JPS6281260A - 複合部材およびその製造方法 - Google Patents

複合部材およびその製造方法

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JPS6281260A
JPS6281260A JP60220334A JP22033485A JPS6281260A JP S6281260 A JPS6281260 A JP S6281260A JP 60220334 A JP60220334 A JP 60220334A JP 22033485 A JP22033485 A JP 22033485A JP S6281260 A JPS6281260 A JP S6281260A
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吉本 和幸
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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) 本発明は母体を軽金属製とすると共に、その表面部を鋳
鉄によって構成するように1.た複合部材およびその製
造方法に関するものである。
(従来技術) 軽ψ化のため軽金属製とされた母体の表1mに対して、
所望の目的機能を付与するため、このI+)体とは異種
の金属を当AAI’X体の表面に対して一体化してなる
複合部材が、種々の機械内構W品として望まれる。
このため従来、特開昭50−7071513公最に示す
ように、直接噴射式ディーゼルエンジンのピストンにお
いて、Iす体を軽し;化のためアルミニウム合金等の軽
合金で構成する一方、キャピティの開口されたピストン
頂面のうち、当該キセブティの開口縁部分のみを、nW
熱衝撃性笠を満足する金属板をロール成形することによ
って被覆したものが提案されている。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、機械的構造品の母体を軽金属で構成する−・
方、その表面部を耐熱衝撃性、IIIF!腐食性、断熱
性等の観点から鋳鉄によって構成することが望まれてい
る。しかしながら、この鋳鉄と軽金属特に軽金属として
一般的なアルミニウム合金とは冶金学的に接合性が想〈
、この点において何等かの対策が必要になる。特に、上
記表面部が複雑な凹凸状部を有する場合に、この凹凸状
表面部を如何に1)i ”nに得るかが問題となる。
したがって、未発明は、軽金属製の母体と鋳鉄製表面部
とを強固に一体化し得るようにした複合部材を提供する
ことを第1の目的とし、また鋳鉄により構成される表面
部が凹凸状の場合であっても容易に製造し得るようにし
た複合部材の製造方法を提供することを第2の目的とす
る。
(問題点を解決するための手段、作用)前述の目的を達
成するため、基本的には、軽金属製母体と表面部を構成
する鋳鉄とを、該両者に対する接合性の良好な鋼を慮維
状としたものすなわち鋼繊維層を仲介として接合するよ
うにしである。具体的には、本発明による複合部材は、
軽金属製の151体と、 裏面側が前記母体により錆ぐまれた鋼繊維層と、 前記鋼ijl維層の表面側に溶融凝固され、所定形状の
表面部を構成する鋳鉄層と、 を備えた構成としである。
このような構成とすることにより、鋳鉄が溶融凝固した
際に、′!r4繊維層に対して溶融接合は勿論のこと拡
散接合をもなされ、これに加えて、溶融した鋳鉄がm繊
維層に入り込んでその繊維を鋳ぐるむことになるので、
鋳鉄層と鋼繊m層とは強固に一体化される。また、軽金
属製の母体は、錆ぐるみにより鋼繊維層と一体化するの
で、この場合も該両者が強固に一体化されることになる
。これにより、全体として、鋼繊維層を仲介として、鋳
鉄層と母体とが強固に一体化されることになる。
また本発明方法においては、 鋼繊維層の表面側にi鉄繊維層が積層されてなり、所望
の凹凸状表面部と略対応した形状に成形された積層体を
得る工程と、 +iii記JA層体のうち前記鋳鉄繊維層のみを溶融さ
せた後、冷却することにより、該鋳鉄繊維層を前記鋼繊
維層の表面側に接合する工程と、前記鋼繊維層の裏面側
に軽金属を鋳込む工程と、 を備えた構成としである。
このような構成とすることにより、凹凸状表面部を構成
する場合にあっても、鋳鉄繊維層と鋼繊維層とからなる
積層体を例えばプレス成形により」−、、氾所望の凹凸
状表面部に略対応した形状として成形しておくことによ
り、′#l鉄からなる所望の凹凸状表面部を容易に得る
ことができる。
(実施例) 以下本発明を、ディーゼルエンジンのピストンに適用し
た場合の実施例につき、添付した図面に基づいて説明す
る。
第1図において、ピストンAは、m体lと、該In体1
の北面(頂面)に位置された鋼繊維層2と、該m繊維層
2の上面に位置された鋳鉄層3と、から構成されている
母体1は、アルミニウム合金等の軽金属からなり、鋼繊
維層2の裏面側に鋳込まれることにより、所定の形状に
成形されると共に、鋼繊維層2に対して一体化されてい
る。
また、鋳鉄層3は、溶融凝固することによりなり、この
溶融、凝固によって鋼繊維層2の表面側に一体化されて
いる。
に連のようなピストンAは、周知のように、鋳鉄層3に
よって構成された頂面A1部分にトロ・イダル形のキャ
ビティ4を有し、鋳鉄層3およびm繊維層2はこのキャ
ビティ4の形状に対応した形状となっている。
玉述のようなピストンAは、鋳鉄層3が溶融して凝固す
ることによってn4繊維層2と溶融接合および拡散接合
され、またこの溶融の際に鋳鉄層3の−・部が′n4繊
維層2内(の空隙内)に少なからず入り込んでその繊維
を鋳ぐるむことになるため、該両者2と3とがしっかり
と−・体化される。また、一体1も、鋳込みによって、
鋼繊維層2内(の空隙内)に入り込みと共に、溶融接合
され、該両者1と2とがしっかりと一体化される。そし
て、鋼庫a層2内においては、鋳鉄層3および母体1も
少なからず接触して接合性はあまり良くないものの直接
の接合がなされる。
このように、母体1と鋳鉄層3とは、鋼繊維層2を仲介
として全体としてしっかりと一体化されることになる。
したがって、複合部材としてのピストンAは、全体とし
ての強固な一体化および軽量化を図りつつ、高熱を受け
るその頂面部分に位置する鋳鉄層3によって、耐8衝撃
性あるいは耐腐蝕性、断熱性等の点でも十分に満足のい
くものが得られる。
第2図〜第4図は、S1図に示すようなピストンAを得
るための主要工程を示す断面図で、先ず、鋼繊維層2の
北面に鋳鉄繊維層5を積層して、これをキャビティ4を
有するピストンAの頂面Alの形状に略対応した形状と
してなる積層体x1が成形される。このような形状の積
層体X1は、上記両緻維層2.5をそれぞれ平板状のも
のから個々別)/に所定形状に成形(例えば100〜5
00kgf/cm2でプレス成形)した後、!fいに積
層することにより得られるが、甲板状の1;h11Pt
維層2.3を積層してから第2図に示すような形状に成
形することも可能である。なお実施例では、′n4繊維
層2を構成する繊維は、成分がJIS−3US405で
、直PI I OOJA−c長ざ5mmのものを用いで
ある。また、鋳鉄繊維層5を構成する繊維は、成分がJ
IS・Fe12で、j0径100にでLそさ10mmの
ものを用いである。
この後、非酸化雰囲気で、」−記積層体X1を、鋳鉄の
溶融温度(約1180°C)以上の温度で、かつ鋼の溶
融温度(約1500℃)よりも低い温度で加熱(焼結)
して、鋳鉄繊維層5を溶融させ、この後冷却する。これ
により、第3図に示すように、鋳鉄繊維層5が鋼繊維層
2の表面側に前述した鋳鉄層3として一体化されてなる
積層体(焼結体)X2が得られる。なお、この鋳鉄繊維
層5の溶融の際、その厚さがかなり小さくなるので、こ
れを見込んで、所望の厚さのPI鉄層3のが得られるよ
うに積層体X1での鋳鉄繊維層5の厚さは十分に犬きく
されている。
この後は、第4図に示すように、分割型C1、C2、C
3からなる型Cに上記第3図に示す積層体X2をセント
し、消磁m層2の裏面側(第4図1二而側)において当
該型C内に形成される鋳造用キャビティ6に軽金属を流
し込めば(加圧鋳造) 、 IH体lが成形されると同
時に、この母体1が消磁m層2の表面側に一体化される
ことになる。なお、上記軽金属の流し込みすなわち鋳込
みに際しては、あらかしめ積層体X2を300℃程度に
予熱した状態で、当該軽金属を690〜750°Cでか
つ500〜800kgf/cm2で供給すればよい。こ
のとき、積層体X2が形くずれするおそれがあるときは
、キャビティ4にぴったりと嵌合する分割型を用いれば
よい。
F述した方法によれば、鋳鉄層3によって複雑な凹凸状
表面部を有する複合部材の表面部を構成する場合にあっ
ても、この表面部の形状設定は、繊維層として成形容易
な状態で設定されるので、その製造か容易に行なわれる
以上実施例について説明したか、本発明は、ピストン以
外の他の部材に+f l、でも同様に適用ly (!r
るものである。
(発明の効果) 本発明は硫黄述べたことから明らかなように。
表面部を構成する#l鉄層と軽金属からなる/Q体とが
強固に一体化された複合部材を得ることができる。
また、本発明方法によれば、]二2表面部を構成する鋳
鉄層が凹凸状を有するような複雑な形状のものであって
も、容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明により得られた複合部材の一例としての
ピストンを示す断面図。 第2図ないし第4図は本発明方法を工程1ぼ1に示す断
17′ij図。 A:ピストン Al:頂面 Xl:積層体 x2:積層体 C:分割型 ■=母体 2:M繊維層 3:鋳鉄層 4:キャビティ 5:鋳鉄緻雅層 6:キャビティ(鋳造用) 区 − レ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)軽金属製の母体と、 裏面側が前記母体により鋳ぐまれた鋼繊維層と、 前記鋼繊維層の表面側に溶融凝固され、所定形状の表面
    部を構成する鋳鉄層と、 からなることを特徴とする複合部材。
  2. (2)鋼繊維層の表面側に鋳鉄繊維層が積層されてなり
    、所望の凹凸状表面部と略対応した形状に成形された積
    層体を得る工程と、 前記積層体のうち前記鋳鉄繊維層のみを溶融させた後、
    冷却することにより、該鋳鉄繊維層を前記鋼繊維層の表
    面側に接合する工程と、 前記鋼繊維層の裏面側に軽金属を鋳込む工程と、 を備えていることを特徴とする複合部材の製造方法。
JP60220334A 1985-10-04 1985-10-04 複合部材およびその製造方法 Expired - Lifetime JPH0636979B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012045443A1 (de) * 2010-10-05 2012-04-12 Ks Kolbenschmidt Gmbh Verbesserungen an einem brennraummuldenrand und an einem brennraummuldengrund eines kolbene einer brennkraftmaschine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012045443A1 (de) * 2010-10-05 2012-04-12 Ks Kolbenschmidt Gmbh Verbesserungen an einem brennraummuldenrand und an einem brennraummuldengrund eines kolbene einer brennkraftmaschine

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