JP4405550B2 - 液圧成形 - Google Patents

液圧成形 Download PDF

Info

Publication number
JP4405550B2
JP4405550B2 JP2007506822A JP2007506822A JP4405550B2 JP 4405550 B2 JP4405550 B2 JP 4405550B2 JP 2007506822 A JP2007506822 A JP 2007506822A JP 2007506822 A JP2007506822 A JP 2007506822A JP 4405550 B2 JP4405550 B2 JP 4405550B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
die cavity
die
molten metal
pressure
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007506822A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007532313A (ja
Inventor
ロジャー スタンレー ブッシュビー
Original Assignee
コンポジット メタル テクノロジー リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コンポジット メタル テクノロジー リミテッド filed Critical コンポジット メタル テクノロジー リミテッド
Publication of JP2007532313A publication Critical patent/JP2007532313A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4405550B2 publication Critical patent/JP4405550B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/14Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/04Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/09Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure
    • B22D27/11Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure making use of mechanical pressing devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C47/00Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/08Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments by contacting the fibres or filaments with molten metal, e.g. by infiltrating the fibres or filaments placed in a mould
    • C22C47/12Infiltration or casting under mechanical pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Description

本発明は、金属基複合材料を加圧成形する方法、この方法に用いられる装置及び更に金属基複合材料を加圧成形する際に用いられる新規なダイに関する。
金属基複合材料(metal matrix composite:MMC)は、金属基(金属マトリックス)及び優れた機械的性能を与える強化材又は充填材で構成され、強化材は、強化材が連続(モノフィラメント又はマルチフィラメント)であるか、不連続(粒子、ウイスカ、短繊維など)であるかどうかに応じて分類できる。MMC用の主要なマトリックス材料は、アルミニウム及びその合金である。程度は低いがマグネシウム及びチタンも使用され、幾つかの専門的用途では、銅、亜鉛又は鉛マトリックスが採用される場合がある。不連続強化材を含むMMCは、連続繊維強化MMCよりも製造するのに通常費用が安い。ただし、この利点は通常、これらの機械的性質が劣っていることにより相殺される。その結果、連続繊維強化MMCは一般に、機械的性質及び商業的な潜在的可能性の観点で究極品を提供するものとして受け取られている。
繊維強化金属を注型する基本的な方法は、英国特許第2115327号明細書に記載されている。この特許の実施権者としての本出願人は、この基本方法をフルスケール液体加圧成形(LPF)法に発展させた。LPF法では、予熱されたプレフォーム(繊維、短繊維、多孔質媒体又は粒子)を加熱状態のダイ内に配置し、このダイは、機械的トグルシステムを用いて閉じられてロックされる。次に、圧力容器内に収容されたるつぼ内のダイ及び溶融金属に高い真空を及ぼす。排気が完了すると、圧力容器内に窒素ガスを導入することにより上昇管により供給されたスプルー(sprue)を通って溶融金属をるつぼからダイ内に移送する。溶融金属は、複雑な場合のあるダイの形状を取り、プレフォームを大部分溶浸する。ダイを溶融金属でいったん満たすと、油圧押し固めピストンを用いて上昇管の頂部を封止し、注型品を一段と圧密してプレフォームの最大溶浸を促進すると共に金属固化中における収縮中のマトリックスを圧密する。次に、その結果得られた複合材料をダイから突き出す。
材料科学の分野における有力な権威者によれば、LPF法は、MMCを製造する最も効果的且つ費用効果の高い方法のうちの1つであり、これら複合材料の商業化において著しい技術的進歩をもたらしている。特に、サイクル時間全体を2〜5分で達成することは、MMCの他の製作法と比べて多くの顕著な利点のうちの1つである。それにもかかわらず、本出願人は、LPF法を改良して製品化の可能性を促進しようとしている。
英国特許第2115327号明細書
本発明の第1の特徴によれば、金属基複合材料を加圧成形する方法であって、繊維プレフォームをダイキャビティ内に配置するステップと、溶融金属をスプルーからダイキャビティ内に導入して繊維プレフォームを包囲するステップと、スプルーを封止するステップと、機械的押し固めピストンを用いて圧力をダイキャビティ内の溶融金属に加えて繊維プレフォームの溶浸を促進するステップとを有する方法において、機械的押し固めピストンは、固化中、圧力をダイキャビティ内の溶融金属に直接加えるよう構成されている方法が提供される。
この方法の実施の際、圧力をダイキャビティ内の一塊の液体金属に直接加え、この液体金属は、ダイキャビティ内の他の溶融金属が固化するまで液体のままであろう。さらに、ダイを固化中、固体/液体(固液)インターフェイスが機械的押し固めピストンにより加圧された液体の塊に向かって移動するよう構成されたものであるのがよい。例えば、機械的押し固めピストンは、ダイキャビティの塊状液体の一端(例えば、頂部)に作用するよう構成されたものであるのがよく、固液インターフェイスは、使用中、ダイキャビティの反対側の端(例えば、底部)から他方の端に向かって移動するのがよい。このようにすると、固化が実質的に完了するまでダイキャビティ内の溶融金属の受ける静圧状態が無くなり、これにより、LFP法で得られた結果と比較して、プレフォーム中への金属溶浸の度合いが向上すると共に全体的な圧密具合が向上する。この理由の1つは、LPF法では、油圧押し固めピストンがスプルー内の溶融金属を介してダイキャビティ内の溶融金属に間接的に作用するに過ぎないということにある。スプルー内の溶融金属の時期尚早な又は早期の固化の結果としてダイキャビティ中に静圧状態が生じなくなり、押し固めピストンの有効性が制限される。これは、圧力がスプルーとは別個独立に加えられる本発明では当てはまらない。
機械的押し固めピストンは、圧力をダイキャビティ内の溶融金属に加える際にダイキャビティ(例えば、ダイキャビティの中央部分)に向かって移動するよう構成されたものであるのがよい。さらに、機械的押し固めピストンは、ダイキャビティ内の溶融金属の固化中、ダイキャビティ内へ突き出るのがよい。このように、ダイキャビティ内部の溶融金属は、圧力を溶融金属に加えたとき、機械的押し固めピストンにより機械的に押し退け可能である。機械的押し固めピストンは、プレフォーム溶浸中及びその後の固化中、150バール(15N/mm2)以上、恐らくは400〜2500バール(例えば、1500バール)の圧力をダイキャビティ内の溶融金属に加えるのがよい。機械的押し固めピストンは、ダイの一方の部品が取り付けられた可動プラテンに取り付けられるのがよい。有利には、機械的押し固めピストンは又、固化した金属基複合材料の取り出しを容易にするよういったん分割されると、固化状態の金属基複合材料をダイキャビティから突き出すよう構成されたものであるのがよい。
この方法は、ダイキャビティ内への溶融金属の導入に先立って、ダイキャビティを排気するステップを更に有するのがよい。この方法は、ダイキャビティ内への溶融金属の導入に先立って、溶融金属を減圧するステップを更に有するのがよい。ダイキャビティの排気と溶融金属の減圧を別々の経路を介して行うのがよい。溶融金属を例えば圧力容器内の溶融金属に作用する不活性ガスにより生じるガス圧力差又は過剰圧力下でダイキャビティ内に導入するのがよい。圧力差は、50バール未満、恐らくは10バール未満であるのがよく、この圧力差を制御された率で加えて溶融金属が穏やかに(ゆっくりと、しかも乱流を生じさせないで)ダイを充填するようにするのがよく、これにより、向上した性質を固化状態のコンポーネント(構成要素、構成部品、部品)に与えることができる。
一実施形態では、滑り弁部材を用いてスプルーを封止するのがよい。滑り弁部材をピストン(例えば、側部動作式ピストン)に取り付けるのがよく、このピストンは、スプルーを横切って弁部材を摺動させてスプルーを封止する。ピストンは、スプルーに対して横断方向に移動するのがよい。圧力容器内の溶融金属に加わる正のガス圧力を除くことができる(例えば、圧力容器を大気に通じさせることにより)。
本発明の別の特徴によれば、金属基複合材料を液体加圧成形する装置であって、繊維プレフォームを受け入れるダイキャビティを画定すると共に溶融金属をダイキャビティ内に導き入れるスプルーを有するダイと、固化中、圧力をダイキャビティ内の溶融金属に直接加えるよう構成された機械的押し固めピストンとを有する装置が提供される。
機械的押し固めピストンは、圧力をダイキャビティ内の溶融金属に加えるときに、ダイキャビティに向かって移動するよう構成されたものであるのがよい。機械的押し固めピストンは、かかる圧力を加える際に、ダイキャビティ内に突き出るよう構成されたものであるのがよい。機械的押し固めの他の特徴は、本発明の第1の特徴の機械的押し固めピストンの特徴と同じであるのがよい。
この装置は、溶融金属を収容する圧力容器を更に有するのがよい。圧力容器は、溶融金属の炉を含むのがよい。ダイキャビティは、気密であるのがよく、ダイキャビティ及び圧力容器は、ガスを各々から排気する別個独立の経路を有するのがよい。圧力容器は、この中に収容されている溶融金属をスプルーに導く導管を有するのがよい。かかる導管は、上昇管を含むのがよく、この上昇管の一端部は、圧力容器内に収容された溶融金属内に延びるよう構成されている。
ダイは、割り型ダイであるのがよく、このダイは、抵抗加熱手段を有するのがよい。ダイは、少なくとも1つの外側開口部を備えたダイキャビティの少なくとも一部を構成する第1の部品と、第1の部品を収容するチャンバを備えた第2の部品とを有し、チャンバは、第1の部品が第2の部品内に収容されると、第1の部品の少なくとも1つの外側開口部と位置合わせ可能な少なくとも1つの開口部を有する。一方のチャンバ開口部が、第1の部品を第2の部品内に収容すると、溶融金属を第1の部品のダイキャビティ内に導入するスプルーとして構成されたものであるのがよい。第2の部品も又、ダイキャビティの一部であるのがよく、この第2の部品は、固化中、機械的押し固めピストンを受け入れるよう構成されたものであるのがよい。
本発明の更に別の特徴によれば、液体温度を有する金属からコンポーネントを注型する方法であって、ダイを用意するステップを有し、ダイは、外側開口部を備えたダイキャビティの少なくとも一部を構成する第1の部品と、第1の部品を収容するチャンバを備えた第2の部品とを有し、チャンバは、第1の部品が第2の部品内に収容されると、第1の部品の外側開口部と位置合わせ可能な開口部を有し、ダイの第1の部品を金属の液体温度よりも高い温度まで加熱し、他方、ダイの第2の部分を金属の液体温度よりも低い温度に維持するステップを有し、チャンバ開口部が第1の部品の外側開口部と位置合わせされた状態でダイの第1の部品を第2の部品のチャンバ内に配置するステップを有し、溶融金属をチャンバ開口部からダイキャビティ内に導入するステップを有し、ダイキャビティ内の溶融金属を固化するステップを有する方法が提供される。
2部品構成型又はデュプレックス型ダイは、上述したような金属基複合材料の液体加圧成形において特に有用であり、この場合、金属マトリックスの時期尚早な固化を阻止し、したがって不完全な溶浸、圧密不良及びマトリックス中の間隙の発生を回避するためには通常高いダイ温度が維持されなければならない。本方法は、固化後、ダイの第1の部品を第2の部品から取り外すステップと、固化したコンポーネントを取り出す前に、第1の部品を第2の部品とは別個独立に冷却するステップとを更に有するのがよい。第1の部品は、第2の部品とは別個独立に冷えるが、第1の部品に相当する別の部品を準備し、上述の方法を繰り返してもよい。このようにすると、注型コンポーネントの品質がそのダイからの時期尚早な取り出しにより損なわれないようにしたうえで、迅速な注型サイクル時間の達成が可能である。
ダイの第1の部品及び第2の部品は各々、各部品を分割して注型コンポーネントを第1の部品から取り出すか、或いは第1の部品を第2の部品から取り出すかのいずれかを行うことができるように少なくとも2つの部分を有するのがよい。一方の部品の部分は、他方の部品の部分とは異なる方向に分かれるよう構成されているのがよく、例えば、2つの方向が、実質的に互いに垂直であるのがよい。第1の部品は、第2の部品からの取り出しを容易にするよう1又は2以上の方向にテーパしたプロフィールを有するのがよい。第1の部品は、2つの円錐を合わせた形のものであってよく、或いは、2つの切頭円錐形を合わせた形であってもよい。
金属がアルミニウムから成る場合、ダイの第1の部品を約800℃まで加熱するのがよく、他方、第2の部品を約300℃〜約500℃、例えば400℃の温度に維持するのがよい。
次に、添付の図面を参照して本発明の種々の特徴の実施形態を例示として説明する。
図1は、本発明の一実施形態に従って金属基複合材料(MMC)を加圧成形する装置(10)を示している。装置(10)は、繊維プレフォーム(図示せず)を受け入れるダイキャビティ(14)を画定する割り型ダイ(12)と、溶融金属をダイキャビティ(14)内に導き入れるスプルー(sprue)(16)とを有している。機械的押し固めピストン(18)が、頂部可動プラテン(圧板)(20)に取り付けられ、このピストンは、固化中、圧力をダイキャビティ(14)内の溶融金属に直接加えるよう構成されている。
装置(10)は、炉型圧力容器(22)を更に有し、この圧力容器は、使用にあたり、溶融金属(例えば、アルミニウム)を収容したるつぼ(24)を収容する。るつぼ(24)は、ヒータ(26)により加熱される。使用にあたり、上昇管(28)の一端部が、るつぼ(24)内に位置決めされると共にこの中に収容されている溶融金属のレベル(高さ位置)よりも下に浸漬されている。上昇管(28)の他端部は、スプルー(16)と流体連通状態にある。側部動作式カットオフピストン(30)が、必要なときに上昇管(28)とスプルー(16)との間の流体連通を止めるよう設けられている。カットオフピストン(30)が流体連通を止めることにより形成される金属の固化「スラグ」を突き出すためのスラグエジェクタピストン(32)が、カットオフピストン(30)に向いた状態で設けられており、かかる固化「スラグ」は、もしそのように構成されていなければ、上昇管とスプルーとの間に取り込まれるようになる。次に、図1の装置の動作原理を図2の略図を参照して説明する。
段階1は、高温繊維プレフォーム(50)を、ダイ(12)の予熱された水平割り型ダイキャビティ(14)内に配置するステップから成る。ダイ部品(12A,12B)を近接させて(〜10mm間隔)、ベロー(13)を閉じ、ダイキャビティ(14)及びベロー(13)を約25ミリバールの圧力まで排気する。それと同時に、圧力容器(22)を溶融アルミニウムのるつぼ(24)を収容した状態で排気し、これは、メルト(溶融体)を脱ガスするよう働く。ベロー(13)と圧力容器(22)を同一速度で排気して圧力差が生じないようにし、もしそのようにしないで圧力差が生じると、その結果として、空気が上昇管(28)を下って引かれたときにるつぼ(24)内に金属の跳ね掛けが生じるか、金属が正味の正圧の作用を受けて上昇管を上って引かれると、開放状態のダイ領域の溢れが生じるかのいずれかが起こる。
段階2の初めに、ダイ部品(12A,12B)を典型的には280トントグルプレス(34)により互いにクランプし、低酸素窒素ガス(52)が、制御された仕方で圧力容器(22)に入る。圧力容器(22)内の窒素ガスは、静圧をるつぼ(24)内の溶融アルミニウムの表面に及ぼし、この溶融アルミニウムを上昇管(28)に沿って押し上げてスプルー(16)中に送り込む。溶融アルミニウムは、好ましくはおだやかにダイキャビティ(14)に入り、繊維プレフォーム(50)を包囲する。次に、窒素ガスの圧力を次の30秒間にわたり、最大22バールまで増大させて繊維プレフォームの溶融アルミニウム溶浸を増大させる。
段階3は、カットオフピストン(30)が、スプルー(16)を上昇管(28)から封止するステップで始まる。圧力容器(22)内の窒素ガス圧力を大気中に抜き、上昇管(28)内の残留溶融アルミニウムがるつぼ(24)内に逆流するようにする。それと同時に、ダイキャビティ内の溶融アルミニウムは、機械的押し固めピストン(18)の作動により最高1,500バールまでの直接的な圧力を受ける。このようにすると、高度の溶浸及び圧密が達成され、しかも固化の際の収縮が補償される。コンポーネント(構成要素、構成部品、部品)のサイズに応じて、直接的な圧力を恐らくは20〜90秒間加える。固化した金属基(金属マトリックス)コンポーネント(60)は、これが十分な機械的一体性を持つ温度までいったん冷えると、ダイの2つの部品(12A,12B)を分離し、段階4に示すように、機械的押し固めピストン(18)をもう1度作動させてコンポーネントを突き出す。冷却段階中、金属の固化「スラブ」は、側部動作式ピストン(30,32)の複合作用により突き出される。
図1及び図2は、標準タイプの割り型ダイ(12)を備えている本発明を具体化した装置及び方法を示している。これに代えて、図3に示し、本発明の別の特徴を具体化するデュプレックス型ダイ(100)を用いてもよい。参照しやすいようにするため、2つの構造相互間における共通の特徴は、同一の参照符号を共有している。
デュプレックス型ダイ(100)は、互いに反対側の端部に外側開口部(104,106)を備えたダイキャビティ(14)の少なくとも一部を構成する第1の(内側)部品又はカセット(102)と、第1の部品(102)を収容するチャンバ(110)を構成する第2の(外側)部品(108)とを有している。内側部品(102)は、注型コンポーネントの後での取り出しを可能にするよう長さ方向に分割され、外側部品(100)は、内側部品(102)の取り出しを可能にするよう側方に分割されている。チャンバ(110)は、第1の部品(102)の下方外側開口部(100)と連通し、使用中、スプルー(16)と連通する開口部(112)を有する。チャンバ(110)は、第1の部品(102)の上方外側開口部(106)と連通し、押し固めピストン(18)の可動ヘッド(116)を受け入れるダイキャビティ(14)のヘッド領域(114)を更に備えている。
デュプレックス型ダイ(100)は、アルミニウム基複合材コンポーネントを次のように注型するために用いられる。まず最初に、繊維プレフォーム(50)を収容した第1の部品としてのカセット(102)を約800℃の温度(アルミニウムの液体温度よりも高い)まで加熱し、他方、第2の部品(108)は約400℃(アルミニウムの液体温度よりも低い)まで加熱するに過ぎない。次に、第1の部品(102)を孔又は開口部(104,106)が、開口部(112)及びヘッド領域(114)とそれぞれ位置合わせされた状態でダイ(100)の第2の部品(108)のチャンバ(110)内に配置する。次に、溶融アルミニウムをガス圧力下で(スプルー(16)と連通し又はその一部をなす)開口部(112)を通りそして第1の部品(102)の開口部(104)を通ってこの中に導入する。溶融金属は、これがキャビティ(14)を満たすにつれて、プレフォーム(50)を包囲し、大部分溶浸させ、開口部(106)から流れ出てヘッド領域(114)内へ流れ込む。スプルー(16)をいったん封止すると、押し固めピストン(18)のヘッド(116)は、圧力をダイキャビティ(14)内の溶融金属に加え、溶融金属を放冷させる。金属は固化するや否や、外側部品(108)の2つの半部(108A,108B)を分けることによりダイの内側部品(102)を突き出して一段と放冷させる。後で行われる冷却段階中、内側部品(102)は、新たに固化された注型品を支持し、その一体性が外側部品(108)から時期尚早に取り出されることによって損なわれることがないようにする。注型コンポーネントの機械的一体性をいったん確立すると、第1の部品(102)の2つの半部を分離することにより注型コンポーネントを取り出す。図4に示すように、第1の部品(102)は、中間平面(120)から各端に向かってテーパしている。各テーパ部分は、切頭円錐形である。第1の部品(102)を垂直平面で交わる2つの部分(122A,122B)の状態に形成する。
金属基複合材料を加圧成形する本発明を具体化した装置を示す図である。 図1の装置を用いて金属基複合材料を加圧成形する4つの主要な段階を概略的に示す図である。 図1の装置を用いて金属基複合材料を加圧成形する4つの主要な段階を概略的に示す図である。 図1の装置を用いて金属基複合材料を加圧成形する4つの主要な段階を概略的に示す図である。 図1の装置を用いて金属基複合材料を加圧成形する4つの主要な段階を概略的に示す図である。 図1の装置のダイの細部を示す図である。 図3のダイの更に細部を示す図である。

Claims (11)

  1. 液体温度を有する金属からコンポーネントを注型する方法であって、
    ダイ(100)を用意するステップを有し、前記ダイは、外側開口部(104、106)を備えた前記ダイキャビティ(14)の少なくとも一部を構成する第1の部品(102)と、前記第1の部品(102)を収容するチャンバ(110)を備えた第2の部品(108)とを有し、前記チャンバ(110)は、前記第1の部品(102)が前記第2の部品(108)内に収容されると、前記第1の部品(102)の前記外側開口部(104、106)と位置合わせ可能な開口部(112)を有し、
    前記ダイ(100)の前記第1の部品(102)を前記金属の前記液体温度よりも高い温度まで加熱し、他方、前記ダイ(100)の前記第2の部分(108)を前記金属の前記液体温度よりも低い温度に維持するステップを有し、
    前記チャンバ開口部(112)が前記第1の部品(102)の前記外側開口部(104、106)と位置合わせされた状態で前記ダイ(100)の前記第1の部品(102)を前記第2の部品(108)の前記チャンバ(110)内に配置するステップを有し、
    溶融金属を前記チャンバ開口部(102)から前記ダイキャビティ(14)内に導入するステップを有し、
    前記ダイキャビティ(14)内の溶融金属を固化するステップを有する、方法。
  2. 固化後、前記ダイ(100)の前記第1の部品(102)を前記第2の部品(108)から取り外すステップと、
    固化した前記コンポーネントを前記第1の部品(102)から取り出す前に、前記第1の部品(102)を前記第2の部品(108)とは別個独立に冷却するステップと、を更に有する、請求項1記載の方法。
  3. 前記ダイキャビティ(14)内への溶融金属の導入に先立って、繊維プレフォーム(50)をダイキャビティ内に配置するステップと、
    固化に先立って、機械的押し固めピストン(18)を用いて圧力を前記ダイキャビティ(14)内に導入された溶融金属に加えて前記繊維プレフォーム(50)の溶浸を促進するステップとを更に有する、請求項1記載の方法。
  4. 圧力を前記ダイキャビティ内の溶融金属に加える際、前記機械的押し固めピストン(18)を前記ダイキャビティ(14)に向かって前進させるステップを更に有する、請求項3記載の方法。
  5. 前記機械的押し固めピストン(18)は、圧力を前記ダイキャビティ内の溶融金属に加える際、前記ダイキャビティ(14)内に突き出る、請求項4記載の方法。
  6. 前記機械的押し固めピストン(18)を用いて、固化中、400バール〜2500バールの圧力を前記ダイキャビティ(14)内の溶融金属に加えるステップを更に有する、請求項3記載の方法。
  7. 前記ダイ(100)の前記第1の部品(102)及び前記第2の部品(108)は各々、各部品が開放状態に分割できるよう少なくとも2つの部分から成るように設けられ、
    前記方法は、一方の部品の部分が、他方の部品の部分とは異なる方向に分かれるよう構成されるように前記第1の部品(102)を前記第2の部品(108)に配置するステップを更に有する、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 金属基コンポーネントを液体加圧成形する際に用いられる装置であって、
    外側開口部(104、106)を備えた前記ダイキャビティ(14)の少なくとも一部を構成する第1の部品(102)と、
    前記第1の部品(102)を収容するチャンバ(110)を構成する第2の部品(108)とを有し、
    前記チャンバ(110)は、前記第1の部品(102)が前記第2の部品(108)内に収容されると、前記第1の部品(102)の前記外側開口部と位置合わせ可能な開口部(112)を有し、
    前記チャンバ開口部と前記外側開口部は、互いに位置合わせされると、溶融金属を前記ダイキャビティ(14)内に導入するよう構成されており、
    前記第1の部品(102)及び前記第2の部品(108)は各々、各部品が開放状態に分割できるよう少なくとも2つの部分から成り、一方の部品の部分は、他方の部品の部分とは異なる方向に分かれるよう構成されており、
    前記第1の部品は、前記第1の部品の前記ダイキャビティを妨害しないで前記第2の部品から取り外し可能であり
    固化中、圧力を前記ダイキャビティ(14)内の溶融金属に直接加えるよう構成されている機械的押し固めピストン(18)を更に有する、装置。
  9. 前記第1の部品(102)は、前記第2の部品(108)からの取り出しを容易にするよう1又は2以上の方向にテーパしたプロフィールを有する、請求項8記載の装置。
  10. 前記機械的押し固めピストン(18)は、圧力を前記ダイキャビティ(14)内の溶融金属に加える際に、前記ダイキャビティに向かって前進するよう構成されている、請求項8記載の装置。
  11. 前記機械的押し固めピストン(18)は、圧力を前記ダイキャビティ(14)内の溶融金属に加える際に、前記ダイキャビティ内に突き出るよう構成されている、請求項10記載の装置。
JP2007506822A 2004-04-08 2004-08-12 液圧成形 Expired - Fee Related JP4405550B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB0408044.6A GB0408044D0 (en) 2004-04-08 2004-04-08 Liquid pressure forming
PCT/GB2004/003382 WO2005097377A1 (en) 2004-04-08 2004-08-12 Liquid pressure forming

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007532313A JP2007532313A (ja) 2007-11-15
JP4405550B2 true JP4405550B2 (ja) 2010-01-27

Family

ID=32320614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007506822A Expired - Fee Related JP4405550B2 (ja) 2004-04-08 2004-08-12 液圧成形

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8807199B2 (ja)
EP (1) EP1735119B1 (ja)
JP (1) JP4405550B2 (ja)
AT (1) ATE409534T1 (ja)
DE (1) DE602004016889D1 (ja)
ES (1) ES2314442T3 (ja)
GB (1) GB0408044D0 (ja)
WO (1) WO2005097377A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090309252A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 Century, Inc. Method of controlling evaporation of a fluid in an article
US7793703B2 (en) 2008-06-17 2010-09-14 Century Inc. Method of manufacturing a metal matrix composite
US8333230B2 (en) * 2008-07-17 2012-12-18 Battelle Energy Alliance, Llc Casting methods
US9283734B2 (en) 2010-05-28 2016-03-15 Gunite Corporation Manufacturing apparatus and method of forming a preform
FR3021669B1 (fr) 2014-06-03 2017-08-25 Sagem Defense Securite Procede de fabrication d'une piece dans un materiau composite a matrice metallique et outillage associe
GB201807150D0 (en) 2018-05-01 2018-06-13 Composite Metal Tech Ltd Metal matrix composites
GB201819763D0 (en) 2018-12-04 2019-01-23 Alvant Ltd Formation of selectively reinforced components
CN110396651B (zh) * 2019-09-12 2021-04-27 江西中聚宏新材料科技有限公司 碳纤维增强铝基复合材料的制备系统、复合材料以及零部件
CN110408864B (zh) * 2019-09-12 2021-04-23 山东科邦威尔复合材料有限公司 碳纤维增强铝基复合材料的制备方法、复合材料以及零部件
CN111182752B (zh) * 2019-12-30 2021-04-13 贵州新蓝辉金属制品有限公司 一种磁悬浮列车用散热器机箱及其铸造方法
CN214082965U (zh) * 2020-09-08 2021-08-31 江苏新扬新材料股份有限公司 一种碳纤维复合材料活塞铺贴模具
CN114406245B (zh) * 2022-01-25 2024-05-31 沈阳工业大学 渗流铸造工艺制备碳纤维铝基复合材料的设备

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5893557A (ja) * 1981-11-30 1983-06-03 Toyota Motor Corp 繊維複合金属材料の製造法
GB2115327B (en) * 1982-02-08 1985-10-09 Secr Defence Casting fibre reinforced metals
JPS606266A (ja) * 1983-06-27 1985-01-12 Toyota Motor Corp 金属基複合材料の製造方法
JPS60102257A (ja) * 1983-11-09 1985-06-06 Honda Motor Co Ltd 高圧凝固鋳造装置
JPS60152353A (ja) * 1984-01-19 1985-08-10 Honda Motor Co Ltd 高圧凝固鋳造装置
JPS6249073A (ja) 1985-08-26 1987-03-03 Yamaha Motor Co Ltd 内燃機関のピストンピン
JPS6272756A (ja) 1985-09-27 1987-04-03 Shiseido Co Ltd アントラセン誘導体
JPS62156066A (ja) * 1985-12-27 1987-07-11 Nippon Kokan Kk <Nkk> 金属基複合材の製造方法
JPH0636977B2 (ja) * 1986-04-09 1994-05-18 東海カ−ボン株式会社 繊維強化金属複合材の製造方法
US4662429A (en) * 1986-08-13 1987-05-05 Amax Inc. Composite material having matrix of aluminum or aluminum alloy with dispersed fibrous or particulate reinforcement
JP2514836B2 (ja) 1988-10-22 1996-07-10 東邦レーヨン株式会社 ピストンピン
DE3930081A1 (de) * 1989-09-09 1991-03-21 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur herstellung eines pressgegossenen faserverstaerkten bauteils
US5259436A (en) * 1991-04-08 1993-11-09 Aluminum Company Of America Fabrication of metal matrix composites by vacuum die casting
US5234045A (en) * 1991-09-30 1993-08-10 Aluminum Company Of America Method of squeeze-casting a complex metal matrix composite in a shell-mold cushioned by molten metal
JPH06210426A (ja) * 1992-03-04 1994-08-02 Mitsubishi Electric Corp 鋳物の製造方法及び製造装置
JPH05329610A (ja) * 1992-05-29 1993-12-14 Mitsubishi Materials Corp 溶湯鍛造用金型
JPH06304736A (ja) * 1993-04-21 1994-11-01 Leotec:Kk ダイカストもしくはスクイズキャスト用保温金型
CH689156A5 (de) 1994-06-01 1998-11-13 Buehler Ag Druckgiessmaschine.
JP2953990B2 (ja) * 1995-05-19 1999-09-27 ファナック株式会社 誘導電動機の籠形回転子の導体鋳造装置
JPH0976052A (ja) * 1995-09-14 1997-03-25 Ube Ind Ltd セラミックス成形体の加圧成形方法および装置
JPH1061765A (ja) 1996-08-12 1998-03-06 Toyota Motor Corp セラミックス基複合材料製ピストンピン及びその製造方法
US6148899A (en) * 1998-01-29 2000-11-21 Metal Matrix Cast Composites, Inc. Methods of high throughput pressure infiltration casting
EP0937524A1 (de) * 1998-02-19 1999-08-25 Fondarex S.A. Verfahren zum Entlüften von Druckgiessformen sowie Ventilvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP1320634A2 (en) 2000-09-28 2003-06-25 3M Innovative Properties Company Metal matrix composites, methods for making the same and disc brakes
GB2373562B (en) 2001-03-23 2004-07-21 Alireza Veshagh Gudgeon pin comprising metallic core reinforced with ceramic and with fused hard outer metal coating
TWI693429B (zh) 2019-04-23 2020-05-11 國家中山科學研究院 影像偵測系統

Also Published As

Publication number Publication date
US20080264595A1 (en) 2008-10-30
DE602004016889D1 (de) 2008-11-13
ATE409534T1 (de) 2008-10-15
JP2007532313A (ja) 2007-11-15
EP1735119B1 (en) 2008-10-01
US8807199B2 (en) 2014-08-19
ES2314442T3 (es) 2009-03-16
EP1735119A1 (en) 2006-12-27
WO2005097377A1 (en) 2005-10-20
GB0408044D0 (en) 2004-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cook et al. Pressure infiltration casting of metal matrix composites
JP4405550B2 (ja) 液圧成形
KR101366721B1 (ko) 개선된 금속 기지 복합 재료의 제조 방법 및 이러한 방법을실시하기 위한 장치
JPH0734986B2 (ja) 軽合金製のマトリックスと繊維質のインサートとからなる複合製品の成形装置
US5275226A (en) Method and apparatus for casting
JP2021191590A (ja) 反重力式金型充填方法および装置
JPH06510948A (ja) 鋳造方法
US5183096A (en) Method and apparatus for single die composite production
US5111870A (en) Top fill casting
US5553656A (en) Method of directionally cooling using a fluid pressure induced thermal gradient
JP2000135551A (ja) 無孔質ダイキャスト装置
US4550763A (en) Method and machine for pressure diecasting
JPH0354026B2 (ja)
JP3835673B2 (ja) 軽金属鋳物、特にマグネシウムまたはマグネシウム合金製部品の製造方法および装置
HU208270B (en) Lose-pattern, pressure precision casting method
JP2643504B2 (ja) 金型鋳造装置
EP0388235B1 (en) Method and apparatus for casting
US5348071A (en) Top fill casting
AU708985B2 (en) Apparatus and method for squeeze casting
JPH0146226B2 (ja)
JPS61182868A (ja) 減圧加圧鋳造方法およびその装置
JPH0957422A (ja) 減圧鋳造法
JP2001225161A (ja) 重力金型鋳造法による軽合金鋳物製造用の減圧金型、減圧−及び加圧金型及び該減圧金型又は該減圧−及び加圧金型を使用する鋳造装置
GB2247636A (en) The manufacture of composite materials
JP2000511826A (ja) 加圧鋳造によるマグネシウムマトリックスを有する複合部品の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070810

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070810

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090519

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090525

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090813

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091005

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091104

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121113

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4405550

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131113

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees