JPS63126661A - ピストンの製造方法 - Google Patents
ピストンの製造方法Info
- Publication number
- JPS63126661A JPS63126661A JP27348486A JP27348486A JPS63126661A JP S63126661 A JPS63126661 A JP S63126661A JP 27348486 A JP27348486 A JP 27348486A JP 27348486 A JP27348486 A JP 27348486A JP S63126661 A JPS63126661 A JP S63126661A
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- Japan
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- piston
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- whiskers
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- Pending
Links
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ａ、 産業上の利用分野
本発明はウィスカーや短繊維などを用いて素材を複合化
したピストンの製造方法に関する。
したピストンの製造方法に関する。
ｂ、 従来の技術
アルミニウム合金等の軽合金材料を用いた内燃機関用の
ピストンは、軽量ではあるが、鉄合金系材料を用いたピ
ストンに比較して耐熱性、耐摩耗性及び一般的な強度に
おいて劣っている。そのため、これを強化する方法の一
つとして短繊維もしくはウィスカーを均一に混合したイ
ンゴットを用いて鍛造したり、ウィスカーのプリフォー
ムを鋳込み溶湯鍛造によって製造する方法などが用いら
れている。また、先行技術として特開昭５９−８２１５
６号公轢などが開示されている。
ピストンは、軽量ではあるが、鉄合金系材料を用いたピ
ストンに比較して耐熱性、耐摩耗性及び一般的な強度に
おいて劣っている。そのため、これを強化する方法の一
つとして短繊維もしくはウィスカーを均一に混合したイ
ンゴットを用いて鍛造したり、ウィスカーのプリフォー
ムを鋳込み溶湯鍛造によって製造する方法などが用いら
れている。また、先行技術として特開昭５９−８２１５
６号公轢などが開示されている。
Ｃ０発明が解決しようとする問題点
内燃機関に用いられているピストンは、必ずしも全体の
一様な強化を必要とする訳ではない。たとえばピストン
ヘッド部では特に耐熱性が要求されるが、スカート部で
はヘッド部程の耐熱性は必要とせずかわりに耐摩耗性が
要求されている。したがって前記従来の方法ではピスト
ン全体が一様に強化されるため、スカート部では不必要
に強度が与えられる反面、ピストンヘッド部では要求さ
れる耐熱性や強度が必ずしも充分ではないという場合も
生ずる。
一様な強化を必要とする訳ではない。たとえばピストン
ヘッド部では特に耐熱性が要求されるが、スカート部で
はヘッド部程の耐熱性は必要とせずかわりに耐摩耗性が
要求されている。したがって前記従来の方法ではピスト
ン全体が一様に強化されるため、スカート部では不必要
に強度が与えられる反面、ピストンヘッド部では要求さ
れる耐熱性や強度が必ずしも充分ではないという場合も
生ずる。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、前記従来の
方法の問題点を解消し、必要な部分には必要な強度が与
えられるようにした合理的かつ゛経済的なピストンの製
造方法を提供しようとするものである。
方法の問題点を解消し、必要な部分には必要な強度が与
えられるようにした合理的かつ゛経済的なピストンの製
造方法を提供しようとするものである。
ｄ、 問題点を解決するための手段
本発明は前記問題点を解決するため下型にウィスカーも
しくは短繊維のプリフォームを配置し、その上方よりウ
ィスカーもしくは短繊維を均一に混合した溶湯を注入後
、直ちに上型にて加圧成形するようにしたものである。
しくは短繊維のプリフォームを配置し、その上方よりウ
ィスカーもしくは短繊維を均一に混合した溶湯を注入後
、直ちに上型にて加圧成形するようにしたものである。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図〜第５図において、１は本発明の方法に使用する
金型の下型で、ピストンの外形に相当する凹部２を備え
ている。５は加圧成形用の上型のパンチである。３はＳ
ｉＣウィスカーのプリフォームで、たとえば水、アルコ
ールなどに均一に分散したＳｉＣウィスカーを、成形治
具に注入後、真空吸引して所定工Ｗの円板状のプリフォ
ーム３を形成しておく （第５図参照）。
金型の下型で、ピストンの外形に相当する凹部２を備え
ている。５は加圧成形用の上型のパンチである。３はＳ
ｉＣウィスカーのプリフォームで、たとえば水、アルコ
ールなどに均一に分散したＳｉＣウィスカーを、成形治
具に注入後、真空吸引して所定工Ｗの円板状のプリフォ
ーム３を形成しておく （第５図参照）。
前記下型１を２００ ℃〜３００ ℃二こ加熱保温した
あと、前記プリフォーム３を第１図のように下型１の底
部に配置固定する。
あと、前記プリフォーム３を第１図のように下型１の底
部に配置固定する。
別途、一般ピストン材料のアルミニウム合金、たとえば
アルミニウム合金鋳物８種Ａ （ＪＩＳ：ＡＣ８Ａ（２
））を溶解し、これにＳｉＣウィスカーを体積率０．０
５〜０．２％の範囲で均一に分散させ、６５０℃〜８０
０ ℃に保持しておく。
アルミニウム合金鋳物８種Ａ （ＪＩＳ：ＡＣ８Ａ（２
））を溶解し、これにＳｉＣウィスカーを体積率０．０
５〜０．２％の範囲で均一に分散させ、６５０℃〜８０
０ ℃に保持しておく。
次に、このＳｉＣウィスカーを分散させたアルミニウム
合金の溶湯４を、第２図に示すように下型１内のプリフ
ォーム３の上部へ注湯する。
合金の溶湯４を、第２図に示すように下型１内のプリフ
ォーム３の上部へ注湯する。
注湯後、少なくとも１０秒以内に第３図に示すように上
型バンチ５によって１００〜１００１００Ｏ／−の圧力
で加圧成形し、凝固後に脱型する。
型バンチ５によって１００〜１００１００Ｏ／−の圧力
で加圧成形し、凝固後に脱型する。
脱型されたピストンは第４図に示すようにピストンヘッ
ド部にはＳｉＣウィスカーを多量に混合した耐熱性１強
度の大なる材質のものが、またスカート部は要求される
耐摩耗性に見合った材質のものかえられる。
ド部にはＳｉＣウィスカーを多量に混合した耐熱性１強
度の大なる材質のものが、またスカート部は要求される
耐摩耗性に見合った材質のものかえられる。
実施例
アルミニウム合金（ＪＩＳ：ＡＣ８Ａ） １ ｋｇを７
５０ ℃で溶解したものに、β−５ｉＣウイスカー（径
０．５ ｔｔｍ 。
５０ ℃で溶解したものに、β−５ｉＣウイスカー（径
０．５ ｔｔｍ 。
長さ３０μｍ） １００ｇを添加し、充分攪拌してウィ
スカーを均一に分散させた。
スカーを均一に分散させた。
一方、前記β−３ｉＣウイスカーで径８Ｑｍｍ、厚さ１
０ｍｍの円板状のプリフォーム （体積率０．２）を形
成し、アルミニウム合金の溶湯が浸透し易いように、こ
れを７００ ℃に加熱した。
０ｍｍの円板状のプリフォーム （体積率０．２）を形
成し、アルミニウム合金の溶湯が浸透し易いように、こ
れを７００ ℃に加熱した。
さらに第１図〜第３図に示した下型、上型バンチをとも
に２５０ ℃に加熱しておく。
に２５０ ℃に加熱しておく。
下型の底部に前記加熱したプリフォームを置き、ただち
にウィスカーを分散させたアルミニウム合金を３００ｇ
流し込んだ。流し込み３秒後に、上型バンチで加圧を開
始し、２秒間で４０ｔｏｎ（８００ｋｇ／ｃｎ＋）まで
加圧した。３０秒間保持後、圧力を下げ、冷却後、脱型
して、第４図に示す形状のピストンをえた。
にウィスカーを分散させたアルミニウム合金を３００ｇ
流し込んだ。流し込み３秒後に、上型バンチで加圧を開
始し、２秒間で４０ｔｏｎ（８００ｋｇ／ｃｎ＋）まで
加圧した。３０秒間保持後、圧力を下げ、冷却後、脱型
して、第４図に示す形状のピストンをえた。
次に前記要領で製造したピストンと、在来品との比較テ
スト、即ち熱衝撃テストと摩耗テストとを次の要領でお
こなった。
スト、即ち熱衝撃テストと摩耗テストとを次の要領でお
こなった。
１） 熱衝撃テスト
ピストンヘッド部に対し、ガスバーナーで約３００℃に
２０秒間加熱したあと、水（１５℃）によって冷却を２
０秒間与えるという熱衝撃を加え、これを１サイクルと
して加熱・冷却を繰返しおこなった。
２０秒間加熱したあと、水（１５℃）によって冷却を２
０秒間与えるという熱衝撃を加え、これを１サイクルと
して加熱・冷却を繰返しおこなった。
従来品では、５０サイクルで変形が始まり、３００サイ
クルで殆どのピストンにクラックが発生した。
クルで殆どのピストンにクラックが発生した。
本発明に係る方法で製造したピストンは５００ サイク
ルでもクラックが発生しなかった。
ルでもクラックが発生しなかった。
２） 摩耗テスト
ピストン側面・スカート部の摩耗状況の比較をおこなっ
た。鋳鉄（Ｆｃ２５）のスリーブに挿入して往復運動を
与えた結果、本発明に係る方法で製造したピストンは従
来のピストンに比較してスカッフィング焼付開始時間が
２倍近くになり、耐摩耗性の向上が顕著にみられた。
た。鋳鉄（Ｆｃ２５）のスリーブに挿入して往復運動を
与えた結果、本発明に係る方法で製造したピストンは従
来のピストンに比較してスカッフィング焼付開始時間が
２倍近くになり、耐摩耗性の向上が顕著にみられた。
ｅ、 発明の効果
以上のように本発明に係るピストンの製造方法によれば
、ピストンヘッド部のように特に耐熱性などが要求され
る部分には、ウィスカーなどを多量に含有させるために
ウィスカーのプリフォームを設け、これを金型内に配置
するとともに、他のウィスカーなどを混合した溶湯をこ
の上方から注湯し、これを加圧成形して製品としである
。
、ピストンヘッド部のように特に耐熱性などが要求され
る部分には、ウィスカーなどを多量に含有させるために
ウィスカーのプリフォームを設け、これを金型内に配置
するとともに、他のウィスカーなどを混合した溶湯をこ
の上方から注湯し、これを加圧成形して製品としである
。
したがって耐熱性１強度を必要とするピストンヘッド部
にはその要求に適した材質のものを、また耐摩耗性が特
に要求されるスカート部には、それに見合った材質のも
のとしたピトスンが得られる。
にはその要求に適した材質のものを、また耐摩耗性が特
に要求されるスカート部には、それに見合った材質のも
のとしたピトスンが得られる。
第１図〜第３図は本発明に係るピストンの製造方法の製
造工程の説明図、第４図は製造されたピストンの説明図
、第５図はプリフォームの説明図である。 １・・・金型、 ３・・・プリフォーム
、４・・・溶湯、 ５・・・上型パンチ
。 特許出願人 鈴木自動車工業株式会社第４げ 第５図
造工程の説明図、第４図は製造されたピストンの説明図
、第５図はプリフォームの説明図である。 １・・・金型、 ３・・・プリフォーム
、４・・・溶湯、 ５・・・上型パンチ
。 特許出願人 鈴木自動車工業株式会社第４げ 第５図
Claims (1)
- 下型にウィスカーもしくは短繊維のプリフォームを配置
し、その上方よりウィスカーもしくは短繊維を均一に混
合した溶湯を注入後、直ちに上型にて加圧成形すること
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 |
|---|---|---|---|
| JP27348486A JPS63126661A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | ピストンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27348486A JPS63126661A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | ピストンの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63126661A true JPS63126661A (ja) | 1988-05-30 |
Family
ID=17528550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27348486A Pending JPS63126661A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | ピストンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63126661A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0864660A2 (en) | 1997-02-12 | 1998-09-16 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Piston for internal combustion engine and method for producing same |
| US5972071A (en) * | 1997-07-17 | 1999-10-26 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Aluminum alloy for piston and method for producing piston |
| US5992015A (en) * | 1996-05-20 | 1999-11-30 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Process for forming composite piston |
| US6032570A (en) * | 1998-04-10 | 2000-03-07 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Composite piston for machine |
| US6205836B1 (en) | 1998-07-09 | 2001-03-27 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing piston by forging and forging die |
| US6240827B1 (en) | 1997-04-10 | 2001-06-05 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Composite piston for reciprocating machine |
| US6363608B1 (en) | 1997-04-10 | 2002-04-02 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing piston |
| KR20030046044A (ko) * | 2001-12-04 | 2003-06-12 | 대우종합기계 주식회사 | 궤도몸체와 궤도핀의 제조방법 |
| US7829379B2 (en) | 2007-10-17 | 2010-11-09 | Analog Devices, Inc. | Wafer level stacked die packaging |
-
1986
- 1986-11-17 JP JP27348486A patent/JPS63126661A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5992015A (en) * | 1996-05-20 | 1999-11-30 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Process for forming composite piston |
| US6209446B1 (en) | 1996-05-20 | 2001-04-03 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Piston for internal combustion engine and process of making same |
| EP0864660A2 (en) | 1997-02-12 | 1998-09-16 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Piston for internal combustion engine and method for producing same |
| US6240827B1 (en) | 1997-04-10 | 2001-06-05 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Composite piston for reciprocating machine |
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| KR20030046044A (ko) * | 2001-12-04 | 2003-06-12 | 대우종합기계 주식회사 | 궤도몸체와 궤도핀의 제조방법 |
| US7829379B2 (en) | 2007-10-17 | 2010-11-09 | Analog Devices, Inc. | Wafer level stacked die packaging |
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