JPH055123A - 再溶融硬化処理法 - Google Patents

再溶融硬化処理法

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JPH055123A
JPH055123A JP18177591A JP18177591A JPH055123A JP H055123 A JPH055123 A JP H055123A JP 18177591 A JP18177591 A JP 18177591A JP 18177591 A JP18177591 A JP 18177591A JP H055123 A JPH055123 A JP H055123A
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JP
Japan
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remelting
casting
hardening treatment
molten metal
hardening
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Withdrawn
Application number
JP18177591A
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English (en)
Inventor
Hideaki Ikeda
英明 池田
Takeshi Kokusho
毅 国生
Hiroshi Murakami
浩 村上
Takuzo Kaida
拓造 甲斐田
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、例えばエンジン用部品であるカム
シャフトの製造工程を簡素化出来る再溶融硬化処理法に
関する。 【構成】 金型のキャビティ内に溶湯を注入し、溶湯の
表層が殻状の凝固層となった時点で離型して、熱間割れ
等を避けつつカムシャフト素材を成形する。そしてこの
素材のカム部のような耐摩耗性を要求される箇所に対し
て、研削加工のよな表面加工をすることなく直接局部的
に再溶融し、ニッケル等の高硬度金属粉末を添加して硬
化処理する。つまり、金型鋳造によって素材の寸法精
度、面粗度が向上し、しかも表面に酸化物等の不純物を
含まないため研削加工の工程が廃止出来、又、鋳造残熱
を利用した再溶融処理が可能となって効率的である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばエンジン用部品
であるカムシャフトを製造するに当り、従来の製作工程
の簡略化を図るようにした再溶融硬化処理法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば車両のエンジン用部品であ
るカムシャフト、ロッカーアーム等の鉄系部材の製造
は、砂型鋳造によって鋳造するのが一般的である。そし
て、例えば特開昭59―96225号の場合は、砂型鋳
造によってカムシャフトとカムを一体に鋳造した後、カ
ムの摺動面を強化するため同部を研削して鋳肌面に形成
されている酸化鉄、酸化シリコン、酸化マンガン等の酸
化物よりなる黒皮層を除去した後、該摺動面の表層を再
溶融して硬化処理層を得るようにしている。一方、本出
願人はカムシャフト等を熱伝導性の高い金型鋳造によっ
て鋳造する方法も提案している。例えば特開昭63−1
74775号は、金型を用いてカムシャフトを鋳造する
方法を開示しており、金型鋳造で生起し易い熱間割れ、
金型の変形等といった不具合を避けるため、金型のキャ
ビティ内に充填された溶湯の表層が殻状の凝固層となっ
た時離型するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来にあって
は、通常一般に行われている砂型鋳造によって製造する
場合には、鋳造した後再溶融硬化処理を行うまでの間に
処理部の研削加工を行う必要があり、この為研削加工工
程に持込んで処理する工数増の問題、加工工具の損耗、
コストアップ等といった問題を招いていた。つまり砂型
鋳造の場合は、鋳造品の寸法精度にバラツキが大きいば
かりでなく、面粗度が荒く、しかも表面に酸化物等の不
純物を含有しているため、必要な寸法精度を確保し、且
つ再溶融時にガスホール、ピンホールが発生するのを防
止するためには、研削加工が不可欠だからである。
【0004】一方、金型鋳造によって製造する場合は、
表面に不純物等を含まず、寸法精度も良い鋳造品が得ら
れるが、前述の特開昭63−174775号のような方
法で硬度や耐摩耗性を向上させる方法では、鋳造品全体
の機械的特性が均質化され易く、必要な箇所の表層のみ
を効果的に硬化させる等の処置が採り得なかった。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明は熱伝導性に優れた金型のキャビティ内に溶
湯を注入し、溶湯の表層が冷却されて殻状の凝固層が形
成された時点で離型して鋳造素材を成形し、この鋳造素
材の耐摩耗性を必要とする部分に対して研削等の表面加
工をすることなく直接再溶融硬化処理を施すようにし
た。
【0006】そして再溶融した部分に対して高硬度金属
粉末を添加するようにした。又、再溶融は、金型鋳造の
降温過程の残熱を利用するようにした。
【0007】
【作用】金型で鋳造することで、例えばカムシャフトで
あれば鋳造素材のカム山の軸方向の寸法精度、カム径、
カムプロフィールの寸法精度等の鋳造精度及び面粗度が
良く、しかも表面に酸化物等の不純物を含まないため、
鋳造素材に対してそのまま再溶融硬化処理が可能とな
る。つまり研削加工工程を廃止できる。
【0008】又、例えば摺動部分等の必要な箇所にのみ
局部的に硬化処理を施せば、必要部分の耐摩耗性等を効
果的に向上させつつ他の部分は靱性、被削容易性等の特
性を保持しておくような選択が可能となる。又、金型鋳
造で鋳造した直後、降温過程の残熱を再溶融硬化処理時
の予熱温度として用い、直ちに再溶融処理を行なうこと
で、再溶融処理時の予熱工程を省略或いは簡略化するこ
とが出来る。
【0009】
【実施例】本発明の再溶融硬化処理法の実施例について
添付した図面に基づき説明する。図1はカムシャフトを
鋳造する金型鋳造装置の斜視図、図2は図1のA―A線
断面図、図3は鋳造で得たカムシャフト、図4は再溶融
処理装置の部分説明図、図5は図4の要部拡大図であ
る。
【0010】本発明の再溶融処理法は、車両エンジン用
のカムシャフトの製造に適用され、まず熱伝導性に優れ
た金型によって鋳造される。すなわち図1、図2に示す
ように金属製の金型1は重力鋳造方式の鋳型として構成
され、砂型鋳造における鋳物砂に較べて極めて大きな熱
伝導性と比熱を持っている。そしてこの金型1には、溶
湯を注入する湯口2、製品を成形するキャビティ3、湯
口2とキャビティ3を連通する湯道4、ガス抜きの為の
ベント孔5等が設けられ、又、加熱回路8、冷却回路9
が金型1内部に設けられている。すなわち、加熱回路8
の棒状ヒータ11がカムシャフト7の軸部7aを形成す
るキャビティ3部に近接して設けられ、一方冷却回路9
の冷却水の導入路12、排水路13は、カム部7bを形
成するキャビティ3部に近接して設けられている。そし
て、この冷却水の導入路12及び排水路13は連通路1
4によって連通している。
【0011】又、金型1の左右には、一対のノックアウ
ト手段15が設けられている。つまり、このノックアウ
ト手段15は、支持板16に取り付けられた複数のノッ
クアウトピン17と、支持板16に連結された作動部材
18を備え、複数のノックアウトピン17の先端が湯口
2、キャビティ3、湯道4の各所定部に臨んでいる。
【0012】かかる金型1において、注湯に先立ち例え
ば加熱回路8によって軸部7a形成部を所定温度に加熱
し、カム部7b形成部は冷却回路9によってそれより低
い所定温度に維持して、その後湯口3から溶湯を注入す
る。そしてこのように予め金型1を加熱しておくことに
よって、溶湯が急冷されて割れを起こすような不具合を
回避する。次に溶湯の注入と同時に加熱回路8による加
熱を中止し冷却回路9による冷却を開始する。つまり、
冷却回路9の導入路12から冷却水を導入して連通路1
4を通して排水路13から排水し、カム部7bのチル化
を促進する。
【0013】鋳造素材の表層が金型1の冷却作用によっ
て凝固を始め、所定温度で殻状の凝固層となった時点で
型開きを行い、鋳造素材を型1から離型する。つまり表
層がある一定の温度以下に低下した時点でもまだ周囲を
拘束したままの状態であると、素材に熱間割れの現象が
生じたり、或いは鋳造素材の密着等によって金型1の損
傷を生じる虞れがあるからである。尚、この離型最適範
囲は、例えば表層温度が約800℃〜1150℃の範囲
に達した時であり、注湯後約3〜8秒後の時点である。
又、かかる金型鋳造によると、砂型鋳造に較べて寸法精
度が良く、しかも表面に不純物を含まない鋳造素材が鋳
造出来る。
【0014】以上のような過程によって鋳造素材が得ら
れると、必要な箇所に対して研削加工等の表面加工を施
すことなく直接再溶融硬化処理を行う。すなわち図4、
図5に示すように例えば処理装置のプラズマトーチ21
をカムシャフト7のカム部7bに近接させ、プラズマガ
ス通路22内の電極23とカム部7b表層部との間にア
ークを発生させて該表層部を再溶融し、この溶融部Rに
粉末搬送パイプ24を介して送られる高硬度金属粉末2
5を添加する。この為溶融部Rでは流動攪拌によって粉
末が例えば表面から約1〜2.5mmの深さで均一に分
散し、耐摩耗性を向上させた硬化処理がなされる。
【0015】尚、かかる高硬度金属粉末25としては、
例えばニッケル、クロム、モリブデン等の金属又はその
合金或いはSiC、Cr32、BN等が選ばれる。又、
以上のような再溶融は、金型1から取り出した鋳造素材
の温度が冷えきらないうちに鋳造残熱を再溶融硬化処理
時の予熱温度として用いて行うようにすることもある。
この場合は例えば表層の温度が400℃〜500℃程度
から開始することにより再溶融のための予熱工程の短縮
或いは一部省略等が可能である。
【0016】次にかかる硬化処理の終えたカム部7bに
対して仕上加工が行われる。つまり図6の(A)に示す
ように金型鋳造によって成形し、直接再溶融した寸法
(イ)から仕上加工を施して規定寸法(ロ)のカム形状
を得る。従って同図(B)に示す砂型鋳造における従来
例のように、鋳造によって得た寸法(イ)から研削加工
を行って寸法(ロ)を得、これに再溶融硬化処理を行っ
て仕上加工し規定寸法(ハ)を得るような複雑な工程を
避けることが出来、研削加工を廃止することが出来る。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明の再溶融硬化処理法
は、鋳造後の研削加工を廃止することが可能となり、極
めて効率的且つ安価となる。又、再溶融時に鋳造素材の
残熱を再溶融硬化処理時の予熱温度として用いること
で、予熱工程の一部省略等が可能となり、製作時間が更
に短縮されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】カムシャフトを鋳造する金型鋳造装置の斜視図
【図2】図1のA―A線断面図
【図3】鋳造したカムシャフト
【図4】再溶融処理装置の部分図
【図5】図4の要部拡大図
【図6】カムシャフトのカム部のプロフィールを示し、
(A)図が本発明、(B)図が従来例
【符号の説明】
(1)金型 (7)カムシャフト (7b)カム部 (21)プラズマトー
チ (24)粉末搬送パイプ
フロントページの続き (72)発明者 甲斐田 拓造 埼玉県狭山市新狭山1丁目10番地1 ホン ダエンジニアリング株式会社内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 熱伝導性に優れた金型のキャビティ内に
    溶湯を注入し、キャビティ表面に接する溶湯の表層が冷
    却されて殻状の凝固層が形成された時点で離型して鋳造
    素材を成形し、この鋳造素材の耐摩耗性を必要とする部
    分に対し研削等の表面加工を施すことなく、該表面に直
    接再溶融硬化処理を施すことを特徴とする再溶融硬化処
    理法。 【請求項2】 前記必要とする部分の再溶融硬化処理
    は、再溶融した鋳造素材表層に高硬度金属粉末を添加す
    ることであることを特徴とする請求項1に記載の再溶融
    硬化処理法。 【請求項3】 前記必要とする部分の再溶融硬化処理
    は、金型鋳造の降温過程の鋳造残熱を再溶融硬化処理時
    の予熱温度として用い、直ちに再溶融硬化処理すること
    を特徴とする請求項2に記載の再溶融硬化処理法。
JP18177591A 1991-06-26 1991-06-26 再溶融硬化処理法 Withdrawn JPH055123A (ja)

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