JPS5815741A - 鋳ぐるみ用シリンダライナおよびその製造方法 - Google Patents

鋳ぐるみ用シリンダライナおよびその製造方法

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JPS5815741A
JPS5815741A JP11287381A JP11287381A JPS5815741A JP S5815741 A JPS5815741 A JP S5815741A JP 11287381 A JP11287381 A JP 11287381A JP 11287381 A JP11287381 A JP 11287381A JP S5815741 A JPS5815741 A JP S5815741A
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JP
Japan
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aluminum alloy
casting
silicon
cast
cylinder liner
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JP11287381A
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English (en)
Inventor
Fumio Kiyota
清田 文夫
Tatsuo Fujita
藤田 達生
Kosaku Matsumoto
松本 耕作
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Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/16Cylinder liners of wet type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/08Casting in, on, or around objects which form part of the product for building-up linings or coverings, e.g. of anti-frictional metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/02Light metals
    • F05C2201/021Aluminium

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鋳ぐるみ用シリンダライナおよびその製造
方法に関し、特に詳述すれば、初晶シリフンを微細に分
散させた組織を有する高シリコン過共晶アルミニウム合
金製の中空内層と、皺中空内層の外周面に鋳込まれた鋳
造用アルミニウム合金からなる外層とからなる側層構造
の鋳ぐるみ用シリンダライナおよびその製造方法に関す
る。
自動車の軽量化という要望に応じて、シリンダブ薗ツク
をアルミニウム合金材で鋳造し、この鋳造時に鋳鉄製シ
リンダライナを鋳ぐるみすることが為されている。
ところで、シリンダブロックとし【適する材料として、
初晶シリ;ンを微細に分散させた組織を有する高シリコ
ン過共晶アルミニウム合金材が提案されているが、この
種のアル1ニウム合金材でなるシリンダライナな従来の
鋳鉄製シリンダライナに代えて鋳ぐるみ用として利用す
る場合、シリンダブロックを更に軽量化することかでき
るとともK、鋳ぐるみ材であるシリンダブロック本体と
の密着性が良く、しかも、高熱伝導率のためにシリンダ
内壁の温度な低(抑えることが可能であり、低粘度の潤
滑油の使用を可能とし、又、潤滑油の寿命を大とさせ得
る等の利点を有する反面、耐摩耗特性の良好な高シリコ
ン過共晶アルミニウム合金製のシリンダライナは鋳鉄製
ライナに較べて、材料費が高価となるため、薄肉の高シ
リコン過共晶アル2ニウム合金製ライナはこれをシリン
ダブロック中に鋳ぐるみしようとすると、融点が低いた
めに鋳ぐるみ時にその外表面が溶かされ易く、又、鋳ぐ
るみ時の熱のために軟化現象が生じ、耐摩耗性の低下が
みられ、実用に供し得ない。
それ故、この発明は、上記の従来の難点を除去する。鋳
ぐるみ用シリンダライナとその製造方法を提供すること
を目的とし、初晶シリコンを微細に分散した高シリコン
過共晶アルミニウム合金でなる内層と、その外表面に鋳
ぐるみされた鋳造用アル1=ウム合金からなる外層との
2層構造とした鋳ぐる木用シリンダライナとその製造方
法を提供するととKより、前述した従来の難点を解消す
るものである。
この発明の実施例を添付図面を参照して説明する。鋳ぐ
るみ用のシリンダライナ1は、初晶シリコンな微細に分
散させた組織を有する高シリコン過共晶アルミニウム合
金材からなる内層となる円筒体2と、その外表[K鋳込
まれた鋳造用アルミニウム合金からなる外層3とからな
る。
ここで、内層2は、シリコン12〜30重量−(以下重
量饅で示す。)と、必要により他の添加元素1〇−以下
な含有し、初晶シリコンが粒径10*以下、好ましくは
5μ以下の微細な形で分散している組織を有する高シリ
コン過共晶アルミニウム合金でなり、一方外層3はJI
B  H5202(アルミニウム合金鋳物)あるいはI
I8  II  5302 (アルミニウム合金ダイカ
ス))K規定されている一般の鋳造用アル1.=−ラム
合金で構成される。
なお、中空の内層2の形状は、その上端に環状7ランジ
4t−設けた形でもよく、又、その上下端に環状7ラン
ジ4,5を設けた形としてもよい。
次に、実施例により本発明の鋳ぐるみ用シリンダライナ
の製造方法について述べる。まず、本発明の鋳ぐるみ用
シリンダライナの内層2は次の手段で製作される。
81(12〜30% )と、Co、Mg、Zn、Ni等
の時効硬化を起させる元素の2種以上を合計で10−以
下添加した高シリコン過共晶アルミニウム合金組成1有
する溶湯な、噴霧して−40m@sh 以下の粒径の粉
末とする。
ここで、噴霧方法としてはN!ガスアトマイズ法の採用
が好ましい。このようにして得られた高シリコン過共晶
アルミニウム合金粉末は、急速冷却効果により初晶シリ
コン粒が10μ以下の通常の鋳造では得られない程度に
微細な形で分散した組織を有する。
咳粉末を200℃に加熱した状態で1 toV′−の圧
力で加圧し、100φX150mのブリケットとし、皺
ブリケットを350〜475℃の温度で熱間押出しする
ことにより内径65■、肉厚2.!s箇の中空円筒体に
押出し加工し、内層2となる円筒体を成形する。なお、
本発明において採用される内層2の材料組成は、上記組
成KPIlられるものでなく、例えば、81(12〜3
0III)と、基地中に分散晶出あるいは析出して基地
を分散強化する効果な示すT i 、Zr 、Mo 、
Cr 、W、Co 、Fe 、Mn 、V等の高融点金
属元素の内から1又は2以上を合計で10%以下含有す
る高シリコン過共晶アルミニウム合金組成あるいは、8
1(,12〜30%)と、時効硬化を起させる元素及び
分散強化を起させる元素上同時に含有する高シリコン過
共晶アル2ニウム合金とすることもよ(、このような高
融点°金属元素を添加することはシリンダライナの高温
強度な改善する上で有効である。本発明の鋳ぐるみ用シ
リンダライナの外層3は次の如くして形成される。
即ち、上述の如くして得られた高シリコン過共晶アルミ
ニウム合金製薄肉円筒体を所定の長さに切断し、ダイカ
ストマシンに装着して該円筒体の外周に鋳造用アルミニ
ウム合金(ACD−10)を注湯して該円筒体な鋳ぐる
み、外層3v形成する。ここで、外層の肉厚は、内層の
肉厚より厚くすることが望ましく、内層の肉厚の1.5
倍以上とすることが好ましい。また、外層3の材料組成
は、上記ACD−10材に限られるものでなく、JIS
H5202(アルミニウム合金鋳物)あるいはJIS 
 H5302(アルミニウム合金ダイカスト)に規定さ
れている如き他の一般の鋳造用アルミニウム合金の組成
のものが採用されるが、なるべく、融点の高い組成のも
のが好ましく、s’  を含有するものくついては含有
量10%以下とすることが望ましい。なお、外層3の材
料組成は、これが鋳ぐまれるシリンダブロック本体のア
ルミニウム合金の組成と同質とすることがプ四ツク本体
との密着性を向上させる上で41tK有効である。上述
の如くして初晶シリコンな微細に分散した高シリコン過
共晶アルミニウム合金でなる内層2と、鋳造用アルミ=
つ五合金でなる外層3の内層2層構造の鋳ぐるみ用シリ
ンダライナ1が得られる。
上記の如くして得られた鋳ぐるみ用シリンダライナは、
次いて、シリンダプルツク用ダイカストマシンに装着さ
れ、シリンダブロック中に鋳ぐまれるが、誼鋳ぐるみに
先たつ【、予め熱処mt−施こすととにより、シリンダ
ライナ1の内層2の耐摩耗性を向上させておくことが望
ましい。ここで、シリンダブ四ツクへの鋳ぐるみ前に該
ライナ1に施される熱処理条件は、ライナ、1の内層2
の材料組成により適宜選定され、例えば、Si(12〜
30%)の外K Cu 、Mg 、N1等の時効硬化な
起させる元素2種以上を合計で10%以下含有させた高
シリコン過共晶アルミニウム合金で内層2を形成した前
記シリンダライナの場合には、480〜500℃で34
 hr 〜1hr  の溶体化処理と、160〜200
℃で3Ahr 〜10hr  の時効硬化処理が有効で
あり、また81(12〜30−)の外K Tl 、Zr
 、Me 、W、Co 、F* 、V %の高融点金属
元素の内から1又は2以上を合計で10%以下含有せし
めた高シリコン過共晶アルミニウム合金で内層2t−形
成したシリンダライナの場合には、400〜450℃で
1〜2時間の析出時効処理をすることが有効である。
本発明になる鋳ぐるみ用シリンダライナは、上述の通り
で、初晶シリコンを微細に分散させた組織を有する耐摩
耗性の良好な高シリコン過共晶アルミニウム合金でなる
内層2と、腋内層の外周に鋳込まれた鋳造用アルミニウ
ム合金でなる外層3とでなる2層構造をなしている。し
たがって、内層2は外層3によって熱的に保護されるた
め、シリンダブロック中への鋳ぐるみに際して内層2の
溶損が防止されるとともに、熱の影響による内層2の内
周壁面の硬度低下が緩和され、シリンダ内壁面の耐摩耗
特性の劣化は防止される。
上述の通りで、本発明は、高シリコン過共晶アルミニウ
ム合金の所期の耐摩耗性先シリンダ内壁に有するアルミ
ニウム合金製シリンダブルツクのライナ鋳ぐるみ・Kよ
る製造を可能くするものであり、その工業的価値は大で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一例の鋳ぐるみ用シリンダライナの
断面図、第2図は別の例の断面図、第3図は他の例の断
面図である。 図中=1・・・鋳ぐるみ用シリンダライナ、2・・・初
晶シリコンを微細に分散した組織を有する高シリコン過
共晶アルミニウム合金でなる内層、  3・・・鋳造用
アルミニウム合金でなる外層、 代理人 弁理士  桑 原 英 明

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (り初晶シリコンを微細に分散させた高シリコン過共晶
    アルミニウム合金からなる内層と鋳造用アル1ニウム合
    金からなる外層との内外2層構造としたことV特徴とす
    る鋳ぐるみ用シリンダライナ。 (り  シリコン12〜30重量−を含有するアル(=
    ラム合金粉末を熱間押出し成形加工して初晶シリコンを
    微細に分散させた高シリコン過共晶アルミニウム合金製
    の内層となる円筒体な製造すること、前記円筒体を鋳造
    用アルミニウム合金で鋳ぐるみ、該円筒体の周!!に鋳
    造用アルミニウム合金からなる外層な形成することより
    なる内外2層構造を有する鋳ぐるみ用シリンダライナの
    製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4637110A (en) * 1984-02-24 1987-01-20 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Method for making a composite cylinder block
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KR101171022B1 (ko) 2004-11-22 2012-08-08 두산인프라코어 주식회사 실린더 라이너 및 그 제조방법

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