JPH081332A - アルミニウム製シリンダヘッドの製造方法 - Google Patents
アルミニウム製シリンダヘッドの製造方法Info
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- JPH081332A JPH081332A JP13621394A JP13621394A JPH081332A JP H081332 A JPH081332 A JP H081332A JP 13621394 A JP13621394 A JP 13621394A JP 13621394 A JP13621394 A JP 13621394A JP H081332 A JPH081332 A JP H081332A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミニウム製シリンダヘッドのＭＭＣ層を
含む部分的な再溶融処理を入熱量少なくして低コストで
行う製造方法の提供。 【構成】 アルミニウム製シリンダヘッド１の被処理部
２に凹部３とその周囲に凸壁５を形成し、凹部２にアル
ミニウムと複合化する金属かセラミックスのメッシュ状
プリフォーム５を入れて、被処理部２をＴＩＧトーチ６
でアーク溶融させる。凸壁４の溶融金属で凹部３を埋
め、プリフォーム５に含浸させてＭＭＣ層８を形成し、
凹部３の凹底部の溶融金属とプリフォーム５でＭＭＣ層
８を形成する。ＭＭＣ層８と再溶融で被処理部２が増強
される。被処理部２の耐熱亀裂性を決めるＭＭＣ層８の
深さＤａは、凹部３の底の深さで決まり、凹部３の深さ
を所定値にすることで、被処理部２の必要な耐熱亀裂性
が得られる。
含む部分的な再溶融処理を入熱量少なくして低コストで
行う製造方法の提供。 【構成】 アルミニウム製シリンダヘッド１の被処理部
２に凹部３とその周囲に凸壁５を形成し、凹部２にアル
ミニウムと複合化する金属かセラミックスのメッシュ状
プリフォーム５を入れて、被処理部２をＴＩＧトーチ６
でアーク溶融させる。凸壁４の溶融金属で凹部３を埋
め、プリフォーム５に含浸させてＭＭＣ層８を形成し、
凹部３の凹底部の溶融金属とプリフォーム５でＭＭＣ層
８を形成する。ＭＭＣ層８と再溶融で被処理部２が増強
される。被処理部２の耐熱亀裂性を決めるＭＭＣ層８の
深さＤａは、凹部３の底の深さで決まり、凹部３の深さ
を所定値にすることで、被処理部２の必要な耐熱亀裂性
が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム製シリン
ダヘッドの吸気孔と排気孔の間の狭い領域等の被処理部
を再溶融処理して増強する再溶融処理工程での製造方法
に関する。
ダヘッドの吸気孔と排気孔の間の狭い領域等の被処理部
を再溶融処理して増強する再溶融処理工程での製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高出力ディーゼルエンジンにおい
て、軽量化の一環としてアルミニウム製シリンダヘッド
が多く採用されている。この種アルミニウム製シリンダ
ヘッドは、エンジンの軽量化を可能にするが、高熱負荷
により吸気孔と排気孔の間等の狭い部分で熱疲労による
亀裂発生が問題となっている。
て、軽量化の一環としてアルミニウム製シリンダヘッド
が多く採用されている。この種アルミニウム製シリンダ
ヘッドは、エンジンの軽量化を可能にするが、高熱負荷
により吸気孔と排気孔の間等の狭い部分で熱疲労による
亀裂発生が問題となっている。
【０００３】そこで、アルミニウム製シリンダヘッドの
熱疲労で亀裂が発生し易い部分を再溶融処理して増強す
ることが行われている。この再溶融処理は、一般にシリ
ンダヘッドの被処理部の表面層をＴＩＧアーク溶融法に
よる高密度エネルギー照射で再溶融させることで行われ
る。即ち、シリンダヘッドの被処理部にアルゴンやヘリ
ウム等の不活性ガスをノズルで噴き付けけながら、不活
性ガスのシールドガス雰囲気中で被処理部を順にアーク
溶融させている。再溶融処理されたシリンダヘッドの被
処理部は、引け巣等の鋳造欠陥が除去され、また、アル
ミニウム結晶粒による金属組織微細化効果で増強され
て、耐熱亀裂性が向上する。
熱疲労で亀裂が発生し易い部分を再溶融処理して増強す
ることが行われている。この再溶融処理は、一般にシリ
ンダヘッドの被処理部の表面層をＴＩＧアーク溶融法に
よる高密度エネルギー照射で再溶融させることで行われ
る。即ち、シリンダヘッドの被処理部にアルゴンやヘリ
ウム等の不活性ガスをノズルで噴き付けけながら、不活
性ガスのシールドガス雰囲気中で被処理部を順にアーク
溶融させている。再溶融処理されたシリンダヘッドの被
処理部は、引け巣等の鋳造欠陥が除去され、また、アル
ミニウム結晶粒による金属組織微細化効果で増強され
て、耐熱亀裂性が向上する。
【０００４】エンジンの高性能化の要求で、アルミニウ
ム製シリンダヘッドの耐熱亀裂性は、高いものが要求さ
れ、この要求から次の再溶融処理方法が開発され、実行
されている。上記再溶融処理中に、ニッケルやクロム等
の金属粉末或いはセラミック粉末等のアルミニウムと複
合化する粉末を、シリンダヘッドの被処理部に供給し
て、被処理部に金属基複合材料（以下、ＭＭＣと称す
る）層を形成する。この再溶融処理方法においては、シ
リンダヘッドの被処理部表面層でのＭＭＣ層を深く形成
するほど、被処理部の耐熱亀裂性が向上することが分か
っている。かかる再溶融処理の製造方法の具体例を、図
３と図４（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。
ム製シリンダヘッドの耐熱亀裂性は、高いものが要求さ
れ、この要求から次の再溶融処理方法が開発され、実行
されている。上記再溶融処理中に、ニッケルやクロム等
の金属粉末或いはセラミック粉末等のアルミニウムと複
合化する粉末を、シリンダヘッドの被処理部に供給し
て、被処理部に金属基複合材料（以下、ＭＭＣと称す
る）層を形成する。この再溶融処理方法においては、シ
リンダヘッドの被処理部表面層でのＭＭＣ層を深く形成
するほど、被処理部の耐熱亀裂性が向上することが分か
っている。かかる再溶融処理の製造方法の具体例を、図
３と図４（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。
【０００５】図３は、鋳造されたアルミニウム製シリン
ダヘッド１’の吸気孔１１、排気孔１２、副燃焼チャン
バー１３の在る領域の平面が示され、吸気孔１１と排気
孔１２の間の狭い部分が再溶融処理される被処理部１０
である。被処理部１０の再溶融処理前の断面は、図４
（ａ）に示すような表面が平坦なアルミニウム素材の断
面である。
ダヘッド１’の吸気孔１１、排気孔１２、副燃焼チャン
バー１３の在る領域の平面が示され、吸気孔１１と排気
孔１２の間の狭い部分が再溶融処理される被処理部１０
である。被処理部１０の再溶融処理前の断面は、図４
（ａ）に示すような表面が平坦なアルミニウム素材の断
面である。
【０００６】この被処理部１０に対して、図４（ｂ）に
示すように、高密度エネルギーのＴＩＧトーチ１４を相
対移動させて被処理部１０の表面層を不活性ガスのシー
ルドガス雰囲気中で順にアーク溶融していく。同時に被
処理部１０のアーク溶融部分にノズル１５からニッケル
等の金属粉末或いはセラミック粉末のアルミニウム複合
粉末１６を供給する。これにより、被処理部１０の表面
層の溶融した部分から順にＭＭＣ層１７が形成される。
ＭＭＣ層１７の深さＤｂは、アーク溶融の処理速度に反
比例し、アーク電流値に比例する。また、ＭＭＣ層１７
の深さＤｂは、アーク溶融時のシールドガス雰囲気作り
に使用される不活性ガスの種類により左右される。
示すように、高密度エネルギーのＴＩＧトーチ１４を相
対移動させて被処理部１０の表面層を不活性ガスのシー
ルドガス雰囲気中で順にアーク溶融していく。同時に被
処理部１０のアーク溶融部分にノズル１５からニッケル
等の金属粉末或いはセラミック粉末のアルミニウム複合
粉末１６を供給する。これにより、被処理部１０の表面
層の溶融した部分から順にＭＭＣ層１７が形成される。
ＭＭＣ層１７の深さＤｂは、アーク溶融の処理速度に反
比例し、アーク電流値に比例する。また、ＭＭＣ層１７
の深さＤｂは、アーク溶融時のシールドガス雰囲気作り
に使用される不活性ガスの種類により左右される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】アルミニウム製シリン
ダヘッドの再溶融処理でＭＭＣ層が形成された被処理部
の、要求される耐熱亀裂性に必要なＭＭＣ層の深さは約
５ｍｍ以上であるとされている。そこで、ＭＭＣ層が必
要な深さ以上になるようにアーク処理電流値を増大、又
は、アーク溶融の処理速度を遅くして、被処理部への入
熱量を増大させている。ところが、処理電流値を増大さ
せたり、処理速度を遅くして入熱量を増大させると、被
処理部の入熱量が過大になり、ＭＭＣ層の表面に目立っ
たビード凹凸が生じて、黒皮残りが発生したり被処理部
が溶け落ちたりして品質が安定しない不具合があった。
また、ＭＭＣ層表面の凹凸を見越して、再溶融処理後に
仕上げ切削加工するときの加工代を大きくする必要があ
って、シリンダヘッドの材料費と加工費の両方で不利と
なる問題もあった。またＭＭＣ層１７を形成する場合は
ノズル１５から供給される金属の粉末１６の一部がＴＩ
Ｇトーチ１４で吹き飛ばされてしまう問題があった。
ダヘッドの再溶融処理でＭＭＣ層が形成された被処理部
の、要求される耐熱亀裂性に必要なＭＭＣ層の深さは約
５ｍｍ以上であるとされている。そこで、ＭＭＣ層が必
要な深さ以上になるようにアーク処理電流値を増大、又
は、アーク溶融の処理速度を遅くして、被処理部への入
熱量を増大させている。ところが、処理電流値を増大さ
せたり、処理速度を遅くして入熱量を増大させると、被
処理部の入熱量が過大になり、ＭＭＣ層の表面に目立っ
たビード凹凸が生じて、黒皮残りが発生したり被処理部
が溶け落ちたりして品質が安定しない不具合があった。
また、ＭＭＣ層表面の凹凸を見越して、再溶融処理後に
仕上げ切削加工するときの加工代を大きくする必要があ
って、シリンダヘッドの材料費と加工費の両方で不利と
なる問題もあった。またＭＭＣ層１７を形成する場合は
ノズル１５から供給される金属の粉末１６の一部がＴＩ
Ｇトーチ１４で吹き飛ばされてしまう問題があった。
【０００８】なお、再溶融処理時に使用される不活性ガ
スは安価なアルゴンが普通で、高価なヘリウムを使用す
れば電位傾度の関係で再溶融深さを深くできることが知
られてはいるものの、コスト高となるため実際には使用
されていない。
スは安価なアルゴンが普通で、高価なヘリウムを使用す
れば電位傾度の関係で再溶融深さを深くできることが知
られてはいるものの、コスト高となるため実際には使用
されていない。
【０００９】本発明の目的は、アルミニウム製シリンダ
ヘッドのＭＭＣ層を伴う再溶融処理深さを、入熱量を増
大させないで深くする方法を提供することにある。
ヘッドのＭＭＣ層を伴う再溶融処理深さを、入熱量を増
大させないで深くする方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
製シリンダヘッドの部分的な被処理部を再溶融して増強
する再溶融処理方法であって、被処理部にシリンダヘッ
ド鋳造時に形成された、周囲に凸壁を有する凹部の底
に、アルミニウムと複合化する金属或いはセラミックス
のプリフォームを設置し、凹部の凸壁と凹底部を高密度
エネルギーの照射で加熱溶融して、この溶融アルミニウ
ムで凹部を埋めると共に、凹部内にアルミニウムとプリ
フォームの金属基複合材料（ＭＭＣ）層を形成したこと
を特徴とする。
製シリンダヘッドの部分的な被処理部を再溶融して増強
する再溶融処理方法であって、被処理部にシリンダヘッ
ド鋳造時に形成された、周囲に凸壁を有する凹部の底
に、アルミニウムと複合化する金属或いはセラミックス
のプリフォームを設置し、凹部の凸壁と凹底部を高密度
エネルギーの照射で加熱溶融して、この溶融アルミニウ
ムで凹部を埋めると共に、凹部内にアルミニウムとプリ
フォームの金属基複合材料（ＭＭＣ）層を形成したこと
を特徴とする。
【００１１】
【作用】アルミニウム製シリンダヘッドの被処理部に形
成された凹部の周囲の凸壁と凹部底を高密度エネルギー
で加熱溶融すると、凸壁の溶融金属が凹部内に流れ込ん
でプリフォームに含浸複合してＭＭＣ層を形成し、この
ＭＭＣ層で被処理部が増強される。このときの再加熱に
要するエネルギーは、凹部の凸壁や凹部の底を溶融させ
る程度の低エネルギーでよくて、入熱量が少なくて済
む。
成された凹部の周囲の凸壁と凹部底を高密度エネルギー
で加熱溶融すると、凸壁の溶融金属が凹部内に流れ込ん
でプリフォームに含浸複合してＭＭＣ層を形成し、この
ＭＭＣ層で被処理部が増強される。このときの再加熱に
要するエネルギーは、凹部の凸壁や凹部の底を溶融させ
る程度の低エネルギーでよくて、入熱量が少なくて済
む。
【００１２】また、ＭＭＣ層を形成するためのプリフォ
ームは凹部の底に在るために、ＭＭＣ層の深さが凹部の
底の深さ相当となり、凹部を深く形成しておくことでＭ
ＭＣ層が十分に深く形成される。ＭＭＣ層は、凸壁の再
溶融したものと、凹部の底面を再溶融したもので２層的
に形成されて、ＭＭＣ層による被処理部の増強効果が増
大する。またプリフォームは粉末のようにＴＩＧトーチ
によって簡単に吹き飛ばされる心配がない。
ームは凹部の底に在るために、ＭＭＣ層の深さが凹部の
底の深さ相当となり、凹部を深く形成しておくことでＭ
ＭＣ層が十分に深く形成される。ＭＭＣ層は、凸壁の再
溶融したものと、凹部の底面を再溶融したもので２層的
に形成されて、ＭＭＣ層による被処理部の増強効果が増
大する。またプリフォームは粉末のようにＴＩＧトーチ
によって簡単に吹き飛ばされる心配がない。
【００１３】
【実施例】以下、本発明製造方法の具体的実施例を図１
と図２（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。
と図２（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。
【００１４】図１はアルミニウム製シリンダヘッド１の
部分平面が示され、図２（ａ）はシリンダヘッド１の被
処理部２の断面が示される。被処理部２は、例えばシリ
ンダヘッド１の吸気孔１１と排気孔１２の間の狭い部分
である。本発明においては、被処理部２に所定の深さの
凹部３と、その周囲に所定高さ、幅の凸壁４をシリンダ
ヘッド１の鋳造時に形成しておく。
部分平面が示され、図２（ａ）はシリンダヘッド１の被
処理部２の断面が示される。被処理部２は、例えばシリ
ンダヘッド１の吸気孔１１と排気孔１２の間の狭い部分
である。本発明においては、被処理部２に所定の深さの
凹部３と、その周囲に所定高さ、幅の凸壁４をシリンダ
ヘッド１の鋳造時に形成しておく。
【００１５】被処理部２を再溶融処理する際に、凹部３
の底に凹部３の内部形状に合わせた定量のプリフォーム
５を置く。プリフォーム５は、Ｃｕ−Ｎｉ，Ｃｕ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ等のアルミニウムと合金化する金属か、セラミ
ックスのＭＭＣ形成材料である。プリフォーム５は、メ
ッシュ状に成形されたものが、溶融アルミニウムが全体
に含浸して、ＭＭＣを早急に、確実に形成する上で望ま
しい。
の底に凹部３の内部形状に合わせた定量のプリフォーム
５を置く。プリフォーム５は、Ｃｕ−Ｎｉ，Ｃｕ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ等のアルミニウムと合金化する金属か、セラミ
ックスのＭＭＣ形成材料である。プリフォーム５は、メ
ッシュ状に成形されたものが、溶融アルミニウムが全体
に含浸して、ＭＭＣを早急に、確実に形成する上で望ま
しい。
【００１６】再溶融処理は、被処理部２の凸壁４の外近
傍の表面層から凹部３の底に向けて、不活性ガス雰囲気
中で高密度エネルギーを照射して、被処理部２を順に再
溶融する。即ち、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、被
処理部２の真上でＴＩＧトーチ６を移動させて、被処理
部２を順にアーク溶融させる。
傍の表面層から凹部３の底に向けて、不活性ガス雰囲気
中で高密度エネルギーを照射して、被処理部２を順に再
溶融する。即ち、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、被
処理部２の真上でＴＩＧトーチ６を移動させて、被処理
部２を順にアーク溶融させる。
【００１７】詳しくは、図２（ｂ）に示すように、凸壁
４の外近傍の表面層がアーク溶融してアルミニウムの溶
融プール７が形成される。ＴＩＧトーチ６の移動で溶融
プール７が凸壁４に達して、凸壁４が溶融し、この溶融
アルミニウムは図２（ｃ）に示すように凹部３の中に流
れ込み、凹部３を埋めていくと共に、メッシュ状のプリ
フォーム５に含浸して、プリフォーム５と溶融アルミニ
ウムのＭＭＣ層８が形成される。
４の外近傍の表面層がアーク溶融してアルミニウムの溶
融プール７が形成される。ＴＩＧトーチ６の移動で溶融
プール７が凸壁４に達して、凸壁４が溶融し、この溶融
アルミニウムは図２（ｃ）に示すように凹部３の中に流
れ込み、凹部３を埋めていくと共に、メッシュ状のプリ
フォーム５に含浸して、プリフォーム５と溶融アルミニ
ウムのＭＭＣ層８が形成される。
【００１８】ＴＩＧトーチ６がプリフォーム５上に移動
する間に、凹部３の凹底部がアーク溶融されて、この凹
底部の溶融アルミニウムとでＭＭＣ層８が形成される。
図２（ｄ）に示すように、ＴＩＧトーチ６が残りの凸壁
４に達すると、凸壁４がアーク溶融して凹部３を埋め、
プリフォーム５とＭＭＣ層８を形成する。全ての凸壁４
が溶融して、被処理部２の全域の再溶融処理が完了す
る。被処理部２は、図２（ｅ）に示すように、内部がＭ
ＭＣ層８で増強された、表面がほぼ平坦な部分となる。
する間に、凹部３の凹底部がアーク溶融されて、この凹
底部の溶融アルミニウムとでＭＭＣ層８が形成される。
図２（ｄ）に示すように、ＴＩＧトーチ６が残りの凸壁
４に達すると、凸壁４がアーク溶融して凹部３を埋め、
プリフォーム５とＭＭＣ層８を形成する。全ての凸壁４
が溶融して、被処理部２の全域の再溶融処理が完了す
る。被処理部２は、図２（ｅ）に示すように、内部がＭ
ＭＣ層８で増強された、表面がほぼ平坦な部分となる。
【００１９】被処理部２のＭＭＣ層８は、凸壁４からの
溶融アルミニウムによるＭＭＣ層８と、凹部３の凹底部
の溶融アルミニウムによるＭＭＣ層８で２層的に形成さ
れて、被処理部２を効果的に増強する。また、凹部３の
凹底部の再溶融による増強効果も加わって、被処理部２
の再溶融処理による増強効果が顕著となる。
溶融アルミニウムによるＭＭＣ層８と、凹部３の凹底部
の溶融アルミニウムによるＭＭＣ層８で２層的に形成さ
れて、被処理部２を効果的に増強する。また、凹部３の
凹底部の再溶融による増強効果も加わって、被処理部２
の再溶融処理による増強効果が顕著となる。
【００２０】被処理部２でのＭＭＣ層８の深さＤａは、
当初の凹部３の底の深さに凹底部の再溶融深さを追加し
た深さに相当するため、シリンダヘッド鋳造時に凹部３
を底の深いものに形成しておくと、ＭＭＣ層８の深さＤ
ａが簡単、確実に大きく設定できる。この深さＤａの増
大の分に相応して、被処理部２の耐熱亀裂性が改善され
る。
当初の凹部３の底の深さに凹底部の再溶融深さを追加し
た深さに相当するため、シリンダヘッド鋳造時に凹部３
を底の深いものに形成しておくと、ＭＭＣ層８の深さＤ
ａが簡単、確実に大きく設定できる。この深さＤａの増
大の分に相応して、被処理部２の耐熱亀裂性が改善され
る。
【００２１】また、ＴＩＧトーチ６で被処理部２をアー
ク溶融するに要するエネルギーは、凹部３の周囲の凸壁
４と凹部３の凹底部だけであり、これらの溶融に要する
エネルギーは少なくて済む。即ち、ＭＭＣ層８の深さＤ
ａを考慮すること無く、凸壁４と凹部３の底を浅く溶融
させるだけでよいので、再溶融に要するエネルギーが少
なくできる。その結果、被処理部２の入熱量が過大とな
らず、被処理部２の表面にビード凹凸による黒皮残りを
発生させずに、深いＭＭＣ層８を形成することが可能と
なり、また、再溶融処理後に仕上げ切削加工するときの
加工代を大きくする必要が無くなる。
ク溶融するに要するエネルギーは、凹部３の周囲の凸壁
４と凹部３の凹底部だけであり、これらの溶融に要する
エネルギーは少なくて済む。即ち、ＭＭＣ層８の深さＤ
ａを考慮すること無く、凸壁４と凹部３の底を浅く溶融
させるだけでよいので、再溶融に要するエネルギーが少
なくできる。その結果、被処理部２の入熱量が過大とな
らず、被処理部２の表面にビード凹凸による黒皮残りを
発生させずに、深いＭＭＣ層８を形成することが可能と
なり、また、再溶融処理後に仕上げ切削加工するときの
加工代を大きくする必要が無くなる。
【００２２】また、再溶融処理された被処理部２のＭＭ
Ｃ層８の深さＤａは、凹部３の底の深さで決められるか
ら、再溶融処理時にシールドガス雰囲気作りに使用する
不活性ガスは、安価なアルゴンで間に合い、再溶融処理
費を安くできる。
Ｃ層８の深さＤａは、凹部３の底の深さで決められるか
ら、再溶融処理時にシールドガス雰囲気作りに使用する
不活性ガスは、安価なアルゴンで間に合い、再溶融処理
費を安くできる。
【００２３】次に、本発明方法と従来方法の実験データ
を、表１に基づき説明する。
を、表１に基づき説明する。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１の実験データは、要求される耐熱亀裂
性に必要なＭＭＣ層深さが５．５ｍｍ以上を合格とした
ものである。この場合、従来品Ｂ，Ｃにおいては、ＴＩ
Ｇトーチ移動速度が速くて被処理部の入熱量が過大とな
らず、処理面の凹凸が小さいが、ＭＭＣ層が５ｍｍ未満
と浅くしか形成されず、要求される耐熱亀裂性が得られ
ない。従来品Ｄにおいては、ＭＭＣ層深さが５．５ｍｍ
を超えて要求される耐熱亀裂性が得られるが、処理電流
値が大きく、ＴＩＧトーチ移動速度が遅くて入熱量が過
大となり、処理表面に２ｍｍを超す顕著な凹凸が生じ
て、処理後に黒皮残りが生じたりする。
性に必要なＭＭＣ層深さが５．５ｍｍ以上を合格とした
ものである。この場合、従来品Ｂ，Ｃにおいては、ＴＩ
Ｇトーチ移動速度が速くて被処理部の入熱量が過大とな
らず、処理面の凹凸が小さいが、ＭＭＣ層が５ｍｍ未満
と浅くしか形成されず、要求される耐熱亀裂性が得られ
ない。従来品Ｄにおいては、ＭＭＣ層深さが５．５ｍｍ
を超えて要求される耐熱亀裂性が得られるが、処理電流
値が大きく、ＴＩＧトーチ移動速度が遅くて入熱量が過
大となり、処理表面に２ｍｍを超す顕著な凹凸が生じ
て、処理後に黒皮残りが生じたりする。
【００２６】本発明品Ａにおいては、処理電流値を小さ
く、ＴＩＧトーチ移動速度を速くして入熱量を少なくし
たにもかかわらず、ＭＭＣ層深さが７．５ｍｍと大幅に
増大して、耐熱亀裂性が格段に向上することが確認され
た。また、入熱量が少ないので、処理面の凹凸が問題無
いほど小さくなる。
く、ＴＩＧトーチ移動速度を速くして入熱量を少なくし
たにもかかわらず、ＭＭＣ層深さが７．５ｍｍと大幅に
増大して、耐熱亀裂性が格段に向上することが確認され
た。また、入熱量が少ないので、処理面の凹凸が問題無
いほど小さくなる。
【００２７】なお、本発明は請求項１記載の他、次のよ
うに構成することも可能である。
うに構成することも可能である。
【００２８】プリフォームがメッシュ状である請求項１
記載のアルミニウム製シリンダヘッドの製造方法。
記載のアルミニウム製シリンダヘッドの製造方法。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、アルミニウム製シリン
ダヘッドの被処理部に形成された凹部にプリフォームを
入れて、凹部周囲の凸壁と凹底部を加熱溶融し、溶融し
た金属と凹部内のプリフォームでＭＭＣ層を形成するよ
うにしたので、ＭＭＣ層の深さが凹部の深さ相当にな
り、凹部の深さを大きく設定しておくことでＭＭＣ層の
深さが耐熱亀裂性に必要な値に簡単、確実にできて、ア
ルミニウム製シリンダヘッドの耐熱亀裂性の改善が簡単
に達成される。また、被処理部の再加熱に要するエネル
ギーは、凹部の凸壁や凹底部を少し溶融させる程度の低
エネルギーで十分であるので、被処理部での入熱量が少
なくなって、被処理部表面にビード凹凸による黒皮残り
が発生する不具合が無くなり、再溶融処理後の仕上げ切
削加工の手間が軽減される。
ダヘッドの被処理部に形成された凹部にプリフォームを
入れて、凹部周囲の凸壁と凹底部を加熱溶融し、溶融し
た金属と凹部内のプリフォームでＭＭＣ層を形成するよ
うにしたので、ＭＭＣ層の深さが凹部の深さ相当にな
り、凹部の深さを大きく設定しておくことでＭＭＣ層の
深さが耐熱亀裂性に必要な値に簡単、確実にできて、ア
ルミニウム製シリンダヘッドの耐熱亀裂性の改善が簡単
に達成される。また、被処理部の再加熱に要するエネル
ギーは、凹部の凸壁や凹底部を少し溶融させる程度の低
エネルギーで十分であるので、被処理部での入熱量が少
なくなって、被処理部表面にビード凹凸による黒皮残り
が発生する不具合が無くなり、再溶融処理後の仕上げ切
削加工の手間が軽減される。
【００３０】また、被処理部のＭＭＣ層の深さは、凹部
の底の深さで決められる結果、再溶融処理時のシールド
ガス雰囲気作りに使用する不活性ガスは、安価なアルゴ
ンで十分に間に合い、高品質アルミニウム製シリンダヘ
ッドを安価に製作できる。
の底の深さで決められる結果、再溶融処理時のシールド
ガス雰囲気作りに使用する不活性ガスは、安価なアルゴ
ンで十分に間に合い、高品質アルミニウム製シリンダヘ
ッドを安価に製作できる。
【図１】本発明製造方法を実施するために適応させたア
ルミニウム製シリンダヘッドの部分平面図。
ルミニウム製シリンダヘッドの部分平面図。
【図２】本発明製造方法を説明するための各製造過程で
の断面図で、（ａ）は図１Ａ−Ａ線に沿う拡大断面図、
（ｂ）〜（ｅ）は図２（ａ）の部分の再溶融処理過程で
の断面図。
の断面図で、（ａ）は図１Ａ−Ａ線に沿う拡大断面図、
（ｂ）〜（ｅ）は図２（ａ）の部分の再溶融処理過程で
の断面図。
【図３】アルミニウム製シリンダヘッドの部分平面図。
【図４】（ａ）は図３Ｂ−Ｂ線に沿う拡大断面図、
（ｂ）は図４（ａ）の部分の従来方法による再溶融処理
時の断面図。
（ｂ）は図４（ａ）の部分の従来方法による再溶融処理
時の断面図。
【符号の説明】 １ シリンダヘッド ２ 被処理部 ３ 凹部 ４ 凸壁 ５ プリフォーム ６ ＴＩＧトーチ ８ 金属基複合材料層（ＭＭＣ層）
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミニウム製シリンダヘッドの部分的
な被処理部を再溶融して増強する再溶融処理工程におい
て、 被処理部にシリンダヘッド鋳造時に形成された、周囲に
凸壁を有する凹部の底に、アルミニウムと複合化する金
属或いはセラミックスのプリフォームを設置し、凹部の
凸壁と凹底部を高密度エネルギーの照射で加熱溶融し
て、この溶融アルミニウムで凹部を埋めると共に、凹部
内にアルミニウムとプリフォームの金属基複合材料層を
形成することを特徴とするアルミニウム製シリンダヘッ
ドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13621394A JP3164137B2 (ja) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | アルミニウム製シリンダヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13621394A JP3164137B2 (ja) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | アルミニウム製シリンダヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH081332A true JPH081332A (ja) | 1996-01-09 |
| JP3164137B2 JP3164137B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=15169958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13621394A Expired - Fee Related JP3164137B2 (ja) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | アルミニウム製シリンダヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3164137B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010112553A3 (de) * | 2009-04-03 | 2011-01-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum schweissen einer vertiefung eines bauteiles durch ausserhalb oder um die kontur angelegte schweissbahnen; entsprechender bauteil |
-
1994
- 1994-06-20 JP JP13621394A patent/JP3164137B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010112553A3 (de) * | 2009-04-03 | 2011-01-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum schweissen einer vertiefung eines bauteiles durch ausserhalb oder um die kontur angelegte schweissbahnen; entsprechender bauteil |
| US8866042B2 (en) | 2009-04-03 | 2014-10-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Welding method and component |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3164137B2 (ja) | 2001-05-08 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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