JPH02166242A - 複合材料の製造方法 - Google Patents
複合材料の製造方法Info
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- JPH02166242A JPH02166242A JP32146288A JP32146288A JPH02166242A JP H02166242 A JPH02166242 A JP H02166242A JP 32146288 A JP32146288 A JP 32146288A JP 32146288 A JP32146288 A JP 32146288A JP H02166242 A JPH02166242 A JP H02166242A
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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】
a、 産業上の利用分野
本発明は、合金材料に添加材料を加えて複合材料を製造
する方法に関するものである。
する方法に関するものである。
b、 従来の技術
上述の如き複合材料を得るために、従来では、(1)完
全溶融状態にある合金材料に添加材料を加え、機械式又
は磁界式の攪拌手段にてこれを攪拌する方法、 (2)完全溶融状態の合金材料に添加材料を加え、連続
的に冷却しながら機械的な攪拌を完全溶融状態から半凝
固状態(固相率70%程度)になるまで続ける方法、 (3) 粉末状の合金材料と添加材料とを混ぜ合わせ
た後に、脱ガス、加圧焼結、熱間押し出し等を行なう方
法、 を採用していた。
全溶融状態にある合金材料に添加材料を加え、機械式又
は磁界式の攪拌手段にてこれを攪拌する方法、 (2)完全溶融状態の合金材料に添加材料を加え、連続
的に冷却しながら機械的な攪拌を完全溶融状態から半凝
固状態(固相率70%程度)になるまで続ける方法、 (3) 粉末状の合金材料と添加材料とを混ぜ合わせ
た後に、脱ガス、加圧焼結、熱間押し出し等を行なう方
法、 を採用していた。
C0発明が解決しようとする課題
上記(1)の方法にあっては、完全溶融状態の合金材料
の溶湯に対して添加材料は濡れ性が悪く、この溶湯にな
じみに<<、比重が異なるものは浮遊したり或いは沈降
したりするため、溶湯に添加材料を容易に複合化できな
いのが実状である。
の溶湯に対して添加材料は濡れ性が悪く、この溶湯にな
じみに<<、比重が異なるものは浮遊したり或いは沈降
したりするため、溶湯に添加材料を容易に複合化できな
いのが実状である。
また、上記(2)の方法にあっては、合金材料を半凝固
状態として添加材料の複合化を行なっているので、上述
のような完全溶融状態の場合よりも複合化を有効に行な
うことができるものの、次のような不都合がある。すな
わち、連続的な冷却に応じて、固相率が増加して約80
%程度(第4図参照)になると、攪拌できなくなる。な
お、半凝固状態の成る温度に保持して攪拌しても、液相
部分が殆んど変化しないので、複合化率(添加材料の含
有率(χ))や複合化速度には限界がある。更にこの方
法では、温度がαからβになるまで(半凝固領域)の冷
却時間1+ (第4図参照)内に複合材料を製造しなけ
ればならないため、製造時間を長くとれず、従って添加
材料の投与量が限られてしまうことになる。
状態として添加材料の複合化を行なっているので、上述
のような完全溶融状態の場合よりも複合化を有効に行な
うことができるものの、次のような不都合がある。すな
わち、連続的な冷却に応じて、固相率が増加して約80
%程度(第4図参照)になると、攪拌できなくなる。な
お、半凝固状態の成る温度に保持して攪拌しても、液相
部分が殆んど変化しないので、複合化率(添加材料の含
有率(χ))や複合化速度には限界がある。更にこの方
法では、温度がαからβになるまで(半凝固領域)の冷
却時間1+ (第4図参照)内に複合材料を製造しなけ
ればならないため、製造時間を長くとれず、従って添加
材料の投与量が限られてしまうことになる。
また、上記(3)の方法にあっては、製造コスト並びに
製造時間を可成り多く必要とするといった問題点がある
。
製造時間を可成り多く必要とするといった問題点がある
。
本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであ
って、その目的は、添加材料の複合作業時間を長くとる
ことができて添加材料の投与量(含有量)を多くするこ
とができ、しかも添加材料の複合を均一にかつ効率良く
行なうことができるような複合材料の製造方法を提供す
ることにある。
って、その目的は、添加材料の複合作業時間を長くとる
ことができて添加材料の投与量(含有量)を多くするこ
とができ、しかも添加材料の複合を均一にかつ効率良く
行なうことができるような複合材料の製造方法を提供す
ることにある。
d、 課題を解決するための手段
上述の目的を達成するために、本発明においては、半溶
融又は半凝固状態にある合金スラリーの温度を凝固開始
温度と凝固終了温度との間で周期的に変化させることに
よって、前記合金スラリーに熱サイクルを与えると共に
、添加材料を複数回に分けて前記熱サイクルの1周期毎
に投与するようにしている。
融又は半凝固状態にある合金スラリーの温度を凝固開始
温度と凝固終了温度との間で周期的に変化させることに
よって、前記合金スラリーに熱サイクルを与えると共に
、添加材料を複数回に分けて前記熱サイクルの1周期毎
に投与するようにしている。
以下、本発明の一実施例に付き図面を参照して説明する
。
。
本実施例の方法においては、半溶融又は半凝固状態にあ
る合金スラリーに、非金属又はセラミックスの粒子や繊
維等の添加材料を投与し、次いで冷却しながら機械的攪
拌を行なって複合材料を製造するに際し、半溶融又は半
凝固温度領域すなわち母材となる合金材料の凝固開始温
度TIと凝固終了温度T2との間で熱サイクルが与えら
れる。
る合金スラリーに、非金属又はセラミックスの粒子や繊
維等の添加材料を投与し、次いで冷却しながら機械的攪
拌を行なって複合材料を製造するに際し、半溶融又は半
凝固温度領域すなわち母材となる合金材料の凝固開始温
度TIと凝固終了温度T2との間で熱サイクルが与えら
れる。
これを詳述すると、まず第1図(A)に示すように、母
材となる合金材料を坩堝l内で加熱するか或いはこれを
一旦溶融して溶融合金を冷却することにより合金スラリ
ー2を調製し、この合金スラリー2に非金属又はセラミ
ックスの粒子や繊維等から成る添加材料3を投与する。
材となる合金材料を坩堝l内で加熱するか或いはこれを
一旦溶融して溶融合金を冷却することにより合金スラリ
ー2を調製し、この合金スラリー2に非金属又はセラミ
ックスの粒子や繊維等から成る添加材料3を投与する。
この際の合金スラリー2の温度は、第2図に示すように
、合金材料の凝固開始温度T1よりも少し低く、かつ凝
固終了温度T2よりも高い温度T3に設定する。また、
添加材料3の投与量は、複合すべき添加材料の全量の1
/N (Nは後述の熱サイクル工程の回数に等しく、
2〜103の整数である)に相当する量とする。
、合金材料の凝固開始温度T1よりも少し低く、かつ凝
固終了温度T2よりも高い温度T3に設定する。また、
添加材料3の投与量は、複合すべき添加材料の全量の1
/N (Nは後述の熱サイクル工程の回数に等しく、
2〜103の整数である)に相当する量とする。
なお、前記温度T’、、T、間の領域は合金材料の種類
に応じて変動する数値であり、例えば、合金材料が^l
−20iytICuの場合はT、=600°C,T2=
548°C1^1−20wtχNiの場合はT、=80
0 C,T、=650 °C1A l−20wtχSt
の場合はT、=690°c 、 72’= 570°C
である。
に応じて変動する数値であり、例えば、合金材料が^l
−20iytICuの場合はT、=600°C,T2=
548°C1^1−20wtχNiの場合はT、=80
0 C,T、=650 °C1A l−20wtχSt
の場合はT、=690°c 、 72’= 570°C
である。
しかる後、添加材料3を投与した合金スラリー2を冷却
しながら機械的攪拌を継続的に行ない、添加材料3を合
金スラリー2内に均一に分散させて複合する。そして、
合金スラリー2の温度が第2図に示すように13からT
4 (T4は合金材料の凝固終了温度T2よりも少し高
い温度)にまで低下すると、合金スラリー2中の一部に
第1図(B) において斜線で示す固相が第2図に示す
如く温度低下に比例して増えてくる。このように冷却に
より固相が増えてくると、添加材料3の複合化が困難に
なってくるので、温度T4に達した時点(第2図におい
て、BI+B2+−’−BN−1点で示す時点)で攪拌
を一旦中止し、合金スラIノー2を前記温度T3になる
まで再加熱することによって、液相を増大せしめて再び
添加材料を受は入れられる状態にする。そして、合金ス
ラリー2の温度が上昇して前記温度T3になった時点(
第2図において、A 、 、 A 2’+−A 8点で
示す時点)で加熱を止め、しかる後にこれを冷却させつ
つ機械的攪拌を行なうと共に、第3図(A)に示すよう
に添加材料3を投与する。この場合、添加材料3の投与
は温度13〜T4の間の工程において連続的に行ない、
−工程での投与量は第1回目の投与量(総量の1/Nの
量)と同じ量とする。
しながら機械的攪拌を継続的に行ない、添加材料3を合
金スラリー2内に均一に分散させて複合する。そして、
合金スラリー2の温度が第2図に示すように13からT
4 (T4は合金材料の凝固終了温度T2よりも少し高
い温度)にまで低下すると、合金スラリー2中の一部に
第1図(B) において斜線で示す固相が第2図に示す
如く温度低下に比例して増えてくる。このように冷却に
より固相が増えてくると、添加材料3の複合化が困難に
なってくるので、温度T4に達した時点(第2図におい
て、BI+B2+−’−BN−1点で示す時点)で攪拌
を一旦中止し、合金スラIノー2を前記温度T3になる
まで再加熱することによって、液相を増大せしめて再び
添加材料を受は入れられる状態にする。そして、合金ス
ラリー2の温度が上昇して前記温度T3になった時点(
第2図において、A 、 、 A 2’+−A 8点で
示す時点)で加熱を止め、しかる後にこれを冷却させつ
つ機械的攪拌を行なうと共に、第3図(A)に示すよう
に添加材料3を投与する。この場合、添加材料3の投与
は温度13〜T4の間の工程において連続的に行ない、
−工程での投与量は第1回目の投与量(総量の1/Nの
量)と同じ量とする。
一方、この温度T3の時点では、第3図(A)において
斜線で示すようにその一部に少量の固相が存在する。
斜線で示すようにその一部に少量の固相が存在する。
次いで、工程B2 (温度T4)の時点に達すると、第
2図及び第3図(B) に示すように固相が再び増え、
次の熱サイクル工程の初めである工程へ3(温度T3)
の時点で第2図及び第3図(C)に示す如く同相が減少
せしめられて液相が増大せしめられる。
2図及び第3図(B) に示すように固相が再び増え、
次の熱サイクル工程の初めである工程へ3(温度T3)
の時点で第2図及び第3図(C)に示す如く同相が減少
せしめられて液相が増大せしめられる。
以下、同様にして温度T3とT4との間で周期的に温度
変化させる熱サイクル操作をN回に亘り繰り返し行なう
。
変化させる熱サイクル操作をN回に亘り繰り返し行なう
。
以上のように、添加材料3が投与された合金スラリー2
の温度をT3〜T、+(但し、T + > T3 >
Ta > Tz)の間の領域において周期的に昇降させ
る工程すなわち熱サイクル工程を複数回(N回)にわた
り繰り返して行なうと共に、合金スラリー2に複合すべ
き添加材料3を複数回(N回)に分けて、前記温度T3
になる毎に投与する。しかして、最終の熱サイクル工程
の終了後は常温にまで冷却して完全凝固させることによ
り、所定量の添加材料3を合金材料に複合化して成る複
合材料を得る。
の温度をT3〜T、+(但し、T + > T3 >
Ta > Tz)の間の領域において周期的に昇降させ
る工程すなわち熱サイクル工程を複数回(N回)にわた
り繰り返して行なうと共に、合金スラリー2に複合すべ
き添加材料3を複数回(N回)に分けて、前記温度T3
になる毎に投与する。しかして、最終の熱サイクル工程
の終了後は常温にまで冷却して完全凝固させることによ
り、所定量の添加材料3を合金材料に複合化して成る複
合材料を得る。
このような複合材料の製造方法によれば、合金スラリー
2に熱サイクルを与えつつ添加材料3の複合化を行なう
ようにしているので、次のような利点がある。すなわち
、第2図に示すように、温度T3から14に低下せしめ
られる領域で添加材料3の複合が行なわれるものの固相
率も増えてくるため温度T4の時点で機械的攪拌が困難
となるが、合金スラリー2は再加熱されるのに伴って再
び液相率が増え、その結果、添加材料3の投与や機械的
攪拌が可能な状態となり、複合作業を長時間t2(第2
図参照)に亘って継続して行なうことができる。この場
合、成る熱サイクル工程で一旦複合化された添加材料3
は次の熱サイクル工程で合金材料(合金マトリックス)
から遊離したり或いは浮上したりしてしまうことがなく
、従って添加材料3の複合率(含有率)は熱サイクル工
程が進むにつれて徐々に増大せしめられることとなる。
2に熱サイクルを与えつつ添加材料3の複合化を行なう
ようにしているので、次のような利点がある。すなわち
、第2図に示すように、温度T3から14に低下せしめ
られる領域で添加材料3の複合が行なわれるものの固相
率も増えてくるため温度T4の時点で機械的攪拌が困難
となるが、合金スラリー2は再加熱されるのに伴って再
び液相率が増え、その結果、添加材料3の投与や機械的
攪拌が可能な状態となり、複合作業を長時間t2(第2
図参照)に亘って継続して行なうことができる。この場
合、成る熱サイクル工程で一旦複合化された添加材料3
は次の熱サイクル工程で合金材料(合金マトリックス)
から遊離したり或いは浮上したりしてしまうことがなく
、従って添加材料3の複合率(含有率)は熱サイクル工
程が進むにつれて徐々に増大せしめられることとなる。
よって、本方法によれば、同一温度T、 (但し、T、
>T、>T2)で複合化する場合に比べて多くの添加材
料3を効率良く複合することができる。例えば、AI2
合金にSiC,A I!、2031 C等の粒子やウィ
スカーや繊維を0.1〜80容量%複合できる。
>T、>T2)で複合化する場合に比べて多くの添加材
料3を効率良く複合することができる。例えば、AI2
合金にSiC,A I!、2031 C等の粒子やウィ
スカーや繊維を0.1〜80容量%複合できる。
以上、本発明の一実施例に付き述べたが、本発明は既述
の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思
想に基いて各種の変更が可能である。
の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思
想に基いて各種の変更が可能である。
例えば、添加材料3の投与は、熱サイクル工程のうち凝
固終了温度T、以外であればどの時点で行なってもよい
。また、攪拌は機械式のものでなく、磁界式のものを用
いてもよいことは言う迄もない。
固終了温度T、以外であればどの時点で行なってもよい
。また、攪拌は機械式のものでなく、磁界式のものを用
いてもよいことは言う迄もない。
e、 発明の効果
以上の如く、本発明は、合金スラリーに凝固開始温度と
凝固終了温度との間で熱サイクル工程を繰り返し行なう
と共に、添加材料を複数回に分けて各熱サイクル工程毎
に投与するようにしたものであるから、添加材料の複合
作業の時間を長くとることができることとなり、より多
くの添加材料を良好な状態で複合化することが可能とな
る。また、熱サイクルの成る一工程で一旦複合化された
添加材料は次工程で遊離したり浮上したりすることがな
く、熱サイクルに伴う液相率の増大により、更に新たに
投与された添加材料を複合されることとなり、複合化を
効率良く行なうことができる。
凝固終了温度との間で熱サイクル工程を繰り返し行なう
と共に、添加材料を複数回に分けて各熱サイクル工程毎
に投与するようにしたものであるから、添加材料の複合
作業の時間を長くとることができることとなり、より多
くの添加材料を良好な状態で複合化することが可能とな
る。また、熱サイクルの成る一工程で一旦複合化された
添加材料は次工程で遊離したり浮上したりすることがな
く、熱サイクルに伴う液相率の増大により、更に新たに
投与された添加材料を複合されることとなり、複合化を
効率良く行なうことができる。
さらに、熱サイクルを与えることにより、添加材料の複
合操作の時間に余裕ができるといった利点も有する。
合操作の時間に余裕ができるといった利点も有する。
第1図〜第3図は本発明の一実施例を説明するためのも
のであって、第1図(A)は半溶融状態の合金スラリー
に添加材料を投与する状況を示す断面図、第1図(’B
)は添加材料が投与された合金スラリーが部分的に凝固
した状態を示す断面図、第2図は、合金スラリーの温度
(熱サイクル)及び固相率を互いに対比して示すグラフ
、第3図(A)は成る熱サイクル工程における凝固開始
温度T3の時点での複合材料の断面図、第3図(B)は
当該熱サイクル工程における凝固終了温度T4の時点で
の複合材料断面図、第3図(C)は当該熱サイクル工程
に続く次の熱サイクル工程における凝固開始温度T3の
時点での複合材料の断面図、第4図は従来の製造方法を
説明するための第2図と同様のグラフである。 ■・・・坩堝、 2・・・合金スラリー3・・
・添加材料、 T1・・・凝固開始温度、T2・・
・凝固終了温度。 代 ト1 1郵 ρ 旧型W−凌
のであって、第1図(A)は半溶融状態の合金スラリー
に添加材料を投与する状況を示す断面図、第1図(’B
)は添加材料が投与された合金スラリーが部分的に凝固
した状態を示す断面図、第2図は、合金スラリーの温度
(熱サイクル)及び固相率を互いに対比して示すグラフ
、第3図(A)は成る熱サイクル工程における凝固開始
温度T3の時点での複合材料の断面図、第3図(B)は
当該熱サイクル工程における凝固終了温度T4の時点で
の複合材料断面図、第3図(C)は当該熱サイクル工程
に続く次の熱サイクル工程における凝固開始温度T3の
時点での複合材料の断面図、第4図は従来の製造方法を
説明するための第2図と同様のグラフである。 ■・・・坩堝、 2・・・合金スラリー3・・
・添加材料、 T1・・・凝固開始温度、T2・・
・凝固終了温度。 代 ト1 1郵 ρ 旧型W−凌
Claims (1)
- 半溶融又は半凝固状態にある合金スラリーの温度を凝固
開始温度と凝固終了温度との間で周期的に変化させるこ
とによって、前記合金スラリーに熱サイクルを与えると
共に、添加材料を複数回に分けて前記熱サイクルの1周
期毎に投与するようにしたことを特徴とする複合材料の
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32146288A JPH02166242A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32146288A JPH02166242A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 複合材料の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02166242A true JPH02166242A (ja) | 1990-06-26 |
Family
ID=18132838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32146288A Pending JPH02166242A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02166242A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5513688A (en) * | 1992-12-07 | 1996-05-07 | Rheo-Technology, Ltd. | Method for the production of dispersion strengthened metal matrix composites |
JP2010121178A (ja) * | 2008-11-19 | 2010-06-03 | Nissei Plastics Ind Co | カーボンナノ複合マグネシウム合金素材の製造方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4953503A (ja) * | 1972-08-07 | 1974-05-24 | ||
JPS61147826A (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-05 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 合金製造装置 |
JPH01313180A (ja) * | 1988-06-13 | 1989-12-18 | Nippon Steel Corp | A1系金属基複合材料の製造方法 |
JPH01313179A (ja) * | 1988-06-13 | 1989-12-18 | Nippon Steel Corp | A1系金属基複合材料の製造方法 |
-
1988
- 1988-12-20 JP JP32146288A patent/JPH02166242A/ja active Pending
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