JPH02263558A - 粒子分散型複合材の製造方法 - Google Patents
粒子分散型複合材の製造方法Info
- Publication number
- JPH02263558A JPH02263558A JP8658589A JP8658589A JPH02263558A JP H02263558 A JPH02263558 A JP H02263558A JP 8658589 A JP8658589 A JP 8658589A JP 8658589 A JP8658589 A JP 8658589A JP H02263558 A JPH02263558 A JP H02263558A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- preform
- composite material
- metal
- ceramic particles
- molten metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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、金属基複合材を鋳造法で製造する方法に関し
、特に簡略な製造方法により、セラミック粒子を使用し
た繊維強化金属と金属との複合材の製造方法に係るもの
である。
、特に簡略な製造方法により、セラミック粒子を使用し
た繊維強化金属と金属との複合材の製造方法に係るもの
である。
無機質繊維または粒子を強化材として金属に接合した複
合材の製造方法としては、プリフォーム（多孔質成形体
）にマトリックス金属溶湯を加圧下で含浸させる溶湯鋳
造法、セラミック粒子やウィスカーと金属粉を混合し、
圧粉焼結後必要に応じて押出し加工や鍛造などを施す粉
末冶金法、強化繊維を金属箔にはさみ拡散接合させる拡
散接合法などがある。
合材の製造方法としては、プリフォーム（多孔質成形体
）にマトリックス金属溶湯を加圧下で含浸させる溶湯鋳
造法、セラミック粒子やウィスカーと金属粉を混合し、
圧粉焼結後必要に応じて押出し加工や鍛造などを施す粉
末冶金法、強化繊維を金属箔にはさみ拡散接合させる拡
散接合法などがある。
上記の従来の複合材の製造方法においては得られる複合
材は一般に表面特性としての耐摩耗性は優れているもの
の靭性、伸びなどの合金全体としての特性に劣る難点が
ある。またセラミック繊維やウィスカーは極めて高価な
ものでこれを多量に使用するとコスト高になる欠点もあ
る。さらに上記の溶湯鍛造法の場合は短繊維をパイグー
で固めてプリフォームとし、これにマトリックス金属を
加圧して鋳造するため工程が複雑でありコストアップの
要因ともなっていた。
材は一般に表面特性としての耐摩耗性は優れているもの
の靭性、伸びなどの合金全体としての特性に劣る難点が
ある。またセラミック繊維やウィスカーは極めて高価な
ものでこれを多量に使用するとコスト高になる欠点もあ
る。さらに上記の溶湯鍛造法の場合は短繊維をパイグー
で固めてプリフォームとし、これにマトリックス金属を
加圧して鋳造するため工程が複雑でありコストアップの
要因ともなっていた。
本発明は上記の問題について検討の結果、高価な繊維に
替え、少なくとも耐摩耗性や硬度、熱膜、張では繊維な
みの効果があり、かつ安価なセラミック粒子を用いてプ
リフォームに成型し、これに溶湯を含浸させ一挙に複合
化することにより、繊維強化金属と鋳造金属とを複合し
た耐摩耗性と靭性などの優れた粒子分散型複合材を得る
製造方法を開発したものである。
替え、少なくとも耐摩耗性や硬度、熱膜、張では繊維な
みの効果があり、かつ安価なセラミック粒子を用いてプ
リフォームに成型し、これに溶湯を含浸させ一挙に複合
化することにより、繊維強化金属と鋳造金属とを複合し
た耐摩耗性と靭性などの優れた粒子分散型複合材を得る
製造方法を開発したものである。
〔課題を解決するための手段と作用］
本発明は、セラミンク粒子からなるプリフォームにマト
リックス溶湯を含浸させることを特徴とする粒子分散型
複合材の製造方法である。
リックス溶湯を含浸させることを特徴とする粒子分散型
複合材の製造方法である。
すなわち本発明は、セラミックス粒子からなるプリフォ
ームにマトリックス金属溶湯を直接含浸することにより
繊維強化金属と鋳造金属の複合材を一挙に製造する方法
である。
ームにマトリックス金属溶湯を直接含浸することにより
繊維強化金属と鋳造金属の複合材を一挙に製造する方法
である。
しかして上記のプリフォームは、セラミック粒子にバイ
ンダーを加え、乾燥、焼成して所定の強度と繊維含有率
としたものを用いるものでその後の工程におけるつぶれ
などの防止と得られる製品の強度耐摩耗性に影古を及ぼ
すので上記の方法が望ましい。そしてその強度としては
曲げ強度が５ｋｇ／−〜２０ｋｇ／■シであり、粒子含
打率（Ｖｆ）としては、５％〜５０％の範囲が好ましい
。
ンダーを加え、乾燥、焼成して所定の強度と繊維含有率
としたものを用いるものでその後の工程におけるつぶれ
などの防止と得られる製品の強度耐摩耗性に影古を及ぼ
すので上記の方法が望ましい。そしてその強度としては
曲げ強度が５ｋｇ／−〜２０ｋｇ／■シであり、粒子含
打率（Ｖｆ）としては、５％〜５０％の範囲が好ましい
。
またプリフォームの内外側壁をセラミック製の中子で保
持してマトリックス溶湯を含浸させることにより異型状
の複合材を得る場合や含浸抵抗が高いマトリックス金属
を用いる場合のプリフォームの強度不足によるプリフォ
ームの変形を防止することができる。
持してマトリックス溶湯を含浸させることにより異型状
の複合材を得る場合や含浸抵抗が高いマトリックス金属
を用いる場合のプリフォームの強度不足によるプリフォ
ームの変形を防止することができる。
本発明の特徴の一つとしては粒子を用いた溶湯鍛造用プ
リフォームを加工できることであるが、これは粒子が乾
燥、焼成時に一部ガス化、固化または炭素分（固体潤滑
材として有効）として残留するなど、プリフォームの強
度と空隙率、さらに添加物などをコントロールすること
で達成出来たものである。
リフォームを加工できることであるが、これは粒子が乾
燥、焼成時に一部ガス化、固化または炭素分（固体潤滑
材として有効）として残留するなど、プリフォームの強
度と空隙率、さらに添加物などをコントロールすること
で達成出来たものである。
また本発明は、粒子プリフォームに溶湯を含浸させるこ
とにより、粉末冶金法による合金組織に近い均一性が得
られ、従来の鋳造法による複合材に比較して格段に均一
なｕｉ襟であり、したがって繊維強化金属としての耐摩
耗性と硬度を活用できる。
とにより、粉末冶金法による合金組織に近い均一性が得
られ、従来の鋳造法による複合材に比較して格段に均一
なｕｉ襟であり、したがって繊維強化金属としての耐摩
耗性と硬度を活用できる。
さらに繊維強化金属と鋳造金属との複合化（Ｈｙｂｒｉ
ｄ化）により、優れた靭性と伸びが得られ材料の信顛性
が向上するものである。
ｄ化）により、優れた靭性と伸びが得られ材料の信顛性
が向上するものである。
なお本発明において用いられるセラミック粒子としては
、アルミナ、Ｓ ｉＣ，Ｓ ｒ３Ｎ４ 、ＫｔＯ１６Ｔ
ｉＯ１Ｃｒｚ０３ 、Ｂ、Ｃなどがあり、マトリックス
金属としては、アルミニウムおよび通常用いられる各種
のアルミニウム合金が適用できる。
、アルミナ、Ｓ ｉＣ，Ｓ ｒ３Ｎ４ 、ＫｔＯ１６Ｔ
ｉＯ１Ｃｒｚ０３ 、Ｂ、Ｃなどがあり、マトリックス
金属としては、アルミニウムおよび通常用いられる各種
のアルミニウム合金が適用できる。
Ｃ実施例〕
以下に本発明の〜実施例について説明する。
平均粒度ｌＯ−φのＳｉＣ粒子に糖蜜を８Ｖｏｊ２％と
し水で解き混合した。このスラリー状の混合物を二重の
シリンダー状金網の内側に濾紙を張った型の間に入れ、
壁面、底面がら水分を吸引し乾燥してプリフォームとし
た。このシリンダー型プリフォームを窒素雰囲気中で１
５０ ”Ｃがら３５０°Ｃまで１°Ｃ／ｍｉｎの昇温速
度で焼成してバインダーを分解、炭化し、その後１００
０°Ｃでｌｈｒ焼成した。このプリフォームの曲げ強度
２７ ｋｇ ／ ｍＪ、ＶＪは２５％、炭素分 ％であ
った。次にこのプリフォームを３５０℃の金型内に設置
し、アルミニウム６０６１合金の溶湯を注湯し直ちに加
圧、固化して外側がＳｉＣ粒子／６０６１の繊維強化合
金で内側は６０６１合金材の複合材を得た。この複合材
を押出比４０、押出温度４５０ ”Ｃで押出し、Ｔ６処
理を施した。この押出材の断面のＦＲＭ／６０６１は１
１５であり、表面硬さはＨｖＩｆＯ２曲げ強度は３５
ｋｇ ／ ｍＪ、伸び１２％であった。上記の押出機に
ついて荷重５０ｊ２ｂ、速度１．５ｍ／ｓｅｃ、潤滑油
温度１００°Ｃとし、相手材に鋳鉄ＦＣ２５を使用して
摩耗試験を行なったところ試料の摩耗量は０．２■ｒと
非常に摩耗量が低い値を示した。一方比較のため従来合
金のＡＣ８Ａ−Ｔ６材について同じ条件で試験した結果
、八Ｃ８Ａは９．８ｍｇｒの摩耗量であり、鋳鉄も２．
５ｍｇｒの摩耗量を示した。この結果から明らかなよう
に本発明によるものは著しく耐摩耗性が優れており、か
つ高い硬度と靭性および伸びを有することが認められた
。
し水で解き混合した。このスラリー状の混合物を二重の
シリンダー状金網の内側に濾紙を張った型の間に入れ、
壁面、底面がら水分を吸引し乾燥してプリフォームとし
た。このシリンダー型プリフォームを窒素雰囲気中で１
５０ ”Ｃがら３５０°Ｃまで１°Ｃ／ｍｉｎの昇温速
度で焼成してバインダーを分解、炭化し、その後１００
０°Ｃでｌｈｒ焼成した。このプリフォームの曲げ強度
２７ ｋｇ ／ ｍＪ、ＶＪは２５％、炭素分 ％であ
った。次にこのプリフォームを３５０℃の金型内に設置
し、アルミニウム６０６１合金の溶湯を注湯し直ちに加
圧、固化して外側がＳｉＣ粒子／６０６１の繊維強化合
金で内側は６０６１合金材の複合材を得た。この複合材
を押出比４０、押出温度４５０ ”Ｃで押出し、Ｔ６処
理を施した。この押出材の断面のＦＲＭ／６０６１は１
１５であり、表面硬さはＨｖＩｆＯ２曲げ強度は３５
ｋｇ ／ ｍＪ、伸び１２％であった。上記の押出機に
ついて荷重５０ｊ２ｂ、速度１．５ｍ／ｓｅｃ、潤滑油
温度１００°Ｃとし、相手材に鋳鉄ＦＣ２５を使用して
摩耗試験を行なったところ試料の摩耗量は０．２■ｒと
非常に摩耗量が低い値を示した。一方比較のため従来合
金のＡＣ８Ａ−Ｔ６材について同じ条件で試験した結果
、八Ｃ８Ａは９．８ｍｇｒの摩耗量であり、鋳鉄も２．
５ｍｇｒの摩耗量を示した。この結果から明らかなよう
に本発明によるものは著しく耐摩耗性が優れており、か
つ高い硬度と靭性および伸びを有することが認められた
。
以上に説明したように本発明は繊維強化金属の欠点であ
る高価、信頼性の欠如などを解消し、セラミック粒子の
使用により低価格とし、また鋳造金属との複合化および
押出しにより、耐摩耗性、高靭性、高硬度および大きい
伸び率などが得られ信頼性のある複合材が得られるもの
で工業上顕著な効果を奏するものである。
る高価、信頼性の欠如などを解消し、セラミック粒子の
使用により低価格とし、また鋳造金属との複合化および
押出しにより、耐摩耗性、高靭性、高硬度および大きい
伸び率などが得られ信頼性のある複合材が得られるもの
で工業上顕著な効果を奏するものである。
Claims (3)
- （１）セラミックス粒子からなるプリフォームにマトリ
ックス溶湯を含浸させることを特徴とする粒子分散型複
合材の製造方法。 - （２）プリフォームは、セラミック粒子にバインダーを
加え、乾燥、焼成して所定の強度と繊維含有率としたも
のを用いることを特徴とする請求項１記載の粒子分散型
複合材の製造方法。 - （３）プリフォームの内外側壁をセラミック製中子で保
持してマトリックス溶湯を含浸させることを特徴とする
請求項１記載の粒子分散型複合材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8658589A JPH02263558A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 粒子分散型複合材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8658589A JPH02263558A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 粒子分散型複合材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02263558A true JPH02263558A (ja) | 1990-10-26 |
Family
ID=13891087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8658589A Pending JPH02263558A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 粒子分散型複合材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02263558A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08218132A (ja) * | 1994-12-05 | 1996-08-27 | Hyundai Motor Co | 高い耐摩耗性を有するアルミニウム合金の製造方法 |
-
1989
- 1989-04-05 JP JP8658589A patent/JPH02263558A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08218132A (ja) * | 1994-12-05 | 1996-08-27 | Hyundai Motor Co | 高い耐摩耗性を有するアルミニウム合金の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4818633A (en) | Fibre-reinforced metal matrix composites | |
| US6180258B1 (en) | Metal-matrix composites and method for making such composites | |
| KR100545802B1 (ko) | 실린더블록 및 금속기(金屬基)복합재용 프리폼 | |
| JP4429505B2 (ja) | 低体積分率金属基プリフォームの製造方法 | |
| JPS6341966B2 (ja) | ||
| DE68924703T2 (de) | Mit Siliziumkarbid verstärkter Verbundwerkstoff aus einer Aluminiumlegierung. | |
| JP3041421B1 (ja) | セラミックス強化金属基複合材料およびその製造方法 | |
| EP0380973A1 (en) | Reinforced materials | |
| EP1390321B1 (de) | Metall-keramik-verbundwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung | |
| JP2921030B2 (ja) | ベーンポンプのベーン材料とその製造方法 | |
| JPH02310329A (ja) | 粒子分散型複合材の製造方法 | |
| JPH02263558A (ja) | 粒子分散型複合材の製造方法 | |
| JPS6354056B2 (ja) | ||
| JPH1129831A (ja) | 金属基複合材用プリフォーム及びその製造方法 | |
| JP2864390B2 (ja) | 金属基複合材料のプリフォーム製造方法 | |
| JPH08218132A (ja) | 高い耐摩耗性を有するアルミニウム合金の製造方法 | |
| JPH02138426A (ja) | 炭素短繊維強化金属複合材料の製造方法 | |
| JP3547077B2 (ja) | 金属基複合材用プリフォームの製造方法 | |
| JP4135191B2 (ja) | 部分複合軽金属系部品の製造方法並びにそれに用いる予備成形体 | |
| JPH02192871A (ja) | 摺動部材の製造方法 | |
| JP2792192B2 (ja) | チタニアウイスカ強化Ａｌ系複合材料の製造方法 | |
| JPH0421740B2 (ja) | ||
| JPS60138031A (ja) | 複合材料の製造方法 | |
| JPH01192858A (ja) | 繊維予備成形体の製造方法 | |
| JP2003034587A (ja) | 炭素基複合材料及び塑性加工性改良方法 |