METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING INTERNAL COMBUSTION ENGINE PISTON

• Main Authors: FUJISAWA, Yuki, YOKOTANI, Hitoshi, CHIHARA, Yuki, SEKIGUCHI, Yohei, NAKAMURA, Shigesato, OKADA, Yuji, FUKUDA, Yukihide, NAKAGAWA, Masahiko
• Format: Patent
• Language: English; French; Japanese
• Published: 08.04.2021
• Subjects: ALLOYS; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES; BLASTING; CASTING; CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES; CHEMISTRY; COMBUSTION ENGINES; CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; HEATING; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS; LIGHTING; MECHANICAL ENGINEERING; METALLURGY; PERFORMING OPERATIONS; POWDER METALLURGY; TRANSPORTING; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS; WEAPONS

A method for producing an internal combustion engine piston through die-casting using aluminum material, said method involving controlling a J value and the pressure of the casting into a cavity 200 so that a defect volume percentage at a thick site of the internal combustion engine piston is a predetermined value and die-casting the aluminum material. The J value is calculated by J = ρ × G × V1.71 from a molten metal density ρ (kg/cm3), a gate speed V (cm/s), and a gate parameter G which is expressed by G = A/(h+w) using a gate surface area A (cm2), a gate height h (cm), and a gate width w (cm) for a gate 7 serving as an outflow port into the cavity 200 from a molten metal supply passage 6 for supplying a molten metal into the cavity 200. In this manner, operations such as a cavity depressurization step and secondary pressure application step after pressure injection of the molten metal become unnecessary, which improves productivity, high-vacuum molds and secondary pressure applying devices become unnecessary, which reduces the production costs, and blow holes are reduced, allowing a high-strength piston to be obtained. L'invention concerne un procédé de production d'un piston de moteur à combustion interne par coulée sous pression à l'aide d'un matériau à base d'aluminium, ledit procédé consistant à régler une valeur de J et la pression de la coulée dans une cavité 200 de telle sorte qu'un pourcentage de volume de défaut au niveau d'un site épais du piston de moteur à combustion interne est une valeur prédéterminée et à couler sous pression le matériau d'aluminium. La valeur J est calculée par J = ρ × G × V1,71 à partir d'une densité de métal fondu ρ (kg/cm3), une vitesse de grille V (cm/s) et un paramètre de grille G qui est exprimé par G = A/(h+w) à l'aide d'une aire de surface de grille A (cm2), d'une hauteur de grille h (cm) et d'une largeur de grille w (cm) pour une grille 7 servant d'orifice de sortie dans la cavité 200 à partir d'un passage d'alimentation en métal fondu 6 pour fournir un métal fondu dans la cavité 200. De cette manière, des opérations telles qu'une étape de dépressurisation de cavité et une étape d'application de pression secondaire après l'injection sous pression du métal fondu deviennent inutiles, ce qui améliore la productivité, les moules à vide poussé et les dispositifs d'application de pression secondaire deviennent inutiles, ce qui réduit les coûts de production, et les trous de soufflage sont réduits, ce qui permet d'obtenir un piston à haute résistance. アルミニウム材を用いたダイカスト法による内燃機関用のピストンの製造方法において、キャビティ200へ溶湯を供給する溶湯供給通路6からキャビティ200への流出口であるゲート7の、ゲート面積Ａ(cm2)、ゲート高さｈ(cm)およびゲート幅ｗ(cm)により、Ｇ＝Ａ/（ｈ+ｗ）で表されるゲートパラメータＧと、ゲート速度Ｖ(cm/s)と、溶湯密度ρ(kg/cm3)よりＪ＝ρ×Ｇ×Ｖ1.71で求められるＪ値と、前記キャビティへ200の鋳造圧力と、を制御することにより、内燃機関用ピストンの厚肉部位における欠陥体積率を所定の値とし、アルミニウム材料をダイカストして製造することにより、溶湯の充填加圧後の二次加圧工程やキャビティ減圧工程等の作業を不要とし、生産性を向上させ、高真空金型や二次加圧装置を不要として製造コストの低減化を図り、鋳巣を低減させて強度の高いピストンを得る。