JP2000054091A - Manufacture of plate-like frm preform and composite body - Google Patents

Manufacture of plate-like frm preform and composite body

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JP2000054091A
JP2000054091A JP10221572A JP22157298A JP2000054091A JP 2000054091 A JP2000054091 A JP 2000054091A JP 10221572 A JP10221572 A JP 10221572A JP 22157298 A JP22157298 A JP 22157298A JP 2000054091 A JP2000054091 A JP 2000054091A
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JP
Japan
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preform
flat
wire
frm
matrix metal
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JP10221572A
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Japanese (ja)
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Tsutomu Fujiwara
力 藤原
Akira Fukushima
明 福島
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Senshin Zairyo Riyo Gas Generator Kenkyusho KK
Original Assignee
Senshin Zairyo Riyo Gas Generator Kenkyusho KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a plate-like FRM preform and a composite body for producing blades or rotors for an aircraft engine compressor. SOLUTION: The plate-like FRM preform consists of wire-shaped preforms 3, each consisting of a fiber reinforcement 2 formed into the shape of final composite body and flattened and a vapor-deposited film of matrix metal 1 each vapor-deposited onto the outside peripheral surface of the fiber reinforcement 2, and a matrix metal foil 5 provided in a manner to be orthogonal to the wire-shaped preforms 3 and joined to the matrix metal 1 by micro spot welding.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、気体燃料又は液体
燃料を燃料とするガスタービンの圧縮機等に適用される
ブレード形状もしくはロータ等、回転するFRM複合化
成形体の製造に適用され、特に、高速回転を行い、高温
状態で遠心力に伴う応力が大きくなる過酷な条件で使用
されるFRM製の複合化成形体を製造する為に好適な平
板状FRMプリフォーム、および平板状FRMプリフォ
ームを使用して製作される複合化成形体製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is applied to the manufacture of a rotating FRM composite molded article such as a blade shape or a rotor applied to a gas turbine compressor or the like using gaseous or liquid fuel as a fuel. Uses flat FRM preforms and flat FRM preforms suitable for manufacturing FRM composite moldings that are used under severe conditions where high-speed rotation and high centrifugal stress occur at high temperatures The present invention relates to a method for manufacturing a composite molded article manufactured by the above method.

【0002】[0002]

【従来の技術】高速都市輸送旅客機等の次世代の航空機
エンジンの開発においては、燃焼温度の上昇と軽量化が
重要な事項となっており、軽量で耐熱性の大きい新素材
による複合化成形体の開発が望まれている。
2. Description of the Related Art In the development of next-generation aircraft engines such as high-speed urban transport passenger aircraft, raising the combustion temperature and reducing the weight are important matters. Development is desired.

【0003】このようななかで、航空機エンジンに使用
されるガスタービン圧縮機のブレードもしくはロータデ
ィスクへの平板状FRMプリフォームもしくは平板状F
RMプリフォームを使って製作される複合化成形体製造
方法の採用は、最も大きな効果が見込まれるものとされ
ている。
[0003] In such circumstances, a flat FRM preform or a flat FRM for a blade or a rotor disk of a gas turbine compressor used for an aircraft engine is used.
The adoption of a method of manufacturing a composite molded article manufactured using an RM preform is expected to have the greatest effect.

【0004】図3は、従来のこのような平板状FRMプ
リフォームの製作工程の1例を示す図である。図に示す
とおり、Ti−6Al−4V、又はTi−15V−3C
r−3Al−3Snの如き、Ti合金若しくはチタンア
ルミナイド系金属間化合物を用いた、マトリックス金属
1を蒸着したSiCの如き強化繊維2からなるワイヤ状
プリフォーム3を、製作を行う複合化成形体の平面状に
合わせた形状に並べておき、これらをバインダー4によ
り一時的に相互に固定し平面状にして、これを一体複合
化して複合化成形体の一部分を形成する平板状FRMプ
リフォームを製作することが行われている。
FIG. 3 is a view showing one example of a conventional manufacturing process of such a flat FRM preform. As shown in the figure, Ti-6Al-4V or Ti-15V-3C
A plane of a composite molded body for producing a wire-shaped preform 3 made of a reinforcing fiber 2 such as SiC on which a matrix metal 1 is deposited using a Ti alloy or a titanium aluminide-based intermetallic compound such as r-3Al-3Sn. It is possible to fabricate a flat FRM preform in which these are temporarily fixed to each other with a binder 4 to form a planar shape, and are integrally combined to form a part of a composite molded body. Is being done.

【0005】しかしながら、このようにして平板状FR
Mプリフォームを製作するようにしたものにおいては、
平面状にしたワイヤ状プリフォーム3を一体複合化する
前に、真空加熱処理によりワイヤ状プリフォーム3を一
時的に相互に固定して平面状にしているバインダー4を
蒸発させる必要があり、このために、ワイヤ状プリフォ
ーム3を一体複合化する際に、バインダー4により平面
状にされているワイヤ状プリフォーム3の移動が起こ
り、一体複合化したときの平面状にされたワイヤ状プリ
フォーム3の最終形状を保持するのが困難になることが
ある。
However, in this way, the flat FR
In the case of making M preform,
Before integrally forming the planar wire-shaped preforms 3, it is necessary to temporarily fix the wire-shaped preforms 3 to each other by a vacuum heat treatment and evaporate the binder 4 which has been planarized. Therefore, when the wire-shaped preform 3 is integrally combined, the movement of the wire-shaped preform 3 which has been made flat by the binder 4 occurs, and the wire-shaped preform which has been made into an integrated body is made into a flat shape. It may be difficult to maintain the final shape of No. 3.

【0006】また、並置されたワイヤ状プリフォーム3
を一時に固定しておくため、バインダー4を利用するよ
うにしているために、ワイヤ状プリフォーム3の外周
面、すなわち、一体複合化されたとき相互に接合される
ワイヤ状マトリックス3の接合面に汚染(酸化)の可能
性が生じ、このために一体複合化された平板状FRMプ
リフォームおよび平板状FRMプリフォームを積層して
形成された最終形状の複合化成形体の力学的特性が劣化
する恐れがある。
[0006] In addition, the juxtaposed wire-shaped preforms 3
Since the binder 4 is used to temporarily fix the outer peripheral surface of the wire-shaped preform 3, that is, the bonding surface of the wire-shaped matrix 3 joined together when integrally formed. The possibility of contamination (oxidation) occurs, and the mechanical properties of the integrated flat composite FRM preform and the final composite molded article formed by laminating the planar FRM preforms are deteriorated. There is fear.

【0007】また、図4は、従来の平板状FRMプリフ
ォームの製作工程の他の例を示す図である。図に示す通
り、上述したTi合金若しくはチタンアルミナイド系金
属間化合物と同様の素材を用いたマトリックス金属1を
蒸着した、SiCの如き強化繊維2からなるワイヤ状プ
リフォーム3を、同様に平面状に並べておき、これをホ
ットプレス等により、高温状態で押圧して一体化して平
板状FRMプリフォームを製作することも行われてい
る。
FIG. 4 is a view showing another example of a manufacturing process of a conventional flat FRM preform. As shown in the figure, a wire-shaped preform 3 made of a reinforcing fiber 2 such as SiC, in which a matrix metal 1 made of the same material as the above-described Ti alloy or titanium aluminide-based intermetallic compound is deposited, is similarly formed into a planar shape. A flat FRM preform is also manufactured by pressing these pieces in a high temperature state by hot pressing or the like and integrating them.

【0008】しかしながら、このようにして平板状FR
Mプリフォームを製作するようにしたものにおいては、
ワイヤ状プリフォーム3を高温状態にし、押圧して、一
体化を行うホットプレス工程に要するコストが高コスト
になるという不具合がある。また、ホットプレス工程に
おいては、ワイヤ状プリフォーム3を高温状態にして長
時間保持しておく必要があるため、前述したバインダー
4を使用するようにした場合と同様に、ワイヤ状マトリ
ックス3の汚染(酸化)の可能が生じ、このような平板
状FRMプリフォームを積層して一体複合された最終形
状の複合化成形体の力学的特性が劣化するとともに、強
化繊維2とマトリックス金属との界面反応によっても、
力学的特性が劣化することがあり、最終形状にされた複
合化成形体に所定の設計強度を維持させることができな
くなるという不具合がある。
However, in this way, the flat FR
In the case of making M preform,
There is a problem in that the cost required for the hot pressing step of bringing the wire-shaped preform 3 into a high-temperature state, pressing and integrating the wire-shaped preforms 3 becomes high. In the hot press step, the wire-shaped preform 3 needs to be kept in a high temperature state and held for a long time. Therefore, the contamination of the wire-shaped matrix 3 is performed in the same manner as in the case where the binder 4 is used. (Oxidation) occurs, and the mechanical properties of the composite molded article having the final shape integrally formed by laminating such flat FRM preforms are deteriorated, and the interfacial reaction between the reinforcing fibers 2 and the matrix metal is caused. Also,
There is a problem that the mechanical properties may be degraded, and the composite molded article having the final shape cannot maintain a predetermined design strength.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来の製作工程で製作された平板状FRMプリフォーム、
および平板状FRMプリフォームを使って製造された複
合化成形体において生じる不具合を解消して、一体複合
化したとき、設計通りに強化繊維が配置され、しかも平
板状FRMプリフォームの形状保持が容易で、平板状F
RMプリフォームを使用した最終形状の複合化成形体の
製作がきわめて容易になり、低コストで製造効率を上げ
ることができ、さらには、平板状FRMプリフォームお
よび最終形状の複合化成形体の力学的特性が劣化するこ
ともない、軽量で、強度を設計値通りに大きくできる平
板状FRMプリフォーム、および平板FRMプリフォー
ムプリフォームを使用して製作される複合化成形体製造
方法を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a flat FRM preform manufactured by the above-described conventional manufacturing process,
In addition, by eliminating the problems that occur in the composite molded article manufactured using the flat FRM preform, when integrally integrated, the reinforcing fibers are arranged as designed, and the shape of the flat FRM preform is easily maintained. , Flat F
It is extremely easy to manufacture a composite molded article having a final shape using an RM preform, and the production efficiency can be increased at low cost. Furthermore, the mechanical properties of a flat FRM preform and a composite molded article having a final shape It is an object of the present invention to provide a flat FRM preform which is lightweight, can be increased in strength as designed, and a method of manufacturing a composite molded article manufactured using the flat FRM preform without causing deterioration. I do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】このため、本発明の平板
状FRMプリフォームは次の手段とした。
Therefore, the flat FRM preform of the present invention has the following means.

【0011】(1)積層することにより、任意形状の複
合化成形体を形成できるような平面形をなして並置され
た複数の強化繊維と、強化繊維の外表面に蒸着され、強
化繊維の外周面に蒸着皮膜を形成するようにしたマトリ
ックス(母材)金属とからなるワイヤ状プリフォームを
設けた。
(1) A plurality of reinforcing fibers arranged in a plane so as to form a composite molded article having an arbitrary shape by laminating, and an outer peripheral surface of the reinforcing fibers deposited on an outer surface of the reinforcing fibers. A wire-shaped preform made of a matrix (base material) metal on which a vapor-deposited film was formed was provided.

【0012】なお、強化繊維はSiCの如き炭化珪素系
の素材を使用し、また、マトリックス金属はTi−6A
l−4V、又はTi−15V−3Cr−3Al−3Sn
の如きTi合金、チタンアルミナイド系金属間化合物を
使用することが好ましい。また、ワイヤ状プリフォーム
で形成するようにした平板は、必ずしも厚み一定のもの
に限定されるものではなく、最終的に形成される複合化
成形体の形状に合わせて、厚みを局所的に変化させるよ
うにしたものにすることもできるものである。
The reinforcing fibers are made of a silicon carbide material such as SiC, and the matrix metal is Ti-6A.
1-4V or Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn
It is preferable to use a Ti alloy or a titanium aluminide-based intermetallic compound as described above. In addition, the flat plate formed by the wire-shaped preform is not necessarily limited to a fixed thickness, and the thickness is locally changed according to the shape of the finally formed composite molded body. It can also be made like that.

【0013】(2)ワイヤ状プリフォームの並置方向、
すなわち、マトリックス金属の蒸着皮膜が外周面に形成
された強化繊維の配設された方向と直交させて配置さ
れ、マトリックス金属の蒸着皮膜とマイクロスポット溶
接され、ワイヤ状プリフォームの形状を、あらかじめ並
置された平面状に保持できるようにしたマトリックス金
属箔を設けた。
(2) Direction of juxtaposition of wire-shaped preforms,
That is, the deposited film of the matrix metal is arranged perpendicular to the direction in which the reinforcing fibers formed on the outer peripheral surface are provided, and is micro-spot-welded to the deposited film of the matrix metal, and the shape of the wire-shaped preform is juxtaposed in advance. A matrix metal foil was provided so that it could be held in a flat shape.

【0014】なお、マトリックス金属箔は、マトリック
ス金属と同様のTi合金、チタンアルミナイド系金属間
化合物を使用することが好ましい。
The matrix metal foil preferably uses the same Ti alloy and titanium aluminide-based intermetallic compound as the matrix metal.

【0015】(a)本発明の平板状FRMプリフォーム
は、上述のように、マトリックス金属を蒸着した強化繊
維からなるワイヤ状プリフォームを使用して平板状FR
Mプリフォームを形成するために、マトリックス金属箔
をワイヤ状プリフォームのマトリックス金属にマイクロ
スポット溶接して、このマトリックス金属箔により、ワ
イヤ状プリフォームが並置されて任意形状の複合化形成
体を形成する平面状の平板状FRMプリフォームを形成
するとともに、形成された平面形状を保持するようにし
たので、バインダーを使って平板状FRMプリフォーム
を形成するようにした場合に生じていた、一体化複合化
して平板状FRMプリフォームを形成する前の、並置さ
れたワイヤ状プリフォームの移動が生じるようなことな
く、目的とする平面形状にされ、目的とする形状にワイ
ヤ状プリフォームで配設された、平面状FRMプリフォ
ームを正確に形成することが容易にできる。
(A) As described above, the flat FRM preform of the present invention uses a flat FR made of a reinforcing fiber having a matrix metal deposited thereon.
In order to form the M preform, the matrix metal foil is microspot-welded to the matrix metal of the wire-shaped preform, and the wire-shaped preform is juxtaposed by the matrix metal foil to form a composite formed body having an arbitrary shape. A flat FRM preform having a flat shape is formed, and the formed flat shape is maintained, so that a flat FRM preform using a binder is formed. Before compounding to form a flat FRM preform, the side-by-side wire-shaped preforms are formed into a desired planar shape without moving, and are arranged in the desired shape with the wire-shaped preforms. The formed flat FRM preform can be easily formed accurately.

【0016】また、バインダーにより強化繊維の外周面
に蒸着されたマトリックス金属が汚染されることがな
く、マトリックス金属の汚染に伴い劣化する、一体複合
化されたときの隣接するワイヤ状プリフォームの間の結
合力が弱まることがなく、目的とする形状にされて、一
体複合化されたときの平板状FRMプリフォームの力学
的特性が劣化することもない。
Further, the matrix metal deposited on the outer peripheral surface of the reinforcing fiber is not contaminated by the binder, and deteriorates due to the contamination of the matrix metal. Does not weaken, and the mechanical properties of the flat FRM preform when it is formed into a desired shape and integrated are not deteriorated.

【0017】また、ワイヤ状プリフォームをホットプレ
スにより一体複合化して、平板状FRMプリフォームを
形成する場合に生じていた、高コスト化が回避できると
ともに、ホットプレス工程の高温状態長時間保持によ
り、一体複合化された平板状FRMプリフォームに生じ
る汚染の可能性がなくなり、積層されて最終形状に一体
複合化された、複合化成形体の平板状FRMプリフォー
ムの接合時の積層部に生じることのある力学的強度が劣
化することなく、さらには、強化繊維とマトリックス金
属の界面反応により生じる、複合化成形体の強化繊維と
マトリックス金属界面の蒸着部の力学的強度が劣化する
ことなく、最終形状の複合化成形体の強度を設計値通り
の強度に保持することができる。また、本発明の複合化
成形体製造方法は、次の手段を採用した。
[0017] Further, it is possible to avoid the cost increase, which has occurred when the wire-shaped preform is integrally compounded by hot pressing to form a flat FRM preform, and to maintain the high temperature state for a long time in the hot pressing step. The possibility of contamination occurring in the integrally-composite flat FRM preform is eliminated, and the possibility of occurrence in the lamination portion of the combined flat molded FRM preform, which has been laminated and integrated into the final shape, at the time of joining. The final shape without deteriorating the mechanical strength of the composite formed body without deteriorating the mechanical strength caused by the interfacial reaction between the reinforcing fiber and the matrix metal. The strength of the composite molded article can be maintained at a strength as designed. The method for producing a composite molded article of the present invention employs the following means.

【0018】(3)積層することにより、任意形状の最
終形状の複合化成形体を形成できるような平面形をなし
て並置された、複数の強化繊維と強化繊維の外周面に蒸
着されたマトリックス金属とで形成された蒸着皮膜とか
らなるワイヤ状プリフォームと、強化繊維の配設された
方向と直交させて配置されたマトリックス金属箔をワイ
ヤ状プリフォームのマトリックス金属にマイクロスポッ
ト溶接することにより任意形状の最終成形体の平面形状
の平板を形成する平板形成工程。
(3) A plurality of reinforcing fibers and a matrix metal vapor-deposited on the outer peripheral surface of the reinforcing fibers arranged in a plane so as to form a composite molded article having an arbitrary final shape by laminating. And a wire-shaped preform consisting of a vapor-deposited film formed by the above, and a matrix metal foil arranged perpendicular to the direction in which the reinforcing fibers are arranged, by microspot welding to the matrix metal of the wire-shaped preform. A flat plate forming step of forming a flat plate having a planar shape of the final molded body having the shape.

【0019】(4)平板形成工程で形成された最終状態
の複合化成形体の平面形状の平板に形成された成形体平
板状FRMプリフォームを積層して、複合化成形体の厚
み方向の最終状態の形状を形成する積層工程、 (5)積層工程で複合化成形体の平面形状および厚み形
状にされた、成形体平板状FRMプリフォームをホット
プレス等により複合化成形して一体化して複合化成形体
にする複合化工程。
(4) The flat FRM preform formed on the flat plate of the composite molded body in the final state formed in the flat plate forming step is laminated, and the final state in the thickness direction of the composite molded body is obtained. A laminating step of forming a shape; (5) a flat FRM preform formed into a planar shape and a thickness shape of the composite molded product in the laminating process is composite-molded by hot pressing or the like, and integrated to form a composite molded product. Complexing process.

【0020】(b)本発明の複合化成形体製造方法は、
上述のように、マトリックス金属を蒸着した強化繊維か
らなるワイヤ状プリフォームに対して、マトリックス金
属箔をマイクロスポット溶接することにより、複合化成
形体の平面形状を保持した平板状FRMプリフォームに
したことにより、一体複合化時の形状保持が容易であ
り、正確な形状の平板状FRMプリフォームに形成で
き、さらに、一体複合化を行うマトリックスの汚染が無
く、最終的に形成される複合化成形体の強度を設計値通
りに保持できるとともに、低コストで製造することがで
きる。
(B) The method for producing a composite molded article of the present invention comprises:
As described above, a matrix-shaped metal foil is microspot-welded to a wire-shaped preform made of a reinforcing fiber having a matrix metal deposited thereon, thereby forming a flat FRM preform that retains the planar shape of the composite molded article. Thereby, the shape can be easily maintained at the time of the integral composite, and it can be formed into a flat FRM preform having an accurate shape. Further, there is no contamination of the matrix for performing the integral composite, and the finally formed composite molded article can be formed. The strength can be maintained as designed, and it can be manufactured at low cost.

【0021】また、このようにして形成された平板状F
RMプリフォームを積層し、ホットプレス等により複合
化成形して複合化成形体を形成するようにしたことによ
り、容易に任意形状の複合化成形体を、任意の材料を使
用して製造することが出来るようになる。
The flat plate F thus formed
By laminating RM preforms and compounding and forming them by hot pressing or the like to form a compounded molded article, a compounded molded article of any shape can be easily manufactured using any material. Become like

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の平板状FRMプリ
フォームの実施の一形態を、図面にもとづき説明する。
図1は、本発明の平板状FRMプリフォームの実施の第
1形態を示す図で、図1(a)は平板状FRMプリフォ
ームの断面図、図1(b)は図1(a)の斜視図であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a flat FRM preform according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a flat FRM preform according to the present invention. FIG. 1 (a) is a cross-sectional view of the flat FRM preform, and FIG. It is a perspective view.

【0023】図に示すように、SiCからなる直径約1
40μmの強化繊維2(SiC繊維商標SCS−6:米
国TEXTRON Systems社製品)の外周面
に、Ti−6Al−4V、又はTi−15V−3Cr−
3Al−3Snのような、Ti合金もしくはチタンアル
ミナイド系金属間化合物からなるマトリックス金属1を
蒸着し、Ti合金等の蒸着皮膜を形成した直径約200
μmのワイヤ状プリフォーム3を形成して、ワイヤ状プ
リフォーム3の外周面が隣接して配置するワイヤ状プリ
フォーム3の外周面と接触するようにして整列させ、圧
縮機のブレードの平面形状を形成するようにしたものの
上に、マトリックス金属箔5を置き、マトリックス金属
箔5とマトリックス金属1とをマイクロスポット溶接す
る。
As shown in FIG.
Ti-6Al-4V or Ti-15V-3Cr- is attached to the outer peripheral surface of a 40 μm reinforcing fiber 2 (SiC fiber trademark SCS-6: manufactured by TEXTRON Systems, USA).
A matrix metal 1 made of a Ti alloy or a titanium aluminide-based intermetallic compound such as 3Al-3Sn is deposited to form a deposited film of a Ti alloy or the like having a diameter of about 200.
A wire preform 3 of μm is formed and aligned so that the outer peripheral surface of the wire preform 3 is in contact with the outer peripheral surface of the wire preform 3 disposed adjacent to the preform 3. The matrix metal foil 5 is placed on the substrate on which is formed, and the matrix metal foil 5 and the matrix metal 1 are micro-spot-welded.

【0024】マトリックス金属箔5は、図1(a)に示
すように任意間隔で整列され、図1(b)に示すよう
に、ブレード形状の平面形状を形成するように整列させ
たワイヤ状プリフォーム3の強化繊維2の方向と直交さ
せて置かれるとともに、強化繊維2の長さ方向に均等ピ
ッチにして複数配置するようにしている。これにより、
図4(b)に示す様なブレード形状の平面形状を形成す
る平板状プリフォーム6が製造できる。
The matrix metal foils 5 are arranged at arbitrary intervals as shown in FIG. 1 (a), and as shown in FIG. 1 (b), are arranged in a wire form so as to form a blade-shaped planar shape. The reinforcement 3 is placed perpendicular to the direction of the reinforcing fibers 2, and a plurality of the reinforcing fibers 2 are arranged at a uniform pitch in the length direction. This allows
A flat preform 6 having a blade-shaped planar shape as shown in FIG. 4B can be manufactured.

【0025】このように、ワイヤ状プリフォーム3とマ
トリックス金属箔5からなる図4(b)に示す平面形状
にされた平板状プリフォーム6を用いて、ブレード形状
の最終目的形状に合わせて平板やブレード形状治具上に
積層する。これを、ホットプレス等により複合化成形す
ることにより、最終目的形状であるブレード形状等の複
合化成形体を容易に製造することが可能である。
As described above, by using the flat preform 6 having the planar shape shown in FIG. 4B composed of the wire-like preform 3 and the matrix metal foil 5, the flat shape is adjusted to the final target shape of the blade shape. Or on a blade-shaped jig. By subjecting this to composite molding by hot pressing or the like, it is possible to easily produce a composite molded article having a blade shape or the like as the final target shape.

【0026】図2は、本発明の平板状FRMプリフォー
ムの実施の第2形態を示す図である。図1(a)に示す
ワイヤ状プリフォーム3と同様にTi合金もしくはチタ
ンアルミナイド系金属間化合物からなるマトリックス金
属2を蒸着した、SiCからなる強化繊維2であるワイ
ヤ状プリフォーム3を螺旋状に巻き、圧縮機のディスク
の断面形状を形成するようにしたものの上に、マトリッ
クス金属箔5を強化繊維2の方向と直交する方向に配置
して、ワイヤ状プリフォーム3のマトリックス金属2と
マイクロスポット溶接する。これにより、平板螺旋状の
ディスク等の回転体を形成することのできる平板状FR
Mプリフォーム3が製造できる。
FIG. 2 is a view showing a second embodiment of the flat FRM preform according to the present invention. As in the case of the wire-shaped preform 3 shown in FIG. 1 (a), the wire-shaped preform 3, which is a reinforcing fiber 2 made of SiC, on which a matrix metal 2 made of a Ti alloy or a titanium aluminide-based intermetallic compound is deposited, is spirally formed. The matrix metal foil 5 is arranged on the wound and shaped disk of the compressor in a direction perpendicular to the direction of the reinforcing fibers 2 so that the matrix metal foil 5 and the micro-spots are arranged. Weld. Thereby, the flat plate FR which can form a rotating body such as a flat spiral disk is provided.
An M preform 3 can be manufactured.

【0027】このようにして、平板螺旋状に形成された
平板状FRMプリフォーム3を最終状態の複合化成形体
の厚さに積層し、ホットプレス等により複合化成形する
ことにより、圧縮機のロータ、円形のディスクおよびリ
ング形状の複合化成形体を容易に製造することが可能に
なる。
The flat spiral FRM preform 3 thus formed is laminated to the thickness of the composite molded body in the final state, and is composite-molded by hot pressing or the like, whereby the rotor of the compressor is formed. It is possible to easily produce a composite molded article having a circular disk and a ring shape.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の平板状FR
Mプリフォームは、ワイヤ状プリフォームの配設された
方向に対して直交して配設されたマトリックス金属箔と
ワイヤ状プリフォームの外周面に蒸着されたマトリック
ス金属とをマイクロスポット溶接することにより、ワイ
ヤ状プリフォームを配設することにより形成され、形状
に保持された、平板状FRMプリフォームにすることが
できるために、マトリックス金属の汚染が無く、また、
強化繊維とマトリックス金属間の界面反応が生じること
が無く、力学的強度が低下することがない。
As described above, the flat FR of the present invention is used.
The M preform is formed by micro-spot welding a matrix metal foil disposed orthogonally to a direction in which the wire preform is disposed and a matrix metal deposited on the outer peripheral surface of the wire preform. Since it can be formed into a flat FRM preform which is formed by disposing a wire-like preform and is kept in shape, there is no contamination of the matrix metal, and
No interfacial reaction occurs between the reinforcing fibers and the matrix metal, and the mechanical strength does not decrease.

【0029】また、一体化複合化する前にワイヤ状プリ
フォームの移動が生じるようなことがなく、正確な形
状、しかも、ワイヤ状プリフォームが正確に配置された
平板状FRMプリフォームとすることができ、ひいて
は、正確な形状をした力学的強度の大きい最終状態の複
合化成形体とすることができる。さらに、ホットプレス
を使用することなく平板状プリフォームが形成できるの
で、平板状プリフォームのマトリックス金属が汚染され
ることなく、低コストにすることができる。
Further, a flat FRM preform in which the wire-shaped preform has an accurate shape and in which the wire-shaped preform is accurately arranged without causing the movement of the wire-shaped preform before being integrated and compounded. As a result, it is possible to obtain a composite molded article in a final state, which is accurately shaped and has high mechanical strength. Furthermore, since a flat preform can be formed without using a hot press, the cost can be reduced without contaminating the matrix metal of the flat preform.

【0030】また、本発明の平板状FRMプリフォーム
を積層し、ホットプレス等により複合化成形する、複合
化成形体製造方法を採用したことにより、複合化成形体
にされた時の形状が保持されて形成され、容易に任意形
状の複合化成形体を正確に製造することが出来る。つま
り、FRMディスク・FRMロータ、FRMブレード等
の製作作業が容易になり、製造効率および製作精度を上
げることができる。
Further, by adopting the composite molded body manufacturing method of laminating the flat FRM preforms of the present invention and performing composite molding by hot pressing or the like, the shape of the composite molded body can be maintained. The formed molded article of any shape can be formed accurately and easily. That is, the production work of the FRM disk / FRM rotor, the FRM blade, and the like becomes easy, and the production efficiency and the production accuracy can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の平板状FRMプリフォームの実施の第
1形態を示す図で、図1(a)は横断面図、図1(b)
は斜視図、
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a flat FRM preform according to the present invention, wherein FIG. 1 (a) is a cross-sectional view and FIG. 1 (b).
Is a perspective view,

【図2】本発明の平板状FRMプリフォームの実施の第
2形態を示す平面図、
FIG. 2 is a plan view showing a second embodiment of the flat FRM preform of the present invention,

【図3】従来の平板状FRMプリフォームの1例を示す
横断面図、
FIG. 3 is a cross-sectional view showing one example of a conventional flat FRM preform.

【図4】従来の平板状FRMプリフォームの他の例を示
す横断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of a conventional flat FRM preform.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マトリックス金属 2 強化繊維 3 ワイヤ状プリフォーム 4 バインダー 5 マトリックス金属箔 6 平板状FRMプリフォーム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Matrix metal 2 Reinforcing fiber 3 Wire-shaped preform 4 Binder 5 Matrix metal foil 6 Flat FRM preform

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 明 愛知県小牧市大字東田中1200番地三菱重工 業株式会社名古屋誘導推進システム製作所 内株式会社先進材料利用ガスジェネレータ 研究所小牧分室内 Fターム(参考) 4K020 AA01 AA08 AC03 BA01 BA04 BA08 BB10 BB41 BC01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Akira Fukushima 1200, Higashi-Tanaka, Komaki City, Aichi Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagoya Guidance Propulsion System Works Co., Ltd. Advanced Material Utilization Gas Generator Laboratory Komaki Branch F-term (reference) 4K020 AA01 AA08 AC03 BA01 BA04 BA08 BB10 BB41 BC01

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平面状に並置された複数の強化繊維およ
び前記強化繊維の外周面に蒸着されたマトリックス金属
とからなるワイヤ状プリフォームと、前記ワイヤ状プリ
フォームの並置方向と直交させて配設され、前記マトリ
ックス金属とマイクロスポット溶接され、前記ワイヤ状
プリフォームの形状を並置された平面状に保持するマト
リックス金属箔とからなることを特徴とする平板状FR
Mプリフォーム。
1. A wire-shaped preform comprising a plurality of reinforcing fibers arranged side by side in a plane and a matrix metal deposited on an outer peripheral surface of the reinforcing fiber, and arranged in a direction perpendicular to the direction in which the wire-shaped preforms are arranged. And a matrix metal foil which is micro-spot-welded to the matrix metal and holds the shape of the wire-shaped preform in a juxtaposed plane.
M preform.
【請求項2】 平面状に並置された複数の強化繊維およ
び前記強化繊維の外周面に蒸着されたマトリックス金属
とからなるワイヤ状プリフォームと、前記ワイヤ状プリ
フォームの並置方向と直交させて配設され、前記マトリ
ックス金属にマイクロスポット溶接されたマトリックス
金属箔とにより、任意の最終形状の複合化成形体を形成
するための平面状の成形体平板状FRMプリフォームを
形成する平板形成工程と、前記平板形成工程で形成され
た成形体平板状FRMプリフォームを積層して前記複合
化成形体を形成する積層工程と、前記複合化成形体の最
終形状に形成された前記成形体平板状FRMプリフォー
ムを一体複合化する複合化工程とからなることを特徴と
する複合化成形体製造方法。
2. A wire-shaped preform comprising a plurality of reinforcing fibers arranged side by side in a plane and a matrix metal deposited on an outer peripheral surface of the reinforcing fibers, and arranged in a direction perpendicular to the direction in which the wire-shaped preforms are arranged. A flat plate forming step of forming a flat molded flat FRM preform for forming a composite molded body of any final shape by using a matrix metal foil micro-spot-welded to the matrix metal, The laminating step of laminating the molded flat plate FRM preform formed in the flat plate forming step to form the composite molded body, and the molded flat plate FRM preform formed in the final shape of the composite molded body are integrated. And a compounding step for compounding.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007007727A (en) * 2005-05-27 2007-01-18 Snecma Method for manufacturing tubular component parts with insert made of composite material of metal base materials
US8647453B2 (en) 2010-08-11 2014-02-11 Rolls-Royce Plc Method of manufacturing a fibre reinforced metal matrix composite article

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