JPH0152109B2 - - Google Patents
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- JPH0152109B2 JPH0152109B2 JP59274154A JP27415484A JPH0152109B2 JP H0152109 B2 JPH0152109 B2 JP H0152109B2 JP 59274154 A JP59274154 A JP 59274154A JP 27415484 A JP27415484 A JP 27415484A JP H0152109 B2 JPH0152109 B2 JP H0152109B2
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- preform
- wrm
- mold
- composite material
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- Expired
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
「産業上の利用分野」
本発明は、ウイスカーにより組織強化した金属
複合材（以下、「WRM」という。）、特に10mm以
下の薄板形状品を得るために有効なWRMの製造
方法に関する。 「従来の技術」 SiC、Si3N4などの単結晶ウイスカーは、近年
Al、Mg、Ni、Mn、Cuなどの金属やこれらの合
金類の複合強化材として有用視されている素材の
一つである。 これらウイスカーを各種金属中に複合化する手
段として予め所定形状に成形したウイスカープリ
フオームを鋳型内に装着し、これにマトリツクス
金属の溶湯を注入して加圧下に含浸、凝固する加
圧鋳造法が有効とされている。 しかしながら、上記手法を適用して肉厚10mm以
下の薄板状WRMを製造することは、ウイスカー
プリフオームが肉薄となる関係上、鋳型内への固
定化が難しく鋳造時に位置ずれを起したり、変形
を生じるなどの理由から困難とされている。 このため、一旦肉厚のWRMを作製し、これを
機械的にスライス切断する手法がとられている
が、WRMは極めて超硬質性を有するための切断
が容易でないばかりでなく、機械加工およびそれ
に伴うロスなどコストの増大化を招く難点があ
る。 「発明が解決しようとする問題点」 本発明は、上記欠点の解消をはかり、肉厚10mm
以下の薄板状WRMを効率的かつ低コストで量産
し得る製造方法を提供するものである。 「問題を解決するための手段」 すなわち、本発明はウイスカープリフオームに
マトリツクス金属を溶浸、凝固する加圧鋳造法に
よつて、ウイスカー強化金属複合材を製造するに
あたり、肉薄のウイスカープリフオーム板をマイ
カ片を介して複数層状に挟持した状態で鋳型内に
セツトし、層方向に沿つてマトリツクス金属を溶
浸することを構成的特徴とする薄板状ウイスカー
強化金属複合材の製造方法である。 本発明の対象となるウイスカーは、SiC、
Si3N4あるいは黒鉛などの非金属系単結晶だ直径
0.1〜5.0μm、長さ10〜500μmの微細繊維状物質で
ある。 繊維骨格となるウイスカープリフオームは、ウ
イスカーを水または適宜なバインダー成分を含む
有機溶媒に均質に分散した後常圧または加圧下に
過した残留する湿潤ウイスカーケーキを乾燥す
る方法で形成され、直接あるいは形成されたプリ
フオームをスライス加工することにより10mm以下
の板状体とする。プリフオームのスライラ加工は
バンドソーなどで容易に行うことができる。 このようにして形成した肉薄のウイスカープリ
フオーム板を複数用意し、各側面間にマイカ片を
介在させながら層状に配列し、一体に挟持固定す
る。挟持手段としては、例えば両外側面に黒鉛板
を当接してこれをボルト締めする方法などで行わ
れる。 ウイスカープリフオームの両側面に介在するマ
イカ片は、プリフオーム保持部材および離型材と
して機能するもので、前者は耐熱性、マトリツク
スとの非反応性および片方向の非変形性が、また
後者は不浸透性、層間剥離性および界面平滑性に
基づくものである。 ウイスカープリフオームは、上記の状態で鋳型
内にセツトされた後、層方向に沿つてマトリツク
ス金属を溶浸する。 例えば、上下方向に加圧する鋳造法をとる場合
には鋳型内にマイカ片が上下方向と平行になるよ
うにウイスカープリフオームの挟持体をセツトす
る。 「作用」 このようにして得られた鋳造物は、マイカ片で
分割区画されたWRMが配列する状態を呈する
が、挟持手段を解体し、周辺に付着した余分のマ
トリツクス金属を除去するとマイカ片の層状剥離
および表面の平滑性に基づく離型作用により容易
かつ迅速に各板状体WRMとして分割回収でき
る。このWRMは、必要に応じ更に機械加圧、表
面仕上げなどを施すことにより、10mm以下の薄板
状WRMとなる。 「実施例」 直径0.5〜0.8μm、長さ40〜100μmのSiCウイス
カー70ｇを水700ml中に均質分散させた後、加圧
過し得られた湿潤ケーキを乾燥処理して、縦50
mm、横50mm、高さ125mmの角柱状のウイスカープ
リフオーム（Vf値７％）を調製した。このウイ
スカープリフオームをバンドソーを用いて切断
し、縦50mm、横50mmで厚さが３、５、７mmの板状
体を作製した。 次に黒鉛板で外側面を構成した角柱状の型枠を
組立てた。型枠は、一つの側面を縦50mm、横50mm
とし、これに前記ウイスカープリフオーム板を縦
に装着した。プリフオーム板相互間には、縦50
mm、横50mm、厚さ0.5mmのマイカ片を挟持させ、
これらを型枠内に配設した後黒鉛製のボルト・ナ
ツトで締めつけ固定した。 次いで、この型枠をアルゴン雰囲気中で800℃
に予熱し、300℃の表面温度をもつ金型内に設置
し、800℃のAC8A Al合金の溶湯を注入し1000
Kg／cm2の圧力で加圧鋳造した。この鋳造品を型枠
から取出し、余分のマトリツクスを除去した後、
鋸盤により各板状体の側面に沿つて切断した。切
断中にマイカ片の剥離がおこり、板状体WRMは
容易に分割離脱することができた。このようにし
て得られた各薄板状WRMは＃150エメリー紙で
研摩し、T6熱処理を施したのち機械的強度特性
を測定した。これらの結果を下表に示した。
複合材（以下、「WRM」という。）、特に10mm以
下の薄板形状品を得るために有効なWRMの製造
方法に関する。 「従来の技術」 SiC、Si3N4などの単結晶ウイスカーは、近年
Al、Mg、Ni、Mn、Cuなどの金属やこれらの合
金類の複合強化材として有用視されている素材の
一つである。 これらウイスカーを各種金属中に複合化する手
段として予め所定形状に成形したウイスカープリ
フオームを鋳型内に装着し、これにマトリツクス
金属の溶湯を注入して加圧下に含浸、凝固する加
圧鋳造法が有効とされている。 しかしながら、上記手法を適用して肉厚10mm以
下の薄板状WRMを製造することは、ウイスカー
プリフオームが肉薄となる関係上、鋳型内への固
定化が難しく鋳造時に位置ずれを起したり、変形
を生じるなどの理由から困難とされている。 このため、一旦肉厚のWRMを作製し、これを
機械的にスライス切断する手法がとられている
が、WRMは極めて超硬質性を有するための切断
が容易でないばかりでなく、機械加工およびそれ
に伴うロスなどコストの増大化を招く難点があ
る。 「発明が解決しようとする問題点」 本発明は、上記欠点の解消をはかり、肉厚10mm
以下の薄板状WRMを効率的かつ低コストで量産
し得る製造方法を提供するものである。 「問題を解決するための手段」 すなわち、本発明はウイスカープリフオームに
マトリツクス金属を溶浸、凝固する加圧鋳造法に
よつて、ウイスカー強化金属複合材を製造するに
あたり、肉薄のウイスカープリフオーム板をマイ
カ片を介して複数層状に挟持した状態で鋳型内に
セツトし、層方向に沿つてマトリツクス金属を溶
浸することを構成的特徴とする薄板状ウイスカー
強化金属複合材の製造方法である。 本発明の対象となるウイスカーは、SiC、
Si3N4あるいは黒鉛などの非金属系単結晶だ直径
0.1〜5.0μm、長さ10〜500μmの微細繊維状物質で
ある。 繊維骨格となるウイスカープリフオームは、ウ
イスカーを水または適宜なバインダー成分を含む
有機溶媒に均質に分散した後常圧または加圧下に
過した残留する湿潤ウイスカーケーキを乾燥す
る方法で形成され、直接あるいは形成されたプリ
フオームをスライス加工することにより10mm以下
の板状体とする。プリフオームのスライラ加工は
バンドソーなどで容易に行うことができる。 このようにして形成した肉薄のウイスカープリ
フオーム板を複数用意し、各側面間にマイカ片を
介在させながら層状に配列し、一体に挟持固定す
る。挟持手段としては、例えば両外側面に黒鉛板
を当接してこれをボルト締めする方法などで行わ
れる。 ウイスカープリフオームの両側面に介在するマ
イカ片は、プリフオーム保持部材および離型材と
して機能するもので、前者は耐熱性、マトリツク
スとの非反応性および片方向の非変形性が、また
後者は不浸透性、層間剥離性および界面平滑性に
基づくものである。 ウイスカープリフオームは、上記の状態で鋳型
内にセツトされた後、層方向に沿つてマトリツク
ス金属を溶浸する。 例えば、上下方向に加圧する鋳造法をとる場合
には鋳型内にマイカ片が上下方向と平行になるよ
うにウイスカープリフオームの挟持体をセツトす
る。 「作用」 このようにして得られた鋳造物は、マイカ片で
分割区画されたWRMが配列する状態を呈する
が、挟持手段を解体し、周辺に付着した余分のマ
トリツクス金属を除去するとマイカ片の層状剥離
および表面の平滑性に基づく離型作用により容易
かつ迅速に各板状体WRMとして分割回収でき
る。このWRMは、必要に応じ更に機械加圧、表
面仕上げなどを施すことにより、10mm以下の薄板
状WRMとなる。 「実施例」 直径0.5〜0.8μm、長さ40〜100μmのSiCウイス
カー70ｇを水700ml中に均質分散させた後、加圧
過し得られた湿潤ケーキを乾燥処理して、縦50
mm、横50mm、高さ125mmの角柱状のウイスカープ
リフオーム（Vf値７％）を調製した。このウイ
スカープリフオームをバンドソーを用いて切断
し、縦50mm、横50mmで厚さが３、５、７mmの板状
体を作製した。 次に黒鉛板で外側面を構成した角柱状の型枠を
組立てた。型枠は、一つの側面を縦50mm、横50mm
とし、これに前記ウイスカープリフオーム板を縦
に装着した。プリフオーム板相互間には、縦50
mm、横50mm、厚さ0.5mmのマイカ片を挟持させ、
これらを型枠内に配設した後黒鉛製のボルト・ナ
ツトで締めつけ固定した。 次いで、この型枠をアルゴン雰囲気中で800℃
に予熱し、300℃の表面温度をもつ金型内に設置
し、800℃のAC8A Al合金の溶湯を注入し1000
Kg／cm2の圧力で加圧鋳造した。この鋳造品を型枠
から取出し、余分のマトリツクスを除去した後、
鋸盤により各板状体の側面に沿つて切断した。切
断中にマイカ片の剥離がおこり、板状体WRMは
容易に分割離脱することができた。このようにし
て得られた各薄板状WRMは＃150エメリー紙で
研摩し、T6熱処理を施したのち機械的強度特性
を測定した。これらの結果を下表に示した。
【表】
【表】
表の結果から肉薄のウイスカープリフオーム板
を調製して本方法を適用することにより、所望厚
さの薄板状WRMを容易に製造することができ、
またその機械的強度特性もすぐれていることが判
明する。 「発明の効果」 上記説明で明らかなように本発明によれば煩雑
な切断、機械加工などを必要とすることなしに、
10mm以下の薄板状WRMを円滑、迅速に製造する
ことができ、しかも厚さの調節も溶易である。 したがつて、適用範囲が広汎となるとともに量
産効果による大巾なコスト低減がはかれる利益が
もたらされる。
を調製して本方法を適用することにより、所望厚
さの薄板状WRMを容易に製造することができ、
またその機械的強度特性もすぐれていることが判
明する。 「発明の効果」 上記説明で明らかなように本発明によれば煩雑
な切断、機械加工などを必要とすることなしに、
10mm以下の薄板状WRMを円滑、迅速に製造する
ことができ、しかも厚さの調節も溶易である。 したがつて、適用範囲が広汎となるとともに量
産効果による大巾なコスト低減がはかれる利益が
もたらされる。
Claims (1)
- １ ウイスカープリフオームにマトリツクス金属
を溶浸凝固する加圧鋳造法によつて、ウイスカー
強化金属複合材を製造するにあたり、肉薄のウイ
スカープリフオーム板をマイカ片を介して複数層
状に挾持した状態で鋳型内にセツトし、層方向に
沿つてマトリツクス金属を溶浸することを特徴と
する薄板状ウイスカー強化金属複合材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27415484A JPS61153245A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 薄板状ウイスカ−強化金属複合材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27415484A JPS61153245A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 薄板状ウイスカ−強化金属複合材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61153245A JPS61153245A (ja) | 1986-07-11 |
| JPH0152109B2 true JPH0152109B2 (ja) | 1989-11-07 |
Family
ID=17537778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27415484A Granted JPS61153245A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 薄板状ウイスカ−強化金属複合材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61153245A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10101650C1 (de) * | 2001-01-16 | 2002-08-29 | Daimler Chrysler Ag | Verstärktes Strukturelement |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52128872A (en) * | 1976-04-23 | 1977-10-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method of fabricating fiber reinforced complex materials |
| JPS5871347A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-28 | Toyota Motor Corp | 複合材料部材の製造方法 |
-
1984
- 1984-12-27 JP JP27415484A patent/JPS61153245A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52128872A (en) * | 1976-04-23 | 1977-10-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method of fabricating fiber reinforced complex materials |
| JPS5871347A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-28 | Toyota Motor Corp | 複合材料部材の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61153245A (ja) | 1986-07-11 |
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