JPH02182847A - 制振複合材料 - Google Patents
制振複合材料Info
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- JPH02182847A JPH02182847A JP224389A JP224389A JPH02182847A JP H02182847 A JPH02182847 A JP H02182847A JP 224389 A JP224389 A JP 224389A JP 224389 A JP224389 A JP 224389A JP H02182847 A JPH02182847 A JP H02182847A
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は、軽量、かつ高い振動減衰能を備えた制振複合
材料に関する。
材料に関する。
［従来の技術］
振動と騒音による公害が重大な社会問題の一つとして注
目され、その対策の中で最も積極的、かつ復水的なもの
として考えられたのが防振合金の利用である。防振合金
とは振動、騒音を発生する機械や構造体などの構成材料
である金属材料そのものに高い減衰能を付与したもので
ある。
目され、その対策の中で最も積極的、かつ復水的なもの
として考えられたのが防振合金の利用である。防振合金
とは振動、騒音を発生する機械や構造体などの構成材料
である金属材料そのものに高い減衰能を付与したもので
ある。
一方、軽いという大きな特徴の故に広汎な分野で機械構
造用材料として使用されているアルミニウム合金は、上
記減衰能が至って低い（減衰係数＝０．３％）ことで知
られている。勿論アルミニウム合金の中でも上記防振合
金として実用に供されているＡＭ−７８７ｎ合金は、同
ＭＣＩ合金に次ぐ優れた減衰能（減衰係数＝３０％）を
有するものの、ＡＱの約２．６倍の比重をもつｚｎを多
量に含有するため、逆に本来の軽量特性が失われるとい
う点に問題がある。
造用材料として使用されているアルミニウム合金は、上
記減衰能が至って低い（減衰係数＝０．３％）ことで知
られている。勿論アルミニウム合金の中でも上記防振合
金として実用に供されているＡＭ−７８７ｎ合金は、同
ＭＣＩ合金に次ぐ優れた減衰能（減衰係数＝３０％）を
有するものの、ＡＱの約２．６倍の比重をもつｚｎを多
量に含有するため、逆に本来の軽量特性が失われるとい
う点に問題がある。
［発明が解決しようとする課題］
上述したように、優れた軽量特性並びに経済的実用性を
兼備した制振材料は未だ報告されていない。
兼備した制振材料は未だ報告されていない。
本発明は、マトリックス金属としてアルミニウム合金の
特性を活かし、しかも減衰能の付与とは反比例的に生じ
る強度低下を、強化繊維との複合技術によって補填した
制振材料の創出を、解決すべき技術課題とするものであ
る。
特性を活かし、しかも減衰能の付与とは反比例的に生じ
る強度低下を、強化繊維との複合技術によって補填した
制振材料の創出を、解決すべき技術課題とするものであ
る。
［課題を解決するための手段］
本発明は上記課題解決のため、りん状黒鉛を保持したセ
ラミックス繊維集積体と、アルミニウム合金とを複合さ
せた制振複合材料であって、りん状黒鉛の体積率を２〜
８％とした新規な構成を採用している。
ラミックス繊維集積体と、アルミニウム合金とを複合さ
せた制振複合材料であって、りん状黒鉛の体積率を２〜
８％とした新規な構成を採用している。
本発明に使用されるセラミックス繊維には、長繊維、短
繊維又はウィスカの何れもが使用でき、その体積率は１
０〜２０％程度が好ましい。りん状黒鉛は黒鉛原鉱から
摩砕、分級された１〜５０μｍ程度の微粉末であり、集
積体として成形された微細な繊維挟間に巧みに保持され
てアルミニウム合金中に均一に分散する。
繊維又はウィスカの何れもが使用でき、その体積率は１
０〜２０％程度が好ましい。りん状黒鉛は黒鉛原鉱から
摩砕、分級された１〜５０μｍ程度の微粉末であり、集
積体として成形された微細な繊維挟間に巧みに保持され
てアルミニウム合金中に均一に分散する。
上記制振複合材料の製造方法の概要は次のとおりである
。所要のセラミックス繊維とりん状黒鉛とを必要ならば
少量の界面活性剤を添加して液媒（例えば水）中に分散
させ、既知の圧縮成形法によりこれを集積体に成形して
乾燥させる。その後繊維集積体を予熱して同様に予熱さ
れた金型内にセットし、高圧凝固鋳造法によりアルミニ
ウム合金を溶浸させてこれを冷却固化させる。
。所要のセラミックス繊維とりん状黒鉛とを必要ならば
少量の界面活性剤を添加して液媒（例えば水）中に分散
させ、既知の圧縮成形法によりこれを集積体に成形して
乾燥させる。その後繊維集積体を予熱して同様に予熱さ
れた金型内にセットし、高圧凝固鋳造法によりアルミニ
ウム合金を溶浸させてこれを冷却固化させる。
［試験例１］
アルミナ−シリカ繊維とりん状黒鉛とを水中に分散させ
、圧縮成形法によりこれを集積体に成形して乾燥させた
。この場合マトリックス金属との複合化時における繊維
の体積率が約１５％、りん状黒鉛の体積率が約４％とな
るよう予め計量の主調整した。その後繊維集積体を窒素
ガス雰囲気中で約３５０℃に予熱し、同じく約２５０’
Ｃに予熱された金型内にセットした。そして高圧凝固鋳
造法によりアルミニウム合金（ＡＱ−６Ｃｕ−０゜５２
ｒ）を溶浸させ、これを冷却固化したのち、幅’ｌＱｍ
ｍ、厚さ２ｍｍ、長さ７０ｍｍの試験片１を切出した。
、圧縮成形法によりこれを集積体に成形して乾燥させた
。この場合マトリックス金属との複合化時における繊維
の体積率が約１５％、りん状黒鉛の体積率が約４％とな
るよう予め計量の主調整した。その後繊維集積体を窒素
ガス雰囲気中で約３５０℃に予熱し、同じく約２５０’
Ｃに予熱された金型内にセットした。そして高圧凝固鋳
造法によりアルミニウム合金（ＡＱ−６Ｃｕ−０゜５２
ｒ）を溶浸させ、これを冷却固化したのち、幅’ｌＱｍ
ｍ、厚さ２ｍｍ、長さ７０ｍｍの試験片１を切出した。
［試験例２］
りん状黒鉛に代えて、生状黒鉛、グラファイトウィスカ
、活性炭を使用した以外、試験例１と同一の条件で試験
片２〜４を切出した。
、活性炭を使用した以外、試験例１と同一の条件で試験
片２〜４を切出した。
［試験条件］
第１図に示すように隔設した支台１０間に２条の糸１２
を張架し、その上に上記試験片Ｐを載置して、そのほぼ
中央部をハンマ１４でインパクト加撮し、そのときの振
動減衰波形をレーザドツプラ振動計により検出した。
を張架し、その上に上記試験片Ｐを載置して、そのほぼ
中央部をハンマ１４でインパクト加撮し、そのときの振
動減衰波形をレーザドツプラ振動計により検出した。
そして第２図に示す振動減衰波形により全振幅Ｘｎを１
０点読み取り、振動繰返し数ｎと文Ｏｇｅｘｎの関係を
最小２乗法により算出し、対数減衰率（△）を求めた。
０点読み取り、振動繰返し数ｎと文Ｏｇｅｘｎの関係を
最小２乗法により算出し、対数減衰率（△）を求めた。
なあ、上記試験には参考試験片としてＦｅ１２、Ａ文−
５６２ｎ （＋スマール）、ＡＭ−６Ｃｕ−０，５２ｒ
の各素材から同様に切出した試験片５〜７を加えて評価
した。
５６２ｎ （＋スマール）、ＡＭ−６Ｃｕ−０，５２ｒ
の各素材から同様に切出した試験片５〜７を加えて評価
した。
試験の結果は、第３図に示す振動減衰波形と、表１に示
す評価によって理解できるように、本発明になる試験片
１は、一般に振動減衰能が高く工作機械のベツドなどに
使用されている普通鋳鉄（Ｆｅ１２）に匹敵する良好な
結果が得られた。
す評価によって理解できるように、本発明になる試験片
１は、一般に振動減衰能が高く工作機械のベツドなどに
使用されている普通鋳鉄（Ｆｅ１２）に匹敵する良好な
結果が得られた。
（以下余白）
表１
［試験例３］
次いでりん状黒鉛の体積率が振動減衰能と強度に及ぼす
影響を観察するため、繊維の体積率は１０％に固定し、
りん状黒鉛の体積率のみを段階的に変化させた以外は試
験例１と同一の条件で数種の試験片を切出した。なお、
曲げ試験に用いた試験片寸法は、幅４ｍｍ、厚さ２ｍｍ
、長さ４５ｍｍであり、試験は３Ｑｍｍのスパン、１ｍ
ｍ／分の荷重速度で行った。
影響を観察するため、繊維の体積率は１０％に固定し、
りん状黒鉛の体積率のみを段階的に変化させた以外は試
験例１と同一の条件で数種の試験片を切出した。なお、
曲げ試験に用いた試験片寸法は、幅４ｍｍ、厚さ２ｍｍ
、長さ４５ｍｍであり、試験は３Ｑｍｍのスパン、１ｍ
ｍ／分の荷重速度で行った。
試験の結果は第４図にみられるように、対数減衰率はり
ん状黒鉛の体積率に比例的に上昇するが、一方、第５図
のように曲げ強さはりん状黒鉛の体積率に反比例的に低
下する傾向を示す。これはりん状黒鉛自体がアルミニウ
ム合金とぬれ性が悪く、両者の界面結合力が低いことに
よるが、撮動が加わると該界面に内部摩擦か生起し、振
動のエネルギは熱エネルギに変換されて消散することと
なり、とくに微粉状りん状黒鉛の大きな表面積がエネル
ギ損失界面の拡大を伴って逆に減衰能を効果的に高める
ためである。したがって上記試験結果から、十分実用に
供しうるりん状黒鉛の体積率は２〜８％であることが判
明した。
ん状黒鉛の体積率に比例的に上昇するが、一方、第５図
のように曲げ強さはりん状黒鉛の体積率に反比例的に低
下する傾向を示す。これはりん状黒鉛自体がアルミニウ
ム合金とぬれ性が悪く、両者の界面結合力が低いことに
よるが、撮動が加わると該界面に内部摩擦か生起し、振
動のエネルギは熱エネルギに変換されて消散することと
なり、とくに微粉状りん状黒鉛の大きな表面積がエネル
ギ損失界面の拡大を伴って逆に減衰能を効果的に高める
ためである。したがって上記試験結果から、十分実用に
供しうるりん状黒鉛の体積率は２〜８％であることが判
明した。
［発明の効果］
以上説明したように本発明は、特定量のりん状黒鉛を保
持したセラミックス繊維集積体と、アルミニウム合金と
を複合させたものであるから、軽量、高強度のアルミニ
ウム合金特性を維持しつつ高い撮動減衰能が得られると
ともに、セラミックス繊維及びりん状黒鉛のもつ他面的
効能により、優れた対摩耗性、耐焼付性、自己潤滑性を
も兼備することができる。
持したセラミックス繊維集積体と、アルミニウム合金と
を複合させたものであるから、軽量、高強度のアルミニ
ウム合金特性を維持しつつ高い撮動減衰能が得られると
ともに、セラミックス繊維及びりん状黒鉛のもつ他面的
効能により、優れた対摩耗性、耐焼付性、自己潤滑性を
も兼備することができる。
第１図は振動減衰試験方法の概要を示す模式図、第２図
は対数減衰率の求め方を示したもので、（ａ）は振動減
衰波形を（ｂ）は波数と振幅の関係を示す線図、第３図
は各試験片の振動減衰波形を比較して示す線図、第４図
はりん状黒鉛体積率と対数減衰率との関係を示す線図、
第５図はりん状黒鉛体積率と曲げ強さとの関係を示す線
図である。 特許出願人 株式会社豊田自動織機製作所代理人
弁理士 大 川 家 弟３図 ｎ−→−
は対数減衰率の求め方を示したもので、（ａ）は振動減
衰波形を（ｂ）は波数と振幅の関係を示す線図、第３図
は各試験片の振動減衰波形を比較して示す線図、第４図
はりん状黒鉛体積率と対数減衰率との関係を示す線図、
第５図はりん状黒鉛体積率と曲げ強さとの関係を示す線
図である。 特許出願人 株式会社豊田自動織機製作所代理人
弁理士 大 川 家 弟３図 ｎ−→−
Claims (1)
- （１）りん状黒鉛を保持したセラミックス繊維集積体と
、アルミニウム合金とを複合させた複合材料であつて、
上記りん状黒鉛の体積率が２〜８％であることを特徴と
する制振複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002243A JP2570842B2 (ja) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | 制振複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002243A JP2570842B2 (ja) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | 制振複合材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02182847A true JPH02182847A (ja) | 1990-07-17 |
| JP2570842B2 JP2570842B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=11523915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1002243A Expired - Lifetime JP2570842B2 (ja) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | 制振複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2570842B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110343897A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-10-18 | 青岛滨海学院 | 一种鳞片石墨增强铝基复合材料的制备方法及其应用 |
| JP2021080958A (ja) * | 2019-11-15 | 2021-05-27 | 本田技研工業株式会社 | 固定構造 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5881948A (ja) * | 1981-11-11 | 1983-05-17 | Nissan Motor Co Ltd | 耐摩耗性ならびに振動減衰能に優れたアルミニウム複合材料 |
-
1989
- 1989-01-09 JP JP1002243A patent/JP2570842B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5881948A (ja) * | 1981-11-11 | 1983-05-17 | Nissan Motor Co Ltd | 耐摩耗性ならびに振動減衰能に優れたアルミニウム複合材料 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110343897A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-10-18 | 青岛滨海学院 | 一种鳞片石墨增强铝基复合材料的制备方法及其应用 |
| JP2021080958A (ja) * | 2019-11-15 | 2021-05-27 | 本田技研工業株式会社 | 固定構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2570842B2 (ja) | 1997-01-16 |
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