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JP5433916B2 - Cylinder sleeve alloy and cylinder sleeve using the same - Google Patents
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Description

本発明は、エンジンのシリンダブロックに鋳包まれる金属製の円筒体であるシリンダスリーブに使用されるシリンダスリーブ用合金、及びそのシリンダスリーブに関するものである。   The present invention relates to a cylinder sleeve alloy used for a cylinder sleeve, which is a metal cylinder that is cast into an engine cylinder block, and the cylinder sleeve.

自動車用部品あるいは自動二輪用部品のエンジンの軽量化のために、シリンダブロックやシリンダスリーブなどには、Al材料が使われている。例えば、特許文献1には、シリンダスリーブ材として、Al-Cu-Mg系合金に着目し、硬質物質や固体潤滑材を含有することで、耐摩耗性及び潤滑性に優れることが開示されている。また、特許文献2には、シリンダスリーブ材として、Al-Mg-Si系合金に着目し、添加元素の含有量を調整することで、良好な押出し性を得ることが開示されている。   Al materials are used for cylinder blocks and cylinder sleeves in order to reduce the weight of automobile parts and motorcycle parts. For example, Patent Document 1 discloses that as a cylinder sleeve material, focusing on an Al—Cu—Mg-based alloy and containing a hard substance and a solid lubricant, it is excellent in wear resistance and lubricity. . Patent Document 2 discloses that as a cylinder sleeve material, focusing on an Al—Mg—Si alloy, adjusting the content of an additive element to obtain good extrudability is disclosed.

特開平2‐122043号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-122043 特開2002‐361398号公報JP 2002-361398 A

シリンダスリーブ材の押出しを行う際、生産性を向上したり、仕上げ加工代を小さくする等の後加工を容易にしたりするために、薄肉・高速押出しを行うことが望まれる。しかし、従来のシリンダスリーブ材では、薄肉・高速押出しを行う際、押出し時の割れや表面欠陥の発生を低減し、強度を向上させることに限界がある。   When extruding a cylinder sleeve material, it is desired to perform thin-wall and high-speed extrusion in order to improve productivity and facilitate post-processing such as reducing the finishing allowance. However, in the conventional cylinder sleeve material, there is a limit in improving the strength by reducing the occurrence of cracks and surface defects during extrusion when performing thin-walled and high-speed extrusion.

特許文献1のシリンダスリーブ材は、比較的多くのCuを含有しているため、薄肉・高速押出しを行うことができない。薄肉・高速押出しを行うと加工発熱が多くなる。しかし、Cu含有材料は、高温での流動応力が大きく、固相線温度(溶融開始温度)が比較的低いため、熱間押出し時の割れや表面欠陥を生じ易く、押出速度を上げることができず、生産性の向上に対する大きな制約となっていた。更には、特許文献1のシリンダスリーブの生産性を高めるだけではなく、摺動特性(耐焼付性)もさらに高くしたいという要求もあった。   Since the cylinder sleeve material of Patent Document 1 contains a relatively large amount of Cu, thin-walled and high-speed extrusion cannot be performed. Processing heat increases when thin-walled and high-speed extrusion is performed. However, Cu-containing materials have a high flow stress at high temperatures and a relatively low solidus temperature (melting start temperature), so they are prone to cracking and surface defects during hot extrusion and can increase the extrusion speed. Therefore, it was a big restriction on productivity improvement. Furthermore, there is a demand not only for improving the productivity of the cylinder sleeve disclosed in Patent Document 1, but also for further improving the sliding characteristics (seizure resistance).

一方、特許文献2のシリンダスリーブ材は、押出し加工性に優れているが、Al-Cu-Mg系合金に比べると強度が劣り、薄肉構造である場合、鋳込み時にへたりが生じる恐れがあった。また、稼働時に耐摩耗性及び耐焼付性の向上が望めないといった問題があった。   On the other hand, the cylinder sleeve material of Patent Document 2 has excellent extrudability, but the strength is inferior to that of an Al-Cu-Mg alloy, and there is a possibility that sag may occur during casting when the structure is thin. . In addition, there is a problem that improvement in wear resistance and seizure resistance cannot be expected during operation.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、シリンダスリーブ材として、薄肉・高速押出しが可能であり、高強度で耐へたり性や耐摩耗性及び耐焼付性に優れるシリンダスリーブ用合金を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and one of its purposes is that the cylinder sleeve material can be thin-walled and extruded at high speed, and has high strength, sag resistance, wear resistance, and seizure resistance. An object of the present invention is to provide an alloy for a cylinder sleeve which is excellent in the above.

また、本発明の他の目的は、上記本発明のシリンダスリーブ用合金を使用したシリンダスリーブを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a cylinder sleeve using the cylinder sleeve alloy of the present invention.

本発明者らは鋭意研究した結果、シリンダスリーブ用合金を特定の合金組成とする、特に、Cuの含有量を実質的にゼロとし、Feの含有量を多くすることで上記目的を達成するという知見を得た。   As a result of diligent research, the present inventors have determined that the cylinder sleeve alloy has a specific alloy composition, and in particular, achieves the above object by making the Cu content substantially zero and increasing the Fe content. Obtained knowledge.

従来、シリンダスリーブ用合金は、上述のようにCuの含有量を実質的にゼロとすることはなされていなかった。この理由は、シリンダスリーブ用合金は、充分な強度を維持するためには、Cuの含有はある程度必要であると考えられていたためである。しかし、シリンダスリーブ用合金の薄肉・高速押出しを可能とするためには、固相線温度を高くする必要があり、そのためにはCuの含有量を実質的にゼロとすることが最も効果的であると考えられる。従って、Cuに代わる高強度の元素としてFeの含有量を特定することで、薄肉・高速押出しが可能であり、薄肉構造であっても高強度であり、鋳込み時に望まれる充分な耐へたり性を有し、稼働時に望まれる耐摩耗性及び耐焼付性を有するシリンダスリーブ用合金が得られる。本発明は、上記知見に基づくものである。   Conventionally, an alloy for a cylinder sleeve has not been made to have a Cu content of substantially zero as described above. This is because the cylinder sleeve alloy is considered to contain Cu to some extent in order to maintain sufficient strength. However, in order to enable thin and high speed extrusion of the cylinder sleeve alloy, it is necessary to increase the solidus temperature, and for that purpose, it is most effective to make the Cu content substantially zero. It is believed that there is. Therefore, by specifying the content of Fe as a high-strength element that replaces Cu, thin-wall and high-speed extrusion is possible, and even a thin-wall structure has high strength and sufficient sag resistance desired during casting Thus, a cylinder sleeve alloy having wear resistance and seizure resistance desired during operation can be obtained. The present invention is based on the above findings.

本発明のシリンダスリーブ用合金は、Siを16〜18質量%、Feを5.5〜9質量%、Mgを0.5〜2質量%、Al2O3を3〜5質量%、グラファイトを0.5〜3質量%含有し、残部がAl及び不可避的不純物からなることを特徴とする。 The cylinder sleeve alloy of the present invention is composed of 16-18% by mass of Si, 5.5-9% by mass of Fe, 0.5-2% by mass of Mg, 3-5% by mass of Al 2 O 3 and 0.5-3% by mass of graphite. %, And the balance consists of Al and inevitable impurities.

上記構成によれば、Cuの含有量を実質的にゼロとすることで、シリンダスリーブ用合金の固相線温度を高くすることができ、より大きな押出速度で熱間押出しを行っても、割れや表面欠陥を発生し難くできる。よって、高速押出しができることで、生産性を向上できる。そして、Feの含有量を従来よりも多くすることで、低温及び高温の双方における強度や耐摩耗性を向上することができる。よって、薄肉構造の成形物であっても、鋳込み時のへたりの発生を低減することができ、また稼働時の耐摩耗性及び耐焼付性を向上することができる。更に、Al-Si-Fe-Mgの4元系合金において、本発明の組成比内であれば、組織が細かくなって、摺動特性(耐焼付性や耐相手攻撃性)が向上する。   According to the above configuration, by making the Cu content substantially zero, the solidus temperature of the cylinder sleeve alloy can be increased, and even if hot extrusion is performed at a higher extrusion speed, cracking can occur. And surface defects are less likely to occur. Therefore, productivity can be improved by performing high speed extrusion. And the intensity | strength and abrasion resistance in both low temperature and high temperature can be improved by making content of Fe larger than before. Therefore, even if the molded product has a thin structure, the occurrence of sag during casting can be reduced, and the wear resistance and seizure resistance during operation can be improved. Furthermore, if the Al—Si—Fe—Mg quaternary alloy is within the composition ratio of the present invention, the structure becomes finer and the sliding properties (seizure resistance and resistance to attack against the opponent) are improved.

以下、本発明のシリンダスリーブ用合金を詳細に説明する。なお、以下の説明において、「組成」の含有量は全て「質量%」である。   Hereinafter, the cylinder sleeve alloy of the present invention will be described in detail. In the following description, the contents of “composition” are all “mass%”.

[組成]
(Fe:5.5〜9%)
本発明のシリンダスリーブ用合金において、Feは、高強度を維持するための重要な元素である。Feは、多く含有することにより強度は高まるが、それと同時に靭性が低下する傾向にある。このことから、従来、シリンダスリーブ用合金において、本発明で規定するFeの含有量とすることはなされていなかった。しかし、本発明では、この含有量を特定することにより、充分な靭性を有しながら、高強度で耐へたり性や耐摩耗性及び耐焼付性を得ることができる。特に、Feは、充分添加することにより、高温強度を向上させることができる。Feの含有量が5.5%以上であることで、高強度で耐へたり性や耐摩耗性及び耐焼付性を向上でき、9%以下であることで、高靭性を保持することができる。
[composition]
(Fe: 5.5-9%)
In the cylinder sleeve alloy of the present invention, Fe is an important element for maintaining high strength. When Fe is contained in a large amount, the strength increases, but at the same time, the toughness tends to decrease. For this reason, conventionally, the alloy for cylinder sleeves has not been made to have the Fe content defined in the present invention. However, in the present invention, by specifying this content, it is possible to obtain high strength, sag resistance, wear resistance, and seizure resistance while having sufficient toughness. In particular, high temperature strength can be improved by sufficiently adding Fe. When the Fe content is 5.5% or more, high strength can improve sag resistance, wear resistance, and seizure resistance, and when it is 9% or less, high toughness can be maintained.

上記Feの含有量の少なくとも一部を、Cr,Mn,Co及びNiから選択される1種以上の元素に置換して含有してもよい。Fe以外に、Cr,Mn,Co及びNiにおいても、所定量含有することによって、適正な強度及び硬度を得ることができる。特に、Ni,Mnは、高温強度を向上させることができる。   At least a part of the Fe content may be substituted with one or more elements selected from Cr, Mn, Co, and Ni. In addition to Fe, Cr, Mn, Co, and Ni can also have appropriate strength and hardness by containing a predetermined amount. In particular, Ni and Mn can improve the high-temperature strength.

(Si:16〜18%)
Siは、シリンダスリーブ用合金の熱膨張係数を調整するため及び耐摩耗性を向上するために含有される。Alマトリクス中にSi結晶として晶出させることで、耐摩耗性及び耐焼付性を向上することができる。Siの含有量が16%以上であることで、上記効果を充分に達成できる。一方、Siは多く存在すると材料が脆くなり、やはり高速押出しを行うと亀裂が入りやすくなる。Siの含有量が18%以下であることで、高速押出しを可能にできる。このSiの結晶の平均粒径は1〜2μmであることが好ましい。
(Si: 16-18%)
Si is contained to adjust the thermal expansion coefficient of the cylinder sleeve alloy and to improve the wear resistance. By causing crystallization as an Si crystal in the Al matrix, the wear resistance and seizure resistance can be improved. The above effect can be sufficiently achieved when the Si content is 16% or more. On the other hand, if a large amount of Si is present, the material becomes brittle, and if high-speed extrusion is performed, cracks are likely to occur. When the Si content is 18% or less, high-speed extrusion can be achieved. The average grain size of the Si crystals is preferably 1 to 2 μm.

(Mg:0.5〜2%)
Mgは、強度及び硬度を向上するために含有される。Mgの含有量が0.5%以上であることで、上記効果を充分に達成でき、2%以下であることで、高靭性や加工性を保持することができる。
(Mg: 0.5-2%)
Mg is contained to improve strength and hardness. When the Mg content is 0.5% or more, the above effect can be sufficiently achieved, and when it is 2% or less, high toughness and workability can be maintained.

(Al2O3:3〜5%)
Al2O3は、耐摩耗性及び耐焼付性を向上するために含有される硬質粒子である。Al2O3の含有量は、3%以上であることで、耐摩耗性を向上することができ、5%以下であることで、高靭性を保持することができる。このAl2O3は、最大粒径が30μm以下で平均粒径が10μm以下であることが好ましい。更に、シャープエッジをもたない、つまり略球形であることが好ましい。
(Al 2 O 3 : 3 to 5%)
Al 2 O 3 is a hard particle that is contained to improve wear resistance and seizure resistance. When the Al 2 O 3 content is 3% or more, the wear resistance can be improved, and when it is 5% or less, high toughness can be maintained. The Al 2 O 3 preferably has a maximum particle size of 30 μm or less and an average particle size of 10 μm or less. Furthermore, it is preferable that there is no sharp edge, that is, a substantially spherical shape.

なお、上記Al2O3の含有量の少なくとも一部を、SiC,Si3N4,SiO2,ZrO2,MgO及びAlNから選択される1種以上の材料に置換して含有してもよい。硬質粒子として、Al2O3以外に、上記の材料は全て硬度が高く、靭性値も比較的高く、入手もし易い。これら硬質粒子を所定量含有することによって、適正な靭性、耐摩耗性及び耐焼付性を得ることができる。 Note that at least a part of the content of Al 2 O 3 may be replaced with one or more materials selected from SiC, Si 3 N 4 , SiO 2 , ZrO 2 , MgO and AlN. . As hard particles, in addition to Al 2 O 3 , all of the above materials have high hardness, relatively high toughness, and are easily available. By containing a predetermined amount of these hard particles, appropriate toughness, wear resistance and seizure resistance can be obtained.

(グラファイト:0.5〜3%)
グラファイトは、相手(ここではピストン)との間の潤滑性のために含有される固体潤滑材である。グラファイトの含有量は、0.5%以上であることで、相手攻撃性を低下することができ、3%以下であることで、脆性と自己摩耗を保つことができる。このグラファイトは、断面組織で最大粒径が10μm以下であることが好ましい。固体潤滑剤は、グラファイト以外に、MoS2やボロンナイトライド等が挙げられる。これらの固体潤滑材から選択される1種以上の含有量が0.5〜3%となるようにしてもよい。
(Graphite: 0.5-3%)
Graphite is a solid lubricant that is contained for lubricity with a counterpart (here, a piston). When the graphite content is 0.5% or more, the attacking ability of the opponent can be lowered, and when it is 3% or less, brittleness and self-wear can be maintained. This graphite preferably has a cross-sectional structure and a maximum particle size of 10 μm or less. Examples of the solid lubricant include MoS 2 and boron nitride in addition to graphite. The content of one or more selected from these solid lubricants may be 0.5 to 3%.

本発明の一形態として、上記Feの含有量が7〜9質量%であることが挙げられる。   As one form of this invention, it is mentioned that content of the said Fe is 7-9 mass%.

Feの含有量が7〜9質量%であることで、高靭性を保持しながら、更に高温強度や耐摩耗性を向上することができる。   When the Fe content is 7 to 9% by mass, high temperature strength and wear resistance can be further improved while maintaining high toughness.

本発明のシリンダスリーブは、上記シリンダスリーブ用合金からなることが挙げられる。   The cylinder sleeve of the present invention is made of the above-mentioned alloy for cylinder sleeve.

本発明のシリンダスリーブは、低温及び高温の双方における強度や耐摩耗性が良好なシリンダスリーブ用合金からなるので、薄肉構造のシリンダスリーブを形成することができる。また、本発明のシリンダスリーブは高強度なので、薄肉構造であっても、鋳込み時のへたりの発生を低減することができ、稼働時の耐摩耗性及び耐焼付性を向上することができる。   Since the cylinder sleeve of the present invention is made of an alloy for cylinder sleeve that has good strength and wear resistance at both low and high temperatures, a thin-walled cylinder sleeve can be formed. Moreover, since the cylinder sleeve of the present invention has high strength, even if it has a thin structure, it is possible to reduce the occurrence of sag during casting, and to improve wear resistance and seizure resistance during operation.

本発明の一形態として、上記シリンダスリーブは、室温での引張強度が400MPa以上であり、500℃での引張強度が20MPa以上であることが挙げられる。   As an embodiment of the present invention, the cylinder sleeve has a tensile strength at room temperature of 400 MPa or more and a tensile strength at 500 ° C. of 20 MPa or more.

室温での引張強度が400MPa以上であることで、更に耐摩耗性及び耐焼付性を向上することができる。また、500℃での引張強度が20MPa以上であることで、耐へたり性を向上することができ、鋳込み時のへたりの発生を更に低減することができる。   When the tensile strength at room temperature is 400 MPa or more, the wear resistance and seizure resistance can be further improved. Further, when the tensile strength at 500 ° C. is 20 MPa or more, the sag resistance can be improved, and the occurrence of sag during casting can be further reduced.

本発明のシリンダスリーブは、押出温度460〜530℃、押出速度1〜5mm/s、押出比15〜30で本発明のシリンダスリーブ用合金を押出加工して製造することが好ましい。そして上記押出加工において、厚さ4〜6mmの本発明のシリンダスリーブを形成することが好ましい。なお、ここで言う押出速度とは押出機のラム速度であり、製品の押出速度は、そのラム速度と押出比との積で表わされる。   The cylinder sleeve of the present invention is preferably manufactured by extruding the cylinder sleeve alloy of the present invention at an extrusion temperature of 460 to 530 ° C., an extrusion speed of 1 to 5 mm / s, and an extrusion ratio of 15 to 30. In the extrusion process, it is preferable to form the cylinder sleeve of the present invention having a thickness of 4 to 6 mm. The extrusion speed referred to here is the ram speed of the extruder, and the extrusion speed of the product is represented by the product of the ram speed and the extrusion ratio.

本発明のシリンダスリーブ用合金は、上記範囲の押出温度、押出速度、押出比で押出加工を行っても、割れや表面欠陥の発生を低減でき、生産性の向上が期待できる。そして、上記範囲の厚さとすることで、仕上げ加工代を小さくする等の後加工を容易にすることができる。特に、本発明での薄肉・高速押出しとは、押出速度が3〜5mm/sで、厚さ4〜5mmとなるように押出しすることを言う。   The cylinder sleeve alloy of the present invention can reduce the occurrence of cracks and surface defects even when extrusion is performed at an extrusion temperature, extrusion speed, and extrusion ratio within the above ranges, and an improvement in productivity can be expected. And by setting it as the thickness of the said range, post-processings, such as making finishing processing cost small, can be made easy. In particular, the thin-walled / high-speed extrusion in the present invention refers to extrusion at an extrusion speed of 3 to 5 mm / s and a thickness of 4 to 5 mm.

本発明のシリンダスリーブ用合金は、Cuの含有量を実質的にゼロとすることで、薄肉・高速押出しを行うことができ、生産性を向上できる。そして、Feの含有量を従来よりも多くすることで、薄肉構造の成形物であっても、高強度で耐へたり性や耐摩耗性及び耐焼付性を向上することができる。   The alloy for a cylinder sleeve of the present invention can perform thin-walled / high-speed extrusion by making the Cu content substantially zero, and can improve productivity. And even if it is a molded product of a thin structure by making content of Fe larger than before, high strength can improve sag resistance, abrasion resistance, and seizure resistance.

本発明のシリンダスリーブは、本発明のシリンダスリーブ用合金からなるので、薄肉構造のシリンダスリーブを形成することができる。また、本発明のシリンダスリーブは高強度なので、薄肉構造であっても、鋳込み時のへたりの発生を低減することができ、稼働時の耐摩耗性及び耐焼付性を向上することができる。   Since the cylinder sleeve of the present invention is made of the cylinder sleeve alloy of the present invention, a thin-walled cylinder sleeve can be formed. Moreover, since the cylinder sleeve of the present invention has high strength, even if it has a thin structure, it is possible to reduce the occurrence of sag during casting, and to improve wear resistance and seizure resistance during operation.

シリンダスリーブ表面を示す実体顕微鏡写真であり、(A)は試料No.3、(B)は試料No.8である。It is a stereomicroscope photograph which shows the cylinder sleeve surface, (A) is sample No. 3 and (B) is sample No. 8. シリンダスリーブ用合金組織を示す走査型電子顕微鏡写真であり、(A)は試料No.3、(B)は試料No.6、(C)は試料No.8である。4 is a scanning electron micrograph showing an alloy structure for a cylinder sleeve, where (A) is sample No. 3, (B) is sample No. 6, and (C) is sample No. 8. FIG. TG/DTA曲線を示すグラフであり、(A)は試料No.3、(B)は試料No.6、(C)は試料No.8である。It is a graph which shows a TG / DTA curve, (A) is sample No. 3, (B) is sample No. 6, and (C) is sample No. 8. 試料No.3のチップオンディスク摩擦試験後の試験片とディスクを示し、(A)は試験片(チップ)の表面の実体顕微鏡写真であり、(B)はディスクの表面の実体顕微鏡写真である。Sample No. 3 shows the specimen and disc after the chip-on-disk friction test, (A) is a stereomicrograph of the surface of the specimen (chip), and (B) is a stereomicrograph of the surface of the disc. . 試料No.6のチップオンディスク摩擦試験後の試験片とディスクを示し、(A)は試験片(チップ)の表面の実体顕微鏡写真であり、(B)はディスクの表面の実体顕微鏡写真である。Sample No. 6 shows the test piece and disc after the chip-on-disk friction test, (A) is a stereomicrograph of the surface of the test piece (chip), (B) is a stereomicrograph of the surface of the disc. .

複数のシリンダスリーブ用合金を製造し、これら合金からなる複数のシリンダスリーブを作製し、「薄肉・高速押出性」、「鋳込みへたり性」、「摺動特性」を調べた。   A plurality of cylinder sleeve alloys were manufactured, and a plurality of cylinder sleeves made of these alloys were produced, and “thin-wall / high-speed extrudability”, “castability”, and “sliding characteristics” were examined.

<シリンダスリーブ用合金の製造>
[実施例(試料No.1〜試料No.4)]
本発明のシリンダスリーブ用合金として、表1に示すように、試料No.1〜試料No.4を用意した。本発明のシリンダスリーブ用合金は、従来のシリンダスリーブ用合金の製造方法に準じて製造することができる。シリンダスリーブ用合金の質量を100%として、後述する合金粉末と硬質粒子と固体潤滑剤とを混合して、本発明のシリンダスリーブ用合金を製造した。まず、エアアトマイズ法によって、Siを17質量%、Feを6〜9質量%、Mgを1質量%含み、残部がAl及び不可避的不純物である合金粉末を急冷凝固して形成した。本実施例では、Feの含有量を変えて合金粉末を形成した。表1に示すように、試料No.1〜試料No.4は、Feの含有量が、順に6質量%、7.5質量%、8質量%、9質量%となっている。これらの合金粉末の平均粒径は50μmであった。そして、各合金粉末に、硬質粒子として平均粒径3μmのAl2O3を3質量%と、固体潤滑剤として平均粒径1μmのグラファイトを0.5質量%とをV型ミキサーにて均一に混合し、シリンダスリーブ用合金を製造した。
<Manufacture of cylinder sleeve alloys>
[Example (Sample No. 1 to Sample No. 4)]
As the cylinder sleeve alloy of the present invention, as shown in Table 1, Sample No. 1 to Sample No. 4 were prepared. The cylinder sleeve alloy of the present invention can be manufactured according to a conventional method for manufacturing a cylinder sleeve alloy. The cylinder sleeve alloy of the present invention was manufactured by mixing the alloy powder, hard particles, and solid lubricant described later with the mass of the cylinder sleeve alloy being 100%. First, an alloy powder containing 17% by mass of Si, 6-9% by mass of Fe and 1% by mass of Mg, with the balance being Al and inevitable impurities, was rapidly solidified by air atomization. In this example, the alloy powder was formed by changing the Fe content. As shown in Table 1, in Sample No. 1 to Sample No. 4, the Fe content is 6% by mass, 7.5% by mass, 8% by mass, and 9% by mass in this order. The average particle size of these alloy powders was 50 μm. Then, 3% by mass of Al 2 O 3 with an average particle diameter of 3 μm as hard particles and 0.5% by mass of graphite with an average particle diameter of 1 μm as a solid lubricant are uniformly mixed in each alloy powder with a V-type mixer. A cylinder sleeve alloy was produced.

[比較例(試料No.5〜試料No.11)]
比較例として、表1に示すように、試料No.5〜試料No.11のシリンダスリーブ用合金を用意した。これら比較例は、組成が実施例と異なる。以下相違点のみ述べる。試料No.5は、Al-17Si-11Fe-1Mg-3Al2O3-0.5Gr(グラファイト)のシリンダスリーブ用合金であり、Feの含有量が多い点が実施例と異なる。試料No.6は、Al-17Si-1Mg-3Al2O3-0.5Grのシリンダスリーブ用合金であり、Feが含有されていない点が実施例と異なる。試料No.7は、Al-17Si-4.5Fe-1Mg-3Al2O3-0.5Grのシリンダスリーブ用合金であり、Feの含有量が少ない点が実施例と異なる。試料No.8は、Al-17Si-5Fe-3.5Cu-1Mg-3Al2O3-0.5Grのシリンダスリーブ用合金であり、Feの含有量が少なく、Cuが含有されている点が実施例と異なる。試料No.9は、Al-20Si-5Fe-1Mg-3Al2O3-0.5Grのシリンダスリーブ用合金であり、Siの含有量が多く、Feの含有量が少ない点が実施例と異なる。試料No.10は、Al-25Si-5Fe-1Mg-3Al2O3-0.5Grのシリンダスリーブ用合金であり、Siの含有量が多く、Feの含有量が少ない点が実施例と異なる。試料No.11は、Al-26Si-0.2Cr-0.2Cu-0.7Mg合金粉末であり、Siの含有量が多く、CrとCuが含有されており、Feと硬質粒子であるAl2O3と固体潤滑剤であるGrとが含有されていない点が実施例と異なる。
[Comparative Example (Sample No. 5 to Sample No. 11)]
As comparative examples, as shown in Table 1, cylinder sleeve alloys of Sample No. 5 to Sample No. 11 were prepared. These comparative examples differ in composition from the examples. Only the differences will be described below. Sample No. 5 is an alloy for cylinder sleeve of Al-17Si-11Fe-1Mg-3Al 2 O 3 -0.5Gr (graphite), and is different from the example in that the content of Fe is large. Sample No. 6 is an alloy for cylinder sleeve of Al-17Si-1Mg-3Al 2 O 3 -0.5Gr, which is different from the example in that it does not contain Fe. Sample No. 7 is an alloy for cylinder sleeve of Al-17Si-4.5Fe-1Mg-3Al 2 O 3 -0.5Gr, and is different from the examples in that the Fe content is small. Sample No. 8 is an alloy for cylinder sleeve of Al-17Si-5Fe-3.5Cu-1Mg-3Al 2 O 3 -0.5Gr, which has a low Fe content and contains Cu. Different. Sample No. 9 is an alloy for cylinder sleeve of Al-20Si-5Fe-1Mg-3Al 2 O 3 -0.5Gr, which differs from the examples in that it has a high Si content and a low Fe content. Sample No. 10 is an alloy for cylinder sleeve of Al-25Si-5Fe-1Mg-3Al 2 O 3 -0.5Gr, which differs from the examples in that it has a high Si content and a low Fe content. Sample No. 11 is an Al-26Si-0.2Cr-0.2Cu-0.7Mg alloy powder, containing a large amount of Si, containing Cr and Cu, Fe and hard particles of Al 2 O 3 and The point which does not contain Gr which is a solid lubricant differs from an Example.

<シリンダスリーブの作製>
上記シリンダスリーブ用合金(試料No.1〜試料No.11)を用いて、シリンダスリーブを作製した。シリンダスリーブの具体的な作製方法は、まず、CIP(冷間静水圧プレス)により上記シリンダスリーブ用合金で中空円筒状のビレットを形成した。このビレットを雰囲気炉で加熱した後、熱間押出成形用装置のコンテナ内に装填する。コンテナ内の中空円筒状のビレットの中心孔にマンドレルを挿入した状態で、ラムによりビレットの後端部を押圧してダイスを通過させることで押出しを行った。このような押出しを行うことで、マンドレルの外径に相当する内径と、ダイスの内径に相当する外径を有するシリンダスリーブを得ることができる。
<Production of cylinder sleeve>
Cylinder sleeves were prepared using the cylinder sleeve alloys (Sample No. 1 to Sample No. 11). As a specific method for producing the cylinder sleeve, first, a hollow cylindrical billet was formed from the above alloy for cylinder sleeve by CIP (cold isostatic pressing). The billet is heated in an atmospheric furnace and then loaded into a container of a hot extrusion molding apparatus. With the mandrel inserted into the center hole of the hollow cylindrical billet in the container, extrusion was performed by pressing the rear end of the billet with a ram and passing the die. By performing such extrusion, a cylinder sleeve having an inner diameter corresponding to the outer diameter of the mandrel and an outer diameter corresponding to the inner diameter of the die can be obtained.

<評価>
[薄肉・高速押出性]
各試料に対して、上記シリンダスリーブの作製方法で、押出比(コンテナ断面積と製品断面積の比)を23で押出速度を4mm/sで押出しを行い、厚さ4.5mmのシリンダスリーブを作製し、押出し時の割れや表面欠陥等のむしれ程度を調べた。また、各試料に対して、押出し時の温度変化を示差熱・熱重量同時測定(TG/DTA)にて行い、溶融に伴うピーク(吸熱ピーク)を調べ、そのピーク時の温度(固相線温度)を調べた。これらの結果を表2に示す。なお、試料No.5の合金は、高温強度が高すぎて押詰まりが生じて、押出すことができず、評価できなかった。
<Evaluation>
[Thin wall / High-speed extrudability]
For each sample, the cylinder sleeve with a thickness of 4.5 mm was prepared by extruding at a extrusion rate of 4 mm / s with an extrusion ratio (ratio of container cross-sectional area to product cross-sectional area) of 23 by the above-described cylinder sleeve manufacturing method. Then, the degree of peeling such as cracks and surface defects during extrusion was examined. In addition, for each sample, the temperature change at the time of extrusion was measured by simultaneous differential heat and thermogravimetric measurement (TG / DTA), and the peak (endothermic peak) associated with melting was examined, and the temperature at that peak (solidus line) Temperature). These results are shown in Table 2. In addition, the alloy of sample No. 5 was too high in strength at high temperature, resulting in clogging, and could not be extruded and could not be evaluated.

固相線温度について、Cuが含有されていない(試料No.1〜試料No.4、試料No.6〜試料No.7、試料No.9〜試料No.10)、もしくはCuの含有量が微量である(試料No.11)場合、固相線温度は545℃以上である。一方、Cuが3.5質量%含有されている試料No.8では、固相線温度は508℃であり、上記の試料と比較して、約40℃以上低い。よって、Cuの含有量を抑えることによって、固相線温度を高くすることができる。特に、Cuの含有量を実質的にゼロとすることがよい。   Regarding the solidus temperature, Cu is not contained (Sample No. 1 to Sample No. 4, Sample No. 6 to Sample No. 7, Sample No. 9 to Sample No. 10), or the Cu content is In the case of a trace amount (sample No. 11), the solidus temperature is 545 ° C. or higher. On the other hand, Sample No. 8 containing 3.5% by mass of Cu has a solidus temperature of 508 ° C., which is lower by about 40 ° C. or more than the above sample. Therefore, the solidus temperature can be increased by suppressing the Cu content. In particular, the Cu content should be substantially zero.

むしれ程度について、表2に示すように、押出し後のシリンダスリーブの外周表面のむしれ具合を目視にて判定した結果を良好な方から順に◎、○、△、×で示している。Cuが含有されておらず、Siの含有量が17質量%である試料No.1〜試料No.7(試料No.5は除く)は、むしれは小さかった。特に、Feの含有量が6質量%以下である試料No.1と試料No.6と試料No.7は、ほぼむしれは見受けられなかった。図1にそれぞれ試料No.3と試料No.8のシリンダスリーブ表面の実体顕微鏡写真を示す。図1(A)は試料No.3であり、ほぼむしれは見受けられない。図1(B)は試料No.8であり、大きなむしれが発生していることがわかる。   As shown in Table 2, for the degree of peeling, the results of visual judgment of the degree of peeling on the outer peripheral surface of the cylinder sleeve after extrusion are shown by ◎, ○, Δ, × in order from the best. Sample No. 1 to Sample No. 7 (excluding Sample No. 5), which did not contain Cu and had a Si content of 17% by mass, had a small gap. In particular, sample No.1, sample No.6, and sample No.7 in which the Fe content was 6% by mass or less were hardly observed. FIG. 1 shows stereoscopic microscope photographs of the cylinder sleeve surfaces of Sample No. 3 and Sample No. 8, respectively. FIG. 1 (A) is Sample No. 3, and almost no flaking is observed. FIG. 1 (B) is Sample No. 8, and it can be seen that a large whip occurs.

図2に、試料No.3と試料No.6と試料No.8の各試料のシリンダスリーブ用合金組織の走査型電子顕微鏡写真(3000倍)を示す。図2(A)は試料No.3を示し、全体に亘って複数存在する微細な灰色の粒子がSi結晶であり、そのSi結晶の平均粒径は1〜2μmと組織が非常に細かいことがわかる。また、灰色の粒子より大きい白色の粒子がAl2O3であり、そのAl2O3は最大粒径が30μm以下で平均粒径が10μm以下であることがわかる。図2(B),(C)はそれぞれ試料No.6,試料No.8を示し、そのSi結晶の平均粒径は共に3μmであり試料No.3と比較して組織が粗いことがわかる。図3に、試料No.3と試料No.6と試料No.8の各試料に対して、示差熱・熱質量同時測定(TG/DTA)を行った際のTG/DTA曲線を示す。図2と図3から得られた結果を表3に示す。 FIG. 2 shows scanning electron micrographs (3000 times) of the alloy structures for cylinder sleeves of Sample No. 3, Sample No. 6 and Sample No. 8. Fig. 2 (A) shows Sample No.3, and the fine gray particles that exist multiple times throughout are Si crystals, and the average grain size of the Si crystals is 1-2 μm and the structure is very fine. Recognize. Further, it can be seen that white particles larger than the gray particles are Al 2 O 3 , and the Al 2 O 3 has a maximum particle size of 30 μm or less and an average particle size of 10 μm or less. FIGS. 2 (B) and 2 (C) show Sample No. 6 and Sample No. 8, respectively, and the average grain size of the Si crystals is 3 μm, and it can be seen that the structure is coarse compared to Sample No. 3. FIG. 3 shows TG / DTA curves obtained when simultaneous differential heat / thermal mass measurement (TG / DTA) is performed on samples No. 3, No. 6 and No. 8. The results obtained from FIGS. 2 and 3 are shown in Table 3.

固相線温度が高い程、高速押出しによって生じる加工発熱により温度が上昇しても液相が出現しにくくなる。Siの含有量が同じである場合、Si結晶粒径が小さく組織が細かい程Si結晶粒の数は多くなり、Si結晶粒同士の間隔、つまり複数のSi結晶粒にほぼ取り囲まれてマトリクスのAl地が露出する部分の面積(平均自由行程)が狭くなるので、摺動特性(耐焼付性)が向上する。更に、Si結晶粒径が小さければ、押出時に表面がむしれる可能性が小さくなる。組織を細かくするには、Al合金粉末をアトマイズ法によって製造する際に素早く冷却する必要があるが、その合金の固液共存温度範囲(固相線温度−液相線温度)が小さい程、多元共晶点に近いことになり組織が細かくなる。   The higher the solidus temperature, the less likely the liquid phase will appear even if the temperature rises due to processing heat generated by high-speed extrusion. When the Si content is the same, the smaller the Si crystal grain size and the finer the structure, the greater the number of Si crystal grains, and the spacing between the Si crystal grains, that is, the Al of the matrix is almost surrounded by multiple Si crystal grains. Since the area where the ground is exposed (mean free path) is narrowed, the sliding characteristics (seizure resistance) are improved. Furthermore, if the Si crystal grain size is small, the possibility of the surface being peeled during extrusion is reduced. In order to make the structure finer, it is necessary to quickly cool the Al alloy powder when it is manufactured by the atomization method, but the smaller the alloy solid-liquid coexistence temperature range (solidus temperature-liquidus temperature), the more It becomes close to the eutectic point and the structure becomes fine.

表3に示すように、試料No.3は、固相線温度が高くかつ液相線温度が低いため、固液共存温度範囲が60℃と狭くなっている。この場合、図2(A)に示すように、Si結晶の平均粒径が1〜2μmであり組織が非常に細かくなっていると考えられる。試料No.6では、固相線温度は高いが液相線温度も高いため、固液共存温度範囲は85℃と試料No.3と比べて若干広くなっている。この場合、図2(B)に示すように、Si結晶の平均粒径が3μmであり試料No.3と比較して組織が粗くなっていると考えられる。試料No.8では、固相線温度が低いため、固液共存温度範囲が約110℃と広くなっている。この場合、図2(C)に示すように、Si結晶の平均粒径が3μmであり組織が粗くなっていると考えられる。以上の結果より、本発明のシリンダスリーブ用合金は、薄肉・高速押出性に優れ、むしれ程度が良好である。また、固相線温度が高くかつ固液共存温度範囲が狭いことによって、後述する摺動特性(耐焼付性や耐相手攻撃性)にも優れると考えられる。   As shown in Table 3, sample No. 3 has a high solidus temperature and a low liquidus temperature, so the solid-liquid coexistence temperature range is as narrow as 60 ° C. In this case, as shown in FIG. 2 (A), it is considered that the average grain size of the Si crystal is 1 to 2 μm and the structure is very fine. In sample No. 6, since the solidus temperature is high but the liquidus temperature is also high, the solid-liquid coexistence temperature range is 85 ° C., which is slightly wider than that of sample No. 3. In this case, as shown in FIG. 2 (B), it is considered that the average grain size of the Si crystal is 3 μm, and the structure is coarser than that of Sample No. 3. In sample No. 8, since the solidus temperature is low, the solid-liquid coexistence temperature range is as wide as about 110 ° C. In this case, as shown in FIG. 2C, it is considered that the average grain size of the Si crystal is 3 μm and the structure is rough. From the above results, the cylinder sleeve alloy of the present invention is excellent in thinness and high-speed extrudability and has a good degree of peeling. Further, it is considered that the high solidus temperature and the narrow solid-liquid coexistence temperature range are excellent in the sliding characteristics (seizure resistance and resistance to attack against opponents) described later.

[鋳込みへたり性]
上記シリンダスリーブについて、引張試験用の試験片を作製し、500℃での引張強度(500℃UTS)を測定した。この温度は、シリンダブロックにシリンダスリーブを鋳込む際の同シリンダスリーブの温度を想定している。そして、この500℃UTSにより試験片のへたり性を評価した。これらの結果を表2に併せて示す。表2に示すように、この500℃での試験片のへたり性を判定した結果を良好な方から順に◎、○、△、×で示している。Siの含有量が17質量%である場合、Cuを含有せずに、Feの含有量を6〜9質量%とすることで、500℃UTSを15MPa超とすることができ、鋳込みへたり性が小さかった。特に、Feの含有量を7質量%以上とすることで、500℃UTSを20MPa以上とすることができ、鋳込みへたり性はほぼ見受けられなかった。
[Castability]
For the cylinder sleeve, a test piece for a tensile test was prepared, and the tensile strength at 500 ° C. (500 ° C. UTS) was measured. This temperature assumes the temperature of the cylinder sleeve when the cylinder sleeve is cast into the cylinder block. Then, the sagability of the test piece was evaluated by the 500 ° C. UTS. These results are also shown in Table 2. As shown in Table 2, the results of determining the sagability of the test piece at 500 ° C. are indicated by ◎, ○, Δ, × in order from the better. When the Si content is 17% by mass, without containing Cu, the Fe content is 6-9% by mass, so that the 500 ° C UTS can be over 15MPa, and cast sagability. Was small. In particular, when the Fe content was 7% by mass or more, the 500 ° C. UTS could be 20 MPa or more, and almost no casting sag was observed.

[摺動特性]
上記シリンダスリーブについて、摺動試験用の試験片を作製し、室温でのHRB(ロックウェル硬度)、室温での引張強度(室温UTS)及び実機温度(250℃)での引張強度(250℃UTS)を測定した。これらの結果を表2に併せて示す。
[Sliding characteristics]
For the above cylinder sleeve, specimens for sliding test were prepared, HRB (Rockwell hardness) at room temperature, tensile strength at room temperature (room temperature UTS), and tensile strength at actual machine temperature (250 ° C) (250 ° C UTS ) Was measured. These results are also shown in Table 2.

室温でのHRBについては、ほぼFeとCuの含有量によって決定される。本発明のシリンダスリーブ用合金はCuを含有しなくてもFeの含有量を6〜9質量%とすることで、Cuをある程度(ここでは3.5質量%)含有した合金(試料No.8)と同様に充分な硬度を得ることができる。特に、Feの含有量を7質量%以上とすることで、70以上のHRBを得ることができ、試料No.8と同等以上の硬度を得ることができる。室温での引張強度(室温UTS)については、本発明のシリンダスリーブ用合金はCuを含有しなくてもFeの含有量を6〜9質量%以上とすることで、試料No.8と同様に充分な室温UTSを得ることができる。特に、Feの含有量を7質量%以上とすることで、室温UTSを400MPa以上とすることができ、試料No.8よりも大きい室温UTSを得ることができる。250℃での引張強度(250℃UTS)については、Cuを含有せずにSiの含有量が20質量%未満である場合でもFeの含有量を6〜9質量%とすることで、充分な250℃UTSを得ることができる。特に、Feの含有量を7質量%以上とすることで、250℃UTSを220MPa以上とすることができ、CuやSiを充分に含有した場合よりも大きい250℃UTSを得ることができる。   The HRB at room temperature is almost determined by the Fe and Cu contents. The alloy for a cylinder sleeve of the present invention has an Fe content of 6 to 9% by mass (sample No. 8) containing Cu to some extent (here 3.5% by mass) even if it does not contain Cu. Similarly, sufficient hardness can be obtained. In particular, when the Fe content is 7% by mass or more, an HRB of 70 or more can be obtained, and a hardness equal to or higher than that of Sample No. 8 can be obtained. Regarding the tensile strength at room temperature (room temperature UTS), the cylinder sleeve alloy of the present invention does not contain Cu, but the Fe content is set to 6 to 9% by mass or more in the same manner as Sample No. 8. Sufficient room temperature UTS can be obtained. In particular, when the Fe content is 7% by mass or more, the room temperature UTS can be 400 MPa or more, and a room temperature UTS larger than Sample No. 8 can be obtained. For tensile strength at 250 ° C. (250 ° C. UTS), even if the content of Si is less than 20% by mass without containing Cu, it is sufficient that the content of Fe is 6 to 9% by mass. 250 ℃ UTS can be obtained. In particular, by setting the Fe content to 7% by mass or more, the 250 ° C. UTS can be set to 220 MPa or more, and a 250 ° C. UTS larger than the case of sufficiently containing Cu or Si can be obtained.

さらに、摩耗試験として、チップオンディスク摩耗試験を行い、焼き付き性と自己摩耗と相手摩耗とを調べた。これらの結果を表2に併せて示す。チップオンディスク摩耗試験について、以下詳細に説明する。チップ側には上記シリンダスリーブ材の試験片(5×7×厚み10mm、自己材)を2個用い、ディスク側にはピストンスカート材(JIS規格のA4032)の円盤(φ60×厚み10mm、相手材)を用いる。チップをディスクに押し付け、ディスクを回転させることで、チップとディスクとの間で摺動させる。ディスクの表面にはエンジンオイルを薄く塗布し、ディスクの回転数を120rpmとして、大気中室温で試験を行った。チップの押し付け荷重は、0から始めて1分間に1kgずつ上昇させていき、5kgになったら3分間保持して試験を終了とする。試験途中で動摩擦係数μが上昇して焼き付きが発生した場合には、即試験を終了とする。焼き付きが発生せずに試験が終了したら、チップ及びディスクの摺動面を目視にて判定する。各試料に対して、上記試験を3回ずつ行い、その結果を良好な方から順に◎、○、△、×で示している。具体的には、3回とも焼き付きが発生しなければ◎、1回焼き付きで○、2回焼き付きで△、3回とも焼き付きが発生すれば×とした。   Further, as a wear test, a chip-on-disk wear test was performed to examine the seizure property, self-wear and counterpart wear. These results are also shown in Table 2. The chip-on-disk wear test will be described in detail below. Two test pieces of cylinder sleeve material (5 × 7 × 10mm thickness, self-made material) are used on the tip side, and a disk of piston skirt material (JIS standard A4032) (φ60 × thickness 10mm, mating material) on the disk side ) Is used. The chip is slid between the chip and the disk by pressing the chip against the disk and rotating the disk. The engine oil was thinly applied to the surface of the disk, and the test was performed at room temperature in the atmosphere with the disk rotating at 120 rpm. The chip pressing load starts at 0 and increases by 1 kg per minute. When it reaches 5 kg, hold for 3 minutes to complete the test. If the dynamic friction coefficient μ increases during the test and seizure occurs, the test ends immediately. When the test is completed without causing image sticking, the sliding surfaces of the chip and the disk are visually determined. The above test was performed three times for each sample, and the results are indicated by ◎, ○, Δ, × in order from the best. Specifically, ◎ if no seizure occurred 3 times, ○ if seized once, △ if seized twice, and x if seized 3 times.

焼き付き性については、Siの含有量が17質量%である場合、Cuを含有せずにFeの含有量を6〜9質量%とすることで、焼付きの発生を低下することができた。特に、Feの含有量を7質量%以上とすることで、焼付きの発生を防止することができた。自己摩耗及び相手摩耗については、Cuを含有せずにSiの含有量を20質量%未満とし、Feの含有量を6〜9質量%とすることで、自己材及び相手材共に摩耗痕は小さかった。特に、Feの含有量を7質量%以上とすることで、自己材及び相手材共に摩耗痕はほぼ見受けられなかった。図4と図5に、それぞれ試料No.3と試料No.6のチップオンディスク試験後の試験片とディスクを示す。両図とも(A)は試験片(チップ)の表面の実体顕微鏡写真の一例であり、(B)はディスクの表面の実体顕微鏡写真の一例である。図4に示すように、試料No.3の場合、試験片及びディスク共に実質的に摩耗痕が少ないことがわかる。一方、図5に示すのは、試料No.6の場合で、焼付きが発生したものであり、試験片は大きく焼付いていることがわかる。これは、Feが含有されていないため、強度が低いことによると考えられる。   Regarding the seizure property, when the Si content was 17% by mass, the occurrence of seizure could be reduced by making the Fe content 6-9% by mass without containing Cu. In particular, the occurrence of seizure could be prevented by setting the Fe content to 7% by mass or more. For self-wear and mating wear, the Cu content is not included, the Si content is less than 20% by mass, and the Fe content is 6 to 9% by mass. It was. In particular, when the Fe content was 7% by mass or more, almost no wear marks were observed on the self material and the counterpart material. FIG. 4 and FIG. 5 show the test pieces and discs after the chip-on-disc test of Sample No. 3 and Sample No. 6, respectively. In both figures, (A) is an example of a stereoscopic microscope photograph of the surface of the test piece (chip), and (B) is an example of a stereoscopic microscope photograph of the surface of the disk. As shown in FIG. 4, in the case of sample No. 3, it can be seen that both the test piece and the disk have substantially less wear marks. On the other hand, FIG. 5 shows sample No. 6 where seizure occurred and the test piece was greatly seized. This is considered to be due to the low strength because Fe is not contained.

Feの含有量のみ異なる試料No.1〜試料No.4及び試料No.7より、Feの含有量が5.5質量%であるAl合金粉末は、Feの含有量が6.0質量%のAl合金粉末と同等の摺動特性を得ることができると期待できる。また、鋳込へたり性についても、15MPa超の500℃引張強度を得ることができると期待できる。そして、Cuが含有されていないので、薄肉・高速押出しを行っても、良好なむしれ程度を得ることができると考えられる。   From sample No. 1 to sample No. 4 and sample No. 7 that differ only in the Fe content, the Al alloy powder with the Fe content of 5.5% by mass is the same as the Al alloy powder with the Fe content of 6.0% by mass. It can be expected that equivalent sliding characteristics can be obtained. Also, with regard to castability, it can be expected that a 500 ° C tensile strength exceeding 15 MPa can be obtained. And since Cu is not contained, even if thin-walled and high-speed extrusion is performed, it is thought that a good peeling degree can be obtained.

上記試験結果から、本発明のシリンダスリーブ用合金は、「薄肉・高速押出性」、「鋳込みへたり性」、「摺動特性」の全てにおいて優れることがわかる。本発明のシリンダスリーブ用合金は、特定の組成に限定することによって、シリンダスリーブの薄肉・高速押出しを行っても、むしれの発生を低減することができる。これは、上記特定の組成が共晶点に近い組成であり、固液共存温度の範囲を狭くできるためであると推測される。また、本発明のシリンダスリーブ用合金は、低温及び高温の双方において強度に優れ、高い耐へたり性や耐摩耗性及び耐焼付性を有することができる。上記本発明シリンダスリーブ用合金を用いたシリンダスリーブは、薄肉構造であり、低温及び高温の双方において強度に優れ、稼働時に高い耐摩耗性及び耐焼付性を有することができる。   From the above test results, it can be seen that the cylinder sleeve alloy of the present invention is excellent in all of “thin-wall / high-speed extrudability”, “cast castability”, and “sliding characteristics”. By limiting the alloy for a cylinder sleeve of the present invention to a specific composition, the occurrence of flaking can be reduced even when the cylinder sleeve is subjected to thin wall and high speed extrusion. This is presumably because the specific composition is a composition close to the eutectic point, and the range of the solid-liquid coexistence temperature can be narrowed. Further, the cylinder sleeve alloy of the present invention is excellent in strength at both low and high temperatures, and can have high sag resistance, wear resistance and seizure resistance. The cylinder sleeve using the cylinder sleeve alloy of the present invention has a thin-walled structure, is excellent in strength at both low and high temperatures, and has high wear resistance and seizure resistance during operation.

なお、上述した実施の形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。   The above-described embodiment can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention, and is not limited to the above-described configuration.

本発明のシリンダスリーブ用合金は、内燃機関のシリンダスリーブに好適に利用できる。本発明のシリンダスリーブは、エンジンのシリンダブロックの摺動部材として好適に利用することができる。   The cylinder sleeve alloy of the present invention can be suitably used for a cylinder sleeve of an internal combustion engine. The cylinder sleeve of the present invention can be suitably used as a sliding member of an engine cylinder block.

Claims (7)

Siを16〜18質量%、Feを5.5〜9質量%、Mgを0.5〜2質量%、Al2O3を3〜5質量%、グラファイトを0.5〜3質量%含有し、残部がAl及び不可避的不純物からなることを特徴とするシリンダスリーブ用合金。 Containing 16-18% by mass of Si, 5.5-9% by mass of Fe, 0.5-2% by mass of Mg, 3-5% by mass of Al 2 O 3 and 0.5-3% by mass of graphite, the balance being Al and inevitable Cylinder sleeve alloy characterized by consisting of mechanical impurities. 前記Feの含有量が7〜9質量%であることを特徴とする請求項1に記載のシリンダスリーブ用合金。   2. The cylinder sleeve alloy according to claim 1, wherein the Fe content is 7 to 9% by mass. 前記Siの結晶の平均粒径が1〜2μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載のシリンダスリーブ用合金。   3. The cylinder sleeve alloy according to claim 1, wherein an average grain size of the Si crystal is 1 to 2 μm. 前記Al2O3の最大粒径が30μm以下で平均粒径が10μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリンダスリーブ用合金。 4. The cylinder sleeve alloy according to claim 1, wherein the maximum particle size of the Al 2 O 3 is 30 μm or less and the average particle size is 10 μm or less. 前記グラファイトの最大粒径が断面組織で10μm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のシリンダスリーブ用合金。   5. The cylinder sleeve alloy according to claim 1, wherein the maximum particle size of the graphite is 10 μm or less in cross-sectional structure. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のシリンダスリーブ用合金からなることを特徴とするシリンダスリーブ。   A cylinder sleeve comprising the cylinder sleeve alloy according to any one of claims 1 to 5. 室温での引張強度が400MPa以上であり、500℃での引張強度が20MPa以上であることを特徴とする請求項6に記載のシリンダスリーブ。   7. The cylinder sleeve according to claim 6, wherein the tensile strength at room temperature is 400 MPa or more and the tensile strength at 500 ° C. is 20 MPa or more.
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JP5733640B2 (en) * 2013-04-23 2015-06-10 住友電工焼結合金株式会社 Raw material powder for cylinder liner, cylinder liner, and method for manufacturing cylinder liner
CN104209507B (en) * 2014-08-08 2016-04-13 含山县全兴内燃机配件有限公司 A kind of IC engine cylinder head peculiar to vessel

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0621309B2 (en) * 1988-10-31 1994-03-23 本田技研工業株式会社 Heat resistance, wear resistance, and high toughness Al-Si alloy and cylinder-liner using the same
JPH04332A (en) * 1990-04-16 1992-01-06 Kobe Steel Ltd Spiral parts material for scroll compressor
JPH04131352A (en) * 1990-09-21 1992-05-06 Mitsubishi Materials Corp Al-si-mg sintered alloy having excellent wear resistance
JPH0748644A (en) * 1993-08-04 1995-02-21 Toyota Motor Corp Heat-resistant aluminum alloy, heat-resistant aluminum alloy powder and connecting rod
JPH09217138A (en) * 1996-02-09 1997-08-19 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Heat resistant and high toughness aluminum alloy composite material with excellent wear resistance
JP3897416B2 (en) * 1997-10-01 2007-03-22 住友電工焼結合金株式会社 Powder aluminum alloy cylinder liner
JPH11293374A (en) * 1998-04-10 1999-10-26 Sumitomo Electric Ind Ltd Heat-resistant and wear-resistant aluminum alloy and method for producing the same
JP2003119531A (en) * 2001-10-11 2003-04-23 Suzuki Motor Corp Aluminum alloy excellent in wear resistance, heat resistance and thermal conductivity and method for producing the same
JP2003119532A (en) * 2001-10-15 2003-04-23 Sumitomo Electric Ind Ltd Quenched aluminum alloy sleeve with excellent low temperature scuff resistance
JP2004099996A (en) * 2002-09-11 2004-04-02 Suzuki Motor Corp Method of manufacturing components for internal combustion engines

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