JPH05125467A - Production of fiber-reinforced composite member - Google Patents

Production of fiber-reinforced composite member

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JPH05125467A
JPH05125467A JP28807591A JP28807591A JPH05125467A JP H05125467 A JPH05125467 A JP H05125467A JP 28807591 A JP28807591 A JP 28807591A JP 28807591 A JP28807591 A JP 28807591A JP H05125467 A JPH05125467 A JP H05125467A
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JP
Japan
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molten metal
fiber
casting
region
piston
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Application number
JP28807591A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsugio Oba
次雄 大場
Tatsuya Suzuki
達也 鈴木
Hideyuki Fujishiro
秀行 藤代
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

PURPOSE:To decrease the pressing force when molten metal is filled in a fiber formed body and to improve the quality of a piston for the internal combustion engine at the time of producing the piston with the whole reinforced with the fiber. CONSTITUTION:A heat insulating region B is provided around a piston casting region A in the cavity C of a lower die 5. A fiber formed body 13 is set in the region A, molten metal is then filled under pressure in the cavity C, and the molten metal is infiltrated into the body 13 from its outer surface. In this case, since the body 13 and the molten metal infiltrated into the body are thermally insulated by the molten metal in the region B, the viscosity of the molten metal is kept low in the body 13 even under low pressure, hence the molten metal flows sufficiently, the body 13 is filled with the molten metal, and further the shape of the body 13 is maintained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は繊維強化複合部材の製造
方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced composite member.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種部材の製造方法としては、
鋳型のキャビティに強化用繊維よりなる繊維成形体を設
置し、次いでキャビティに溶湯を注入してその溶湯を加
圧することにより、繊維成形体に溶湯を充填複合させて
繊維強化複合部材を鋳造する、といった方法が知られて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of manufacturing this kind of member,
A fiber molded body made of reinforcing fibers is placed in the cavity of the mold, and then the molten metal is injected into the cavity and the molten metal is pressurized, so that the fiber molded body is filled with the molten metal to cast a fiber-reinforced composite member, Such methods are known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来法によると、繊維成形体への溶湯充填時高加圧力を必
要とするため鋳造装置が大型化すると共に装置コストが
上昇する、前記高加圧力に起因して繊維成形体が破損す
ることがあるため高品質な部材を安定して量産すること
が難しい、鋳型により溶湯が冷却されて部材表層部に溶
湯未充填箇所が生じ易いため多くの機械仕上げ加工代を
とらなければならない等の問題がある。
However, according to the above-mentioned conventional method, since a high pressurizing force is required when the molten metal is filled in the fiber molded body, the casting apparatus becomes large in size and the apparatus cost increases. It is difficult to stably mass-produce high-quality members because the fiber molded body may be damaged due to heat generation. Many machines are used because the molten metal is cooled by the mold and the molten metal unfilled portion easily occurs on the surface layer of the member. There are problems such as having to take a finishing machining allowance.

【0004】本発明は前記に鑑み、繊維成形体への溶湯
充填時における加圧力を低下させることができ、また高
品質で機械仕上げ加工代の僅少な繊維強化複合部材を安
定して量産することのできる前記製造方法を提供するこ
とを目的とする。
In view of the above, the present invention is capable of stably mass-producing high-quality fiber-reinforced composite members which can reduce the pressure applied when filling molten metal into a fiber molding and have a small machining finishing cost. It is an object of the present invention to provide the above-mentioned manufacturing method capable of achieving the above.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係る繊維強化複
合部材の製造方法は、キャビティが、部材鋳造領域およ
びその部材鋳造領域に連なると共にその領域を囲む溶湯
保温領域を有し、その溶湯保温領域には、その領域の外
周縁から前記部材鋳造領域の境界まで延びる複数の突条
が設けられた鋳型を用い、前記部材鋳造領域に強化用繊
維よりなる繊維成形体を設置し、次いで前記キャビティ
に溶湯を注入してその溶湯を加圧することにより、前記
部材鋳造領域内で前記繊維成形体に溶湯を充填複合させ
て繊維強化複合部材を鋳造すると共に前記溶湯保温領域
内で前記繊維強化複合部材に連なり、且つ前記突条によ
り成形された複数のスリットを持つスクラップ部を鋳造
し、その後前記繊維強化複合部材より前記スクラップ部
を除去することを特徴とする。
In the method for producing a fiber-reinforced composite member according to the present invention, the cavity has a member casting region and a molten metal heat retaining region which is continuous with the member casting region and surrounds the region. In the region, a mold provided with a plurality of ridges extending from the outer peripheral edge of the region to the boundary of the member casting region is used, and a fiber molded body made of reinforcing fibers is installed in the member casting region, and then the cavity By injecting molten metal into the molten metal and pressurizing the molten metal, the molten metal is filled and composited in the fiber molded body in the member casting region to cast a fiber reinforced composite member and the fiber reinforced composite member in the molten metal heat retaining region. And casting a scrap portion having a plurality of slits formed by the ridge, and then removing the scrap portion from the fiber-reinforced composite member. And butterflies.

【0006】[0006]

【実施例】図1〜図6は、繊維強化複合部材としての内
燃機関用ピストンを製造する第1実施例を示す。
1 to 6 show a first embodiment for manufacturing a piston for an internal combustion engine as a fiber reinforced composite member.

【0007】図1において、ピストン1はその全体を繊
維強化されたもので、ピストン1と同一形状および略同
一寸法のカップ形繊維成形体と、その繊維成形体に充填
複合されたマトリックス材とより構成される。繊維成形
体は、50体積%の炭化ケイ素短繊維と50体積%のア
ルミナ短繊維とよりなる。ピストン1における繊維成形
体の体積分率Vfは14%である。マトリックス材はマ
グネシウム合金(ZC63材)よりなる。
In FIG. 1, a piston 1 is fiber-reinforced as a whole, and comprises a cup-shaped fiber molded body having the same shape and substantially the same size as the piston 1, and a matrix material filled and compounded in the fiber molded body. Composed. The fiber molded body is composed of 50% by volume of silicon carbide short fibers and 50% by volume of alumina short fibers. The volume fraction Vf of the fiber molded body in the piston 1 is 14%. The matrix material is made of magnesium alloy (ZC63 material).

【0008】図2,図3は、ピストン1を生産するため
の鋳造装置を示し、その装置は、鋳型としての金型2
と、その金型2に摺動自在に嵌合されたプランジャ3と
を備えている。金型2は上型4と下型5とよりなる。そ
の上型4はプランジャ3を嵌合するシリンダ孔6と、そ
のシリンダ孔6に連なると共に下型5に向けて開口する
円錐台形の湯溜り7とを有する。また下型5は、湯溜り
7に向けて開口する逆円錐台形の凹部8を有し、その凹
部8の開口面積は湯溜り7の開口面積よりも大きい。
2 and 3 show a casting apparatus for producing a piston 1, which is a mold 2 as a mold.
And a plunger 3 slidably fitted in the mold 2. The mold 2 is composed of an upper mold 4 and a lower mold 5. The upper mold 4 has a cylinder hole 6 into which the plunger 3 is fitted, and a frustoconical basin 7 which is continuous with the cylinder hole 6 and opens toward the lower mold 5. Further, the lower die 5 has an inverted frustoconical recess 8 opening toward the basin 7, and the opening area of the recess 8 is larger than the opening area of the basin 7.

【0009】凹部8において、その底面中央部にピスト
ン1のピンボス部9および空洞部10を成形するための
中子11が突設されている。したがって、図3鎖線内
の、中子11を含むピストン形状の中央領域は部材鋳造
領域としてのピストン鋳造領域Aであり、一方、ピスト
ン鋳造領域Aと凹部8内周面との間の周辺領域は、ピス
トン鋳造領域Aに連なると共にその領域Aを囲む溶湯保
温領域Bであって、両領域A,BはキャビティC1 を構
成する。
A core 11 for molding the pin boss 9 and the cavity 10 of the piston 1 is provided at the center of the bottom surface of the recess 8. Therefore, the central region of the piston shape including the core 11 in the chain line in FIG. 3 is the piston casting region A as the member casting region, while the peripheral region between the piston casting region A and the inner peripheral surface of the recess 8 is , A molten metal heat retaining region B which is continuous with the piston casting region A and surrounds the region A, and both regions A and B form a cavity C 1 .

【0010】溶湯保温領域Bにおいて、その各半部には
3本の突条12が相互に平行に設けられ、各突条12は
溶湯保温領域Bの外周縁、したがってキャビティC1
周面からピストン鋳造領域Aの境界cまで延びている。
各半部において、両側の2本の突条12はピストン鋳造
領域Aの接線方向に延び、残りの1本は両側の突条12
間の2等分位置に在る。また各突条12はキャビティC
1 の深さと同一の高さを有する。
In the molten metal heat retaining region B, three ridges 12 are provided in parallel with each other in each half of the molten metal heat retaining region B. Each ridge 12 extends from the outer peripheral edge of the molten metal heat retaining region B, and hence from the inner peripheral surface of the cavity C 1 . It extends to the boundary c of the piston casting area A.
In each half, the two ridges 12 on both sides extend in the tangential direction of the piston casting area A, and the remaining one ridge 12 on both sides.
There are two halves in between. Each ridge 12 is a cavity C
It has the same height as the depth of 1 .

【0011】次にピストン1の製造について説明する。Next, the manufacture of the piston 1 will be described.

【0012】先ず、次の各工程を経て繊維成形体13を
製作する。 (a) 砂中子造型用金型にコーテッドサンドを充填
し、そのコーテッドサンドを300℃に加熱することに
よってそれら相互間を接合し、これにより中子11に対
応した外形を有する中空構造の砂中子を造型する。 (b) 直径3μmのアルミナ短繊維58.3gと直径
0.5μmの炭化ケイ素短繊維56.0gとを、水溶性
バインダ濃度8%の水溶液に入れて10分間混合し、次
いで5分間の超音波解繊処理を行ってスラリ状成形材料
を調製する。 (c) 真空吸引成形装置の円筒部内に砂中子を設置
し、次いで円筒部内に成形材料を注入し、同時に円筒部
底面側より真空度−65cmHgの条件下で脱水処理を行
って繊維成形体13を成形する。この繊維成形体13は
ピストン1と同一形状および略同一寸法を有する。 (d) 砂中子と共に繊維成形体13を真空吸引装置か
ら取出し、次いで繊維成形体13を乾燥し、その後加熱
温度450℃にて砂中子を崩壊し、さらに加熱温度70
0℃にてバインダを焼成除去する。このようにして得ら
れたカップ形繊維成形体13の体積分率Vfは14%で
ある。
First, the fiber molded body 13 is manufactured through the following steps. (A) A sand core molding die is filled with coated sand, and the coated sand is heated to 300 ° C. to bond them to each other, whereby a sand having a hollow structure having an outer shape corresponding to the core 11 is formed. Mold the core. (B) 58.3 g of alumina short fibers having a diameter of 3 μm and 56.0 g of silicon carbide short fibers having a diameter of 0.5 μm were put in an aqueous solution having a water-soluble binder concentration of 8% and mixed for 10 minutes, and then ultrasonic waves for 5 minutes. Disintegration treatment is performed to prepare a slurry-like molding material. (C) A sand core is installed in the cylindrical portion of the vacuum suction molding device, and then a molding material is injected into the cylindrical portion, and at the same time, dehydration treatment is performed from the bottom surface side of the cylindrical portion under the condition of a vacuum degree of -65 cmHg to form a fiber molding Mold 13. The fiber molded body 13 has the same shape and substantially the same size as the piston 1. (D) The fiber molded body 13 is taken out from the vacuum suction device together with the sand core, the fiber molded body 13 is then dried, and then the sand core is disintegrated at a heating temperature of 450 ° C.
The binder is burned off at 0 ° C. The volume fraction Vf of the cup-shaped fiber molded body 13 thus obtained is 14%.

【0013】ピストン1の鋳造に当っては、先ず、繊維
成形体13を700℃にて15分間以上加熱し、また金
型2を300℃に予熱する。次いで、図4に示すよう
に、繊維成形体13を中子11に嵌合してピストン鋳造
領域Aに設置し、その後上、下型4,5を閉じてキャビ
ティC1 、湯溜り7およびシリンダ孔6に760±2℃
のマグネシウム合金の溶湯約1.6kgを注入し、さらに
プランジャ3を下降させることにより溶湯を約91.1
MPaの条件下で加圧してキャビティC1 等に充填す
る。
In casting the piston 1, first, the fiber molding 13 is heated at 700 ° C. for 15 minutes or more, and the die 2 is preheated to 300 ° C. Next, as shown in FIG. 4, the fiber molded body 13 is fitted into the core 11 and installed in the piston casting region A, and then the upper and lower molds 4 and 5 are closed to form the cavity C 1 , the basin 7 and the cylinder. 760 ± 2 ℃ in hole 6
About 1.6 kg of molten magnesium alloy is injected, and the plunger 3 is lowered to bring about 91.1 molten metal.
Pressure is applied under the condition of MPa to fill the cavity C 1 and the like.

【0014】この加圧に伴い、溶湯が繊維成形体13外
面からその内部に浸透し、その際、繊維成形体13およ
びそれに浸透した溶湯は溶湯保温領域Bおよび湯溜り7
の溶湯によって保温されているので、繊維成形体13内
では溶湯が低粘度に保たれて十分に流動し、これにより
繊維成形体13に溶湯が充填される。この場合、注湯か
ら繊維成形体13への溶湯充填までの時間は約20秒間
である。
With this pressurization, the molten metal permeates from the outer surface of the fiber molded body 13 into the inside thereof, and at this time, the fiber molded body 13 and the molten metal that has penetrated into the molten metal heat retaining region B and the pool 7
Since the temperature is maintained by the molten metal, the molten metal is kept at a low viscosity and sufficiently flows in the fiber molded body 13, whereby the fiber molded body 13 is filled with the molten metal. In this case, the time from pouring to filling the fiber molded body 13 with the molten metal is about 20 seconds.

【0015】前記のように溶湯の液相流動を利用する関
係から、溶湯に対する加圧力は約91.1MPaと低く
ても溶湯を繊維成形体13に充填することができ、この
加圧力は従来法の約150MPaに比べて大幅な低下と
なる。
Since the liquid phase flow of the molten metal is used as described above, the molten metal can be filled in the fiber molding 13 even if the pressure applied to the molten metal is as low as about 91.1 MPa. Of about 150 MPa.

【0016】また、この低加圧力の採用によって、繊維
成形体13の破損を防止することができ、これは、ピス
トン1等の部材全体を繊維強化するに当り、繊維成形体
が複雑な形状を有し、また薄肉部を備えているような場
合に特に有効であり、その上、部材を安定して量産する
ことを可能にするものである。
Further, by adopting this low applied pressure, it is possible to prevent damage to the fiber molded body 13. This is because when the entire member such as the piston 1 is fiber reinforced, the fiber molded body has a complicated shape. It is particularly effective when it has a thin portion and has a thin portion, and moreover enables stable mass production of the member.

【0017】前記鋳造作業によって、図5,図6に示す
鋳造物14が得られる。その鋳造物14は、ピストン鋳
造領域A内で鋳造されたピストン1と、溶湯保温領域B
内で鋳造されてピストン1に連なる第1スクラップ部1
1 と、湯溜り7およびシリンダ孔6内で鋳造されてピ
ストン1および第1スクラップ部151 に連なる凸形第
2スクラップ部152 とよりなる。また第1スクラップ
部151 は各突条12により成形された複数のスリット
16を有する。
By the casting operation, the casting 14 shown in FIGS. 5 and 6 is obtained. The casting 14 includes the piston 1 cast in the piston casting region A and the molten metal heat retaining region B.
1st scrap part 1 that is cast inside and continues to piston 1
5 1 and a convex second scrap portion 15 2 which is cast in the pool 7 and the cylinder hole 6 and is continuous with the piston 1 and the first scrap portion 15 1 . Further, the first scrap portion 15 1 has a plurality of slits 16 formed by each ridge 12.

【0018】鋳造物14から第1,第2スクラップ部1
1 ,152 を除去することによって、図1に示すピス
トン1が得られる。
From the casting 14 to the first and second scrap parts 1
By removing 5 1 and 15 2 , the piston 1 shown in FIG. 1 is obtained.

【0019】このスクラップ部除去作業に当っては、先
ず、第1スクラップ部151 から第2スクラップ部15
2 を切断し、次いで第2スクラップ部152 を切除され
た鋳造物14に、430℃にて6時間の加熱および80
℃の温水による冷却を含む熱衝撃を加える。繊維強化さ
れたピストン1と、マトリックス材のみからなる第1ス
クラップ部151 との間には大きな熱膨脹差が生じてお
り、また第1スクラップ部151 は複数のスリット16
により分断されているので、前記熱衝撃によって第1ス
クラップ部151 のピストン1側の端部には亀裂が発生
する。その後、各スリット16に楔を打込むと、第1ス
クラップ部151 がピストン1外表面を境にしてそのピ
ストン1から簡単に分離する。
In this scrap portion removing operation, first, the first scrap portion 15 1 to the second scrap portion 15
2 was cut, and then the second scrap portion 15 2 was cut into the cast product 14 and heated at 430 ° C. for 6 hours and at 80 ° C.
Apply thermal shock, including cooling with warm water at ° C. There is a large thermal expansion difference between the fiber-reinforced piston 1 and the first scrap portion 15 1 made of only the matrix material, and the first scrap portion 15 1 has a plurality of slits 16
Because of the thermal shock, a crack is generated at the end of the first scrap portion 15 1 on the piston 1 side due to the thermal shock. After that, when a wedge is driven into each slit 16, the first scrap portion 15 1 is easily separated from the piston 1 with the outer surface of the piston 1 as a boundary.

【0020】ピストン1において、繊維成形体13は正
常な形状を維持しており、またその内部には、溶湯より
得られたマトリックス材が充填されているので、高品質
であり、その上ピストン1の寸法は繊維成形体13の寸
法と略同一であるから、その機械加工仕上げ代は僅少で
ある。
In the piston 1, the fiber molded body 13 maintains a normal shape, and the inside thereof is filled with the matrix material obtained from the molten metal, so that the quality is high. Since the dimension of is substantially the same as the dimension of the fiber molded body 13, the machining allowance is small.

【0021】なお、第1,第2スクラップ部151 ,1
2 は鋳造材料として再使用することができるので、溶
湯保温領域B、湯溜り7等を設けたことによる経済的損
失は殆ど生じない。
The first and second scrap parts 15 1 and 1
Since 5 2 can be reused as a casting material, the economical loss due to the provision of the molten metal heat-retaining region B, the pool 7 and the like hardly occurs.

【0022】図7〜図12は、繊維強化複合部材として
の内燃機関用コンロッドを製造する第2実施例を示す。
7 to 12 show a second embodiment for producing a connecting rod for an internal combustion engine as a fiber reinforced composite member.

【0023】図7において、コンロッド17はその全体
を繊維強化されたもので、コンロッド17と同一形状お
よび略同一寸法の板状繊維成形体とその繊維成形体に充
填複合されたマトリックス材とより構成される。繊維成
形体は、前記同様に真空吸引成形法の適用下で成形され
たもので、直径0.5μmの炭化ケイ素短繊維より構成
され、コンロッド17における繊維成形体の体積分率V
fは20%である。マトリックス材はアルミニウム合金
よりなり、その組成は、0.5重量%Si、3重量%C
u、0.5重量%Mgおよび残部Alである。
In FIG. 7, the connecting rod 17 is entirely reinforced with fibers, and is composed of a plate-shaped fiber molded body having the same shape and substantially the same size as the connecting rod 17, and a matrix material filled and compounded in the fiber molded body. To be done. The fiber molded body is molded under the application of the vacuum suction molding method in the same manner as described above, is composed of silicon carbide short fibers having a diameter of 0.5 μm, and has a volume fraction V of the fiber molded body in the connecting rod 17.
f is 20%. The matrix material is made of aluminum alloy and its composition is 0.5 wt% Si, 3 wt% C
u, 0.5 wt% Mg and the balance Al.

【0024】図8,図9は、コンロッド17を生産する
ための鋳造装置を示し、その装置は、鋳型としての金型
18と、その金型18に摺動自在に嵌合されたプランジ
ャ19とを備えている。金型18は上型20と下型21
とよりなる。その上型20はプランジャ19を嵌合する
シリンダ孔22と、そのシリンダ孔22に連なると共に
下型21に向けて開口する湯溜り23とを有し、その湯
溜り23の開口形状はコンロッド17に近似している。
また下型21は、湯溜り23に向けて開口する凹部24
を有し、その凹部24の開口面積は湯溜り23の開口面
積に等しい。
8 and 9 show a casting device for producing the connecting rod 17, which comprises a mold 18 as a mold and a plunger 19 slidably fitted in the mold 18. Is equipped with. The mold 18 is an upper mold 20 and a lower mold 21.
And consists of. The upper mold 20 has a cylinder hole 22 into which the plunger 19 is fitted, and a hot water pool 23 which is continuous with the cylinder hole 22 and opens toward the lower mold 21, and the open shape of the hot water pool 23 is the connecting rod 17. It is close.
Further, the lower mold 21 has a recess 24 that opens toward the pool 23.
The opening area of the recess 24 is equal to the opening area of the basin 23.

【0025】凹部24の底面長手方向両端部において、
コンロッド17の大端部25および小端部26に対応す
る位置に繊維成形体用位置決めピン27,28が突設さ
れている。したがって、図9鎖線内の、両位置決めピン
27,28を含むコンロッド形状の中央領域は部材鋳造
領域としてのコンロッド鋳造領域Dであり、一方、コン
ロッド鋳造領域Dと凹部24内周面との間の周辺領域
は、コンロッド鋳造領域Dに連なると共にその領域Dを
囲む溶湯保温領域Eであって、両領域D,Eはキャビテ
ィC2 を構成する。
At both ends in the longitudinal direction of the bottom surface of the recess 24,
Positioning pins 27 and 28 for the fiber molded body are provided at positions corresponding to the large end portion 25 and the small end portion 26 of the connecting rod 17. Therefore, the central region of the connecting rod shape including both positioning pins 27 and 28 in the chain line in FIG. 9 is the connecting rod casting region D as the member casting region, while the connecting rod casting region D and the inner peripheral surface of the recess 24 are located between the connecting rod casting region D and the recess 24. The peripheral region is a molten metal heat retaining region E which is continuous with the connecting rod casting region D and surrounds the region D, and both regions D, E form a cavity C 2 .

【0026】溶湯保温領域Eにおいて、コンロッド鋳造
領域Dの大端部鋳造域d1 および小端部鋳造域d2 側に
各3本の突条29が各鋳造域d1 ,d2 を囲むように設
けられ、各突条29は溶湯保温領域Eの外周縁、したが
ってキャビティC2 内周面からコンロッド鋳造領域Dの
境界fまで延びている。また各位置決めピン27,28
および各突条29はキャビティC2 の深さと同一の高さ
を有する。
In the molten metal heat-retaining area E, three projections 29 surround the casting areas d 1 and d 2 on the large-end casting area d 1 and the small-end casting area d 2 sides of the connecting rod casting area D. The protrusions 29 extend from the outer peripheral edge of the molten metal heat-retaining region E, that is, the inner peripheral surface of the cavity C 2 to the boundary f of the connecting rod casting region D. In addition, each positioning pin 27, 28
And each ridge 29 has the same height as the depth of the cavity C 2 .

【0027】コンロッド17の鋳造に当っては、先ず、
コンロッド17と同一形状および略同一寸法の板状繊維
成形体30を700℃にて15分間以上加熱し、また金
型18を300℃に予熱する。次いで、図10に示すよ
うに繊維成形体30をその大、小端部側の位置決め孔3
1,32に両位置決めピン27,28を差し通してコン
ロッド鋳造領域Dに設置し、その後上、下型20,21
を閉じてキャビティC 2 、湯溜り23およびシリンダ孔
22に約760℃のアルミニウム合金の溶湯を注入し、
その後プランジャ19を下降させることにより溶湯を加
圧してキャビティC2 等に充填する。
In casting the connecting rod 17, first,
A plate-shaped fiber having the same shape and substantially the same size as the connecting rod 17.
Heat the molded body 30 at 700 ° C for 15 minutes or longer, and
Preheat mold 18 to 300 ° C. Then, as shown in FIG.
The fiber molding 30 is provided with the positioning holes 3 on the large and small end sides.
Insert both positioning pins 27 and 28 into
It is installed in the rod casting area D, and then the upper and lower molds 20, 21
Close cavity C 2, Pool 23 and cylinder hole
The molten aluminum alloy of about 760 ℃ is poured into No. 22,
Then, the plunger 19 is lowered to add the molten metal.
Press cavity C2Etc.

【0028】この加圧に伴い、溶湯が繊維成形体30外
面からその内部に浸透し、その際、繊維成形体30およ
びそれに浸透した溶湯は溶湯保温領域Eおよび湯溜り2
3の溶湯によって保温されているので、繊維成形体30
内では溶湯が低粘度に保たれて十分に流動し、これによ
り繊維成形体30に溶湯が充填される。この場合、溶湯
に対する加圧力は約10MPaに設定される。
Along with this pressurization, the molten metal permeates from the outer surface of the fiber molded body 30 into the inside thereof, and at that time, the fiber molded body 30 and the molten metal that has penetrated into the molten metal heat retaining area E and the pool 2
Since it is kept warm by the molten metal of No. 3, the fiber molded body 30
Inside, the molten metal is kept at a low viscosity and flows sufficiently, whereby the fiber molding 30 is filled with the molten metal. In this case, the pressure applied to the molten metal is set to about 10 MPa.

【0029】前記鋳造作業によって、図11,図12に
示す鋳造物33が得られる。その鋳造物33は、コンロ
ッド鋳造領域D内で鋳造されたコンロッド17と、溶湯
保温領域E内で鋳造されてコンロッド17に連なる第1
スクラップ部341 と、湯溜り23およびシリンダ孔2
2内で鋳造されてコンロッド17および第1スクラップ
部341 に連なる鉤形第2スクラップ部342 とよりな
る。また第1スクラップ部341 は各突条29により成
形された複数のスリット35を有する。
By the above casting operation, a casting 33 shown in FIGS. 11 and 12 is obtained. The casting 33 is formed by connecting the connecting rod 17 cast in the connecting rod casting region D and the connecting rod 17 that is cast in the molten metal heat retaining region E and is continuous with the connecting rod 17.
Scrap part 34 1 , pool 23 and cylinder hole 2
And a hook-shaped second scrap portion 34 2 continuous with the connecting rod 17 and the first scrap portion 34 1 . The first scrap portion 34 1 has a plurality of slits 35 formed by the protrusions 29.

【0030】鋳造物33から第1,第2スクラップ部3
1 ,342 を除去することによって、図7に示すコン
ロッド17が得られる。このスクラップ部除去作業は、
前記同様の方法で行われる。
From the casting 33 to the first and second scrap parts 3
By removing 4 1 and 34 2 , the connecting rod 17 shown in FIG. 7 is obtained. This scrap part removal work is
The same method as described above is used.

【0031】コンロッド17において、繊維成形体30
は正常な形状を維持しており、またその内部には、溶湯
より得られたマトリックス材が充填されているので、高
品質であり、その上コンロッド17の寸法は繊維成形体
30の寸法と略同一であるから、その機械加工仕上げ代
は僅少である。
In the connecting rod 17, the fiber molded body 30
Maintains a normal shape, and the inside thereof is filled with a matrix material obtained from the molten metal, so that the quality is high, and the dimension of the connecting rod 17 is substantially the same as the dimension of the fiber molded body 30. Since they are the same, the machining finishing allowance is very small.

【0032】なお、本発明によれば、溶湯に対する加圧
力は0.5MPaと低くても溶湯を繊維成形体に充填す
ることが可能である。
According to the present invention, the molten metal can be filled into the fiber molding even if the pressure applied to the molten metal is as low as 0.5 MPa.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、繊維成形体への溶湯充
填時における加圧力を従来法に比べ大幅に低下させるこ
とができ、しかも高品質で機械仕上げ加工代の僅少な繊
維強化複合部材を安定して量産することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, the pressing force at the time of filling molten metal into a fiber molding can be significantly reduced as compared with the conventional method, and the fiber reinforced composite member is of high quality and has a small machining finishing cost. Can be mass-produced stably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】ピストンの縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of a piston.

【図2】鋳造装置の第1例を示す縦断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view showing a first example of a casting apparatus.

【図3】図2の3−3矢視図である。FIG. 3 is a view on arrow 3-3 in FIG.

【図4】下型に繊維成形体を設置した状態を示す縦断面
図である。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a state where a fiber molded body is installed in a lower mold.

【図5】鋳造物の第1例を示す縦断面図である。FIG. 5 is a vertical sectional view showing a first example of a cast product.

【図6】図5の6−6矢視図である。6 is a view taken in the direction of arrow 6-6 of FIG.

【図7】コンロッドの平面図である。FIG. 7 is a plan view of a connecting rod.

【図8】鋳造装置の第2例を示す縦断面図である。FIG. 8 is a vertical sectional view showing a second example of the casting apparatus.

【図9】図8の9−9矢視図である。9 is a view taken along the arrow 9-9 of FIG.

【図10】下型に繊維成形体を設置した状態を示す平面
図である。
FIG. 10 is a plan view showing a state where the fiber molded body is installed in the lower mold.

【図11】鋳造物の第2例を示す縦断面図である。FIG. 11 is a vertical cross-sectional view showing a second example of the cast product.

【図12】図11の12−12矢視図である。12 is a view on arrow 12-12 of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,17 ピストン、コンロッド(繊維強化複合
部材) 2,18 金型(鋳型) 12,29 突条 13,30 繊維成形体 151 ,341 第1スクラップ部 16,35 スリット A,D ピストン鋳造領域、コンロッド鋳造領
域(部材鋳造領域) B,E 溶湯保温領域 C1 ,C2 キャビティ c,f 境界
1,17 Pistons, connecting rods (fiber reinforced composite members) 2,18 Molds (molds) 12,29 Projected ridges 13,30 Fiber compacts 15 1 , 34 1 1st scrap part 16,35 Slits A, D Piston casting area , Connecting rod casting area (member casting area) B, E molten metal heat retaining area C 1 , C 2 cavity c, f boundary

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 キャビティ(C1 ,C2 )が、部材鋳造
領域(A,D)およびその部材鋳造領域(A,D)に連
なると共にその領域(A,D)を囲む溶湯保温領域
(B,E)を有し、その溶湯保温領域(B,E)には、
その領域(B,E)の外周縁から前記部材鋳造領域
(A,D)の境界(c,f)まで延びる複数の突条(1
2,29)が設けられた鋳型(2,18)を用い、前記
部材鋳造領域(A,D)に強化用繊維よりなる繊維成形
体(13,30)を設置し、次いで前記キャビティ(C
1 ,C2 )に溶湯を注入してその溶湯を加圧することに
より、前記部材鋳造領域(A,D)内で前記繊維成形体
(13,30)に溶湯を充填複合させて繊維強化複合部
材(1,17)を鋳造すると共に前記溶湯保温領域
(B,E)内で前記繊維強化複合部材(1,17)に連
なり、且つ前記突条(12,29)により成形された複
数のスリット(16,35)を持つスクラップ部(15
1 ,341 )を鋳造し、その後前記繊維強化複合部材
(1,17)より前記スクラップ部(151 ,341
を除去することを特徴とする繊維強化複合部材の製造方
法。
1. A cavity (C1, C2) Is a component casting
Connect to the area (A, D) and its member casting area (A, D).
And a molten metal heat insulation area surrounding the area (A, D)
(B, E), and the molten metal heat retention area (B, E) has
The member casting region from the outer peripheral edge of the region (B, E)
A plurality of ridges (1 extending to the boundary (c, f) of (A, D)
Using a mold (2, 18) provided with
Fiber molding made of reinforcing fibers in the member casting area (A, D)
Place the body (13, 30), then the cavity (C
1, C2) To inject the molten metal into and pressurize the molten metal.
The fiber molded body in the member casting region (A, D)
(13, 30) filled with molten metal and compounded to form fiber-reinforced composite part
Casting the material (1, 17) and holding the molten metal
Connect to the fiber-reinforced composite member (1, 17) in (B, E).
And formed by the ridges (12, 29)
Scrap part (15) with a number of slits (16, 35)
1, 341) And then the fiber reinforced composite member
From (1,17), the scrap part (151, 341)
For manufacturing fiber-reinforced composite members characterized by removing
Law.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018052266A (en) * 2016-09-28 2018-04-05 日本精工株式会社 Rack-and-pinion gear housing, rack-and-pinion gear steering device and manufacturing method for rack-and-pinion gear housing

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