JP2002144020A - 金属無機粒子複合材の成形方法 - Google Patents
金属無機粒子複合材の成形方法Info
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- JP2002144020A JP2002144020A JP2000342059A JP2000342059A JP2002144020A JP 2002144020 A JP2002144020 A JP 2002144020A JP 2000342059 A JP2000342059 A JP 2000342059A JP 2000342059 A JP2000342059 A JP 2000342059A JP 2002144020 A JP2002144020 A JP 2002144020A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属母材中に無機粒子が均一で、しかも高い
充填率で分散しており、複雑な形状の成形品でも容易に
かつ低コストで得られる金属無機粒子複合材の成形方法
を提供する。 【解決手段】 金属を母材とする金属無機粒子複合材を
所定形状に成形する方法であって、（ａ）金属無機粒子
複合材の塊状物１を成形型の下型５に配置するととも
に、塊状物１に上型６を載置し、（ｂ）加熱により塊状
物１を軟化させてチキソトロピック挙動を示す流体とな
し、（ｃ）上型６を押圧して前記流体で成形型のキャビ
ティー内を充満させ、（ｄ）冷却後、成形型から硬化物
を取り出すことから構成される方法。
充填率で分散しており、複雑な形状の成形品でも容易に
かつ低コストで得られる金属無機粒子複合材の成形方法
を提供する。 【解決手段】 金属を母材とする金属無機粒子複合材を
所定形状に成形する方法であって、（ａ）金属無機粒子
複合材の塊状物１を成形型の下型５に配置するととも
に、塊状物１に上型６を載置し、（ｂ）加熱により塊状
物１を軟化させてチキソトロピック挙動を示す流体とな
し、（ｃ）上型６を押圧して前記流体で成形型のキャビ
ティー内を充満させ、（ｄ）冷却後、成形型から硬化物
を取り出すことから構成される方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属を母材とする
金属無機粒子複合材を所定形状に成形する方法に関す
る。
金属無機粒子複合材を所定形状に成形する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、材料の軽量化等を目的として
金属を母材とし、セラミック粒子等の無機粒子を分散さ
せた金属無機粒子複合材が使用されている。しかし、こ
の金属無機粒子複合材は、金属単体での成形とは異な
り、複雑な形状に成形するのは困難であるという欠点を
抱えている。
金属を母材とし、セラミック粒子等の無機粒子を分散さ
せた金属無機粒子複合材が使用されている。しかし、こ
の金属無機粒子複合材は、金属単体での成形とは異な
り、複雑な形状に成形するのは困難であるという欠点を
抱えている。
【０００３】例えば、図３に示すような断面略コ字状の
ブロック材の成形品を得るには、図４に示すように、成
形品と同形の断面略コ字状のキャビティー２１を備える
成形型２０を用い、キャビティー２１に無機粒子１１を
充填しておき、溶融金属１２をフィルター２２を通じて
キャビティー２１に圧入した後、冷却して硬化させる方
法が一般的である。しかし、この方法では、キャビテュ
イー２１の隅々まで溶融金属１２を浸透させるには相当
の圧力が必要であり、また比重差により無機粒子１１が
浮き上がり、無機粒子１１の分散性に劣るようにもな
る。
ブロック材の成形品を得るには、図４に示すように、成
形品と同形の断面略コ字状のキャビティー２１を備える
成形型２０を用い、キャビティー２１に無機粒子１１を
充填しておき、溶融金属１２をフィルター２２を通じて
キャビティー２１に圧入した後、冷却して硬化させる方
法が一般的である。しかし、この方法では、キャビテュ
イー２１の隅々まで溶融金属１２を浸透させるには相当
の圧力が必要であり、また比重差により無機粒子１１が
浮き上がり、無機粒子１１の分散性に劣るようにもな
る。
【０００４】また、図５に示すような方法も採られてい
る。即ち、成形品１０の形状に合わせて無機粒子１１の
仮焼成体１５を作製しておき、この無機粒子仮焼成体１
５の上に金属塊１６を載置し、金属の融点以上に加熱し
て金属塊１６を溶融させて無機粒子仮焼成体１５に含浸
させ、冷却して硬化させる。しかし、この方法では、溶
融金属が無機粒子仮焼成体１５の粒子間の隙間に入り込
んで複合化されるため、無機粒子１１の焼結密度が高す
ぎると溶融金属が粒子間に入り込めず、成形品１０が強
度不足となる。そのため、成形品１０における無機粒子
１１の充填密度は一般に４０重量％程度が上限であり、
更なる軽量化が期待できない。また、無機粒子仮焼成体
１５を作製するには、無機粒子１１を１０００℃以上の
高温で焼結しなければならず、コスト的にも高いものと
なる。
る。即ち、成形品１０の形状に合わせて無機粒子１１の
仮焼成体１５を作製しておき、この無機粒子仮焼成体１
５の上に金属塊１６を載置し、金属の融点以上に加熱し
て金属塊１６を溶融させて無機粒子仮焼成体１５に含浸
させ、冷却して硬化させる。しかし、この方法では、溶
融金属が無機粒子仮焼成体１５の粒子間の隙間に入り込
んで複合化されるため、無機粒子１１の焼結密度が高す
ぎると溶融金属が粒子間に入り込めず、成形品１０が強
度不足となる。そのため、成形品１０における無機粒子
１１の充填密度は一般に４０重量％程度が上限であり、
更なる軽量化が期待できない。また、無機粒子仮焼成体
１５を作製するには、無機粒子１１を１０００℃以上の
高温で焼結しなければならず、コスト的にも高いものと
なる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
状況に鑑みてなされたものであり、金属母材中に無機粒
子が均一で、しかも高い充填率で分散しており、複雑な
形状の成形品でも容易にかつ低コストで得られる金属無
機粒子複合材の成形方法を提供することを目的とする。
状況に鑑みてなされたものであり、金属母材中に無機粒
子が均一で、しかも高い充填率で分散しており、複雑な
形状の成形品でも容易にかつ低コストで得られる金属無
機粒子複合材の成形方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【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、本発明は、金属を母材とする金属無機粒子複合材
を所定形状に成形する方法であって、（ａ）金属無機粒
子複合材の塊状物を成形型の下型に配置するとともに、
前記塊状物に上型を載置し、（ｂ）加熱により前記塊状
物を軟化させてチキソトロピック挙動を示す流体とな
し、（ｃ）前記上型を押圧して前記流体で成形型のキャ
ビティー内を充満させ、（ｄ）冷却後、前記成形型から
硬化物を取り出す、ことを特徴とする金属無機粒子複合
材の成形方法を提供する。
めに、本発明は、金属を母材とする金属無機粒子複合材
を所定形状に成形する方法であって、（ａ）金属無機粒
子複合材の塊状物を成形型の下型に配置するとともに、
前記塊状物に上型を載置し、（ｂ）加熱により前記塊状
物を軟化させてチキソトロピック挙動を示す流体とな
し、（ｃ）前記上型を押圧して前記流体で成形型のキャ
ビティー内を充満させ、（ｄ）冷却後、前記成形型から
硬化物を取り出す、ことを特徴とする金属無機粒子複合
材の成形方法を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の金属無機粒子複合
材の成形方法に関して、図３に示した成形品１０を例示
して説明する。尚、図１は本発明の金属無機粒子複合材
の成形方法を説明するための要部断面図であり、図２は
成形に使用する金属無機粒子複合材からなる塊状物の作
製方法を説明するための要部断面図である。
材の成形方法に関して、図３に示した成形品１０を例示
して説明する。尚、図１は本発明の金属無機粒子複合材
の成形方法を説明するための要部断面図であり、図２は
成形に使用する金属無機粒子複合材からなる塊状物の作
製方法を説明するための要部断面図である。
【０００８】成形に際して先ず、図１に示すように、下
型５と上型６とで構成される成形型を用い、予め作製し
た金属と無機粒子との複合材からなる塊状物１を下型５
のキャビティー７に配置する。このキャビティー７は、
上型６との間で図３に示した成形品１０の外形と同形と
なるように形成されている。また、塊状物１の上面に上
型６を載置する。
型５と上型６とで構成される成形型を用い、予め作製し
た金属と無機粒子との複合材からなる塊状物１を下型５
のキャビティー７に配置する。このキャビティー７は、
上型６との間で図３に示した成形品１０の外形と同形と
なるように形成されている。また、塊状物１の上面に上
型６を載置する。
【０００９】塊状物１は、成形品１０に合わせて複雑な
形状とする必要はなく、平板や直方体等の単純な形状で
構わない。また、塊状物１は、図２に示すように、例え
ば直方体に形成されたキャビティーを備える成形型３を
用い、キャビティーに無機粒子１１を充填しておき、フ
ィルター４を通じて溶融金属１２を圧入し、冷却して固
化させることにより容易に得られる。この塊状物１の作
製方法は、図４に示した方法と同様であるが、塊状物１
の形状、即ちキャビティー形状が単純であるため、キャ
ビティーの隅々まで低圧で溶融金属１２を浸透させるこ
とができる。
形状とする必要はなく、平板や直方体等の単純な形状で
構わない。また、塊状物１は、図２に示すように、例え
ば直方体に形成されたキャビティーを備える成形型３を
用い、キャビティーに無機粒子１１を充填しておき、フ
ィルター４を通じて溶融金属１２を圧入し、冷却して固
化させることにより容易に得られる。この塊状物１の作
製方法は、図４に示した方法と同様であるが、塊状物１
の形状、即ちキャビティー形状が単純であるため、キャ
ビティーの隅々まで低圧で溶融金属１２を浸透させるこ
とができる。
【００１０】ここで、溶融金属１２と無機粒子１１との
比率は、後述される塊状物１の加熱時に、塊状物１がチ
キソトロピック挙動を示す流体（以下、「チキソトロピ
ック流体」と呼ぶ）となるように調整する。具体的に
は、無機粒子１１を４０〜６０重量％含む塊状物１とす
る。無機粒子１１の含有量が４０重量％未満では、加熱
しても塊状物１がチキソトロピック流体とはならない。
一方、無機粒子１１の含有量が６０重量％を越えると、
相対的に金属量が不足して得られる成形品１０の強度が
低下する。
比率は、後述される塊状物１の加熱時に、塊状物１がチ
キソトロピック挙動を示す流体（以下、「チキソトロピ
ック流体」と呼ぶ）となるように調整する。具体的に
は、無機粒子１１を４０〜６０重量％含む塊状物１とす
る。無機粒子１１の含有量が４０重量％未満では、加熱
しても塊状物１がチキソトロピック流体とはならない。
一方、無機粒子１１の含有量が６０重量％を越えると、
相対的に金属量が不足して得られる成形品１０の強度が
低下する。
【００１１】次いで、塊状物１に含まれる金属の融点以
上の温度に塊状物１を加熱し、塊状物１を軟化させてチ
キソトロピック流体に転化させる。この加熱は、例えば
下型５及び上型６の周囲に配置したヒーター（図示略）
により行うことができる。このようにチキソトロピック
流体とすることにより、溶融金属中に無機粒子が一様に
分散した状態を維持して流体全体を流動させることがで
き、均質な成形品１０が得られる。また、流動性も良好
であるため、キャビティーが複雑な形状を呈していて
も、その隅々まで容易に流動する。
上の温度に塊状物１を加熱し、塊状物１を軟化させてチ
キソトロピック流体に転化させる。この加熱は、例えば
下型５及び上型６の周囲に配置したヒーター（図示略）
により行うことができる。このようにチキソトロピック
流体とすることにより、溶融金属中に無機粒子が一様に
分散した状態を維持して流体全体を流動させることがで
き、均質な成形品１０が得られる。また、流動性も良好
であるため、キャビティーが複雑な形状を呈していて
も、その隅々まで容易に流動する。
【００１２】上記の加熱とともに、上型６を下型５に向
けて押圧する。チキソトロピック流体は一般に小さな剪
断応力でも流動性が発現するため、本発明においては上
型６の押圧力を軽減でき、製造コストの低減も可能にな
る。
けて押圧する。チキソトロピック流体は一般に小さな剪
断応力でも流動性が発現するため、本発明においては上
型６の押圧力を軽減でき、製造コストの低減も可能にな
る。
【００１３】上型６を所定の位置まで押圧した後、必要
に応じて所定時間維持し、次いで成形型全体を冷却して
内部のチキソトロピック流体（金属無機粒子複合材）を
硬化させる。そして、所定温度まで冷却後、成形型から
内部の硬化物を取り出すことにより、成形品１０が得ら
れる。
に応じて所定時間維持し、次いで成形型全体を冷却して
内部のチキソトロピック流体（金属無機粒子複合材）を
硬化させる。そして、所定温度まで冷却後、成形型から
内部の硬化物を取り出すことにより、成形品１０が得ら
れる。
【００１４】得られる成形品１０は、チキソトロピック
流体を経たことにより、金属母材中に無機粒子が均一に
分散したものとなる。しかも、塊状物１の組成におい
て、無機粒子を４０〜６０重量％含有するため、従来方
法による上限の４０重量％程度の充填率を大幅に上回
り、更なる軽量化を実現できる。
流体を経たことにより、金属母材中に無機粒子が均一に
分散したものとなる。しかも、塊状物１の組成におい
て、無機粒子を４０〜６０重量％含有するため、従来方
法による上限の４０重量％程度の充填率を大幅に上回
り、更なる軽量化を実現できる。
【００１５】上記成形方法において、金属及び無機粒子
の種類は何ら制限されるものではなく、目的とする成形
品１０に応じて任意に選択できる。例えば、金属として
は銅やアルミニウム、マグネシウム、亜鉛、錫、チタ
ン、シリコン、鉄等、あるいはこれらの合金を任意に選
択できる。一方、無機粒子としては、例えばシリカやア
ルミナ等のセラミックス類が一般的であるが、特に中空
粒子とすることにより成形品１０の更なる軽量化を図る
ことができる。また、無機粒子は中実粒子及び中空粒子
を混合して使用することもできる。
の種類は何ら制限されるものではなく、目的とする成形
品１０に応じて任意に選択できる。例えば、金属として
は銅やアルミニウム、マグネシウム、亜鉛、錫、チタ
ン、シリコン、鉄等、あるいはこれらの合金を任意に選
択できる。一方、無機粒子としては、例えばシリカやア
ルミナ等のセラミックス類が一般的であるが、特に中空
粒子とすることにより成形品１０の更なる軽量化を図る
ことができる。また、無機粒子は中実粒子及び中空粒子
を混合して使用することもできる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
金属母材中に無機粒子が均一で、しかも高い充填率で分
散しており、複雑な形状の成形品でも容易にかつ低コス
トで金属無機粒子複合材の成形品が得られる。
金属母材中に無機粒子が均一で、しかも高い充填率で分
散しており、複雑な形状の成形品でも容易にかつ低コス
トで金属無機粒子複合材の成形品が得られる。
【図１】本発明の金属無機粒子複合材の成形方法を説明
するための要部断面図である。
するための要部断面図である。
【図２】図１に示した成形方法で使用する塊状物の作製
方法を示す要部断面図である。
方法を示す要部断面図である。
【図３】金属無機粒子複合材からなる成形品の一例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図４】図３に示した成形品の製造方法の一例を示す要
部断面図である。
部断面図である。
【図５】図３に示した成形品の製造方法の他の例を示す
要部断面図である。
要部断面図である。
１ 塊状物 ３ 成形型 ４ フィルター ５ 下型 ６ 上型 ７ キャビティー １０ 成形品 １１ 無機粒子 １２ 溶融金属
Claims (3)
- 【請求項１】 金属を母材とする金属無機粒子複合材を
所定形状に成形する方法であって、（ａ）金属無機粒子
複合材の塊状物を成形型の下型に配置するとともに、前
記塊状物に上型を載置し、（ｂ）加熱により前記塊状物
を軟化させてチキソトロピック挙動を示す流体となし、
（ｃ）前記上型を押圧して前記流体で成形型のキャビテ
ィー内を充満させ、（ｄ）冷却後、前記成形型から硬化
物を取り出す、ことを特徴とする金属無機粒子複合材の
成形方法。 - 【請求項２】 前記金属無機粒子複合材の塊状物が、無
機粒子を４０〜６０重量％含むことを特徴とする請求項
一記載の金属無機粒子複合材の成形方法。 - 【請求項３】 前記無機粒子が、中空粒子であることを
特徴とする請求項１または２記載の金属無機粒子複合材
の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000342059A JP2002144020A (ja) | 2000-11-09 | 2000-11-09 | 金属無機粒子複合材の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000342059A JP2002144020A (ja) | 2000-11-09 | 2000-11-09 | 金属無機粒子複合材の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002144020A true JP2002144020A (ja) | 2002-05-21 |
Family
ID=18816685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000342059A Pending JP2002144020A (ja) | 2000-11-09 | 2000-11-09 | 金属無機粒子複合材の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002144020A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007525364A (ja) * | 2004-02-27 | 2007-09-06 | ツェーテーエス ファーツォイク ダッハジステーム ゲーエムベーハー | 回動リンク、センタリンク及びリアレールに共通の回動点を有し、マグネシウムを射出成型してなるコンバーティブルトップスタック |
-
2000
- 2000-11-09 JP JP2000342059A patent/JP2002144020A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007525364A (ja) * | 2004-02-27 | 2007-09-06 | ツェーテーエス ファーツォイク ダッハジステーム ゲーエムベーハー | 回動リンク、センタリンク及びリアレールに共通の回動点を有し、マグネシウムを射出成型してなるコンバーティブルトップスタック |
| JP4714731B2 (ja) * | 2004-02-27 | 2011-06-29 | ツェーテーエス ファーツォイク ダッハジステーム ゲーエムベーハー | 回動リンク、センタリンク及びリアレールに共通の回動点を有し、マグネシウムを射出成型してなるコンバーティブルトップスタック |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060324 |