JPH10263791A - Preliminary formed body for composite structure, core member held thereby, and manufacture of composite metal parts of the core - Google Patents
Preliminary formed body for composite structure, core member held thereby, and manufacture of composite metal parts of the coreInfo
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- JPH10263791A JPH10263791A JP7336697A JP7336697A JPH10263791A JP H10263791 A JPH10263791 A JP H10263791A JP 7336697 A JP7336697 A JP 7336697A JP 7336697 A JP7336697 A JP 7336697A JP H10263791 A JPH10263791 A JP H10263791A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複合化用予備成形
体及びこれに保持される中子部材並びにその予備成形体
が複合化された複合金属部品の製造方法に関し、特に中
子部材の保持構造に関するものの技術分野に属する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite preform, a core member held by the preform, and a method of manufacturing a composite metal part in which the preform is composited. It belongs to the technical field of structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、強度や耐摩耗性が必要とされ
る部位のみを強化すべく、例えば特公平2−30790
号公報や特公平2−62776号公報に示されているよ
うに、ニッケル等の金属若しくはその繊維又はセラミッ
クの繊維若しくは粒子からなる強化材で部分的に複合化
する方法が知られている。この方法では、予め上記強化
材を用いて内部に気孔を有する予備成形体を作製してお
き、加圧パンチやプランジャ等によって鋳型内において
充填したアルミニウム合金の溶湯に高圧力を加える高圧
鋳造法により上記予備成形体の気孔内にその溶湯を含浸
させて予備成形体とアルミニウム合金とを複合化するよ
うにしている。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to reinforce only a portion where strength and wear resistance are required, for example, Japanese Patent Publication No. 2-30790.
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. Hei 2-62776 and Japanese Patent Publication No. 2-62776, a method is known in which a composite material is partially composited with a reinforcing material composed of metal such as nickel or its fiber, or ceramic fiber or particles. In this method, a preformed body having pores therein is prepared in advance by using the above-described reinforcing material, and a high-pressure casting method of applying a high pressure to a molten aluminum alloy filled in a mold by a pressure punch, a plunger, or the like is used. The molten metal is impregnated into the pores of the preformed body to form a composite of the preformed body and the aluminum alloy.
【0003】また、例えば特開平7−290227号公
報に示されているように、予備成形体を使用しない通常
の鋳造方法として、引け巣等の鋳造欠陥を防止するため
に、鋳型内の溶湯を気体で加圧するようにすることが知
られている。Further, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-290227, as a normal casting method without using a preform, molten metal in a mold is used to prevent casting defects such as shrinkage cavities. It is known to pressurize with gas.
【0004】一方、従来より、例えば自動車エンジン用
ピストンの内部に冷却用オイル通路を設ける場合のよう
に、複合金属部品が鋳型のみでは直接形成することがで
きないような形状を有する場合に、塩中子や砂中子等の
崩壊性中子部材を使用することが知られている。この場
合、通常、中子部材に細い孔を開けておき、その孔を鋳
型に形成した突起部に嵌合させたり、その孔にピンを貫
通させてそのピンの先端部を鋳型に形成した穴に差し込
んだりすることにより、その中子部材を鋳型内に保持す
るようにしている。On the other hand, conventionally, when a composite metal part has a shape that cannot be directly formed only by a mold, for example, when a cooling oil passage is provided inside a piston for an automobile engine, a salt in salt It is known to use a collapsible core member such as a core or a sand core. In this case, usually, a fine hole is formed in the core member, and the hole is fitted into a projection formed in the mold, or a pin is penetrated in the hole, and the tip of the pin is formed in the mold. Or the like, the core member is held in the mold.
【0005】ところが、上述の如く、溶湯を加圧するこ
とによりその溶湯と予備成形体とを複合化する場合に
は、上記中子部材の保持方法では、加圧により中子部材
に設けた孔内や鋳型に設けたピン差込穴内に溶湯が侵入
して凝固するため、鋳型が中子部材から離れ難くなる。
また、離れたとしても鋳型の突起部又はピン差込穴に凝
固した溶湯が残っているために、次の鋳造を行う際に中
子部材を鋳型に保持することができなくなるという問題
がある。However, as described above, when the molten metal and the preform are compounded by pressurizing the molten metal, the above-described method of holding the core member requires the pressurization of the hole formed in the core member by pressing. The molten metal penetrates into the pin insertion holes provided in the mold and the mold and solidifies, so that the mold is difficult to separate from the core member.
Further, even if the core member is separated, there is a problem that the core member cannot be held in the mold when performing the next casting because the solidified molten metal remains in the protrusions or the pin insertion holes of the mold.
【0006】そこで、例えば特開昭60−13955号
公報に示されているように、リング状の予備成形体の内
周部全周にリング状の中子部材の外周部全周を嵌合させ
て無機バインダーにより中子部材を予備成形体に保持す
るようにすることが提案されている。Therefore, as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-13955, the entire outer periphery of the ring-shaped core member is fitted around the entire inner periphery of the ring-shaped preform. It has been proposed that the core member be held on the preform by an inorganic binder.
【0007】また、例えば特開平8−158934号公
報に示されているように、半割タイプの中子保持用FR
M部材を設け、この中子保持用FRM部材に中子を保持
すると共に、その外周部に予備成形体をも保持するよう
にすることが提案されている。Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-158934, a half-split type FR for holding a core is disclosed.
It has been proposed to provide an M member, hold the core on the core holding FRM member, and also hold the preformed body on the outer periphery thereof.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記後者の提
案例(特開平8−158934号公報)の保持方法で
は、高価なFRM部材を多用するためにコストアップを
招くと共に、FRM部材のスペースが余分に必要となる
ために設計の自由度が低下するという問題がある。However, in the holding method of the latter proposed example (Japanese Patent Laid-Open No. 8-158934), the cost is increased because many expensive FRM members are used, and the space for the FRM members is reduced. There is a problem that the degree of freedom in design is reduced due to the extra necessity.
【0009】また、上記前者の提案例(特開昭60−1
3955号公報)のものでは、中子部材の熱膨張率が予
備成形体よりも大きい場合、中子部材の変形が予備成形
体によって拘束されるので、溶湯の鋳型内への充填時に
熱応力により中子部材に割れが生じ、その割れに溶湯が
侵入してバリが発生し易くなる。Further, the former proposed example (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-1)
No. 3955), when the thermal expansion coefficient of the core member is larger than that of the preformed body, the deformation of the core member is restrained by the preformed body. Cracks occur in the core member, and the molten metal penetrates into the cracks to easily generate burrs.
【0010】さらに、どちらの提案例のものでも、溶湯
が予備成形体内に含浸する部分が中子部材又はFRM部
材によって制限されることになるので、溶湯と予備成形
体との複合性が低下してしまうという問題がある。[0010] Further, in either of the proposed examples, the portion of the preform to be impregnated with the molten metal is limited by the core member or the FRM member. Problem.
【0011】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、上記前者の提案例の
如く予備成形体に中子部材を直接保持し、溶湯を加圧に
より予備成形体と複合化する場合に、その中子部材の保
持構造を改良することによって、中子部材と予備成形体
との熱膨張率差が大きい場合でも、鋳造時に中子部材に
生じる熱応力を低減してその中子部材の割れを防止する
と共に、溶湯が予備成形体内に含浸し易くして溶湯と予
備成形体との複合性をも向上させようとすることにあ
る。The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and an object of the present invention is to hold a core member directly on a preformed body as described in the former proposed example, and pressurize the molten metal by pressurizing. When compounding with a molded body, by improving the holding structure of the core member, even when the difference in thermal expansion coefficient between the core member and the preformed body is large, the thermal stress generated in the core member during casting can be reduced. Another object of the present invention is to reduce the core member in order to prevent the core member from cracking and to easily impregnate the molten metal into the preformed body to improve the composite property between the molten metal and the preformed body.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、中子部材を保持する中子保持部を
有する複合化用予備成形体に対して、その中子部材との
間に間隙を有するように予備成形体基部を形成し、上記
中子保持部をその予備成形体基部の一部に突設するよう
にした。In order to achieve the above object, according to the present invention, a composite preform having a core holding portion for holding a core member is provided with a core member. The preform base was formed so as to have a gap therebetween, and the core holding portion was provided so as to project from a part of the preform base.
【0013】具体的には、請求項1の発明では、鋳型内
において充填した溶湯を加圧することにより複合化され
てなり、かつ中子部材を保持する中子保持部を有する複
合化用予備成形体を前提とする。More specifically, in the first aspect of the present invention, the preform for compounding is formed by pressurizing a molten metal filled in a mold and having a core holding portion for holding a core member. Assume the body.
【0014】そして、上記中子部材との間に間隙を有す
るように形成された予備成形体基部を有し、上記中子保
持部は、上記予備成形体基部の一部に突設されてなるも
のとする。A preformed base is formed so as to have a gap between the core and the core member, and the core holding portion is provided so as to project from a part of the preformed base. Shall be.
【0015】このことにより、予備成形体は、その中子
保持部以外の箇所おいて中子部材との間に間隙を有する
ように形成されているので、中子部材と予備成形体との
熱膨張率差が大きい場合でも、中子部材又は予備成形体
は、その間隙の分だけ相手部材に拘束されずに膨脹変形
することができ、鋳造時に中子部材に生じる熱応力を低
下させることができる。また、中子保持部以外の間隙の
箇所から溶湯が予備成形体内に含浸するので、溶湯の予
備成形体内への含浸可能な部分を増大させることができ
る。よって、中子部材の熱応力による割れを防止してバ
リの発生を抑制することができる共に、溶湯と予備成形
体との複合性を向上させることができる。Thus, since the preformed body is formed so as to have a gap between the core member and the core member at a position other than the core holding portion, the heat of the core member and the preformed body is formed. Even when the expansion coefficient difference is large, the core member or the preformed body can be expanded and deformed without being restrained by the counterpart member by the gap, thereby reducing the thermal stress generated in the core member during casting. it can. In addition, since the molten metal is impregnated into the preformed body from a portion of the gap other than the core holding portion, a portion where the molten metal can be impregnated into the preformed body can be increased. Therefore, it is possible to prevent the core member from cracking due to thermal stress and suppress the generation of burrs, and to improve the composite property between the molten metal and the preform.
【0016】請求項2の発明では、請求項1の発明にお
いて、予備成形体基部は、リング状をなし、複数の中子
保持部が、上記予備成形体基部の内周部において周方向
に所定間隔を空けた状態で径方向に突設されているもの
とする。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the preform base has a ring shape, and a plurality of core holding portions are circumferentially defined on an inner peripheral portion of the preform base. It is assumed that they protrude in the radial direction with an interval.
【0017】このことで、中子部材をもリング状とする
ことで、中子部材をバランスよく保持することができ、
中子部材に発生する熱応力を均一に分散させることがで
きる。また、中子部材の熱膨張率は、通常、予備成形体
よりも大きくなるので、予備成形体の内周側に中子部材
を保持する場合に、特に適した保持構造となる。よっ
て、中子部材の保持構造として最適なものが得られる。[0017] Thus, the core member is also formed in a ring shape, so that the core member can be held in a well-balanced manner.
Thermal stress generated in the core member can be uniformly dispersed. Further, since the coefficient of thermal expansion of the core member is generally larger than that of the preformed body, the holding structure is particularly suitable for holding the core member on the inner peripheral side of the preformed body. Therefore, an optimal structure for holding the core member can be obtained.
【0018】請求項3の発明では、請求項1又は2の発
明において、中子保持部は、予備成形体基部よりも気孔
率が高いものとする。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the core holding portion has a higher porosity than the base of the preformed body.
【0019】この発明により、予備成形体の中子保持部
自体が変形し易くなるので、中子部材に発生する熱応力
をさらに低減させることができる。よって、中子部材の
熱応力による割れをより一層有効に抑制することができ
る。According to the present invention, the core holding portion itself of the preformed body is easily deformed, so that the thermal stress generated in the core member can be further reduced. Therefore, cracking of the core member due to thermal stress can be more effectively suppressed.
【0020】請求項4の発明では、請求項1、2又は3
の発明において、中子保持部は、予備成形体基部よりも
軟質であるものとする。According to the fourth aspect of the present invention, the first, second or third aspect of the invention is provided.
In the present invention, the core holding portion is softer than the base of the preformed body.
【0021】このようにすることで、中子保持部の変形
により中子部材の熱応力をより一層緩和することができ
る。よって、請求項3の発明と同様の作用効果を得るこ
とができる。With this configuration, the thermal stress of the core member can be further reduced by the deformation of the core holding portion. Therefore, the same function and effect as the third aspect of the invention can be obtained.
【0022】請求項5の発明では、請求項1、2、3又
は4の発明において、中子保持部は、予備成形体基部と
は別の部材で構成されているものとする。According to a fifth aspect of the present invention, in the first, second, third or fourth aspect of the present invention, the core holding portion is made of a member different from the base of the preformed body.
【0023】こうすれば、中子保持部の形状や材料の自
由度を増大させることができ、耐摩耗性等を必要としな
い中子保持部に、予備成形体基部に使用するような高価
な材料を使用しなくても済む。よって、中子保持部を形
成するためのコストを低減しつつ、中子部材の熱応力に
よる割れを防止することができる。This makes it possible to increase the degree of freedom of the shape and the material of the core holding portion, and the core holding portion which does not require abrasion resistance or the like can be used at a high cost such as used for the base of the preform. There is no need to use materials. Therefore, cracking of the core member due to thermal stress can be prevented while reducing the cost for forming the core holding portion.
【0024】請求項6の発明では、鋳型内において充填
した溶湯を加圧することにより複合化されてなる複合化
用予備成形体に保持される保持部が形成された中子部材
を前提とする。The invention according to claim 6 is based on the premise that the core member is provided with a holding portion which is held by the composite preform formed by pressing the molten metal filled in the mold.
【0025】そして、上記複合化用予備成形体との間に
間隙を有するように形成された中子部材基部を有し、上
記保持部は、上記中子部材基部の一部に突設されてなる
ものとする。このことにより、中子部材に保持部が突設
されていること以外は請求項1の発明と同様である。よ
って、請求項1の発明と同様の作用効果が得られる。A core member base is formed so as to have a gap between the core preform and the holding member, and the holding portion is provided so as to project from a part of the core member base. It shall be. This is the same as the first aspect of the present invention except that the core member has the holding portion projecting therefrom. Therefore, the same function and effect as the first aspect of the invention can be obtained.
【0026】請求項7の発明では、請求項6の発明にお
いて、中子部材基部は、リング状をなし、複数の保持部
が、上記中子部材基部の外周部において周方向に所定間
隔を空けた状態で径方向に突設されているものとする。
このことで、請求項2の発明と同様の作用効果を得るこ
とができる。According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect of the present invention, the core member base has a ring shape, and the plurality of holding portions are spaced at a predetermined interval in the circumferential direction at the outer peripheral portion of the core member base. It is assumed that it protrudes in the radial direction in a state where it is set.
Thus, the same function and effect as the second aspect of the invention can be obtained.
【0027】請求項8の発明では、請求項6又は7の発
明において、中子部材は塩中子であるものとする。According to an eighth aspect of the present invention, in the sixth or seventh aspect, the core member is a salt core.
【0028】こうすることで、塩中子は予備成形体より
も熱膨張率がかなり大きくなるので、請求項6又は7の
発明の保持構造を採用する価値が高くなる。よって、こ
の中子部材の保持構造の有効な利用を図ることができ
る。By doing so, the thermal expansion coefficient of the salt core is considerably higher than that of the preformed body, so that the value of adopting the holding structure according to the sixth or seventh aspect of the invention becomes high. Therefore, effective use of the core member holding structure can be achieved.
【0029】請求項9の発明は複合金属部品の製造方法
の発明であり、この発明では、鋳型内において充填した
溶湯を加圧することにより複合化されてなる複合化用予
備成形体と該複合化用予備成形体に保持される中子部材
とを、相手部材に対して間隙を有するように形成した基
部と、上記複合化用予備成形体及び中子部材の少なくと
も一方の基部の一部に突設された保持部とで構成してお
き、上記保持部にて上記複合化用予備成形体に中子部材
を保持した状態で鋳型内に該複合化用予備成形体を支持
し、上記鋳型内に溶湯を充填して加圧することにより上
記複合化用予備成形体と複合化することを特徴とする。
この発明により、請求項1又は6の発明と同様の作用効
果を得ることができる。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a composite metal part. In this invention, a preform for composite formed by pressurizing a molten metal charged in a mold and the composite preform are provided. The core member held by the preform for molding is protruded from a base formed so as to have a gap with respect to the mating member, and a part of the base of at least one of the preform for composite and the core member. The composite preform is supported in a mold in a state where the core member is held in the composite preform by the holding part, and Is filled with a melt and pressurized to form a composite with the composite preform.
According to this invention, the same function and effect as those of the first or sixth invention can be obtained.
【0030】請求項10の発明では、請求項9の発明に
おいて、鋳型の湯口から溶湯を鋳型内に充填後に該湯口
を閉塞した状態で、上記鋳型内の溶湯を気体により加圧
する。According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect of the present invention, the molten metal in the mold is pressurized with a gas in a state where the molten metal is filled into the mold from the gate of the mold and the molten metal is closed.
【0031】こうすれば、高圧鋳造法と異なり、比較的
低い加圧力で溶湯と予備成形体とを複合化することがで
きるので、中子部材が崩壊性の塩中子や砂中子等の場合
に、中子部材が鋳造時に加圧により破損したり変形した
りするのを容易にかつ確実に防止することができる。よ
って、予備成形体に中子部材を保持した状態でその予備
成形体と溶湯とを複合化する場合に、最適な鋳造方法が
得られる。In this way, unlike the high-pressure casting method, the molten metal and the preform can be combined with a relatively low pressing force, so that the core member is made of a collapsible salt core, sand core, or the like. In this case, it is possible to easily and reliably prevent the core member from being damaged or deformed by pressure during casting. Therefore, when the preform and the molten metal are combined while the core member is held in the preform, an optimal casting method can be obtained.
【0032】[0032]
(実施形態1)図1及び図2は、本発明の実施形態1に
係る複合化用予備成形体Bを示し、この予備成形体B
は、図3に示すように、自動車エンジン用のピストン1
を製造する際に使用されるものである。このピストン1
の上部における外周部には、上から順に、トップリング
を嵌装するためのトップリング溝3と、セカンダリング
を嵌装するためのセカンダリング溝4と、オイルリング
を嵌装するためのオイルリング溝5とがそれぞれ形成さ
れている。そして、このピストン1は、アルミニウム系
金属(JIS規格H5202に規定されているAC8A
等)を母材とし、上記トップリング溝3の周囲のみがそ
のアルミニウム系金属とニッケル−クロム合金の強化材
とで複合化された複合部6を有するアルミニウム系複合
金属部品とされている。また、このピストン1の内部に
おける上記複合部6よりも内側には、リング状の冷却用
オイル通路8が形成されている。尚、図3中、7は、こ
のピストン1とコネクティングロッドとを連結するピス
トンピンを挿入するためのピストンピン挿入孔である。(Embodiment 1) FIGS. 1 and 2 show a preform B for compounding according to Embodiment 1 of the present invention.
Is a piston 1 for an automobile engine as shown in FIG.
It is used when manufacturing. This piston 1
A top ring groove 3 for fitting a top ring, a secondary groove 4 for fitting a secondary ring, and an oil ring for fitting an oil ring The grooves 5 are formed respectively. The piston 1 is made of an aluminum-based metal (AC8A specified in JIS H5202).
Etc.) as a base material, and only the periphery of the top ring groove 3 is an aluminum-based composite metal component having a composite portion 6 which is composited with the aluminum-based metal and a reinforcing material of a nickel-chromium alloy. A ring-shaped cooling oil passage 8 is formed inside the piston 1 inside the composite portion 6. In FIG. 3, reference numeral 7 denotes a piston pin insertion hole for inserting a piston pin for connecting the piston 1 to the connecting rod.
【0033】上記予備成形体Bは、上記ピストン1の複
合部6がアルミニウム系金属と複合化される前の状態の
ものであり、気孔を有する(気孔率80〜95%程度)
金属多孔体からなる。そして、この予備成形体Bは、後
述の如く、上記アルミニウム系金属の溶湯が加圧される
ことによりその予備成形体Bの気孔内に含浸して複合化
されるようになっている。尚、上記予備成形体Bは、そ
の外径がピストン1の外径よりも大きく、また、その外
周部にはトップリング溝3に相当する溝は形成されてお
らず、後述の如く、予備成形体Bとアルミニウム系金属
溶湯とが複合化された鋳物9(図13参照)に対して機
械切削加工を施すことにより、所定のピストン形状とさ
れるようになっている。The preformed body B is in a state before the composite portion 6 of the piston 1 is composited with an aluminum-based metal and has pores (porosity of about 80 to 95%).
It is made of a porous metal body. Then, as described later, the preform B is impregnated into the pores of the preform B by being pressurized with the molten metal of the aluminum-based metal to be composited. The outer diameter of the preformed body B is larger than the outer diameter of the piston 1, and a groove corresponding to the top ring groove 3 is not formed on the outer peripheral portion thereof. By subjecting the casting 9 (see FIG. 13) in which the body B and the aluminum-based metal melt are compounded to mechanical cutting, a predetermined piston shape is obtained.
【0034】上記予備成形体Bは、リング状の予備成形
体基部30とその基部30の内周部の一部に径方向内側
に突設されてなる3つの中子保持部31,31,…とを
有している。この3つの中子保持部31,31,…は、
周方向に略等間隔を空けて設けられ、各中子保持部31
の先端面には、図2に示すように、下側に向かって突出
量が小さくなる傾斜面31aがそれぞれ形成されてい
る。この各傾斜面31aに、上記予備成形体Bの内径よ
りも小さい外径を有し、かつ上記冷却用オイル通路8を
形成するためのリング状の塩中子(中子部材)Cを下側
から圧入して嵌めることが可能とされている。このこと
で、この塩中子Cは予備成形体Bの各中子保持部31に
保持されるようになっており、上記基部30は、保持さ
れた塩中子Cとの間に間隙を有するように形成されてい
ることになる。尚、上記塩中子Cの熱膨張率は予備成形
体Bよりもかなり大きい値である。The preform B has three core holders 31, 31,... Protruding radially inward from a ring-shaped preform base 30 and a part of the inner periphery of the base 30. And The three core holders 31, 31,...
The core holding portions 31 are provided at substantially equal intervals in the circumferential direction.
As shown in FIG. 2, inclined surfaces 31 a of which the protruding amount decreases toward the lower side are respectively formed on the distal end surfaces. Each of the inclined surfaces 31a has an outer diameter smaller than the inner diameter of the preformed body B, and a ring-shaped salt core (core member) C for forming the cooling oil passage 8 is placed on the lower side. It is possible to press-fit the fitting. Thus, the salt core C is held by each core holding portion 31 of the preformed body B, and the base 30 has a gap between the salt core C and the held salt core C. It is formed as follows. The coefficient of thermal expansion of the salt core C is considerably larger than that of the preform B.
【0035】図4及び図5は、上記ピストン1を製造す
るための製造装置Aを示し、この製造装置Aは、2分割
されてその各合せ面12aに対して略対称形状をなすサ
イド型12,12と、この両サイド型12,12同士が
各合せ面12aにて合わされた状態で形成された上型挿
入孔18及び中型挿入孔19にそれぞれ挿入された上型
13及び中型14とからなる鋳型11を有している。こ
の両サイド型12,12同士が各合せ面12aにて合わ
されかつ上型13及び中型14が完全に挿入された状態
(型締めされた状態)で、これらの型12〜14によっ
て囲まれた空間が、上記ピストン1(切削加工前の鋳物
9)と略同じ形状の製品キャビティ15とされ、その製
品キャビティ15内にアルミニウム系金属の溶湯が充填
されて上記鋳物9が鋳造されるようになっている。上記
上型13及び中型14は上下方向に、また両サイド型1
2,12はその各合せ面12aと垂直な方向(図4の紙
面垂直方向)にそれぞれスライド可能に構成され、鋳造
が完了すると各型12〜14が互いに離れる方向にスラ
イド(型開き)されるようになっている。尚、図4中、
17は上記ピストンピン挿入孔7を形成するための鋳抜
きピンである。FIGS. 4 and 5 show a manufacturing apparatus A for manufacturing the piston 1. The manufacturing apparatus A is divided into two side molds 12 which are substantially symmetrical with respect to their mating surfaces 12a. , 12 and an upper die 13 and a middle die 14 respectively inserted into an upper die insertion hole 18 and a middle die insertion hole 19 formed in a state where the two side dies 12, 12 are joined together at respective mating surfaces 12a. It has a mold 11. A space surrounded by these molds 12 to 14 in a state where the both molds 12 and 12 are fitted together at each mating surface 12a and the upper mold 13 and the middle mold 14 are completely inserted (mold clamped state). Is formed into a product cavity 15 having substantially the same shape as the piston 1 (the casting 9 before cutting), and the casting 9 is cast by filling the product cavity 15 with a molten metal of an aluminum-based metal. I have. The upper mold 13 and the middle mold 14 are arranged vertically,
Each of the molds 2 and 12 is configured to be slidable in a direction (perpendicular to the plane of FIG. 4) perpendicular to the respective mating surfaces 12a. When the casting is completed, the molds 12 to 14 are slid (mold opened) in a direction away from each other. It has become. In FIG. 4,
Reference numeral 17 denotes a cast pin for forming the piston pin insertion hole 7.
【0036】上記鋳型11は、その製品キャビティ15
内に上記予備成形体Bを、上記塩中子Cを保持した状態
で支持可能とされている。すなわち、上記鋳型11の両
サイド型12,12における製品キャビティ15上部に
はそれぞれ段差部12b,12bが形成され、その各段
差部12bよりも上側の内径は上型挿入孔18の内径と
同じでかつ上記予備成形体Bの外径よりも僅かに大きく
され、各段差部12bよりも下側の内径は予備成形体B
の外径よりも小さくされている。このことで、上記上型
13を上方にスライドさせて両サイド型12,12から
離した状態で上記予備成形体Bを上型挿入孔18からそ
の各段差部12bまで挿入可能とされている。また、上
記上型13は、上型挿入孔18に完全に挿入されたとき
に、その下面外周部に設けた突出部13aの先端面によ
り上記段差部12bまで挿入した予備成形体Bの上面を
押さえることが可能とされ、その予備成形体Bを上型1
3の突出部13a先端面と両サイド型12,12の各段
差部12bとの間で支持するようになっている。The mold 11 has a product cavity 15
The preform B can be supported therein while holding the salt core C. That is, steps 12b, 12b are respectively formed above the product cavities 15 in both side molds 12, 12 of the mold 11, and the inside diameter above each step 12b is the same as the inside diameter of the upper mold insertion hole 18. The outer diameter of the preformed body B is slightly larger than the outer diameter of the preformed body B.
Is smaller than the outer diameter of Thus, the preform B can be inserted from the upper die insertion hole 18 to each step 12b with the upper die 13 slid upward and separated from the side dies 12, 12. When the upper die 13 is completely inserted into the upper die insertion hole 18, the upper surface of the preformed body B inserted up to the step 12b by the tip end surface of the protruding portion 13a provided on the outer peripheral portion of the lower surface thereof. It is possible to press the preform B into the upper mold 1
3 is supported between the distal end surface of the projection 13a and the step 12b of each of the side molds 12, 12.
【0037】上記鋳型11の両サイド型12,12の各
合せ面12aには、その上部の上型挿入孔18側方にお
いて鋳型11内にアルミニウム系金属溶湯を充填するた
めのテーパ面を有する湯口26と、この湯口26と上記
製品キャビティ15の下部とを接続する断面略円形状の
湯道27が形成されている。この湯道27は、上記湯口
26から下方に延びた後に略直角に製品キャビティ15
側に折れ曲り、水平方向に延びて製品キャビティ15に
接続されている。A sprue having a tapered surface for filling an aluminum-based metal melt into the mold 11 on the mating surface 12a of each of the two side molds 12, 12 of the mold 11 on the side of the upper mold insertion hole 18 above the mold. 26 and a runner 27 having a substantially circular cross section connecting the gate 26 and the lower part of the product cavity 15 are formed. The runner 27 extends from the gate 26 downwardly and at a substantially right angle to the product cavity 15.
It is bent to the side, extends horizontally and is connected to the product cavity 15.
【0038】また、上記鋳型11の両サイド型12,1
2の各合せ面12aには、上記湯道27とは製品キャビ
ティ15を挟んで反対側に断面略矩形状のエア抜き溝3
5が形成されている。このエア抜き溝35は、上述の如
く支持された予備成形体Bの側方から水平方向に延びた
後、上方に延びるように設けられ、溶湯を製品キャビテ
ィ15内に充填する際に、この製品キャビティ15内の
エアを抜くためのもので、溶湯がこのエア抜き溝35に
侵入したときに冷却凝固してシールがなされるようにな
っている。Further, both side molds 12, 1 of the mold 11 are provided.
2 is provided on the opposite side of the runner 27 with the product cavity 15 therebetween, with the air vent groove 3 having a substantially rectangular cross section.
5 are formed. The air vent groove 35 is provided so as to extend in the horizontal direction from the side of the preformed body B supported as described above, and then to extend upward. When the molten metal is filled into the product cavity 15, This is for bleeding the air in the cavity 15. When the molten metal enters the air bleed groove 35, it cools and solidifies to form a seal.
【0039】上記湯口26は、この湯口26の上方で上
下方向に移動可能とされたカバー37で覆われるように
なっている。このカバー37は、その下部に湯口26の
テーパ面と略同形状のテーパ面を有し、その下部が湯口
26の上部に嵌合することでこの湯口26は完全に塞が
れるようになっている。The gate 26 is covered with a cover 37 which can be moved up and down above the gate 26. The cover 37 has a taper surface having substantially the same shape as the taper surface of the sprue 26 at the lower part, and the sprue 26 is completely closed by fitting the lower part thereof to the upper part of the sprue 26. I have.
【0040】上記鋳型11の上型13内の下部には、そ
の下面から略円錐台形状に上方に凹陥した押湯部13b
が形成されている。また、この上型13には、上記押湯
部13b内にエアを吹き込んでこの鋳型11内の溶湯を
その押湯部13bから加圧するためのパイプ38の一端
部がその上型13を貫通して押湯部13b上端に達する
ように取付固定されている。このパイプ38の他端部
は、圧力が0.5〜30Kgf/cm2 の範囲にある工場エア
を生成する加圧エア源(図示せず)に接続されている。A lower part in the upper die 13 of the mold 11 has a feeder portion 13b which is recessed upward from the lower surface into a substantially truncated cone shape.
Are formed. Further, one end of a pipe 38 for blowing air into the feeder portion 13b to press the molten metal in the mold 11 from the feeder portion 13b passes through the upper die 13 through the upper die 13. It is attached and fixed so as to reach the upper end of the riser 13b. The other end of the pipe 38 is connected to a pressurized air source (not shown) for producing factory air having a pressure in the range of 0.5 to 30 kgf / cm 2 .
【0041】以上の構成からなる複合化用予備成形体B
に塩中子Cを保持させて、上記製造装置Aにより上記ピ
ストン1を製造する方法を説明する。先ず、予備成形体
Bを作製するには、先ず、図6に示すように、略矩形状
の金属多孔体シート32を短冊状のシート32a,32
a,…に切断し(同図(a))、その短冊状の各シート
32aをリング状に巻く(同図(b))。そして、プレ
ス成形により、その各シート32aの端部同士を接合す
ると共に、所望の形状となるように圧下する。このと
き、上記各中子保持部31を同時にプレス成形により形
成することで予備成形体Bは完成する(同図(c))。
さらに、塩をプレス成形によりリング状に固化すること
で塩中子Cを作製しておき(同図(d))、この塩中子
Cの外周部を上記予備成形体Bにおける各中子保持部3
1の傾斜面31aにその下側から圧入することにより、
予備成形体Bに塩中子Cを保持する(同図(e))。The preform B for composite having the above structure
A method of manufacturing the piston 1 by the manufacturing apparatus A while holding the salt core C in the tank will be described. First, in order to produce the preform B, as shown in FIG. 6, a substantially rectangular porous metal sheet 32 is strip-shaped into sheets 32a and 32a.
(a) in the figure, and each of the strip-shaped sheets 32a is wound in a ring shape (b). Then, the ends of the respective sheets 32a are joined to each other by press molding, and the sheets 32a are pressed down into a desired shape. At this time, the preform B is completed by simultaneously forming the core holding portions 31 by press molding (FIG. 3C).
Further, a salt core C is prepared by solidifying the salt into a ring shape by press molding (FIG. 3D), and the outer peripheral portion of the salt core C is held in each of the cores in the preformed body B. Part 3
By press-fitting into the 1 inclined surface 31a from below,
The salt core C is held in the preform B (FIG. 4E).
【0042】その後、図7に示すように、上記製造装置
Aにおける鋳型11の上型13及びカバー37を上方に
スライドさせた状態で、塩中子Cを保持した予備成形体
Bを上型挿入孔18から両サイド型12,12の各段差
部12bまで挿入する。そして、図8に示すように、上
型13を上型挿入孔18に挿入してその突出部13a先
端面と両サイド型12,12の各段差部12bとの間で
予備成形体Bを支持する。この状態で、図9に示すよう
に、アルミニウム系金属の溶湯43を酌44により湯口
26から湯道27内及び製品キャビティ15内に充填す
る。Then, as shown in FIG. 7, the preform B holding the salt core C is inserted into the upper mold while the upper mold 13 and the cover 37 of the mold 11 in the manufacturing apparatus A are slid upward. Insert from the hole 18 to each step 12b of both side molds 12,12. Then, as shown in FIG. 8, the upper mold 13 is inserted into the upper mold insertion hole 18, and the preform B is supported between the tip surface of the protruding portion 13a and each stepped portion 12b of both side molds 12, 12. I do. In this state, as shown in FIG. 9, the molten metal 43 of the aluminum-based metal is filled into the runner 27 and the product cavity 15 from the sprue 26 by using the reference 44.
【0043】このとき、予備成形体B及び塩中子Cは溶
湯43の熱により膨脹するが、塩中子Cの熱膨脹率が予
備成形体Bよりもかなり大きいので、塩中子Cは予備成
形体Bの各中子保持部31においてその変形が拘束され
る。しかし、塩中子Cの各中子保持部31以外の箇所に
おいて予備成形体Bの基部30との間に間隙が形成され
ているので、その箇所で塩中子Cが膨脹変形し、塩中子
Cに生じる熱応力を低減させてその割れを防止すること
ができる。At this time, the preformed body B and the salt core C expand due to the heat of the molten metal 43. However, since the thermal expansion coefficient of the salt core C is considerably larger than that of the preformed body B, the salt core C is preformed. The deformation of each core holding portion 31 of the body B is restricted. However, since a gap is formed between the core 30 and the base 30 of the preform B at a location other than each core holding portion 31, the salt core C expands and deforms at that location, and The thermal stress generated in the child C can be reduced to prevent the crack.
【0044】次に、湯道27に溶湯43が満杯になった
時点、つまり上型13の押湯部13bの上下方向略中央
まで充填された時点(図10参照)で、図11に示すよ
うに、カバー37を下方にスライドさせて湯口26をそ
のカバー37で閉塞する。Next, when the molten metal 43 has been filled in the runner 27, that is, when the molten metal 43 has been filled to the substantially vertical center of the feeder portion 13b of the upper mold 13 (see FIG. 10), as shown in FIG. Then, the cover 37 is slid downward to close the gate 26 with the cover 37.
【0045】続いて、図12に示すように、上記加圧エ
ア源からパイプ38を介して鋳型11の押湯部13b内
に工場エアを供給し、鋳型11内の溶湯43を加圧す
る。このことで、溶湯43は、上記予備成形体B内に含
浸されて溶湯43と予備成形体Bとが複合化される。こ
のとき、溶湯43は、予備成形体Bと塩中子Cとの間の
間隙からもその予備成形体B内に含浸するので、溶湯4
3の予備成形体B内への含浸が塩中子Cによって制限さ
れることは殆どない。また、溶湯43の加圧は、高圧鋳
造法に比べてかなり低い圧力で行っているので、加圧に
よる塩中子Cの破損や変形を容易にかつ確実に防止する
ことができる。Subsequently, as shown in FIG. 12, factory air is supplied from the pressurized air source to the feeder portion 13b of the mold 11 via the pipe 38 to press the molten metal 43 in the mold 11. Thus, the molten metal 43 is impregnated in the preform B, and the molten metal 43 and the preform B are composited. At this time, the molten metal 43 is impregnated into the preformed body B also from the gap between the preformed body B and the salt core C.
The impregnation into the preform B of No. 3 is hardly limited by the salt core C. In addition, since the pressurization of the molten metal 43 is performed at a considerably lower pressure than in the high-pressure casting method, breakage and deformation of the salt core C due to the pressurization can be easily and reliably prevented.
【0046】そして、しばらくの間溶湯43をそのまま
加圧し続けた後、溶湯43を冷却凝固させる。その後、
上記カバー37を上方にスライドさせると共に、上型1
3、中型14及び両サイド型12,12をそれぞれスラ
イドさせて型開きを行い、鋳造された鋳物9を鋳型11
内から取り出す。このとき、図13に示すように、この
鋳物9は、トップリング溝3、セカンダリング溝4及び
オイルリング溝5は形成されておらず、予備成形体Bの
外周部が周囲よりも突出された状態にある。この鋳物9
に対してT6熱処理を施した後、機械切削加工を施す。
すなわち、鋳物9の外周部全体を切削し、その後、トッ
プリング溝3、セカンダリング溝4及びオイルリング溝
5を切削して形成する。さらに、鋳物9の下側からドリ
ルで塩中子Cの箇所まで穴を開け、その穴に水を供給し
てその塩中子Cを水に溶解させることにより冷却用オイ
ル通路8を形成する。このことで、トップリング溝3の
周囲に複合部6を有するピストン1が完成する。この完
成したピストン1の冷却用オイル通路8内には、鋳造時
に塩中子Cに割れが生じることはないので、バリは全く
生じていない。After the molten metal 43 is continuously pressed under pressure for a while, the molten metal 43 is cooled and solidified. afterwards,
While sliding the cover 37 upward, the upper mold 1
3. The mold 14 is opened by sliding the middle mold 14 and both side molds 12 and 12, respectively.
Take out from inside. At this time, as shown in FIG. 13, in the casting 9, the top ring groove 3, the secondary ring groove 4, and the oil ring groove 5 were not formed, and the outer peripheral portion of the preform B was protruded from the periphery. In state. This casting 9
Is subjected to T6 heat treatment, and then subjected to mechanical cutting.
That is, the entire outer peripheral portion of the casting 9 is cut, and then the top ring groove 3, the secondary ring groove 4, and the oil ring groove 5 are formed by cutting. Further, a hole is drilled from the lower side of the casting 9 to the location of the salt core C, and water is supplied to the hole to dissolve the salt core C in the water, thereby forming the cooling oil passage 8. Thus, the piston 1 having the composite portion 6 around the top ring groove 3 is completed. In the cooling oil passage 8 of the completed piston 1, no burrs are generated since the salt core C does not crack during casting.
【0047】したがって、上記実施形態1では、予備成
形体Bの各中子保持部31は、塩中子Cとの間に間隙を
有するように形成したリング状の予備成形体基部30に
おける内周部の一部に周方向に略等間隔を空けた状態で
突設され、その各中子保持部31の先端の傾斜面31a
にリング状の塩中子Cの外周部が保持されているので、
予備成形体Bよりも熱膨張率が大きい塩中子Cをこのよ
うに予備成形体Bの内側に保持した場合でも、その塩中
子Cは、その間隙の分だけ予備成形体Bに拘束されずに
膨脹変形することができ、鋳造時の熱応力を均一に分散
させることができる。また、上記間隙の存在により、塩
中子Cの外周部全周を予備成形体Bの基部30の内周部
全周で保持する場合に比べて、溶湯43の予備成形体B
内への含浸可能部分を増加させることができる。よっ
て、塩中子Cの熱応力による割れを防止してバリの発生
を抑制することができる共に、溶湯43と予備成形体B
との複合性を向上させることができ、塩中子Cを保持す
る構造として最適なものが得られる。Therefore, in the first embodiment, each core holding portion 31 of the preformed body B has an inner periphery in the ring-shaped preformed base 30 formed so as to have a gap between the core and the salt core C. Of the core holding portions 31 are protruded from a part of the cores at substantially equal intervals in the circumferential direction.
Since the outer periphery of the ring-shaped salt core C is held at
Even when the salt core C having a larger coefficient of thermal expansion than the preformed body B is held inside the preformed body B, the salt core C is restrained by the preformed body B by the gap. It can be expanded and deformed without heat, and the thermal stress during casting can be dispersed uniformly. Further, due to the presence of the gap, the preformed body B of the molten metal 43 is compared with the case where the entire outer circumference of the salt core C is held at the entire inner circumference of the base 30 of the preformed body B.
The impregnable part can be increased. Therefore, cracking of the salt core C due to thermal stress can be prevented and generation of burrs can be suppressed, and the molten metal 43 and the preform B
And the optimum structure for retaining the salt core C can be obtained.
【0048】(実施形態2)図14及び図15は、本発
明の実施形態2を示し(尚、以下の各実施形態では、図
1及び図2と同じ部分については同じ符号を付してその
詳細な説明は省略し、他の異なる箇所のみを説明す
る)、予備成形体Bにおいて塩中子Cを保持する各中子
保持部31の構成を上記実施形態1と異ならせたもので
ある。(Embodiment 2) FIG. 14 and FIG. 15 show Embodiment 2 of the present invention (in the following embodiments, the same parts as those in FIG. 1 and FIG. The detailed description will be omitted, and only different points will be described.) The configuration of each core holding portion 31 that holds the salt core C in the preform B is different from that of the first embodiment.
【0049】すなわち、この実施形態では、金属多孔体
シート32を短冊状に切断してリング状に巻いた各シー
ト32aに対してプレス成形を行う際に、各中子保持部
31の圧下率を予備成形体基部30よりも小さくする。
このことで、各中子保持部31は、基部30よりも気孔
率が高くされて変形能が向上されていると共に、基部3
0よりも上方に突出した形状とされている。That is, in this embodiment, when the metal porous body sheet 32 is cut into strips and each sheet 32a wound in a ring shape is subjected to press forming, the reduction rate of each core holding portion 31 is reduced. It is made smaller than the preform base 30.
Thus, each core holding portion 31 has a higher porosity than the base portion 30 to improve the deformability, and the base portion 3
It has a shape protruding above 0.
【0050】したがって、上記実施形態2では、予備成
形体Bの各中子保持部31自体が変形し易くなるので、
塩中子Cに発生する熱応力をさらに低減させることがで
きる。また、プレス成形時に基部30と各中子保持部3
1との圧下率を変えるだけで各中子保持部31の気孔率
を容易に高くすることができる。よって、簡単な構成で
塩中子Cの熱応力による割れをより一層効果的に防止す
ることができる。Therefore, in the second embodiment, each core holding portion 31 of the preform B is easily deformed.
The thermal stress generated in the salt core C can be further reduced. In addition, the base 30 and each core holder 3
The porosity of each core holding portion 31 can be easily increased simply by changing the rolling reduction with respect to 1. Therefore, cracking of the salt core C due to thermal stress can be more effectively prevented with a simple configuration.
【0051】(実施形態3)図16は、本発明の実施形
態3を示し、各中子保持部31を基部30とは異なる材
料で構成したことが上記実施形態1,2と異なる。すな
わち、各中子保持部31は、基部30よりも軟質である
材料で構成され、プレス成形により基部30と共に一体
成形されたものである。(Embodiment 3) FIG. 16 shows Embodiment 3 of the present invention, which is different from Embodiments 1 and 2 in that each core holder 31 is made of a material different from that of the base 30. That is, each core holding portion 31 is made of a material that is softer than the base 30 and is integrally formed with the base 30 by press molding.
【0052】したがって、上記実施形態3では、上記実
施形態2と同様に、各中子保持部31の変形により塩中
子Cに生じる熱応力をさらに抑制することができる。よ
って、実施形態2と同様の作用効果を得ることができ
る。Therefore, in the third embodiment, similarly to the second embodiment, the thermal stress generated in the salt core C due to the deformation of each core holding portion 31 can be further suppressed. Therefore, the same functions and effects as those of the second embodiment can be obtained.
【0053】尚、上記実施形態3では、各中子保持部3
1を基部30と異なる軟質の材料としたが、各中子保持
部31を基部30と気孔率のみが異なる同じ材料とする
ことによって基部30よりも軟質となるようにしてもよ
い。In the third embodiment, each core holder 3
Although 1 is made of a soft material different from the base 30, each core holding portion 31 may be made of the same material having a different porosity from the base 30 so as to be softer than the base 30.
【0054】(実施形態4)図17は、本発明の実施形
態4を示し、各中子保持部31は、予備成形体基部30
とは別の部材で構成されたものである。すなわち、各中
子保持部31は、上下方向略中央部に凹部33aが形成
されて略コ字状とされた中子保持部材33からなり、そ
の各中子保持部材33の凹部33aを予備成形体Bの内
周部に周方向に略等間隔となるように嵌合させることで
各中子保持部31が構成されている。この各中子保持部
材33は、上記実施形態3の如く、基部30よりも軟質
とされている。(Embodiment 4) FIG. 17 shows Embodiment 4 of the present invention.
And another member. That is, each core holding portion 31 is formed of a substantially U-shaped core holding member 33 in which a concave portion 33a is formed at a substantially central portion in the vertical direction, and the concave portion 33a of each core holding member 33 is preformed. Each core holding portion 31 is formed by fitting the inner periphery of the body B at substantially equal intervals in the circumferential direction. Each core holding member 33 is softer than the base 30 as in the third embodiment.
【0055】したがって、上記実施形態4では、各中子
保持部31が基部30とは別の部材である中子保持部材
33で構成されているので、各中子保持部31の形状や
材料の自由度を増大させることができ、耐摩耗性等を必
要としない各中子保持部31に、予備成形体基部30に
使用するような高価な材料を使用しなくても済む。よっ
て、各中子保持部31を形成するためのコストを低減し
つつ、塩中子Cの熱応力による割れを防止することがで
きる。Accordingly, in the fourth embodiment, since each core holding portion 31 is constituted by the core holding member 33 which is a member different from the base portion 30, the shape and material of each core holding portion 31 are different. The degree of freedom can be increased, and it is not necessary to use an expensive material such as that used for the preform base 30 for each core holding portion 31 that does not require wear resistance or the like. Therefore, cracking of the salt core C due to thermal stress can be prevented while reducing the cost for forming each core holding part 31.
【0056】(実施形態5)図18は、本発明の実施形
態5を示し、予備成形体Bには、上記実施形態1〜4の
ような各中子保持部31は設けられておらず、塩中子C
に予備成形体Bに保持される保持部41,41,…を形
成したものである。(Embodiment 5) FIG. 18 shows Embodiment 5 of the present invention, in which the preform B is not provided with the core holders 31 as in Embodiments 1 to 4, Salt core C
Are formed with holding portions 41, 41,... Held by the preform B.
【0057】すなわち、この実施形態では、塩中子C
は、リング状の中子部材基部40とその基部40の外周
部の一部に径方向外側に突設されてなる3つの保持部4
1,41,…とを有している。この各保持部41は、周
方向に略等間隔を空けて設けられ、この各保持部41の
先端面は、上方に向かってその突出量が小さくなるよう
に形成されている。このことで、この塩中子Cの各保持
部41の先端面を、上記予備成形体Bの内周部にその下
側から圧入して嵌めることが可能とされ、この塩中子C
は各保持部41により予備成形体Bに保持されるように
なっている。That is, in this embodiment, the salt core C
Is a ring-shaped core member base portion 40 and three holding portions 4 projecting radially outward from a part of the outer peripheral portion of the base portion 40.
1, 41,... The holding portions 41 are provided at substantially equal intervals in the circumferential direction, and the distal end surface of each of the holding portions 41 is formed such that the amount of protrusion decreases upward. This allows the front end surface of each holding portion 41 of the salt core C to be pressed into the inner peripheral portion of the preform B from below and fitted therein.
Are held on the preform B by the holding portions 41.
【0058】したがって、上記実施形態5では、塩中子
Cに各保持部41が突設されていること以外は、上記実
施形態1と全く同じである。よって、実施形態1と同様
の作用効果を得ることができる。Therefore, the fifth embodiment is exactly the same as the first embodiment except that the respective holding portions 41 are projected from the salt core C. Therefore, the same functions and effects as those of the first embodiment can be obtained.
【0059】尚、上記各実施形態では、鋳型11の湯口
26をカバー37により閉塞した状態で、その湯口26
から鋳型11内に充填した溶湯43を、エアにより加圧
して予備成形体Bと溶湯43とを複合化するようにした
が、加圧パンチやプランジャ等によって溶湯43に高圧
力を加える高圧鋳造法により予備成形体Bと溶湯43と
を複合化することも可能である。In each of the above embodiments, the gate 26 of the mold 11 is closed with the cover 37 and the gate 26 is closed.
The molten metal 43 filled in the mold 11 is pressurized by air to combine the preform B and the molten metal 43. However, a high pressure casting method in which a high pressure is applied to the molten metal 43 by a pressure punch, a plunger or the like. Thus, the preform B and the molten metal 43 can be combined.
【0060】[0060]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明で
は、鋳型内において充填した溶湯を加圧することにより
複合化されてなり、かつ中子部材を保持する中子保持部
を有する複合化用予備成形体に対して、その中子部材と
の間に間隙を有するように予備成形体基部を形成し、上
記中子保持部をその予備成形体基部の一部に突設した。
また、請求項6の発明では、複合化用予備成形体に保持
される保持部が形成された中子部材に対して、その予備
成形体との間に間隙を有するように中子部材基部を形成
し、上記保持部をその中子部材基部の一部に突設した。
したがって、これらの発明によると、中子部材の熱応力
による割れを防止してバリ発生の抑制化を図ることがで
きる共に、溶湯と予備成形体との複合性の向上化を図る
ことができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the composite is formed by pressing the molten metal filled in the mold, and has a core holding portion for holding the core member. The preformed body base was formed so as to have a gap between the preformed body and the core member, and the core holding portion was protruded from a part of the preformed body base.
In the invention according to claim 6, the core member base having the holding portion held by the composite preform is formed such that there is a gap between the core member and the preform. The holding portion was formed so as to protrude from a part of the core member base.
Therefore, according to these inventions, it is possible to prevent the core member from cracking due to thermal stress, to suppress the generation of burrs, and to improve the composite property of the molten metal and the preform.
【0061】請求項2の発明では、予備成形体基部をリ
ング状とし、複数の中子保持部を、上記予備成形体基部
の内周部において周方向に所定間隔を空けた状態で径方
向に突設した。また、請求項7の発明では、中子部材基
部をリング状とし、複数の保持部を、上記中子部材基部
の外周部において周方向に所定間隔を空けた状態で径方
向に突設した。したがって、これらの発明によると、中
子部材の保持構造として最適なものを得ることができ
る。According to the second aspect of the present invention, the base of the preform is formed in a ring shape, and the plurality of core holding portions are radially arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the inner periphery of the base of the preform. It protruded. In the invention of claim 7, the core member base is formed in a ring shape, and a plurality of holding portions are provided in the outer peripheral portion of the core member base so as to protrude in the radial direction at predetermined circumferential intervals. Therefore, according to these inventions, it is possible to obtain an optimal core member holding structure.
【0062】請求項3の発明では、中子保持部を、予備
成形体基部よりも気孔率が高くなるようにした。また、
請求項4の発明では、中子保持部を、予備成形体基部よ
りも軟質となるようにした。したがって、これらの発明
によると、中子部材の熱応力による割れのさらなる抑制
化を図ることができる。According to the third aspect of the present invention, the core holding portion has a higher porosity than the base of the preformed body. Also,
In the invention of claim 4, the core holding portion is made softer than the base of the preformed body. Therefore, according to these inventions, cracking of the core member due to thermal stress can be further suppressed.
【0063】請求項5の発明によると、中子保持部を、
予備成形体基部とは別の部材で構成したことにより、中
子保持部を形成するためのコストの低減化を図りつつ、
中子部材の熱応力による割れを防止することができる。According to the fifth aspect of the present invention, the core holding portion is
By configuring with a separate member from the preformed body base, while reducing the cost for forming the core holding part,
Cracking of the core member due to thermal stress can be prevented.
【0064】請求項8の発明によると、中子部材を塩中
子としたことにより、この中子部材の保持構造の有効な
利用を図ることができる。According to the eighth aspect of the present invention, since the core member is a salt core, the holding structure of the core member can be effectively used.
【0065】請求項9の発明によると、複合金属部品の
製造方法として、複合化用予備成形体とこの予備成形体
に保持される中子部材とを、相手部材に対して間隙を有
するように形成した基部と、上記予備成形体及び中子部
材の少なくとも一方の基部の一部に突設された保持部と
で構成しておき、上記保持部にて上記予備成形体に中子
部材を保持した状態で鋳型内にその予備成形体を支持
し、上記鋳型内に溶湯を充填して加圧することにより上
記予備成形体と複合化するようにしたことにより、請求
項1又は6の発明と同様の作用効果が得られる。According to the ninth aspect of the present invention, as a method of manufacturing a composite metal part, a composite preform and a core member held by the preform are formed so as to have a gap with respect to a mating member. The formed base and a holding portion protruding from a part of at least one base of the preformed body and the core member, and the core member is held on the preformed body by the holding portion. The preform is supported in a mold in a state where the preform is filled, and molten metal is filled in the mold and pressurized to form a composite with the preform. The operation and effect of the invention can be obtained.
【0066】請求項10の発明によると、鋳型の湯口か
ら溶湯を鋳型内に充填後に該湯口を閉塞した状態で、そ
の鋳型内の溶湯を気体により加圧するようにしたことに
より、予備成形体に中子部材を保持した状態でその予備
成形体と溶湯とを複合化する場合に、最適な鋳造方法を
得ることができる。According to the tenth aspect of the present invention, the molten metal in the mold is pressurized by gas while the molten metal is filled into the mold from the gate of the mold, and the molten metal in the mold is closed. When compounding the preform and the molten metal while holding the core member, an optimal casting method can be obtained.
【図1】本発明の実施形態1に係る複合化用予備成形体
を示す上面図である。FIG. 1 is a top view showing a composite preform according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1のII−II線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
【図3】自動車エンジン用ピストンの要部を示す正面図
である。FIG. 3 is a front view showing a main part of a piston for an automobile engine.
【図4】ピストンを製造するための製造装置を示す断面
図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing apparatus for manufacturing a piston.
【図5】図4のV−V線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 4;
【図6】複合化用予備成形体を作製してその予備成形体
に塩中子を保持するまでの手順を示す図である。FIG. 6 is a view showing a procedure from producing a composite preform to holding the salt core in the preform.
【図7】塩中子を保持した予備成形体を上型挿入孔から
両サイド型の各段差部まで挿入した状態を示す図4相当
図である。FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 4, showing a state in which the preformed body holding the salt core has been inserted from the upper die insertion hole to each step portion of both side molds.
【図8】製品キャビティ内に複合化用予備成形体を支持
した状態を示す図4相当図である。FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 4, showing a state where a composite preform is supported in a product cavity.
【図9】溶湯を湯口から湯道内及び製品キャビティ内に
充填している状態を示す図4相当図である。FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 4, showing a state where the molten metal is filled from the gate into the runner and the product cavity.
【図10】溶湯を鋳型内に充填完了した状態を示す図4
相当図である。FIG. 10 is a view showing a state where the molten metal is completely filled in the mold;
FIG.
【図11】カバーで湯口を閉塞して鋳型内を実質的に密
閉した状態を示す図4相当図である。FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 4, showing a state in which the gate is closed by a cover and the inside of the mold is substantially sealed.
【図12】エアで鋳型内の溶湯を加圧している状態を示
す図4相当図である。FIG. 12 is a diagram corresponding to FIG. 4, showing a state in which the molten metal in the mold is pressurized with air.
【図13】製造装置で鋳造した直後の鋳物の要部を示す
断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a main part of a casting immediately after casting by a manufacturing apparatus.
【図14】実施形態2を示す図1相当図である。FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 1, showing the second embodiment.
【図15】図14のXV−XV線断面図である。15 is a sectional view taken along line XV-XV in FIG.
【図16】実施形態3を示す図15相当図である。FIG. 16 is a diagram corresponding to FIG. 15 showing the third embodiment.
【図17】実施形態4に係る複合化用予備成形体の要部
を示す斜視図である。FIG. 17 is a perspective view showing a main part of a composite preform according to a fourth embodiment.
【図18】実施形態5に係る塩中子が複合化用予備成形
体に保持された状態を示す上面図である。FIG. 18 is a top view showing a state in which the salt core according to the fifth embodiment is held by the composite preform.
B 複合化用予備成形体 C 塩中子(中子部材) 1 自動車エンジン用ピストン(複合金属部品) 6 複合部 8 冷却用オイル通路 11 鋳型 26 湯口 27 湯道 30 予備成形体基部 31 中子保持部 33 中子保持部材 37 カバー 40 中子部材基部 41 保持部 43 溶湯 B Preforming body for compounding C Salt core (core member) 1 Piston for automobile engine (composite metal part) 6 Composite part 8 Cooling oil passage 11 Mold 26 Gate 27 Runner 30 Preform base 31 Core holding Part 33 core holding member 37 cover 40 core member base 41 holding part 43 molten metal
Claims (10)
ことにより複合化されてなり、かつ中子部材を保持する
中子保持部を有する複合化用予備成形体において、 上記中子部材との間に間隙を有するように形成された予
備成形体基部を有し、 上記中子保持部は、上記予備成形体基部の一部に突設さ
れてなることを特徴とする複合化用予備成形体。1. A composite preform having a core holding portion for holding a core member, wherein the preform is formed by pressing a molten metal filled in a mold and has a core holding portion. A preform having a base formed so as to have a gap, and wherein the core holding portion is provided so as to project from a part of the preform base.
いて、 予備成形体基部は、リング状をなし、 複数の中子保持部が、上記予備成形体基部の内周部にお
いて周方向に所定間隔を空けた状態で径方向に突設され
ていることを特徴とする複合化用予備成形体。2. The preform for compounding according to claim 1, wherein the base of the preform has a ring shape, and a plurality of core holding portions are circumferentially formed on an inner peripheral portion of the base of the preform. A preform for compounding characterized by being projected in the radial direction at a predetermined interval.
体において、 中子保持部は、予備成形体基部よりも気孔率が高いこと
を特徴とする複合化用予備成形体。3. The preform for compounding according to claim 1, wherein the core holding portion has a higher porosity than a base of the preform.
成形体において、 中子保持部は、予備成形体基部よりも軟質であることを
特徴とする複合化用予備成形体。4. The preform for compounding according to claim 1, wherein the core holding portion is softer than the base of the preform.
予備成形体において、 中子保持部は、予備成形体基部とは別の部材で構成され
ていることを特徴とする複合化用予備成形体。5. The composite preform according to claim 1, wherein the core holding portion is formed of a member different from the base of the preform. Preform for chemical conversion.
ことにより複合化されてなる複合化用予備成形体に保持
される保持部が形成された中子部材において、 上記複合化用予備成形体との間に間隙を有するように形
成された中子部材基部を有し、 上記保持部は、上記中子部材基部の一部に突設されてな
ることを特徴とする中子部材。6. A core member having a holding portion that is held by a composite preform formed by pressurizing a molten metal filled in a mold, wherein the holding part is formed by: A core member having a core member base formed so as to have a gap therebetween, wherein the holding portion is provided so as to project from a part of the core member base.
方向に所定間隔を空けた状態で径方向に突設されている
ことを特徴とする中子部材。7. The core member according to claim 6, wherein the core member base has a ring shape, and a plurality of holding portions are circumferentially spaced at predetermined intervals in an outer peripheral portion of the core member base. A core member protruding in the radial direction.
又は7記載の中子部材。8. The salt core according to claim 6, wherein the salt is a core.
Or the core member of 7.
ことにより複合化されてなる複合化用予備成形体と該複
合化用予備成形体に保持される中子部材とを、相手部材
に対して間隙を有するように形成した基部と、上記複合
化用予備成形体及び中子部材の少なくとも一方の基部の
一部に突設された保持部とで構成しておき、 上記保持部にて上記複合化用予備成形体に中子部材を保
持した状態で鋳型内に該複合化用予備成形体を支持し、 上記鋳型内に溶湯を充填して加圧することにより上記複
合化用予備成形体と複合化することを特徴とする複合金
属部品の製造方法。9. A composite preform formed by pressurizing a molten metal filled in a mold and a core member held by the composite preform, with respect to a mating member. A base formed to have a gap, and a holding portion protruding from a part of at least one base of the composite preform and the core member, and the composite is formed by the holding portion. The composite preform is supported by supporting the composite preform in a mold while holding the core member in the composite preform, and filling the mold with a molten metal and pressurizing the molten metal. A method of manufacturing a composite metal part, comprising:
法において、 鋳型の湯口から溶湯を鋳型内に充填後に該湯口を閉塞し
た状態で、上記鋳型内の溶湯を気体により加圧すること
を特徴とする複合金属部品の製造方法。10. The method for manufacturing a composite metal component according to claim 9, wherein the molten metal in the mold is pressurized by gas while the molten metal is filled into the mold from a mold gate and the mold is closed. Of manufacturing composite metal parts.
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KR20030037087A (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-12 | 김동탁 | Manufacturing method for base ring of ship engine |
CN108788020A (en) * | 2018-06-13 | 2018-11-13 | 滨州东海龙活塞有限公司 | A kind of production method of interior oil cooling passage salt core |
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CN108788020A (en) * | 2018-06-13 | 2018-11-13 | 滨州东海龙活塞有限公司 | A kind of production method of interior oil cooling passage salt core |
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