JPS6072640A - ピストンの製造方法 - Google Patents

ピストンの製造方法

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JPS6072640A
JPS6072640A JP18084783A JP18084783A JPS6072640A JP S6072640 A JPS6072640 A JP S6072640A JP 18084783 A JP18084783 A JP 18084783A JP 18084783 A JP18084783 A JP 18084783A JP S6072640 A JPS6072640 A JP S6072640A
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JP
Japan
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piston
core
mold
salt
molten
Prior art date
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Pending
Application number
JP18084783A
Other languages
English (en)
Inventor
Harumichi Hino
治道 樋野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPS6072640A publication Critical patent/JPS6072640A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C21/00Flasks; Accessories therefor
    • B22C21/12Accessories
    • B22C21/14Accessories for reinforcing or securing moulding materials or cores, e.g. gaggers, chaplets, pins, bars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/105Salt cores
    • 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
    • B22D19/0009Cylinders, pistons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (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】 (産業上の利用分野) この発明は、エンジンを構成するピストンの製造に適用
され、とくにシリンダとの間で良好な摺動状想1が得ら
れるように内部に冷却孔を設けたピストンの製造方法に
関する。
(従来技術) 従来、冷却孔を有するピストンを製造する方法としては
、例えば第1図および第2図に示す方法があった。図に
おいて、1はピストン成形型、2はピストン成形型1の
上部寄り部分に保持された耐摩性−状部材、3は耐摩性
環状部材2に近接して配設した環状基製中子、4は鋳抜
きピンであって、塩酸中子3は鋳抜きピン4の−に部で
保持される。上記耐摩性環状部材2は、ディーゼル機関
やターボ過給式機関においてピストンのトップリング溝
の摩耗を低減させるために設けているもので、例えばニ
レジスト鋳鉄などから形成され、鋳造の際に鋳包まれる
ものである。また、塩酸中子3は、第2図に断面で示す
ような環状形をなすものであり、例えば次表′に示す成
分でかつ粒径が200〜500 p、mのものをプレス
によってリング状に圧粉成形したのち、表に示す成分の
場合に700°C×20分加熱の焼結により固めたもの
が(重量%) そこで、ピストン成形型1内に耐冷性環状部材2を配設
すると共に環状基製中子3を鋳抜きピン4の上部で保持
させた状態にしたのち、ピストン成形型1内に合金溶湯
5(例えばアルミニウム合金溶湯JIS AC8A、A
C8B等)を注入シて重力鋳造を行う。この鋳造によっ
て、1lliJ庁性環状部材2および環状基製中子3が
合金溶湯5によって鋳包まれ、凝固後にピストン成形型
1内より鋳造体を取り出し、次いで鋳抜きビン4によっ
て形成された開口部6より水流を供給して塩型中子3を
溶解し、第3図に示すように、上部に冷却孔8か形成さ
れたピストン2を得る。なお、このピストン2には、そ
の後燃焼室1oやピストンリング溝等が形成される。
このような環状基製中子3を用いるピストン2の製造方
法は、特開昭56−117882号公報においても開示
されている。
しかL7ながら、このような従来のピストンの製造方法
では、重力鋳造によって製造しているため例えは通常の
アルミニウム合金を用いた場合にピストン2を構成する
合金の強度が25〜30Kgf/mtn2程度であり、
加えて冷却孔8を形成させているため強度確保の上から
ビスI・ンクラウン部の肉厚を大きくする必要があり、
それゆえピストン重量が増大するという問題点があった
一方、鋳造合金の強度を高めるために、合金溶湯を高圧
力下で凝固させるいわゆる高圧鋳造法が知られているが
、この高圧鋳造法によって従来技術の場合と同様にして
塩型中子3をそのまま合金溶湯中に鋳包むようにした場
合には、塩型中子3が破壊したり、あるいは塩型中子3
の粒子間隙部分に合金溶湯が浸透したりして、所望の冷
却孔8を形成することが困難であるという問題点があっ
た。
(発明の1]的) この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされた
もので、高圧鋳造法によって内部に所望形状の冷却孔を
有するピストンの製造が可能であり、高圧鋳造によって
溶湯を加圧できるため凝固組織の微細化が可能であって
強度の向上が得られ、その分だけとくにピストンクラウ
ン部の肉厚の低減が可能であるのでピストン重量の増大
をできるだけ防止することができる、冷却孔を有するピ
ストンの製造方法を提供することを目的としている。
(発明の構成) この発明による冷却孔を有するピストンの製造方法は、
塩性中子の表面に金属層を形成した中子1)1(材をピ
ストン成形型の冷却孔形成位II¥iに配設したのち、
前記ピストン成形型内にビス)・ン母材溶湯をより好ま
しくは高圧鋳造し、凝固後に前記金属層を穿孔して塩性
中子部分をピストン外部と連通させ、前記穿孔部分より
塩型中子を溶出させて冷却孔を形成させることを特徴と
している。
この発明において使用されるピストン成形型は、製造し
ようとするビス)・ンの形状に対応したピストン成形空
間を有するのもであると共に、所定圧力による鋳造に耐
え得る強度を有するものである。
また、中子部材は、ピストン成形時に当該ピストンの内
部に冷却孔が形成されるように使用するものである。こ
の中子部材は、塩型中子の表面に金属層を形成してなる
ものであって、前記塩型中子は、塩粉末をプレス成形に
よって環状に圧粉成形したのち焼結したものや、環状の
鋳造空間を有する基間中子鋳型内に溶融状態の塩を鋳込
んで環状に固化させたものなどが使用される。そして、
前記場製中子の表面に金属層を被覆形成する手段として
は、例えば、中子S)f型内に前記1フ1ス製中子を浮
かした状態で設置したのち金属溶湯を鋳込み、塩型中子
の周囲で金属溶湯を凝固させる方法や、塩型中子の表面
に金属管を被せる方法や、金属管の内部1こ塩粉末を充
填する方法などが採用される。
この中子部材は、fJi製中子の表面に金属層を形成し
たものとなっているため、鋳造時に溶湯が塩粒子内に浸
透するのを防ぐことができると同時に強度が著しく良好
なものであるため高圧鋳造を行ったときでも破壊するの
を防ぐことができ、所望形状の冷却孔をビスi・ン内部
に形成することが可能であると共に、高圧鋳造によって
ビスI・ン母材の強度を高めることが可能となり、例え
ば従来のアルミニウム合金の場合に、重力鋳造したとき
には25〜30Kgf#nm2程度の強度であったもの
が、高圧鋳造では35〜38Kgf/ml112程度に
まで向上し、冷却孔を設けたときでもピストンクラウン
部の肉厚を重力鋳造による場合はど大きくする必要がな
いなどの利点をもたらすことができるようになる。
そして、このような中子部材をピストン成形型内の冷却
孔形成位置に配設したのち、前記ピストン成形型内にピ
ストン母材溶湯、例えば鋳造用アルミニウム合金溶湯や
マグネシウム合金溶湯を鋳造し、また必要に応じて高圧
鋳造し、凝固後に前記金属層を穿孔して基部中子部分を
ピストン外部と連通させ、前記穿孔部分より水流を供給
して前記塩型中子を溶出させることにより、内部に冷却
孔を有するピストンを得る。なお、最終製品としてのピ
ストンにはキャビティ燃焼室やピストンリング溝などが
形成される。
(実施例1) 第4図はこの発明の実施例において使用したピストン成
形型を示す図であって、このピストン成形型11は、固
定型12と、可動型13とを組み合わせたものであり、
固定型12にはプランジャ14を上下動可能に備え、可
動型13は分割構成された横型13aおよθ中型13b
からなっていてその内部にピストン形状に対応するピス
トン成形空間15および湯道16を有し、さらに、鋳抜
きピン17および耐摩性環状部材嵌合溝18を有してい
る。この嵌合溝18内には耐摩性環状部材12が取り付
けうるようになっており、この耐摩性環状部材12に中
子部材20が保持されるようになっている。この中子部
材20は、耐摩性環状部材12に溶接固定した環状保持
部材21と、前記環状保持部材21に保持させた環状基
製中子22と、前記環状保持部材21および環状基製中
子22を被覆した金属層23とより構成されたものであ
る。
第5図はこの実施例において使用した中子部材製造型を
示す図であって、31は下型、32は上型、33は中型
であり、各型31.32.33によって中子鋳造空間3
4が形成されたものである。
この製造型を用いて中子部材20を製造するにあたって
は、まず、あらかじめ用意した耐摩性環状部材12と環
状保持部材21とをほぼ同心状で溶接固定したのち、こ
の耐摩性環状部材12を環状保持部材21と共に下型3
1上に設置し、次いで環状保持部材21上に、例えば前
記衣に示す成分の塩粉末を環状にプレス成形したのち例
えば700°Cで20分加熱の条件で焼結した塩型中子
22を設置した。なお、耐摩性環状部材12を下金型3
1上に設置する前に塩型中子22を環状保持部材21上
に設置しておくこともできる。
次に、下型31上に中型33および上型32をのせたの
ち、各型31,32.33および耐摩性環状部材12.
環状保持部材21等を400 ’0に加熱して、例えば
アルミニウム合金溶湯35(JIS AC8A、湯温7
80’O)を中子鋳造空間34内に鋳込むことにより重
力鋳造を行った。次いで、溶湯35の凝固後にゲート部
36を切断し、基部中子22.環状保持部材21が金属
層23によって被覆されていると共に耐摩性環状部材1
2を部分的に鋳包んだ中子部材2oを得た。
そこで、前述した第4図に示すように、」二記中子部材
20により部分的に鋳包まれたH摩性環状部材12をピ
ストン成形型11の嵌合溝18内に嵌合し、次いでピス
トン成形空間15内に湯道16を経てピストン母材溶湯
としてアルミニウム合金溶湯40(JIS A C8A
 。
湯温780°C)を注入し、1500Kgf/am2の
圧力でプランジャ14により矢印六方向に加圧しつつ凝
固させた。次に、ピストン成形型11内より鋳造体を取
り出した後、鋳抜きビン17によって形成されたピスト
ン内部の鋳抜き孔41を中子部材20の位置まで延長加
工し、金属層23に穿孔を行って基部中子22部分をピ
ストン外部と連通させ、前記鋳抜き孔41の部分より金
属層23の穿孔部分を経て水流を供給して塩酸中子22
を溶解流出させることにより、第6図に示すように。
」二部に冷却孔45を有するピストン46を製作した。
なお、このピストン46にはその後キャビティ燃焼室4
7やピストンリング溝48などが形成される。
このように、冷却孔45を有するピストン46を製造す
る際において、塩酸中子22は直接ピストン母材溶湯4
0にさらされることがないため、溶湯が塩粒子の間隙部
分に浸透したり高圧鋳造の際に破損したりするという不
具合が全くなく、所望形状の冷却孔を有するピストンを
製造することができると共に、高圧鋳造が可能であるた
め、合金の強度を例えばアルミニウム合金の場合に従来
の重力鋳造における25〜30 Kgf/mm2からき
、冷却孔を設けたことによる強度低下をかなり補うこと
が可能となる。なお、金属層23はピストン母材溶湯4
0によって一部溶解された状態で鋳包まれており、完全
に一体化したものとなっていた。
(実施例2) 第7図はこの発明の他の実施例において用いた中子部材
製造型を示す図であって、第5図に示した中子部材製造
型と同一部分には同一符合をイ・」シている。
第7図に示す中子部材製造型では、下型31の底部側に
吸引箱51を設置δし、この吸引箱51と前記中子鋳造
空間34との間をt)f型用石9°1゛からなるフィル
タ52で連通し、吸引箱51はわ1気弁53を介して図
示しない減圧装置に接続してなるものである。
この中子部材製造型を使用して中子部材20を製造する
に際しては、第5図の場合と同様に、中子鋳造空間34
内に耐摩性環状部材12.環状保持部材21.環状基製
中子22を設置したのち、中子鋳造空間34内に例えば
アルミニウム合金溶湯35を鋳込み、この鋳込みと同時
に排気弁53を開いて吸引箱51内をITOrr程度に
減圧する減圧鋳造を行う。
このように塩酸中子22の表面を鋳造金属層23でa覆
する場合に減圧鋳造を採用すれば、金属層23の組織の
緻密化をは涙ることができ、重力鋳造の場合よりも強度
の高いものを得ることが可能であって、ピストン母材溶
湯4oを高圧鋳造してピストン母体強度を高めるように
した場合と均衡させることができる。
なお、第7図に示す場合には鋳型用石膏からなるフィル
タ52を中子鋳造空間34の下方にのみ設けているが、
耐摩性環状部材12と金属層23との間の密着性をより
向上させるために、耐摩性環状部材12を取り囲む上型
32および下型31の全体を上記鋳型用石膏からなるフ
ィルタで構成してもよい。
(発明の効果) 以上説明してきたように、この発明によるピストンの製
造方法によれば、塩酸中子の表面に金属層を被覆した中
子部材をピストン成形型の冷却孔形成位置に配設したの
ぢ、前記ピストン成形型内にピストン母材溶湯を鋳造し
、凝固後に前記金属層を穿孔して基部中子部分をピスト
ン外部と連通させ、前記塩酸中子を溶出させて冷却孔を
形成させるようにしたから、冷却孔を形成させる際に使
用する塩酸中子が金属層によって被覆されたものである
ため塩酸中子が直接ピスト・ン母材溶湯にさらされるこ
とがなく、したがって従来のように塩酸中子の塩粒子間
に溶湯が浸透して冷却孔の形状が悪化したり、形状の悪
化によって中子の溶解除去が不完全となったりすること
かなく、また、高圧鋳造をじたときでも中子の破損を防
ぐことができ、高圧鋳造が可能であるためピストンの強
度を向上させることができ、冷却孔を設けたときでもピ
ストンクラウン部の肉厚を従来はど大きくする必要がな
く、内部に冷却孔を有するピストンを高精度かつ高強度
で製造することかできるといる非常にすぐれた効果を有
している。
【図面の簡単な説明】
第1図はピストン成形型内に塩酸中子を配設した従来の
ピストン製造方法によるピストン成形型の縦断面図、第
2図は第1図の塩酸中子の断面説明図、第3図は第1図
のピストン成形型により製造したピストンの縦断面図、
第4図はピストン成形型内に中子部材を配設したこの発
明の実施例によるピストン成形型の縦断面図、第5図は
この発明の実施例1において使用した中子部材製造型の
縦断面図、第6図は第4図のピストン成形型により製造
したビスI・ンの縦断面図、第7図はこの発明の実施例
2において使用した中子部材製造型の縦断面図である。 11・・・ビスI・ン成形型、 15・・・ピストン成形空間、 20・・・中子部材、 22・・・塩酸中子、 23・・・金属層、 40・・・ピストン母材溶湯、 45・・・冷却孔、 46・・・ピストン、 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士 小 塩 t5” 第5図 第6聞

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)塩酸中子の表面に金属層を形成した中子部材をピ
    ストン成形型の冷却孔形成位置に配設したのち、前記ピ
    ストン成形型内にピストン母材溶湯を鋳造し、凝固後に
    前記金属層を穿孔して基間中子部分をピストン外部と連
    通させ、前記塩酸中子を溶出させて冷却孔を形成させる
    ことを特徴とするピストンの製造方法。
JP18084783A 1983-09-30 1983-09-30 ピストンの製造方法 Pending JPS6072640A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01122633A (ja) * 1987-11-06 1989-05-15 Daikin Ind Ltd シリンダブロックの製造方法
US5803151A (en) * 1996-07-01 1998-09-08 Alyn Corporation Soluble core method of manufacturing metal cast products

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01122633A (ja) * 1987-11-06 1989-05-15 Daikin Ind Ltd シリンダブロックの製造方法
US5803151A (en) * 1996-07-01 1998-09-08 Alyn Corporation Soluble core method of manufacturing metal cast products
US5921312A (en) * 1996-07-01 1999-07-13 Alyn Corporation Soluble core for casting

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