JPS6345355A - アルミニウム製コンプレツサ−ピストンの製造方法 - Google Patents

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］ 本発明はアルミニウム製コンプレッサーピストンの製造
方法に関し、さらに詳しくは、Ａｌ−５ｉ系耐摩耗性ア
ルミニウム合金を鍛造することによりアルミニウム製コ
ンプレッサーピストンを製造する方法に関する。

［従来技術］ 従来よりカークーラ一部材には、軽量化のためアルミニ
ウム合金が広く使用されている。

そして、コンプレッサーピストンには耐摩耗性と強度か
必要であるため、Ａｌ−Ｓｉ系合金を熱間鍛造すること
により製造されている。

しかして、このコンプレッサーピストンは熱間押出によ
って製作された丸棒を熱間鍛造して製造されるが、熱間
鍛造は鍛造前に素材を４００℃前後に加熱する必要があ
り、生産性が悪（、また、コストアップとなる。

Ｓ発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記に説明したようにアルミニウム合金を鍛造
してコンプレッサーピストンを製造する際の問題点に鑑
み、本発明者が鋭意研究を行った結果、耐摩耗性を有す
るＡｌ−Ｓｉ系合金を冷間鍛造してカークーラーコンプ
レッサーピストンを製造する方法を開光したのである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係るアルミニウム製コンプレッサーピストンの
製造方法は、 （１）　　Ｓ　ｉ　９．５〜１３．５ｗｔ％、Ｃｕ　３
．０〜５．０ｗｔ％、Ｍｇ　０．３〜１．０ｗｔ％ を含有し、残部ＡＩおよび不純物からなるアルミニウム
合金鋳塊を、コンプレッサーピストンの投影形状に近似
する断面形状に熱間押出成形し、その後、冷間鍛造を行
うことを特徴とするアルミニウム製コンプレッサーピス
トンの製造方法を第１の発明とし、 （２）　　Ｓｉ　９．５〜１３．５ｗｔ％、Ｃｕ　３．
０〜５．０ｗｔ％、Ｍｇ　０．３〜１．０ｗｔ％、Ｆｅ
　０．２〜０．５ｗｔ％、Ｍｎ　０．２〜０．５ｗｔ％ を含有し、残部Ａ１および不純物からなるアルミニウム
合金鋳塊を、コンプレッサーピストンの投影形状に近似
する断面形状に熱間押出成形し、その後、冷間鍛造を行
うことを特徴とするアルミニウム製コンプレッサーピス
トンの製造方法を第２の発明とする２つの発明よりなる
ものである。

本発明に係るアルミニウム製コンプレッサーピストンの
製造方法について以下詳細に説明する。

先ず、本発明に係るアルミニウム製コンプレッサーピス
トンの製造方法に使用するアルミニウム合金の含有成分
および含有割合について説明する。

Ｓｉは耐摩耗性と強度を付与するために必要な元素であ
り、含有量が９．５ｗｔ％未満ではコンプレッサーピス
トンに必要な耐摩耗性と強度を付与することができず、
また、含有量が１３．５ｗｔ％を越えて含有されると強
度が低下し、さらに、Ｓｉ含有量か多くなると押出性が
低下し、所謂、押割れが発生し、Ｓｉ含有量が１４ｖｔ
％以上であっても丸棒の押出は可能であるが鍛造性が低
下し、特に、異形断面の押出は不可能となる。よって、
Ｓｉ含有量は９．５〜１３．５ｗｔ％とする。

Ｃｕは強度、耐摩耗性を付与するのに必要な元素であり
、含有量が３．０ｗｔ％未満では強度、耐摩耗性が不足
し、また、５．０ｗｔ％を越えて含有されると押出およ
び鍛造が不可能となる。よって、Ｃｕ含有量は３．０〜
５．０ｗｔ％とする。

Ｍｇは強度を付与する元素であり、含有量が０．３ｖｔ
％未満ではこの効果は少なく、また、Ｍｇ含有量が多く
なると強度は高くなるが、含有量１．０ｖｔ％で飽和し
てしまい、１．０ｗｔ％を越えて含有されると押出と鍛
造が困難となる。よって、Ｍｇ含有量は０３〜１．０ｗ
ｔ％とする。

Ｆｅ、Ｍｎは耐摩耗性を補う元素であり、含有量が０．
２ｖｔ％未満ではこの効果は少なく、また、０．５ｗｔ
％を越えて含有されるとＭｎ−Ｆｅ系の巨大品出物が生
成して効果的でない。よって、Ｆｅ含有１は０．２−０
．５ｗｔ％、Ｍｎ含有量は０．２〜０．５ｗｔ％とする
。

次ぎに、本発明に係るアルミニウム製コンプレッサーピ
ストンの製造方法における冷間鍛造について説明する。

第１図はコンプレッサーピストンの斜視図で、第２図は
第１図（ａ）−（ａ’　）断面図である。

丸棒から製造する従来法では、（イ）の部分の減面率（
次式（１）で示される値）が７０％以上となり、変形量
が大きいため、熱間鍛造でなくては製作できず、冷間鍛
造では素材の変杉能か不足し、鍛造割れが発生していた
。

減面率＝ （丸棒索材断面積−製品断面積）／丸棒素材断面×１０
０・・（１） しかし、本発明に係るアルミニウム製コンプレッサーピ
ストンの製造方法では、製品の投影形状と同じである第
２図に近似の断面形状の熱間押出材（第３図）を切断し
、これを素材として鍛造を行うのである。

これによって、部位（−ｒ）の減面率は２０％以下とな
り、従って、減面率が小さいため冷間鍛造が可能となる
。

なお、第４図は丸棒から鍛造する場合の素材断面図、第
５図はピストン製品（イ）部の断面図、第６図は本発明
に係るアルミニウム製コンプレッサーピストンの製造方
法により製作された鍛造素材の断面図（部位（イ）相当
部位）を示す。

し実　施　例コ 本発明に係るアルミニウム製コンプレッサーピストンの
製造方法の実施例を説明する。

実施例 第１表に示す含有成分および含有割合のアルミニウム合
金を通常の方法により製造し、耐摩耗性、強度、押出性
、鍛造性を調査し、第１表に示しである。

押出性は通常の方法で溶製した２４５φのアルミニウム
合金鋳塊を第３図の形状に押出し、第３図の（ロ）の部
の割れの有無によって評価した。押出温度３６０℃で間
接押出を行った。

第１表において、 ・耐摩耗性：大越式試験機により試験を行った。比摩耗
量で比較し、値が小 さい方が耐摩耗性が良好である。

・引張強さ：Ｔ６（４９５℃Ｘ３（ｌａｉｎ−＋水冷−
１７０℃×９時間）材で比較。

・押出性　　・○　全く割れの無いもの、△　微少な割
れが生じたもの Ｘ　大きな割れか生じたもの ・冷間鍛造性二〇　割れの無いもの Ｘ　割れが発生したもの ・鍛造性　：第１図の製品に冷間鍛造し、割れの発生有
無により評価した。

である。

この第１表より、本発明に係るアルミニウム製コンプレ
ッサーピストンの製造方法により得られたコンプレッサ
ーピストンＮｏ、　１−Ｎｏ、　５は、耐摩耗性、強度
、押出性は良好で、冷間鍛造ら可能であった。

比較材Ｎｏ、６、Ｎｏ、９は押出性と冷間鍛造性は良好
であるが、強度が不足し、また、比較材Ｎｏ。

７、Ｎ０１８は押出および冷間鍛造時に割れが発生した
。

別に、第１表のＮｏ、２の材料で２８φの丸棒を押出し
く断面第４図）、これを第１図の形状に冷間鍛造したが
、部位（イ）に割れが発生し、製品とはならなかった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るアルミニウム製コン
プレッサーピストンの製造方法は上記の構成であるから
、押出性、冷間鍛造性、耐摩耗性および強度が良好で、
カークーラーのコンプレッサーピストンとして極めて優
れた製品が得られるという効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はコンプレッサーピストンの斜視図、第２図は第
１図の（ａ）−（ａ’　）断面図、第３図はコンプレッ
サーピストンの投影形状に近似する断面形状の押出材の
斜視図、第４図は丸棒から鍛造する場合の素材断面図、
第５図はピストン製品の（イ）部の断面図、第６図は本
発明に係るアルミニウム製コンプレッサーピストンの製
造方法により製作されたコンプレッサーピストンの（イ
）部に相当する鍛造素材の断面図である。 、へ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｓｉ９．５〜１３．５ｗｔ％、Ｃｕ３．０〜５．
   ０ｗｔ％、Ｍｇ０．３〜１．０ｗｔ％ を含有し、残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム
   合金鋳塊を、コンプレッサーピストンの投影形状に近似
   する断面形状に熱間押出成形し、その後、冷間鍛造を行
   うことを特徴とするアルミニウム製コンプレッサーピス
   トンの製造方法。
2. （２）Ｓｉ９．５〜１３．５ｗｔ％、Ｃｕ３．０〜５．
   ０ｗｔ％、Ｍｇ０．３〜１．０ｗｔ％、Ｆｅ０．２〜０
   ．５ｗｔ％、Ｍｎ０．２〜０．５ｗｔ％ を含有し、残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム
   合金鋳塊を、コンプレッサーピストンの投影形状に近似
   する断面形状に熱間押出成形し、その後、冷間鍛造を行
   うことを特徴とするアルミニウム製コンプレッサーピス
   トンの製造方法。