JPH1136975A - シリンダブロックの製造方法 - Google Patents
シリンダブロックの製造方法Info
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- JPH1136975A JPH1136975A JP19695297A JP19695297A JPH1136975A JP H1136975 A JPH1136975 A JP H1136975A JP 19695297 A JP19695297 A JP 19695297A JP 19695297 A JP19695297 A JP 19695297A JP H1136975 A JPH1136975 A JP H1136975A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 引張強度と耐力に優れたシリンダライナを押
出し成形にて得る。 【解決手段】 プリフォームの内部にアルミニウム溶湯
を浸透させてアルミ基複合材（ビレット）１０を得る。
次いで、アルミ基複合材１０を押出し成形機の本体１１
内にセットし、ステム１４にて加圧する。すると、オス
型ダイス１２によってアルミ基複合材１０は３本に分け
られ、この分割されたアルミ基複合材１０は押出されな
がら圧着一体化してパイプ状部材１５となる。このパイ
プ状部材１５を切断してシリンダライナを得る。
出し成形にて得る。 【解決手段】 プリフォームの内部にアルミニウム溶湯
を浸透させてアルミ基複合材（ビレット）１０を得る。
次いで、アルミ基複合材１０を押出し成形機の本体１１
内にセットし、ステム１４にて加圧する。すると、オス
型ダイス１２によってアルミ基複合材１０は３本に分け
られ、この分割されたアルミ基複合材１０は押出されな
がら圧着一体化してパイプ状部材１５となる。このパイ
プ状部材１５を切断してシリンダライナを得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアルミ基複合材を材
料として用いたシリンダブロックの製造方法に関する。
料として用いたシリンダブロックの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用エンジンのシリンダブロック
は、一般にシリンダライナをアルミ合金で鋳包んで製造
される。そして、シリンダライナの製造法として特開昭
５９−２０６１５４号に開示される方法がある。この方
法は、Ａl2Ｏ3、ＳiＣ或いはＳi3Ｎ4等のセラミック繊
維をＡl合金の溶湯中に分散させてインゴットを製作
し、このインゴットを押出し成形してパイプ部材とし、
このパイプ部材を所定寸法に切断することでシリンダラ
イナとしている。
は、一般にシリンダライナをアルミ合金で鋳包んで製造
される。そして、シリンダライナの製造法として特開昭
５９−２０６１５４号に開示される方法がある。この方
法は、Ａl2Ｏ3、ＳiＣ或いはＳi3Ｎ4等のセラミック繊
維をＡl合金の溶湯中に分散させてインゴットを製作
し、このインゴットを押出し成形してパイプ部材とし、
このパイプ部材を所定寸法に切断することでシリンダラ
イナとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】セラミックス強化材を
含んだアルミ基複合材は強化材を含まない合金と比べ、
強度は大幅に向上している。しかしながら、アルミ基複
合材を含めＭＭＣ（金属基複合材）自体の変形抵抗は極
めて大きく伸び率は低い。そのため、前記した先行技術
のように押出し成形によってシリンダライナを成形して
も、押出し成形性が悪く、押出比を大きくすることはで
きず、高品質のシリンダライナを得ることはできない。
含んだアルミ基複合材は強化材を含まない合金と比べ、
強度は大幅に向上している。しかしながら、アルミ基複
合材を含めＭＭＣ（金属基複合材）自体の変形抵抗は極
めて大きく伸び率は低い。そのため、前記した先行技術
のように押出し成形によってシリンダライナを成形して
も、押出し成形性が悪く、押出比を大きくすることはで
きず、高品質のシリンダライナを得ることはできない。
【０００４】即ち、押出比を大きくすると、塑性変形量
が大きくなり強化材（セラミック繊維）とマトリクス金
属（Ａl合金）との界面に大きな剪断応力が発生し、界
面において剥離やずれが発生し、スリーブの品質低下を
招いてしまう。このため、押出比は小さくしなければな
らないが、押出比が小さいと鋳造の際に発生した鋳造欠
陥を押出し成形で完全に回復することができず、引張強
度、耐力を充分に高めることができない。
が大きくなり強化材（セラミック繊維）とマトリクス金
属（Ａl合金）との界面に大きな剪断応力が発生し、界
面において剥離やずれが発生し、スリーブの品質低下を
招いてしまう。このため、押出比は小さくしなければな
らないが、押出比が小さいと鋳造の際に発生した鋳造欠
陥を押出し成形で完全に回復することができず、引張強
度、耐力を充分に高めることができない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係るシリンダブロックの製造方法は、Ａl2Ｏ3等
の金属酸化物からなる強化材を窒化マグネシウム（Ｍg3
Ｎ2）と接触せしめ、窒化マグネシウムの還元作用によ
って強化材の少なくとも一部に金属を露出せしめ、この
状態でＡl合金を強化材に浸透させてＡl基複合材を製造
し、次いでこのＡl基複合材を押出し成形して円筒状部
材とし、この円筒状部材を所定長さに切断してシリンダ
ライナとし、このシリンダライナを金型にセットしてＡ
l合金で鋳包むようにした。
発明に係るシリンダブロックの製造方法は、Ａl2Ｏ3等
の金属酸化物からなる強化材を窒化マグネシウム（Ｍg3
Ｎ2）と接触せしめ、窒化マグネシウムの還元作用によ
って強化材の少なくとも一部に金属を露出せしめ、この
状態でＡl合金を強化材に浸透させてＡl基複合材を製造
し、次いでこのＡl基複合材を押出し成形して円筒状部
材とし、この円筒状部材を所定長さに切断してシリンダ
ライナとし、このシリンダライナを金型にセットしてＡ
l合金で鋳包むようにした。
【０００６】図１はＡl合金としてＡl−Ｍg系合金（Ｊ
ＩＳ ５０５６）を原料として鋳造されたＡl基複合材
を押出し成形した場合の、押出比と引張強度及び耐力と
の関係を示すグラフであり、このグラフから押出比が３
未満では引張強度及び耐力とも不足し、また４０を超え
てもそれ以上の効果がないことが分る。したがって、押
出比は３以上４０以下とするのが好ましい。
ＩＳ ５０５６）を原料として鋳造されたＡl基複合材
を押出し成形した場合の、押出比と引張強度及び耐力と
の関係を示すグラフであり、このグラフから押出比が３
未満では引張強度及び耐力とも不足し、また４０を超え
てもそれ以上の効果がないことが分る。したがって、押
出比は３以上４０以下とするのが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図２はアルミ基複合材料の製
造装置の構成概要図であり、製造装置は、加熱炉１と、
この加熱炉１内に雰囲気ガスを導入する雰囲気ガス注入
手段２と、加熱炉１内の圧力を減ずる減圧手段３と、加
熱炉１を加熱する加熱手段４から構成されている。
図面に基づいて説明する。図２はアルミ基複合材料の製
造装置の構成概要図であり、製造装置は、加熱炉１と、
この加熱炉１内に雰囲気ガスを導入する雰囲気ガス注入
手段２と、加熱炉１内の圧力を減ずる減圧手段３と、加
熱炉１を加熱する加熱手段４から構成されている。
【０００８】そして前記雰囲気ガス注入手段２は、窒素
（Ｎ2）ガスを供給するための窒素ガスボンベ２ａ及び
同バルブ２ｂと、アルゴン（Ａr）ガスを供給するため
のアルゴンガスボンベ２ｃ及び同バルブ２ｄを備えてお
り、前記減圧手段３は真空ポンプ３ａを備えている。ま
た、前記加熱手段４は、加熱炉１の周囲に配設されるヒ
ータ４ａと、不図示の温度調節器を備えている。
（Ｎ2）ガスを供給するための窒素ガスボンベ２ａ及び
同バルブ２ｂと、アルゴン（Ａr）ガスを供給するため
のアルゴンガスボンベ２ｃ及び同バルブ２ｄを備えてお
り、前記減圧手段３は真空ポンプ３ａを備えている。ま
た、前記加熱手段４は、加熱炉１の周囲に配設されるヒ
ータ４ａと、不図示の温度調節器を備えている。
【０００９】上記装置によって複合材を製造するには、
先ず、図２及び図３に示すように、坩堝５内にセラミッ
ク強化材を成形したプリフォーム６をセットし、次いで
この上にアルミニウム合金ブロック７（ＪＩＳ５０５６
相当）を載せ、更に別の坩堝８内にマグネシウム発生源
９を入れる。尚、マグネシウム発生源９は坩堝５に入れ
るようにしてもよい。また、プリフォーム６をセットす
る代りに、セラミック強化材の粒子を坩堝５に充填して
もよい。
先ず、図２及び図３に示すように、坩堝５内にセラミッ
ク強化材を成形したプリフォーム６をセットし、次いで
この上にアルミニウム合金ブロック７（ＪＩＳ５０５６
相当）を載せ、更に別の坩堝８内にマグネシウム発生源
９を入れる。尚、マグネシウム発生源９は坩堝５に入れ
るようにしてもよい。また、プリフォーム６をセットす
る代りに、セラミック強化材の粒子を坩堝５に充填して
もよい。
【００１０】ここで、セラミック強化材からなるプリフ
ォーム６としては、アルミナ（Ａl2Ｏ3）繊維又はアル
ミナ（Ａl2Ｏ3）粒子からなる例えば体積含有率（Ｖ
ｆ）２０％程度のものとし、また、マグネシウム発生源
９としては、例えば純マグネシウム（Ｍg）、又はマグ
ネシウム合金、又はアルミニウム−マグネシウム合金等
を使用する。
ォーム６としては、アルミナ（Ａl2Ｏ3）繊維又はアル
ミナ（Ａl2Ｏ3）粒子からなる例えば体積含有率（Ｖ
ｆ）２０％程度のものとし、また、マグネシウム発生源
９としては、例えば純マグネシウム（Ｍg）、又はマグ
ネシウム合金、又はアルミニウム−マグネシウム合金等
を使用する。
【００１１】そして雰囲気ガス注入手段２のアルゴンガ
スボンベ２ｃ、及び同バルブ２ｄから雰囲気炉１内にア
ルゴン（Ａr）ガスを導入して置換し、加熱手段４によ
って雰囲気炉１内を加熱すると、マグネシウム発生源９
からマグネシウムが昇華し、マグネシウム蒸気がプリフ
ォーム６の内部に浸透・分散する。
スボンベ２ｃ、及び同バルブ２ｄから雰囲気炉１内にア
ルゴン（Ａr）ガスを導入して置換し、加熱手段４によ
って雰囲気炉１内を加熱すると、マグネシウム発生源９
からマグネシウムが昇華し、マグネシウム蒸気がプリフ
ォーム６の内部に浸透・分散する。
【００１２】この後、雰囲気ガス注入手段２の窒素ガス
ボンベ２ａ、及び同バルブ２ｂから雰囲気炉１内に窒素
（Ｎ2）ガスを導入すると、昇華したマグネシウムと窒
素ガスが反応して窒化マグネシウム（Ｍg3Ｎ2）が生成
され、この窒化マグネシウム（Ｍg3Ｎ2）がプリフォー
ム６の繊維又は粒子表面のアルミナ（Ａl2Ｏ3）に接触
して還元反応が進行し、Ａl2Ｏ3から酸素原子が奪い取
られ、金属（Ａl）が露出する。
ボンベ２ａ、及び同バルブ２ｂから雰囲気炉１内に窒素
（Ｎ2）ガスを導入すると、昇華したマグネシウムと窒
素ガスが反応して窒化マグネシウム（Ｍg3Ｎ2）が生成
され、この窒化マグネシウム（Ｍg3Ｎ2）がプリフォー
ム６の繊維又は粒子表面のアルミナ（Ａl2Ｏ3）に接触
して還元反応が進行し、Ａl2Ｏ3から酸素原子が奪い取
られ、金属（Ａl）が露出する。
【００１３】この露出した金属は極めて活性であり、ア
ルミニウム溶湯との濡れ性が良くなるため、プリフォー
ム６の内部にアルミニウム溶湯が浸透し、ケミカルコン
タクトによって複合化されたアルミ基複合材（ビレッ
ト）１０が得られる。
ルミニウム溶湯との濡れ性が良くなるため、プリフォー
ム６の内部にアルミニウム溶湯が浸透し、ケミカルコン
タクトによって複合化されたアルミ基複合材（ビレッ
ト）１０が得られる。
【００１４】次いで、アルミ基複合材１０を取り出し、
表面を機械加工によって除去した後に、図４及び図５に
示す押出し成形機にて円筒状に成形する。押出し成形機
は本体１１の内部にオス型ダイス１２とメス型ダイス１
３を設け、本体１１内にセットしたアルミ基複合材１０
をステム１４にて加圧することで、オス型ダイス１２に
よってアルミ基複合材１０は３本に分けられ、この分割
されたアルミ基複合材１０は押出されながら圧着一体化
してパイプ状部材１５を得る。
表面を機械加工によって除去した後に、図４及び図５に
示す押出し成形機にて円筒状に成形する。押出し成形機
は本体１１の内部にオス型ダイス１２とメス型ダイス１
３を設け、本体１１内にセットしたアルミ基複合材１０
をステム１４にて加圧することで、オス型ダイス１２に
よってアルミ基複合材１０は３本に分けられ、この分割
されたアルミ基複合材１０は押出されながら圧着一体化
してパイプ状部材１５を得る。
【００１５】尚、図示例ではホロー押出しを行う例を示
したが、マンドレル方式にて押出し成形してもよい。
したが、マンドレル方式にて押出し成形してもよい。
【００１６】この後、図６に示すように、治具１６でパ
イプ状部材１５を所定寸法に切断してシリンダライナ１
７を得る。そして図７に示すように、シリンダライナ１
７の表面に周方向の溝１８を形成し、鋳包んだ後のシリ
ンダライナ１７の抜けを確実に防止するようにしてい
る。
イプ状部材１５を所定寸法に切断してシリンダライナ１
７を得る。そして図７に示すように、シリンダライナ１
７の表面に周方向の溝１８を形成し、鋳包んだ後のシリ
ンダライナ１７の抜けを確実に防止するようにしてい
る。
【００１７】この後、シリンダライナ１７を金型内にセ
ットし、Ａl合金を注湯することで、図８に示すような
シリンダライナ１７とＡl合金ブロック１９とが一体と
なったシリンダブロックが形成される。
ットし、Ａl合金を注湯することで、図８に示すような
シリンダライナ１７とＡl合金ブロック１９とが一体と
なったシリンダブロックが形成される。
【００１８】図９はシリンダライナ１７の別実施例を示
す図であり、押出し成形機のダイス形状を変更すること
で、図８に示すような４連のシリンダライナを得ること
ができる。
す図であり、押出し成形機のダイス形状を変更すること
で、図８に示すような４連のシリンダライナを得ること
ができる。
【００１９】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
還元雰囲気において、セラミック強化材にアルミ合金の
溶湯を含浸せしめるようにした為、アルミ合金と強化材
との界面はケミカルコンタクトによって強固に結合さ
れ、この事がその後に行う押出し成形性を大幅に向上さ
せており、押出比の大きな押出し成形を行うことができ
る。そして、本発明の押出し成形によって、引張強度と
耐力に優れた高品質のシリンダライナを得ることができ
る。また、押出し成形性が大幅に向上したので、ホロー
ダイスを用いた圧着一体化成形も可能となり、材料の歩
留りが向上する。
還元雰囲気において、セラミック強化材にアルミ合金の
溶湯を含浸せしめるようにした為、アルミ合金と強化材
との界面はケミカルコンタクトによって強固に結合さ
れ、この事がその後に行う押出し成形性を大幅に向上さ
せており、押出比の大きな押出し成形を行うことができ
る。そして、本発明の押出し成形によって、引張強度と
耐力に優れた高品質のシリンダライナを得ることができ
る。また、押出し成形性が大幅に向上したので、ホロー
ダイスを用いた圧着一体化成形も可能となり、材料の歩
留りが向上する。
【図１】押出比と引張強度及び耐力との関係を示すグラ
フ
フ
【図２】アルミ基複合材料の製造装置の構成概要図
【図３】アルミ基複合材料を鋳造にて得るまでの工程を
説明した図
説明した図
【図４】押出し成形機の断面図
【図５】図４のＡ−Ａ方向矢視図
【図６】円筒状部材を切断してシリンダライナとする状
態を示す図
態を示す図
【図７】シリンダライナの外周面に溝を形成した状態を
示す斜視図
示す斜視図
【図８】シリンダブロックの一部を拡大して示した斜視
図
図
【図９】シリンダライナの別実施例を示す平面図
１…加熱炉、２…雰囲気ガス注入手段、３…減圧手段、
４…加熱手段、５，８…坩堝、６…プリフォーム、７…
アルミニウム合金ブロック、９…マグネシウム発生源、
１０…アルミ基複合材（ビレット）、１５…パイプ状部
材、１７…シリンダライナ。
４…加熱手段、５，８…坩堝、６…プリフォーム、７…
アルミニウム合金ブロック、９…マグネシウム発生源、
１０…アルミ基複合材（ビレット）、１５…パイプ状部
材、１７…シリンダライナ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 1/09 Ｃ２２Ｃ 1/09 Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 金属酸化物からなる強化材を窒化マグネ
シウムと接触せしめ、窒化マグネシウムの還元作用によ
って強化材の少なくとも一部に金属を露出せしめた状態
でＡl合金を強化材に浸透させてＡl基複合材を製造し、
次いでこのＡl基複合材を押出し成形して円筒状部材と
し、この円筒状部材を所定長さに切断してシリンダライ
ナとし、このシリンダライナを金型にセットしてＡl合
金で鋳包むことを特徴とするシリンダブロックの製造方
法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のシリンダブロックの製
造方法において、前記Ａl基複合材を押出し成形して円
筒状部材とする際の押出比を３〜４０としたことを特徴
とするシリンダブロックの製造方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載のシリンダブロックの製
造方法において、前記押出し成形はホローダイスを用
い、Ａl基複合材を複数本に分割して押出しながら圧着
一体化する押出し成形としたことを特徴とするシリンダ
ブロックの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19695297A JP3788667B2 (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | シリンダブロックの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19695297A JP3788667B2 (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | シリンダブロックの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1136975A true JPH1136975A (ja) | 1999-02-09 |
| JP3788667B2 JP3788667B2 (ja) | 2006-06-21 |
Family
ID=16366394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19695297A Expired - Fee Related JP3788667B2 (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | シリンダブロックの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3788667B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010107576A (ko) * | 2000-05-23 | 2001-12-07 | 이데이 노부유끼 | 전사 필름, 전사 필름에 의한 표시 장치용 패널의 박막형성 방법 및 이 방법에 의해 형성한 박막을 가지는 표시장치 |
| JP2002336954A (ja) * | 2001-05-14 | 2002-11-26 | Honda Motor Co Ltd | シリンダライナの鋳包み成形方法 |
| JP2003033859A (ja) * | 2001-07-23 | 2003-02-04 | Honda Motor Co Ltd | シリンダブロックの製造方法 |
| JP2003033857A (ja) * | 2001-07-23 | 2003-02-04 | Honda Motor Co Ltd | 鋳包み鋳造方法 |
| US6722417B2 (en) * | 2000-04-10 | 2004-04-20 | Nissin Kogyo Co., Ltd. | Deoxidation casting, aluminium casting and casting machine |
| US6745816B2 (en) | 2000-05-10 | 2004-06-08 | Nissin Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of casting and casting machine |
| JP2007297689A (ja) * | 2006-05-02 | 2007-11-15 | Keiji Yamabe | 鋳造用の金属−セラミックス複合材料の製造法 |
-
1997
- 1997-07-23 JP JP19695297A patent/JP3788667B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR20010107576A (ko) * | 2000-05-23 | 2001-12-07 | 이데이 노부유끼 | 전사 필름, 전사 필름에 의한 표시 장치용 패널의 박막형성 방법 및 이 방법에 의해 형성한 박막을 가지는 표시장치 |
| JP2002336954A (ja) * | 2001-05-14 | 2002-11-26 | Honda Motor Co Ltd | シリンダライナの鋳包み成形方法 |
| JP4580121B2 (ja) * | 2001-05-14 | 2010-11-10 | 本田技研工業株式会社 | シリンダライナの鋳包み成形方法 |
| JP2003033859A (ja) * | 2001-07-23 | 2003-02-04 | Honda Motor Co Ltd | シリンダブロックの製造方法 |
| JP2003033857A (ja) * | 2001-07-23 | 2003-02-04 | Honda Motor Co Ltd | 鋳包み鋳造方法 |
| WO2003009955A1 (fr) * | 2001-07-23 | 2003-02-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Procede d'enrobage par coulage |
| GB2393678A (en) * | 2001-07-23 | 2004-04-07 | Honda Motor Co Ltd | Method for envelopment casting |
| GB2393678B (en) * | 2001-07-23 | 2004-10-27 | Honda Motor Co Ltd | Cast-bonding process |
| US7040376B2 (en) | 2001-07-23 | 2006-05-09 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for envelopment casting |
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| JP2007297689A (ja) * | 2006-05-02 | 2007-11-15 | Keiji Yamabe | 鋳造用の金属−セラミックス複合材料の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3788667B2 (ja) | 2006-06-21 |
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