JP4607731B2 - Metal foam filled composite member - Google Patents
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Description
本発明は、車両全般の躯体を構成するピラー等の構造部材として用いられる金属発泡体充填複合部材に関し、更には、電食の抑制された金属発泡体充填複合部材に関する。 The present invention relates to a metal foam-filled composite member used as a structural member such as a pillar constituting a vehicle body, and further relates to a metal foam-filled composite member in which electrolytic corrosion is suppressed.
従来から、自動車等の車両の躯体を構成するピラー等の構造部材には、閉断面構造を有する部材が多用されている。ここでいう閉断面構造とは、パイプのように断面内部が空洞であって、外部から遮断されている構造をいう。 2. Description of the Related Art Conventionally, members having a closed cross-sectional structure have been frequently used as structural members such as pillars constituting a housing of a vehicle such as an automobile. The closed cross-sectional structure here means a structure in which the inside of the cross-section is hollow and cut off from the outside like a pipe.
一方、燃費改善や地球温暖化防止を目的に車両の軽量化が促進されており、鉄鋼製の構造部材に代わり、アルミニウムやマグネシウム等の非鉄金属材料やFRPの採用が増加傾向にあるが、全ての構造部材を非鉄金属材料やFRPに転換することは、現状ではコストや生産性の点から無理がある。 On the other hand, weight reduction of vehicles has been promoted for the purpose of improving fuel economy and preventing global warming, and the adoption of non-ferrous metal materials such as aluminum and magnesium and FRP instead of steel structural members is increasing. It is impossible to convert the structural member into a non-ferrous metal material or FRP from the viewpoint of cost and productivity.
このような車両部材の一部を非鉄金属材料に転換する場合、異種金属間の接触による電食を抑制防止することが必要となる。そのため、異種金属間にメッキ層を形成したり、アルミニウム基複合材料からなる部材と鉄鋼材料からなる部材との間にZn−Al−Mg合金を介在させる方法等が提案されている(特許文献1参照)。 When a part of such a vehicle member is converted to a non-ferrous metal material, it is necessary to suppress and prevent electrolytic corrosion due to contact between different metals. Therefore, a method of forming a plating layer between different metals, or a method of interposing a Zn—Al—Mg alloy between a member made of an aluminum-based composite material and a member made of a steel material has been proposed (Patent Document 1). reference).
異種金属間にZn−Al−Mg合金を介在させる上記従来例に係る電食防止構造について、添付図4を用いて更に以下詳細に説明する。図4は、この従来例に係る具体的な実施の形態を、車両のデイスクブレーキの一部を構成するディスクロータ11およびハブ12等の実施の形態として模式的に示した断面図である。
The electric corrosion prevention structure according to the above-described conventional example in which a Zn—Al—Mg alloy is interposed between different metals will be described in detail below with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a specific embodiment according to this conventional example as an embodiment of a
本従来例に係る異種金属間の電食防止構造は、アルミニウム基複合材料からなるディスクロータ11と、炭素鋼からなるハブ12と、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるホイール13と、Zn−Al−Mg合金のメッキ層14と、ボルト15およびナット16とを備えて構成されている。そして、前記メッキ層14により、ディスクロータ11とハブ12との異種金属間、ハブ12とホイール13との異種金属間の接触による電食を防止するのである。
The structure for preventing electrolytic corrosion between dissimilar metals according to this conventional example includes a
更に、車両の軽量化と同時に高剛性が得られる構造部材として、前述した閉断面構造を有する金属部材内部に発泡金属体を充填した部材が用いられることがある。金属部材の内部空間に金属発泡体を充填する理由は、このような複合構造とすることによって高剛性の軽量部材が得られるとともに、振動吸収性や衝突時の安全性が向上するという付加価値を付与できるからである。 Furthermore, a member in which a metal foam having a closed cross-sectional structure is filled with a foam metal body may be used as a structural member capable of obtaining high rigidity at the same time as reducing the weight of the vehicle. The reason why the metal foam is filled in the internal space of the metal member is that such a composite structure provides a lightweight member with high rigidity, and has the added value of improving vibration absorption and safety at the time of collision. This is because it can be granted.
このような発泡金属体を閉断面構造部材内部へ充填する場合、微小な隙間を発生させない手法も提案されており、前記手法により前記閉断面構造部材とは異種の発泡金属体における電食の防止に至っている。従来例に係るこの金属発泡体充填複合部材の製法を、自動車のセンターピラーを例に示した製造フロー図である添付図5を用いて以下に説明する(特許文献2参照)。 When filling such a foam metal body into a closed cross-section structural member, a method that does not generate a minute gap has also been proposed, and the above method prevents electrolytic corrosion in a foam metal body of a different type from the closed cross-section structure member. Has reached. A manufacturing method of the metal foam-filled composite member according to the conventional example will be described below with reference to FIG. 5 which is a manufacturing flow diagram showing a center pillar of an automobile as an example (see Patent Document 2).
前記従来例に係る金属発泡体充填複合部材の製法は、図5(a)〜(g)に示すように、金属粉末(アルミニウム粉末)21に発泡剤22を混合し平板状に成型し、得られた発泡剤成型体24を金属平板(アルミニウム板)23の片面に貼り付け、前記発泡剤成型体24を包み込むように前記金属平板23を塑性変形させて、センターピラーのアウターパネル30を得る。
As shown in FIGS. 5A to 5G, the metal foam-filled composite member according to the conventional example is obtained by mixing a metal powder (aluminum powder) 21 with a
そして、インナーパネル31を被せ、スポット溶接で一体化することにより閉断面構造体33を得る。この閉断面構造体33に封じ込めた発泡剤成型体24を、加熱炉34に投入し、発泡温度まで加熱することにより発泡させる。この結果、発泡剤成型体24が発泡し閉断面構造体33内部に充満して、発泡体37を充填したセンターピラー(閉断面構造体)38が得られる。
しかしながら、上述したような従来の異種金属間の電食防止方法では、鋼材へメッキ処理を施したり、異種金属同士の接触を阻止する構造を得るため複雑で多数の工程となったり等、必然的に製造コストが増大することが懸念される。 However, in the conventional methods for preventing galvanic corrosion between different kinds of metals as described above, it is inevitable that the steel material is subjected to a plating process, or a complicated and numerous process is required to obtain a structure that prevents contact between different kinds of metals. There is a concern that the manufacturing cost will increase.
また、閉断面構造体へ発泡金属を隙間なく充填する場合、複雑な形状を付与する生産上の品質問題、即ち、特に閉断面構造体内部で発泡金属を発泡させた場合、異種金属であると凝固時の抜熱効果により金属発泡体が微小な収縮を生じて、所定寸法より小さくなってしまい、所望の性能が発揮されない等の懸念がある。前記抜熱効果とは、異なる金属が凝固する際、前記金属の種類により収縮率が異なるため、収縮後の寸法が金属間で異なってくることをいう。 In addition, when filling the foamed metal into the closed cross-section structure without gaps, it is a production quality problem that gives a complicated shape, that is, when the foam metal is foamed inside the closed cross-section structure in particular, it is a dissimilar metal. Due to the heat removal effect during solidification, the metal foam is slightly shrunk and becomes smaller than a predetermined size, and there is a concern that desired performance may not be exhibited. The heat removal effect means that when different metals solidify, the shrinkage rate varies depending on the type of the metal, and therefore the size after shrinkage differs between metals.
従って、本発明の目的は、車両の躯体の一部を構成するピラー等の構造部材として、簡便な製法により低コストで製造し得る、異種金属間の電食を防止された金属発泡体充填複合部材を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a metal foam-filled composite that can be produced at a low cost by a simple manufacturing method as a structural member such as a pillar constituting a part of a vehicle casing, and that prevents electrolytic corrosion between different metals. It is to provide a member.
前記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る金属発泡体充填複合部材が採用した手段は、閉断面構造を有する金属部材の内部空間に、前記金属部材とは異種の金属発泡体を充填した金属発泡体充填複合部材において、閉断面構造を有する前記金属部材内面と、前記金属部材とは異種の前記金属発泡体の間に、少なくともりん状黒鉛およびアルミナを含む鋳造用離型剤からなる多孔性絶縁被膜が生成されてなることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the metal foam-filled composite member according to claim 1 of the present invention employs a metal foam different from the metal member in the internal space of the metal member having a closed cross-sectional structure. A metal foam-filled composite member filled with a mold release agent for casting containing at least phosphorous graphite and alumina between the inner surface of the metal member having a closed cross-sectional structure and the metal foam different from the metal member the porous insulating film made of, which are produced and is characterized in.
また、本発明の請求項2に係る金属発泡体充填複合部材が採用した手段は、請求項1に記載の金属発泡体充填複合部材において、前記多孔性絶縁被膜に、少なくとも20重量%以上のりん状黒鉛と20重量%以上のアルミナが含まれていることを特徴とするものである。
The metal foam-filled composite member according to
更に、本発明の請求項3に係る金属発泡体充填複合部材が採用した手段は、請求項1または2に記載の金属発泡体充填複合部材において、前記金属発泡体が、85%〜95%の範囲の空隙率を有するアルミニウム系発泡体であることを特徴とするものである。
Furthermore, the means employed by the metal foam-filled composite member according to
本発明の請求項1に係る金属発泡体充填部は、閉断面構造を有する前記金属部材内面と、前記金属部材とは異種の前記金属発泡体の間に、少なくともりん状黒鉛およびアルミナを含む鋳造用離型剤からなる多孔性絶縁被膜が生成されてなるので、簡便で低コストに異種金属間の電食を防止し得る金属発泡体充填複合部材を得ることができる。 The metal foam filling portion according to claim 1 of the present invention is a casting containing at least phosphorous graphite and alumina between the inner surface of the metal member having a closed cross-sectional structure and the metal foam different from the metal member. since porous insulating film made use release agent is being generated, it is possible to obtain a metal foam filled composite member capable of preventing electrolytic corrosion between dissimilar metals easily at low cost.
本発明の請求項2に係る金属発泡体充填複合部材は、前記多孔性絶縁被膜に、少なくとも20重量%以上のりん状黒鉛と20重量%以上のアルミナが含まれているので、絶縁性に優れ、異種金属間の電食を確実に防止し得る金属発泡体充填複合部材を得ることができる。
In the metal foam-filled composite member according to
本発明の請求項3に係る金属発泡体充填複合部材は、前記金属発泡体が、85%〜95%の範囲の空隙率を有するアルミニウム系発泡体であるので、車両等の構成部材の軽量化を図るとともに、剛性や振動吸収性を向上させることができる。
In the metal foam-filled composite member according to
次に、本発明の実施の形態に係る金属発泡体充填複合部材を、添付図1を用いて以下に説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る金属発泡体充填複合部材の模式的断面図である。 Next, a metal foam-filled composite member according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a metal foam-filled composite member according to an embodiment of the present invention.
図1において、本発明の実施の形態に係る金属発泡体充填複合部材1は、閉断面構造を有する鋼製パイプ2と、この鋼製パイプ2内部に充填され前記鋼製パイプとは異種の金属からなる金属発泡体3と、前記鋼製パイプ2と金属発泡体3との間に介在する多孔性絶縁被膜4とで構成されてなる。
In FIG. 1, a metal foam-filled composite member 1 according to an embodiment of the present invention includes a
このような金属発泡体充填複合部材1を作製するには、先ず、必要とする直径と長さを有する鋼製パイプ2を準備し、この鋼製パイプ2内面に、鋳造用離型剤を水に添加して撹拌溶解した溶液を流し込んで、前記鋳造用離型剤を塗布する。その後、この鋼製パイプ2を乾燥炉内に投入し、所定の温度に加熱し前記鋳造用離型剤溶液を乾燥させて、前記鋼製パイプ2内面に多孔性絶縁被膜4を生成させる。
In order to produce such a metal foam-filled composite member 1, first, a
そして、金属発泡体3の原料となるアルミニウム粉末に発泡剤を添加し、これを加熱溶解した溶湯を直接前記鋼製パイプ2中に鋳込むことにより、金属発泡体充填複合部材1を得る。前記金属発泡体3は、アルミニウムやマグネシウムの粉末を用いることができるが、アルミニウム系発泡体であるのが、量産技術が確立され原料を入手し易いことおよび簡便に軽量化できる点から好ましい。
And a foaming agent is added to the aluminum powder used as the raw material of the
また、前記アルミニウム系発泡体は、85%〜95%の範囲の空隙率を有するのが好ましい。車両等の構成部材として前記アルミニウム系発泡体を使用する場合、前記空隙率が85%未満であれば軽量化が不十分であり、95%を越えると鋼製部材としての剛性が不足するからである。一方、前記発泡剤には、水素化チタン(TiH2)等を用いることができる。 The aluminum-based foam preferably has a porosity in the range of 85% to 95%. When the aluminum-based foam is used as a structural member of a vehicle or the like, if the porosity is less than 85%, weight reduction is insufficient, and if it exceeds 95%, rigidity as a steel member is insufficient. is there. On the other hand, titanium hydride (TiH 2 ) or the like can be used as the foaming agent.
前記鋼製パイプ2内面とアルミニウム発泡体3との間に、多孔性絶縁被膜4を生成するため利用する鋳造用離型剤は、一般に鋳造工程において金型から鋳造品を抜き取り易くすることを目的に使用されている市販品を用いることができるが、少なくともりん状黒鉛およびアルミナを含むものが好ましい。
The mold release agent used for producing the porous insulating
そして、この鋳造用離型剤水溶液の濃度は、水に対して50重量%程度の濃度になるよう調製して使用するのが好ましい。この鋳造用離型剤は、少なくともりん状黒鉛およびアルミナを含むものを選択することにより絶縁性と耐熱性が高いことが期待できるが、生成された多孔性絶縁被膜として少なくとも20重量%以上のりん状黒鉛と20重量%以上のアルミナが含まれているのが、絶縁性の点から好ましい。 And it is preferable to prepare and use this casting mold release agent aqueous solution so as to have a concentration of about 50% by weight with respect to water. This casting mold release agent can be expected to have high insulation and heat resistance by selecting one containing at least phosphorus-like graphite and alumina. However, at least 20% by weight or more of phosphorus is formed as the formed porous insulating film. It is preferable from the point of insulation that the graphite and 20% by weight or more of alumina are contained.
また、前記鋳造用離型剤水溶液をパイプ2内面に塗布後は、温度600℃程度で30分程度乾燥させるのが良い。このようにしてパイプ2内面に生成された多孔性絶縁被膜4は、通常300〜800μm程度の厚さを有する。
Further, after the casting mold release agent aqueous solution is applied to the inner surface of the
前記鋳造用離型剤は水に添加・撹拌して水溶液とし、これを閉断面構造体を有する金属部材の内部表面に塗布して加熱乾燥させることにより、複雑な形状であっても隙間なく前記金属部材の内面を被覆することが可能である。そして、最終的には、前記金属部材の内面に脆い多孔性構造が形成されることになる。 The casting mold release agent is added to water and stirred to form an aqueous solution, and this is applied to the inner surface of a metal member having a closed cross-section structure and dried by heating, so that even if it has a complicated shape, there is no gap. It is possible to coat the inner surface of the metal member. Finally, a brittle porous structure is formed on the inner surface of the metal member.
前記多孔性構造は、表面積が大きく稠密材料に比べて断熱効果があることから、閉断面構造を有する前記金属部材内部へ発泡剤を添加した溶湯を直接鋳込み、金属発泡体を得ることが可能である。このような直接鋳込み操作により、前記溶湯の凝固時の抜熱効果による異種金属間の収縮斑も生じにくく、寸法精度が高く隙間のない金属発泡体充填複合部材を得ることができるのである。 Since the porous structure has a large surface area and a heat insulating effect compared to a dense material, it is possible to obtain a metal foam by directly casting a molten metal added with a foaming agent into the metal member having a closed cross-sectional structure. is there. By such direct casting operation, it is possible to obtain a metal foam-filled composite member with high dimensional accuracy and no gap, which is less likely to cause shrinkage spots between different metals due to the heat removal effect during solidification of the molten metal.
前記金属発泡体を、閉断面構造を有する金属部材内に直接鋳込むのではなく、別に製造してこれを所定寸法に切削加工して用いる場合は、金属発泡体内部のポーラス構造が剥き出しになり、前記閉断面構造を有する金属部材内面との間に多数の隙間が生ずる。これに対し、前述した直接鋳込み操作により製造した金属発泡体では、界面に介在する前記多孔性絶縁被膜により金属発泡体に表皮が形成されるため、前記金属部材内面との間の隙間が生じにくい。 When the metal foam is not directly cast into a metal member having a closed cross-sectional structure, but is manufactured separately and cut into a predetermined size for use, the porous structure inside the metal foam is exposed. A large number of gaps are formed between the inner surface of the metal member having the closed cross-sectional structure. On the other hand, in the metal foam manufactured by the direct casting operation described above, a skin is formed on the metal foam by the porous insulating coating interposed at the interface, so that a gap between the metal member inner surface is less likely to occur. .
前記金属部材内面と多孔性絶縁被膜との間、もしくは前記多孔性絶縁被膜と異種金属発泡体との間に微小な隙間が生じた場合、これらの隙間に電食作用により錆のような酸化物や水和物が生成することが考えられる。しかしながら、これらの生成により体積が増加するために、微小な隙間空間は閉塞され、また多孔性絶縁性被膜の存在により、それ以上の異種金属間の電食作用の進行を抑制することが可能となる。
<実施例>
When a minute gap is generated between the inner surface of the metal member and the porous insulating coating, or between the porous insulating coating and the dissimilar metal foam, an oxide such as rust is formed in these gaps by electrolytic corrosion. And hydrates may be formed. However, since the volume increases due to these generations, a minute gap space is closed, and the presence of the porous insulating coating makes it possible to suppress further progress of galvanic action between different metals. Become.
<Example>
上述した本発明の実施の形態に従って、下記試作条件により金属発泡体充填複合部材を試作した。尚、鋳込み後の金属発泡体の空隙率を測定したところ92%であった。また、生成された多孔性絶縁性被膜の組成分析を行ったところ、りん状黒鉛が30重量%,アルミナが40重量%含まれていた。
[金属発泡体充填複合部材試作条件]
In accordance with the above-described embodiment of the present invention, a metal foam-filled composite member was prototyped under the following trial conditions. In addition, it was 92% when the porosity of the metal foam after casting was measured. Further, the composition analysis of the produced porous insulating film was performed, and it was found that 30% by weight of phosphorus-like graphite and 40% by weight of alumina were contained.
[Trial conditions for metal foam filled composite material]
・閉断面構造を有する金属部材:鋼製パイプ(外径:51mm,内径:47mm)
・金属発泡体原料:工業用アルミニウム粉末
・鋳造用離型剤:トップコート(啓明商事株式会社製)
・鋳造用離型剤水溶液濃度:50重量%
・乾燥条件:600℃にて30分乾燥
-Metal member having a closed cross-sectional structure: steel pipe (outer diameter: 51 mm, inner diameter: 47 mm)
・ Metal foam raw material: Industrial aluminum powder ・ Cast mold release agent: Top coat (manufactured by Keimei Shoji Co., Ltd.)
・ Concentration of casting mold release agent: 50% by weight
-Drying conditions: Drying at 600 ° C for 30 minutes
試作したこの金属発泡体充填複合部材を、複合サイクル腐食試験装置により評価試験した結果について、添付図2および図3を用いて以下説明する。図2は、複合サイクル腐食試験条件を示す説明図であり、図3は、前記腐食試験による評価サンプルの経時的な重量変化率を示す図である。 The result of evaluating the prototype of this metal foam-filled composite member using a combined cycle corrosion test apparatus will be described below with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the combined cycle corrosion test conditions, and FIG. 3 is a diagram showing the weight change rate over time of the evaluation sample by the corrosion test.
前記複合サイクル腐食試験は、自動車技術会規格JASO M609−91に規定された規格であって、図2に示すような条件にて、8時間を1サイクルとして連続的に繰り返して実施する試験である。腐食の進行尺度としては、重量変化率により評価した。 The combined cycle corrosion test is a standard defined in the Japan Society of Automotive Engineers standard JASO M609-91, and is a test that is continuously repeated with one cycle of 8 hours under the conditions shown in FIG. . The progress of corrosion was evaluated by the rate of change in weight.
先ず、試作した前記金属発泡体充填複合部材から評価サンプルを作り、重量測定した後、これを複合サイクル腐食試験装置にセットする。試験条件は図2に示した通り、先ず、ステップAにて、前記評価サンプルが温度35℃の5%塩水を2時間噴霧される。 First, an evaluation sample is made from the prototype metal foam-filled composite member, and the sample is weighed, and then set in a composite cycle corrosion test apparatus. Test conditions are as shown in FIG. 2. First, in Step A, the evaluation sample is sprayed with 5% salt water at a temperature of 35 ° C. for 2 hours.
次に、ステップBにて、温度60℃、相対湿度30%の雰囲気により4時間乾燥され、更にステップCにより、温度50℃、相対湿度95%の湿潤雰囲気に2時間曝される。以上、合計8時間の試験サイクルを連続して順次繰り返すのである。 Next, in Step B, the substrate is dried for 4 hours in an atmosphere at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 30%. As described above, the test cycle of 8 hours in total is repeated successively.
上記複合サイクル腐食試験を14日間実施し、7日目と14日目の試験サイクル終了時点にサンプル重量を測定し重量変化率を求めた。その結果を図3の実線で示した。即ち、時間経過に伴って、サンプル重量が増加していることが分かる。これは、異種金属が近接することにより白錆(アルミナ水和物)が生成するとともに、塩水や湿潤環境下で単独に赤錆(鉄酸化物)が生成したことによるものである。 The combined cycle corrosion test was carried out for 14 days, and the weight of the sample was measured at the end of the 7th and 14th test cycles to determine the weight change rate. The result is shown by the solid line in FIG. That is, it can be seen that the sample weight increases with time. This is due to the fact that white rust (alumina hydrate) is generated due to the proximity of dissimilar metals, and red rust (iron oxide) is generated independently in a salt water or wet environment.
閉断面構造を有する前記金属部材内面と金属発泡体との間の微小な隙間の殆どには、多孔性絶縁被膜が形成されているが、この多孔性絶縁被膜が形成されていない微小な隙間が多少存在するため、図2の実線に示される如く、試験初期段階においては、前記の微小隙間内に湿潤環境が形成されて、上述した白錆や赤錆が生成し重量増加する。 A porous insulating film is formed in most of the minute gaps between the inner surface of the metal member having a closed cross-sectional structure and the metal foam, but there are minute gaps in which the porous insulating film is not formed. Since it exists somewhat, as shown by the solid line in FIG. 2, in the initial stage of the test, a moist environment is formed in the minute gap, and the above-described white rust and red rust are generated and the weight is increased.
しかしながら、それ以降は、多孔性絶縁被膜による絶縁性が保持されることにより、重量増加することなく定常状態となり、電食効果が抑制されていることが分かる。 However, after that, it can be seen that the insulating property by the porous insulating coating is maintained, so that the steady state is obtained without increasing the weight, and the electrolytic corrosion effect is suppressed.
従って、本発明に係る金属発泡体充填複合部材を自動車等の構成部材に適用すれば、閉断面構造を有する前記金属部材内面と異種金属発泡体との間に、微小な隙間が存在するような場合においても、多孔性絶縁被膜が形成されていることにより電食作用が抑制され、腐食が進行することはない。
<比較例>
Therefore, when the metal foam-filled composite member according to the present invention is applied to a component such as an automobile, a minute gap exists between the inner surface of the metal member having a closed cross-sectional structure and the dissimilar metal foam. Even in this case, the formation of the porous insulating film suppresses the electrolytic corrosion action, and corrosion does not proceed.
<Comparative example>
次に、鋼製パイプ内面に鋳造用離型剤を塗布しない以外は前記実施例と全く同一の条件により、金属発泡体充填複合部材を製作した。そして、多孔性絶縁被膜が形成されていないこの金属発泡体充填複合部材から、比較例として試験サンプルを作製した。前記比較例の試験サンプルを、実施例の試験サンプルと同時に複合サイクル腐食試験装置にセットして、複合サイクル腐食試験を行った。 Next, a metal foam-filled composite member was manufactured under exactly the same conditions as in the above example except that the casting mold release agent was not applied to the inner surface of the steel pipe. And the test sample was produced as a comparative example from this metal foam filling composite member in which the porous insulating film is not formed. The test sample of the comparative example was set in a combined cycle corrosion test apparatus simultaneously with the test sample of the example, and a combined cycle corrosion test was performed.
この腐食試験による比較例試験サンプルの経時的な重量変化率を、図3の破線で示す。
この場合は、鋼製パイプと金属発泡体である純アルミニウムとの異種金属間で、電食作用が活発に進行し、経過時間に伴って15%近くまで重量増加していることが分かる。
The weight change rate with time of the comparative example test sample by this corrosion test is shown by a broken line in FIG.
In this case, it can be seen that the galvanic action actively proceeds between the dissimilar metals of the steel pipe and the pure aluminum which is the metal foam, and the weight is increased to nearly 15% with the elapsed time.
本発明の実施の形態においては、閉断面構造を有する金属部材として鋼製パイプを採用した金属発泡体充填複合部材の例を述べたが、特に鋼製パイプに限定するものではなく、本発明の主旨が適用可能な金属部材は全て有効である。 In the embodiment of the present invention, an example of a metal foam-filled composite member that employs a steel pipe as a metal member having a closed cross-sectional structure has been described, but the present invention is not limited to a steel pipe. All metal members to which the gist can be applied are effective.
以上、本発明に係る金属発泡体充填部は、閉断面構造を有する前記金属部材内面に、少なくともりん状黒鉛およびアルミナを含む鋳造用離型剤を塗布し、金属発泡体との間の微小な隙間に多孔性絶縁被膜として生成させたので、簡便で低コストに異種金属間の電食を防止し得る金属発泡体充填複合部材を得ることができる。 As described above, in the metal foam filling portion according to the present invention, the mold release agent containing at least phosphorus-like graphite and alumina is applied to the inner surface of the metal member having a closed cross-sectional structure, and the minute portion between the metal foam and the metal foam is applied. Since the porous insulating film is formed in the gap, it is possible to obtain a metal foam-filled composite member that can easily prevent electrolytic corrosion between different metals at low cost.
また、本発明に係る金属発泡体充填複合部材は、前記多孔性絶縁被膜に少なくとも20重量%以上のりん状黒鉛と20重量%以上のアルミナが含まれているので絶縁性に優れ、異種金属間の電食を確実に防止し得る。 Further, the metal foam-filled composite member according to the present invention is excellent in insulation because the porous insulating coating contains at least 20% by weight of phosphorus-like graphite and 20% by weight or more of alumina. It is possible to reliably prevent electric corrosion.
また、本発明に係る金属発泡体充填複合部材は、前記金属発泡体が、85%〜95%の範囲の空隙率を有するアルミニウム系発泡体であるので、車両等の構成部材の剛性や振動吸収性を向上させるとともに軽量化を図ることができる。 In the metal foam-filled composite member according to the present invention, since the metal foam is an aluminum-based foam having a porosity in the range of 85% to 95%, the rigidity and vibration absorption of components such as vehicles The weight can be reduced while improving the performance.
以上説明したように、本発明によれば、異種金属間の電食を防止された低コストの金属発泡体充填複合部材を提供することができる。この結果、本発明に係る金属発泡体充填複合部材は、車両の躯体の一部を構成する高剛性の軽量部材であって、更に、振動吸収性や衝突時の安全性向上が期待される構成部材に適用することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a low-cost metal foam-filled composite member in which electrolytic corrosion between dissimilar metals is prevented. As a result, the metal foam-filled composite member according to the present invention is a high-rigidity lightweight member that constitutes a part of the vehicle casing, and further is expected to improve vibration absorption and safety at the time of collision. It can be applied to members.
A…評価サンプルが、温度35℃の5%塩水を2時間噴霧されるステップ,
B…評価サンプルが、温度60℃、相対湿度30%の乾燥雰囲気に4時間暴露されるステップ,
C…評価サンプルが、温度50℃、相対湿度95%の湿潤雰囲気に2時間暴露されるステップ,
1…金属発泡体充填複合部材,
2…鋼製パイプ(閉断面構造を有する金属部材),
3…アルミニウム発泡体(金属発泡体),
4…多孔性絶縁被膜
A: The evaluation sample is sprayed with 5% salt water at a temperature of 35 ° C. for 2 hours,
B: The evaluation sample is exposed to a dry atmosphere at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 30% for 4 hours.
C: The evaluation sample is exposed to a humid atmosphere at a temperature of 50 ° C. and a relative humidity of 95% for 2 hours,
1 ... Metal foam filled composite member,
2 ... Steel pipe (metal member with closed cross-section structure),
3 ... Aluminum foam (metal foam),
4 ... Porous insulation coating
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