JPS60216966A - セラミクス−鉄基合金複合体 - Google Patents
セラミクス−鉄基合金複合体Info
- Publication number
- JPS60216966A JPS60216966A JP7367384A JP7367384A JPS60216966A JP S60216966 A JPS60216966 A JP S60216966A JP 7367384 A JP7367384 A JP 7367384A JP 7367384 A JP7367384 A JP 7367384A JP S60216966 A JPS60216966 A JP S60216966A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- iron
- core material
- ceramic
- based alloy
- base alloy
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (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】
本発明は主として内Ｊｌ！！Ｓ機関のシリンダー９．副
燃焼室、ピストン等の材料として有用なセラミクス−金
属複合体に関する亀のである。セラミクスは断熱性およ
び耐熱性に優れた材料であり、内燃機関の部品の４：４
料として望捷しいものであるがセラミクスは脆性相料で
あり、そのま捷直接に内燃機関に組み込むことは困卸で
ある。そこでセラミクスの周囲を金属で被榎することに
よって補強１．７かつ内燃機関に組み込み易くする方法
が提供されている。
燃焼室、ピストン等の材料として有用なセラミクス−金
属複合体に関する亀のである。セラミクスは断熱性およ
び耐熱性に優れた材料であり、内燃機関の部品の４：４
料として望捷しいものであるがセラミクスは脆性相料で
あり、そのま捷直接に内燃機関に組み込むことは困卸で
ある。そこでセラミクスの周囲を金属で被榎することに
よって補強１．７かつ内燃機関に組み込み易くする方法
が提供されている。
、ト記目的に対しては該金属として鉄基合金を用いるこ
とが耐熱性９強度９価格、セラミクスとの適合性の点か
ら最も望寸しいことが見出された。
とが耐熱性９強度９価格、セラミクスとの適合性の点か
ら最も望寸しいことが見出された。
しかしながら従来、セラミクスを芯材としてその周囲に
鉄基合金層を鋳造する場合、即ちセラミクス芯材を鉄基
合金で鋳ぐるむ場合、セラミクス芯材および／またけ鉄
基合金層に亀裂、破壊が生ずる場合があった。セラミク
ス芯材に亀裂、破壊が生ずる場合は （１）セラミクス芯材に鋳造時高温の鉄基合金溶顯物が
接触するととによる熱衝撃 （２）セラミクスと鉄基合金との熱膨張係数の差により
セラミクス芯材に鉄基合金層から及はされる冷却時の過
度の圧縮応力 が原因である、と考えられる。原因（１）の場合１ｄセ
ラミクス芯材の表面を金属繊維層、セラミクス繊維層、
セラミクス溶射層のような保護層によって保護すると言
う有力な亀裂、破壊防止手段が提供されているが、原因
（２）の場合、および鉄基合金層に亀裂、破壊が生ずる
場合はこれまでに有力な防止手段が提供されていなかっ
た。
鉄基合金層を鋳造する場合、即ちセラミクス芯材を鉄基
合金で鋳ぐるむ場合、セラミクス芯材および／またけ鉄
基合金層に亀裂、破壊が生ずる場合があった。セラミク
ス芯材に亀裂、破壊が生ずる場合は （１）セラミクス芯材に鋳造時高温の鉄基合金溶顯物が
接触するととによる熱衝撃 （２）セラミクスと鉄基合金との熱膨張係数の差により
セラミクス芯材に鉄基合金層から及はされる冷却時の過
度の圧縮応力 が原因である、と考えられる。原因（１）の場合１ｄセ
ラミクス芯材の表面を金属繊維層、セラミクス繊維層、
セラミクス溶射層のような保護層によって保護すると言
う有力な亀裂、破壊防止手段が提供されているが、原因
（２）の場合、および鉄基合金層に亀裂、破壊が生ずる
場合はこれまでに有力な防止手段が提供されていなかっ
た。
本発明（りしト記従来の問題点を解決してセラミクス−
鉄基合金複合体の亀裂、破壊の発生を防止することを目
的とし、鉄基合金として常温から４００℃までの引張り
強度が２０〜７０ｋｑｆ／−のものを選択することを骨
子とするものである。
鉄基合金複合体の亀裂、破壊の発生を防止することを目
的とし、鉄基合金として常温から４００℃までの引張り
強度が２０〜７０ｋｑｆ／−のものを選択することを骨
子とするものである。
本発明を以下に詳細に説明する。
本発明に言う鉄基合金とは鉄を桟材とした合金のことで
あり、普通鋳鉄、低ニッケ／１／鋳ＷＩｌ、クロムーモ
リブデン鋳鋼、ヌブンレス鋳鋼、クロム−モリブデン−
珪素鋳鋼等が例示される。そして該鉄基合金は常温から
４００℃までの引張シ強度が２０〜７０ ｋｇｆ ／ｍ
ｙ”のものが選択される。上記限定範囲を満足せしめる
要因としては鉄基合金の組成および／または結晶ａ￥造
等があるが非常に多様なものであり一律に定めることは
殆んど不可能である。しかし引張り強度は拐料物性のう
ちでも最も簡単に測定評価し得るものであるから上記限
定範囲を満足せしめる鉄基合金を選択することは容易で
ある。
あり、普通鋳鉄、低ニッケ／１／鋳ＷＩｌ、クロムーモ
リブデン鋳鋼、ヌブンレス鋳鋼、クロム−モリブデン−
珪素鋳鋼等が例示される。そして該鉄基合金は常温から
４００℃までの引張シ強度が２０〜７０ ｋｇｆ ／ｍ
ｙ”のものが選択される。上記限定範囲を満足せしめる
要因としては鉄基合金の組成および／または結晶ａ￥造
等があるが非常に多様なものであり一律に定めることは
殆んど不可能である。しかし引張り強度は拐料物性のう
ちでも最も簡単に測定評価し得るものであるから上記限
定範囲を満足せしめる鉄基合金を選択することは容易で
ある。
本発明に言うセラミクス芯材とはアルミナ、ジルコニア
、正方晶の残留する部分安定化ジルコニア、ジルコン、
酸化クロム、チタンアルミナ等のすべてのセラミクスを
材料とし、一般的にはセラミクス粉末をラバープレス法
で所定形状に成形し、その後焼成して焼結体としたもの
であり、中空体。
、正方晶の残留する部分安定化ジルコニア、ジルコン、
酸化クロム、チタンアルミナ等のすべてのセラミクスを
材料とし、一般的にはセラミクス粉末をラバープレス法
で所定形状に成形し、その後焼成して焼結体としたもの
であり、中空体。
中実体のいずねをも含むものである。断熱性および耐熱
性の点からみねばセラミクス七してジルコニア系を選択
することが望ましい。
性の点からみねばセラミクス七してジルコニア系を選択
することが望ましい。
上記セラミクス芯材は所定の鋳型内にインサートさね、
鉄基合金溶融物が該鋳型内に注入されて該芯材の周囲に
鉄基合金層が鋳造される。鋳造後放冷して所望の製品を
得るのであるが、一般に鉄基合金の熱膨張係数はセラミ
クスのそれよりも大であり、そのためＦ記冷却過程にお
いてセラミクス芯材には圧縮応力が及ぼされ、鉄基合金
層には引張り応力が及ぼされる。そして該応力が過度に
及ぼされた場合にセラミクス芯材および／または鉄基合
金層に亀裂、破壊が発生するのである。しかし鉄基合金
の引張り強度が２０〜７０ｋｖｆ／門２のものを選択す
ることによって上記亀裂、破壊の発生は防止出来ること
が判明した。即ち引張り強度が２０ ｋｑｆ ７ｍｆｆ
”以下の鉄基合金を用いた場合には上記鉄基台金■に及
はされる引張り応力が該引張り強度を越オると鉄基合金
層に破壊が生じ、また引張り強度が７０ ｋｇｆ ／ｌ
ｔｔｍ”以上の鉄基合金を用いた場合にはセラミクス芯
材に過度の圧縮応力が及ぼされるのでセラミクス芯材に
破壊が生ずる。したがって引張り強度が２０〜７０ ｋ
Ｑｆ ／闘”の鉄基合金を用いた場合にはセラミクス芯
材と鉄基合金層の両方に破壊が起らないことになる。
鉄基合金溶融物が該鋳型内に注入されて該芯材の周囲に
鉄基合金層が鋳造される。鋳造後放冷して所望の製品を
得るのであるが、一般に鉄基合金の熱膨張係数はセラミ
クスのそれよりも大であり、そのためＦ記冷却過程にお
いてセラミクス芯材には圧縮応力が及ぼされ、鉄基合金
層には引張り応力が及ぼされる。そして該応力が過度に
及ぼされた場合にセラミクス芯材および／または鉄基合
金層に亀裂、破壊が発生するのである。しかし鉄基合金
の引張り強度が２０〜７０ｋｖｆ／門２のものを選択す
ることによって上記亀裂、破壊の発生は防止出来ること
が判明した。即ち引張り強度が２０ ｋｑｆ ７ｍｆｆ
”以下の鉄基合金を用いた場合には上記鉄基台金■に及
はされる引張り応力が該引張り強度を越オると鉄基合金
層に破壊が生じ、また引張り強度が７０ ｋｇｆ ／ｌ
ｔｔｍ”以上の鉄基合金を用いた場合にはセラミクス芯
材に過度の圧縮応力が及ぼされるのでセラミクス芯材に
破壊が生ずる。したがって引張り強度が２０〜７０ ｋ
Ｑｆ ／闘”の鉄基合金を用いた場合にはセラミクス芯
材と鉄基合金層の両方に破壊が起らないことになる。
さらに好ましくは、セラミクスに適切な圧縮応力を加メ
るためにセラミクスの熱膨張係数ａより２〜５０％高い
熱膨張係数ａを有する合金を使用するのがよい。例えば
ジルコニア（ａ＝１１．６Ｘ１０／°Ｃ）に対しては、
１１．８Ｘ１０ ／”Ｃから１７．４ｘｌ Ｏ／’Ｃの
熱ＩＩ〆張係数ａを有する合金が好ましい。
るためにセラミクスの熱膨張係数ａより２〜５０％高い
熱膨張係数ａを有する合金を使用するのがよい。例えば
ジルコニア（ａ＝１１．６Ｘ１０／°Ｃ）に対しては、
１１．８Ｘ１０ ／”Ｃから１７．４ｘｌ Ｏ／’Ｃの
熱ＩＩ〆張係数ａを有する合金が好ましい。
本発明は上記したように４１弛り強度が２０〜７０ｋｑ
ｆ ／−の鉄基合金を用いるからセラミクス芯材を鋳ぐ
るむ際にセラミクス芯材および鉄基合金の両方に破壊が
起らず欠陥品の発生が確実に防止される。なお本発明に
おいて、一般に適用されるセラミクス−鉄基合金複合体
は鉄基合金層の厚さが２〜１０ｎＩ、更に一般的には２
〜５翁であり、セラミクス芯材が中空の場合も同様の厚
さである。
ｆ ／−の鉄基合金を用いるからセラミクス芯材を鋳ぐ
るむ際にセラミクス芯材および鉄基合金の両方に破壊が
起らず欠陥品の発生が確実に防止される。なお本発明に
おいて、一般に適用されるセラミクス−鉄基合金複合体
は鉄基合金層の厚さが２〜１０ｎＩ、更に一般的には２
〜５翁であり、セラミクス芯材が中空の場合も同様の厚
さである。
実施例
第１回に示す外径３４ｍｍφ、内径２６門φ、高さ３０
ｆｆの円筒状の試料を下記の方法で作製した。
ｆｆの円筒状の試料を下記の方法で作製した。
図において（１）はセラミクス芯材、（２）は鉄基合金
層である。即ち２ｍｏｌうＹ２Ｏ５を添加したＺｒＯ□
扮末をラバープレス法で成形した祷焼成１．て外径３０
朋φ、内径２６ ｙφ、高さ３０闘のセラミクス芯材（
１）を作製した。核セラミクス芯Ｌ−４１１）の周りに
ワックスパターンを形成した後ジルコンサンドによるシ
ェルモーＩレド鋳型を作成した。該鰐型をセラミクス芯
材（１）と入もに１５００ ’Ｇ迄予〆さして鋳Ｘｉ時
の熱衝撃による破壊を防止したトで第１表に示す各種組
成の鉄基合金の溶融物を鋳型に７“を人してセラミクス
芯材（１）の周りに鉄基合金層（２）を鋳造しその後放
冷した。各試料について上記鋳造時における破壊の有無
を調べた。その結果を第１表に示す。
層である。即ち２ｍｏｌうＹ２Ｏ５を添加したＺｒＯ□
扮末をラバープレス法で成形した祷焼成１．て外径３０
朋φ、内径２６ ｙφ、高さ３０闘のセラミクス芯材（
１）を作製した。核セラミクス芯Ｌ−４１１）の周りに
ワックスパターンを形成した後ジルコンサンドによるシ
ェルモーＩレド鋳型を作成した。該鰐型をセラミクス芯
材（１）と入もに１５００ ’Ｇ迄予〆さして鋳Ｘｉ時
の熱衝撃による破壊を防止したトで第１表に示す各種組
成の鉄基合金の溶融物を鋳型に７“を人してセラミクス
芯材（１）の周りに鉄基合金層（２）を鋳造しその後放
冷した。各試料について上記鋳造時における破壊の有無
を調べた。その結果を第１表に示す。
※鋳造直後の値
第１表
第１表によれば引張り強度２０ ｋｌ；Ｉｆ ７ｍ、？
！２以下のＦＣ−１０を用いた試料１け鉄基合金層側に
破壊を生じ、引張り強度７０ｋＱｆ／Ｗ肩２以−トのク
ロム−モリブデン−珪素鋳鋼を用いた試料５はセラミク
ス芯材（１）側に破壊を生じるが、引張り強度２０〜７
０ｋＱｆｌ朋２の鉄基合金を用いた試料２〜４けセラミ
クス芯材（１）および鉄基合金層（２）の両者共に破壊
を生じない。
！２以下のＦＣ−１０を用いた試料１け鉄基合金層側に
破壊を生じ、引張り強度７０ｋＱｆ／Ｗ肩２以−トのク
ロム−モリブデン−珪素鋳鋼を用いた試料５はセラミク
ス芯材（１）側に破壊を生じるが、引張り強度２０〜７
０ｋＱｆｌ朋２の鉄基合金を用いた試料２〜４けセラミ
クス芯材（１）および鉄基合金層（２）の両者共に破壊
を生じない。
＠１図は実施例に用いた試料の斜視図である。
図中、（１）・・・・セラミクス芯材、（２）・・・・
鉄基合金層 特許出願人 大同特殊鋼株式会社
鉄基合金層 特許出願人 大同特殊鋼株式会社
Claims (1)
- セラミクス芯材１を常温から４００°Ｃまでの引張り強
度が２０〜７０ ｋｇｆ／＊＊”の鉄基合金で鋳ぐるん
だことを特徴とするセラミクス−鉄舐合金複合体
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7367384A JPS60216966A (ja) | 1984-04-10 | 1984-04-10 | セラミクス−鉄基合金複合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7367384A JPS60216966A (ja) | 1984-04-10 | 1984-04-10 | セラミクス−鉄基合金複合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60216966A true JPS60216966A (ja) | 1985-10-30 |
Family
ID=13524983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7367384A Pending JPS60216966A (ja) | 1984-04-10 | 1984-04-10 | セラミクス−鉄基合金複合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60216966A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04356344A (ja) * | 1990-07-23 | 1992-12-10 | Ngk Insulators Ltd | セラミックスと金属の鋳ぐるみ複合体 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5232736U (ja) * | 1975-08-30 | 1977-03-08 | ||
| JPS5330609A (en) * | 1976-09-02 | 1978-03-23 | Toyota Motor Co Ltd | Manufacture of ceramic whole casting |
| JPS56616A (en) * | 1979-02-22 | 1981-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | Flow rate detecting unit |
-
1984
- 1984-04-10 JP JP7367384A patent/JPS60216966A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5232736U (ja) * | 1975-08-30 | 1977-03-08 | ||
| JPS5330609A (en) * | 1976-09-02 | 1978-03-23 | Toyota Motor Co Ltd | Manufacture of ceramic whole casting |
| JPS56616A (en) * | 1979-02-22 | 1981-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | Flow rate detecting unit |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04356344A (ja) * | 1990-07-23 | 1992-12-10 | Ngk Insulators Ltd | セラミックスと金属の鋳ぐるみ複合体 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4250610A (en) | Casting densification method | |
| US2843646A (en) | Laminated metal ceramic | |
| JPS5852451A (ja) | 耐熱・断熱性軽合金部材およびその製造方法 | |
| JPH02275755A (ja) | 自己支持形チタン酸アルミニウム複合体の製造方法及び該複合体に関連した製品 | |
| US5097887A (en) | Process of making a pressure-diecast, fiber-reinforced part | |
| US5340783A (en) | Method of producing self-supporting aluminum titanate composites and products relating thereto | |
| JPS60216966A (ja) | セラミクス−鉄基合金複合体 | |
| US5139979A (en) | Method of producing self-supporting aluminum titanate composites and products relating thereto | |
| JP2698186B2 (ja) | 鋳造用ノズル部材の製造方法 | |
| JPH0560011A (ja) | 窒化珪素鋳ぐるみピストン | |
| JPS60216967A (ja) | セラミクス−鉄基合金複合体 | |
| JPH0436062B2 (ja) | ||
| JPS61115662A (ja) | 金属−セラミツクス複合円筒およびその製造方法 | |
| JPS61189864A (ja) | セラミクス−金属複合体の製法 | |
| JPH0448617B2 (ja) | ||
| JPS5858311B2 (ja) | セラミック鋳ぐるみ鋳物の製造方法 | |
| JPH0154152B2 (ja) | ||
| JPH0152107B2 (ja) | ||
| JPS61273233A (ja) | 精密鋳造用鋳型材とそれを用いた鋳造方法 | |
| JPH0252162A (ja) | 耐熱支持部材の製造方法 | |
| JPH06272614A (ja) | 内燃機関のシリンダライナ | |
| JPS59128274A (ja) | セラミツクス部材を被着結合したアルミニウム合金鋳造体およびその製法 | |
| EP2370376B1 (en) | Method of impregnating crucibles and refractory articles | |
| JPH0216183B2 (ja) | ||
| JPS6199537A (ja) | 耐久鋳型 |