JP2000042709A - 過共晶アルミニウム―珪素合金からシリンダライナを製造する方法 - Google Patents
過共晶アルミニウム―珪素合金からシリンダライナを製造する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリンダライナ用の薄肉素材の製造方法を安
価に構成する。 【構成】 シリンダライナを鋳込まれるクランクケース
を製造するため、過共晶ＡｌＳｉ合金が吹付け圧縮さ
れ、管部分に変形され、その際管が合金の揺変温度範囲
で押出し成形される。管をシリンダライナの最終寸法に
機械的変形した後、シリンダライナがダイカスト法でク
ランクケースへ鋳込まれ、その際動作温度は過共晶合金
の揺変温度範囲にある。
価に構成する。 【構成】 シリンダライナを鋳込まれるクランクケース
を製造するため、過共晶ＡｌＳｉ合金が吹付け圧縮さ
れ、管部分に変形され、その際管が合金の揺変温度範囲
で押出し成形される。管をシリンダライナの最終寸法に
機械的変形した後、シリンダライナがダイカスト法でク
ランクケースへ鋳込まれ、その際動作温度は過共晶合金
の揺変温度範囲にある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えばドイツ連邦共
和国特許出願公開第１９５２３４８４号明細書から公知
のように、請求項１の上位概念に記載の過共晶アルミニ
ウム−珪素合金から内燃機関用シリンダライナを製造す
る方法に関する。
和国特許出願公開第１９５２３４８４号明細書から公知
のように、請求項１の上位概念に記載の過共晶アルミニ
ウム−珪素合金から内燃機関用シリンダライナを製造す
る方法に関する。
【０００２】内燃機関用シリンダライナは、ピストンリ
ング及び局部的に生じる高い温度により、強い摩擦負荷
にさらされる。従ってこの面が耐摩耗性及び耐熱性の材
料から成っていることが必要である。
ング及び局部的に生じる高い温度により、強い摩擦負荷
にさらされる。従ってこの面が耐摩耗性及び耐熱性の材
料から成っていることが必要である。
【０００３】
【従来の技術】過共晶ＡｌＳｉ合金例えばＧＫ−Ａｌ−
１７Ｃｕ４Ｍｇから鋳造シリンダブロツクを製造するこ
とは公知であるが、鋳造技術的理由から珪素含有量が最
大２０重量％に制限される。鋳造法の別の欠点として、
溶湯の凝固中に３０〜８０μｍの比較的大きい寸法を持
つ珪素一次粒子が折出せしめられる。このような鋭い縁
の珪素粒子はピストンリングの摩耗を生じる。従ってピ
ストンリングに対する珪素粒子の接触面が、機械的加工
により平らにされる。それから電気工学的処理が行わ
れ、珪素粒子の間のアルミニウム基質が少し引込められ
るので、珪素粒子が支持骨格としてシリンダ面から僅か
突出する。このように製造されるシリンダ面の欠点は、
一方では高い製造費であり、他方では珪素粒子の不完全
な分布及び例えば気孔、収縮孔及び高度の材料不良品の
原因となる酸化物介在物の強い摩耗を防止するため、シ
リンダライナとピストンリングとの間に比較的厚い油膜
を形成せねばならない。それにより高められる有害物質
放出及び高められる油消費が生じる。
１７Ｃｕ４Ｍｇから鋳造シリンダブロツクを製造するこ
とは公知であるが、鋳造技術的理由から珪素含有量が最
大２０重量％に制限される。鋳造法の別の欠点として、
溶湯の凝固中に３０〜８０μｍの比較的大きい寸法を持
つ珪素一次粒子が折出せしめられる。このような鋭い縁
の珪素粒子はピストンリングの摩耗を生じる。従ってピ
ストンリングに対する珪素粒子の接触面が、機械的加工
により平らにされる。それから電気工学的処理が行わ
れ、珪素粒子の間のアルミニウム基質が少し引込められ
るので、珪素粒子が支持骨格としてシリンダ面から僅か
突出する。このように製造されるシリンダ面の欠点は、
一方では高い製造費であり、他方では珪素粒子の不完全
な分布及び例えば気孔、収縮孔及び高度の材料不良品の
原因となる酸化物介在物の強い摩耗を防止するため、シ
リンダライナとピストンリングとの間に比較的厚い油膜
を形成せねばならない。それにより高められる有害物質
放出及び高められる油消費が生じる。
【０００４】ライナ材料としての過共晶ＡＩＳｉ合金の
利点を利用できるようにするため、これらの合金は均質
に分布したできるだけ多数の微粒珪素粒子を持っていな
ければならない。鋳造技術的に実現不可能なＡｌ合金
は、公知のように粉末治金法により製造することができ
る。この種の方法に吹付け圧縮が続く。国際出願公開Ｗ
Ｏ８７／０３０１２から、中空円筒いわゆる管素材の吹
付け圧縮が公知である。合金の所望の性質を得るため、
珪素と高金合化されるＡｌ合金溶湯が露化され、窒素噴
流中において１秒当たり約１０００°Ｃの冷却速度で冷
却される。部分的にまだ溶融している粉末粒子は、縦軸
線の周りに水平に回転する同じ種類の材料又は普通のア
ルミニウム材料製の担体管へ吹付けられる。担体管は、
この過程中その縦軸線の方向に吹付け噴流の下を移動せ
しめられる。担体管の両方の運動方向の重畳により、担
体管の内径を持つ円筒状管が生じる。外形は方法パラメ
ータから得られる。
利点を利用できるようにするため、これらの合金は均質
に分布したできるだけ多数の微粒珪素粒子を持っていな
ければならない。鋳造技術的に実現不可能なＡｌ合金
は、公知のように粉末治金法により製造することができ
る。この種の方法に吹付け圧縮が続く。国際出願公開Ｗ
Ｏ８７／０３０１２から、中空円筒いわゆる管素材の吹
付け圧縮が公知である。合金の所望の性質を得るため、
珪素と高金合化されるＡｌ合金溶湯が露化され、窒素噴
流中において１秒当たり約１０００°Ｃの冷却速度で冷
却される。部分的にまだ溶融している粉末粒子は、縦軸
線の周りに水平に回転する同じ種類の材料又は普通のア
ルミニウム材料製の担体管へ吹付けられる。担体管は、
この過程中その縦軸線の方向に吹付け噴流の下を移動せ
しめられる。担体管の両方の運動方向の重畳により、担
体管の内径を持つ円筒状管が生じる。外形は方法パラメ
ータから得られる。
【０００５】吹付け圧縮の際回転する管の代わりとし
て、冷却するが部分的にはまだ流動性の粉末粒子が回転
する皿へ吹付けられる。この過程中に皿は下方へ動かさ
れる。両方の運動の重畳により、通常１５〜４０ｃｍの
直径で約１〜２．５ｍの長さを持つ円筒状素材が生じ
る。冷却ガス噴流中における溶融したＡｌＳｉ合金滴の
高い冷却温度のため、吹付け圧縮される素材の大部分に
過飽和状態が残る。他方吹付け圧縮過程中に、例えば珪
素一次結晶及び金属間相のような微粒の一次粒子が、マ
グネシウムと珪素との合金相（Ｍｇ２Ｓｉ）、鉄アルミ
ナイド等に応じて形成される。この硬質粒子のため、吹
付け圧縮により製造される合金はライナ材料として適し
ている。
て、冷却するが部分的にはまだ流動性の粉末粒子が回転
する皿へ吹付けられる。この過程中に皿は下方へ動かさ
れる。両方の運動の重畳により、通常１５〜４０ｃｍの
直径で約１〜２．５ｍの長さを持つ円筒状素材が生じ
る。冷却ガス噴流中における溶融したＡｌＳｉ合金滴の
高い冷却温度のため、吹付け圧縮される素材の大部分に
過飽和状態が残る。他方吹付け圧縮過程中に、例えば珪
素一次結晶及び金属間相のような微粒の一次粒子が、マ
グネシウムと珪素との合金相（Ｍｇ２Ｓｉ）、鉄アルミ
ナイド等に応じて形成される。この硬質粒子のため、吹
付け圧縮により製造される合金はライナ材料として適し
ている。
【０００６】しかし素材の初期肉厚に応じて、種々の方
法を介する変形により、必要な最終寸法になるまで肉厚
を減少せねばならない。中実円柱をまず管に形成し、ラ
イナ素材となるように加工せねばならない。押出し成形
により安価にライナを最終寸法にするため、高い成形速
度及び高い成形圧力が必要である。しかしこのように押
出し成形困難な合金では、目標とする小さい肉厚に変形
する際、高い成形速度が断面の裂開を生じる可能性のあ
ることがわかった。
法を介する変形により、必要な最終寸法になるまで肉厚
を減少せねばならない。中実円柱をまず管に形成し、ラ
イナ素材となるように加工せねばならない。押出し成形
により安価にライナを最終寸法にするため、高い成形速
度及び高い成形圧力が必要である。しかしこのように押
出し成形困難な合金では、目標とする小さい肉厚に変形
する際、高い成形速度が断面の裂開を生じる可能性のあ
ることがわかった。
【０００７】最初にあげたドイツ連邦共和国特許出願公
開第１９５２３４８４号明細書は、中実円柱素材を管状
半製品に変形することに関連して、押出し成形及び回転
据え込みのほかに揺変成形についても述べている。いず
れにせよ最初にあげた種類の方法では、断面がライナ素
材に等しい管がまず製造される。しかしこれらの管か
ら、長さが所望のライナ素材に等しい個々の部分が切断
される。公知の方法は、吹付け圧縮される素材から鋳込
み準備のできたライナ素材への中間段階のため、複雑か
つ高価である。
開第１９５２３４８４号明細書は、中実円柱素材を管状
半製品に変形することに関連して、押出し成形及び回転
据え込みのほかに揺変成形についても述べている。いず
れにせよ最初にあげた種類の方法では、断面がライナ素
材に等しい管がまず製造される。しかしこれらの管か
ら、長さが所望のライナ素材に等しい個々の部分が切断
される。公知の方法は、吹付け圧縮される素材から鋳込
み準備のできたライナ素材への中間段階のため、複雑か
つ高価である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の基礎になって
いる課題は、シリンダライナ用の薄肉素材の製造方法を
安価に構成することである。
いる課題は、シリンダライナ用の薄肉素材の製造方法を
安価に構成することである。
【０００９】本発明によれば、この課題は請求項１の特
徴によって解決される。吹付け圧縮された出発材料をダ
イカスト法で引続き処理することにより、ただ１つの処
理段階で安価にライナ素材が製造される。更に層流流れ
において揺変温度範囲でダイカストすることにより、高
い変形速度にもかかわらず、形成されるライナ壁の裂開
の危険を回避することができる。それにより不用品の割
合を減少でき、このことがライナ素材の製造費に同様に
有利な影響を及ぼす。
徴によって解決される。吹付け圧縮された出発材料をダ
イカスト法で引続き処理することにより、ただ１つの処
理段階で安価にライナ素材が製造される。更に層流流れ
において揺変温度範囲でダイカストすることにより、高
い変形速度にもかかわらず、形成されるライナ壁の裂開
の危険を回避することができる。それにより不用品の割
合を減少でき、このことがライナ素材の製造費に同様に
有利な影響を及ぼす。
【００１０】揺変温度範囲での変形中に二次粒子特にＳ
ｉ過飽和合金から付加的なＳｉ結晶が形成され、吹付け
圧縮の際形成される一次粒子特にＳｉ一次結晶が、有利
な成長過程及び時効化過程を行う。
ｉ過飽和合金から付加的なＳｉ結晶が形成され、吹付け
圧縮の際形成される一次粒子特にＳｉ一次結晶が、有利
な成長過程及び時効化過程を行う。
【００１１】種々の実施例に基いて、本発明を以下に説
明する。
明する。
【００１２】
【実施例】第１実施例によれば、重量％で次の組成を持
つ合金Ｉが使用される。 珪素 １５〜４０％、なるべく約２７％ マグネシウム ０．２５〜２．５％、なるべく約１．５％ 亜鉛 ４〜１５％、なるべく約９％ 鉄 ０〜１％、なるべく約０．５％ マンガン ０．１〜１％、なるべく約０．６％ 残りはアルミニウム。
つ合金Ｉが使用される。 珪素 １５〜４０％、なるべく約２７％ マグネシウム ０．２５〜２．５％、なるべく約１．５％ 亜鉛 ４〜１５％、なるべく約９％ 鉄 ０〜１％、なるべく約０．５％ マンガン ０．１〜１％、なるべく約０．６％ 残りはアルミニウム。
【００１３】Ａｌ合金Ｉは、約８３０°の溶湯の温度で
酸素のない雰囲気中で霧化され、窒素により約４ｍ３／
ｋｇ金属のガス／金属比で冷却され、その際１秒当たり
約１０００°Ｃの冷却速度が得られる。その際飛行段階
中に粒子の約８０％が凝固し、基板表面へ当たる際まだ
流動性の残りの滴は粒子複合体の製造に利用される。粉
末粒子又は粉末滴は回転する皿上へ吹付けられ、この皿
上で２５０ｍｍの直径を持つ粗塊が成長する。吹付けの
際溶湯は微細に霧化され、合金小滴又は粒子がかなり狭
く区分される３〜５０μｍの範囲の粒径分布で形成され
る。溶湯から成長する粗塊に形成される珪素一次結晶は
典型的には０．１〜１０μｍの大きさを持ち、例えばＭ
ｇ２Ｓｉのような金属間層で若干小さい粒径を持ってい
る。この微粒性により、吹付け圧縮される合金内におけ
る硬質粒子の細かく分散した分布及び引続く処理のため
の均質な材料が生じる。
酸素のない雰囲気中で霧化され、窒素により約４ｍ３／
ｋｇ金属のガス／金属比で冷却され、その際１秒当たり
約１０００°Ｃの冷却速度が得られる。その際飛行段階
中に粒子の約８０％が凝固し、基板表面へ当たる際まだ
流動性の残りの滴は粒子複合体の製造に利用される。粉
末粒子又は粉末滴は回転する皿上へ吹付けられ、この皿
上で２５０ｍｍの直径を持つ粗塊が成長する。吹付けの
際溶湯は微細に霧化され、合金小滴又は粒子がかなり狭
く区分される３〜５０μｍの範囲の粒径分布で形成され
る。溶湯から成長する粗塊に形成される珪素一次結晶は
典型的には０．１〜１０μｍの大きさを持ち、例えばＭ
ｇ２Ｓｉのような金属間層で若干小さい粒径を持ってい
る。この微粒性により、吹付け圧縮される合金内におけ
る硬質粒子の細かく分散した分布及び引続く処理のため
の均質な材料が生じる。
【００１４】素材を押出し成形して管にし、これらの管
からシリンダライナを形成すること自体は当業者に公知
である。本発明によれば、押出し成形される材料が揺変
状態にある温度範囲で方法が適用される。５００〜６０
０°Ｃの動作温度は、ＡＩＳｉ合金のそれぞれの組成に
関係している。この動作温度で合金は固相線と液相線と
の間にある。一部流動性の粗塊部分又は管部分は機械的
に安定であり、まだ取扱われる。これらの条件のもとで
変形力は小さく、高い成形速度が得られる。この過程中
に一次珪素形成の完全な変化が行われる。０．１〜１０
μｍの粒径分布から１〜１００μｍの粒径へ成長する一
次粒子の一般的な粗大化が行われるが、２〜１０μｍの
比率が圧倒的に優勢である。もっと大きいＳｉ結晶の形
成は主として粒界範囲で行われる。
からシリンダライナを形成すること自体は当業者に公知
である。本発明によれば、押出し成形される材料が揺変
状態にある温度範囲で方法が適用される。５００〜６０
０°Ｃの動作温度は、ＡＩＳｉ合金のそれぞれの組成に
関係している。この動作温度で合金は固相線と液相線と
の間にある。一部流動性の粗塊部分又は管部分は機械的
に安定であり、まだ取扱われる。これらの条件のもとで
変形力は小さく、高い成形速度が得られる。この過程中
に一次珪素形成の完全な変化が行われる。０．１〜１０
μｍの粒径分布から１〜１００μｍの粒径へ成長する一
次粒子の一般的な粗大化が行われるが、２〜１０μｍの
比率が圧倒的に優勢である。もっと大きいＳｉ結晶の形
成は主として粒界範囲で行われる。
【００１５】吹付け圧縮される粗塊の揺変性押出し成形
により、肉厚は必要に応じてライナ素材に必要な肉厚ま
で減少される。そのため中空前方押出し成形又は中空後
方押出し成形により、製造すべき薄肉管より少し大きい
体積を持つ管部分を加工することができる。特に小さい
肉厚が必要な場合、切削加工によっても管部分を所望の
再加工寸法にすることができる。シリンダライナの素材
を製造するため、押出し成形された管が必要に応じて切
断される。その際例えば扇形片が切取られる。
により、肉厚は必要に応じてライナ素材に必要な肉厚ま
で減少される。そのため中空前方押出し成形又は中空後
方押出し成形により、製造すべき薄肉管より少し大きい
体積を持つ管部分を加工することができる。特に小さい
肉厚が必要な場合、切削加工によっても管部分を所望の
再加工寸法にすることができる。シリンダライナの素材
を製造するため、押出し成形された管が必要に応じて切
断される。その際例えば扇形片が切取られる。
【００１６】空気流中にかどばった硬質粒子を持つ噴流
により、ライナの外側に、流し込み中に溶融過程従って
ライナと周りの鋳物との金属結合を改善する表面状態が
生じる。
により、ライナの外側に、流し込み中に溶融過程従って
ライナと周りの鋳物との金属結合を改善する表面状態が
生じる。
【００１７】ライナ素材を製造する別の実施例は、部材
の公知の揺変鋳造である。しかしこの場合本発明によれ
ば、前もって吹付け圧縮されるがその他の点では過共晶
の材料が、後述する特別な合金から成る棒形状で使用さ
れる。これらの棒は、ダイカスト機においてそれぞれ１
つの″シヨツト″のため必要な循環材料を含む所望の鋳
造部品重量に応じて必要であるように、質量の同じ小片
に分けられる。この吹付け圧縮されて分けられた出発材
料から、ダイカストに類似の過程において、揺変温度範
囲で直接シリンダライナ素材が鋳造され、その際１つ″
シヨツト″において複数のライナ素材を経済的に同時に
鋳造することができる。揺変性材料は通常層流流れ状態
で鋳型へ押込まれ、それにより鋳型はガスを含むことな
しに充填される。この方法の利点は次の通りである。四
重工具又は六重工具の使用により、経済的に複数のシリ
ンダライナを同時に製造することができる。その際僅か
な変形力しか生じない。方法は安価である。気孔及び収
縮孔なしのライナが生じる。成形工具における鋳造過程
のため、ライナ素材の外側で、表面が溝つけ、微細ひだ
つけ、ワツフル構造等により構造化されて、後でライナ
を鋳込むために溶融開始過程用の好ましい個所が生じ、
更にからみ合いのための構造が形成される。揺変鋳造過
程において、金属間相Ａｌ２Ｃｕ又はＭｇ２Ｓｉ及び珪
素一次結晶の定位変化が行われる。これらの金属間相及
び結晶は主として粒界範囲に設けられ、約２〜３０μｍ
の初期粒径から１００μｍまでの粒径スペクトルを持つ
最終状態への粒径成長を受け、粒子の重心が約３０μｍ
の範囲にある。
の公知の揺変鋳造である。しかしこの場合本発明によれ
ば、前もって吹付け圧縮されるがその他の点では過共晶
の材料が、後述する特別な合金から成る棒形状で使用さ
れる。これらの棒は、ダイカスト機においてそれぞれ１
つの″シヨツト″のため必要な循環材料を含む所望の鋳
造部品重量に応じて必要であるように、質量の同じ小片
に分けられる。この吹付け圧縮されて分けられた出発材
料から、ダイカストに類似の過程において、揺変温度範
囲で直接シリンダライナ素材が鋳造され、その際１つ″
シヨツト″において複数のライナ素材を経済的に同時に
鋳造することができる。揺変性材料は通常層流流れ状態
で鋳型へ押込まれ、それにより鋳型はガスを含むことな
しに充填される。この方法の利点は次の通りである。四
重工具又は六重工具の使用により、経済的に複数のシリ
ンダライナを同時に製造することができる。その際僅か
な変形力しか生じない。方法は安価である。気孔及び収
縮孔なしのライナが生じる。成形工具における鋳造過程
のため、ライナ素材の外側で、表面が溝つけ、微細ひだ
つけ、ワツフル構造等により構造化されて、後でライナ
を鋳込むために溶融開始過程用の好ましい個所が生じ、
更にからみ合いのための構造が形成される。揺変鋳造過
程において、金属間相Ａｌ２Ｃｕ又はＭｇ２Ｓｉ及び珪
素一次結晶の定位変化が行われる。これらの金属間相及
び結晶は主として粒界範囲に設けられ、約２〜３０μｍ
の初期粒径から１００μｍまでの粒径スペクトルを持つ
最終状態への粒径成長を受け、粒子の重心が約３０μｍ
の範囲にある。
【００１８】特に前述したように、クランクケースの後
のダイカスト法における付加的なからみ合いのため、外
側輪郭が浮彫り状に構造化される隆起及び凹所を持つ表
面を持つように、この外側輪郭を形成することができ
る。
のダイカスト法における付加的なからみ合いのため、外
側輪郭が浮彫り状に構造化される隆起及び凹所を持つ表
面を持つように、この外側輪郭を形成することができ
る。
【００１９】このように所望の再加工寸法にされるシリ
ンダライナ素材は、よく鋳造可能なＡｌ合金から成るク
ランクケースへ鋳込まれ、そのため従来のダイカスト法
のほかに他の種々の類似の鋳造方法例えばしぼり出し鋳
造法又はダイカスト過程のために準備される出発材料を
使用して揺変温度範囲におけるダイカストも原理的に適
している。シリンダライナをクランクケースへ鋳込むた
め、ダイカスト工具が開かれて、鋳込むべきシリンダラ
イナが案内ピン上へはめられる。ダイカスト工具が閉じ
られｒ、クランクケース用材料が流し込まれる。
ンダライナ素材は、よく鋳造可能なＡｌ合金から成るク
ランクケースへ鋳込まれ、そのため従来のダイカスト法
のほかに他の種々の類似の鋳造方法例えばしぼり出し鋳
造法又はダイカスト過程のために準備される出発材料を
使用して揺変温度範囲におけるダイカストも原理的に適
している。シリンダライナをクランクケースへ鋳込むた
め、ダイカスト工具が開かれて、鋳込むべきシリンダラ
イナが案内ピン上へはめられる。ダイカスト工具が閉じ
られｒ、クランクケース用材料が流し込まれる。
【００２０】充填過程は１秒以下に行われる。急速な冷
却及び案内ピンを介してシリンダライナを温度調節又は
冷却する可能性のため、ダイカスト材料の溶湯がシリン
ダライナに有害な影響を及ぼすのを防止することができ
る。
却及び案内ピンを介してシリンダライナを温度調節又は
冷却する可能性のため、ダイカスト材料の溶湯がシリン
ダライナに有害な影響を及ぼすのを防止することができ
る。
【００２１】この温度範囲では生じる変形力は小さく保
たれる。鋳型及び溶湯のこの動作温度では、合金の改善
された金属結合が行われ、即ちシリンダライナ材料と鋳
造材料との間のほぼ全境界範囲において溶融開始が行わ
れる。それにより残留気孔なしにライナの介在物なしの
結合が生じる。
たれる。鋳型及び溶湯のこの動作温度では、合金の改善
された金属結合が行われ、即ちシリンダライナ材料と鋳
造材料との間のほぼ全境界範囲において溶融開始が行わ
れる。それにより残留気孔なしにライナの介在物なしの
結合が生じる。
【００２２】クランクケースへのシリンダライナの鋳込
み後、シリンダライナがまだ必要な面特にシリンダ面を
切削加工される。例えば穴の前旋削及び精密旋削及び一
段又は二段のホーニングによるこれらの加工過程は公知
である。しかし本発明によるシリンダライナ材料では、
表面損傷を生じることになる微小収縮孔又は気孔が存在
しないことが有利である。
み後、シリンダライナがまだ必要な面特にシリンダ面を
切削加工される。例えば穴の前旋削及び精密旋削及び一
段又は二段のホーニングによるこれらの加工過程は公知
である。しかし本発明によるシリンダライナ材料では、
表面損傷を生じることになる微小収縮孔又は気孔が存在
しないことが有利である。
【００２３】この機械的続行加工に続いて、Ｓｉ結晶及
び金属間相から成る粒子が化学的方法で露出せしめられ
る。これは公知のように苛性ソーダ水溶液によるエツチ
ングによって行われる。４〜５％の苛性ソーダ水溶液に
より約５０°Ｃで約３０秒〜１分間処理することによ
り、Ｓｉ結晶及び金属間粒子が露出せしめられる。こう
して得られるシリンダライナのシリンダ面は次の粗さパ
ラメータを持っている。 平均化された山−谷高さＲｚ＝２〜５μｍ 個々の最大山−谷高さＲｍａｘ＝５μｍ 芯の山−谷高さＲｈ＝０．５〜２．５μｍ 減少した尖頭高さＲｐｋ＝０．１〜０．５μｍ 減少した溝深さＲｖｋ＝０．３〜０．８μｍ （概念Ｒｚ及びＲｍａｘはＤＩＮ４７６８Ｂｌａｔｔ１
に従ってまた概念Ｒｋ，Ｒｐｈ及びＲｖｋはＤＩＮ４７
７６に従って解すべきである。
び金属間相から成る粒子が化学的方法で露出せしめられ
る。これは公知のように苛性ソーダ水溶液によるエツチ
ングによって行われる。４〜５％の苛性ソーダ水溶液に
より約５０°Ｃで約３０秒〜１分間処理することによ
り、Ｓｉ結晶及び金属間粒子が露出せしめられる。こう
して得られるシリンダライナのシリンダ面は次の粗さパ
ラメータを持っている。 平均化された山−谷高さＲｚ＝２〜５μｍ 個々の最大山−谷高さＲｍａｘ＝５μｍ 芯の山−谷高さＲｈ＝０．５〜２．５μｍ 減少した尖頭高さＲｐｋ＝０．１〜０．５μｍ 減少した溝深さＲｖｋ＝０．３〜０．８μｍ （概念Ｒｚ及びＲｍａｘはＤＩＮ４７６８Ｂｌａｔｔ１
に従ってまた概念Ｒｋ，Ｒｐｈ及びＲｖｋはＤＩＮ４７
７６に従って解すべきである。
【００２４】別の実施例によれば、次の合金ＩＩが溶融
され、吹付け圧縮される。 Ｓｉ １５〜４０％重量％、なるべく１７重量％ Ｍｇ ０．５〜２．５重量％、なるべく１．５重量％ 残りはＡｌ。
され、吹付け圧縮される。 Ｓｉ １５〜４０％重量％、なるべく１７重量％ Ｍｇ ０．５〜２．５重量％、なるべく１．５重量％ 残りはＡｌ。
【００２５】この合金の吹付け圧縮過程中更に粒子噴射
器により、シリンダライナの摩擦表面特性を改善する酸
化物セラミツクＡｌ２Ｏ３粒子が、露化された合金小滴
に混合される。Ａｌ２Ｏ３の量は１〜５重量％なるべく
３％である。２〜４００μｍの粒径分布の多数のこれら
の粒子は商業的に得られるので、その添加が合金面の摩
擦特性の多数の調節可能性を与える。本発明によるシリ
ンダライナを製造する別の方法段階は、大体において第
１実施例におけるのと同じであり、即ちこうして形成さ
れる出発材料は、揺変押出し成形法又は揺変層流ダイカ
スト法において引続き加工される。
器により、シリンダライナの摩擦表面特性を改善する酸
化物セラミツクＡｌ２Ｏ３粒子が、露化された合金小滴
に混合される。Ａｌ２Ｏ３の量は１〜５重量％なるべく
３％である。２〜４００μｍの粒径分布の多数のこれら
の粒子は商業的に得られるので、その添加が合金面の摩
擦特性の多数の調節可能性を与える。本発明によるシリ
ンダライナを製造する別の方法段階は、大体において第
１実施例におけるのと同じであり、即ちこうして形成さ
れる出発材料は、揺変押出し成形法又は揺変層流ダイカ
スト法において引続き加工される。
【００２６】本発明による方法は、シリンダライナ用の
材料を寸法に合わせて成形できるという利点を持ってい
る。薄肉層の通常の加熱押出し成形の際及び通常のダイ
カスト法の際の高い費用が、成形圧力及び成形速度に関
しても製品の質及び経済性に関しても、上述した製造法
により回避される。
材料を寸法に合わせて成形できるという利点を持ってい
る。薄肉層の通常の加熱押出し成形の際及び通常のダイ
カスト法の際の高い費用が、成形圧力及び成形速度に関
しても製品の質及び経済性に関しても、上述した製造法
により回避される。
【００２７】念のため、同様にシリンダライナの製造に
適した更に２つの別の合金ＩＩＩ及びＩＶを説明する。
合金ＩＩＩは重量％で次の組成を持っている。 珪素 ２３．０〜２８．０％、なるべく約２５％ マグネシウム ０．８〜２．０％、なるべく約１．２％ 銅 ３．０〜４．５％、なるべく約３．９％ 鉄 最大０．２５％ マンガン、ニツケル及び亜鉛それぞれ最大０．０１％ 残りはアルミニウム。
適した更に２つの別の合金ＩＩＩ及びＩＶを説明する。
合金ＩＩＩは重量％で次の組成を持っている。 珪素 ２３．０〜２８．０％、なるべく約２５％ マグネシウム ０．８〜２．０％、なるべく約１．２％ 銅 ３．０〜４．５％、なるべく約３．９％ 鉄 最大０．２５％ マンガン、ニツケル及び亜鉛それぞれ最大０．０１％ 残りはアルミニウム。
【００２８】合金ＩＶは重量％で次の組成を持ってい
る。 珪素 ２３．０〜２８．０％、なるべく約２５％ マグネシウム ０．８〜２．０％、なるべく約１．２％ 銅 ３．０〜４．５％、なるべく約３．９％ 鉄 １．０〜１．４％ ニツケル １．０〜５．０％ マンガン及び亜鉛それぞれ最大０．０１％ 残りはアルミニウム。
る。 珪素 ２３．０〜２８．０％、なるべく約２５％ マグネシウム ０．８〜２．０％、なるべく約１．２％ 銅 ３．０〜４．５％、なるべく約３．９％ 鉄 １．０〜１．４％ ニツケル １．０〜５．０％ マンガン及び亜鉛それぞれ最大０．０１％ 残りはアルミニウム。
Claims (2)
- 【請求項１】 過共晶アルミニウム−珪素合金からシリ
ンダライナ用素材を製造する方法であって、溶融した合
金を吹付け圧縮法でまず微粒の出発材料に処理し、それ
から合金の揺変状態を利用してシリンダライナ用素材を
製造する方法において、出発材料を必要に応じてシリン
ダライナのそれぞれのダイカスト過程に適した同じ質量
の小片に分け、これらの小片を層流ダイカスト法で合金
の揺変状態でシリンダライナ用素材に原始成形すること
を特徴とする、シリンダライナの製造方法。 - 【請求項２】 シリンダライナの少なくとも４つの素材
を一緒に、層流ダイカストの過程において揺変状態で、
吹付け圧縮された出発材料から同時に原始成形すること
を特徴とする、請求項１に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19820976.2 | 1998-05-12 | ||
| DE19820976A DE19820976A1 (de) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | Zylinderlaufbüchse aus übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen und Verfahren zur Herstellung derselben |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000042709A true JP2000042709A (ja) | 2000-02-15 |
| JP3191156B2 JP3191156B2 (ja) | 2001-07-23 |
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ID=7867346
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|---|---|---|---|---|
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| WO2004002658A1 (ja) * | 2002-06-26 | 2004-01-08 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | アルミニウム合金の真空ダイカスト鋳造方法及び鋳造装置並びにアルミニウム合金製品 |
| CN109290543A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-02-01 | 佛山峰合精密喷射成形科技有限公司 | 一种生产高强度近净形金属零件的方法 |
| CN119876666A (zh) * | 2025-03-28 | 2025-04-25 | 湖南中创空天新材料股份有限公司 | 一种电子封装用铝硅合金制备方法及铝硅合金 |
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| DE10110769C1 (de) * | 2001-03-07 | 2002-10-17 | Federal Mogul Nuernberg Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines thixotropen Vormaterials für die Herstellung von Kolben |
| DE10221673C5 (de) * | 2002-05-16 | 2008-12-04 | Audi Ag | Zylinderliner zum Eingießen in ein Zylindergehäuse |
| DE10221674B4 (de) * | 2002-05-16 | 2005-01-27 | Audi Ag | Verfahren zum Herstellen eines Zylindergehäuses und Zylindergehäuse |
| DE112005000002B4 (de) * | 2004-03-08 | 2013-12-24 | Peak Werkstoff Gmbh | Zylinderlaufbuchse |
| DE102005004486B4 (de) * | 2005-01-31 | 2011-05-05 | Peak Werkstoff Gmbh | Laufbuchse zum Eingießen in einen Motorblock |
| DE102005043193A1 (de) * | 2005-09-09 | 2007-03-15 | Ks Aluminium-Technologie Ag | Zylinderkurbelgehäuse für Kraftfahrzeuge |
| DE102005047435A1 (de) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Ks Aluminium-Technologie Ag | Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses aus übereutektischer Aluminium-Silizium-Legierung im Rheocast/Thixocast-Verfahren |
| CA2712084C (en) | 2008-01-14 | 2013-07-30 | Korea Institute Of Industrial Technology | Forming device for thixoextrusion and method thereof |
| DE102010053029A1 (de) * | 2010-12-02 | 2012-06-06 | Peak-Werkstoff Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines aus zumindest zwei Metallschichten bestehenden hohlzylinderförmigen Bauteils |
| DE102012015405B4 (de) * | 2012-08-03 | 2014-07-03 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Zylinderlaufbuchse und Verfahren zu deren Herstellung |
| DE102015216224A1 (de) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Gussform mit integrierten Kernlagerbolzen und Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils |
| DE102015216452A1 (de) | 2015-08-27 | 2017-03-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Werkzeug und Kokillengießverfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses |
| US10113504B2 (en) | 2015-12-11 | 2018-10-30 | GM Global Technologies LLC | Aluminum cylinder block and method of manufacture |
| CN110273087A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-24 | 昆明理工大学 | 调控过共晶铝硅合金铸件整体性能的方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3895941A (en) * | 1973-10-01 | 1975-07-22 | Ford Motor Co | Aluminum silicon alloys |
| JPH0556372A (ja) * | 1991-08-27 | 1993-03-05 | Toshiba Corp | Ｄｓｐ使用テレビジヨン受像機 |
| DE19523484C2 (de) * | 1995-06-28 | 2002-11-14 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zum Herstellen einer Zylinderlaufbüchse aus einer übereutektischen Aluminium/Silizium-Legierung zum Eingießen in ein Kurbelgehäuse einer Hubkolbenmaschine und danach hergestellte Zylinderlaufbüchse |
| DE4438550C2 (de) * | 1994-10-28 | 2001-03-01 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Herstellung einer in ein Kurbelgehäuse einer Hubkolbenmaschine eingegossenen Zylinderlaufbüchse aus einer übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierung |
| FR2744384B1 (fr) * | 1996-02-01 | 1998-03-20 | Pechiney Aluminium | Billette et lopin metallique pour formage a l'etat semi-solide |
-
1998
- 1998-05-12 DE DE19820976A patent/DE19820976A1/de not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-05-11 JP JP16573899A patent/JP3191156B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003191039A (ja) * | 2001-10-16 | 2003-07-08 | Peak Werkstoff Gmbh | シリンダライナの外側周囲面の造形方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3191156B2 (ja) | 2001-07-23 |
| DE19820976A1 (de) | 1999-11-25 |
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