KR100939950B1

KR100939950B1 - 인서트 주조용 부품, 실린더 블록, 인서트 주조용 부품상의 피복 형성 방법, 및 실린더 블록 제조 방법

Info

Publication number: KR100939950B1
Application number: KR1020087003188A
Authority: KR
Inventors: 노리타카 미야모토; 마사키 히라노; 도시히로 다카미; 고우헤이 시바타; 노부유키 야마시타; 도시히로 미하라; 기이치로 사이토; 마사미 호리고메; 다카시 사토
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2010-02-04
Also published as: RU2008104772A; JP2007015005A; JP4452661B2; CN101218428B; RU2375146C2; WO2007007826A1; BRPI0612790A2; CN101218428A; US20070009669A1; BRPI0612790B1; EP1902210B1; EP1902210B8; EP1902210A1; US7513236B2; KR20080027930A

Abstract

기본 금속상과 분산 금속상을 포함하는 용사층 또는 불균일층에 의해 라이너 외부면이 피복된다. 주조 중에, 액체 금속이 분산 금속상으로부터 용사층으로 들어가 가상의 식물 뿌리 상태로 응고된다. 따라서, 실린더 블록의 표면이 실린더 라이너의 표면에 단단하게 고정된다. 이 경우에, 액체 금속이 표면층에 단순히 접촉하기만 하는 종래 기술에 비해, 실린더 블록과 실린더 라이너 사이에서 강한 접합력이 발생되고, 높은 열전도성이 얻어진다.

Description

인서트 주조용 부품, 실린더 블록, 인서트 주조용 부품 상의 피복 형성 방법, 및 실린더 블록 제조 방법{INSERT CASTING COMPONENT, CYLINDER BLOCK, METHOD FOR FORMING COATING ON INSERT CASTING COMPONENT, AND METHOD FOR MANUFACTURING CYLINDER BLOCK}

본 발명은 주조용 금속으로 인서트 주조된 외부면을 가지는 인서트 주조용 부품, 인서트 주조용 부품에서의 피복 형성 방법, 인서트 주조용 부품을 실린더 라이너로 사용하는 실린더 블록, 및 실린더 블록 제조 방법에 관한 것이다.

인서트 주조용 부품의 역할을 하는 실린더 라이너를 주조용 금속으로 실린더 블록과 일체화하기 위해서 인서트 주조가 수행된다. 실린더 라이너는 실린더 블록 내에서 실린더 보어를 형성한다. 실린더 보어의 원형을 유지하기 위해서, 실린더 라이너의 외부면과 실린더 블록 사이에서 강한 접합력이 생기는 것이 중요하다.

또한, 실린더 라이너의 외부면과 실린더 블록 사이의 강한 접합력을 발생시키기 위해서 실린더 라이너의 외부면의 특성을 조정하는 것이 매우 중요하다. 따라서, 일본 실용신안 공개공보 제53-163405호는 실린더 라이너의 외부면을 용사층 (sprayed layer) 으로 피복하는 것을 제안한다. 일본 실용신안 공개공보 제 53-163405호에서, 금속 입자가 실린더 라이너의 외부면에 구멍을 형성하는 불규칙한 방식으로 실린더 라이너의 외부면에 부착된다. 주조 중에 액체 금속이 구멍으로 흘러들어간다. 이것은 실린더 라이너의 외부면과 실린더 블록 사이의 강한 접합력을 발생시키는 앵커링 (anchoring) 효과를 가져온다.

일본 특허 공개공보 제2003-53508호는 샷 피닝 (shot peening), 플라즈마 용사 (plasma spray) 등을 수행함으로써, 실린더 라이너의 외부면에 저융점 재료를 피복하는 야금학적인 적용을 제안한다. 이것은 실린더 라이너의 외부면 상의 산화막의 형성을 저지하고, 실린더의 외부면과 실린더 블록 사이의 부착력을 향상시킨다.

일본 특허 공개공보 제2003-120414호는 피스톤의 상사점 영역과 하사점 영역에서 실린더 라이너의 외부면 상에 알루미늄 합금의 활성화층의 형성을 제안한다.

이것은 금속으로 실린더 라이너를 크랭크케이스에 접합시킨다.

내연 기관은 출력의 증가와 함께 경량화되어 왔다. 그 결과, 실린더 보어 사이의 간격이 더 좁아지고 있다. 따라서, 주조용 금속으로 실린더 라이너를 인서트 주조함으로써 형성되는 실린더 블록에 대해서, 실린더 라이너와 실린더 블록 사이의 접합력이 더 증가될 필요가 있다.

일본 실용신안 공개공보 제53-163405호에서, 주조 중에 액체 금속을 받기 위해 홈이 실린더 라이너의 외부면에 형성된다. 따라서, 실린더 블록이 홈에서 실린더 라이너의 외부면에 고정된다. 그러나, 액체 금속이 실린더 라이너의 외부면에 접촉하기만 하기 때문에, 실린더 라이너의 외부면에서 홈에 고정되는 것은 한계가 있다. 따라서, 실린더 라이너의 외부면에서 단지 홈 만으로는 충분한 접합력을 얻을 수 없다.

일본 특허 공개공보 제2003-53508호에서, 저융점을 가지는 피복이 실린더 라이너의 외부면에 적용된다. 주조 중에, 상기 피복이 액체 금속과 접촉한다. 이것이 열적 효과를 발생시키고, 피복을 융합시켜, 그에 의해 충분한 금속 접합을 얻는다. 그러나, 전체 피복이 단지 저융점 재료로만 전부 형성된다. 이것은 액체 금속을 균일막과 접촉시키는 것을 통해 열전도성, 충분한 접합력을 향상시킨다.

일본 특허 공개공보 제2003-120414호에서, 실린더 라이너보다 낮은 융점을 가지는 활성화층이 형성된다. 그러나, 활성화층은 균일한 알루미늄 합금으로 형성된다. 따라서, 활성화층의 표면을 용융시키는 것 만에 의해서는 충분한 접합력을 얻을 수 없다.

본 발명의 목적은, 인서트 주조용 부품의 표면층의 역할을 하는 금속층과 실린더 블록을 형성하는 주조용 금속 사이에서 더 큰 접합력이 발생하도록, 주조용 금속으로 인서트 주조된 외부면을 가지는 실린더 라이너 등의 인서트 주조용 부품을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 태양은 주조용 금속으로 인서트 주조된 외부면을 포함하는 인서트 주조용 부품이다. 상기 외부면은 불균일 금속층의 피복을 가진다. 상기 불균일 금속층은 기본 금속상 내에 하나 이상의 분산 금속상을 포함한다. 하나 이상의 분산 금속상이 기본 금속상 및 주조용 금속의 융점보다 낮은 융점을 가지는 금속으로 이루어진 저융점 금속상이다.

본 발명의 또 다른 태양은 주조용 금속으로 인서트 주조된 외부면을 포함하는 실린더 라이너를 가지는 실린더 블록이다. 상기 외부면은 불균일 금속층의 피복을 가진다. 상기 불균일 금속층은 기본 금속상 내에 하나 이상의 분산 금속상을 포함한다. 하나 이상의 분산 금속상이 기본 금속상 및 주조용 금속의 융점보다 낮은 융점을 가지는 금속으로 이루어진 저융점 금속상이다.

본 발명의 다른 태양은 주조용 금속으로 인서트 주조된 외부면을 포함하는 인서트 주조용 부품 상의 피복 형성 방법이다. 상기 방법은 상기 주조용 금속의 융점보다 낮은 융점을 가지는 저융점 금속 재료 및 상기 저융점 금속 재료의 융점보다 높은 융점을 가지는 고융점 금속 재료를 포함하는 복수 종류의 금속 재료를 상기 외부면에 동시에 용사 (spraying) 하는 단계, 및 상기 저융점 금속 재료로 이루어진 저융점 금속상이 상기 고융점 금속 재료로 이루어진 고융점 금속상 내에 분산되는 불균일 금속층을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 태양 및 이점은 첨부된 도면과 함께 본 발명의 원리를 예로써 설명하는 이하의 설명으로부터 자명하다.

본 발명 및 그 목적과 이점은, 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시형태의 이하의 설명을 참고하여 가장 잘 이해될 수 있다.

도 1A 는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 실린더 라이너의 전체 구조를 도 시하는 사시도이다.

도 1B 는 실린더 라이너의 표면의 부근을 도시하는 단면의 부분 확대도이다.

도 2A 는 실린더 블록의 실린더 라이너 부근을 도시하는 부분 사시도이다.

도 2B 는 실린더 블록의 실린더 라이너 부근을 도시하는 부분 단면도이다.

도 3 은 실린더 블록의 형성 시의 용사층 부근을 도시하는 단면의 부분 확대도이다.

도 4 는 실린더 블록의 형성 시의 용사층 부근을 도시하는 단면의 부분 확대도이다.

도 5 는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 실린더 라이너의 표면 부근을 도시하는 단면의 부분 확대도이다.

도 6 은 실린더 라이너를 제조하는 공정을 도시하는 순서도이다.

도 7 은 실린더 라이너를 제조하는 공정을 도시하는 설명도이다.

도 8 은 주조용 주형에 수축 오목 구멍을 형성하는 공정을 도시하는 설명도이다.

도 9 는 실린더 블록의 형성 시의 용사층 부근을 도시하는 확대 단면도이다.

도 10 은 실린더 블록의 형성 시의 용사층 부근을 도시하는 확대 단면도이다.

도 11 은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 전기 아크 용사 공정을 도시하는 설명도이다.

도 12A 는 본 발명의 제 2 및 제 4 실시형태에서의 실린더 라이너의 외부면 에 형성되는 돌기의 형상을 도시하는 등고선도이다.

도 12B 는 제 2 및 제 4 실시형태에서의 실린더 라이너의 외부면과 돌기의 높이 사이의 관계를 도시하는 도표이다.

도 13A 는 제 2 및 제 4 실시형태에서의 실린더 라이너의 외부면에 형성되는 돌기의 형상을 도시하는 등고선도이다.

도 13B 는 제 2 및 제 4 실시형태에서의 실린더 라이너의 외부면에 형성되는 돌기의 형상을 도시하는 등고선도이다.

[제 1 실시형태]

이하, 도 1 내지 도 4 를 참조하여 본 발명의 제 1 실시형태를 설명한다.

<실린더 라이너 (2) 의 구조>

도 1A 에 도시되었듯이, 실린더 라이너 (2) 의 주체 (2a) 는 주철로 이루어진 원통형 본체이다. 실린더 라이너 주체 (2a) 의 외부면 (6) (이하, "라이너 외부면" 이라 한다) 에는 용사층 (8) 이 형성된다. 주조 중에 실린더 라이너 (2) 를 실린더 블록 (4) 에 야금학적으로 접합시키기 위한 용사층 (8) 이 라이너 외부면 (6) 에 배치된다.

주철의 조성은 내마모성, 내소착성, 및 가공성을 고려하여 이하와 같이 정해지는 것이 바람직하다.

T.C : 2.9 ~ 3.7 질량%

Si : 1.6 ~ 2.8 질량%

Mn : 0.5 ~ 1.0 질량%

P : 0.05 ~ 0.4 질량%

나머지는 Fe 다.

필요하다면, 이하의 조성이 추가될 수 있다.

Cr : 0.05 ~ 0.4 질량%

B : 0.03 ~ 0.08 질량%

Cu : 0.3 ~ 0.5 질량%

<용사층 (8) 의 구조>

도 1B 에 도시되었듯이, 실린더 라이너 주체 (2a) 를 덮는 용사층 (8) 은 분산 상태로 복수의 금속상 (본 실시형태에서 두 개의 금속상) 을 포함하는 불균일 금속층이다. 용사층 (8) 은 고융점 금속 재료 (알루미늄 또는 알루미늄 합금) 로 이루어지는 기본 금속상 (8a) (고융점 금속상 및 높은 열전도성 금속상에 대응) 을 주로 포함한다. 기본 금속상 (8a) 은 저융점 금속 재료 (아연 또는 아연 합금) 로 이루어지는 분산 금속상 (8b) (저융점 금속상에 대응) 을 포함한다. 분산 금속상 (8b) 은 각각 무정형의 섬 형상을 가지고 전체 기본 금속상 (8a) 내에 분포한다.

<용사층 (8) 의 형성>

라이너 외부면 (6) 에 용사층 (8) 을 형성하는 경우에, 조면화 장치 (블래스트 처리 장치 또는 물 분사 장치) 가 라이너 외부면 (6) 에 조면화 처리를 수행한다.

조면화 처리 후에, 용사 장치 (플라즈마 용사 장치 또는 고속 산소 연료 (HVOF) 용사 장치) 가 라이너 외부면 (6) 에 용사한다. 고융점 금속 재료의 분말과 저융점 금속 재료의 분말의 혼합 분말 재료를 라이너 외부면 (6) 에 용사하여 용사층 (8) 을 형성한다.

고융점 금속 재료로서 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용된다. 알루미늄 및 알루미늄 합금은 실린더 블록 (4) 의 블록 재료를 형성하는 주조용 금속과 실질적으로 동일한 융점 (약 660℃) 을 가진다. 이 경우에, 블록 재료와 동일한 금속 분말이 사용될 수 있다.

저융점 금속 재료로서 아연 또는 아연 합금이 사용된다. 아연 및 아연 합금은 블록 재료 및 고융점 금속 재료보다 더 낮은 융점 (약 420℃) 을 가진다. 고융점 금속 재료 분말과 저융점 금속 재료 분말의 혼합비는, 혼합 분말에 포함되는 저융점 금속 재료의 부피비가 예를 들어 50% 보다 작도록 조절된다. 도 1B 에 있어서, 저융점 금속 재료로 이루어진 분산 금속상 (8b) 은, 실린더 블록 (4) 을 주조할 때 액체 금속이 용사층 (8) 으로 들어가는 부분이다. 저융점 금속 재료의 혼합비의 하한치는 액체 금속이 용사층 (8) 에 충분히 들어갈 수 있게 하는 값으로 정해져야 한다. 저융점 금속 재료의 혼합비는 분말 입자의 크기, 용사 조건 등에 따라 달라진다. 그러나, 본 명세서에서 혼합비의 하한치는 부피비가 5 ~ 10% 이도록 정해진다.

용사 중에, 고융점 금속 재료와 저융점 금속 재료의 용융된 입자가 라이너 외부면 (6) 에 동시에 충돌한다. 고융점 금속 재료와 저융점 재료는 이러한 충 돌에서 균일하게 혼합되지 않는다. 즉, 고융점 금속 재료의 금속상 및 저융점 금속 재료의 금속상은 금속상의 융합 경계면을 제외하고는 서로 독립하게 응고된다. 따라서, 용사층 (8) 은 무정형 분산 금속상 (8b) 이 전체 기본 금속상 (8a) 내에서 분산되는 불균일 금속층으로 형성된다.

<실린더 블록 (4) 의 구조 및 주조>

도 2A 에 도시되었듯이, 실린더 블록 (4) 은 실린더 라이너 (2) 의 라이너 외부면이 주조용 금속에 의해 인서트 주조되도록 형성된다. 주조용 금속, 즉 실린더 블록을 형성하기 위한 블록 재료로서 경합금 금속이 사용된다. 특히, 경량화 및 비용 감소를 고려하여, 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용될 수 있다. 예를 들어, "JIS ADC10 (관련 규격 : US ASTM A 380.1)", "JIS ADC12 (관련 규격 : ASTM A 383.0)" 등에 설명된 재료가 알루미늄 합금으로서 사용된다.

실린더 라이너 (2) 는 주조용 주형에 배치된다. 그리고, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 액체 금속을 주조용 주형 안에 붓는다. 이에 의해, 실린더 라이너 (2) 의 라이너 외부면 (6), 즉 용사층 (8) 의 외주 전체가 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 인서트 주조된 실린더 블록 (4) 이 형성된다. 도 2B 에 도시된 물 재킷 (4a) 이 실린더 블록 (4) 내에서 실린더 라이너 (2) 주위에 형성된다.

도 3 에 있어서, 액체 금속 (10) 이 주조 중에 라이너 외부면 (6) 에 형성된 용사층 (8) 을 가열한다. 용사층 (8) 은 전체 기본 금속상 (8a) 내에 분산된 분산 금속상 (8b) 으로 형성된다. 분산 금속상 (8b) 의 융점은 기본 금속상 (8a) 및 블록 재료 (주조용 금속) 의 융점보다 낮다. 따라서, 액체 금속 (10) 과의 접촉시에 분산 금속상 (8b) 은 기본 금속상 (8a) 보다 더 빨리 액체 상태로 녹는다.

액체 금속 (10) 은 용융된 분산 금속상 (8b) 과 혼합되면서 기본 금속상 (8a) 내의 분산 금속상 (8b) 의 영역으로 들어간다. 그리고나서, 액체 금속 (10) 은, 용사층 (8) 의 표면 근처의 분산 금속상 (8b) 으로부터 용사층 (8) 내의 분산 금속상 (8b) 까지 연결하는 연속적인 형상을 신속하게 형성한다. 따라서, 액체 금속 (10) 은 용사층 (8) 내로 들어감으로써 도 4 에 도시된 것과 같은 가상의 식물 뿌리 형상을 형성한다.

다음으로, 주조용 주형 내의 액체 금속 (10) 이 냉각되어 응고된다. 이에 의해, 실린더 블록 (4) 의 주조가 완료된다.

제 1 실시형태는 이하와 같은 이점을 가진다.

(1) 기본 금속상 (8a) 및 분산 금속상 (8b) 을 포함하는 불균일 금속층인 용상층 (8) 에 의해 라이너 외부면 (6) 이 피복된다. 주조 중에, 액체 금속 (10) 이 분산 금속상 (8b) 을 통해 용사층 (8) 으로 들어가고, 가상의 식물 뿌리 상태로 응고된다. 실린더 블록 (4) 의 일부가 가상의 식물 뿌리 상태로 용사층 (8) 으로 들어가기 때문에, 실린더 블록 (4) 의 표면이 실린더 라이너 (2) 의 표면에 단단하게 고정된다. 따라서, 액체 금속이 실린더 라이너 (2) 의 표면층에 접촉하기만 하는 종래 기술에 비해 더 강한 접합력을 얻는다.

(2) 고융점 금속인 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 및 저융점 금속인 아연 또는 아연 합금의 혼합물을 분말 상태로 라이너 외부면 (6) 에 용사함으로써, 용사층 (8) 을 형성한다. 이에 의해, 기본 금속상 (8a) 및 분산 금속상 (8b) 을 포함하는 용사층 (8) 이 쉽게 형성된다.

(3) 기본 금속상 (8a) 은 알루미늄 및 알루미늄 합금 등의 높은 열전도성을 가지는 재료이다. 따라서, 실린더 블록 (4) 의 일부가 기본 금속상 (8a) 과 얽히도록 가상의 식물 뿌리 상태로 형성된다. 이에 의해, 실린더 라이너 (2) 부근의 높은 열전도성과 실린더 보어 (2b) 의 높은 냉각 성능을 얻는다.

[제 2 실시형태]

이하, 도 5 내지 도 10 을 참조하여 본 발명의 제 2 실시형태를 설명한다. 제 1 실시형태와 유사한 제 2 실시형태의 부분은 설명하지 않는다.

<실린더 라이너 (12) 의 구조>

도 5 에 도시된 것처럼, 복수의 병목형 돌기 (17) 가 라이너 외부면 (16) 에 형성된다. 돌기 (17) 는 이하의 특징을 가진다.

(1) 각각의 돌기 (17) 의 가장 좁은 부분 (목부 (17c)) 이 기단부 (17a) 와 말단부 (17b) 사이에 위치한다.

(2) 돌기 (17) 의 직경은 목부 (17c) 로부터 기단부 (17a) 및 말단부 (17b) 로 갈수록 증가한다.

(3) 각각의 돌기 (17) 는 말단부 (17b) 에 일반적으로 평평한 상부면 (17d) (실린더 라이너 주체 (12a) 의 반경방향으로 가장 바깥쪽 표면) 을 가진다.

(4) 이웃한 돌기 (17) 사이에는 일반적으로 평평한 표면 (바닥면 (17e)) 이 형성된다.

라이너 외부면 (16) 을 조면화한 후에, 주조 중에 실린더 라이너 (2) 를 실린더 블록 (4) 에 야금학적으로 접합시키기 위한 용사층 (18) 이 라이너 외부면 (16) 에 형성된다.

<실린더 라이너 (12) 의 제조 단계>

실린더 라이너 (12) 를 제조하기 위해 도 6 에 도시된 단계 (A) 내지 단계 (H) 를 수행한다. 도 7 을 참조하여 실린더 라이너 (12) 의 제조를 설명한다.

[단계 (A)]

내화 기재 (C1), 접합제 (C2), 및 물 (C3) 을 소정의 비율로 혼합하여 현탁액 (C4) 을 조제한다.

본 실시형태에서, 내화 기재 (C1), 접합제 (C2), 및 물 (C3) 의 선택가능한 혼합량 및 내화 기재 (C1) 의 평균 입경의 범위는 이하와 같이 정해진다.

내화 기재 (C1) 의 혼합량 : 8 ~ 30 질량%

접합제 (C2) 의 혼합량 : 2 ~ 10 질량%

물 (C3) 의 혼합량 : 60 ~ 90 질량%

내화 기재 (C1) 의 평균 입경 : 0.02 ~ 0.1 ㎜

[단계 (B)]

현탁액 (C4) 에 소정의 양의 계면활성제 (C5) 가 더해져서 주형 외장 재료 (C6) 를 조제한다.

본 실시형태에서, 계면활성제 (C5) 의 선택가능한 첨가량의 범위는 이하와 같이 정해진다.

계면활성제 (C5) 의 선택가능한 첨가량 : 0.005 질량% < X ≤ 0.1 질량% (X 는 첨가량)

[단계 (C)]

소정의 온도로 가열된 주형 (P) 이 회전되고, 주형 (P) 의 내부면 (Pi) 에 주형 외장 재료 (C6) 가 분무되어 도포된다. 주형 외장 재료 (C6) 의 층 (주형 외장층 (C7)) 은 주형 (P) 의 전체 내부면 (Pi) 에 걸쳐 일반적으로 균일한 두께로 형성된다.

본 실시형태에서, 주형 외장층 (C7) 의 선택가능한 두께의 범위는 이하와 같이 정해진다.

주형 외장층 (C7) 의 두께 : 0.5 ~ 1.5 ㎜

도 8 은 주형 외장층 (C7) 에 병목형 구멍이 형성되는 상태를 도시한다.

도 8 에 있어서, 계면활성제 (C5) 가 주형 외장층 (C7) 내의 기포 (D1) 에 작용하여, 주형 외장층 (C7) 의 표면에 구멍 (D2) 을 형성한다. 각각의 구멍 (D2) 이 주형 (P) 의 내부면 (Pi) 으로 연장됨에 따라, 주형 외장층 (C7) 에 병목형 구멍 (D3) 이 형성된다.

[단계 (D)]

주형 외장층 (C7) 을 건조시킨 후에, 주철의 액체 금속 (CI) 을 회전하는 주형 (P) 에 부어서, 실린더 라이너 주체 (12a) 를 주조한다. 주형 외장층 (C7) 의 구멍 (D3) 에 대응하는 위치에서의 실린더 라이너 주체 (12a) 의 외부면에 구멍 (D3) 의 형상이 전사된다. 이에 의해, 병목형 돌기 (17) 가 형성된다 (도 5 참 고).

[단계 (E)]

액체 금속 (CI) 가 굳어져 실린더 라이너 주체 (12a) 를 형성한 후에, 실린더 라이너 주체 (12a) 를 주형 외장층 (C7) 과 함께 주형 (P) 으로부터 떼어낸다.

[단계 (F)]

블래스트 처리 장치 (Ma) 로 실린더 라이너 주체 (12a) 의 외부면으로부터 주형 외장층 (C7) 을 제거한다.

[단계 (G)]

조면화 장치 (블래스트 처리 장치 (Ma) 또는 다른 블래스트 처리 장치 또는 물 분사 장치) 로 라이너 외부면 (16) 에 조면화 처리를 수행한다.

[단계 (H)]

용사 장치 (Mb) 로 고융점 금속 재료의 분말과 저융점 금속 재료의 분말의 혼합물을 라이너 외부면 (16) 에 용사한다. 용사층 (18) 이 무정형 분산 금속상 (18b) (저융점 금속상에 대응) 이 기본 금속상 (18a) (고융점 금속상에 대응) 내에서 분산되는 불균일 금속층으로서 형성된다. 도 5 에 도시된 실린더 라이너 (12) 는 상기 단계를 통해 제조된다.

<돌기 (17) 의 면적비>

본 실시형태에서, 단계 (F) 후의 제 1 면적비 (S1) 및 제 2 면적비 (S2) 의 선택가능한 범위는 이하와 같이 정해진다.

제 1 면적비 (S1) : 10% 이상

제 2 면적비 (S2) : 55% 이하

대신에, 이하와 같이 설정할 수 있다.

제 1 면적비 (S1) : 10 ~ 50%

제 2 면적비 (S2) : 20 ~ 55%

제 1 면적비 (S1) 는, 바닥면 (17e) 으로부터 0.4㎜ 의 높이 (바닥면 (17e) 을 기준으로 하여 돌기 (17) 의 높이 방향 거리) 에 있는 평면을 따르는 라이너 외부면 (16) 의 단위 면적 당 돌기 (17) 의 단면적에 상당한다.

제 2 면적비 (S2) 는, 바닥면 (17e) 으로부터 0.2㎜ 의 높이 (바닥면 (17e) 을 기준으로 하여 돌기 (17) 의 높이 방향 거리) 에 있는 평면을 따르는 라이너 외부면 (16) 의 단위 면적 당 돌기 (17) 의 단면적에 상당한다.

면적비 (S1, S2) 는 3차원 레이저 측정 장치에 의해 산출된 돌기 (17) 의 등고선도 (도 12 및 도 13) 로부터 얻어진다.

돌기 (17) 의 높이와 분포 밀도는 단계 (C) 에서 형성된 주형 외장층 (C7) 의 구멍 (D3) 의 깊이와 분포 밀도에 의해 결정된다. 돌기 (17) 의 높이가 0.5 ~ 1.5㎜, 돌기 (17) 의 수가 라이너 외부면 (16) 의 1 ㎠ 당 5 ~ 60 개가 되도록 주형 외장층 (C7) 이 형성된다.

<실린더 블록의 구조 및 제조>

실런더 블록은 주조용 금속으로 인서트 주조된 실린더 라이너 (12) 의 라이너 외부면 (26) 과 함께 형성된다. 실린더 블록을 형성하기 위한 주조용 금속, 즉 블록 재료로서 사용되는 경합금 금속은 제 1 실시형태와 동일하다.

도 5 에 도시된 실린더 라이너 (12) 가 주조용 주형에 배치되고, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 액체 금속 (20) 을 주조용 주형에 붓는다 (도 9 참조). 도 10 에 도시된 것처럼, 용사층 (18) 의 전체 외주를 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 인서트 주조하여, 실린더 블록 (14) 를 형성한다.

제 1 실시형태처럼, 실린더 블록 (14) 에서, 액체 금속 (20) 이 가상의 식물 뿌리 상태로 용사층 (18) 에 들어간다. 그리고나서, 액체 금속 (20) 이 주조용 주형 내에서 응고되고, 실린더 블록 (14) 의 주조가 완료된다. 실린더 블록 (14) 에서 용사층 (18) 과 접촉하는 부분이 가상의 식물 뿌리 상태로 용사층 (18) 에 들어가, 응고된다.

제 2 실시형태는 이하의 이점을 가진다.

(1) 실린더 라이너 (12) 에서, 용사에 의한 접합에 더하여, 용사층 (18) 과 실린더 라이너 주체 (12a) 가 병목형 돌기 (17) 에 의해 접합된다. 이에 의해, 실린더 라이너 주체 (12a) 와 용사층 (18) 사이, 및 용사층 (18) 을 통한 실린더 라이너 주체 (12a) 와 실린더 블록 (14) 사이의 접합력이 더 강화된다. 따라서, 실린더 보어의 원형이 만족스럽게 유지된다.

또한, 병목형 돌기 (17) 에 의해 실린더 라이너 주체 (12a) 로부터 실린더 블록 (14) 으로의 높은 열전도성 및 실린더 보어 (2b) 의 높은 냉각 성능이 이루어진다.

[제 3 실시형태]

도 11 에 도시된 실린더 라이너 (22) 는, 제 1 실시형태와 동일한 구조를 가 지는 실린더 라이너 주체 (22a) 에, 복수 종류 (본 실시형태에서는 두 종류) 의 와이어 재료 (Wr1, Wr2) 및 전기 아크 용사 장치 (Mc) 를 사용하여 형성된 용사층 (28) 을 가진다.

전기 아크 용사 장치 (Mc) 는 두 종류의 와이어 재료 (Wr1, Wr2) 사이에서 아크 방전을 수행하여, 와이어 재료 (Wr1, Wr2) 를 녹인다. 압축 공기 노즐 (Mca) 로부터 분출되는 압축 공기에 의해 용융 입자가 실린더 라이너 주체 (22a) 의 라이너 외부면 (26) 에 대해 분사된다. 압축 공기에 의해 와이어 재료 (Wr1, Wr2) 사이로부터 분사되는 용융 입자는 균일하게 혼합되지 않는다. 즉, 고융점 금속 재료의 금속상과 저융점 금속 재료의 금속상은 금속상의 융합 경계면을 제외하고는 서로 독립하게 응고된다. 따라서, 용사층 (28) 은 도 1B 에 도시된 것처럼 무정형 분산 금속상이 전체 기본 금속상 내에서 분산되는 불균일 금속층으로 형성된다.

불균일 금속층을 형성하기 위해서, 제 1 와이어 재료 (Wr1) 및 제 2 와이어 재료 (Wr2) 는 재료와 구조에서 다르다. 제 1 와이어 재료 (Wr1) 는 알루미늄으로 이루어진다. 제 2 와이어 재료 (Wr2) 는 다른 형태를 가지는 두 종류의 금속으로 이루어진다. 더 상세하게는, 제 2 와이어 재료 (Wr2) 는 알루미늄 와이어와 아연 와이어를 축방향으로 꼬아 적층시키거나 중공 알루미늄 와이어에 삽입된 아연 와이어에 의해 형성될 수 있다.

제 1 실시형태와 동일한 방식으로, 용사층 (28) 은 분산 금속상으로 사용되는 아연이 알루미늄으로 이루어지는 기본 금속상 전체에 걸쳐 분산되는 상태로 형 성된다.

제 1 와이어 재료 (Wr1) 가 전부 알루미늄으로 이루어진다는 점을 고려하면, 용사층 (28) 내의 아연상의 체적비는 제 2 와이어 재료 (Wr2) 내의 알루미늄 부분과 아연 부분의 단면적의 비율을 변경함으로써 조절된다.

제 2 와이어 재료 (Wr2) 및 제 1 와이어 재료 (Wr1) 는 동일한 재료로 이루어질 수 있다. 이 경우에, 용사층 (28) 내의 아연상의 체적비는 두 와이어 재료 (Wr1, Wr2) 내의 알루미늄 부분과 아연 부분의 단면적의 비율을 변경함으로써 조절된다.

제 3 실시형태는 제 1 실시형태와 동일한 이점을 가진다.

[제 4 실시형태]

본 실시형태에서, 도 11 에 도시된 전기 아크 용사 장치 (Mc) 를 사용하는 전기 아크 용사를 통해서, 제 2 실시형태와 동일한 구조를 가지는 실린더 라이너 주체에, 용사층이 형성된다. 이것은 도 5 에 도시된 실린더 라이너를 형성하고, 실린더 블록은 도 10 에 도시된 실린더 라이너를 인서트 주조함으로써 제조된다.

제 4 실시형태는 제 2 실시형태와 동일한 이점을 가진다.

[돌기 (17) 의 등고선도의 설명]

제 2 실시형태의 돌기 (17) 에 관하여, 이하, 도 12 및 도 13 을 참고하여 삼차원 비접촉형 레이저 측정 장치로 얻어진 등고선도를 설명한다.

<돌기 (17) 의 등고선도>

먼저, 각각의 돌기 (17) 의 등고선을 측정하는 방법을 설명한다.

등고선도를 만들기 위해 등고선 측정을 위한 시험편을 시험대에 배치한다. 시험편의 바닥면 (17e) 이 삼차원 레이저 측정 장치를 향하도록 배치된다. 라이너 외부면 (16) 에 실질적으로 수직하도록 레이저 빔을 조사한다. 레이저 조사를 통해 얻어진 측정 결과를 화상 처리 장치로 처리하여, 도 12A 에 도시된 등고선도를 만든다.

도 12B 는 라이너 외부면 (16) 과 등고선 (h0 내지 h10) 의 관계를 도시한다. 돌기 (17) 에 대한 등고선 (h) 은 라이너 외부면 (16) (바닥면 (17e)) 으로부터 높이 방향 (화살표 (Y)) 방향) 으로 소정의 거리마다 취해진다. 이하에서는, 라이너 외부면 (16) 을 기준으로 하는 화살표 (Y) 방향의 거리를 "측정 높이" 라 한다.

도 12A 및 도 12B 의 등고선도에서, 0.2㎜ 의 측정 높이마다 등고선 (h) 이 도시된다. 그러나, 등고선의 간격은 변경될 수 있다.

[a] 돌기 (17) 의 제 1 면적비 (S1)

도 13A 는 0.4㎜ 이상의 측정 높이에 대한 등고선 (h) 만을 도시하는 등고선도 (제 1 등고선도) 이다. 등고선도의 면적 (W1×W2) 은 제 1 면적비 (S1) 를 얻기 위한 단위 면적이다.

제 1 등고선도에서, 등고선 (h4) 으로 둘러싸인 영역 (R4) 의 면적 (도면에서 해칭으로 표시된 면적 (SR4)) 은 측정 높이 0.4㎜ 를 따라 놓인 평면에서의 돌기의 단면적 (돌기 (17) 의 제 1 단면적) 과 동등하다. 제 1 등고선도에서의 영역 (R4) 의 수 (영역수 (N4)) 는 제 1 등고선도에서의 돌기 (17) 의 수 (돌기 수 (N1)) 에 대응된다.

제 1 면적비 (S1) 는 등고선도의 면적 (W1×W2) 을 차지하는 영역 (R4) 의 총 면적 (SR4×N4) 의 비로서 산출된다. 즉, 제 1 면적비 (S1) 는 측정 높이 0.4㎜ 에서의 평면을 따르는 라이너 외부면 (16) 의 단위 면적을 차지하는 돌기 (17) 의 제 1 단면적의 합계에 대응된다.

제 1 면적비 (S1) 는 이하의 식으로 구해진다.

S1=(SR4×N4)/(W1×W2)×100[%]

[b] 돌기 (17) 의 제 2 면적비 (S2)

도 13B 는 0.2㎜ 이상의 측정 높이에 대한 등고선 (h) 만을 도시하는 등고선도 (제 2 등고선도) 이다. 등고선도의 면적 (W1×W2) 은 제 2 면적비 (S2) 를 얻기 위한 단위 면적이다.

제 2 등고선도에서, 등고선 (h2) 으로 둘러싸인 영역 (R2) 의 면적 (도면에서 해칭으로 표시된 면적 (SR2)) 은 측정 높이 0.2㎜ 를 따라 놓인 평면에서의 돌기의 단면적 (돌기 (17) 의 제 2 단면적) 과 동등하다. 제 2 등고선도에서의 영역 (R2) 의 수 (영역수 (N2)) 는 제 2 등고선도에서의 돌기 (17) 의 수에 대응된다. 제 2 등고선도의 면적은 제 1 등고선도의 면적과 동일하다. 따라서, 돌기 (17) 의 수는 돌기 수 (N1) 와 동일하다.

제 2 면적비 (S2) 는 등고선도의 면적 (W1×W2) 을 차지하는 영역 (R2) 의 총 면적 (SR2×N2) 의 비로서 산출된다. 즉, 제 2 면적비 (S2) 는 측정 높이 0.2㎜ 에서의 평면을 따르는 라이너 외부면 (16) 의 단위 면적을 차지하는 돌기 (17) 의 제 2 단면적의 합계에 대응된다.

제 2 면적비 (S2) 는 이하의 식으로 구해진다.

S2=(SR2×N2)/(W1×W2)×100[%]

[c] 제 1 및 제 2 돌기 단면적

제 1 단면적 (SR4) 은 측정 높이 0.4㎜ 의 평면을 따라 취해진 돌기 (17) 의 단면적으로서 산출되며, 제 2 단면적 (SR2) 은 측정 높이 0.2㎜ 의 평면을 따라 취해진 돌기 (17) 의 단면적으로서 산출된다. 예를 들어, 등고선도로 화상 처리가 수행되고, 제 1 등고선도 (도 13A) 에서의 영역 (R4) 의 면적을 산출함으로써 돌기 (17) 의 제 1 단면적 (SR4) 이 구해지고, 제 2 등고선도 (도 13B) 에서의 영역 (R2) 의 면적을 산출함으로써 돌기 (17) 의 제 2 단면적 (SR2) 이 구해진다.

[d] 돌기 수

돌기 수 (N1) 는 라이너 외부면 (16) 의 단위 면적 (1 ㎠) 당 형성되는 돌기 (17) 의 수이다. 예를 들어, 등고선도로 화상 처리가 수행되고, 제 1 등고선도 (도 13A) 에서의 영역 (R4) (영역 수 (N4)) 의 수를 산출함으로써 돌기 수 (N1) 가 구해진다.

실린더 블록에서의 보어의 변형량에 대해서, 10% 이상의 제 1 면적비를 가지는 실린더 라이너를 10% 미만의 제 1 면적비를 가지는 실린더 라이너와 비교했다. 결과적으로, 후자의 실린더 보어의 변형량이 전자의 실린더 보어의 변형량보다 세 배 더 큰 것으로 밝혀졌다.

실린더 라이너가 55% 이상의 제 2 면적비를 가지는 경우에, 공극률이 급격하게 상승한다. 공극률은 실린더 라이너와 실린더 블록 사이 경계의 단면을 차지하는 공극의 비율이다.

이 결과에 근거하여, 10% 이상의 제 1 면적비 및 55% 이하의 제 2 면적비를 가지는 실린더 라이너를 실린더 블록에 적용함으로써, 블록 재료와 실린더 라이너의 접합 강도 및 부착력을 증가시킨다.

제 1 면적비 (S1) 의 상한이 50% 인 경우에, 제 2 면적비 (S2) 가 55% 이하가 된다. 제 2 면적비 (S2) 의 하한이 20% 인 경우에, 제 1 면적비 (S1) 가 10% 이상이 된다.

[다른 실시형태]

상기 각각의 실시형태에서 고융점 금속상은 알루미늄 또는 알루미늄 합금이지만, 구리 또는 구리 합금일 수 있다. 또한, 구리 또는 구리 합금으로 형성되는 기본 금속상은 높은 열전도성 금속상에 대응된다. 저융점 금속상은 아연 또는 아연 합금이지만, 주석, 주석 합금, 납, 납 합금, 안티몬, 또는 안티몬 합금일 수 있다.

상기 각각의 실시형태에서, 복수의 금속상은 둘 이상의 융점을 가지며, 금속상 중 하나 이상은 블록 재료보다 낮은 융점을 가질 필요가 있다.

예를 들어, 상기 각각의 실시형태에서 두 종류의 융점이 존재한다면, 두 융점은 블록 재료의 (주조용 금속) 융점보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 아연 (융점 : 약 420℃) 및 주석 (융점 : 약 232℃) 으로 용사층이 형성될 수 있다. 이 경우에, 실린더 블록의 주조 중에 액체 금속이 용사층과 접촉할 때, 용사층의 주석이 먼저 용융되어, 액체 금속이 아연과 혼합된 상태로 용사층에 들어간다. 그 후에, 아연이 용융되지만, 액체 금속은 이미 가상의 식물 뿌리 상태로 용사층 내에 있다. 따라서, 액체 금속이 응고될 때, 가상의 식물 뿌리 상태가 용사층 내에 그대로 남아있게 된다. 따라서, 액체 금속이 용사층에 접촉하기만 하는 종래 기술에 비해 더 강한 접합력이 얻어진다.

이 경우에, 응고 후의 가상의 식물 뿌리 상태를 확실하게 하기 위해 고융점 금속상은 블록 재료 (주조용 금속) 보다 더 높은 융점을 가지는 것이 바람직하다.

상기 실시형태에서 하나의 용사 장치를 사용하여 두 종류의 금속 재료가 용사된다. 그러나, 각각의 금속 재료에 대응되는 복수의 용사 장치가 준비될 수 있고, 금속 재료는 라이너 외부면 상의 동일한 위치에 동시에 용사되어, 불균일 금속층인 용사층을 형성할 수 있다.

상기 각각의 실시형태에서, 두 종류의 금속상이 용사층을 형성한다. 그러나, 기본 금속상에 분포되는 하나 이상의 분산 금속상이 있기만 하면, 세 종류 이상의 금속상이 용사층에 존재할 수 있다.

제 2 및 제 4 실시형태에서, 실린더 라이너 주체와 용사층 사이, 및 실린더 라이너 주체와 실린더 블록 사이에서 충분한 접합력을 얻기 위해, 병목형 돌기가 사용될 수 있다. 이 경우에, 라이너 외부면의 조면화는 수행될 필요가 없다.

도 12 및 도 13 의 등고선도에서, 등고선 (h4) 에 의해 둘러싸이는 영역 (R4) 이 각각의 돌기 (17) 에 대해 나타나도록, 돌기 (17) 가 형성될 수 있다. 즉, 각각의 돌기 (17) 가 측정 높이 0.4㎜ 의 위치에서 독립적이도록, 실린더 라이너가 형성될 수 있다. 이 경우에, 실린더 블록과 실린더 라이너 사이의 접합력이 더 강화된다.

측정 높이 0.4㎜ 의 위치에서, 돌기 (17) 의 개당 면적을 0.2㎟ 내지 3.0㎟ 로 정함으로써 제조 단계에서의 돌기 (17) 의 파손 및 접합력의 감소를 억제한다.

제 2 및 제 4 실시형태에서의 돌기는 이하의 조건 (a) 내지 (d) 를 만족한다 :

(a) 돌기는 0.5㎜ 내지 1.5㎜ 의 높이를 가지며;

(b) 외부면에서의 돌기는 1㎠ 당 5 내지 60 개이며;

(c) 삼차원 레이저 측정 장치를 사용하여 돌기의 높이 방향으로 외부면을 측정함으로써 얻어진 돌기의 등고선도에서, 0.4㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역의 제 1 면적비 (S1) 는 10% 이상이며;

(d) 삼차원 레이저 측정 장치를 사용하여 돌기의 높이 방향으로 외부면을 측정함으로써 얻어진 돌기의 등고선도에서, 0.2㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역의 제 2 면적비 (S2) 는 55% 이하이다.

대안적으로, 돌기는 이하의 조건 (a) 내지 (d') 를 만족할 수 있다 :

(a) 돌기의 높이는 0.5㎜ 내지 1.5㎜ 이며;

(b) 라이너 외부면에서의 돌기의 수는 1㎠ 당 5 내지 60 개이며;

(c') 삼차원 레이저 측정 장치를 사용하여 돌기의 높이 방향으로 외부면을 측정함으로써 얻어진 돌기의 등고선도에서, 0.4㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러 싸이는 영역의 제 1 면적비 (S1) 는 10% 내지 50% 이며;

(d') 삼차원 레이저 측정 장치를 사용하여 돌기의 높이 방향으로 외부면을 측정함으로써 얻어진 돌기의 등고선도에서, 0.2㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역의 제 2 면적비 (S2) 는 20% 내지 55% 이다.

또한, 돌기는 이하의 조건 (a) 및 (b) 중 하나 만을 만족시킬 필요가 있다 :

(a) 돌기의 높이는 0.5㎜ 내지 1.5㎜ 이며;

(b) 라이너 외부면에서의 돌기의 수는 1㎠ 당 5 내지 60 개이다.

이 경우에도, 실린더 라이너와 실린더 블록 사이에서 강한 접합력이 얻어진다.

돌기는 조건 (c) 와 (d) 또는 조건 (c') 와 (d') 를 조합하여 조건 (a) 와 (b) 중 적어도 하나를 만족시킬 수 있다. 이 경우도, 실린더 라이너와 실린더 블록 사이에서 강한 접합력이 얻어진다.

본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 많은 다른 구체적인 형태로 본 발명이 구현될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 실시예와 실시형태는 예이고 제한적이지 않다는 것을 알아야 하며, 본 발명은 본 명세서의 설명에 제한되지 않으며, 첨부된 특허청구의 범위의 범위 및 동등물 내에서 변경될 수 있다.

Claims

외부면 (6) 이 주조용 금속으로 인서트 주조되고 불균일 금속층의 피복을 가지며, 상기 불균일 금속층은 기본 금속상 (8a) 내에 하나 이상의 분산 금속상 (8b) 을 포함하며, 하나 이상의 분산 금속상이 상기 기본 금속상 및 상기 주조용 금속의 융점보다 낮은 융점을 가지는 금속으로 이루어진 저융점 금속상인 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품에 있어서,

상기 인서트 주조용 부품은 내연기관의 실린더 블록 (4) 에 접합되는 실린더 라이너 (2) 로서, 이러한 실린더 라이너의 실린더 블록의 접합은 상기 실린더 블록의 주조시에 실린더 라이너의 외부면을 주조용 금속으로 인서트 주조함으로써 이루어지고,

복수의 병목형 돌기 (17) 가 상기 외부면에 형성되고, 상기 돌기는 이하의 조건 :

(a) 상기 돌기는 외부면의 바닥부로부터 0.5㎜ 내지 1.5㎜ 의 높이를 가지는 것;

(b) 상기 외부면에서 상기 돌기는 1㎠ 당 5 내지 60 개인 것;

중 하나 이상을 만족하는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품.
제 1 항에 있어서, 상기 주조용 금속은 알루미늄 또는 알루미늄 합금이고, 상기 저융점 금속상은 아연, 아연 합금, 주석, 주석 합금, 납, 납 합금, 안티몬, 또는 안티몬 합금인 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품.
제 1 항에 있어서, 상기 기본 금속상은 열전도성 금속상인 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품.
제 3 항에 있어서, 상기 열전도성 금속상은 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 또는 구리 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품.
제 1 항에 있어서, 상기 기본 금속상은 상기 주조용 금속의 융점 이상의 융점을 가지는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품.
제 1 항에 있어서, 상기 불균일 금속층은 상기 외부면에 상기 불균일 금속층을 형성하는 모든 금속상의 재료를 동시에 용사함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품.
제 6 항에 있어서, 상기 불균일 금속층은 복수의 분말 재료의 혼합물을 분말 용사함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품.
제 6 항에 있어서, 상기 불균일 금속층은 복수의 와이어 재료를 전기 아크 용사함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌기는 이하의 조건 :

(c) 삼차원 레이저 측정 장치를 사용하여 상기 돌기의 높이 방향으로 상기 외부면을 측정함으로써 얻어진 상기 돌기의 등고선도에서, 외부면의 바닥부로부터 0.4㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역의 면적비 (S1) 가 10% 이상이고 100% 미만인 것;

(d) 삼차원 레이저 측정 장치를 사용하여 상기 돌기의 높이 방향으로 상기 외부면을 측정함으로써 얻어진 상기 돌기의 등고선도에서, 외부면의 바닥부로부터 0.2㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역의 면적비 (S2) 가 0% 초과이고 55% 이하인 것;

모두를 만족하는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌기는 이하의 조건 :

(c') 삼차원 레이저 측정 장치를 사용하여 상기 돌기의 높이 방향으로 상기 외부면을 측정함으로써 얻어진 상기 돌기의 등고선도에서, 외부면의 바닥부로부터 0.4㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역의 면적비 (S1) 가 10% 내지 50% 인 것;

(d') 삼차원 레이저 측정 장치를 사용하여 상기 돌기의 높이 방향으로 상기 외부면을 측정함으로써 얻어진 상기 돌기의 등고선도에서, 외부면의 바닥부로부터 0.2㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역의 면적비 (S2) 가 20% 내지 55% 인 것;

모두를 만족하는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품.
제 9 항에 있어서, 상기 돌기는 이하의 조건 :

(e) 외부면의 바닥부로부터 0.4㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역은 등고선도에서 서로 독립적이며;

(f) 외부면의 바닥부로부터 0.4㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역의 면적이 등고선도에서 0.2㎟ 내지 3.0㎟ 인 것;

모두를 만족하는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품.
제 10 항에 있어서, 상기 돌기는 이하의 조건 :

(e) 외부면의 바닥부로부터 0.4㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역은 등고선도에서 서로 독립적이며;

(f) 외부면의 바닥부로부터 0.4㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역의 면적이 등고선도에서 0.2㎟ 내지 3.0㎟ 인 것;

모두를 만족하는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품.
실린더 라이너 (2) 가 주조용 금속으로 인서트 주조된 외부면 (6) 을 포함하며, 상기 외부면은 불균일 금속층의 피복을 가지며, 상기 불균일 금속층은 기본 금속상 내에 하나 이상의 분산 금속상을 포함하며, 하나 이상의 분산 금속상이 상기 기본 금속상 및 상기 주조용 금속의 융점보다 낮은 융점을 가지는 금속으로 이루어진 저융점 금속상인 것을 특징으로 하는 실린더 블록 (4) 에 있어서,

인서트 주조용 부품은 내연기관의 실린더 블록에 접합되는 실린더 라이너 (2) 로서, 이러한 실린더 라이너의 실린더 블록으로의 접합은 상기 실린더 블록의 주조시에 실린더 라이너의 외부면을 주조용 금속으로 인서트 주조함으로써 이루어지고,

복수의 병목형 돌기 (17) 가 상기 외부면에 형성되고, 상기 돌기는 이하의 조건 :

(a) 상기 돌기는 외부면의 바닥부로부터 0.5㎜ 내지 1.5㎜ 의 높이를 가지는 것;

(b) 상기 외부면에서 상기 돌기는 1㎠ 당 5 내지 60 개인 것;

중 하나 이상을 만족하는 것을 특징으로 하는 실린더 블록.
주조용 금속으로 인서트 주조된 외부면을 포함하는 인서트 주조용 부품 상의 피복 형성 방법으로서,

상기 주조용 금속의 융점보다 낮은 융점을 가지는 저융점 금속 재료 및 상기 저융점 금속 재료의 융점보다 높은 융점을 가지는 고융점 금속 재료를 포함하는 복수 종류의 금속 재료를 상기 외부면에 동시에 용사하는 단계, 및

상기 저융점 금속 재료로 이루어진 저융점 금속상이 상기 고융점 금속 재료로 이루어진 고융점 금속상 내에 분산되는 불균일 금속층을 형성하는 단계를 특징으로 하며,

상기 용사 단계는 상기 외부면에 복수의 병목형 돌기 (17)를 포함하는 인서트 주조용 부품 상에 수행되며, 상기 돌기는 이하의 조건 :

(a) 상기 돌기는 외부면의 바닥부로부터 0.5㎜ 내지 1.5㎜ 의 높이를 가지는 것;

(b) 상기 외부면에서 상기 돌기는 1㎠ 당 5 내지 60 개인 것;

중 하나 이상을 만족하는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품 상의 피복 형성 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 용사 단계는 상기 주조용 금속의 융점 이상의 융점을 가지는 고융점 금속 재료를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품 상의 피복 형성 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 용사 단계는 상기 고융점 금속 재료로서 열전도성 금속 재료를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품 상의 피복 형성 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 용사 단계는 상기 저융점 금속 재료 및 상기 고융점 금속 재료의 분말 재료 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품 상의 피복 형성 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 용사 단계는 상기 저융점 금속 재료 및 상기 고융점 금속 재료를 포함하는 복수 종류의 와이어 재료를 사용하는 전기 아크 용사를 통해서 수행되는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품 상의 피복 형성 방법.
제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용사 단계는 상기 외부면에 복수의 병목형 돌기를 포함하는 인서트 주조용 부품 상에 수행되며, 상기 돌기는 이하의 조건 :

(c) 삼차원 레이저 측정 장치를 사용하여 상기 돌기의 높이 방향으로 상기 외부면을 측정함으로써 얻어진 상기 돌기의 등고선도에서, 외부면의 바닥부로부터 0.4㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역의 면적비 (S1) 가 10% 이상이고 100% 미만인 것;

(d) 삼차원 레이저 측정 장치를 사용하여 상기 돌기의 높이 방향으로 상기 외부면을 측정함으로써 얻어진 상기 돌기의 등고선도에서, 외부면의 바닥부로부터 0.2㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역의 면적비 (S2) 가 0% 초과이고 55% 이하인 것;

모두를 만족하는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품 상의 피복 형성 방법.
제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용사 단계는 상기 외부면에 복수의 병목형 돌기를 포함하는 인서트 주조용 부품 상에 수행되며, 상기 돌기는 이하의 조건 :

(c') 삼차원 레이저 측정 장치를 사용하여 상기 돌기의 높이 방향으로 상기 외부면을 측정함으로써 얻어진 상기 돌기의 등고선도에서, 외부면의 바닥부로부터 0.4㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역의 면적비 (S1) 가 10% 내지 50% 인 것;

(d') 삼차원 레이저 측정 장치를 사용하여 상기 돌기의 높이 방향으로 상기 외부면을 측정함으로써 얻어진 상기 돌기의 등고선도에서, 외부면의 바닥부로부터 0.2㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역의 면적비 (S2) 가 20% 내지 55% 인 것;

모두를 만족하는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품 상의 피복 형성 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 용사 단계는 상기 외부면에 복수의 병목형 돌기를 포함하는 인서트 주조용 부품 상에 수행되며, 상기 돌기는 이하의 조건 :

(e) 외부면의 바닥부로부터 0.4㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역은 등고선도에서 서로 독립적이며;

(f) 외부면의 바닥부로부터 0.4㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역의 면적이 등고선도에서 0.2㎟ 내지 3.0㎟ 인 것;

모두를 만족하는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품 상의 피복 형성 방법.
제 20 항에 있어서, 상기 용사 단계는 상기 외부면에 복수의 병목형 돌기를 포함하는 인서트 주조용 부품 상에 수행되며, 상기 돌기는 이하의 조건 :

(e) 외부면의 바닥부로부터 0.4㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역은 등고선도에서 서로 독립적이며;

(f) 외부면의 바닥부로부터 0.4㎜ 의 높이에서의 등고선으로 둘러싸이는 영역의 면적이 등고선도에서 0.2㎟ 내지 3.0㎟ 인 것;

모두를 만족하는 것을 특징으로 하는 인서트 주조용 부품 상의 피복 형성 방법.
인서트 주조용 부품인 실린더 라이너의 외부면을 주조용 금속으로 인서트 주조함으로써 실린더 블록을 제조하는 방법으로서,

상기 주조용 금속의 융점보다 낮은 융점을 가지는 저융점 금속 재료 및 상기 저융점 금속 재료의 융점보다 높은 융점을 가지는 고융점 금속 재료를 포함하는 복수 종류의 금속 재료를 상기 외부면에 동시에 용사하는 단계, 및

상기 저융점 금속 재료로 이루어진 저융점 금속상이 상기 고융점 금속 재료로 이루어진 고융점 금속상 내에 분산되는 불균일 금속층을 형성하는 단계를 특징으로 하며,

상기 용사 단계는 상기 외부면에 복수의 병목형 돌기를 포함하는 인서트 주조용 부품 상에 수행되며, 상기 돌기는 이하의 조건 :

(a) 상기 돌기는 외부면의 바닥부로부터 0.5㎜ 내지 1.5㎜ 의 높이를 가지는 것;

(b) 상기 외부면에서 상기 돌기는 1㎠ 당 5 내지 60 개인 것;

중 하나 이상을 만족하는 것을 특징으로 하는 실린더 블록을 제조하는 방법.
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