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JPH1136030A - ピストン用アルミニウム合金及びピストン製造方法 - Google Patents

ピストン用アルミニウム合金及びピストン製造方法

Info

Publication number
JPH1136030A
JPH1136030A JP9192191A JP19219197A JPH1136030A JP H1136030 A JPH1136030 A JP H1136030A JP 9192191 A JP9192191 A JP 9192191A JP 19219197 A JP19219197 A JP 19219197A JP H1136030 A JPH1136030 A JP H1136030A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
aluminum alloy
sic
less
forged
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
JP9192191A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshikatsu Koike
俊勝 小池
Naoki Tsuchida
直樹 土田
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.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor 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 Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP9192191A priority Critical patent/JPH1136030A/ja
Priority to US09/118,713 priority patent/US5972071A/en
Priority to DE69823102T priority patent/DE69823102T2/de
Priority to EP98113417A priority patent/EP0892075B1/en
Publication of JPH1136030A publication Critical patent/JPH1136030A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0047Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
    • C22C32/0052Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only carbides
    • C22C32/0063Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only carbides based on SiC
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F2200/00Manufacturing
    • F02F2200/04Forging of engine parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/0084Pistons  the pistons being constructed from specific materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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    • F05C2201/021Aluminium
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    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋳造性を低下させることなく鋳造可能で、高
温下での変形や溶損および高速摺動による疲労や摩耗劣
化を抑制するピストン用アルミニウム合金およびこれを
用いたピストン製造方法を提供する。 【解決手段】 Si+SiCを8mass%以上20m
ass%以下の範囲で含み、かつSiCを2mass%
以上含んだピストン用アルミニウム合金。前記アルミニ
ウム合金を含むインゴットを溶解し、これを霧状に散布
して急速冷却させて急冷凝固粉末を作製し、この急冷凝
固粉末を加熱固化してピストンに相当する大きさのピス
トン用素材を作製し、このピストン用素材を鍛造し、熱
処理および機械加工を施してピストンを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関のピストン
用アルミニウム合金およびこれを用いたピストンの製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高温高圧に晒されシリンダー内を高速で
往復運動する内燃機関のピストンは、高い強度と耐摩耗
性を備え、かつ軽量であることが要求される。このよう
なピストンの材料として、Si(シリコン)を添加した
Al(アルミニウム)合金が広く使われている。ここで
Siを添加する主な理由は、(1)融点を下げ、湯の流
動性をよくする鋳造性の改善、(2)高温による形状変
化を抑制する熱膨張係数の低減、および(3)高速摺動
による疲労や摩耗劣化等に対する耐摩耗性の向上であ
る。
【0003】ここで(2)の熱膨張率の低減および
(3)の耐摩耗性の向上については、合金中に含まれる
Si量に比例して大きな効果が期待できるため、高出力
で熱負荷の高いエンジンに使われるピストンほどSiの
添加量が多くなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Siは
Alに比べ熱伝導率が大幅に低いため、Siを多く含む
アルミニウム合金は必然的に熱伝導率が悪くなり、熱が
適正に逃されず放熱作用が低下して、特にピストン天井
部の高温過熱によりその中心部分で溶損が起こりやすく
なる。
【0005】本発明は上記の点に対処してなされたもの
であって、鋳造性を低下させることなく鋳造可能で、高
温下での変形や溶損および高速摺動による疲労や摩耗劣
化を抑制するピストン用アルミニウム合金およびこれを
用いたピストン製造方法の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、Si+SiCを8mass%(重量
%)以上20mass%以下の範囲で含み、かつSiC
を2mass%以上含んだピストン用アルミニウム合金
を提供する。
【0007】このような構成のアルミニウム合金は、熱
膨張係数を大きくすることなく、熱伝導率を高め、かつ
耐摩耗性を向上させ、高温高速下で往復運動するピスト
ンの疲労強度を高めることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】好ましい実施の形態においては、
前記アルミニウム合金に含まれるSiおよびSiCはと
もに平均粒径が20μm以下である。
【0009】この構成によれば、ピストンを鍛造等によ
り成形する場合に、素材が引延ばされたときにSiやS
iC粒子が割れてクラックが発生するようなことがな
く、SiやSiC粒子がアルミニウム合金粒子間に均一
に分散され、疲労強度が高くなる。
【0010】このようなSiやSiCを含むアルミニウ
ム合金は、一般の鋳造法によれば鋳造性が低下して所望
のピストンの成形がしにくくなる。しかしながら、本発
明では以下のように急冷凝固粉末を作製することによ
り、鋳造または鍛造によりピストンを形成することがで
きる。
【0011】すなわち、好ましい実施の形態によれば、
前記アルミニウム合金を含むインゴットを溶解し、これ
を霧状に散布して急速冷却させて急冷凝固粉末を作製
し、この急冷凝固粉末を加熱固化してピストンに相当す
る大きさのピストン用素材を作製し、このピストン用素
材を鍛造し、熱処理および機械加工を施してピストンを
形成する。
【0012】このような実施方法により、高温での変形
が抑制され、熱伝導性がよく、強度が高く耐摩耗性の大
きい本発明のアルミニウム合金を用いてエンジンのピス
トンを形成することができる。
【0013】
【実施例】本発明に係るアルミニウム合金の具体的な実
施例を以下に示す。
【0014】実施例1:5〜25%(mass%以下同
じ)のSi;1〜3%のFe;0.5〜5%のCu;
0.5〜5%のMg;2%以下のMn;2%以下のN
i;2%以下のCr;2%以下のZr;2%以下のM
o;及び1〜10%のSiCを含み残りがAlのアルミ
ニウム合金。ここでSiCの平均粒径は約1〜20μm
である。
【0015】実施例2:5〜25%のSi;1〜3%の
Fe;0.5〜5%のCu;0.5〜5%のMg;2%
以下のMn;2%以下のNi;2%以下のCr;2%以
下のZr;2%以下のMo;及び1〜10%のSiC
(およびBN又はAlN又はAl23)を含み残りがA
lのアルミニウム合金。ここでSiCの他のBN、Al
N、およびAl23はこのうち1種類のみを用いてもよ
いが合計1〜10%の範囲内で複数種類を複合して用い
てもよい(SiCは必須である)。
【0016】実施例3:5%以下のSi;5%以上のF
e;0.5〜5%のCu;0.5〜5%のMg;2%以
下のMn;2%以下のNi;2%以下のCr;2%以下
のZr;2%以下のMo;及び1〜10%のSiCを含
み残りがAlのアルミニウム合金。ここでSiCの平均
粒径は1〜20μmである。
【0017】実施例4:5%以下のSi;5%以上のF
e;0.5〜5%のCu;0.5〜5%のMg;2%以
下のMn;2%以下のNi;2%以下のCr;2%以下
のZr;2%以下のMo;及び1〜10%のSiC(お
よびBN又はAlN又はAl23)を含み残りがAlの
アルミニウム合金。ここでSiCの他のBN、AlN、
およびAl23はこのうち1種類のみを用いてもよいが
合計1〜10%の範囲内で複数種類を複合して用いても
よい(SiCは必須である)。
【0018】実施例5:5%以下のSi;5%以上のF
e;0.5〜5%のCu;0.5〜5%のMg;2%以
下のMn;2%以下のNi;2%以下のCr;2%以下
のZr;2%以下のMo;1〜10%のC又はMoS
2 ;及び1〜10%のSiC(Al23を合計1〜10
%内で加えてもよい。ただしSiCは必須である。)を
含み残りがAlのアルミニウム合金。ここでCおよびM
oS2 一方のみを用いてもよいが合計1〜10%の範囲
内で両方共用いてもよい。
【0019】実施例6:5〜25%のSi;1〜10%
のFe;0.5〜5%のCu;0.5〜5%のMg;2
%以下のMn;2%以下のNi;2%以下のCr;2%
以下のZr;2%以下のMo;及び1〜10%のSiC
を含み残りがAlのアルミニウム合金。ここでSiCの
平均粒径は1〜20μmである。
【0020】実施例7:5〜25%のSi;1〜10%
のFe;0.5〜5%のCu;0.5〜5%のMg;2
%以下のMn;2%以下のNi;2%以下のCr;2%
以下のZr;2%以下のMo;及び1〜10%のSiC
(およびBN又はAlN又はAl23)を含み残りがA
lのアルミニウム合金。ここでSiCの他のBN、Al
N、およびAl23はこのうち1種類のみを用いてもよ
いが合計1〜10%の範囲内で複数種類を複合して用い
てもよい(SiCは必須である)。
【0021】実施例8:5〜25%のSi;1〜10%
のFe;0.5〜5%のCu;0.5〜5%のMg;2
%以下のMn;2%以下のNi;2%以下のCr;2%
以下のZr;2%以下のMo;1〜10%のC又はMo
2;及び1〜10%のSiC(これにAl23を合計
1〜10%内で加えてもよい。ただしSiCは必須であ
る。)を含み残りがAlのアルミニウム合金。ここでC
およびMoS2 は一方のみを用いてもよいが合計1〜1
0%の範囲内で両方共用いてもよい。
【0022】実施例9:5〜25%のSi;1%以下の
Fe;0.5〜5%のCu;0.5〜5%のMg;2%
以下のMn;2%以下のNi;2%以下のCr;2%以
下のZr;2%以下のMo;及び5%以下のSiC(お
よびBN又はAlN又はAl23)を含み残りがAlの
アルミニウム合金。ここでSiCの他のBN、AlN、
およびAl23はこのうち1種類のみを用いてもよいが
合計1〜10%の範囲内で複数種類を複合して用いても
よい(SiCは必須である)。
【0023】実施例10:5〜25%のSi;1%以下
のFe;0.5〜5%のCu;0.5〜5%のMg;2
%以下のMn;2%以下のNi;2%以下のCr;2%
以下のZr;2%以下のMo;1〜10%のC又はMo
2;及び5%以下のSiC(Al23を合計1〜10
%内で加えてもよい。ただしSiCは必須である。)を
含み残りがAlのアルミニウム合金。ここでCおよびM
oS2 は一方のみを用いてもよいが合計1〜10%の範
囲内で両方共用いてもよい。
【0024】なお、上記実施例において、C或いはMo
2 はピストンの摺動性を高めるためのものである。ま
た、Siは、金属組織中に硬質の初晶や共晶のシリコン
粒を晶出させることにより、耐摩耗性および耐焼付け性
を高めるために添加される。Fe(鉄)は、金属組織を
分散強化して200℃以上で高い強度を得るために添加
され、Cu(銅)およびMg(マグネシウム)は200
℃以下での強度を高めるために添加されるものである。
添加量については、上記各実施例の範囲外では、所望の
有効な耐摩耗性や耐焼付け性および高温での必要な強度
を得ることができない。
【0025】表1は従来のピストン用合金として用いら
れていたJIS規格のアルミニウム合金AC8Aおよび
AC9Bの成分と本発明に係るアルミニウム合金の例と
して合金1および合金2の成分を表示したものである。
【0026】
【表1】
【0027】このような従来公知のアルミニウム合金A
C8AとAC9Bおよび本発明の合金1と合金2の硬さ
特性を比較したデータを図1に示す。図から分るよう
に、本発明の合金1および合金2ともにAC8Aおよび
AC9Bより硬さ特性が優れている。
【0028】図2は、本発明に係るSi+SiC=8m
ass%および20mass%のアルミニウム合金と前
記AC8AおよびAC9Bの熱伝導率(Watt per Meter
perKelvin)を比較したグラフである。図から分るよう
に、SiCを含まないAC8AおよびAC9Bに比べ本
発明の合金はいずれも熱伝導率が大きい。したがって、
ピストンとして用いた場合、放熱特性が向上し、より高
出力高温下での使用が可能になり耐熱性を高めることが
できる。
【0029】次に、本発明に係るアルミニウム合金を用
いたピストンの製造方法について説明する。
【0030】図3は、本発明の内燃機関用鍛造ピストン
の一実施形態に係るピストン本体を示すもので、(A)
は、ピン孔の軸線方向から見た側面を示し、(B)は、
上方から見たヘッド部の上面を示し、(C)は、図
(B)のC−C線に沿った縦断面を示している。
【0031】ピストン本体1は、燃焼室に上面が露出す
るヘッド部2と、シリンダ内面に側面が摺接するスカー
ト部3が、ピンボス4のある側では肉厚が厚くなり、ピ
ンボス4のない側ではピンボス4よりも下方に向って肉
厚が徐々に薄くなるように、厚い円柱状の素材から鍛造
によって一体成形した一次成形品に対して、ピストンリ
ング溝5やピン孔6を形成したり、不要な部分を削り落
とす等の機械加工処理を施してから、必要に応じてメッ
キ等の表面処理を施すことで、最終製品に仕上げられて
いるものである。
【0032】図4は、そのような本実施形態のピストン
本体1の製造方法の一例を示すもので、まず、工程
(1)において、アルミニウム(A1)の基板に対して
シリコン(Si)、鉄(Fe)およびその他の成分を含
有させたアルミ合金のインゴットを準備して、工程
(2)において、一種あるいは複数種のインゴットを約
700℃以上で溶解してから霧状に散布し、冷却速度1
00℃/sec以上で急激に冷やして凝固させ、アルミ
合金の急冷凝固粉末(パウダーメタル)を製造する。
【0033】そのように製造されたアルミ合金の急冷凝
固粉末を、工程(3)において、400〜500℃に加
熱して押し出すことで丸棒として固形化してから、次い
で、工程(4)において、急冷凝固粉末を固化したアル
ミ合金の丸棒を、一個のピストンに相当する適当量の大
きさの厚い円板形状に切断することで、本実施形態の鍛
造ピストン用素材を製造する。
【0034】なお、鍛造ピストン用素材の成形について
は、上記のようにアルミ合金粉末を丸棒に押し出して固
形化してから切断して成形するだけでなく、例えば、型
の中にアルミ合金粉末を込め、400〜500℃に加熱
且つ加圧して、直接的に所望の大きさおよび形状の鍛造
ピストン用素材を成形することも可能である。
【0035】また、アルミ合金粉末を400〜500℃
に加熱しつつ一対の圧延ロールの間に導いて圧延した
後、プレスにより打ち抜くことで厚い円板形状の鍛造ピ
ストン用素材として成形するか、または、シャーリング
で所望の大きさに切断して矩形の鍛造ピストン用素材と
して成形することも可能であり、さらに、そのように矩
形に成形してから予備鍛造して厚い円盤形状の鍛造ピス
トン用素材に成形してもよい。
【0036】このように製造された鍛造ピストン用素材
に対して、工程(5)において、離型剤を外周に塗布し
てから、次いで、工程(6)において、成形性をよくす
るために加熱して、次いで、工程(7)において、加熱
された素材を上下一対の型で狭み強圧する鍛造によっ
て、ヘッド部とスカート部を有するピストン本体の一次
成形品を一体成形する。
【0037】このように鍛造で一体成形されたピストン
本体の一次成形品に対して、その後、さらに、工程
(8)において、強度を高めるため、熱処理を施してか
ら、最後に工程(9)において、機械加工によりピスト
リング溝やピン孔を形成したり、不要な部分を削り落と
す等の加工処理を行うことによって、ピストン本体の最
終形状に成形する。
【0038】さらに、その後、必要に応じて、このよう
に仕上げられたピストン本体に対して、例えば、摺動特
性や耐摩耗性を良くするためにスカート部の側面にメッ
キ等の表面処理を施すこともある。
【0039】上記の工程(6)におけるピストン用素材
の鍛造については、本実施形態では、先ず、図5(A)
に示すように、厚い円板形状のピストン用素材10を、
例えば、200〜500℃の間に制御した状態で予熱し
た下型11に対して、該下型11の凹部内に収容してか
ら、200〜500℃の間に制御した状態で予熱した上
型(パンチ)12により、図5(B)に示すように、加
圧してピストン形状に鍛造するものであって、このよう
な制御された温度に予熱された上型11と下型12を用
いた熱間鍛造によれば、アルミ合金の延性を充分に利用
して、寸法精度よくピストン本体1の一次成形品を成形
することができる。
【0040】なお、鍛造型に収容する前にピストン用素
材10を200〜500℃の間に加熱した後、下型11
の凹部内に収容して、直ちに上型12で鍛造するように
してもよく、その場合でも、下型11と上型12は20
0〜500℃の間に制御しつつ鍛造する。そのように鍛
造工程からピストン用素材の加熱工程を別の並列工程と
することにより、鍛造工程の時間を短縮することが可能
となる。
【0041】上記のような急冷凝固粉末を固化したアル
ミ合金による本実施形態の鍛造ピストン用素材では、溶
解したアルミ合金を霧状に散布して急冷凝固させること
により粉末化してから成形固化しているため、アルミ合
金粉末は平均粒径で約100μm程度となり、その中に
含まれているSiおよびSiCについては、鍛造を前提
とした溶製材のアルミ合金中に含まれている初晶シリコ
ン等の粒子と比べて、粉末化しつつ凝固するアルミ合金
の金属組織中に晶出させた硬質の初晶シリコン等は、平
均粒径が20μm以下となるように微細化されて、各ア
ルミ合金粒子毎に分散されている。
【0042】このため、そのようにSiおよびSiCが
微細化されて分散された状態で含まれている本実施形態
の鍛造ピストン用素材によって鍛造で一次成形されてい
る本実施形態の内燃機関用鍛造ピストンについては、ピ
ストン本体1の一次成形品を鍛造で成形する際に、特に
スカート部3で材料が薄く引き延されるように鍛造され
ても、該スカート部で初晶シリコン等の粒子が割れてク
ラックが発生するようなことが無く、スカート部での疲
労強度が高いものとなっている。
【0043】なお、アルミ合金中のSiおよびSiCを
微細化し分散させるためには、アルミ合金を溶解して急
冷凝固することにより形成たアルミ合金粉末に、平均粒
径が1〜20μmのSiおよびSiCを、最終的な成分
割合が前述のような本発明のアルミニウム合金の割合と
なるように混合してから、700℃未満の温度で加熱且
つ加圧して直接所望の大きさに成形するか、あるいは、
700℃未満の温度で加熱且つ加圧して固化した後で所
望の大きさに成形してもよく、これにより、各アルミ合
金粉末状組織の境界部に、平均粒径が20μm以下のシ
リコン(Si)および炭化シリコン(Si)が分散する
こととなる。
【0044】ところで、通常の鋳造工程によりピストン
本体の一次成形を行う場合には、材料となるアルミ合金
中に鉄成分が多く添加されていると、鋳造後の冷却によ
り合金中に鉄の粗大な化合物が形成されて強度の低下を
招くこととなる。
【0045】これに対して本実施形態では、アルミ合金
を急冷凝固により粉末化してから、これを加熱且つ加圧
することで鍛造ピストン用素材としていることにより、
このような工程において、鉄の粗大な化合物の形成が阻
止され、応力集中の原因となる鉄分の粗大化合部のない
均一な金属組織が得られるため、鉄分を多く添加するこ
とが可能となって、高い疲労強度の合金を得ることが可
能となる。
【0046】上記のような実施形態を有する本発明の内
燃機関用鍛造ピストンおよび鍛造ピストン用素材につい
ては、その耐摩耗性を高めるために、Siよりも硬い成
分であるSiCが所定量含まれている。
【0047】このような、SiCを含む本発明の内燃機
関用鍛造ピストンおよび鍛造ピストン用素材の他の実施
形態においては、例えば、図4に示した工程(2)にお
いて、SiCを含まないアルミ合金材のインゴットを溶
解してから霧状に散布することで製造されるアルミ合金
を急冷凝固粉末(パウダーメタル)に対して、平均粒径
が1〜20μmのSiCの粉末を所定量混入させたこと
により、急冷凝固粉末を固化させたピストン素材中にS
iCを含有させ、これにより、平均粒径で100μm程
度となる各アルミ合金粉末状組織の境界部に、平均粒径
が20μm以下のSiおよびSiCを分散させてもよ
い。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアル
ミニウム合金は、熱膨張係数を大きくすることなく、熱
伝導率を高め、かつ耐摩耗性を向上させ、疲労強度を高
めることができる。このようなアルミニウム合金でエン
ジンのピストンを形成すれば、高出力で高速摺動動作す
るピストンにおいて、充分高温に耐え摩耗劣化や溶損等
を起こすことなく薄肉軽量化が図られ、ピストンをさら
に高速化しエンジン出力の向上を図ることができる。
【0049】また、前記アルミニウム合金に含まれるS
iおよびSiCはともに平均粒径が20μm以下である
構成とすれば、ピストンを鍛造等により成形する場合
に、素材が引延ばされたときにSiやSiC粒子が割れ
てクラックが発生するようなことがなく、SiやSiC
粒子がアルミニウム合金粒子間に均一に分散され、疲労
強度が高くなる。
【0050】このようなSiやSiCを含むアルミニウ
ム合金は、一般の鋳造法によれば鋳造性が低下して所望
のピストンの成形がしにくくなる。しかしながら、本発
明ではこの合金から急冷凝固粉末を作製することによ
り、鋳造または鍛造によりピストンを形成することがで
きる。これにより、高温での変形が抑制され、熱伝導性
がよく、強度が大きく耐摩耗性の大きいエンジンのピス
トンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のアルミニウム合金と従来のアルミニ
ウム合金の硬さを比較したグラフ。
【図2】 本発明のアルミニウム合金と従来のアルミニ
ウム合金の熱伝導率を比較したグラフ。
【図3】 本発明のアルミニウム合金を用いて製造する
ピストン本体の形状説明図。
【図4】 図3のピストンの製造方法を示すフローチャ
ート。
【図5】 図3のピストン製造方法における鍛造工程の
説明図。
【符号の説明】
1:ピストン本体、2:ヘッド部、3:スカート部、
4:ピンボス、5:ピストンリング溝、6:ピン孔、1
0:ピストン用素材、11:下型、12:上型(パン
チ)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02F 3/00 302 F02F 3/00 302Z // F16J 1/01 F16J 1/01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Si+SiCを8mass%以上20ma
    ss%以下の範囲で含み、かつSiCを2mass%以
    上含んだピストン用アルミニウム合金。
  2. 【請求項2】SiおよびSiCともに平均粒径が20μ
    m以下である請求項1に記載のピストン用アルミニウム
    合金。
  3. 【請求項3】前記アルミニウム合金を含むインゴットを
    溶解し、これを霧状に散布して急速冷却させて急冷凝固
    粉末を作製し、この急冷凝固粉末を加熱固化してピスト
    ンに相当する大きさのピストン用素材を作製し、このピ
    ストン用素材を鍛造し、熱処理および機械加工を施して
    ピストンを形成する請求項1または2に記載のアルミニ
    ウム合金を用いたピストン製造方法。
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