JP2833046B2 - 金属基複合材料のプリフォーム製造方法 - Google Patents
金属基複合材料のプリフォーム製造方法Info
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- JP2833046B2 JP2833046B2 JP1242938A JP24293889A JP2833046B2 JP 2833046 B2 JP2833046 B2 JP 2833046B2 JP 1242938 A JP1242938 A JP 1242938A JP 24293889 A JP24293889 A JP 24293889A JP 2833046 B2 JP2833046 B2 JP 2833046B2
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Description
【発明の詳細な説明】 a. 産業上の利用分野 本発明は溶湯鍛造法によって金属基複合材料を製造す
る場合に用いるプリフオームの製造方法に関する。
る場合に用いるプリフオームの製造方法に関する。
b. 従来の技術 前記金属基複合材料は、強化材としてセラミックス・
ウイスカーまたは短繊維（SiC,Si3N4,Al2O3,K2O・6Ti
O2,ZnO,MgO等々）を用いて所定形状のプリフオームを形
成し、このプリフオームを金型にセットして金属溶湯を
注いで加圧成形し、目的とする金属基複合材料をえてい
る。
ウイスカーまたは短繊維（SiC,Si3N4,Al2O3,K2O・6Ti
O2,ZnO,MgO等々）を用いて所定形状のプリフオームを形
成し、このプリフオームを金型にセットして金属溶湯を
注いで加圧成形し、目的とする金属基複合材料をえてい
る。
このプリフオームを成形する方法として、水溶液など
の溶媒にセラミックス・ウイスカーや短繊維等を分散さ
せてスラリーを作り、このスラリーを成形型に収容して
過・脱水し、更に乾燥することによって目的とするプ
リフオームを製造する、所謂湿式法による製造方法があ
る。
の溶媒にセラミックス・ウイスカーや短繊維等を分散さ
せてスラリーを作り、このスラリーを成形型に収容して
過・脱水し、更に乾燥することによって目的とするプ
リフオームを製造する、所謂湿式法による製造方法があ
る。
また、前記のような溶媒を用いてスラリーを作ること
をせず、セラミックス・ウイスカーや短繊維等を、その
まゝ金型内に収容して加圧成形する、所謂乾式法による
方法がある。この方法には、加圧成形されたプリフオー
ムの形状維持、すなわち保形性を強化するため、別に保
形剤（成形助剤）を用意してこれに混合し、加圧成形す
る方法などが開発されている。
をせず、セラミックス・ウイスカーや短繊維等を、その
まゝ金型内に収容して加圧成形する、所謂乾式法による
方法がある。この方法には、加圧成形されたプリフオー
ムの形状維持、すなわち保形性を強化するため、別に保
形剤（成形助剤）を用意してこれに混合し、加圧成形す
る方法などが開発されている。
c. 発明が解決しようとする課題 前記プリフオームに用いられるセラミックス・ウイス
カーや短繊維等は乾式法によって成形する場合に、その
形態から金型内では殆ど流動性がえられないため、加圧
方向の厚さに、加圧方向に垂直な方向で位置により変化
があるプリフオームの場合には、加圧によりプリフオー
ム中に密度の差、すなわち体積率（Vf）の差（注：体積
率とは成形したプリフオームの体積に対するウイスカー
の体積の占める割合、％をいう）が生じてしまう。たと
えば、これを具体的に説明すると第３図に示すように片
面の中央部に円状の凹部11を有するプリフオーム１を成
形する場合、第４図に示すように中央に前記凹部11に対
応する円状の突出部12を備えた金型２を設け、この金型
２に第５図に示すようにプリフオームの材料である、た
とえばSiCウイスカー10（0.1g/cm3）を約30mmの高さま
で収容したあと、ピストン３によって加圧成形して第３
図に示す寸法のプリフオーム１をえた場合、第６図に示
すようにその密度が周辺のＡ部においては0.3g/cm3、中
央のＢ部においては0.5g/cm3となり、周辺部と中央部と
に体積率の差が生じてしまう。
カーや短繊維等は乾式法によって成形する場合に、その
形態から金型内では殆ど流動性がえられないため、加圧
方向の厚さに、加圧方向に垂直な方向で位置により変化
があるプリフオームの場合には、加圧によりプリフオー
ム中に密度の差、すなわち体積率（Vf）の差（注：体積
率とは成形したプリフオームの体積に対するウイスカー
の体積の占める割合、％をいう）が生じてしまう。たと
えば、これを具体的に説明すると第３図に示すように片
面の中央部に円状の凹部11を有するプリフオーム１を成
形する場合、第４図に示すように中央に前記凹部11に対
応する円状の突出部12を備えた金型２を設け、この金型
２に第５図に示すようにプリフオームの材料である、た
とえばSiCウイスカー10（0.1g/cm3）を約30mmの高さま
で収容したあと、ピストン３によって加圧成形して第３
図に示す寸法のプリフオーム１をえた場合、第６図に示
すようにその密度が周辺のＡ部においては0.3g/cm3、中
央のＢ部においては0.5g/cm3となり、周辺部と中央部と
に体積率の差が生じてしまう。
そして、プリフオームに生じたこの体積率の差は金属
と複合化してもそのまゝ残り、したがって製造した複合
材料中において、物性値の相違する部分が発生するとい
う問題点がある。
と複合化してもそのまゝ残り、したがって製造した複合
材料中において、物性値の相違する部分が発生するとい
う問題点がある。
一方、前記ウイスカーや短繊維の流動性を改善するた
め、これらを粒子状に造粒する方法が考えられるが、こ
の造粒作業が極めて困難であるとともに、流動性の改善
はあまり期待できなかった。
め、これらを粒子状に造粒する方法が考えられるが、こ
の造粒作業が極めて困難であるとともに、流動性の改善
はあまり期待できなかった。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、前記問題
点を解消したプリフオームの製造方法を提供することを
目的とする。
点を解消したプリフオームの製造方法を提供することを
目的とする。
d. 課題を解決するための手段 前記目的に添い、本発明は型内でプリフオーム用の強
化材を加圧成形して、加圧方向の厚さが、加圧方向に垂
直な方向で位置により異なる金属基複合材料用のプリフ
オームを製造する場合において、前記型内のプリフオー
ムの厚さの異なる境界部に分離壁を設け、分離された両
区域に加圧後にほゞ同一体積率となるように前記強化材
をそれぞれ収容したあと、この分離壁を取り除き、加圧
成形することによって前記課題を解消した。
化材を加圧成形して、加圧方向の厚さが、加圧方向に垂
直な方向で位置により異なる金属基複合材料用のプリフ
オームを製造する場合において、前記型内のプリフオー
ムの厚さの異なる境界部に分離壁を設け、分離された両
区域に加圧後にほゞ同一体積率となるように前記強化材
をそれぞれ収容したあと、この分離壁を取り除き、加圧
成形することによって前記課題を解消した。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら
詳細に説明する。なお、前記金型２をそのまゝ用いて、
前記プリフオーム１を成形する場合について説明する。
詳細に説明する。なお、前記金型２をそのまゝ用いて、
前記プリフオーム１を成形する場合について説明する。
用いる強化材はSiCウイスカーで、径0.1〜1.0、長さ1
0〜100mmの範囲のもので、真比重は3.2g/cm3であるが、
みかけ比重は0.1g/cm3程度のものを用い、体積率が16％
（0.51g/cm3）のプリフオームをえようとする。
0〜100mmの範囲のもので、真比重は3.2g/cm3であるが、
みかけ比重は0.1g/cm3程度のものを用い、体積率が16％
（0.51g/cm3）のプリフオームをえようとする。
第１図において５は上下に貫通する筒体で、該筒体５
は薄肉に構成し、前記金型２の中央の突出部12の周端縁
に配置して金型２内を２つの区域に分離し、上端は充填
する強化材の必要量を収容できる高さとしてある。
は薄肉に構成し、前記金型２の中央の突出部12の周端縁
に配置して金型２内を２つの区域に分離し、上端は充填
する強化材の必要量を収容できる高さとしてある。
このように金型２内に配置した筒体５の内部には、従
来の方法と同じように所定量のSiCウイスカー20を0.1g/
cm3の割合で所定の高さまで収容する。
来の方法と同じように所定量のSiCウイスカー20を0.1g/
cm3の割合で所定の高さまで収容する。
また、筒体５の外部の金型内壁との間には、SiCウイ
スカー21を0.17g/cm3の割合で、収容する。
スカー21を0.17g/cm3の割合で、収容する。
次に、この筒体５を金型２より抜き出し、そのまゝの
状態で第２図に示すようにピストン３によって上部より
加圧成形する。ウイスカー自体は流動性がなく、筒体５
に抜き取って加圧しても両区域のウイスカーは混り合う
ことがない。
状態で第２図に示すようにピストン３によって上部より
加圧成形する。ウイスカー自体は流動性がなく、筒体５
に抜き取って加圧しても両区域のウイスカーは混り合う
ことがない。
このようにして成形されたプリフオームは、両区域の
境界付近では、両種類の原料がよく混り合っており、肉
厚の如何に拘らず、殆ど均一の体積率（16％）をもつプ
リフオームがえられた。
境界付近では、両種類の原料がよく混り合っており、肉
厚の如何に拘らず、殆ど均一の体積率（16％）をもつプ
リフオームがえられた。
e. 発明の効果 本発明によれば、プリフオームを乾式法で成形する場
合において、加圧方向の一部厚さが、加圧方向に垂直な
方向で位置により異なる部分があっても、全体がほゞ均
一な体積率をもつプリフオームがえられる。
合において、加圧方向の一部厚さが、加圧方向に垂直な
方向で位置により異なる部分があっても、全体がほゞ均
一な体積率をもつプリフオームがえられる。
したがってこのプリフオームを用いて金属と複合化し
て製品とした場合にも、従来のように物性値の異なる部
分は生じない。
て製品とした場合にも、従来のように物性値の異なる部
分は生じない。
第１図および第２図は本発明に係るプリフオームの製造
要領を説明する図、第３図は製造するプリフオームの斜
視説明図、第４図は加圧成形に用いる金型の説明図、第
５図は従来法の製造要領の説明図、第６図は従来法によ
って製造したプリフオームの断面説明図である。 １……プリフオーム、２……金型、 ５……筒体。
要領を説明する図、第３図は製造するプリフオームの斜
視説明図、第４図は加圧成形に用いる金型の説明図、第
５図は従来法の製造要領の説明図、第６図は従来法によ
って製造したプリフオームの断面説明図である。 １……プリフオーム、２……金型、 ５……筒体。
Claims (1)
- 【請求項１】型内でプリフオーム用の強化材を加圧成形
して、加圧方向の厚さが、加圧方向に垂直な方向で位置
により異なる金属基複合材料用のプリフオームを製造す
る場合において、前記型内のプリフオームの厚さの異な
る境界部に分離壁を設け、分離された両区域に加圧後に
ほぼ同一体積率となるように前記強化材をそれぞれ収容
したあと、この分離壁を取り除き、加圧成形することを
特徴とするプリフオームの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1242938A JP2833046B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 金属基複合材料のプリフォーム製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1242938A JP2833046B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 金属基複合材料のプリフォーム製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03104830A JPH03104830A (ja) | 1991-05-01 |
| JP2833046B2 true JP2833046B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=17096455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1242938A Expired - Fee Related JP2833046B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 金属基複合材料のプリフォーム製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2833046B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4972438B2 (ja) | 2007-03-22 | 2012-07-11 | イチカワ株式会社 | 抄紙用シュープレスベルト |
-
1989
- 1989-09-19 JP JP1242938A patent/JP2833046B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03104830A (ja) | 1991-05-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |