FI91609C - Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi - Google Patents

Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI91609C
FI91609C FI894937A FI894937A FI91609C FI 91609 C FI91609 C FI 91609C FI 894937 A FI894937 A FI 894937A FI 894937 A FI894937 A FI 894937A FI 91609 C FI91609 C FI 91609C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
metal
filler
infiltration
matrix
preform
Prior art date
Application number
FI894937A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI894937A0 (fi
FI91609B (fi
Inventor
Marc Stevens Newkirk
John Thomas Burke
Original Assignee
Lanxide Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanxide Technology Co Ltd filed Critical Lanxide Technology Co Ltd
Publication of FI894937A0 publication Critical patent/FI894937A0/fi
Publication of FI91609B publication Critical patent/FI91609B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI91609C publication Critical patent/FI91609C/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/04—Casting in, on, or around objects which form part of the product for joining parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/51—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
    • C04B41/515—Other specific metals
    • C04B41/5155—Aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/88—Metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
    • C22C1/1057—Reactive infiltration
    • C22C1/1063—Gas reaction, e.g. lanxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00905—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as preforms
    • C04B2111/00913—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as preforms as ceramic preforms for the fabrication of metal matrix comp, e.g. cermets
    • C04B2111/00931—Coated or infiltrated preforms, e.g. with molten metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Description

91609
Menetelmå metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
Esillå oleva keksinto liittyy metallimatriisi-komposiitti-5 kappaleen muodostamiseen spontaanilla tunkeutumismenetel-mållå ja sen jålkeisellå tuotetun metallimatriisi-kom-posiittikappaleen låmpomuovauksella. Erityisesti tunkeutu-misen ediståjå ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjå sekå tunkeutumisatmosfååri ainakin prosessin jossakin vai-10 heessa on yhteydesså tåyteaineeseen tai esimuottiin, mikå sallii sulan metallimatriisin spontaanin tunkeutumisen tåyteaineeseen tai esimuottiin. Metallimatriisi-komposiit-tikappaleen muodostamisen jålkeen kappaleeseen kohdiste-taan låmpomuovausmenetelmå, kuten valssaus, suulakepuris-15 tus, painevalu, takominen, meiståminen, puristaminen, jne.
Metallimatriisin ja lujittavan tai vahvistavan faasin, kuten keraamisia hiukkasia, kuitukiteitå, kuituja tai vas-taavia kåsittåvåt komposiittituotteet nåyttåvåt lupaavilta 20 moniin eri sovellutuksiin, koska niisså yhdistyvåt osa lujittavan faasin jåykkyydestå ja kulutuskeståvyydestå metallimatriisin muovattavuuteen ja sitkeyteen. Yleenså metallimatriisikomposiitilla luodaan parannuksia sellai-sissa ominaisuuksissa, kuten lujuus, jåykkyys, hankausku-25 lutuksen keståvyys ja lujuuden pysyminen korkeammissa låm- * · . . potiloissa, verrattuna matriisimetalliin sen monoliitti- sessa muodossa, mutta måårå, johon saakka mååråttyå omi-naisuutta voidaan parantaa, riippuu suuresti kyseesså ole-vista ainesosista, niiden tilavuus- tai painosuhteista, 30 sekå siitå, miten niitå kåsitellåån komposiittia muodos-tettaessa. Eråisså tapauksissa komposiitti voi myos olla kevyempåå kuin matriisimetalli sellaisenaan. Almniinimat-riisikomposiitit, jotka on vahvistettu keraamilla, kuten esimerkiksi piikarbidilla, hiukkasten, hiutaleiden tai 2 91609 kuitukiteiden muodossa, ovat kiinnostavia johtuen niiden alumiiniin verrattuna suuremmasta jåykkyydestå, kulutuksen keståvyydestå ja korkean låmpotilan lujuudesta.
5 Alumiinimatriisikomposiittien valmistamiseksi on kuvattu erilaisia metallurgisia menetelmiå, mukaanlukien menetelmiå, jotka perustuvat jauhemetallurgiatekniikoihin ja sulan metallin tunkeutumistekniikoihin, joissa kåytetåån hyvåksi painevalua, tyhjovalua, sekoittamista, ja notkis-10 timia. Jauhemetallurgiatekniikoiden avulla jauheen muodos-sa oleva metalli ja jauheen, kuitukiteiden, leikattujen kuitujen, jne. muodossa oleva lujittava aine sekoitetaan ja sitten joko kylmapuristetaan ja sintrataan, tai kuuma-puristetaan. Tållå menetelmållå tuotetun piikarbidilla 15 lujitetun alumiinimatriisikomposiitin suurimman keraamin tilavuusosan on ilmoitettu olevan noin 25 tilavuusprosent-tia kuitukiteiden tapauksessa ja noin 40 tilavuusprosenttia hiukkasten tapauksessa.
20 Metallimatriisikomposiittien tuottaminen jauhemetallurgi-sia tekniikoita kåyttåvin tavanomaisin menetelmin asettaa eråitå rajoituksia aikaansaatavien tuotteiden ominaisuuk-sille. Komposiitissa olevan keraamifaasin tilavuusosa on tyypillisesti rajoittunut, hiukkasten tapauksessa noin 40 25 prosenttiin. Samaten asettaa puristustoiminta rajan kåy-tånnosså saavutettavalle koolle. Ainoastaan suhteellisen yksinkertaiset tuotteen muodot ovat mahdollisia ilman jålkeenpåin tapahtuvaa kåsittelyå (esim. muotoilua tai koneistusta) tai ottamatta kåyttoon monimutkaisia puris-30 timia. Sintrauksen aikana voi myos esiintyå epåtasaista kutistumista, samoin kuin mikrostruktuurin epåtasaisuutta, johtuen kiintoaineisiin eriytymisesta ja hiukkasten kas-vusta.
35 US-patentissa 3,970,136 kuvataan menetelmå metallimatrii-sikomposiitin muodostamiseksi, johon sisåltyy kuitumuotoi-nen lujite, esim. piikarbidi- tai alumiinioksidikuituki-
II
3 91609 teitå, joilla on ennalta mååråtty kuitujen suuntaus. Komposiitti tehdaån sijoittamalla samassa tasossa olevien kuitujen samansuuntaisia mattoja tai huopia muottiin yhdessa sulan matriisimetallin, esim. alumiinin låhteen 5 kanssa ainakin joidenkin mattojen vålisså, ja kohdistamalla painetta, niin etta sula metalli pakotetaan tunkeutumaan mattoihin ja ympåroimåan suunnatut kuidut. Mattojen pinon påålle voidaan valaa sulaa metallia, jolloin sitå paineen avulla pakotetaan virtaamaan mattojen våliin. Komposiitis-10 sa olevien lujittavien kuitujen jopa 50 % tilavuuspitoi-suuksia on ilmoitettu.
Edella olevaan tunkeutumismenetelmåån liittyy paineen aiheuttamien virtausprosessien yllatyksellisiå vaihtelu-15 ja. ts. mahdollisia epasåånnollisyyksiå matriisin muodos-tumisessa, huokoisuutta, jne, kun otetaan huomioon etta se riippuu ulkoisesta paineesta sulan matriisimetallin pakot-tamiseksi kuitupitoisten mattojen lapi. Ominaisuuksien epåtasaisuus on mahdollinen vaikka sulaa metallia johdet-20 taisiin useammasta kohdasta kuitupitoiseen jårjestelyyn. Vastaavasti on jarjestettava monimutkaiset matto/låhde-jårjestelyt ja virtausreitit soveltuvan ja tasaisen tun-keutumisen aikaansaamiseksi kuitumattojen pinoon. Edellå mainittu painetunkeutumismenetelmå mahdollistaa myos ai-25 noastaan suhteellisen pienen lujitusaineen ja matriisiti-lavuuden suhteen, johtuen suureen mattotilavuuteen kiin-teasti liittyvåsta tunkeutumisen vaikeudesta. Lisaksi muoteissa on oltava sulaa metallia paineen alaisena, joka nostaa menetelman kustannuksia. Lopuksi edellå mainittu 30 menetelmå, joka rajoittuu ojennuksessa oleviin hiukkasiin tai kuituihin tunkeutumiseen, ei sovellu alumiinimatrii-sikomposiittien muodostamiseen, jotka on lujitettu satun-naisesti suuntautuvista hiukkasista, kuitukiteistå tai kuiduista koostuvilla aineilla.
Alumiinimatriisi-alumiinioksiditåytteisten komposiittien valmistuksessa alumiini ei helposti kostuta alumiinioksi- 35 4 91609 dia, jolloin on vaikeata muodostaa yhtenåinen tuote. Tahan ongelmaan on ehdotettu erilaisia ratkaisuja. Eras sellainen låhestyminen on alumiinin påållyståminen metallilla (esim. nikkelilla tai wolframilla), joka sitten kuumapuristetaan 5 yhdesså alumiinin kanssa. Toisessa tekniikassa alumiini seostetaan litiumin kanssa, ja alumiinioksidi voidaan påållyståå piidioksidilla. Nailla komposiiteilla kuitenkin ominaisuudet vaihtelevat, tai påållystykset voivat heiken-tåa tåytettå, tai matriisi sisåltåå litiumia, joka voi 10 vaikuttaa matriisin ominaisuuksiin.
US-patentilla 4,232,091 voitetaan eråitå alan vaikeuksia, joita kohdataan valmistettaessa alumiinimatriisi-alumii-nioksiditaytteisiå komposiitteja. Tåsså patentissa kuva-15 taan 75 - 375 kg/cm paineen kohdistamista pakottamaan sula alumiini (tai sula alumiiniseos) alumiinioksidia olevaan kuitu- tai kuitukidemattoon, joka on esilåmmitetty alueelle 700 - 1050°C. Alumiinioksidin suurin suhde metalliin tuloksena olevassa kiinteåsså valukappaleessa oli 0,25:1.
20 Koska tåsså menetelmåsså ollaan riippuvaisia ulkopuolises-ta paineesta tunkeutumisen aikaansaamiseksi, sitå vaivaa-vat monet s amat puutteet kuin US-patenttia 3,970,136.
EP-hakemuksessa 115,742 kuvataan alumiini-alumiinioksidi-25 komposiittien valmistamista, jotka ovat erityisen kåytto-kelpoisia elektrolyyttikennokomponentteina, ja joissa esi-muotin alumiinioksidimatriisin ontelot tåytetåån alumii-nilla, ja tåtå vårten kåytetåån erilaisia tekniikoita alumiinioksidin kostuttamiseksi koko esimuotissa. Alu-30 miinioksidi kostutetaan esimerkiksi titaani-, zirkonium-, hafnium tax niobi-diboridia olevalla kostutusaineella tai metallilla, ts. litiumilla, magnesiumilla, kalsiumilla, titaanilla, kromilla, raudalla, koboltilla, nikkelillå, zirkoniumilla tai hafniumilla. Kostutuksen ediståmiseksi 35 kåytetåån inerttiå atmosfååriå, kuten argonia. Tåsså julkaisussa esitetåån myos paineen kohdistaminen sulan alumiinin saamiseksi tunkeutumaan påållyståmåttomåån mat- I! 5 91609 riisiin. Tassa suhteessa tunkeutuminen aikaansaadaan saat-tamalla huokoset ensin tyhjoon ja kohdistamalla sitten sulaan alumiiniin painetta inertisså atmosfåårisså, esim. argonissa. Vaihtoehtoisesti esimuottiin voidaan tunkeutua 5 hoyryfaasissa olevalla alumiinipåållystyksellå pintojen kostuttamiseksi ennen onteloiden tåyttåmistå tunkeutuvalla sulalla alumiinilla. Jotta varmistettaisiin alumiinin pysyminen esimuotin huokosissa vaaditaan låmpokåsittelyå, esim låmpotilassa 1400 - 1800°C, joko argonissa tai 10 tyhjosså. Muutoin joko paineen alaisena tunkeutuneen aineen altistuminen kaasulle, tai tunkeutumispaineen poistaminen, aiheuttaa alumiinin håviåmistå kappaleesta.
Kostutusaineiden kåyttåminen alumiinioksidikomponentin 15 tunkeutumisen aikaansaamiseksi sulaa metallia sisåltåvåån elektrolyyttikennoon on esitetty myos EP-patenttihakemuk-sessa 94353. Tåsså julkaisussa kuvataan alumiinin tuotta-mista elektrolyysillå kennossa, jossa virranjohdinkatodi on kennon vaippana tai alustana. Tåmån alustan suojaami-20 seksi sulalta kryoliitilta levitetåån alumiinioksidialus-talle ohut påållystys kostutusaineen ja liukenemisen eståvån aineen seoksella ennen kennon kåynniståmistå tai kun se on upotettuna elektrolyysiprosessin tuottamaan sulaan alumiiniin. Kuvattuja kostutusaineita ovat titaani, 25 zirkonium, hafnium, pii, magnesium, vanadiini, kromi, niobi tai kalsium, ja titaani esitetåån edullisimmaksi aineeksi. Boorin, hiilen ja typen yhdisteiden selitetåån olevan hyodyllisiå estettåesså kostutusaineiden liukenemista sulaan alumiiniin. Tåsså julkaisussa ei kuitenkaan ehdoteta 30 metallimatriisikomposiittien tuottamista, eikå siinå eh-dotetaa sellaisten komposiittien muodostamista esimerkiksi typpiatmosfåårisså.
Paineen ja kostutusaineiden kåyton lisåksi on kuvattu 35 tyhjon kohdistamisen ediståvån sulan alumiinin tunkeutu-mista huokoiseen keraamikappaleeseen. Esimerkiksi US-pa-tentissa 3,718,441 raportoidaan keraamiseen kappaleeseen 6 91609 (esim. boorikarbidi, alumiinioksidi ja beryl1iumoksidi) tunkeutumista joko sulalla alumiinilla, berylliumilla, magnesiumilla, titaanilla, vanadiinilla, nikkelilla tai kromilla, tyhjosså joka on alle 10 torr. Vålillå 10" 5 10-6 torr oleva tyhjo johti keraamin heikkoon kostuttami- seen sulalla metallilla, niin ettei metalli virrannut vapaastl keraamin ontelotiloihin. Kostuttamisen sanotaan kuitenkin parantuneen, kun tyhjo pienennettiin alle 10-6 torr.
10
Myos US-patentissa 3,864,154 esitetåån tyhjon kåyttåmistå tunkeutumisen aikaansaamiseksi. Tasså patentissa selitetåån kylmåpuristetun AlBi2-jauhekappaleen asettamista kyl-mapuristetun alumiinijauheen pedille. Sen jalkeen sijoi-15 tettiin lisåa alumiinia AlBi2-jauhekappaleen påålle. Sulatusastia, jossa AlBi2-kappale oli "kerrostettuna" alu-miinijauhekerrosten valiin, sijoitettiin tyhjouuniin. Uu-niin jarjestettiin noin 10“5 torr oleva tyhjo kaasun poistumista vårten. Låmpotilaa nostettiin sen jalkeen 20 1100°C:een, jossa se pidettiin 3 tuntia. Naissa oloissa sula alumiini tunkeutui AlBi2-kappaleeseen.
US-patentissa 3,364,976 selitetåån suunnitelmaa itseståån kehittyvan tyhjon aikaansacunista kappaleeseen, sulan me-25 tallin tunkeutumisen lisååmiseksi kappaleeseen. Erityises-ti selitetåån, ettå kappale, esim. grafiittimuotti, terås-muotti tai huokoinen tulenkeståvå aine, kokonaan upotetaan sulaan metalliin. Muotin tapauksessa metallin kanssa reagoivan kaasun kanssa tåytetty muottiontelo on yhteydesså 30 ulkopuolella sijaitsevaan sulaan metalliin muotissa olevan ainakin yhden aukon kautta. Kun muotti upotetaan sulaan, tapahtuu ontelon tåyttyminen itseståån kehittyvån tyhjon syntyesså ontelossa olevan kaasun ja sulan metallin reaktion johdosta. Tyhjo on erityisesti tulosta metallin 35 kiinteån oksidimuodon syntymisestå. Siten tåsså julkaisus-sa esitetåån, ettå on oleellista aikaansaada ontelossa olevan kaasun ja sulan metallin vålinen reaktio. Muotin
II
7 91609 kåyttåminen tyhjon luomiseksi ei kuitenkaan vålttåmåttå ole toivottavaa, johtuen muotin kayttoon liittyvista vålittomistå rajoituksista. Muotit on ensin koneistettava mååråttyyn muotoon; sitten loppukåsiteltåvå, koneistettava 5 hyvåksyttåvån valupinnan tuottamiseksi muottiin; sitten koottava ennen niiden kåyttåmistå; sitten purettava niiden kåyton jalkeen valukappaleen poistamiseksi niista; ja sen jalkeen muotti on jålleen saatettava kåyttokuntoon, mikå mitå todennåkoisimmin merkitsisi muotin pintojen uudelleen 10 kåsittelyå tai muotin poistamista, ellei se enaå ole kayttoon hyvåksyttåvå. Muotin kone is t aminen monimutkaiseen muotoon saattaa olla erittain kallista ja aikaavievåå. Lisåksi muodostuneen kappaleen poistaminen monimutkaisen muotoisesta muotista saattaa olla vaikeata (ts. monimut-15 kaisen muotoiset valukappaleet saattavat mennå rikki niitå muotista poistettaessa). Lisåksi, vaikka julkaisussa eh-dotetaan, ettå huokoinen tulenkeståvå aine voitaisiin suoraan upottaa sulaan metalliin tarvitsematta kåyttåå muottia, niin tulenkeståvån aineen olisi oltava yhtenåinen 20 kappale, koska ei ole olemassa mahdollisuutta aikaansaada tunkeutumista irralliseen tai erotettuun huokoiseen ainee-seen ilman såilionå olevaa muottia (ts. uskotaan yleisesti, ettå hiukkasmainen aine tyypillisesti dissosioituisi tai valuisi hajalleen sitå sulaan metalliin sijoitettaessa).
25 Lisåksi, jos haluttaisiin aikaansaada tunkeutuminen hiuk-kasmaiseen aineeseen tai loyhåsti muodostettuun esimuot-tiin, olisi ryhdyttåvå varotoimiin, niin ettei tunkeutuva metalli syrjåyttåisi osaa hiukkasaineesta tai esimuotista, mikå johtaisi epåhomogeeniseen mikrostruktuuriin.
30
Vastaavasti on kauan ollut olemassa tarve saada yksinker-tainen ja luotettava menetelmå muotoiltujen metallimatrii-si-komposiittien tuottamiseksi, joka ei perustu paineen tai tyhjon kåyttåmiseen (joko ulkoisesti kohdistettuna tai 35 sisåisesti kehitettynå), tai vahingollisten kostutusainei-den kåyttåmiseen metallimatriisin luomiseksi toiseen aineeseen, kuten keraamiseen aineeseen. Lisåksi on pitkåån 8 91609 ollut tarve minimoida lopullisten koneistustoimenpiteiden mååråå, joita tarvitaan metallimatriisi-komposiittikappa-leen aikaansaamiseksi. Esilla oleva keksinto tyydyttåå nåmå tarpeet aikaansaamalla spontaanin tunkeutumismekanismin 5 tunkeutumisen aikaansaamiseksi aineeseen (esim. keraaminen aine), joka voidaan muotoilla esimuotiksi, jossa on sulaa matriisimetallia (esim. alumiinia) tunketumisatmosfåårin (esim. typen) låsnaollessa normaalissa ilmanpaineessa, jolloin tunkeutumisen edistajan edeltajåå ja/tai tunkeu-10 tumisen ediståjaa on låsnå ainakin jossakin prosessin vaiheessa.
Tåmån hakemuksen sisålto liittyy useaan rinnakkaiseen hakemukseen. Erityisesti nåmå muut rinnakkaiset hakemukset 15 kuvaavat uusia menetelmiå metallimatriisi-komposiittiai-neiden tuottamiseksi (niihin viitataan jålempånå eråisså tapauksissa nimellå "rinnakkais-metallimatriisihakemuk-set").
20 Uutta menetelmåå metallimatriisi-komposiittiaineen tuot-tamiseksi kuvataan US-hakemuksessamme 049,171, jonka ni-mityksenå on "Metallimatriisikomposiitteja", nyt US-pa-tentti 4,828,008. Mainitun keksinnon menetelmån mukaisesti metallimatriisikomposiitti tuotetaan tunkeuttamalla lå-25 påisevåån tåyteaineeseen (esim. keraamia tai keraamilla påållystettyå ainetta) sulaa alumiinia, joka sisåltåå ainakin 1 painoprosentin magnesiumia ja edullisesti ainakin 3 painoprosenttia magnesiumia. Tunkeutuminen tapahtuu spontaanisti kåyttåmåttå ulkoista painetta tai tyhjoå.
30 Sulan metalliseoksen lååhde saatetaan koskettamaan tåyte-ainemassaa låmpotilassa, joka on ainakin noin 675°C, kun låsnå on kaasua, joka kåsittåå noin 10 - 100 tilavuus-prosenttia, edullisesti ainakin noin 50 tilavuusprosenttia typpeå, jolloin loput, mikåli sitå on, on ei-hapettavaa 35 kaasua, esim. argonia. Nåisså oloissa sula alumiiniseos tunkeutuu keraamimassaan normaalissa ilmakehån paineessa muodostaen alumiini- (tai alumiiniseos-) matriisikomposii-
II
9 91609 tin. Kun haluttu måårå tåyteainetta on sulan alumiiniseok-sen lapitunkemaa, lasketaan låmpotilaa seoksen kiinteyt-tåmiseksi, jolloin muodostuu kiintea metallimatriisiraken-ne, joka sulkee sisåånså lujittavan tayteaineen.
5 Tavallisesti, ja edullisesti, syotetty sula seos riittaå aikaansaamaan tunkeutumisen etenemisen oleellisesti tåy-teainemassan rajoille. US-patentin 4,828,008 mukaisesti tuotettujen alumiinimatriisikomposiittien tayteaineen måårå voi olla erittain suuri. Tassa mielessa voidaan 10 saavuttaa tayteaineen ja seoksen tilavuussuhteita jotka ovat suurempia kuin 1:1.
Edella mainitun US-patentin 4,828,008 mukaisissa proses-sioloissa alumiininitridiå voi muodostua epåjatkuvana 15 faasina, joka on jakautunut koko alumiinimatriisiin. Nitridin maara alumiinimatriisissa voi vaihdella sellais-ten tekijoiden, kuten lampotilan, seoksen koostumuksen, kaasun koostumuksen ja tayteaineen mukaisesti. Siten voidaan yhtå tai useampaa sellaista jarjestelman tekijaa 20 sååtamallå rååtåloidå maåråttyjå komposiitin ominaisuuk-sia. Joitakin loppukåyttosovellutuksia vårten voi kuiten-kin olla toivottavaa, ettå komposiitti sisaltåå vahan tai oleellisesti ei lainkaan alumiininitridiå.
25 On havaittu, ettå korkeammat låmpotilat ediståvåt tunkeu-tumista, mutta johtavat siihen, ettå menetelmassa herkemmin muodostuu nitridiå. US-patentin 4,828,008 mukaisessa kek-sinnosså sallitaan tunkeutumiskinetiikan ja nitridin muo-dostumisen vålisen tasapainon valitseminen.
30
Esimerkki sopivista estovålineistå kåytettåviksi metalli-matriisikomposiittien muodostamisen yhteydesså on selitet-ty US-hakemuksessa 141,642, jonka nimityksenå on "Menetelma metallimatriisikomposiittien valmistamiseksi estoainetta 35 kåyttåen" . Tainan keksinnon menetelman mukaisesti estovå-linettå (esim. hiukkasmaista titaanidiboridia tai grafiit-tiainetta, kuten joustavaa grafiittinauhatuotetta, jota 10 91609
Union Carbide myy tuotenimella Grafoil (R) ) sijoitetaan tåyteaineen mååråtyllå rajapinnalle ja matriisiseos tun-keutuu estovålineen måårittelemåån rajapintaan saakka. Estovålinettå kåytetåån eståmåån, torjumaan tai lopetta-5 maan sulan seoksen tunkeutuminen, jolloin aikaansaadaan puhtaita, tai låhes puhtaita muotoja tuloksena olevassa metallimatriisikomposiitissa. Vastaavasti muodostetuilla metallimatriisi-komposiittikappaleilla on ulkomuoto, joka oleellisesti vastaa estovålineen sisåmuotoa.
10 US-patentin 4,828,008 mukaista menetelmåå parannettiin rinnakkaisella US-patenttihakemuksella 168,284, jonka ni-mityksenå on "Metallimatriisikomposiitteja ja tekniikoita niiden valmistamiseksi". Mainitussa hakemuksessa esitet-15 tyjen menetelmien mukaisesti matriisimetalliseos on låsnå xnetallin ensimmåisenå låhteenå ja matriisimetallin varas-tolåhteenå, joka on yhteydesså sulan metallin ensimmåiseen låhteeseen, esimerkiksi painovoimaisen virtauksen vålityk-sellå. Erityisesti, mainitussa hakemuksessa esitetyisså 20 oloissa, sulan matriisiseoksen låhde alkaa tunkeutua tåyteainemassaan normaalissa ilmakehån paineessa ja aloit-taa siten metallimatriisikomposiitin muodostuksen. Sulan matriisimetallin ensimmåinen låhde kulutetaan sen tunkeu-tuessa tåyteainemassaan, ja haluttaessa sitå voidaan 25 lisåtå, edullisesti jatkuvalla tavalla, sulan matriisimetallin varastolåhteestå spontaanin tunkeutumisen jatkues-sa. Kun toivottu måårå låpåisevåå tåyteainetta on sulan matriisiseoksen låpitunkemaa, lasketaan låmpotilaa seoksen kiinteyttåmiseksi, jolloin muodostuu kiinteå metallimat-30 riisistruktuuri, joka ympåroi lujittavaa tåyteainetta. On ymmårrettåvå, ettå metallivarastolåhteen kåyttåminen on ainoastaan mainitussa patenttihakemuksessa kuvatun keksin-ηδη erås suoritusmuoto, eikå varastolåhteen suoritusmuodon yhdiståminen jokaiseen siinå esitettyyn keksinnon vaih-35 toehtoiseen suoritusmuotoon ole vålttåmåtontå, joista erååt voisivat myos olla hyodyllisiå kåytettynå esillå olevan keksinnon yhteydesså.
Il 11 91609
Metallin varastolåhdettå voi olla sellaisena måårånå, ettå se aikaansaa riittåvån metallimåårån tunkeutumisen ennalta mååråtysså måårin låpåisevåån tåyteaineeseen. Vaihtoehtoi-sesti voi valinnainen estovåline olla kosketuksessa tåyte-5 aineen låpåisevåån massaan ainakin sen toisella puolella rajapinnan måårittelemiseksi.
Lisåksi, vaikka syotetyn sulan matriisiseoksen måårån tu-lisi olla riittåvå sallimaan spontaanin tunkeutumisen ete-10 neminen ainakin oleellisesti tåyteaineen låpåisevån massan rajapintoihin (ts. estopintoihin) saakka, varastolåhteesså olevan seoksen måårå voisi ylittåå sellaisen riittåvån måårån niin, ettå on olemassa riittåvå måårå seosta tunkeutumisen loppuun saattamiseksi, ja sen lisåksi ylimåå-15 råinen sula metalliseos voisi jåådå ja kiinnittyå metalli-matriisi-komposiittikappaleeseen. Kun siten låsnå on yli-måårå sulaa seosta, tuloksena oleva kappale on kompleksi-nen komposiittikappale (esim. makrokomposiitti), jossa metallimatriisin låpitunkema keraamikappale suoraan sitou-20 tuu varastolåhteeseen jååvåån ylimååråiseen metalliin.
Jokainen edellå selitetyistå rinnakkais-metallimatriisiha-kemuksista kuvaa menetelmiå metallimatriisi-komposiitti-kappaleiden tuottamiseksi sekå uusia metallimatriisi-kom-25 posiittikappaleita, joita niillå tuotetaan.
Esillå olevan keksinnon mukaiselle menetelmålle metalli-matriisikomposiitin valmistamiseksi on tunnusomaista se, ettå matriisimetalli yhdistetåån oleellisesti ei-rea-30 goivaan tåyteaineeseen saattamalla sula matriisimetalli spontaanisti tunkeutumaan ainakin tåyteaineen osaan massan muodostamiseksi, jossa tunkeutuminen on tapahtunut; ettå ainakin jossakin tunkeutumisprosessin vaiheessa kåytetåån tunkeutumisatmosfååriå sekå lisåksi joko tunkeutumisen 35 ediståjåå tai sellaisen edeltåjåå; ja ettå massaa, jossa tunkeutuminen on tapahtunut låmpo-muovataan.
12 91609
Metallimatriisi-komposiittikappaleeseen kohdistettavan låmpomuovauksen voi muodostaa esim. valssaus, suulakepu-ristus, painevalu, takominen, meiståminen, puristaminen, jne.
5
Keksinndn edullisessa suoritusmuodossa tunkeutumisen edis-tåjån edeltåjå voidaan syottåå ainakin yhteen, tåyteainee-seen tai esimuottiin, ja/tai matriisimetalliin ja/tai tun-keutumisatmosfååriin. Syotetty tunkeutumisen ediståjån 10 edeltåjå voi sen jålkeen reagoida ainakin jonkin nåistå, tåyteaineen tai esimuotin, ja/tai matriisimetallin ja/tai tunkeutumisatmosfåårin, kanssa, tuottaen tunkeutumisen ediståjån ainakin osassa tåyteainetta tai esimuottia tai sen osan påållå. Lopuksi, ainakin spontaanin tunkeutumisen 15 aikana, tunkeutumisen ediståjån tulisi olla ainakin osassa tåyteainetta tai esimuottia.
Kun spontaani tunkeutumisen esimuottiin tai tåyteaineeseen on tapahtunut, kohdistetaan esimuottiin tai tåyteainee-20 seen, johon tunkeutuminen on tapahtunut, låmpomuovaus.
Låmpomuovausmenetelmåt voidaan toteuttaa esimerkiksi liki-main me tall imat riis i -komposiittikappaleen matriisimetallin nesteytymislåmpotilassa tai jopa nesteytymislåmpotilan ylåpuolella. On tårkeåtå huomata, ettå metallimatriisi-25 komposiittikappale, jossa tunkeutuminen on tapahtunut, . . oleellisesti pitåå muotonsa matriisimetallin sulamislåmpo- tilassa tai jopa sen ylåpuolella, johtuen tåyteaineen tai esimuotin låsnåolosta, johon tunkeutuminen on tapahtunut.
30 Metallimatriisi-komposiittikappale voidaan kokonaan jååh- dyttåå ja sen jålkeen kuumentaa likimain matriisimetallin nesteytymislåmpotilaan (tai sen ylåpuolelle) låmpdmuovaus-ta vårten tåmån jålkeisesså menetelmåsså. Vaihtoehtoisesti voidaan kappale, jossa spontaani tunkeutuminen on tapah- « · » 13 91609 tunut, jåahdyttaå spontaanin tunkeutumisen jålkeen liki-main nesteytymislåmpotilaan ja oleellisesti vålittomåsti låmpomuovata. Lisåksi voidaan muodostaa vålikappaleita, kuten valanteita, jotka sen jålkeen kuumennetaan uudelleen 5 muuta låmpomuovausta vårten. Esillå olevan keksinnon mukaisella metallimatriisikomposiitilla on tyostettå-vyysominaisuudet, jotka ovat samanlaisia kuin metalleilla tai metallien yhdisteillå, vaikka sillå edelleen on oleelliset aineen ominaisuudet, jotka liitetåån esitettyi-10 hin metallimatriisikomposiitteihin.
Lisåksi esillå olevan keksinnon edullinen låmpomuovaus suoritetaan lisååmåttå materiaalivikoja tai -sårojå, ja eråisså tapauksissa se voi johtaa sellaisten vikojen tai 15 sårojen våhenemiseen. Erityisesti voi sekundåårinen kåsit-tely johtaa huokosten lukumåårån våhenemiseen ja koon pienenemiseen sekå sårojen umpeutumiseen, joita on kappa-leessa ennen kuin sekundåårinen kåsittely suoritetaan. Låmpomuovausmentelmillå voidaan saavuttaa yhtå hyvå ja 20 eråisså tapauksissa parempi pintaviimeistely kuin kåsit-telemåttomållå kappaleella.
Huomattakoon, ettå tåmå hakemus kåsittelee pååasiassa alumiinimatriisimetalleja, jotka jossain metallimatriisi-25 komposiittikappaleen muodostumisen aikana ovat kosketuk-sessa magnesiumiin, joka toimii tunkeutumisen ediståjån edeltåjånå, tunkeutumisatmosfåårinå toimivan typen låsnå-ollessa. Siten alumiini/magnesium/typpi-jårjestelmån mat-riisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeutu-30 misatmosfååri-jårjestelmållå esiintyy spontaania tunkeutumista. Monet muut matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeutumisatmosfååri-jårjestelmåt voivat kuitenkin kåyttåytyå samantapaisesti kuin alumiini/magnesium/typpi- jårjestelmå. Samantapaista spontaania 35 tunkeutumiskåyttåytymistå on havaittu esimerkiksi alumii- ni/strontium/typpi-jårjestelmåsså; alumiini/sinkki/happi-jårjestelmåsså; sekå alumiini/kalsium/typpi-jårjestelmås- 14 91609 så. Vastaavasti, vaikka tåsså hakemuksessa kåsitellåån ainoastaan tåsså viitattuja jårjestelmiå, on yiranårrettåvå, ettå muut metallimatriisi/tunkeutumisen ediståjån edeltå-jå/tunkeutumisatmosfååri-jårjestelmåt voivat kåyttåytyå 5 samantapaisesti.
Matriisimetallin kåsittåesså alumiiniseosta, saatetaan alumiiniseos kosketukseen esimuottiin, joka kåsittåå tåy-teainetta (esim. alumiinioksidia tai piikarbidia), jolloin 10 esimuottiin tai tåyteaineeseen on sekoitettu magnesiumia, ja/tai jolloin ne saatetaan magnesiumin vaikutuksen alai-seksi prosessin jossakin kohdassa. Erååsså edullisessa suoritusmuodossa alumiiniseos ja/tai esimuotti tai tåyte-aine pidetåån lisåksi typpiatmosfåårisså ainakin prosessin 15 osan aikana. Esimuotissa esiintyy spontaania tunkeutumis-ta, ja spontaanin tunkeutumisen ja metallimatriisin muo-dostumisen måårå tai nopeus vaihtelevat prosessiolojen annetun jårjestelyn mukaisesti, johon sisåltyy esimerkiksi jårjestelmåån (esim. alumiiniseokseen ja/tai tåyteainee-20 seen tai esimuottiin ja/tai tunkeutumisatmosfååriin) tuo-tetun magnesiumin pitoisuus, tåyteaineen tai esimuotin hiukkasten koko ja/tai koostumus, kolmiulotteisesti liit-tyneen aineen huokoisuuden måårå, typen pitoisuus tunkeu-tumisatmosfåårisså, aika jona tunkeutumisen annetaan 25 esiintyå, ja/tai låmpotila, jossa tunkeutuminen esiintyy. Spontaania tunkeutumista esiintyy tyypillisesti niin suu-ressa måårin, ettå se riittåå oleellisen tåydellisesti ympåroimåån kolmiulotteisesti liittyneen aineen, esimuotin tai tåyteaineen.
30 Mååritelmiå "Alumiini" merkitsee ja sisåltåå tåsså kåytettynå oleel-lisesti puhtaan metallin (esim. suhteellisen puhtaan, 35 kaupallisesti saatavan seosteunattoman alumiinin) tai metallin ja metalliseosten muita laatuja, kuten kaupallisesti saatavat metallit, joissa on epåpuhtauksia ja/tai jotka li 15 91609 sallivat siinå olevan sellaisia ainesosia, kuten rautaa, piitå, kuparia, magnesiuma, mangaania, kromia, sinkkiå, jne. Taman mååritelmån tarkoituksiin oleva alumiiniseos on seos tai metallien muodostama yhdiste, jossa alumiini on 5 pååainesosana.
"Ei-hapettavan kaasun loppuosa" merkitsee tåsså kåytettynå sitå, ettå tunkeutumisatmosfåårin muodostavan primååri-kaasun lisånå oleva mikå tahansa kaasu on joko inerttiå 10 kaasua tai pelkiståvåå kaasua, joka oleellisesti ei reagoi matriisimetallin kanssa prosessin olosuhteissa. Kaikkien kaasussa (kaasuissa) epåpuhtautena mahdollisesti låsnå olevien hapettavien kaasu jen måårån tulisi olla riittåmåton matriisimetallin hapettamiseen missåån oleellisessa måårin 15 prosessin olosuhteissa.
"Estoaine" tai "estovåline" merkitsee tåsså kåytettynå mitå tahansa soveltuvaa valinettå, joka vuorovaikuttaa, eståå, torjuu tai lopettaa sulan matriisimetallin kulkeutumisen, 20 siirtymisen tai vastaavan, tåyteainemassan tai esimuotin rajapinnan taakse, jolloin mainittu estovåline måårittelee sellaisen rajapinnan. Sopivia estovålineitå voivat olla mitkå tahansa aineet, yhdisteet, alkuaineet, koostumukset tai vastaavat, jotka prosessin olosuhteissa yllåpitåvåt 25 jonkinasteisen eheyden eivåtkå ole oleellisesti haihtuvia « (ts. estoaine ei haihdu niin paljon, ettå siitå tulisi estoaineena hyodyton).
Lisåksi sopivat "estovålineet" sisåltåvåt aineita, joita 30 kulkeutuva sula matriisimetalli kåytetyn prosessin aikana ei oleellisesti pysty kostuttamaan. Tåmån tyyppisellå estoaineella nåyttåå olevan oleellisen våhån tai ei lainkaan yhtymispyrkimystå sulaan matriisimetalliin, ja estovåline eståå tai torjuu siirtymisen tåyteainemassan 35 tai esimuotin mååritellyn rajapinnan yli. Estoaine våhentåå mahdollista loppukoneistusta tai hiomista, jota voidaan tarvita, ja måårittelee ainakin osan tuloksena olevan 16 91609 metallimatriisi-komposiittituotteen pinnasta. Estoaine voi mååråtyisså tapauksissa olla låpaisevåå tai huokoista, tai se voidaan saattaa låpåisevåksi esimerkiksi poraamalla reikia estoaineeseen tai låviståmållå se, niin ettå kaasu 5 påasee kosketukseen sulan matriisimetallin kanssa.
"Jåannokset" tai "matriisimetallin jåånnokset" viittaa tassa kåytettynå alkuperaisen matriisimetallirungon mah-dolliseen osaan, joka jaå jaljelle ja joka ei ole kulunut 10 metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostuksen aikana, ja tyypillisesti, jos sen annetaan jååhtyå, pysyy ainakin osittaisessa kosketuksessa muodostettuun metallimatriisi-komposiittikappaleeseen. Tulisi ymmårtåå, etta jaannokset voivat myos sisåltåå toista tai vierasta ainetta.
15 "Tayteaine" on tåssa kåytettynå tarkoitettu sisåltåmåån joko yksittåisiå aineksia tai ainesseoksia, jotka oleel-lisesti eivåt reagoi matriisimetallin kanssa ja/tai joilla on rajoitetu liukenevuus matriisimetalliin, ja jotka voivat 20 olla yksi- tai useampifaasisia. Tåyteaineita voidaan jårjeståå lukuisissa eri muodoissa, kuten jauheina, lius-koina, hiutaleina, mikropalloina, kuitukiteinå, kuplina, jne, ja ne voivat olla joko tiiviitå tai huokoisia. Tåyteaine voi myos sisåltåå keraamisia tåyteaineita, kuten 25 alumiinioksidia tai piikarbidia kuituina, leikattuina kuituina, hiukkasina, kuitukiteinå, kuplina, kuulina, kuitumattoina, tai vastaavina, ja påållystettyjå tåyteaineita, kuten hiilikuituja, jotka on påållystetty alu-miinioksidilla tai piikarbidilla hiilen suojaamiseksi 30 esim. sulan perusmetalli-alumiinin syovyttåvåltå vaikutuk-selta. Tåyteaineet voivat myos kåsittåå metalleja.
"Tunkeutumisatmosfååri" tåsså kåytettynå tarkoittaa sitå atmosfååriå, joka on låsnå ja joka vuorovaikuttaa mat-35 riisimetallin ja/tai esimuotin (tai tåyteaineen) ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja/tai tunkeutumisen il 17 91609 ediståjån kanssa ja sallii tai ediståå matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen esiintymisen.
"Tunkeutumisen ediståjå" merkitsee tåsså kåytettynå ainet-5 ta, joka ediståå tai avustaa matriisimetallin spontaania tunkeutumista tåyteaineeseen tai esimuottiin. Tunkeutumisen ediståjå voidaan muodostaa esimerkiksi tunkeutumisen ediståjån edeltåjån reaktiolla tunkeutumisatmosfåårin kanssa 1) kaasun ja/tai 2) tunkeutumisen ediståjån edel-10 tåjån ja tunkeutumisatmosfåårin reaktiotuotteen ja/tai 3) tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja tåyteaineen tai esimuotin reaktiotuotteen muodostamiseksi. Lisåksi tunkeutumisen ediståjåå voidaan syottåå suoraan ainakin yhteen seuraavista: esimuottiin, ja/tai matriisimetalliin, ja/tai 15 tunkeutumisatmosfååriin; ja se voi toimia oleellisesti samalla tavalla kuin tunkeutumisen ediståjå, joka on muodostunut tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja jonkin toisen aineen reaktiona. Lopuksi ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana tunkeutumisen ediståjån tulisi sijaita 20 ainakin osassa tåyteainetta tai esimuottia spontaanin tunkeutumisen aikaansaamiseksi.
"Tunkeutumisen ediståjån edeltåjå" merkitsee tåsså kåytettynå ainetta, joka yhdesså matriisimetallin, esimuotin 25 ja/tai tunkeutumisatmosfåårin kanssa kåytettynå muodostaa tunkeutumisen ediståjån, joka aiheuttaa tai avustaa matriisimetallin spontaania tunkeutumista tåyteaineeseen tai esimuottiin. Haluamatta sitoutua mihinkåån mååråttyyn teoriaan tai selitykseen, vaikuttaa siltå, ettå tunkeutu-30 misen ediståjån edeltåjåå pitåisi pystyå asettamaan, sen pitåisi sijaita tai sitå pitåisi voida kuljettaa sellaiseen kohtaan, joka sallii tunkeutumisen ediståjån edeltåjån olla vuorovaikutuksessa tunkeutumisatmosfåårin kanssa ja/tai esimuotin tai tåyteaineen ja/tai metallin kanssa. Eråisså 35 matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeu-tumisatmosfååri-jårjestelmisså on esimerkiksi toivotta-vaa, ettå tunkeutumisen ediståjån edeltåjå hoyrystyy siinå 18 91609 låmpotilassa jossa matriisixnetalli sulaa, tåman låmpotilan låhellå, tai eråisså tapauksissa jopa jonkinverran tåman låmpotilan ylåpuolella. Sellainen hoyrystyminen saattaa johtaa: 1) tunkeutumisen ediståjån edeltåjån reaktioon 5 tunkeutumisatmosfåårin kanssa sellaisen kaasun muodosta- miseksi, joka ediståå tåyteaineen tai esimuotin kostutta-mista matriisimetallilla; ja/tai 2) tunkeutumisen ediståjån edeltåjån reaktioon tunkeutumisatmosfåårin kanssa sellaisen kiinteån aineen, nesteen tai kaasun muodossa 10 olevan tunkeutumisen ediståjån muodostamiseksi ainakin tåyteaineen tai esimuotin osassa, joka ediståå kostutta-mista; ja/tai 3) sellaiseen tunkeutumisen ediståjån edeltåjån reaktioon tåyteaineessa tai esimuotissa, joka muo-dostaa kiinteån aineen, nesteen tai kaasun muodossa olevan 15 tunkeutumisen ediståjån ainakin tåyteaineen tai esimuotin osassa, joka ediståå kostuttamista.
"Matriisimetalli" tai "matriisimetalliseos" merkitsevåt tåsså kåytettynå sitå metallia, jota kåytetåån metallimat-20 riisikomposiitin muodostamiseksi (esim. ennen tunkeutumis-ta) ja/tai sitå metallia, joka sekoittuu tåyteaineeseen metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostamiseksi (esim. tunkeutumisen jålkeen). Kun matriisimetalliksi nimetåån mååråtty metalli, on ymmårrettåvå, ettå sellainen 25 matriisimetalli sisåltåå tåman metallin oleellisesti puh-taana metallina, kaupallisesti saatavana metallina, jossa on epåpuhtauksia ja/tai seosaineita, metallien muodostaman yhdisteenå tai seoksena, jossa tåmå metalli on pååasial-lisena osana.
30 "Matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edeltåjå/tunkeu-tumisatmosfååri-jårjestelmå" eli "spontaani jårjestelmå" viittaa tåsså kåytettynå siihen aineiden yhdistelmåån, jolla esiintyy spontaania tunkeutumista esimuottiin ja 35 tåyteaineeseen. On ymmårrettåvå, ettå kun esimerkin mat-riisimetallin, tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja tunkeutumisatmosf åårin vålisså esiintyy merkki "/", sitå
II
19 91609 kåytetåån merkitsemåån jarjestelmåå tai aineiden yhdistel-måå, jolla mååråtyllå tavalla yhdisteltynå esiintyy spon-taania tunkeutumista esimuottiin tai tåyteaineeseen.
5 "Metallimatriisikomposiitti" eli "MMC" merkitsee tasså kåytettynå ainetta, joka kåsittaa kaksi- tai kolmiulottei-sesti liittyneen seoksen tai matriisimetallin, joka pitaå sisållåan esimuottia tai tåyteainetta. Matriisimetalli voi sisaltåå erilaisia seosalkuaineita, joilla aikaansaadaan 10 erityisesti toivotut mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuu-det tuloksena olevassa komposiitissa.
Matriisimetallista "poikkeava" metalli merkitsee metallia, joka ei sisållå pååasiallisena ainesosana samaa metallia 15 kuin matriisimetalli (jos esimerkiksi matriisimetallin pååasiallisena osana on alumiini, niin "poikkeavan" metallin pååasiallisena osana voisi olla esimerkiksi nikkeli).
"Ei-reaktiivinen astia matriisimetallia vårten" merkitsee 20 mitå tahansa astiaa, joka voi sisåltåå tåyteainetta (tai esimuotin) ja/tai sulaa matriisimetallia prosessin olois-sa, ja joka ei reagoi matriisin ja/tai tunkeutumisatmos-fåårin ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja/tai tåyteaineen tai esimuotin kanssa sellaisella tavalla, joka 25 oleellisesti huonontaisi spontaania tunkeutumismekanis- mia.
"Esimuotti" tai "låpåisevå esimuotti" merkitse tåsså kåytettynå sellaista huokoista tåytemassaa tai tåyte-30 ainemassaa, joka valmistetaan ainakin yhdellå rajapinnal-la, joka oleellisesti måårittelee tunkeutuvalle mat-riisimetallille rajapinnan, kuten massaa, joka riittåvån hyvin pitåå ehjån muotonsa ja tuorelujuuden, niin ettå se aikaansaa mittapysyvyyden ennen kuin matriisimetalli tun-35 keutuu siihen. Massan tulisi olla riittåvån huokoista, niin ettå se sallii matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen siihen. Tyypillisesti esimuotti kåsittåå sidotun ryhmån 20 91609 tai tåyteaineen jårjestelyn, joko homogeenisen tai epåho-mogeenisen, ja se voi kasittåå mitå tahansa soveltuvaa ainetta (esim. keraamisia ja/tai metallihiukkasia, jauhei-ta, kuituja, kuitukiteitå, jne, sekå mitå tahansa nåiden 5 yhdistelmåå). Esimuotti voi olla joko erillisenå tai kokoonpanona.
"Varastolåhde" tai varasto merkitsee tåsså kåytettynå erillista matriisimetallin kappaletta, joka on sijoitettu 10 tåyteainemassan tai esimuotin suhteen niin, ettå kun metalli sulaa, se voi virrata korvaamaan, tai eråisså tapauksissa alunperin aikaansaamaan ja sen jålkeen tåyden-tåmåån sitå matriisimetallin osaa, segmenttiå tai låhdettå, joka koskettaa tåyteainetta tai esimuottia.
15 "Spontaani tunkeutuminen" merkitsee tåsså kåytettynå matriisimetallin tunkeutumista låpåisevåån tåyteainemassaan tai esimuottiin, joka tapahtuu vaatimatta paineen tai tyhjdn kåyttåmistå (ei ulkoisesti kohdistettua eikå sisåi-20 sesti kehitettyå).
"Låmpomuovaus" merkitsee tåsså kåytettynå metallimatrii-sikomposiitin sekundååristå kåsittelyå sen ollessa nestey-tymislåmpotilassa tai sen ylåpuolella, kuten kuten vals-25 sausta, suulakepuristusta, painevalua, takomista, meiståmistå, puristeimista, tai mitå tahansa muuta menetel-måå, joka saattaa tiksotrooppisen metallimatriisikomposii-tin juoksemaan.
30 Seuraavat kuviot on jårjestetty keksinnon ymmårtåmisen tueksi, mutta niitå ei ole tarkoitettu rajoittamaan keksinnon suoja-alaa. Kaikissa kuvioissa on kåytetty mahdollisuuksien mukaan samoja viitenumeroita osoittamaan samanlaisia osia, jolloin: 35
II
21 91609
Kuvio 1 on kaaviollinen poikkileikkaus jårjestelystå metallimatriisikomposiitin tuottamiseksi spon-taanilla tunkeutumisella; ja 5 Kuviot 2 ja 3 ovat valokuvia pinnan viimeistelystå, joka ssadaaan spontaanin tunkeutumisen metallimatrii-sikomposiitin låmpomuovauksella polystyreenimal-jan mallimuotilla.
10 Esilla oleva keksinto liittyy metallimatriisikomposiitin muodostamiseen antamalla sulan matriisimetallin spon-taanisti tunkeutua tåyteaineeseen tai esimuottiin. Erityi-sesti tunkeutumisen ediståja ja/tai tunkeutumisen edistå-jån edeltajå ja/tai tunkeutuva atmosfååri ainakin prosessin 15 jossakin vaiheessa on yhteydesså tåyteaineeseen tai esimuottiin, mikå sallii sulan matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen tåyteaineeseen tai esimuottiin. Sen jålkeen kun spontaani tunkeutuminen on tapahtunut tåyteaineeseen tai esimuottiin, niin tåyteaine, jossa tunkeutuminen on 20 tapahtunut, låmpomuovataan seuraavissa kåsittelyviheissa.
Kuvioon 1 viitaten havainnollistetaan yksinkertaista jår-jestelyå 10 metallimatriisikomposiitin tuottamiseksi spon-taanilla tunkeutumisella, joka sen jålkeen voidaan låmpo-25 muovata. Tarkemmin ottaen sopivaa ainetta oleva, kuten alla selitetåån, tåyteaine tai esimuotti 1 sijoitetaan ei-reak-tiiviseen astiaan matriisimetallia vårten 2 ja/tai tåyte-ainetta vårten. Ei-reagoiva astia tulisi tehdå aineesta, tai se tulisi muulla tavalla vuorata, maalata tai pinnoit-30 taa sopivalla aineella, joka ei haitallisesti vaikuta spontaaniin tunkeutumismenetelmåån, kuten alempana yksi-tyiskohtaisesti selitetåån. Matriisimetalli 3 sijoitetaan tåyteaineen tai esimuotin 1 påålle tai sen låhelle. Jårjestely sijoitetaan sen jålkeen uuniin spontaanin 35 tunkeutumisen aloittamiseksi.
22 91609
Matriisimetallin spontaanin tunkeutumisen aikaansaamisek-si esimuottiin, tulisi spontaaniin jårjestelmåån jårjeståå tunkeutumisen ediståjå. Tunkeutumisen ediståjå voisi muo-dostua tunkeutumisen ediståjån edeltåjåstå, joka voitai-5 siin jarjeståå 1) matriisimetalliin, ja/tai 2) esimuottiin/ ja/tai 3) tunkeutumisatmosfååristå, ja/tai 4) ulkoisesta låhteestå spontaaniin jårjestelmåån. Lisåksi/ tunkeutumisen ediståjån edeltåjån sijasta voidaan tunkeutumisen ediståjåå syottåå suoraan ainakin joko esimuottiin, ja/tai 10 matriisimetalliin, ja/tai tunkeutumisatmosfååriin. Lopuk-si, ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana, tunkeutumisen ediståjån tulisi sijaita ainakin osassa tåyteainetta tai esimuottia.
15 Edullisessa suoritusmuodossa on mahdollista, ettå tunkeutumisen ediståjån edeltåjån voidaan ainakin osittain antaa reagoida tunkeutumisatmosfåårin kanssa, niin ettå tunkeutumisen ediståjå voidaan muodostaa ainakin osassa tåyteainetta tai esimuottia ennen kuin tai oleellisesti jatku-20 vasti kun tåyteaine tai esimuotti koskettaa matriisimetallia (esim. jos tunkeutumisen ediståjån edel-tåjånå olisi magnesiumia ja tunkeutumisatmosfåårinå typ-peå, niin tunkeutumisen ediståjå voisi olla magnesiumnit-ridiå, joka voisi sijaita ainakin osassa esimuottia tai 25 tåyteainetta).
Esimerkkinå matriisimetalli/tunkeutumisen ediståjån edel-tåjå/tunkeutumisatmosfååri-jårjestelmåstå on alumiini/ magnesium/typpi-jårjestelmå. Erityisesti voidaan alumii-30 nimatriisimetalli asettaa sopivassa tulenkeståvåsså as-tiassa olevaan tåyteaineeseen, joka astia prosessioloissa ei reagoi alumiinimatriisimetallin ja/tai tåyteaineen kanssa, kun alumiini sulatetaan. Tåyteaine tai esimuotti voidaan sen jålkeen pååståå kosketukseen sulan alumiinimat-35 riisimetallin kanssa ja antaa spontaanin tunkeutumisen tapahtua.
II
23 91609
Lisåksi tunkeutumisen edistajan edeltajån syottåmisen sijasta voidaan syottåå tunkeutumisen ediståjåå suoraan ainakin joko tåyteaineeseen tai esimuottiin ja/tai mat-riisimetalliin ja/tai tunkeutumisatmosfååriin. Lopuksi 5 ainakin spontaanin tunkeutumisen aikana tunkeutumisen edistajan tulisi sijaita ainakin osassa tayteainetta tai esimuottia.
Niisså oloissa, joita kåytetaån esillå olevan keksinnon 10 mukaisessa menetelmåsså, alumiini/magnesium/typpi-spon- taanissa tunkeutumis jar jestelman tapauksessa esimuotin tai tåyteaineen tulisi olla riittåvån låpåisevåå, jotta typpea sisaltavå kaasu voisi tunkeutua tayteaineeseen tai esimuottiin prosessin jonkin vaiheen aikana ja/tai koskettaa 15 sulaa matriisimetallia. Lisåksi låpåisevåsså tåyteaineessa tai esimuotissa voi tapahtua sulan matriisimetallin tun-keutumista, jolloin aiheutuu sulan matriisimetallin spon-taani tunkeutuminen typen låpåisemåån esimuottiin, niin ettå se muodostaa metallimatriisi-komposiittikappaleen 20 ja/tai sattaa typen reagoimaan tunkeutumisen edistajan edeltajån kanssa tunkeutumisen ediståjån muodostamiseksi tåyteaineeseen tai esimuottiin aiheuttaen nåin spontaanin tunkeutumisen. Spontaanin tunkeutumisen måårå ja metalli-matriisikomposiitin muodostuminen vaihtelee prosessiolo-25 jen annetun yhdistelmån mukaisesti, joita ovat mm. mag- • nesiumin måårå alumiiniseoksessa, magnesiumin måårå tåyteaineessa tai esimuotissa, magnesiumnitridin måårå esimuotissa tai tåyteaineessa, muiden seosalkuaineiden (esim. pii, rauta, kupari, mangaani, kromi, sinkki, ja 30 vastaavat) låsnåolo, esimuotin tai tåyteaineen muodostavan tayteaineen keskimååråinen koko (esim. hiukkashalkaisija), tåyteaineen tai esimuotin pintatila ja tyyppi, tunkeutumis atmos fåår in typpipitoisuus, tunkeutumiselle annettu aika ja låmpotila, jossa tunkeutuminen tapahtuu. Annetta-35 essa esimerkiksi sulan alumiinimatriisimetallin tunkeutu misen tapahtua spontaanisti, voidaan alumiini seostaa .. ainakin noin 1 painoprosentilla, ja edullisesti ainakin 24 91609 noin 3 painoprosentilla magnesiumia (joka toimii tunkeu-tumisen ediståjån edeltajanå), seoksen painoon verrattuna. Muita lisaseosalkuaineita, kuten edella on selitetty, voidaan myos sisaltaa matriisimetalliin sen erityisten 5 ominaisuuksien rååtåloimiseksi. Lisåksi lisaseosalkuai-neet voivat vaikuttaa matriisin alumiinimetallissa tarvit-tavan magnesiumin mååråån, niin ettå se johtaa spontaaniin tunkeutumiseen tåyteaineeseen tai esimuottiin. Magnesiumin håviamista spontaanista jårjestelmastå, esimerkiksi hoy-10 rystymisen vuoksi, ei saisi tapahtua niin suuressa måårin, ettei magnesiumia ole låsnå muodostamaan tunkeutumisen ediståjåå. Siten on toivottavaa, ettå aluksi kåytetåån riittåvåå seosalkuaineiden mååråå jotta spontaani tunkeu-tuminen voisi tapahtua hoyrystymisen sitå haittaamatta.
15 Lisåksi magnesiumin låsnåolo sekå esimuotissa (tai tåyte-aineessa) ettå matriisimetallissa tai pelkåståån esimuotissa (tai tåyteaineessa) voi johtaa magnesiumin spon-taania tunkeutumista vårten vaadittavan måårån pienenemiseen (jota selitetåån yksityiskohtaisemmin alem-20 pana).
Typpiatmosfåårisså olevan typen måårå vaikuttaa myos metallimatriisi-komposiittikappaleen muodostumisno peuteen. Erityisesti jos atmosfåårisså on alle 10 tila-25 vuusprosenttia typpeå, niin spontaania tunkeutumista esiintyy hyvin hitaasti tai hyvin våhån. On havaittu, ettå on edullista kun atmosfåårisså on ainakin 50 tilavuus-prosenttia typpeå, jolloin aikaansaadaan lyhyempiå tunkeu-tumisaikoja paljon suuremmasta tunkeutumismååråstå joh-30 tuen. Tunkeutumisatmosfååri (esim. typpeå sisåltåvå kaasu) voidaan syottåå suoraan tåyteaineseen tai esimuottiin ja/tai matriisimetalliin, tai se voidaan tuottaa aineen hajoamisen tuloksena.
35 Sulan matriisimetallin tåyteaineseen tai esimuottiin tunkeutumisen aikaansaamiseksi vaadittavan magnesiumin våhim-måismåårå riippuu yhdestå tai useammasta tekijåstå, kuten
II
25 91609 prosessin låmpotilasta, ajasta, muiden lisåseosalkuainei-den kuten piin tai sinkin låsnåolosta, tåyteaineen luon-teesta, magnesiumin sisåltymisestå yhteen tai useampaan spontaanin jårjestelmån osaan, atmosfåårin typpisisållos-5 tå, ja typpiatmosfåårin virtausmååråstå. Voidaan kåyttåå alempia låmpotiloja tai lyhyempiå kuumennusaikoja tåydel-lisen tunkeutumisen aikaansaamiseksi, kun seoksen ja/tai esimuotin magnesiumpitoisuutta nostetaan. Samaten annetul-la magnesiuinpitoisuudella mååråttyjen lisåseosalkuainei-10 den, kuten sinkin lisååininen mahdollistaa alempien låmpo-tilojen kåyttåmisen. Esimerkiksi matriisimetallin magnesiumpitoisuutta toimivan alueen alapååsså, esim vå-lillå noin 1-3 painoprosenttia, voidaan kåyttåå yhdesså ainakin jonkin seuraavien kanssa: våhimmåisprosessilåmpo-15 tilan ylittåvå låmpotila, suuri typpipitoisuus, yksi tai useampia lisåseosalkuaineita. Ellei esimuottiin lisåtå lainkaan magnesiumia, pidetåån vålillå noin 3-5 painoprosenttia magnesiumia sisåltåviå seoksia edullisina, johtuen niiden yleisestå kåytettåvyydestå laajoilla pro-20 sessiolojen alueilla, jolloin ainakin 5 painoprosenttia pidetåån edullisena kåytettåesså alempia låmpotiloja ja lyhyempiå aikoja. Alumiiniseoksessa voidaan kåyttåå 10 painoprosentin ylittåviå magnesiumpitoisuuksia tunkeutu-miseen vaadittavien låmpotilaolojen muuntelemiseksi. Mag-25 nesiumpitoisuutta voidaan pienentåå muiden seosalkuainei-: den yhteydesså, mutta nåmå alkuaineet pal ve le vat ainoastaan lisåtoimintoja, ja niitå kåytetåån edellå mainitun magnesiumin minimimåårån tai sen ylittåvån måårån kanssa. Esimerkiksi oleellisesti mitåån tunkeutumista ei esiinty-30 nyt nimellisesti puhtaalla alumiinilla, jota oli seostettu vain 10 % piillå, 1000°C låmpotilassa, alustaan 39 Crystolon (99 % puhdasta piikarbidia Norton Co:lta), jonka raekoko oli 500 mesh (mesh = seulan aukkojen lukumåårå tuumaa kohti) . Magnesiumin låsnåollessa on kuitenkin piin havaittu 35 ediståvån tunkeutumisprosessia. Toisena esimerkkinå magnesiumin måårå muuttuu, jos sitå syotetåån yksinomaan esimuottiin tai tåyteaineeseen. On havaittu, ettå spontaani 26 91609 tunkeutuminen tapahtuu, kun spontaaniin jårjestelmåån syotetaan pienempi painoprosentti magnesiumia, jos ainakin jokin måårå syotetyn magnesiumin kokonaismååråstå sijoi-tetaan esimuottiin tai tåyteaineeseen. Saattaa olla toi-5 vottavaa, ettå magnesiumia jårjestetåån pienempi måårå, jotta våltettåisiin ei-toivottu jen metalliyhdisteiden syn-tyminen metallimatriisi-komposiittikappaleeseen. Esimuo-tin ollessa piikarbidia on havaittu, ettå matriisimetalli tunkeutuu spontaanisti esimuottiin, kun esimuotti saate-10 taan kosketukseen alumiinimatriisimetallin kanssa, esi-muotin sisåltåesså ainakin 1 painoprosenttia magnesiumia ja oleellisesti puhtaan typpiatmosfåårin låsnåollessa. Alumiinioksidi-esimuotin tapauksessa hyvåksyttåvån spon-taanin tunkeutumisen saavuttamiseksi vaadittu magnesiumin 15 måårå on hieman suurempi. Erityisesti on havaittu, ettå kun samantapainen alumiinimatriisimetalli saatetaan kos-kettamaan alumiinioksidi-esimuottia, likimain s amas s a låm-potilassa kuin alumiini joka tunkeutui piikarbidi-esimuot-tiin, ja saman typpiatmosfåårin låsnåollessa, niin 20 saatetaan tarvita ainakin noin 3 painoprosenttia magnesiumia samanlaisen spontaanin tunkeutumisen aikaansaa-miseksi, kuin se joka saavutettiin juuri edellå kuvatun piikarbidi-esimuotin yhteydesså.
25 On myos havaittu, ettå on mahdollista syottåå spontaaniin jårjestelmåån tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå ja/tai tunkeutumisen ediståjåå seoksen pinnalle ja/tai esimuotin tai tåyteaineen pinnalle ja/tai esimuottiin tai tåyteaineeseen ennen kuin matriisimetallin annetaan tunkeutua 30 tåyteaineeseen tai esimuottiin (ts. saattaa olla, ettei syotettyå tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå tai tunkeutu- misen ediståjåå tarvitse seostaa matriisimetalliin, vaan ettå sitå yksinkertaisesti syotetåån spontaaniin jårjes-telmåån). Jos magnesiumia levitettåisiin matriisimetallin 35 pinnalle, saattaa olla edullista, ettå tåmå pinta olisi se pinta, joka on låhimpånå tai edullisesti kosketuksessa tåyteaineen låpåisevåån massaan tai påinvastoin; tai li 27 91609 sellaista magnesiumia voitaisiin sekoittaa ainakin esi-muotin tai tåyteaineen osaan. Lisåksi on mahdollista, etta pinnalle levittåmisen, seostamisen ja magnesiumin sijoit-tamisen ainakin esimuotin osaan, joitakin yhdistelmiå 5 voitaisiin kåyttåå. Sellaiset yhdistelmåt tunkeutumisen ediståjån (ediståjien) ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltajan (edeltajien) levittåmisesså saattaisivat johtaa alumiinimatriisimetallin esimuottiin tunkeutumisen edis-tåmiseen vaadittavan magnesiumin kokonaispainoprosentti-10 måaran pienenemiseen, samoinkuin alempien låmpotilojen saavuttamiseen, joissa tunkeutumista voi esiintyå. Lisaksi magnesiumin låsnåolosta johtuva metallien epåtoivottujen keskinaisten yhdisteiden muodostuminen voitaisiin myos minimoida.
15
Yhden tai useamman lisaseosalkuaineen kåyttåminen ja ympåroivån kaasun typpipitoisuus vaikuttavat myos mat-riisimetallin nitrautumiseen annetussa låmpotilassa. Esi-merkiksi voidaan seokseen sisallyttåa tai seoksen pinnalle 20 levittaå sellaisia lisåseosalkuaineita kuin sinkkiå tai rautaa tunkeutumislampotilan alentamiseksi ja siten muo-dostuvan nitridin måaran pienentåmiseksi, kun taas kaasussa olevan typen pitoisuuden lisååmistå voitaisiin kayttåå nitridin muodostumisen ediståmiseen.
25 ; Seoksessa olevan ja/tai seoksen pinnalle levitetyn ja/tai tåyteaineeseen tai esimuottiin yhdistetyn magnesiumin pitoisuus pyrkii myos vaikuttamaan tunkeutumisen mååråån annetussa låmpotilassa. Vastaavasti eråisså tapauksissa, 30 joissa pieni måårå tai ei lainkaan magnesiumia saa olla kosketuksessa suoraan esimuottiin tai tåyteaineeseen, saattaa olla edullista, ettå ainakin 3 painoprosenttia magnesiumia sisållytetåån seokseen. Tåtå arvoa pienemmåt seosmååråt, kuten 1 painoprosentti magnesiumia, saattaa 35 vaatia korkeammat prosessilåmpotilat tai lisåseosalkuaineita tunkeutumista vårten. Tåmån keksinnon spontaanin tunkeutumisprosessin toteuttamiseksi vaadittu låmpotila 28 91609 voi olla alempi: 1) kun yksinomaan seoksen magnesiumpitoi-suutta nostetaan, esim. ainakin noin 5 painoprosenttiin; ja/tai 2) kun seostavia aineita sekoitetaan tåyteaineen låpåisevåån massaan tai esimuottiin; ja/tai 3) kun alu-5 miiniseoksessa on toista alkuainetta, kuten sinkkiå tai rautaa. Låmpotila voi myos vaihdella eri tåyteaineilla. Yleensa esiintyy spontaania ja etenevaå tunkeutumista prosessilåmpotilassa, joka on ainakin noin 675°C, edulli-sesti prosessilåmpotilassa, joka on ainakin noin 750 -10 800°C. Yleensa yli 1200°C olevat låmpotilat eivåt nåyta ediståvån prosessia, ja erityisen kåyttokepoiseksi låmpo-tilaksi on havaittu alue noin 675°C - noin 1200°C. Kuitenkin yleisena sååntonå spontaanin tunkeutumisen låmpotila on sellainen låmpotila, joka on matriisimetallin sulamispis-15 teen ylåpuolella mutta matriisimetallin hoyrystymislåmpo-tilan alapuolella. Lisåksi spontaanin tunkeutumisen låm-potilan tulisi olla tåyteaineen sulamispisteen alapuolella. Edelleen, kun låmpotilaa nostetaan, kasvaa pyrkimys matriisimetallin ja tunkeutumisatmosfåårin våli-20 sen reaktiotuotteen muodostamiseen (esim* alumiinimat-riisimetallin ja typpeå olevan tunkeutumisatmosfåårin tapauksessa saattaa mu odost ua alumiininitridiå). Sellaiset reaktiotuotteet saattavat olla toivottavia tai ei-toivot-tuja, riippuen metallimatriisi-komposiittikappaleen aio-25 tusta kåytostå. Lisåksi tyypillisesti kåytetåån såhkovas-tuskuumennusta tunkeutumislåmpotilojen saavuttamiseksi. Keksinnon yhteydesså kåytettåvåksi hyvåksytåån kuitenkin mikå tahansa kuumennusvåline, joka voi saattaa matriisimetallin sulcimaan ja joka ei vaikuta haitallisesti spon-30 taaniin tunkeutumiseen.
< Esillå olevassa menetelmåsså esimerkiksi låpåisevå tåyte- aine tai esimuotti saatetaan kosketukseen sulan alumiinin kanssa typpeå sisåltåvån kaasun ollessa låsnå ainakin 35 jossakin prosessin vaiheessa. Typpeå sisåltåvåå kaasua voidaan syottåå yllåpitåmåån jatkuva kaasun virtaus kosketukseen ainakin joko tåyteaineeseen tai esimuottiin
II
29 91609 ja/tai sulaan alumiinimatriisimetalliin. Vaikkei typpeå sisåltåvan kaasun virtausmåårå ole kriittinen, pidetåan edullisena ettå virtausmåara on riittåvå kompensoimaan nitridin muodostumisesta seosmatriisissa johtuva mahdol-5 linen typen håviåminen atmosfååristå, sekå eståmåån tai torjumaan ilman sisåån pååseminen, jolla voi olla hapettava vaikutus sulaan metalliin.
Metallimatriisikomposiitin muodostamismenetelmåå voidaan 10 soveltaa tåyteaineiden laajaan valikoimaan, ja tåyteainei-den valinta riippuu sellaisista tekijoistå, kuten mat-riisiseoksesta, prosessin olosuhteista, sulan matriisi-seoksen reaktiivisuudesta tåyteaineen kanssa, sekå lopulliselle komposiittituotteelle haetuista ominaisuuk-15 sista. Kun matriisimetallina on esimerkiksi alumiini, lukeutuvat sopiviksi tåyteaineiksi a) oksidit, esim. alumiinioksidi, b) karbidit, esim. piikarbidi, c) boridit, esim. alumiinidodekaboridi, ja d) nitridit, esim. alu-miininitridi. Mikåli tåyteaine pyrkii ragoimaan sulan 20 alumiinimatriisimetallin kanssa, tåmå voidaan ottaa huo-mioon minimoimalla tunkeutumisaika ja -låmpotila tai jårjeståmållå reagoimaton påållystys tåyteaineelle. Tåyteaine voi kåsittåå alustan, kuten hiiltå tai ei-keraamista ainetta, jonka påållå on keraaminen påållystys alustan 25 suojaamiseksi syopymiseltå tai heikkenemiseltå. Sopivia * keraamipåållysteitå ovat rom. oksidit, karbidit, boridit ja nitridit. Esillå olevassa menetelmåsså kåytettåviksi edul-lisina pidettyjå keraameja ovat mm. alumiinioksidi ja piikarbidi hiukkasten, hiutaleiden, kuitukiteiden ja kui-30 tujen muodossa. Kuidut voivat olla epåjatkuvia (leikatussa muodossa) tai jatkuvan såikeen muodossa, kuten monisåikei-set langat. Lisåksi tåyteaine tai esimuotti voi olla homogeeninen tai epåhomogeeninen.
35 On myos havaittu, ettå mååråtyillå tåyteaineilla esiintyy suurempaa tunkeutumista suhteessa tåyteaineisiin, joilla on samantapainen kemiallinen koostumus. Esimerkiksi US-pa- 30 91609 tentissa 4,713,360 (nimitys "Uusia keraamisia aineita ja menetelmia niiden valmistamiseksi" ) kuvatulla menetelmållå valmistetuilla murskatuilla alumiinioksidi-kappaleilla on edulliset tunkeutumisominaisuudet verrattuna kaupallises-5 ti saatavilla oleviin alumiinioksidituotteisiin. Lisaksi rinnakkaisessa US-patenttihakemuksessa 819,397 (nimitys: ’’Komposiittikeraamisia esineitå ja niiden valmistus-menetelma" ) esitetylla menetelmalla tehdyillå murskatuilla alumiinioksidikappaleilla on myos edulliset tunkeutu-10 misominaisuudet verrattuna kaupallisesti saatavilla oleviin alumiinioksidituotteisiin. Edellå mainitut patentti-julkaisut esitetåån tåsså nimenomaisina viittauksina. Nain olien on havaittu, ettå tåydellinen tunkeutuminen keraa-mista ainetta olevaan låpåisevåån massaan voi tapahtua 15 alemmissa tunkeutumislampotiloissa ja/tai lyhyemmilla tun-keutumisajoilla kåyttaen puristettuja tai murskattuja kappaleita, jotka on valmistettu edellå mainittujen pa-tenttijulkaisujen mukaisella menetelmalla.
20 Tåyteaineen koko ja muoto voi olla mikå tahansa sellainen, joka vaaditaan komposiitin toivottujen ominaisuuksien saavuttcimiseksi. Siten aine voi olla hiukkasten, kuituki-teiden, hiutaleiden tai kuitujen muodossa, koska tåyteaineen muoto ei rajoita tunkeutumista. Voidaan kåyttåå 25 muitakin muotoja, kuten kuulia, pieniå putkia, pellettejå, tulenkeståvåå kuitukangasta, ja vastaavia. Lisaksi aineen koko ei rajoita tunkeutumista, vaikka pienten hiukkasten massalla saatetaan tunkeutumisen loppuunviemiseksi tarvita korkeampi lampotila tai pidempi aika kuin suuremmilla 30 hiukkasilla. Lisaksi (esimuotiksi muotoillun) tåyte-ainemassan tulisi tunkeutumista vårten olla låpåisevåå (ts.
• sen tulisi olla sulaa matriisimetallia ja tunkeutumisat- mosfååriå låpåisevåå).
35 Esillå olevan keksinnon mukainen menetelmå metallimatrii-si-komposiittikappaleiden muodostamiseksi sallii oleelli-sesti yhtenåisten metallimatriisikomposiittien valmista-
II
31 91609 misen, joilla on suuri tilavuusosa tåyteainetta ja pieni huokoisuus, koska ne eivåt ole riippuvaisia paineen kåyttåmisestå sulan matriisimetallin puristamiseksi esi-muottiin tai tåyteainemassaan. Suurempia tåyteaineen ti-5 lavuusosuuksia voidaan aikaansaada kåyttåmållå alussa tåyteainemassaa, jolla on pienempi huokoisuus. Suurempia tilavuusosuuksia voidaan myos aikaansaada silloin, jos tåyteainemassa tiivistetåån tai tehdåån muulla tavalla tiiviimmåksi, edellyttåen ettei massaa muuteta joko tåysin 10 tiiviiksi suljetuin kennohuokosin tai tåysin tiiviiksi rakenteeksi, mikå eståisi sulan seoksen tunkeutumisen. Suuruusluokkaa 40 - 50 % olevia tåyteainemassan tilavuusosuuksia pidetåån esillå olevan keksinnon mukaisesti låmpomuokkausta ajatellen edullisina. Sellaisilla tila-15 vuusosuuksilla tunkeutumisella aikaansaatu komposiitti såilyttåå tai oleellisesti såilyttåå muotonsa, jolloin edistetåån sekundååristå kåsittelyå. Voitaisiin kuitenkin kåyttåå suurempia tai pienempia hiukkasten mååriå tai tilavuusosuuksia, riippuen lopullisen komposiitin toivo-20 tusta painosisållostå låmpomuovauksen jålkeen. Lisåksi voidaan kåyttåå menetelmiå hiukkasten måårån våhentåmisek-si esillå olevan keksinnon mukaisten låmpomuovausproses-sien yhteydesså pienempien hiukkasmåårien aikaansaamisek-si.
25 • 1
On havaittu, ettå alumiinin tunkeutumista ja matriisin muodostumista vårten keraamisen tåyteaineen ympårille voi keraamisen tåyteaineen kostutus alumiinimatriisimetallil-la olla tårkeå osa tunkeutumismekanismista. Lisåksi alhai-30 sissa prosessilåmpotiloissa esiintyy erittåin våhån tai håviåvån våhån metallin nitridiksi muuttumista, jonka takia saadaan erittåin våhåinen epåjatkuva alumiininitridin faasi metallimatriisiin jakautuneena. Kun låhestytåån låmpotila-alueen ylåpååtå, tapahtuu kuitenkin todennåkoi-35 semmin metallin nitridiksi muuttumista. Siten voidaan sååtåå nitridifaasin osuutta metallimatriisissa muuttamal-la låmpotilaa, jossa tunkeutuminen tapahtuu. Ne mååråtyt 32 91609 låmpotilat, joissa nitridin muodostuminen tulee merkittå-våmmåksi, muuttuvat myos sellaisista tekijoistå riippuen, kuten kåytetty matriisin alumiiniseos ja sen måårå suh-teessa tåyteaineen tai esimuotin mååråån, tåyteaineen maåra 5 johon tunkeutumisen on tapahduttava, sekå tunkeutumisat-mosfåårin typpipitoisuus. Esimerkiksi alumiininitridin muodostumisen måårån uskotaan mååråtysså prosessilåmpoti-lassa kasvavan, kun seoksen kyky tåyteaineen kostuttamiseen pienenee ja kun atmosfåårin typpipitoisuus kasvaa.
10
Sen vuoksi on mahdollista rååtåloidå metallimatriisin rakennetta komposiitin muodostuksen aikana, niin ettå voidaan antaa tuloksena olevalle tuotteelle mååråtyt ominaisuudet. Annetulla jårjestelmållå voidaan prosessin 15 olosuhteet valita nitridin muodostuksen sååtåmiseksi. Alumiininitridiå sisåltåvållå komposiittituotteella on eråitå ominaisuuksia, jotka voivat olla edullisia tuotteen suorituskyvylle tai parantaa niitå. Lisåksi alumiiniseok-sen spontaanin tunkeutumisen edullinen låmpotila-alue vox 20 vaihdella kåytetystå keraamisesta aineesta riippuen. Kun tåyteaineena on alumiinioksidia, ei tunkeutumisen låmpo-tilan tulisi ylittåå 1000°C, mikåli halutaan, ettei matriisin muovattavuus oleellisesti pienene merkittåvån nitridin muodostumisen johdosta. Låmpotilan 1000°C ylit-25 tåviå låmpotiloja voidan kuitenkin kåyttåå, mikåli halutaan tuottaa komposiitti, jonka matriisilla on heikompi muovattavuus ja suurempi jåykkyys. Piikarbidiin tunkeutumista vårten voidaan kåyttåå korkeampia, noin 1200°C låmpotiloja, koska piikarbidia tåyteaineena kåytettåesså alumiiniseok-30 sesta syntyy våhemmån nitridejå, kuin alumiinioksideja tåyteaineena kåytettåesså.
Lisåksi on mahdollista kåyttåå matriisimetallin varasto-låhdettå tåyteaineen tåydellisen tunkeutumisen varmista-35 miseksi ja/tai syottåå toista metallia, jolla on erilainen koostumus kuin matriisimetallin ensimmåisellå låhteellå. Eråisså tapauksissa voi erityisesti olla toivottavaa
II
33 91609 kayttåå varastolåhteesså matriisimetallia, joka koostumuk-seltaan poikkeaa matriisimetallin ensimmåisestå låhteestå. Jos esimerkiksi alumiiniseosta kaytetåan ensimmåisenå matriisimetallin låhteenå, niin varastolåhteen metallina 5 voitaisiin kayttåå nåennaisesti mita tahansa toista metal-lia tai metalliseosta, joka on sulanut prosessilåmpotilas-sa. Sulat metallit ovat usein hyvin sekoittuvia toistensa kanssa, mikå johtaisi varastolåhdemetallin sekoittumiseen matriisimetallin ensimmåiseen lahteeseen niin kauan kuin 10 annetaan riittåvåsti aikaa sekoittumista vårten. Kåytet-tåesså ensimmåisen matriisimetallin lahteesta poikkeavan koostumuksen omaavaa varastolåhdemetallia, on siten mah-dollista raåtaloida metallimatriisin ominaisuuksia eri-laisten toimintavaatimusten tayttåmiseksi ja siten raata-15 loidå metallimatriisikomposiitin ominaisuuksia.
Estovalinetta voidaan myos kåyttaa esillå olevan keksinnon yhteydesså. Tamån keksinnon yhteydesså kåytettåvå estovå-line voi erityisesti olla mika tahansa soveltuva våline, 20 joka vuorovaikuttaa, eståå ja lopettaa sulan matriisiseok-sen (esim. alumiiniseos) kulkeutumisen, siirtymisen tai vastaavan tayteaineen mååritellyn rajapinnan ohi. Sopivia estovalineitå voivat olla mitka tahansa aineet, yhdisteet, alkuaineet, koostumukset tai vastaavat, jotka prosessin 25 olosuhteissa yllåpitåvåt jonkinasteisen eheyden eivåtkå ole haihtuvia, ja jotka edullisesti ovat prosessissa kaytettyå kaasua låpåiseviå, ja jotka samoin pystyvat paikallisesti eståmåån, pysåyttåmaån, vuorovaikuttamaan, torjumaan, jne, jatkuvan tunkeutumisen tai minkå tahansa 30 muun liikkeen keraamisen tayteaineen maaritellyn rajapinnan ohi. Estovålineita voidaan kayttåå spontaanin tunkeu-·· tumisen aikana tai muoteissa tai muissa laitteissa, joita kåytetåån spontaanin tunkeutumisen metallimatriisikomposiitin låmpomuovauksen yhteydesså, kuten alla yksityis-35 kohtaisemmin selitetåån.
34 91609
Soveltuvat estovålineet sisåltavat aineita, joita kulkeu-tuva sula matriisimetalli kåytetyn prosessin aikana ei oleellisesti pysty kostuttamaan. Tåmån tyyppisella esto-aineella nåyttåå olevan oleellisen våhån tai ei lainkaan 5 yhtymispyrkimystå sulaan matriisimetalliin, ja estovåline eståå tai torjuu siirtymisen tåyteainemassan tai esimuotin mååritellyn rajapinnan yli. Estoaine våhentåå mahdollista loppukoneistusta tai hiomista, jota voidaan tarvita metal-limatriisikomposiittituotteella. Kuten edellå mainittiin, 10 tulisi estoaineen edullisesti olla låpåisevåå tai huokois-ta, tai se voidaan saattaa låpåisevåksi esimerkiksi poraamalla reikiå estoaineeseen tai låviståmållå se, niin ettå kaasu paasee kosketukseen sulan matriisimetallin kanssa.
15
Soveltuvia estoaineita, jotka ovat erityisen edullisia alumiinimatriisiseoksilla, ovat niitå, jotka sisåltåvåt hiiltå, erityisesti hiilen kiteiset allotrooppiset muodot, jotka tunnetaan grafiittina. Grafiittia ei oleellisesti 20 voida kostuttaa kuvatuissa prosessiolosuhteissa sulalla alumiiniseoksella. Erityisen edullinen grafiitti on gra-fiittinauhatuote, jota myydåån tuotenimellå Grafoil (R), jonka tavaramerkin haltija on Union Carbide. Tålla gra-fiittinauhalla on tiiviståviå ominaisuuksia, jotka eståvåt 25 sulaa alumiiniseosta kulkeutumasta tåyteaineen maaritellyn rajapinnan ohi. Tåmå grafiittinauha on myos kuumuutta keståvå ja kemiallisesti inertti. Grafoil (R) -grafiitti-aine on taipuisaa, keståvåå, mukautuvaa ja joustavaa. Sitå voidaan valmistaa useissa muodoissa sopimaan esto-30 ainesovellutuksiin. Grafiittiestovålinettå voidaan kui-tenkin kåyttåå lietteenå tai tahnana tai jopa maalikalvona tåyteaineen tai esimuotin rajapinnalla tai sen ympårillå. Grafoil (R) -tuotetta pidetåån erityisen edullisena, koska se on taipuisan grafiittiarkin muodossa. Kåytosså tåmå 35 paperin tapainen grafiitti yksinkertaisesti muovaillaan tåyteaineen tai esimuotin ympårille.
35 91609
Muita edullisia estoaineita alumiinimetallimatriisiseok-sille typesså ovat siirtymåmetalliboridit (esim. ti-taanidiboridi (T1B2)), joita sulat alumiinimetalliseokset eivat tata ainetta maåråtyissa prosessioloissa kaytetta-5 esså pysty kostuttamaan. Tainan tyyppisellå estoaineella prosessilåmpotilan ei tulisi ylittåå noin 875°C, koska muutoin estoaineen vaikutus våhenee, ja itse asiassa korkeammassa lampotilassa esiintyy tunkeutumista estoai-neeseen. Siirtymåmetalliboridit ovat tyypillisesti hiuk-10 kasmuodossa (1 - 30 mikrometria). Estoaineet voidaan levittåå lietteenå tai tahnana edullisesti esimuotiksi muotoillun låpåisevån keraamisen tåyteaineen massan raja-pinnoille.
15 Alumiinimetallimatriisiseoksia vårten typessa muut kåyt-tokelpoiset estoaineet sisåltåvåt vaikeasti haihtuvia orgaanisia yhdisteitå, jotka levitetåån kalvona tai ker-roksena tåyteaineen tai esimuotin ulkopinnalle. Poltetta-essa typessa, erityisesti tåmån keksinnon mukaisissa 20 prosessioloissa, orgaaninen yhdiste hajoaa, jåttåen jål-keenså hiilinokikalvon. Orgaaninen yhdiste voidaan levittåå tavanomaisin keinoin, kuten maalaamalla, suihkuttamal-la, upottamalla, jne.
25 Lisåksi voivat hienoksi jauhetut hiukkasmaiset aineet toimia estoaineena, jos hiukkasmaiseen aineeseen tunkeu-tuminen esiintyy nopeudella, joka on hitaampi kuin tunkeu-tumisnopeus tåyteaineeseen.
30 Siten voidaan estoainetta levittåå millå tahansa sopivalla tavalla, kuten peittåmållå mååritelty rajapinta estovåli-neen kerroksella. Sellainen estovålineen kerros voidaan muodostaa maalaamalla, upottamalla, silkkipainatuksella, hoyryståmållå, tai levittåmålla estovålinettå muilla ta-35 voin neste-, liete- tai tahnamuodossa, tai sputteroimalla hoyrystyvåå estovålinettå, tai yksinkertaisesti kerrosta-. malla kiinteån hiukkasmaisen estovålineen kerros, tai 36 91609 levittåmållå estovålineen kiinteå ohut arkki tai kalvo mååritellylle rajapinnalle. Kun estovåline on paikallaan, spontaani tunkeutuminen pååttyy oleellisestl silloin, kun tunkeutuva matriisimetalli saavuttaa mååritellyn rajapin-5 nan ja koskettaa estovålinettå.
Kun spontaani tunkeutuminen on saavutettu jollakin edella mainituista useammasta suoritusmuodosta, voidaan suorittaa tuotetun metallimatriisikomposiitin sekundåarinen kåsit-10 tely esillå olevan keksinnon mukaisesti. Sellainen sekun-dåårinen kåsittely suoritetaan komposiitin nestetytymis-låmpotilassa tax sen ylåpuolella. Erityisesti ja tårkeåna seikkana, on havaittu etta kun metallimatriisikomposiitti on oleellisesti nesteytymislåmpotilansa ylåpuolella se 15 såilyttåå muotonsa koossapysyvånå kappaleena, kåyttåytyen oleellisesti kuten reologinen aine. Matriisimetalli, toi-sin kuin intuitiivisesti odotettaisiin, ei siten juokse tai valu pois tåyteaineesta tåsså tilassaan, ja nåin saadaan kappale, jolla sekundåarinen kåsittely on mahdol-20 linen. Siten voidaan metallimatriisikomposiiteilla, jossa spontaani tunkeutuminen on tapahtunut, suorittaa sen tyyppistå sekundååristå kåsittelyå, joka liitetåån metal-leihin tai metalliyhdisteisiin, mikåli kuumennettuun kom-posiittikappaleeseen kohdistetaan riittåvån suuria leik-25 kausvoimia, niin ettå se saadaan juoksevaksi. Erityisesti metallimatriisikomposiitin, jossa spontaani tunkeutuminen on tapahtunut, låmpomuovaus on mahdollinen komposiitin nestetytymislåmpotilassa tai sen ylåpuolella (jolloin låmpotilan ylårajana on se låmpotila, jossa komposiitti 30 oleellisesti ei enåå pysty såilyttåmåån muotoaan, kuten edellå selitettiin). Jårjestelmisså joissa kåytetåån mat-riisimetallina alumiiniseosta, tuloksena olevan komposiitin on havaittu såilyttåvån muotonsa låmpotiloissa, jotka ulottuvat ainakin 700°C:sta 900°C:seen.
Låmpomuovaus metallimatriisikomposiiteilla, jossa spontaani tunkeutuminen on tapahtunut, voidaan suorittaa 35 37 91609 vålittomåsti tunkeutumisen jålkeen komposiitin jååhtyesså nesteytymislåmpotilaansa. Vaihtoehtoisesti komposiitti voidaan jaahdyttåa kiinteåksi aineeksi ja sen jålkeen kuumentaa uudelleen nesteytymislåmpotilaan låmpomuovausta 5 vårten. Vastaavasti voidaan muodostaa suuria harkkoja tai valanteita komposiitista, jossa spontaani tunkeutuminen on tapahtunut, ja niitå voidaan myohemmin kåyttåå låmpo-muovauksen avulla tapahtuvaa sekundååristå kåsittelyå vårten toivotuksi kappaleeksi tai rakenteeksi. Lisåksi 10 voidaan muodostaa halutun muotoisia ja kokoisia vålivai-hekappaleita spontaanilla tunkeutumisella (esim. kåyttåen tarkoituksenmukaisia muotteja, esimuotteja tai estoainei-ta, jotka myohemmin muunnetaan låmpomuovausmenetelmillå kappaleeksi, jolla on toivottu muoto ja toivotut ominai-15 suudet). Joka tapauksessa lopullisen tuotteen ominaisuudet mååråytyvåt kulloinkin kåytetystå spontaanista tunkeutu-mismenetelmåstå (esim. matriisimetallin ja seosten tyypis-tå ja mååråstå, tåyteaineen tyypistå ja mååråstå, kåsit-telylåmpotiloista, kåsittelyåjasta, tunkeutumisen 20 ediståjån ja/tai tunkeutumisen ediståjån edeltåjån ja/tai tunkeutumisatmosfåårin tyypistå ja mååråstå, jne).
Metallimatriisikomposiittien låmpomuovaus tarjoaa merkit-tåvåt edut, joita ei voi saavuttaa spontaanilla muottiin 25 tai esimuottiin tunkeutumisella. Ensiksikin, koska sekun-dåårisen kåsittelyn aika on lyhyt verrattuna aikaan, joka tarvitaa spontaania tunkeutumista vårten, voidaan kesto-muotteja kåyttåå ilman vahingollista vaikutusta muottiin. Lisåksi tuloksena on muotojen ja rakenteiden suuri jous-30 tavuus, koska ei kohdata muottirakenteiden tai vastaavia rajoituksia. Kuumavalssausmenetelmillå voitaisiin esimer-kiksi tuottaa suuria, ohuita komposiittilevyjå, joita sen jålkeen voitaisiin muotoilla, taivuttaa, meiståå, puris-taa, valssata, jne. Siten låmpomuovausmenetelmien avulla 35 voidaan esillå olevan keksinnon metallimatriisikomposii-> teilla aikaansaada muotoja ja rakenteita, joita tåhån 38 91609 saakka on saatu vain metalleilla, metallien yhdisteillå, muoveilla tai vastaavilla.
Lisåksi, suorittamalla spontaanisti tunkeutuneelle kom-5 posiitille sekundaarinen kåsittely, eivåt virheet tai materiaalin saroily yleensa kasva, ja monissa tapauksissa ne våhenevåt. Erityisesti, kuumentamalla mååråttyjå alu-miinimatriisikomposiitteja alueella 700°C - 900°C oleviin låmpotiloihin 0,5 - 1 h ajaksi, on havaittu alkuperaisessa 10 kappaleessa ennen kuumentamista låsnå olevien huokosten våhenemistå tai kokoonpainumista. Lisåksi sårojen "umpeu-tumista" voi tapahtua, jos komposiitti on tarkoituksenmu-kaisesti suljettuna uudelleenkuumennuksen aikana. Kuiten-kin on tårkeåtå, ettå komposiitti on suljettuna esimerkiksi 15 såilioon, estoaineeseen tai muottiin såroilyn eståmiseksi ja sårojen umpeutumisen ediståmiseksi.
Vaikka låmpomuovaus voidaan suorittaa happiatmosfåårisså, on havaittu, ettå hapettciminen voi johtaa mååråttyyn 20 komposiitin heikkenemiseen. Erityisesti voivat oksidi-kuoret jåådå uudelleen muodostuneeseen komposiittiin, johtaen såroihin ja heikkoihin kohtiin. Vastaavasti suo-ritetaan låmpomuovaus erååsså keksinnon edullisessa suo-ritusmuodossa inertisså atmosfåårisså tai typpiatmosfåå-25 risså, esim. typpipeitteen alia.
Vaikka esillå olevan keksinnon yhteydesså voidaan kåyttåå erilaisia tåyteaineita, on havaittu ettå sellaiset tåyte-aineet, jotka ovat hienorakeisempia, esim. 1000 grit 30 (seulamitta, grit = noin 75 mikrometriå), ovat juoksevampia ja helpommin låmpomuovattavia kuin karkeammat tåyteaineet, * esim 220 grit. Lisåksi on piikarbidin havaittu tåyteaineena olevan helpommin tyostettåvåå låmpomuovausmenetelmillå kuin alumiinioksidi.
Låmpomuovatun komposiitin ominaisuuksia voidaan myos muut-taa erilaisilla siihen kohdistetuilla låmpokåsittelyillå.
35 39 91609
Samalla tavalla kuin metalleilla, voidaan esimerkiksi ominaisuuksia muuttaa karkaisemalla komposiitti, kun låm-pomuovaus on suoritettu. Talloin on varottava sellaisen karkaisun haitallisia vaikutuksia, kuten jåhmettymiskutis-5 tumista tai halkeilemista.
Låmpomuovauksella on aikaansaatavissa erinomaisia pinnan laatuja, kuten yksityiskohtaisemmin selitetåån alla ole-vlssa esimerkeissa. Monissa tapauksissa laatu on ylivoi-10 mainen verrattuna pinnan laatuihin, jotka voidaan aikaan-saada spontaanilla tunkeutumisella muotteihin tai estoaineisiin.
Vålittomåsti seuraavassa olevat esimerkit sisåltavåt esil-15 lå olevan keksinnon erilaisia demonstraatioita. Nåitå esimerkkejå on kuitenkin pidettåvå havainnollistavina, eikå niitå pidå ymmårtåå keksinnon suoja-alaa rajoittavina, joka mååritellåån oheisissa patenttivaatimuksissa.
20 Seuraavat esimerkit osoittavat mahdollisuudet låmpomuovata metallimatriisikomposiitti, jossa spontaani tunkeutuminen on tapahtunut, kuumentamalla komposiitti uudelleen liki-main nesteytymislåmpotilaan ja muotoilemalla se uudelleen muokattuun muotoon.
25
Muodostettiin nelja erilaista metallimatriisikomposiittia spontaanilla tunkeutumisella tarkoituksena mååritella mahdollisuudet erilaisten komposiittien låmpomuovaamiseksi kuviossa 1 kaaviollisesti havainnollistetun jårjestelyn 30 mukaisesti. Jokaisessa tapauksessa asetettiin tåyteainetta 1 ruostumatonta 316 teråstå olevaan såilioon 2, joka oli vuorattu Permafoil (R):lla, T.T.America Inc.:lta, joka toimi ei-reagoivana såilionå. Sitten tåyteaineen påålle asetettiin matriisimetalliseosta 3. Jårjestely 10 asetet-35 tiin sitten suurempaan ruostumatonta 316 teråstå olevaan såilioon, joka suljettiin kuparikalvolla ja asetettiin vastuskuumennettuun uuniin.
40 91609
Jokaisessa esimerkissa 1-4 kåytetyt seokset ja tayteai-neet on yhteenvetona esitetty taulukossa 1.
Erityisesti esimerkeissa 1 ja 2 kaytettiin tåyteainesekoi-5 tuksia, jotka kasittivat alumiinioksidia (Alumina C-75-RG, Alcan Chemical Products) ja 5% magnesiumia (325 mesh), jolloin esimerkissa 1 kaytettiin 220 grit alumiinioksidia ja esimerkissa 2 kaytettiin 1000 grit alumiinioksidia. Molemmissa esimerkeissa 1 ja 2 kaytettiin vakio 520 10 alumiiniseosta matriisimetallina.
Esimerkeissa 3 ja 4 kaytettiin tåyteainesekoituksia, jotka kasittivat piikarbidia (SiC-39 Crystolon, Norton Compa-ny:lta) ja 2% magnesiumia (325 mesh), jolloin esimerkissa 15 3 kaytettiin 220 grit piikarbidia ja esimerkissa 4 kaytettiin 1000 grit piikarbidia.
Jårjestelyt asetettiin sitten uuniin, huuhdeltiin typpi-kaasulla virtausmåarån ollessa noin 2 1/minuutti. Uunin 20 låmpotilaa nostettiin noin 750°C:seen noin 2 tunnin aikana, pidettiin 750°C:ssa noin 10 tuntia, lampotila laskettiin sitten noin 2 tunnin aikana huoneenlampotilaan, ja pois-tettiin.
25 Edella olevan menettelyn mukaisesti muodostetut komposii-tit kuumennettiin sitten uudelleen noin 750°C:seen esikuu-mennetussa mulliitti-upokkaassa ilmassa, kunnes saavutet-tiin nesteytymislampotila. Komposiitit poistettiin sitten, asetettiin lastalla muottisåilioon (ts. mallimuottiin, 30 joka oli tehty negatiivisen polystyreeni-juomakupin muo-toiseksi), ja muotoiltiin sitten muotin mukaiseksi iske-malla grafiittisauvaa komposiittien påålle. Naytteet jåah-dytettiin sitten nopeasti huoneenlampotilassa olevassa vedesså.
Jokainen komposiitti oli tyostettåvisså grafiittisauvan voimalla. Suuremman rakeisuuden omaavan tayteaineen kom- 35 41 91609 posiitit (ts. esimerkkien 2 ja 4 1000 grit komposiitit) havaittiin pareiranin tyostettåviksi kuin pienemxnån rakei-suuden (ts. 220 grit) komposiitit. Lisaksi piikarbidia olevat tayteainejårjestelmat olivat paremmin tyostettaviå 5 kuin alumiinioksidi-tåyteainejårjestelmat.
Kuviot 2 ja 3 ovat valokuvia pinnan viimeistelystå, joka saadaan eråållå låmpomuovatulla komposiitilla. Kuten va-lokuvat osoittavat, saatiin erinomainen pinnan viimeiste-10 ly/ joka toisti polystyreenikupin ååriviivat, jolla mal-limuotti oli tehty. Kuvio 2 esittåå valetun komposiitin pohjan, jossa alkuperåisen kupin kirjoitus on selvånå ja luettavana. Kuvio 3 esittaa kennomaisen polystyreenikuvion sellaisena kuin se toistuu komposiitissa.
15
Komposiittien ja poikkileikkausten visuaalisella tarkas-telulla osoitettiin, ettå lampomuovattujen komposiittien virheet tai såroily ei ollut pahempaa kuin alkuperåisesså komposiitissa ennen sekundåårista kåsittelyå.
20
Jonkin verran tavattiin komposiittien jahmettymiskutistu-mista, vaikka sellainen kutistuminen mahdollisesti johtui heikosta karkaisusta. Lisåksi muodostui oksidikuoria, jotka pyrkivåt jååmåan uudelleen muokattuun komposiittiin. 25 Mama oksidikuoret johtuivat kuitenkin komposiitin uudelleen kuumennuksesta ja sekundåårisesta kasittelystå hapet-tavassa atmosfåårisså.
Esimerkit 1-4 osoittavat siten, ettå metallimatriisikom-30 posiitit, jossa spontaani tunkeutuminen on tapahtunut, voidaan låmpomuovata sekundåårisesså kasittelysså nestey-tymislåmpotilassa.
35 42 91609
IB
3 3 > <0
P
μ id ad ad ad ad
,y H i-I »—I H
O Η H r—1 H
3 >i >i >i >i S « « « *5 O' O' s s iø vo
I I
c d tg tg in in
oo oo I I
O O Ή Ή
0) Φ W W
00 00 IN IN
00 Η Η
Ο Ο Ο I I
φ IN ΙΝ >Η ·Η w ιη ιη < «< Φ •η * ·μ φ Η Ό η Τ3 -Η •μ 00 * 00 Μ * -Η Λ Ο -Η Ό Ο -Η Ό ·Η Η C -Η Λ C ΉΟΕΟΙΙΟ^ΙΙ *Η βΦ3Φ^α)·Η0) Λ dgi-tg-Hg-Hg © >Η Φ -μ Οι μ d m ιη Οι ιη ιη >1 <Ν Ρ in in μ ΙΝ ad μιο-ΗΓομιο-Ηι*) Η Μ O' P O' O' O' O' O' O' O' sos SOS o o o o
CNdPOdPfNdPOdP
NIOHUNNHN
00 3 μ C Μ o © oo a —I φ Ό
-Η »H O
μ \ μ :0 Ο Λ J3 Λ JS 0. >1 Οι μ IN IN IN in c §B S N \ N H It Ο Λ Λ Λ Λ Id Οι d IN IN IN IN Ug -H 0
g O
— Φ i u .c c
00 o O O
-H — 4J
ε φ d μ
S Η Λ O
Ο. -Η O » -μ μ ο ο ο ο *—ι -Η I ιη ιη ιη ιη <*· > ·μ r- γ«· t-· c · ο Λ - ο ι-Η . Λ Ο J - I μ 5 -μ *η ω ti S <Ν IN IN ΙΝ Γ^>, * ^ ι μ - <Ν Ϊ-Ι Ο Ο * ~ Φ ο ο dm Μ -μ * 6 0 3 · 3 -Η •Hg Η Μ s -μ · φ! < ο ο * Η KidiHiNro^ * *

Claims (12)

91609
1. Menetelmå metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi, tunnettu siitå, ettå matriisimetalli yhdistetåån oleellises-ti ei-reagoivaan tåyteaineeseen saattamalla sula matriisime- 5 talli spontaanisti tunkeutumaan ainakin tåyteaineen osaan massan muodostamiseksi, jossa tunkeutuminen on tapahtunut; ettå ainakin jossakin tunkeutumisprosessin vaiheessa kåyte-tåån tunkeutumisatmosfååriå sekå lisåksi joko tunkeutumisen ediståjåå tai sellaisen edeltåjåå; 10 ja ettå massaa, jossa tunkeutuminen on tapahtunut låmpo-muovataan.
2. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå jårjestetåån tunkeutumisatmosfååri yhteyteen tåyte- 15 aineen ja/tai matriisimetallin kanssa ainakin tunkeutumis-jakson osan ajaksi.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå syotetåån ainakin tunkeutumisen ediståjån edeltåjåå 20 ja/tai tunkeutumisen ediståjåå matriisimetalliin, ja/tai tåyteaineeseen ja/tai tunkeutumisatmosfååriin.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå tåyteaine valitaan ryhmåstå, joka kåsittåå jauhei- 25 ta, hiutaleita, mikrokuulia, kuitukiteitå, kuplia, kuituja, r ! hiukkasia, kuitumattoja, katkaistuja kuituja, kuulia, pel- lettejå, pieniå putkiaihioita ja tulenkeståviå kankaita.
5. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen menetelmå, tunnet-30 tu siitå, ettå mainittu massa, jossa tunkeutuminen on tapahtunut, jååhdytetåån likimain nesteytymislåmpotilaan ennen låmpomuovausta.
6. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen menetelmå, tunnet-35 tu siitå, ettå mainittu massa, jossa tunkeutuminen on tapahtunut, jååhdytetåån ja kuumennetaan sen jålkeen uudelleen ainakin nes reytymi slåmpot i1aan ennen låmpomuovausta. 91609
7. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen menetelmå, tunnettu siita, etta mainittu massa, jossa tunkeutuminen on tapah-tunut, muodostetaan vålivaihemuodoksi, jaåhdytetaan ja kuumennetaan sen jålkeen uudelleen ainakin nesteytymislåm- 5 potilaansa ennen låmpomuovausta.
8. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen menetelma, tunnettu siita, etta mainittua massaa, jossa tunkeutuminen on tapahtunut, lampomuovataan lampotilassa, joka on sen 10 nesteytymislampotilan ylåpuolella.
9. Patenttivaatimuksen 1, 5, 6, 7 tai 8 mukainen menetelma, tunnettu siita, etta mainittu lampomuovausvaihe kåsittaa ainakin yhden vaiheen, joka on valittu ryhmasta, johon 15 kuuluvat valssaus, suulakepuristus, painevalu, takominen, meistaminen ja puristaminen.
10. Patenttivaatimuksen 1, 5, 6, 7 tai 8 mukainen menetelma, tunnettu siitå, ettå se lisåksi kåsittaa låmpokåsittlyvai- 20 heen sen jålkeen kun lampomuovausvaihe on suoritettu.
11. Patenttivaatimuksen 1, 5, 6, 7 tai 8 mukainen menetelma, tunnettu siita, etta mainittu lampomuovausvaihe suorite-taan atmosfåårisså, joka on valittu ryhmasta, johon 25 kuuluvat typpi ja inertti atmosfååri.
12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelma, tunnettu siita, etta mainittu metallimatriisikomposiitti kåsittaa arkkimateriaalia. 30 I! 35 91609
FI894937A 1988-11-10 1989-10-17 Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi FI91609C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US26937588 1988-11-10
US07/269,375 US5004035A (en) 1988-11-10 1988-11-10 Method of thermo-forming a novel metal matrix composite body and products produced therefrom

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI894937A0 FI894937A0 (fi) 1989-10-17
FI91609B FI91609B (fi) 1994-04-15
FI91609C true FI91609C (fi) 1994-07-25

Family

ID=23026979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI894937A FI91609C (fi) 1988-11-10 1989-10-17 Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi

Country Status (22)

Country Link
US (1) US5004035A (fi)
EP (1) EP0368789B1 (fi)
JP (1) JP2905522B2 (fi)
KR (1) KR0148356B1 (fi)
CN (1) CN1042494A (fi)
AT (1) ATE110118T1 (fi)
AU (1) AU625094B2 (fi)
BR (1) BR8905613A (fi)
CA (1) CA2000781A1 (fi)
DE (1) DE68917559T2 (fi)
DK (1) DK559389A (fi)
FI (1) FI91609C (fi)
IE (1) IE65245B1 (fi)
IL (1) IL91720A (fi)
MX (1) MX173665B (fi)
NO (1) NO177487C (fi)
NZ (1) NZ231080A (fi)
PH (1) PH26806A (fi)
PT (1) PT92259B (fi)
RO (1) RO106247B1 (fi)
TR (1) TR27190A (fi)
ZA (1) ZA898532B (fi)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5165463A (en) * 1988-11-10 1992-11-24 Lanxide Technology Company, Lp Directional solidification of metal matrix composites
US5303763A (en) * 1988-11-10 1994-04-19 Lanxide Technology Company, Lp Directional solidification of metal matrix composites
US5626914A (en) * 1992-09-17 1997-05-06 Coors Ceramics Company Ceramic-metal composites
US6338906B1 (en) 1992-09-17 2002-01-15 Coorstek, Inc. Metal-infiltrated ceramic seal
US6143421A (en) * 1992-09-17 2000-11-07 Coorstek, Inc. Electronic components incorporating ceramic-metal composites
US5525374A (en) * 1992-09-17 1996-06-11 Golden Technologies Company Method for making ceramic-metal gradient composites
US5503122A (en) * 1992-09-17 1996-04-02 Golden Technologies Company Engine components including ceramic-metal composites
US5676907A (en) * 1992-09-17 1997-10-14 Coors Ceramics Company Method for making near net shape ceramic-metal composites
GB9501645D0 (en) * 1995-01-27 1995-03-15 Atomic Energy Authority Uk The manufacture of composite materials
JP3197005B2 (ja) 1997-08-27 2001-08-13 本田技研工業株式会社 車両のステアリングハンドル
US6270601B1 (en) 1998-11-02 2001-08-07 Coorstek, Inc. Method for producing filled vias in electronic components
JP3468358B2 (ja) * 1998-11-12 2003-11-17 電気化学工業株式会社 炭化珪素質複合体及びその製造方法とそれを用いた放熱部品
US6303236B1 (en) * 1999-02-12 2001-10-16 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method for manufacturing aluminum-based composite plate and composite back plate
US6609286B2 (en) 2000-05-10 2003-08-26 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Process for manufacturing a part of a metal matrix composite material
US20040118547A1 (en) * 2002-12-23 2004-06-24 Chesapeake Composites Corporation Machineable metal-matrix composite and method for making the same
JP2006307269A (ja) * 2005-04-27 2006-11-09 Toyota Industries Corp 複合材料の製造方法
CN103209788A (zh) * 2010-08-25 2013-07-17 陶克斯集团有限公司 复合材料及其制造方法和设备
US9993996B2 (en) * 2015-06-17 2018-06-12 Deborah Duen Ling Chung Thixotropic liquid-metal-based fluid and its use in making metal-based structures with or without a mold
CN115572889B (zh) * 2022-10-17 2023-06-02 淄博科瑞达智能装备科技有限公司 一种铝活塞镶环用多孔铁基粉末冶金新材料

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2951771A (en) * 1956-11-05 1960-09-06 Owens Corning Fiberglass Corp Method for continuously fabricating an impervious metal coated fibrous glass sheet
US3031340A (en) * 1957-08-12 1962-04-24 Peter R Girardot Composite ceramic-metal bodies and methods for the preparation thereof
US3149409A (en) * 1959-12-01 1964-09-22 Daimler Benz Ag Method of producing an engine piston with a heat insulating layer
US3152893A (en) * 1962-02-23 1964-10-13 Alloys Res & Mfg Corp Process for preventing oxidation of hot worked parts
US3396777A (en) * 1966-06-01 1968-08-13 Dow Chemical Co Process for impregnating porous solids
US3547180A (en) * 1968-08-26 1970-12-15 Aluminum Co Of America Production of reinforced composites
US3608170A (en) * 1969-04-14 1971-09-28 Abex Corp Metal impregnated composite casting method
JPS5013205B1 (fi) * 1969-11-08 1975-05-17
US3666454A (en) * 1970-12-04 1972-05-30 Federal Mogul Corp Method of making large sintered powdered metal parts without dies
DE2166925C3 (de) * 1971-09-01 1985-01-31 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum Herstellen von Zweischichten-Kontaktstücken als Formteil
US3868267A (en) * 1972-11-09 1975-02-25 Us Army Method of making gradient ceramic-metal material
JPS49107308A (fi) * 1973-02-13 1974-10-11
US4082864A (en) * 1974-06-17 1978-04-04 Fiber Materials, Inc. Reinforced metal matrix composite
DE2819076C2 (de) * 1978-04-29 1982-02-25 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Verfahren zum Herstellen eines metallischen Mehschicht-Verbundwerkstoffes
JPS602149B2 (ja) * 1980-07-30 1985-01-19 トヨタ自動車株式会社 複合材料の製造方法
JPS57210140A (en) * 1981-06-18 1982-12-23 Honda Motor Co Ltd Fiber reinfoced piston for internal combustion engine
US4404262A (en) * 1981-08-03 1983-09-13 International Harvester Co. Composite metallic and refractory article and method of manufacturing the article
US4376804A (en) * 1981-08-26 1983-03-15 The Aerospace Corporation Pyrolyzed pitch coatings for carbon fiber
US4376803A (en) * 1981-08-26 1983-03-15 The Aerospace Corporation Carbon-reinforced metal-matrix composites
US4473103A (en) * 1982-01-29 1984-09-25 International Telephone And Telegraph Corporation Continuous production of metal alloy composites
JPS58144441A (ja) * 1982-02-23 1983-08-27 Nippon Denso Co Ltd 炭素繊維強化金属複合材料の製造方法
JPS5950149A (ja) * 1982-09-14 1984-03-23 Toyota Motor Corp 繊維強化金属複合材料
JPS5967337A (ja) * 1982-10-08 1984-04-17 Toyota Motor Corp 複合材料の半溶融加工法
DE3245412A1 (de) * 1982-12-08 1984-06-14 Hutschenreuther Ag, 8672 Selb Verfahren zur herstellung eines faserverstaerkten verbundwerkstoffes
JPS59215982A (ja) * 1983-05-20 1984-12-05 Nippon Piston Ring Co Ltd 回転式流体ポンプ用ロータ及びその製造方法
GB2156718B (en) * 1984-04-05 1987-06-24 Rolls Royce A method of increasing the wettability of a surface by a molten metal
GB8411074D0 (en) * 1984-05-01 1984-06-06 Ae Plc Reinforced pistons
JPS6169448A (ja) * 1984-09-14 1986-04-10 工業技術院長 炭素繊維強化金属とその製造法
US4587177A (en) * 1985-04-04 1986-05-06 Imperial Clevite Inc. Cast metal composite article
US4673435A (en) * 1985-05-21 1987-06-16 Toshiba Ceramics Co., Ltd. Alumina composite body and method for its manufacture
US4630665A (en) * 1985-08-26 1986-12-23 Aluminum Company Of America Bonding aluminum to refractory materials
US4657065A (en) * 1986-07-10 1987-04-14 Amax Inc. Composite materials having a matrix of magnesium or magnesium alloy reinforced with discontinuous silicon carbide particles
US4713111A (en) * 1986-08-08 1987-12-15 Amax Inc. Production of aluminum-SiC composite using sodium tetrasborate as an addition agent
US4753690A (en) * 1986-08-13 1988-06-28 Amax Inc. Method for producing composite material having an aluminum alloy matrix with a silicon carbide reinforcement
US4662429A (en) * 1986-08-13 1987-05-05 Amax Inc. Composite material having matrix of aluminum or aluminum alloy with dispersed fibrous or particulate reinforcement
US4871008A (en) * 1988-01-11 1989-10-03 Lanxide Technology Company, Lp Method of making metal matrix composites
JPH01246486A (ja) * 1988-03-24 1989-10-02 Agency Of Ind Science & Technol 炭化ケイ素繊維強化アルミニウム系プリフォームワイヤーの製造法
EP0340957B1 (en) * 1988-04-30 1994-03-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of producing metal base composite material under promotion of matrix metal infiltration by fine pieces of third material
CA2000770C (en) * 1988-10-17 2000-06-27 John M. Corwin Method of producing reinforced composite materials
US4932099A (en) * 1988-10-17 1990-06-12 Chrysler Corporation Method of producing reinforced composite materials

Also Published As

Publication number Publication date
TR27190A (tr) 1994-11-30
EP0368789A1 (en) 1990-05-16
NO177487C (no) 1995-09-27
IL91720A0 (en) 1990-06-10
JP2905522B2 (ja) 1999-06-14
IE893183L (en) 1990-05-10
NO177487B (no) 1995-06-19
DK559389D0 (da) 1989-11-09
KR0148356B1 (ko) 1998-11-02
JPH02236249A (ja) 1990-09-19
PT92259A (pt) 1990-05-31
NO893990D0 (no) 1989-10-05
DE68917559D1 (de) 1994-09-22
EP0368789B1 (en) 1994-08-17
BR8905613A (pt) 1990-06-05
AU4165789A (en) 1990-05-17
ATE110118T1 (de) 1994-09-15
DE68917559T2 (de) 1994-12-15
FI894937A0 (fi) 1989-10-17
FI91609B (fi) 1994-04-15
NO893990L (no) 1990-05-11
AU625094B2 (en) 1992-07-02
DK559389A (da) 1990-05-11
CA2000781A1 (en) 1990-05-10
CN1042494A (zh) 1990-05-30
US5004035A (en) 1991-04-02
RO106247B1 (ro) 1993-03-31
IL91720A (en) 1994-04-12
IE65245B1 (en) 1995-10-04
KR900007592A (ko) 1990-06-01
ZA898532B (en) 1991-07-31
PT92259B (pt) 1995-09-12
PH26806A (en) 1992-10-13
MX173665B (es) 1994-03-22
NZ231080A (en) 1991-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI91831C (fi) Menetelmä kolmiulotteisesti yhteenliittyneen rinnakkaismatriisin sisältävän metallimatriisikomposiittikappaleen valmistamiseksi
FI91496C (fi) Menetelmä makrokomposiittikappaleiden muodostamiseksi sekä sillä muodostettuja makrokomposiittikappaleita
FI91609C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
FI89014B (fi) Foerfarande foer framstaellning av en metallmatriskomposit
FI89015C (fi) Foerfarande foer framstaellning av en metallmatriskomposit
FI91608B (fi) Menetelmä ainakin kahden kappaleen yhteenliittämiseksi
FI91723C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi suunnatulla kiinteytyksellä
FI91492B (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
FI91494C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sekä menetelmän mukaisesti valmistettu komposiitti
FI91722C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
FI91490B (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin muodostamiseksi
FI91724B (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi negatiivista seosmuottia käyttäen
FI91495C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sulasta matriisimetallista ja oleellisesti ei-reaktiivisesta täyteaineesta
FI91491C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiittikappaleen valmistamiseksi uppovalumenetelmää käyttäen
FI91833B (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi sekä menetelmällä aikaansaatava metallimatriisikomposiittikappale
FI91493B (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
FI91832C (fi) Menetelmä metallimatriisikomposiitin valmistamiseksi
EP0333629B1 (en) Metal matrix composites and techniques for making the same
KR101694260B1 (ko) 알루미늄 기지 복합재료의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 알루미늄 기지 복합재료

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MM Patent lapsed

Owner name: LANXIDE TECHNOLOGY COMPANY, LP