JPH01246331A - Production of whisker preform - Google Patents

Production of whisker preform

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Publication number
JPH01246331A
JPH01246331A JP7162888A JP7162888A JPH01246331A JP H01246331 A JPH01246331 A JP H01246331A JP 7162888 A JP7162888 A JP 7162888A JP 7162888 A JP7162888 A JP 7162888A JP H01246331 A JPH01246331 A JP H01246331A
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JP
Japan
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whisker
slurry
preform
binder
viscosity
Prior art date
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Pending
Application number
JP7162888A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiki Okazaki
俊樹 岡崎
Shiyunichi Amahisa
天久 舜一
Takamasa Ibaraki
孝昌 茨木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honshu Paper Co Ltd
Original Assignee
Honshu Paper Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01246331A publication Critical patent/JPH01246331A/en
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Abstract

PURPOSE:To produce whisker preform having uniform strength and density by producing slurry of the whisker using alumina sol as binder, adding basic compound to increase the viscosity and dewatering at the time of producing the whisker preform for fiber reinforced metallic material using the whisker as reinforced material. CONSTITUTION:The alumina sol as the binder is added to K2TiO2 whisker or SiC whisker so as to come to 1-50wt.% of solid content in the whisker and water is added to make the slurry-state having 10-50wt.% concn. of the solid content in the whisker. The basic compound of ammonia water, ethylamine water solution, etc., is added to this slurry and pH in the slurry is adjusted to 7.5-11, to increase the viscosity of the alumina sol. A cylindrical shaped filter device 3 composing of wire gauze having about 200mesh at the bottom part 2 is laid on thick filter paper 4 and the slurry is charged in it and on the slurry, the same wire gauze 2' and thick filter paper 4' are laid and the slurry is pressurized with a plunger 5 and after dewatering, heating and drying are executed, to produce the whisker perform having uniform strength and density for producing the fiber reinforced metal material.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はウィスカ等を、強化材としてマトリックス金属
中に含んでいる、複合材料用の、ウィスカプリフォーム
の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to a method for manufacturing whisker preforms for composite materials containing whiskers or the like as reinforcing materials in a matrix metal.

(従来の技術) 高強度、高弾性を有するチタン酸カリウムや炭化ケイ素
等のウィスカを強化材とし、アルミニウム等の金属及び
合金をマトリックスとする、繊維強化金属材料(FRM
)を製造する方法としては、まずウィスカの集合体プリ
フォームを鋳型内に設置し、次いでこれに熔融マトリッ
クス金属を圧太し、さらに凝固させることからなる所謂
、熔融加圧鋳造法が知られている。
(Prior art) Fiber-reinforced metal materials (FRM) are made of fiber-reinforced metal materials (FRM), which use whiskers such as potassium titanate and silicon carbide, which have high strength and high elasticity, as reinforcing materials, and metals and alloys such as aluminum as matrix.
), the so-called melt pressure casting method is known, which consists of first placing a whisker aggregate preform in a mold, then compressing the molten matrix metal into the preform and solidifying it. There is.

この種のFRMのプリフォーム製造方法を、さらに具体
的に述べると、 (A) チタン酸カリウムウィスカを用いた例として特
開昭61−127836号、 (B)炭化ケイ素ウィスカを用いた例として特開昭59
−121196号、特開昭59−227761号、特開
昭60−55000号、特開昭60−65200号等 が挙げられる。
To describe this kind of FRM preform manufacturing method more specifically, (A) JP-A-61-127836 as an example using potassium titanate whiskers; (B) Special example as an example using silicon carbide whiskers. 1977
-121196, JP-A-59-227761, JP-A-60-55000, JP-A-60-65200, and the like.

ところで前記の炭化ケイ素ウィスカを用いた例に於ては
、ウィスカプリフォームを形成する手段としてウィスカ
を水または有機溶媒に分散し、これを加圧成形して乾燥
する方法が普通用いられていた。しかしながら、このよ
うな方法に於ては、加圧が少なくかつウィスカの体積含
有率が低い場合には、乾燥後の強度が非常に弱く、ひき
続いての熔融金属の圧入によりプリフォーム自体が塑性
変形し、そのためマ) IJックス金属内でウィスカが
均一に分散した状態にならず、その結果として強化剤と
して有効に作用しないという欠点があった。
By the way, in the above-mentioned examples using silicon carbide whiskers, a method of dispersing the whiskers in water or an organic solvent, press-molding and drying the dispersed whiskers has been commonly used as a means for forming the whisker preform. However, in such a method, if the pressure is small and the volume content of whiskers is low, the strength after drying is very weak, and the preform itself becomes plastic due to subsequent press-fitting of molten metal. The problem is that the whiskers are not uniformly dispersed within the IJx metal, and as a result, it does not function effectively as a reinforcing agent.

一方、乾燥後のプリフォームの強度を出すために有機バ
インダを添加する方法が、特開昭59−121197号
、特開昭60−210600号、特開昭61−1974
4号に開示されている。しかしながらこれらの方法に於
ては熔融金属の圧入に際し、あらかじめ有機成分を焼却
除去しておくことが必須であった。
On the other hand, methods of adding an organic binder to increase the strength of the preform after drying are disclosed in JP-A-59-121197, JP-A-60-210600, and JP-A-61-1974.
It is disclosed in No. 4. However, in these methods, it is essential to incinerate and remove the organic components in advance before press-fitting the molten metal.

また、塑性変形を防止し、プリフォームに強度を持たせ
るようにウィスカ分散液に無機バインダを添加する方法
が報告されている。例えば特開昭61−127836号
には、ケイ酸ソーダ、ケイ酸リチウム等のバインダが記
載されている。
Furthermore, a method has been reported in which an inorganic binder is added to the whisker dispersion liquid in order to prevent plastic deformation and give strength to the preform. For example, JP-A-61-127836 describes binders such as sodium silicate and lithium silicate.

さらに特開昭60−204660号にはほう酸等の添加
が記載されている。
Further, JP-A-60-204660 describes the addition of boric acid and the like.

しかしながら前述のように、ウィスカ分散液に無機バイ
ンダを添加した後、乾燥し、プリフォームを得る方法に
於ては〔特開昭60−204660号にみられるように
)スラリーの濾過脱水を効率良く行なうために低粘度の
バインダを用いる必要があり、そのため濾過脱水の際に
、濾液と共にバインダ成分が多量に流出し、バインダの
歩留りが非常に悪い、という欠点があった。加うるに、
得られたウィスカケーキを加熱乾燥する際にバインダの
マイグレーションが右こり、そのためプリフォームの表
層部分にバインダが移動する傾向があり、得られたプリ
フォームは外皮の強度は一応十分でありながらその内部
は非常に弱く、結果として熔融金属の圧入に耐えられな
い不均一な構造のものであるという欠点があった。
However, as mentioned above, in the method of adding an inorganic binder to the whisker dispersion and then drying it to obtain a preform, it is difficult to efficiently filter and dehydrate the slurry (as seen in JP-A-60-204660). In order to carry out this process, it is necessary to use a low-viscosity binder, and therefore, during filtration and dehydration, a large amount of the binder component flows out together with the filtrate, resulting in a very poor binder yield. In addition,
When the obtained whisker cake is heated and dried, the migration of the binder tends to be severe, and as a result, the binder tends to move to the surface layer of the preform. had the disadvantage that it was very weak and had a non-uniform structure that could not withstand the press-fitting of molten metal.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、前記各種問題点を改善又は解決したプリフォ
ームを提供することにあり、そこでバインダとしてはア
ルミナゾルを用い、ウィスカと共に水中に均一に分散し
、得られたスラリーを塩基性化合物を用いてそのpHを
塩基性にすることにより前記アルミナゾルを増粘させ、
ついでそのま−または加圧、脱水してウィスカケーキを
形成し、さらにこのケーキを加熱乾燥する方法からなる
新規な方法を提供する。
(Means for Solving the Problems) The object of the present invention is to provide a preform in which the various problems mentioned above are improved or solved.Therefore, an alumina sol is used as a binder, and is uniformly dispersed in water together with whiskers. The alumina sol is thickened by making the pH of the slurry basic using a basic compound,
The present invention provides a novel method comprising forming a whisker cake as it is or by applying pressure and dehydration, and further heating and drying this cake.

前記の如くアルミナゾルをバインダとするウィスカスラ
リーは、塩基性にするとアルミナゾルが増粘するためス
ラリー全体の粘度も上昇する。そのため濾過(脱水)処
理時にも、バインダとして働くアルミナゾルがしぼり出
されることが少なく、加えて脱水成形されたウィスカケ
ーキを加熱乾燥する際にもバインダのマイグレーション
が起らないという特長を示す。勿論このような特長は完
成したプリフォームが表層から内部まで、均一な、(バ
インダ分布も均一である、)強固な構造をもたらす。
As mentioned above, when the whisker slurry using alumina sol as a binder is made basic, the viscosity of the alumina sol increases, so that the viscosity of the entire slurry also increases. Therefore, during the filtration (dehydration) process, the alumina sol that acts as a binder is rarely squeezed out, and in addition, binder migration does not occur when the dehydrated whisker cake is heated and dried. Of course, such features result in the completed preform having a strong structure that is uniform from the surface layer to the interior (the binder distribution is also uniform).

本発明に於てバインダとして用いられるアルミナゾルの
含有量は、使用するウィスカによっても異るが、ウィス
カ固形分の1〜50wt%が好ましく、より好ましくは
2〜2Qwt%である。前記範囲に於てバインダが少な
い場合には得られたプリフォームの強度が不足し、一方
逆に多すぎるとプリフォームの空隙を埋めることになり
、その結果金属の正大処理に悪影響を及ぼすという欠点
がある。
The content of the alumina sol used as a binder in the present invention varies depending on the whisker used, but is preferably 1 to 50 wt%, more preferably 2 to 2 Qwt% of the whisker solid content. If the amount of binder is small within the above range, the strength of the obtained preform will be insufficient, while if it is too large, the voids in the preform will be filled, resulting in a negative effect on the proper processing of the metal. There is.

本発明に於て、分散スラリーの濃度は、用いるウィスカ
の種類、特性により異るが、次の塩基性化合物によるp
H調整の前にとにかくスラリー自体の流動性が良く、そ
の分散が容易に行なわれる範囲内であるということが必
要である。例えばウィスカの固形分として10〜50w
t%が好ましい。
In the present invention, the concentration of the dispersed slurry varies depending on the type and characteristics of whiskers used, but
Before the H adjustment, it is necessary that the slurry itself has good fluidity and that it can be easily dispersed. For example, the solid content of whiskers is 10 to 50w.
t% is preferred.

前記範囲に於て低濃度すぎる場合には、塩基性に調整し
て、アルミナゾルを増粘させてもスラリー全体への作用
が小さく (スラリー粘度の上昇が低く)、そのため加
圧・濾過時のバインダの流れ出しが起り、加えて、加熱
・乾燥時のバインダのマイグレーションがおこるという
欠点がある。
If the concentration is too low within the above range, even if the alumina sol is adjusted to basicity and thickened, the effect on the entire slurry will be small (the increase in slurry viscosity will be low), and therefore the binder during pressurization and filtration will be There is a disadvantage that the binder flows out and, in addition, binder migration occurs during heating and drying.

一方、高濃度すぎる場合に於ては、ウィスカの分散自体
が比較的困難となり、分散できたとしても塩基性に調整
した時の増粘が顕著で、殆んど流動性を示さず、加うる
にひき続いて加圧、脱水を行なっても、プリフォーム中
に大きな空隙ができる傾向がある。
On the other hand, if the concentration is too high, it becomes relatively difficult to disperse the whiskers, and even if they can be dispersed, the viscosity increases significantly when adjusted to basicity, exhibits almost no fluidity, and is difficult to add. Even with subsequent pressurization and dehydration, large voids tend to form in the preform.

本発明に於て、塩基性化合物を添加した時のウィスカス
ラリーの増粘の度合は、ウィスカの種類、スラリーの濃
度により多少変化する。例えば、低濃度(10〜20%
)の場合についてみるに、pH7,5〜8付近で増粘が
始まり、pH9〜11位で最大粘度となる傾向がある。
In the present invention, the degree of thickening of the whisker slurry when a basic compound is added varies somewhat depending on the type of whiskers and the concentration of the slurry. For example, at low concentrations (10-20%
), there is a tendency for the viscosity to begin to thicken around pH 7, 5 to 8, and to reach its maximum viscosity at pH 9 to 11.

これに対し、高濃度(30〜50%)の場合に於ては、
pH7〜8付近ですでに増粘が顕著に現れるという傾向
がある。
On the other hand, at high concentrations (30-50%),
There is a tendency for viscosity increase to become noticeable around pH 7 to 8.

従って増粘の度合は濾過、脱水時の圧縮比との兼ね合い
で適宜変化する事が可能である。しかしながら加圧によ
る圧縮が可能なかぎり、普通高粘度であることが好まし
い。
Therefore, the degree of viscosity increase can be changed as appropriate depending on the compression ratio during filtration and dehydration. However, a high viscosity is usually preferred as long as it can be compressed by pressure.

本発明に於て塩基性化合物としては加熱・乾燥により気
化し、完成したプリフォーム中に残らないものが好まし
い。例えばアンモニア水、エチルアミン水溶液、ジエチ
ルアミン水溶液等の低沸点有機アミン類が用いられる。
In the present invention, the basic compound is preferably one that evaporates by heating and drying and does not remain in the completed preform. For example, low-boiling organic amines such as ammonia water, ethylamine aqueous solution, diethylamine aqueous solution, etc. are used.

またモノエタノールアミンの様な有機ヒドロキシアミン
も、金属圧入前の予熱で焼散するため使用できる。これ
に対し苛性ソーダ等はナトリウム分が完成プリフォーム
中にアッシユとして残るので好ましくない。
Organic hydroxyamines such as monoethanolamine can also be used because they are burnt out during preheating before metal injection. On the other hand, caustic soda and the like are not preferred because their sodium content remains as ash in the completed preform.

次に本発明に於てスラリーの加圧、濾過によるウィスカ
ケーキの製法は、常法による。例えば具体例として次の
ような方法を挙げることができる。
Next, in the present invention, the whisker cake is produced by pressurizing and filtering the slurry according to a conventional method. For example, the following methods can be cited as specific examples.

すなわちまず型枠の上下に吸水性シート(たとえば濾紙
)を右き、その間にスラリーを入れ、次いで加圧により
脱水する方法が比較的容易である。
That is, it is relatively easy to first place water-absorbing sheets (for example, filter paper) on the top and bottom of a mold, pour the slurry between them, and then dewater by applying pressure.

なお、塩基性下での増粘が著しく、1万Cp以上の場合
には、加圧せずそのまま成形し次いで乾燥してもよい。
In addition, if the viscosity increases significantly under basic conditions and exceeds 10,000 Cp, it may be molded as it is without applying pressure, and then dried.

前記の成形方法としては、■あらかじめ完成後のプリフ
ォームの形にした型枠を用いて、加圧・脱水する方法、
■大きな型枠を用いて加圧・脱水したウィスカケーキか
ら切断等により完成後のプリフォームの形に成形する方
法、およびO大きな型枠を用いて加圧・脱水した後、加
熱・乾燥して得られたプリフォームを切断、及び切削に
より希望するプリフォームの形に成形する方法等がある
The above-mentioned molding methods include: ① Pressurizing and dewatering using a mold that has been shaped into a completed preform;
■ A method in which the whisker cake is pressurized and dehydrated using a large mold and then formed into the shape of the completed preform by cutting, etc.; There are methods such as cutting the obtained preform and shaping it into a desired preform shape by cutting.

これらのなかから所望のプリフォームの形によって適宜
選択することができる。
An appropriate one can be selected from these depending on the desired shape of the preform.

加圧・脱水後、型枠より取り出したウィスカケーキはそ
のまま約105℃の送風乾燥機内で乾燥する。
After pressurization and dehydration, the whisker cake is removed from the mold and dried in a blow dryer at approximately 105°C.

加圧・脱水せず、そのまま成形した場合も、同様に送風
乾燥機内で乾燥する。乾燥時間はウィスカケーキの大き
さにより適宜変化可能である。
Even if it is molded as is without pressurization or dehydration, it is similarly dried in a blow dryer. The drying time can be changed as appropriate depending on the size of the whisker cake.

得られたプリフォームは乾燥後、金属圧入用の鋳型へ移
し、そのまま予熱して熔融金属を圧入しても良い。また
必要に応じ焼結を行ない、アルミナゾルの構造水を除去
した後複合化することも可能である。
After drying, the obtained preform may be transferred to a mold for metal press-fitting, preheated as it is, and molten metal may be press-fitted therein. It is also possible to perform sintering if necessary to remove structural water from the alumina sol and then form a composite.

以下本発明を実施例により説明する。The present invention will be explained below with reference to Examples.

実施例1〜4 アルミナゾル(8産化学製、アルミナゾル200)を含
む水中にチタン酸カリウムウィスカ(チタン工業製、H
T−200)を投入した。これを渦流型撹拌機で十分に
分散してウィスカスラリーを得た。この時の固形分配合
は重量%で表−1の様であった。
Examples 1 to 4 Potassium titanate whiskers (manufactured by Titan Kogyo, H
T-200) was added. This was sufficiently dispersed using a vortex stirrer to obtain a whisker slurry. The solid proportions at this time were as shown in Table 1 in weight percent.

表−1 得られたウィスカスラリーは30cp(B型粘度)であ
り、pHは5であった。このウィスカスラリーに8%ア
ンモニア水を滴下してスラリーのpHを8に調整したと
ころスラリーは1000cp(B型精度)となった。こ
のスラリーを第1図に示すような底部に金網2(200
メツシユ)を有する円筒状濾過装置(φ= 8cm5h
 = 10cm)内に、底面よりの高さ50mmになる
まで入れた。装置本体3は第2図に示すように、厚手濾
紙4を重ねた上に設置した。スラリー上部には第2図に
示したように濾過装置本体3の底部に使用した金網と同
一の金網2′ (φ=8cm)を切り取りのせた。さら
にこの金網の上に打ち抜いた厚手濾紙4′ (φ=8a
m)を10枚重ねた。この濾紙の上より、プランジャー
5により加圧し、脱水、濾過を行った。加圧前のスラリ
ーの厚さをaとし、加圧後の厚さをbとしたときのa 
/ bを「圧縮比」と定めた。この圧縮比を1.7とし
たものを実施例1とした。以下、圧縮比を2.5.3.
4としたものをそれぞれ実施例2及び3とした。
Table 1 The obtained whisker slurry had a viscosity of 30 cp (type B viscosity) and a pH of 5. When 8% ammonia water was added dropwise to this whisker slurry to adjust the pH of the slurry to 8, the slurry became 1000 cp (B type accuracy). Spread this slurry on a wire mesh 2 (200 mm) at the bottom as shown in Figure 1.
Cylindrical filtration device (φ=8cm5h
= 10 cm) until it reached a height of 50 mm from the bottom. As shown in FIG. 2, the apparatus main body 3 was placed on top of thick filter papers 4. As shown in FIG. 2, a wire mesh 2' (φ=8 cm), which was the same as the wire mesh used at the bottom of the filter main body 3, was cut out and placed on top of the slurry. Furthermore, thick filter paper 4' (φ=8a) punched out on top of this wire mesh
10 sheets of m) were stacked. Pressure was applied from above the filter paper using a plunger 5 to perform dehydration and filtration. a when the thickness of the slurry before pressurization is a and the thickness after pressurization is b
/b was defined as the "compression ratio". Example 1 was obtained by setting this compression ratio to 1.7. Below, the compression ratio is 2.5.3.
4 were designated as Examples 2 and 3, respectively.

ウィスカスラリーの配合を表−2のように変更し、かつ
圧縮比を1.9としたものを実施例−4とした。
Example 4 was prepared by changing the composition of the whisker slurry as shown in Table 2 and setting the compression ratio to 1.9.

表−2 濾過装置より取り出したウィスカケーキを、105℃の
送風乾燥機内で乾燥し、プリフォームを得た。
Table 2 The whisker cake taken out from the filtration device was dried in a blow dryer at 105°C to obtain a preform.

比較例1 実施例−1のアンモニア水によるpH:A整を行なわず
にそのま′>濾過、乾燥しプリフォームを得た。
Comparative Example 1 A preform was obtained by filtration and drying without performing the pH:A adjustment using aqueous ammonia as in Example 1.

比較例2 比較例−1からさらにアルミナゾルを除き同様に処理し
てプリフォームを得た。
Comparative Example 2 A preform was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the alumina sol was removed.

実施例1〜4、比較例1及び2で得られたプリフォーム
につき強度及び密度を求めた。
The strength and density of the preforms obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were determined.

結果を表−3に、まとめて示す。The results are summarized in Table 3.

註l:得られた円柱形プリフォームの円形の中心部分の
上面、及び上面より4mm、3gg、12順、16m+
aで、夫々輪切りして、新しくできた上の面の硬さと、
その部分の密度を測定した。なお、プリフォームの強度
は、JISZ−2243のブリネル硬さ試験方法によっ
て求めた。すなわち直径lQmmの鋼球を用い、試験荷
重を4 kgfとした時のくぼみの直径を測定し、次式
により算出した値である。
Note: The top surface of the circular center part of the obtained cylindrical preform, and 4 mm from the top surface, 3gg, 12 order, 16m+
At step a, cut into rounds, and check the hardness of the newly created upper surface.
The density of that part was measured. The strength of the preform was determined by the Brinell hardness test method of JISZ-2243. That is, the diameter of the indentation was measured using a steel ball with a diameter of 1Q mm and a test load of 4 kgf, and the value was calculated using the following formula.

註2:密度は、円の中心部分のタテ、ヨコ40M1厚さ
4uの直方体の重量を測定して求めた。
Note 2: The density was determined by measuring the weight of a rectangular parallelepiped of 40 mm in length and width and 4 u in thickness at the center of the circle.

〔評 価〕〔evaluation〕

実施例1〜4ではプリフォームの輪切り各部において、
強度が十分かつ一定であることが判った。
In Examples 1 to 4, at each section of the preform,
The strength was found to be sufficient and constant.

それ故熔融金属の圧入に十分に耐えうるちのであった。Therefore, it was able to withstand the press-fitting of molten metal.

更に実施例1.2.3に示すように圧縮比を変化するこ
とにより、強度、密度の異るプリフォームを容易に作り
得ることが判明した。
Furthermore, it was found that by changing the compression ratio as shown in Example 1.2.3, preforms with different strengths and densities could be easily produced.

ちなみに圧縮比を高めるとプリフォームの強度、密度共
に高くなる傾向があった。
Incidentally, increasing the compression ratio tended to increase both the strength and density of the preform.

また分散スラリーの濃度を高め、バインダの割合を増加
すると、低い圧縮比でも相当の強度があり、また密度も
高いプリフォームが得られた〈実施例4)。
Furthermore, by increasing the concentration of the dispersion slurry and increasing the ratio of binder, a preform with considerable strength and high density was obtained even at a low compression ratio (Example 4).

尚、一般にプリフォームの密度を高めると、複合材とし
たときのウィスカの割合が当然多くなり、複合材の強度
は向上することが認められている。
It is generally recognized that when the density of a preform is increased, the proportion of whiskers in a composite material naturally increases, and the strength of the composite material is improved.

このように本発明によればバインダ量、分散濃度、圧縮
比を適宜変化させて必要とするプリフォームを得ること
が可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a required preform by appropriately changing the binder amount, dispersion concentration, and compression ratio.

これに対し、比較例1では加熱乾燥中にバインダが表層
ヘマイグレーションするため表層部の強度のみが十分と
なり、一方向部はバインダ量が不足し、その結果強度が
低下する。加えて密度の均質性もない。このことは、熔
融金属の圧入によりプリフォームが変形し、不均一で、
強度のない複合材しか得られないことを意味する。加う
るにウィスカスラリーの粘度が低く、流動性が大きすぎ
るため、圧縮比が大きくとれず、プリフォームの成形範
囲も狭くなる傾向がある。
On the other hand, in Comparative Example 1, the binder migrates to the surface layer during heat drying, so that only the strength of the surface layer portion is sufficient, and the amount of binder is insufficient in the one direction portion, resulting in a decrease in strength. In addition, there is no uniformity in density. This means that the preform is deformed by press-fitting the molten metal, making it uneven and
This means that only a composite material with no strength can be obtained. In addition, the viscosity of the whisker slurry is low and its fluidity is too high, so the compression ratio cannot be maintained high and the molding range of the preform tends to be narrow.

次に比較例2について見るに、得られるプリフォームの
密度は一応均一であるが、バインダが含まれていないた
め非常にもろく、プリフォームとしての用途に耐えない
ものであった。
Next, regarding Comparative Example 2, the density of the obtained preform was somewhat uniform, but since it did not contain a binder, it was very brittle and could not be used as a preform.

実施例5及び6 実質的に実施例1の方法に従がい、たゾし実施例1のチ
タン酸カリウムウィスカの代りに炭化ケイ素ウィスカ(
東海カーボン製、トーカウィスカ)を用いて分散を行な
い、ウィスカスラリーを得た。
Examples 5 and 6 Substantially the method of Example 1 was followed, but the potassium titanate whiskers of Example 1 were replaced with silicon carbide whiskers (
Dispersion was performed using Toka Whisker (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) to obtain a whisker slurry.

アンモニア水添加前のスラリーは、p15、粘度は20
0Cpであった。アンモニア水を添加してpH8に調整
すると粘度は、5000cpになった。このスラリーを
実施例1で用いた濾過装置に入れ、圧縮比をそれぞれ1
.1.3として加熱乾燥したものを夫々実施例−5,6
とした。
The slurry before adding ammonia water has a p15 and a viscosity of 20.
It was 0Cp. When the pH was adjusted to 8 by adding aqueous ammonia, the viscosity became 5000 cp. This slurry was put into the filtration device used in Example 1, and the compression ratio was set to 1.
.. Examples 5 and 6 were obtained by heating and drying as 1.3.
And so.

また実施例6のウィスカスラリーをアンモニア水による
調整を行なわずにpH5のまま圧縮比1.3で成形し、
加熱乾燥したものを比較例3とした。
In addition, the whisker slurry of Example 6 was molded at a compression ratio of 1.3 with pH 5 without adjustment with aqueous ammonia.
Comparative Example 3 was prepared by heating and drying.

実施例1と同様に、プリフォームの強度(ブリネル硬さ
)と密度を求め、それを表−4にまとめて示した。
As in Example 1, the strength (Brinell hardness) and density of the preform were determined and are summarized in Table 4.

表−4 〔評 価〕 ウィスカーとして炭化ケイ素を用いても実施例5及び6
に示すように、各部の強度が十分、かつ一定であり、密
度も一定である、プリフォームが得られた。
Table 4 [Evaluation] Examples 5 and 6 even when silicon carbide was used as the whisker.
As shown in Figure 2, a preform was obtained in which the strength of each part was sufficient and constant, and the density was also constant.

一方、比較例3では加熱乾燥中に、バインダが表層ヘマ
イグレーションし、表層部の強度のみが一応条件を満足
し、内部はバインダが不足して弱くなるという欠点が見
られた。勿論密度の均質性も認められず、それ故、複合
材用プリフォームに適さないものであった。
On the other hand, in Comparative Example 3, the binder migrated to the surface layer during heating and drying, and only the strength of the surface layer satisfied the conditions, while the inside became weak due to lack of binder. Of course, no uniformity in density was observed, and therefore it was not suitable for use as a preform for composite materials.

(発明の効果) 本発明ではウィスカスラリーを塩基性に調整するため、
バインダのアルミナゾルが増粘し、加熱乾燥を行なって
もマイグレーションすることがなく、全体として均一な
強度及び密度のプリフォームが得られるという特長があ
る。
(Effect of the invention) In the present invention, in order to adjust the whisker slurry to basicity,
The alumina sol of the binder increases in viscosity and does not migrate even when heated and dried, making it possible to obtain a preform with uniform strength and density as a whole.

またプリフォームの強度、密度をバインダー量、圧縮比
等を変化することにより容易に行なえるという特長を有
している。
It also has the advantage that the strength and density of the preform can be easily adjusted by changing the amount of binder, compression ratio, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は、スラリーの加圧、濾過によるウィ
スカケーキの製造装置の一具体例を示すものである。 第1図 第2図
FIGS. 1 and 2 show a specific example of an apparatus for producing whisker cake by pressurizing and filtering slurry. Figure 1 Figure 2

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ウィスカ及びアルミナゾルを含む分散スラリーを
塩基性に調整し、そのままあるいは圧縮して脱水し、加
熱乾燥してプリフォームとすることを特徴とするウィス
カプリフォームの製造方法。
(1) A method for producing a whisker preform, which comprises adjusting a dispersed slurry containing whiskers and alumina sol to basicity, dehydrating it as it is or compressing it, and heating and drying it to obtain a preform.
(2)分散スラリー中に於けるウィスカの濃度は、10
〜50wt%(ウィスカの固形分換算)である請求項(
1)記載のウィスカプリフォームの製造方法。
(2) The concentration of whiskers in the dispersed slurry is 10
~50 wt% (in terms of whisker solid content)
1) The method for producing the whisker preform described above.
(3)アルミナの含有量はウィスカ固形分の1〜50w
t%である請求項(1)記載のウィスカプリフォームの
製造方法。
(3) Alumina content is 1 to 50w of whisker solid content
The method for producing a whisker preform according to claim 1, wherein the whisker preform is t%.
(4)塩基性の調整は、pH7.5〜11である請求項
(1)記載のウィスカプリフォームの製造方法。
(4) The method for producing a whisker preform according to claim (1), wherein the basicity is adjusted to a pH of 7.5 to 11.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012078403A (en) * 2010-09-30 2012-04-19 Brother Ind Ltd Toner block
JP2012078404A (en) * 2010-09-30 2012-04-19 Brother Ind Ltd Toner block
JP2012078401A (en) * 2010-09-30 2012-04-19 Brother Ind Ltd Manufacturing method of toner block
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