JPH01230705A - 強化繊維含有アルミニウム合金粉末の製造方法 - Google Patents
強化繊維含有アルミニウム合金粉末の製造方法Info
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- JPH01230705A JPH01230705A JP5660188A JP5660188A JPH01230705A JP H01230705 A JPH01230705 A JP H01230705A JP 5660188 A JP5660188 A JP 5660188A JP 5660188 A JP5660188 A JP 5660188A JP H01230705 A JPH01230705 A JP H01230705A
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Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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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、繊維強化アルミニウム(AQ)合金の製造に
用、いる強化繊維含有A2合金粉末の製造方法に関する
。
用、いる強化繊維含有A2合金粉末の製造方法に関する
。
金属の靭性や延性等を利用しながら、強度の改善や伸び
量の減少等を図る目的で、金属母材中にセラミックスの
強化繊維を分散させる試みがなされ、軽量で低融点のA
!又はAe金合金中心に幾つかの繊維強化金属(FRM
)が提案されている。
量の減少等を図る目的で、金属母材中にセラミックスの
強化繊維を分散させる試みがなされ、軽量で低融点のA
!又はAe金合金中心に幾つかの繊維強化金属(FRM
)が提案されている。
この繊維強化金属の製造方法としては、(1) l!合
金粉末とウィスカ又は短繊維のような強化繊維を混合し
、焼結するか又は押出する方法、及び(2)強化繊維を
固めたビレットにA2合金の溶湯を高圧で注入浸透させ
る方法が知られている。
金粉末とウィスカ又は短繊維のような強化繊維を混合し
、焼結するか又は押出する方法、及び(2)強化繊維を
固めたビレットにA2合金の溶湯を高圧で注入浸透させ
る方法が知られている。
しかし、(1)の方法では強化繊維を均一に分散させる
ことが困難であり、また焼結性が低下して空隙が多くな
り緻密なものが得難かった。アセトン等の溶媒中でA2
合金粉末と強化繊維を混合すれば均一な分散が得られる
が、焼結性は改善されないうえ工程が複雑でコスト高と
なる。また(2)の方法では急速凝固が不可能であるた
め、lの高合金を使用できないほか、セラミックスの強
化繊維とAR合金溶湯の濡れ性に問題があり、強固な接
合が得難かった。
ことが困難であり、また焼結性が低下して空隙が多くな
り緻密なものが得難かった。アセトン等の溶媒中でA2
合金粉末と強化繊維を混合すれば均一な分散が得られる
が、焼結性は改善されないうえ工程が複雑でコスト高と
なる。また(2)の方法では急速凝固が不可能であるた
め、lの高合金を使用できないほか、セラミックスの強
化繊維とAR合金溶湯の濡れ性に問題があり、強固な接
合が得難かった。
この様に繊維強化金属にはまだ多くの問題があるだめ、
実用化に至っていない現状である。
実用化に至っていない現状である。
本発明者らは上記した繊維強化金属の問題点を克服し、
強化繊維が均一に分散していて緻密であり、優れた強度
を有する繊維強化A[合金を提供するため検討を重ねた
結果、従来のA2合金粉末と強化繊維を混合する考えを
改め、1合金粉末中に予め強化繊維を含有させることを
着想した。
強化繊維が均一に分散していて緻密であり、優れた強度
を有する繊維強化A[合金を提供するため検討を重ねた
結果、従来のA2合金粉末と強化繊維を混合する考えを
改め、1合金粉末中に予め強化繊維を含有させることを
着想した。
しかしながら、従来の一般的なAff合金粉末の製造法
であるガスアトマイズ法を用いたのでは、Aff合金溶
湯に分散させた強化繊維のためにノズルが目詰まりし、
粉末製造が不可能であることがわかった。
であるガスアトマイズ法を用いたのでは、Aff合金溶
湯に分散させた強化繊維のためにノズルが目詰まりし、
粉末製造が不可能であることがわかった。
そこで本発明は、ガスアトマイズ法以外の方法により、
強化繊維を分散させだA2合金溶湯から強化繊維含有A
f!合金粉末の製造方法を提供することを目的とするも
のである。
強化繊維を分散させだA2合金溶湯から強化繊維含有A
f!合金粉末の製造方法を提供することを目的とするも
のである。
本発明の強化繊維含有アルミニウム合金粉末の製造方法
は、アルミニウム合金の溶湯にセラミックスのウィスカ
又は短繊維を分散させ、この溶湯に周側面に凹凸部を具
えた回転体の該凹凸部を接触させることにより上記溶湯
を飛散させ、103tZ’/冠以上の冷却速度で凝固さ
せることを特徴とする。
は、アルミニウム合金の溶湯にセラミックスのウィスカ
又は短繊維を分散させ、この溶湯に周側面に凹凸部を具
えた回転体の該凹凸部を接触させることにより上記溶湯
を飛散させ、103tZ’/冠以上の冷却速度で凝固さ
せることを特徴とする。
まだ、この方法により得られた本発明の強化繊維含有ア
ルミニウム合金粉末は、セラミックスのウィスカ又は短
繊維を5〜40体積%含有し、直径が−44−3all
以下であることを特徴とする。
ルミニウム合金粉末は、セラミックスのウィスカ又は短
繊維を5〜40体積%含有し、直径が−44−3all
以下であることを特徴とする。
本発明で用いるAQ合金に特に制限はなく、例えばA2
−3i合金、A+!−3i−Fe−Ni合金、AR−S
i −Fe −Ni−Cu−Mg合金及びAl!−F
e−Ni−Cr−Mo合金等が使用できる。
−3i合金、A+!−3i−Fe−Ni合金、AR−S
i −Fe −Ni−Cu−Mg合金及びAl!−F
e−Ni−Cr−Mo合金等が使用できる。
セラミックスの強化繊維としては、通常使用されている
ウィスカ又は短繊維であってよく、例えばアルミナ、炭
化珪素、グラファイト、チタン酸カリウム等のウィスカ
、及びアルミナ、アルミナシリカ、ジルコニア、炭素等
の短繊維がある。強化繊維の寸法は、ウィスカが一般に
直径0.5〜1μm及び長さ50〜200μm程度であ
り、短繊維が直径0.5〜lOμm及び長さ数jI′1
1以下が一般的である。この長さは製造する粉末の粒径
により制限されるが、溶湯に分散させる前に長さを一定
以下に揃えるか、長めのウィスカや短繊維を用いても溶
湯を攪拌することにより微細化できる。
ウィスカ又は短繊維であってよく、例えばアルミナ、炭
化珪素、グラファイト、チタン酸カリウム等のウィスカ
、及びアルミナ、アルミナシリカ、ジルコニア、炭素等
の短繊維がある。強化繊維の寸法は、ウィスカが一般に
直径0.5〜1μm及び長さ50〜200μm程度であ
り、短繊維が直径0.5〜lOμm及び長さ数jI′1
1以下が一般的である。この長さは製造する粉末の粒径
により制限されるが、溶湯に分散させる前に長さを一定
以下に揃えるか、長めのウィスカや短繊維を用いても溶
湯を攪拌することにより微細化できる。
これらの強化繊維には、AQ合金との濡れ性が悪かった
り、又は炭素のように高温でAeと反応するものもある
ので、必要に応じて高融点金属等の濡れ性を改善する物
質や又はTiC等の反応を防止し得る物質で予め被覆し
ておいてもよい。
り、又は炭素のように高温でAeと反応するものもある
ので、必要に応じて高融点金属等の濡れ性を改善する物
質や又はTiC等の反応を防止し得る物質で予め被覆し
ておいてもよい。
本発明方法においては、ウィスカや短繊維をA2合金溶
湯中に分散させるが、ウィスカ又は短繊維は沈殿するこ
となく均一に分散する。次に、この溶湯を回転するロー
ラやドラム等の凹凸部(例えば歯車状)で飛散させるこ
とにより急冷し、凝固させる。従って、得られる19合
金粉末中にはウィスカ又は短繊維が均一に分散し、その
配向に方向性がなく、組織が微細であるなど、極めて望
ましい状態の粉末が得られる。
湯中に分散させるが、ウィスカ又は短繊維は沈殿するこ
となく均一に分散する。次に、この溶湯を回転するロー
ラやドラム等の凹凸部(例えば歯車状)で飛散させるこ
とにより急冷し、凝固させる。従って、得られる19合
金粉末中にはウィスカ又は短繊維が均一に分散し、その
配向に方向性がなく、組織が微細であるなど、極めて望
ましい状態の粉末が得られる。
A1合金粉末中のウィスカ又は短繊維の含有1、に
即ちAR合金溶@セC散させるウィスカ又は短繊維の量
を5〜40体積%とする理由は、5体積%未満では繊維
強化AQ金合金しだとき強度向上の効果がな(,40体
積%をこえても強度向上効果が飽和して不経済であるか
らである。
を5〜40体積%とする理由は、5体積%未満では繊維
強化AQ金合金しだとき強度向上の効果がな(,40体
積%をこえても強度向上効果が飽和して不経済であるか
らである。
得られるA2合金粉末の粒径及び収量は、回転体の回転
速度や溶湯中への浸漬深さ、及び回転体の凹凸部の形状
等によって任意にコントロールすることができる。しか
しながら、粉末の粒径は3IIj以下とすべきであり、
これより大きいと1O3C/sec、以上の冷却速度で
凝固させることが困難である。
速度や溶湯中への浸漬深さ、及び回転体の凹凸部の形状
等によって任意にコントロールすることができる。しか
しながら、粉末の粒径は3IIj以下とすべきであり、
これより大きいと1O3C/sec、以上の冷却速度で
凝固させることが困難である。
尚、本発明の強化繊維含有A2合金粉末は、一般の粉末
冶金用原料としてそのまま用いることができ、従来の設
備及び方法によシ繊維強化A9合金を製造することがで
きる。特に熱間鍛造法等による場合には配向がランダム
に、なるので、全方向に強度を要する部品に適するが、
熱間押出法による場合は強化繊維が押出方向に配向する
ので、押出方向に強度を要する部品の製造に適当である
。
冶金用原料としてそのまま用いることができ、従来の設
備及び方法によシ繊維強化A9合金を製造することがで
きる。特に熱間鍛造法等による場合には配向がランダム
に、なるので、全方向に強度を要する部品に適するが、
熱間押出法による場合は強化繊維が押出方向に配向する
ので、押出方向に強度を要する部品の製造に適当である
。
第1表に示す強化繊維をAff合金(2014)の溶湯
に夫々投入し、攪拌して均一に分散させた。
に夫々投入し、攪拌して均一に分散させた。
第1表
130体積% SiCウィスカ (直径0.5 μm長
さ30μm)210体積% Ap203短繊維(直径3
μm長さ200μm )320体積% (
直径3μm長さ200μm)430体積%
(直径3μm長さ訂しm)535体積%
(直径3μm長さ2(6)m)図示するようなカーが
ン製の溶湯容器lに第1表の強化繊維を夫々分散させた
各、!合金溶湯2を入れ、この強化繊維を分散させたA
Q合金溶湯2に、全周側面に歯車状の凹凸部4を有する
回転ドラム3を矢印方向に回転させながら浸漬させ、強
化繊維を分散させたA9合金溶湯2を点線矢印の方向に
飛散させた。この時、回転ドラム3の直径は25cmで
あり、凹凸部4の溝部から頂部までの高さは5nであり
、凹凸部4の頂部の最大浸漬深さは約2nであって、回
転ドラム3の回転速度は5000回転/分であった。飛
散した強化繊維を分散させたA2合金溶湯は約105C
/ sec、の冷却速度で急冷凝固され、平均粒径が約
Q、5a+mの強化繊維含有AQ合金粉末が得られた。
さ30μm)210体積% Ap203短繊維(直径3
μm長さ200μm )320体積% (
直径3μm長さ200μm)430体積%
(直径3μm長さ訂しm)535体積%
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ン製の溶湯容器lに第1表の強化繊維を夫々分散させた
各、!合金溶湯2を入れ、この強化繊維を分散させたA
Q合金溶湯2に、全周側面に歯車状の凹凸部4を有する
回転ドラム3を矢印方向に回転させながら浸漬させ、強
化繊維を分散させたA9合金溶湯2を点線矢印の方向に
飛散させた。この時、回転ドラム3の直径は25cmで
あり、凹凸部4の溝部から頂部までの高さは5nであり
、凹凸部4の頂部の最大浸漬深さは約2nであって、回
転ドラム3の回転速度は5000回転/分であった。飛
散した強化繊維を分散させたA2合金溶湯は約105C
/ sec、の冷却速度で急冷凝固され、平均粒径が約
Q、5a+mの強化繊維含有AQ合金粉末が得られた。
得られた各強化繊維含有A2合金粉末の60メツシユ以
下の粉末を用いて、4tOn/Crn2の圧力で冷間プ
レス成形し、これを500Cの温度及び4 ton/C
m2の圧力で熱間プレスして固化させ、繊維強化A[合
金を製造した。各合金にT6処理を施した後、空隙率及
び室温での引張強度を測定した。
下の粉末を用いて、4tOn/Crn2の圧力で冷間プ
レス成形し、これを500Cの温度及び4 ton/C
m2の圧力で熱間プレスして固化させ、繊維強化A[合
金を製造した。各合金にT6処理を施した後、空隙率及
び室温での引張強度を測定した。
比較のために、全く同一組成の繊維強化AQ金合金従来
方法に従って製造した。即ち、(a)A、ff合金粉末
と強化繊維をスピードミキサーで1時間乾燥混合した混
合粉末と、(b)A17合金粉末と強化繊維をアセトン
溶媒中で混合後、溶媒を蒸発させた混合粉末とを用いた
以外、上記と同様に処理した。
方法に従って製造した。即ち、(a)A、ff合金粉末
と強化繊維をスピードミキサーで1時間乾燥混合した混
合粉末と、(b)A17合金粉末と強化繊維をアセトン
溶媒中で混合後、溶媒を蒸発させた混合粉末とを用いた
以外、上記と同様に処理した。
従来例の各合金についてもT6処理を施した後、空隙率
及び室温での引張強度を測定した。結果を第2表に示し
た。
及び室温での引張強度を測定した。結果を第2表に示し
た。
第2表
本発明の強化繊維含有A2合金粉末を用いた繊維強化A
1!合金は、従来のA9合金粉末と強化繊維との混合粉
末を用いて製造した繊維強化A2合金よりも優れた強度
を有することがわかる。
1!合金は、従来のA9合金粉末と強化繊維との混合粉
末を用いて製造した繊維強化A2合金よりも優れた強度
を有することがわかる。
本発明によれば、従来のガスアトマイノ法等におけるノ
ズルの目詰まシ等の製造上の支障なく、あらゆるAe合
今について強化線維を含有させたA2合金粉末を簡単か
つ安価に提供できる。
ズルの目詰まシ等の製造上の支障なく、あらゆるAe合
今について強化線維を含有させたA2合金粉末を簡単か
つ安価に提供できる。
従って、本発明の強化繊維含有A2合金粉末を使用すれ
ば、通常の粉末冶金法によって、強化繊維が均一に分散
した緻密かつ優れた強度を有する繊維強化A2合金を製
造できる。
ば、通常の粉末冶金法によって、強化繊維が均一に分散
した緻密かつ優れた強度を有する繊維強化A2合金を製
造できる。
図面は、本発明方法により強化繊維含有A2合金粉末を
製造する装置の一具体例を示す概略断面図である。 1・・・溶湯容器 2・・・AR合金溶湯+強化繊維
3・・・回転ドラム 4・・・凹凸部
製造する装置の一具体例を示す概略断面図である。 1・・・溶湯容器 2・・・AR合金溶湯+強化繊維
3・・・回転ドラム 4・・・凹凸部
Claims (3)
- (1)アルミニウム合金の溶湯にセラミックスのウィス
カ又は短繊維を分散させ、この溶湯に周側面に凹凸部を
具えた回転体の該凹凸部を接触させることにより上記溶
湯を飛散させ、10^3℃/sec.以上の冷却速度で
凝固させることを特徴とする強化繊維含有アルミニウム
合金粉末の製造方法。 - (2)アルミニウム合金溶湯に5〜40体積%のウィス
カ又は短繊維を分散させる請求項(1)記載の強化繊維
含有アルミニウム合金粉末の製造方法。 - (3)得られる粉末の粒径が3mm以下である請求項(
1)記載の強化繊維含有アルミニウム合金粉末の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5660188A JPH01230705A (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | 強化繊維含有アルミニウム合金粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5660188A JPH01230705A (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | 強化繊維含有アルミニウム合金粉末の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01230705A true JPH01230705A (ja) | 1989-09-14 |
Family
ID=13031737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5660188A Pending JPH01230705A (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | 強化繊維含有アルミニウム合金粉末の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01230705A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5372772A (en) * | 1986-12-01 | 1994-12-13 | Convault, Inc. | Method for entombment of container in concrete |
-
1988
- 1988-03-10 JP JP5660188A patent/JPH01230705A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5372772A (en) * | 1986-12-01 | 1994-12-13 | Convault, Inc. | Method for entombment of container in concrete |
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