JPS5935650A - 複合シリンダ−ライナ− - Google Patents
複合シリンダ−ライナ−Info
- Publication number
- JPS5935650A JPS5935650A JP14664982A JP14664982A JPS5935650A JP S5935650 A JPS5935650 A JP S5935650A JP 14664982 A JP14664982 A JP 14664982A JP 14664982 A JP14664982 A JP 14664982A JP S5935650 A JPS5935650 A JP S5935650A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- outer layer
- cylinder liner
- less
- graphite
- composite cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- 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
- F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
- F05C2203/04—Phosphor
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は強′１３Ｊ複合シリンダーライナーの提供に関
する。
する。
内燃機関に使用されているシリンダーライナーは、ピス
トンリングと同時慴動し気密性を保持しなければならな
いことから、基本的に耐摩耗性と耐焼付性が必要とされ
る。この目的のため、従来シリンダーライナーの用途に
は、Ａ型黒鉛を有しＣｒ、 Ｂ、 Ｐ、 Ｖ、 Ｍｏ、
Ｎｂ等の耐摩耗性向上元素を含有する特殊鋳鉄鋳物が
専ら用いられてきている。
トンリングと同時慴動し気密性を保持しなければならな
いことから、基本的に耐摩耗性と耐焼付性が必要とされ
る。この目的のため、従来シリンダーライナーの用途に
は、Ａ型黒鉛を有しＣｒ、 Ｂ、 Ｐ、 Ｖ、 Ｍｏ、
Ｎｂ等の耐摩耗性向上元素を含有する特殊鋳鉄鋳物が
専ら用いられてきている。
しかし乍ら、最近の内燃機関の大型化、またその軽量化
、低燃費化の要求に伴い、上記従来材質では強度的に不
足を来たしており、強度面での向上が切望されている。
、低燃費化の要求に伴い、上記従来材質では強度的に不
足を来たしており、強度面での向上が切望されている。
強度の向上の目的のためには、ライナー材質によυ高強
度のものを選ぶことも考えられるが、シリンダーライナ
一本来の必要特性である耐摩耗性、耐焼付性を損うおそ
れがあυ、実際上限界がある。
度のものを選ぶことも考えられるが、シリンダーライナ
一本来の必要特性である耐摩耗性、耐焼付性を損うおそ
れがあυ、実際上限界がある。
またライナー肉厚を厚肉化することも有効であるが、こ
の場合には軽量化という目的には逆行する。
の場合には軽量化という目的には逆行する。
ところで、シリンダーライナーの使用状況と破損原因に
ついて分析すると、 （＋） 耐摩耗性、耐焼付性を必要とする部分は、ピ
ストンリングとの接触部、即ちライナー内表面のみであ
る。
ついて分析すると、 （＋） 耐摩耗性、耐焼付性を必要とする部分は、ピ
ストンリングとの接触部、即ちライナー内表面のみであ
る。
（Ｉｔ） シリンターライナーの離接は、その外表面
を起点とする。
を起点とする。
ことが知られる。
本発明はかかる点に着目して、シリンダーライナーに従
来例をみない複合化技術を適用し、叙上の目的を達成せ
んとするものである。
来例をみない複合化技術を適用し、叙上の目的を達成せ
んとするものである。
す力わち、本発明の複合シリンダーライナーは、その内
層（内表面近傍）は従来と同じく耐摩耗性、耐焼伺性に
優れる特殊鋳鉄材質で形成する一方、外Ｍ（外表面近傍
）は強靭性に優れる特定の黒鉛鋼材質で形成し、かつ両
者を溶着接合せしめて、全体として必要な１ｌｉＦｌ摩
耗性、耐焼付性の使用特性を損わず所期目的とする強度
の向上を計ることに成功したものである。
層（内表面近傍）は従来と同じく耐摩耗性、耐焼伺性に
優れる特殊鋳鉄材質で形成する一方、外Ｍ（外表面近傍
）は強靭性に優れる特定の黒鉛鋼材質で形成し、かつ両
者を溶着接合せしめて、全体として必要な１ｌｉＦｌ摩
耗性、耐焼付性の使用特性を損わず所期目的とする強度
の向上を計ることに成功したものである。
以下本発明について詳述する。
本発明の複合シリンダーライカーは、第１図に示すよう
な構造を具備してなる。すなわち、その外ｍ−は後に詳
述される強靭性に優れるｍ鉛鋼材質からなシ、一方その
内ｒｆ４ｂは耐焼付性、耐摩耗性に優れる従来通りの特
殊鋳鉄材質からなり、月つ両者を溶着一体化して構成さ
れている。
な構造を具備してなる。すなわち、その外ｍ−は後に詳
述される強靭性に優れるｍ鉛鋼材質からなシ、一方その
内ｒｆ４ｂは耐焼付性、耐摩耗性に優れる従来通りの特
殊鋳鉄材質からなり、月つ両者を溶着一体化して構成さ
れている。
なお外層ａと内層すとの溶着一体化によって、外層ａと
内層すとの間には両者の中間的な組成の溶着層（中間層
）ａ＋ｂを不可避に生じることになる。すなわち、内層
すを外層已に溶着せしめることによって、外層材質の内
層すへのある程度の溶は込みは避けられない。
内層すとの間には両者の中間的な組成の溶着層（中間層
）ａ＋ｂを不可避に生じることになる。すなわち、内層
すを外層已に溶着せしめることによって、外層材質の内
層すへのある程度の溶は込みは避けられない。
このさい、もしその溶着層ａ＋ｂに使用目的によっては
問題を生ずる場合では、第２図に示すように、予め別途
中間層材質を用意しておき、外層ａと内層すとの間に中
間ｊｆ４ａを介在させて対応することもできる。すなわ
ち、必要に応じては、ライナー構造を三層以上のものに
形成することもできる。
問題を生ずる場合では、第２図に示すように、予め別途
中間層材質を用意しておき、外層ａと内層すとの間に中
間ｊｆ４ａを介在させて対応することもできる。すなわ
ち、必要に応じては、ライナー構造を三層以上のものに
形成することもできる。
このような多層構造を有する複合シリンダーライナーは
遠心力鋳造法によシ容易に製造できる。
遠心力鋳造法によシ容易に製造できる。
すなわち、まず外層を鋳込んだ後、適宜タイミングで内
層材質を鋳込み、両者を溶着一体化する。
層材質を鋳込み、両者を溶着一体化する。
三層以上のものについても、同様に外層から順に適宜タ
イミングで各層を鋳込めばよい。
イミングで各層を鋳込めばよい。
なお遠心力鋳造法には、横型、傾斜型、竪型のいずれも
適用可能である。
適用可能である。
次に本発明の複合シリンダーライナーの外層を形成する
黒鉛鋼材質について説明する。
黒鉛鋼材質について説明する。
本発明では強靭性に優れるライナー外層材として、次の
ような成分紹戒のものを使用することを特徴とする。す
なわち、外層はＣ１，０〜２．０、Ｓｉ Ｏ，６〜３．
０、Ｍｎ ０．２〜１．０、ＰＯ１１以下、Ｓｏ、１以
下、Ｎｉ ２．５以下、Ｃｒ １．０以下、Ｍｏ １．
０以下を各重ｔ’ｚ含み、残部Ｆｅおよび通常の不純物
からなり、ホホ球状の黒鉛と基地を主体とする黒鉛鋼か
らなる。
ような成分紹戒のものを使用することを特徴とする。す
なわち、外層はＣ１，０〜２．０、Ｓｉ Ｏ，６〜３．
０、Ｍｎ ０．２〜１．０、ＰＯ１１以下、Ｓｏ、１以
下、Ｎｉ ２．５以下、Ｃｒ １．０以下、Ｍｏ １．
０以下を各重ｔ’ｚ含み、残部Ｆｅおよび通常の不純物
からなり、ホホ球状の黒鉛と基地を主体とする黒鉛鋼か
らなる。
そこで、上記特定材質の化学成分、顕微鏡組織等につい
て、下記に詳述する〇 （０化学成分 Ｃ： １．０〜２．０％ 外層の黒鉛鋼材質は、はぼ球状黒鉛と基地とからなシ（
ただし少量のセメンタイトの晶出は問題ない）、強靭性
を最重要視するものであるｏしかしてＣ１，０４未満で
は、溶解、鋳造温度が高くなり、コストアップを招く不
利があり、一方２．０係を超えると黒鉛が球状でなくな
る傾向が大となυ、強靭性が低下する。
て、下記に詳述する〇 （０化学成分 Ｃ： １．０〜２．０％ 外層の黒鉛鋼材質は、はぼ球状黒鉛と基地とからなシ（
ただし少量のセメンタイトの晶出は問題ない）、強靭性
を最重要視するものであるｏしかしてＣ１，０４未満で
は、溶解、鋳造温度が高くなり、コストアップを招く不
利があり、一方２．０係を超えると黒鉛が球状でなくな
る傾向が大となυ、強靭性が低下する。
Ｓｉ：０．６〜３．０％
Ｓｌは黒鉛の晶出と密接な関係があｌ） 、０．６チ未
満では殆んど黒鉛の晶出が困難となり、強靭性の劣化を
招く。しかし３．０壬を紹えると、基地中に固溶したＳ
ｌの材質脆化の傾向が著しくなる。
満では殆んど黒鉛の晶出が困難となり、強靭性の劣化を
招く。しかし３．０壬を紹えると、基地中に固溶したＳ
ｌの材質脆化の傾向が著しくなる。
Ｍｎ ： ０．２〜１．０４６
ＭｎはＳと結合し、Ｓの悪影響を除去するのに有効であ
る。Ｍｎ ０．２チ未満ではその効果がなく、一方１．
０チを超えると材質を硬く、脆くするためである。
る。Ｍｎ ０．２チ未満ではその効果がなく、一方１．
０チを超えると材質を硬く、脆くするためである。
Ｐ ： ０．１係以下
Ｐは溶湯の流動性を高めるが、材質を脆くする体、１・
質の場合０．１％以下とする。
質の場合０．１％以下とする。
Ｓ ： Ｏ，１％以下
ＳもＰと同様に材質を脆弱にするため０．１チ以下とす
る。
る。
Ｎ１２．５チ以下
Ｎ１は黒鉛化と基地の強化に有効に作用するが、２、δ
係を超えると経済的に不利となシ、またペーナイト、マ
ルテンサイト、未変態組織を発生し易くなり、かえって
脆くなる場合があるためである。
係を超えると経済的に不利となシ、またペーナイト、マ
ルテンサイト、未変態組織を発生し易くなり、かえって
脆くなる場合があるためである。
Ｃｒ：１．０％以下
Ｃｒは基地の強化作用と共に、セメンタイトの安定作用
を有する元素であるが、１．０％を超えると黒鉛の晶出
が困難となって、強靭性を劣化させるためである。
を有する元素であるが、１．０％を超えると黒鉛の晶出
が困難となって、強靭性を劣化させるためである。
Ｍｏ：１．０％以下
ＭＯはＮ１と同様に強靭性向上に効果を奏するが、１．
０チを超えると硬くなって、かえって強靭性を劣化する
ためである。
０チを超えると硬くなって、かえって強靭性を劣化する
ためである。
シリンダーライナーの外層を形成する黒鉛鋼利質は、以
上の各成分を含み、基本的には残部Ｆｅおよび通常の不
純物からなる。
上の各成分を含み、基本的には残部Ｆｅおよび通常の不
純物からなる。
なお外層の黒鉛鋼材質には、更にその鋳造組織を改善す
るためＦｅに代えて、次の元素の一種又は二種以上を必
要に応じ添加することができる。
るためＦｅに代えて、次の元素の一種又は二種以上を必
要に応じ添加することができる。
Ｔ１、ｌ（ｅ、Ｚｒの単独又は複合添加：合計０．１チ
以下これらの元素の一種又は二種以上を添加含有せしめ
ることによって、黒鉛鋼材質における鋳造巣の発生を確
実に防止することができ、より健全な材質が得られる。
以下これらの元素の一種又は二種以上を添加含有せしめ
ることによって、黒鉛鋼材質における鋳造巣の発生を確
実に防止することができ、より健全な材質が得られる。
このさい、これらの元素は全て強力な脱酸剤である故、
過剰に添加すると過酸化状態をきたし、溶湯の流動性を
阻害する。このため、その添加量は合計量で０．１重量
係以下とする。
過剰に添加すると過酸化状態をきたし、溶湯の流動性を
阻害する。このため、その添加量は合計量で０．１重量
係以下とする。
（Ｉｆ） 外層材質の接種
次に外層材質の接種について述べる。一般に接種による
と、黒鉛化の助長および組織の微細化に好結果をもたら
すことが知られている。本材質についても、接種技術を
応用して、その鋳込直前にＣａＳｉ、ＦｅＳｉ等の接種
剤を８１分として０．１〜１．０ ％添加すると、強靭
性の向上に一層有効となる。このさいの接種量は、０゜
１チ未満では効果がな（，１，０％を超える必要もない
。なお接種後のＳｉ含有量は、やはり上記０．６〜３．
０チの範囲に調整される０（Ｉｌ＋） 外層材質の顕
微鏡組織 本材質の顕微鏡組織は、はぼ球状の黒鉛と基地が生体で
あシ、少酸の共晶セメンタイトが含まれる場合もある。
と、黒鉛化の助長および組織の微細化に好結果をもたら
すことが知られている。本材質についても、接種技術を
応用して、その鋳込直前にＣａＳｉ、ＦｅＳｉ等の接種
剤を８１分として０．１〜１．０ ％添加すると、強靭
性の向上に一層有効となる。このさいの接種量は、０゜
１チ未満では効果がな（，１，０％を超える必要もない
。なお接種後のＳｉ含有量は、やはり上記０．６〜３．
０チの範囲に調整される０（Ｉｌ＋） 外層材質の顕
微鏡組織 本材質の顕微鏡組織は、はぼ球状の黒鉛と基地が生体で
あシ、少酸の共晶セメンタイトが含まれる場合もある。
セメンタイトは脆いため、本発明の目的からは、共晶セ
メンダイトの晶出はできるだけ抑えられる方が望ましい
。基地は生としてパーライトであり、一部フエライト、
ベーナイト、マルテンサイト、残留オーステナイトが認
められる場合がある。フェライトは靭性面で優れており
目的によっては析出させる方が望ましい場合もある。ベ
ーナイト、マルテンサイト、残留オーステナイ）Ｋつい
ては、材質を劣化させるため、発生しないように努める
べきである。
メンダイトの晶出はできるだけ抑えられる方が望ましい
。基地は生としてパーライトであり、一部フエライト、
ベーナイト、マルテンサイト、残留オーステナイトが認
められる場合がある。フェライトは靭性面で優れており
目的によっては析出させる方が望ましい場合もある。ベ
ーナイト、マルテンサイト、残留オーステナイ）Ｋつい
ては、材質を劣化させるため、発生しないように努める
べきである。
以上外層材質について詳述したが、一方耐摩耗性、耐焼
付性が必要とされるライナー内層材質については、従来
通り特殊鋳鉄材質′を用いればよく別段特色はない。
付性が必要とされるライナー内層材質については、従来
通り特殊鋳鉄材質′を用いればよく別段特色はない。
なお本発明の複合シリンダーライナーは、鋳造後残留応
力除去のだめに４００〜６００°Ｃ程度の歪をり焼鈍を
行う必要があるＯＡ１Ａ１変態上以上熱処理は、外層材
質の強靭性向上には有効とｆＸシ得るが、反面コスト面
で不利となり、また内層材質の特性を変えるおそれがあ
るため、避ける方がよい。
力除去のだめに４００〜６００°Ｃ程度の歪をり焼鈍を
行う必要があるＯＡ１Ａ１変態上以上熱処理は、外層材
質の強靭性向上には有効とｆＸシ得るが、反面コスト面
で不利となり、また内層材質の特性を変えるおそれがあ
るため、避ける方がよい。
次に実施例を掲げて説明する。
〈実施例〉
次のような鋳造条件で、下表Ａ、Ｂの複合シリンダーラ
イナーを製造した。０ 鋳造金型内径′： ７２０φ゛、外層鋳込厚： ９０Ｍ
！ｌ、内層鋳込厚： ６０ｆｌ 上記複合シリンダーライナーの硬度分布を第３図に示す
。
イナーを製造した。０ 鋳造金型内径′： ７２０φ゛、外層鋳込厚： ９０Ｍ
！ｌ、内層鋳込厚： ６０ｆｌ 上記複合シリンダーライナーの硬度分布を第３図に示す
。
壕だ下記に」：配接合シリンダーライナー（外層）の機
械的性質を示す。
械的性質を示す。
隔 引張強さくＫシ情ｄ） 伸 び（粥）Ａ
５６．２
１２２Ｂ ６２．９
２．０３なお、従来の単層シリンダーライ
ナーにおける一般的力機械的性質は、引張強さ１８〜２
５噛邊、伸び０．２〜０．８チの範囲にある。
５６．２
１２２Ｂ ６２．９
２．０３なお、従来の単層シリンダーライ
ナーにおける一般的力機械的性質は、引張強さ１８〜２
５噛邊、伸び０．２〜０．８チの範囲にある。
以上のように、本発明の複合シリンダーライプＬ−は、
破壊の起点となり特に強靭性に優れることが要求される
ライナー外層は既述の黒鉛鋼材質で形成し、一方ライナ
ー内層はその使用特性に適合する耐焼付性、耐摩耗性に
優れた従来通シの特殊鋳鉄招質で形成し、かつ両者な溶
着接合してなるものであるから、ライナー内面における
本来の使用特性を損うことなく、その高強度化を言する
ことかできる。
破壊の起点となり特に強靭性に優れることが要求される
ライナー外層は既述の黒鉛鋼材質で形成し、一方ライナ
ー内層はその使用特性に適合する耐焼付性、耐摩耗性に
優れた従来通シの特殊鋳鉄招質で形成し、かつ両者な溶
着接合してなるものであるから、ライナー内面における
本来の使用特性を損うことなく、その高強度化を言する
ことかできる。
なお本発明に係る複合シリンダーライナーは、遠心力鋳
造法を利用することによって、所期の特性を備えたもの
が容易に製造でき、各層間の溶着状況にも問題を生じな
い。
造法を利用することによって、所期の特性を備えたもの
が容易に製造でき、各層間の溶着状況にも問題を生じな
い。
第１−図と第２図は本発明に係る複合シリンダーライナ
ーの構造例を現わす横断面図である。第３図は本発明に
係る複合シリンダーライナーの断面硬度分布例を現わす
図であるＯ ａ・・・外層、ｂ・・・内層。
ーの構造例を現わす横断面図である。第３図は本発明に
係る複合シリンダーライナーの断面硬度分布例を現わす
図であるＯ ａ・・・外層、ｂ・・・内層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 Ｃ１，Ｏ〜２．０％Ｓｉ０．６〜３．０％Ｍｎ
０．２〜１．０゜ＰＯ０１以下、Ｓ Ｏ１１以下、Ｎｉ
２．５以下、Ｃｒｌ、Ｑ以下、Ｍｏｌ、Ｑ以下を各重１
チ含み、残部ｒｅおよび通常の不純物からなり、はぼ球
状の黒鉛と基地を主体とする黒鉛鋼利質の外層と、 耐摩耗性、耐焼付性に優れる特殊鋳鉄材質の内層とを溶
着接合せしめてなることを特徴とする複合シリンダーラ
イナー０ ２ｏ 外層けＦｅに代えて、Ｔ１、Ａｌ、Ｚｒの一種
又は二種以上を合計量で０．１重ＪＦ％含む特許請求の
範囲第１項記載の複合シリンダーライナー０
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14664982A JPS5935650A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 複合シリンダ−ライナ− |
| CH4116/83A CH661476A5 (de) | 1982-07-31 | 1983-07-27 | Verbundzylinderlaufbuechse fuer verbrennungsmotoren. |
| FR8312487A FR2531140B1 (fr) | 1982-07-31 | 1983-07-28 | Chemise de cylindre composite destinee a etre utilisee dans les moteurs a combustion interne |
| DK348183A DK162177C (da) | 1982-07-31 | 1983-07-29 | Cylinderforing til anvendelse i forbraendingsmotorer |
| NO832761A NO832761L (no) | 1982-07-31 | 1983-07-29 | Sammensatt sylinderforing for bruk i en forbrenningsmotor |
| DE19833327490 DE3327490A1 (de) | 1982-07-31 | 1983-07-29 | Verbundzylinderlaufbuechse fuer verbrennungsmotoren |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14664982A JPS5935650A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 複合シリンダ−ライナ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935650A true JPS5935650A (ja) | 1984-02-27 |
| JPH0331545B2 JPH0331545B2 (ja) | 1991-05-07 |
Family
ID=15412501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14664982A Granted JPS5935650A (ja) | 1982-07-31 | 1982-08-23 | 複合シリンダ−ライナ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935650A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55158247U (ja) * | 1979-04-27 | 1980-11-13 | ||
| JPS57101645A (en) * | 1980-12-15 | 1982-06-24 | Kubota Ltd | Composite sleeve roll for rolling h-steel and preparation thereof |
| JPS57158247A (en) * | 1981-03-24 | 1982-09-30 | Tokuyama Soda Co Ltd | Flame retardant polyolefin composition |
-
1982
- 1982-08-23 JP JP14664982A patent/JPS5935650A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55158247U (ja) * | 1979-04-27 | 1980-11-13 | ||
| JPS57101645A (en) * | 1980-12-15 | 1982-06-24 | Kubota Ltd | Composite sleeve roll for rolling h-steel and preparation thereof |
| JPS57158247A (en) * | 1981-03-24 | 1982-09-30 | Tokuyama Soda Co Ltd | Flame retardant polyolefin composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0331545B2 (ja) | 1991-05-07 |
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