JPH11514931A - 金属間化合物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 アルミニウムベース合金からなるエンジン部品とオーステナイト鋳鉄からなる補強部材との間の金属間結合の強度を高めるべきであり、このため補強部材を先行技術で公知のアルフィン法を実施する前に、片状黒鉛を十分に除去したアルフィン層を得るために脱炭雰囲気中で焼鈍する。

Description

【発明の詳細な説明】 金属間化合物の製造方法 本発明は、鋳造技術的に相互に結合された、アルミニウムベース合金からなる エンジン部品及びオーステナイト鋳鉄からなる補強部材との間の金属間化合物の 製造方法に関する。相応する方法はディーゼルエンジンにおいて、特にリング支 持体の取り付けのため、時にはへこみ縁部補強部の取り付けのためにも用いられ る。 この場合、補強部材とピストン材料との結合は、ほぼ１９５０年来の公知の先 行技術のアルフィン法（Alfin-Verfahren）を用いて製造され、補強部材はピス トン材料で周囲を鋳込まれる（鋳包まれる）前にＡｌＳｉ溶融物中に浸潰され、 その際補強部材の表面に金属間層が形成される。 ディーゼルエンジンの場合、過去に連続的に点火圧縮が高まると共に今まで生 産されたアルフィン結合の強度限界が判明したため、今やより高い結合強度が必 要とされる。 従って、ドイツ国特許出願公開（ＤＥ−ＯＳ）第４２２１４４８号明細書です でに、補強材料として、球状の又は虫状の黒鉛組織（globularer oder vermicul arer Graphitausbildung）を有するオーステナ イト鋳鉄を使用することが提案された。それにより、片状黒鉛組織を有する通常 のＧＧＬ材料と比較して、層内で結合する粒状黒鉛の僅かなノッチ効果のために 結合強度が改善されている。しかしながら、この解決策は多様な欠点をも伴って いる。 この解決策はまず長期間補強するリング支持体材料の放棄を意味する。さらに 、今までのＧＧＬリング支持体材料は良好な加工性、高い熱伝導性及び高い耐摩 耗性を有し、ＧＧＧリング支持体材料よりも若干廉価である。 従って、本発明の課題は、鋳造部と補強部との間の金属間結合の強度をＧＧＧ 材料又はＧＧＬ材料の使用とは関係なく高めることにある。 この課題は請求項１の特徴を有する方法により解決される。 本発明による方法の主要な適用分野は、請求項２によるオーステナイト鋳鉄か らなる補強部材を備えたピストンの製造にあり、その際、請求項３による補強部 材は有利にリング支持体である。 金属間結合の製造に関与する領域が十分に脱黒鉛されるまで、オーステナイト 基材を焼鈍することにより、片状黒鉛（Graphitlamellen）もしくは他の粒状黒 鉛（Graphitpartikel）のノッチ効果は簡単でかつ低コストな方法で阻止され、 ほとんど障害のない金属間層を形成することができる。第１の剥離試験は本 発明の層の引張強さが、通常のアルフィン結合の引張強さと比較して、少なくと も３０％高められたことを示す。 補強部材の焼鈍は、表面上へのニッケルの拡散による濃度差の発生及び表面上 での酸化鉄の形成を回避するために、酸化成分及び還元成分を有する炉の雰囲気 中で行わなければならない、それというのもこのように形成された表面は継続す る方法工程で障害となるためである。 次に、本発明を実施例により詳説する。 図１は、縁部脱黒鉛した補強部材を有する本発明によるアルフィン結合の断面 写真である。 図２は、縁部脱黒鉛していないアルフィン結合の比較のための断面写真である 。 片状黒鉛構造を有するオーステナイト鋳造材料１からな補強部材はピストン材 料のＡｌＳｉ１２ＣｕＮｉＭｇ ２とアルフィン層３を介して結合している。こ のオーステナイト鋳造材料はアルフィン結合の領域内で約１００〜１５０μｍの 深さまで縁部脱黒鉛されている。脱黒鉛は、発熱雰囲気（Exogas）中で少なくと も８００℃の温度で、有利に＞１０００℃の温度で鋳造材料を焼鈍することによ り行われる。この場合、ＣＯ₂及びＣＯの含有量及び露点は、短い焼鈍時間を達 成するため良好な脱炭素効果が生じるように調節される。有利な場合に焼鈍時間 は２５分である。 還元成分並びに酸化性分を有する発熱雰囲気の使用により、表面上での濃度差 及び酸化物形成は十分に回避される。 他の方法工程は先行技術において公知のアルフィン法と同じである。 アルフィン層３中で、コンパクトな片状黒鉛（kompakten Graphitlamellen） の箇所でのみ、なお離 酸化物を確認することができる。この酸化物は、未焼鈍のオーステナイト鋳鉄の 片状黒鉛よりも、アルフィン層の強度に関して影響を与えないか又はほとんど僅 かな影響を与えるにすぎない。 比較のために、図２において通常のアルフィン層を示した。ここでは、アルフ ィン層４は片状黒鉛により貫通が明らかに認識でき、この片状黒鉛は損傷箇所と して作用するためアルフィン結合を弱める。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｆ 5/00 Ｆ０２Ｆ 5/00 Ｎ Ｆ１６Ｊ 1/01 Ｆ１６Ｊ 1/01

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 次の方法工程： ａ） 補強部材の表面領域にある片状黒鉛又は粒状黒鉛を少なくとも部分的に 分解させるために、補強部材を酸化ガス成分及び還元ガス成分を有する炉雰囲気 中で焼鈍し ｂ） 金属間結合層の形成のために補強部材を第２のアルミニウムベース合金 からなる溶融液に浸漬し、 ｃ） この補強部材を浸漬浴から取り出し、補強部材を鋳型中に挿入し、引き 続きすぐに補強部材を第１のアルミニウムベース合金で鋳包むことよりなる、 鋳造技術的に相互に結合した第１のアルミニウムベース合金からなるエンジン 部品とオーステナイト鋳鉄からなる補強部材との間の金属間化合物の製造方法。 ２． 請求項１記載の方法により製造された、ピストンと補強部材との間の金属 間結合を特徴とするオーステナイト鋳鉄からなる補強部材を有する軽金属ピスト ン。 ３． 補強部材がリング支持体である、請求項２記載の軽金属ピストン。 ４． 補強部材の基材と比較して、金属間結合におい てコンパクトな片状黒鉛又は粒状黒鉛が存在しない、請求項２記載の軽金属ピス トン。