JP2001059120A - Method for recycling metal base composite material - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、アルミニ
ウムやアルミニウム合金等の金属母材と、該金属母材中
に分散された強化材とを有する金属基複合材料のリサイ
クル方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for recycling a metal-based composite material having a metal base material such as aluminum or an aluminum alloy and a reinforcing material dispersed in the metal base material.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、地球保護、環境保護の観点から、
各種資源の有効利用が重要視されるようになってきてお
り、特に有限の金属資源に関しては、リサイクルがます
ます重要なものとなってきている。特に昨今では、自動
車や航空機の構造材料としてアルミニウム等の軽量金属
材料が注目されており、そこに無機質材料からなる強化
材の混入された複合材料の需要が増大傾向にある。この
ため、かかる複合材料のリサイクル方法の確立が急務と
なってきている。2. Description of the Related Art In recent years, from the viewpoint of earth protection and environmental protection,
The importance of effective use of various resources is becoming increasingly important, and recycling is becoming increasingly important, especially for limited metal resources. In particular, in recent years, lightweight metal materials such as aluminum have been attracting attention as structural materials for automobiles and aircraft, and there is an increasing demand for composite materials in which reinforcing materials made of inorganic materials are mixed. For this reason, it is urgently necessary to establish a method of recycling such a composite material.
【０００３】従来、この種の技術として、例えば特開平
７−１３８６６８号公報や、特開平７−９０４０８号公
報等に開示されたものが知られている。前者の技術で
は、容器中にフラックスを入れ、該フラックスの上にア
ルミニウム基複合材を乗せた状態で容器を加熱し、両者
を溶解することにより、分離されてくるアルミニウムを
容器の底にて回収する旨が開示されている。また、後者
の技術では、アルミニウム基複合スクラップをハライド
系溶融塩（フラックス）浴に投入溶解して分散非金属成
分（強化材）を溶融塩中に移行させるようにしている。
そして、いずれの技術によっても、金属母材たるアルミ
ニウムが回収されることが記載されている。Conventionally, as this type of technology, those disclosed in, for example, JP-A-7-138668 and JP-A-7-90408 are known. In the former technique, a container is heated while the flux is put in a container, and an aluminum-based composite material is placed on the flux, and both are dissolved to collect the separated aluminum at the bottom of the container. Is disclosed. In the latter technique, an aluminum-based composite scrap is put into a halide-based molten salt (flux) bath and dissolved to transfer the dispersed nonmetallic component (reinforcing material) into the molten salt.
It is described that aluminum as a metal base material is recovered by any of the techniques.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術では、フラックス及びアルミニウム基複合材を共に溶
融状態とする点で共通しているが、単に両者が溶融状態
で混在しているだけでは、強化材とフラックスとの接触
の機会が乏しい。そのため、アルミニウムの分離・回収
効率が著しく低いものとなってしまうおそれがあった。
さらに、強化材及びフラックスの接触機会の増大を図る
べく、フラックスの量を増大することも考えられる。し
かしながら、この場合には、結果的に浪費されてしまう
フラックスの量の増大を招くこととなり、コストの著し
い増大を招いてしまう。However, the above-mentioned prior arts have a common feature in that both the flux and the aluminum-based composite material are in a molten state. Opportunity of contact between material and flux is poor. Therefore, there is a possibility that the efficiency of separation and recovery of aluminum may be extremely low.
Further, it is conceivable to increase the amount of the flux in order to increase the chance of contact between the reinforcing material and the flux. However, in this case, the amount of the wasted flux is increased as a result, and the cost is significantly increased.
【０００５】さらに、上記技術では、アルミニウムの回
収については言及されているものの、強化材、フラック
スの回収方法については何ら言及されていない。従っ
て、従来では、完全なるクローズド・リサイクル方法が
確立されているとはいえず、各種材料に関する一貫した
回収方法の確立が要請されていた。[0005] Furthermore, in the above-mentioned technology, although the recovery of aluminum is mentioned, there is no mention of the method of recovering the reinforcing material and the flux. Therefore, a completely closed recycling method has not been established so far, and it has been required to establish a consistent collection method for various materials.
【０００６】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、金属母材と、該金属母材中
に分散された強化材とを有する金属基複合材料のリサイ
クル方法において、コストの増大を招くことなく、リサ
イクルに際し使用される各種素材の回収効率の飛躍的な
向上を図ることのできる金属基複合材料のリサイクル方
法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to recycle a metal-based composite material having a metal base material and a reinforcing material dispersed in the metal base material. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of recycling a metal-based composite material that can dramatically improve the collection efficiency of various materials used in recycling without increasing costs.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明においては、金属母材と、
該金属母材中に分散された強化材とを有する金属基複合
材料のリサイクル方法であって、前記金属基複合材料及
び水溶性フラックスを加熱溶融状態にて積極的に混合
し、前記水溶性フラックス中に前記強化材を移行させる
工程と、前記混合物を鎮静分離し、前記強化材を含有し
てなる水溶性フラックス又は金属母材の一方を、他方か
ら離間させて前記金属母材を回収する工程と、前記強化
材を含有してなる水溶性フラックスを水で溶解し、未だ
固化状態にある前記強化材を固液分離し、該強化材を回
収する工程と、前記水溶性フラックスの水溶液を乾燥せ
しめ、水溶性フラックスを回収する工程とを備えた金属
基複合材料のリサイクル方法をその要旨としている。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a metal base material includes:
A method of recycling a metal-based composite material having a reinforcing material dispersed in the metal base material, wherein the metal-based composite material and a water-soluble flux are positively mixed in a heated and molten state, Transferring the reinforcing material into, and calming and separating the mixture, and collecting the metal base material by separating one of the water-soluble flux or the metal base material containing the reinforcing material from the other. Dissolving the water-soluble flux containing the reinforcing material with water, separating the reinforcing material still in a solidified state from solid-liquid, and collecting the reinforcing material; and drying the aqueous solution of the water-soluble flux. At least, the gist of the present invention is a method of recycling a metal-based composite material including a step of recovering a water-soluble flux.
【０００８】ここで、金属母材としては、例えばアルミ
ニウム、アルミニウム合金、マグネシウム及びマグネシ
ウム合金等の金属が挙げられる。また、強化材として
は、例えば炭化珪素、窒化珪素、アルミナ、硼酸アルミ
ニウム、ジルコニア、炭素、或いはこれらの混合物等の
無機質材料が挙げられ、その形状は、粒状であっても繊
維状であっても差し支えない。さらに、本発明で用いら
れるフラックスは水溶性のものである必要がある。当該
フラックスの代表例としては、塩化カルシウム、塩化マ
グネシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩化物
をはじめ、フッ化物、臭化物、炭酸化物、硫酸化物、硝
酸化物及びこれらを主成分として混合物等が挙げられ
る。なお、後述する比重が大きい水溶性フラックスとし
ては、例えば臭化ナトリウム、塩化セシウム等が挙げら
れる。但し、本発明において採用されるべき各素材は、
上記例示した素材名に何ら限定されるものではない。Here, examples of the metal base material include metals such as aluminum, aluminum alloys, magnesium and magnesium alloys. Examples of the reinforcing material include inorganic materials such as silicon carbide, silicon nitride, alumina, aluminum borate, zirconia, carbon, and a mixture thereof, and the shape thereof may be granular or fibrous. No problem. Further, the flux used in the present invention needs to be water-soluble. Representative examples of the flux include calcium chloride, magnesium chloride, sodium chloride, chlorides such as potassium chloride, fluorides, bromides, carbonates, sulphates, nitrates and mixtures containing these as a main component. . In addition, examples of the water-soluble flux having a large specific gravity, which will be described later, include sodium bromide, cesium chloride, and the like. However, each material to be adopted in the present invention is:
It is not limited to the above-exemplified material names.
【０００９】さらに、本発明中「積極的に混合」とある
のは、強化材が水溶性フラックスと接触する機会を意図
的に増大させることを含んでいればよく、例えばインペ
ラー式撹拌機による撹拌や、超音波、マイクロ波、電磁
波等を用いた撹拌、容器の振動、揺動等による混合等が
含まれる。Further, the term "active mixing" in the present invention may include intentionally increasing the chance that the reinforcing material comes into contact with the water-soluble flux, and for example, stirring by an impeller type stirrer. And agitation using ultrasonic waves, microwaves, electromagnetic waves, and the like, and mixing by vibration, oscillation, and the like of the container.
【００１０】併せて、強化材を含有してなる水溶性フラ
ックスを水で溶解するに際しては、水溶性フラックスの
理論溶解度の１．１倍以上２０倍以下の量の水を用いる
のが望ましい。水の量が１．１倍未満の場合には、水溶
性フラックスの溶解に時間を要するおそれがある。ま
た、水の量が２０倍を超える場合には、次の乾燥工程に
際し、余分なエネルギーを要することとなる場合があ
る。さらに、強化材を含有してなる水溶性フラックスを
水で溶解する際には、５０℃〜９０℃程度にまで溶液を
昇温させたり、撹拌を行ったりして、溶解の促進を図る
のが望ましい。In addition, when dissolving the water-soluble flux containing the reinforcing material with water, it is desirable to use water in an amount of 1.1 to 20 times the theoretical solubility of the water-soluble flux. When the amount of water is less than 1.1 times, it may take time to dissolve the water-soluble flux. If the amount of water exceeds 20 times, extra energy may be required in the next drying step. Further, when dissolving the water-soluble flux containing the reinforcing material in water, it is necessary to raise the temperature of the solution to about 50 ° C. to 90 ° C. or to perform stirring to promote the dissolution. desirable.
【００１１】さて、上記請求項１に記載の発明によれ
ば、まず、金属基複合材料及び水溶性フラックスが加熱
溶融状態にて積極的に混合される。この過程において、
金属基複合材料中に分散されていた強化材が溶融状態に
ある水溶性フラックスと接触することに基づいて、水溶
性フラックス中に強化材が移行しうる。これは、強化材
のアルミニウム等の金属母材に対する親和性よりもフラ
ックスとの親和性の方が大きい、換言すれば、濡れ性が
大きいためであると考えられる。また、このとき、金属
基複合材料及び水溶性フラックスが積極的に混合される
ため、強化材と水溶性フラックスとが接触する機会が高
められ、強化材はより速やかに水溶性フラックス中へと
移行する。その後、前記混合物が鎮静分離されることに
より、強化材を含有してなる水溶性フラックスと、金属
母材とが分離可能な状態となり、一方が他方から離間さ
せられることにより、金属母材が回収される。次いで、
強化材を含有してなる水溶性フラックスが水で溶解さ
れ、未だ固化状態にある強化材が固液分離され、これに
より強化材が回収される。さらにその後、水溶性フラッ
クスの水溶液が乾燥されることにより、水溶性フラック
スが回収される。従って、多量のフラックスを用いずと
も金属母材が効率良く回収され、しかも、強化材及び水
溶性フラックス共に高い収率で回収されることとなる。According to the first aspect of the present invention, first, the metal-based composite material and the water-soluble flux are positively mixed in a heated and molten state. In this process,
The reinforcement may migrate into the water-soluble flux based on the contact of the reinforcement dispersed in the metal matrix composite with the molten water-soluble flux. It is considered that this is because the affinity of the reinforcing material with the flux is higher than the affinity with the metal base material such as aluminum, in other words, the wettability is large. Also, at this time, since the metal matrix composite material and the water-soluble flux are positively mixed, the opportunity for the reinforcing material to come into contact with the water-soluble flux is increased, and the reinforcing material moves into the water-soluble flux more quickly. I do. Thereafter, the mixture is sedated and separated, so that the water-soluble flux containing the reinforcing material and the metal base material can be separated, and one is separated from the other so that the metal base material is recovered. Is done. Then
The water-soluble flux containing the reinforcing material is dissolved in water, and the reinforcing material still in a solidified state is subjected to solid-liquid separation, whereby the reinforcing material is recovered. Thereafter, the aqueous solution of the water-soluble flux is dried to collect the water-soluble flux. Therefore, the metal base material is efficiently recovered without using a large amount of flux, and both the reinforcing material and the water-soluble flux are recovered in a high yield.
【００１２】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載の金属基複合材料のリサイクル方法において、
前記金属基複合材料及び水溶性フラックスを加熱溶融状
態にて積極的に混合するに際し、撹拌手段を用いて撹拌
するようにしたことをその要旨としている。上記請求項
２に記載の発明によれば、金属基複合材料及び水溶性フ
ラックスが加熱溶融状態にて撹拌手段によって撹拌さ
れ、もって両者が積極的に混合される。従って、強化材
と水溶性フラックスとが接触する機会を比較的容易に高
めることが可能となる。According to a second aspect of the present invention, in the method for recycling a metal matrix composite material according to the first aspect,
The gist is that, when the metal-based composite material and the water-soluble flux are positively mixed in a heated and molten state, stirring is performed using a stirring means. According to the second aspect of the present invention, the metal-based composite material and the water-soluble flux are stirred by the stirring means in a heated and molten state, so that the two are positively mixed. Therefore, the opportunity of contact between the reinforcing material and the water-soluble flux can be relatively easily increased.
【００１３】さらに、請求項３に記載の発明では、請求
項１又は２に記載の金属基複合材料のリサイクル方法に
おいて、前記金属母材は、アルミニウム及びマグネシウ
ムの少なくとも一方を主として含有していることをその
要旨としている。Further, in the invention according to claim 3, in the method for recycling a metal-based composite material according to claim 1 or 2, the metal base material mainly contains at least one of aluminum and magnesium. Is the gist.
【００１４】併せて、請求項４に記載の発明では、請求
項１〜３のいずれかに記載の金属基複合材料のリサイク
ル方法において、前記水溶性フラックスは、前記金属母
材より比重が大きいものであることをその要旨としてい
る。上記請求項４に記載の発明によれば、水溶性フラッ
クスの比重が金属母材より比重が大きいため、前記混合
物中において水溶性フラックスが沈降する傾向にあり、
上記積極的な混合と相まって、水溶性フラックスが浮上
する場合に比べて強化材と水溶性フラックスとが接触す
る機会がより増大させられる。このため、強化材はより
一層速やかに水溶性フラックス中へと移行することとな
り、回収効率がより一層高められる。According to a fourth aspect of the present invention, in the method for recycling a metal-based composite material according to any one of the first to third aspects, the water-soluble flux has a specific gravity greater than that of the metal base material. The gist is that According to the invention as set forth in claim 4, since the specific gravity of the water-soluble flux is higher than that of the metal base material, the water-soluble flux tends to settle in the mixture,
Coupled with the aggressive mixing described above, the opportunity for contact between the reinforcement and the water-soluble flux is increased as compared to when the water-soluble flux floats. For this reason, the reinforcing material moves into the water-soluble flux more quickly, and the recovery efficiency is further improved.
【００１５】加えて、請求項５に記載の発明では、請求
項１〜４のいずれかに記載の金属基複合材料のリサイク
ル方法において、前記強化材は、無機質材料よりなるこ
とをその要旨としている。According to a fifth aspect of the present invention, in the method for recycling a metal-based composite material according to any one of the first to fourth aspects, the gist is that the reinforcing material is made of an inorganic material. .
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下に、金
属基複合材料のリサイクル方法を具体化した第１の実施
の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment of a method for recycling a metal-based composite material will now be described in detail with reference to the drawings.
【００１７】図１に示すように、本実施の形態における
金属基複合材料のリサイクル方法は、金属基複合材料１
を容器２内において加熱溶融するとともに、その溶湯中
に水溶性フラックス３を加え、撹拌機６を用いて積極的
に撹拌混合することにより、金属基複合材料１に含まれ
ていた強化材４を水溶性フラックス３中に移行させる工
程（図１（ａ），（ｂ））と、前記混合物を１０分〜１
２０分程度鎮静させ、強化材４を含有してなる水溶性フ
ラックス３を浮上させた後（図１（ｃ））、該強化材４
を含有してなる水溶性フラックス３を取り出して、金属
母材５から離間させて該金属母材５を回収する工程（図
１（ｄ））と、強化材４を含有してなる水溶性フラック
ス３を水で溶解し（図１（ｅ））、未だ固化状態にある
強化材４を固液分離し、該強化材４を回収する工程（図
１（ｆ））と、水溶性フラックス３の水溶液を乾燥し、
水溶性フラックス３を回収する工程（図１（ｇ））とを
備えている。As shown in FIG. 1, the method of recycling a metal-based composite material according to the present embodiment employs a metal-based composite material 1
Is heated and melted in the container 2, the water-soluble flux 3 is added to the molten metal, and the mixture is positively stirred and mixed using the stirrer 6, whereby the reinforcing material 4 contained in the metal-based composite material 1 is removed. A step of transferring into the water-soluble flux 3 (FIGS. 1A and 1B), and
After being calmed down for about 20 minutes, the water-soluble flux 3 containing the reinforcing material 4 was floated (FIG. 1 (c)),
A step of taking out the water-soluble flux 3 containing, and separating the metal base material 5 from the metal base material 5 to recover the metal base material 5 (FIG. 1D); 3 (FIG. 1 (e)), a step of solid-liquid separation of the reinforcing material 4 still in a solidified state, and a recovery of the reinforcing material 4 (FIG. 1 (f)). Drying the aqueous solution,
Recovering the water-soluble flux 3 (FIG. 1 (g)).
【００１８】次に、さらに具体化した実施例について説
明する。Next, a more specific embodiment will be described.
【００１９】（実施例１）黒鉛坩堝に対し、炭化珪素粒
子（強化材）で強化したアルミニウム基複合材料のリタ
ーン材１００ｇを投入し、７６０℃の高温下で溶融した
後、水溶性フラックスとしての塩化カルシウム４０ｇを
少しずつ投入した。そして、インぺラー式撹拌機を用い
て混合物溶湯を３０分間撹拌し（インぺラー式撹拌機の
回転速度は１００ｒｐｍ〜２７０ｒｐｍ）、その後６０
分間鎮静させた。Example 1 100 g of a return material of an aluminum-based composite material reinforced with silicon carbide particles (reinforcing material) was put into a graphite crucible, melted at a high temperature of 760 ° C., and then dissolved as a water-soluble flux. 40 g of calcium chloride was added little by little. Then, the molten mixture is stirred for 30 minutes using an impeller-type stirrer (the rotation speed of the impeller-type stirrer is 100 rpm to 270 rpm).
Sedated for a minute.
【００２０】次に、鎮静によって浮上してきた強化材含
有フラックスを取り出すとともに、下部のアルミニウム
合金母材を回収した。アルミニウム合金母材の回収率は
８７．０％であり、該母材中の炭化珪素の含有量は０．
４重量％以下であった（燃焼法による分析結果）。ま
た、回収したアルミニウム合金母材を電子顕微鏡で観察
した結果、炭化珪素がほぼ完全に除去されていることが
確認された。Next, the flux containing the reinforcing material, which floated up due to the sedation, was taken out, and the lower aluminum alloy base material was collected. The recovery rate of the aluminum alloy base material was 87.0%, and the content of silicon carbide in the base material was 0.1%.
It was 4% by weight or less (analysis result by combustion method). Further, as a result of observing the collected aluminum alloy base material with an electron microscope, it was confirmed that silicon carbide was almost completely removed.
【００２１】続いて、回収した強化材含有フラックスを
水で溶解した後、濾紙で濾過することにより、８５重量
％以上の炭化珪素を回収することができた（Ｘ線回折で
ＳｉＣであることを確認済み）。Subsequently, 85% by weight or more of silicon carbide could be recovered by dissolving the recovered flux containing the reinforcing material in water and then filtering through filter paper. Verified).
【００２２】さらにその後、得られた濾液を１５０℃以
上の高温下で蒸発、乾燥させることにより、９５重量％
以上のフラックスを回収することができた。After that, the obtained filtrate was evaporated and dried at a high temperature of 150 ° C. or more, whereby 95% by weight was obtained.
The above flux could be recovered.
【００２３】（第２の実施の形態）次に、第２の実施の
形態について説明する。図２に示すように、本実施の形
態における金属基複合材料のリサイクル方法は、水溶性
フラックス３を容器２内において加熱溶融するととも
に、その溶湯中に金属基複合材料１を加え、撹拌機６を
用いて積極的に撹拌混合することにより、金属基複合材
料１に含まれていた強化材４を水溶性フラックス３中に
移行させる工程（図２（ａ），（ｂ））と、前記混合物
を１０分〜１２０分程度鎮静させ、強化材４を含有して
なる水溶性フラックス３を浮上させた後（図２
（ｃ））、該強化材４を含有してなる水溶性フラックス
３を取り出して、金属母材５から離間させて該金属母材
５を回収する工程（図２（ｄ））と、強化材４を含有し
てなる水溶性フラックス３を水で溶解し（図２
（ｅ））、未だ固化状態にある強化材４を固液分離し、
該強化材４を回収する工程（図２（ｆ））と、水溶性フ
ラックス３の水溶液を乾燥し、水溶性フラックス３を回
収する工程（図２（ｇ））とを備えている。(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described. As shown in FIG. 2, in the method of recycling a metal-based composite material according to the present embodiment, a water-soluble flux 3 is heated and melted in a container 2, and a metal-based composite material 1 is added to the molten metal. A process of transferring the reinforcing material 4 contained in the metal-based composite material 1 into the water-soluble flux 3 by actively stirring and mixing (FIGS. 2A and 2B); Is sedated for about 10 to 120 minutes, and the water-soluble flux 3 containing the reinforcing material 4 is floated (FIG. 2).
(C)) a step of taking out the water-soluble flux 3 containing the reinforcing material 4 and separating it from the metal base material 5 to collect the metal base material 5 (FIG. 2D); 2 is dissolved in water (FIG. 2).
(E)), the reinforcing material 4 still in a solidified state is subjected to solid-liquid separation,
The method includes a step of recovering the reinforcing material 4 (FIG. 2 (f)) and a step of drying the aqueous solution of the water-soluble flux 3 to recover the water-soluble flux 3 (FIG. 2 (g)).
【００２４】次に、さらに具体化した実施例について説
明する。Next, a more specific embodiment will be described.
【００２５】（実施例２）黒鉛坩堝に対し、水溶性フラ
ックスとしての塩化カルシウム、塩化ナトリウム及びフ
ッ化カリウムの混合物２５ｇを投入し、７３０℃の高温
下で溶融した後、炭化珪素粒子（強化材）で強化したア
ルミニウム基複合材料の加工切り屑３０ｇを、少しずつ
投入した。そして、インぺラー式撹拌機を用いて混合物
溶湯を３０分間撹拌し（インぺラー式撹拌機の回転速度
は１００ｒｐｍ〜２７０ｒｐｍ）、その後６０分間鎮静
させた。Example 2 A graphite crucible was charged with 25 g of a mixture of calcium chloride, sodium chloride and potassium fluoride as a water-soluble flux, melted at a high temperature of 730 ° C., and then cooled with silicon carbide particles (reinforced material). 30 g) of the processing chip of the aluminum-based composite material reinforced in the above) was charged little by little. The molten mixture was stirred for 30 minutes using an impeller stirrer (rotational speed of the impeller stirrer was 100 rpm to 270 rpm), and then calmed for 60 minutes.
【００２６】次に、鎮静によって浮上してきた強化材含
有フラックスを取り出すとともに、下部のアルミニウム
合金母材を回収した。アルミニウム合金母材の回収率は
８０．６％であり、該母材中の炭化珪素の含有量は０．
５重量％以下であった（燃焼法による分析結果）。ま
た、回収したアルミニウム合金母材を電子顕微鏡で観察
した結果、炭化珪素がほぼ完全に除去されていることが
確認された。Next, the flux containing the reinforcing material which floated by the sedation was taken out, and the lower aluminum alloy base material was recovered. The recovery of the aluminum alloy base material was 80.6%, and the content of silicon carbide in the base material was 0.1%.
It was 5% by weight or less (analysis result by combustion method). Further, as a result of observing the collected aluminum alloy base material with an electron microscope, it was confirmed that silicon carbide was almost completely removed.
【００２７】続いて、回収した強化材含有フラックスを
水で溶解した後、濾紙で濾過することにより、７８．２
重量％以上の炭化珪素を回収することができた（Ｘ線回
折でＳｉＣであることを確認済み）。Next, the recovered reinforcing material-containing flux was dissolved in water and filtered through filter paper to obtain 78.2.
It was possible to recover silicon carbide in an amount of at least% by weight (it was confirmed to be SiC by X-ray diffraction).
【００２８】さらにその後、得られた濾液を１５０℃以
上の高温下で蒸発、乾燥させることにより、９０重量％
以上のフラックスを回収することができた。After that, the obtained filtrate was evaporated and dried at a high temperature of 150 ° C. or more to obtain 90% by weight.
The above flux could be recovered.
【００２９】（第３の実施の形態）次に、第３の実施の
形態について説明する。但し、本実施の形態では、水溶
性フラックスとして、金属母材５よりも比重の大きいフ
ラックスを使用しているという点に特徴を有している。
すなわち、図３に示すように、本実施の形態における金
属基複合材料のリサイクル方法は、金属基複合材料１を
容器２内において加熱溶融するとともに、その溶湯中に
比重の大きな水溶性フラックス３を加え、撹拌機６を用
いて積極的に撹拌混合することにより、金属基複合材料
１に含まれていた強化材４を水溶性フラックス３中に移
行させる工程（図３（ａ），（ｂ））と、前記混合物を
１０分〜１２０分程度鎮静させ、強化材４を含有してな
る水溶性フラックス３を沈降させた後（図３（ｃ））、
該強化材４を含有してなる水溶性フラックス３を取り出
して、金属母材５から離間させて該金属母材５を回収す
る工程（図３（ｄ））と、強化材４を含有してなる水溶
性フラックス３を水で溶解し（図３（ｅ））、未だ固化
状態にある強化材４を固液分離し、該強化材４を回収す
る工程（図３（ｆ））と、水溶性フラックス３の水溶液
を乾燥し、水溶性フラックス３を回収する工程（図３
（ｇ））とを備えている。(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described. However, the present embodiment is characterized in that a flux having a higher specific gravity than the metal base material 5 is used as the water-soluble flux.
That is, as shown in FIG. 3, the metal-based composite material recycling method according to the present embodiment involves heating and melting the metal-based composite material 1 in the container 2 and dissolving the water-soluble flux 3 having a large specific gravity in the molten metal. In addition, a step of transferring the reinforcing material 4 contained in the metal-based composite material 1 into the water-soluble flux 3 by actively stirring and mixing using the stirrer 6 (FIGS. 3A and 3B). ) And the mixture is sedated for about 10 to 120 minutes to settle the water-soluble flux 3 containing the reinforcing material 4 (FIG. 3 (c)).
Step of taking out the water-soluble flux 3 containing the reinforcing material 4 and separating it from the metal base material 5 to recover the metal base material 5 (FIG. 3D); The water-soluble flux 3 is dissolved with water (FIG. 3 (e)), and the reinforcing material 4 still in a solidified state is separated into a solid and a liquid, and the reinforcing material 4 is collected (FIG. 3 (f)). Of recovering the water-soluble flux 3 by drying the aqueous solution of the water-soluble flux 3 (FIG. 3)
(G)).
【００３０】次に、さらに具体化した実施例について説
明する。Next, a more specific embodiment will be described.
【００３１】（実施例３）黒鉛坩堝に対し、炭化珪素粒
子（強化材）で強化したアルミニウム基複合材料（炭化
珪素含有量＝２０体積％，密度＝２．７９ｇ／立方セン
チメートル，融点５７０℃）の加工切り屑１５ｋｇを投
入し、７５５℃の高温下で溶融した後、水溶性フラック
スとしての臭化ナトリウム（密度＝３．２１ｇ／立方セ
ンチメートル，融点７４７℃，２５℃での水中溶解度＝
９４．６ｇ／１００ｇ水）５ｋｇを少しずつ投入した。
そして、黒鉛治具を用いて混合物溶湯を撹拌し（完全に
溶解してからも３０分間撹拌を継続した）、その後６０
分間鎮静させた。Example 3 In a graphite crucible, an aluminum-based composite material (silicon carbide content = 20% by volume, density = 2.79 g / cubic centimeter, melting point 570 ° C.) reinforced with silicon carbide particles (reinforcing material) was used. 15 kg of processing chips are charged and melted at a high temperature of 755 ° C., and then sodium bromide as a water-soluble flux (density = 3.21 g / cubic centimeter, melting point 747 ° C., solubility in water at 25 ° C. =
54.6 kg of 94.6 g / 100 g water) was added little by little.
Then, the molten mixture was stirred using a graphite jig (the stirring was continued for 30 minutes even after the mixture was completely melted).
Sedated for a minute.
【００３２】次に、混合物溶湯の温度を６８０℃まで降
温せしめ、黒鉛坩堝底部において臭化ナトリウムを凝固
させ、アルミニウム合金母材（溶湯状態）９．７ｋｇを
回収した。該母材中の炭化珪素の含有量は０．５重量％
であった（燃焼法による分析結果）。Next, the temperature of the molten mixture was lowered to 680 ° C., sodium bromide was solidified at the bottom of the graphite crucible, and 9.7 kg of an aluminum alloy base material (molten state) was recovered. The content of silicon carbide in the base material is 0.5% by weight.
(Analysis result by combustion method).
【００３３】続いて、回収した強化材含有フラックスを
水で溶解した後、濾紙で濾過することにより、８５重量
％以上の炭化珪素を回収することができた（Ｘ線回折で
ＳｉＣであることを確認済み）。Subsequently, the recovered reinforcing material-containing flux was dissolved in water, and then filtered with filter paper to recover 85% by weight or more of silicon carbide. Verified).
【００３４】さらにその後、得られた濾液を１５０℃以
上の高温下で蒸発、乾燥させることにより、９５重量％
以上のフラックスを回収することができた。After that, the obtained filtrate was evaporated and dried at a high temperature of 150 ° C. or higher to obtain 95% by weight.
The above flux could be recovered.
【００３５】（実施例４）上記実施例３と同一のアルミ
ニウム基複合材料７１．４ｇを、黒鉛坩堝に対し投入
し、７５５℃の高温下で溶融した後、水溶性フラックス
としての塩化セシウム（密度＝３．９７ｇ／立方センチ
メートル，融点６４５℃，２５℃での水中溶解度＝１９
０ｇ／１００ｇ水）７５．４ｇを少しずつ投入した。そ
して、インペラー式撹拌機を用いて混合物溶湯を３０分
間撹拌し、その後６０分間鎮静させた。Example 4 71.4 g of the same aluminum-based composite material as in Example 3 was charged into a graphite crucible and melted at a high temperature of 755 ° C., and then cesium chloride (density) was used as a water-soluble flux. = 3.97 g / cubic centimeter, melting point 645 ° C, solubility in water at 25 ° C = 19
(0 g / 100 g water) 75.4 g was added little by little. Then, the molten mixture was stirred for 30 minutes using an impeller type stirrer, and then sedated for 60 minutes.
【００３６】次に、混合物溶湯を室温まで降温せしめ、
黒鉛坩堝上部において浮上状態にあるアルミニウム合金
母材を回収するとともに、強化材含有フラックスを取出
した。アルミニウム合金母材の回収率は８５．２％であ
り、該母材中の炭化珪素の含有量は０．４重量％であっ
た（燃焼法による分析結果）。Next, the mixture is cooled to room temperature.
The aluminum alloy base material in a floating state at the upper part of the graphite crucible was recovered, and the flux containing the reinforcing material was taken out. The recovery rate of the aluminum alloy base material was 85.2%, and the content of silicon carbide in the base material was 0.4% by weight (analysis result by combustion method).
【００３７】続いて、取出後に冷却固化させた強化材含
有フラックスを水で溶解した後、濾紙で濾過することに
より、９．３ｇの炭化珪素を回収することができた（Ｘ
線回折でＳｉＣであることを確認済み）。Subsequently, the flux containing the reinforcing material, which was cooled and solidified after being taken out, was dissolved in water, and then filtered through filter paper, whereby 9.3 g of silicon carbide could be recovered (X).
Line diffraction confirmed that the material was SiC).
【００３８】さらにその後、得られた濾液を１５０℃以
上の高温下で蒸発、乾燥させることにより、６９．８ｇ
のフラックスを回収することができた。Thereafter, the obtained filtrate was evaporated and dried at a high temperature of 150 ° C. or more, thereby obtaining 69.8 g.
Could be recovered.
【００３９】このように、上記各実施の形態（実施例１
〜４を含む）によれば、アルミニウム合金等の金属母材
５を効率良く回収することができる。また、金属母材５
のみならず、強化材４及び水溶性フラックス３について
も非常に高い収率で回収することができる。そのため、
コストの増大を招くことなく、リサイクルに際し使用さ
れる各種素材（金属母材５、強化材４及び水溶性フラッ
クス３）の回収効率の飛躍的な向上を図ることができ、
これにより、クローズドリサイクルを確立することがで
きる。As described above, each of the above embodiments (Example 1)
To 4) can efficiently collect the metal base material 5 such as an aluminum alloy. In addition, metal base material 5
In addition, the reinforcing material 4 and the water-soluble flux 3 can be recovered at a very high yield. for that reason,
Without increasing the cost, it is possible to dramatically improve the collection efficiency of various materials (metal base material 5, reinforcing material 4, and water-soluble flux 3) used for recycling,
Thereby, closed recycling can be established.
【００４０】尚、上記実施の形態の記載内容に限定され
ず、例えば次のように実施してもよい。It is to be noted that the present invention is not limited to the contents described in the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
【００４１】（ａ）上記実施の形態中の各実施例では、
アルミニウム合金を金属母材５とする複合材料のリサイ
クルについて言及したが、アルミニウム、マグネシウム
及びマグネシウム合金等の他の金属を母材として用いて
もよい。(A) In each of the above embodiments,
Although the recycling of a composite material using an aluminum alloy as the metal base material 5 has been described, other metals such as aluminum, magnesium, and a magnesium alloy may be used as the base material.
【００４２】（ｂ）上記実施の形態においては、金属基
複合材料１及び水溶性フラックス３を加熱溶融状態にて
積極的に混合し、水溶性フラックス３中に強化材４を移
行させる工程を１回のみ行うこととしたが、水溶性フラ
ックス３の量を比較的少なめにしておいて、上記工程を
複数回行うこととしてもよい。(B) In the above embodiment, the step of positively mixing the metal-based composite material 1 and the water-soluble flux 3 in a heated and molten state and transferring the reinforcing material 4 into the water-soluble flux 3 is described as 1 Although the process is performed only once, the amount of the water-soluble flux 3 may be relatively small, and the above process may be performed a plurality of times.
【００４３】（ｃ）上記実施の形態における撹拌の代わ
りに、超音波、マイクロ波、電磁波等を用いた撹拌、容
器の振動、揺動等によって、積極的に混合することとし
てもよい。(C) Instead of the stirring in the above-described embodiment, the mixing may be positively performed by stirring using ultrasonic waves, microwaves, electromagnetic waves, or the like, or by vibrating or rocking the container.
【００４４】上記実施の形態等から把握される技術的思
想について、以下に記載する。The technical ideas grasped from the above embodiments and the like will be described below.
【００４５】・請求項１〜５のいずれかに記載の金属基
複合材料のリサイクル方法において、前記金属基複合材
料及び水溶性フラックスを加熱溶融状態にて積極的に混
合するに際し、使用される水溶性フラックスの量は、前
記金属基複合材料に対して０．１重量％以上２００重量
％以下であることを特徴とする金属基複合材料のリサイ
クル方法。[0045] In the method for recycling a metal-based composite material according to any one of claims 1 to 5, a water-soluble material used when the metal-based composite material and a water-soluble flux are positively mixed in a heated and molten state. A method of recycling a metal-based composite material, wherein the amount of the conductive flux is 0.1% by weight or more and 200% by weight or less based on the metal-based composite material.
【００４６】ここで、使用される水溶性フラックスの量
が０．１重量％未満の場合には、強化材と水溶性フラッ
クスとが接触する機会が少なくなりがちとなる。また、
２００重量％を超える場合には、いくら水溶性フラック
スが回収されるとはいえ、経済性の悪化を招くおそれが
ある。なお、より望ましい水溶性フラックスの量は、金
属基複合材料に対して１重量％以上１００重量％以下で
あり、さらに望ましくは１０重量％以上８０重量％以下
である。Here, when the amount of the water-soluble flux used is less than 0.1% by weight, the chance that the reinforcing material comes into contact with the water-soluble flux tends to decrease. Also,
If it exceeds 200% by weight, the water-soluble flux may be recovered, but the economical efficiency may be deteriorated. The more preferable amount of the water-soluble flux is 1% by weight or more and 100% by weight or less, more preferably 10% by weight or more and 80% by weight or less based on the metal-based composite material.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の金属基複
合材料のリサイクル方法によれば、コストの増大を招く
ことなく、リサイクルに際し使用される各種素材の回収
効率の飛躍的な向上を図ることができるという優れた効
果を奏する。As described above in detail, according to the metal-based composite material recycling method of the present invention, it is possible to dramatically improve the collection efficiency of various materials used for recycling without increasing the cost. It has an excellent effect that it can be achieved.
【図１】第１の実施の形態におけるリサイクル工程を説
明するための模式的なプロセス図である。FIG. 1 is a schematic process diagram for explaining a recycling process according to a first embodiment.
【図２】第２の実施の形態におけるリサイクル工程を説
明するための模式的なプロセス図である。FIG. 2 is a schematic process diagram for explaining a recycling process according to a second embodiment.
【図３】第３の実施の形態におけるリサイクル工程を説
明するための模式的なプロセス図である。FIG. 3 is a schematic process diagram for explaining a recycling process according to a third embodiment.
１…金属基複合材料、２…容器、３…水溶性フラック
ス、４…強化材、５…金属母材、６…撹拌機。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal matrix composite material, 2 ... Container, 3 ... Water-soluble flux, 4 ... Reinforcement material, 5 ... Metal base material, 6 ... Stirrer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｂ 9/02 Ｃ２２Ｂ 26/22 21/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ 26/22 ３０３Ａ ３０４Ｊ (72)発明者 佐藤 ▲高▼浩 愛知県豊田市高丘新町天王１番地 アイシ ン高丘 株式会社内 (72)発明者 初山 圭司 愛知県豊田市高丘新町天王１番地 アイシ ン高丘 株式会社内 (72)発明者 藤澤 敏治 愛知県名古屋市名東区にじが丘１丁目12番 地の２ Ｆターム(参考） 4D004 AA21 BA05 CA13 CA15 CA29 CA41 CA42 CA43 CC03 CC11 4K001 AA02 AA38 BA22 DA01 KA08 KA09 KA13 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C22B 9/02 C22B 26/22 21/00 B09B 3/00 ZAB 26/22 303A 304J (72) Inventor Sato ▲ Taka ▼ Hiroshi Tenno, Takaoka Shinmachi, Toyota City, Aichi Prefecture Aisin Takaoka Co., Ltd. (72) Inventor Keiji Hatsuyama 1st, Takaoka Shinmachi Tenno, Toyota City, Aichi Prefecture Aisin Takaoka, Inc. (72) Inventor Toshiharu Fujisawa Aichi Prefecture 1F-12-1 Nijigaoka, Meito-ku, Nagoya-shi 2F term (reference) 4D004 AA21 BA05 CA13 CA15 CA29 CA41 CA42 CA43 CC03 CC11 4K001 AA02 AA38 BA22 DA01 KA08 KA09 KA13
Claims (5)
強化材とを有する金属基複合材料のリサイクル方法であ
って、 前記金属基複合材料及び水溶性フラックスを加熱溶融状
態にて積極的に混合し、前記水溶性フラックス中に前記
強化材を移行させる工程と、 前記混合物を鎮静分離し、前記強化材を含有してなる水
溶性フラックス又は金属母材の一方を、他方から離間さ
せて前記金属母材を回収する工程と、 前記強化材を含有してなる水溶性フラックスを水で溶解
し、未だ固化状態にある前記強化材を固液分離し、該強
化材を回収する工程と、 前記水溶性フラックスの水溶液を乾燥せしめ、水溶性フ
ラックスを回収する工程とを備えたことを特徴とする金
属基複合材料のリサイクル方法。1. A method of recycling a metal matrix composite having a metal matrix and a reinforcing material dispersed in the metal matrix, wherein the metal matrix composite and the water-soluble flux are heated and melted. Positively mixing and transferring the reinforcing material into the water-soluble flux; and isolating and separating the mixture, separating one of the water-soluble flux or the metal matrix containing the reinforcing material from the other. Recovering the metal base material, and dissolving a water-soluble flux containing the reinforcing material with water, and solid-liquid separating the reinforcing material still in a solidified state, and recovering the reinforcing material. And a step of drying the aqueous solution of the water-soluble flux to recover the water-soluble flux.
イクル方法において、前記金属基複合材料及び水溶性フ
ラックスを加熱溶融状態にて積極的に混合するに際し、
撹拌手段を用いて撹拌するようにしたことを特徴とする
金属基複合材料のリサイクル方法。2. The metal-based composite material recycling method according to claim 1, wherein the metal-based composite material and the water-soluble flux are positively mixed in a heated and molten state.
A method for recycling a metal-based composite material, characterized in that stirring is performed using a stirring means.
のリサイクル方法において、前記金属母材は、アルミニ
ウム及びマグネシウムの少なくとも一方を主として含有
していることを特徴とする金属基複合材料のリサイクル
方法。3. The metal-based composite material recycling method according to claim 1, wherein the metal base material mainly contains at least one of aluminum and magnesium. Recycling method.
複合材料のリサイクル方法において、前記水溶性フラッ
クスは、前記金属母材より比重が大きいものであること
を特徴とする金属基複合材料のリサイクル方法。4. The metal-based composite material according to claim 1, wherein the water-soluble flux has a specific gravity greater than that of the metal base material. How to recycle materials.
複合材料のリサイクル方法において、前記強化材は、無
機質材料よりなることを特徴とする金属基複合材料のリ
サイクル方法。5. The method for recycling a metal-based composite material according to claim 1, wherein the reinforcing material is made of an inorganic material.
Priority Applications (1)
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-
1999
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