DE68922572T2

DE68922572T2 - Mit Siliziumkarbid verstärkter Verbundwerkstoff aus einer Leichtmetallegierung.

Info

Publication number: DE68922572T2
Application number: DE68922572T
Authority: DE
Inventors: Akimasa K K Honda Giju Daimaru; Hideyuki K K Honda G Fujishiro; Masao K K Honda Gijut Ichikawa; Hirotak K K Honda Gi Koshitani; Tohru K K Honda Gijutsu K Ohta; Tatsuya K K Honda Gijut Suzuki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-10-21
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1995-09-07
Anticipated expiration: 2009-10-21
Also published as: EP0365365A1; CA2001137A1; CA2001137C; US5168014A; EP0365365B1; DE68922572D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Siliciumcarbid-verstärkte Leichtmetall-Verbundmaterialien, und insbesondere Verbesserungen in Verbundmaterialien mit einer Matrix aus einem Leichtmetall und einem Verstärkungsmaterial, das aus Siliciumcarbid-Whiskern gebildet ist.
Herkömmlich bekannt sind solche Verbundmaterialien, die unter Verwendung einer auf Al-Mg beruhenden Legierung hergestellt sind, die eine Aluminiumlegierung als Leichtmetall ist, und unter Verwendung eines Siliciumcarbid-Whiskers mit entferntem SiO&sub2; als Verstärkungsmaterial (she. japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 538/86).
Der angebliche Grund, warum in dem Siliciumcarbid enthaltenes SiO&sub2; in der herkömmlichen Technik entfernt wird, ist, weil während des Compoundierens SiO&sub2; bevorzugt mit Mg in der auf Al-Mg beruhenden Legierung unter Erzeugung eines intermetallischen Verbunds von Mg&sub2;Si reagieren kann, das abgetrennt wird, um eine Festigkeitsminderung des sich ergebenden Verbundmaterials zu bewirken.
Jedoch haben die vorliegenden Erfinder verschiedene Untersuchungen angestellt, und haben als Resultat die folgende Tatsache festgestellt.
Wenn der SiO&sub2;-Gehalt Null ist, ist die Festigkeit des Verbundmaterials reduziert, und es entsteht eine Variation der Festigkeit. Wenn der SiO&sub2;-Gehalt einen vorbestimmten Wert hat, tritt ein Compoundierungseffekt auf. Wenn das SiO&sub2; den vorbestimmten Wert überschreitet, geht der Compoundierungseffekt verloren. Diese Phänomena können auch erzeugt werden, wenn eine auf Al-Cu beruhende Legierung oder eine auf Al-Si beruhende Legierung als Matrix verwendet wird.
Wenn man diese Untersuchungen in Betracht zieht, kann man sicher sagen, daß die Festigkeit des Verbundmaterials nicht nur durch die Reaktion von Mg in der Matrix mit SiO&sub2; und dergleichen gesteuert wird, sondern auch durch den Gehalt an SiO&sub2; und dergleichen, die in dem Sliciumcarbid-Whisker enthalten sind.
Ferner ist es bekannt, eine Mg und Cu enthaltende Aluminiumlegierung zu verwenden, um die Festigkeitcharakteristik des Verbundmaterials zu verbessern (z.B. she. japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschriften Nrn. 279647/86 und 199740/87).
Jedoch besteht folgendes Problem. Wenn ein Verbundmaterial unter Verwendung einer solchen Aluminiumlegierung unter Verwendung eines Preßgießverfahrens hergestellt wird, können in einem formgepreßten Produkt Brüche auftreten, und somit kann das Verbundmaterial für praktische Zwecke nicht verwendet werden, weil das Füllen von geschmolzenem Metall in ein Verstärkungsformpreßprodukt aus einem Siliciumcarbid-Whisker oder dergleichen nicht glattgängig durchgeführt werden kann.
Ferner ist es bekannt, eine auf Al-Si beruhende Formgußlegierung als die genannte Aluminiumlegierung zu verwenden. Ein eutektisches kristallines Silicium in dieser auf Al-Si beruhenden Legierung präzipitiert in Form eines Nadelkristalls, um eine Festigkeitsminderung der Matrix zu verursachen. Aus diesem Grund wird ein Element, ausgewählt aus Sb, Na und Sr, einem geschmolzeneni Metall während des Formgießens zugefügt, um eine Vergütungsbehandlung dieser Legierung zu bewirken, um ein sphärisches, eutektisches kristallines Silicium vorzusehen.
Bei Durchführung dieser Vergütungsbehandlung wird die Festigkeit eines einfachen, auf Al-Si beruhenden Legierungsmaterials einerseits verbessert, und andererseits die Zugfestigkeit reduziert. Mit einem Verbundmaterial, das unter Verwendung dieser auf Al-Si beruhenden Legierung als Matrix hergestellt ist, ergibt sich ein Problem der Reduktionen sowohl der Zähigkeit als auch der Zugfestigkeit.
Wenn ferner der intermetallische Verbund von Mg&sub2;Si wie oben beschrieben erzeugt wird, fördert dies die Abnutzung des Werkzeugs während des Schneidens des sich ergebenden Verbundmaterials und reduziert die Lebensdauer des Werkzeugs, weil der intermetallische Verbund eine hohe Härte hat. Ein Schneidmechanismus für das Verbundmaterial schneidet die Matrix, während das Verstärkungsmaterial, wie etwa der Siliciumcarbid-Whisker und dergleichen, von der Matrix durch das Werkzeug abfällt, aber wenn der vorgenannte Verbund in engem Kontakt mit dem Verstärkungsmaterial steht, bewirkt dies einen Verankerungseffekt durch Halten des Verstärkungsmaterials in der Matrix, woraus sich das Problem ergibt, daß nicht nur die Lebensdauer des Werkzeugs verkürzt ist, sondern auch die Schneideffizienz reduziert ist.
Wenn mit einem solchen Verbundmaterial eine Verbesserung seiner Abnutzungsfestigkeit vorgesehen werden soll, ist es allgemeine Praxis, die Volumenfraktion (Vf) des Siliciumcarbid-Whiskers zu erhöhen.
Es gibt eine plötzliche Grenze für die oben beschriebene Erhöhung der Volumenfraktion, wenn man die Falleigenschaften eines geschmolzenen Metalls in Betracht zieht. Zusätzlich steigen die Kosten des Verbundmaterials mit einem Anstieg des Gehalts des Siliciumcarbid-Whiskers.
Ferner gibt es Verbundmaterialien, die unter Verwendung, als einem Leichtmetall, von auf Mg-Al beruhenden und Mg-Al-Zn beruhenden Legierungen hergestellt sind, die Magnesiumlegierungen sind.
Jedoch haben Magnesiumlegierungen ein Problem darin, daß sie eine schlechte Benetzungsfähigkeit zu den Siliciumcarbid- Whiskern und dergleichen haben, wodurch eine geringere gegenseitige Verbindungsfestigkeit zwischen dem Siliciumcarbid- Whisker und der Matrix entsteht, mit der Folge, daß man eine ausreichende Verstärkungskraft des Siliciumcarbid-Whiskers und dergleichen in dem sich ergebenden Verbundmaterial nicht erhalten kann. Ein weiteres Problem ist, daß ein intermetallischer Verbund von Mg&sub2;Si durch Reaktion von SiO&sub2; und Mg wie oben beschrieben entsteht.
Darüberhinaus ist zu bedenken, daß die Abnutzungsfestigkeit eines solchen Verbundmaterials von der Matrix abhängt. Aus diesem Grund wird eine abnutzungsbeständige Magnesiumlegierung mit einem geringeren Gehalt an korrosionsfördernden Bestandteilen verwendet.
Selbst wenn man eine abnutzungsbeständige Magnesiumlegierung verwendet, wie sie oben beschrieben ist, entsteht jedoch folgendes Problem: wenn die korrosionsfördernden Bestandteile in dem Verstärkungsmaterial in einem einen vorbestimmten Pegel überschreitenden Maß enthalten sind, wird eine elektrolytische Korrosion, die zwischen den korrosionsfördernden Bestandteilen und der Matrix auftritt, in einer korrosiven Umgebung aktiviert, aufgrund der Tatsache, daß die korrosionfördernden Bestandteile in der abnutzungsbeständigen Magnesiumlegierung schwierig festlöslich sind. Infolgedessen ist die Abnutzungsbeständigkeit des sich ergebenden Verbundmaterials wesentlich gemindert.
Die EP-A-205084 beschreibt ein Verbundmaterial, das durch Einbetten kurzer Siliciumcarbidfasern in eine Aluminiumlegierungsmatrix erhalten ist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbundmaterial anzugeben, dessen Festigkeit verbessert und dessen Festigkeitsschwankung reduziert ist, durch Spezifizieren des Gehalts von SiO&sub2;, das in dem Siliciumcarbid-Whisker enthalten ist, und das in den Kosten relativ billig ist und dessen Abnutzungsbeständigkeit unter Verwendung eines Siliciumcarbid-Whiskeraggregats verbessert ist, das gewöhnlich in dem Schritt der Öffnung des Siliciumcarbid-Whiskers entfernt wird.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbundmaterial des oben beschriebenen Typs anzugeben, das derart hergestellt ist, daß das Füllen eines geschmolzenen Metalls in ein verstärktes Formpreßprodukt aus Siliciumcarbid oder dergleichen glattgängig durchzuführen ist, so daß ein Bruch des Formpreßprodukts vermieden werden kann.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbundmaterial des oben beschriebenen Typs anzugeben, das eine ausgezeichnete Zugfestigkeit und Zähigkeit hat, erzielt durch verhindern von Nadelbildung und Koaleszenz eines eutektischen kristallinen Siliciums in einer auf Al-Si beruhenden Legierung, die keiner Vergütungsbehandlung unterzogen wurde.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbundmaterial des oben beschriebenen Typs anzugeben, in dem die Benetzungsfähigkeit zwischen einem Siliciumcarbid-Whisker und einer Magnesiumlegierung verbessert ist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbundmaterial des oben beschriebenen Typs anzugeben, das eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit hat, wobei die elektrolytische Korrosion, die zwischen korrosionsfördernden Bestandteilen und einer Matrix auftritt, wesentlich unterdrückt werden kann.
Um die obigen Ziele zu erreichen wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Siliciumcarbid-verstärktes Leichtmetall-Verbundmaterial angegeben, das eine Matrix aus einem Leichtmetall und ein aus Siliciumcarbid-Whiskern gebildetes Verstärkungsmaterial aufweist, wobei das Verstärkungsmaterial einen Gehalt an SiO&sub2; in einem Bereich von 0,05 bis 5,0 Gew.-% hat, wobei das Verstärkungsmaterial ferner im wesentlichen kugelförmige Siliciumcarbid-Whiskeraggregate aufweist, wobei der Druchmesser der Siliciumcarbid-Whiskeraggregate 100 um oder weniger ist, wobei der Gehalt der auf den Siliciumcarbid-Whiskern beruhenden Siliciumcarbid-Whiskeraggregate auf einen Bereich von 0,2 bis 5,0 Vol.-% eingestellt ist.
Das Leichtmetall ist bevorzugt eine Aluminiumlegierung, die 4,0 bis 7,0 Gew.-% Si, 2,0 bis 4,0 Gew.-% Cu, 0,25 bis 0,5 Gew.-% Mg und den Rest Al umfaßt. Das Leichtmetall kann auch bevorzugt eine Aluminiumlegierung sein, die eine auf Al-Si beruhende Legierung ist, die keiner Vergütungsbehandlung unterzogen wurde.
Die verwendete Legierung kann eine auf Al-Si beruhende Legierung sein, die einer Vergütungsbeharfdlung unterzogen wurde durch hinzufügen eines Elements, ausgewählt aus Sb, Na und Sr, wobei die zugefügte Menge an Sb auf weniger als 0,07 Gew.-% gesetzt ist, die zugefügte Menge an Na auf weniger als 10 ppm gesetzt ist und die zugefügte Menge an Sr auf weniger als 0,03 Gew.-% gesetzt ist.
Das Leichtmetall kann eine Magnesiumlegierung sein, die 0,1 bis 1,0 Gew.-% an Ca enthält.
Bevorzugt enthält die Legierung 0,1 bis 1,0 Gew.-% an Ca, und der Gehalt an SiO&sub2; ist in den Bereich von 0,8 bis 5,0 Gew.-% gesetzt.
Das Leichtmetall kann eine Magnesiumlegierung sein, und der Gehalt an SiO&sub2; in dem Siliciumcarbid-Whisker liegt in dem Bereich von 1,0 bis 5,0 Gew.-%.
Das Leichtmetall kann eine Magnesiumlegierung sein, und das Verstärkungsmaterial kann ein Element enthalten, ausgewählt aus Fe, Cu, Ni und Co als korrosionsfördernden Bestandteilen, die die Antikorrosionseigenschaft der Magnesiumlegierung behindern, wobei der Gehalt dieses korrosionsfördernden Bestandteils auf 0,3 Gew.-% oder weniger gesetzt ist.
Das Leichtmetall kann eine Magnesiumlegierung sein, und das Verstärkungsmaterial kann zwei oder mehrere Elemente enthalten, ausgewählt aus Fe, Cu, Ni und Co als korrosionsfördernden Bestandteilen, die die Antikorrosionseigenschaft der Magnesiumlegierung behindern, wobei der Gesamtgehalt dieser korrosionsfördernden Bestandteile auf 0,3 Gew.-% oder weniger gesetzt ist.
Wenn der SiO&sub2;-Gehalt wie oben definiert gesetzt ist, kann man ein Verbundmaterial erhalten, in dem die Festigkeit des Siliciumcarbid-Whiskers erhalten bleibt und ferner die Benetzbarkeit der Leichtmetallmatrix mit dem Siliciumcarbid-Whisker verbessert ist, wodurch die Festigkeit erhöht und die Festigkeitsschwankung reduziert wird.
Wenn jedoch der SiO&sub2;-Gehalt kleiner als 0,05 bis 0,1 Gew.-% ist, erhält man eine Reduktion der Festigkeit des Verbundmaterials und eine Festigkeitsschwankung als Folge der Abnahme der Benetzbarkeit des Siliciumcarbid-Whiskers mit der Leichtmetall-Matrix. Wenn andererseits der SiO&sub2;-Gehalt mehr als 4,0 bis 5,0 Gew.--% ist, ist der SiO&sub2;-Gehalt übermäßig, was eine Festigkeitsverringerung des Siliciumcarbid-Whiskers und dergleichen mit sich bringt. Zusätzlich ist die Festigkeit des Verbundmaterials reduziert, weil SiO&sub2; ein Beginnpunkt für Bruch ist.
Wenn in der oben beschriebenen Aluminiumlegierungsmatrix 4,0 bis 7,0 Gew.-% Si enthalten ist, kann die Fließeigenschaft eines geschmolzenen Metalls verbessert werden, so daß das geschmolzene Metall in einem Preßgießschritt glattgängig in das Verstärkungsformpreßprodukt gefüllt werden kann, um hierdurch einen Bruch des Verstärkungsformpreßprodukts zu vermeiden. Zusätzlich kann die Festigkeitsminderung, insbesondere die der Zugfestigkeit des Verbundmaterials vermieden werden durch Spezifizieren des Si-Gehalts, wie oben beschrieben.
Wenn jedoch der Si-Gehalt geringer als 4,0 Gew.-% oder mehr als 7,0 Gew.-% ist, könnte das Verstärkungsformpreßprodukt brechen, was eine Festigkeitsminderung des Verbundmaterials mit sich bringt.
Andererseits kann die Festigkeit, insbesondere die Zugfestigkeit und der Kerb-Schlag-Biegewert nach Charpy des Verbundmaterials durch das oben beschriebene Spezifizieren der Gehalte an Cu und Mg verbessert werden.
Wenn jedoch der Cu-Gehalt geringer als 2,0 Gew.-% ist, und wenn der Mg-Gehalt geringer als 0,25 Gew.-% ist, ist die Zugfestigkeit des Verbundmaterials reduziert. Wenn andererseits derr Cu- Gehalt mehr als 4,0 Gew.-% ist und wenn der Mg-Gehalt mehr als 0,5 Gew.-% ist, ist der Kerb-Schlag-Biegewert nach Charpy des Verbundmaterials reduziert.
Wenn eine auf Al-Si beruhende Legierung, die keiner Vergütungsbehandlung unterzogen wurde, wie oben beschrieben als Matrix verwendet wird, und wenn ein Siliciumcarbid-Whisker oder dergleichen vorhanden ist, kann die Nadelbildung und Koaleszenz eines eutektischen kristallinen Siliciums in der auf Al-Si beruhenden Legierung durch den Siliciumcarbid-Whisker oder dergleichen verhindert werden. In diesem Fall liegt der Vorteil bei der Herstellung eines Verbundmaterials darin, daß die auf Al-Si beruhende Legierung keiner Vergütungsbehandlung unterzogen werden braucht.
Zusätzlich ist es möglich, ein Verbundmaterial mit ausgezeichneter Zugfestigkeit und Zähigkiet zu erzielen, die durch eine Wirkung des Siliciumcarbid-Whiskers oder dergleichen und durch einen Vergütungseffekt von Sb und dergleichen erzielt wird.
Zum Zweck der Vergütungsbehandlung wird allgemein Sb in einer Menge von 0,07 bis 0,15 Gew.-% zugefügt; Na wird in einer Menge von 10 bis 30 ppm zugefügt, und Sr wird in einer Menge von 0,03 bis 0,05 Gew.-% zugefügt, was Reduktionen der Zugfestigkeit und Zähigkeit mit sich bringt, aber die zugefügten Mengen von Sb und dergleichen sind in der vorliegenden Erfindung geringer als die zuvor genannten unteren Grenzwerte, und daher tritt ein solcher Nachteil nicht auf.
Wenn der Gehalt an SiO&sub2; in dem Verstärkungsmaterial und der Gehalt an Mg in der Aluminiumlegierung so spezifiziert sind, wie mit den oben beschriebenen Zusammenhängen gezeigt, wird die Erzeugung eines intermetallischen Verbunds von Mg&sub2;Si unterdrückt, und demzufolge wird die Schneidbarkeit des Verbundmaterials verbessert und deren Festigkeit ist sichergestellt.
In diesem Fall ist der Grund, warum der SiO&sub2;-Gehalt auf 0,05 bis 5,0 Gew.-% beschränkt ist, so wie oben beschrieben.
Wenn andererseits der Mg-Gehalt mehr als 0,5 Gew.-% ist, wird die Menge dieses intermetallischen Verbunds, die erzeugt wird selbst wenn der SiO&sub2;-Gehalt auf einen geringeren Pegel, 0,05 Gew.-%, gesetzt ist, erhöht, um das sich ergebende Verbundmaterial zu reduzieren. Somit wird die Obergrenze des Mg-Gehalts auf 0,5 Gew.-% gesetzt.
Wenn der Durchmesser und der Gehalt der Siliciumcarbid-Whiskeraggregate wie oben beschrieben spezifiziert sind, ist es möglich, ein relativ billiges Verbundmaterial mit einer ausgezeichneten Abnutzungsbeständigkeit und Festigkeit zu erzeugen.
Wenn jedoch der Gehalt der Siliciumcarbid-Whiskeraggregate geringer als 0,2 Vol.-% ist, muß die Öffnungsbehandlung für eine verlängerte Zeit fortgeführt werden, um einen solchen Gehalt zu erlangen, und daher wird der Knickverlust der Siliciumcarbid- Whisker erhöht und die Faserverstärkungskraft reduziert, wodurch eine Reduktion der Festigkeit des sich ergebenden Verbundmaterials entsteht. Jeder Gehalt der Siliciumcarid-Whiskeraggregate über 5,0 Vol.-% ergibt eine reduzierte Abnutzungsbeständigkeit. Wenn andererseits der Durchmesser der Siliciumcarbid-Whiskeraggregate mehr als 100 um ist, ist die Festigkeit des Verbundmaterials reduziert.
Wenn in der oben beschriebenen Magnesiumlegierung Ca enthalten ist, verfestigt sich Ca in einer Oberfläche des Siliciumcarbid- Whiskers oder dergleichen, wodurch die Magnesiumlegierungsmatrix in engen Kontakt mit dem Siliciumcarbid-Whisker oder dergleichen durch dieses Ca kommt, wodurch die Benetzbarkeit zwischen diesen verbessert wird, um die gegenseitige Bindungsfestigkeit zwischen diesen zu verbessern. Dies bewirkt, daß der Siliciumcarbid- Whisker oder dergleichen eine ausreichende Verstärkungskraft zeigt, und daher ist es möglich, die Festigkeit des sich ergebenden Verbundmaterials zu verbessern.
Wenn jedoch die Menge von zugefügtem Ca weniger als 0,1 Gew.-% ist, ist die Verbesserung der Benetzbarkeit nicht ausreichend. Wenn andererseits Ca in einer 1,0 Gew.-% überschreitenden Menge zugefügt wird, kann man einen entsprechenden Effekt nicht erhalten.
Zusätzlich, wenn Ca in der Magnesiumlegierung enthalten ist, und der SiO&sub2;-Gehalt in dem Bereich von 0,8 bis 5,0 Gew.-% spezifiziert ist, bleibt die Festigkeit des Siliciumcarbid-Whiskers oder dergleichen erhalten, und ferner wird dessen Benetzbarkeit mit der Magnesiumlegierung weiter verbessert. Dies macht es möglich, ein Verbundmaterial mit einer verbesserten Festigkeit und reduzierten Festigkeitsschwankung anzugeben.
Wenn jedoch der SiO&sub2;-Gehalt weniger als 0,8 Gew.-% ist, wird die Festigkeitsschwankung des Verbundmaterials erhöht, infolge einer Verschlechterung der Benetzbarkeit zwischen dem Siliciumcarbid- Whisker und dergleichen und der Magnesiumlegierung. Wenn andererseits der SiO&sub2;-Gehalt 5,0 Gew.-% oder mehr ist, ist der SiO&sub2;-Gehalt übermäßig, was eine Festigkeitsminderung des Siliciumcarbid-Whiskers oder dergleichen mit sich bringt, und die Festigkeit des Verbundmaterials ist reduziert, weil SiO&sub2; ein Beginnpunkt von Bruch ist.
Wenn der SiO&sub2;-Gehalt in einem Siliciumcarbid-Whisker in den Bereich von 1,0 bis 5,0 Gew.-% in einem Siliciumcarbid-verstärkten Leichtmetall-Verbundmaterial gesetzt ist, das wie oben beschrieben eine Magnesiumlegierung als Matrix aufweist, wird die Bindungskraft zwischen den Siliciumcarbid-Whiskerteilen durch einen Bindungseffekt von SiO&sub2; erhöht, und die Benetzbarkeit des Siliciumcarbid-Whiskers in der Magnesiumlegierung ist verbessert. Dies macht es möglich, ein hochfestes Verbundmaterial des oben beschriebenen Typs anzugeben.
Wenn jedoch der SiO&sub2;-Gehalt geringer als 1,0 Gew.-% ist, ist es schwierig, den zuvor genannten Effekt zu erhalten. Wenn andererseits der SiO&sub2;-Gehalt mehr als 5,0 Gew.-% ist, ist die erzeugte Menge an Mg&sub2;Si-intermetallischem Verbund erhöht, was die Festigkeitsminderung erhöht und die Bearbeitbarkeit des sich ergebenden Verbundmaterials verschlechtert.
Wenn der Gehalt eines, zweier oder mehrerer korrosionsfördernder Bestandteile, die in dem Verstärkungsmaterial enthalten sind, wie oben beschrieben spezifiziert wird, kann eine elektrolytische Korrosion, die zwischen dem korrosionsfördernden Bestandteil(en) und der Magnesiumlegierungsmatrix stattfindet, in einer korrosoinsfördernden Umgebung wesentlich unterdrückt werden, was die Korrosionsbeständigkeit Verbundmaterials verbessert.
Wenn jedoch der Gehalt oder Gesamtgehalt des oder der korrosionsfördernden Bestandteile mehr als 0,3 Gew.-% ist, ist die Korrosionsbeständigkeit des Verbundsmaterials infolge der Aktivierung dieser elektrolytischen Korrosion reduziert.
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist ein Graph mit Darstellung der Beziehung zwischen dem SiO&sub2;-Gehalt und der Festigkeit eines Verstärkungsformpreßprodukts;
Figuren 2A und 2C sind Graphen mit Darstellung einer Beziehung zwischen dem SiO&sub2;-Gehalt und der Festigkeit von drei Verbundmaterialien;
Figur 3 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen dem SiO&sub2;-Gehalt und der Festigkeit eines anderen Verstärkungs- Formpreßprodukts;
Figur 4 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen dem SiO&sub2;-Gehalt und der Anzahl von Teststücken mit Brüchen, die in dem Verstärkungsformpreßprodukt erzeugt sind;
Figur 5 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen dem Si-Gehalt und der Zugfestigkeit eines Verbundmaterials;
Figur 6 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen dem Cu-Gehalt und der Zugfestigkeit des Verbundmaterials;
Figur 7 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen dem Cu-Gehalt und dem Kerb-Schlag-Biegewert nach Charpy des Verbundmaterials;
Figur 8 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen dem Mg-Gehalt und der Zugfestigkeit des Verbundmaterials;
Figur 9 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen dem Mg-Gehalt und dem Kerb-Schlag-Biegewert nach Charpy des Verbundmaterials;
Figur 10 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen dem Sb-Gehalt und der Zugfestigkeit des Verbundmaterials und dergleichen;
Figur 11 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen dem Sb-Gehalt und dem Kerb-Schlag-Biegewert nach Charpy des Verbundmaterials und dergleichen;
Figur 12 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen dem SiO&sub2;-Gehalt in einem Siliciumcarbid-Whisker und dem Mg-Gehalt in einer Aluminiumlegierung;
Figur 13 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen dem Mg-Gehalt in der Aluminiumlegierung in dem Verbundmaterial und dem Betrag der Abnutzung einer Schneidwerkzeugstelle;
Figur 14 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen dem Gehalt eines Siliciumcarbid-Whiskeraggregats und der Menge von abgenutztem Verbundmaterial;
Figur 15 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen dem Durchmesser des Siliciumcarbid-Whiskeragregats und der Zugfestigkeit des Verbundmaterials;
Figur 16 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen der einer Magnesiumlegierung zugefügten Menge an Ca und der Zugfestigkeit sowie der 0,2 % Lasttragfähigkeit des Verbundmaterials;
Figur 17 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen dem SiO&sub2;-Gehalt in dem Siliciumcarbid-Whisker und der Zugfestigkeit des Verbundmaterials;
Figur 18 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen dem SiO&sub2;-Gehalt in dem Siliciumcarbid-Whisker und der Zugfestigkeit des Verbundmaterials; und
Figur 19 ist ein Graph mit Darstellung einer Beziehung zwischen der Volumenfraktion des Verstärkungsformpreßprodukts und der Menge an korrodiertem Verbundmaterial.
Von den folgenden Beispielen entspricht Beispiel 10 der Erfindung.

Beispiel 1

Vier Siliciumcarbid-Whisker mit auf jeweils 0 Gew.-%, 0,25 Gew.-%, 1,2 Gew.-% und 4,1 Gew.-% gesetzten Gehalten an SiO&sub2; wurden als ein Verstärkungsmaterial vorbereitet und Formpreßmaterialien, in denen die verschiedenen Siliciumcarbid-Whisker dispergiert waren, wurden einem Vakuumformprozeß unterzogen, um vier Verstärkungsformpreßprodukte 1 bis 4 zu erhalten. Die Größe jedes der Verstärkungsformpreßprodukte 1 bis 4 war 18 mm lang x 18 mm breit x 70 mm hoch, und deren Volumenfraktion (Vf) war 15 %.
Die Verstärkungsformpreßprodukte 1 bis 4 wurden einem Biegetest unterzogen, um die in Figur 1 mit Linie al bezeichneten Ergebnisse zu erzielen. Der Test wurde nach Art einer Dreipunkt- Biegung durchgeführt, wobei eine Last an die Mitte jedes der Verstärkungsformpreßprodukte angelegt wurde, wobei ein Abstand zwischen deren Hebelstützen 40 mm war.
In diesem Fall ist die geringste Festigkeit, die die Verstärkungsformpreßprodukte haben müssen, 8 kg/cm², wie in Figur 1 mit Linie a&sub2; gezeigt. Wenn daher der Gehalt an SiO&sub2; in dem Siliciumcarbid-Whisker 0,05 Gew.-% oder mehr ist, bevorzugt 0,1 Gew.-% oder mehr, macht es ein Bindungseffekt von in einer Oberflächenschicht des Siliciumcarbid-Whiskers vorhandenem SiO&sub2; möglich, die Festigkeit des Verstärkungsformpreßprodukts zu erhöhen.
Eine auf Al-Cu beruhende Legierung, die 4 Gew.-% oder weniger, z.B. 3 Gew.-% in der vorliegenden Ausführung, von Cu enthält, eine auf Al-Mg beruhende Legierung, die 1 Gew.-% oder weniger, z.B. 1 Gew.-% in der vorliegenden Ausführung, von Mg enthält, und eine auf Al-Si beruhende Legierung, die 7 Gew.-% oder weniger, z.B. 7 Gew.-% in der vorliegenden Ausführung, von Si enthält, wurden als eine Aluminiumlegierungsmatrix vorbereitet, die eine Matrix eines Leichtmetalls ist, und ein Druckformgußprozeß wurden verwendet unter Bedingungen einer Erwärmungstemperatur von 700ºC für 15 min in einer Vorerwärmungsbehandlung der Verstärkungsformpreßprodukte, eine Formpreßtemperatur von 300ºC, einer Temperatur geschmolzenen Metalls von 750ºC und einer Druckkraft von 800 kg/cm² zur Herstellung verschiedener Verbundmaterialien. Zum Vergleich wurde ein nur aus einer einfachen Legierung hergestelltes einfaches Material unter den obigen Bedingungen in einem Druckformguß hergestellt.
Figuren 2A bis 2C zeigen Ergebnisse eines Zugtests für die Verbundmaterialien. Die Ergebnisse sind durch einen Druchschnittswert für fünf Teststücke repräsentiert, die von jedem Verbundmaterial abgeschnitten wurden.
Eine Linie b&sub1; in Figur 2A entspricht den Verbundmaterialien 1 bis 4, die unter Verwendung der auf Al-Cu beruhenden Legierung als Matrix hergestellt wurden; eine Linie c&sub1; in Figur 2B entspricht den Verbundmaterialien 5 bis 8, die unter Verwendung der auf Al-Mg beruhenden Legierung als Matrix hergestellt wurden, und eine Linie d&sub1; in Figur 2C entspricht den Verbundmaterialein 9 bis 12, die unter Verwendung der auf Al-Si beruhenden Legierung als Matrix hergestellt wurden. Zusätzlich entsprechen die geraden Linien b&sub2; und d&sub2; den Einfachmaterialien.
Wie aus Figuren 2A bis 2C ersichtlich, wenn der Gehalt an SiO&sub2; allmählich ansteigt, wird die Festigkeit des Verbundmaterials verbessert. Wenn der Gehalt an SiO&sub2; 0,25 Gew.-% hat, erhält man die höchste Festigkeit des Verbundmaterials. Danach sinkt die Festigkeit des Verbundmaterials mit dem Anstieg des Gehalts an SiO&sub2;. Wenn der Gehalt an SiO&sub2; mehr als 4,0 Gew.-% ist, nähert sich die Festigkeit des Verbundmaterials der des Einfachmaterials, und der Verbundeffekt ist verloren.
Daher ist der geeignete Gehalt an SiO&sub2; in dem Siliciumcarbid- Whisker in dem Bereich von 0,1 bis 4,0 Gew.-%.
Als Ergebnis der Betrachtung der Bruchfläche jedes der Verbundmaterialien mit dem Gehalt an SiO&sub2; von 0 % durch ein Rasterelektronenmikroskop, wurde bestätigt, daß zahlreiche feine Brüche in dem Verstärkungsformpreßprodukt erzeugt wurden. Dies ist der Grund der Minderung der Festigkeit des Verbundmaterials und der Erzeugung dessen großer Festigkeitsschwankung.
Es wird angenommen, daß diese Brüche aufgrund der Tatsache entstehen, daß die Festigkeit des Verstärkungsformpreßprodukts niedriger ist, weil der Bindungseffekt nicht erhalten wird. Es wird ferner vorgeschlagen, daß die Brüche auf Basis der Tatsache verursacht werden, daß, weil SiO&sub2; zur Verbesserung der Benetzbarkeit zwischen dem Siliciumcarbid-Whisker und der Aluminiumlegierungsmatrix dient, die Beseitigung von SiO&sub2; einen Anstieg des Minimalpegels des Imprägnierüngsdrucks verursacht, der erforderlich ist, damit ein geschmolzenes Metall in das Verstärkungsformpreßprodukt eindringt.

Beispiel 2

Sechs Siliciumcarbid-Whisker mit Gehalten an SiO&sub2;, die jeweils auf 0 Gew.-%, 0,1 Gew.-%, 0,25 Gew.-%, 1,2 Gew.-%, 2,1 Gew.-% und 4,1 Gew.-% gesetzt wurden, wurden als ein Verstärkungsmaterial vorbereitet, und sechs Verstärkungsformpreßprodukte wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Größe jedes der Verstärkungsformpreßprodukte war 18 mm lang x 18 mm breit x 70 mm hoch, und deren Volumenfraktion (Vf) war 15 %.
Eine Aluminiumlegierungsmatrix (eine auf Al-Si-Cu-Mg beruhende Legierung, hergestellt unter dem Handelsnamen CALYPSO 85R von PECHUNEY Co. Ltd., Frankreich) wurde als eine Matrix eines Leichtmetalls vorbereitet, und ein Druckformgußprozeß wurde verwendet unter Bedingungen einer Erwärmungstemperatur von 700ºC für 15 min. in einer Vorerwärmungsbehandlung jedes der Verstärkungsformpreßprodukte, einer Formpreßtemperatur von 300ºC, einer Temperatur geschmolzenen Metalls von 750ºC und einer Preßkraft von 800 kg/cm², wie in Beispiel 1, zur Herstellung verschiedener Verbundmaterialien 13 bis 18. Zum Vergleich wurde ein aus der obigen Aluminiumlegierung allein hergestelltes Einfachmaterial in einem Druckformguß unter den obigen Bedingungen hergestellt.
Ergebnisse eines Zugtests für die verschiedenen Verbundmaterialien 13 bis 18 und das Einfachmaterial sind in Tabelle I und Figur 3 angegeben. In Figur 3 entspricht eine Linie e&sub1; den Verbundmaterialien 13 bis 18, und eine Linie e&sub2; entspricht dem Einfachmaterial. Tabelle I Gehalt an SiO&sub2; (Gew.-%) Zugfestigkeit (kg/mm²) % Lasttragfähigkeit (kg/mm²) Com. Ma.: Verbundmaterial Sim. Ma.: Einfachmaterial
Wie aus Figur 3 ersichtlich, stellt das Setzen des SiO&sub2;-Gehalts auf 0,1 bis 2,0 Gew.-% in den Verbundmaterialien 14 bis 17 sicher, daß der Verbundeffekt erhalten wird, und die Festigkeitsschwankung geringer ist. Bei dem Verbundmaterial 13 ist ersichtlich, daß der Verbundeffekt einerseits erhalten wird, und andererseits die Festigkeitsschwankung größer ist.
Um sowohl die Festigkeit der Verstärkungsformpreßprodukte (Fig. 1) als auch die Festigkeit der Verbundmaterialien (Fig. 3) der Beispiele 1 und 2 zu sichern, kann der in dem Siliciumcarbid- Whisker enthaltene Gehalt an SiO&sub2; in einen Bereich von 0,25 bis 2,0 Gew.-% gesetzt werden.
Anzumerken ist, daß als ein Verstärkungsmaterial ein Siliciumcarbid-Korn verwendbar ist.

Beispiel 3

Unter Verwendung eines Siliciumcarbid-Whiskers mit einem SiO&sub2;- Gehalt von 1,3 Gew.-% wurde ein Vakuumformprozeß verwendet zur Erzeugung eines Verstärkungsformpreßprodukts mit einem Durchmesser von 86 mm und einer Dicke von 20 mm.
Unter Verwendung des vorstehenden Verstärkungs-Formpreßmaterials und Aluminiumlegierungsmatrices mit in Tabelle II angegebenen verschiedenen SiO&sub2;-Gehalten wurde ein Druckformgußprozeß unter Bedingungen einer Temperatur geschmolzenen Metalls von 750ºC und einer Preßkraft von 800 kg/cm² verwendet, um verschiedene Verbundmaterialien 19 bis 25 herzustellen. Tabelle II Chemische Bestandteile (Gew.-%) Verbundmaterial Rest
Zehn Teststücke wurden von jedem der Verbundmaterialien 19 bis 25 abgeschnitten und in deren Verstärkungsformpreßprodukt aus Brüche untersucht, um die in Figur 4 angegebenen Ergebnisse zu erhalten.
Aus Figur 4 ist ersichtlich, daß in den Verstärkungsformpreßprodukten durch Setzen des SiO&sub2;-Gehalts in den Bereich von 4,0 bis 7,0 Gew.-% kein Bruch erzeugt wurde.
Dann wurden drei Teststücke von jedem der Verbundmaterialien 19 bis 25 abgeschnitten, und zur Bestimmung einer durchschnittlichen Zugfestigkeit einem Zugtest unterzogen, und demzufolge erhielt man die in Figur 5 angegebenen Ergebnisse.
Aus Figur 5 ist ersichtlich, daß die Reduktion der Zugfestigkeit des Verbundmaterials durch Setzen des SiO&sub2;-Gehalts in den Bereich von 4,0 bis 7,0 Gew.-% vermieden wird.

Beispiel 4

Es wurde ein Verstärkungsformpreßprodukt ähnlich dem in Beispiel 3 hergestellt.
Unter Verwendung eines solchen Verstärkungsformpreßprodukts und Aluminiumlegierungsmatrices mit in Tabelle III angegebenen veränderlichen Cu-Gehalten, wurde ein Druckformgußprozeß unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 verwendet, um Verbundmaterialien 26 bis 31 zu erzeugen. Tabelle III Chemische Bestandteile (Cew.-%) Verbundmaterial Rest Rest
Teststücke wurden von den Verbundmaterialien 26 bis 31 abgeschnitten und einem Zugtest und einem Kerb-Schlag-Biegetest nach Charpy unterzogen, um die Zugfestigkeit und die Kerb-Schlag- Biegefestigkeit nach Charpy zu bestimmen, und demzufolge erhielt man die in Figuren 6 und 7 gezeigten Ergebnisse.
Wie aus Figuren 6 und 7 ersichtlich, läßt sich ein Verbundmaterial mit einer ausgezeichneten Zugfestigkeit und Kerb- Schlagfestigkeit nach Charpy herstellen, indem man den Cu-Gehalt in den Bereich von 2,0 bis 4,0 Gew.-% setzt.

Beispiel 5

Es wurde ein Verstärkungsformpreßprodukt ähnlich dem in Beispiel 3 hergestellt.
Unter Verwendung dieses Verstärkungsformpreßprodukts und Aluminiumlegierungsmatrices mit in Tabelle IV angegebenen verschiedenen Mg-Gehalten, wurde ein Druckformgußprozeß unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 verwendet, um Verbundmaterialien 32 bis 38 herzustellen. Tabelle IV Verbundmaterial Rest Rest
Teststücke wurden von den Verbundmaterialien 32 bis 38 abgeschnitten und einem Zugtest und einem Kerb-Schlag-Biegetest nach Charpy unterzogen, um die Zugfestigkeit und die Kerb-Schlag- Biegefestigkeit nach Charpy zu bestimmen, und demzufolge erhielt man die in Figuren 8 und 9 angegebenen Ergebnisse.
Wie aus Figuren 8 und 9 ersichtlich, läßt sich ein Verbundmaterial mit einer ausgezeichneten Zugfestigkeit und Kerb- Schlag-Biegefestigkeit nach Charpy herstellen, indem man den Mg- Gehalt in den Bereich von 0,25 bis 0,5 Gew.-% setzt.
Anzumerken ist, daß zum Herstellen eines Verstärkungsformpreßprodukts ein Siliciumcarbid-Korn verwendbar ist.

Beispiel 6

Verwendet man als ein Verstärkungsmaterial einen Siliciumcarbid- Whisker mit einem SiO&sub2;-Gehalt von 1,3 Gew.-% mit einem Durchmesser von 0,4 4m und einer Länge von 5 bis 20 um (hergestellt unter dem Handelsnamen TOKAMAX von Tokai Carbon Co. Ltd.), wurde ein Vakuumformprozeß verwendet, um fünf scheibenförmige Verstärkungsformpreßprodukte zu formen. Die Größe jedes Verstärkungsformpreßprodukts war ein Durchmesser von 86 mm und eine Dicke von 25 mm, und die Volumenfraktion (Vf) war etwa 15 %.
Eine auf Al-Si beruhende Legierung, die keiner Vergütungsbehandlung unterzogen wurde, und eine in Tabelle V angegebene Zusammensetzung hatte, wurde als eine Aluminiumlegierungsmatrix vorbereitet. Tabelle V Chemische Bestandteile (Gew.-%) auf Al-Si beruhende Legierung
0,05 Gew.-%, 0,07 Gew.-%, 0,10 Gew.-% und 0,15 Gew.-% von Sb wurde der auf Al-Si beruhenden Legierung zugefügt, um auf Al-Si beruhende Legierungen vorzubereiten, die in spezieller Weise vier Vergütungsbehandlungen unterzogen wurden.
Unter Verwendung der auf Al-Si beruhenden Legierung, die keiner und einer Vergütungsbehandlung unterzogen wurde, wurde ein Druckformguß durchgeführt unter Bedingungen einer Erwärmungstemperatur von 700ºC für 20 min bei der Vorbehandlung jedes der Verstärkungsformpreßprodukte, einer Formpreßtemperatur von 320ºC, einer Temperatur geschmolzenen Metalls von 750ºC und einer Preßkraft von 800 kg/cm² zur Herstellung von Verbundmaterialien 39 bis 43. Zum Vergleich wurden die obigen auf Al-Si beruhenden Legierungen zur Herstellung von Einfachlegierungsmaterialien 40 bis 48 verwendet.
Dann wurden die Verbundmaterialien 39 bis 43 und die Einfachlegierungsmaterialien 44 bis 48 einer T6-Behandlung als einer thermischen Behandlung unterzogen. Danach wurden die Verbundmaterialien und dergleichen einem Zugtest und einem Kerb-Schlag- Biegetest nach Charpy unterzogen, um die Zugfestigkeit und Zähigkeit zu bestimmen, und demzufolge erhielt man die in Figuren 10 und 11 angegebenen Ergebnisse.
Wie aus Figuren 10 und 11 ersichtlich, hat das Verbundmaterial 44, in dem die auf Al-Si beruhende Legierung, die keiner Vergütungsbehandlung unterzogen wurde, als eine Matrix dient, den allerbesten Zugfestigkeitswert und Kerb-Schlag-Biegewert nach Charpy.
Wenn die Vergütungsbehandlung durchgeführt wird, sollte die zugefügte Menge an Sb weniger als 0,07 Gew.-% sein.

Beispiel 7

Es wurde ein Verstärkungsformpreßprodukt aus dem gleichen Siliciumcarbid-Whisker wie in Beispiel 6 geformt.
Zusätzlich wurde die gleiche auf Al-Si beruhende Legierung, die keiner Vergütungsbehandlung unterzogen wurde, wie in Beispiel 6 vorbereitet.
Ferner wurde Na in Mengen von 7, 10 und 30 ppm zu der obigen auf Al-Si beruhenden Legierung zugefügt, um auf Al-Si beruhende Legierungen vorzubereiten, die drei Vergütungsbehandlungen unterzogen wurden.
Dann wurden drei Verbundmaterialien 49 bis 51 unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben erzeugt und einer T6-Behandlung unterzogen, gefolgt durch einen Zugtest und einen Kerb-Schlag- Biegetest nach Charpy, um die in Tabelle VI angegebenen Ergebnisse zu erhalten. Tabelle VI Menge an Na (ppm) Zugfestigkeit (kg/mm²) Charpy (kg m/cm²) Com. Ma.: Verbundmaterial Charpy: Kerb-Schlag-Biegewert nach Charpy
Wie aus Tabelle VI ersichtlich, sollte bei Durchführung der Vergütungsbehandlung die hinzugefügte Menge an Na weniger als 10 ppm sein.

Beispiel 8

Es wurde ein Verstärkungsformpreßprodukt aus dem gleichen Silicium-Whisker wie in Beispiel 6 gebildet.
Zusätzlich wurde die gleiche auf Al-Si beruhende Legierung, die keiner Vergütungsbehandlung unterzogen wurde, wie in Beispiel 6 vorbereitet.
Ferner wurde Sr in Mengen von 0,02, 0,03 und 0,05 Gew.-% zu der obigen auf Al-Si beruhenden Legierung hinzugefügt, um auf Al-Si beruhende Legierungen vorzubereiten, die drei Vergütungsbehandlungen unterzogen wurden.
Dann wurden drei Verbundmaterialien 52 bis 54 unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben hergestellt und einer T6-Behandlung unterzogen, gefolgt durch einen Zugtest und einen Kerb- Schlag-Biegetest nach Charpy, um die in Tabelle VII angegebenen Ergebnisse zu erhalten. Tabelle VII Menge an Sr (ppm) Zugfestigkeit (kg/mm²) Charpy (kg m/cm²) Com. Ma.: Verbundmaterial Charpy: Kerb-Schlag-Biegewert nach Charpy
Wie aus Tabelle VII ersichtlich, soll bei Durchführung der Vergütungsbehandlung die zugefügte Menge an Sr weniger als 0,03 Gew.-% haben.
Ein Silicium-Carbid-Korn kann als ein Verstärkungsmaterial verwendet werden. Zusätzlich zu dem Siliciumcarbid-Whisker und dergleichen, ist es möglich, einen Si&sub3;N&sub4;-Whisker, ein Si&sub3;N&sub4;-Korn, einen Kohlenstoff-Whisker, ein Kohlenstoffkorn, einen Aluminiumoxid-Whisker, ein Aluminiumoxid-Korn und dergleichen zu verwenden. In diesem Fall ist bevorzugt der Durchmesser des einzelnen Whiskers weniger als die Partikelgröße des eutektischen kristallinen Siliciums (2 bis 5 um).

Beispiel 9

Figur 12 zeigt eine Beziehung zwischen dem Gehalt an SiO&sub2; in dem Siliciumcarbid-Whisker, der ein Verstärkungsmaterial ist, und dem Gehalt an Mg in der Aluminiumlegierung, die eine Matrix in einem mit Siliciumcarbid verstärkten Aluminiumlegierungs-Verbundmaterial ist.
Die Gehalte an SiO&sub2; und Mg in der vorliegenden Erfindung sind als Koordinaten gelegt, die in einem Bereich liegen, der von einer geschlossenen Linie umgeben ist, die von vier Koordinaten auf einem Graph in der Reihenfolge (0,05 Gew.-%, 0), (5,0 Gew.- %, 0), (5,0 Gew.-%, 0,3 Gew.-%) und (0,05 Gew.-%, 0,5 Gew.-%) (aber ausschließlich eines Mg-Gehalts gleich Null) verbindet, wobei der SiO&sub2;-Gehalt durch eine Abszisse und der Mg durch eine Ordinate dargestellt ist.
In der Beziehung zwischen dem SiO&sub2; und dem Mg-Gehalt ist ein bevorzugtes Beispiel eine sekundäre Kurve, wie sie in Figur 12 mit f bezeichnet ist.
In dem obigen Bereich wird die Entstehung eines intermetallischen Mg&sub2;Si-Verbunds unterdrückt, und daher ist die Schneidbarkeit des Verbundmaterials verbessert und dessen Festigkeit ist gesichert.
Wenn man ein Augenmerk auf die Festigkeit des Verbundmaterials richtet, muß man die Festigkeit des aus dem Siliciumcarbid- Whisker hergestellten Verstärkungsformpreßprodukts sichern. Zu diesem Zweck wird bevorzugt der SiO&sub2;-Gehalt in den Bereich von 0,1 bis 2,0 Gew.-% gelegt, um einen Bindungseffekt von SiO&sub2; vorzusehen, das in der Oberflächenschicht des Siliciumcarbid- Whiskers vorhanden ist.
Wenn man andererseits ein Augenmerk auf die Schneidbarkeit des Verbundmaterials legt, kann der Mg-Gehalt auf 0,15 Gew.-% oder weniger gelegt werden.
Ein Beispiel einer am meisten bevorzugten Kombination des SiO&sub2;- Gehalts mit dem Mg-Gehalt ist derart, daß der SiO&sub2;-Gehalt in den Bereich von 0,1 bis 2,0 Gew.-% und der Mg-Gehalt auf 0,15 Gew.-% oder mehr gelegt wird. Diese Konstruktion ermöglicht es, die Schneidbarkeit und die Festigkeit des Verbundmaterials optimal zu halten.
Es wurden verschiedene Verbundmaterialien in dem folgenden Prozeß erzeugt, um einen Werkzeugabnutzungstest durchzuführen.
Zuerst wurden fünf Siliciumcarbid-Whisker mit SiO&sub2;-Gehalten, die auf 0,05 Gew.-%, 0,5 Gew.-%, 1,2 Gew.-%, 2,0 Gew.-% bzw. 5,0 Gew.-% gesetzt wurden, vorbereitet, und unter Verwendung von Formmaterialien mit den in destilliertem Wasser dispergierten Siliciumcarbid-Whiskern wurde ein Vakuumprozeß verwendet, um fünf scheibenartige Verstärkungsformpreßprodukte zu formen. Die Größe jedes Verstärkungsformpreßprodukts war derart, daß es einen Durchmesser von 80 mm und eine Dicke von 50 mm hatte, und die Volumenfraktion (Vf) des Verstärkungsformpreßprodukts war 20 %.
Auf Al-Mg beruhende Legierungen init veränderlichen Mg-Gehalten wurden als eine Aluminiumlegierung vorbereitet, und ein Druckformguß wurde durchgeführt unter Bedingungen einer Erwärmungstemperatur von 700ºC für 20 min in einer Vorerwärmungsbehandlung für jedes Verstärkungsformpreßprodukt, einer Formpreßtemperatur von 320ºC, einer Temperatur geschmolzenen Metalls von 750ºC und einer Preßkraft von 1000 kg/cm² zum Herstellen verschiedener Verbundmaterialien.
Figur 13 zeigt Ergebnisse des Werkzeugabnutzungstest, der für die verschiedenen Verbundmaterialien durchgeführt wurde. Der Abnutzungsbetrag ist ein Betrag einer abgenutzen Werkzeugstelle, wenn beim Schneiden jedes Verbundmaterials durch das Werkzeug die Schneidlänge 1000 m erreicht hat.
In Figur 13 entsprechen Linien g&sub1; bis g&sub5; denjenigen, wenn die SiO&sub2;-Gehalte 5,0 Gew.-%, 2,0 Gew.-%, 1,2 Gew.-%, 015 Gew.-% bzw. 0,05 Gew.-% betragen. Zusätzlich bezeichnet eine Linie h&sub1; einen akzeptablen Schneidpegel und eine Linie h&sub2; bezeichnet einen Massenproduktionspegel mit einer weiter verbesserten Schneidbarkeit.
Wie aus Figur 13 ersichtlich, kann der mit der Linie h&sub1; bezeichnete akzeptable Schneidpegel erreicht werden, indem man in jedem der Verbundmaterialien den Mg-Gehalt auf 0,5 Gew.-%oder weniger und den SiO&sub2;-Gehalts in den Bereich von 0,05 bis 5,0 Gew.-% setzt.
Angemerkt werden sollte, daß ein Siliciumcarbid-Korn als ein Verstärkungsmaterial verwendbar ist.

Beispiel 10

Unter Verwendung von Siliciumcarbid-Whiskern mit einem SiO&sub2;- Gehalt von 1,3 Gew.-% (hergestellt unter dem Handelsnamen TOKAMAX von Tokai Carbon Co. Ltd.) wurden diese in einen Mischer eingebracht und einer Öffnungsbehandlung unterzogen. In diesem Fall wurde die Behandlungszeit eingestellt, um hierdurch acht gemischte Siliciumcarbid-Whisker zu erhalten, die 0,1 Vol.-%, 0,2 Vol.-%, 0,5 Vol.-%, 1,0 Vol.-%, 2,5 Vol.-%, 4,0 Vol.-%, 5,0 Vol.-% und 6,0 Vol.-% von ungeöffneten und im wesentlichen sphärischen Siliciumcarbid-Whiskeraggregaten auf Basis des geöffneten Siliciumcarbid-Whiskeranteils enthielten. Der Durchmesser der Siliciumcarbid-Whiskeraggregate war angenähert 80 um, und deren Volumenfraktion (Vf) war 3 %. Zum Vergleich wurde auch ein Siliciumcarbid-Whisker (mit einem SiO&sub2;-Gehalt von 1,3 Gew.- %) vorbereitet, bei dem alle Siliciumcarbid-Whiskeraggregate entfernt waren.
Unter Verwendung der oben beschriebenen Siliciumcarbid-Whisker wurde ein Vakuumformprozeß verwendet, um neun scheibenartige Verstärkungsformpreßprodukte zu formen. Die Größe jedes der Verstärkungsformpreßprodukte war derart, daß sie einen Durchmesser von 86 mm und eine Dicke von 25 mm hatten, und deren Volumenfraktion war 15 %.
Eine Aluminiumlegierung (ein Material entsprechend JIS AC4C) wurde als eine Matrix aus Leichtmetall vorbereitet, und ein Druckformguß wurde durchgeführt unter Bedingungen einer Erwärmungstemperatur von 700ºC für 20 min in einer Vorwärmbehandlung jedes Verstärkungsformpreßprodukts, einer Formpreßtemperatur von 320ºC, einer Temperatur geschmolzenen Metalls von 750ºC und einer Preßkraft von 800 kg/cm² zum Herstellen von neun Verbundmaterialien 55 bis 63.
Dann wurden die einzelnen Verbundmaterialien 55 bis 63 einer T6 Behandlung als einer thermischen Behandlung unterzogen. Von jedem der Verbundmaterialien 55 bis 63 wurden Teststücke abgeschnitten. Sie wurden als Chips hergestellt und einem Chip-auf- Scheiben-Abnutzungstest unterzogen, um die in Figur 14 angegebenen Ergebnisse zu erhalten.
Die Testbedingungen waren wie folgt. Scheibe: hergestellt aus Gußeisen; Oberflächendruck: 200 kg/cm²; Umfangsgeschwindigkeit: 1,0 m/s; Öltemperatur: 100ºC während Zufuhr; Ölzufuhrrate: 44,6 cc/min; und Gleitdistanz: 1000 m.
Wie aus Figur 14 ersichtlich, lassen sich Verbundmaterialien 57 bis 62 mit einer ausgezeichneten Abnutzungsbeständigkeit herstellen durch Festlegen des Gehalts der Siliciumcarbid-Whiskeraggregate in einen Bereich von 0,2 bis 5,0 Vol.-%.
Figur 15 zeigt eine Beziehung zwischen dem Durchmesser des Siliciumcarbid-Whiskeraggregats in einem Verbundmaterial, das dem obigen Verbundmaterial 58 entspricht und 0,5 Vol.-% des Siliciumcarbid-Whiskeraggregats enthält, dessen Volumenfraktion auf 20 bis 25 % gesetzt ist, und der Zugfestigkeit des Verbundmaterials.
Wie aus Figur 15 ersichtlich, kann, wenn der Durchmesser des Siliciumcarbid-Whiskeraggregats 100 um oder weniger ist, die Zugfestigkeit des Verbundmaterials verbessert werden.
Anzumerken ist, daß zusätzlich zu dem Siliciumcarbid-Whisker ein Si&sub3;N&sub4;-Whisker und ein Kohlenstoffwhisker verwendbar ist.

Beispiel 11

Es wurde ein Siliciumcarbid-Whisker vorbereitet, dessen SiO&sub2;- Gehalt in den Bereich von 1,2 bis 1,3 Gew.-% gelegt wurde, und unter Verwendung eines Formmaterials, das diesen Siliciumcarbid- Whisker in destilliertem Wasser dispergiert enthielt, wurde ein Vakuumformprozeß verwendet, um eine Mehrzahl scheibenartiger Verstärkungsformpreßprodukte zu formen. Die Größe jedes Verstärkungsformpreßprodukts war derart, daß sie einen Durchmesser von 86 mm und eine Dicke von 25 mm hatte, und deren Volumenfraktion (Vf) war 14 %.
Eine JIS AZ91D entsprechende Legierung wurde als eine Magnesiumlegierung vorbereitet, und vorgegebene Mengen von Ca wurden dieser zugefügt, um geschmolzene Metalle mit verschiedenen Zusammenseztungen vorzubereiten.
Dann wurde ein Druckformguß durchgeführt unter Bedingungen einer Erwärmungstemperatur von 700ºC für 20 min in einer Vorwärmbehandlung für jedes der Verstärkungsformpreßprodukte, einer Formtemperatur von 320ºC, einer Temperatur geschmolzenen Metalls von 700 bis 760ºC und einer Preßkraft von 600 bis 700 kg/cm², um verschiedene Verbundmaterialien herzustellen.
Figur 16 zeigt Ergebnisse eines Hochtemperaturzugtests bei 200ºC von jedem Verbundmaterial. Eine Linie p&sub1; entspricht der Zugfestigkeit des Verbundmaterials, und eine Linie p&sub2; entspricht einer 0,2 %-igen Lasttragfähigkeit des Verbundmaterials.
Wie aus den Linien p&sub1; und p&sub2; in Figur 16 ersichtlich, kann die Festigkeit des Verbundmaterials verbessert werden, indem man die zugefügte Menge von Ca in den Bereich von 0,1 bis 1,0 Gew.-% legt. Vom Standpunkt der Verbesserung der Festigkeit ist die zugefügte Menge von Ca bevorzugt 0,3 Gew.-% oder mehr.
Es wurde ein Gemisch einer kurzen Aluminiumoxidfaser (hergestellt unter dem Handelsnamen Saffil RF von ICI Co. Ltd., enthaltend 4 % von α-Al&sub2;O&sub3;), das dem Siliciumcarbid-Whisker mit der oben beschriebenen Zusammensetzung zugefügt war, vorbereitet, und es wurden eine Mehrzahl scheibenartiger Verstärkungsformpreßprodukte in dem gleichen Prozeß geformt. Die Größe jedes der Verstärkungsformpreßprodukte war die gleiche wie oben beschrieben, und deren Volumnfraktion (Vf) war 14 %. Die Volumenfraktionen des Siliciumcarbid-Whiskers und der kurzen Aluminiumoxidfaser waren jeweils 7 %.
Unter Verwendung jedes der Verstärkungsformpreßprodukte und unter Verwendung des gleichen geschmolzenen Metalls wie oben beschrieben, wurden verschiedene Verbundmaterialien unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben hergestellt.
In Figur 16 entspricht eine Linie q&sub1; der Zugfestigkeit des Verbundmaterials unter Verwendung des oben beschriebenen Fasergemischs, und eine Linie q&sub2; entspricht einer 0,2 %-igen Lasttragfähigkeit dieses Verbundmaterials.
Wie aus der Linie q&sub1; in Figur 16 ersichtlich, wird das Verbundmaterial, das unter Verwendung des Fasergemischs mit der dem Siliciumcarbid-Whisker zugefügten Aluminiumoxidfaser hergestellt wurde, in der Hochtemperaturfestigkeit verbessert im Vergleich mit dem Verbundmaterial unter Verwendung des Siliciumcarbid- Whiskers allein, wie mit der Linie p&sub1; gezeigt.

Beispiel 12

Es wurden verschiedene Siliciumcarbid-Whisker mit verschiedenen SiO&sub2;-Gehalten vorbereitet, und unter Verwendung verschiedener Formmaterialien, die die Siliciumcarbid-Whisker in destilliertem Wasser dispergiert enthielten, wurde ein Vakuumformprozeß verwendet, um eine Mehrzahl scheibenartiger Formpreßprodukte zu formen. Die Größe jedes der Verstärkungsformpreßprodukte war derart, daß sie einen Durchmesser von 86 mm und eine Dicke von 25 mm hatte, und deren Volumenfraktion (Vf) war 15 %.
Eine JIS QZ91D entsprechende Legierung wurde als Magnesiumlegierung vorbereitet, und dieser wurde zur Vorbereitung eines geschmolzenen Metalls 0,5 Gew.-% von Ca zugefügt.
Dann wurde ein Druckformguß druchgeführt unter Bedingungen einer Erwärmungstemperatur von 700ºC für 20 min in einer Vorwärmbehandlung jedes Verstärkungsformpreßprodukts, einer Formpreßtemperatur von 320ºC, einer Temperatur geschmolzenen Metalls von 700 bis 760ºC und eine Preßkraft von 600 bis 700 kg/cm² zur Herstellung verschiedener Verbundmaterialien.
Zum Vergleich wurde unter Verwendung des gleichen Verstärkungsformpreßprodukts wie oben beschrieben, eine ähnliche geschmolzene Legierung ohne hinzugefügtem Ca vorbereitet, und ein Druckformguß wurde unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben durchgeführt, um verschiedene Verbundmaterialien herzustellen.
Figur 17 zeigt Ergebnisse eines Zugtests bei Raumtemperatur für die Verbundmaterialien. In Figur 17 bezeichnen Linien j&sub1; und j&sub2; die maximalen und minimalen Zugfestigkeiten der Verbundmaterialien mit zugefügtem Ca, und Linien k&sub1; und k&sub2; bezeichnen die maximalen und minimalen Zugfestigkeiten der Verbundmaterialien ohne zugefügtem Ca. Eine Linie m entspricht der Zugfestigkeit eines einfachen Magnesiumlegierungsmaterials ohne zugefügtem Ca.
Wie aus den Linien j&sub1; bis j&sub2; in Figur 17 ersichtlich, sind eine Verbesserung der Zugfestigkeit und ein Unterdrücken einer Zugfestigkeitsschwankung in den Verbundmaterialien zu beobachten, die der vorliegenden Erfindung entsprechen und denen Ca zugefügt ist und deren SiO&sub2;-Gehalt in den Bereich von 0,8 bis 5,0 Gew.-% gesetzt ist, aber die Zugfestigkeit der Verbundmaterialien ohne zugefügtem Ca, die in Figur 17 mit den Linien k&sub1; und k&sub2; angezeigt sind, ist niedrig im Vergleich mit denjenigen der Verbundmaterialien der vorliegenden Erfindung, und deren Zugfestigkeitsschwankung ist ebenfalls größer.
Anzumerken ist, daß ein Siliciumcarbid-Korn als ein Verstärkungsmaterial verwendbar ist.

Beispiel 13

Es wurden verschiedene Siliciumcarbid-Whisker mit verschiedenen SiO&sub2;-Gehalten vorbereitet, und unter Verwendung verschiedener Formmaterialien, die Siliciumcarbid-Whisker in destilliertem Wasser dispergiert enthielten, wurde ein Vakuumformprozeß verwendet, um eine Mehrzahl scheibenartiger Verstärkungsformpreßprodukte zu formen. Die Größe jedes Verstärkungsformpreßprodukts war derart, daß sie einen Durchmesser von 86 mm und eine Dicke von 25 mm hatte, und deren Volumenfraktion (Vf) war 15 %.
Eine JIS AZ91D entsprechende geschmolzene Legierung wurde als Magnesiumlegierung vorbereitet.
Dann wurde ein Druckformguß durchgeführt unter Bedingungen einer Erwärmungstemperatur von 700ºC für 20 min in einer Vorwärmbehandlung jedes Verstärkungsformpreßprodukts, einer Formpreßtemperatur von 320ºC, einer Temperatur geschmolzenen Metalls von 700 bis 760ºC und einer Preßkraft von 600 bis 700 kg/cm².
Figur 18 zeigt eine Festigkeitskennung eines solchen Verbundmaterials, wobei eine Linie n&sub1; der maximalen Zugfestigkeit entspricht, und eine Linie n&sub2; der minimalen Zugfestigkeit entspricht. Wie aus den Linien n&sub1; und n&sub2; in Figur 18 ersichtlich, läßt sich ein hochfestes Verbundmaterial mit einer verbesserten Zugfestikeit und verminderten Zugfestigkeitsschwankung erzeugen, indem man den SiO&sub2;-Gehalt in dem Siliciumcarbid-Whisker in den Bereich von 1 bis 5 Gew.-% setzt.
Es wurde ein Fasergemisch mit einer kurzen Aluminiumoxidfaser (hergestellt unter dem Handelsnamen Saffil RF von ICI Co. Ltd., enthaltend 4 % von α-Al&sub2;O&sub3;), das dem Siliciumcarbid-Whisker in der gleichen Weise zugefügt war, vorbereitet, und der gleiche Prozeß wurde zur Formung einer Mehrzahl scheibenförmiger Verstärkungsformpreßprodukte verwendet. Die Größe jedes Verstärkungsformpreßprodukts war die gleiche wie oben beschrieben, und deren Volumenfraktion (Vf) war 15 % (wobei die Volumenfraktion des Siliciumcarbid-Whiskers 8 % war, und die Volumenfraktion der Aluminiumoxidfaser 7 % war).
Unter Verwendung jedes Verstärkungsformpreßprodukts und unter Verwendung der gleichen geschmolzenen Metalle wie oben beschrieben wurden verschiedene Verbundmaterialien unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben hergestellt.
In Figur 18 entspricht eine Linie r&sub1; einer maximalen Zugfestigkeit des Verbundmaterials, das unter Verwendung des Fasergemischs hergestellt war, und die Linie r&sub2; entspricht der minimalen Zugfestigkeit dieses Verbundmaterials.
Wie aus den Linien r&sub1; und r&sub2; ersichtlich, ist das Verbundmaterial, das unter Verwendung des Fasergemischs mit der dem Siliciumcarbid-Whisker zugefügten Aluminiumoxidfaser hergestellt war, in der minimalen Zugfestigkeit verbessert im Vergleich mit dem Verbundmaterial, das unter Verwendung des Siliciumcarbids allein hergestellt war und mit den Linien n&sub1; und n&sub2; angezeigt ist, was eine weitere Reduktion der Festigkeitsschwankung ergab.

Beispiel 14

Drei Siliciumcarbid-Whisker mit einem SiO&sub2;-Gehalt von 1,3 Gew.-% wurden als Verstärkungsmaterial vorbereitet. Jeder der Siliciumcarbid-Whisker enthält Fe, Cu, Ni und Co gleichzeitig als korrosionsfördernde Bestandteile, die die Korrosionsbeständigkeit der Magnesiumlegierungsmatrix behindern, wobei der erste Whisker den Gesmatgehalt der korrosionsfördernden Bestandteile von 0,11 Gew.-% enthält; der zweite Whisker den Gesamtgehalt von 0,3 Gew.-% enthält und der dritte Whisker den Gesamtgehalt von 0,46 Gew.-% enthält.
Unter Verwendung dreier Formmaterialien, die die Siliciumcarbid-Whisker in destilliertem Wasser dispergiert enthielten, wurde ein Vakuumformprozeß verwendet, um scheibenartige Verstärkungsformpreßprodukte mit verschiedenen Volumenfraktionen zu formen. Die Größe jedes Verstärkungsformpreßprodukts war derart, daß sie einen Durchmesser von 86 mm und eine Dicke von 25 mm hatte.
Eine JIS AZ91D entsprechende Legierung mit einer Korrosionsbeständigkeit wurde als Magnesiumlegierung vorbereitet, und ein Druckformguß wurde durchgeführt unter Bedingungen einer Erwärmungstemperatur von 700ºC für 20 min in einer Vorwärmbehandlung jedes Verstärkungsformpreßprodukts, einer Formpreßtemperatur von 320ºC, einer Temperatur geschmolzenen Metalls von 700 bis 760ºC und einer Preßkraft von 600 bis 700 kg/cm², um verschiedene Verbundmaterialien herzustellen.
Unter Verwendung der verschiedenen Verbundmaterialien wurde ein Salzlösungssprühtest (JIS Z-3201) als Korrosionstest durchgeführt, um die in Figur 19 angegebenen Ergebnisse zu erhalten.
Der Test wurde durchgeführt mit einer Folge des Aufsprühens einer Salzlösung, Befeuchten und Trocknen. Die Testbedingungen waren wie folgt Sprühen einer Salzlösung: für vier Stunden; Feuchthalten für 14 bis 15 Stunden in einer Umgebung bei einer Temperatur von 50ºC und einer relativen Feuchtigkeit von 95 %; und Trocknen: Halten bei einer Temperatur von 50 bis 60ºC für 2 Stunden. Die Gesamttestzeit einschließlich der Zeit, die zum Tragen des Verbundmaterials und dergleichen erforderlich war, war 24 Stunden.
In Figur 19 bezeichnet eine Linie w die korrodierte Menge des Verbundmaterials mit dem Gesamtgehalt der korrosionsfördernden Bestandteile von 0,11 Gew.-%; eine Linie x bezeichnet die korrodierte Menge des Verbundmaterials mit dem Gesamtgehalt der korrosionsfördernden Bestandteile von 0,3 Gew.-%, und eine Linie y bezeichnet die korrodierte Menge des Verbundmaterials mit dem Gesamtgehalt der korrosionsfördernden Bestandteile von 0,46 Gew.-%.
Wie aus den Linien w und x in Figur 19 ersichtlich, kann, wenn der Gesamtgehalt der korrosionsfördernden Bestandteile auf 0,3 Gew.-% oder weniger gesetzt wird, die Korrosionsbeständigkeit des Verbundmaterials wesentlich verbessert werden.
In Figur 19 bezeichnet eine Linie z&sub1; Ergebnisse eines Korrosionstests für das JIS AZ91D enstprechende einfache Legierungsmaterial, und eine Linie z&sub2; bezeichnet Ergebnisse eines Korrosionstests für das JIS AZ91B entsprechende einfache Legierungsmaterial.
Bei den mit den Linien w und x bezeichneten Verbundmaterialien ist es erforderlich, die Volumenfraktion des Verstärkungsformpreßprodukts auf 30 % oder weniger zu setzen, um eine Korrosionsbeständigkeit zu erzielen, die derjenigen des JIS AZ91B entsprechenden einfachen Legierungsmaterials im wesentlichen äquivalent ist.
Es wurden die obigen Beispiele beschrieben, in denen das Siliciumcarbid-Whisker Fe, Cu, Ni und Co gleichzeitig als korrosionsfördernde Bestandteile enthält, aber wenn der Siliciumcarbid-Whisker einen oder mehrere dieser Bestandteile enthält, wird, wenn der Gehalt dieses Bestandteils oder dieser Bestandteile 0,3 Gew.-% überschreitet, auch die Korrosionsbeständigkeit des Verbundmaterials wesentlich reduziert. Auch in diesem Fall ist daher der obere Grenzwert für die Bestandteile auf 0,3 Gew.-% begrenzt.

Claims

1. Siliciumcarbidverstärktes Leichtmetall-Verbundmaterial, das eine Matrix aus einem Leichtmetall und ein aus Siliciumcarbid-Whiskern gebildetes Verstärkungsmaterial aufweistl wobei das Verstärkungsmaterial einen Gehalt an SiO&sub2; in einem Bereich von 0,05 bis 5,0 Gew.-% hat, wobei das Verstärkungsmaterial ferner im wesentlichen kugelförmige Siliciumcarbid-Whiskeraggregate aufweist, wobei der Durchmesser der Siliciumcarbid-Whiskeraggregate 100 um oder weniger ist und wobei der Gehalt der auf den Siliciumcarbid- Whiskern beruhenden Siliciumcarbid-Whiskeraggregate auf einen Bereich von 0,2 bis 5,0 Vol.-% eingestellt ist.

2. Material nach Anspruch 1, in dem das Leichtmetall eine Aluminiumlegierung ist.

3. Material nach Anspruch 2, in dem die Aluminiumlegierung 4,0 bis 7,0 Gew.-% Si, 2,0 bis 4,0 Gew.-% Cu, 0,25 bis 0,5 Gew.-% Mg und den Rest Al umfaßt.

4. Material nach Anspruch 2, in dem die Aluminiumlegierung eine auf Al-Si beruhende Legierung ist, die keiner Vergütungsbehandlung unterzogen wurde.

5. Material nach Anspruch 2, in dem die Aluminiumlegierung eine auf Al-Si beruhende Legierung ist, die einer Vergütungsbehandlung mit Sb, Na oder Sr unterzogen wurde, wobei die zugefügte Menge an Sb weniger als 0,07 Gew.-% ist, die zugefügte Menge an Na weniger als 10ppm ist und die zugefügte Menge an Sr weniger als 0,03 Gew.-% ist.

6. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem der SiO&sub2;-Gehalt 0,1 bis 4,0 Gew.-% ist.

7. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem der SiO&sub2;-Gehalt 0,25 bis 2,0 Gew.-% ist.

8. Material nach Anspruch 1, in dem das Leichtmetall eine Magnesiumlegierung ist, die 0,1 bis 1,0 Gew.-% an Ca enthält.

9. Material nach Anspruch 8, in. dem der Ca-Gehalt 0,3 Gew.-% oder mehr ist.

10. Material nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, in dem der SiO&sub2;- Gehalt in einem Bereich von 0,8 bis 5,0 Gew.-% ist.

11. Material nach Anspruch 8, in dem der SiO&sub2; Gehalt der Siliciumcarbid-Whisker in einem Bereich von 1,0 bis 5,0 Gew.-% ist.

12. Material nach einem der Ansprüche 8 bis 11, in dem das Verstärkungsmaterial kurze Aluminiumoxidfasern enthält.

13. Material nach Anspruch 8, in dem das Verstärkungsmaterial ein Element enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fe, Cu, Ni und Co als korrosionsfördernde Bestandteile, die die Antikorrosionseigenschaft der Magnesiumlegierung behindern, wobei der Gehalt der korrosionsfördernden Bestandteile auf 0,3 Gew.-% oder weniger eingestellt ist.

14. Material nach Anspruch 8, in dem das Verstärkungsmaterial zwei oder mehrere Elemente enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fe, Cu, Ni und Co als korrosionsfördernde Bestandteile, die die Antikorrosionseigenschaft der Magnesiumlegierung behindern, wobei der Gehalt der korrosionsfördernden Bestandteile auf 0,3 Gew.-% oder weniger eingestellt ist.

15. Verstärktes Formpressprodukt, umfassend ein Material nach einem der Ansprüche 1 bis 14.

16. Verfahren zur Herstellung eines Produkts nach Anspruch 1, in dem das Verfahren Pressgießen eines Materials nach einem der Ansprüche 1 bis 14 umfaßt.