JP2653817B2 - 繊維複合部材の製造方法 - Google Patents
繊維複合部材の製造方法Info
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- JP2653817B2 JP2653817B2 JP5246788A JP5246788A JP2653817B2 JP 2653817 B2 JP2653817 B2 JP 2653817B2 JP 5246788 A JP5246788 A JP 5246788A JP 5246788 A JP5246788 A JP 5246788A JP 2653817 B2 JP2653817 B2 JP 2653817B2
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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、繊維複合部材の製造方法に関するものであ
る。
る。
（従来の技術） 従来、複合材料の製造方法の一つとして、アルミナそ
の他高弾性を有する繊維を強化材として繊維成形体を形
成し、該繊維成形体にアルミニウムその他軽合金の溶融
マトリックス金属を導入して高圧鋳造を行なう方法があ
る（例えば、特公昭62−38412号公報参照）。
の他高弾性を有する繊維を強化材として繊維成形体を形
成し、該繊維成形体にアルミニウムその他軽合金の溶融
マトリックス金属を導入して高圧鋳造を行なう方法があ
る（例えば、特公昭62−38412号公報参照）。
（発明が解決しようとする課題） しかし、上記従来の製造方法のように繊維成形体に高
圧鋳造法による軽合金を導入して複合化する場合、第６
図に示すように、繊維成形体ａを配置した鋳型ｂの複合
部位が厚肉部ｃであり、かつ溶湯の供給が薄肉部ｄを通
して行われるような時には、厚肉部ｃの凝固が完了する
前に薄肉部ｄが凝固してしまうので、厚肉部ｃの熱引け
が悪くなり複合部周辺に鋳巣ｅが発生しやすいという課
題があった。
圧鋳造法による軽合金を導入して複合化する場合、第６
図に示すように、繊維成形体ａを配置した鋳型ｂの複合
部位が厚肉部ｃであり、かつ溶湯の供給が薄肉部ｄを通
して行われるような時には、厚肉部ｃの凝固が完了する
前に薄肉部ｄが凝固してしまうので、厚肉部ｃの熱引け
が悪くなり複合部周辺に鋳巣ｅが発生しやすいという課
題があった。
（課題を解決するための手段） 本発明の上記課題を解決するための手段は、薄肉部を
介して厚肉部に溶湯を加圧充填するとともに、厚肉部に
繊維成形体を配置して該部を繊維強化金属として複合化
するものにおいて、繊維成形体の見かけ上の体積が厚肉
部の体積の75％以上になるように設定し、複合化するよ
うにした繊維複合部材の製造方法である。
介して厚肉部に溶湯を加圧充填するとともに、厚肉部に
繊維成形体を配置して該部を繊維強化金属として複合化
するものにおいて、繊維成形体の見かけ上の体積が厚肉
部の体積の75％以上になるように設定し、複合化するよ
うにした繊維複合部材の製造方法である。
（作用） 繊維成形体は強化材である短繊維を低密度で成形した
成形体なので、高圧鋳造を行なうと、薄肉部から供給さ
れる溶湯は、厚肉部に配置した繊維成形体の内部に侵入
してくる。しかし、この繊維成形体の見かけ上の体積が
厚肉部の75％以上になるように設定すると、繊維成形体
周辺の厚肉部の体積が減少するので、該部の冷却効率が
向上し、薄肉部の早期の凝固による厚肉部の熱ごもりが
防止される。
成形体なので、高圧鋳造を行なうと、薄肉部から供給さ
れる溶湯は、厚肉部に配置した繊維成形体の内部に侵入
してくる。しかし、この繊維成形体の見かけ上の体積が
厚肉部の75％以上になるように設定すると、繊維成形体
周辺の厚肉部の体積が減少するので、該部の冷却効率が
向上し、薄肉部の早期の凝固による厚肉部の熱ごもりが
防止される。
（実施例） 以下、図面に基いて本発明の実施例を説明する。
第１図ないし第４図に示すように、本発明はロータリ
ーエンジン（図示省略）のローター１のように、余分な
部分の肉を薄くした薄肉部1aと、繊維成形体２を配置し
て強化した厚肉部1bとを備えた繊維複合部材を鋳造する
場合の製造工程において、上記薄肉部1aを介して繊維成
形体２を配置した厚肉部1bに溶湯を加圧充填する際に、
厚肉部1bの体積にしめる繊維成形体２の見かけ上の体積
が厚肉部1bの体積の75％以上になるように設定すること
を特徴としている。
ーエンジン（図示省略）のローター１のように、余分な
部分の肉を薄くした薄肉部1aと、繊維成形体２を配置し
て強化した厚肉部1bとを備えた繊維複合部材を鋳造する
場合の製造工程において、上記薄肉部1aを介して繊維成
形体２を配置した厚肉部1bに溶湯を加圧充填する際に、
厚肉部1bの体積にしめる繊維成形体２の見かけ上の体積
が厚肉部1bの体積の75％以上になるように設定すること
を特徴としている。
繊維成形体２は、高弾性を有するアルミナ短繊維がバ
インダーによって希望の繊維密度に成形されたもので、
アルミナ短繊維の体積率が約10％となるように多数のす
き間を有した低密度（約0.33g/cc）の状態で成形され、
このすき間に溶融マトリックス材料が侵入して凝固する
ことによって繊維複合部材の複合部1cが製造される。本
実施例において繊維成形体２は外周部にピンボス2aを備
えており、該ピンボス2aがローター１の厚肉部1bに配置
される。そして、リングギヤ３をスプリングピン４で固
定するためのローター１の母材補強として用いられる。
インダーによって希望の繊維密度に成形されたもので、
アルミナ短繊維の体積率が約10％となるように多数のす
き間を有した低密度（約0.33g/cc）の状態で成形され、
このすき間に溶融マトリックス材料が侵入して凝固する
ことによって繊維複合部材の複合部1cが製造される。本
実施例において繊維成形体２は外周部にピンボス2aを備
えており、該ピンボス2aがローター１の厚肉部1bに配置
される。そして、リングギヤ３をスプリングピン４で固
定するためのローター１の母材補強として用いられる。
溶融マトリックス材料は軽量化のために、アルミニウ
ム合金（Cu:1.0wt％,Si:11.0wt％,Mg:1.1wt％,Zn:0.05w
t％,Fe:0.3wt％,Mn:0.5wt％,Ni:1.5wt％,Al:85.0wt％）
を溶湯温度750℃で溶融させたものを用いる。また、繊
維成形体も溶湯が侵入しやすいように鋳型と共に500℃
ぐらいに予熱しておく。そして、上記繊維成形体２を鋳
型にセットして、溶湯を約400kg/cm2の圧力で加圧充填
する。この場合、ローター１は軽量化のために肉を薄く
した薄肉部1aと強化のために上記繊維成形体２を配置し
た厚肉部1bとを備えているので、鋳型の形状が複雑であ
る。そのため、溶融マトリックス材料を注入すると、溶
湯は第１図ないし第３図に矢印で示すように薄肉部1aの
各方向から繊維成形体２を配置した厚肉部1bへ供給され
る。この際、薄肉部1aは該薄肉部1aの鋳型の容量が小さ
い割に鋳型と接する表面積が大きいため冷却効率が良く
早期に凝固しやすい。また、これとは逆に、厚肉部1bは
該厚肉部1bの鋳型の容量が大きい割に鋳型と接する面積
が小さく冷却効率が悪いが、繊維成形体２を配置するこ
とによって該繊維成形体２の周囲部の厚肉部1bに供給さ
れる溶湯の容量が減少される。すなわち、厚肉部1bにし
める繊維成形体２の見かけ上の体積を厚肉部1bの体積の
75％以上になるように設定することによって、厚肉部1b
の溶湯の冷却効率が良くなり厚肉部1bの凝固を早くする
ことができる。そのため、薄肉部1aの早期の凝固による
厚肉部1bの熱ごもりが防止され、熱ごもりによる鋳巣の
発生を防止できる。
ム合金（Cu:1.0wt％,Si:11.0wt％,Mg:1.1wt％,Zn:0.05w
t％,Fe:0.3wt％,Mn:0.5wt％,Ni:1.5wt％,Al:85.0wt％）
を溶湯温度750℃で溶融させたものを用いる。また、繊
維成形体も溶湯が侵入しやすいように鋳型と共に500℃
ぐらいに予熱しておく。そして、上記繊維成形体２を鋳
型にセットして、溶湯を約400kg/cm2の圧力で加圧充填
する。この場合、ローター１は軽量化のために肉を薄く
した薄肉部1aと強化のために上記繊維成形体２を配置し
た厚肉部1bとを備えているので、鋳型の形状が複雑であ
る。そのため、溶融マトリックス材料を注入すると、溶
湯は第１図ないし第３図に矢印で示すように薄肉部1aの
各方向から繊維成形体２を配置した厚肉部1bへ供給され
る。この際、薄肉部1aは該薄肉部1aの鋳型の容量が小さ
い割に鋳型と接する表面積が大きいため冷却効率が良く
早期に凝固しやすい。また、これとは逆に、厚肉部1bは
該厚肉部1bの鋳型の容量が大きい割に鋳型と接する面積
が小さく冷却効率が悪いが、繊維成形体２を配置するこ
とによって該繊維成形体２の周囲部の厚肉部1bに供給さ
れる溶湯の容量が減少される。すなわち、厚肉部1bにし
める繊維成形体２の見かけ上の体積を厚肉部1bの体積の
75％以上になるように設定することによって、厚肉部1b
の溶湯の冷却効率が良くなり厚肉部1bの凝固を早くする
ことができる。そのため、薄肉部1aの早期の凝固による
厚肉部1bの熱ごもりが防止され、熱ごもりによる鋳巣の
発生を防止できる。
なお、厚肉部1bの熱ごもりを防止する方法としては、
厚肉部1bに溶湯を供給する薄肉部1aの肉厚を大きくする
という方法が考えられるが、この場合、ローター１の軽
量化には不利になってしまう。また、ローター１全体の
熱引けが悪くなってしまい、熱ごもりによる鋳巣の発生
は防止されなかった。
厚肉部1bに溶湯を供給する薄肉部1aの肉厚を大きくする
という方法が考えられるが、この場合、ローター１の軽
量化には不利になってしまう。また、ローター１全体の
熱引けが悪くなってしまい、熱ごもりによる鋳巣の発生
は防止されなかった。
＜実験例＞ 厚肉部1bの体積にしめる繊維成形体２の見かけ上の体
積の割合を75％以上とすることによって、厚肉部1bの熱
ごもりによる鋳巣の発生が防止されるかどうかを確認す
るために、上記実施例に準じてローター１を製造し、該
ローター１を第３図に示す同一断面（第１図におけるII
I−III線断面）で切断して、厚肉部1bの断面積にしめる
鋳巣の面積を求めた。この実験を厚肉部1bの体積にしめ
る繊維成形体２の見かけ上の体積の割合を20〜80％の範
囲で変化させて行ない、第５図にグラフで示すような結
果が得られた。
積の割合を75％以上とすることによって、厚肉部1bの熱
ごもりによる鋳巣の発生が防止されるかどうかを確認す
るために、上記実施例に準じてローター１を製造し、該
ローター１を第３図に示す同一断面（第１図におけるII
I−III線断面）で切断して、厚肉部1bの断面積にしめる
鋳巣の面積を求めた。この実験を厚肉部1bの体積にしめ
る繊維成形体２の見かけ上の体積の割合を20〜80％の範
囲で変化させて行ない、第５図にグラフで示すような結
果が得られた。
この結果から、厚肉部1bの体積にしめる繊維成形体２
の見かけ上の体積の割合を75％以上とすることによっ
て、厚肉部1bの断面に実質的な鋳巣の発生がないことが
確認された。
の見かけ上の体積の割合を75％以上とすることによっ
て、厚肉部1bの断面に実質的な鋳巣の発生がないことが
確認された。
（発明の効果） 繊維成形体周辺の厚肉部の冷却効率が向上し、該部の
溶湯の凝固が早められるので、薄肉部の早期の凝固によ
る厚肉部の熱ごもりが防止され、熱ごもりによる鋳巣の
発生を防止できる。
溶湯の凝固が早められるので、薄肉部の早期の凝固によ
る厚肉部の熱ごもりが防止され、熱ごもりによる鋳巣の
発生を防止できる。
第１図ないし第５図は本発明の図面を示し、第１図は本
発明によって製造可能なロータリーエンジンのローター
を示す部分断面図、第２図は第１図のII−II線断面図、
第３図は第１図のIII−III線断面図、第４図は繊維成形
体の斜視図、第５図は実験例に係る厚肉部の体積にしめ
る繊維成形体の見かけ上の体積と厚肉部の断面積にしめ
る鋳巣の断面積との関係を示すグラフ、第６図は従来の
製造方法による課題を示す概略図である。 １……ローター、1a……薄肉部、1b……厚肉部、２……
繊維成形体。
発明によって製造可能なロータリーエンジンのローター
を示す部分断面図、第２図は第１図のII−II線断面図、
第３図は第１図のIII−III線断面図、第４図は繊維成形
体の斜視図、第５図は実験例に係る厚肉部の体積にしめ
る繊維成形体の見かけ上の体積と厚肉部の断面積にしめ
る鋳巣の断面積との関係を示すグラフ、第６図は従来の
製造方法による課題を示す概略図である。 １……ローター、1a……薄肉部、1b……厚肉部、２……
繊維成形体。
Claims (1)
- 【請求項１】薄肉部を介して厚肉部に溶湯を加圧充填す
るとともに、厚肉部に繊維成形体を配置して該部を繊維
強化金属として複合化するものにおいて、繊維成形体の
見かけ上の体積が厚肉部の体積の75％以上になるように
設定し、複合化するようにした繊維複合部材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5246788A JP2653817B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 繊維複合部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5246788A JP2653817B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 繊維複合部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01228662A JPH01228662A (ja) | 1989-09-12 |
| JP2653817B2 true JP2653817B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=12915523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5246788A Expired - Fee Related JP2653817B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 繊維複合部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2653817B2 (ja) |
-
1988
- 1988-03-04 JP JP5246788A patent/JP2653817B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01228662A (ja) | 1989-09-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |