JP4319939B2 - アルミニウム合金−セラミックス質複合体の製造方法 - Google Patents
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Description
原料であるセラミックス質粉末(必要に応じて結合材を添加する)を、成形、仮焼してプリフォームを作製し、金属製の簡易治具にプリフォームと離型板を交互に配置(積層)して、一つのブロックとする。離型板は、後に述べる予備加熱温度及び高圧下においてプリフォーム、アルミニウム合金と反応しないものならばいずれでもよく、鉄、ステンレス、チタン等の金属板が好適に用いられる。また離型板の厚みについても特に制限されるものではないが、0.5〜2.0mmのものが好ましい。2.0mmより厚いとブロックに充填されるプリフォームの充填個数が少なくなり生産性に劣る。また0.5mmより薄いと、アルミニウム合金-セラミックス質複合体の厚みムラが生じる場合がある。更に離型性を高めるため、カーボンや窒化ホウ素等を離型板にコーティングしてもよい。
前記ブロックを500〜700℃で予備加熱後、高圧容器内に1個または2個以上配置し、ブロックの温度低下を防ぐためできるだけ速やかにアルミニウム合金の溶湯を30MPa以上の圧力で加圧し、アルミニウム合金をプリフォームの空隙中に含浸させることで、アルミニウム合金-セラミックス質複合体が得られる。
プリフォームの酸素含有量は、2〜8質量%であることが好ましい。酸素含有量が2質量%未満であると、強度が低下して溶解時にアルミニウムが溶け出す場合があり、一方、8質量%を超えると、強度は高くなるが熱伝導率が低下する場合がある。
本発明のアルミニウム合金-セラミックス質複合体は、相対密度が95〜99体積%であることが好ましい。
得られた成形体を、大気中、温度900℃で2時間焼成して、相対密度(嵩密度)が65体積%のSiCプリフォームを得た。得られたプリフォームの酸素含有量を酸素・窒素同時分析システム(LECO社製;TC-136)で測定した。結果を表1に示す。
プリフォームの原料として、窒化珪素(電気化学工業製:デンカ窒化けい素SN-F2グレード、平均粒径:24μm)、炭化珪素/窒化珪素混合粉末(質量比で1:1)、窒化硼素(電気化学工業製:デンカボロンナイトライドGPグレード、平均粒径:5μm)を使用したこと以外は、実施例1と同様にしてアルミニウム合金−セラミックス質複合体を作製し評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1で得られたSiCプリフォームを鉄製の枠に入れ、両面にSUS板を配置して1つのブロックとしたものにアルミニウム合金を含浸し、冷却してアルミニウム合金-炭化珪素質複合体のブロックを得た。このブロックを湿式バンドソーにて枠等を切断し、挟んだSUS板をはがしてアルミニウム合金-炭化珪素質複合体を取り出し、含浸時のひずみ除去の為に、530℃で3時間アニール処理を行った。実施例1と同様にしてめっき処理を施した後、アルミニウム合金-炭化珪素質複合体の評価を行った。結果を表1に示す。
Claims (4)
- 含浸法によるアルミニウム合金-セラミックス質複合体の製造において、(1)治具に積層したセラミックス多孔質体に、アルミニウム合金を含浸する工程、(2)550〜700℃の温度において、溶融したアルミニウム合金を取り除く工程、(3)冷却後、積層したアルミニウム合金-セラミックス質複合体を離型する工程を含むことを特徴とするアルミニウム合金-セラミックス質複合体の製造方法。
- セラミックス多孔質体が、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化硼素、炭化硼素、硼化チタンから選ばれる少なくとも1種以上のセラミックス質粉末からなることを特徴とする請求項1記載のアルミニウム合金-セラミックス質複合体の製造方法。
- セラミックス多孔質体の酸素含有量が、2〜8質量%であることを特徴とする請求項1又は2記載のアルミニウム合金-セラミックス質複合体の製造方法。
- 金属製治具にセラミックス多孔質体を離型板と交互に配置し、溶融したアルミニウム合金を、高圧鍛造法にてセラミックス多孔質体に含浸することを特徴とする請求項1〜3いずれか一項記載のアルミニウム合金-セラミックス質複合体の製造方法。
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