JPS6030569A - シリンダヘッド製造方法 - Google Patents
シリンダヘッド製造方法Info
- Publication number
- JPS6030569A JPS6030569A JP13888883A JP13888883A JPS6030569A JP S6030569 A JPS6030569 A JP S6030569A JP 13888883 A JP13888883 A JP 13888883A JP 13888883 A JP13888883 A JP 13888883A JP S6030569 A JPS6030569 A JP S6030569A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder head
- grain size
- porosity
- holes
- cooling rate
- 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
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D15/00—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
- B22D15/02—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor of cylinders, pistons, bearing shells or like thin-walled objects
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (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。
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、エンジンのシリンダへノド製造方法に関す
る。
る。
エンジンのシリンダヘッドは、ピストン上面オよび７リ
ンダ内壁面とともに燃焼室の一部を形成する極めて重要
な部品で、その熱負荷はエンジンを構成する部品中最高
である。しかも近年では、過給機を装着してエンジンの
小型高性能化力；図られているため、シリンダヘッドの
熱負荷が一層高まり、熱疲労による亀裂の発生が問題に
なってきた。亀裂は、第１図に示すように、主にシリン
ダヘッド１の触火面２の吸気弁穴３と排気弁穴４との間
、およびディーゼルエンジンの場合は、これら弁穴３，
４と副燃焼室口金穴５との間に発生しやすく、これによ
シ水室側から冷却液が漏れ出てエンジン機能を大きく低
下させる。
ンダ内壁面とともに燃焼室の一部を形成する極めて重要
な部品で、その熱負荷はエンジンを構成する部品中最高
である。しかも近年では、過給機を装着してエンジンの
小型高性能化力；図られているため、シリンダヘッドの
熱負荷が一層高まり、熱疲労による亀裂の発生が問題に
なってきた。亀裂は、第１図に示すように、主にシリン
ダヘッド１の触火面２の吸気弁穴３と排気弁穴４との間
、およびディーゼルエンジンの場合は、これら弁穴３，
４と副燃焼室口金穴５との間に発生しやすく、これによ
シ水室側から冷却液が漏れ出てエンジン機能を大きく低
下させる。
従来におけるシリンダヘッドの製造は、第２図に示すよ
うに、シリンダヘッド１の触火面２が下型６に位置する
ように、下型６および上型７を形成し、穴部に必要な中
子８を配置し、下型６の下面に設けた湯口９から溶湯１
０を注入して行なっていた。溶湯１０は、通常の乗用車
用レシプロエンジンにおいては、ＪＩＳ ＡＣ４Ｂ、Ａ
Ｃ２Ｂ、ＡＣ４Ｃ等の鋳造用Ａ４−８ｉ系合金が多用さ
れている。鋳型に注入された溶湯１０は、湯口９０反対
側の上型７との接触面から冷却凝固する。
うに、シリンダヘッド１の触火面２が下型６に位置する
ように、下型６および上型７を形成し、穴部に必要な中
子８を配置し、下型６の下面に設けた湯口９から溶湯１
０を注入して行なっていた。溶湯１０は、通常の乗用車
用レシプロエンジンにおいては、ＪＩＳ ＡＣ４Ｂ、Ａ
Ｃ２Ｂ、ＡＣ４Ｃ等の鋳造用Ａ４−８ｉ系合金が多用さ
れている。鋳型に注入された溶湯１０は、湯口９０反対
側の上型７との接触面から冷却凝固する。
この発明の目的は、このような従来の７リンダヘノド製
造方法を改良して、シリンダヘッドの少なくとも触火面
の耐熱性向上を図ったシリンダヘッド製造方法を提供す
ることにある。
造方法を改良して、シリンダヘッドの少なくとも触火面
の耐熱性向上を図ったシリンダヘッド製造方法を提供す
ることにある。
この発明によるシリンダヘッド製造方法は、シリンダヘ
ッドの鋳型内に、珪素を２〜１２％含有するアルミ合金
の溶湯を注入することと、この鋳型の少なくともシリン
ダヘッドの触火面または亀裂の生じやすい穴間部を１℃
７４６以上の冷却速度で急冷することとを含む。
ッドの鋳型内に、珪素を２〜１２％含有するアルミ合金
の溶湯を注入することと、この鋳型の少なくともシリン
ダヘッドの触火面または亀裂の生じやすい穴間部を１℃
７４６以上の冷却速度で急冷することとを含む。
以下、この発明を図面を参照してさらに詳しく説明する
。第３図に示すように、この発明によるシリンダ製造方
法においては、シリンダヘッド１の触火面２が上型７に
位置するように、下型６および上型７が形成され、湯口
９は同様に下型６の下面に設けられている。上型７に触
火面２を形成したのは、鋳型内に注入された溶湯１０は
、湯口９とは戊対側の鋳型接触面から急冷されるからで
ある。そしてこの冷却を促進するために、この実施例に
おいては、上型７の触火面２近傍の穴間部に油路１１，
１２を形成し、これに冷却用オイルをオイルポンプ１３
により循環させている。この油路１１，１２は、図示さ
れた紙面に垂直な上型７の長手方向に形成されており、
この中を循環する冷却オイルは、温度制御装置１４によ
り一定温度以下に保たれている。これにより、触火面２
は注湯直後に急冷され、組織が緻密になって耐熱性が向
上する。
。第３図に示すように、この発明によるシリンダ製造方
法においては、シリンダヘッド１の触火面２が上型７に
位置するように、下型６および上型７が形成され、湯口
９は同様に下型６の下面に設けられている。上型７に触
火面２を形成したのは、鋳型内に注入された溶湯１０は
、湯口９とは戊対側の鋳型接触面から急冷されるからで
ある。そしてこの冷却を促進するために、この実施例に
おいては、上型７の触火面２近傍の穴間部に油路１１，
１２を形成し、これに冷却用オイルをオイルポンプ１３
により循環させている。この油路１１，１２は、図示さ
れた紙面に垂直な上型７の長手方向に形成されており、
この中を循環する冷却オイルは、温度制御装置１４によ
り一定温度以下に保たれている。これにより、触火面２
は注湯直後に急冷され、組織が緻密になって耐熱性が向
上する。
このような冷却手段は、触火面２を湯口９と反対側の上
型７に形成する場合には、必ずしも必要ないが、湯口９
と同じ下型６に設ける場合は、必ず必要になる。冷却手
段としては、他にヒートパイプやベルチェ効果素子、ま
たは銅のような熱伝導性の良い金属を利用して、放熱ま
たは吸熱するようにしてもよい。
型７に形成する場合には、必ずしも必要ないが、湯口９
と同じ下型６に設ける場合は、必ず必要になる。冷却手
段としては、他にヒートパイプやベルチェ効果素子、ま
たは銅のような熱伝導性の良い金属を利用して、放熱ま
たは吸熱するようにしてもよい。
この発明に使用される材料は、珪素を２〜１２係含むア
ルミ合金で、今日知られているほとんどのＡ４−５ｉ系
鋳造合金が使用できる。このようなアルミ合金の溶湯を
急冷することにより、如何に耐熱性が向上するかについ
て、以下に述べる。
ルミ合金で、今日知られているほとんどのＡ４−５ｉ系
鋳造合金が使用できる。このようなアルミ合金の溶湯を
急冷することにより、如何に耐熱性が向上するかについ
て、以下に述べる。
第４図は、直径１０ｔ７ｔｎ１、結晶粒度２７０個／−
のＪＩＳ ＡＣＺＢ材について、振幅±０．２９ｍｍ、
温度２５０℃の条件で行なった高温塑性疲労試験の結果
を示している。このグラフから明らかなように、気孔率
が大きいほどすなわち材料内の気孔の数または総面積が
大きいほど、破断に至るまでの繰返回数が少ないすなわ
ち速く破断する。また第５図に示すように、同じ試験条
件で今度は気孔率０．３チのＡＣ２Ｂ材を使用すると、
結晶粒度が大きいほどすなわち単位面積当りの結晶個数
が少ないほど、破断に至るまでの繰返回数が少ない。し
たがって、この両グラフから言えることは、気孔率が小
さいほどそして結晶粒度が小さいほど、高温時における
塑性疲労が少ないということである。従来品における触
火面における気孔は２〜３係、結晶粒度は１５０〜２０
０個／ｍｎ？程度である。そして、気孔率および結晶粒
度と冷却速度との相関関係は、第６図に示すように、冷
却速度が速いほど気孔率が小さくかつ結晶粒度が小さく
なっている。このグラフは、ＪＩＳ舟型賦型試験ＪＩＳ
Ｈ５’２０２ ）により、ガス量０．２ｃｃ／Ｚｏｏ
ｔにおいて金型温度を変化させ、その時の気孔率およ
び結晶粒度に及ぼす冷却速度の影響について調べたもの
である。この結果、溶湯中に吸蔵されるガス量が同じで
も、冷却速度が速いほど気孔率および結晶粒度が小さく
なシ、好ましい冷却速度は１℃Ａ以上であることが明ら
かになった・ 以上の試験結果から、第２図に示す従来法と第３図に示
す本法とにより、２リッターディーゼル用シリンダヘッ
ドを実際に作って比較したのが表１である。
のＪＩＳ ＡＣＺＢ材について、振幅±０．２９ｍｍ、
温度２５０℃の条件で行なった高温塑性疲労試験の結果
を示している。このグラフから明らかなように、気孔率
が大きいほどすなわち材料内の気孔の数または総面積が
大きいほど、破断に至るまでの繰返回数が少ないすなわ
ち速く破断する。また第５図に示すように、同じ試験条
件で今度は気孔率０．３チのＡＣ２Ｂ材を使用すると、
結晶粒度が大きいほどすなわち単位面積当りの結晶個数
が少ないほど、破断に至るまでの繰返回数が少ない。し
たがって、この両グラフから言えることは、気孔率が小
さいほどそして結晶粒度が小さいほど、高温時における
塑性疲労が少ないということである。従来品における触
火面における気孔は２〜３係、結晶粒度は１５０〜２０
０個／ｍｎ？程度である。そして、気孔率および結晶粒
度と冷却速度との相関関係は、第６図に示すように、冷
却速度が速いほど気孔率が小さくかつ結晶粒度が小さく
なっている。このグラフは、ＪＩＳ舟型賦型試験ＪＩＳ
Ｈ５’２０２ ）により、ガス量０．２ｃｃ／Ｚｏｏ
ｔにおいて金型温度を変化させ、その時の気孔率およ
び結晶粒度に及ぼす冷却速度の影響について調べたもの
である。この結果、溶湯中に吸蔵されるガス量が同じで
も、冷却速度が速いほど気孔率および結晶粒度が小さく
なシ、好ましい冷却速度は１℃Ａ以上であることが明ら
かになった・ 以上の試験結果から、第２図に示す従来法と第３図に示
す本法とにより、２リッターディーゼル用シリンダヘッ
ドを実際に作って比較したのが表１である。
表１ 従来品と本製品との比較
従来品 本製品
触火面冷却速度 ０．６℃／ｓｅｃ １ 、２ ’Ｃｙ
気触火面気孔率 ２チ ０゜５％ 触人面結晶粒度 １８０個／ｍｒｒ？ ３５０個／ｍ＋
＋？そしてこれらの製品を、第７図に示すように、その
触火面２に、これに組み立てられるシリンダブロックを
高さ３０ｍｍ程度に切断した模擬部拐１５を載せ、その
上からバーナ１６によって第８図に示すような温度サイ
クルで加熱し、すなわぢ触火面２に熱電対１７を設けて
これにより２５℃から２９０℃まで９０秒間ずつの加熱
冷却を１サイクルとして繰シ返えし、これら製品に弁間
亀裂が入つてこれが触火面から氷室側に貫通するまでの
サイクル数を比較したのが表２である。
気触火面気孔率 ２チ ０゜５％ 触人面結晶粒度 １８０個／ｍｒｒ？ ３５０個／ｍ＋
＋？そしてこれらの製品を、第７図に示すように、その
触火面２に、これに組み立てられるシリンダブロックを
高さ３０ｍｍ程度に切断した模擬部拐１５を載せ、その
上からバーナ１６によって第８図に示すような温度サイ
クルで加熱し、すなわぢ触火面２に熱電対１７を設けて
これにより２５℃から２９０℃まで９０秒間ずつの加熱
冷却を１サイクルとして繰シ返えし、これら製品に弁間
亀裂が入つてこれが触火面から氷室側に貫通するまでの
サイクル数を比較したのが表２である。
表２ 破断に至るまでの繰返サイクル数試料番号 従来
品 本製品 １ ９１１ １３４０ ２ − ８２３ １６０５ ３ ９５０ １８４９ このように、この発明のシリンダヘッド製造方法によれ
ば、溶湯凝固時に少なくともシリンダヘッド触火面また
は亀裂が入シやすい触火面の穴間部を急冷することによ
り、耐熱性の高いシリンダヘッドを得ることができ、シ
リンダヘッドの寿命を従来品の１．５〜２倍程度に延ば
すことができる。
品 本製品 １ ９１１ １３４０ ２ − ８２３ １６０５ ３ ９５０ １８４９ このように、この発明のシリンダヘッド製造方法によれ
ば、溶湯凝固時に少なくともシリンダヘッド触火面また
は亀裂が入シやすい触火面の穴間部を急冷することによ
り、耐熱性の高いシリンダヘッドを得ることができ、シ
リンダヘッドの寿命を従来品の１．５〜２倍程度に延ば
すことができる。
第１図は、シリンダヘッドの触火面を示す裏面図、第２
図は、従来のシリンダヘッド製造方法を示す鋳型断面図
、第３図は、この発明によるシリンダヘッド製造方法を
示す鋳型断面図、第４図は、アルミ合金の高温塑性疲労
試験における気孔率と破断に至るまでの繰返回数との関
係を示すグラフ、第５図は、アルミ合金の高温塑性疲労
試験における結晶粒度と破断に至るまでの繰返回数との
関係を示すグラフ、第６図は、アルミ合金の溶湯におけ
る冷却速度と気孔率および結晶粒度との関係を示すグラ
フ、第７図は、シリンダヘッドのバーナ加熱試験方法を
説明するための図、第８図は、シリンダヘッドのバーナ
加熱試験における加熱条件を示すグラフである。 １・・・シリンダヘッド、２・・・触火面、３・・・吸
気弁穴、４・・・排気弁穴、５・・・副燃焼室口金穴、
６・・・下型、７・・・上型、８・・・中子、９・・・
湯口、１０・・・溶湯、１１．１２・・・冷却油路、１
３・・・オイルボ／プ、１４・・・温度制御装置 ノミ占品不１度（イＩ％７つ 予υＫ 第１頁の続き ■発明者 田辺 陸太部 ＠発明者太１）沿道 京都市右京区太秦巽町１番地 三菱自動車工業株式会社
京都製作所内
図は、従来のシリンダヘッド製造方法を示す鋳型断面図
、第３図は、この発明によるシリンダヘッド製造方法を
示す鋳型断面図、第４図は、アルミ合金の高温塑性疲労
試験における気孔率と破断に至るまでの繰返回数との関
係を示すグラフ、第５図は、アルミ合金の高温塑性疲労
試験における結晶粒度と破断に至るまでの繰返回数との
関係を示すグラフ、第６図は、アルミ合金の溶湯におけ
る冷却速度と気孔率および結晶粒度との関係を示すグラ
フ、第７図は、シリンダヘッドのバーナ加熱試験方法を
説明するための図、第８図は、シリンダヘッドのバーナ
加熱試験における加熱条件を示すグラフである。 １・・・シリンダヘッド、２・・・触火面、３・・・吸
気弁穴、４・・・排気弁穴、５・・・副燃焼室口金穴、
６・・・下型、７・・・上型、８・・・中子、９・・・
湯口、１０・・・溶湯、１１．１２・・・冷却油路、１
３・・・オイルボ／プ、１４・・・温度制御装置 ノミ占品不１度（イＩ％７つ 予υＫ 第１頁の続き ■発明者 田辺 陸太部 ＠発明者太１）沿道 京都市右京区太秦巽町１番地 三菱自動車工業株式会社
京都製作所内
Claims (1)
- シリンダヘッドの鋳型内に珪素を２〜１２％含有するア
ルミ合金の溶湯を注入することと、前記鋳型の少なくと
もシリンダヘッドの触火面または触火面の穴間部を１℃
７乙瓶以上の冷却速度で急冷することとを含むシリンダ
ヘッド製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13888883A JPS6030569A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | シリンダヘッド製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13888883A JPS6030569A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | シリンダヘッド製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6030569A true JPS6030569A (ja) | 1985-02-16 |
Family
ID=15232459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13888883A Pending JPS6030569A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | シリンダヘッド製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6030569A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0224237A (ja) * | 1988-05-03 | 1990-01-26 | Huron St Clair Co | 車両用荷台 |
| KR20030013958A (ko) * | 2001-08-10 | 2003-02-15 | 현대자동차주식회사 | 냉매를 이용한 엔진 실린더 헤드의 조직 미세화 방법 |
| DE102011017511A1 (de) * | 2011-04-26 | 2012-10-31 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen eines Zylinderkopfs und Zylinderkopf für einen Verbrennungsmotor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5666371A (en) * | 1979-10-30 | 1981-06-04 | Hitachi Metals Ltd | Die casting method of aluminum alloy casting |
-
1983
- 1983-07-29 JP JP13888883A patent/JPS6030569A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5666371A (en) * | 1979-10-30 | 1981-06-04 | Hitachi Metals Ltd | Die casting method of aluminum alloy casting |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0224237A (ja) * | 1988-05-03 | 1990-01-26 | Huron St Clair Co | 車両用荷台 |
| KR20030013958A (ko) * | 2001-08-10 | 2003-02-15 | 현대자동차주식회사 | 냉매를 이용한 엔진 실린더 헤드의 조직 미세화 방법 |
| DE102011017511A1 (de) * | 2011-04-26 | 2012-10-31 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen eines Zylinderkopfs und Zylinderkopf für einen Verbrennungsmotor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2003301743A (ja) | シリンダヘッド | |
| JPS6030569A (ja) | シリンダヘッド製造方法 | |
| KR101449304B1 (ko) | 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법 | |
| JPH07266020A (ja) | 低圧鋳造装置 | |
| JP2011157973A (ja) | ピストン耐摩環を備えたピストンの製造方法 | |
| JPH0263645A (ja) | シリンダーヘッドの鋳造方法 | |
| KR200152412Y1 (ko) | 실린더 블럭 냉각구조 | |
| KR100213813B1 (ko) | 자동차의 실린더 헤드 제조방법 | |
| JP2010096022A (ja) | ピストン耐摩環、そのピストン耐摩環を備えたピストンおよびその製造方法 | |
| JP4330423B2 (ja) | 鋳造装置 | |
| KR100216805B1 (ko) | 차량의 실린더헤드 제조용 하부금형 | |
| JP4310716B2 (ja) | 複合軽金属部材の製造方法 | |
| JP2554168B2 (ja) | 内燃機関のピストン | |
| JPH07150912A (ja) | 内燃機関のバルブシートおよびその製造方法 | |
| US1572428A (en) | Method of attaching copper fins to cast-iron cylinders | |
| JPH0671405A (ja) | シリンダブロック鋳造用ボアーピンの冷却構造 | |
| JPS61167143A (ja) | 水冷式多気筒内燃機関のシリンダブロツクにおける冷却装置 | |
| JP2000158119A (ja) | 複合化用予備成形体並びに複合軽金属部材 | |
| KR100262051B1 (ko) | 직접분사식 엔진용 실린더 헤드 주조방법 | |
| JPS6170124A (ja) | エンジンのシリンダヘツド冷却構造 | |
| KR100392192B1 (ko) | 자동차의 실린더 헤드 | |
| KR100569316B1 (ko) | 직접분사식 디젤 엔진용 알루미늄 실린더 헤드 제조장치 | |
| KR100527936B1 (ko) | 자동차 엔진용 실린더 헤드 구조 | |
| JP2006159255A (ja) | 鋳造方法及び鋳造装置 | |
| JPS6073032A (ja) | アルミニウム合金製シリンダヘツド鋳物 |