JPH0569082A - ロストフオーム鋳造物及びその製造方法 - Google Patents

ロストフオーム鋳造物及びその製造方法

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JPH0569082A
JPH0569082A JP2400377A JP40037790A JPH0569082A JP H0569082 A JPH0569082 A JP H0569082A JP 2400377 A JP2400377 A JP 2400377A JP 40037790 A JP40037790 A JP 40037790A JP H0569082 A JPH0569082 A JP H0569082A
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metal
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 膨張したポリスチレン等でできた消耗性のパ
ターン３２は鋳造物のピストン運行領域２６に対応する
パターン区分を分解しこれと置換するために過共晶Ａｌ
・Ｓｉ合金等の第１合金を鋳造する第１湯道手段５０
と、パターン３２の残余区分を分解しこれと置換するた
めに亜共晶Ａｌ・Ｓｉ合金等の第２合金を鋳造する第２
湯道手段６０とを有する。第１及び第２合金は、全体の
パターン３２が複製され合金が溶融して一体の鋳造物１
０を形成するように、単一のモールド３１内で鋳造され
る。 【効果】 エンジンブロック鋳造物は、シリンダ壁部分
における過共晶アルミニウム合金の高摩耗抵抗と、鋳造
物の残余部における亜共晶合金の細孔発生抑制及び簡単
な機械加工性の利点を合わせ有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋳造物のボディを形成
するために２つの金属合金を独立にかつ同時に鋳込むロ
ストフォーム(lost-foam) 金属鋳造方法に関する。特
に、本発明は、例えば米国特許第４，２４３，０９３号
明細書に開示された如き、消耗性のパターンを不結合粒
子モールド内に埋設する工程を有し、パターンが金属鋳
造温度で熱的に分解可能なポリマー材料でできていて、
製品鋳造物の第１部分及び第２部分にそれぞれ対応する
第１区分及び第２区分を有し製品鋳造物に対応する製品
部分を備え、パターンが更にパターンの第１区分に接続
された第１溶融物注入表面を具備した第１湯道手段と、
パターンの第２区分に接続され第１溶融物注入表面とは
別個の第２溶融物注入表面を具備した第２湯道手段とを
も備え、パターンが、第１溶融物注入表面及び第２溶融
物注入表面を鋳造金属に独立的に接触させるためこれら
の溶融物注入表面を互いに離間させた状態で露出させる
ように、不結合粒子モールド内に埋設され；更に、パタ
ーンの第１区分を分解させこれと置換させるために第１
溶融物注入表面に接触させるように、溶融した第１金属
合金を鋳込む工程と；これと同時に、パターンの第２区
分を分解させこれと置換させるために第２溶融物注入表
面に接触させるように、溶融した第２金属合金を鋳込む
工程と；製品鋳造物を形成するように第１金属合金及び
第２金属合金を固化する工程と；鋳造した金属製品鋳造
物をモールドから取り外し、第１湯道手段及び第２湯道
手段に対応する鋳造金属を製品鋳造物から分離する工程
と；を有するロストフォーム鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】典型的なロストフォーム鋳造方法におい
ては、パターンはモールド成形され膨張したポリスチレ
ンの如き、金属鋳造温度で蒸発可能なポリマー材料でで
きている。パターンを不結合サンドボディ(unbonded sa
nd body)に埋設して鋳造用のモールドを形成する。溶融
金属をモールド内に鋳造してパターンに接触させ、その
後金属は漸進的にパターンを分解し、パターンと置換す
る。従って、パターンは金属により複製され、その後金
属が固化して製品鋳造物を形成する。
【０００３】動力自動車に使用する型式の普通のエンジ
ンは、比較的重量があり複雑な金属鋳造物でできたエン
ジンブロックを有する。特定のエンジン設計に応じ、エ
ンジンブロック鋳造物は所望数のシリンダボアを画定す
る１以上の壁を有する。エンジン作動期間中、ピストン
が各シリンダボア内で往復運動し、共通のクランクシャ
フトを駆動する。クランクシャフトはクランクケース内
に収納されるが、このクランクケースの少なくとも一部
はエンジンブロック鋳造物の一部により形成される。ま
た、エンジンブロック鋳造物はシリンダの壁のまわりで
これから離間して位置した外壁を有していて、エンジン
作動中に冷却剤を循環させる水ジャケットを画定する。
従って、エンジンブロックはシリンダ壁部分と、クラン
クケース部分と、水ジャケット壁部分とを有する単一の
鋳造物でできている。
【０００４】歴史的には、大半のエンジンブロックは鋳
造鉄で作ってきたが、アルミニウム鋳造物でできたエン
ジンブロックもある。アルミニウムエンジンブロックは
ダイカスト法や永久モールド鋳造法の如きエンプティ・
キャビティ(empty-cavity)法により鋳造されてきた。ま
た、ロストフォーム法によりアルムニウムブロックを鋳
造する方法も提案されている。エンジンブロックに使用
する型式のアルミニウム合金はその含有物たるケイ素に
依存した特性を有し、アルミニウムと約１２％のケイ素
とで形成される低溶融共晶組成物を参照して説明され
る。過共晶合金は共晶組成物よりも多量のケイ素を含有
し、共晶マトリクス（母体）内に自由ケイ素粒子が分散
していることを特徴とする。自由ケイ素粒子は摩耗抵抗
を改善する硬質相を形成する。この摩耗抵抗はピストン
による損傷を減少させるためにシリンダボア壁にとって
望ましいものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、過共晶合金は
その鋳造が一層困難であり、特にエンジンブロックの如
き大きなボディを鋳造するのが極めて困難である。ケイ
素粒子の沈降が速いので、遅くに固化する鋳造物の内部
への金属供給の流れが阻害され、鋳造物内のマクロ細孔
の数が増えてしまう。また、過共晶合金は、ケイ素の沈
降期間中に放出される付加熱のためミクロ細孔の数を増
大させ、冷却期間中に熱収縮の度合を増大させてしま
う。シリンダ壁にとっては過共晶合金は望ましいが、こ
の過共晶合金による鋳造物は、工具が早く摩耗するの
で、機械加工を一層困難にさせてしまい、シリンダ壁と
は別の部分を構成するのには有利と言えない。本発明に
とって特に重要なのは、ロストフォーム方法による過共
晶合金の鋳造がこの方法に独特の困難を生じさせてしま
うことである。分解しているパターンに隣接する溶融物
の前線（フロント）での熱損失により早期の固化が生
じ、製品鋳造物に冷却むら(cold-fold) を生じさせてし
まう。
【０００６】一方、共晶組成物よりもケイ素の含有量の
少ない亜共晶合金は、過共晶合金内の硬いケイ素粒子に
比べて一層柔らかいアルミニウム粒子が分散しているこ
とを特徴とする。このため、鋳造物の機械加工は容易に
なるが、シリンダボア壁の摩耗が増大する。鋳鉄又は過
共晶合金の如き摩耗抵抗合金で作った管状のライナを亜
共晶鋳造物のシリンダボア内に挿入して、満足できるピ
ストン接触表面を提供する技術が知られている。ライナ
はその外径及び内径表面を精確に機械加工する必要があ
り、また適正な嵌合を行うためにエンジンブロック内に
注意深く組立てる必要があり、従ってエンジンのコスト
が大幅に高くなってしまう。更に、エンジン設計に応
じ、ライナと周囲のシリンダ壁との間の熱膨張の差によ
り生じる歪のため、エンジン作動中にクラック即ちひび
割れの生じる危険性がある。
【０００７】これらの理由のため、過共晶合金のみで作
った又は亜共晶合金のみで作ったエンジンブロック鋳造
物は全体として満足できるものではなかった。
【０００８】本発明の目的は、ロストフォーム方法で製
造され、第１合金で鋳造された第１部分と、この第１合
金とは組成上異なる第２合金で独立的にかつ同時に鋳造
された第２部分とを有する一体の鋳造物を提供すること
である。
【０００９】本発明の別の目的は、第１合金（過共晶ア
ルミニウム合金であるのが好ましい）でできたシリンダ
ボア壁部分と、第１合金とは組成上異なる第２合金（亜
共晶アルミニウム合金であるのが好ましい）でできた残
りの部分とを有するカンパウンド(compound)アルミニウ
ム合金のエンジンブロック鋳造物を提供することであ
る。
【００１０】本発明の更に別の目的は、製品の諸部分に
対応する諸区分を有する消耗性のパターンを提供する工
程と、パターンの第１区分と置換するように第１合金を
鋳造し、パターンの第２区分と置換するように、第１合
金とは組成上異なる第２合金を鋳造して、第１合金でで
きた第１部分と第２合金でできた第２部分とを有する一
体の製品を形成する工程と、を有する金属を鋳造するロ
ストフォーム方法を提供することである。
【００１１】本発明の他の目的は、所望のエンジンブロ
ック形状に対応するような寸法及び形状を有するパター
ンからエンジンブロック鋳造物を製造するためのロスト
フォーム鋳造方法であって、エンジンブロック鋳造物の
エンジン壁部分に対応するパターンの区分を複製するよ
うに過共晶合金の溶融物を鋳込む工程と、クランクケー
ス部分及び水ジャケット部分に対応するパターンの区分
と置換するように亜共晶合金を独立的に鋳込む工程とを
有するロストフォーム鋳造方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係るカンパウン
ド合金の製品鋳造物を製造するためのロストフォーム鋳
造方法の特徴とするところは、第１金属合金及び第２金
属合金の鋳造が全体のパターンを分解しこれと置換する
ように続行され、溶融した２つの第１及び第２金属合金
が、一体の製品鋳造物を形成するように、一緒に流れ溶
融することである。
【００１３】本発明の好ましい実施例においては、上記
目的は、過共晶アルミニウム合金でできたシリンダ壁部
分と亜共晶アルミニウム合金でできたクランクケース部
分及び水ジャケット部分とを有するカンパウンドアルミ
ニウム合金のエンジンブロック鋳造物を製造するための
ロストフォーム鋳造方法を提供することにより、達成さ
れる。この方法は、所望のエンジンブロック鋳造物の形
状に対応するような寸法及び形状の製品区分を有する消
耗性のパターンを使用する。エンジンブロック用のパタ
ーンは、エンジンブロック鋳造物のクランクケース部
分、シリンダ壁部分及び水ジャケット壁部分に対応する
区分をそれぞれ有する。パターンは第１溶融物注入表面
を有する第１湯道手段を具備する。第１湯道手段はシリ
ンダ壁部分に対応するパターンの区分に接続されて、溶
融金属を第１溶融物注入表面からシリンダ壁部分に対応
するパターン区分へ運ぶ。パターンは第１溶融物注入表
面とは独立の第２溶融物注入表面を有する第２湯道手段
をも具備する。第２湯道手段は、シリンダ壁部分に対応
するパターン区分から離間した１以上の領域で水ジャケ
ット壁部分に対応するパターンの区分に接続されて、溶
融金属を第２溶融物注入表面から水ジャケット壁部分に
対応するパターン区分へ運ぶ。パターンは、膨張したポ
リスチレン等を個々にモールド成形して作った複数の部
分を、蒸発性接着剤を使用して組立てることにより、形
成される。組立てたパターンを不結合サンド（砂）粒子
内に埋設してモールドを作る。パターンは、第１溶融物
注入表面及び第２溶融物注入表面を鋳造金属と独立に接
触させるためにこれらの表面を露出させ互いに離間させ
るように、モールド内に配置される。
【００１４】本発明によれば、溶融過共晶アルミニウム
・ケイ素合金の第１チャージを第１溶融物注入表面に接
触させるように鋳込む。パターンに接触したとき、溶融
金属は第１湯道手段を徐々に分解しこれと置換し、その
後、シリンダ壁部分に対応するパターン区分を分解しこ
れと置換する。溶融過共晶アルミニウム合金の第２チャ
ージを第２溶融物注入表面に接触させるように鋳造し、
このチャージは第２湯道手段を徐々に分解しこれと置換
し、その後、水ジャケット壁部分及びクランクケース部
分に対応するパターン区分を分解しこれと置換する。そ
の結果、全体のパターン区分が消費され、置換され、２
つのチャージは一緒に流れ溶融して一体の鋳造物を形成
する。２つの溶融チャージの鋳造は同時に起こり、これ
は、これらのチャージが同時に鋳造されること、また
は、連続鋳造の場合は、これらのチャージが、第１鋳造
チャージの固化前に第２鋳造チャージを注入するよう
な、例えば数秒だけずれた連続工程で鋳造されることを
意味する。チャージが一緒に流れる溶融物のラインはチ
ャージの相対体積により決定される。好ましい実施例に
おいては、鋳造過共晶合金の体積は、エンジン作動中に
ピストンが運行するシリンダ壁の領域（に対応するパタ
ーン区分）を置換するのに十分なものとする。従って、
過共晶合金のための溶融物の前線（フロント）はクラン
クケース部分に近接したラインで終了する。使用する亜
共晶合金の体積はパターンの残余部を置換するのに十分
なものとし、この亜共晶合金のフロントは超共晶合金の
フロントに接して流れ、個々のチャージを単一の製品鋳
造物として溶融する。デュアル鋳造合金(dual cast all
oy) の固化に続き、製品エンジンブロック鋳造物をモー
ルドから取り外し、湯道手段から分離する。
【００１５】それ故、本発明のエンジンブロック鋳造物
は過共晶アルミニウム・ケイ素合金でできたシリンダ壁
部分と、亜共晶アルミニウム・ケイ素合金でできた残り
の部分（水ジャケット壁、クランクケース部分を含む）
とを有する。従って、本発明は、鋳造物の一層質量のあ
る領域における多量の細孔の形成、冷却むら及び機械加
工の困難性という欠点を伴うことなく、シリンダ壁部分
の厳密な領域において過共晶合金の摩耗抵抗の利点を提
供し、同時に、余分なコストのシリンダライナを必要と
する柔らかいシリンダボア壁の欠点を伴うことなく、エ
ンジンブロックに穴を容易にドリル明けできネジ切りで
き他の特徴を仕上げできる亜共晶合金のクランクケース
部分及び水ジャケット部分についての音響鋳造物を提供
する。更に、本発明の方法は単一の製品鋳造物を製造す
るために単一のモールド内で容易に実施することがで
き、これにより製品エンジンブロックのコストを減少さ
せることができる。
【００１６】
【実施例】図面に示す本発明の好ましい実施例において
は、カンパウンドアルミニウム合金のエンジンブロック
鋳造物はロストフォーム方法により鋳造される。図５、
６には、自動車のＬ−４型火花点火エンジンのエンジン
ブロック鋳造物１０を示す。直立状態で示すエンジンブ
ロック鋳造物１０はクランクケースの一部を画定しクラ
ンクシャフト軸受支持部１４を備えた基部のクランクケ
ース部分１２と、このクランクケース部分１２に対向す
るシリンダヘッドデッキ１６とを有する。クランクケー
ス部分１２とデッキ１６との間で延びたシリンダ壁部分
１８と外側の水ジャケット壁２０は、エンジン作動中に
冷却剤を循環させるための水ジャケット２２を画定する
ように離間している。この例においては、シリンダ壁１
８は４つの平行なシリンダボア２４を画定し、これらの
シリンダボアはデッキ１６からクランクケース部分１２
へ延び、各シリンダボアの中央軸線２３を中央線２５に
対して直角に交差させるような状態で中央線２５に沿っ
て互いに整列している。この例では、シリンダボア２４
はシャム(Siamese) 様式で配列されている。すなわち、
隣接するシリンダボアは共通の壁にて分離されている。
このシャム様式の配列のため、４つのすべてのシリンダ
ボア２４は単一の連続的な壁により画定される。しか
し、本発明は水冷通路により離間された別個の管状壁に
より画定されたシリンダ壁を有するエンジンブロックを
鋳造するのにも適している。各シリンダボア２４はエン
ジンのピストンを収納し、シリンダヘッドデッキ１６に
おける端部２１を有し、また、エンジン作動期間中にピ
ストンが往復運動する領域２６をも有する。本発明によ
れば、少なくともピストン運行領域２６はクランクケー
ス部分１２及び水ジャケット壁２０とは組成上異なる摩
耗抵抗合金で鋳造する。図１には、エンジンブロック鋳
造物１０をロストフォーム鋳造するための鋳造用のモー
ルド３０を示す。モールド３０は、アルミニウム鋳造温
度で熱的に分解可能な膨張したポリスチレン材料ででき
たパターン３２のまわりに位置する不結合湖砂粒子の本
体３１を有する。砂（サンド）本体３１は有孔下壁２８
により支持された型枠２７内に収納する。型枠２７は有
孔下壁２８に関して砂本体３１とは反対側にあり外部の
真空ポンプ３３に接続したプレナム２９を有する。有孔
下壁２８は、鋳造期間中パターン分解蒸気をプレナム２
９へ排出させうる状態で、砂粒子を保持する。
【００１７】パターン３２はエンジンブロック鋳造物１
０に対応する寸法及び形状のエンジンブロックパターン
３４を有する。パターンの区分は鋳造物１０の部分に対
応するものとして説明する。従って、エンジンブロック
パターン３４は、鋳造物のクランクケース部分１２に対
応するクランクケース区分３６と、鋳造物のシリンダ壁
部分１８に対応するシリンダ壁区分３８と、鋳造物のジ
ャケット壁２０に対応するジャケット壁区分４０とを有
する。平行な中央軸線４３を有するボア４２がシリンダ
壁区分３８内に画定されていて、鋳造物１０内のシリン
ダボア２４を形成可能にする。エンジンブロックパター
ン即ち製品パターン３４はシリンダヘッドデッキ１６を
形成するための表面４４をも有する。図面か判るよう
に、製品パターン３４は、シリンダヘッドデッキ表面４
４が製品パターン３４の最下表面となるように、倒立し
た状態でモールド３０内に配置される。
【００１８】パターン３２は更に、膨張したポリスチレ
ン材料でできた第１湯道（ランナ）手段５０を有する。
湯道手段５０は鋳造期間中溶融金属を導入するための、
砂本体３１の上方に露出した溶融物注入表面（鋳造金属
に置き換えて示す）５４を有する下向き湯口５２を具備
する。下向き湯口５２はその下端で段付き湯道５６に接
続し、この段付き湯道は、各ボアの軸線４３がエンジン
ブロックの中心線２５に対応する線５９と垂直に交差す
るように、この線５９に平行な製品パターン３４のシリ
ンダ壁区分３８に隣接して位置する。段付き湯道５６は
一連の整合したゲート５８によりシリンダ壁区分３８に
接続している。図３、４に明示するように、ゲート５８
は各インターボア(interbore) 側及びボア構造の両側で
シリンダ壁区分３８に接続している。従って、湯道手段
５０は溶融物注入表面５４とシリンダ壁部分３８とを接
続する。湯道５６はゲート５８間に段部を有していて、
ゲートを通ってシリンダ壁区分３８へ流れる溶融物の一
層均一な流れを提供する。パターン３２は更に、膨張し
たポリスチレン材料でできた第２湯道手段６０をも有す
る。湯道手段６０は砂本体３１の上方に露出し第１溶融
物注入表面５４から離間した溶融物注入表面（鋳造中の
金属に置き換えて示す）６４を有する下向き湯口６２を
具備する。下向き湯口５２はその下端で湯道６５に接続
し、この湯道６５は分岐部６６を備え、これらの分岐部
は湯道５６の各側部で線５９に平行に延びているが、湯
道手段により運ばれる金属の相互混合を阻止するため砂
本体３１により離間せしめられている。分岐部６６は水
ジャケット壁区分４０に隣接して位置し、ゲート６８に
よりこの水ジャケット区分に接続する。分解可能なポリ
スチレンでできた第２湯道手段６０は溶融物注入表面６
４から製品パターン３４の水ジャケット壁区分４０へ金
属を運ぶようになっている。
【００１９】パターン３２は個々にモールド成形したポ
リスチレン素子を単一の本体として接着結合することに
より形成される。次いで、コアウォシュ(core wash) の
如き薄い多孔性の耐火性コーティングを、溶融物注入表
面５４、６４を除いて、外表面に施し、金属の早期固化
を防止するために鋳造物の表面仕上げを改善し鋳造中の
熱絶縁を提供する。次いで、パターン３２を空の型枠２
７内に配置し、その後、不結合砂を型枠２７内へ撒き落
とし、型枠をゆっくり振動させてパターン３２のまわり
で砂をひきしまらせ、モールドを形成する。次いで、注
入カップ７０、７２を砂本体３１の表面上で溶融物注入
表面５４、６４の上方にそれぞれ配置し、溶融金属を下
向き湯口５２、６２内へ導く。
【００２０】本発明によるエンジンブロック鋳造物１０
を鋳造するために、アメリカン・ソサエティ・フォー・
メタルス(American Societyfor Metals) によりアルミ
ニウム合金３９０として指定された加共晶アルミニウム
合金の第１チャージ８０を準備する。このアルミニウム
合金３９０の公称組成では、重量比で、４〜５％の銅
と、０．３４〜０．６５％のマグネシウムと、１６〜１
８％のケイ素と、残りのアルミニウム及び不純物とを含
む。チャージ８０はとりべ８２から注入カップ７０内へ
注がれ、溶融物注入表面５４に接触せしめられる。溶融
金属からの熱で、隣接するポリスチレンが分解し、溶融
金属は出来上がった空間内へ流入する。このようにし
て、溶融金属は、下向き湯口５２、湯道５６、ゲート５
８及びシリンダ壁区分３８を徐々に分解しこれらと置換
する。湯道５６内の段部は、下向き湯口５２からの距離
の違いにも拘わらず、ゲート５８を通る溶融物の一層均
一な流れを提供し、シリンダ壁区分３８の一層均一な置
換を生じさせる。
【００２１】第１チャージの注入に続き、第２のアルミ
ニウム合金のチャージ８４をとりべ８６から注入カップ
７２内へ注ぎ、溶融物注入表面６４に接触させる。第２
チャージは上記アメリカン・ソサエティ・フォー・メタ
ルスにより合金３１９として指定された亜共晶アルミニ
ウム合金でできており、この合金の公称組成では、重量
比で、４〜５％の銅と、５．５〜６．５％のケイ素と、
残りのアルミニウム及び不純物とを含む。第１チャージ
の鋳造に関して述べたと同様の方法で、チャージ８４は
下向き湯口６２、分岐部６６を含む湯道６５を徐々に分
解してこれと置換し、次いでゲート６８を通り、水ジャ
ケット壁区分４０と置換する。チャージ８４の体積は、
水ジャケット壁区分４０ばかりか、クランクケース区分
３６及びこれに隣接するシリンダ壁区分３８の領域をも
置換するように調整される。すなわち、チャージ８４は
チャージ８０により消費されなかったパターン３４の残
余部と置換するのに十分なものである。このようにし
て、全体のパーターンは複製され、チャージ８４の鋳造
アルムニウム合金３１９はチャージ８０の鋳造アルムニ
ウム合金３９０に接して流れる。図６に９０にて示す接
触地点で、２つのチャージは一緒に溶融し、鋳造金属の
単一の本体を形成する。
【００２２】冷却及び固化後、鋳造物をモールドから取
り外し、湯道手段５０、６０に対応する部分を分離し
て、図５、６に示すようなエンジンブロック鋳造物１０
を得る。図示のように、シリンダ壁部分２４のピストン
運行領域２６は摩耗抵抗性の過共晶アルミニウム・ケイ
素合金３９０の鋳造物で作られる。クランクケース部分
１２及び水ジャケット壁２０を含む残余部は亜共晶アル
ミニウム・ケイ素合金３１９で作られる。２つの合金は
９０において溶融し、その結果、鋳造物１０は一体の金
属本体となる。
【００２３】従って、このエンジンブロック鋳造物は、
シリンダ壁部分において柔質の亜共晶合金の欠点及び鋳
造物内での過共晶合金の細孔発生、機械加工性の悪化の
欠点を伴うことなく、シリンダ壁部分において過共晶合
金の利点を有し、残余部において亜共晶合金の利点を有
する。
【００２４】上述の実施例においては、カンパウンドア
ルムニウム合金のエンジンブロック鋳造物は、組成上異
なる金属の２つのチャージを独立的にしかも同時にモー
ルド内で鋳造して単一のパターンと置換するようなロス
トフォーム方法で製造した。ポリスチレンを分解し置換
する方法は、エンプティ・キャビティ鋳造法には見られ
ない溶融物流れに対する抵抗を生じさせる。これは、鋳
造物のシリンダ壁部分のピストン運行領域へのアルミニ
ウム合金３９０の比較的均一な流れを許容する制御され
た充填により達成される。これはまた、個々の合金の所
望の特性を消失させるような相互混合を最小化した状態
で２つのフロントの一緒の流れを許容するように各溶融
物の金属の設定し、金属での乱流を少なくすることによ
り、達成される。デュアル合金のエンジンブロック鋳造
物の製造において、過共晶合金の体積は、シリンダ壁区
分の所定の部分を置換するように設定される。亜共晶合
金の体積は、ピストン運行領域２６から第１湯道手段５
０内への金属の逆流圧送を伴うことなく、パターンの残
余部を置換するのに十分な金属を提供するように制御さ
れる。上述の実施例においては、鋳造金属の上記相対体
積により、シリンダ壁部分内に溶融ラインが発生した。
代わりに、製品鋳造物内のどこかに溶融ラインが発生す
るように相対体積を調整してもよい。例えば、過共晶合
金の相対体積を増大させてクランクケース区分の一部を
消費させ、溶融ラインをクランクケース部分内に形成し
てもよい。
【００２５】エンジンブロック鋳造物を製造するのに本
発明のデュアル合金鋳造方法を説明したが、この方法
は、異質の金属の異なる部分を有する他の目的に供する
形状を有する一体の鋳造物を製造するのにも適する。ま
た、上述の実施例においては、過共晶アルミニウム合金
と亜共晶アルミニウム合金との組み合わせにより鋳造物
を形成したが、この方法は、別のアルミニウム又は非ア
ルムニウム金属の組み合わせによる鋳造にも適する。例
えば、この方法は、結節状鉄及び銑鉄の如き異なる種類
の鉄合金を鋳造するのに適用できる。本発明によれば、
２つの異なる合金を単一のモールド内で同時に鋳造す
る。両方の合金はモールド内へ同時に注入してもよい
し、上述の実施例のように連続法で鋳造してもよい。一
方のチャージが完全に固化する前に他方のチャージを鋳
込むのが望ましい。典型的には、両方の金属の鋳造は数
秒のずれ以内で完了する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ロストフォーム法により鋳造を行うための消耗
性ポリマーエンジンブロックパターンを有する鋳造用の
モールドの断面図である。
【図２】図１の２ー２線におけるモールドの部分破断断
面図である。
【図３】図１の３ー３線におけるモールドの断面図であ
る。
【図４】製品部分への取り付け面に沿って断面にした図
１のパターンのための湯道手段の一部を示す斜視図であ
る。
【図５】本発明の好ましいデュアルアリミニウム合金の
エンジンブロック鋳造物の斜視図である。
【図６】図５の６ー６線におけるエンジンブロック鋳造
物の断面図である。
【符号の説明】
１０ 製品鋳造物 １２ クランクケース部分 １４ 軸受支持部 １８ シリンダ壁部分 ２０ 水ジャケット壁 ２１ ヘッド端部 ２４ シリンダボア ２６ ピストン運行領域 ３１ 砂本体（モールド） ３２ パターン ３４ 製品パターン ３６ クランクケース区分 ３８ シリンダ壁区分 ４０ 水ジャケット壁区分 ５０ 第１湯道手段 ５４ 第１溶融物注入表面 ６０ 第２湯道手段 ６４ 第２溶融物注入表面 ８０ 第１チャージ（第１合金） ８４ 第２チャージ（第２合金）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｆ 1/10 Ｚ 8503−3Ｇ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１金属合金でできた第１部分（１８）
    と同第１金属合金とは別の第２金属合金でできた第２部
    分（１２、１４、２０）とを有するカンパウンド合金の
    製品鋳造物（１０）を製造するためのロストフォーム鋳
    造方法であって、消耗性のパターン（３２）を不結合粒
    子モールド（３１）内に埋設する工程を有し、同パター
    ン（３２）が金属鋳造温度で熱的に分解可能なポリマー
    材料でできていて、前記製品鋳造物（１０）の前記第１
    部分及び第２部分にそれぞれ対応する第１区分（３８）
    及び第２区分（３６）を有し同製品鋳造物に対応する製
    品部分（３４）とを備え、同パターン（３２）が更に同
    パターンの同第１区分（３８）に接続された第１溶融物
    注入表面（５４）を具備した第１湯道手段（５０）と、
    同パターン（３２）の前記第２区分（３６）に接続され
    同第１溶融物注入表面（５４）とは別個の第２溶融物注
    入表面（６４）を具備した第２湯道手段（６０）とをも
    備え、同パターン（３２）が、同第１溶融物注入表面
    （５４）及び第２溶融物注入表面（６４）を鋳造金属に
    独立的に接触させるためこれらの溶融物注入表面を互い
    に離間させた状態で露出させるように、前記不結合粒子
    モールド（３１）内に埋設され；更に、前記パターン
    （３２）の前記第１区分（３８）を分解させこれと置換
    させるために前記第１溶融物注入表面（５４）に接触さ
    せるように、溶融した第１金属合金（８０）を鋳込む工
    程と；これと同時に、同パターン（３２）の前記第２区
    分（３６）を分解させこれと置換させるために前記第２
    溶融物注入表面（６４）に接触させるように、溶融した
    第２金属合金（８４）を鋳込む工程と；前記製品鋳造物
    （１０）を形成するように同第１金属合金及び第２金属
    合金を固化する工程と；鋳造した金属製品鋳造物（１
    ０）を前記モールド（３１）から取り外し、前記第１湯
    道手段（５０）及び第２湯道手段（６０）に対応する鋳
    造金属を同製品鋳造物（１０）から分離する工程と；を
    有するロストフォーム鋳造方法において、 前記第１金属合金（８０）及び第２金属合金（８４）の
    鋳造が全体の前記パターン（３２）を分解しこれと置換
    するように続行され、溶融した２つの第１及び第２金属
    合金（８０、８４）が、一体の製品鋳造物（１０）を形
    成するように、一緒に流れ溶融することを特徴とするロ
    ストフォーム鋳造方法。
  2. 【請求項２】 前記第１金属合金（８０）を過共晶アル
    ミニウム・ケイ素合金とし、前記第２金属合金（８４）
    を亜共晶アルミニウム・ケイ素合金としたことを特徴と
    する請求項１のロストフォーム鋳造方法。
  3. 【請求項３】 クランクケース部分（１２）と、このク
    ランクケース部分（１２）から延びたシリンダ壁部分
    （１８）と、このシリンダ壁部分のまわりで同シリンダ
    壁部分から離間して同クランクケース部分（１２）から
    延びた水ジャケット壁（２０）とを有し、同シリンダ壁
    部分（１８）が少なくとも１つのシリンダボア（２４）
    を画定し、前記クランクケース部分（１２）から遠い方
    の外端（２１）に隣接してピストン運行領域（２６）を
    有するようなカンパウンド合金のエンジンブロック鋳造
    物（１０）を製造するための、請求項１又は２のロスト
    フォーム鋳造方法において、 前記エンジンブロック鋳造物（１０）が、前記シリンダ
    壁部分の前記ピストン運行領域（２６）を前記第１金属
    合金（８０）で構成し、かつ前記クランクケース部分
    （１２）及び前記水ジャケット壁（２０）を前記第２金
    属合金（８４）で構成するように、同第１金属合金及び
    第２金属合金でできており；前記消耗性のパターン（３
    ２）が、エンジンブロック鋳造物（１０）を製造するよ
    うな寸法及び形状を実質上有し、前記シリンダ壁部分
    （１８）に対応する前記第１区分（３８）と、前記クラ
    ンクケース部分（１２）及び前記水ジャケット壁（２
    ０）に対応する前記第２区分（３６、４０）とを備え；
    前記第１湯道手段（５０）がシリンダ壁部分に対応する
    第１区分（３８）に接続されており；前記第２湯道手段
    （６０）が水ジャケット壁に対応する第２区分（４０）
    に接続されており；溶融した前記第１金属合金（８０）
    が、前記シリンダ壁部分（１８）の少なくとも前記ピス
    トン運行領域（２６）に対応する前記パターン（３２）
    の部分を分解しこれと置換するように、前記第１溶融物
    注入表面（５４）に接触する如くに鋳造され；溶融した
    前記第２金属合金（８４）が、前記水ジャケット壁及び
    クランクケース部分に対応する該パターン（３２）の前
    記第２区分（４０、３６）を分解しこれと置換するよう
    に、前記第２溶融物注入表面（６４）に接触する如くに
    鋳造され；前記第１金属合金（８０）及び第２金属合金
    （８４）の鋳造が全体の前記パターン（３２）を分解し
    これと置換するように続行され；次いで、鋳造された金
    属合金が固化されてエンジンブロック鋳造物（１０）を
    形成する；ことを特徴とするロストフォーム鋳造方法。
  4. 【請求項４】 請求項１の方法により製造され、第１金
    属合金（８０）により鋳造された第１部分（１８）と、
    同第１金属合金（８０）とは別個の第２金属合金（８
    ４）により独立的にかつ同時に鋳造された第２部分（１
    ２、２０）とを有するロストフォーム鋳造物（１０）に
    おいて、前記第１金属合金（８０）及び第２金属合金
    （８４）が一体の製品鋳造物（１０）を形成するように
    溶融することを特徴とするロストフォーム鋳造物。
  5. 【請求項５】 前記第１部分（１８）が第１アルミニウ
    ム合金（８０）で形成され、前記第２部分（１２、２
    ０）が同第１アルミニウム合金（８０）とは別個の第２
    アルミニウム合金（８４）で形成されることを特徴とす
    る請求項４のロストフォーム鋳造物。
  6. 【請求項６】 前記第１アルミニウム合金を過共晶アル
    ミニウム・ケイ素合金（８０）とし、前記第２アルミニ
    ウム合金を亜共晶アルミニウム・ケイ素合金（８４）と
    したことを特徴とする請求項５のロストフォーム鋳造
    物。
  7. 【請求項７】 請求項３の方法により製造され、クラン
    クケース部分（１２）と、このクランクケース部分（１
    ２）から延びたシリンダ壁部分（１８）と、このシリン
    ダ壁部分（１８）のまわりで同シリンダ壁部分から離間
    して同クランクケース部分（１２）から延びた水ジャケ
    ット壁（２０）とを有し、同シリンダ壁部分（１８）
    が、少なくとも１つのシリンダボア（２４）を画定し、
    前記クランクケース部分（１２）から遠い方のヘッド端
    （２１）と、このヘッド端に隣接したピストン運行領域
    （２６）を有するようなカンパウンド金属合金のロスト
    フォームエンジンブロック鋳造物（１０）において、 前記ピストン運行領域（２６）が前記第１金属合金（８
    ０）で鋳造され、前記クランクケース部分（１２）及び
    前記水ジャケット壁（２０）が前記第２金属合金（８
    ４）で鋳造され；第１金属合金（８０）及び第２金属合
    金（８４）が一体の鋳造物（１０）を形成するように一
    緒に溶融することを特徴とするロストフォームエンジン
    ブロック鋳造物。
  8. 【請求項８】 前記第１金属合金を第１アルミニウム合
    金（８０）とし、前記第２金属合金を同第１アルミニウ
    ム合金（８０）とは別個の第２アルミニウム合金（８
    ４）としたことを特徴とする請求項７のエンジンブロッ
    ク鋳造物。
  9. 【請求項９】 前記第１金属合金を過共晶アルミニウム
    ・ケイ素合金（８０）とし、前記第２金属合金を亜共晶
    アルミニウム・ケイ素合金（８４）としたことを特徴と
    する請求項７のエンジンブロック鋳造物。
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