JPS61252855A - ピストン及びその製造方法 - Google Patents
ピストン及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS61252855A JPS61252855A JP9416085A JP9416085A JPS61252855A JP S61252855 A JPS61252855 A JP S61252855A JP 9416085 A JP9416085 A JP 9416085A JP 9416085 A JP9416085 A JP 9416085A JP S61252855 A JPS61252855 A JP S61252855A
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- JP
- Japan
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- ring groove
- piston
- composite wire
- powder
- machining
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
-
- 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
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は内燃機関におけるアルミニウム合金製ピストン
及びその製造方法に関するものである０ 〔従来技術〕 自動車用エンジンのピストンには一般に１０％前後の珪
素（Ｓｉ）を含むアルミ合金が採用されているが、最近
のエンジンの高出力化、高速回転化に伴ないピストンに
設けるピストンリングの溝の摩耗が問題とされている。
及びその製造方法に関するものである０ 〔従来技術〕 自動車用エンジンのピストンには一般に１０％前後の珪
素（Ｓｉ）を含むアルミ合金が採用されているが、最近
のエンジンの高出力化、高速回転化に伴ないピストンに
設けるピストンリングの溝の摩耗が問題とされている。
特にディーゼ】レニンジンにおいては、シリンダ内部の
ガス圧が高く、振動が激しいなめ、ピストンリングが嵌
合する溝の上下の当接面部の耐摩耗対策がとられて来た
が、必ずしも完全に解決されているとけいえない。
ガス圧が高く、振動が激しいなめ、ピストンリングが嵌
合する溝の上下の当接面部の耐摩耗対策がとられて来た
が、必ずしも完全に解決されているとけいえない。
例えば、リング溝相当部位にニレシバスト（Ｎｉ−擬５
ｉｓｔ）鋳鉄製の耐摩リングを鋳ぐるむ方法がとられて
いるが、この方法は耐摩リング自体及び鋳ぐるみ境界部
での熱伝導性が悪いことや１その他被削性の低ＦＳ重貴
の増加という難点がある０最近でけ耐摩リング相当部に
セラミ、クスファイバーを一体的に鋳ぐるみＦＲＭ化す
る技術の開発が進んでいるがこの方法にも特殊な鋳造技
術を必要とし念り、鋳造後の機械加工性が低下するとい
う欠点がある。
ｉｓｔ）鋳鉄製の耐摩リングを鋳ぐるむ方法がとられて
いるが、この方法は耐摩リング自体及び鋳ぐるみ境界部
での熱伝導性が悪いことや１その他被削性の低ＦＳ重貴
の増加という難点がある０最近でけ耐摩リング相当部に
セラミ、クスファイバーを一体的に鋳ぐるみＦＲＭ化す
る技術の開発が進んでいるがこの方法にも特殊な鋳造技
術を必要とし念り、鋳造後の機械加工性が低下するとい
う欠点がある。
本発明は従来の耐摩リングを鋳ぐるむ方法とけ異なり、
溝部周辺を高珪素アルミ合金化することによって熱伝導
性と加工性の教養されなピストンを提供しようとするも
のである。
溝部周辺を高珪素アルミ合金化することによって熱伝導
性と加工性の教養されなピストンを提供しようとするも
のである。
本発明ピストンはアルミ合金製ピストン本体のピストン
リング溝相当部か、重量比でｌＯないし印％の珪素（８
ｉ）を含もアルミ合金層を肉盛して、ピストン本体と一
体化してなることを特徴とするものである。
リング溝相当部か、重量比でｌＯないし印％の珪素（８
ｉ）を含もアルミ合金層を肉盛して、ピストン本体と一
体化してなることを特徴とするものである。
また本発明ピストンの製造方法け、アルミニウムまｆｅ
けアルミニウム合金を中空線状に成形した表皮材と、該
表皮材の中空芯部に充填されな珪素粉末またはアルミニ
ウムー珪・青金金粉末とからなり、重量比で１０ないし
６０％の珪素を含有する複合ワイヤを用い、不活性ガス
アーク溶接法により、アルミ合金ピストン本体のピスト
ンリング溝相当部に肉盛りし、しかる後に機械加工を１
してピストンリング溝相当部することを特徴とする感の
である。
けアルミニウム合金を中空線状に成形した表皮材と、該
表皮材の中空芯部に充填されな珪素粉末またはアルミニ
ウムー珪・青金金粉末とからなり、重量比で１０ないし
６０％の珪素を含有する複合ワイヤを用い、不活性ガス
アーク溶接法により、アルミ合金ピストン本体のピスト
ンリング溝相当部に肉盛りし、しかる後に機械加工を１
してピストンリング溝相当部することを特徴とする感の
である。
本発明ピストンの特徴はピストンリング溝部が高珪素ア
ルミ合金化されていＺことにある。
ルミ合金化されていＺことにある。
ピストン本体自体にも１０％前後のＳ＋が含まれている
ので肉盛り部分のＳｉ含有量がｌＯ％以ドでは本発明の
目的に沿うことができない。
ので肉盛り部分のＳｉ含有量がｌＯ％以ドでは本発明の
目的に沿うことができない。
し必し従来市販のＡｌ−８ｉ合金ワイヤけＳｔ含有量が
４ないし５％で１０％が限度であり、しかもこれらはソ
リッドワイヤである。従って本発明のように、肉盛部の
Ｓｔ含有ｆｆｉを高からしめるなめには特殊な複合ワイ
ヤを用いる必要があり、そのため、アルミニウムまた社
アルミニウム合金を中空線状に成形しな表皮材の中空芯
部にＳｉ粉末を充填しなものを用いることにしな。
４ないし５％で１０％が限度であり、しかもこれらはソ
リッドワイヤである。従って本発明のように、肉盛部の
Ｓｔ含有ｆｆｉを高からしめるなめには特殊な複合ワイ
ヤを用いる必要があり、そのため、アルミニウムまた社
アルミニウム合金を中空線状に成形しな表皮材の中空芯
部にＳｉ粉末を充填しなものを用いることにしな。
一方Ｓｉ含有量が６０％を越えるとアークの安定性や肉
盛部の材料的健全性が損われる以外に・複合ワイヤの製
造及び取扱いが困難となる。
盛部の材料的健全性が損われる以外に・複合ワイヤの製
造及び取扱いが困難となる。
１ｕ上のような理由で複合ワイヤにおける８ｉの含有ｆ
ｆｉは１０ないし６０％とし、さらに望ましい範囲け２
〕な（ハし４０％である。なお８１粉末中に第３成分と
してＮｉ、 Ｏｒ、 Ｍｏ、 Ｍｎ、 Ｆｅその他の金
属粉末を混合粉土たは合金粉として１種又は腹数種添加
すると肉盛部の硬さ、強度、耐熱性、耐摩耗性を−そう
向上することができる。
ｆｉは１０ないし６０％とし、さらに望ましい範囲け２
〕な（ハし４０％である。なお８１粉末中に第３成分と
してＮｉ、 Ｏｒ、 Ｍｏ、 Ｍｎ、 Ｆｅその他の金
属粉末を混合粉土たは合金粉として１種又は腹数種添加
すると肉盛部の硬さ、強度、耐熱性、耐摩耗性を−そう
向上することができる。
以下、本発明を図面に従い、具体的実姻例によって説明
する。
する。
本発明において用いる不活性ガスアーク溶接法は、略称
ＭＩＧと呼ばれるイナートガスメタルアーク溶接であり
、アルゴン或いはヘリウム等１高屋でも金属と反応しな
い所謂不活性ガスの雰囲気中で、金属電極線と被溶接物
との間にアークを発生させ、その熱での溶接を行なう方
法であるＯ ′＄１図は複合ワイヤ１の断面図を表わし、２け５％の
Ｓｉを含有するＡＩ金合金らなる表皮材を示し、その外
径は１．６ ｍｍ中に仕上加工されである。３け中空芯
部に充填されたＳｉ粉末を示し１複合ワイヤ１中の重量
比を力％とじた。
ＭＩＧと呼ばれるイナートガスメタルアーク溶接であり
、アルゴン或いはヘリウム等１高屋でも金属と反応しな
い所謂不活性ガスの雰囲気中で、金属電極線と被溶接物
との間にアークを発生させ、その熱での溶接を行なう方
法であるＯ ′＄１図は複合ワイヤ１の断面図を表わし、２け５％の
Ｓｉを含有するＡＩ金合金らなる表皮材を示し、その外
径は１．６ ｍｍ中に仕上加工されである。３け中空芯
部に充填されたＳｉ粉末を示し１複合ワイヤ１中の重量
比を力％とじた。
第２図は上記の複合ワイヤ１を用いてピストン本体４に
肉盛りすふ工程の模式断面図を表わし、ピストン本体４
の材質としては１１〜１３％の８１を含有量るアルミ合
金ＡＣ，８Ａを用いである。
肉盛りすふ工程の模式断面図を表わし、ピストン本体４
の材質としては１１〜１３％の８１を含有量るアルミ合
金ＡＣ，８Ａを用いである。
ソシテピストン本体、４のピストンリング相当部には有
効肉盛深さを確保しつつ余盛部Ｃ後加工による削除部分
）を少な七すること、そして肉盛合金とピストン本体４
の材料との稀釈による肉盛合金層のＳｉ含有量の低下を
極力抑えるために凹部５を設けである０ 複合ワイヤ１岐送給ローラ６により、給゛（チップ７を
介して連続的に送給され、凹部５にＭＩＧ溶接して肉盛
部８が形成される。なお９けシールドガスノズル、１０
Ｆｉアルゴンガス、１１はアーク及び複合ワイヤ１の溶
融移行を示す。
効肉盛深さを確保しつつ余盛部Ｃ後加工による削除部分
）を少な七すること、そして肉盛合金とピストン本体４
の材料との稀釈による肉盛合金層のＳｉ含有量の低下を
極力抑えるために凹部５を設けである０ 複合ワイヤ１岐送給ローラ６により、給゛（チップ７を
介して連続的に送給され、凹部５にＭＩＧ溶接して肉盛
部８が形成される。なお９けシールドガスノズル、１０
Ｆｉアルゴンガス、１１はアーク及び複合ワイヤ１の溶
融移行を示す。
第３図は肉盛部８に機械加工によりリング溝１２を成形
した状態を示す拡大断面図である。本図ではピストンリ
ングとの当り而１３．１４が肉盛合金層で形成されてい
ることを示している。
した状態を示す拡大断面図である。本図ではピストンリ
ングとの当り而１３．１４が肉盛合金層で形成されてい
ることを示している。
ｔ４６図はリング溝１２の表面の金属組織の顕微ｆｉ写
真を示し、肉盛時にピストン本体４への熱伝導による急
冷効果を受は高５ｉ−Ａ１合金特有の急冷Ｗｋ＠組織が
得られている。
真を示し、肉盛時にピストン本体４への熱伝導による急
冷効果を受は高５ｉ−Ａ１合金特有の急冷Ｗｋ＠組織が
得られている。
なお複合ワイヤ１の断面形状ｌｌ−１第１図に制約され
るもので、はなく例えば第４図のように成形すると複合
ワイヤ１が屈曲してもＳｉのはみ出しを防止することが
できる。また第６崗は枚数のリング溝１２について肉盛
を１した例を示す。
るもので、はなく例えば第４図のように成形すると複合
ワイヤ１が屈曲してもＳｉのはみ出しを防止することが
できる。また第６崗は枚数のリング溝１２について肉盛
を１した例を示す。
Ｅ記のように本発明は従来のように高価なニレジスト耐
摩リング、ＦＲＭ耐摩リングを用いなくても、これと同
等の耐熱性、耐摩耗性をリング溝に付与することができ
、リング溝の機械加工も容易である。
摩リング、ＦＲＭ耐摩リングを用いなくても、これと同
等の耐熱性、耐摩耗性をリング溝に付与することができ
、リング溝の機械加工も容易である。
また、リング溝とピストン本体とが一体化しているので
境界部の熱伝導性が失われることはない。
境界部の熱伝導性が失われることはない。
第１図は複合ワイヤの一例の断面図を表わし・第２図は
ＭＩＧ溶接されるピストン本体の模式断面図を表わし、 第３図は肉盛部仕上加工後の拡大断面図を表わし、 第４図は複合ワイヤの他の例の断面図を表わし１ ｉ！４５図＃′ｉｍ数のリング溝に肉盛りしたピストン
の部分断面図を表わし、 第６図はリング＃Ｉ奏面金属組織の顕微鏡写真を表わす
。 図中、 １・・・複合ワイヤ ２・−・表皮材３・−８ｉ
粉末 ４・・・ピストン本体５・・・凹部
６・・・送給ローラ７・・・給１チップ
８・・・肉盛部９・・・シールドガスノズル
ｌＯ・・・アルゴンガス１１・・・アーク及び溶融ワ
イヤ １２・・・リング溝１３．１４・・・当り面
ＭＩＧ溶接されるピストン本体の模式断面図を表わし、 第３図は肉盛部仕上加工後の拡大断面図を表わし、 第４図は複合ワイヤの他の例の断面図を表わし１ ｉ！４５図＃′ｉｍ数のリング溝に肉盛りしたピストン
の部分断面図を表わし、 第６図はリング＃Ｉ奏面金属組織の顕微鏡写真を表わす
。 図中、 １・・・複合ワイヤ ２・−・表皮材３・−８ｉ
粉末 ４・・・ピストン本体５・・・凹部
６・・・送給ローラ７・・・給１チップ
８・・・肉盛部９・・・シールドガスノズル
ｌＯ・・・アルゴンガス１１・・・アーク及び溶融ワ
イヤ １２・・・リング溝１３．１４・・・当り面
Claims (2)
- （１）アルミニウム合金製ピストン本体のピストンリン
グ溝相当部が、重量比で１０ないし６０％の珪素を含む
アルミニウム合金層として、ピストン本体に肉盛り一体
化してなることを特徴とするピストン。 - （２）アルミニウムまたはアルミニウム合金を中空線状
に成形した表皮材と、該表皮材の中空芯部に充填された
珪素粉末もしくはアルミニウム一珪素合金粉末とからな
り、重量比で１０ないし６０％の珪素を含有する複合ワ
イヤを用い、不活性ガスアーク溶接法により、アルミ合
金ピストン本体のピストンリング溝相当部に肉盛りし、
しかる後に機械加工を施してピストンリング溝を形成す
ることを特徴とするピストンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9416085A JPS61252855A (ja) | 1985-05-01 | 1985-05-01 | ピストン及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9416085A JPS61252855A (ja) | 1985-05-01 | 1985-05-01 | ピストン及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61252855A true JPS61252855A (ja) | 1986-11-10 |
Family
ID=14102616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9416085A Pending JPS61252855A (ja) | 1985-05-01 | 1985-05-01 | ピストン及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61252855A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62233456A (ja) * | 1986-04-01 | 1987-10-13 | Izumi Jidosha Kogyo Kk | 内燃機関用ピストン |
| JPS63318365A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-27 | Atsugi Motor Parts Co Ltd | ピストン |
| US20120103298A1 (en) * | 2009-04-27 | 2012-05-03 | Peter Godel | Method and device for producing a piston fro an internal combustion engine and piston for internal combustion engine |
-
1985
- 1985-05-01 JP JP9416085A patent/JPS61252855A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62233456A (ja) * | 1986-04-01 | 1987-10-13 | Izumi Jidosha Kogyo Kk | 内燃機関用ピストン |
| JPS63318365A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-27 | Atsugi Motor Parts Co Ltd | ピストン |
| US20120103298A1 (en) * | 2009-04-27 | 2012-05-03 | Peter Godel | Method and device for producing a piston fro an internal combustion engine and piston for internal combustion engine |
| JP2012524856A (ja) * | 2009-04-27 | 2012-10-18 | フェデラル−モグル ニュルンベルク ゲーエムベーハー | 内燃機関のピストンおよびその製造の方法と装置 |
| US8898898B2 (en) * | 2009-04-27 | 2014-12-02 | Federal-Mogul Nurnberg Gmbh | Method and device for producing a piston fro an internal combustion engine and piston for internal combustion engine |
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