JP3128041B2 - シリンダーブロックとその製造方法 - Google Patents
シリンダーブロックとその製造方法Info
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属間化合物分散強化
アルミニウム（Ａｌ）合金をシリンダーライナーに用い
たシリンダーブロックとその製造方法に関する。
アルミニウム（Ａｌ）合金をシリンダーライナーに用い
たシリンダーブロックとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリンダーブロックにアルミニウ
ム合金（ＡＣ４Ｃ，ＡＤＣ１２等）単体を用いたもので
は、シリンダーボア面の耐摩耗性が劣るため次のような
方法がとられている。すなわち、図６に示すようにブロ
ック本体１００をＡＣ４ＣやＡＤＣ１２等の通常のＡｌ
材で鋳造し、これに鋳鉄ライナー１０１を鋳包んだり、
圧入して耐摩耗性を向上させている。また図７に示すよ
うにブロック本体１０２の全体を過共晶アルミ・シリコ
ン合金のＡ３９０で製造し、ライナーレスのまま、初晶
Ｓｉにより耐摩耗性を向上させている。さらに図８に示
すようにシリンダー本体１０３をＡＤＣ１２等で作ると
ともに、シリンダーボア部をアルミナ繊維と炭素繊維で
複合した複合強化部１０４とし、耐摩耗性を向上させて
いる。
ム合金（ＡＣ４Ｃ，ＡＤＣ１２等）単体を用いたもので
は、シリンダーボア面の耐摩耗性が劣るため次のような
方法がとられている。すなわち、図６に示すようにブロ
ック本体１００をＡＣ４ＣやＡＤＣ１２等の通常のＡｌ
材で鋳造し、これに鋳鉄ライナー１０１を鋳包んだり、
圧入して耐摩耗性を向上させている。また図７に示すよ
うにブロック本体１０２の全体を過共晶アルミ・シリコ
ン合金のＡ３９０で製造し、ライナーレスのまま、初晶
Ｓｉにより耐摩耗性を向上させている。さらに図８に示
すようにシリンダー本体１０３をＡＤＣ１２等で作ると
ともに、シリンダーボア部をアルミナ繊維と炭素繊維で
複合した複合強化部１０４とし、耐摩耗性を向上させて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の各方法に
は、次のような問題点がある。まず、図６に示す鋳鉄ラ
イナー入りアルミシリンダーブロックの場合、(a) ライ
ナーが鋳鉄のためアルミ単体の場合に較べ重量が増加す
る。(b) アルミに較べて鋳鉄の方が熱伝導性が悪いため
シリンダーの冷却効率が低下する。(c) 鋳鉄ライナーと
アルミピストンの熱膨張差を考慮したクリアランス設定
によりピストンのガタツキが生じ騒音の原因となる。次
に、図７に示す過共晶アルミ・シリコン合金によるシリ
ンダーブロックの場合、スリーブレスで一体のブロック
となるため上記(a) 〜(c) の問題は解決されるが、(d)
耐摩耗性確保のため初晶シリコンの粒径や分布の均一性
の管理が不可欠である。(e) 初晶シリコンをボア表面に
浮き出させるためのエッチング処理が必要である。(f)
初晶シリコンの存在により切削加工性が非常に悪い。な
どの問題のためコスト・生産性に難がある。また、図８
のように複合強化部を設ける方法は、アルミナ繊維＋炭
素繊維プリフォームのコストが高いうえ、アルミと複合
化するための鋳造法が特殊なためコスト・生産性が問題
となる。本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、前
記問題点を解消した金属間化合物分散強化アルミニウム
合金をシリンダーライナーに用いたシリンダーブロック
とその製造方法を提供することを目的とする。
は、次のような問題点がある。まず、図６に示す鋳鉄ラ
イナー入りアルミシリンダーブロックの場合、(a) ライ
ナーが鋳鉄のためアルミ単体の場合に較べ重量が増加す
る。(b) アルミに較べて鋳鉄の方が熱伝導性が悪いため
シリンダーの冷却効率が低下する。(c) 鋳鉄ライナーと
アルミピストンの熱膨張差を考慮したクリアランス設定
によりピストンのガタツキが生じ騒音の原因となる。次
に、図７に示す過共晶アルミ・シリコン合金によるシリ
ンダーブロックの場合、スリーブレスで一体のブロック
となるため上記(a) 〜(c) の問題は解決されるが、(d)
耐摩耗性確保のため初晶シリコンの粒径や分布の均一性
の管理が不可欠である。(e) 初晶シリコンをボア表面に
浮き出させるためのエッチング処理が必要である。(f)
初晶シリコンの存在により切削加工性が非常に悪い。な
どの問題のためコスト・生産性に難がある。また、図８
のように複合強化部を設ける方法は、アルミナ繊維＋炭
素繊維プリフォームのコストが高いうえ、アルミと複合
化するための鋳造法が特殊なためコスト・生産性が問題
となる。本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、前
記問題点を解消した金属間化合物分散強化アルミニウム
合金をシリンダーライナーに用いたシリンダーブロック
とその製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的に添い、本発明
は強化粒子となる金属間化合物の各構成元素の粉末を化
学量論組成に従って秤量・混合したものをメカニカルア
ロイングを施して前駆複合体を作り、この前駆複合体に
純Ａｌ粉末またはＡｌ合金粉末を加えて再度メカニカル
アロイングを施したあと、この粉末で成形したビレット
に熱間加工を施してシリンダーライナーを作り、次にこ
のシリンダーライナーをシリンダーブロック本体用のＡ
ｌ合金の溶湯で鋳包んで、その接触面で反応させ、両者
の接合面を一体化するシリンダーブロックの製造方法と
することによって前記課題を解消した。また本発明は請
求項１に記載の方法で製造したシリンダーブロックとす
ることによって前記課題を解消した。これにより軽量・
高強度で熱伝導率や燃焼効率が良好で生産性やコストが
改善されたシリンダーブロックが製造できる。
は強化粒子となる金属間化合物の各構成元素の粉末を化
学量論組成に従って秤量・混合したものをメカニカルア
ロイングを施して前駆複合体を作り、この前駆複合体に
純Ａｌ粉末またはＡｌ合金粉末を加えて再度メカニカル
アロイングを施したあと、この粉末で成形したビレット
に熱間加工を施してシリンダーライナーを作り、次にこ
のシリンダーライナーをシリンダーブロック本体用のＡ
ｌ合金の溶湯で鋳包んで、その接触面で反応させ、両者
の接合面を一体化するシリンダーブロックの製造方法と
することによって前記課題を解消した。また本発明は請
求項１に記載の方法で製造したシリンダーブロックとす
ることによって前記課題を解消した。これにより軽量・
高強度で熱伝導率や燃焼効率が良好で生産性やコストが
改善されたシリンダーブロックが製造できる。
【０００５】以下、本発明について図面を参照しながら
詳細に説明する。まず、本発明に用いるシリンダーライ
ナーの素材について、図１を参照しながら説明する。強
化粒子となる金属間化合物の各構成元素Ａ，Ｂ，Ｃ・・
・（通常２種類以上である。ここでは、Ａ，Ｂ２元素の
場合について説明する。）の各粉末を用意する。次に目
標とする金属間化合物の各構成元素の化学量論組成に従
ってＡ，Ｂ２元素の粉末を秤量した後混合する。ここ
で、化学量論組成とは、本来構造式で示される化学組成
のことで、例えば、Ａｌ3 ＴｉならばＡｌ原子とＴｉ原
子の構成比が３：１で化合していること、即ちＡｌ−２
５ａｔ（原子）％ＴｉがＡｌ3 Ｔｉの化学量論組成とい
うことで、Ｍｇ2 ＳｉならばＭｇとＳｉが２：１だから
Ｍｇ−３３．３ａｔ％Ｓｉが化学量論組成である。
詳細に説明する。まず、本発明に用いるシリンダーライ
ナーの素材について、図１を参照しながら説明する。強
化粒子となる金属間化合物の各構成元素Ａ，Ｂ，Ｃ・・
・（通常２種類以上である。ここでは、Ａ，Ｂ２元素の
場合について説明する。）の各粉末を用意する。次に目
標とする金属間化合物の各構成元素の化学量論組成に従
ってＡ，Ｂ２元素の粉末を秤量した後混合する。ここ
で、化学量論組成とは、本来構造式で示される化学組成
のことで、例えば、Ａｌ3 ＴｉならばＡｌ原子とＴｉ原
子の構成比が３：１で化合していること、即ちＡｌ−２
５ａｔ（原子）％ＴｉがＡｌ3 Ｔｉの化学量論組成とい
うことで、Ｍｇ2 ＳｉならばＭｇとＳｉが２：１だから
Ｍｇ−３３．３ａｔ％Ｓｉが化学量論組成である。
【０００６】混合した粉末をボールミル処理、好ましく
は高エネルギ型のアトライタを用いてメカニカルアロイ
ングを行う。アトライタの一例を図５に示す。アトライ
タ１では、シャフト２の回転によってアジテータ３を回
転させ、これによってボール４を運動させる。このボー
ル４の運動によって原料を混合する。混合操作中、ガス
流入口５からガスを流入させ、混合雰囲気を一定に保
つ。また、水流入口６から冷却水を流入させ温度を一定
に保つ。なお、７はガス排出口、８は水排出口である。
上記ボール４は最大１インチ好ましくは３／８インチの
鋼球であることが好ましい。ボールと投入粉末全重量の
比率は、ボールの全重量と粉末の全重量の比率が１５
０：１ないし２０：１好ましくは１４０：１ないし４
０：１である。シャフト２の回転数は好ましくは２５０
ｒｐｍである。混合雰囲気としてはＡｒあるいはＨｅ等
を使用した非酸化雰囲気で行う。アジテータ３の先端の
周速度は、３．５ｍ／秒以内とし、最大でも１インチの
ボールを使用して２０時間以内で、１０〜１５時間で処
理することが好ましい。２０時間以上ではコストが上昇
し、Ｆｅが混入して完成品の伸びを低下させてしまう。
なお、メカニカルアロイングの際は、粉の分散性、また
は潤滑効果も考慮してメタノールまたはエタノールを分
散剤として適量添加して行う。添加量は、 ［分散剤量（ｍｌ）／粉末総重量（ｇ）］×１００＝１
〜５ とする。但し、メタノールの場合、１〜５、エタノール
の場合１〜３．５が好適である。
は高エネルギ型のアトライタを用いてメカニカルアロイ
ングを行う。アトライタの一例を図５に示す。アトライ
タ１では、シャフト２の回転によってアジテータ３を回
転させ、これによってボール４を運動させる。このボー
ル４の運動によって原料を混合する。混合操作中、ガス
流入口５からガスを流入させ、混合雰囲気を一定に保
つ。また、水流入口６から冷却水を流入させ温度を一定
に保つ。なお、７はガス排出口、８は水排出口である。
上記ボール４は最大１インチ好ましくは３／８インチの
鋼球であることが好ましい。ボールと投入粉末全重量の
比率は、ボールの全重量と粉末の全重量の比率が１５
０：１ないし２０：１好ましくは１４０：１ないし４
０：１である。シャフト２の回転数は好ましくは２５０
ｒｐｍである。混合雰囲気としてはＡｒあるいはＨｅ等
を使用した非酸化雰囲気で行う。アジテータ３の先端の
周速度は、３．５ｍ／秒以内とし、最大でも１インチの
ボールを使用して２０時間以内で、１０〜１５時間で処
理することが好ましい。２０時間以上ではコストが上昇
し、Ｆｅが混入して完成品の伸びを低下させてしまう。
なお、メカニカルアロイングの際は、粉の分散性、また
は潤滑効果も考慮してメタノールまたはエタノールを分
散剤として適量添加して行う。添加量は、 ［分散剤量（ｍｌ）／粉末総重量（ｇ）］×１００＝１
〜５ とする。但し、メタノールの場合、１〜５、エタノール
の場合１〜３．５が好適である。
【０００７】このメカニカルアロイングによって得られ
る粉は、Ａ（Ｂ）がＢ（Ａ）に機械的に取り込まれて合
金粉末となったもので、金属間化合物にはなっていな
い。すなわち、金属間化合物の前駆複合体Ｘとなってい
る。上記前駆複合体Ｘは、発火性の強いＭｇを含む成分
組成からなる場合は、容器外に排出せず、これが内蔵さ
れる混合容器内にＡｌ粉末またはＡｌ合金粉末を投入
し、再度メカニカルアロイングを実施する。前駆複合体
Ｘと、添加するアルミニウム粉末の量は、重量比で次の
通りとする。 １〜３重量％≦Ｘ／［Ｘ＋アルミニウム粉末］≦４０重
量％ ４０重量％以上になると押し出し性が低下し、衝撃値も
低下するので好ましくない。また、１〜３重量％を加え
ないと添加する効果が小さい。本工程におけるメカニカ
ルアロイングもアトライタを用いてアルコール（メタノ
ール、エタノール等）等の有機溶剤を添加して非酸化雰
囲気で行う。
る粉は、Ａ（Ｂ）がＢ（Ａ）に機械的に取り込まれて合
金粉末となったもので、金属間化合物にはなっていな
い。すなわち、金属間化合物の前駆複合体Ｘとなってい
る。上記前駆複合体Ｘは、発火性の強いＭｇを含む成分
組成からなる場合は、容器外に排出せず、これが内蔵さ
れる混合容器内にＡｌ粉末またはＡｌ合金粉末を投入
し、再度メカニカルアロイングを実施する。前駆複合体
Ｘと、添加するアルミニウム粉末の量は、重量比で次の
通りとする。 １〜３重量％≦Ｘ／［Ｘ＋アルミニウム粉末］≦４０重
量％ ４０重量％以上になると押し出し性が低下し、衝撃値も
低下するので好ましくない。また、１〜３重量％を加え
ないと添加する効果が小さい。本工程におけるメカニカ
ルアロイングもアトライタを用いてアルコール（メタノ
ール、エタノール等）等の有機溶剤を添加して非酸化雰
囲気で行う。
【０００８】前記の工程を経た後、粉末を排出する。排
出が完了した粉末は、これを分級し、１５０メッシュよ
り細かい粉末を以後用いる。好ましくは、４００メッシ
ュより細かい方が良いが、１５０メッシュより粗い粒
は、メカニカルアロイングの工程に戻す。次に閉塞した
金型内にメカニカルアロイング粉末を入れ、圧縮してビ
レットを成形する。このビレットは、これを真空熱処理
炉で加熱し、脱ガスを行う。即ち、真空中で４００〜５
００℃で４〜５時間加熱する。次に脱ガス処理をしたこ
のビレットに対し、熱間押出しをおこないシリンダーラ
イナーを製造する。これによって前駆複合体は反応して
金属間化合物となり、これがＡｌマトリックス中に微細
に分散した組織となる。
出が完了した粉末は、これを分級し、１５０メッシュよ
り細かい粉末を以後用いる。好ましくは、４００メッシ
ュより細かい方が良いが、１５０メッシュより粗い粒
は、メカニカルアロイングの工程に戻す。次に閉塞した
金型内にメカニカルアロイング粉末を入れ、圧縮してビ
レットを成形する。このビレットは、これを真空熱処理
炉で加熱し、脱ガスを行う。即ち、真空中で４００〜５
００℃で４〜５時間加熱する。次に脱ガス処理をしたこ
のビレットに対し、熱間押出しをおこないシリンダーラ
イナーを製造する。これによって前駆複合体は反応して
金属間化合物となり、これがＡｌマトリックス中に微細
に分散した組織となる。
【０００９】表１に前記要領で製造したシリンダーライ
ナーの素材Ｉ及びIIについて、またその比較例につい
て、その物性を示す。
ナーの素材Ｉ及びIIについて、またその比較例につい
て、その物性を示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】表１によれば素材Ｉ，IIは高強度であるう
え、鋳鉄（ＦＣ２５０など）に対して比重が約1/3 であ
るため軽量である。また、ピストン材やシリンダーブロ
ック材との線膨張係数の差が小さいため低歪となるう
え、ピストンとライナーのクリアランスを小さくする事
ができ、燃焼効率が向上し、騒音が低減する。Ａ３９
０，ＦＲＭと比較しても引張強さ，縦弾性率，線膨張係
数は同等もしくはそれ以上である。図３にこのＭｇ2 Ｓ
ｉ分散強化アルミ合金の組織写真を示すが、５μｍ以下
のＭｇ2 ＳｉとＳｉが微細に分散しており、これによっ
て耐摩耗性が向上する。また、硬い粒子が微細であるた
め切削性は良好で通常の高速度鋼の使用が可能である。
え、鋳鉄（ＦＣ２５０など）に対して比重が約1/3 であ
るため軽量である。また、ピストン材やシリンダーブロ
ック材との線膨張係数の差が小さいため低歪となるう
え、ピストンとライナーのクリアランスを小さくする事
ができ、燃焼効率が向上し、騒音が低減する。Ａ３９
０，ＦＲＭと比較しても引張強さ，縦弾性率，線膨張係
数は同等もしくはそれ以上である。図３にこのＭｇ2 Ｓ
ｉ分散強化アルミ合金の組織写真を示すが、５μｍ以下
のＭｇ2 ＳｉとＳｉが微細に分散しており、これによっ
て耐摩耗性が向上する。また、硬い粒子が微細であるた
め切削性は良好で通常の高速度鋼の使用が可能である。
【００１２】次に前記シリンダーライナーを用いて、具
体的にシリンダーブロックの製造要領について説明す
る。なお、金属間化合物分散強化アルミニウム製シリン
ダーライナーについて、分散強化用金属間化合物の選定
基準として、 (a) 軽量・高強度化の追求が目的の場合は、Ｍｇ2 Ｓ
ｉ，Ａｌ3 Ｔｉ，ＴｉＡｌ等がよい。 (b) 高温強度向上の追求が目的の場合は、Ａｌ3 Ｔ
ｉ，Ａｌ3 Ｎｉ，Ａｌ3Ｆｅ，Ｎｉ3 Ａｌ，ＦｅＡｌ，
Ａｌ3 Ｖ，Ａｌ3 Ｚｒ，Ａｌ6 Ｍｎ等がよい。 (c) 高強度・低コスト化の追求が目的の場合は、Ｍｇ
2 Ｓｉ，ＣｕＡｌ2 等がよい。 よって本発明では軽量・高強度・低コストを狙ってＭｇ
2 Ｓｉを用いたものである。
体的にシリンダーブロックの製造要領について説明す
る。なお、金属間化合物分散強化アルミニウム製シリン
ダーライナーについて、分散強化用金属間化合物の選定
基準として、 (a) 軽量・高強度化の追求が目的の場合は、Ｍｇ2 Ｓ
ｉ，Ａｌ3 Ｔｉ，ＴｉＡｌ等がよい。 (b) 高温強度向上の追求が目的の場合は、Ａｌ3 Ｔ
ｉ，Ａｌ3 Ｎｉ，Ａｌ3Ｆｅ，Ｎｉ3 Ａｌ，ＦｅＡｌ，
Ａｌ3 Ｖ，Ａｌ3 Ｚｒ，Ａｌ6 Ｍｎ等がよい。 (c) 高強度・低コスト化の追求が目的の場合は、Ｍｇ
2 Ｓｉ，ＣｕＡｌ2 等がよい。 よって本発明では軽量・高強度・低コストを狙ってＭｇ
2 Ｓｉを用いたものである。
【００１３】図２において、図１のプロセスにより製造
されたＭｇ2 Ｓｉ分散強化アルミニウム合金製シリンダ
ーライナーは、鋳造時の熱による歪を少なくするため、
また溶湯と反応させて接合をおこなうため１００〜５０
０℃に予熱をおこなう。この場合予熱温度が１００℃以
下ではアルミ溶湯（６８０〜７２０℃）との温度差が大
きいためライナーの変形が大きくなり過ぎる上に、ライ
ナーと溶湯が十分反応せず健全な接合が得られにくい。
また５００℃を越えるとライナー自体の強度が保たれず
変形量が大きくなり、一部で局部融解が生じてしまう。
従って、ライナーの予熱温度は、１００〜５００℃の
間、歪の抑制および反応・接合の観点から４００℃前後
が望ましい。ブロック本体に用いる溶湯としては、従来
からシリンダーブロック材として使用されているＡＣ４
Ｂ，ＡＣ４Ｃ，ＡＤＣ１２等を用い、この実施例ではＡ
Ｃ４Ｃを用いた。
されたＭｇ2 Ｓｉ分散強化アルミニウム合金製シリンダ
ーライナーは、鋳造時の熱による歪を少なくするため、
また溶湯と反応させて接合をおこなうため１００〜５０
０℃に予熱をおこなう。この場合予熱温度が１００℃以
下ではアルミ溶湯（６８０〜７２０℃）との温度差が大
きいためライナーの変形が大きくなり過ぎる上に、ライ
ナーと溶湯が十分反応せず健全な接合が得られにくい。
また５００℃を越えるとライナー自体の強度が保たれず
変形量が大きくなり、一部で局部融解が生じてしまう。
従って、ライナーの予熱温度は、１００〜５００℃の
間、歪の抑制および反応・接合の観点から４００℃前後
が望ましい。ブロック本体に用いる溶湯としては、従来
からシリンダーブロック材として使用されているＡＣ４
Ｂ，ＡＣ４Ｃ，ＡＤＣ１２等を用い、この実施例ではＡ
Ｃ４Ｃを用いた。
【００１４】次にあらかじめ予熱しておいた前記シリン
ダーライナーをシリンダーブロック型内にセットし、前
記溶湯を注ぎライナーを鋳包む。この時溶湯温度が６８
０〜７２０℃であり、ライナーの基地はアルミであるた
め、溶湯−ライナー間で反応が生じ、ライナーとブロッ
クが接合される。図４にライナー（予熱温度４００℃）
とシリンダーブロック（ＡＣ４Ｃ、注湯温度７２０℃）
の接合部の組織写真を示す。ライナーとブロック（溶
湯）の界面に欠陥は存在しておらず、ライナーとブロッ
クは完全に結合し、一体化していることがわかる。これ
により、材料としての軽量・高強度・高耐摩耗性が生か
されると同時に、一体化による熱伝導率の向上が得られ
る。また、Ｍｇ2 Ｓｉ分散強化アルミニウム製ライナー
は高温強度に優れるため鋳包みの際の溶湯による損傷・
変形は少なく、低圧鋳造・プレッシャーダイカスト・溶
湯鍛造いずれの方法も用いられる。
ダーライナーをシリンダーブロック型内にセットし、前
記溶湯を注ぎライナーを鋳包む。この時溶湯温度が６８
０〜７２０℃であり、ライナーの基地はアルミであるた
め、溶湯−ライナー間で反応が生じ、ライナーとブロッ
クが接合される。図４にライナー（予熱温度４００℃）
とシリンダーブロック（ＡＣ４Ｃ、注湯温度７２０℃）
の接合部の組織写真を示す。ライナーとブロック（溶
湯）の界面に欠陥は存在しておらず、ライナーとブロッ
クは完全に結合し、一体化していることがわかる。これ
により、材料としての軽量・高強度・高耐摩耗性が生か
されると同時に、一体化による熱伝導率の向上が得られ
る。また、Ｍｇ2 Ｓｉ分散強化アルミニウム製ライナー
は高温強度に優れるため鋳包みの際の溶湯による損傷・
変形は少なく、低圧鋳造・プレッシャーダイカスト・溶
湯鍛造いずれの方法も用いられる。
【００１５】次に強度向上のため鋳造後、前記ライナー
を鋳包んだブロックはＴ５，Ｔ６などの熱処理を施す。
表１から判るようにＭｇ2 Ｓｉ分散材は高温強度に優れ
るため、このような熱処理をおこなっても問題がない。
逆に熱処理によって接合界面の拡散が進行し、結合強度
が増大する。次に機械加工を施すが、ブロック本体は従
来から用いているＡＣ４Ｃ（ＡＣ４Ｂ，ＡＤＣ１２も同
様）であることと、ライナーはＭｇ2 Ｓｉが微細に分散
しているため、加工性は良好であり、従来の鋳鉄ライナ
ー入りアルミシリンダーブロックの加工ラインがそのま
ま流用できる。よって従来の前記図７、図８によるシリ
ンダーブロックに対して生産性が高く、コストが安くな
る。
を鋳包んだブロックはＴ５，Ｔ６などの熱処理を施す。
表１から判るようにＭｇ2 Ｓｉ分散材は高温強度に優れ
るため、このような熱処理をおこなっても問題がない。
逆に熱処理によって接合界面の拡散が進行し、結合強度
が増大する。次に機械加工を施すが、ブロック本体は従
来から用いているＡＣ４Ｃ（ＡＣ４Ｂ，ＡＤＣ１２も同
様）であることと、ライナーはＭｇ2 Ｓｉが微細に分散
しているため、加工性は良好であり、従来の鋳鉄ライナ
ー入りアルミシリンダーブロックの加工ラインがそのま
ま流用できる。よって従来の前記図７、図８によるシリ
ンダーブロックに対して生産性が高く、コストが安くな
る。
【００１６】なお、Ｍｇ2 Ｓｉ分散Ａｌ製シリンダーラ
イナーは、ブロック本体に圧入する方法によっても製造
することができる。この場合はライナーとブロック間の
熱伝導率は鋳包みの場合より低下するが、従来の鋳鉄ラ
イナーに較べてはるかに優れたものがえられる。
イナーは、ブロック本体に圧入する方法によっても製造
することができる。この場合はライナーとブロック間の
熱伝導率は鋳包みの場合より低下するが、従来の鋳鉄ラ
イナーに較べてはるかに優れたものがえられる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果がえら
れる。 (1) ブロックとなる溶湯とライナーとは共にＡｌ系素
材であり、そのため鋳造時に両者の間で反応が生じ、鋳
造と同時に接合がおこなわれる。 (2) ブロックとライナーが一体化されるため熱伝導率
が向上し、冷却効率が向上する。 (3) ライナーに軽量・高強度なＭｇ2 Ｓｉ分散強化ア
ルミ合金を使用することにより軽量化ができる。 (4) ピストンとライナーの線膨張係数の差が小さいた
め、ピストンクリアランスをつめることができ、燃焼効
率の向上, 騒音の低減が達成できる。 (5) ブロック本体とライナーの接合によって通常の切
削が可能なため、従来の加工ラインがそのまま流用でき
る。 (6) ライナーの高温強度が高いため、鋳包む際、どの
ような鋳造法でも利用できる。 (7) 材料は非熱処理型合金のため、接合後、熱処理を
おこなってもライナーの強度は低下しない。
れる。 (1) ブロックとなる溶湯とライナーとは共にＡｌ系素
材であり、そのため鋳造時に両者の間で反応が生じ、鋳
造と同時に接合がおこなわれる。 (2) ブロックとライナーが一体化されるため熱伝導率
が向上し、冷却効率が向上する。 (3) ライナーに軽量・高強度なＭｇ2 Ｓｉ分散強化ア
ルミ合金を使用することにより軽量化ができる。 (4) ピストンとライナーの線膨張係数の差が小さいた
め、ピストンクリアランスをつめることができ、燃焼効
率の向上, 騒音の低減が達成できる。 (5) ブロック本体とライナーの接合によって通常の切
削が可能なため、従来の加工ラインがそのまま流用でき
る。 (6) ライナーの高温強度が高いため、鋳包む際、どの
ような鋳造法でも利用できる。 (7) 材料は非熱処理型合金のため、接合後、熱処理を
おこなってもライナーの強度は低下しない。
【図１】本発明に係るシリンダーライナーの製造工程の
説明図である。
説明図である。
【図２】同シリンダーライナーをシリンダーブロックに
鋳包む製造工程の説明図である。
鋳包む製造工程の説明図である。
【図３】同シリンダーライナーの金属組織を示す図面に
代る写真である。
代る写真である。
【図４】同シリンダーライナーとシリンダーブロックと
の接合面の金属組織を示す図面に代る写真である。
の接合面の金属組織を示す図面に代る写真である。
【図５】本発明で用いるアトライタの説明図である。
【図６】従来のシリンダーブロックとシリンダーライナ
ーとの接合要領の説明図である。
ーとの接合要領の説明図である。
【図７】同ライナーレスのシリンダーブロックの説明図
である。
である。
【図８】同複合強化部を形成するシリンダーブロックの
説明図である。
説明図である。
１ アトライタ ３ アジテータ ４ ボール ５ ガス流入口 ６ 水流入口 ７ ガス排出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 19/08 C22C 1/04 C22C 21/00 F02F 1/00 F02F 1/08
Claims (4)
- 【請求項１】 強化粒子となる金属間化合物の各構成元
素の粉末を化学量論組成に従って秤量・混合したものに
メカニカルアロイングを施して前駆複合体を作り、この
前駆複合体に純Ａｌ粉末またはＡｌ合金粉末を加えて再
度メカニカルアロイングを施したあと、この粉末で成形
したビレットに熱間加工を施してシリンダーライナーを
作り、次にこのシリンダーライナーをシリンダーブロッ
ク本体用のＡｌ合金の溶湯で鋳包んで、その接触面で反
応させ、両者の接合面を一体化することを特徴とするシ
リンダーブロックの製造方法。 - 【請求項２】 前記シリンダーライナーに用いる前駆複
合体粉の混合比がＡｌ粉の４０重量％以下であることを
特徴とする請求項１に記載のシリンダーブロックの製造
方法 - 【請求項３】 前記シリンダーライナーを１００〜５０
０℃、好ましくは約４００℃に予熱してから鋳込むこと
を特徴とする請求項１に記載のシリンダーブロックの製
造方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の方法で製造したシリン
ダーブロック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06138077A JP3128041B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | シリンダーブロックとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06138077A JP3128041B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | シリンダーブロックとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07314118A JPH07314118A (ja) | 1995-12-05 |
| JP3128041B2 true JP3128041B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=15213426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06138077A Expired - Fee Related JP3128041B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | シリンダーブロックとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3128041B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0584232U (ja) * | 1992-04-23 | 1993-11-16 | ナスステンレス株式会社 | キャビネット |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003025058A (ja) * | 2001-05-09 | 2003-01-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ａｌ合金製鋳込み部材とこのＡｌ合金製鋳込み部材の鋳込み方法 |
| KR100427281B1 (ko) * | 2001-09-05 | 2004-04-14 | 현대자동차주식회사 | 엔진용 실린더 블록 제조방법 |
| KR100853071B1 (ko) * | 2006-12-27 | 2008-08-19 | 대림기업 주식회사 | 규소 및 뮤라이트 예비 성형제를 이용한 알루미늄 실린더블록의 제조방법 |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP06138077A patent/JP3128041B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0584232U (ja) * | 1992-04-23 | 1993-11-16 | ナスステンレス株式会社 | キャビネット |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07314118A (ja) | 1995-12-05 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |