JP2576186B2 - Manufacturing method of metal matrix composite material - Google Patents

Manufacturing method of metal matrix composite material

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JP2576186B2 JP63108166A JP10816688A JP2576186B2 JP 2576186 B2 JP2576186 B2 JP 2576186B2 JP 63108166 A JP63108166 A JP 63108166A JP 10816688 A JP10816688 A JP 10816688A JP 2576186 B2 JP2576186 B2 JP 2576186B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複合材料に係り、更に詳細に金属以外の無
機質の短繊維、ウイスカ、若しくは粒子を強化材とし、
アルミニウム合金等をマトリックスとする金属基複合材
料の製造方法に係る。従来の技術及び発明が解決しよう
とする課題 例えば日本軽金属学会の主催により昭和60年7月15〜
16日に熱海市に於て開催された第3回金属成形セミナー
に於て頒布された「アルミニウム複合材料(FRM)の成
形」と題する小冊子に記載されている如く、強化繊維が
連続繊維である繊維強化金属複合材料の製造方法とし
て、拡散接合法、プラズマ・スプレイ法、気相析
出法、溶融浸透法、電着法(めっき法)等があり、
強化繊維が不連続繊維である繊維強化金属複合材料の製
造方法として、粉末冶金法、コンポキャスティング
法、溶湯鍛造法、半溶融加工法、HIP法等がある
ことが知られている。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composite material, and more particularly to an inorganic short fiber other than metal, whisker, or particle as a reinforcing material,
The present invention relates to a method for producing a metal matrix composite material using an aluminum alloy or the like as a matrix. Problems to be solved by conventional technology and invention For example, sponsored by the Japan Institute of Light Metals, July 15, 1985
Reinforced fibers are continuous fibers, as described in the booklet entitled "Forming Aluminum Composite Materials (FRM)" distributed at the 3rd Metal Forming Seminar held in Atami City on the 16th. As methods for producing fiber-reinforced metal composite materials, there are a diffusion bonding method, a plasma spray method, a vapor deposition method, a melt infiltration method, an electrodeposition method (plating method), and the like.
It is known that a method for producing a fiber-reinforced metal composite material in which the reinforcing fibers are discontinuous fibers includes a powder metallurgy method, a compo-casting method, a molten metal forging method, a semi-solid processing method, an HIP method, and the like.

特に強化繊維が不連続繊維である場合には、上述の他
の方法に比して量産性等に優れていることから、主とし
て上述のの溶湯鍛造法(高圧鋳造法)が従来より一般
に採用されている。しかし溶湯鍛造法に於ては、マトリ
ックス金属の溶湯を非常に高い圧力に加圧する必要があ
り、従って製造設備が大規模なものとなり、そのため複
合材料の製造が高コストになり、このことが複合材料の
実用化に対する一つの大きな阻害要因となっている。
Particularly when the reinforcing fiber is a discontinuous fiber, the above-described melt forging method (high-pressure casting method) has been generally employed mainly since the above-described method is superior in mass productivity as compared with the other methods described above. ing. However, in the squeeze forging method, it is necessary to press the melt of the matrix metal to a very high pressure, so that the manufacturing equipment becomes large-scale, and therefore, the production of the composite material becomes expensive, which results in the complex This is one of the major obstacles to the practical use of materials.

かくして強化繊維が不連続繊維である場合に於ける複
合材料の製造に於ては、マトリックス金属の溶湯に対す
る必要加圧力を低減し、更には加圧を省略することが要
請されており、このことを実現するためには強化繊維と
マトリックス金属の溶湯との濡れ性を大幅に改善するこ
とが必要である。
Thus, in the production of a composite material in which the reinforcing fibers are discontinuous fibers, it is required to reduce the required pressure on the molten metal of the matrix metal and further omit the pressurization. To achieve this, it is necessary to greatly improve the wettability between the reinforcing fibers and the molten metal of the matrix metal.

かかる要請に鑑み、例えば特開昭61−295344号公報に
は、マトリックス金属として特殊な元素が添加されたア
ルミニウム合金を使用することが提案されている。しか
しマトリックス金属に特殊な元素を添加するだけでは十
分な濡れ性を確保することができず、またマトリックス
金属の組成が特定のものに限定されてしまうという問題
がある。
In view of such a demand, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-295344 proposes to use an aluminum alloy to which a special element is added as a matrix metal. However, there is a problem that sufficient wettability cannot be ensured only by adding a special element to the matrix metal, and that the composition of the matrix metal is limited to a specific one.

また強化繊維が連続繊維である場合についてマトリッ
クス金属の溶湯に対する繊維の濡れ性を改善するための
種々の方法が従来より提案されており、例えば特開昭49
−42504号公報には繊維の表面に金属粉末を塗布し、こ
れにより濡れ性を改善する方法が記載されており、特開
昭50−109904号、特開昭52−28433号、特開昭53−38791
号、特開昭57−169036号、特開昭57−169037号の各公報
には繊維の表面に金属を被覆し、これにより濡れ性を改
善する方法が記載されている これらの公報に記載されている如く、強化繊維が連続
繊維である場合には、一般に繊維が一方向に配向される
ので、毛細管現象によって個々の連続繊維の間にマトリ
ックス金属の溶湯が浸透し、従って上述の如き方法によ
れば繊維とマトリックス金属の溶湯との間の濡れ性を向
上させることができる。
Various methods have been proposed for improving the wettability of the matrix metal to the molten metal in the case where the reinforcing fibers are continuous fibers.
JP-A-42504 describes a method in which a metal powder is applied to the surface of a fiber to thereby improve wettability, and is disclosed in JP-A-50-109904, JP-A-52-28433, and JP-A-53-28433. −38791
JP-A-57-169036 and JP-A-57-169037 each disclose a method of coating the surface of a fiber with a metal to thereby improve the wettability. As described above, when the reinforcing fibers are continuous fibers, since the fibers are generally oriented in one direction, the molten metal of the matrix metal penetrates between the individual continuous fibers due to the capillary phenomenon, and thus the method described above is used. According to this, the wettability between the fiber and the molten metal of the matrix metal can be improved.

しかし強化繊維が短繊維やウイスカである場合には、
それらが不連続なものであるため毛細管現象によるマト
リックス金属の溶湯の浸透を期待することができず、従
って例えば特開昭59−205464号公報に記載されている如
く、連続繊維について濡れ性を向上させる手段として知
られている方法を只単に短繊維やウイスカに適用しただ
けではそれらの濡れ性を十分に向上させることはできな
い。また強化繊維が短繊維やウイスカである場合には、
これらの金属を多量に被覆したり金属粉末を多量に塗布
することが困難であり、また非常に高コストである。こ
れらの問題は米国特許第4,376,803号及び同第4,569,886
号公報に記載されている如く繊維の表面を金属酸化物に
て被覆する場合も同様である。
However, if the reinforcing fibers are short fibers or whiskers,
Since they are discontinuous, it is impossible to expect the penetration of the molten metal of the matrix metal by capillary action, and therefore, as described in, for example, JP-A-59-205464, the wettability of continuous fibers is improved. Simply applying the method known as a means for causing the fibers to short fibers or whiskers cannot sufficiently improve their wettability. If the reinforcing fibers are short fibers or whiskers,
It is difficult to coat a large amount of these metals or apply a large amount of metal powder, and the cost is very high. These problems are addressed in U.S. Patent Nos. 4,376,803 and 4,569,886.
The same applies to the case where the surface of the fiber is coated with a metal oxide as described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-209,878.

また本出願人と同一の出願人の出願にかかる特開昭57
−31466号公報や特開昭62−67133号公報に記載されてい
る如く、強化材成形体を所定の温度に予熱し、しかる後
成形体中にマトリックス金属の溶湯を加圧浸透させる方
法が知られている。かかる方法によれば、強化材自身が
或る温度に加熱されることによってマトリックス金属の
溶湯との濡れ性が向上し、成形体が予熱されない場合に
比してマトリックス金属の溶湯の浸透性が向上する。し
かしこれらの方法に於ては成形体を予熱することが必須
であり、またそのための特別の手段が必要であり、従っ
てこれらの方法によっても複合材料の製造を能率化し低
コスト化することに限界がある。
In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No.
As described in JP-A-31466 and JP-A-62-67133, there is known a method in which a reinforcing material molded body is preheated to a predetermined temperature, and then a molten metal of a matrix metal is pressure-penetrated into the molded body. Have been. According to this method, when the reinforcing material itself is heated to a certain temperature, the wettability of the matrix metal with the molten metal is improved, and the permeability of the molten matrix metal is improved as compared with a case where the molded body is not preheated. I do. However, in these methods, it is essential to preheat the compact, and special measures are required for these methods. Therefore, these methods are also limited in the efficiency and cost reduction of the production of composite materials. There is.

また本願出願人と同一の出願人の出願にかかる特開昭
61−165265号公報に記載されている如く、強化材の成形
体中に含まれる金属酸化物とマトリックス金属中の或る
特定の金属元素との間に於ける酸化還元反応を利用して
強化材成形体中のマトリックス金属の溶湯の浸透性を向
上させる方法が知られている。しかしこの方法に於ては
互いに酸化還元反応する元素が或る程度制限されるた
め、任意の組成の金属をマトリックス金属とする複合材
料を製造することができないという問題がある。また元
素の組合せや量によっては熱が過剰に且急激に発生し、
鋳型の溶損等の問題が生じることがある。
In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No.
As described in JP-A-61-165265, a reinforcing material is utilized by utilizing a redox reaction between a metal oxide contained in a molded product of the reinforcing material and a specific metal element in a matrix metal. There is known a method for improving the permeability of a matrix metal melt in a molded article. However, in this method, there is a problem that a composite material using a metal having an arbitrary composition as a matrix metal cannot be produced because the elements that undergo a redox reaction with each other are limited to some extent. Also, depending on the combination and amount of the elements, heat is excessively and rapidly generated,
Problems such as erosion of the mold may occur.

更に上述の何れの従来の方法に於ても、マトリックス
金属の溶湯を或る比較的高い圧力に加圧することが必須
であり、従ってこれら従来の方法によってはマトリック
ス金属の溶湯に対する加圧を省略したり、加圧に必要な
鋳形等の使用を省略して能率よく低廉に複合材料を製造
することはできず、また鋳造毎に鋳形内の成形体以外の
領域に於て比較的多量のマトリックス金属が凝固するこ
とが避けられないため、歩留りを向上させることができ
ないという問題がある。
Further, in any of the above-mentioned conventional methods, it is essential to press the molten metal of the matrix metal to a certain relatively high pressure. Therefore, in these conventional methods, the pressurization of the molten metal of the matrix metal is omitted. In addition, it is not possible to efficiently and inexpensively produce a composite material by omitting the use of a casting or the like necessary for pressurization. Since it is inevitable that the matrix metal is solidified, there is a problem that the yield cannot be improved.

また特表昭59−500973号公報及び1985年4月に出版さ
れたJornal of Materials Science Lettersには、強化
繊維の成形体をフッ素含有試薬で前処理し、その成形体
にマトリックス金属の溶湯を含有させる複合材料の製造
方法が記載されている。しかしこの方法に於ては、強化
繊維が炭素又は炭化物を主成分として若しくは炭素又は
炭化物で表面被覆された強化繊維に限定され、またマト
リックス金属の溶湯を含浸させる前に処理後の成形体を
予熱することが必要であるいう問題がある。
In addition, JP-T-59-500973 and the Journal of Materials Science Letters published in April 1985 state that a molded article of a reinforcing fiber is pretreated with a fluorine-containing reagent, and the molded article contains a molten metal of a matrix metal. A method for producing a composite material is described. However, in this method, the reinforcing fibers are limited to reinforcing fibers containing carbon or carbide as a main component or surface-coated with carbon or carbide, and the preformed body is preheated before being impregnated with the molten matrix metal. There is a problem that it is necessary to do.

本願発明者等は、従来の複合材料の製造方法に於ける
上述の如き問題に鑑み、種々の実験的研究を行った結
果、強化材が短繊維、ウイスカ若しくは粒子の形態をな
す場合にも、強化材の成形体中に或る特定の金属酸化物
の微細片を混入することにより、上述の如き種々の問題
を解決し得ることを見出した。
In view of the above-described problems in the conventional method for producing a composite material, the inventors of the present application have conducted various experimental studies.As a result, even when the reinforcing material is in the form of short fibers, whiskers or particles, It has been found that various problems as described above can be solved by mixing fine pieces of a specific metal oxide into a molded product of a reinforcing material.

本発明は本願発明者等が行った種々の実験的研究の結
果得られた知見に基き、強化材が金属以外の無機質の短
繊維、ホイスカ、粒子、又はこれらの混合物である場合
に於て、マトリックス金属の溶湯を加圧しなくてもマト
リックス金属が個々の強化材の間に良好に充填された複
合材料を能率よく低廉に製造することのできる方法を提
供することを目的としている。
The present invention is based on the knowledge obtained as a result of various experimental studies performed by the inventors of the present application, and when the reinforcing material is an inorganic short fiber other than metal, whisker, particles, or a mixture thereof, An object of the present invention is to provide a method capable of efficiently and inexpensively producing a composite material in which the matrix metal is well filled between the individual reinforcing materials without pressurizing the melt of the matrix metal.

また本発明は、マトリックス金属の溶湯をかあつする
ための鋳型や所定の形状の複合材料を製造するための鋳
型を用いることなく、実質的に所定の形状及び寸法の複
合材料を非常に能率よく且低廉に非常に高い歩留りにて
製造することのできる方法を提供することを目的として
いる。
Further, the present invention provides a highly efficient composite material having a predetermined shape and dimensions without using a mold for shaving a molten metal of a matrix metal or a mold for manufacturing a composite material having a predetermined shape. It is an object of the present invention to provide a method which can be manufactured at a very high yield at a low cost.

課題を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、金属以外の無機
質の短繊維、ホイスカ、粒子、及びこれらの混合物より
なる群より選択された強化材と、W、Mo、Pb、Bi、V、
Cu、Ni、Co、Sn、Mn、B、Cr、Mg、Alの酸化物、及びそ
れらの混合物よりなる群より選択された金属の酸化物の
微細片とを含みこれらが実質的に均一に混合された成形
体を形成し、前記成形体の少くとも一部をAl、Mg、Al合
金、及びMg合金よりなる群より選択されたマトリックス
金属の溶湯に接触させ、前記溶湯を実質的に加圧するこ
となく前記成形体中に浸透させる金属基複合材料の製造
方法によって達成される。
Means for Solving the Problems The object as described above is, according to the present invention, a reinforcing material selected from the group consisting of inorganic short fibers other than metals, whiskers, particles, and mixtures thereof, and W, Mo, Pb, Bi, V,
Fine particles of metal oxides selected from the group consisting of oxides of Cu, Ni, Co, Sn, Mn, B, Cr, Mg, Al, and mixtures thereof, and these are mixed substantially uniformly Forming a shaped body, contacting at least a part of the shaped body with a molten metal of a matrix metal selected from the group consisting of Al, Mg, an Al alloy, and an Mg alloy, and substantially pressurizing the molten metal. This is achieved by a method for producing a metal-based composite material that can be permeated into the molded article without any problem.

発明の作用及び効果 本発明の方法によれば、強化材と特定の金属酸化物の
微細片とを含みこれらが実質的に均一に混合された成形
体が形成され、その成形体の少くとも一部がマトリック
ス金属の溶湯と接触せしめられる。上述の如き特定の金
属酸化物の微細片は他の金属酸化物の微細片に比してア
ルミニウム合金等の溶湯に対する濡れ性が良好であるの
で、マトリックス金属の溶湯は特定の金属酸化物の微細
片づたいに成形体中へ浸透し、これにより順次強化材と
接触して行き、更にマトリックス金属の溶湯が特定の金
属酸化物の微細片と反応することによって適度に発熱
し、その熱によって溶湯の成形体中への浸透性及び強化
材の濡れ性が向上され、これによりマトリックス金属の
溶湯が成形体全体に良好に浸透して行く。
Effects and Effects of the Invention According to the method of the present invention, a molded article containing the reinforcing material and the fine pieces of the specific metal oxide and substantially uniformly mixed with each other is formed, and at least one of the molded articles is formed. The part is brought into contact with the matrix metal melt. Since the fine pieces of the specific metal oxide as described above have a better wettability to a molten metal such as an aluminum alloy than the fine pieces of other metal oxides, the molten metal of the matrix metal is finer than the specific metal oxide. It gradually penetrates into the molded body, thereby coming into contact with the reinforcing material sequentially, and furthermore, the molten metal of the matrix metal reacts with the fine pieces of the specific metal oxide to generate an appropriate amount of heat, and the heat forms the molten metal. The permeability into the body and the wettability of the reinforcing material are improved, so that the molten metal of the matrix metal permeates well throughout the molded body.

従って本発明の方法によれば、マトリックス金属の溶
湯を加圧したり雰囲気を制御する必要がなく、そのため
マトリックス金属の溶湯を加圧したり雰囲気を制御する
ための大掛かりな設備も必要ではなく、これによりマト
リックス金属が個々の強化材の間に良好に充填された複
合材料を従来の方法に比して遥かに能率よく且つ低廉に
製造することができる。
Therefore, according to the method of the present invention, there is no need to press the molten metal of the matrix metal or control the atmosphere, and therefore, there is no need for a large-scale facility for pressurizing the molten metal of the matrix metal or controlling the atmosphere. Composite materials in which the matrix metal is well filled between the individual reinforcements can be produced much more efficiently and inexpensively than conventional methods.

また本発明の方法によれば、上述の如くマトリックス
金属の溶湯が良好に成形体中へ浸透して行くので、強化
材と特定の金属酸化物の微細片とを含みこれらが実質的
に均一に混合された成形体を所定の形状及び寸法にて形
成し、その一部をマトリックス金属の溶湯に接触させれ
ば、成形体全体にマトリックス金属の溶湯が過不足なく
迅速に浸透し、これにより実質的に所定の形状及び寸法
の複合材料が形成される。従ってマトリックス金属の溶
湯を加圧したり所定の製品形状を郭定するための鋳型を
要し、また鋳型内の複合材料以外の部分にて多量のマト
リックス金属が凝固することが避けられない従来の溶湯
鍛造法等に比して、非常に高い歩留りにて実質的に所定
の形状及び寸法の複合材料を非常に能率よく且つ低廉に
製造することができる。
Further, according to the method of the present invention, as described above, the molten metal of the matrix metal penetrates well into the molded body, so that the reinforcing material and the fine pieces of the specific metal oxide are contained substantially uniformly. If the mixed molded body is formed in a predetermined shape and size, and a part thereof is brought into contact with the molten metal of the matrix metal, the molten metal of the matrix metal quickly permeates the entire molded body without excess or shortage. As a result, a composite material having a predetermined shape and dimensions is formed. Therefore, the conventional molten metal which requires a mold for pressing the molten metal of the matrix metal and defining a predetermined product shape, and in which a large amount of matrix metal is inevitably solidified in portions other than the composite material in the mold. Compared with a forging method or the like, a composite material having a substantially predetermined shape and size can be manufactured very efficiently and at a low cost with a very high yield.

更に本発明の方法によれば、特殊な処理工程により強
化材の表面に金属酸化物を被覆したり強化材の表面に金
属酸化物の粉末を塗布したりする必要がなく、強化材と
金属酸化物の微細片とを実質的に均一になるよう混合し
成形するだけでよいので、強化材の表面に金属酸化物を
被覆したり強化材の表面に金属酸化物の粉末を塗布した
りする方法の場合に比して遥かに能率よく且つ低廉に複
合材料を製造することができる。
Further, according to the method of the present invention, it is not necessary to coat the surface of the reinforcing material with the metal oxide or to apply the metal oxide powder to the surface of the reinforcing material by a special treatment step. A method of coating a metal oxide on the surface of a reinforcing material or applying a metal oxide powder on a surface of the reinforcing material, since it is only necessary to mix and mold the fine pieces of the material so as to be substantially uniform with the fine pieces of the material. The composite material can be manufactured much more efficiently and at a lower cost than in the case of (1).

本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、成
形体中に上述の特定の金属酸化物の微細片が含まれてい
れば、マトリックス金属の溶湯の成形体中への浸透性を
向上させることができるが、強化材に対する特定の金属
酸化物の微細片の重量比が7.5%以上、特に10%以上、
更には15%以上である場合にマトリックス金属の溶湯を
成形体中へ良好に浸透させることができる。従って本発
明の一つの詳細な特徴によれば、成形体中の特定の金属
酸化物の微細片の量は強化材に対する重量比でみて7.5
%以上、好ましくは10%以上、より一層好ましくは15%
以上に設定される。
According to the results of the experimental research conducted by the inventors of the present application, if the above-mentioned fine pieces of the specific metal oxide are contained in the compact, the permeability of the matrix metal molten metal into the compact is improved. Although the weight ratio of the specific metal oxide fine pieces to the reinforcement is 7.5% or more, especially 10% or more,
Furthermore, when it is 15% or more, the molten metal of the matrix metal can be satisfactorily penetrated into the molded body. Thus, according to one particular feature of the invention, the amount of specific metal oxide fines in the compact is 7.5% by weight to reinforcement.
% Or more, preferably 10% or more, even more preferably 15%
This is set as above.

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれ
ば、特定の金属酸化物の微細片を構成する金属がW、M
o、Pb、Bi、Cu、Ni、Co、Sn、Mn、Cr、及びそれらの何
れかを主成分とする合金の何れかである場合に、特に
W、Mo、Pb、Co、Mn、及びそれらの何れかを主成分とす
る合金の何れかである場合にマトリックス金属の溶湯を
成形体中へ良好に浸透させることができる。従って本発
明の他の一つの詳細な特徴によれば、特定の金属酸化物
の微細片を構成する金属はW、Mo、Pb、Bi、Cu、Ni、C
o、Sn、Mn、Cr、及びそれらの何れかを主成分とする合
金の何れか、好ましくはW、Mo、Pb、Co、Mn、及びそれ
らの何れかを主成分とする合金よりなる群より選択され
た金属に設定される。
Further, according to the results of an experimental study conducted by the inventors of the present application, the metal constituting a fine piece of a specific metal oxide is W, M
o, Pb, Bi, Cu, Ni, Co, Sn, Mn, Cr, and any of the alloys containing any of them as main components, especially W, Mo, Pb, Co, Mn, and those When any one of the alloys containing any one of the above as a main component, the molten metal of the matrix metal can be satisfactorily penetrated into the molded body. Therefore, according to another detailed feature of the present invention, the metal constituting the fine piece of the specific metal oxide is W, Mo, Pb, Bi, Cu, Ni, C
o, Sn, Mn, Cr, and any of the alloys containing any of them as the main components, preferably W, Mo, Pb, Co, Mn, and the group consisting of the alloys containing any of them as the main components Set to the selected metal.

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれ
ば、マトリックス金属がAl合金である場合に於て、該Al
合金がMg、Zr、Caの少くとも何れかを合計で0.5%以上
含有している場合にマトリックス金属の溶湯をより一層
良好に成形体中へ浸透させることができる。従って本発
明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、マトリックス
金属はMg、Zr、Caの少くとも何れかを合計で0.5%以上
含有するAl合金である。
According to the results of an experimental study performed by the inventors of the present application, when the matrix metal is an Al alloy,
When the alloy contains at least 0.5% or more of Mg, Zr, and Ca in total, the molten metal of the matrix metal can be more satisfactorily permeated into the compact. Therefore, according to yet another detailed feature of the present invention, the matrix metal is an Al alloy containing at least 0.5% of Mg, Zr, or Ca in total.

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれ
ば、成形体中の強化材及び特定の金属酸化物の微細片の
合計の体積率が低過ぎても逆に高過ぎてもマトリックス
金属の溶湯を成形体中に良好に浸透させることが困難に
なる。従って本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれ
ば、成形体中の強化材及び特定の金属酸化物の微細片の
合計の体積率は4〜85%、好ましくは5〜80%に設定さ
れる。
Further, according to the results of the experimental research conducted by the inventors of the present application, it was found that the total volume fraction of the reinforcing material and the fine pieces of the specific metal oxide in the compact was too low or too high, Satisfactorily penetrates the molten metal into the molded body. Therefore, according to yet another detailed feature of the present invention, the total volume fraction of the reinforcing material and the fine particles of the specific metal oxide in the compact is set to 4-85%, preferably 5-80%. Is done.

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれ
は、成形体中に含まれる特定の金属酸化物の微細片の体
積率が高い値であってマトリックス金属の溶湯を成形体
中に良好に浸透させることができるが、特定の金属酸化
物の微細片の量が多くなればなる程その種類によっては
マトリックス金属の組成が大きく変化することになる。
従って本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、成
形体中の特定の金属酸化物の微細片の体積率は45%以
下、好ましくは40%以下に設定される。
Also, according to the results of the experimental research conducted by the inventors of the present application, the volume fraction of the specific metal oxide fine pieces contained in the molded body is a high value, and the molten metal of the matrix metal is favorably contained in the molded body. However, the greater the amount of the fine pieces of a specific metal oxide, the more the composition of the matrix metal changes depending on the type.
Therefore, according to yet another detailed feature of the present invention, the volume fraction of the specific metal oxide fine pieces in the compact is set to 45% or less, preferably 40% or less.

また本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、成
形体は所定の形状及び寸法を有し、その一部のみがマト
リックス金属の溶湯に浸漬される。かかる方法によれ
ば、マトリックス金属の溶湯を加圧したり所定の製品形
状を郭定するための鋳型等を使用することなく、所定の
形状及び寸法の複合材料を非常に高い歩留りにて能率よ
く且低廉に製造することができる。
According to yet another particular feature of the invention, the shaped body has a predetermined shape and dimensions, only a part of which is immersed in the molten matrix metal. According to such a method, a composite material having a predetermined shape and dimensions can be efficiently produced at a very high yield without pressurizing the molten metal of the matrix metal or using a mold or the like for defining a predetermined product shape. It can be manufactured at low cost.

尚本発明の方法に於ては、成形体は予熱されてもされ
なくてもよいが、強化材及び金属酸化物の微細片の濡れ
性が向上するよう、成形体は予熱されることが好まし
く、その場合予熱温度は特定の金属酸化物を含まない成
形体について従来より行われている予熱の温度よりも低
い温度であってよい。また本発明に於ける特定の金属酸
化物の微細片の形態は粉末、短繊維、ウイスカの如き任
意の形態のものであってもよい。
In the method of the present invention, the molded body may or may not be preheated, but it is preferable that the molded body be preheated so that the wettability of the fine particles of the reinforcing material and the metal oxide is improved. In this case, the preheating temperature may be lower than the preheating temperature conventionally performed for a molded body containing no specific metal oxide. In the present invention, the form of the fine particles of the specific metal oxide may be any form such as powder, short fiber, and whisker.

以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳
細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

実施例1 強化材として平均繊維径3μm、平均繊維長1mmのア
ルミナ短繊維(ICI社製「サフィルRG」、95%Al2O3、5
%SiO2)、繊維径0.1〜1.0μm、繊維長50〜200μmの
炭化ケイ素ウイスカ(東海カーボン株式会社製)、平均
粒径10μmの窒化ケイ素粒子(高純度化学株式会社製)
を用意した。
Example 1 Alumina short fibers having an average fiber diameter of 3 μm and an average fiber length of 1 mm (“Safir RG” manufactured by ICI, 95% Al 2 O 3 , 5
% SiO 2 ), a silicon carbide whisker having a fiber diameter of 0.1 to 1.0 μm and a fiber length of 50 to 200 μm (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.), and silicon nitride particles having an average particle diameter of 10 μm (manufactured by Kojundo Chemical Co., Ltd.)
Was prepared.

次いで上記強化材と酸化物(Al2O3、ZrO2、Fe2O3
CeO2、SiO2)のゾル(日産化学株式会社製)とを混合
し、それらの混合物を圧縮成形し、それらの成形体を乾
燥させることにより、強化材と上記酸化物の微細片とよ
りなる成形体を形成した。
Next, the reinforcing material and an oxide (Al 2 O 3 , ZrO 2 , Fe 2 O 3 ,
CeO 2 , SiO 2 ) (Nissan Chemical Co., Ltd.) and a mixture thereof, and compression-molding the mixture, and drying these compacts to form a reinforcing material and fine particles of the oxide. A compact was formed.

また上記強化材と塩化物(MnCl2・4H2O、NiCl2
6H2O、TiCl4、CuCl2、ZnCl2、SnCl2・2H2O(日本新金
属株式会社製)の水溶液或いはエタノール溶液とを混合
し、それらの混合物を吸引成形し、それらの成形体を大
気中にて500℃に加熱することによって塩化物を酸化物
に転換すると共に成形体を乾燥させ、これにより強化材
と上記塩化物より転換された酸化物の微細片とよりなる
成形体を形成した。
Also the reinforcement and chloride (MnCl 2 · 4H 2 O, NiCl 2 ·
6H 2 O, TiCl 4 , CuCl 2 , ZnCl 2 , and an aqueous solution or an ethanol solution of SnCl 2 .2H 2 O (manufactured by Nippon Shinkin Co., Ltd.) are mixed, and the mixture is suction-molded, and the molded bodies are formed The chloride is converted to oxide by heating to 500 ° C. in the air, and the molded body is dried, thereby forming a molded body composed of the reinforcing material and fine pieces of the oxide converted from the chloride. did.

また上記強化材と平均粒径1.5μmのTa2O5粉末(三
井金属株式会社製)、平均粒径5μmのNb2O5粉末(三
井金属株式会社製)、粒径1〜2μmのPbo粉末(高純
度化学株式会社製)、平均粒径5μmのV2O5粉末(高純
度化学株式会社製)、平均粒径6μmのBi2O3粉末(高
純度化学株式会社製)、平均粒径74μmのCo3O4粉末
(住友金属鉱山株式会社製)、平均粒径0.05μmのMgO
粉末(宇部興産株式会社製)とをそれぞれ水中にて混合
し、それらの混合物を圧縮成形し、それらの成形体を乾
燥させることにより、強化材と上記酸化物の微細片とよ
りなる成形体を形成した。
The above reinforcing material, Ta 2 O 5 powder having an average particle size of 1.5 μm (manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd.), Nb 2 O 5 powder having an average particle size of 5 μm (manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd.), and Pbo powder having a particle size of 1 to 2 μm (Manufactured by Kojundo Chemical Co., Ltd.), V 2 O 5 powder having an average particle size of 5 μm (manufactured by Kojundo Chemical Co., Ltd.), Bi 2 O 3 powder having an average particle size of 6 μm (manufactured by Kojundo Chemical Co., Ltd.), average particle size 74 μm Co 3 O 4 powder (manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.), MgO with an average particle size of 0.05 μm
Powders (made by Ube Industries, Ltd.) are mixed in water, the mixture is compression-molded, and the compacts are dried to form a compact comprising a reinforcing material and fine particles of the oxide. Formed.

また上記強化材をポリビニルアルコールを含む水溶
液に混入し、それらの混合物を撹拌した後吸引成形体
し、それらの成形体を乾燥させ、各成形体をCr2O3(日
本電工株式会社製)とH3BO3(健栄製薬株式会社製)と
パラモリブデン酸アンモニウム(日本新金属株式会社
製)とが溶解された水溶液中に浸漬し、水溶液を大気中
にて500℃に1時間加熱することより、Cr、B、Moの酸
化物の微細片を生成させると共に水分及びポリビニルア
ルコールを蒸発によって除去し、これにより強化材と上
記酸化物の微細片とよりなる成形体を形成した。
Further, the reinforcing material is mixed into an aqueous solution containing polyvinyl alcohol, the mixture is agitated, then suction molded, the molded articles are dried, and each molded article is mixed with Cr 2 O 3 (manufactured by Nippon Denko Corporation). Immerse in an aqueous solution in which H 3 BO 3 (manufactured by Kenei Pharmaceutical Co., Ltd.) and ammonium paramolybdate (manufactured by Nippon Shinkin Co., Ltd.) are dissolved, and heat the aqueous solution to 500 ° C. in the atmosphere for one hour. Thus, fine pieces of oxides of Cr, B, and Mo were generated, and water and polyvinyl alcohol were removed by evaporation, thereby forming a molded body composed of the reinforcing material and the fine pieces of the oxide.

更に上記強化材をポリビニルアルコールを含む水溶
液に混入し、それらの混合物を撹拌した後吸引成形体
し、それらの成形体を乾燥させ、各成形体をメタンタン
グステン酸アンモニウム溶液(日本新金属株式会社製)
中に浸漬し、しかる後各成形体を大気中にて700℃に1
時間加熱することにより、Wの酸化物の微細片を生成さ
せると共に水分を蒸発によって除去し、これにより強化
材と上記酸化物の微細片とよりなる成形体を形成した。
Further, the above reinforcing material is mixed into an aqueous solution containing polyvinyl alcohol, the mixture is stirred, then suction molded, the molded articles are dried, and each molded article is subjected to an ammonium methanetungstate solution (manufactured by Nippon Shinkin Co., Ltd.). )
Immersed in it and then each compact was heated to 700 ° C in air for 1 hour.
By heating for a period of time, a fine piece of the oxide of W was generated and water was removed by evaporation, thereby forming a molded body composed of the reinforcing material and the fine piece of the oxide.

第1図はかくして形成された成形体10の一例を示す斜
視図であり、図に於て12は強化材を、14は金属酸化物の
微細片を示している。尚この場合強化材と金属酸化物の
粉末との混合比等を変えることにより、強化材の体積
率が5%であり、強化材に対する金属酸化物の重量比が
15%である成形体と、強化材の体積率が15%であり、
強化材に対する金属酸化物の重量比が15%である成形体
とを形成した。また各成形体は20×20×40mmの寸法を有
し、金属酸化物の微細片は成形体中に実質的に均一に分
散されていた。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of the formed body 10 thus formed. In the figure, 12 indicates a reinforcing material, and 14 indicates a fine piece of a metal oxide. In this case, by changing the mixing ratio of the reinforcing material and the metal oxide powder, the volume ratio of the reinforcing material is 5%, and the weight ratio of the metal oxide to the reinforcing material is reduced.
A molded body of 15% and a volume ratio of the reinforcing material of 15%,
A compact having a weight ratio of metal oxide to reinforcement of 15% was formed. Each compact had a size of 20 × 20 × 40 mm, and fine pieces of metal oxide were substantially uniformly dispersed in the compact.

次いで金属酸化物がBの酸化物である成形体を400℃
に予熱し、他の各成形体を600℃に予熱し、しかる後第
2図に示されている如く、各成形体10を溶湯容器16内に
配置し、該容器内に700℃のマトリックス金属の溶湯18
を注湯し、該溶湯を加圧することなく凝固させた。この
場合マトリックス金属としてMg含有量がそれぞれ0.1
%、0.3%、0.5%、1%、10%であるJIS規格AC1A、JIS
規格AC4C、JIS規格AC4D、JIS規格AC8A、JIS規格AC7B、
及びJIS規格AC4Cに0.3%のMg、Ca、又はZrが添加された
アルミニウム合金の8種類のアルミニウム合金、及びJI
S規格MC−2、JIS規格MC−7、JIS規格MC−8の3種類
のマグネシウム合金を使用した。
Next, the molded body in which the metal oxide is an oxide of B is heated to 400 ° C.
Then, each of the other compacts is preheated to 600 ° C., and thereafter, as shown in FIG. 2, each compact 10 is placed in a molten metal container 16 and the matrix metal of 700 ° C. is placed in the container. Melt 18
Was poured and the molten metal was solidified without applying pressure. In this case, the Mg content as the matrix metal is 0.1
JIS standard AC1A, JIS which is%, 0.3%, 0.5%, 1%, 10%
Standard AC4C, JIS standard AC4D, JIS standard AC8A, JIS standard AC7B,
8 kinds of aluminum alloys with 0.3% Mg, Ca or Zr added to JIS standard AC4C, and JI
Three kinds of magnesium alloys of S standard MC-2, JIS standard MC-7 and JIS standard MC-8 were used.

次いで上述の如く製造された各凝固体より元の成形体
の部分に形成された複合材料20を切り出し、第3図に於
て仮想線22にて示されている如く、その中央部を横断方
向に切断し、その切断面を研磨したのち実態観察及び光
学顕微鏡による観察を行うことにより、各複合材料につ
いて複合状態の良否を評価した。
Next, the composite material 20 formed in the original molded body portion is cut out from each of the solidified bodies manufactured as described above, and the central portion thereof is crossed in the transverse direction as shown by the phantom line 22 in FIG. After the cut surface was polished, the actual state and the observation with an optical microscope were performed to evaluate the quality of each composite material.

これらの評価の結果をマトリックス金属がアルミニウ
ム合金である場合については下記の表1〜表3に、マト
リックス金属がマグネシウム合金である場合については
表4〜6に示す。尚これらの表に於て、◎はマクロ的複
合状態及びミクロ的複合状態が共に良好であることを示
しており、○はマクロ的複合状態が良好であることを示
しており、△は部分的な複合化しか達成されていないこ
とを示しており、×は全く複合化していないことを示し
ている(後述の表9に於ても同じ)。
The results of these evaluations are shown in Tables 1 to 3 below when the matrix metal is an aluminum alloy, and in Tables 4 to 6 when the matrix metal is a magnesium alloy. In these tables, ◎ indicates that both the macroscopic composite state and the microscopic composite state were good, ○ indicates that the macroscopic composite state was good, and Δ indicates that the partial state was good. X indicates that only a complex composition has been achieved, and x indicates that no complex composition has been achieved at all (the same applies to Table 9 described later).

表1〜表6より、強化材の種類や体積率、アルミニウ
ム合金及びマグネシウム合金の組成に拘らず、成形体が
W、Mo、Pb、Bi、V、Cu、Ni、Co、Sn、Mn、B、Cr、M
g、Alの酸化物の微細片を含む場合に良好な複合化が達
成され、更に酸化物の微細片がW、Mo、Pb、Bi、Cu、N
i、Co、Sn、Mn、Cr、特にW、Mo、Pb、Co、Mnである場
合に複合化が一層良好に行われることが解る。またマト
リックス金属がアルミニウム合金である場合には、0.5
%以上のMg又は合計で0.5%以上のMg、Ca、若しくはZr
を含有するアルミニウム合金が使用される場合に、複合
化が一層良好に行われることが解る。
According to Tables 1 to 6, regardless of the type and volume ratio of the reinforcing material, and the composition of the aluminum alloy and the magnesium alloy, the compact was W, Mo, Pb, Bi, V, Cu, Ni, Co, Sn, Mn, and B. , Cr, M
Good compounding is achieved when fine particles of oxides of g and Al are included, and fine particles of oxides are further composed of W, Mo, Pb, Bi, Cu, and N.
It can be seen that when i, Co, Sn, Mn, and Cr, in particular, W, Mo, Pb, Co, and Mn, compounding is performed more favorably. When the matrix metal is an aluminum alloy, 0.5
% Or more of Mg or 0.5% or more of total Mg, Ca, or Zr
It can be seen that when an aluminum alloy containing is used, the composite is more preferably performed.

尚実施例としては示されていないが、アルミニウム合
金が0.5%以上のMg、Ca、又はZrを含有している場合に
も複合化が一層良好に行われることが解っている。
Although not shown as an example, it has been found that the compounding can be performed more favorably even when the aluminum alloy contains 0.5% or more of Mg, Ca, or Zr.

比較例 上述の実施例1に於て使用されたアルミナ短繊維と同
一のアルミナ短繊維のみよりなり、短繊維の体積率が5
%、15%、30%である成形体、実施例1に於て使用され
た炭化ケイ素ウイスカと同一の炭化ケイ素ウイスカのみ
よりなり、ウイスカの体積率が5%、15%、40%である
成形体、実施例1に於て使用された窒化ケイ素粒子と同
一の窒化ケイ素粒子のみよりなた、粒子の体積率が5
%、15%、50%である成形体を形成し、各成形体につい
て実施例1の場合と同一の要領及び条件にて複合材料の
製造を試みた。しかし何れの成形体の場合にも良好な複
合化は達成されなかった。
Comparative Example Only the same alumina short fiber as used in Example 1 was used, and the volume fraction of the short fiber was 5%.
%, 15%, 30%, and a molded article composed only of the same silicon carbide whisker as the silicon carbide whisker used in Example 1, and having a whisker volume ratio of 5%, 15%, 40%. Body, consisting of only the same silicon nitride particles as the silicon nitride particles used in Example 1, having a volume fraction of 5
%, 15% and 50% were formed, and the production of a composite material was attempted for each of the molded bodies in the same manner and under the same conditions as in Example 1. However, no good composite was achieved in any of the molded articles.

また上述の比較例の各成形体を使用し、高圧鋳造装置
を用いてマトリックス金属の溶湯を種々の圧力にて加圧
した点を除き、実施例1の場合と同一の要領及び条件に
て複合材料の製造を試みた。その結果、良好な複合化を
達成するためには、マトリックス金属の溶湯を少なくと
も500kg/cm2以上の圧力にて加圧することが必要である
ことが解った。
Also, except that each of the compacts of the comparative example was used and the molten metal of the matrix metal was pressed at various pressures using a high-pressure casting device, the composite was formed in the same manner and under the same conditions as in Example 1. Tried to manufacture the material. As a result, it was found that it is necessary to press the molten metal of the matrix metal at a pressure of at least 500 kg / cm 2 in order to achieve a good composite.

実施例2 上述の実施例1に示されている如く、強化材の成形体
に特定の金属酸化物の微細片が含まれていることが好ま
しいので、かかる金属酸化物の微細片の量が如何なる値
であることが適切であるかの検討を行った。
Example 2 As shown in Example 1 described above, it is preferable that the reinforcing material compact contains fine particles of a specific metal oxide. We examined whether the value is appropriate.

まず下記の表7及び表8に示された強化材と表9に示
された金属酸化物の微細片とよりなる成形体を形成し、
それらの成形体及び表9に示されたマトリックス金属の
溶湯を用いて実施例1の場合と同様の要領にて複合材料
を製造し、各複合材料について実施例1の場合と同一の
容量にて複合状態の良否を評価した。尚強化材に対する
金属酸化物の微細片の重量比は0%、2.5%、5%、7.5
%、10%、15%、20%、30%に設定された。これらの評
価の結果を下記の表9に示す。
First, a molded body composed of the reinforcing material shown in Tables 7 and 8 below and the metal oxide fine pieces shown in Table 9 was formed.
Using these compacts and the matrix metal melts shown in Table 9, composite materials were manufactured in the same manner as in Example 1, and each composite material was manufactured at the same capacity as in Example 1. The quality of the composite state was evaluated. The weight ratio of the metal oxide fine pieces to the reinforcing material was 0%, 2.5%, 5%, 7.5%.
%, 10%, 15%, 20%, 30%. The results of these evaluations are shown in Table 9 below.

表9より、良好な複合化を達成するためには、強化材
や金属酸化物の種類及びマトリックス金属の組成に拘ら
ず、強化材に対する金属酸化物の微細片の重量比は、7.
5%以上、特に10%以上、更には15%以上であることが
好ましいことが解る。
As can be seen from Table 9, the weight ratio of the fine pieces of the metal oxide to the reinforcing material was 7.7 in order to achieve good composite, regardless of the type of the reinforcing material and the metal oxide and the composition of the matrix metal.
It is understood that the content is preferably 5% or more, particularly 10% or more, and more preferably 15% or more.

実施例3 上述の実施例1に於て良好な複合化が達成された強化
材と金属酸化物の微細片との組合せ(表1〜6に於て複
合化状態が総て◎又は○である組合せ)よりなり、強化
材の体積率及び強化材に対する金属酸化物の微細片の重
量比が実施例1の及びと同一の混合物にて、第4図
に示されている如く外径40mm、内径30mm、長さ50mmの円
筒形の成形体24を形成した。尚第4図に於て、26及び28
はそれぞれ強化材及び金属酸化物の微細片を示してい
る。またマトリックス金属として実施例1に於て使用さ
れたマトリックス金属と同一の8種類のアルミニウム合
金及び3種類のマグネシウム合金の溶湯を用意した。
Example 3 Combination of a reinforcing material and a fine piece of a metal oxide which achieved good compounding in Example 1 described above (all of the compounding states are ◎ or ○ in Tables 1 to 6) Combination), wherein the volume ratio of the reinforcing material and the weight ratio of the metal oxide fine pieces to the reinforcing material are the same as those of Example 1 and the same mixture, as shown in FIG. A cylindrical molded body 24 having a length of 30 mm and a length of 50 mm was formed. In FIG. 4, 26 and 28
Indicates fine pieces of the reinforcing material and the metal oxide, respectively. In addition, molten metals of the same eight kinds of aluminum alloys and three kinds of magnesium alloys as the matrix metal used in Example 1 were prepared as the matrix metal.

次いで各成形体を実施例1の場合と同一の温度に予熱
し、しかる後第5図に示されている如く、各成形体24の
上端をピンセット状のホールダ30にて保持し、各成形体
の下端を溶湯容器32内に貯容された700℃のマトリック
ス金属の溶湯34に接触させた。するとマトリックス金属
の溶湯が各成形体の下端よりその上端まで10〜30秒の内
の成形体全体に浸透した。溶湯が成形体全体に完全に浸
透した後、第6図に示されている如くその成形体を溶湯
より引き離し、そのままの状態で溶湯を凝固させた。こ
の場合溶湯はそれが凝固するまで表面張力により成形体
に付着した状態を維持し、実質的に成形体より滴り落ち
ることはなかった。
Next, each compact was preheated to the same temperature as in Example 1, and thereafter, as shown in FIG. 5, the upper end of each compact 24 was held by a tweezer-shaped holder 30, and each compact was held. Was brought into contact with a 700 ° C. matrix metal melt 34 stored in a melt vessel 32. Then, the molten metal of the matrix metal permeated the entire compact within 10 to 30 seconds from the lower end to the upper end of each compact. After the molten metal completely permeated the entire molded body, the molded body was separated from the molten metal as shown in FIG. 6, and the molten metal was solidified as it was. In this case, the molten metal remained attached to the molded body due to surface tension until it solidified, and did not substantially drip from the molded body.

次いでかくして製造された複合材料製の円筒体の寸法
を測定したところ、外径、内径、長さはそれぞれ40〜41
mm、29〜30mm、49〜50mmであり、各円筒体は元の成形体
と実質的に同一の形状及び寸法を有していることが認め
られた。また各円筒体を切断してその複合状態を調査し
たところ、何れの円筒体に於ても表面までマトリックス
金属が過不足なく良好に充填していることが確認され
た。
Next, when the dimensions of the composite material cylinder thus manufactured were measured, the outer diameter, the inner diameter, and the length were each 40 to 41.
mm, 29 to 30 mm, and 49 to 50 mm, and it was confirmed that each cylindrical body had substantially the same shape and dimensions as the original molded body. Further, when each cylindrical body was cut and its composite state was examined, it was confirmed that the matrix metal was sufficiently filled up to the surface without any excess or shortage in any of the cylindrical bodies.

以上の説明より、本発明によれば、マトリックス金属
の溶湯を加圧しなくてもマトリックス金属が個々の強化
材の間に良好に充填された複合材料を従来の方法に比し
て能率良く低廉に製造することができ、また鋳型等を用
いなくても所定の形状及び寸法の複合材料製の鋳物を非
常に能率良く低廉に高い歩留まりにて製造することがで
きることが理解されよう。
As described above, according to the present invention, a composite material in which the matrix metal is well filled between the individual reinforcing materials can be efficiently and inexpensively compared with the conventional method without pressurizing the melt of the matrix metal. It will be understood that the present invention can be manufactured, and that a casting made of a composite material having a predetermined shape and dimensions can be manufactured very efficiently and at a high yield without using a mold or the like.

以上に於ては本発明を幾つかの実施例について詳細に
説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能
であることは当業者にとって明らかであろう。
Although the present invention has been described in detail with reference to some embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. Will be apparent to those skilled in the art.

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

第1図は強化材と金属酸化物の微細片とよりなる成形体
を示す斜視図、第2図は第1図に示された成形体を用い
て本発明の方法に従って複合材料が製造される態様を示
す解図、第3図は第2図に示された方法により製造され
た複合材料を示す斜視図、第4図は強化材と金属酸化物
の微細片とよりなる円筒形の成形体を示す斜視図、第5
図は成形体の下端がマトリックス金属の溶湯に浸漬され
た状態を示す解図、第6図は成形体がマトリックス金属
の溶湯より引上げられた状態を示す解図である。 10……圧縮成形体,12……強化材,14……金属酸化物の微
細片,16……鋳型,18……マトリックス金属の溶湯,20…
…複合材料,24……圧縮成形体,26……強化材,28……金
属酸化物の微細片,30……ホールダ,32……溶湯容器,34
……マトリックス金属の溶湯
FIG. 1 is a perspective view showing a molded body composed of a reinforcing material and a fine piece of a metal oxide, and FIG. 2 is a composite material manufactured according to the method of the present invention using the molded body shown in FIG. FIG. 3 is an exploded view showing an embodiment, FIG. 3 is a perspective view showing a composite material manufactured by the method shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a cylindrical molded body made of a reinforcing material and fine pieces of metal oxide. Perspective view showing the fifth
The figure is an illustrative view showing a state where the lower end of the molded body is immersed in the molten metal of the matrix metal, and FIG. 6 is an illustrative view showing a state where the molded body is pulled up from the molten metal of the matrix metal. 10… compression molding, 12… reinforcement, 14… metal oxide fine piece, 16… mold, 18 …… matrix metal melt, 20…
… Composite material, 24… compression molding, 26 …… reinforcing material, 28 …… metal oxide fine piece, 30 …… folder, 32 …… melt container, 34
...... Molten matrix metal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 淳夫 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 梶川 義明 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 額見 哲也 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−107038(JP,A) 特開 昭56−15470(JP,A) 特開 昭49−42504(JP,A) 特開 昭61−210137(JP,A) 特開 昭61−165265(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Atsushi Tanaka 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Yoshiaki Kajikawa 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation ( 72) Inventor Tetsuya Nomi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (56) References JP-A-62-107038 (JP, A) JP-A-56-15470 (JP, A) JP-A-49-42504 (JP, A) JP-A-61-210137 (JP, A) JP-A-61-165265 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】金属以外の無機質の短繊維、ホイスカ、粒
子、及びこれらの混合物よりなる群より選択された強化
材と、W、Mo、Pb、Bi、V、Cu、Ni、Co、Sn、Mn、B、
Cr、Mg、Alの酸化物、及びそれらの混合物よりなる群よ
り選択された金属の酸化物の微細片とを含みこれらが実
質的に均一に混合された成形体を形成し、前記成形体の
少くとも一部をAl、Mg、Al合金、及びMg合金よりなる群
より選択されたマトリックス金属の溶湯に接触させ、前
記溶湯を実質的に加圧することなく前記形成体中に浸透
させる金属基複合材料の製造方法。
1. A reinforcing material selected from the group consisting of inorganic short fibers other than metals, whiskers, particles, and mixtures thereof, and W, Mo, Pb, Bi, V, Cu, Ni, Co, Sn, Mn, B,
Cr, Mg, an oxide of Al, and a fine piece of a metal oxide selected from the group consisting of mixtures thereof to form a molded article substantially uniformly mixed, comprising a compact, A metal matrix composite in which at least a part thereof is brought into contact with a molten metal of a matrix metal selected from the group consisting of Al, Mg, an Al alloy, and an Mg alloy, and the molten metal is penetrated into the formed body without substantially applying pressure. Material manufacturing method.
JP63108166A 1988-04-30 1988-04-30 Manufacturing method of metal matrix composite material Expired - Lifetime JP2576186B2 (en)

Priority Applications (5)

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