[发明专利]气缸衬套及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气缸衬套及其制造方法。

背景技术

用于汽车发动机等的气缸体包括多个气缸内径，在各气缸内径内部有活塞滑动。此处，出现了气缸内径的内表面由于活塞的滑动而磨损的问题。为了解决这一问题，提议了一种气缸体，其中通过由高硅铝合金如A390铸造其整个气缸体而保证了耐磨性。然而，由A390形成的气缸体非常坚硬，使得难以进行铸造后的加工。为了解决这一问题，提议了具有设置在气缸内径中的气缸衬套的气缸体(专利文献1)。这种气缸体具有下列结构：其中只有气缸衬套由高硅铝合金形成，而它的其余部分由不含硅的铝合金形成。因此，这种气缸体的优点在于，可以在活塞滑动表面上达到高耐磨性，而且同时在铸造后易于加工。

引文列表

专利文献

PTL 1：日本未经审查的专利公开号2002-504435。

发明概述

技术问题

上述用于气缸体的气缸衬套在外表面上包括凹部和凸部，并且通过被铸成铝合金而固定在气缸内径中。然而，这样的气缸衬套具有的缺点在于，它与气缸体的接合强度不足。

本发明的目的是提供一种具有高的与气缸体的接合强度的气缸衬套及其制造方法。

解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明的发明人进行了深入研究并发现，气缸衬套和气缸体之间的接合强度取决于所述凹部和凸部的形状，特别是气缸衬套的外表面的凸部的形状。基于这一发现，完成了本发明。更具体地说，本发明的气缸衬套使用硅铝合金作为材料，并且包括在其外表面上形成的多个凸部，其中所述凸部中的每一个包括从所述外表面延伸的柱部以及在所述柱部的末端形成的头部。

在所述气缸衬套中，在外表面上的凸部中的每一个具有通过头部和柱部形成的收缩部。因而，如果通过使用低压铸造、型铸等，通过将气缸衬套嵌入铝合金的等金属中而使该气缸衬套与气缸体一体化，则因为熔融的金属可以可靠地进入凸部的收缩部，因此气缸衬套与气缸体可以牢固结合。注意，本发明的气缸衬套的概念不仅包括仅由硅铝合金形成的那些，也包括由含有除硅铝合金以外组分的材料形成的那些。

在所述气缸衬套中，从所述外表面至所述头部的末端表面的距离与从所述外表面至所述柱部的最小直径部分的距离的比率优选为2至80∶1。

还可以连接多个所述气缸衬套以形成气缸衬套连结体。

可以通过例如使用模具制造所述气缸衬套，所述模具包括多个在其内表面中形成有凹部的滑动件和型芯。更具体地，将粒状脱模剂附着在滑动件中的凹部的边缘部分，并且在上述条件下使熔融的硅铝合金流入到空腔和凹部中，由此铸造气缸衬套中间体。在气缸衬套中间体的外表面上形成有凸部。脱模剂进入每一个凸部的根部。其后，将气缸衬套中间体从模具中取出，并除去附着在气缸衬套中间体的表面上的脱模剂，从而获得具有凸部的气缸衬套，所述凸部中的每一个的根部是收缩的。在本说明书中，术语空腔是指在其中模塑气缸衬套中间体的空间。

在上述制造方法中，可以例如通过电晕放电使脱模剂带电的方法，使粒状脱模剂附着在模具的每一个凹部的边缘部分。在这种方法中，因为大量的带电的脱模剂附着在电力线集中的每一个凹部的边缘部分，所以可以使大量脱模剂进入气缸衬套中间体的凸部的根部，从而在气缸衬套中间体的凸部的每一个根部形成深的收缩。

在上述制造方法中，可以用含有有机组分的材料覆盖粒状脱模剂的外表面。在该方法中，当脱模剂附着在每一个凹部的边缘部分时，因为由于模具的热而导致的脱模剂外表面上的有机组分熔融，所以脱模剂可以牢固地附着在每一个凹部的边缘部分。此外，因为外表面熔融的脱模剂的粒子相互粘合，所以脱模剂可以在凹部的边缘部分中层积。这使得更大量的脱模剂能够进入气缸衬套中间体的每一个凸部的根部，从而在气缸衬套中间体的凸部的根部中形成深的收缩。

在上述制造方法中，空腔中的空气可以从分别形成在滑动件中的每一个凹部的底部的出口排出。更优选地，可以通过经所述出口抽气而积极地移除空腔中的空气。根据这种方法，可以将空腔通过从中排出空气而压缩，从而，硅铝合金可以有效地流入凹部中。这使得气缸衬套的凸部能够以可靠的方式形成。

在上述制造方法中，被模具分隔的每一个空腔可以具有这样的形式：连接两个以上的筒。这使得制造适用于多气缸发动机的气缸体的气缸衬套连结体成为可能。作为结果，可以缩短生产时间，并且获得生产成本方面的优势。

通过使用包括如上所述的模具以及用于将脱模剂附着至凹部的边缘部分的附着部的生产设备，也可以制造气缸衬套。

在上述生产设备中，附着装置可以通过电晕放电而使脱模剂带电。