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1、10申请公布号CN102159347A43申请公布日20110817CN102159347ACN102159347A21申请号201080002666022申请日20100312200908586320090331JPB22D19/14200601B22D19/00200601B22D17/20200601B22D17/10200601B22D19/02200601B22D19/16200601C22C47/0820060171申请人丰田自动车株式会社地址日本爱知县申请人中央精机株式会社72发明人高见俊裕月本学松平纯一熊谷邦夫铃木育夫藤田诚74专利代理机构中原信达知识产权代理有限责任公司112。
2、19代理人张建涛车文54发明名称MMC气缸套及用于生产该MMC气缸套的方法57摘要MMC气缸套10包括内管状部11和外管状部12。内管状部11包括金属基复合材料，该金属基复合材料由浸渍有ALSI合金的致密体形成，其中所述致密体由增强材料形成。外管状部12由ALSI合金形成。浸渍到内管状部11的致密体中的ALSI合金的SI浓度不同于外管状部12的ALSI合金的SI浓度。MMC气缸套10既满足活塞的滑动表面所要求的机械特性也满足铸造期间的粘合性。还公开了用于生产MMC气缸套10的方法。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011031886PCT申请的申请数据PCT/JP2010/05472。
3、02010031287PCT申请的公布数据WO2010/113667EN2010100751INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书8页附图7页CN102159353A1/2页21一种MMC气缸套，包括内管状部，所述内管状部包括金属基复合材料，所述金属基复合材料由浸渍有ALSI合金的致密体形成，所述致密体由增强材料制成；以及外管状部，所述外管状部由ALSI合金形成；其中，浸渍到所述内管状部的所述致密体中的ALSI合金的SI浓度不同于所述外管状部的ALSI合金的SI浓度。2根据权利要求1所述的MMC气缸套，其中，所述外管状部中的ALSI合金的SI浓度被设定成。
4、使得所述外管状部的ALSI合金具有亚共晶成分。3根据权利要求1所述的MMC气缸套，其中，所述外管状部中的ALSI合金的SI浓度在8WT和12WT之间。4根据权利要求2或3所述的MMC气缸套，其中，浸渍到所述内管状部的所述致密体中的ALSI合金的SI浓度在6WT和10WT之间。5根据权利要求2或3所述的MMC气缸套，其中，浸渍到所述内管状部的所述致密体中的ALSI合金的SI浓度在12WT和16WT之间。6根据权利要求15中任一项所述的MMC气缸套，其中，通过在ALSI合金的铸造期间、在即将完成将熔融的ALSI合金填充到至少一个模具的空腔中时增加熔融的ALSI合金的供应速率，来生产所述MMC气缸套。
5、。7根据权利要求6所述的MMC气缸套，其中，在所述供应速率增加之前的所述供应速率被设定成在20CM/S和40CM/S之间，并且在所述供应速率增加之后的所述供应速率被设定成在05M/S和4M/S之间。8一种用于生产MMC气缸套的方法，所述MMC气缸套包括内管状部，所述内管状部包括金属基复合材料，所述金属基复合材料由浸渍有ALSI合金的致密体形成，所述致密体由增强材料制成；以及外管状部，所述外管状部由ALSI合金形成，其中，所述方法包括将具有大致圆形横截面的管状形式的致密体装配在具有大致圆柱形构造的芯上，其中所述致密体由增强材料制成并且具有外周；在所述致密体的所述外周周围设置至少一个模具，以形成具。
6、有大致圆形横截面的管状形式的空腔，其中所述至少一个模具包括所述至少一个模具的轴向方向上的端部；经由设置在所述端部处或设置在所述端部附近的浇口来提供熔融的ALSI合金；以及在即将完成将所述熔融的ALSI合金填充到所述空腔中时，增加所述熔融的ALSI合金的供应速率。9根据权利要求8所述的方法，其中，在所述供应速率增加之前的所述供应速率被设定成在20CM/S和40CM/S之间，并且在所述供应速率增加之后的所述供应速率被设定成在05M/S和4M/S之间。10根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述熔融的ALSI合金的SI浓度在6WT和12WT之间。11根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述熔融的AL。
7、SI合金的SI浓度在12WT和16WT之间。12根据权利要求811中任一项所述的方法，其中，所述空腔包括在所述浇口侧的第一端部以及与所述第一端部相对的第二端部，其中，所述空腔的外径从所述空腔的所述第权利要求书CN102159347ACN102159353A2/2页3一端部朝向所述第二端部逐渐扩大。13根据权利要求812中任一项所述的方法，其中，所述致密体包括在所述浇口侧的第一端部以及与所述第一端部相对的第二端部，其中，所述致密体的厚度从所述致密体的所述第一端部朝向所述第二端部变大。权利要求书CN102159347ACN102159353A1/8页4MMC气缸套及用于生产该MMC气缸套的方法技术。
8、领域0001本发明涉及包括内管状部和外管状部的MMC气缸套，其中内管状部包括金属基复合材料，该金属基复合材料由浸渍有ALSI合金的致密体形成，所述致密体由增强材料制成，并且其中外管状部由ALSI合金形成。背景技术0002公知的是更多的发动机部件由铝合金制成以满足例如减轻重量或改善散热的要求。高速往复滑动的部件、例如活塞头和活塞环施加与它们自身质量成比例的惯性力，所述质量对于它们的运行特性具有重要的影响。因此，这种部件从早期阶段以来已由铝合金制成，以利用减轻重量的优势。近来，例如汽缸盖和曲轴的部件也已经制成轻量的。0003同时，相信难于使用铝合金来形成气缸套，这是因为由于气缸套的尺寸、功能和运行。
9、而需要更高的高温尺寸稳定性，更高的抗磨损性，更大的强度和更大的刚度。因此，金属基复合材料MMC、即基于使用金属和陶瓷纤维或陶瓷微粒增强的铝合金的复合材料已经被用于减轻气缸套的重量。0004通常，已知例如在JP11222638A、JP2007508147A、JP2003181620A和JP06170515A中公开的MMC气缸套。另外，已知一种用于生产例如在日本已审专利公开NO03003539中公开的MMC气缸套的方法。JP11222638A描述了基于亚共晶ALSI合金的MMC气缸套，其中SI浓度在96和12之间。JP2003181620A描述了基于例如ADC12的亚共晶ALSI合金的MMC气缸套。
10、。0005JP06170515A描述了一种用于生产MMC气缸套的方法，该方法包括如图10AD中所图示的步骤。00061首先，一起形成增强材料的金属和陶瓷纤维被硬化以形成多孔的管状致密体50，该多孔的管状致密体50由增强材料形成并且其具有大致圆形的横截面。如在图10A中所图示的，致密体50配装在设置在可移动的模具51中的大致圆柱形的芯52上。00072如在图10B中所图示的，可移动的模具51朝向固定的模具53移动。然后，具有大致圆形横截面的管状形式的空腔54形成在致密体50的外周周围。00083如在图10C中所图示的，熔融的ALSI合金被从设置在固定模具53中的浇口55加压供应到空腔54以使致密。
11、体50被熔融的ALSI合金浸渍。00094在硬化的ALSI合金被去除后，产生了如图10D中所图示的MMC气缸套。气缸套包括由金属基复合材料形成的内管状部56和由ALSI合金形成的外管状部57。0010如上生产的MMC气缸套在气缸体的铸造期间与气缸体的本体冶金地熔接。0011对于这样的MMC气缸套，要求铸造期间到气缸体的本体的粘合性。如在JP11222638A和JP2003181620A中所描述的，当具有低熔点的低亚共晶合金被用作形成MMC气缸套的ALSI合金时，保证了气缸套到气缸体的粘合性。然而，在这种情况中，可能无法获得气缸套的用作活塞的滑动表面的内周表面所要求的机械特性。这可能使耐久性降低。
12、或者增加利用增加增强材料的量来进一步增强的必要性。说明书CN102159347ACN102159353A2/8页5发明内容0012因此，本发明的目的是提供既满足用于活塞的滑动表面所要求的机械特性又满足铸造期间的粘合性的MMC气缸套，以及用于生产这样的MMC气缸套的方法。0013根据本发明的一个方面，设置了具有内管状部和外管状部的MMC气缸套。内管状部包括由浸渍有ALSI合金的致密体形成的金属基复合材料。致密体由增强材料制成。外管状部由ALSI合金形成。浸渍到内管状部的致密体中的ALSI合金的SI浓度不同于外管状部的ALSI合金的SI浓度。0014在一个实施例中，外管状部中的ALSI合金的SI浓。
13、度可以设定成使得外管状部的ALSI合金具有亚共晶成分。0015在另一个实施例中，外管状部中的ALSI合金的SI浓度可以是在8WT和12WT之间。0016在又一个实施例中，浸渍到内管状部的致密体中的ALSI合金的SI浓度可以是在6WT和10WT之间。0017在再一个的实施例中，浸渍到内管状部的致密体中的ALSI合金的SI浓度可以是在12WT和16WT之间。0018在另一个实施例中，可以通过在ALSI合金的铸造期间、在即将完成将熔融的ALSI合金填充到至少一个模具的空腔中时增加熔融的ALSI合金的供应速率，来生产所述MMC气缸套。0019在另一个实施例中，在增加供应速率之前的供应速率可以设定为在2。
14、0CM/S和40CM/S之间，并且在增加供应速率之后的供应速率可以设定为在05M/S和4M/S之间。0020根据本发明的第二方面，提供了一种用于生产包括内管状部和外管状部的MMC气缸套的方法。内管状部包括由浸渍有ALSI合金的致密体形成的金属基复合材料。致密体由增强材料制成。外管状部由ALSI合金形成。0021所述方法包括将具有大致圆形横截面的管状形式的致密体配装在具有大致圆柱形构造的芯上，其中所述致密体由增强材料制成并且具有外周；在致密体的外周周围设置至少一个模具以形成具有大致圆形横截面的管状形式的空腔，其中所述至少一个模具包括在所述至少一个模具的轴向方向上的端部；通过布置在所述端部处或所述。
15、端部附近的浇口来提供熔融的ALSI合金；以及在即将完成将熔融的ALSI合金填充到所述空腔中时，增加熔融的ALSI合金的供应速率。0022在一个实施例中，在增加供应速率之前的供应速率可以设定为在20CM/S和40CM/S之间，并且在增加供应速率之后的供应速率可以设定为在05M/S和4M/S之间。0023在另一个实施例中，熔融的ALSI合金的SI浓度可以是在6WT和12WT之间。0024在又一个实施例中，熔融的ALSI合金的SI浓度可以是在12WT和16WT之间。0025在另一个实施例中，空腔可以包括在浇口侧的第一端部以及与第一端部相对的第二端部，其中空腔的外径可以从空腔的第一端部朝向第二端部逐渐。
16、扩大。0026在另一个实施例中，空腔可以包括在浇口侧的第一端部以及与第一端部相对的第二端部，其中空腔的外径可以从空腔的第一端部朝向第二端部逐渐扩大。说明书CN102159347ACN102159353A3/8页6附图说明0027通过与附图一起参考下列对目前优选的实施例的描述，可以最佳地理解本发明及其目标和优势，其中0028图1图示了根据本发明的第一实施例的MMC气缸套的侧面横截面视图；0029图2是表示了沿图1的线IIII截取的图1的MMC气缸套的横截面处SI浓度的图表。0030图3是设置用于在图1的MMC气缸套的生产中使用的ALSI合金的二元相图；0031图4是用于在图1的MMC气缸套的生产。
17、中使用的模具铸造设备的侧面横截面视图；0032图5是沿图4的线VV截取的图4的模具铸造设备的平面剖面视图；0033图6是图4的圆形的点线部分的放大的横截面视图；0034图7A图示了在图1的MMC气缸套的生产中、在供应开始之后紧接着的阶段的熔融的ALSI合金的供应；0035图7B图示了在图1的MMC气缸套的生产中、在直到即将完成将熔融的ALSI合金填充到空腔中时的阶段的熔融的ALSI合金的供应；0036图7C图示了在图1的MMC气缸套的生产中、在完成将熔融的ALSI合金填充到空腔中之后的阶段的熔融的ALSI合金的供应；0037图8图示了图1的MMC气缸套到气缸体的铸造；0038图9是表示了沿着对。
18、应于图1的线IIII的线截取的根据本发明第二实施例的MMC气缸套的横截面处的SI浓度的图表；以及0039图10AD图示了生产传统的MMC气缸套的步骤。具体实施方式0040第一实施例0041将参考图1到图8描述根据本发明的第一实施例的MMC气缸套及用于生产该MMC气缸套的方法。首先，将参考图1到图3说明该实施例的MMC气缸套的构造。0042图1图示了根据第一实施例的MMC气缸套10的侧面横截面视图。MMC气缸套10形成为具有大致圆形横截面的大致管状形式。MMC气缸套10包括内管状部11和外管状部12。内管状部11包括由浸渍有ALSI合金的增强材料形成的金属基复合材料MMC。所述增强材料由金属和陶。
19、瓷纤维的组合或金属和陶瓷微粒的组合制成。外管状部12由ALSI合金形成。0043如图1中图示的，外管状部12的外径随着它从顶部到底部而减小。具体地，外管状部12的上端处的直径D1大于外管状部12的下端处的直径D2。0044内管状部11的厚度也随着它从顶部到底部而减小。具体地，内管状部11的上端处的厚度T1大于内管状部11的下端处的厚度T2。0045图2图示了沿着图1的线IIII截取的横截面处的SI浓度的分布。通过利用连接有X射线能谱分析器EX300，HORIBA有限公司，日本的扫描电子显微镜SEMS4300，日立高科技公司，日本分析内管状部11和外管状部12的每一个的点来进行SI浓度的测量。如。
20、图示的，浸渍到内管状部11的增强材料中的ALSI合金的SI浓度仅为大约7WT，说明书CN102159347ACN102159353A4/8页7然而形成外管状部12的ALSI合金的SI浓度为从大约8WT到大约10WT并且朝气缸套的外周增加。0046图3是用于生产MMC气缸套10的材料的ALSI合金的二元相图。如图示的，由液相线表示的ALSI合金的熔点降低，直到它到达作为共熔点的117WT的SI浓度。在到达117WT的SI浓度后，熔点的熔点随着SI浓度增加而升高。如从该图表清楚地理解的，外管状部12中的具有8WT到10WT的SI浓度的亚共晶ALSI合金的熔点比浸渍到内管状部11的具有7WT的SI浓。
21、度的ALSI合金的熔点低。0047接下来，将参考图4到图8描述生产MMC气缸套10的方法。0048图4是在铸造MMC气缸套10中使用的模具铸造设备的侧面横截面视图。图5是沿图4的线VV截取的模具铸造设备的平面剖面视图。如在这些视图中所示的，模具铸造设备通常包括4个模具，即一个固定的模具20、两个可横向移动的模具21、22和一个可移动的芯模具23。如在图5中图示的，可横向移动的模具21、22可以相对于固定的模具20沿着顶部到底部的方向前进或者反之亦然。可移动的芯模具23可以相对于固定的模具20沿着右到左的方向前进或者反之亦然。0049可移动的芯模具23包括芯24，该芯24具有大致圆柱形的构造并且。
22、其沿着固定的模具20的方向朝着其远端突出且渐缩。由增强材料制成的致密体25被预成型并且配装在芯24上。致密体25成形为具有大致圆形横截面的大致管状的构造。通过利用粘合剂或聚合物凝结剂使金属和陶瓷纤维的组合或金属和陶瓷微粒的组合的增强材料硬化以保证大致管状的构造以及将其烧结来形成致密体25。在第一实施例中，致密体25被形成为使得致密体25的厚度随着它沿着致密体25的纵向方向从一端到另一端而变大。当致密体25配装在芯24上时，致密体25的较厚端布置在与芯24的远端相同的侧上。0050如图4中图示的，在芯24的基部处或在该基部附近形成用于供应ALSI合金的熔融物的浇口29。使用活塞30将熔融物通过浇。
23、口29加压供应到模具中。0051如作为图4的圆形的点线部分的放大的横截面视图的图6中所示，在两个可横向移动的模具21和22中形成相反地半圆柱形凹入的凹部26和27，凹部26和27中的每一个均面向MMC气缸套10的外周表面。当组装模具时，在凹部26和27与配装在芯24上的致密体25的外周表面之间形成空腔28。空腔28具有带有大致圆形的横截面的大致管状的构造。空腔28的外径随着其沿着从芯24的基端到芯24的远端的方向行进而变大。因此，空腔28的横截面随着其远离浇口29而增大。0052通过将作为基材的ALSI合金的熔融物通过浇口29加压供应到模具中来铸造MMC气缸套10。在该实施例中，将具有6WT到。
24、12WT的SI浓度的ALSI合金用作将被供应到模具中的熔融物。另外，在供应熔融物期间可以改变熔融物的供应速率或者注入速率。更具体地，在直到即将完成将熔融物填充到空腔28中时的时间段中，将熔融物的供应速率或注入速率设定为从20CM/S到40CM/S，而在即将完成填充时的上述时间之后的时间段中，将熔融物的供应速率或注入速率设定为从05M/S到4M/S。0053图7A图示了在在供应开始之后紧接着的阶段的熔融物的供应。如所图示的，以低速率或速度供应的熔融物填充空腔28。在该状态中，因为熔融物的供应速率低并且由所供应的熔融物产生的压力低，所以熔融物还没有浸渍到致密体25中。0054图7B图示了在完成将熔。
25、融物填充到空腔28中之后的阶段熔融物的供应。在该状说明书CN102159347ACN102159353A5/8页8态中，因为熔融物的供应速率增加并且熔融物产生的压力也增加，所以熔融物开始浸渍到致密体25中。应注意，因为在该阶段之前熔融物的供应速率低，所以随着供应的熔融物的温度随时间推移下降，所供应的熔融物开始固化。熔融物中的SI浓度不是均匀的而是局部变化的。如在图3的二元相图中所图示的，在117WT的共熔点处或附近的SI浓度处，ALSI合金的熔点低。因此，即使熔融物的温度降低，具有从8WT到12WT的SI浓度的层或部分31还保持高流动性。0055图7C图示了从图7B的时间点经过又一段时间后的熔。
26、融物的供应。如上面描述的，在该点处仅具有从8WT到12WT的SI浓度的熔融物保持高流动性。具有从8WT到12WT的SI浓度的熔融物构成。因此，如果在该时间段期间以高速并且以高压力将熔融物供应到空腔28中，则仅将具有从8WT到12WT的SI浓度的熔融物供应到空腔28中。因为已经完成了用熔融物浸渍致密体25，所以具有从8WT到12WT的SI浓度的熔融物仅填充空腔28以形成MMC气缸套10的外管状部12。因此，在内管状部11中和外管状部12中之间出现SI浓度的差异，从而生产具有如图2中所图示的SI浓度分布的MMC气缸套10。0056如上所述，在第一实施例中，模具构造成使得空腔28的外径从浇口29的侧。
27、上的第一端部朝向与第一端部相对的第二端部逐渐地扩大。在传统的MMC气缸套的制造中，熔融物的温度随着它远离浇口29而下降，从而导致熔融物在其填充期间固化，这可能导致熔融物的成分的不均匀性。然而，根据用于生产第一实施例的气缸套的方法，空腔28的横截面扩大了。因此，熔融物的温度比在传统设备中下降得更慢，并且在致密体25浸渍有熔融物之前，熔融物被均匀地填充到空腔28中。因此，能够使外管状部12的成分在MMC气缸套10的纵向方向上均匀。0057在该实施例中，致密体25的厚度随着它从浇口29的侧上的第一端部朝向与第一端部相对的第二端部行进也逐渐变得更大。在填充熔融物期间布置在模具中的致密体25用作隔热材料。
28、以防止熔融物的温度下降。通过使致密体25更厚，改善了隔热效果，从而防止了熔融物在远离浇口的部分处的温度的下降。这也使得外管状部12的成分沿着MMC气缸套10的纵向方向是均匀的。0058如图8中所图示的，在铸造气缸体期间铸造如上所述生产的MMC气缸套10，使得MMC气缸10的外管状部12与气缸体的主体32熔接。如上所述，MMC气缸套10的外管状部12具有亚共晶成分，其中SI浓度为从大约8WT到大约10WT。这使得外管状部12的熔点低。因此，MMC气缸套10相对于气缸体的主体32展现了高粘合性。0059MMC气缸套以及用于生产根据第一实施例的这样的气缸套的方法具有如下优点。00601该实施例的MM。
29、C气缸套10包括内管状部11和外管状部12，其中内管状部11包括由浸渍有ALSI合金的致密体25形成的金属基复合材料，致密体由增强材料制成，并且其中外管状部12由ALSI合金形成。在该MMC气缸套10中，浸渍到内管状部11的致密体25中的ALSI合金的SI浓度不同于外管状部12的ALSI合金的SI浓度。更具体地，外管状部12的ALSI合金的SI浓度被设定为从8WT到12WT，而浸渍到内管状部11的致密体25中的ALSI合金的SI浓度被设定为从6WT到10WT，使得外管状部12的ALSI合金具有具有较低熔点的亚共晶成分。外管状部12的该构造保证了MMC气缸套10相对于气缸体的主体32在铸造中具有。
30、高粘合性。另外，因为用作活塞的滑动表面的内管状部11具有较低百分比的硬SI成分，所以内周表面11轻柔地接触其对应件。这减小了在内管状说明书CN102159347ACN102159353A6/8页9部11上滑动的活塞环或活塞裙的磨损。因此，第一实施例的MMC气缸套10既满足活塞滑动表面所要求的机械特性也满足铸造期间的粘合性。00612用于生产根据第一实施例的MMC气缸套10的方法包括将具有大致圆形横截面的管状形式的致密体25配装在具有大致圆柱形构造的芯24上，其中所述致密体由增强材料制成并且具有外周；在致密体25的外周周围设置模具2023以形成具有大致圆形横截面的管状形式的空腔28，其中至少一个。
31、模具包括沿着至少一个模具的轴向方向的端部；以及通过布置在所述端部处或所述端部附近的浇口29提供熔融的ALSI合金。在用于生产根据第一实施例的MMC气缸套10的方法中，在从即将将熔融物填充到空腔28中时的时间到完成使用熔融物浸渍致密体25的时间的时间段中的熔融物的供应速率被设定为高于即将完成将熔融物填充到空腔28中时的熔融物的供应速率。更具体地，在即将完成将熔融物填充到空腔28中时，熔融物的供应速率或注入速率从20CM/S到40CM/S增加到05M/S到4M/S。当熔融物的供应速率降低时，熔融物随着时间推移开始固化。因为熔融物中的SI浓度不是均匀的而是局部变化的，所以固化从具有较高熔点的熔融物开。
32、始。在从开始供应熔融物已经过去一段时间之后，仅具有较低熔点的熔融物保持高流动性。即，仅具有从8WT到12WT的SI浓度的熔融物保持高流动性。在该点处，当熔融物的供应速率增加时，具有较低熔点以保持流动性的熔融物被供应到模具中。因此，供应速率的变化导致浸渍到内管状部11的致密体25中的熔融物的SI浓度和供应到外管状部12的熔融物的SI浓度彼此不同。于是，外管状部12具有具有较低熔点的亚共晶成分。在用于生产根据第一实施例的MMC气缸套的方法中，外管状部12的熔点被降低以保证铸造期间的粘合性，并且使内管状部11的SI浓度不同于外管状部12的SI浓度以保证用作活塞用滑动表面的气缸套的内周表面所要求的机械。
33、特性。00623在用于生产根据第一实施例的MMC气缸套的方法中，供应到模具的熔融物的SI浓度被设定为6WT到10WT。具体地，而在外管状部12中形成具有低熔点的合金的层或者部分，浸渍到致密体25中的内管状部11的ALSI合金的SI浓度能够被设定为6WT到10WT。在该情况中，内管状部11包括较小量的硬SI成分并且因此轻柔地接触其对应件，从而减小了在内管状部11上滑动的活塞环或活塞裙的磨损。00634在用于生产根据第一实施例的MMC气缸套的方法中，空腔28的外径从浇口29的侧上的第一端部朝着与第一端部相对的第二端部逐渐地扩大。这防止了远离浇口29的部分处的熔融物的温度的下降。因此，外管状部12的。
34、成分能够沿着MMC气缸套10的纵向方向保持均匀。00645在用于生产根据第一实施例的MMC气缸套的方法中，致密体25的厚度随着其从浇口29的侧上的第一端部朝着与第一端部相对的第二端部行进而逐渐地变大。在填充熔融物期间布置在模具中的致密体25用作隔热材料以防止熔融物的温度的下降。通过使致密体25更厚，改善了隔热效果，从而防止了远离浇口29的部分处的熔融物的温度的下降。因此，外管状部12的成分能够沿着MMC气缸套10的纵向方向保持均匀。0065第二实施例0066将参考图9通过着重与第一实施例不同的点来描述根据本发明的第二实施例的MMC气缸套及制造该MMC气缸套的方法。0067第二实施例的MMC气缸。
35、套的形状与第一实施例中MMC气缸套的形状的相同之处在说明书CN102159347ACN102159353A7/8页10于第二实施例的MMC气缸套也包括由金属基复合材料MMC形成的内管状部11和由ALSI合金形成的外管状部12，其中金属基复合材料MMC包括由浸渍有ALSI合金的增强材料制成的致密体。第二实施例的MMC气缸套10与第一实施例的MMC气缸套的相同之处还在于，外管状部12的外径随着它沿着其纵向方向从一端行进到另一端逐渐地减小，并且内管状部11的厚度也沿着其纵向方向的方向从一端到另一端逐渐地减小。然而，在第二实施例的MMC气缸套中，SI浓度的分布不同于第一实施例。0068图9图示了根据第。
36、二实施例的MMC气缸套的SI浓度的分布。以相同于图2中的方式进行SI浓度的测量。该图的SI浓度的分布是在第二实施例的MMC气缸套的沿着对应于图1的线IIII的线的横截面处获得的。如图示的，浸渍到内管状部的增强材料中的ALSI合金的SI浓度为大约14WT，而形成外管状部的ALSI合金的SI浓度从大约8WT到12WT并且朝向气缸套的外周减小。如从图3的图表中清楚地理解的，在外管状部12中具有8WT到12WT的SI浓度的亚共晶ALSI合金的熔点小于具有浸渍到内管状部11中的14WT的SI浓度的ALSI合金的熔点。0069除了在第二实施例中供应到模具作为熔融物的ALSI合金具有12WT到16WT的SI。
37、浓度外，用于生产第二实施例的MMC气缸套的方法基本和第一实施例的方法相同。0070然而，在从开始供应熔融物直到即将完成将熔融物填充在空腔28中时的时间段中，熔融物的供应速率或注入速率被设定为从20CM/S到40CM/S，而在从即将完成熔融物的填充时的时间到使用熔融物完成致密体25的浸渍的时间段中，熔融物的供应速率或注入速率被设定为从05M/S到4M/S。此外，随着时间从开始供应熔融物推移，熔融物开始固化但是具有从8WT到12WT的SI浓度的层在那点处保持高流动性。因此，通过紧接着完成空腔的填充之后增加供应熔融物的速度，具有从8WT到12WT的SI浓度的熔融物能够被加压供应到空腔中，从而生产具有。
38、亚共晶成分的外管状部。在该情况中，浸渍到致密体中的熔融物的SI浓度为从12WT到16WT。因此，生产了具有如图9所图示的SI浓度分布的MMC气缸套。0071除了前述优点2、4和5外，根据第二实施例的MMC气缸套及制造该气缸套的方法具有如下优点。00726在该实施例中，外管状部的ALSI合金的SI浓度被设定为从8WT到12WT，而浸渍到内管状部的致密体中的ALSI合金的SI浓度被设定为12WT到16WT，使得外管状部的ALSI合金具有具有低熔点的亚共晶成分。在该MMC气缸套中，因为外管状部具有低熔点的亚共晶成分，所以保证了气缸套到气缸体的本体的高粘合性。此外，因为用作活塞的滑动表面的内管状部的S。
39、I浓度高达12WT到16WT，所以增强了合金的强度，从而减少了待使用的增强材料。00737在用于生产根据该实施例的MMC气缸套的方法中，供应到模具的熔融物的SI浓度被设定为从12WT到16WT。因此，当具有低熔点的合金层形成为外管状部时，浸渍有具有从12WT到16WT的SI浓度的ALSI合金的增强材料的致密体能够被形成为内管状部。在该情况中，由于合金中大量的SI成分而增强了合金的强度，从而减少了待使用的增强材料。0074上面的实施例可以如下修改。0075在上面的实施例中，空腔28的外径从浇口29的侧上的第一端部到与第一端部相说明书CN102159347ACN102159353A8/8页11对的。
40、第二端部逐渐地扩大，并且致密体25的厚度也从浇口29的侧上的第一端部到与第一端部相对的第二端部逐渐地扩大，使得防止了远离浇口29的部分处的熔融物的温度的下降，从而保持成分均匀。然而，空腔28或致密体25的构造不限于此并且这些构件可以保证任何构造，只要远离浇口29的部分处的熔融物的温度下降能够通过一些方法例如加热模具而得到补偿。0076在上面的实施例中，在直到即将完成将熔融物填充到空腔28中时的时间段中，熔融物的供应速率或注入速率被设定为从20CM/S到40CM/S，而在从即将完成熔融物的填充时到使用熔融物完成致密体25的浸渍的时间段中，熔融物的供应速率或注入速率被设定为从05M/S到4M/S。。
41、然而，可以使在直到即将完成将熔融物填充到空腔28中时的时间段中的熔融物的供应速率延迟，只要熔融物被冷却到如下程度，即使得到完成熔融物的填充的时间仅具有8WT到12WT的SI浓度的熔融物的层保持高流动性。另外，在从即将完成熔融物的填充时到完成使用熔融物浸渍致密体25的时间段中的供应速率可以被设定为任何值，只要具有8WT到12WT的SI浓度的熔融物的层被供应到空腔28中。0077用于使用连接有X射线分析器的SEM来测量SI浓度的方法是熟知的技术。因此，用于SI浓度的方法不局限与上面实施例中描述的方法，而是可以使用任何其它市场上可利用的设备进行测量。0078在上面的实施例中，包括四个模具即固定的模具。
42、20、可横向移动的模具21、22和可移动的芯模具23的模具铸造设备被用于铸造MMC气缸套10。然而，模具铸造设备的模具的构造不局限于该构造，而是可以适当地修改。说明书CN102159347ACN102159353A1/7页12图1说明书附图CN102159347ACN102159353A2/7页13图2图3说明书附图CN102159347ACN102159353A3/7页14图4图5说明书附图CN102159347ACN102159353A4/7页15图6图7A说明书附图CN102159347ACN102159353A5/7页16图7B图7C说明书附图CN102159347ACN102159353A6/7页17图8图9说明书附图CN102159347ACN102159353A7/7页18图10A图10B图10C图10D说明书附图CN102159347A。