JPH0227149A - Ａｌ合金製ピストン - Google Patents
Ａｌ合金製ピストンInfo
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- JPH0227149A JPH0227149A JP17611288A JP17611288A JPH0227149A JP H0227149 A JPH0227149 A JP H0227149A JP 17611288 A JP17611288 A JP 17611288A JP 17611288 A JP17611288 A JP 17611288A JP H0227149 A JPH0227149 A JP H0227149A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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-
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- F05C2201/00—Metals
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- F05C2201/903—Aluminium alloy, e.g. AlCuMgPb F34,37
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ピストンリング用のリングキャリヤをＡｌ合
金からなるピストン母材により鋳ぐるんでなるＡｌ合金
製ピストンに関する。
金からなるピストン母材により鋳ぐるんでなるＡｌ合金
製ピストンに関する。
（従来の技術）
一般に、ディーゼルエンジン等のＡｌ合金製ピストンと
しては、例えば第３図に示すようなものがあり、Ａｆ１
合金製リングキャリヤ１がピストン母材２に鋳ぐるまれ
ているが、このリングキャリヤ１におけるピストンリン
グ溝３は、大きな熱負荷と面圧を繰り返して受けるため
、へたりや摩耗が生じやすい。
しては、例えば第３図に示すようなものがあり、Ａｆ１
合金製リングキャリヤ１がピストン母材２に鋳ぐるまれ
ているが、このリングキャリヤ１におけるピストンリン
グ溝３は、大きな熱負荷と面圧を繰り返して受けるため
、へたりや摩耗が生じやすい。
これに対処するため、従来、ピストン鋳造用の金型内で
あって、リングキャリヤが鋳造される部分に、セラミッ
クス繊維、ウィスカー等からなるプリフォームをセット
し、高圧鋳造法にてプリフォーム中へもＡμ合金を注湯
することにより一体成形したＦＲＭ（繊維強化金属）ピ
ストンが提案されている。
あって、リングキャリヤが鋳造される部分に、セラミッ
クス繊維、ウィスカー等からなるプリフォームをセット
し、高圧鋳造法にてプリフォーム中へもＡμ合金を注湯
することにより一体成形したＦＲＭ（繊維強化金属）ピ
ストンが提案されている。
また、Ｓｉ：１４−２５％、Ｆｅ１．Ｏ−５，０％及び
Ｍ ｎ ： ０゜５〜３．０％を含むＡｌ合金からなる
リングキャリヤや、これにＣｕ ： ４．０％以下、Ｍ
ｇ ： ２．０％以下、Ｎｉ：２．０％以下の１種又は
２種以上の成分を付加したＡｌ合金からなるリングキャ
リヤを、溶湯鍛造法によりＡｌ合金からなるピストン母
材で鋳ぐるむようにしたものも、提案されている。
Ｍ ｎ ： ０゜５〜３．０％を含むＡｌ合金からなる
リングキャリヤや、これにＣｕ ： ４．０％以下、Ｍ
ｇ ： ２．０％以下、Ｎｉ：２．０％以下の１種又は
２種以上の成分を付加したＡｌ合金からなるリングキャ
リヤを、溶湯鍛造法によりＡｌ合金からなるピストン母
材で鋳ぐるむようにしたものも、提案されている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、前述のような高価なセラミックス繊維や
ウィスカー等をリングキャリヤ部に用いたＡｌ合金製ピ
ストンでは、コストが嵩むという問題がある。
ウィスカー等をリングキャリヤ部に用いたＡｌ合金製ピ
ストンでは、コストが嵩むという問題がある。
また、リングキャリヤ部にシリコン等をふくむＡｌ合金
を用いたものも知られているが、これを高速過給機付き
ディーゼルエンジンに使用した場合、リングキャリヤ部
の耐へたり性が不足するという問題がある。
を用いたものも知られているが、これを高速過給機付き
ディーゼルエンジンに使用した場合、リングキャリヤ部
の耐へたり性が不足するという問題がある。
本発明の目的は、リングキャリヤ部にアルミニューム青
銅を用いながら、耐へたり性及び耐摩耗性の向上を図れ
るようにした、Ａｌ合金製ピストンを提供することにあ
る。
銅を用いながら、耐へたり性及び耐摩耗性の向上を図れ
るようにした、Ａｌ合金製ピストンを提供することにあ
る。
（課題を解決するための手段）
上述の目的を達成するために、第１の発明のＡｌ合金製
ピストンは、ピストンリング用のリングキャリヤがアル
ミニューム青銅からなり、このリングキャリヤが、Ａｌ
合金からなるピストン母材により鋳ぐるまわていること
を特徴としている。
ピストンは、ピストンリング用のリングキャリヤがアル
ミニューム青銅からなり、このリングキャリヤが、Ａｌ
合金からなるピストン母材により鋳ぐるまわていること
を特徴としている。
ピストンと同様の構造を有しており、そのリングキャリ
ヤ１０．２０の組成については、次の各実施例に示すよ
うな特徴を有している。
ヤ１０．２０の組成については、次の各実施例に示すよ
うな特徴を有している。
第１実施例
ここでは、第１図に示すようなリングキャリヤ１０が用
いられる。このリングキャリヤ１０はアルミニューム青
銅を用いて鋳造された。ここで、アルミニューム青銅と
してはＡｌＢＣｌが使用され、その他にＡｌＢＣ２〜Ａ
ｌＢＣ４（Ｊ Ｉ Ｓ Ｈ５１１４）やＣ６１６Ｌ Ｃ
６１９１，Ｃ６２４１（ＪＩ Ｓ Ｈ３２５０）を代用
しても良い。なお、アルミニューム青銅ＡｌＢＣ１は、
Ｃｕ：８５％以上、Ａｌ ： ８．０〜１０．０％、Ｆ
ｅ１．０〜４．０％、Ｎｉ１．Ｏ以下、Ｍ ｎ １ 、
０以下、等の銅合金である。
いられる。このリングキャリヤ１０はアルミニューム青
銅を用いて鋳造された。ここで、アルミニューム青銅と
してはＡｌＢＣｌが使用され、その他にＡｌＢＣ２〜Ａ
ｌＢＣ４（Ｊ Ｉ Ｓ Ｈ５１１４）やＣ６１６Ｌ Ｃ
６１９１，Ｃ６２４１（ＪＩ Ｓ Ｈ３２５０）を代用
しても良い。なお、アルミニューム青銅ＡｌＢＣ１は、
Ｃｕ：８５％以上、Ａｌ ： ８．０〜１０．０％、Ｆ
ｅ１．０〜４．０％、Ｎｉ１．Ｏ以下、Ｍ ｎ １ 、
０以下、等の銅合金である。
このようなアルミニューム青銅は比較的溶融温度（約１
１００℃）が高い。そこで、このリングキャリヤの鋳造
に当たっては、耐熱温度が高く、熱伝導率が低いセラミ
ック鋳型が使用され、精密ダイカスト法により製造され
る。
１００℃）が高い。そこで、このリングキャリヤの鋳造
に当たっては、耐熱温度が高く、熱伝導率が低いセラミ
ック鋳型が使用され、精密ダイカスト法により製造され
る。
Ａｆ１合金製ピストンはグラビテイ鋳造法によっまた第
２の発明のＡｌ合金製ピストンは、ピストンリング用の
リングキャリヤがアルミニューム青銅からなり、このリ
ングキャリヤが、アルミはんだめっきによる被膜層を介
してＡｌ合金からなるピストン母材により鋳ぐるまれて
いることを特徴としている。
２の発明のＡｌ合金製ピストンは、ピストンリング用の
リングキャリヤがアルミニューム青銅からなり、このリ
ングキャリヤが、アルミはんだめっきによる被膜層を介
してＡｌ合金からなるピストン母材により鋳ぐるまれて
いることを特徴としている。
（イ乍 用）
上述の第１の発明のＡｌ合金製ピストンでは、ピストン
母材に鋳ぐるまれたリングキャリヤが、長時間にわたる
高温加熱後においても、高い硬度を維持することが出来
、耐へたり性や耐摩耗性が向上するようになる。
母材に鋳ぐるまれたリングキャリヤが、長時間にわたる
高温加熱後においても、高い硬度を維持することが出来
、耐へたり性や耐摩耗性が向上するようになる。
また、上述の第２の発明のＡｆ１合金製ピストンでは、
第１の発明の場合と同様の作用が得られるほか、リング
キャリヤがピストン母材に対し十分に溶着するようにな
る。
第１の発明の場合と同様の作用が得られるほか、リング
キャリヤがピストン母材に対し十分に溶着するようにな
る。
（実 施 例）
第１図及び第２図には本発明によるＡｌ合金製ピストン
をそれぞれ示した。各Ａｌ合金製ピストンは、その外形
が第３図に示す従来のＡｌ合金製て鋳造される。ここで
は鋳型内にリングキャリヤ１０がセットされ、これはピ
ストン母材１１であるＪＩＳ規格のＡＣ８Ａ材により鋳
ぐるまれた。この際、リングキャリヤ１０とピストン母
材１１との一体化を確実なものとすべく、リングキャリ
ヤ１０はその外表面に凹凸部分１０１を備えた形状を取
ることが望ましい。
をそれぞれ示した。各Ａｌ合金製ピストンは、その外形
が第３図に示す従来のＡｌ合金製て鋳造される。ここで
は鋳型内にリングキャリヤ１０がセットされ、これはピ
ストン母材１１であるＪＩＳ規格のＡＣ８Ａ材により鋳
ぐるまれた。この際、リングキャリヤ１０とピストン母
材１１との一体化を確実なものとすべく、リングキャリ
ヤ１０はその外表面に凹凸部分１０１を備えた形状を取
ることが望ましい。
このピストンはＴ６処理（？８体化部理後、人工時効硬
化）されたが、溶体化処理によるクラックは生じなかっ
た。
化）されたが、溶体化処理によるクラックは生じなかっ
た。
このピストンをターボディーゼルエンジンに組込み、耐
久性テストを実施したところ、リングキャリヤの耐へた
り性、耐摩耗性は、従来のニレジスト鋳鉄製リングキャ
リヤ、あるいは、Ｎｉ：２５％、Ｃｕ：２．０％、Ａｌ
：残部からなるＡｌ合金製の従来のリングキャリヤを用
いたものよりもはるかに優れていることが顕著であった
。
久性テストを実施したところ、リングキャリヤの耐へた
り性、耐摩耗性は、従来のニレジスト鋳鉄製リングキャ
リヤ、あるいは、Ｎｉ：２５％、Ｃｕ：２．０％、Ａｌ
：残部からなるＡｌ合金製の従来のリングキャリヤを用
いたものよりもはるかに優れていることが顕著であった
。
第２実施例
ここでは、第２図に示すようなリングキャリヤ２０が用
いられる。このリングキャリヤ２０は成分としてアルミ
ニューム青＠ＡｆｌＢｃ１を用い、セラミック鋳型を使
用して、精密ダイカスト法により鋳造された。
いられる。このリングキャリヤ２０は成分としてアルミ
ニューム青＠ＡｆｌＢｃ１を用い、セラミック鋳型を使
用して、精密ダイカスト法により鋳造された。
このリングキャリヤ２０はその外表面が母材２Ｊである
Ａｌ合金に拡散接合し易いように、厚さ１０μｍの超音
波溶融アルミはんだめっき（めっき成分＝９５Ｚｎ−５
Ａρ）を施され、被膜層２２が生成されている。
Ａｌ合金に拡散接合し易いように、厚さ１０μｍの超音
波溶融アルミはんだめっき（めっき成分＝９５Ｚｎ−５
Ａρ）を施され、被膜層２２が生成されている。
Ａρ合金ピストンは低圧鋳造法で鋳造された。
ここでは鋳型内に被膜層２２を備えたリングキャリヤ２
０がセットされ、これはピストン母材２１であるＪＩＳ
規格のＡＣＢＡ材で鋳ぐるまれた。なお、被膜層２２の
外表面と母材２１の間に超音波エネルギーを印加して接
合性をより強化しても良い。
０がセットされ、これはピストン母材２１であるＪＩＳ
規格のＡＣＢＡ材で鋳ぐるまれた。なお、被膜層２２の
外表面と母材２１の間に超音波エネルギーを印加して接
合性をより強化しても良い。
このピストンの耐久テストで、リングキャリヤの耐へた
り性、耐摩耗性は、ニレジスト鋳鉄製リングキャリヤ、
あるいは、Ｎｉ：２５％、Ｃｕ：２．０％、Ａｌ：残部
からなるＡｌ合金製の従来のリングキャリヤよりも優れ
ていた。
り性、耐摩耗性は、ニレジスト鋳鉄製リングキャリヤ、
あるいは、Ｎｉ：２５％、Ｃｕ：２．０％、Ａｌ：残部
からなるＡｌ合金製の従来のリングキャリヤよりも優れ
ていた。
この第２実施例は、本発明の第２番目のものにせること
かできる。
かできる。
第１図及び第２図は本発明の各々異なる実施例としての
Ａｌ合金製ピストンの部分切欠側断面図、第３図は従来
のＡｌ合金製ピストンの部分切欠側断面図である。 １０．２０・・・リングキャリヤ、１１．２１・・・ピ
ストン母材、２２・・・被膜層。 対応しており、リングキャリヤが被膜層２２を施された
ことによって、リングキャリヤ２０と母材２１の間を完
全に拡散接合でき、両者の完全な一体化を図ることがで
きる。 従来のＡｆ１合金合金製リングキャリヤ比べて、本発明
のピストンにおけるＡｌ合金製リングキャリヤはるかに
高い硬さを維持していることが顕著である。 （発明の効果） 第１の発明のＡｌ合金製ピストンでは、ピストンリング
用のリングキャリヤが、アルミニューム青銅からなり、
このリングキャリヤがＡｌ合金からなるピストン母材に
より鋳ぐるまれているため、リングキャリヤが高硬度化
され、耐へたり性や耐摩耗性を大幅に向上させることが
できる。
Ａｌ合金製ピストンの部分切欠側断面図、第３図は従来
のＡｌ合金製ピストンの部分切欠側断面図である。 １０．２０・・・リングキャリヤ、１１．２１・・・ピ
ストン母材、２２・・・被膜層。 対応しており、リングキャリヤが被膜層２２を施された
ことによって、リングキャリヤ２０と母材２１の間を完
全に拡散接合でき、両者の完全な一体化を図ることがで
きる。 従来のＡｆ１合金合金製リングキャリヤ比べて、本発明
のピストンにおけるＡｌ合金製リングキャリヤはるかに
高い硬さを維持していることが顕著である。 （発明の効果） 第１の発明のＡｌ合金製ピストンでは、ピストンリング
用のリングキャリヤが、アルミニューム青銅からなり、
このリングキャリヤがＡｌ合金からなるピストン母材に
より鋳ぐるまれているため、リングキャリヤが高硬度化
され、耐へたり性や耐摩耗性を大幅に向上させることが
できる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ピストンリング用のリングキャリヤがアルミニュー
ム青銅からなり、このリングキャリヤが、Ａｌ合金から
なるピストン母材により鋳ぐるまれていることを特徴と
する、Ａｌ合金製ピストン。 ２、ピストンリング用のリングキャリヤがアルミニュー
ム青銅からなり、このリングキャリヤが、アルミはんだ
めっきによる被膜層を介してＡｌ合金からなるピストン
母材により鋳ぐるまれていることを特徴とする、Ａｌ合
金製ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17611288A JPH0227149A (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | Ａｌ合金製ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17611288A JPH0227149A (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | Ａｌ合金製ピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0227149A true JPH0227149A (ja) | 1990-01-29 |
Family
ID=16007898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17611288A Pending JPH0227149A (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | Ａｌ合金製ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0227149A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5653021A (en) * | 1995-03-13 | 1997-08-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Production process of a piston |
| WO1998027328A1 (fr) * | 1996-11-05 | 1998-06-25 | Unisia Jecs Corporation | Piston pour moteur a combustion interne et procede de fabrication |
| KR20030016965A (ko) * | 2001-08-23 | 2003-03-03 | 현대자동차주식회사 | 피스톤 링의 탑 링 캐리어 구조 |
| JP2015518536A (ja) * | 2012-03-28 | 2015-07-02 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツングＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ | アルミニウムピストンの製造方法 |
-
1988
- 1988-07-14 JP JP17611288A patent/JPH0227149A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5653021A (en) * | 1995-03-13 | 1997-08-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Production process of a piston |
| WO1998027328A1 (fr) * | 1996-11-05 | 1998-06-25 | Unisia Jecs Corporation | Piston pour moteur a combustion interne et procede de fabrication |
| KR20030016965A (ko) * | 2001-08-23 | 2003-03-03 | 현대자동차주식회사 | 피스톤 링의 탑 링 캐리어 구조 |
| JP2015518536A (ja) * | 2012-03-28 | 2015-07-02 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツングＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ | アルミニウムピストンの製造方法 |
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