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JP2000104148A - Wear resistant metallic composite body - Google Patents

Wear resistant metallic composite body

Info

Publication number
JP2000104148A
JP2000104148A JP10278391A JP27839198A JP2000104148A JP 2000104148 A JP2000104148 A JP 2000104148A JP 10278391 A JP10278391 A JP 10278391A JP 27839198 A JP27839198 A JP 27839198A JP 2000104148 A JP2000104148 A JP 2000104148A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wear
waste sand
metal composite
casting
resistant metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10278391A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Takagi
克己 高木
Shuji Inoue
修次 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP10278391A priority Critical patent/JP2000104148A/en
Publication of JP2000104148A publication Critical patent/JP2000104148A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensively producible wear resistant metallic composite body having excellent wear resistance. SOLUTION: The wear resistant metallic composite body 7 is composed of a porous casting waste sand molded body 1 obtd. by molding casting waste sand 11 to a prescribed shape and metal 2 impregnated into the voids at the inside of the casting waste molded body 1. The casting waste sand is exposed to the surface of the wear resistant metallic composite body 7. As to the casting waste sand molded body, the inside is preferably impregnated with inorganic fibers 12 such as alumina fibers. As the metal 2, e.g. aluminum or the like is used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のシリン
ダブロック、ピストンや、制動装置であるディスクブレ
ーキロータ等の耐摩耗性が必要とされる部材に用いられ
る耐摩耗性金属複合体に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wear-resistant metal composite used for members requiring wear resistance, such as a cylinder block and a piston of an internal combustion engine, and a disk brake rotor as a braking device. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、内燃機関のシリンダブロック、ピ
ストンや、ディスクブレーキロータ等の摺動部には、耐
摩耗性金属複合体が用いられている。かかる耐摩耗性金
属複合体としては、従来、例えば、特開平6−3224
59号公報に開示されているごとく、アルミナ短繊維及
びムライト粒子からなる強化材をアルミニウムに添加し
て耐摩耗性を向上させた摺動部材がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, wear-resistant metal composites have been used for sliding portions such as cylinder blocks and pistons of internal combustion engines and disc brake rotors. Conventionally, such a wear-resistant metal composite is disclosed in, for example, JP-A-6-3224.
As disclosed in JP-A-59-59, there is a sliding member in which abrasion resistance is improved by adding a reinforcing material composed of alumina short fibers and mullite particles to aluminum.

【0003】また、米国特許5228494号には、ア
ルミニウム溶湯にグラファイト、フライアッシュ、オイ
ルアッシュ等の強化粒子を混合して耐摩耗性を向上させ
た金属複合体が開示されている。
Further, US Pat. No. 5,228,494 discloses a metal composite in which abrasion resistance is improved by mixing reinforcing particles such as graphite, fly ash and oil ash with a molten aluminum.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の耐摩耗性金属複合体においては、以下の問題があ
る。即ち、前者の摺動部材においては、アルミナ短繊
維、ムライト粒子のコストが高い。そのため、低コスト
で耐摩耗性金属複合耐を製造することは困難である。
However, the above-mentioned conventional wear-resistant metal composite has the following problems. That is, in the former sliding member, the cost of alumina short fibers and mullite particles is high. Therefore, it is difficult to manufacture the wear resistant metal composite at low cost.

【0005】また、後者の金属複合体は、鋳造時に強化
粒子が沈殿して強化粒子の濃度格差が生じないようにす
るため、強化粒子を含むアルミニウム溶湯を金型内に注
ぐとともにこれを攪拌しなければならない。そのため、
溶解時の操作が煩雑となる。
In the latter metal composite, a molten aluminum containing reinforcing particles is poured into a mold and stirred in order to prevent the reinforcing particles from sedimenting at the time of casting to cause a difference in the concentration of the reinforcing particles. There must be. for that reason,
The operation at the time of dissolution becomes complicated.

【0006】更に、金属複合体の全体を米国特許522
8494号に開示されている方法により強化する方法も
あるが、この場合には、金属複合体の不必要な部分まで
加工しなければならず、難削性となる。
Further, the entire metal composite is disclosed in US Pat.
Although there is a method of strengthening by the method disclosed in No. 8494, in this case, it is necessary to process an unnecessary portion of the metal composite, and it becomes difficult to machine.

【0007】本発明はかかる従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、優れた耐摩耗性を有し、かつ、安価に製
造することができる、耐摩耗性金属複合体を提供するこ
とを技術的課題とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a wear-resistant metal composite which has excellent wear resistance and can be manufactured at low cost. It is an important subject.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るためになされた請求項1の発明は、鋳物廃砂を所定形
状に成形してなる多孔質の鋳物廃砂成形体と、該鋳物廃
砂成形体の内部の空隙内に含浸された金属とよりなり、
かつ上記鋳物廃砂が表面に露出していることを特徴とす
る耐摩耗性金属複合体である。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned technical problems, the invention of claim 1 is directed to a porous casting waste sand molded body formed by molding casting waste sand into a predetermined shape, and the casting. It consists of metal impregnated in the voids inside the waste sand molded body,
And a wear-resistant metal composite, wherein the casting waste sand is exposed on the surface.

【0009】本発明の耐摩耗性金属複合体は、鋳物廃砂
を利用したものである。特に、産業廃棄物である鋳物廃
砂を利用することによりリサイクル又は省エネルギーに
貢献できる。
The wear-resistant metal composite of the present invention utilizes foundry waste sand. In particular, by utilizing foundry sand, which is industrial waste, it is possible to contribute to recycling or energy saving.

【0010】即ち、上記耐摩耗性金属複合体は、鋳物廃
砂を成形してなる鋳物廃砂成形体の内部に金属を含浸さ
せたものである。また、鋳物廃砂は主にSiOからな
っており、一般的に硬質物の粒状体である。従って、鋳
物廃砂を所望の体積率に凝集して多孔質状の鋳物廃砂成
形体とし、この鋳物廃砂成形体の骨組みを維持しつつ内
部に溶融金属を含浸させることにより、鋳物廃砂を所望
の位置に配置することが可能となる。特に金属複合体の
摺動面に鋳物廃砂を露出させることにより、金属複合体
の耐摩耗性を著しく向上させることができる。
[0010] That is, the wear-resistant metal composite is obtained by impregnating a metal into a casting waste sand molded body formed by molding a casting waste sand. The foundry waste sand is mainly composed of SiO 2 and is generally a hard granular material. Therefore, the casting waste sand is agglomerated to a desired volume ratio to form a porous casting waste sand molded body, and the molten metal is impregnated therein while maintaining the framework of the casting waste sand molded body. Can be arranged at a desired position. In particular, by exposing the casting waste sand to the sliding surface of the metal composite, the wear resistance of the metal composite can be significantly improved.

【0011】そのため、上記金属複合体は、鋳物廃砂成
形体により強度が補強されるとともに、鋳物廃砂の持つ
硬質成分によって耐摩耗性も向上する。それ故、上記金
属複合体を摺動面に用いた場合には、優れた耐摩耗性を
発揮することができる。
Therefore, the strength of the metal composite is strengthened by the molding waste sand molding, and the wear resistance is improved by the hard component of the molding waste sand. Therefore, when the metal composite is used for the sliding surface, excellent wear resistance can be exhibited.

【0012】また、鋳物廃砂成形体は耐摩耗性金属複合
体と同一形状でもよく、また耐摩耗性金属複合耐よりも
小さい形状でもよい。後者の場合は耐摩耗性金属複合体
における鋳物廃砂成形体が埋設された部分だけについて
特に耐摩耗性及び強度を高めることができる。
The molded waste sand molding may have the same shape as the wear-resistant metal composite, or may have a shape smaller than the wear-resistant metal composite resistance. In the latter case, the wear resistance and strength can be particularly improved only in the portion of the wear-resistant metal composite where the casting waste sand compact is buried.

【0013】鋳物廃砂は、例えば、軽合金及び鋳鉄工場
等より出る産業廃棄物であり、非常に安価に入手でき
る。そのため、耐摩耗性金属複合体を安価に製造するこ
とができる。
[0013] Foundry waste sand is, for example, industrial waste generated from light alloy and cast iron factories, etc., and can be obtained at very low cost. Therefore, a wear-resistant metal composite can be manufactured at low cost.

【0014】本発明における耐摩耗性金属複合体は、鋳
物廃砂に金属を含浸させるものであるから、一種の鋳造
品である。また、本発明で使用する鋳物廃砂は、鋳造工
程において砂中子として使用するものや砂型の廃棄分で
ある。従って、鋳物廃砂が発生する鋳造工場内に上記耐
摩耗性金属複合体を製造するラインを敷設することで、
本発明で使用する鋳物廃砂の製造費用及び運搬費用も節
減でき、よりコスト低減に寄与することができる。
The abrasion-resistant metal composite of the present invention is a kind of casting because it impregnates metal into casting waste sand. In addition, the foundry waste sand used in the present invention is used as a sand core in the casting process or a waste of a sand mold. Therefore, by laying a line for producing the wear-resistant metal composite in a foundry where casting waste sand is generated,
The manufacturing cost and transportation cost of the foundry sand used in the present invention can also be reduced, which can contribute to further cost reduction.

【0015】また、鋳物廃砂は、一般に1μm〜数百μ
mの粒径である。鋳物廃砂は、耐摩耗性金属複合体の均
一な特性を得るため、成形前に適当な大きさに分級して
用いることが好ましい。
[0015] Further, casting waste sand generally has a size of 1 µm to several hundred µm.
m. In order to obtain uniform characteristics of the wear-resistant metal composite, it is preferable to use the casting waste sand by classifying it to an appropriate size before molding.

【0016】例えば、鋳物廃砂の粒径が1〜100μm
である場合には、鋳物廃砂の凝集が少なくまた相手部材
に対する金属複合体の攻撃性が少ない摺動面が得られ
る。
For example, the particle size of the foundry waste sand is 1 to 100 μm.
In the case of (1), a sliding surface with less agglomeration of the foundry sand and less aggressiveness of the metal composite against the partner member can be obtained.

【0017】一方、鋳物廃砂の粒径が1μm以下である
場合には、鋳物廃砂成形体中に鋳物廃砂の凝集が発生
し、摺動面にムラが生じるおそれがある。また、鋳物廃
砂の粒径が100μmを越える場合には、相手部材に対
する金属複合体の攻撃性が増加して、相手部材の摩耗が
増加するおそれがある。
On the other hand, when the particle size of the foundry sand is 1 μm or less, the foundry sand is agglomerated in the molded foundry sand body, and there is a possibility that unevenness may occur on the sliding surface. If the particle size of the foundry sand exceeds 100 μm, the aggressiveness of the metal composite with respect to the mating member increases, and the abrasion of the mating member may increase.

【0018】また、請求項2の発明のように、上記鋳物
廃砂成形体は、その内部に無機繊維を含有していること
が好ましい。これにより、耐摩耗性金属複合体の耐摩耗
性を確保しつつ、鋳物廃砂成形体の成形性を向上させる
ことができる。
Further, as in the second aspect of the present invention, it is preferable that the casting waste sand molded body contains inorganic fibers therein. Thereby, it is possible to improve the formability of the molded waste sand body while ensuring the wear resistance of the wear-resistant metal composite.

【0019】この場合、請求項3の発明のように、上記
無機繊維は、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維のい
ずれかであることが好ましい。アルミナ繊維、アルミナ
−シリカ繊維は、他の無機繊維よりもアスペクト比が大
きく、比較的耐摩耗性が優れているので、耐摩耗性金属
複合体の強度及び耐摩耗性をより一層高くすることがで
きる。
In this case, it is preferable that the inorganic fiber is one of an alumina fiber and an alumina-silica fiber. Alumina fiber and alumina-silica fiber have a larger aspect ratio than other inorganic fibers and relatively excellent wear resistance, so that the strength and wear resistance of the wear-resistant metal composite can be further increased. it can.

【0020】次に、請求項4の発明のように、上記金属
は、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、及
び銅(Cu)のグループから選ばれる1種又は2種以上
であることが好ましい。鋳物廃砂成形体に含浸する金属
を上記金属とすることにより、安価で軽量な耐摩耗性金
属複合体を得ることができる。
Next, as in the invention of claim 4, it is preferable that the metal is one or more selected from the group consisting of aluminum (Al), magnesium (Mg) and copper (Cu). . By using the above-mentioned metal as the metal impregnated in the casting waste sand compact, an inexpensive and lightweight wear-resistant metal composite can be obtained.

【0021】[0021]

【実施の形態】(実施形態例1)本発明の実施形態例に
かかる耐摩耗性金属複合体について、図1〜図4を用い
て説明する。
(Embodiment 1) A wear-resistant metal composite according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0022】本例の耐摩耗性金属複合体7は、図1に示
すごとく、鋳物廃砂11を成形してなる多孔質の鋳物廃
砂成形体1と、鋳物廃砂成形体1の内部の空隙内に含浸
された金属2とよりなる。耐摩耗性金属複合体7の摺動
面70には、鋳物廃砂11が表面に露出する位置まで表
面切削を施してある。
As shown in FIG. 1, the wear-resistant metal composite 7 of the present embodiment has a porous casting waste sand compact 1 formed by molding a casting waste sand 11, and the inside of the casting waste sand compact 1. It consists of metal 2 impregnated in the voids. The sliding surface 70 of the wear-resistant metal composite 7 is surface-cut to a position where the casting waste sand 11 is exposed on the surface.

【0023】耐摩耗性金属複合体7は、20重量%の鋳
物廃砂成形体1と、80重量%の金属2とからなる。
The wear-resistant metal composite 7 is composed of 20% by weight of the cast waste sand compact 1 and 80% by weight of the metal 2.

【0024】鋳物廃砂成形体1は、図2に示すように鋳
物廃砂11と、無機繊維12とからなる。鋳物廃砂の成
分は、Al5重量%、SiO90重量%、Fe
2重量%、CaO0.5重量%、その他(Mg
O、KO、NaO、TiO等)である。無機繊維
12としては、アルミナ繊維を用いる。また、金属2は
アルミ鋳物合金(JIS規格AC4CH)である。尚、
図中符号13はバインダーである。
As shown in FIG. 2, the casting waste sand compact 1 comprises casting waste sand 11 and inorganic fibers 12. The components of the foundry waste sand are Al 2 O 3 5% by weight, SiO 2 90% by weight, Fe
2 O 3 2% by weight, CaO 0.5% by weight, others (Mg
O, K 2 O, Na 2 O, TiO 2, etc.). As the inorganic fibers 12, alumina fibers are used. The metal 2 is an aluminum casting alloy (JIS standard AC4CH). still,
Reference numeral 13 in the figure is a binder.

【0025】次に、耐摩耗性金属複合体7の製造方法に
ついて説明する。
Next, a method of manufacturing the wear-resistant metal composite 7 will be described.

【0026】まず、鋳物廃砂を集塵機等から採取し、粒
径1〜40μmに分級する。次いで、鋳物廃砂11と無
機繊維12とを同量ずつ混合し、この混合物を例えばス
ラリー法により円盤の形状に成形して、図2に示すよう
な鋳物廃砂成形体1を得た。
First, foundry waste sand is collected from a dust collector or the like and classified into a particle size of 1 to 40 μm. Next, the same amount of the casting waste sand 11 and the inorganic fibers 12 were mixed, and the mixture was formed into a disk shape by, for example, a slurry method, to obtain a casting waste sand molded body 1 as shown in FIG.

【0027】次いで、図3に示すごとく、鋳物廃砂成形
体1を金型3のキャビティー30内に配置した。そし
て、キャビティー30内に溶融した金属2を注入し、キ
ャビティー30の上方から上型31により約600kg
/cmの圧力で加圧した。これにより、鋳物廃砂15
重量%とアルミナ繊維5重量%とからなる鋳物廃砂成形
体にアルミ鋳物合金を含浸させ、耐摩耗性金属複合体を
得た。
Next, as shown in FIG. 3, the casting waste sand compact 1 was placed in the cavity 30 of the mold 3. Then, the molten metal 2 is poured into the cavity 30, and about 600 kg is poured from above the cavity 30 by the upper mold 31.
/ Cm 2 . As a result, casting waste sand 15
An aluminum casting alloy was impregnated into a casting waste sand compact comprising 5% by weight and 5% by weight of alumina fibers to obtain a wear-resistant metal composite.

【0028】次に、得られた耐摩耗性金属複合体におい
て、使用すべき摺動面に予め鋳物廃砂11が露出してい
る場合はそのまま使用できるが、図4に示すように摺動
面が含浸金属で覆われているような場合には、この面を
切削して鋳物廃砂11を露出させて摺動面となし、図1
に示すような耐摩耗性金属複合体7とする。
Next, in the obtained wear-resistant metal composite, if the casting waste sand 11 is previously exposed on the sliding surface to be used, it can be used as it is, but as shown in FIG. Is covered with the impregnated metal, this surface is cut to expose the casting waste sand 11 to form a sliding surface.
And a wear-resistant metal composite 7 as shown in FIG.

【0029】(比較例)本例の耐摩耗性金属複合体は、
鋳物廃砂を用いることなくアルミナ−シリカ粒子10重
量%と、アルミナ繊維5重量%にアルミダイカスト合金
(JIS規格ADC12)85重量%を含浸させたもの
である。
(Comparative Example) The wear-resistant metal composite of this example is
It is obtained by impregnating 10% by weight of alumina-silica particles and 5% by weight of alumina fibers with 85% by weight of an aluminum die-cast alloy (JIS ADC12) without using casting waste sand.

【0030】(実験例)本例においては、上記実施形態
例1及び比較例にて製造した耐摩耗性金属複合体の耐摩
耗性評価及び相手攻撃性評価を行った。評価に当って
は、両耐摩耗性金属複合体の摺動面と相手材とを摺動さ
せ、耐摩耗性金属複合体の摩耗痕から測定される摩耗
量、及び、相手材の重量変化を測定し、摩耗量を耐摩耗
性の、相手材の重量変化を相手攻撃性の評価の指標とし
た。
(Experimental Example) In this example, the wear resistance of the wear-resistant metal composites manufactured in the first embodiment and the comparative example were evaluated. In the evaluation, the sliding surface of both wear-resistant metal composites and the mating material were slid, and the amount of wear measured from the wear mark of the wear-resistant metal composites and the change in weight of the mating material were measured. The measured amount of wear was used as an index for evaluating wear resistance, and the change in weight of the counterpart material was used as an index for evaluating the counterpart aggression.

【0031】測定は図5に示すリング・オン・ブロック
摩耗試験機5を用いて行った。即ち、耐摩耗性金属複合
体7を固定具51に固定し、2.5lbの荷重を与え、
この荷重が付与された状態で、耐摩耗性金属複合体7の
摺動面70に回転運動する相手部材56を押し付けて摺
動させた。相手部材56は、回転速度1100rpmで
回転させた。相手部材56としては、高クロム鋼にガス
窒化処理をしてなるピストンリングを想定した材料を用
いた。このようにして、耐摩耗性金属複合体7に発生し
た摩耗痕を工具顕微鏡により測定し、摩耗量を求めた。
The measurement was performed using a ring-on-block abrasion tester 5 shown in FIG. That is, the wear-resistant metal composite 7 is fixed to the fixture 51, and a load of 2.5 lb is applied.
In the state where the load was applied, the mating member 56 that was rotating and moved against the sliding surface 70 of the wear-resistant metal composite 7 was slid. The partner member 56 was rotated at a rotation speed of 1100 rpm. As the mating member 56, a material assumed to be a piston ring obtained by subjecting a high chromium steel to a gas nitriding treatment was used. In this way, wear marks generated on the wear-resistant metal composite 7 were measured with a tool microscope to determine the amount of wear.

【0032】また、相手部材について上記摩耗試験を行
う前後の重量変化を測定し、その差(摩耗量)から摺動
による相手部材56への相手攻撃性を求めた。耐摩耗性
金属複合体の摺動面に対して相手部材を摺動させる摺動
時間は60分間とした。実施形態例1と比較例の耐摩耗
性金属複合体の組成及び、上記実験結果を、表1に示
す。
The weight change of the mating member before and after the wear test was measured, and the difference (amount of wear) was used to determine the mating aggressiveness of the mating member 56 by sliding. The sliding time for sliding the mating member against the sliding surface of the wear-resistant metal composite was 60 minutes. Table 1 shows the compositions of the wear-resistant metal composites of Embodiment Example 1 and Comparative Example, and the above experimental results.

【0033】表1より知られるように、実施形態例1の
耐摩耗性金属複合体7(実施形態例1)は、摩耗痕が
0.657(mm)と低かった。また、相手部材56の
摩耗量は0.1mg以下と少なかった。これに対し、比
較例のものは、摩耗痕が0.833mm、相手部材56
の摩耗量が0.9mgと大きく、耐摩耗性において実施
形態例1のものよりも劣ることが明らかである。
As can be seen from Table 1, the wear-resistant metal composite 7 of Embodiment 1 (Embodiment 1) had a low wear mark of 0.657 (mm). The amount of wear of the mating member 56 was as small as 0.1 mg or less. On the other hand, in the case of the comparative example, the wear mark was 0.833 mm, and the mating member 56
Is as large as 0.9 mg, and is clearly inferior in wear resistance to that of the first embodiment.

【0034】このように、実施形態例の耐摩耗性金属複
合体が上記のごとく優れた性質を有するのは、以下の理
由によるものと考えられる。即ち、図1に示すごとく、
耐摩耗性金属複合体7は、硬質物である鋳物廃砂11及
び無機繊維12の一部が摺動面70に露出して分散して
いるため、耐摩耗性金属複合体自身の摩耗量が少なくな
る。また、鋳物廃砂はアルミナ−シリカ粒子に比べ硬さ
が低いため、相手攻撃性にも優れていると考えられる。
The reason why the wear-resistant metal composite of the embodiment has excellent properties as described above is considered to be as follows. That is, as shown in FIG.
In the wear-resistant metal composite 7, since a part of the hard foundry waste sand 11 and the inorganic fibers 12 are exposed and dispersed on the sliding surface 70, the wear amount of the wear-resistant metal composite itself is reduced. Less. Further, since the foundry waste sand has a lower hardness than the alumina-silica particles, it is considered that the waste sand is excellent in the opponent aggressiveness.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】(実施形態例2)本例は、本発明にかかる
耐摩耗性金属複合体を、内燃機関のエンジンブロックの
一部に適用した応用例である。
(Embodiment 2) This embodiment is an application example in which the wear-resistant metal composite according to the present invention is applied to a part of an engine block of an internal combustion engine.

【0037】上記エンジンブロックの製造方法を説明す
ると、まず、図6に示すごとく、ダイカスト鋳造に使用
するエンジンブロック鋳造用の金型6を準備する。該金
型6は、固定型62と可動型61とからなり、これらの
内側にはキャビティ610が設けられている。また、固
定型62と可動型61とは、支持板602、601によ
り支持されている。
The method of manufacturing the engine block will be described. First, as shown in FIG. 6, a mold 6 for casting an engine block used for die casting is prepared. The mold 6 includes a fixed mold 62 and a movable mold 61, and a cavity 610 is provided inside these. The fixed mold 62 and the movable mold 61 are supported by support plates 602 and 601.

【0038】キャビティ610には、シリンダ部及びロ
ア部を形成するための中子611、612が配置されて
いる。シリンダ部形成用の中子611は、可動型61に
固定される。ロア部形成用の中子612は、固定型62
に固定される。固定型62には、溶融した金属2を注入
するための注入口627が開口している。
In the cavity 610, cores 611 and 612 for forming a cylinder portion and a lower portion are arranged. The core 611 for forming the cylinder portion is fixed to the movable die 61. The core 612 for forming the lower portion is a fixed mold 62.
Fixed to An injection port 627 for injecting the molten metal 2 is opened in the fixed mold 62.

【0039】一方、鋳物廃砂と短繊維とを、実施形態例
1と同様に混合し、成形して鋳物廃砂成形体1を得る。
鋳物廃砂成形体1は円筒形状であり、エンジンブロック
のシリンダ部の内径とほぼ同形状の内径を有する。
On the other hand, the casting waste sand and the short fiber are mixed and molded in the same manner as in the first embodiment to obtain a casting waste sand molded body 1.
The casting waste sand molded body 1 has a cylindrical shape, and has an inside diameter substantially the same as the inside diameter of the cylinder portion of the engine block.

【0040】次に、シリンダ部形成用の中子611に、
鋳物廃砂成形体1を装着する。
Next, the core 611 for forming the cylinder portion is
The casting waste sand compact 1 is mounted.

【0041】次いで、固定型62の注入口627から、
溶融した金属2を、押出管626に注入する。押出管6
26の中の溶融した金属2を、加圧用のピストン628
によりゆっくり押圧して、キャビティ610内に注入す
る。キャビティ610内のほぼ全体に金属2が充填され
た後、更に加圧用ピストン628を押し入れて溶融した
金属2を加圧する(図示略)。
Next, from the injection port 627 of the fixed mold 62,
The molten metal 2 is injected into the extrusion tube 626. Extruded tube 6
The molten metal 2 in 26 is pressed with a piston 628 for pressurization.
, And is injected into the cavity 610. After the metal 2 is filled almost entirely in the cavity 610, the molten metal 2 is pressurized by further pressing the pressurizing piston 628 (not shown).

【0042】この加圧により、キャビティ610内に充
填された金属2が、鋳物廃砂成形体1の空隙の内部に含
浸する。含浸が完了した後、金属2を凝固させる。これ
により、キャビティ610内に、耐摩耗性金属複合体か
らなるエンジンブロック鋳造体が形成される。
By this pressurization, the metal 2 filled in the cavity 610 impregnates the voids of the molded waste sand molding 1. After the impregnation is completed, the metal 2 is solidified. Thus, an engine block casting made of the wear-resistant metal composite is formed in the cavity 610.

【0043】金属が凝固した後、図7に示すごとく、エ
ンジンブロック鋳造体71をキャビティから取出す。次
いで、シリンダ部74の内径部分749を、図6に示す
F−F線に沿って切削するとともに、その切削部を機械
的又は化学的に研磨する。これにより、図8に示すごと
く、シリンダ部74の摺動面70に鋳物廃砂11を露出
させてなるエンジンブロック72を得る。
After the metal has solidified, the engine block casting 71 is removed from the cavity as shown in FIG. Next, the inner diameter portion 749 of the cylinder portion 74 is cut along the line FF shown in FIG. 6, and the cut portion is mechanically or chemically polished. As a result, as shown in FIG. 8, an engine block 72 in which the casting waste sand 11 is exposed on the sliding surface 70 of the cylinder portion 74 is obtained.

【0044】エンジンブロック72のシリンダ部74内
においては、相手部材であるピストンリング791を付
けたピストン79が往復運動する。ピストンリング79
1は、シリンダ部74の摺動面70に対して摺動する。
ピストン79の往復運動は、エンジンブロック72のロ
ア部75の内部に配置されたロッド(図示略)を通じ
て、各作動部に伝達される。
In the cylinder section 74 of the engine block 72, a piston 79 provided with a piston ring 791 as a mating member reciprocates. Piston ring 79
1 slides on the sliding surface 70 of the cylinder portion 74.
The reciprocating motion of the piston 79 is transmitted to each operating portion through a rod (not shown) disposed inside the lower portion 75 of the engine block 72.

【0045】本例のエンジンブロック72は、摺動面7
0に鋳物廃砂11が露出しているため、摩耗量が少な
い。また、摺動面70に露出した鋳物廃砂11が、シリ
ンダ部74のアルミダイカスト合金とピストンリング7
91とが直接接触することを防ぐため、摺動面70での
焼き付けもなく、摺動面70の摩擦係数も低く安定して
いる。
The engine block 72 of this embodiment has a sliding surface 7
Since the casting waste sand 11 is exposed to zero, the amount of wear is small. The casting waste sand 11 exposed on the sliding surface 70 is formed by the aluminum die-cast alloy of the cylinder 74 and the piston ring 7.
In order to prevent direct contact with the sliding surface 91, there is no burning on the sliding surface 70 and the friction coefficient of the sliding surface 70 is low and stable.

【0046】また、図6に示すごとく、補強材である鋳
物廃砂成形体1は予め円筒形状に成形し、中子611に
装着し、ダイカストで加圧鋳造する。従って、エンジン
ブロックの鋳造が容易である。
Further, as shown in FIG. 6, the cast waste sand molded body 1 as a reinforcing material is formed into a cylindrical shape in advance, mounted on a core 611, and subjected to pressure casting by die casting. Therefore, casting of the engine block is easy.

【0047】また、鋳物廃砂は軽量かつ安価であるた
め、エンジンブロックを軽量かつ安価に得ることができ
る。
Since the casting waste sand is lightweight and inexpensive, the engine block can be obtained lightweight and inexpensively.

【0048】また、鋳物廃砂成形体を用いて溶融金属を
含浸させることにより、鋳物廃砂成形体が任意の形状及
び密度で耐摩耗性金属複合体の内部に配置されるので、
図8に示すごとく、エンジンブロック72の中でも特に
ピストンリング791により摺動を受けるシリンダ部7
4の強度を向上させることができる。
Further, by impregnating the molten metal with the cast waste sand molded body, the cast waste sand molded body is disposed inside the wear-resistant metal composite in an arbitrary shape and density.
As shown in FIG. 8, among the engine block 72, the cylinder portion 7 which is slid particularly by the piston ring 791 is provided.
4 can be improved in strength.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明によれば、優れた耐摩耗性を有
し、かつ、安価に製造することできる、耐摩耗性金属複
合体を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide an abrasion-resistant metal composite which has excellent abrasion resistance and can be manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態例1及び実験例における、耐摩耗性金
属複合体の断面説明図。
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of a wear-resistant metal composite in a first embodiment and an experimental example.

【図2】実施形態例1における、鋳物廃砂成形体の製造
方法を示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory view showing a method for manufacturing a molded waste sand compact according to the first embodiment.

【図3】実施形態例1における、耐摩耗性金属複合体の
鋳造方法を示す説明図
FIG. 3 is an explanatory view showing a method for casting a wear-resistant metal composite in Embodiment 1.

【図4】実施形態例1における、摺動面が含浸金属で覆
われた耐摩耗性金属複合体の断面説明図。
FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view of the wear-resistant metal composite having a sliding surface covered with an impregnated metal according to the first embodiment.

【図5】実験例における、リング・オン・ブロック摩耗
試験機の説明図。
FIG. 5 is an explanatory view of a ring-on-block wear tester in an experimental example.

【図6】実施形態例2における、エンジンブロックの鋳
造方法を示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory view showing a method of casting an engine block according to the second embodiment.

【図7】実施形態例2における、エンジンブロック鋳造
体の説明図。
FIG. 7 is an explanatory view of an engine block casting according to a second embodiment.

【図8】実施形態例2における、エンジンブロックの説
明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an engine block in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・鋳物廃砂成形体 10・・・空隙 11・・・鋳物廃砂 12・・・無機繊維 2・・・金属 3・・・成形型 7・・・耐摩耗性金属複合体 70・・・摺動面 72・・・エンジンブロック DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Casting waste sand molding 10 ... Void 11 ... Casting waste sand 12 ... Inorganic fiber 2 ... Metal 3 ... Mold 7 ... Wear-resistant metal composite 70 ..Sliding surface 72 ・ ・ ・ Engine block

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02F 1/00 F02F 1/00 E 5/00 5/00 E ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02F 1/00 F02F 1/00 E 5/00 5/00 E

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鋳物廃砂を所定形状に成形してなる多孔
質の鋳物廃砂成形体と、該鋳物廃砂成形体の内部の空隙
内に含浸された金属とよりなり、かつ上記鋳物廃砂が表
面に露出していることを特徴とする耐摩耗性金属複合
体。
1. A casting waste sand molded body formed by molding a casting waste sand into a predetermined shape, and a metal impregnated in a void inside the casting waste sand molded body. A wear-resistant metal composite, wherein sand is exposed on the surface.
【請求項2】 請求項1において、上記鋳物廃砂成形体
は、その内部に無機繊維を含有していることを特徴とす
る耐摩耗性金属複合体。
2. The wear-resistant metal composite according to claim 1, wherein the molded waste sand molding contains inorganic fibers therein.
【請求項3】 請求項2において、上記無機繊維は、ア
ルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維のいずれかであるこ
とを特徴とする耐摩耗性金属複合体。
3. The wear-resistant metal composite according to claim 2, wherein the inorganic fiber is one of an alumina fiber and an alumina-silica fiber.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項において、
上記金属は、アルミニウム(Al)、マグネシウム(M
g)、及び銅(Cu)のグループから選ばれる1種又は
2種以上であることを特徴とする耐摩耗性金属複合体。
4. The method according to claim 1, wherein
The above metals are aluminum (Al), magnesium (M
g), and at least one member selected from the group consisting of copper (Cu).
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