JP2000204453A - マグネシウム基複合材料の製造方法及びマグネシウム基複合材料 - Google Patents
マグネシウム基複合材料の製造方法及びマグネシウム基複合材料Info
- Publication number
- JP2000204453A JP2000204453A JP778799A JP778799A JP2000204453A JP 2000204453 A JP2000204453 A JP 2000204453A JP 778799 A JP778799 A JP 778799A JP 778799 A JP778799 A JP 778799A JP 2000204453 A JP2000204453 A JP 2000204453A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composite material
- magnesium
- preform
- magnesium alloy
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
・浸透させることができ、複雑な形状の成形を低コスト
で可能とすると共に、高い強度を得ることのできるマグ
ネシウム基複合材料の製造方法及びマグネシウム基複合
材料を提供する。 【解決手段】強化繊維によって形成されたプリフォーム
に、溶融したマグネシウム合金を不活性ガスの圧力によ
って含浸・浸透させるガス圧浸透法を用い、マグネシウ
ム合金の母相を強化繊維によって補強した複合材料を形
成する。
Description
の母相を強化繊維によって補強して成るマグネシウム基
複合材料の製造方法及びマグネシウム基複合材料に関す
る。
される機械部品に、セラミックス等の強化繊維よって補
強して成る繊維強化金属の適用が進んでおり、このよう
な繊維強化金属として、マグネシウム合金を母相とした
ものも考えられている。
り、高圧鋳造法や粉末法が知られている。
たプリフォームに、油圧プレス等によって溶融金属を1
00気圧以上の高い圧力で含浸・浸透させるものであ
り、粉末法は金属粉末とセラミックスを混合して熱間静
水圧プレス(HIP)等によって高温・高圧で成形する
ものである。
ネシウム基複合材料では、セラミックス成形体のプリフ
ォームにマグネシウム溶湯と反応し易い酸化ケイ素(S
iO 2 )を混合することによって低い圧力で含浸させる
自発的浸透法も試みられている。
造法はプリフォームに溶融金属を高い圧力で含浸・浸透
させるものであるためにプリフォームの変形や割れを誘
発し易く、複雑形状の部品への適用が困難であるという
問題があった。
共に高温高圧での処理が必要であるために製造コストが
高いという問題がある。
の低下を目的として添加するものであって粒子径が大き
く量も多く、強度増加に寄与するものではなかった。
であって、低圧でマグネシウム溶湯をプリフォームへ含
浸・浸透させることができ、複雑な形状の成形を低コス
トで可能とすると共に、高い強度を得ることのできるマ
グネシウム基複合材料の製造方法及びマグネシウム基複
合材料を提供することを目的とする。
のマグネシウム基複合材料の製造方法は、強化繊維によ
って形成されたプリフォームに、溶融したマグネシウム
合金を不活性ガスの2気圧以上の圧力によって含浸・浸
透させるガス圧浸透法を用い、マグネシウム合金の母相
を強化繊維によって補強した複合材料を形成することを
特徴とする。
80〜720℃の範囲であることを特徴とする。
はSi粒子を容積比で4%以下混合することを特徴とす
る。
は、5μm以下であることを特徴とする。
比で2%添加されていることを特徴とする。
ォームに、溶融したマグネシウム合金を不活性ガスの圧
力によって含浸・浸透させて、マグネシウム合金の母相
を前記プリフォームによって補強して成るマグネシウム
基複合材料であって、前記母相を形成するマグネシウム
合金の組成が、Al:8.1〜10.5%,Zn:0.
4〜1.0%,Mn:0.13〜0.35%,Si:
0.30%以下,Cu:0.10%以下,Ni:0.0
1%以下,Mg:残部であることを特徴とする。
明の実施の形態について説明する。
製造方法では、図1に概念図を示す気密的に密閉可能な
チャンバー11を備える電気炉10中に配設した坩堝1
2内に、強化材によるプリフォーム1とマグネシウム合
金のインゴットを挿置し、チャンバー11内を真空化し
つつ加熱すると共にチャンバー11内を所定圧力の不活
性ガスで満たしてインゴットを溶融させ、溶融したマグ
ネシウム合金の溶湯2をプリフォーム1に含浸・浸透さ
せる低圧鋳造法によって、マグネシウム合金の母相をプ
リフォーム1で補強した複合材を形成するものである。
ャンバー11の内部にカーボン製の坩堝12が配設さ
れ、チャンバー11には給排気通路13が接続されて構
成されている。給排気通路13は、真空吸引通路13A
とアルゴンガス供給通路13Bの二通路に分岐し、真空
吸引通路13Aが図示しない真空ポンプに接続されると
共にアルゴンガス供給通路13Bが図示しないアルゴン
ガス供給源に接続され、各通路(真空吸引通路13A,
アルゴンガス供給通路13B)にはそれぞれ当該通路1
3A,13Bを開閉するバルブ(真空吸引バルブ13
a,アルゴンガス供給バルブ13b)が介設されてい
る。尚、14は溶湯温度を計測する熱電対である。
き工程でプリフォーム1にマグネシウム合金の浸透・含
浸を行う。
プリフォーム1を置いてその上にマグネシウム合金のイ
ンゴットを載置した後、アルゴンガス供給バルブ13b
を閉止状態とすると共に真空吸引バルブ13aを開放
し、真空吸引通路13Aを介してチャンバー11内を真
空に引きながら加熱する。
ブ13bを開いて所定圧力のアルゴンガスをチャンバー
11内に導入し、複合化温度まで加熱する。
後、アルゴンガスの圧力を所定の含浸圧力に設定し、そ
のまま5分間保持した後、冷却するものである。
化温度,プリフォーム中に添加するSiO2 又はSi粒
子の径及び量,を変化させて実験した結果を下記に示
す。
径0.5μm、平均長さ34μmのSiCウイスカと反
応材を溶媒中に分散させた後吸引濾過しつつプレスして
形成したものを用い、SiCウイスカの体積含有率は2
0%,反応材の体積含有率は0〜4%である。また、マ
グネシウム合金の組成は、Al(アルミニウム):8.
1〜9.8%,Zn(亜鉛):0.4〜1.0%,Mn
(マンガン):0.13〜0.35%,Si(ケイ
素):0.30%以下,Cu(銅):0.10%以下,
Ni(ニッケル):0.01%以下,Mg(マグネシウ
ム):残部である。
形品の引っ張り強さを測定した結果である。その他の条
件は、複合化温度:700℃,SiO2 粒子径:0.8
μm,SiO2 粒子添加量:2%に固定したものであ
る。これにより、2気圧という極めて低圧から高い引っ
張り強度が得られることが解る。また、組織観察によっ
ても未含浸部分は観察されず、低い圧力によっても健全
な複合材料を得ることが確認された。これにより、ター
ビンインペラのように三次元複雑形状の部品の成形も可
能となるものである。
形品の引っ張り強さを測定した結果を図3に示す。その
結果、680〜720℃の範囲とすることで高い引っ張
り強度を得ることができた。これは、反応生成物である
Mg2 Siの粗大化を防ぐことができるためと考えられ
る。
又はSi粒子の混合量を変化させて形成した成形品の引
っ張り強さを測定した結果を示す。その結果、プリフォ
ーム中にSiO2 又はSi粒子を容積比で4%以下の範
囲で混合することで高い引っ張り強度を得ることができ
た。
iO2 又はSi粒子の径を変化させて形成した成形品の
引っ張り強さを測定した結果を示す。その結果、プリフ
ォーム中に5μm以下の粒径のSiO2 又はSi粒子を
混合することで高い引っ張り強度を得ることができた。
これは、マグネシウム溶湯とSiO2 又はSiの反応生
成物であるMg2 Siが適当な大きさで適当な量分散す
ることで、強度増強に寄与しているものと考えられる。
のSi粒子を容積比で2%添加することで特に高い引っ
張り強度を得ることができることが解る。
述のごとくであるが、インゴット溶け落ち前のガス圧が
低いとマグネシウムが蒸発してしまうために組成が変化
し、アルミニウム成分が増加していると考えられ、その
影響を調べるべく組成中のアルミニウム成分を増加させ
て実験した結果、強度増加傾向が見られ、10.3%で
最大約8%の強度増加が確認できたものである。
シウム基複合材料の製造方法によれば、強化繊維によっ
て形成されたプリフォームに、溶融したマグネシウム合
金を不活性ガスの圧力によって含浸・浸透させるガス圧
浸透法を用い、マグネシウム合金の母相を強化繊維によ
って補強した複合材料を形成することにより、2気圧以
上という低い圧力によっても健全な複合材料を得ること
でき、これにより、タービンインペラのように三次元複
雑形状の部品の成形も可能となるものである。
80〜720℃の範囲であることにより、反応生成物で
あるMg2 Siの粗大化を防ぐことができ、高い引っ張
り強度を得ることができる。
粒子を容積比で4%以下混合することにより、高い引っ
張り強度を得ることができる。
μm以下であることにより、マグネシウム溶湯とSiO
2 又はSiの反応生成物であるMg2 Siが適当な大き
さで適当な量分散することで強度増強に寄与し、高い引
っ張り強度を得ることができる。特に、粒径が5μmの
上記Si粒子が容積比で2%添加されていることによ
り、高い引っ張り強度を得ることができる。また、強化
繊維によって形成されたプリフォームに、溶融したマグ
ネシウム合金を不活性ガスの圧力によって含浸・浸透さ
せて、マグネシウム合金の母相を前記プリフォームによ
って補強して成るマグネシウム基複合材料として、母相
を形成するマグネシウム合金の組成が、Al:8.1〜
10.5%,Zn:0.4〜1.0%,Mn:0.13
〜0.35%,Si:0.30%以下,Cu:0.10
%以下,Ni:0.01%以下,Mg:残部であること
により、高い引っ張り強度を得ることができるものであ
る。
方法に用いる電気炉の概念図である。
り強さを測定した結果を示すグラフである。
張り強さを測定した結果を示すグラフである。
子の混合量を変化させて形成した成形品の引っ張り強さ
を測定した結果を示すグラフである。
子の径を変化させて形成した成形品の引っ張り強さを測
定した結果を示すグラフである。
Claims (7)
- 【請求項1】強化繊維によって形成されたプリフォーム
に、溶融したマグネシウム合金を不活性ガスの圧力によ
って含浸・浸透させるガス圧浸透法を用い、マグネシウ
ム合金の母相を強化繊維によって補強した複合材料を形
成することを特徴とするマグネシウム基複合材料の製造
方法。 - 【請求項2】上記不活性ガスの圧力は2気圧以上である
ことを特徴とする請求項1に記載のマグネシウム基複合
材料の製造方法。 - 【請求項3】上記含浸・浸透時の複合化温度は680〜
720℃の範囲であることを特徴とする請求項1又は2
に記載のマグネシウム基複合材料の製造方法。 - 【請求項4】上記プリフォーム中にSiO2 又はSi粒
子を容積比で4%以下混合することを特徴とする請求項
1,2又は3に記載のマグネシウム基複合材料の製造方
法。 - 【請求項5】上記SiO2 又はSi粒子の粒径は、5μ
m以下であることを特徴とする請求項4に記載のマグネ
シウム基複合材料の製造方法。 - 【請求項6】粒径が5μmの上記Si粒子が容積比で2
%添加されていることを特徴とする請求項4に記載のマ
グネシウム基複合材料の製造方法。 - 【請求項7】強化繊維によって形成されたプリフォーム
に、溶融したマグネシウム合金を不活性ガスの圧力によ
って含浸・浸透させて、マグネシウム合金の母相を前記
プリフォームによって補強して成るマグネシウム基複合
材料であって、 前記母相を形成するマグネシウム合金の組成が、Al:
8.1〜10.5%,Zn:0.4〜1.0%,Mn:
0.13〜0.35%,Si:0.30%以下,Cu:
0.10%以下,Ni:0.01%以下,Mg:残部,
であることを特徴とするマグネシウム基複合材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP778799A JP4239047B2 (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | マグネシウム基複合材料の製造方法及びマグネシウム基複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP778799A JP4239047B2 (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | マグネシウム基複合材料の製造方法及びマグネシウム基複合材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000204453A true JP2000204453A (ja) | 2000-07-25 |
JP4239047B2 JP4239047B2 (ja) | 2009-03-18 |
Family
ID=11675386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP778799A Expired - Fee Related JP4239047B2 (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | マグネシウム基複合材料の製造方法及びマグネシウム基複合材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4239047B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7147728B2 (en) * | 2004-10-27 | 2006-12-12 | Lightwave Nano Biotech Co., Ltd. | Magnesium alloy producing negative potential |
CN101921973A (zh) * | 2010-07-06 | 2010-12-22 | 南京信息工程大学 | 铁钴合金纤维增强镁合金复合材料及其制备方法 |
JP2011113951A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Toyama Univ | マグネシウム系複合材料 |
CN102590455A (zh) * | 2012-02-16 | 2012-07-18 | 西北工业大学 | 一种测量真空气压浸渗法浸渗特性的装置及方法 |
-
1999
- 1999-01-14 JP JP778799A patent/JP4239047B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7147728B2 (en) * | 2004-10-27 | 2006-12-12 | Lightwave Nano Biotech Co., Ltd. | Magnesium alloy producing negative potential |
JP2011113951A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Toyama Univ | マグネシウム系複合材料 |
CN101921973A (zh) * | 2010-07-06 | 2010-12-22 | 南京信息工程大学 | 铁钴合金纤维增强镁合金复合材料及其制备方法 |
CN101921973B (zh) * | 2010-07-06 | 2013-03-27 | 南京信息工程大学 | 铁钴合金纤维增强镁合金复合材料及其制备方法 |
CN102590455A (zh) * | 2012-02-16 | 2012-07-18 | 西北工业大学 | 一种测量真空气压浸渗法浸渗特性的装置及方法 |
CN102590455B (zh) * | 2012-02-16 | 2014-11-26 | 西北工业大学 | 一种测量真空气压浸渗法浸渗特性的装置及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4239047B2 (ja) | 2009-03-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112813293B (zh) | 一种金属钛颗粒增强镁基复合材料及其真空搅拌铸造方法和应用 | |
JPH01224255A (ja) | 複合材料及びその製造方法 | |
US5640666A (en) | Composite silicide/silicon carbide mechanical alloy | |
CN110205536B (zh) | 一种钛/碳化钛核壳结构增强铝基复合材料及其制备方法 | |
CN109182802B (zh) | 一种碳材料增强铜/铝基复合材料的制备方法 | |
CN108842100B (zh) | 一种颗粒增强铝基复合材料的制备方法 | |
US9138806B2 (en) | In-situ combustion synthesis of titanium carbide (TiC) reinforced aluminum matrix composite | |
JP2863675B2 (ja) | 粒子強化複合材の製造方法 | |
US20070068603A1 (en) | Method of producing titanium composite parts by means of casting and parts thus | |
US8051892B2 (en) | Method of manufacturing metal-carbon nanocomposite material | |
JP2000204453A (ja) | マグネシウム基複合材料の製造方法及びマグネシウム基複合材料 | |
WO2014207776A1 (en) | Method for producing aluminum matrix composites through pressureless infiltration | |
CN115477545B (zh) | 连续碳纤维增强高熵陶瓷复合材料及其制备方法 | |
CN112342419B (zh) | 一种基于交联改性的烧结氢化钛制备TiC增强钛基复合材料的方法 | |
CN113857464A (zh) | 一种纤维增强铝基复合材料的制备方法 | |
US5085945A (en) | Production of metal matrix composites reinforced with polymer fibers | |
KR102444652B1 (ko) | 고체적율 알루미늄 복합재 및 그 제조방법 | |
CN117024147B (zh) | 一种(Ta,Nb,Hfx)2C中熵合金化碳化物陶瓷及其制备方法 | |
CN109576528B (zh) | 一种以SiC-CDCs@TiC为增强相的铜基复合材料及其制备方法 | |
JP2004002938A (ja) | スパッタリングまたはイオンプレーティング用ターゲット材及びその製造方法 | |
Levi et al. | Consolidation of rapidly solidified intermetallic powders using the Ceracon® process | |
JP4279366B2 (ja) | 金属−セラミックス複合材料の製造方法 | |
KR101694260B1 (ko) | 알루미늄 기지 복합재료의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 알루미늄 기지 복합재료 | |
KR101659188B1 (ko) | 자발 치환 반응을 통해 형성된 질화물로 강화된 금속기지 복합재료의 제조방법 및 그에 따라 제조된 복합재료 | |
Withers et al. | Squeeze cast magnesium matrix composites |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051220 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071031 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080729 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080916 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081007 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081104 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081127 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081210 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130109 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130109 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140109 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |