JPS61202767A - Production of sleeveless cylinder block - Google Patents

Production of sleeveless cylinder block

Info

Publication number
JPS61202767A
JPS61202767A JP4411385A JP4411385A JPS61202767A JP S61202767 A JPS61202767 A JP S61202767A JP 4411385 A JP4411385 A JP 4411385A JP 4411385 A JP4411385 A JP 4411385A JP S61202767 A JPS61202767 A JP S61202767A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liner
mold
steadite
insulating material
powder
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.)
Granted
Application number
JP4411385A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0378176B2 (en
Inventor
Kazuhiko Shiroo
和彦 城尾
Isao Takeda
竹田 勲
Yasushi Matsumura
松村 泰
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.)
Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanmar Diesel Engine Co Ltd filed Critical Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Priority to JP4411385A priority Critical patent/JPS61202767A/en
Publication of JPS61202767A publication Critical patent/JPS61202767A/en
Publication of JPH0378176B2 publication Critical patent/JPH0378176B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve castability and wear resistance and to reduce cost by disposing a heat insulating material on the surface of a core mold, coating alloy powder contg. P on the surface via a binder and pouring a molten metal into the mold to diffuse and crystallize steadite. CONSTITUTION:The heat insulating material 4 consisting of ceramic fibers, etc. is first provided and held on the surface of the core mold 2. An alcohol soln. as the binder is added to the P alloy powder or the powder mixture composed of said powder and carbide forming powder and is stirred. Such powder mixture is coated in a prescribed amt. on the surface of the heat insulating material 4. The mold 2 is dried in a furnace and is set to the prescribed position of a master mold 1, then a cylinder block is cast by pouring the molten metal into the mold. The molten metal is maintained at a high temp. by the heat insulating material; at the same time the P alloy is melted and P crystallizes as steadite near the surface during the course of solidification. The liner part having the wear resistance is formed by the above-mentioned method and since there is no need for a separate liner, the cost of the product is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はシリンダブロックに係り、より詳細には、内燃
機関用の鋳鉄製シリンダブロックにおいて別体に作製し
たスリーブ乃至ライナを備えていない、所謂スリーブレ
スシリンダブロック(以下。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a cylinder block, and more particularly to a so-called cast iron cylinder block for an internal combustion engine that does not include a separately manufactured sleeve or liner. Sleeveless cylinder block (below).

スリーブレスブロックという)の製造方法に関するもの
である。
This relates to a method of manufacturing a sleeveless block.

(従来の技術及び問題点) 内燃機関用のシリンダブロックはシリンダの内壁型式に
よりライナ型と一体型とに大別され、ライナ型にはドラ
イスリーブ方式(乾式)とウェットライナ方式(湿式)
とがあり、一方、一体型はスリーブ乃至ライナを備えず
にシリンダブロック全体を一体に製造したもので、スリ
ーブレスシリンダブロック(スリーブレスブロック)と
称されている。
(Prior art and problems) Cylinder blocks for internal combustion engines are broadly classified into liner type and integral type depending on the inner wall type of the cylinder. Liner types include dry sleeve type (dry type) and wet liner type (wet type).
On the other hand, a one-piece cylinder block is one in which the entire cylinder block is manufactured as one piece without a sleeve or liner, and is called a sleeveless cylinder block.

これらのいずれの型式のシリンダブロックにおいても、
そのライナ摺動部の摩耗は内燃機関の耐久性を左右する
基本的問題であり、かねてより耐摩耗性の改善のために
製造上程々の研究開発がなされてきているが、各々に一
長一短があり、必ずしも満足すべき結果が得られている
とは云えない。
In any of these types of cylinder blocks,
Wear of the liner sliding parts is a fundamental problem that affects the durability of internal combustion engines, and a considerable amount of research and development has been carried out in manufacturing to improve wear resistance, but each has its advantages and disadvantages. However, it cannot be said that satisfactory results are necessarily obtained.

すなわち、従来より内燃機関用シリンダブロックは、普
通鋳鉄や合金鋳鉄などの鋳鉄製が一般的であるが、特に
ライナ摺動部は耐摩耗性が優れていることが要求される
ため1通常、Pを0.15%以上含む鋳鉄によりライナ
乃至スリーブを別体に作製し、ドライスリーブ或いはウ
ェットライナとしてブロック本体に装備されている。
In other words, cylinder blocks for internal combustion engines have traditionally been made of cast iron such as ordinary cast iron or alloyed cast iron, but the liner sliding parts in particular are required to have excellent wear resistance. A liner or sleeve is made separately from cast iron containing 0.15% or more of carbon dioxide, and is installed in the block body as a dry sleeve or wet liner.

このライナ型式のシリンダブロックは、ライナ部の材質
がPf&0.15%以上含む鋳鉄、就中Pを0゜3〜0
.6%含む合金鋳鉄であり、ライナ摺動面にHv700
〜900の如く硬質のステダイト(燐化鉄Fe、P、セ
メンタイトFe、C及びフェライトの三元共晶金相)を
晶出させたものであるため、耐摩耗性に優れており、高
負荷で長時間使用するエンジンに使用されている。しか
し、この型式のシリンダブロックはライナ部を別体で作
製するので、加工工数及び組立工数が多く、製造コスト
が高くなるという問題がある。更には、ライナ乃至スリ
ーブの厚みを最少限確保する必要がある(ドライスリ一
方式で約2mm、ウェットライナ方式で約6〜10m+
s)こと等々のため、構造上、多気筒シリンダのライナ
ピッチを短縮化することが難しく、剛性−上コンパクト
化にも限界がある。
This liner type cylinder block has a liner made of cast iron containing 0.15% or more of Pf, especially P of 0°3 to 0.
.. It is an alloy cast iron containing 6% Hv700 on the liner sliding surface.
~900 is a crystallized hard steadite (ternary eutectic gold phase of iron phosphides, Fe, P, cementite, Fe, C, and ferrite), so it has excellent wear resistance and can be used under high loads. Used in engines that are used for long periods of time. However, in this type of cylinder block, since the liner portion is manufactured separately, there is a problem that the number of processing and assembly steps is large, and the manufacturing cost is high. Furthermore, it is necessary to ensure the minimum thickness of the liner or sleeve (approximately 2 mm for the dry slitting method, approximately 6 to 10 m+ for the wet liner method).
s) etc., it is structurally difficult to shorten the liner pitch of a multi-cylinder cylinder, and there is a limit to compactness due to rigidity.

したがって、今後はスリーブレスブロックを採用するこ
とが趨勢となるものと予想される。
Therefore, it is expected that the trend will be to use sleeveless blocks in the future.

もっとも、従来よりスリーブレスブロックの製造は実際
に行われてきていたが、軽負荷で短時間使用するエンジ
ン用に限られているにすぎない。
However, although sleeveless blocks have actually been manufactured for some time, they have only been used for engines that are used for short periods of time under light loads.

すなわち、現行のスリーブレスブロックの材質は、Cu
、Cr、Sn、Sb、Mo等々の合金元素を1種又は2
種以上組み合わせて添加した合金鋳鉄であり、Pを実質
的に含まない(P<0.10%)で耐摩耗性の改善を狙
った合金鋳鉄である。したがって、これにより得られる
ライナ摺動部の組織は上記合金元素により強化されたパ
ーライトと黒鉛とからなり、ステダイトの晶出がないた
め、耐摩耗性はステダイト晶出の別体方式に比べ非常に
劣るもので、耐摩耗性の面で限界があることから、上記
の如くスリーブレスブロックの用途が限られているので
ある。
In other words, the material of the current sleeveless block is Cu.
, Cr, Sn, Sb, Mo, etc., one or two alloying elements.
This is an alloyed cast iron in which a combination of more than one species is added, and it is an alloyed cast iron that does not substantially contain P (P<0.10%) and aims to improve wear resistance. Therefore, the structure of the liner sliding part obtained by this method consists of pearlite and graphite strengthened by the above-mentioned alloying elements, and since there is no crystallization of steadite, the wear resistance is much higher than that of the separate system of steadite crystallization. As described above, the uses of sleeveless blocks are limited because they are inferior and have a limit in terms of wear resistance.

一方、一体式のスリーブレスブロックにあっても、ライ
ナ型式のライナ乃至スリーブの材質のように、Pt−0
,15〜0.8%添加してライナ摺動面に硬質のステダ
イトを晶出させて高耐摩耗性を得る、すなわちブロック
全体をPを0.15〜0゜8%含む鋳鉄製にするとの考
えもある。しかし、この場合、Pを0.1%以上含む鋳
鉄ではステダイトが晶出し、ステダイト晶出に起因して
引は性が惹起されるため、肉厚変動が大きく、ボス部、
厚肉部を有するシリンダブロック等の複雑な形状の製品
を鋳造する際に引は巣が発生し、使用中圧洩れの原因と
なるほか1強度(撓み、衝撃値など)も低く、特に鋳造
性の点から実用化が困難である。
On the other hand, even in an integrated sleeveless block, the material of the liner or sleeve of the liner type is Pt-0.
, 15 to 0.8% is added to crystallize hard steadite on the sliding surface of the liner to obtain high wear resistance.In other words, the entire block is made of cast iron containing 0.15 to 0.8% of P. I have an idea. However, in this case, in cast iron containing 0.1% or more of P, steadite crystallizes, and the crystallization of steadite causes resiliency, so there is a large variation in wall thickness, and the boss part,
When casting products with complex shapes such as cylinder blocks with thick walls, elongation cavities occur, which can cause pressure leaks during use, and have low strength (deflection, impact value, etc.), making it particularly difficult to cast. This makes it difficult to put it into practical use.

(発明の目的) 本発明は、前述の従来技術の欠点を完全に解消し、従来
のスリーブレスブロック又はライナ型のブロック本体と
同等の良好な鋳造性を有し、かつ、別体スリーブ乃至ラ
イナと同等の優れた耐摩耗性を有するスリーブレスブロ
ックを安価に製造する新規な方法を提供することを目的
とするものである。
(Object of the Invention) The present invention completely eliminates the drawbacks of the prior art described above, has good castability equivalent to the conventional sleeveless block or liner type block body, and has a separate sleeve or liner type block body. The object of the present invention is to provide a new method for inexpensively producing a sleeveless block having excellent wear resistance equivalent to that of the present invention.

(発明の構成) 上記目的を達成するために、本発明者等は、スリーブレ
スブロックの材質としてライナ摺動面及びその近傍にの
みPを含有させて硬質のステダイトを晶出せしめて高耐
摩耗性を付与せしめ、しかし該ライナ部を除くブロック
本体は普通鋳鉄乃至合金鋳鉄製とし、このようなスリー
ブレスブロック全体を一体的に同時に鋳造可能な方策を
見い出すべく鋭意研究を重ねた。
(Structure of the Invention) In order to achieve the above object, the present inventors have created a sleeveless block material that contains P only on the sliding surface of the liner and its vicinity to crystallize hard steadite, thereby achieving high wear resistance. However, the block body, excluding the liner portion, was made of ordinary cast iron or alloy cast iron, and intensive research was conducted to find a method that would allow the entire sleeveless block to be cast simultaneously.

そのために、まず従来の一体的鋳造技術について適用の
可否並びに欠点の分析を行った。
To this end, we first analyzed the applicability and drawbacks of conventional integral casting techniques.

鋳鉄又は鋳鋼鋳物の表面に合金層をつくる従来の方法と
しては、既に金属被覆鋳造法(例、特公昭48−209
68号公報)などが知られているが、これらの方法は鋳
型の表面に合金粉末を厚く塗布し、溶湯熱により溶融せ
しめて合金層を表面に得るものであるが、鋳型から逃げ
る熱量が大きいと狙いとする合金層を得ることは難しく
、シたがって、厚肉で溶湯温度が高い場合に限られるこ
とが判明した。
Conventional methods for forming an alloy layer on the surface of cast iron or cast steel castings include metal coating casting methods (e.g., Japanese Patent Publication No. 48-209
68 Publication), these methods involve coating the surface of the mold with a thick layer of alloy powder and melting it with the heat of the molten metal to form an alloy layer on the surface, but the amount of heat escaping from the mold is large. It has been found that it is difficult to obtain the desired alloy layer, and is therefore limited to cases where the thickness is thick and the molten metal temperature is high.

この点、今日のスリーブレスブロックに使用される鋳物
は薄肉で熱量が小さくなり、しかも内面を機械加工して
使用するため、上記方法では合金層を作っても十分な合
金元素の拡散が得られない欠点がある。因みに、上記従
来方法では内燃機関用鋳鉄製スリーブレスブロックを製
造し得たとの報告もなく、ましてやライナ部にPを含む
鋳鉄によりステダイトを晶出し得たとの報告もない。
In this regard, the castings used in today's sleeveless blocks are thin-walled and generate less heat, and the inner surface is machined, so the above method cannot achieve sufficient diffusion of alloying elements even if an alloy layer is created. There are no drawbacks. Incidentally, there is no report that a cast iron sleeveless block for an internal combustion engine could be manufactured using the above conventional method, and even less that steadite could be crystallized from cast iron containing P in the liner portion.

なお、シリンダブロック本体の鋳物表面に、Pを0.1
5%以上含む鋳鉄又は合金鋳鉄の溶湯を用いて鋳包む方
法も考えられるが、抑々上記溶湯は鋳造性が悪く、かつ
、ライナ部寸法が薄肉であるため、そのような方法は実
用上不可能と云っても過言ではない。
In addition, P is 0.1 on the casting surface of the cylinder block body.
A method of casting using a molten cast iron or alloy cast iron containing 5% or more is also considered, but such a method is practically impossible because the above molten metal has poor castability and the liner part is thin. It is no exaggeration to say that.

そこで、本発明者等は、上記従来方法の欠点が注湯時の
熱量不足に起因するとの原因究明の結果に基づき、溶湯
の熱を十分に確保する方法として、鋳型表面にセラミッ
クスファイバー等の断熱材を用いて鋳型から逃げる熱量
を著減せしめ、凝固時間を延長する方法を利用すること
により可能であるとの知見を得て、こぎに本発明をなし
たものであ。
Therefore, based on the result of investigating the cause of the drawback of the conventional method described above, which was caused by insufficient heat during pouring, the present inventors proposed a method for ensuring sufficient heat of the molten metal by adding insulation such as ceramic fibers to the surface of the mold. The present invention was made based on the knowledge that this is possible by using a method of significantly reducing the amount of heat escaping from the mold using a material and extending the solidification time.

すなわち、本発明に係るスリーブレスシリンダブロック
の製造方法は、中子鋳型表面にセラミックスファイバー
などの断熱材を設けて、注湯時に鋳型から逃げる熱量を
著減し、該表面に塗布したP又はPと炭化物生成元素な
どを拡散させてステダイト又は板状ステダイトをライナ
部にのみ晶出させることを骨子とするものである。
That is, in the method for manufacturing a sleeveless cylinder block according to the present invention, a heat insulating material such as ceramic fiber is provided on the surface of the core mold to significantly reduce the amount of heat escaping from the mold during pouring. The main idea is to diffuse steadite or carbide-forming elements to crystallize steadite or plate-shaped steadite only in the liner portion.

このように中子鋳型表面に、Pを含む合金(以下、P系
合金という)粉末又は炭化物生成元素を含む合金(以下
、炭化物生成合金という)粉末との混合粉末をセルロー
ス系、フェノール系樹脂等のアルコール溶液をバインダ
として塗布するに先立って、断熱材を設けることにより
、中子鋳型からの熱の逃げを実質的に遮断できて溶湯の
熱が十分に確保され、したがって、薄肉であっても溶湯
温度を格別に高める必要なくP及び炭化物生成元素並び
に上記P系合金や炭化物生成合金の他の成分をライナ部
に拡散することができ、ステダイト又は炭化物を含む板
状ステダイトが晶出した耐摩耗組織のライナ部を得るこ
とができる。一方、ライナ部を除くブロック本体は通常
の鋳鉄又は合金鋳鉄であるので、鋳造性に優れており、
大量生産が可能である。
In this way, a mixed powder of alloy containing P (hereinafter referred to as P-based alloy) powder or alloy containing carbide-forming elements (hereinafter referred to as carbide-forming alloy) powder is applied to the surface of the core mold, such as cellulose-based, phenolic resin, etc. By providing a heat insulating material prior to applying the alcohol solution as a binder, it is possible to substantially block the escape of heat from the core mold and ensure sufficient heat from the molten metal. It is possible to diffuse P, carbide-forming elements, and other components of the above-mentioned P-based alloys and carbide-forming alloys into the liner portion without the need to raise the temperature of the molten metal, and the wear resistance is improved by crystallizing steadite or plate-like steadite containing carbides. A liner portion of tissue can be obtained. On the other hand, the block body excluding the liner part is made of ordinary cast iron or alloy cast iron, so it has excellent castability.
Mass production is possible.

以下に本発明を図面を参照しつつ詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings.

スリーブレスブロックの鋳造に用いる鋳型は、第1図に
示すように、主型1と中子鋳型2からなり、中子鋳型2
はシリンダブロックにピストン往復用の空洞部を形成す
るためのものである。なお。
As shown in Fig. 1, the mold used for casting the sleeveless block consists of a main mold 1 and a core mold 2.
is for forming a cavity in the cylinder block for piston reciprocation. In addition.

3はウォータジャケット部中子である。3 is the core of the water jacket section.

本発明においては、中子鋳型2の表面に以下に示す特殊
処理を施し、該中子鋳型を用いて鋳造を行うものである
In the present invention, the surface of the core mold 2 is subjected to the special treatment shown below, and casting is performed using the core mold.

まず、造型した中子鋳型2の表面に図示の如く断熱材4
を設ける。断熱材4はセラミックスファイバーなどの耐
火性繊維を用いるのが望ましいが。
First, a heat insulating material 4 is placed on the surface of the core mold 2 as shown in the figure.
will be established. It is desirable to use fire-resistant fibers such as ceramic fibers for the heat insulating material 4.

他の市販の断熱材を用いてもよい。これをライナ部に対
応する中子鋳型表面に適宜手段により保持するが1図示
の如く中子鋳型表面に凹部を形成し。
Other commercially available insulation materials may also be used. This is held by appropriate means on the surface of the core mold corresponding to the liner part, and a recess is formed in the surface of the core mold as shown in FIG.

その中に充填するように設けるのが望ましい。断熱材4
は注湯時に溶湯の熱が中子鋳型2方向に逃げるのを防ぐ
作用を有するので、その厚みは中子鋳型2の寸法、溶湯
の種類、鋳込み温度等々を考慮して適宜法めることがで
きる。
It is preferable to provide it so that it is filled therein. Insulation material 4
has the effect of preventing the heat of the molten metal from escaping in the direction of the core mold 2 during pouring, so its thickness can be determined as appropriate by taking into account the dimensions of the core mold 2, the type of molten metal, the casting temperature, etc. can.

次いで、セルロース、フェノール樹脂などのアルコール
希釈溶液(セルロースが拡散上好ましい)をP系合金粉
末又は炭化物生成合金粉末との混合粉末に重量比で約5
〜30%添加し、よく撹拌した粉末5を断熱材4の表面
に所定量塗布する。
Next, a dilute alcohol solution of cellulose, phenolic resin, etc. (cellulose is preferred for diffusion) is added to the mixed powder with P-based alloy powder or carbide-forming alloy powder at a weight ratio of about 5.
A predetermined amount of powder 5 containing ~30% and thoroughly stirred is applied to the surface of the heat insulating material 4.

P系合金としては、Pを約5〜40%含むFe−P、N
1−P、Cu−P、5n−P又はこれらの多元系合金な
どを用いることができる。また炭化物生成合金としては
、B、Cr、Mo、V等々の炭化物生成元素を含むフェ
ロ合金などを用いることができる。
Examples of P-based alloys include Fe-P containing about 5 to 40% P, N
1-P, Cu-P, 5n-P, or a multi-component alloy thereof can be used. Further, as the carbide-forming alloy, a ferroalloy containing carbide-forming elements such as B, Cr, Mo, V, etc. can be used.

上記粉末5の塗布量は、目的とするライナ部において、
Pを約0.15〜0.8%添加するのに必要なP量をP
系合金のP含有量から計算して適宜法めることができる
。Pが0.15%未満ではステダイト又は板状ステダイ
トの量が少なくなり、耐摩耗性の向上が期待できなくな
り、逆にPが0.8%を超えるとステダイト又は板状ス
テダイトが粗大化し1強度上脆化し、また耐摩耗性から
もリングとの相性やステダイト又は板状ステダイトの剥
離が懸念されるので、これらの理由によりライナ摺動面
にPを0.15〜0゜8%含んだ耐摩耗組織とするのが
好ましい。
The amount of powder 5 to be applied is as follows:
The amount of P required to add approximately 0.15 to 0.8% of P is
It can be calculated as appropriate based on the P content of the system alloy. When P is less than 0.15%, the amount of steadite or plate-like steadite decreases, and no improvement in wear resistance can be expected.On the other hand, when P exceeds 0.8%, steadite or plate-like steadite becomes coarse and the strength is reduced. In addition, there are concerns about compatibility with rings and peeling of steadite or plate-like steadite from the viewpoint of wear resistance. Preferably, it is a worn tissue.

P系合金と炭化物生成合金の混合粉末の場合、その混合
比率は白銑化元素(炭化物生成元素)の白銑化状態によ
り変わり、例えば、Bの場合には0.03〜0.1%の
添加、Cr及びVの場合には0.4〜0.8%の添加が
必要である。
In the case of a mixed powder of a P-based alloy and a carbide-forming alloy, the mixing ratio varies depending on the whitening state of the whitening element (carbide-forming element). For example, in the case of B, 0.03 to 0.1% In the case of additions, Cr and V, additions of 0.4 to 0.8% are required.

粉末5を塗布した後、中子鋳型2は100〜200℃の
炉内にて20分〜1時間乾燥してアルコール等の揮発性
物質を気化・除去し、溶湯注湯時の熱によるガス発生の
抑制を図る。
After applying the powder 5, the core mold 2 is dried in a furnace at 100 to 200°C for 20 minutes to 1 hour to vaporize and remove volatile substances such as alcohol, and to prevent gas generation due to heat during pouring of the molten metal. We aim to suppress this.

次に、これらの工程を終了した中子鋳型2は主型1の所
定位置にセットされ、注湯工程に入る。
Next, the core mold 2 that has completed these steps is set in a predetermined position in the main mold 1, and begins the pouring step.

このときに用いる溶湯は、一般的な普通鋳鉄か又は少量
のCu、Cr、Sn、Sb−Mo等々を添加した合金鋳
鉄でエンジンとしての強度を保つ材質であればよく、特
に耐摩耗性を考慮する必要はない。
The molten metal used at this time may be ordinary cast iron or alloyed cast iron with small amounts of Cu, Cr, Sn, Sb-Mo, etc. added, as long as it maintains the strength of the engine, with special consideration given to wear resistance. do not have to.

したがって、特に鋳造性を阻害するPなどの元素は実質
的に含まれず、その他の添加する合金量も少なくてよい
ゆもっとも、N1及びCuを添加した溶湯の場合、基地
組織にNi、Cuが固溶して耐食性が向上するし、また
Cu、Cr、Moなどを添加すると強度が増大し、或い
はCaを添加すると接種効果が期待できる。
Therefore, elements such as P that inhibit castability are not substantially contained, and the amount of other alloys to be added may be small. When dissolved, the corrosion resistance is improved, and when Cu, Cr, Mo, etc. are added, the strength is increased, or when Ca is added, an inoculating effect can be expected.

溶湯は1340’C以上の如く一般的な注湯温度にて注
湯され、ライナ部に相当する合金粉末5を加熱して鋳型
に充満する。
The molten metal is poured at a general pouring temperature such as 1340'C or higher, and the alloy powder 5 corresponding to the liner portion is heated and filled into the mold.

このようにして加熱されたP系合金又は炭化物生成合金
は1200℃以上の高温になり、溶融し、溶湯内に向か
ってP又は炭化物生成元素が拡散される。この際、中子
鋳型表面に断熱材4が設けられているので、溶湯は高温
に保持され、ai固終了までの時間が長くなる。したが
って、ライナ部肉厚が薄い小型のスリーブレスブロック
においても。
The P-based alloy or carbide-forming alloy heated in this manner reaches a high temperature of 1200° C. or more, melts, and P or carbide-forming elements are diffused into the molten metal. At this time, since the heat insulating material 4 is provided on the surface of the core mold, the molten metal is maintained at a high temperature, and the time until the AI solidification is completed is prolonged. Therefore, even in small sleeveless blocks where the liner part is thin.

P系合金は十分に加熱溶融され、Pは拡散していく、但
し、炭化物生成合金は融点が高いため、拡散性がよくな
いので、溶湯温度や肉厚などにより板状ステダイトの晶
出範囲が限定される場合がある。
P-based alloys are sufficiently heated and melted, and P diffuses. However, carbide-forming alloys have high melting points and do not have good diffusivity, so the crystallization range of plate-shaped steadite may vary depending on the molten metal temperature and wall thickness. May be limited.

凝固の過程においては、Pはステダイトとして晶出し、
炭化物生成元素がある場合には炭化物を含む板状ステダ
イトとして晶出し、パーライト基地に黒鉛及びステダイ
ト又は板状ステダイトが分布した耐摩耗組織のライナ部
が得られる。ライナ部は硬質であり、ステダイト晶出の
場合にはHv700〜900の硬度を示し、板状ステダ
イト晶出の場合には更に硬く、Hv900〜12o0(
前者の約1.5〜2.0倍)を示し、耐摩耗性が優れて
いる。またP系合金などの合金粉末5にNi、Cuを使
用した場合、基地組織にNi、Caが固溶して緻密化し
た組織となり、耐摩耗性と共に耐食性に優れたライナ部
が得られる。
During the solidification process, P crystallizes as steadite,
If a carbide-forming element is present, it crystallizes as plate-like steadite containing carbide, and a liner portion with a wear-resistant structure in which graphite and steadite or plate-like steadite are distributed in a pearlite base is obtained. The liner part is hard, and in the case of steadite crystallization, it shows a hardness of Hv 700 to 900, and in the case of plate-shaped steadite crystallization, it is even harder, and shows a hardness of Hv 900 to 12o0 (
(approximately 1.5 to 2.0 times that of the former), and has excellent wear resistance. Further, when Ni and Cu are used in the alloy powder 5 such as a P-based alloy, Ni and Ca are dissolved in the base structure to form a dense structure, resulting in a liner portion having excellent wear resistance and corrosion resistance.

かくして得られたスリーブレスブロックは、通常の加工
工程にてライナ部をポーリング加工されるが、P及び炭
化物生成元素は塗布表面から肉厚内部へ拡散しているの
で1通常のポーリング加工における取代t(第2図)が
1.5〜5.01で加工されても、加工面、すなわちラ
イナ摺動面6には約0.15〜0.8%のPが含まれて
おり、ステダイトが十分に晶出した耐摩耗組織を有して
いる。
The sleeveless block thus obtained is subjected to a poling process on the liner part in a normal processing process, but since P and carbide-forming elements are diffused from the coated surface to the inside of the wall thickness, the machining allowance t in normal poling process is (Fig. 2) is processed at 1.5 to 5.01, the processed surface, that is, the liner sliding surface 6, contains approximately 0.15 to 0.8% P, and the steadite is sufficiently It has a wear-resistant structure that crystallizes.

すなわち、第3図に示すように、Pの拡散度合に応じて
ライナ部に含まれるP量が漸減し、ステダイト又は板状
ステダイトの晶出量も減少するが。
That is, as shown in FIG. 3, the amount of P contained in the liner portion gradually decreases depending on the degree of P diffusion, and the amount of crystallized steadite or plate-like steadite also decreases.

基地組織はライナ部及び他のシリンダブロック本体とも
に同質の組織を示している。
The base structure shows a homogeneous structure in both the liner part and the other cylinder block body.

ライナ摺動面6及び取代部tは9通常の別体スリーブ(
又はライナ)と変わらぬ組織や硬さを有しているので、
加工性は従来の別体スリーブと変わるところがない。
The liner sliding surface 6 and the machining allowance t are 9 normal separate sleeves (
or liner), it has the same structure and hardness as
Processability is no different from conventional separate sleeves.

なお、粉末5に炭化物生成合金を混合する場合には、前
述のように炭化物生成元素が拡散しにくいため、肉厚が
薄くて熱量も少ない小型のスリーブレスブロックの製造
よりも、ライナ部の肉厚が十分に確保された比較的大型
の、例えばライナ径100mm以上の船舶用、建設機械
用高負荷ディーゼルエンジンの製造に好適である。この
場合、ライナ部の摩耗に対しては特に有効である。
In addition, when mixing a carbide-forming alloy with the powder 5, as mentioned above, the carbide-forming element is difficult to diffuse, so it is preferable to mix the thickness of the liner part rather than manufacturing a small sleeveless block with a thin wall and a small amount of heat. It is suitable for manufacturing relatively large, high-load diesel engines for ships and construction machinery with a liner diameter of 100 mm or more with a sufficient thickness. In this case, it is particularly effective against wear of the liner portion.

(実施例) スリーブレスブロック鋳造用の主型及び中子鋳型(外径
76mm)を通常の方法で造型した6次いで、中子鋳型
表面にセラミックスファイバーを厚み10mmに取り付
け、更にその表面に、セルロースのアルコール希釈溶液
20%を添加したP−Fe合金粉末(224%)を塗布
した後、炉内で乾燥させた。なお、別途、上記P−Fe
合金粉末にFe−Cr、Fe−B合金粉末を添加した混
合粉末を塗布した中子鋳型も作製した。
(Example) A main mold and a core mold (outer diameter 76 mm) for sleeveless block casting were molded using a conventional method.Next, ceramic fibers were attached to a thickness of 10 mm on the surface of the core mold, and cellulose was added to the surface of the core mold. After applying P-Fe alloy powder (224%) to which 20% alcohol diluted solution was added, it was dried in an oven. In addition, separately, the above P-Fe
A core mold was also produced by applying a mixed powder in which Fe-Cr and Fe-B alloy powders were added to the alloy powder.

得られた中子鋳型を主型にセットし、T、C。Set the obtained core mold into the main mold, and press T and C.

3.3%、Si2.0%、Mn0.07%のほか、Sn
0.07%を含む合金鋳鉄からなる溶湯を注湯した。
3.3%, Si2.0%, Mn0.07%, Sn
A molten metal made of alloyed cast iron containing 0.07% was poured.

鋳造後、取代3m111でポーリング加工を行い、ライ
ナ摺動面を得た。ライナ摺動面はPO,4%を含み、硬
さは、各々Hv222(P系合金のみ)、I(ν238
(P系合金士炭化物生成合金)であり、いずれのスリー
ブレスブロックにも引は巣などの鋳造欠陥が見られなか
った。
After casting, poling was performed with a machining allowance of 3 m111 to obtain a liner sliding surface. The liner sliding surface contains 4% PO, and the hardness is Hv222 (P-based alloy only) and I (ν238), respectively.
(P-based alloy and carbide-forming alloy), and no casting defects such as shrinkage cavities were observed in any of the sleeveless blocks.

(発明の効果) 以上詳述したように、本発明によれば、スリーブレスブ
ロックの鋳造に際して、中子鋳型表面にセラミックスフ
ァイバーなどの断熱材を介してP系合金粉末又はこれに
炭化物生成合金粉末を添加した混合粉末を塗布し、か\
る中子鋳型を用いて鋳造するので、Pなどを効果的に溶
融拡散でき、ステダイト又は板状ステダイトが晶出した
硬質の耐摩耗性に優れた組織をライナ部に有するスリー
ブレスブロックを製造することができる。また、注湯に
供する溶湯として鋳造性の良い鋳鉄を使用でき、しかも
従来の別体スリーブ・ライナ方式のような多数加工工程
を必要としないので、非常に安価に大量に生産すること
ができ、軽量、コンパクト化の趨勢にある各種内燃機関
用鋳鉄製スリーブレスブロックの製造に寄与するところ
が極めて大きい。
(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, when casting a sleeveless block, P-based alloy powder or carbide-forming alloy powder is applied to the surface of the core mold through a heat insulating material such as ceramic fiber. Apply a mixed powder containing
Because it is cast using a core mold, it is possible to effectively melt and diffuse P, etc., and to manufacture a sleeveless block whose liner part has a hard, wear-resistant structure in which steadite or plate-shaped steadite crystallizes. be able to. In addition, cast iron with good castability can be used as the molten metal for pouring, and it does not require multiple processing steps like the conventional separate sleeve and liner method, so it can be produced in large quantities at a very low cost. This will greatly contribute to the manufacture of cast iron sleeveless blocks for various internal combustion engines, which are becoming lighter and more compact.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第3図かび第2図は本発明の実施に用いる鋳型を説明す
る一部断面図で、第1図はシリンダブロッカ」一部を示
す図、第2図は第1図のA部拡大図 第3図はライナ部の深さとP含有量の関係を示す図であ
る。 1・・・主型、     2・・・中子鋳型、2・・・
ウォータジャケット部中子。 4・・・断熱材、    5・・・合金粉末、6・・・
ライナ摺動面。 第1図 第2yA
Figures 3 and 2 are partial sectional views illustrating the mold used for carrying out the present invention. Figure 1 is a partial cross-sectional view of the cylinder blocker, and Figure 2 is an enlarged view of section A in Figure 1. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the depth of the liner portion and the P content. 1... Main mold, 2... Core mold, 2...
Nakako of the water jacket club. 4...Insulating material, 5...Alloy powder, 6...
Liner sliding surface. Figure 1 2yA

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ライナ乃至スリーブを具備せずにライナ部を一体的
に有するスリーブレスシリンダブロックの鋳造において
、ライナ部の中子鋳型表面にセラミックスファイバーな
どの断熱材を設け、更に該表面に対してPを含む合金粉
末をアルコール溶液をバインダとして塗布し、しかる後
に注湯してPを拡散せしめ、ライナ部にのみステダイト
を晶出させることを特徴とするスリーブレスシリンダブ
ロックの製造方法。 2 ライナ乃至スリーブを具備せずにライナ部を一体的
に有するスリーブレスシリンダブロックの鋳造において
、ライナ部の中子鋳型表面にセラミックスファイバーな
どの断熱材を設け、更に該表面に対してPを含む合金粉
末及び炭化物生成元素を含む合金粉末をアルコール溶液
をバインダとして塗布し、しかる後に注湯してP及び炭
化物生成元素を拡散せしめ、ライナ部にのみ板状ステダ
イトを晶出させることを特徴とするスリーブレスシリン
ダブロックの製造方法。
[Claims] 1. In the casting of a sleeveless cylinder block that integrally has a liner part without a liner or sleeve, a heat insulating material such as ceramic fiber is provided on the surface of the core mold for the liner part, and the surface A method for manufacturing a sleeveless cylinder block, characterized in that alloy powder containing P is applied as an alcohol solution as a binder, and then molten metal is poured to diffuse P and crystallize steadite only in the liner portion. 2. In the casting of a sleeveless cylinder block that integrally has a liner part without a liner or sleeve, a heat insulating material such as ceramic fiber is provided on the surface of the core mold of the liner part, and P is further added to the surface. It is characterized by applying an alloy powder containing an alloy powder and a carbide-forming element using an alcohol solution as a binder, and then pouring hot water to diffuse P and a carbide-forming element to crystallize plate-shaped steadite only in the liner part. Manufacturing method of sleeveless cylinder block.
JP4411385A 1985-03-06 1985-03-06 Production of sleeveless cylinder block Granted JPS61202767A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4411385A JPS61202767A (en) 1985-03-06 1985-03-06 Production of sleeveless cylinder block

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4411385A JPS61202767A (en) 1985-03-06 1985-03-06 Production of sleeveless cylinder block

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61202767A true JPS61202767A (en) 1986-09-08
JPH0378176B2 JPH0378176B2 (en) 1991-12-12

Family

ID=12682548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4411385A Granted JPS61202767A (en) 1985-03-06 1985-03-06 Production of sleeveless cylinder block

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61202767A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS513297A (en) * 1974-06-25 1976-01-12 Sharp Kk JIDOHANBAISOCHI
JPS56148441A (en) * 1980-04-21 1981-11-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Mold for metal-coated casting

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS513297A (en) * 1974-06-25 1976-01-12 Sharp Kk JIDOHANBAISOCHI
JPS56148441A (en) * 1980-04-21 1981-11-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Mold for metal-coated casting

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0378176B2 (en) 1991-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2943013B2 (en) Cam shaft and casting method thereof
US5122204A (en) Camshafts
US4889688A (en) Process of producing nodular cast iron
CS199559B2 (en) Cardboard lining coated,inpregnated or filled by heat-resistent mass
KR100415367B1 (en) Composite Roll
JPS61202767A (en) Production of sleeveless cylinder block
US2956846A (en) Aluminum piston with aluminum alloy ring carrier
US4545825A (en) Apex seals for high power rotary piston engines
RU2153004C2 (en) Method for making cast products in the form of one part
JPS61201754A (en) Sleeveless cylinder block
JPS61202768A (en) Production of sleeveless cylinder block
JPS61202764A (en) Production of sleeveless cylinder block
JPS61202763A (en) Production of sleeveless cylinder block
JPS59213939A (en) Piston made of aluminum alloy of direct injection diesel engine
KR930006291B1 (en) Manufacture of sliding member made or cast iron
JPS61202762A (en) Production of sleeveless cylinder block
JPH0710421B2 (en) Manufacturing method of cast iron three-breath cylinder block for internal combustion engine having wear resistant structure in liner.
JP3156243B2 (en) Casting surface hardening method
JPS5524763A (en) Slide material
JPS643594B2 (en)
JPH03234351A (en) Cast iron-made cylinder block and manufacture thereof
SU789227A1 (en) Bimetal casting method
SU662261A1 (en) Method of surface-alloying of castings
SU1252014A1 (en) Sand for making cores
SU791447A1 (en) Ingot centrifugal casting method