JPH0616933B2 - 繊維強化シリンダブロツク素材の鋳造方法 - Google Patents
繊維強化シリンダブロツク素材の鋳造方法Info
- Publication number
- JPH0616933B2 JPH0616933B2 JP14699685A JP14699685A JPH0616933B2 JP H0616933 B2 JPH0616933 B2 JP H0616933B2 JP 14699685 A JP14699685 A JP 14699685A JP 14699685 A JP14699685 A JP 14699685A JP H0616933 B2 JPH0616933 B2 JP H0616933B2
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- cavity
- molded body
- core
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Description
【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、シリンダボア回りを繊維成形体により強化し
た繊維強化シリンダブロック素材の鋳造方法に関する。
た繊維強化シリンダブロック素材の鋳造方法に関する。
(2) 従来の技術 従来、この種シリンダブロック素材を鋳造する場合、軸
線を水平に配設したシリンダボア成形用中子の外周面に
円筒状繊維成形体を装着し、次いでその繊維成形体を囲
繞するシリンダブロック素材成形用キャビテイに、前記
繊維成形体の一端側から溶湯を注入し、その後溶湯を加
圧し、その加圧下で完全凝固させる手法が採用されてい
る。
線を水平に配設したシリンダボア成形用中子の外周面に
円筒状繊維成形体を装着し、次いでその繊維成形体を囲
繞するシリンダブロック素材成形用キャビテイに、前記
繊維成形体の一端側から溶湯を注入し、その後溶湯を加
圧し、その加圧下で完全凝固させる手法が採用されてい
る。
(3) 発明が解決しようとする問題点 しかしながら前記手法によると、溶湯の流れが繊維成形
体の一端から他端に向かう軸方向の流れとなるため溶湯
がガスを巻込み易く、またシリンダブロック素材におけ
る繊維成形体の他端と対応する部位にガスが閉込められ
易い。その結果、シリンダブロック素材に巣が発生する
という問題がある。
体の一端から他端に向かう軸方向の流れとなるため溶湯
がガスを巻込み易く、またシリンダブロック素材におけ
る繊維成形体の他端と対応する部位にガスが閉込められ
易い。その結果、シリンダブロック素材に巣が発生する
という問題がある。
本発明は前記問題を解決し得る前記鋳造方法を提供する
ことを目的とする。
ことを目的とする。
B.発明の構成 (1) 問題点を解決するための手段 本発明は、シリンダボア回りを繊維成形体により強化し
たシリンダブロック素材を鋳造するに当り、軸線を上下
方向に向けた通気性を有するシリンダボア成形用中子の
外周面に円筒状繊維成形体を装着する工程と;前記繊維
成形体を囲繞するシリンダブロック素材成形用キャビテ
イ上部のガス抜き孔の開度を絞り、該キャビテイ下部よ
り該キャビテイに溶湯を注入すると共に前記中子を介し
て前記繊維成形体内のガスを吸引する工程と;前記ガス
抜き孔を閉じて前記溶湯を加圧し、その加圧下で完全凝
固させる工程と;を用いることを特徴とする。
たシリンダブロック素材を鋳造するに当り、軸線を上下
方向に向けた通気性を有するシリンダボア成形用中子の
外周面に円筒状繊維成形体を装着する工程と;前記繊維
成形体を囲繞するシリンダブロック素材成形用キャビテ
イ上部のガス抜き孔の開度を絞り、該キャビテイ下部よ
り該キャビテイに溶湯を注入すると共に前記中子を介し
て前記繊維成形体内のガスを吸引する工程と;前記ガス
抜き孔を閉じて前記溶湯を加圧し、その加圧下で完全凝
固させる工程と;を用いることを特徴とする。
(2) 作 用 キャビテイへの溶湯注入時、通気性中子を介して繊維成
形体に対するガス抜きが行われる。
形体に対するガス抜きが行われる。
またキャビテイにそれの下部から溶湯を注入すると同時
に、開度を絞られたガス抜き孔の開口を通じてキャビテ
イ内のガス抜きを行うのでその開口の絞り効果によって
キャビテイ内に背圧が生じ、それが湯面全体に均等に作
用し、その結果、湯面は波立ちを抑制されて略水平に上
昇し、これにより溶湯へのガスの巻込みが防止され、ま
たキャビテイ内のガス抜きも効率よく行われる。
に、開度を絞られたガス抜き孔の開口を通じてキャビテ
イ内のガス抜きを行うのでその開口の絞り効果によって
キャビテイ内に背圧が生じ、それが湯面全体に均等に作
用し、その結果、湯面は波立ちを抑制されて略水平に上
昇し、これにより溶湯へのガスの巻込みが防止され、ま
たキャビテイ内のガス抜きも効率よく行われる。
さらに溶湯を、加圧し、その加圧下で完全凝固させるの
で、溶湯の圧力上昇過程で溶湯が繊維成形体に確実に充
填され、またマトリックスの金属組織が緻密化してその
強度が向上する。
で、溶湯の圧力上昇過程で溶湯が繊維成形体に確実に充
填され、またマトリックスの金属組織が緻密化してその
強度が向上する。
(3) 実施例 第1〜第3図は本発明により得られた素材からなる繊維
強化アルミニウム合金製サイアミーズ型シリンダブロッ
クSを示し、そのシリンダブロックSは、直列に並ぶ複
数、図示例は4個のシリンダバレル11〜14相互を結
合してなるサイアミーズシリンダバレル1と、そのサイ
アミーズシリンダバレル1を囲繞する外壁部2と、外壁
部2の下縁に連設されたクランクケース3とより構成さ
れる。各シリンダバレル11〜14におけるシリンダボ
ア4の周囲に円筒状の繊維成形体Fが埋設され、この繊
維成形体Fによりシリンダボア4回りが繊維強化され
る。
強化アルミニウム合金製サイアミーズ型シリンダブロッ
クSを示し、そのシリンダブロックSは、直列に並ぶ複
数、図示例は4個のシリンダバレル11〜14相互を結
合してなるサイアミーズシリンダバレル1と、そのサイ
アミーズシリンダバレル1を囲繞する外壁部2と、外壁
部2の下縁に連設されたクランクケース3とより構成さ
れる。各シリンダバレル11〜14におけるシリンダボ
ア4の周囲に円筒状の繊維成形体Fが埋設され、この繊
維成形体Fによりシリンダボア4回りが繊維強化され
る。
サイアミーズシリンダバレル1と外壁部2間に、サイア
ミーズシリンダバレル1の外周が臨む水ジャケット6が
形成される。その水ジャケット6のシリンダヘッド側端
部において、サイアミーズシリンダバレル1と外壁部2
間は複数の補強デッキ部8により部分的に連結され、相
隣る補強デッキ部8間はシリンダヘッド側への連通口7
として機能する。これによりシリンダブロックSはクロ
ーズドデッキ型に構成される。
ミーズシリンダバレル1の外周が臨む水ジャケット6が
形成される。その水ジャケット6のシリンダヘッド側端
部において、サイアミーズシリンダバレル1と外壁部2
間は複数の補強デッキ部8により部分的に連結され、相
隣る補強デッキ部8間はシリンダヘッド側への連通口7
として機能する。これによりシリンダブロックSはクロ
ーズドデッキ型に構成される。
第5〜第8図は、第4図に示すシリンダブロック素材S
mを鋳造すべく本発明の実施に用いられる鋳造装置を示
し、その装置は金型Mを備え、その金型Mは昇降自在な
上型9と、その上型9の下方に配設され、第5,第6図
において左右二つ割の第1および第2側型101,10
2ならびに第7図において左右二つ割の第3および第4
側型103,104と、各側型101〜104を摺動自
在に載置する下型11とより構成される。
mを鋳造すべく本発明の実施に用いられる鋳造装置を示
し、その装置は金型Mを備え、その金型Mは昇降自在な
上型9と、その上型9の下方に配設され、第5,第6図
において左右二つ割の第1および第2側型101,10
2ならびに第7図において左右二つ割の第3および第4
側型103,104と、各側型101〜104を摺動自
在に載置する下型11とより構成される。
上型9の下面に、各側型101〜104の上半部と協働
してサイアミーズシリンダバレル1および外壁部2を成
形するための第1キャビテイC1を画成する型締め用凹
部12が形成され、その凹部12と嵌合する型締め用凸
部13が各側型101〜104の上面に突設される。
してサイアミーズシリンダバレル1および外壁部2を成
形するための第1キャビテイC1を画成する型締め用凹
部12が形成され、その凹部12と嵌合する型締め用凸
部13が各側型101〜104の上面に突設される。
第7,第8図に示すように、下型11に溶解炉(図示せ
ず)よりアルミニウム合金の溶湯を受ける湯溜部14
と、その湯溜部14に連通する給湯シリンダ15と、そ
の給湯シリンダ15に摺合されるプランジヤ16と、湯
溜部14より2本に分岐して第1キャビテイC1の長手
方向に、且つそれと略同一長さに亘って延びる一対の湯
道17とが設けられる。また下型11は両湯道17間に
おいて上方へ突出する成形ブロック18を有し、その成
形ブロック18は各側型101〜104の下半部と協働
してクランクケース3を成形するための第2キャビテイ
C2を画成する。そのキャビテイC2の上端は前記第1
キャビテイC1に連通し、また両側の下端は両湯道17
に複数の堰19を介して連通する。これら第1,第2キ
ャビテイC1,C2はシリンダブロック素材成形用キャ
ビテイを構成する。
ず)よりアルミニウム合金の溶湯を受ける湯溜部14
と、その湯溜部14に連通する給湯シリンダ15と、そ
の給湯シリンダ15に摺合されるプランジヤ16と、湯
溜部14より2本に分岐して第1キャビテイC1の長手
方向に、且つそれと略同一長さに亘って延びる一対の湯
道17とが設けられる。また下型11は両湯道17間に
おいて上方へ突出する成形ブロック18を有し、その成
形ブロック18は各側型101〜104の下半部と協働
してクランクケース3を成形するための第2キャビテイ
C2を画成する。そのキャビテイC2の上端は前記第1
キャビテイC1に連通し、また両側の下端は両湯道17
に複数の堰19を介して連通する。これら第1,第2キ
ャビテイC1,C2はシリンダブロック素材成形用キャ
ビテイを構成する。
成形ブロック18は、所定の間隔で形成された背の高い
4個のかまぼこ形第1成形部181と、相隣る第1成形
部181間のおよび最外側の両第1成形部181の外側
に位置する凸字形第2成形部182とよりなり、各第1
成形部181はクランクピンおよびクランクアーム用回
転空間20(第2,第3図)を成形するために用いら
れ、第2成形部182はクランクジャーナルの軸受ホル
ダ21(第2,第3図)を成形するために用いられる。
各堰19は各第2成形部182に対応して設けられてお
り、第2キャビテイC2の容量の大きな部分に溶湯を早
期に注入するようになっている。
4個のかまぼこ形第1成形部181と、相隣る第1成形
部181間のおよび最外側の両第1成形部181の外側
に位置する凸字形第2成形部182とよりなり、各第1
成形部181はクランクピンおよびクランクアーム用回
転空間20(第2,第3図)を成形するために用いら
れ、第2成形部182はクランクジャーナルの軸受ホル
ダ21(第2,第3図)を成形するために用いられる。
各堰19は各第2成形部182に対応して設けられてお
り、第2キャビテイC2の容量の大きな部分に溶湯を早
期に注入するようになっている。
両湯道17の断面積が、湯溜部14側より湯道先17a
に向けて段階的に減少するように、湯道17底面は湯溜
部14側より数段の上り階段状に形成されている。各段
部17bに連なる各立上がり部17cは溶湯を各堰19
にスムーズに導くことができるように斜めに形成され
る。
に向けて段階的に減少するように、湯道17底面は湯溜
部14側より数段の上り階段状に形成されている。各段
部17bに連なる各立上がり部17cは溶湯を各堰19
にスムーズに導くことができるように斜めに形成され
る。
このように湯道17の断面積を段階的に減少させると、
断面積の大きな部分では大量の溶湯を遅い速度で堰19
を通じて第2キャビテイC2に注入し、また断面積の小
さな部分では少量の溶湯を速い速度で堰19を通じて第
2キャビテイC2に注入することができるので、そのキ
ャビテイC2内に溶湯が湯道17の全長に亘って略均等
に注入される。また溶湯の注入作業が効率良く行われる
ので、鋳造能率を向上させることができる。
断面積の大きな部分では大量の溶湯を遅い速度で堰19
を通じて第2キャビテイC2に注入し、また断面積の小
さな部分では少量の溶湯を速い速度で堰19を通じて第
2キャビテイC2に注入することができるので、そのキ
ャビテイC2内に溶湯が湯道17の全長に亘って略均等
に注入される。また溶湯の注入作業が効率良く行われる
ので、鋳造能率を向上させることができる。
第5,第6図に示すように、各第1成形部181の頂面
に繊維成形体Fの下端部が嵌合する位置決め突起22が
突設され、その位置決め突起22の中心に凹部23が形
成される。また両側に位置する2つの第1成形部181
に、位置決め突起22の両側において第1成形部181
を貫通する貫通孔24が形成され、それら貫通孔24に
一対の仮設置ピン25がそれぞれ摺合される。それら仮
設置ピン25は、後述する水ジャケット用砂中子の仮設置
のために用いられる。両仮設置ピン25の下端は、成形ブ
ロック18の下方に配設された取付板26に固定され
る。その取付板26に2本の支持ロッド27が挿通さ
れ、各支持ロッド27の下部と取付板26の下面との間
にコイルばね28が縮設される。型開き時には、取付板
26は各コイルばね28の弾発力を受けて各支持ロッド
27先端のストッパ27aに当接するまで上昇し、これ
により各仮設置ピン25の先端は第1成形部181頂面
より突出している。各仮設置ピン25の先端面に砂中子
の下縁と係合する凹部25aが形成される。
に繊維成形体Fの下端部が嵌合する位置決め突起22が
突設され、その位置決め突起22の中心に凹部23が形
成される。また両側に位置する2つの第1成形部181
に、位置決め突起22の両側において第1成形部181
を貫通する貫通孔24が形成され、それら貫通孔24に
一対の仮設置ピン25がそれぞれ摺合される。それら仮
設置ピン25は、後述する水ジャケット用砂中子の仮設置
のために用いられる。両仮設置ピン25の下端は、成形ブ
ロック18の下方に配設された取付板26に固定され
る。その取付板26に2本の支持ロッド27が挿通さ
れ、各支持ロッド27の下部と取付板26の下面との間
にコイルばね28が縮設される。型開き時には、取付板
26は各コイルばね28の弾発力を受けて各支持ロッド
27先端のストッパ27aに当接するまで上昇し、これ
により各仮設置ピン25の先端は第1成形部181頂面
より突出している。各仮設置ピン25の先端面に砂中子
の下縁と係合する凹部25aが形成される。
また両側に位置する2つの第1成形部181に、両貫通
孔24間の二等分位置において第1成形部181を貫通
する貫通孔29が形成され、その貫通孔29に下端を取
付板26に固定された作動ピン30が摺合される。型開
き時には、作動ピン30の先端は凹部23内に突出し、
また型閉め時には後述するシリンダボア成形用中子によ
り押し下げられ、これにより両仮設置ピン25を第1成
形部181頂面より引き込ませるようになっている。
孔24間の二等分位置において第1成形部181を貫通
する貫通孔29が形成され、その貫通孔29に下端を取
付板26に固定された作動ピン30が摺合される。型開
き時には、作動ピン30の先端は凹部23内に突出し、
また型閉め時には後述するシリンダボア成形用中子によ
り押し下げられ、これにより両仮設置ピン25を第1成
形部181頂面より引き込ませるようになっている。
第1および第2側型101,102における第1キャビ
テイC1を画成する壁部の中央部分に砂中子を本設置す
るための中子受31が2個所宛設けられている。各中子
受31は砂中子の位置決めを行う係合孔31aと、その
開口部外周に形成されて砂中子を挟持する挟持面31b
とよりなる。
テイC1を画成する壁部の中央部分に砂中子を本設置す
るための中子受31が2個所宛設けられている。各中子
受31は砂中子の位置決めを行う係合孔31aと、その
開口部外周に形成されて砂中子を挟持する挟持面31b
とよりなる。
上型9の型締め用凹部12に、第1キャビテイC1に連
通して溶湯をオーバフローさせるための複数の第3キャ
ビテイC3および連通口7を成形するための第4キャビ
テイC4がそれぞれ形成され、また上型9に各第3キャ
ビテイC3および第4キャビテイC4に連通するガス抜
き孔32,33がそれぞれ形成される それらガス抜き孔32,33に閉鎖ピン34,35がそ
れぞれ遊挿され、それら閉鎖ピン34,35の上端部は
上型9の上方に配設される取付板36に固定される。
通して溶湯をオーバフローさせるための複数の第3キャ
ビテイC3および連通口7を成形するための第4キャビ
テイC4がそれぞれ形成され、また上型9に各第3キャ
ビテイC3および第4キャビテイC4に連通するガス抜
き孔32,33がそれぞれ形成される それらガス抜き孔32,33に閉鎖ピン34,35がそ
れぞれ遊挿され、それら閉鎖ピン34,35の上端部は
上型9の上方に配設される取付板36に固定される。
各ガス抜き孔32,33の、両キャビテイC3,C4に
対する連通端から上方へ所定の長さに亘って延びる小径
部32a,33aは各閉鎖ピン34,35の下端部と嵌
合して第3キャビテイC3および第4キャビテイC4を
閉鎖し得るようになっている。
対する連通端から上方へ所定の長さに亘って延びる小径
部32a,33aは各閉鎖ピン34,35の下端部と嵌
合して第3キャビテイC3および第4キャビテイC4を
閉鎖し得るようになっている。
上型9の上面と取付板36間に油圧シリンダ39が介装
され、その油圧シリンダ39の作動により取付板36を
昇降して各閉鎖ピン34,35により各小径部32a,
33aを開閉するようになっている。40は取付板36
の案内ロッドである。
され、その油圧シリンダ39の作動により取付板36を
昇降して各閉鎖ピン34,35により各小径部32a,
33aを開閉するようになっている。40は取付板36
の案内ロッドである。
上型9の型締め用凹部12天面に、各シリンダバレル1
1〜14に対応して軸線を上、下方向に向けて配設した
シリンダボア成形用円柱状中子41が突設され、各中子
41の下端面に第1成形部181頂面の凹部23に嵌合
し得る凸部41aが設けられる。各中子41は金属焼結
体より構成されたもので、その全体に亘って微細連続気
孔を有し、したがって通気性を備えている。また中子4
1はその軸心に上方に開口する導孔42を有し、その導
孔42は導管43を介して真空ポンプ44に接続され
る。さらに中子41の外周面は上端から下端に向けて先
細りとなるテーパ面に形成され、所定の抜き勾配が付さ
れている。
1〜14に対応して軸線を上、下方向に向けて配設した
シリンダボア成形用円柱状中子41が突設され、各中子
41の下端面に第1成形部181頂面の凹部23に嵌合
し得る凸部41aが設けられる。各中子41は金属焼結
体より構成されたもので、その全体に亘って微細連続気
孔を有し、したがって通気性を備えている。また中子4
1はその軸心に上方に開口する導孔42を有し、その導
孔42は導管43を介して真空ポンプ44に接続され
る。さらに中子41の外周面は上端から下端に向けて先
細りとなるテーパ面に形成され、所定の抜き勾配が付さ
れている。
第9,第10図は水ジャケット用砂中子59を示し、そ
の砂中子59は、シリンダブロックSの4本のシリンダ
バレル11〜14に対応して4本の円筒部601〜60
4を備えると共にそれらの相隣るもの相互の重合する周
壁を欠如させた中子本体61と、水ジャケットをシリン
ダヘッドの水ジャケットに連通する連通口7および補強
デッキ部8を形成すべく、中子本体61の上端面に突設
された複数の突起62と、中子本体61のシリンダバレ
ル配列方向両外側面、図示例は中間に位置する2本の円
筒部602,603の両外側面にそれぞれ突設された幅
木63とより構成される。各幅木63は中子本体61と
一体の大径部63aと、その端面に突設される小径部6
3bとより形成される。
の砂中子59は、シリンダブロックSの4本のシリンダ
バレル11〜14に対応して4本の円筒部601〜60
4を備えると共にそれらの相隣るもの相互の重合する周
壁を欠如させた中子本体61と、水ジャケットをシリン
ダヘッドの水ジャケットに連通する連通口7および補強
デッキ部8を形成すべく、中子本体61の上端面に突設
された複数の突起62と、中子本体61のシリンダバレ
ル配列方向両外側面、図示例は中間に位置する2本の円
筒部602,603の両外側面にそれぞれ突設された幅
木63とより構成される。各幅木63は中子本体61と
一体の大径部63aと、その端面に突設される小径部6
3bとより形成される。
第11図は、炭素繊維とアルミナ繊維との混合繊維より
成形された円筒状繊維成形体Fを示し、その寸法は上端
における外径89mm、内径78mm、また下端における外
径89mm、内径74mm、高さ152mmで、前記シリンダ
ボア成形用中子41に装着し得るように内周面はテーパ
面に形成される。繊維成形体Fのかさ密度は0.3g/
cm3である。繊維成形体Fは、平均直径18μm、平均
長さ0.8mmの炭素繊維(短繊維)と、平均直径3〜4
μm、平均長さ0.5mmのアルミナ繊維(短繊維)とを
1対3の割合で混合し、その混合繊維にシリカゾルをバ
インダとして加え、吸引付着成形法を適用して成形され
たものである。この場合、シリカゾルの代りにアルミナ
ゾル単体、またはシリカゾルとアルミナゾルの混合物を
用いることが可能である。
成形された円筒状繊維成形体Fを示し、その寸法は上端
における外径89mm、内径78mm、また下端における外
径89mm、内径74mm、高さ152mmで、前記シリンダ
ボア成形用中子41に装着し得るように内周面はテーパ
面に形成される。繊維成形体Fのかさ密度は0.3g/
cm3である。繊維成形体Fは、平均直径18μm、平均
長さ0.8mmの炭素繊維(短繊維)と、平均直径3〜4
μm、平均長さ0.5mmのアルミナ繊維(短繊維)とを
1対3の割合で混合し、その混合繊維にシリカゾルをバ
インダとして加え、吸引付着成形法を適用して成形され
たものである。この場合、シリカゾルの代りにアルミナ
ゾル単体、またはシリカゾルとアルミナゾルの混合物を
用いることが可能である。
前記吸引付着成形法とは、前記混合繊維とシリカゾルの
混合物を入れた槽中に、両端面を密封した通気性を有す
る円筒型を立設し、その円筒型の内部に吸引作用を施し
て前記混合物を円筒型外周面に吸着させる手法をいう。
混合物を入れた槽中に、両端面を密封した通気性を有す
る円筒型を立設し、その円筒型の内部に吸引作用を施し
て前記混合物を円筒型外周面に吸着させる手法をいう。
前記手法により成形された繊維成形体は、離型後乾燥お
よび焼成工程を経て使用に供される。
よび焼成工程を経て使用に供される。
次に前記繊維成形体Fを用いた前記鋳造装置によるシリ
ンダブロック素材Smの鋳造作業について説明する。
ンダブロック素材Smの鋳造作業について説明する。
先ず第5図に示すように上型9を上昇させ、また相対向
する両側型101,102;103,104を互いに離
間するように移動させて型開きを行う。上型9上の油圧
シリンダ39を作動させて取付板36を介し各閉鎖ピン
34,35を上昇させ、それらの下端部を第3,第4キ
ャビテイC3,C4に通過する小径部32a,32aの
上部開口近傍に位置させて各上部開口の開度を絞る。さ
らに給湯シリンダ15内のプランジヤ16を下降させ
る。
する両側型101,102;103,104を互いに離
間するように移動させて型開きを行う。上型9上の油圧
シリンダ39を作動させて取付板36を介し各閉鎖ピン
34,35を上昇させ、それらの下端部を第3,第4キ
ャビテイC3,C4に通過する小径部32a,32aの
上部開口近傍に位置させて各上部開口の開度を絞る。さ
らに給湯シリンダ15内のプランジヤ16を下降させ
る。
略300℃に予熱された各繊維成形体Fを各中子41に
装着し、繊維成形体Fの上端開口を上型9の凹部12天
面に当接する。
装着し、繊維成形体Fの上端開口を上型9の凹部12天
面に当接する。
第5,第10図に示すように砂中子59における両側の
円筒部601,604下縁を、下型11における両側の
第1成形部181の頂面に突出する各仮設置ピン25の
凹部25aに係合させて砂中子59の仮設置を行う。
円筒部601,604下縁を、下型11における両側の
第1成形部181の頂面に突出する各仮設置ピン25の
凹部25aに係合させて砂中子59の仮設置を行う。
第6図に示すように、両側型101,102をそれらが
互いに接近する方向に所定距離移動させ、各中子受31
と各幅木63とを係合して砂中子59の本設置を行う。
即ち、各中子受31の係合孔31aに砂中子59におけ
る各幅木63の小径部63bを嵌合して砂中子59を位
置決めし、また各大径部63aのシリンダバレル配列方
向と平行な端面を各中子受31の挟持面31bに衝合し
て砂中子59をそれら挟持面31bにより挟持するもの
である。また、他の側型103,104も同様に移動さ
せる。
互いに接近する方向に所定距離移動させ、各中子受31
と各幅木63とを係合して砂中子59の本設置を行う。
即ち、各中子受31の係合孔31aに砂中子59におけ
る各幅木63の小径部63bを嵌合して砂中子59を位
置決めし、また各大径部63aのシリンダバレル配列方
向と平行な端面を各中子受31の挟持面31bに衝合し
て砂中子59をそれら挟持面31bにより挟持するもの
である。また、他の側型103,104も同様に移動さ
せる。
次いで上型9を下降させ、各繊維成形体Fを砂中子59
の各円筒部601〜604内に挿入して各繊維成形体F
の下端部を位置決め突起22に嵌合し、また中子41の
凸部41aを第1成形部181頂面の凹部23に嵌合す
る。この凹凸嵌合により作動ピン30が押し下げられる
ので各仮設置ピン25が下降して第1成形部181頂面
より引込む。また砂中子59の各突起62は各第4キャ
ビテイC4に遊挿される。さらに上型9の型締め用凹部
12が各側型101〜104の型締め用凸部13に嵌合
して型締めが行われる。
の各円筒部601〜604内に挿入して各繊維成形体F
の下端部を位置決め突起22に嵌合し、また中子41の
凸部41aを第1成形部181頂面の凹部23に嵌合す
る。この凹凸嵌合により作動ピン30が押し下げられる
ので各仮設置ピン25が下降して第1成形部181頂面
より引込む。また砂中子59の各突起62は各第4キャ
ビテイC4に遊挿される。さらに上型9の型締め用凹部
12が各側型101〜104の型締め用凸部13に嵌合
して型締めが行われる。
下型11の湯溜部14に溶解炉より730〜740℃の
アルミニウム合金(JIS ADC12)の溶湯を供給
し、プランジャ16を0.08〜0.3m/secの速度
で上昇させて溶湯を両湯道17より堰19を通じて第2
キャビテイC2の両下部よりそのキャビテイC2および
第1キャビテイC1に注入する。また真空ポンプ44を
作動して中子41を介して繊維成形体F内のガスを吸引
する。両キャビテイC1,C2内のガスは、溶湯により
押し上げられて第3,第4キャビテイC3,C4に連通
するガス抜き孔32,33を経て上型9の上方へ抜け
る。
アルミニウム合金(JIS ADC12)の溶湯を供給
し、プランジャ16を0.08〜0.3m/secの速度
で上昇させて溶湯を両湯道17より堰19を通じて第2
キャビテイC2の両下部よりそのキャビテイC2および
第1キャビテイC1に注入する。また真空ポンプ44を
作動して中子41を介して繊維成形体F内のガスを吸引
する。両キャビテイC1,C2内のガスは、溶湯により
押し上げられて第3,第4キャビテイC3,C4に連通
するガス抜き孔32,33を経て上型9の上方へ抜け
る。
この場合、前述のように両湯道17の断面積が湯道先1
7aに向けて段階的に減少するように、湯道底面は湯溜
部14側より数段の上り段階状に形成されているので、
プランジヤ16の上昇により溶湯は両湯道17より各堰
19を通じて第2キャビテイC2に、その両下部よりそ
の全長に亘って略均等に注入される。
7aに向けて段階的に減少するように、湯道底面は湯溜
部14側より数段の上り段階状に形成されているので、
プランジヤ16の上昇により溶湯は両湯道17より各堰
19を通じて第2キャビテイC2に、その両下部よりそ
の全長に亘って略均等に注入される。
また、第1,第2キャビテイC1,C2内に溶湯を注入
する際、閉鎖ピン34,35によりガス抜き孔32,3
3における小径部32a,33aの開度が絞られている
ので、その開口の絞り効果によって第1,第2キャビテ
イC1,C2内に背圧が発生し、その背圧は湯面全体に
均等に作用する。その結果、湯面は波立ちを抑制されて
略水平に上昇し、これにより溶湯へのガスの巻込みが防
止され、またガス抜きも効率良く行われるので巣の発生
が回避される。前記背圧に起因して、第1,第2キャビ
テイC1,C2内における溶湯の注入圧は、第12図に
示すように大気圧を上回る圧力p1、例えば2〜5kg/
cm2になる。
する際、閉鎖ピン34,35によりガス抜き孔32,3
3における小径部32a,33aの開度が絞られている
ので、その開口の絞り効果によって第1,第2キャビテ
イC1,C2内に背圧が発生し、その背圧は湯面全体に
均等に作用する。その結果、湯面は波立ちを抑制されて
略水平に上昇し、これにより溶湯へのガスの巻込みが防
止され、またガス抜きも効率良く行われるので巣の発生
が回避される。前記背圧に起因して、第1,第2キャビ
テイC1,C2内における溶湯の注入圧は、第12図に
示すように大気圧を上回る圧力p1、例えば2〜5kg/
cm2になる。
さらに繊維成形体F内のガスは真空ポンプ44により吸
引されて中子41を通じて排出されるので、繊維成形体
F内のガス抜きが行われる。
引されて中子41を通じて排出されるので、繊維成形体
F内のガス抜きが行われる。
しかも繊維成形体Fが前記温度に予熱されているので、
溶湯の保温が行われ、これにより繊維成形体Fに対する
溶湯の凝着が回避される。
溶湯の保温が行われ、これにより繊維成形体Fに対する
溶湯の凝着が回避される。
第3,第4キャビテイC3,C4に溶湯が完全に注入さ
れた時点で、上型9上の油圧シリンダ39を作動させて
取付板36を下降させ、閉鎖ピン34,35によって両
キャビテイC3,C4に連通する小径部32a,33a
を閉鎖する。また真空ポンプ44の作動を停止する。
れた時点で、上型9上の油圧シリンダ39を作動させて
取付板36を下降させ、閉鎖ピン34,35によって両
キャビテイC3,C4に連通する小径部32a,33a
を閉鎖する。また真空ポンプ44の作動を停止する。
その後プランジャ16を0.14〜0.18m/secの
速度で上昇させて溶湯を、前記圧力p1を上回る高圧p
2下、即ち400kg/cm2の圧力下に保持して完全に凝
固させ、マトリックスであるアルミニウム合金の組織を
緻密化してその強度の向上を図る。この溶湯の圧力上昇
過程において、溶湯の圧力5〜20kg/cm2で溶湯が繊
維成形体Fに充填される。このように溶湯の充填圧力が
低いので、充填中に繊維成形体Fが溶湯により破壊され
ることはない。
速度で上昇させて溶湯を、前記圧力p1を上回る高圧p
2下、即ち400kg/cm2の圧力下に保持して完全に凝
固させ、マトリックスであるアルミニウム合金の組織を
緻密化してその強度の向上を図る。この溶湯の圧力上昇
過程において、溶湯の圧力5〜20kg/cm2で溶湯が繊
維成形体Fに充填される。このように溶湯の充填圧力が
低いので、充填中に繊維成形体Fが溶湯により破壊され
ることはない。
砂中子59は、それの各幅木63を介して両側型1
01,102により正確な位置に挟持されているので、
第1キャビテイC1内への溶湯の注入時およびそのキャ
ビテイC1内の溶湯の加圧時において砂中子59が浮き
上がったりすることがない。また各幅木63の大径部6
3aの端面が両側型101,102における中子受31
の挟持面31bに衝合しているので、砂中子59が脹ら
み傾向になると、その変形力は各挟持面31bにより支
承され、これにより砂中子59の変形が防止されて各シ
リンダボア4回りの肉厚が均一なサイアミーズシリンダ
バレル1が得られる。
01,102により正確な位置に挟持されているので、
第1キャビテイC1内への溶湯の注入時およびそのキャ
ビテイC1内の溶湯の加圧時において砂中子59が浮き
上がったりすることがない。また各幅木63の大径部6
3aの端面が両側型101,102における中子受31
の挟持面31bに衝合しているので、砂中子59が脹ら
み傾向になると、その変形力は各挟持面31bにより支
承され、これにより砂中子59の変形が防止されて各シ
リンダボア4回りの肉厚が均一なサイアミーズシリンダ
バレル1が得られる。
溶湯が凝固を完了した後、型開きを行うと第4図に示す
シリンダブロック素材Smが得られる。
シリンダブロック素材Smが得られる。
前記シリンダブロック素材Smに研削加工を施して各第
4キャビテイC4と砂中子59の各突起62との協働に
より成形された各突出部64を除去すると各連通口7お
よび補強デッキ部8が形成され、また砂抜きを行うこと
により水ジャケット6が得られ、さらに各シリンダボア
4の内周面に真円加工を施し、さらにまたその他の所定
の加工を施すと第1〜第3図に示すシリンダブロックS
が得られる。
4キャビテイC4と砂中子59の各突起62との協働に
より成形された各突出部64を除去すると各連通口7お
よび補強デッキ部8が形成され、また砂抜きを行うこと
により水ジャケット6が得られ、さらに各シリンダボア
4の内周面に真円加工を施し、さらにまたその他の所定
の加工を施すと第1〜第3図に示すシリンダブロックS
が得られる。
なお、繊維成形体Fは一種類の強化繊維より成形しても
よい。またマトリックスとしては前記アルミニウム合金
の外に鋳鉄、銅、マグネシウム合金等が用いられる。
よい。またマトリックスとしては前記アルミニウム合金
の外に鋳鉄、銅、マグネシウム合金等が用いられる。
C.発明の効果 本発明によれば、繊維成形体内のガスを、溶湯注入時に
中子を介して排出するので、繊維成形体のガス抜きを良
好に行うことができる。
中子を介して排出するので、繊維成形体のガス抜きを良
好に行うことができる。
またキャビテイにそれの下部から溶湯を注入すると同時
に、開度を絞られたガス抜き孔の開口を通じてキャビテ
イ内のガス抜きを行うので、その開口の絞り効果によっ
てキャビテイ内に発生した背圧が湯面全体に均等に作用
し、その結果、湯面はその波立ちを抑制されて略水平に
上昇し、これにより溶湯へのガスの巻込みを防止し、ま
たガス抜きも効率良く行うことができる。
に、開度を絞られたガス抜き孔の開口を通じてキャビテ
イ内のガス抜きを行うので、その開口の絞り効果によっ
てキャビテイ内に発生した背圧が湯面全体に均等に作用
し、その結果、湯面はその波立ちを抑制されて略水平に
上昇し、これにより溶湯へのガスの巻込みを防止し、ま
たガス抜きも効率良く行うことができる。
さらに溶湯を、加圧し、その加圧下で完全凝固させるの
で、溶湯の圧力上昇過程で溶湯を繊維成形体に確実に充
填し、またマトリックスの金属組織を緻密化してその強
度を向上させることができる。
で、溶湯の圧力上昇過程で溶湯を繊維成形体に確実に充
填し、またマトリックスの金属組織を緻密化してその強
度を向上させることができる。
したがって前記手法を採用することにより、シリンダボ
ア回りを確実に繊維強化した巣の発生の無い高強度な繊
維強化シリンダブロック素材を能率よく鋳造することが
できる。
ア回りを確実に繊維強化した巣の発生の無い高強度な繊
維強化シリンダブロック素材を能率よく鋳造することが
できる。
第1乃至第3図は本発明により得られた素材からなるサ
イアミーズ型シリンダブロックを示し、第1図は上方か
ら見た斜視図、第2図は第1図II−II線断面図、第2A
図は第2図IIa−IIa線断面図、第3図は下方から見た
斜視図、第4図は本発明により得られたサイアミーズ型
シリンダブロック素材を上方から見た斜視図、第5図は
鋳造装置の型開き時の縦断正面図、第6図は鋳造装置の
型閉め時の縦断正面図、第7図は第6図VII−VII線断面
図、第8図は第7図VIII−VIII線断面図、第9図は砂中
子を上方から見た斜視図、第10図は第9図X−X線断
面図、第11図は繊維成形体の斜視図、第12図は溶湯
の圧力と時間の関係を示すグラフである。 C1,C2……シリンダブロック素材成形用キャビテイ
を構成する第1,第2キャビテイ、F……繊維成形体、
Sm……サイアミーズ型シリンダブロック素材、4……
シリンダボア、32,33……ガス抜き孔、41……中
子
イアミーズ型シリンダブロックを示し、第1図は上方か
ら見た斜視図、第2図は第1図II−II線断面図、第2A
図は第2図IIa−IIa線断面図、第3図は下方から見た
斜視図、第4図は本発明により得られたサイアミーズ型
シリンダブロック素材を上方から見た斜視図、第5図は
鋳造装置の型開き時の縦断正面図、第6図は鋳造装置の
型閉め時の縦断正面図、第7図は第6図VII−VII線断面
図、第8図は第7図VIII−VIII線断面図、第9図は砂中
子を上方から見た斜視図、第10図は第9図X−X線断
面図、第11図は繊維成形体の斜視図、第12図は溶湯
の圧力と時間の関係を示すグラフである。 C1,C2……シリンダブロック素材成形用キャビテイ
を構成する第1,第2キャビテイ、F……繊維成形体、
Sm……サイアミーズ型シリンダブロック素材、4……
シリンダボア、32,33……ガス抜き孔、41……中
子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−293651(JP,A) 特開 昭61−293652(JP,A) 特開 昭59−206154(JP,A) 特開 昭62−6766(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】シリンダボア回りを繊維成形体により強化
したシリンダブロック素材を鋳造するに当り、軸線を上
下方向に向けた通気性を有するシリンダボア成形用中子
の外周面に円筒状繊維成形体を装着する工程と;前記繊
維成形体を囲繞するシリンダブロック素材成形用キャビ
テイ上部のガス抜き孔の開度を絞り、該キャビテイ下部
より該キャビテイに溶湯を注入すると共に前記中子を介
して前記繊維成形体内のガスを吸引する工程と;前記ガ
ス抜き孔を閉じて前記溶湯を加圧し、その加圧下で完全
凝固させる工程と;を用いることを特徴とする繊維強化
シリンダブロック素材の鋳造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14699685A JPH0616933B2 (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 繊維強化シリンダブロツク素材の鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14699685A JPH0616933B2 (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 繊維強化シリンダブロツク素材の鋳造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS626763A JPS626763A (ja) | 1987-01-13 |
JPH0616933B2 true JPH0616933B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=15420236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14699685A Expired - Lifetime JPH0616933B2 (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 繊維強化シリンダブロツク素材の鋳造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0616933B2 (ja) |
-
1985
- 1985-07-04 JP JP14699685A patent/JPH0616933B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS626763A (ja) | 1987-01-13 |
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