JPS63243248A - 耐摩耗性マグネシウム合金鋳造品の製造方法 - Google Patents
耐摩耗性マグネシウム合金鋳造品の製造方法Info
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- JPS63243248A JPS63243248A JP7598687A JP7598687A JPS63243248A JP S63243248 A JPS63243248 A JP S63243248A JP 7598687 A JP7598687 A JP 7598687A JP 7598687 A JP7598687 A JP 7598687A JP S63243248 A JPS63243248 A JP S63243248A
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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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、産業用機械や車両等、特に耐摩耗性と軽量化
を要求される部品およびその製造方法に関するものであ
る。
を要求される部品およびその製造方法に関するものであ
る。
〈従来の技術〉
自動車や自動二輪車などの内燃機関やその他の汎用内燃
機関に用いられるシリンダーとして、特にその内面を構
成する材料としては、耐摩耗性等の見地から、例えばＦ
ｅ１２などの鋳鉄材が採用され、また、このようなシリ
ンダーを軽量化して省エネルギーを図るため、シリンダ
ー・ブロックをアルミニウム合金等で造り、その内側に
ライナーとして前記鋳鉄材を装着することが行われてい
る。
機関に用いられるシリンダーとして、特にその内面を構
成する材料としては、耐摩耗性等の見地から、例えばＦ
ｅ１２などの鋳鉄材が採用され、また、このようなシリ
ンダーを軽量化して省エネルギーを図るため、シリンダ
ー・ブロックをアルミニウム合金等で造り、その内側に
ライナーとして前記鋳鉄材を装着することが行われてい
る。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、上記のような鋳鉄製によるものは、重量
が大であって好ましいものとはなし得ない。また、軽量
化を計るべくアルミニウム合金製ブロックに上記したよ
うな鋳鉄製ライナーを用いたものにおいても、その軽量
化は不十分であり、しかも両部材の熱膨張差によフて接
合界面に空隙を発生し易く、それによって摺動ライナー
而の冷却が不十分となってピストンとの焼き付きを発生
し易いなどの問題点を有してしている。
が大であって好ましいものとはなし得ない。また、軽量
化を計るべくアルミニウム合金製ブロックに上記したよ
うな鋳鉄製ライナーを用いたものにおいても、その軽量
化は不十分であり、しかも両部材の熱膨張差によフて接
合界面に空隙を発生し易く、それによって摺動ライナー
而の冷却が不十分となってピストンとの焼き付きを発生
し易いなどの問題点を有してしている。
本発明は上記状況に鑑み、機械、車両等の摺動部、特に
内燃機関における軽量化と耐摩耗性に優れた製品を提供
することを目的とするものである。
内燃機関における軽量化と耐摩耗性に優れた製品を提供
することを目的とするものである。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明に係る耐摩耗性マグネシウム合金鋳造品は、平均
粒径１〜５０μｍのアルミナ粒子０．５〜１０重量％を
マグネシウム合金に配合分散させて鋳造してなることを
特徴とするものであり、かかる耐摩耗性マグネシウム合
金鋳造品は、上記合金溶湯を、鋳造湯口における流入速
度を３５ ｍ７ ｓｅｃ以上としてダイカスト鋳造する
ことにより製造される。
粒径１〜５０μｍのアルミナ粒子０．５〜１０重量％を
マグネシウム合金に配合分散させて鋳造してなることを
特徴とするものであり、かかる耐摩耗性マグネシウム合
金鋳造品は、上記合金溶湯を、鋳造湯口における流入速
度を３５ ｍ７ ｓｅｃ以上としてダイカスト鋳造する
ことにより製造される。
即ち、マグネシウム合金中に特定粒子径のアルミナ粒子
を所定範囲内で含有せしめダイカスト鋳造することによ
り、軽量性を確保し、しがも耐摩耗性に浸れ、機械的強
度や切削加工性などに悪影響を及ぼすことのない鋳造品
を得るものである。
を所定範囲内で含有せしめダイカスト鋳造することによ
り、軽量性を確保し、しがも耐摩耗性に浸れ、機械的強
度や切削加工性などに悪影響を及ぼすことのない鋳造品
を得るものである。
本発明に用いられるマグネシウム合金としては、アルミ
ニウムが３〜６％、シリコンが０．５〜４％含むことが
必要であり、このような組成とすることにより、内部品
質、外観品質共に健全で熱処理が可能な製品が得られる
。すなわち、アルミニウム度・を３％以上とすることで
、合金の融点を下げて溶湯の酸化を防ぎ、６％以下とす
ることで鋳造割れを防止する。また、シリコン濃度を０
．５％以上とすることで湯じわ、湯ざかいなどを防いて
外観及び内部品質を向上させ、４％以下とすることで伸
び、衝撃値などの靭性の低下を防止する。
ニウムが３〜６％、シリコンが０．５〜４％含むことが
必要であり、このような組成とすることにより、内部品
質、外観品質共に健全で熱処理が可能な製品が得られる
。すなわち、アルミニウム度・を３％以上とすることで
、合金の融点を下げて溶湯の酸化を防ぎ、６％以下とす
ることで鋳造割れを防止する。また、シリコン濃度を０
．５％以上とすることで湯じわ、湯ざかいなどを防いて
外観及び内部品質を向上させ、４％以下とすることで伸
び、衝撃値などの靭性の低下を防止する。
上記組成であればマグネシウム合金としては特に限定す
るものではないが、ＪＩＳ ＩＩ ５２０３に規定され
るようなダイカスト合金、または他のダイカスト可能な
マグネシウム合金が用いられる。
るものではないが、ＪＩＳ ＩＩ ５２０３に規定され
るようなダイカスト合金、または他のダイカスト可能な
マグネシウム合金が用いられる。
上記合金に含有されるアルミナ粒子としては平均粒径が
１〜５０μｍのアルミナ粒子である。この様な粒子径の
アルミナの含有量としては、０．５〜１０重量％であっ
て、この範囲内であれば、ダイカスト法により極めて良
好な粒子分散性が得られる。添加量が０．５重量％未満
では粒子による補強効果が十分でなく、一方１０重量％
を超えると粒子含有マグネシウム合金溶湯の流動性が極
端に低下し鋳造が困難になる。アルミナ粒子の品質につ
いては特に限定するものではないが、仕上げ研磨など・
に用いられる市販の白色電融アルミナなどが使われる。
１〜５０μｍのアルミナ粒子である。この様な粒子径の
アルミナの含有量としては、０．５〜１０重量％であっ
て、この範囲内であれば、ダイカスト法により極めて良
好な粒子分散性が得られる。添加量が０．５重量％未満
では粒子による補強効果が十分でなく、一方１０重量％
を超えると粒子含有マグネシウム合金溶湯の流動性が極
端に低下し鋳造が困難になる。アルミナ粒子の品質につ
いては特に限定するものではないが、仕上げ研磨など・
に用いられる市販の白色電融アルミナなどが使われる。
また、添加するアルミナ粒子の大きさとしてはその平均
粒子径が１〜５０μｍの範囲内であって、１μｍ以下の
場合には十分な耐摩耗性が得られず、５０μｍ以上の場
合には、引張試験における伸びに表れるような材料の延
性が失われ、また切削工具の摩耗または破損などが生じ
、機械加工性に悪影響を与える。
粒子径が１〜５０μｍの範囲内であって、１μｍ以下の
場合には十分な耐摩耗性が得られず、５０μｍ以上の場
合には、引張試験における伸びに表れるような材料の延
性が失われ、また切削工具の摩耗または破損などが生じ
、機械加工性に悪影響を与える。
本発明に係る耐摩耗性鋳造品の製造方法としては、適宜
の方法で実施し得るが、好ましい方法としては、まず始
めに第１図に示すような電気炉内のるつぼ（１）に中に
溶解した上述のマグネシウム合金（２）を撹拌子（３）
で５０〜２０ Ｏｒ、ｐ、ｍの回転数で撹拌しながら前
述のアルミナ粒子（４）を添加し、１０〜５０重量％の
アルミナ粒子分散マグネシウム合金（ハードナー）を作
る。なお、蓋を通してガス導入管（５）が設けられ、Ｍ
８合金の酸化防止のため、ＳＦｅガスが炉内に導入され
る。
の方法で実施し得るが、好ましい方法としては、まず始
めに第１図に示すような電気炉内のるつぼ（１）に中に
溶解した上述のマグネシウム合金（２）を撹拌子（３）
で５０〜２０ Ｏｒ、ｐ、ｍの回転数で撹拌しながら前
述のアルミナ粒子（４）を添加し、１０〜５０重量％の
アルミナ粒子分散マグネシウム合金（ハードナー）を作
る。なお、蓋を通してガス導入管（５）が設けられ、Ｍ
８合金の酸化防止のため、ＳＦｅガスが炉内に導入され
る。
次にダイカスト鋳造時には、そのハードナーを所定の合
金中に添加して０．５〜１０重量％のアルミナ粒子が分
散したマグネシウム合金溶湯を得る。この溶湯を酸素で
置換したキャビティー内に流動注入し、無孔性ダイカス
ト鋳造を行なう。このダイカスト鋳造における湯口部で
の溶融体の流入速度を３５ ｍ／ｓｅｃ以上、好ましく
は５０ ｍ／ｓｅｃ以上とすることが適切である。これ
によりアルミナ粒子の好ましい均一分散状態を形成し、
的確に均質な特性分布を有する製品が得られる。流入速
度の上限はダイカストとして１５０ ｍ／ｓｅｃ程度で
ある。湯口部の溶融体の流入速度が３５ ｍ／ｓｅｅ未
満であると、溶融体中で凝集体状に浮遊し存在するアル
ミナ粒子が解砕されず、従ってマトリックス中に粒子が
均一に分散した鋳造品を得ることが困難となる。また、
溶湯と酸素との反応が不十分となり、ガス孔などの欠陥
が生じ内部品質を低下させる。
金中に添加して０．５〜１０重量％のアルミナ粒子が分
散したマグネシウム合金溶湯を得る。この溶湯を酸素で
置換したキャビティー内に流動注入し、無孔性ダイカス
ト鋳造を行なう。このダイカスト鋳造における湯口部で
の溶融体の流入速度を３５ ｍ／ｓｅｃ以上、好ましく
は５０ ｍ／ｓｅｃ以上とすることが適切である。これ
によりアルミナ粒子の好ましい均一分散状態を形成し、
的確に均質な特性分布を有する製品が得られる。流入速
度の上限はダイカストとして１５０ ｍ／ｓｅｃ程度で
ある。湯口部の溶融体の流入速度が３５ ｍ／ｓｅｅ未
満であると、溶融体中で凝集体状に浮遊し存在するアル
ミナ粒子が解砕されず、従ってマトリックス中に粒子が
均一に分散した鋳造品を得ることが困難となる。また、
溶湯と酸素との反応が不十分となり、ガス孔などの欠陥
が生じ内部品質を低下させる。
なお、上述のようにハードナーを使用した方法でも、ダ
イカスト時に鋳造機の手元炉で直接溶湯を撹拌しながら
アルミナを添加してもよい。
イカスト時に鋳造機の手元炉で直接溶湯を撹拌しながら
アルミナを添加してもよい。
本発明により１８００ｃｃ自動車エンジン用シリンダー
・ライナーをダイカスト鋳造した例では、６４０℃に溶
解保持したＭ３−４ＸＡＩ−１工Ｓｉ合金に平均粒径２
０μｍのアルミナ粒子を添加しアルミナ粒子２５重量％
のハードナーを造り、このハードナーをダイカスト鋳造
機の手元炉で溶解したマグネシウム合金中に添加し、ア
ルミナ粒子３重量％を分散したマグネシウム合金溶湯と
した。この溶湯をダイカスト鋳造機のスリーブに注湯し
、注湯温度６５０〜８００℃、ゲート速度６０ ｍ／ｓ
ｅｃ曲後で酸素雰囲気ダイカスト鋳造を行なった。
・ライナーをダイカスト鋳造した例では、６４０℃に溶
解保持したＭ３−４ＸＡＩ−１工Ｓｉ合金に平均粒径２
０μｍのアルミナ粒子を添加しアルミナ粒子２５重量％
のハードナーを造り、このハードナーをダイカスト鋳造
機の手元炉で溶解したマグネシウム合金中に添加し、ア
ルミナ粒子３重量％を分散したマグネシウム合金溶湯と
した。この溶湯をダイカスト鋳造機のスリーブに注湯し
、注湯温度６５０〜８００℃、ゲート速度６０ ｍ／ｓ
ｅｃ曲後で酸素雰囲気ダイカスト鋳造を行なった。
得られたシリンダー・ライ゛ナーは外径９９１ＩＩＩｌ
ｌ、内径９２龍、長さ１１３ｍｍの筒状体で、一端に外
径１０６關、厚さ３．５ｎ＋ｍの鍔部を有するものであ
って、ピンホールのない鋳肌のものが得られ、またアル
ミナ粒子は合金マトリックス中に均一に分散していた。
ｌ、内径９２龍、長さ１１３ｍｍの筒状体で、一端に外
径１０６關、厚さ３．５ｎ＋ｍの鍔部を有するものであ
って、ピンホールのない鋳肌のものが得られ、またアル
ミナ粒子は合金マトリックス中に均一に分散していた。
実施例
本発明による実施例としてｈ−４ＸＡＩ−ＩＸｓｉ合金
に平均粒径２０μｍのアルミナ粒子を１重量％（試料Ａ
）、３重量％（試料Ｂ）、５重量％（試料Ｃ）。
に平均粒径２０μｍのアルミナ粒子を１重量％（試料Ａ
）、３重量％（試料Ｂ）、５重量％（試料Ｃ）。
１０重量％（試料Ｄ）各含有させたもの、比較例として
、上記マグネシウム合金にアルミナを添加しないものく
試料Ｅ）、ダイカスト用アルミニウム合金（ＡＤＣ１２
） （試料Ｆ）について各無孔性ダイカスト鋳造したし
たもの、高シリコン耐摩耗性アルミニウム合金（＾３９
０） （試料Ｇ）及び鋳鉄材（ＦＣ２５） （、試
料Ｈ）について、それぞれ板状の試験片を鋳造した。
、上記マグネシウム合金にアルミナを添加しないものく
試料Ｅ）、ダイカスト用アルミニウム合金（ＡＤＣ１２
） （試料Ｆ）について各無孔性ダイカスト鋳造したし
たもの、高シリコン耐摩耗性アルミニウム合金（＾３９
０） （試料Ｇ）及び鋳鉄材（ＦＣ２５） （、試
料Ｈ）について、それぞれ板状の試験片を鋳造した。
上記試験片に対する相手材として硬質クロムめっきをし
た鋼（ＳＣＲ４２０）を用い、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ”
、摺動速度３０ｎ＋／ｗｉｎ、摺動距離５０００ｍの
フリクトロン摩擦摩耗試験を室温条件下で機械油中で実
施した。結果を第２図に示す。
た鋼（ＳＣＲ４２０）を用い、面圧１５０ｋｇ／ｃｍ”
、摺動速度３０ｎ＋／ｗｉｎ、摺動距離５０００ｍの
フリクトロン摩擦摩耗試験を室温条件下で機械油中で実
施した。結果を第２図に示す。
即ち、本発明によるものは、１重量％のアルミナの添加
で摩耗量が４ｍｇ前後と添加のないものの２分の１程度
に低減し、鋳鉄（ＦＣ２５）による比較材と同等以上の
耐摩耗性を示した。
で摩耗量が４ｍｇ前後と添加のないものの２分の１程度
に低減し、鋳鉄（ＦＣ２５）による比較材と同等以上の
耐摩耗性を示した。
発明の効果
本発明によれば、軽量でかつ耐摩耗性に優れた鋳造品が
得られ、特に自動車や自動二輪車などの内燃機関や、そ
の他の汎用内燃機関に用いられるシリンダー用として非
常に有用である。
得られ、特に自動車や自動二輪車などの内燃機関や、そ
の他の汎用内燃機関に用いられるシリンダー用として非
常に有用である。
第１図は本発明に適用されるアルミナ含有ハードナー製
造装置の縦断面図で、第２図は本発明実施例と比較例試
験片の摩耗試験における摩耗量を示す図面である。 （１）・・・るつぼ、（２）・・・マグネシウム合金、
（３）・・・撹拌子、（４）・・・アルミナ、（５）・
・・ガス導入管。
造装置の縦断面図で、第２図は本発明実施例と比較例試
験片の摩耗試験における摩耗量を示す図面である。 （１）・・・るつぼ、（２）・・・マグネシウム合金、
（３）・・・撹拌子、（４）・・・アルミナ、（５）・
・・ガス導入管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、平均粒径１〜５０μｍのアルミナ粒子０．５〜１０
重量％をマグネシウム合金に配合分散させ鋳造してなる
耐摩耗性マグネシウム合金鋳造品。 ２、前記マグネシウム合金が３〜６重量％のアルミニウ
ムと０．５〜４重量％のシリコンを含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の耐摩耗性マグネシウム合
金鋳造品。 ３、前記耐摩耗性マグネシウム合金鋳造品がアルミニウ
ム合金またはマグネシウム合金製シリンダー・ブロック
用ライナーである特許請求の範囲第２項記載の耐摩耗性
マグネシウム合金鋳造品。 ４、平均粒径１〜５０μｍのアルミナ粒子０．５〜１０
重量％をマグネシウム合金に配合分散させた溶湯を、鋳
造湯口における流入速度を３５ｍ／ｓｅｃ以上としてダ
イカスト鋳造することを特徴とする耐摩耗性マグネシウ
ム合金鋳造品の製造方法。 ５、前記ダイカスト鋳造において、鋳造直前にキャビテ
ィー内を酸素ガスで置換して行なうことを特徴とする特
許請求の範囲第４項記載の耐摩耗性マグネシウム合金鋳
造品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7598687A JPS63243248A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 耐摩耗性マグネシウム合金鋳造品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7598687A JPS63243248A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 耐摩耗性マグネシウム合金鋳造品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63243248A true JPS63243248A (ja) | 1988-10-11 |
| JPH0465138B2 JPH0465138B2 (ja) | 1992-10-19 |
Family
ID=13592095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7598687A Granted JPS63243248A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 耐摩耗性マグネシウム合金鋳造品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63243248A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5763109A (en) * | 1995-02-28 | 1998-06-09 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Metal matrix composite and process for producing the same |
| JP2009174008A (ja) * | 2008-01-24 | 2009-08-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マグネシウム合金板材 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS624843A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-10 | Kobe Steel Ltd | 繊維強化金属複合材料の製造方法 |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP7598687A patent/JPS63243248A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS624843A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-10 | Kobe Steel Ltd | 繊維強化金属複合材料の製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5763109A (en) * | 1995-02-28 | 1998-06-09 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Metal matrix composite and process for producing the same |
| JP2009174008A (ja) * | 2008-01-24 | 2009-08-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マグネシウム合金板材 |
| CN101925682A (zh) * | 2008-01-24 | 2010-12-22 | 住友电气工业株式会社 | 镁合金板材 |
| US8852363B2 (en) | 2008-01-24 | 2014-10-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Magnesium alloy sheet material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0465138B2 (ja) | 1992-10-19 |
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