JPH01279719A - Manufacture of metal-based composite material - Google Patents

Manufacture of metal-based composite material

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JPH01279719A
JPH01279719A JP10817188A JP10817188A JPH01279719A JP H01279719 A JPH01279719 A JP H01279719A JP 10817188 A JP10817188 A JP 10817188A JP 10817188 A JP10817188 A JP 10817188A JP H01279719 A JPH01279719 A JP H01279719A
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metal
molded body
fine pieces
fine
molten
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Application number
JP10817188A
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Japanese (ja)
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Masahiro Kubo
雅洋 久保
Tetsuya Suganuma
菅沼 徹哉
Takashi Morikawa
隆 森川
Atsuo Tanaka
淳夫 田中
Yoshiaki Kajikawa
義明 梶川
Tetsuya Gakumi
額見 哲也
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

PURPOSE:To easily manufacture the title material without pressurizing the molten metal of Al, Mg or the like by regulating inorganic fiber, whisker, grains, etc., except metals as a reinforcing material and immersing a molded body constituted of the fine pieces of specific metals, metal oxide and metal fluoride into the above molten metal. CONSTITUTION:An inorganic material except metals such as Al2O3 short fiber, SiC whisker and Si3N4 grains is regulated as a reinforcing material 10. A molded body 10 constituted of the fine pieces 13 of Ni, Fe, Co, Cr, Mn, Cu, Ag, Si, Mg, Al, Zn, Pb, Ti and Nb and the alloys consisting essentially of the above metals, with the ratio of >=1% for the reinforcing material 10, and the fine pieces 14 of the oxide such as Al2O3, ZrO2, Fe2O3, CeO2, TiO2, SnO, Cr2O3 and SiO2, with the ratio of >=1% for the material 10, and the fine pieces 15 of metal fluoride contg. alkaline metals, alkaline-earth metals and rare-earth metals, with the ratio of >=0.02% for the material 10, is immersed into the molten metal 18 of Al, Mg and their alloys. The molten metal of the Al alloy penetrates into the molded body 10 and is solidified, by which the metal-based reinforcing composite material contg. Al alloy, etc., as a matrix can easily be manufactured without pressurizing the molten metal 18.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複合材料に係り、更に詳細にはセラミック繊
維の如き金属以外の無機質の繊維等を強化材とし、アル
ミニウム合金等をマトリックスとする金属基複合材料の
製造方法に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a composite material, and more particularly, a composite material made of a metal base material having a reinforcing material such as an inorganic fiber other than a metal such as a ceramic fiber, and a matrix of an aluminum alloy or the like. Relating to a method for manufacturing composite materials.

従来の技術及び発明が解決しようとする課題例えば日本
軽金属学会の主催により昭和60年7月15〜16日に
熱海布に於て開催された第3回金属成形セミナーに於て
頒布された「アルミニウム複合材料(FRM)の成形」
と題する小冊子に記載されている如く、強化繊維が連続
繊維である繊維強化金属複合材料の製造方法として、■
拡散接合法、■プラズマ・スプレィ法、■気相析出法、
■溶融浸透法、■?ll!着法(めっき法)等があり、
強化繊維が不連続繊維である繊維強化金属複合材料の製
造方法として、■粉末冶金法、■コンポキャスティング
法、■溶湯鍛造法、■半溶巖加工法、■HIP法等があ
ることが知られている。
Problems to be solved by conventional techniques and inventions For example, the "Aluminum "Forming of composite materials (FRM)"
As described in the booklet entitled, ■
Diffusion bonding method, ■Plasma spray method, ■Vapor phase deposition method,
■Melt infiltration method, ■? ll! There are various methods such as plating method, etc.
It is known that methods for manufacturing fiber-reinforced metal composite materials in which the reinforcing fibers are discontinuous fibers include ■powder metallurgy, ■compocasting, ■molten metal forging, ■semi-molten processing, and ■HIP. ing.

特に強化繊維が不連続繊維である場合には、上述の他の
方法に比して量産性等に優れていることから、主として
上述の■の溶湯鍛造法(高圧鋳造法)が従来より一般に
採用されている。しかし溶湯鍛造法に於ては、マトリッ
クス金属の溶湯を非常に高い圧力に加圧する必要があり
、従って製造設備が大規模なものとなり、そのため複合
材料の製造が高コストになり、このことが複合材料の実
用化に対する一つの大きな阻害要因となっている。
Especially when the reinforcing fibers are discontinuous fibers, the molten metal forging method (high-pressure casting method) mentioned above has been generally adopted since it is superior in mass production compared to the other methods mentioned above. has been done. However, in the molten metal forging method, the molten matrix metal must be pressurized to very high pressures, which requires large-scale production equipment, which makes the production of composite materials expensive; This is one of the major impediments to the practical application of the material.

かくして強化繊維が短繊維である場合に於ける複合材料
の製造に於ては、マトリックス金属の溶湯に対する必要
加圧力を低減し、更には加圧を省略することが要請され
ており、このことを実現するためには強化繊維とマトリ
ックス金属の溶湯との濡れ性を大幅に改善することが必
要である。
Thus, in the production of composite materials when the reinforcing fibers are short fibers, there is a need to reduce the necessary pressure on the molten matrix metal, and even to omit the pressure. In order to achieve this, it is necessary to significantly improve the wettability between the reinforcing fibers and the molten matrix metal.

かかる要請に鑑み、例えば特開昭61−295344号
公報には、マトリックス金属として特殊な元素が添加さ
れたアルミニウム合金を使用することが提案されている
。しかしマトリックス金属に特殊な元素を添加するだけ
では十分な濡れ性を確保することができず、またマトリ
ックス金属の組成が特定のものに限定されてしまうとい
う問題がある。
In view of this demand, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-295344 proposes the use of an aluminum alloy to which a special element is added as a matrix metal. However, there is a problem in that sufficient wettability cannot be ensured simply by adding a special element to the matrix metal, and the composition of the matrix metal is limited to a specific one.

また強化繊維が連続繊維である場合についてマトリック
ス金属の溶湯に対する繊維の濡れ性を改善するための種
々の方法が従来より提案されており、例えば特開昭49
−42504号公報には繊維の表面に金属粉末を塗布し
、これにより濡れ性を改善する方法が記載されており、
特開昭50−109904号、特開昭52−28433
号、特開昭53−38791号、特開昭57−1690
36号、特開昭57−169037号の各公報には繊維
の表面に金属を被覆し、これにより濡れ性を改善する方
法が記載されている。
Furthermore, in the case where the reinforcing fibers are continuous fibers, various methods have been proposed to improve the wettability of the fibers with respect to the molten metal of the matrix metal.
Publication No. 42504 describes a method of applying metal powder to the surface of fibers to improve wettability.
JP-A-50-109904, JP-A-52-28433
No., JP-A-53-38791, JP-A-57-1690
No. 36 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-169037 describe a method of coating the surface of fibers with a metal to thereby improve wettability.

これらの公報に記載されている如く、強化繊維が連続繊
維である場合には、一般に繊維が一方向に配向されるの
で、毛細管現象によって個々の連続繊維の間にマトリッ
クス金属の溶湯が浸透し、従って上述の如き方法によれ
ば繊維とマトリックス金属の溶湯との間の濡れ性を向上
させることができる。
As described in these publications, when the reinforcing fibers are continuous fibers, the fibers are generally oriented in one direction, so the molten matrix metal penetrates between the individual continuous fibers due to capillary action. Accordingly, the above method can improve the wettability between the fibers and the molten matrix metal.

しかし強化繊維が短繊維やウィスカである場合には、そ
れらが不連続なものであるため毛細管現象によるマトリ
ックス金属の溶湯の浸透を期待することができず、従っ
て例えば特開昭59−205464号公報に記載されて
いる如く、連続繊維について濡れ性を向上させる手段と
して知られている方法を只単に短繊維やウィスカに適用
しただけではそれらの濡れ性を十分に向上させることは
できない。また強化繊維が短繊維やウィスカである場合
には、これらの金属を多量に被覆したり金属粉末を多量
に塗布することが困難であり、また非常に高コストであ
る。これらの問題は米国特許第4,376.803号及
び同第4,569,886号公報に記載されている如く
繊維の表面を金属酸化物にて被覆する場合も同様である
However, when the reinforcing fibers are short fibers or whiskers, since they are discontinuous, penetration of the molten matrix metal by capillary action cannot be expected. As described in , simply applying methods known to improve the wettability of continuous fibers to short fibers and whiskers cannot sufficiently improve their wettability. Further, when the reinforcing fibers are short fibers or whiskers, it is difficult to cover them with a large amount of metal or apply a large amount of metal powder, and the cost is extremely high. These problems also occur when the surface of the fiber is coated with a metal oxide as described in US Pat. No. 4,376.803 and US Pat. No. 4,569,886.

また本願出願人と同一の出願人の出願にかかる特開昭5
7−31466号公報や特開昭62−67133号公報
に記載されている如く、強化材成形体を所定の温度に予
熱し、しかる後成形体中にマトリックス金属の溶湯を加
圧浸透させる方法が知られている。かかる方法によれば
、強化材自身が成る温度に加熱されることによってマト
リックス金属の溶湯との濡れ性が向上し、成形体が予熱
されない場合に比してマトリックス金属の溶湯の浸透性
が向上する。しかしこれらの方法に於ては成形体を予熱
することが必須であり、またそのための特別の手段が必
要であり、従ってこれらの方法によっても複合材料の製
造を能率化し低コスト化することに限界がある。
In addition, Japanese Patent Application Laid-open No. 5
As described in Japanese Patent Application Laid-open No. 7-31466 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-67133, there is a method in which a reinforcing material molded body is preheated to a predetermined temperature, and then a molten matrix metal is infiltrated into the molded body under pressure. Are known. According to this method, the wettability of the matrix metal with the molten metal is improved by heating the reinforcing material itself to a temperature at which the reinforcing material itself is heated, and the permeability of the matrix metal with the molten metal is improved compared to the case where the molded body is not preheated. . However, in these methods, it is essential to preheat the molded body, and special means are required for that purpose, so these methods also have limitations in streamlining and reducing the cost of manufacturing composite materials. There is.

また本願出願人と同一の出願人の出願にかかる特開昭6
1−165265号公報に記載されている如く、強化材
の成形体中に含まれる金属酸化物とマトリックス金属中
の成る特定の金属元素との間に於ける酸化還元反応を利
用して強化材成形体中へのマトリックス金属の溶湯の浸
透性を向上させる方法が知られている。しかしこの方法
に於ては互いに酸化還元反応する元素が成る程度制限さ
れるため、任意の組成の金属をマトリックス金属とする
複合材料を製造することができないという問題がある。
In addition, Japanese Patent Application Laid-open No. 6, filed by the same applicant as the applicant
As described in Japanese Patent Application No. 1-165265, the reinforcing material is formed by utilizing the oxidation-reduction reaction between the metal oxide contained in the molded material of the reinforcing material and the specific metal element in the matrix metal. Methods are known to improve the permeability of molten matrix metal into the body. However, this method has a problem in that it is not possible to produce a composite material in which the matrix metal is a metal of an arbitrary composition because the elements that undergo redox reactions with each other are limited.

更に上述の何れの従来の方法に於ても、マトリックス金
属の溶湯を成る比較的高い圧力に加圧することが必須で
あり、従ってこれら従来の方法によってはマトリックス
金属の溶湯に対する加圧を省略したり、加圧に必要な鋳
型等の使用を省略して能率よく低置に複合材料を製造す
ることはできず、また鋳造毎に鋳型内の成形体以外の領
域に於て比較的多量のマトリックス金属が凝固すること
が避けられないため、歩留りを向上させることができな
いという問題がある。
Furthermore, in any of the above-mentioned conventional methods, it is essential to pressurize the molten matrix metal to a relatively high pressure, and therefore, depending on these conventional methods, pressurization of the molten matrix metal may be omitted or However, it is not possible to efficiently manufacture composite materials at a low location by omitting the use of molds, etc. required for pressurization, and a relatively large amount of matrix metal is produced in areas other than the molded body in the mold during each casting. There is a problem in that the yield cannot be improved because it is inevitable that the particles will solidify.

また特表昭59−500973号公報及び1985年4
月に出版されたJornal orMaterials
 5clence Lettersには、強化繊維の成
形体をフッ素含有試薬で前処理し、その成形体にマトリ
ックス金属の溶湯を含浸させる複合材料の製造方法が記
載されている。しかしこの方法に於ては、強化繊維が炭
素又は炭化物を主成分とし若しくは炭素又は炭化物で表
面被覆された強化繊維に限定され、またマトリックス金
属の溶湯を含浸させる前に処理後の成形体を予熱するこ
とが必要であるという問題がある。
Also, Special Publication No. 59-500973 and April 1985
Journal or Materials published in month
5clence Letters describes a method for producing a composite material in which a reinforcing fiber molded body is pretreated with a fluorine-containing reagent and the molded body is impregnated with a molten matrix metal. However, in this method, the reinforcing fibers are limited to those whose main component is carbon or carbide, or whose surface is coated with carbon or carbide, and the processed molded body must be preheated before being impregnated with the molten matrix metal. The problem is that it is necessary to do so.

本願発明者等は、従来の複合材料の製造方法に於ける上
述の如き問題に鑑み、種々の実験的研究を行った結果、
金属以外の無機質の強化材の成形体中に金属酸化物の微
細片、金属酸化物の微細片、及び金属フッ化物の微細片
を混入することにより、上述の如き種々の問題を解決し
得ることを見出した。
In view of the above-mentioned problems in conventional composite material manufacturing methods, the inventors of the present application have conducted various experimental studies, and have found that:
The various problems described above can be solved by mixing fine pieces of metal oxide, fine pieces of metal oxide, and fine pieces of metal fluoride into a molded body of an inorganic reinforcing material other than metal. I found out.

本発明は本願発明者等が行った種々の実験的研究の結果
得られた知見に基き、マトリックス金属の溶湯を加圧し
なくてもマトリックス金属が個々の強化材の間に良好に
充填された複合材料を能率よく低廉に製造することので
きる方法を提供することを目的としている。
The present invention is based on the knowledge obtained as a result of various experimental studies conducted by the inventors of the present invention, and is based on the knowledge obtained as a result of various experimental studies conducted by the inventors of the present invention. The purpose is to provide a method that can efficiently and inexpensively manufacture materials.

また本発明は、マトリックス金属の溶湯を加圧するため
の鋳型や所定の形状の複合材料を製造するための鋳型を
用いることなく、実質的に所定の形状及び寸法の複合材
料を非常に能率よく且装置に非常に高い歩留りにて製造
することのできる方法を提供することを目的としている
Furthermore, the present invention can produce a composite material having a substantially predetermined shape and size very efficiently and without using a mold for pressurizing a molten matrix metal or a mold for manufacturing a composite material having a predetermined shape. The objective is to provide a method that allows devices to be manufactured with very high yields.

課題を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、金属以外の無機質
の強化材と、金属の微細片と、金属酸化物の微細片と、
金属フッ化物の微細片とを含む成形体を形成し、前記成
形体の少くとも一部をAl、Mg、A1合金、及びMg
合金よりなる群より選択されたマトリックス金属の溶湯
に接触させ、前記溶湯を実質的に加圧することなく前記
成形体中に浸透させる金属基複合材料の製造方法によっ
て達成される。
Means for Solving the Problems According to the present invention, an inorganic reinforcing material other than metal, fine pieces of metal, fine pieces of metal oxide,
a molded body containing fine pieces of metal fluoride, and at least a part of the molded body is made of Al, Mg, A1 alloy, and Mg.
This is achieved by a method for producing a metal matrix composite material, in which the metal matrix composite material is brought into contact with a molten metal of a matrix metal selected from the group consisting of alloys, and the molten metal is infiltrated into the molded body without substantially applying pressure.

発明の作用及び効果 本発明の方法によれば、金属以外の無機質の強化材と金
属の微細片と金属酸化物の微細片と金属フッ化物の微細
片とを含む成形体が形成され、その成形体の少くとも一
部がマトリックス金属の溶湯と接触せしめられる。金属
フッ化物はマトリックス金属の溶湯の酸化膜を除去して
強化材に対する溶湯の濡れを改善し、また金属の微細片
の表面の酸化膜を除去して溶湯と金属の微細片との濡れ
を改善し、また金属の微細片の表面の酸化膜を除去して
溶湯と金属の微細片との濡れを改善し、溶湯は金属の微
細片を伝って成形体中へ浸透する。
Effects and Effects of the Invention According to the method of the present invention, a molded body containing an inorganic reinforcing material other than metal, fine pieces of metal, fine pieces of metal oxide, and fine pieces of metal fluoride is formed, and the molding At least a portion of the body is brought into contact with a molten matrix metal. Metal fluoride removes the oxide film of the molten matrix metal to improve the wetting of the molten metal to the reinforcing material, and also removes the oxide film on the surface of the fine metal pieces to improve the wetting of the molten metal to the fine metal pieces. In addition, the oxide film on the surface of the fine metal pieces is removed to improve wetting between the molten metal and the fine metal pieces, and the molten metal permeates into the compact through the fine metal pieces.

また金属フッ化物の一部は金属酸化物の一部と反応し、
てこれを活性化する。
Also, some of the metal fluorides react with some of the metal oxides,
Activate this.

かくして活性化されたマトリックス金属の溶湯及び金属
酸化物の微細片は互いに反応することによって発熱し、
その熱によって溶湯及び強化材が加熱され、これにより
溶湯の成形体中への浸透性及び強化材の濡れ性が向上さ
れ、これによりマトリックス金属の溶湯が成形体全体に
良好に浸透して行く。
The thus activated molten matrix metal and the fine pieces of metal oxide react with each other to generate heat.
The heat heats the molten metal and the reinforcing material, thereby improving the permeability of the molten metal into the molded body and the wettability of the reinforcing material, thereby allowing the molten metal of the matrix metal to satisfactorily permeate throughout the molded body.

従って本発明の方法によれば、マトリックス金属の溶湯
を加圧したり強化材を予熱しなくても、従ってマトリッ
クス金属の溶湯を加圧したり強化材を予熱するための大
川りな設備を要することなく、マトリックス金属が個々
の強化材の間に良好に充填された複合材料を従来の方法
に比して能率よく低廉に製造することができる。
Therefore, according to the method of the present invention, there is no need to pressurize the molten matrix metal or preheat the reinforcing material, and therefore, there is no need for extensive equipment for pressurizing the molten matrix metal or preheat the reinforcing material. Composite materials in which matrix metal is well filled between individual reinforcing materials can be produced more efficiently and at lower cost than conventional methods.

また本発明の方法によれば、上述の如くマトリックス金
属の溶湯及び金属酸化物の微細片が金属フッ化物によっ
て活性化されるので、金属酸化物が本願出願人と同一の
出願人の出願にかかる特願昭63−     号及び特
願昭63−号に記載されている如き特定の金属の酸化物
に限定されることもない。
Further, according to the method of the present invention, as described above, the molten metal of the matrix metal and the fine pieces of the metal oxide are activated by the metal fluoride, so that the metal oxide is It is not limited to specific metal oxides as described in Japanese Patent Application No. 1983 and Japanese Patent Application No. 1983.

また本発明の方法によれば、上述の如くマトリックス金
属の溶湯が良好に成形体中へ浸透して行くので、強化材
と金属酸化物の微細片と金属フッ化物の微細片とを含む
成形体を所定の形状及び寸法にて形成し、その一部をマ
トリックス金属の溶湯に接触させれば、成形体全体にマ
トリックス金属の溶湯が過不足なく迅速に浸透し、これ
により実質的に所定の形状及び寸法の複合材料が形成さ
れる。従ってマトリックス金属の溶湯を加圧したり所定
の製品形状を郭定するための鋳型を要し、また鋳型内の
複合材料以外の部分にて多量のマトリックス金属が凝固
することが避けられない従来の溶湯鍛造法等に比して、
非常に高い歩留りにて実質的に所定の形状及び寸法の複
合材料を能率よく低置に製造することができる。
Furthermore, according to the method of the present invention, as described above, the molten metal of the matrix metal satisfactorily penetrates into the molded body, so that the molded body containing the reinforcing material, fine pieces of metal oxide, and fine pieces of metal fluoride can be formed. If a part of the molded body is formed into a predetermined shape and size and a part of it is brought into contact with the molten matrix metal, the molten matrix metal will quickly permeate the entire molded body in just the right amount, thereby substantially forming the predetermined shape. A composite material of and dimensions is formed. Therefore, a mold is required to pressurize the molten matrix metal and define a predetermined product shape, and a large amount of the matrix metal inevitably solidifies in parts of the mold other than the composite material. Compared to forging method etc.
Composite materials of substantially predetermined shapes and dimensions can be produced efficiently and at low levels with very high yields.

本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、成形
体中に金属の微細片、金属酸化物の微細片及び金属フッ
化物の微細片が含まれていれば、マトリックス金属の溶
湯の成形体中への浸透性を向上させることができるが、
強化材に対する金属の微細片の重量比が1%以上であり
、強化材に対する金属酸化物の微細片の重量比が1%以
上であり、強化材に対する金属フッ化物の微細片の重量
比が0.02%以上である場合にマトリックス金属の溶
湯を成形体中へ良好に浸透させることができる。従って
本発明の一つの詳細な特徴によれば、成形体中の金属の
微細片の量は強化材に対する重量比で見て1%以上に設
定され、成形体中の金属酸化物の微細片の量は強化材に
対する重量比で見て1%以上に設定され、成形体中の金
属フッ化物の微細片の量は強化材に対する重量比で見て
0゜02%以上に設定される。
According to the results of experimental research conducted by the inventors of the present application, if a molded body contains fine metal pieces, metal oxide fine pieces, and metal fluoride fine pieces, the molten metal of the matrix metal Although it can improve the permeability into the molded object,
The weight ratio of the fine pieces of metal to the reinforcing material is 1% or more, the weight ratio of the fine pieces of metal oxide to the reinforcing material is 1% or more, and the weight ratio of the fine pieces of metal fluoride to the reinforcing material is 0. When the content is .02% or more, the molten metal of the matrix metal can satisfactorily penetrate into the molded body. According to one detailed feature of the invention, therefore, the amount of metal fines in the compact is set at 1% or more by weight relative to the reinforcing material, and The amount is set to 1% or more in terms of weight ratio to the reinforcing material, and the amount of metal fluoride fine particles in the molded body is set to 0.02% or more in terms of weight ratio to the reinforcing material.

また本発明の方法に於ては、金属フッ化物は任意の金属
元素のフッ化物であってよいが、例えばに2 ZrF6
 、K2 TiF6 、KAlF4 、K3AlF6 
、K2 AlF3  ・H20、Cs A I F 4
、CsAlF3  ・H20の如く、アルカリ金属、ア
ルカリ土類金属、希土類金属の如き電気的に正の元素と
結合したTi、Zr5HfSV、Nb5Taの如き遷移
金属又はA1を含むフッ化物であることが好ましい。従
って本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、金属フッ
化物は電気的に正の金属元素と結合した遷移金属又はA
Iを含むフッ化物である。
Further, in the method of the present invention, the metal fluoride may be a fluoride of any metal element, but for example, 2 ZrF6
, K2TiF6 , KAlF4 , K3AlF6
, K2 AlF3 ・H20, Cs AIF 4
, CsAlF3 .H20, a fluoride containing Ti, a transition metal such as Zr5HfSV, Nb5Ta, or A1 combined with an electrically positive element such as an alkali metal, an alkaline earth metal, or a rare earth metal. According to another detailed feature of the invention, therefore, the metal fluoride is a transition metal or A in combination with an electrically positive metal element.
It is a fluoride containing I.

また本発明の方法に於ては、金属の微細片は任意の金属
よりなるものであってよいが、特にNi1Fex 00
% Cr、Mn5Cu、Ag5St、Mg、Al% Z
n、Sns Pbs TtSNbs又はこれらを主成分
とする合金よりなるものであることが好ましい。従って
本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、金属の微細片
はNi、Fe5Co。
Further, in the method of the present invention, the metal fine pieces may be made of any metal, but in particular Ni1Fex 00
%Cr, Mn5Cu, Ag5St, Mg, Al% Z
It is preferable that the material is made of n, Sns, Pbs, TtSNbs, or an alloy containing these as main components. According to another detailed feature of the invention, therefore, the metal particles are Ni, Fe5Co.

Cr、Mn、Cu、Ag、S is Mg、A 1% 
Zn % Sn s P b s T t % N b
 s及びこれらを主成分とする合金よりなる群より選択
された金属の微細片である。
Cr, Mn, Cu, Ag, S is Mg, A 1%
Zn % Sn s P b s T t % N b
These are fine pieces of metal selected from the group consisting of s and alloys containing these as main components.

また本発明の方法に於ては、強化材の形態は任意の形態
のものであってよいが、本発明の方法は強化材が長繊維
の場合よりも短繊維、ウィスカ、粒子、又はそれらの混
合物である場合に特に有用である。従って本発明の更に
他の一つの詳細な特徴によれば、強化材は短繊維、ウィ
スカ、粒子、及びそれらの混合物よりなる群より選択さ
れる。
Further, in the method of the present invention, the reinforcing material may be in any form, but the method of the present invention uses short fibers, whiskers, particles, or their like, rather than the case where the reinforcing material is long fibers. This is particularly useful when the mixture is a mixture. According to yet another detailed feature of the invention, therefore, the reinforcing material is selected from the group consisting of short fibers, whiskers, particles and mixtures thereof.

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
成形体中の強化材、金属の微細片、金属酸化物の微細片
、及び金属フッ化物の微細片の合計の体積率が低過ぎて
も逆に高過ぎてもマトリックス金属の溶湯を成形体中に
良好に浸透させることが困難になる。従って本発明の更
に他の一つの詳細な特徴によれば、成形体中の強化材、
金属の微細片、金属酸化物の微細片、及び金属フッ化物
の微細片の合計の体積率は4〜90%、好ましくは5〜
85%に設定される。
Also, according to the results of experimental research conducted by the inventors of the present application,
Even if the total volume fraction of reinforcing material, fine metal pieces, fine metal oxide pieces, and fine metal fluoride pieces in the molded body is too low or too high, the molten metal of the matrix metal cannot be mixed into the molded body. It becomes difficult to penetrate well. According to yet another detailed feature of the invention, the reinforcing material in the molded body,
The total volume fraction of fine metal pieces, metal oxide fine pieces, and metal fluoride fine pieces is 4 to 90%, preferably 5 to 90%.
It is set to 85%.

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
成形体中に含まれる金属の微細片、金属酸化物の微細片
及び金属フッ化物の微細片の体積率が高い値であっても
マトリックス金属の溶湯を成形体中に良好に浸透させる
ことができるが、これらの量が多くなればなる程強化材
の体積率が相対的に低下し、またそれらの種類によって
はマトリックス金属の組成が大きく変化することになる
Also, according to the results of experimental research conducted by the inventors of the present application,
Even if the volume fraction of fine metal pieces, metal oxide fine pieces, and metal fluoride fine pieces contained in the molded body is high, the molten metal of the matrix metal can be well penetrated into the molded body. However, as the amount of these increases, the volume fraction of the reinforcing material decreases relatively, and depending on the type of reinforcing material, the composition of the matrix metal changes greatly.

従って本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、成
形体中の金属の微細片の体積率は好ましくは85%以下
に設定され、成形体中の金属酸化物の微細片の体積率は
45%以下、好ましくは40%以下に設定され、金属フ
ッ化物の微細片の体積率は30%以下、好ましくは20
%以下に設定される。
Therefore, according to yet another detailed feature of the present invention, the volume fraction of the metal fine pieces in the molded body is preferably set to 85% or less, and the volume fraction of the metal oxide fine pieces in the molded body is preferably set to 85% or less. is set to 45% or less, preferably 40% or less, and the volume fraction of metal fluoride fine pieces is set to 30% or less, preferably 20% or less.
% or less.

また本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、成形
体は所定の形状及び寸法を有し、その−部のみがマトリ
ックス金属の溶湯に浸漬される。
According to yet another detailed feature of the invention, the molded body has a predetermined shape and dimensions, and only a portion thereof is immersed in the molten metal of the matrix metal.

かかる方法によれば、マトリックス金属の溶湯を加圧し
たり所定の製品形状を郭定するための鋳型等を使用する
ことなく、所定の形状及び寸法の複合材料を非常に高い
歩留りにて能率よく且装置に製造することができる。
According to this method, a composite material of a predetermined shape and size can be efficiently produced at a very high yield without pressurizing a molten matrix metal or using a mold to define a predetermined product shape. It can be manufactured into a device.

尚本発明の方法に於ては、成形体の予熱は不要であるが
、強化材及び金属酸化物の微細片の濡れ性を向上させる
べく成形体を予熱する場合には、その温度は従来より採
用されている温度よりも低いことが好ましい。また本発
明に於ける金属の微細片、金属酸化物の微細片及び金属
フッ化物の微細片の形態は短繊維、ウィスカ、粉末の如
き任意の形態のものであってよい。
In the method of the present invention, it is not necessary to preheat the molded body, but when preheating the molded body to improve the wettability of the reinforcing material and fine pieces of metal oxide, the temperature is lower than that of the conventional method. Preferably, the temperature is lower than that employed. Further, the fine metal pieces, metal oxide fine pieces, and metal fluoride fine pieces in the present invention may be in any form such as short fibers, whiskers, or powder.

また本願出願人により本願と同日付にて出願された特願
昭63−     号明細書には強化材の成形体に金属
フッ化物の微細片を混入する複合材料の製造方法が、ま
た特願昭63= 号及び特願昭63−     号の各明細書には強化材
の成形体に金属酸化物の微細片を混入する複合材料の製
造方法が1、また特願昭63−号及び特願昭63−  
   号の各明細書には強化材の成形体に金属酸化物の
微細片及び金属フッ化物の微細片を混入する複合材料の
製造方法が開示されている。
In addition, the specification of Japanese Patent Application No. 1983 filed by the applicant on the same date as the present application describes a method for manufacturing a composite material in which fine pieces of metal fluoride are mixed into a molded body of reinforcing material. 63= and the specifications of Japanese Patent Application No. 1983-1, there is a method for producing a composite material in which fine pieces of metal oxide are mixed into a reinforcing material molded body. 63-
Each statement in the issue discloses a method of producing a composite material that contains a microscopic piece of metal oxide and a metal fluoride in the molded body of the reinforced material.

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention will be explained in detail below by way of example embodiments with reference to the accompanying figures.

実施例1 強化材として、平均繊維径3μm1平均繊維長1■のア
ルミナ短繊維(IC1社製「サフィルRGJ、95%A
l2O3,5%S I O2) 、繊維径0,1〜コ、
0μm、繊維長50〜200 tttnの炭化ケイ素ウ
ィスカ(東海カーボン株式会社製)、平均粒径10μm
の窒化ケイ素粒子(高純度化学株式会社製)を用意し、
また金属の微細片として下記の表1に示された金属繊維
及び金属粉末を用意した。
Example 1 As a reinforcing material, short alumina fibers with an average fiber diameter of 3 μm and an average fiber length of 1 cm (“Saphir RGJ, 95% A
l2O3, 5% S I O2), fiber diameter 0.1~ko,
0 μm, fiber length 50-200 tttn silicon carbide whiskers (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.), average particle size 10 μm
Prepare silicon nitride particles (manufactured by Kojundo Kagaku Co., Ltd.),
In addition, metal fibers and metal powders shown in Table 1 below were prepared as fine metal pieces.

次いで■上記強化材と、上記金属繊維又は金属粉末と、
酸化物(A1203 、ZrO2、Fe2O3、CeO
2、TiO2,5nO1Cr203、SiC2)のゾル
(日産化学株式会社製)とを混合し、それらの混合物を
圧縮成形し、それらの成形体を乾燥させ、しかる後各成
形体を濃度13g/100ccの約90℃のに2ZrF
6水溶液中に浸漬し、該水溶液を約40℃に冷却するこ
とにより成形体中にに2ZrF6を微細に再結晶させ、
これによりの強化材と上記金属の微細片と上記金属酸化
物の微細片と上記金属フッ化物の微細片とよりなる成形
体を形成した。
Next, ■ the above-mentioned reinforcing material, the above-mentioned metal fiber or metal powder,
Oxides (A1203, ZrO2, Fe2O3, CeO
2, TiO2, 5nO1Cr203, SiC2) sol (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.), compression molding the mixture, drying the molded bodies, and then molding each molded body at a concentration of 13 g/100 cc. 2ZrF at 90℃
6. 2ZrF6 is finely recrystallized in the molded body by immersing it in an aqueous solution and cooling the aqueous solution to about 40°C,
A molded body was formed from the reinforcing material, fine pieces of the metal, fine pieces of the metal oxide, and fine pieces of the metal fluoride.

また■上記強化材と、上記金属繊維又は金属粉末と、平
均径20μm1平均長100μlのKAlF4粉末(古
河電工株式会社製)と、平均粒径1.5μmのTa20
5粉末(三井金属株式会社製)、平均粒径5μnのNb
205粉末(三井金属株式会社製)、粒径1〜2μmの
PbO粉末(高純度化学株式会社製)、平均粒径5μm
の■205粉末(高純度化学株式会社製)、平均粒径6
μmのBi2O3粉末(高純度化学株式会社製)、平均
粒径10μmのZnO粉末(高純度化学株式会社製)、
粒径1〜2μ■のM n O2粉末(高純度化学株式会
社製)、平均粒径43μmのB2O3粉末(高純度化学
株式会社製)、平均粒径3μmのM n O3粉末(日
本新金属株式会社製)、平均粒径0,55μlのW O
3粉末(日本新金属株式会社製)、平均粒径74μmの
Co3O4粉末(住友金属鉱山株式会社製)、平均粒径
1.6μlのNiO粉末(住友金属鉱山株式会社製)、
平均粒径0.05μmのMgO粉末(宇部興産株式会社
製)とをそれぞれ水中にて混合し、それらの混合物を圧
縮成形し、それらの成形体を乾燥させることにより、強
化材と上記金属の微細片と上記金属酸化物の微細片と上
記金属フッ化物の微細片とよりなる成形体を形成した。
In addition, ■ the above reinforcing material, the above metal fiber or metal powder, KAlF4 powder (manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.) with an average diameter of 20 μm and an average length of 100 μl, and Ta20 with an average particle size of 1.5 μm.
5 powder (manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd.), Nb with an average particle size of 5 μn
205 powder (manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd.), PbO powder with a particle size of 1 to 2 μm (manufactured by Kojundo Kagaku Co., Ltd.), average particle size of 5 μm
■205 powder (manufactured by Kojundo Kagaku Co., Ltd.), average particle size 6
μm Bi2O3 powder (manufactured by Kojundo Kagaku Co., Ltd.), ZnO powder (manufactured by Kojundo Kagaku Co., Ltd.) with an average particle size of 10 μm,
M n O2 powder with a particle size of 1 to 2 μm (manufactured by Kojundo Kagaku Co., Ltd.), B2O3 powder with an average particle size of 43 μm (manufactured by Kojundo Kagaku Co., Ltd.), M n O3 powder with an average particle size of 3 μm (manufactured by Japan Shinkin Metal Co., Ltd.) company), WO with an average particle size of 0.55 μl
3 powder (manufactured by Japan New Metals Co., Ltd.), Co3O4 powder with an average particle size of 74 μm (manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.), NiO powder with an average particle size of 1.6 μl (manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.),
MgO powder (manufactured by Ube Industries, Ltd.) with an average particle size of 0.05 μm is mixed in water, the mixture is compression molded, and the molded product is dried to form the reinforcing material and the fine particles of the above metal. A molded body consisting of a piece, a fine piece of the metal oxide, and a fine piece of the metal fluoride was formed.

第1図はかくして形成された成形体10の−例を示す斜
視図であり、図に於て12は強化材を、13は金属の微
細片を、14は金属酸化物の微細片を、15は金属フッ
化物の微細片を各々示している。尚この場合アルミナ短
繊維、SiCウィスカ、及びSi3N4粒子の体積率は
それぞれ7%、15%、30%であり、強化材に対する
金属の微細片の重量比は30%であり、強化材に対する
金属酸化物の微細片の重量比は1%であり、強化材に対
する金属フッ化物の重量比は0.2%であり、全体の体
積率は7,4〜51.7%であった。また各成形体は2
0X20X40ma+の寸法を有し、金属の微細片、金
属酸化物の微細片、及び金属フッ化物の微細片は成形体
中に実質的に均一に分散されていた。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of the molded body 10 thus formed, in which 12 is a reinforcing material, 13 is a metal fine piece, 14 is a metal oxide fine piece, and 15 is a metal oxide fine piece. 1 and 2 respectively indicate fine pieces of metal fluoride. In this case, the volume fractions of alumina short fibers, SiC whiskers, and Si3N4 particles are 7%, 15%, and 30%, respectively, the weight ratio of fine metal pieces to the reinforcing material is 30%, and the metal oxidation to the reinforcing material is 30%. The weight ratio of the particles of material was 1%, the weight ratio of metal fluoride to reinforcement was 0.2%, and the overall volume fraction was 7.4-51.7%. In addition, each molded body has 2
It had dimensions of 0x20x40 ma+, and the metal fines, metal oxide fines, and metal fluoride fines were substantially uniformly dispersed in the compact.

次いで第2図に示されている如く、各成形体10を予熱
することなく溶湯容器16内に配置し、該容器内に70
0℃のマトリックス金属の溶湯18を注湯し、該溶湯を
加圧することなく凝固させた。この場合マトリックス金
属としてアルミニウム合金(JIS規格AC4C)及び
マグネシウム合金(JIS規格MC−2)を使用した。
Next, as shown in FIG. 2, each molded body 10 is placed in a molten metal container 16 without preheating, and 70
A molten metal 18 of the matrix metal at 0° C. was poured, and the molten metal was solidified without applying pressure. In this case, aluminum alloy (JIS standard AC4C) and magnesium alloy (JIS standard MC-2) were used as matrix metals.

次いで上述の如く製造された各凝固体より元の成形体の
部分に形成された複合材料20を切り出し、第3図に於
て仮想線22にて示されている如く、その中央部を横断
方向に切断し、その切断面を研磨したのち実体観察及び
光学顕微鏡による観察を行うことにより、各複合材料に
ついて複合状態の良否を評価した。
Next, the composite material 20 formed in the original molded body is cut out from each of the solidified bodies produced as described above, and the central part thereof is cut in the transverse direction as shown by the imaginary line 22 in FIG. The quality of each composite material was evaluated by cutting the composite material, polishing the cut surface, and performing physical observation and observation using an optical microscope.

これらの評価の結果を強化材がアルミナ短繊維、SiC
ウィスカ、及びSi3N4粒子である場合についてそれ
ぞれ表2〜表4に示す。尚これらの表に於て、◎はマク
ロ的複合状態及びミクロ的複合状態が共に良好であるこ
とを示しており、Oはマクロ的複合状態が良好であるこ
とを示しており、Δは部分的な複合化しか達成されてい
ないことを示しており、×は全く複合化していないこと
を示している(後述の表6に於ても同じ)。
The results of these evaluations show that the reinforcing materials are alumina short fibers, SiC
The cases of whiskers and Si3N4 particles are shown in Tables 2 to 4, respectively. In these tables, ◎ indicates that both the macroscopic composite state and the microscopic composite state are good, O indicates that the macroscopic composite state is good, and Δ indicates that the macroscopic composite state is good. This indicates that only a certain degree of compositing has been achieved, and x indicates that no conjugation has been achieved at all (the same applies to Table 6, which will be described later).

表2〜表4より、強化材の種類や体積率に拘らず、成形
体が金属の微細片、金属酸化物の微細片及び金属フッ化
物を含む場合には良好な複合化が達成されることが解る
From Tables 2 to 4, regardless of the type and volume ratio of the reinforcing material, good composite formation is achieved when the molded body contains fine pieces of metal, fine pieces of metal oxide, and metal fluoride. I understand.

比較例1 フッ化物の微細片が含まれていない点を除き実施例1の
成形体と同一の成形体を形成し、それらの成形体を用い
て実施例1の場合と同様の要領にて複合材料を製造し、
各複合材料について実施例1の場合と同一の要領にて複
合材料状態の良否を評価した。これらの評価の結果を表
2〜表4に示す。
Comparative Example 1 A molded body identical to that of Example 1 except that it does not contain fine pieces of fluoride was formed, and the molded bodies were composited in the same manner as in Example 1. manufacture materials,
The quality of each composite material was evaluated in the same manner as in Example 1. The results of these evaluations are shown in Tables 2 to 4.

表2〜表4より、成形体が金属フッ化物の微細片を含ん
でいない場合には良好な複合化が達成されないことが解
る。またこの比較例と実施例1との比較より、成形体に
金属フッ化物が含まれている場合には、金属酸化物の微
細片が上述の特願昭63−     号に於て強化材の
濡れ性向上に効果なしとされている金属酸化物であって
も良好な複合化が達成され、従って金属酸化物の微細片
は任意の金属の酸化物であってよいことが解る。
From Tables 2 to 4, it can be seen that good composite formation cannot be achieved when the molded body does not contain fine pieces of metal fluoride. Furthermore, from a comparison between this comparative example and Example 1, it is found that when the molded article contains a metal fluoride, fine particles of the metal oxide are wetted by the reinforcing material in the above-mentioned patent application No. 1983. Even with metal oxides that are considered to have no effect on improving properties, a good composite is achieved, and it is therefore clear that the fine pieces of metal oxide may be an oxide of any metal.

比較例2 上述の実施例1に於て使用された強化材と同一の強化材
のみよりなり、それぞれ体積率が7%、25%、50%
である成形体を形成し、各成形体について実施例1の場
合と同一の要領及び条件にて複合材料の製造を試みた。
Comparative Example 2 Made only of the same reinforcement material as that used in Example 1 above, with volume percentages of 7%, 25%, and 50%, respectively.
A molded body was formed, and an attempt was made to manufacture a composite material using the same procedure and conditions as in Example 1 for each molded body.

しかし表2〜表4に示されている如く、何れの成形体の
場合にも良好な複合化は達成されなかった。
However, as shown in Tables 2 to 4, good composite formation was not achieved in any of the molded bodies.

また上述の比較例1及び2の各成形体を使用し、高圧鋳
造装置を用いてマトリックス金属の溶湯を種々の圧力に
て加圧した点を除き、実施例1の場合と同一の要領及び
条件にて複合材料の製造を試みた。その結果、良好な複
合化を達成するためには、マトリックス金属の溶湯を少
なくとも500kg/ a[2以上の圧力にて加圧する
ことが必要であることが解った。
In addition, the molded bodies of Comparative Examples 1 and 2 above were used, and the procedure and conditions were the same as in Example 1, except that the molten matrix metal was pressurized at various pressures using a high-pressure casting device. Attempts were made to manufacture composite materials. As a result, it was found that in order to achieve good composite formation, it was necessary to pressurize the molten matrix metal at a pressure of at least 500 kg/a [2 or more].

実施例2 強化材の成形体に金属の微細片、金属酸化物の微細片及
び金属フッ化物の微細片が含まれていることの効果を、
下記の表5に示された強化材、表6に示された酸化物、
フッ化物、及びマトリックス金属の組合せについて検討
した。
Example 2 The effect of containing fine pieces of metal, fine pieces of metal oxide, and fine pieces of metal fluoride in the molded body of the reinforcing material was
Reinforcements shown in Table 5 below, oxides shown in Table 6,
We investigated combinations of fluoride and matrix metal.

まずそれぞれ下記の表5に示された強化材と表6に示さ
れた金属の微細片、金属酸化物の微細片及び金属フッ化
物の微細片とよりなる成形体を形成し、それらの成形体
及び表6に示されたマトリックス金属の溶湯を用いて実
施例1の場合と同様の要領にて複合材料を製造し、各複
合材料について成形体の予熱温度を200℃とした以外
は実施例1の場合と同一の要領にて複合状態の良否を評
価した。
First, a molded body is formed from the reinforcing material shown in Table 5 below and fine pieces of metal, fine pieces of metal oxide, and fine pieces of metal fluoride shown in Table 6, and these molded bodies are Composite materials were manufactured in the same manner as in Example 1 using the molten matrix metals shown in Table 6, and Example 1 except that the preheating temperature of the molded body was 200°C for each composite material. The quality of the composite condition was evaluated in the same manner as in the case of .

また比較の目的で、金属フッ化物の微細片が含まれてい
ない点を除きこの実施例の成形体と同一の成形体を形成
し、それらの成形体を用いて複合材料を製造し、これら
複合材料についても同様に複合状態の良否を評価した。
For the purpose of comparison, molded bodies identical to those of this example except that fine pieces of metal fluoride were not included were formed, composite materials were manufactured using these molded bodies, and composite materials were manufactured using these molded bodies. The quality of the composite condition of the materials was similarly evaluated.

これらの評価の結果を下記の表6に示す。表6より、成
形体に金属の微細片、金属酸化物の微細片及び金属フッ
化物の微細片が含まれている場合には、強化材、金属の
微細片、金属酸化物の微細片、及び金属フッ化物の微細
片の種類や、マトリックス金属の組成に拘らず、良好な
複合化を達成し得ることが解る。
The results of these evaluations are shown in Table 6 below. From Table 6, when the molded body contains fine pieces of metal, fine pieces of metal oxide, and fine pieces of metal fluoride, reinforcing material, fine pieces of metal, fine pieces of metal oxide, and It can be seen that a good composite can be achieved regardless of the type of fine metal fluoride particles or the composition of the matrix metal.

尚実施例としては示されていないが、強化材が炭素繊維
、SiC繊維、アルミナ繊維の如き長繊維である場合に
も、それらのm維の表面に金属の微細片、金属酸化物の
微細片及び金属フッ化物の微細片が何社されるか、それ
らの成形体に金属の微細片、金属酸化物の微細片及び金
属フッ化物の微細片が混入されると、良好な複合化を達
成し得ることが認められた。
Although not shown as an example, even when the reinforcing material is long fibers such as carbon fibers, SiC fibers, and alumina fibers, fine pieces of metal or fine pieces of metal oxide may be present on the surface of the m-fibers. And how many fine pieces of metal fluoride are mixed?If fine pieces of metal, fine pieces of metal oxide, and fine pieces of metal fluoride are mixed into these molded products, a good composite will be achieved. was allowed to obtain.

実施例3 上述の実施例1に於て良好な複合化が達成された強化材
と金属の微細片と金属酸化物の微細片と金属フッ化物の
微細片との組合せ(表2〜表4に於て複合化状態が全て
◎である組合せ)よりなり、強化材の体積率、強化材に
対する金属の微細片、金属酸化物の微細片及び金属フッ
化物の微細片の重量比が実施例1の場合と同一の混合物
にて、第4図に示されている如く外径401m、内径3
0IIII111長さ50mmの円筒形の成形体24を
形成した。尚第4図に於て、26.27.28及び29
はそれぞれ強化材、金属の微細片、金属酸化物の微細片
及び金属フッ化物の微細片を示している。またマトリッ
クス金属として実施例1に於て使用されたマトリックス
金属と同一のアルミニウム合金(JIS規格AC4C)
及びマグネシウム合金(JIS規格M C−2)の溶湯
を用意した。
Example 3 Combinations of the reinforcing material, fine metal pieces, fine pieces of metal oxide, and fine pieces of metal fluoride, in which a good composite was achieved in Example 1 (Tables 2 to 4) The volume ratio of the reinforcing material, the weight ratio of the fine pieces of metal, the fine pieces of metal oxide, and the fine pieces of metal fluoride to the reinforcing material were as in Example 1. With the same mixture as in the case, the outer diameter is 401 m and the inner diameter is 3 m, as shown in Figure 4.
0III111 A cylindrical molded body 24 having a length of 50 mm was formed. In addition, in Figure 4, 26, 27, 28 and 29
represent reinforcing material, metal fine pieces, metal oxide fine pieces, and metal fluoride fine pieces, respectively. In addition, the same aluminum alloy (JIS standard AC4C) as the matrix metal used in Example 1 was used as the matrix metal.
A molten metal of magnesium alloy (JIS standard MC-2) was prepared.

次いで第5図に示されている如く、各成形体24を予熱
することなくその上端をビンセット状のホールダ30に
て保持し、各成形体の下端を溶湯容器32内に貯容され
た700℃のマトリックス金属の溶湯34に接触させた
。するとマトリックス金属の溶湯が各成形体の下端より
その上端まで4〜15秒の内に成形体全体に浸透した。
Next, as shown in FIG. 5, the upper end of each molded body 24 is held in a bottle set-shaped holder 30 without preheating, and the lower end of each molded body is heated to 700° C. stored in a molten metal container 32. was brought into contact with a molten metal 34 of matrix metal. Then, the molten matrix metal permeated the entire molded body from the lower end to the upper end of each molded body within 4 to 15 seconds.

溶湯が成形体全体に完全に浸透した後、第6図に示され
ている如くその成形体を溶湯より引き離し、そのままの
状態で溶湯を凝固させた。この場合溶湯はそれが凝固す
るまで表面張力により成形体に付着した状態を維持し、
実質的に成形体より滴り落ちることはなかった。
After the molten metal completely permeated the entire molded body, the molded body was separated from the molten metal as shown in FIG. 6, and the molten metal was allowed to solidify in that state. In this case, the molten metal remains attached to the molded body due to surface tension until it solidifies.
There was virtually no dripping from the molded article.

次いでかくして製造された複合材料製の円筒体の寸法を
測定したところ、外径、内径、長さはそれぞれ39〜4
1n+++、 28〜30mm、 49〜50Iであり
、各円筒体は元の成形体と実質的に同一の形状及び寸法
を有していることが認められた。
Next, when the dimensions of the cylindrical body made of composite material thus manufactured were measured, the outer diameter, inner diameter, and length were each 39 to 4.
1n+++, 28-30 mm, and 49-50 I, and each cylinder was found to have substantially the same shape and dimensions as the original molded body.

また各円筒体を切断してその複合状態を調査したところ
、何れの円筒体に於ても表面までマトリックス金属が過
不足なく良好に充填していることが確認された。
Further, when each cylinder was cut and the composite state thereof was investigated, it was confirmed that the matrix metal was well filled to the surface of each cylinder without excess or deficiency.

以上の説明より、本発明によれば、マトリックス金属の
溶湯を加圧しなくてもマトリックス金属が個々の強化材
の間に良好に充填された複合材料を従来の方法に比して
能率良く低廉に製造することができ、また鋳型等を用い
なくても所定の形状及び寸法の複合材料製の鋳物を非常
に能率良く低廉に高い歩留まりにて製造することができ
ることが理解されよう。
From the above explanation, according to the present invention, it is possible to produce a composite material in which the matrix metal is well filled between individual reinforcing materials without pressurizing the molten metal of the matrix metal, more efficiently and at a lower cost than with conventional methods. It will be understood that composite material castings of predetermined shapes and dimensions can be produced very efficiently, inexpensively, and with high yields without using molds or the like.

尚上述の実施例1及び3に於ては、成形体は予熱されて
いないが、これらの実施例に於て成形体が予熱される場
合にも、上述の実施例の場合と同様に良好な複合化を達
成し得ることが確認されている。
In Examples 1 and 3 described above, the molded bodies were not preheated, but even when the molded bodies were preheated in these Examples, the same good results as in the above-mentioned Examples were obtained. It has been confirmed that compounding can be achieved.

以上に於ては本発明を幾つかの実施例について詳細に説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。
Although the present invention has been described above in detail with reference to several embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be clear to those skilled in the art that

表1 T1繊維     20    1     〃Cu−
Zn繊維2)60     3    アイシン精機沖
Al−Mg繊維3)60     3      //
Zn繊維     90    3     〃Sn繊
維     90    3     〃W粉末   
  1.0          日本新金属■Mo粉末
      5−7/ Ta粉末     10         高純度化学
■Nb粉末      3    −     〃■鉛
粉末      6    −     //Zr粉末
     74    −     〃Co粉末   
 2〜3    −     〃Mn粉末    2〜
3    −     〃S1粉末     43  
   −      ”Cr粉末    2〜3   
 −     //Ag粉末     75    −
    71Mg粉末     75        
 福田金属■pb粉末     75     −  
    l’注:1)JIS規格5US430 2)Cu −40%Zn 5)A1255Mg :l Ox 6 x◎×◎×◎×◎× jl◎く◎く◎xoxo<◎X 才f◎く◎〈◎×Ox◎〈◎X 虞toく◎く◎×◎XO〈◎× ;1◎く◎〈◎xox◎〈◎× 31◎〈◎〈◎X◎×◎〈◎× さI◎く◎〈◎X◎×◎〈◎8 ≦1◎く◎く◎X◎×◎〈◎8 i1◎く◎く◎く◎く◎く◎X り1◎く◎〈◎く◎〈◎〈◎× ゴ◎く◎〈◎く◎く◎〈◎× !l荘=≧叢G巳;―;誓;門 jl OX Q x Q X OX◎xQxjlo<◎
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Table 1 T1 fiber 20 1 〃Cu-
Zn fiber 2) 60 3 Aisin Seiki Oki Al-Mg fiber 3) 60 3 //
Zn fiber 90 3 Sn fiber 90 3 W powder
1.0 Japan New Metal ■Mo powder 5-7/ Ta powder 10 High purity chemical ■Nb powder 3 -〃■Lead powder 6 - //Zr powder 74 -〃Co powder
2-3 - Mn powder 2-
3-〃S1 powder 43
- "Cr powder 2~3
- //Ag powder 75 -
71Mg powder 75
Fukuda Metal ■PB powder 75 -
l'Note: 1) JIS standard 5US430 2) Cu -40%Zn 5) A1255Mg :l Ox 6 x◎×◎×◎×◎× Ox◎〈◎X ◎×◎〈◎8 ≦1◎ku◎ku◎X◎×◎〈◎8 i1◎ku◎ku◎ku◎ku◎ku◎X ◎〈◎く◎く◎〈◎×! l sho = ≧ plexi; -; oath; gate jl OX Q x Q X OX◎xQxjlo<◎
x Q x ◎ ,◎,. 8◎8◎8゜8 Ku◎×◎ku◎ku◎ku◎× 310ri◎<115<I◎ku◎ku◎× White 0<10<10<I◎ku◎ku◎8 White◎ku◎<o<oku◎ku◎ 8 Gi10<l◎kuoku◎(oku◎X pull◎ku◎ku◎ku0<l◎〈◎× White◎〈◎<0<◎(◎ku◎× !lso-ichimonsobee; Bee; Gate - Ichikawa◎・◎・◎・◎・◎・◎× Tobi 1◎ku◎X◎×◎×◎×◎× ”◎ku◎×◎×◎×◎×◎X 21◎〈◎× ◎ × ◎ gu◎×◎×◎×◎×◎× 5I◎く◎・◎×◎×◎・;Bee;Oath;Shoso;Oath;= 〒◎く◎〈◎×◎× 箪〒 ◎ 〈 ◎ 〈 ◎ × Fixed atmosphere ◎ X ◎ × ◎ × ◎ × Castle Go ◎ × ◎ × ◎ × ◎ × Castle

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

第1図は強化材と金属の微細片と金属酸化物の微細片と
金属フッ化物の微細片とよりなる成形体を示す斜視図、
第2図は第1図に示された成形体を用いて本発明の方法
に従って複合材料が製造される態様を示す解図、第3図
は第2図に示された方法により製造された複合材料を示
す斜視図、第4図は強化材と金属の微細片と金属酸化物
の微細片と金属フッ化物の微細片とよりなる円筒形の成
形体を示す斜視図、第5図は成形体の下端がマトリック
ス金属の溶湯に浸漬された状態を示す解図、第6図は成
形体がマトリックス金属の溶湯より引上げられた状態を
示す解図である。 10・・・圧縮成形体、12・・・強化材、13・・・
金属の微細片、14・・・金属酸化物の微細片、15・
・・金属フッ化物の微細片、16・・・鋳型118・・
・マトリックス金属の溶湯、20・・・複合材料、24
・・・圧縮成形体、26・・・強化材、27・・・金属
の微細片、28・・・金属酸化物の微細片、29・・・
金属フッ化物の微細片、30・・・ホールダ、32・・
・溶湯容器、34・・・マトリックス金属の溶湯 特 許 出 願 人  トヨタ自動車株式会社代   
理   人      弁理士  明  石  昌  
毅第1図 第2図 第3図 第4図 第5 図  3′ 第6図 ・・成形体 ・・強化オオ ・・金属の微細片 ・・金属酸化物の微細片 ・・金属フッ化物の微細片 1・・マトリックス金属の溶湯
FIG. 1 is a perspective view showing a molded body made of reinforcing material, fine pieces of metal, fine pieces of metal oxide, and fine pieces of metal fluoride;
Figure 2 is an illustration showing how a composite material is manufactured according to the method of the present invention using the molded body shown in Figure 1, and Figure 3 is a composite material manufactured by the method shown in Figure 2. A perspective view showing the material, FIG. 4 is a perspective view showing a cylindrical molded body made of a reinforcing material, fine pieces of metal, fine pieces of metal oxide, and fine pieces of metal fluoride, and FIG. 5 is a perspective view showing the molded body. FIG. 6 is an illustration showing a state in which the lower end of the molded body is immersed in the molten matrix metal, and FIG. 6 is an illustration showing the state in which the molded body is pulled up from the molten matrix metal. 10... Compression molded body, 12... Reinforcement material, 13...
Fine pieces of metal, 14...Fine pieces of metal oxide, 15.
...Fine pieces of metal fluoride, 16...Mold 118...
・Matrix metal molten metal, 20... Composite material, 24
... Compression molded body, 26... Reinforcement material, 27... Fine pieces of metal, 28... Fine pieces of metal oxide, 29...
Fine pieces of metal fluoride, 30... Holder, 32...
・Molten metal container, 34...Matrix metal molten metal patent Applicant: Toyota Motor Corporation representative
Patent Attorney Masa Akashi
Tsuyoshi Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 3' Figure 6...Molded object...Reinforced metal...Fine pieces of metal...Fine pieces of metal oxide...Fine pieces of metal fluoride Piece 1: Molten matrix metal

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 金属以外の無機質の強化材と、金属の微細片と、金属酸
化物の微細片と、金属フッ化物の微細片とを含む成形体
を形成し、前記成形体の少くとも一部をAl、Mg、A
l合金、及びMg合金よりなる群より選択されたマトリ
ックス金属の溶湯に接触させ、前記溶湯を実質的に加圧
することなく前記成形体中に浸透させる金属基複合材料
の製造方法。
A molded body containing an inorganic reinforcing material other than metal, fine pieces of metal, fine pieces of metal oxide, and fine pieces of metal fluoride is formed, and at least a part of the molded body is made of Al, Mg, etc. ,A
A method for producing a metal matrix composite material, which comprises contacting a molten metal of a matrix metal selected from the group consisting of Mg alloys and Mg alloys, and causing the molten metal to infiltrate into the molded body without substantially applying pressure.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0765946A1 (en) * 1995-09-22 1997-04-02 Suzuki Motor Corporation Processes for producing Mg-based composite materials
CN104233036A (en) * 2014-09-26 2014-12-24 辽宁工程技术大学 Fly-ashdoped authigenic ceramic particle reinforced Fe-Al-Cr-Ni-based composite material and preparation method
CN108754207A (en) * 2018-06-27 2018-11-06 河南泛锐复合材料研究院有限公司 A kind of preparation method of silicon carbide/Cu composite materials

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