JPH0143822B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、無機質短繊維材をアルミニウムまた
はアルミニウム合金（以下、アルミニウムとい
う）中に含有させた複合鋳造体の製造法に関する
ものである。 ＜従来の技術＞ 近時、炭素質、炭化けい素質、アルミナ質のよ
うな無機質短繊維材を強化材として、これをマト
リツクス材としてのアルミニウム中に分散含有さ
せた複合材は、機械的強度や耐摩耗性に優れてい
るので、種々の機械部材として広く使用すること
が試みられている。 従来、このような無機質短繊維材をアルミニウ
ム中に分散含有させた複合鋳造体の製造方法とし
て、一般に、短繊維材を容器中に収容しこれにア
ルミニウム溶湯を注入して十分にかくはん混合し
た後、この混合溶湯を鋳型内に鋳造し凝固させる
方法が採られていた。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ このような従来法によつて得られた鋳造体は、
その中に含まれている繊維材が局部的に偏在し勝
ちであつて、均整に繊維材を分散含有した鋳造体
をえ難く、また、繊維含有濃度の高い鋳造体をう
ることも困難であつた。 ＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、上記従来法の欠点を改善すべくなさ
れたものである。 すなわち、本発明は、あらかじめ多数の毛玉状
に造粒した無機質繊維材をアルミニウム溶湯中に
混合し、この混合溶湯を筒状鋳型内に収容した
後、該鋳型内に底面に複数個の細孔を設け且鋳型
内面に摺動するごとくに形成したカツプ状の中子
を挿入し、該中子を適宜加圧手段をもつて該鋳型
内の混合溶湯中に圧入することによつて混合溶湯
からアルミニウム溶湯の一部を中子底面に設けた
細孔を透して中子内に絞り出した状態とし、この
状態で鋳型内の混合溶湯を凝固させる無機質短繊
維材とアルミニウムの複合鋳造体の製造法であ
る。 本発明の方法によるときは、従来法に較べては
るかに均整にして繊維濃度の高い複合鋳造体をう
ることができる。 第１図および第２図は、本発明の方法を実施す
るための装置の一実施態様を示したものである。 以下、図に基づいて、本発明の方法をさらに具
体的に説明する。 本発明の方法においては、まず、強化材として
の無機質短繊維材を多数の毛玉状の凝集粒とする
のであるが、繊維材としては炭素質、炭化けい素
質、アルミナ質繊維材などを使用することができ
る。凝集化は、これらの短繊維材をかくはん翼付
の容器、回転混合器、Ｖ型混合機などに収容し、
暫時かくはん混合することによつて行なわせるこ
とができる。繊維材の凝集化は、乾燥した状態で
行なわせることもできるが、水または溶剤をスプ
レーして湿潤状態で行なわせてもよい。また水中
に懸濁させた状態でかくはんすることによつて行
なわせることもできる。５〜30分程度かくはんす
ることによつて、繊維材は適度に切断されながら
互いに絡み合い、繊維材の種類によつて多少の違
いはあるが、0.1〜３mm程度の粒状の整つた凝集
粒となる。 次いで、上記のようにして調整された毛玉状繊
維凝集粒を、必要に応じて乾燥した後、アルミニ
ウム溶湯と混合するのであるが、この混合は繊維
粒の内部にまでアルミニウム溶湯が浸透するよう
に、溶湯に圧力を加えて行なうことが望ましい。
遠心装置を使用して遠心加圧下に混合するとき
は、一層容易に繊維凝集粒の内部までアルミニウ
ム溶湯を浸透させることができる。 繊維凝集粒とアルミニウム溶湯との混合割合
は、得られた混合溶湯に対して繊維材が10容量％
程度ないしはそれ以下であることが望ましい。混
合溶湯中の繊維濃度があまり高すぎると混合溶湯
の湯流れ性が低下し鋳造が困難になる。 次に、繊維凝集粒とアルミニウム溶湯との混合
溶湯を、第１図に示すように、鋳鉄製の筒状鋳型
１内に収容し、鋳型１内の溶湯が凝固し始めない
うちに、底面２に複数個の径0.5〜３mm程度の細
孔を設け且つ鋳型内面を摺動するごとくに形成さ
れた鋳鉄製のカツプ状の中子４を鋳型１内に挿入
し、中子４を適宜の加圧手段５をもつて、第２図
に示すように、あらかじめ定められた深さ(d)にま
で鋳型内に収容された混合溶湯６内に圧入する。
中子４の圧入によつて混合溶湯６内の繊維凝集粒
７，７は圧縮された状態となり、混合溶湯６内の
アルミニウム溶湯の一部８は中子の底面２に設け
られた細孔３，３を透して中子４の空腔９内に絞
り出される。この圧縮によつて混合溶湯中の繊維
粒の合有濃度が高められるとともに濃度が均整化
される。この状態で鋳型内の混合溶湯を自然冷却
または人工的に冷却することによつて十分に凝固
させた後凝固物である鋳造体を鋳型から取り出
す。 ＜発明の効果＞ 上記本発明の方法によつて製られた無機質短繊
維材とアルミニウムとの複合鋳造体は、毛玉状に
凝集化された繊維材が圧縮濃縮された状態でマト
リツクス材としてのアルミニウム中に均整に含有
されているので、機械的強度、特に耐摩耗性が優
れており、そのままの形状でまたは切削加工を施
して機械部材などとして使用することができる。
また、鋳造体内の繊維材が毛玉状に凝集された状
態で含有されているので、従来の短繊維材を不規
則に含有する鋳造体に較べて塑性加工性がよく、
押出しまたは圧延などの展伸加工を施こし得るな
どの優れた性質を有するのである。 ＜実施例＞ 次に、本発明の実施例を掲げる。 実施例 マトリツクス材としてA6061A1合金を使用し、
無機質繊維材としてアルミナ短繊維材を使用し
た。 長さ１〜２cmのアルミナ繊維材をかくはん翼付
容器内に収容し、水をスプレーして湿潤した状態
で約20分間かくはん混合した後、乾燥して径約
0.8mmの多数の毛玉状の凝集粒とした。 この繊維凝集粒0.4Kgを遠心容器内に収容し、
これに加熱溶融したアルミニウム合金溶湯４Kgを
加えて約15分間遠心混合した。 上記溶融混合物を約700℃に保つた状態で内径
40mmの鋳鉄製筒状鋳型内に収容し、鋳型内に底面
に径１mmの多数の細孔を設けた（開口比：約0.4）
鋳鉄製カツプ状中子を挿入し、加圧装置を使用し
て中子を鋳型内の混合溶湯内に深さ(d)が12cmにな
るまで圧入し、この状態で鋳型内の混合溶湯を自
然凝固させた。 凝固物を鋳型から取り出し、中子を切り離して
径40mm×長さ約120mmの繊維含有約15容量％のビ
レツト状の複合鋳造体を得た。 上記ビレツト状複合鋳造体に550℃で熱間押出
成形を施し、径10mmの丸棒とし、T6−処理を施
した後、機械的強度を測定した結果は、次のとお
りであつた。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明方法の実施態様
を例示したものである。 １……筒状鋳型、２……底面、３，３……細
孔、４……カツプ状中子、５……加圧手段、６…
…混合溶湯、７，７……繊維凝集粒、８……アル
ミニウム溶湯、９……空腔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ あらかじめ多数の毛玉状に造粒した無機質繊
   維材をアルミニウム溶湯中に混合し、この混合溶
   湯を筒状鋳型内に収容した後、該鋳型内に底面に
   複数個の細孔を設け且つ鋳型内面に摺動するごと
   くに形成したカツプ状の中子を挿入し、該中子を
   適宜加圧手段をもつて該鋳型内の混合溶湯中に圧
   入することによつて混合溶湯からアルミニウム溶
   湯の一部を中子底面に設けた細孔を透して中子内
   に搾り出した状態とし、この状態で鋳型内の混合
   溶湯を凝固させることを特徴とする無機質短繊維
   材とアルミニウムの複合鋳造体の製造法。