JPH10219378A - 鍛造ピストン用素材 - Google Patents
鍛造ピストン用素材Info
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- JPH10219378A JPH10219378A JP4470997A JP4470997A JPH10219378A JP H10219378 A JPH10219378 A JP H10219378A JP 4470997 A JP4470997 A JP 4470997A JP 4470997 A JP4470997 A JP 4470997A JP H10219378 A JPH10219378 A JP H10219378A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F2200/00—Manufacturing
- F02F2200/04—Forging of engine parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐摩耗性を高めるためにシリコン（Ｓｉ）や
炭化シリコン（ＳｉＣ）を含むと共に、鍛造でピストン
本体を一次成形するのに適したピストン用素材を提供す
ることにより、ピストンの耐摩耗性や疲労強度の向上を
図る。 【解決手段】 鍛造ピストン用素材として、シリコン
（Ｓｉ）を含有するアルミ合金を溶解した後で急冷凝固
して形成したアルミ合金粉末中に、平均粒径が略５μｍ
の炭化シリコン（ＳｉＣ）粉末を混合したものを、加熱
押し出しにより固化した後、所望の大きさに成形する。
炭化シリコン（ＳｉＣ）を含むと共に、鍛造でピストン
本体を一次成形するのに適したピストン用素材を提供す
ることにより、ピストンの耐摩耗性や疲労強度の向上を
図る。 【解決手段】 鍛造ピストン用素材として、シリコン
（Ｓｉ）を含有するアルミ合金を溶解した後で急冷凝固
して形成したアルミ合金粉末中に、平均粒径が略５μｍ
の炭化シリコン（ＳｉＣ）粉末を混合したものを、加熱
押し出しにより固化した後、所望の大きさに成形する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に使用さ
れるピストンを製造するための素材に関し、特に、鍛造
によりピストン本体の一次成形品を製造するために使用
される鍛造ピストン用素材に関する。
れるピストンを製造するための素材に関し、特に、鍛造
によりピストン本体の一次成形品を製造するために使用
される鍛造ピストン用素材に関する。
【０００２】
【従来の技術】２サイクルや４サイクルのガソリンエン
ジンおよびディーゼルエンジンのようなレシプロエンジ
ンに使用されるピストンについては、エンジンの高出力
化に対応して高温での疲労強度や耐摩耗性の向上が求め
られていると共に、ピストンの往復慣性力を小さくして
出力増大やエンジン振動の低減を図るために一層の軽量
化が求められていることから、ピストンの素材に対して
は、それ自体が軽量（比重が小さい）であると共に、よ
り薄肉に成形することが可能で、しかも、薄肉に成形し
ても高温で永久変形が少なく（剛性が高く）、且つ、高
温での疲労強度が高く、また、耐摩耗性の高いことが要
求されている。
ジンおよびディーゼルエンジンのようなレシプロエンジ
ンに使用されるピストンについては、エンジンの高出力
化に対応して高温での疲労強度や耐摩耗性の向上が求め
られていると共に、ピストンの往復慣性力を小さくして
出力増大やエンジン振動の低減を図るために一層の軽量
化が求められていることから、ピストンの素材に対して
は、それ自体が軽量（比重が小さい）であると共に、よ
り薄肉に成形することが可能で、しかも、薄肉に成形し
ても高温で永久変形が少なく（剛性が高く）、且つ、高
温での疲労強度が高く、また、耐摩耗性の高いことが要
求されている。
【０００３】そのようなピストン用素材として、軽量な
アルミニウム（Ａｌ）を基材として、耐摩耗性や耐焼付
性を高めるためにシリコン（Ｓｉ）を添加すると共に、
強度を高めるために銅（Ｃｕ）およびマグネシウム（Ｍ
ｇ）を添加したようなアルミ合金が従来から知られてお
り、そのようなアルミ合金を一般的には鋳造加工するこ
とによって、ピストン本体を完成品に仕上げ加工する前
のピストン一次成形品が製造されている。
アルミニウム（Ａｌ）を基材として、耐摩耗性や耐焼付
性を高めるためにシリコン（Ｓｉ）を添加すると共に、
強度を高めるために銅（Ｃｕ）およびマグネシウム（Ｍ
ｇ）を添加したようなアルミ合金が従来から知られてお
り、そのようなアルミ合金を一般的には鋳造加工するこ
とによって、ピストン本体を完成品に仕上げ加工する前
のピストン一次成形品が製造されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なピストンの一次成形品を製造するためのピストン用素
材については、該一次成形品を経て製造されるピストン
完成品の耐摩耗性や疲労強度を高めるために、所定量の
シリコン（Ｓｉ）や炭化シリコン（ＳｉＣ）を含有させ
たり、所定量の鉄（Ｆｅ）を含有させたりすることが必
要とされるが、鋳造を前提とした従来の溶製材によるピ
ストン用素材では、それぞれ融点の異なる各金属成分の
成分含有率に制限があるため、それぞれ金属成分の初晶
分について最適な量を均一に分散させた状態で含有させ
ることが困難である。
なピストンの一次成形品を製造するためのピストン用素
材については、該一次成形品を経て製造されるピストン
完成品の耐摩耗性や疲労強度を高めるために、所定量の
シリコン（Ｓｉ）や炭化シリコン（ＳｉＣ）を含有させ
たり、所定量の鉄（Ｆｅ）を含有させたりすることが必
要とされるが、鋳造を前提とした従来の溶製材によるピ
ストン用素材では、それぞれ融点の異なる各金属成分の
成分含有率に制限があるため、それぞれ金属成分の初晶
分について最適な量を均一に分散させた状態で含有させ
ることが困難である。
【０００５】一方、鋳造によりピストン本体の一次成形
品を成形する場合には、例えば、材料となるアルミ合金
中に鉄成分が多く添加されていると、鋳造後の冷却によ
り合金中に鉄の粗大な化合物が形成されて強度の低下を
招くことになる等、鋳造によりピストンを成形すること
で素材の凝固組織が粗くなって強度上不利となるため、
そのような不利を回避するためには鍛造によりピストン
本体の一次成形品を成形することが望ましい。
品を成形する場合には、例えば、材料となるアルミ合金
中に鉄成分が多く添加されていると、鋳造後の冷却によ
り合金中に鉄の粗大な化合物が形成されて強度の低下を
招くことになる等、鋳造によりピストンを成形すること
で素材の凝固組織が粗くなって強度上不利となるため、
そのような不利を回避するためには鍛造によりピストン
本体の一次成形品を成形することが望ましい。
【０００６】しかしながら、鋳造を前提とした溶製材の
アルミ合金による従来のピストン用素材では、例えば、
その中に含まれるシリコン（Ｓｉ）が、初晶シリコンの
平均粒径が１０μｍ以上の状態となっていて、そのよう
な素材で鍛造によりピストン本体を一次成形した場合、
特にスカート部のように素材が薄く引き延ばされるよう
に鍛造される箇所で初晶シリコンの粒子が割れることが
あり、それにより該粒子とマトリックスの界面からクラ
ックが発生して、疲労強度が著しく低下するというよう
な問題を生じることがある。
アルミ合金による従来のピストン用素材では、例えば、
その中に含まれるシリコン（Ｓｉ）が、初晶シリコンの
平均粒径が１０μｍ以上の状態となっていて、そのよう
な素材で鍛造によりピストン本体を一次成形した場合、
特にスカート部のように素材が薄く引き延ばされるよう
に鍛造される箇所で初晶シリコンの粒子が割れることが
あり、それにより該粒子とマトリックスの界面からクラ
ックが発生して、疲労強度が著しく低下するというよう
な問題を生じることがある。
【０００７】本発明は、耐摩耗性を高めるためにシリコ
ン（Ｓｉ）や炭化シリコン（ＳｉＣ）を含むと共に、鍛
造でピストン本体の一次成形品を成形するのに適したピ
ストン用素材を提供することによって、上記のような問
題を解消し、ピストンの耐摩耗性や疲労強度の向上を図
ることを課題とするものである。
ン（Ｓｉ）や炭化シリコン（ＳｉＣ）を含むと共に、鍛
造でピストン本体の一次成形品を成形するのに適したピ
ストン用素材を提供することによって、上記のような問
題を解消し、ピストンの耐摩耗性や疲労強度の向上を図
ることを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題を解決するために、上記の請求項１に記載したよう
に、鍛造ピストン用素材として、シリコン（Ｓｉ）を含
有するアルミ合金を溶解した後で急冷凝固して形成した
アルミ合金粉末中に、平均粒径が略５μｍの炭化シリコ
ン（ＳｉＣ）粉末を混合したものを、加熱押し出しによ
り固化した後、所望の大きさに成形したことを特徴とす
るものである。
課題を解決するために、上記の請求項１に記載したよう
に、鍛造ピストン用素材として、シリコン（Ｓｉ）を含
有するアルミ合金を溶解した後で急冷凝固して形成した
アルミ合金粉末中に、平均粒径が略５μｍの炭化シリコ
ン（ＳｉＣ）粉末を混合したものを、加熱押し出しによ
り固化した後、所望の大きさに成形したことを特徴とす
るものである。
【０００９】また、上記の請求項１に記載した鍛造ピス
トン用素材において、上記の請求項２に記載したよう
に、炭化シリコン（ＳｉＣ）の成分割合を１〜１０重量
％、シリコン（Ｓｉ）の成分割合を１０〜２２重量％と
したことを特徴とするものである。
トン用素材において、上記の請求項２に記載したよう
に、炭化シリコン（ＳｉＣ）の成分割合を１〜１０重量
％、シリコン（Ｓｉ）の成分割合を１０〜２２重量％と
したことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の鍛造ピストン用素
材の実施形態について、図面に基づいて説明する。
材の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１１】図１は、本発明の鍛造ピストン用素材を製
造するための工程の一例についての概略を示すもので、
まず、工程（１）において、アルミニウム（Ａｌ）を基
材とするアルミ合金のインゴットを準備して、工程
（２）において、インゴットを約７００℃以上で溶解し
てから霧状に散布し、冷却速度１００℃／ｓｅｃ以上で
急激に冷やして凝固させることで急冷凝固粉末（パウダ
ーメタル）を製造する。
造するための工程の一例についての概略を示すもので、
まず、工程（１）において、アルミニウム（Ａｌ）を基
材とするアルミ合金のインゴットを準備して、工程
（２）において、インゴットを約７００℃以上で溶解し
てから霧状に散布し、冷却速度１００℃／ｓｅｃ以上で
急激に冷やして凝固させることで急冷凝固粉末（パウダ
ーメタル）を製造する。
【００１２】そのように製造された急冷凝固粉末に対し
て、平均粒径が略５μｍの炭化シリコン（ＳｉＣ）粉末
を混合したものを、工程（３）において、所定量を固化
装置の中に収納して４００〜５００℃に加熱して押し出
すことで丸棒状に固形化してから、次いで、工程（４）
において、上記の混合粉末を固化した丸棒を、一個のピ
ストンに相当する適当量の大きさの厚い円板形状に切断
することで、所望の大きさに成形したピストン用素材を
製造する。
て、平均粒径が略５μｍの炭化シリコン（ＳｉＣ）粉末
を混合したものを、工程（３）において、所定量を固化
装置の中に収納して４００〜５００℃に加熱して押し出
すことで丸棒状に固形化してから、次いで、工程（４）
において、上記の混合粉末を固化した丸棒を、一個のピ
ストンに相当する適当量の大きさの厚い円板形状に切断
することで、所望の大きさに成形したピストン用素材を
製造する。
【００１３】上記のように製造される本実施形態の鍛造
ピストン用素材は、アルミニウム（Ａｌ）を基材とし、
シリコン（Ｓｉ）を１０〜２２重量％，鉄（Ｆｅ）を１
〜１０重量％，銅（Ｃｕ）を０．５〜５重量％，マグネ
シウム（Ｍｇ）を０．５〜５重量％，マンガン（Ｍｎ）
を１重量％以下，ニッケル（Ｎｉ）を１重量％以下，ク
ロム（Ｃｒ）を１重量％以下，ジルコニウム（Ｚｒ）を
２重量％以下，モリブデン（Ｍｏ）を１重量％以下，お
よび，炭化シリコン（ＳｉＣ）を１〜１０重量％の範囲
で含むような、急冷凝固粉末を固化させたピストン用素
材である。
ピストン用素材は、アルミニウム（Ａｌ）を基材とし、
シリコン（Ｓｉ）を１０〜２２重量％，鉄（Ｆｅ）を１
〜１０重量％，銅（Ｃｕ）を０．５〜５重量％，マグネ
シウム（Ｍｇ）を０．５〜５重量％，マンガン（Ｍｎ）
を１重量％以下，ニッケル（Ｎｉ）を１重量％以下，ク
ロム（Ｃｒ）を１重量％以下，ジルコニウム（Ｚｒ）を
２重量％以下，モリブデン（Ｍｏ）を１重量％以下，お
よび，炭化シリコン（ＳｉＣ）を１〜１０重量％の範囲
で含むような、急冷凝固粉末を固化させたピストン用素
材である。
【００１４】上記のような本実施形態の鍛造ピストン用
素材において、シリコン（Ｓｉ）は、金属組織中に硬質
の初晶や共晶のシリコン粒を晶出させることで耐摩耗性
および耐焼付性を高めるために添加されているものであ
り、鉄（Ｆｅ）は、金属組織を分散強化して２００℃以
上で高い強度を得るために添加されているものであり、
また、銅（Ｃｕ）およびマグネシウム（Ｍｇ）は、共に
２００℃以下での強度を高めるために添加されているも
のであって、その添加量については、上記の範囲外では
所望の耐摩耗性や耐焼付性および高温での必要な強度を
得ることができない。
素材において、シリコン（Ｓｉ）は、金属組織中に硬質
の初晶や共晶のシリコン粒を晶出させることで耐摩耗性
および耐焼付性を高めるために添加されているものであ
り、鉄（Ｆｅ）は、金属組織を分散強化して２００℃以
上で高い強度を得るために添加されているものであり、
また、銅（Ｃｕ）およびマグネシウム（Ｍｇ）は、共に
２００℃以下での強度を高めるために添加されているも
のであって、その添加量については、上記の範囲外では
所望の耐摩耗性や耐焼付性および高温での必要な強度を
得ることができない。
【００１５】上記の実施形態における具体的な一実施例
としては、シリコン（Ｓｉ）を１７重量％，鉄（Ｆｅ）
を５重量％，銅（Ｃｕ）を１重量％，マグネシウム（Ｍ
ｇ）を０．５重量％，マンガン（Ｍｎ）を０．０１重量
％，ニッケル（Ｎｉ）を０．０１重量％，クロム（Ｃ
ｒ）を０．０１重量％，ジルコニウム（Ｚｒ）を１重量
％，モリブデン（Ｍｏ）を０．０１重量％，および，炭
化シリコン（ＳｉＣ）を５重量％含むような、急冷凝固
粉末を固化したピストン用素材がある。
としては、シリコン（Ｓｉ）を１７重量％，鉄（Ｆｅ）
を５重量％，銅（Ｃｕ）を１重量％，マグネシウム（Ｍ
ｇ）を０．５重量％，マンガン（Ｍｎ）を０．０１重量
％，ニッケル（Ｎｉ）を０．０１重量％，クロム（Ｃ
ｒ）を０．０１重量％，ジルコニウム（Ｚｒ）を１重量
％，モリブデン（Ｍｏ）を０．０１重量％，および，炭
化シリコン（ＳｉＣ）を５重量％含むような、急冷凝固
粉末を固化したピストン用素材がある。
【００１６】なお、上記のようなピストン用素材から鍛
造によりピストン本体を製造する工程については、図２
に示すように、まず、工程（１）において、離型剤をピ
ストン素材の外周に塗布してから、次いで、工程（２）
において、成形性をよくするために加熱して、次いで、
工程（３）において、加熱されたピストン素材を上下一
対の型で挟み強圧する鍛造によって、ヘッド部とスカー
ト部を有するピストン本体の一次成形品を一体成形す
る。
造によりピストン本体を製造する工程については、図２
に示すように、まず、工程（１）において、離型剤をピ
ストン素材の外周に塗布してから、次いで、工程（２）
において、成形性をよくするために加熱して、次いで、
工程（３）において、加熱されたピストン素材を上下一
対の型で挟み強圧する鍛造によって、ヘッド部とスカー
ト部を有するピストン本体の一次成形品を一体成形す
る。
【００１７】そのように鍛造で一体成形したピストン本
体の一次成形品に対して、その後、更に、工程（４）に
おいて、強度を高めるため、熱処理を施してから、最後
に、工程（５）において、機械加工によりピストンリン
グ溝やピン孔を形成したり、不要な部分を削り落とす等
の加工処理を行うことによって、ピストン本体の最終形
状に成形する。
体の一次成形品に対して、その後、更に、工程（４）に
おいて、強度を高めるため、熱処理を施してから、最後
に、工程（５）において、機械加工によりピストンリン
グ溝やピン孔を形成したり、不要な部分を削り落とす等
の加工処理を行うことによって、ピストン本体の最終形
状に成形する。
【００１８】さらに、その後、必要に応じて、そのよう
に仕上げられたピストン本体に対して、例えば、摺動特
性や耐摩耗性を良くするためにスカート部の側面にメッ
キ等の表面処理を施すこともある。
に仕上げられたピストン本体に対して、例えば、摺動特
性や耐摩耗性を良くするためにスカート部の側面にメッ
キ等の表面処理を施すこともある。
【００１９】上記のような本実施形態の鍛造ピストン用
素材については、微細に粉末化した材料を固化したもの
であるため、そのようなアルミ合金中に含まれているシ
リコン（Ｓｉ）は、図３（Ｃ）に示すような、鋳造を前
提とした溶製材のアルミ合金中に含まれている初晶シリ
コンの粒子と比べて、図３（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、金属組織中に晶出させた硬質の初晶シリコンの平均
粒径が１０μｍ以下となるように微細化されて分散され
ている。
素材については、微細に粉末化した材料を固化したもの
であるため、そのようなアルミ合金中に含まれているシ
リコン（Ｓｉ）は、図３（Ｃ）に示すような、鋳造を前
提とした溶製材のアルミ合金中に含まれている初晶シリ
コンの粒子と比べて、図３（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、金属組織中に晶出させた硬質の初晶シリコンの平均
粒径が１０μｍ以下となるように微細化されて分散され
ている。
【００２０】そのため、そのようにシリコン（Ｓｉ）が
微細化されて分散された状態で含まれている本実施形態
のピストン用素材によって鍛造で一次成形したピストン
本体については、例えば、スカート部で材料が薄く引き
延ばされるように鍛造されても、当該部分で初晶シリコ
ンの粒子が割れてクラックが発生するようなことが無
く、その疲労強度が高いものとなっている。
微細化されて分散された状態で含まれている本実施形態
のピストン用素材によって鍛造で一次成形したピストン
本体については、例えば、スカート部で材料が薄く引き
延ばされるように鍛造されても、当該部分で初晶シリコ
ンの粒子が割れてクラックが発生するようなことが無
く、その疲労強度が高いものとなっている。
【００２１】ところで、通常の鋳造工程によりピストン
本体の一次成形を行った場合には、材料となるアルミ合
金中に鉄分が多く添加されていると、鋳造後の冷却によ
り合金中に鉄の粗大な化合物が形成されて強度の低下を
招くこととなる。
本体の一次成形を行った場合には、材料となるアルミ合
金中に鉄分が多く添加されていると、鋳造後の冷却によ
り合金中に鉄の粗大な化合物が形成されて強度の低下を
招くこととなる。
【００２２】これに対して、本実施形態のピストン用素
材では、鉄分を添加したアルミ合金を急冷凝固により粉
末化してから、それを熱間押出しにより成形固化して適
当な大きさに切断することで製造されていることによ
り、そのような工程において、鉄の粗大な化合物の形成
が阻止され、応力集中の原因となる鉄分の粗大化合物の
ない均一な金属組織が得られるため、鉄分を多く添加す
ることが可能となって、疲労強度の高い合金を得ること
が可能となる。
材では、鉄分を添加したアルミ合金を急冷凝固により粉
末化してから、それを熱間押出しにより成形固化して適
当な大きさに切断することで製造されていることによ
り、そのような工程において、鉄の粗大な化合物の形成
が阻止され、応力集中の原因となる鉄分の粗大化合物の
ない均一な金属組織が得られるため、鉄分を多く添加す
ることが可能となって、疲労強度の高い合金を得ること
が可能となる。
【００２３】さらに、本実施形態のピストン用素材で
は、図３（Ａ）に示すように、初晶シリコンの平均粒径
が１０μｍ以下となるようにシリコン（Ｓｉ）が微細化
されて含まれていると共に、炭化シリコン（ＳｉＣ）
が、平均粒径が略５μｍ程度となるように微細化された
状態で金属組織中に分散して含まれているため、更に耐
摩耗性および耐焼付性が高められている。
は、図３（Ａ）に示すように、初晶シリコンの平均粒径
が１０μｍ以下となるようにシリコン（Ｓｉ）が微細化
されて含まれていると共に、炭化シリコン（ＳｉＣ）
が、平均粒径が略５μｍ程度となるように微細化された
状態で金属組織中に分散して含まれているため、更に耐
摩耗性および耐焼付性が高められている。
【００２４】この点に関して、炭化シリコン（ＳｉＣ）
が微細化された状態で含まれている本実施形態の鍛造ピ
ストン用素材の上記の実施例について、該実施例の成分
から炭化シリコン（ＳｉＣ）を除いたものを比較例Ｂと
し、溶製材のアルミ合金からなるピストン素材を比較例
Ｃとして、耐摩耗性についての比較試験を行った。
が微細化された状態で含まれている本実施形態の鍛造ピ
ストン用素材の上記の実施例について、該実施例の成分
から炭化シリコン（ＳｉＣ）を除いたものを比較例Ｂと
し、溶製材のアルミ合金からなるピストン素材を比較例
Ｃとして、耐摩耗性についての比較試験を行った。
【００２５】なお、比較例Ｃとして示す溶製材のピスト
ン用素材については、アルミニウム（Ａｌ）を基材とし
て、全体中に、シリコン（Ｓｉ）を１０〜２２重量％，
鉄（Ｆｅ）を１重量％以下，銅（Ｃｕ）を０．５〜５重
量％，マグネシウム（Ｍｇ）を０．５〜２重量％，マン
ガン（Ｍｎ）を１重量％以下，ニッケル（Ｎｉ）を１重
量％以下，クロム（Ｃｒ）を１重量％以下の範囲で含む
ようなものである。
ン用素材については、アルミニウム（Ａｌ）を基材とし
て、全体中に、シリコン（Ｓｉ）を１０〜２２重量％，
鉄（Ｆｅ）を１重量％以下，銅（Ｃｕ）を０．５〜５重
量％，マグネシウム（Ｍｇ）を０．５〜２重量％，マン
ガン（Ｍｎ）を１重量％以下，ニッケル（Ｎｉ）を１重
量％以下，クロム（Ｃｒ）を１重量％以下の範囲で含む
ようなものである。
【００２６】すなわち、具体例には、比較例Ｃは、シリ
コン（Ｓｉ）を１９重量％，鉄（Ｆｅ）を０．２重量
％，銅（Ｃｕ）を４重量％，マグネシウム（Ｍｇ）を１
重量％，マンガン（Ｍｎ）を０．１重量％，ニッケル
（Ｎｉ）を０．１重量％，クロム（Ｃｒ）を０．１重量
％含む、鋳造を前提とした溶製材のアルミ合金によるピ
ストン用素材である。
コン（Ｓｉ）を１９重量％，鉄（Ｆｅ）を０．２重量
％，銅（Ｃｕ）を４重量％，マグネシウム（Ｍｇ）を１
重量％，マンガン（Ｍｎ）を０．１重量％，ニッケル
（Ｎｉ）を０．１重量％，クロム（Ｃｒ）を０．１重量
％含む、鋳造を前提とした溶製材のアルミ合金によるピ
ストン用素材である。
【００２７】図４は、そのような実施例および比較例Ｂ
と比較例Ｃのそれぞれについて、耐摩耗性を比較するた
めに、試験温度２５０℃で、フレッチング摩耗試験（試
験材料をローターとし、このローターを揺動させながら
所定材料のライダーを繰り返し押し付けて、接触面の摩
耗痕の面積を摩耗量とする）を行った結果を示すもの
で、この試験結果から見ても、ＳｉＣを含む実施例は、
ＳｉＣを含まない比較例Ｂや溶製材の比較例Ｃと比べ
て、高い耐摩耗性を有することが示されている。
と比較例Ｃのそれぞれについて、耐摩耗性を比較するた
めに、試験温度２５０℃で、フレッチング摩耗試験（試
験材料をローターとし、このローターを揺動させながら
所定材料のライダーを繰り返し押し付けて、接触面の摩
耗痕の面積を摩耗量とする）を行った結果を示すもの
で、この試験結果から見ても、ＳｉＣを含む実施例は、
ＳｉＣを含まない比較例Ｂや溶製材の比較例Ｃと比べ
て、高い耐摩耗性を有することが示されている。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したような本発明の鍛造ピスト
ン用素材によれば、鍛造により一次成形されるピストン
本体の耐摩耗性および耐焼付性を向上させることがで
き、且つ、疲労強度を向上させることができて、ピスト
ンをエンジンの高出力化や高速化に対応させることがで
きる。
ン用素材によれば、鍛造により一次成形されるピストン
本体の耐摩耗性および耐焼付性を向上させることがで
き、且つ、疲労強度を向上させることができて、ピスト
ンをエンジンの高出力化や高速化に対応させることがで
きる。
【図１】本発明の鍛造ピストン用素材を製造するための
工程を示す説明図。
工程を示す説明図。
【図２】本発明の鍛造ピストン用素材によりピストン本
体を製造するための工程を示す説明図。
体を製造するための工程を示す説明図。
【図３】ピストン用素材の金属組成について、（Ａ）Ｓ
ｉＣを含む実施例、（Ｂ）ＳｉＣを含まない比較例、お
よび（Ｃ）溶製材の比較例のそれぞれを示す金属組成写
真。
ｉＣを含む実施例、（Ｂ）ＳｉＣを含まない比較例、お
よび（Ｃ）溶製材の比較例のそれぞれを示す金属組成写
真。
【図４】ピストン用素材の耐摩耗性について、ＳｉＣを
含む実施例と、ＳｉＣを含まない比較例Ｂおよび溶製材
の比較例Ｃとの差異を示すグラフ。
含む実施例と、ＳｉＣを含まない比較例Ｂおよび溶製材
の比較例Ｃとの差異を示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｆ 3/00 Ｆ０２Ｆ 3/00 Ｇ Ｆ１６Ｊ 1/01 Ｆ１６Ｊ 1/01 // Ｂ２２Ｆ 3/20 Ｂ２２Ｆ 3/20 Ａ Ｃ２２Ｃ 32/00 Ｃ２２Ｃ 32/00 Ｑ
Claims (2)
- 【請求項１】 シリコン（Ｓｉ）を含有するアルミ合金
を溶解した後で急冷凝固して形成したアルミ合金粉末中
に、平均粒径が略５μｍの炭化シリコン（ＳｉＣ）粉末
を混合したものを、加熱押し出しにより固化した後、所
望の大きさに成形したことを特徴とする鍛造ピストン用
素材。 - 【請求項２】 炭化シリコン（ＳｉＣ）の成分割合を１
〜１０重量％、シリコン（Ｓｉ）の成分割合を１０〜２
２重量％としたことを特徴とする請求項１に記載の鍛造
ピストン用素材。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4470997A JPH10219378A (ja) | 1997-02-13 | 1997-02-13 | 鍛造ピストン用素材 |
| DE69814498T DE69814498T2 (de) | 1997-02-12 | 1998-02-12 | Kolben für eine Brennkraftmaschine und Verfahren seiner Herstellung |
| EP98102429A EP0864660B1 (en) | 1997-02-12 | 1998-02-12 | Piston for internal combustion engine and method for producing same |
| US09/022,647 US6070323A (en) | 1997-02-12 | 1998-02-12 | Piston for internal combustion engine and material therefore |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4470997A JPH10219378A (ja) | 1997-02-13 | 1997-02-13 | 鍛造ピストン用素材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10219378A true JPH10219378A (ja) | 1998-08-18 |
Family
ID=12698957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4470997A Pending JPH10219378A (ja) | 1997-02-12 | 1997-02-13 | 鍛造ピストン用素材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10219378A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7398754B2 (en) | 2005-09-21 | 2008-07-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Piston for internal combustion engine |
| CN111218580A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-06-02 | 太原理工大学 | 一种SiC颗粒增强2024铝基复合材料板材的制备方法 |
-
1997
- 1997-02-13 JP JP4470997A patent/JPH10219378A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7398754B2 (en) | 2005-09-21 | 2008-07-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Piston for internal combustion engine |
| CN111218580A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-06-02 | 太原理工大学 | 一种SiC颗粒增强2024铝基复合材料板材的制备方法 |
| CN111218580B (zh) * | 2020-01-09 | 2021-08-17 | 太原理工大学 | 一种SiC颗粒增强2024铝基复合材料板材的制备方法 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070119 |