JP2600104B2 - 複合材料部品の製造法 - Google Patents
複合材料部品の製造法Info
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- JP2600104B2 JP2600104B2 JP6030988A JP3098894A JP2600104B2 JP 2600104 B2 JP2600104 B2 JP 2600104B2 JP 6030988 A JP6030988 A JP 6030988A JP 3098894 A JP3098894 A JP 3098894A JP 2600104 B2 JP2600104 B2 JP 2600104B2
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- aluminum alloy
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車部品および機械
産業の分野において複合材料部品の適用拡大を図ること
によって機械部品の性能の向上が期待できる。例えば慴
動部材における耐摩耗性、高温強度の向上等を図ること
ができる。
産業の分野において複合材料部品の適用拡大を図ること
によって機械部品の性能の向上が期待できる。例えば慴
動部材における耐摩耗性、高温強度の向上等を図ること
ができる。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金材に炭化けい素、窒化
けい素、その他のウィスカ−、アルミナ短繊維、または
それらの粒子等のセラミックスを複合化することによっ
て耐摩耗性や高温強度に優れた材料が得られることが知
られ、一部自動車部品等に実用化されている。複合化方
法として実験室的には、アルミニウム合金粉末と強化セ
ラミックス繊維または粒子を混合して圧縮成形した後、
燒結することによって得られる粉末冶金法があるが、コ
スト的に不利となるため、ほとんど実用化されていな
い。現状での工業的な複合化方法としては、溶融金属浸
透法または加圧含浸法と呼ばれる方法が利用されてい
る。この方法は、強化セラミックスまたはウィスカ−を
用いて、あらかじめ必要とする複合部の形状に合わせて
予備成形体（プリホ−ム）を作製した後、これを約３０
０℃〜７００℃に予熱して金型内にセットし、この金型
内に溶湯を注ぎ、加圧して予備成形体に溶湯を含浸させ
て複合化する方法である。
けい素、その他のウィスカ−、アルミナ短繊維、または
それらの粒子等のセラミックスを複合化することによっ
て耐摩耗性や高温強度に優れた材料が得られることが知
られ、一部自動車部品等に実用化されている。複合化方
法として実験室的には、アルミニウム合金粉末と強化セ
ラミックス繊維または粒子を混合して圧縮成形した後、
燒結することによって得られる粉末冶金法があるが、コ
スト的に不利となるため、ほとんど実用化されていな
い。現状での工業的な複合化方法としては、溶融金属浸
透法または加圧含浸法と呼ばれる方法が利用されてい
る。この方法は、強化セラミックスまたはウィスカ−を
用いて、あらかじめ必要とする複合部の形状に合わせて
予備成形体（プリホ−ム）を作製した後、これを約３０
０℃〜７００℃に予熱して金型内にセットし、この金型
内に溶湯を注ぎ、加圧して予備成形体に溶湯を含浸させ
て複合化する方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、熱容
量の小さい部品の複合化は複合化条件（注湯温度、金型
予熱温度、予備成形体の予熱温度等の温度条件や加圧開
始時期、含浸速度、加圧圧力の大きさ等）を厳しくしな
ければ複合化がすることができなかった。すなわち、熱
容量が小さい場合には、注湯してから加圧含侵する前に
注湯された溶湯が凝固を開始してしまうため満足に複合
化することができなかった。この加圧含侵する前まで溶
融状態を保つには、時として金型温度を５００℃以上に
予熱し、しかも注湯温度を９００℃以上にしても十分で
ない場合が多い。このような条件は工業的に適用する場
合には採用することができない。また小さな複合化部品
では一度に多数個の製品が得られる方法でなければ実用
化できない。このため、熱容量の小さな部品への適用に
制約があった。本発明は、これら複合化条件を工業的に
適用可能な条件とすることができ、かつ、同時に多数個
の複合化部品が得られる特徴がある。
量の小さい部品の複合化は複合化条件（注湯温度、金型
予熱温度、予備成形体の予熱温度等の温度条件や加圧開
始時期、含浸速度、加圧圧力の大きさ等）を厳しくしな
ければ複合化がすることができなかった。すなわち、熱
容量が小さい場合には、注湯してから加圧含侵する前に
注湯された溶湯が凝固を開始してしまうため満足に複合
化することができなかった。この加圧含侵する前まで溶
融状態を保つには、時として金型温度を５００℃以上に
予熱し、しかも注湯温度を９００℃以上にしても十分で
ない場合が多い。このような条件は工業的に適用する場
合には採用することができない。また小さな複合化部品
では一度に多数個の製品が得られる方法でなければ実用
化できない。このため、熱容量の小さな部品への適用に
制約があった。本発明は、これら複合化条件を工業的に
適用可能な条件とすることができ、かつ、同時に多数個
の複合化部品が得られる特徴がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、複数個の予備成形体を一旦熱容量の大きい
加圧成形体の中に複合化させた後、これをマトリックス
のアルミニウム合金材の融点以上に再加熱または融点以
上の温度の溶湯中に浸せきさせると、複合化された部分
はその温度での変形抵抗が大きいため複合部以外のアル
ミニウム合金材が溶融除去された後でも予備成形体の形
状を保った複合部品が得られる。これらの手段によっ
て、容易に熱容量の小さい複合材料部品を得ることがで
き、かつ、多数個を同時に製造することが可能となる。
決するため、複数個の予備成形体を一旦熱容量の大きい
加圧成形体の中に複合化させた後、これをマトリックス
のアルミニウム合金材の融点以上に再加熱または融点以
上の温度の溶湯中に浸せきさせると、複合化された部分
はその温度での変形抵抗が大きいため複合部以外のアル
ミニウム合金材が溶融除去された後でも予備成形体の形
状を保った複合部品が得られる。これらの手段によっ
て、容易に熱容量の小さい複合材料部品を得ることがで
き、かつ、多数個を同時に製造することが可能となる。
【０００５】
【実施例】窒化けい素ウィスカ−を用いて予備成形体を
作製した。この予備成形体では、ウィスカ−の体積含有
率は約１５％である。マトリックスとして鋳造用アルミ
ニウム合金ＡＣ８Ａ材（自動車ピストン用合金）を用い
た。注湯温度１０２３Ｋ、金型予熱温度５２３Ｋ、予備
成形体の予熱温度５７３Ｋ、加圧圧力３９ＭＰａの条件
で加圧含浸させて加圧成形体を得た。これらの複合化条
件は通常、工業的に行われている加圧条件である。この
ため複合部は十分満足できる複合化を示していた。加圧
成形体の大きさは１１０ｍｍｘ８０ｍｍｘ５０ｍｍであ
る。次に、これを９７３Ｋの８Ａ材溶湯中に約３０分間
浸せきさせて、複合部以外のアルミニウム合金材を溶融
除去させて複合部のみを取り出した。この場合にも満足
な複合状態であり、複合化部品への実用化が可能である
ことが分かった。
作製した。この予備成形体では、ウィスカ−の体積含有
率は約１５％である。マトリックスとして鋳造用アルミ
ニウム合金ＡＣ８Ａ材（自動車ピストン用合金）を用い
た。注湯温度１０２３Ｋ、金型予熱温度５２３Ｋ、予備
成形体の予熱温度５７３Ｋ、加圧圧力３９ＭＰａの条件
で加圧含浸させて加圧成形体を得た。これらの複合化条
件は通常、工業的に行われている加圧条件である。この
ため複合部は十分満足できる複合化を示していた。加圧
成形体の大きさは１１０ｍｍｘ８０ｍｍｘ５０ｍｍであ
る。次に、これを９７３Ｋの８Ａ材溶湯中に約３０分間
浸せきさせて、複合部以外のアルミニウム合金材を溶融
除去させて複合部のみを取り出した。この場合にも満足
な複合状態であり、複合化部品への実用化が可能である
ことが分かった。
【０００６】
【発明の効果】従来の加圧含浸法によって得ることが極
めて困難とされていた熱容量の小さい部品の複合化が容
易となるとともに、一度に多数個の複合化部品を得るこ
とができ、工業的にも適用可能となる。これによって複
合材料部品の適用が拡大され、機械部品の性能向上が期
待できる。
めて困難とされていた熱容量の小さい部品の複合化が容
易となるとともに、一度に多数個の複合化部品を得るこ
とができ、工業的にも適用可能となる。これによって複
合材料部品の適用が拡大され、機械部品の性能向上が期
待できる。
【図１】加圧成形体を得る方法を示した説明図である。
【図２】得られた加圧成形体を示す図である。
【図３】加圧成形体を加熱して複合部以外を溶湯除去さ
せる方法を説明した図である。
せる方法を説明した図である。
１ 予備成形体 １ａ 複合化された予備成形体 １ｂ 加圧成形体 １ｃ 複合化部品 ２ 注湯された溶湯 ３ 金型 ４ 加圧パンチ ５ 底板 ６ 金型予熱ヒ−タ− ７ セラミック製格子 ８ 加熱ヒ−タ− ９ 溶湯受けルツボ １０ 溶融除去された溶湯
Claims (1)
- 【請求項１】 予め強化繊維または強化粒子を所要の形
に予備成形した予備成形体の複数個を、予備成形体より
熱容量の十分大きい金型内にセットした後、アルミニウ
ム合金溶湯を注湯して加圧含浸させることにより複合化
させ、これをアルミニウム合金材の融点以上に再加熱ま
たは融点以上の温度の溶湯中に浸せきして、複合部以外
のアルミニウム合金材を溶融除去して予備成形体に含浸
した複合部のみを取り出すことによって得る複合材料部
品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6030988A JP2600104B2 (ja) | 1994-02-02 | 1994-02-02 | 複合材料部品の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6030988A JP2600104B2 (ja) | 1994-02-02 | 1994-02-02 | 複合材料部品の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08127827A JPH08127827A (ja) | 1996-05-21 |
| JP2600104B2 true JP2600104B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=12319010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6030988A Expired - Lifetime JP2600104B2 (ja) | 1994-02-02 | 1994-02-02 | 複合材料部品の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2600104B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289565A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-24 | Honda Motor Co Ltd | 繊維強化金属部材の製造方法 |
-
1994
- 1994-02-02 JP JP6030988A patent/JP2600104B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08127827A (ja) | 1996-05-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |