JPH01306505A - アルミ基複合材料成形用素形材の脱バインダ方法 - Google Patents
アルミ基複合材料成形用素形材の脱バインダ方法Info
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- JPH01306505A JPH01306505A JP63136039A JP13603988A JPH01306505A JP H01306505 A JPH01306505 A JP H01306505A JP 63136039 A JP63136039 A JP 63136039A JP 13603988 A JP13603988 A JP 13603988A JP H01306505 A JPH01306505 A JP H01306505A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、アルミ基複合材料成形用素形材の脱バインダ
方法の、改善された手段の提供に関する。
方法の、改善された手段の提供に関する。
（従来の技術）
軽量金属であるＮまたはＮ合金と、軽■で高強度、高弾
性率で耐熱性にもすぐれたＳｉＣ，５ｆ３Ｎ４＋／Ｖｚ
Ｏ３（＋ＳｉＯ，）などのウィスカ、短繊維、粒子を複
合した複合材料は、高比強度、高比弾性率、高疲労強度
で耐熱性にもすぐれ、しかも繊維強化プラスチ・ンク（
ＦＲＰ）に比しすぐれた耐熱性を示す。
性率で耐熱性にもすぐれたＳｉＣ，５ｆ３Ｎ４＋／Ｖｚ
Ｏ３（＋ＳｉＯ，）などのウィスカ、短繊維、粒子を複
合した複合材料は、高比強度、高比弾性率、高疲労強度
で耐熱性にもすぐれ、しかも繊維強化プラスチ・ンク（
ＦＲＰ）に比しすぐれた耐熱性を示す。
このため軽量化、高性能化が強く志向されている宇宙、
゛航空機、自動車などの輸送機器分野での構造部材や、
エンジン部品用素材、更にはＯＡ、精密産業機械等の可
動、駆動部品、スポーツ用品用の素材として注目を集め
ている。
゛航空機、自動車などの輸送機器分野での構造部材や、
エンジン部品用素材、更にはＯＡ、精密産業機械等の可
動、駆動部品、スポーツ用品用の素材として注目を集め
ている。
ところで、前記繊維あるいは粒子強化金属複合材料（Ｍ
ＭＣ）の製法は、粉末冶金法が代表的なものとして各種
提案されており、本出願人もその改善された手段を特願
昭６２−１７３６９５号として提案したところである。
ＭＣ）の製法は、粉末冶金法が代表的なものとして各種
提案されており、本出願人もその改善された手段を特願
昭６２−１７３６９５号として提案したところである。
この方法は強化繊維とマトリックス金属粉末との混合材
料にバインダを添加して混練し、同混線材料を粉体に造
粒成形し、同造粒体をプレフォームした成形体を焼結加
熱するとともに、前記造粒後、遅（とも焼結加熱処理を
終る間に脱バインダ処理を行ない、前記脱バインダ、焼
結された成形体を目的成形品形状に成形加工するもので
ある。
料にバインダを添加して混練し、同混線材料を粉体に造
粒成形し、同造粒体をプレフォームした成形体を焼結加
熱するとともに、前記造粒後、遅（とも焼結加熱処理を
終る間に脱バインダ処理を行ない、前記脱バインダ、焼
結された成形体を目的成形品形状に成形加工するもので
ある。
この際、前記マトリックス金属粉末がＮ合金６０６１の
場合、５００〜６５０°Ｃの焼結温度で脱バインダ処理
が行なわれる。
場合、５００〜６５０°Ｃの焼結温度で脱バインダ処理
が行なわれる。
（発明が解決しようとする課題）
Ｍｇ、 Ｌｉ、 ＺｎはＮ合金中に析出物を形成させ、
かつ強化に寄与す・る重要な合金元素である。いまＭｇ
。
かつ強化に寄与す・る重要な合金元素である。いまＭｇ
。
Ｌｉ、 Ｚｎのいずれか１種または２種以上を含むＮ合
金粉末と強化材とバインダからなる粒状等の混合体、即
ち素形材を真空中で加熱して脱バインダ処理を施す場合
、Ｍｇ、 Ｌｉ、 ＺｎはＮより蒸気圧が高く優先的に
気化するため、Ｎ合金粉末内部のＭｇ、 Ｌｉ。
金粉末と強化材とバインダからなる粒状等の混合体、即
ち素形材を真空中で加熱して脱バインダ処理を施す場合
、Ｍｇ、 Ｌｉ、 ＺｎはＮより蒸気圧が高く優先的に
気化するため、Ｎ合金粉末内部のＭｇ、 Ｌｉ。
Ｚｎの濃度が低下する現象が現われる。この濃度低下現
象は高温はど著しい。したがって脱バインダ処理ずみの
Ｍｇ＋ Ｌ＋、 Ｚｎの濃度の低下した素形材を用いて
複合材料を製造すると、特性、とくに強度、硬度が低い
という問題が生じる。
象は高温はど著しい。したがって脱バインダ処理ずみの
Ｍｇ＋ Ｌ＋、 Ｚｎの濃度の低下した素形材を用いて
複合材料を製造すると、特性、とくに強度、硬度が低い
という問題が生じる。
また、前記素形材を大気中で加熱した場合は、前記真空
中で加熱した場合と同様、Ｍｇ、 Ｌｉ、 Ｚｎが優先
的に気化することに加え、酸化物を形成する傾向も強い
ため、Ｎ合金粉末内部のＭｇ、 Ｌｉ、 Ｚｎの濃度が
低下する現象が現われ、前記真空加熱の場合と同様、複
合材料の強度、硬度が低いという問題が生じる。
中で加熱した場合と同様、Ｍｇ、 Ｌｉ、 Ｚｎが優先
的に気化することに加え、酸化物を形成する傾向も強い
ため、Ｎ合金粉末内部のＭｇ、 Ｌｉ、 Ｚｎの濃度が
低下する現象が現われ、前記真空加熱の場合と同様、複
合材料の強度、硬度が低いという問題が生じる。
本発明は、Ｍｇ、 Ｌｉ、 Ｚｎのいずれか１種または
２種以上を含むアルミ基複合材料成形用素形材の脱バイ
ンダ手段として、特定の条件下でかつ特定の加熱温度の
もとで処理することにより、前記問題点を解決すること
を目的とする。
２種以上を含むアルミ基複合材料成形用素形材の脱バイ
ンダ手段として、特定の条件下でかつ特定の加熱温度の
もとで処理することにより、前記問題点を解決すること
を目的とする。
（課題を解決するための手段）
Ｍｇ、 Ｌｉ、 Ｚｎのいずれか１種または２種以上を
含むＮ合金粉末と、ウィスカ、短繊維又は粒子状態の強
化材と、バインダからなる素形材（混合体）から、前記
バインダを除去する手段として、該素形材を非酸化性ガ
ス雰囲気中において、バインダの分解温度以上で、かつ
Ｎ合金の同相線温度以下の温度に加熱する方法を採用し
た。
含むＮ合金粉末と、ウィスカ、短繊維又は粒子状態の強
化材と、バインダからなる素形材（混合体）から、前記
バインダを除去する手段として、該素形材を非酸化性ガ
ス雰囲気中において、バインダの分解温度以上で、かつ
Ｎ合金の同相線温度以下の温度に加熱する方法を採用し
た。
（作 用）
Ｍｇ、 Ｌｉ、 Ｚｎを含んだＮ合金粉末と強化材とバ
インダからなる素形材を、Ｎ２１ Ａｒ＋ Ｉｅ、Ｈｚ
などの非酸化性ガス雰囲気中で加熱すると、Ｎ合金粉末
中のＭｇ、 ｔ、ｉ、 Ｚｎの気化及び酸化による濃度
低下を抑制して脱バインダ処理できる。この際加熱温度
はバインダの分解温度以上であれば良いが、Ｎ合金の固
相線温度以下になると一部液相が出て形状の保持が困難
となり、成分偏析などの問題が生じるので、加熱温度は
Ｎ合金の固相線温度以下とする。
インダからなる素形材を、Ｎ２１ Ａｒ＋ Ｉｅ、Ｈｚ
などの非酸化性ガス雰囲気中で加熱すると、Ｎ合金粉末
中のＭｇ、 ｔ、ｉ、 Ｚｎの気化及び酸化による濃度
低下を抑制して脱バインダ処理できる。この際加熱温度
はバインダの分解温度以上であれば良いが、Ｎ合金の固
相線温度以下になると一部液相が出て形状の保持が困難
となり、成分偏析などの問題が生じるので、加熱温度は
Ｎ合金の固相線温度以下とする。
非酸化性ガスは静止状態でも良いが、プリフォーム体の
ように分解ガスがその内部より出にくい場合は、該ガス
を流動させることにより効率よく脱バインダできる。こ
のようにして脱バインダ処理した素形材を用いて複合材
料を製造すると、該材料のＮ合金粉末内部にＭｇ、 Ｌ
ｉ、 Ｚｎが所定量存在しているので得られた複合材料
の強度、硬度は著しく向上した。
ように分解ガスがその内部より出にくい場合は、該ガス
を流動させることにより効率よく脱バインダできる。こ
のようにして脱バインダ処理した素形材を用いて複合材
料を製造すると、該材料のＮ合金粉末内部にＭｇ、 Ｌ
ｉ、 Ｚｎが所定量存在しているので得られた複合材料
の強度、硬度は著しく向上した。
（実施例）
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明でいうアルミ基複合材料成形用素形材とは、本発
明Ｍｇ、Ｌｉ、Ｚｎのいずれか１種または２種以上を含
むＮ合金粉末（以下Ｎ合金粉末という）と、ウィスカ、
短繊維または粒子状態の強化材の複合材料に、バインダ
を添加して混練・造粒した混合体（造粒材）や、更にこ
の混合体を圧粉成形したプリフォーム体等のことである
。
明Ｍｇ、Ｌｉ、Ｚｎのいずれか１種または２種以上を含
むＮ合金粉末（以下Ｎ合金粉末という）と、ウィスカ、
短繊維または粒子状態の強化材の複合材料に、バインダ
を添加して混練・造粒した混合体（造粒材）や、更にこ
の混合体を圧粉成形したプリフォーム体等のことである
。
本発明で使用する前記Ｎ合金粉末として６０６１Ｎ、７
’０７５Ａ１等が例示できる。また強化材としてはＳｉ
Ｃ，Ｓｉ３Ｎ＜、／ＶｚＯｉ（＋ＳｉＯ□）などのウィ
スカ、短繊維又は粒子のみのものを例示できる。Ｎ合金
粉末と強化材の混合比としては、強化材が体積含有率で
５〜４０％含有されていればよい。強化材が５％未満に
なれば強化の効果が殆んどなく、−方４０％を越えると
ＭＭＣ材料としての延性、靭性の低下が著しく、更には
塑性加工が困難になり実用的でない。
’０７５Ａ１等が例示できる。また強化材としてはＳｉ
Ｃ，Ｓｉ３Ｎ＜、／ＶｚＯｉ（＋ＳｉＯ□）などのウィ
スカ、短繊維又は粒子のみのものを例示できる。Ｎ合金
粉末と強化材の混合比としては、強化材が体積含有率で
５〜４０％含有されていればよい。強化材が５％未満に
なれば強化の効果が殆んどなく、−方４０％を越えると
ＭＭＣ材料としての延性、靭性の低下が著しく、更には
塑性加工が困難になり実用的でない。
次に本発明で使用するバインダとしては、例えば４００
”Ｃ以下で分解するのがよく、その１つとして主成分
がアクリル樹脂等の合成樹脂系のものを例示できる。こ
の際、バインダの混合比はＮ合金粉末と強化材の合計１
００重量部当り１〜１０重量部用いられる。なお上記の
各例示は、単なる実施例に止まり、これに限定されるも
のではないことは勿論である。
”Ｃ以下で分解するのがよく、その１つとして主成分
がアクリル樹脂等の合成樹脂系のものを例示できる。こ
の際、バインダの混合比はＮ合金粉末と強化材の合計１
００重量部当り１〜１０重量部用いられる。なお上記の
各例示は、単なる実施例に止まり、これに限定されるも
のではないことは勿論である。
本発明で使用する前記混合体（造粒体）は、Ｎ合金粉末
と強化材とを混合し、これにバインダを添加して混練し
、同混線材料を所定の大きさに造粒成形するという公知
の手段により成形されるが、本出願人が先に特願昭６２
−１７３６９５号で提案した手段、即ちＮ合金粉末と強
化材とがエチルアルコール１ イソプロピルアルコール
、メチルアルコール。
と強化材とを混合し、これにバインダを添加して混練し
、同混線材料を所定の大きさに造粒成形するという公知
の手段により成形されるが、本出願人が先に特願昭６２
−１７３６９５号で提案した手段、即ちＮ合金粉末と強
化材とがエチルアルコール１ イソプロピルアルコール
、メチルアルコール。
等の溶媒中で均一に混合された混合体スラリーを連続的
に脱液して偏平状のケーキを得、該ケーキに成形用バイ
ンダを添加混練して造粒し、得られたペレットを乾燥し
てその表層に乾燥固化層を形成するという方法により得
た混合体（造粒体）を使用しても良い。
に脱液して偏平状のケーキを得、該ケーキに成形用バイ
ンダを添加混練して造粒し、得られたペレットを乾燥し
てその表層に乾燥固化層を形成するという方法により得
た混合体（造粒体）を使用しても良い。
また、本発明で使用する前記プリフォーム体は、前記混
合体を、例えば室温を含む４００°Ｃ以下の温度条件下
で充填率５５％以上に圧粉成形したものが好しいけれど
も、勿論これに限定されるものでない。
合体を、例えば室温を含む４００°Ｃ以下の温度条件下
で充填率５５％以上に圧粉成形したものが好しいけれど
も、勿論これに限定されるものでない。
本発明はアルミ基複合材料成形用素形材である前記混合
体若しくはプリフォーム体を、非酸化性ガス雰囲気中に
おいてバインダの分解温度以上で、かつＮ合金の固相線
温度以下の温度に加熱することにより脱バインダするも
のであるが、以下により具体的゛な本発明の実施例を比
較例とともに示す。
体若しくはプリフォーム体を、非酸化性ガス雰囲気中に
おいてバインダの分解温度以上で、かつＮ合金の固相線
温度以下の温度に加熱することにより脱バインダするも
のであるが、以下により具体的゛な本発明の実施例を比
較例とともに示す。
〈実施例１〉
ＳｉＣウィスカ（体積率２０％）と６’０６１＃合金粉
末とバインダから素形材である造粒材を作製した。バイ
ンダは分解温度が３６０°Ｃのアクリル樹脂系である。
末とバインダから素形材である造粒材を作製した。バイ
ンダは分解温度が３６０°Ｃのアクリル樹脂系である。
この造粒材をＮ２ガス雰囲気中で５５０°Ｃｌ２ｈｒの
脱バインダ処理をした後、大気中で３５０°Ｃ１６００
０ｋｇ ｆ ／ ｃｎｌ、１０ ｍｉｎの一次成形、５
５０°Ｃ１２Ｃ１２０Ｏ０／ｃｆｆｌ、 ５ ｍｉｎの
二次成形により固化した。
脱バインダ処理をした後、大気中で３５０°Ｃ１６００
０ｋｇ ｆ ／ ｃｎｌ、１０ ｍｉｎの一次成形、５
５０°Ｃ１２Ｃ１２０Ｏ０／ｃｆｆｌ、 ５ ｍｉｎの
二次成形により固化した。
く比較例１〉
脱バインダ処理を真空中で５５０°Ｃ１２ｈｒ実施し、
他は全〈実施例１と同一条件で固化成形した。
他は全〈実施例１と同一条件で固化成形した。
〈実施例２〉
ＳｉＣ粒子（体積率２５χ）と７０７５＃合金粉末とバ
インダから素形材であるプリフォート体を作製した。バ
インダは実施例１と同一である。
インダから素形材であるプリフォート体を作製した。バ
インダは実施例１と同一である。
このプリフォーム体をガス流速２０ ｔＩＩＩＩＩ／
ｓ ｅ ｃの＾ｒガス雰囲気中で４６０°Ｃｌ２ｈｒの
脱バインダ処理した後、真空中で３５０°Ｃ１２Ｃ１２
０Ｏ０／ｃ＋＋７．１０ ｍｉｎの一次成形、４６０°
Ｃ１２Ｃ１２０Ｏ０／ｃｆｆｌ、 ５ｍ１ｎの二次成形
により固化した。
ｓ ｅ ｃの＾ｒガス雰囲気中で４６０°Ｃｌ２ｈｒの
脱バインダ処理した後、真空中で３５０°Ｃ１２Ｃ１２
０Ｏ０／ｃ＋＋７．１０ ｍｉｎの一次成形、４６０°
Ｃ１２Ｃ１２０Ｏ０／ｃｆｆｌ、 ５ｍ１ｎの二次成形
により固化した。
く比較例２〉
脱バインダ処理を大気中で４６０°Ｃ，２ｈｒ実施し、
他は全〈実施例２と同一条件で固化成形した。
他は全〈実施例２と同一条件で固化成形した。
下記に実施例１と比較例１、実施例２と比較例２の夫々
の１６処理状態での材料特性である硬度（ＩＩ ｖ ）
と強度（ｋｇｆ／ｍｍ”）との比較を示せば、下記表の
如くである。
の１６処理状態での材料特性である硬度（ＩＩ ｖ ）
と強度（ｋｇｆ／ｍｍ”）との比較を示せば、下記表の
如くである。
（次 葉）
（発明の効果）
本発明は、Ｍｇ、 Ｌｉ、 Ｚｎのいずれか１種または
２種以上を含むＮ合金粉末と強化材とバインダからなる
素形材の脱バインダ処理を、非酸化性ガス雰囲気中にお
いて、バインダの分解温度以上で、かつＮ合金の固相線
温度以下の温度に加熱して行なうことにより、脱バイン
ダ処理された素形材を用いて製造した複合材料は、前記
表に示すように材料特性、特に強度、硬度を著しく向上
させることが出来た。
２種以上を含むＮ合金粉末と強化材とバインダからなる
素形材の脱バインダ処理を、非酸化性ガス雰囲気中にお
いて、バインダの分解温度以上で、かつＮ合金の固相線
温度以下の温度に加熱して行なうことにより、脱バイン
ダ処理された素形材を用いて製造した複合材料は、前記
表に示すように材料特性、特に強度、硬度を著しく向上
させることが出来た。
特許出願人 株式会社 神戸製鋼所
Claims (1)
- （１）Ｍｇ，Ｌｉ，Ｚｎのいずれか１種または２種以上
を含むＡｌ合金粉末とウィスカ、短繊維又は粒子状態の
強化材とバインダからなる素形材を、非酸化性ガス雰囲
気中において、バインダの分解温度以上で、かつＡｌ合
金の固相線温度以下の温度に加熱することにより脱バイ
ンダすることを特徴とするアルミ基複合材料成形用素形
材の脱バインダ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63136039A JPH01306505A (ja) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | アルミ基複合材料成形用素形材の脱バインダ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63136039A JPH01306505A (ja) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | アルミ基複合材料成形用素形材の脱バインダ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01306505A true JPH01306505A (ja) | 1989-12-11 |
Family
ID=15165749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63136039A Pending JPH01306505A (ja) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | アルミ基複合材料成形用素形材の脱バインダ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01306505A (ja) |
-
1988
- 1988-06-01 JP JP63136039A patent/JPH01306505A/ja active Pending
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