold, and the molten light alloy permeates and solidifies into the fibrous material.
しかしながら、このようなカムシヤフトにあつ
ては、前記繊維質材料のVf値がカムノーズ部１
ｎおよびベースサクル部１ｂにおける任意の位置
で一定となつているため、最もか酷な使用条件と
なるカムノーズ部１ｎの耐摩耗性を確保しうるよ
うに前記Vf値を決定すると、ベースサクル部１
ｂの耐摩耗性が過剰品質となつて、過剰の繊維分
だけコスト高となり、逆にベースサークル部１ｂ
の耐摩耗性を確保する限界のVf値では、カムノ
ーズ部１ａが摩耗するという問題点があつた。 However, in the case of such a camshaft, the Vf value of the fibrous material is lower than the cam nose portion 1.
n and is constant at any position in the base cycle portion 1b, so if the Vf value is determined to ensure wear resistance of the cam nose portion 1n, which is subject to the harshest usage conditions, the base cycle portion 1
The abrasion resistance of b becomes excessive quality, and the cost increases due to the excess fiber, and conversely, the base circle part 1b
At a Vf value that is at the limit that ensures wear resistance, there is a problem in that the cam nose portion 1a wears out.
第２図は従来の繊維複合部材の他の例を示す図
であつて、５はピストン本体であり、例えばAl
合金等で構成されている。また、６はクラウン部
で、このクラウン部６の側部外周域には耐摩耗性
繊維質材料７が複合化され、この複合化された部
分にトツプランド部およびピストンリング溝９の
少なくとも一つが形成されている。この場合に
も、繊維質材料７のVf値は任意の位置で一定と
なつている。そして、このようなピストンを製造
するに際しても、前記カムシヤフトの場合と同様
に圧力鋳造法等が用いられる。 FIG. 2 is a diagram showing another example of a conventional fiber composite member, in which 5 is a piston body, for example, Al
It is made of alloy etc. Further, 6 is a crown portion, and a wear-resistant fibrous material 7 is composited in the side outer peripheral area of this crown portion 6, and at least one of a top land portion and a piston ring groove 9 is formed in this composite portion. has been done. Also in this case, the Vf value of the fibrous material 7 remains constant at any position. In manufacturing such a piston, a pressure casting method or the like is used as in the case of the camshaft.
しかしながら、このような従来のピストンにお
いても、前記繊維質材料７のVf値がピストンク
ランク部６の任意の位置で一定となつているた
め、最もか酷な使用条件となるピストンリング溝
部９およびトツプランド部８の表面近傍における
耐摩耗性を確保しうるように前記Vf値を決定す
ると、前記ピストンリング溝部９およびトツプラ
ンド部８近傍以外の部分の繊維質材料が過剰であ
り、過剰の繊維分だけコスト高になるという問題
点があり、このような問題点をなくすために最表
面層のみに前記繊維質材料を集中的に複合化させ
ると、この最表面層がはく離しやすくなるという
問題点があつた。 However, even in such a conventional piston, since the Vf value of the fibrous material 7 is constant at any position of the piston crank part 6, the piston ring groove part 9 and the toppland are subject to the most severe usage conditions. If the Vf value is determined so as to ensure wear resistance near the surface of the portion 8, the amount of fibrous material in the portions other than the piston ring groove portion 9 and the top land portion 8 will be excessive, and the cost will be reduced by the amount of excess fiber. In order to eliminate this problem, if the fibrous material is intensively composited only in the outermost layer, there is a problem that this outermost layer becomes easy to peel off. Ta.
そこで、このような問題点を解決するには、例
えば特開昭53−37104号公報に記載されているよ
うに、かさ密度の異なる繊維成形体を高圧凝固鋳
造法で鋳包む方法も知られているが、異なる成形
体を継いでおくことがむずかしく、料成形体の金
属が入り込み、その部分が弱くなるという欠点が
あつた。 Therefore, in order to solve these problems, a method is known in which fiber molded bodies with different bulk densities are cast using a high-pressure solidification casting method, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-37104. However, the disadvantage was that it was difficult to join different molded bodies together, and the metal from the raw molded bodies got in, weakening the parts.
（発明の目的）
この発明は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、前記カムシヤフトの場合のカ
ムノーズ部１ａや、前記ピストンの場合のピスト
ンリング溝部９およびトツプランド部８の表面近
傍などの最もか酷な使用条件にさらされる部位に
おける耐摩耗性が前記耐摩耗性繊維質材料の複合
化によつて十分なものであり、全体として繊維質
材料の使用量が少なくてすむためコストの低減を
はかることができ、繊維により複合化された部分
の剥離のおそれもほとんどない繊維複合部材を提
供することを目的としている。(Object of the Invention) The present invention has been made by focusing on such conventional problems, and it is possible to improve the surface of the cam nose portion 1a in the case of the camshaft, the piston ring groove portion 9 and the top land portion 8 in the case of the piston. Abrasion resistance in areas exposed to the harshest operating conditions, such as in the vicinity, is sufficient due to the composite of the wear-resistant fibrous material, and overall the amount of fibrous material used can be reduced. It is an object of the present invention to provide a fiber composite member that can reduce costs and has almost no fear of peeling of the composite portion made of fibers.
（発明の構成）
この発明による繊維複合部材の製造方法は、耐
摩耗性繊維質材料を含んだスラリーを、底部にフ
イルタを有しかつ前記フイルタの高さを異ならせ
たスラリー容器中に流し込み、前記スラリー中の
液体分を前記フイルタに通過させて排出すること
により、高さ方向の厚さが異なる繊維予備成形体
として、前記繊維予備成形体を高さ方向に圧縮し
て前記繊維質材料の体積率を異ならせた繊維成形
体とし、前記繊維成形体の間隙部分に金属溶湯を
浸透凝固させて所定形状に鋳造（高圧鋳造、溶湯
鍛造等を含む。）することにより、最もか酷な使
用条件にさらされる部位におけるマトリツクス中
の耐摩耗性繊維質材料の体積率が最大であり、前
記部位の周辺に向つてマトリツクス中の耐摩耗性
繊維質材料の体積率が連続的に減少している繊維
複合部材を得る構成としたことを特徴としてい
る。(Structure of the Invention) A method for manufacturing a fiber composite member according to the present invention includes: pouring a slurry containing a wear-resistant fibrous material into a slurry container having a filter at the bottom and having different heights of the filter; By passing the liquid in the slurry through the filter and discharging it, the fiber preform is compressed in the height direction to form a fiber preform with different thicknesses in the height direction, and the fibrous material is compressed in the height direction. By forming fiber molded bodies with different volume fractions, by infiltrating and solidifying the molten metal into the gaps between the fiber molding bodies, and casting into a predetermined shape (including high-pressure casting, molten metal forging, etc.) The volume fraction of the wear-resistant fibrous material in the matrix is greatest at the region exposed to the conditions, and the volume fraction of the wear-resistant fibrous material in the matrix decreases continuously toward the periphery of said region. It is characterized by having a configuration for obtaining a fiber composite member.
この発明において使用される耐摩耗性繊維質材
料は特に限定されず、すでに開発されている各種
の繊維質材料、例えば炭化けい素繊維、窒化けい
素繊維、アルミナ繊維、…等々の中から適宜選ん
で使用することができる。 The wear-resistant fibrous material used in this invention is not particularly limited, and can be appropriately selected from various fibrous materials that have already been developed, such as silicon carbide fibers, silicon nitride fibers, alumina fibers, etc. It can be used in
また、複合部材のマトリツクスにおいても特に
限定されず、従来既知の種々の材料、例えばAl
またはAl合金、MgまたはMg合金…等々の中か
ら適宜選んで使用することができる。 Furthermore, the matrix of the composite member is not particularly limited and may be made of various conventionally known materials, such as Al.
Alternatively, it can be appropriately selected from among Al alloy, Mg, Mg alloy, etc. and used.
そして、この発明による繊維複合部材を製造す
る際には、例えば部分的にかさ密度の異なる所定
形状の耐摩耗性繊維質材料よりなる成形体を作成
し、この繊維成形体を複合部材形状の空間を有す
る金型内に設置するに際し、前記繊維成形体の高
密度側を複合部材の最もか酷な使用条件にさらさ
れる部位に対応させ、その後金型空間内に金属溶
湯を供給して加圧下で凝固させ、繊維成形体内に
金属溶湯が浸透凝固した所定形状の複合部材を得
る。 When manufacturing the fiber composite member according to the present invention, for example, a molded body made of a wear-resistant fibrous material having a predetermined shape with partially different bulk densities is created, and this fiber molded body is inserted into the space of the composite member shape. When placing the fiber molded body in a mold with A composite member having a predetermined shape in which the molten metal permeates and solidifies into the fiber molded body is obtained.
なお、部分的にかさ密度の異なる繊維成形体を
得る場合には、例えば高さの異なる繊維成形体を
例えば一定高さにプレスすれば、高さが大であつ
た部分のかさ密度が大きくなり、複合化されたの
ちにはこのかさ密度の大きな部分が繊維質材料の
体積率が最大となる部位になる。 In addition, in order to obtain fiber molded bodies with partially different bulk densities, for example, if fiber molded bodies with different heights are pressed to a constant height, the bulk density of the larger height portions will increase. After compositing, this portion with a large bulk density becomes the portion where the volume fraction of the fibrous material is maximum.
この場合、繊維成形体を複数個重ねてプレスす
ることにより繊維成形体のかさ密度を部分的に異
ならせるようにしても良い。 In this case, the bulk densities of the fiber molded bodies may be made to differ partially by stacking and pressing a plurality of fiber molded bodies.
（実施例 １）
第３図ないし第８図はこの発明の一実施例を示
す図である。(Embodiment 1) FIGS. 3 to 8 are diagrams showing an embodiment of the present invention.
まず、第３図ａ，ｂにおいて、１１は容器、１
２は容器１１の内部を減圧するのに使用される吸
引口、１３はカム外形状に対応した平面状のスラ
リー容器、１４はスラリー容器１３内に設置した
中空円柱体、１５はスラリー容器１３の底部に左
半分側を傾斜させて設置したフイルタ、１６は耐
摩耗性繊維質材料と無機および有機バインダと水
とを懸濁させたスラリーである。 First, in FIGS. 3a and 3b, 11 is a container, 1
2 is a suction port used to reduce the pressure inside the container 11; 13 is a planar slurry container corresponding to the external shape of the cam; 14 is a hollow cylindrical body installed inside the slurry container 13; and 15 is a hole in the slurry container 13. A filter 16 installed at the bottom with its left half side inclined is a slurry of abrasion-resistant fibrous material, inorganic and organic binders, and water suspended therein.
この装置を使用して、まず、スラリー容器１３
内に、図示しない容器内で攪拌した前記スラリー
１６を流し込む。このスラリー１６の流し込み後
にスラリー１６を静置すると、前記スラリー１６
中の繊維質材料は無機および有機バインダを伴つ
て前記フイルタ１５上に沈澱する。そして、この
沈澱した状態において、図示しないポンプにて吸
引口１２を介して容器１１内を減圧する。この減
圧によつて、スラリー１６中の水はフイルタ１５
を通つて容器１１内へ移り、その結果、第４図に
示すように、厚さがカムノーズ部対応部位におい
て最大であり、かつベースサークル部対応部位に
向つて次第に減少した繊維予備成形体１８が得ら
れる。次に、前記予備成形体１８が水分を含んで
いるしめつた状態で、この予備成形体１８を第５
図に示すプレス型２０の外型２１と、中型２２
と、下型２３とにより形成された空間２４内に配
設する。次いで、カム形状に対応した形状のパン
チ２５を第６図に示すように降下させて前記予備
成形体１８を圧縮成形する。その後、パンチ２５
を上昇させた後、第７図ｂに示すように中型２２
をまず降下させ、次に外型２１を降下させて、第
７図ａに示すようなカム形状の繊維成形体２７を
取り出す。この繊維成形体２７においては、繊維
質材料のかさ密度がカムノーズ部にて最大であ
り、ベースサークル部に向つて減少している。次
いでこの繊維成形体２７を乾燥および焼成した
後、第８図に示すようなカムシヤフト成形用分割
型３１，３２のカム部形成空間内に配設し、次い
で図示しないプランジヤにて軽金属溶湯３３を加
圧鋳造し、この軽金属溶湯３３を前記繊維成形体
２７の繊維間隙部分の浸透させた状態にして凝固
させることによりカムシヤフトを得る。 Using this device, first, slurry container 13
The slurry 16 stirred in a container (not shown) is poured into the container. When the slurry 16 is left to stand after pouring, the slurry 16
The fibrous material therein is precipitated onto the filter 15 along with inorganic and organic binders. Then, in this precipitated state, the pressure inside the container 11 is reduced through the suction port 12 using a pump (not shown). Due to this reduced pressure, the water in the slurry 16 is transferred to the filter 15.
As a result, as shown in FIG. 4, a fiber preform 18 is formed, the thickness of which is greatest at the portion corresponding to the cam nose portion and gradually decreases toward the portion corresponding to the base circle portion. can get. Next, while the preformed body 18 is in a moist state, the preformed body 18 is transferred to a fifth
The outer mold 21 and the middle mold 22 of the press mold 20 shown in the figure
and the lower mold 23. Next, a punch 25 having a shape corresponding to the cam shape is lowered as shown in FIG. 6 to compression mold the preformed body 18. Then punch 25
After raising the medium size 22, as shown in Figure 7b,
is first lowered, and then the outer mold 21 is lowered to take out a cam-shaped fiber molded body 27 as shown in FIG. 7a. In this fibrous molded body 27, the bulk density of the fibrous material is maximum at the cam nose portion and decreases toward the base circle portion. Next, after drying and firing this fiber molded body 27, it is placed in the cam part forming space of split molds 31 and 32 for forming a camshaft as shown in FIG. A camshaft is obtained by pressure casting, and the light metal molten metal 33 is allowed to penetrate into the fiber gap portions of the fiber molded body 27 and solidified.
このようにして製造されたカムシヤフトは、そ
のカム部のマトリツクス中に複合化させた耐摩耗
性繊維質材料の体積率（Vf値）カムノーズ部に
おいて最大であり、ベースサークル部に向つて
Vf値が次第に減少したものであるから、最もか
酷な使用条件となるカムノーズ部の耐摩耗性を十
分確保することができると同時に、ベースサーク
ル部の繊維の減少によりコストの低減をはかるこ
とができ、さらには上記Vf値は次第に変化する
ものであるため、繊維複合化した部分の剥離を生
ずるおそれも全くないという著しくすぐれた利点
を有している。 In the camshaft manufactured in this way, the volume fraction (Vf value) of the wear-resistant fibrous material composited into the matrix of the cam portion is highest in the cam nose portion and increases toward the base circle portion.
Since the Vf value gradually decreases, it is possible to ensure sufficient wear resistance in the cam nose section, which is subjected to the most severe usage conditions, and at the same time, it is possible to reduce costs by reducing the fibers in the base circle section. Furthermore, since the above Vf value changes gradually, it has the remarkable advantage that there is no risk of peeling of the fiber composite portion.
（実施例 ２）
第９図ないし第１３図はこの発明の他の実施例
を示す図である。(Embodiment 2) FIGS. 9 to 13 are diagrams showing other embodiments of the present invention.
まず、第９図において、４１は容器、４２は容
器４１の内部を減圧するのに使用される吸引口、
４３はピストン外形形状に対応した平面形状のス
ラリー容器、４４はスラリー容器４３内に設置し
た中空円柱体、４５はスラリー容器４３の底部に
傾斜させて設置したフイルタ、４６は耐摩耗性繊
維質材料と無機および有機バインダと水とを懸濁
させたスラリーである。 First, in FIG. 9, 41 is a container, 42 is a suction port used to reduce the pressure inside the container 41,
43 is a planar slurry container corresponding to the outer shape of the piston, 44 is a hollow cylindrical body installed in the slurry container 43, 45 is a filter installed obliquely at the bottom of the slurry container 43, and 46 is a wear-resistant fibrous material. It is a slurry made of a suspension of water, an inorganic or organic binder, and water.
この装置を使用して、まず、スラリー容器４３
内に、図示しない容器内で攪拌した前記スラリー
４６の流し込む。このスラリー４６の流し込み後
にスラリー４６を静置すると、前記スラリー４６
中の繊維質材料は無機および有機バインダを伴つ
て前記フイルタ４５上に沈澱する。そして、この
沈澱した状態において、図示しないポンプにて吸
引口４２を介して容器４１内を減圧する。この減
圧によつて、スラリー４６中の水はフイルタ４５
を通つて容器４１内へ移り、その結果、第１０図
に示すように、厚さが外周部側において最大であ
り、かつ内周部側に向つて次第に減少した繊維予
備成形体４８が得られる。次に、前記予備成形体
４８が水分を含んでいるしめつた状態で、この予
備成形体４８を第１１図に示すプレス型５０の外
型５１と、中型５２と、下型５３とにより形成さ
れた空間５４内に配設する。次いで、環状のパン
チ５５を第１１図に示すように降下させて前記予
備成形体４８を圧縮成形する。その後、パンチ５
５を上昇させた後中型５２を先ず降下させ、次に
外型５１を降下させて、環状の繊維成形体５７
（第１２図参照）を取り出す。この繊維成形体５
７においては、繊維質材料のかさ密度が外周部に
おいて最大であり、内周部に向つて連続的に減少
している。次いで、この繊維成形体５７を乾燥お
よび焼成した後、第１２図に示すようなピストン
成形型６１内のピストン成形空間６２内に配設
し、次いで、プランジヤ６３を押し込んで軽金属
溶湯６４を加圧鋳造し、この軽金属溶湯６４を前
記繊維成形体５７の繊維間隙部分に浸透させた状
態にして凝固させることによりピストンを得た。 Using this device, first, slurry container 43
The slurry 46 stirred in a container (not shown) is poured into the container. When the slurry 46 is left to stand after pouring, the slurry 46
The fibrous material therein is precipitated onto the filter 45 along with inorganic and organic binders. Then, in this precipitated state, the pressure inside the container 41 is reduced through the suction port 42 using a pump (not shown). Due to this reduced pressure, the water in the slurry 46 is transferred to the filter 45.
As a result, as shown in FIG. 10, a fiber preform 48 is obtained, the thickness of which is greatest at the outer periphery and gradually decreases toward the inner periphery. . Next, while the preformed body 48 is in a moist state, the preformed body 48 is formed by an outer mold 51, a middle mold 52, and a lower mold 53 of a press mold 50 shown in FIG. It is arranged in a space 54. Next, the annular punch 55 is lowered as shown in FIG. 11 to compress and mold the preform 48. Then punch 5
5 is raised, the middle mold 52 is first lowered, and then the outer mold 51 is lowered to form an annular fiber molded body 57.
(See Figure 12). This fiber molded body 5
In No. 7, the bulk density of the fibrous material is maximum at the outer periphery and decreases continuously toward the inner periphery. Next, this fiber molded body 57 is dried and fired, and then placed in a piston molding space 62 in a piston mold 61 as shown in FIG. A piston was obtained by casting and solidifying the light metal molten metal 64 infiltrating the fiber gap portions of the fiber molded body 57.
第１３図はこのようにして得られたピストン６
５を示し、ピストンクランク部６６の側部外周域
に耐摩耗性繊維質材料が複合化されたものであ
り、最もか酷な使用条件にさらされる外周部のピ
ストンリング溝部６７およびトツプランド部６８
のマトリツクス中において繊維質材料の体積率
（Vf値）が最大であり、内周部に向けて繊維質材
料のVf値が連続的に減少したものとなつている
から、最もか酷な使用条件となるピストンリング
溝部６７およびトツプランド部６８における表面
近傍の耐摩耗性を十分に確保することができると
同時に前記ピストンリング溝部６７およびトツプ
ランド部６８の表面以外の繊維質材料を節約する
ことができ、また、中心に向つてVf値が減少し
た繊維質材料が基地中に埋まつているため繊維複
合化部分の剥離を確実に防止することができると
いう利点がある。 Figure 13 shows the piston 6 obtained in this way.
5, a wear-resistant fibrous material is composited in the side outer peripheral area of the piston crank part 66, and the piston ring groove part 67 and toppland part 68 on the outer peripheral part are exposed to the harshest usage conditions.
The volume fraction (Vf value) of the fibrous material is the highest in the matrix, and the Vf value of the fibrous material decreases continuously toward the inner periphery, so it is suitable for the most severe usage conditions. It is possible to sufficiently ensure wear resistance in the vicinity of the surfaces of the piston ring groove portion 67 and the top land portion 68, and at the same time, it is possible to save the fibrous material other than the surfaces of the piston ring groove portion 67 and the top land portion 68, Furthermore, since the fibrous material whose Vf value decreases toward the center is buried in the base, there is an advantage that peeling of the fiber composite portion can be reliably prevented.
（発明の効果）
以上説明してきたように、この発明による繊維
複合部材の製造方法では、耐摩耗性繊維質材料を
含んだスラリーを、底部にフイルタを有しかつ前
記フイルタの高さを異ならせたスラリー容器中に
流し込み、前記スラリー中の液体分を前記フイル
タに通過させて排出することにより、高さ方向の
厚さが異なる繊維予備成形体として、前記繊維予
備成形体を高さ方向に圧縮して前記繊維質材料の
体積率を異ならせた繊維成形体とし、前記繊維成
形体の間隙部分に金属溶湯を浸透凝固させて所定
形状に鋳造することにより、最もか酷な使用条件
にさらされる部位におけるマトリツクス中の耐摩
耗性繊維質材料の体積率が最大であり、前記部位
の周辺に向つてマトリツクス中の耐摩耗性繊維質
材料の体積率が連続的に減少している繊維複合部
材を得るようにしたものであるから、最もか酷な
条件にさらされる部位における耐摩耗性が前記耐
摩耗性繊維質材料の複合化によつて十分にすぐれ
た繊維複合部材を提供することが可能であり、上
記部位の周辺では前記繊維質材料の体積率が低い
ため繊維質材料の使用量を減らすことができ、コ
ストの著しい低減が可能である繊維複合部材を提
供することができるうえ全体を高密度化した繊維
質材料を前記最もか酷な使用条件にさらされる部
位に局所的に複合化した場合のように、複合化し
た部分で剥離を生ずるというおそれも全くない繊
維複合部材を提供することが可能であるなどの非
常に優れた効果を有している。(Effects of the Invention) As explained above, in the method for manufacturing a fiber composite member according to the present invention, a slurry containing a wear-resistant fibrous material is prepared by using a slurry having a filter at the bottom and having different heights of the filter. The liquid content in the slurry is passed through the filter and discharged, thereby compressing the fiber preform in the height direction into a fiber preform having different thicknesses in the height direction. The fibrous molded body is made into a fibrous molded body with different volume percentages of the fibrous material, and the molten metal is infiltrated and solidified into the gap of the fibrous molded body and cast into a predetermined shape, so that the fibrous molded body can be exposed to the harshest usage conditions. A fiber composite member in which the volume fraction of the wear-resistant fibrous material in the matrix is maximum at a region, and the volume fraction of the wear-resistant fibrous material in the matrix continuously decreases toward the periphery of the region. Therefore, it is possible to provide a fiber composite member with sufficiently excellent wear resistance in the parts exposed to the harshest conditions by combining the wear-resistant fibrous material. Since the volume fraction of the fibrous material is low in the vicinity of the above-mentioned portions, the amount of fibrous material used can be reduced, making it possible to provide a fibrous composite member that can significantly reduce costs and increase the overall cost. To provide a fiber composite member that is free from any fear of peeling at the composited part, as in the case where a densified fibrous material is locally composited at the site exposed to the most severe usage conditions. It has very good effects, such as being able to
第１図ａ，ｂは従来の繊維複合部材を利用した
カムシヤフトのカム部分の側面説明図および縦断
面説明図、第２図は従来の繊維複合部材を利用し
たピストンの縦断面説明図、第３図ないし第８図
はこの発明の一実施例を示し、第３図ａ，ｂは繊
維予備成形体を成形する装置の平面説明図および
縦断面説明図、第４図は繊維予備成形体の縦断面
説明図、第５図ａ，ｂは繊維予備成形体を加圧す
るプレス型の加圧前における平面説明図および縦
断面説明図、第６図は第５図のプレス型による加
圧途中の縦断面説明図、第７図ａ，ｂは第５図の
プレス型による加圧後に得られた繊維成形体の平
面説明図および縦断面説明図、第８図ａ，ｂはカ
ムシヤフト成形型の軸方向縦断面説明図および径
方向縦断面説明図、第９図ないし第１３図はこの
発明の他の実施例を示し、第９図は繊維予備成形
体を成形する装置の縦断面説明図、第１０図は繊
維予備成形体の縦断面説明図、第１１図は繊維予
備成形体を加圧するプレス型の加圧途中における
縦断面説明図、第１２図はピストン成形型の縦断
面説明図、第１３図はピストンの縦断面説明図で
ある。
１３，４３……スラリー容器、１５，４５……
フイルタ、１６，４６……スラリー、１８，４８
……繊維予備成形体。
Figures 1a and b are side views and vertical cross-sectional views of the cam portion of a camshaft using a conventional fiber composite member, Figure 2 is a vertical cross-sectional view of a piston using a conventional fiber composite member, and Figure 3 8 to 8 show an embodiment of the present invention, FIGS. 3a and 3b are plan views and longitudinal cross-sectional views of an apparatus for forming a fiber preform, and FIG. 4 is a longitudinal cross-section of the fiber preform. 5a and 5b are plan views and longitudinal cross-sectional views of the press die before pressing the fiber preform, and FIG. 6 is a longitudinal cross-sectional view of the press die shown in FIG. 5 during pressing. 7a and b are plan views and vertical cross-sectional views of the fiber molded product obtained after pressurization with the press mold shown in FIG. 5, and FIGS. 8 a and b are views in the axial direction of the camshaft mold. A vertical cross-sectional view and a radial vertical cross-sectional view, FIGS. 9 to 13 show other embodiments of the present invention, FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of an apparatus for forming a fiber preform, and FIG. The figure is an explanatory longitudinal cross-sectional view of the fiber preform, FIG. 11 is a longitudinal cross-sectional explanatory view of the press die that presses the fiber preform during pressurization, FIG. 12 is a longitudinal cross-sectional explanatory view of the piston mold, and FIG. The figure is an explanatory longitudinal cross-sectional view of the piston. 13,43...slurry container, 15,45...
Filter, 16, 46...Slurry, 18, 48
...Fiber preform.
Claims (1)
部にフイルタを有しかつ前記フイルタの高さを異
ならせたスラリー容器中に流し込み、前記スラリ
ー中の液体分を前記フイルタに通過させて排出す
ることにより、高さ方向の厚さが異なる繊維予備
成形体として、前記繊維予備成形体を高さ方向に
圧縮して前記繊維質材料の体積率を異ならせた繊
維成形体とし、前記繊維成形体の間隙部分に金属
溶湯を浸透凝固させて所定形状に鋳造することに
より、最もか酷な使用条件にさらされる部位にお
けるマトリツクス中の耐摩耗性繊維質材料の体積
率が最大であり、前記部位の周辺に向つてマトリ
ツクス中の耐摩耗性繊維質材料の体積率が連続的
に減少している繊維複合部材を得ることを特徴と
する繊維複合部材の製造方法。 ２ 繊維複合部材がカムであり、カムノーズ部に
おいてマトリツクス中の耐摩耗性繊維質材料の体
積率が最大であり、ベースサークル部に向つてマ
トリツクス中の繊維質材料の体積率が連続的に減
少している繊維複合部材となつていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の繊維複合部材
の製造方法。 ３ 繊維複合部材がピストンであり、ピストンリ
ング溝部およびトツプランド部の表面近傍におい
てマトリツクス中の耐摩耗性繊維質材料の体積率
が最大であり、ピストン中心に向つてマトリツク
ス中の繊維質材料の体積率が連続的に減少してい
る繊維複合部材となつていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の繊維複合部材の製造方
法。[Scope of Claims] 1. A slurry containing a wear-resistant fibrous material is poured into a slurry container having a filter at the bottom and the height of the filter is varied, and the liquid in the slurry is poured into a slurry container having a filter at the bottom. The fiber preforms are compressed in the height direction to produce fiber preforms having different thicknesses in the height direction by passing through and discharging. By infiltrating and solidifying the molten metal into the gaps in the fiber molded body and casting it into a predetermined shape, the volume percentage of the wear-resistant fibrous material in the matrix is maximized in the areas exposed to the harshest usage conditions. A method for producing a fiber composite member, characterized in that a fiber composite member is obtained in which the volume fraction of the wear-resistant fibrous material in the matrix continuously decreases toward the periphery of the portion. 2. The fiber composite member is a cam, and the volume percentage of the wear-resistant fibrous material in the matrix is maximum at the cam nose part, and the volume percentage of the fibrous material in the matrix continuously decreases toward the base circle part. 2. A method for manufacturing a fiber composite member according to claim 1, wherein the fiber composite member is a fiber composite member comprising: 3. The fiber composite member is a piston, and the volume percentage of the wear-resistant fibrous material in the matrix is maximum in the vicinity of the surface of the piston ring groove and top land portion, and the volume percentage of the fibrous material in the matrix decreases toward the center of the piston. 2. The method of manufacturing a fiber composite member according to claim 1, wherein the fiber composite member is a fiber composite member in which the amount of the fiber composite member decreases continuously.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24204783A JPS60135553A (en) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | Composite member containing fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24204783A JPS60135553A (en) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | Composite member containing fiber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60135553A JPS60135553A (en) | 1985-07-18 |
| JPH0432135B2 true JPH0432135B2 (en) | 1992-05-28 |
Family
ID=17083476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24204783A Granted JPS60135553A (en) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | Composite member containing fiber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60135553A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60190545A (en) * | 1984-03-12 | 1985-09-28 | Mitsubishi Motors Corp | Inorganic fiber-reinforced composite member |
| JPS63160305U (en) * | 1987-04-09 | 1988-10-20 | ||
| JPH0794696B2 (en) * | 1987-07-01 | 1995-10-11 | 古河電気工業株式会社 | Method for producing fiber-reinforced metal molding |
| US4808076A (en) * | 1987-12-15 | 1989-02-28 | United Technologies Corporation | Rotor for a gas turbine engine |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5852451A (en) * | 1981-09-24 | 1983-03-28 | Toyota Motor Corp | Heat-resistant and heat-insulating light alloy member and its manufacture |
-
1983
- 1983-12-23 JP JP24204783A patent/JPS60135553A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5852451A (en) * | 1981-09-24 | 1983-03-28 | Toyota Motor Corp | Heat-resistant and heat-insulating light alloy member and its manufacture |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60135553A (en) | 1985-07-18 |
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