JPH02122044A - セラミックス強化アルミニウム合金複合材 - Google Patents
セラミックス強化アルミニウム合金複合材Info
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- JPH02122044A JPH02122044A JP27550788A JP27550788A JPH02122044A JP H02122044 A JPH02122044 A JP H02122044A JP 27550788 A JP27550788 A JP 27550788A JP 27550788 A JP27550788 A JP 27550788A JP H02122044 A JPH02122044 A JP H02122044A
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
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】
Ａ０発明の目的
（１）産業上の利用分野
本発明はセラミックス強化アルミニウム合金複合材、特
に、セラミックウィスカおよびセラミンク粒子の少なく
とも一方を強化材とし、またアルミニウム合金をマトリ
ックスとした複合材の改良に関する。
に、セラミックウィスカおよびセラミンク粒子の少なく
とも一方を強化材とし、またアルミニウム合金をマトリ
ックスとした複合材の改良に関する。
（２）従来の技術
従来、前記アルミニウム合金としては、一般に鋳造用Ａ
ｆ−Ｓｉ系合金が用いられている。このＡｌ２−Ｓｉ系
合金における共晶シリコンは、針状に析出してマトリッ
クスの靭性を低下させる原因となるため、共晶シリコン
の球状化を実現すべく、鋳造時にＳｂ、Ｎａ、Ｓｒから
選択される一種が？８ ｔｉｌｔに添加されてその合金
の改善処理が行われる。
ｆ−Ｓｉ系合金が用いられている。このＡｌ２−Ｓｉ系
合金における共晶シリコンは、針状に析出してマトリッ
クスの靭性を低下させる原因となるため、共晶シリコン
の球状化を実現すべく、鋳造時にＳｂ、Ｎａ、Ｓｒから
選択される一種が？８ ｔｉｌｔに添加されてその合金
の改善処理が行われる。
（３）発明が解決しようとする課題
しかしながら前記改善処理を行うと、Ａ／２−Ｓｉ系合
金単体材においては、その靭性が向上する反面、引張強
さが低下し、またこのＡｌ−Ｓｉ系合金をマトリックス
とした複合材においては、靭性および引張強さが共に低
下するという問題を生じる。
金単体材においては、その靭性が向上する反面、引張強
さが低下し、またこのＡｌ−Ｓｉ系合金をマトリックス
とした複合材においては、靭性および引張強さが共に低
下するという問題を生じる。
本発明は前記問題を解決し得る前記複合材を提供するこ
とを目的とする。
とを目的とする。
Ｂ０発明の構成
（＋） 課題を解決するための手段
本発明は、セラミックウィスカおよびセラミック粒子の
少なくとも一方を強化材とし、またアルミニウム合金を
マトリックスとしたセラミックス強化アルミニウム合金
複合材において、前記アルミニウム合金として、未改善
処理状態のＡ、ｅ−Ｓｉ系合金を用いることを第１の特
徴とする。
少なくとも一方を強化材とし、またアルミニウム合金を
マトリックスとしたセラミックス強化アルミニウム合金
複合材において、前記アルミニウム合金として、未改善
処理状態のＡ、ｅ−Ｓｉ系合金を用いることを第１の特
徴とする。
本発明は、強化材としてセラミンクウィスカおよびセラ
ミック粒子の少なくとも一方を用い、またアルミニウム
合金としてＳｂ、Ｎａ、Ｓｒから選択される一種により
改善処理を施された／ＩＳｉ系合金を用いたセラミック
ス強化アルミニウム合金複合材において、前記Ｓｂの添
加量を０．０７重世％未満に、またＮａの添加量を１０
ｐｐｍ未満に、さらにＳ「の添加量を０．０３重量％未
満にそれぞれ設定したことを第２の特徴とする。
ミック粒子の少なくとも一方を用い、またアルミニウム
合金としてＳｂ、Ｎａ、Ｓｒから選択される一種により
改善処理を施された／ＩＳｉ系合金を用いたセラミック
ス強化アルミニウム合金複合材において、前記Ｓｂの添
加量を０．０７重世％未満に、またＮａの添加量を１０
ｐｐｍ未満に、さらにＳ「の添加量を０．０３重量％未
満にそれぞれ設定したことを第２の特徴とする。
（２）作 用
第１の特徴によれば、セラミンクウィスカまたはセラミ
ック粒子の存在によって、未改善処理状態のＡｆｆｉ−
Ｓｉ系合金における共晶シリコンの針状化および粗大化
が防止され、これにより引張強さおよび靭性の優れた複
合材が提供される。
ック粒子の存在によって、未改善処理状態のＡｆｆｉ−
Ｓｉ系合金における共晶シリコンの針状化および粗大化
が防止され、これにより引張強さおよび靭性の優れた複
合材が提供される。
第２の特徴によれば、前記セラミックウィスカ等の作用
を得ると同時にＳｂ等の改善作用を得て引張強さおよび
靭性の優れた複合材が提供される。
を得ると同時にＳｂ等の改善作用を得て引張強さおよび
靭性の優れた複合材が提供される。
改善処理の目的において、一般に、Ｓｂは０３０７〜０
．１５重世％、Ｎａは１０〜３０ｐｐｍ、、Ｓｒは０．
０３〜０．０５重量％添加され、これにより複合材の引
張強さおよび靭性の低下が惹起されるが、本発明におけ
るＳｂ等の添加量は１１コ記下限値を下回っているので
前記不具合を生じない。
．１５重世％、Ｎａは１０〜３０ｐｐｍ、、Ｓｒは０．
０３〜０．０５重量％添加され、これにより複合材の引
張強さおよび靭性の低下が惹起されるが、本発明におけ
るＳｂ等の添加量は１１コ記下限値を下回っているので
前記不具合を生じない。
（３）実施例
〔実施例１〕
強化材として、直径０．４μｍ、長さ５〜２０μｍの炭
化ケイ素ウィスカ（東海カーボン社製、商品名 東方マ
ックス）を用い、真空成形法を適用して５個の円板状強
化用成形体を成形した。各強化用成形体の寸法は直径８
６印、厚さ２５ｍｍで、また繊維体積率（Ｖｆ）は約１
５％である。
化ケイ素ウィスカ（東海カーボン社製、商品名 東方マ
ックス）を用い、真空成形法を適用して５個の円板状強
化用成形体を成形した。各強化用成形体の寸法は直径８
６印、厚さ２５ｍｍで、また繊維体積率（Ｖｆ）は約１
５％である。
アルミニウム合金マトリックスとして、表１に示す組成
を有する未改善処理状態のＡ／２−Ｓｉ系合金を調製し
た。
を有する未改善処理状態のＡ／２−Ｓｉ系合金を調製し
た。
表
また、前記Ａｌ−Ｓｉ系合金にＳｂを０．０５ 。
０．０７，０．１０，０．１５重量％宛添加して、別に
４種の改善処理を施されたＡｆｆｉ−Ｓｉ系合金を調製
した。
４種の改善処理を施されたＡｆｆｉ−Ｓｉ系合金を調製
した。
未改善処理状態および改善処理後の前記Ａｆｆｉ−Ｓｉ
系合金を用い、各強化用成形体の予熱処理７００℃にて
２０分間加熱、金型温度３２０ ’Ｃ１湯１ＩＪＬ７５
０’ｃ、加圧力８００ ｋｇ／ｃＪの条件の下で加圧鋳
造を行い、各種複合体（＋）〜（Ｖ）を得た。
系合金を用い、各強化用成形体の予熱処理７００℃にて
２０分間加熱、金型温度３２０ ’Ｃ１湯１ＩＪＬ７５
０’ｃ、加圧力８００ ｋｇ／ｃＪの条件の下で加圧鋳
造を行い、各種複合体（＋）〜（Ｖ）を得た。
また比較のため、前記ＡＮ−３ｔ系合金を用いて各種合
金単体材（Ｖｌ）〜（Ｘ）を得た。
金単体材（Ｖｌ）〜（Ｘ）を得た。
次いで各複合材（＋）〜（Ｖ）および各合金単体材（ｖ
ｌ）〜（Ｘ）に熱処理と停てＴ６処理を施し、その後各
複合材等に引張り試験および靭性測定のためにシャルピ
ー衝撃試験を行ったところ、それぞれ第１．第２図の結
果を得た。
ｌ）〜（Ｘ）に熱処理と停てＴ６処理を施し、その後各
複合材等に引張り試験および靭性測定のためにシャルピ
ー衝撃試験を行ったところ、それぞれ第１．第２図の結
果を得た。
第１．第２図から明らかなように、Ｓｂ無添加、したが
って未改善処理状態のＡＱ−Ｓｉ系合金をマトリフクス
とする複合材（１）が最も優れた引張強さおよびシャル
ピー衝撃値を有すル。
って未改善処理状態のＡＱ−Ｓｉ系合金をマトリフクス
とする複合材（１）が最も優れた引張強さおよびシャル
ピー衝撃値を有すル。
また改善処理を行う場合には、Ｓｂの添加量は０．０７
重量％未満が適当である。
重量％未満が適当である。
［実施例２〕
実施例１と同一の炭化ケイ素ウィスカよりなる強化用成
形体を成形した。
形体を成形した。
また実施例１と同一の未改善処理状態のＡ２５ｌ系合金
を調製した。
を調製した。
さらに前記Ａｊ！−Ｓｉ系合金にＮａを７．１０゜３０
ｐｐｍ宛添加して、三種の改善処理を施されたＡＩ！、
−Ｓｉ系合金を調製した。
ｐｐｍ宛添加して、三種の改善処理を施されたＡＩ！、
−Ｓｉ系合金を調製した。
次いで前記と同一条件にて三種の複合体（ＸＩ）〜（Ｘ
ｌｌｌ）を得、それらにＴ６処理を施した後、各複合材
（ＸＩ）〜（ＸＩ）に引張り試験およびシャルピー衝撃
試験を行ったところ、表Ｈに示す結果を得た。
ｌｌｌ）を得、それらにＴ６処理を施した後、各複合材
（ＸＩ）〜（ＸＩ）に引張り試験およびシャルピー衝撃
試験を行ったところ、表Ｈに示す結果を得た。
表 ■
表■から明らかなように、改善処理を行う場合には、Ｎ
ａの添加量は１０ｐｐｍ未満が適当であ〔実施例３〕 実施例１と同一の炭化ケイ素ウィスカよりなる強化用成
形体を成形した。
ａの添加量は１０ｐｐｍ未満が適当であ〔実施例３〕 実施例１と同一の炭化ケイ素ウィスカよりなる強化用成
形体を成形した。
また実施例１と同一の未改善処理状態のＡｌ５Ｉ系合金
を調製した。
を調製した。
さらに前記Ａｌ−Ｓｉ系合金にＳ「を０．０２゜００３
．０．０５重量％宛添加して、三種の改善処理を施され
たＡＩ！、−Ｓｉ系合金を調製した。
．０．０５重量％宛添加して、三種の改善処理を施され
たＡＩ！、−Ｓｉ系合金を調製した。
次いで前記と同一条件にて三種の複合体（ＸＩ）〜（Ｘ
ＶＩ）を得、それらにＴ６処理を施した後、各複合体（
ＸＩＶ）〜（ＸＶＩ）に引張り試験およびシャルピー衝
撃試験を行ったところ表■に示す結果を得た。
ＶＩ）を得、それらにＴ６処理を施した後、各複合体（
ＸＩＶ）〜（ＸＶＩ）に引張り試験およびシャルピー衝
撃試験を行ったところ表■に示す結果を得た。
表
■
表■から明らかなように、改善処理を行う場合には、Ｓ
ｒの添加量は０．０３重量％未満が適当である。
ｒの添加量は０．０３重量％未満が適当である。
なお、強化材としては、炭化ケイ素粒子を用いることも
可能である。またセラミックウィスカおよびセラミンク
粒子としては、炭化ケイ素つづスカ等の外にＳｉ、Ｎ４
ウイスカ、Ｓｉ、Ｎ、粒子、カーボンウィスカ、カーボ
ン粒子、アルミナウィスカ、アルミナ粒子等も使用可能
である。この場合、セラミックウィスカ等の直径は共晶
シリコンの粒径（２〜５μｍ）以下であることが望まし
い。
可能である。またセラミックウィスカおよびセラミンク
粒子としては、炭化ケイ素つづスカ等の外にＳｉ、Ｎ４
ウイスカ、Ｓｉ、Ｎ、粒子、カーボンウィスカ、カーボ
ン粒子、アルミナウィスカ、アルミナ粒子等も使用可能
である。この場合、セラミックウィスカ等の直径は共晶
シリコンの粒径（２〜５μｍ）以下であることが望まし
い。
Ｃ８発明の効果
第（１）項記載の発明によれば、未改佐処理状態のＡ／
！−Ｓｉ系合金をマトリックスとし、強化材であるセラ
ミックウィスカ等によりマトリックスの共晶シリコンの
針状化および粗大化を防止した優秀な引張強さおよび靭
性を有する複合材を提供することができる。この場合、
Ａ／！−Ｓｉ系合金に改善処理を施さなくてもよい、と
いう複合材製造上の利点もある。
！−Ｓｉ系合金をマトリックスとし、強化材であるセラ
ミックウィスカ等によりマトリックスの共晶シリコンの
針状化および粗大化を防止した優秀な引張強さおよび靭
性を有する複合材を提供することができる。この場合、
Ａ／！−Ｓｉ系合金に改善処理を施さなくてもよい、と
いう複合材製造上の利点もある。
第（２）項記載の発明によれば、セラミックウィスカ等
の前記作用を得、またＳｂ等の改善作用を得た、優秀な
引張強さおよび靭性を有する複合材を提供することがで
きる。
の前記作用を得、またＳｂ等の改善作用を得た、優秀な
引張強さおよび靭性を有する複合材を提供することがで
きる。
第１図はＳｂの添加量と複合材等の引張強さとの関係を
示すグラフ、第２図はＳｂの添加量と複合材等のシャル
ピー衝撃値との関係を示すグラフである。 特 許 出 願 人 本田技研工業株式会社 代 理 人 ツ［ 理 士 落 健 同 田 中 隆 秀 複合材および合金単体材の 複合材および合金単体（Ａの 引張り強さ（１＼ｇ／ｍｍ” ）
示すグラフ、第２図はＳｂの添加量と複合材等のシャル
ピー衝撃値との関係を示すグラフである。 特 許 出 願 人 本田技研工業株式会社 代 理 人 ツ［ 理 士 落 健 同 田 中 隆 秀 複合材および合金単体材の 複合材および合金単体（Ａの 引張り強さ（１＼ｇ／ｍｍ” ）
Claims (2)
- （１） セラミックウイスカおよびセラミック粒子の少
なくとも一方を強化材とし、またアルミニウム合金をマ
トリックスとしたセラミックス強化アルミニウム合金複
合材において、前記アルミニウム合金として、未改善処
理状態のＡｌ−Ｓｉ系合金を用いることを特徴とするセ
ラミックス強化アルミニウム合金複合材。 - （２） 強化材としてセラミックウイスカおよびセラミ
ック粒子の少なくとも一方を用い、またアルミニウム合
金としてＳｂ、Ｎａ、Ｓｒから選択される一種により改
善処理を施されたＡｌ−Ｓｉ系合金を用いたセラミック
ス強化アルミニウム合金複合材において、前記Ｓｂの添
加量を０．０７重量％未満に、またＮａの添加量を１０
ｐｐｍ未満に、さらにＳｒの添加量を０．０３重量％未
満にそれぞれ設定したことを特徴とするセラミックス強
化アルミニウム合金複合材。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27550788A JPH02122044A (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | セラミックス強化アルミニウム合金複合材 |
| CA002001137A CA2001137C (en) | 1988-10-21 | 1989-10-20 | Silicon carbide-reinforced light alloy composite material |
| EP89310860A EP0365365B1 (en) | 1988-10-21 | 1989-10-20 | Silicon carbide-reinforced light alloy composite material |
| DE68922572T DE68922572T2 (de) | 1988-10-21 | 1989-10-20 | Mit Siliziumkarbid verstärkter Verbundwerkstoff aus einer Leichtmetallegierung. |
| US07/425,729 US5168014A (en) | 1988-10-21 | 1989-10-23 | Silicon carbide-reinforced light alloy composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27550788A JPH02122044A (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | セラミックス強化アルミニウム合金複合材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02122044A true JPH02122044A (ja) | 1990-05-09 |
Family
ID=17556444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27550788A Pending JPH02122044A (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-31 | セラミックス強化アルミニウム合金複合材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02122044A (ja) |
-
1988
- 1988-10-31 JP JP27550788A patent/JPH02122044A/ja active Pending
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