JPH02308822A - Production of whisker preform for composite material - Google Patents
Production of whisker preform for composite materialInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
この発明はプラスチック、金属等を含浸させ繊維強化複
合材を製造する際の繊維骨格として用いられる複合材用
ウィスカープリフォーム体を製造する方法に関するもの
である。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a whisker preform for a composite material, which is impregnated with plastic, metal, etc. and used as a fiber skeleton when manufacturing a fiber reinforced composite material. It is something.
ウィスカーは強度に冨んでいることから、それを集合さ
せてプリフォーム体を形成し、これに金属ないしはプラ
スチック等を溶浸ないしは含浸させて、繊維強化複合材
を製造するという用途に用いられる。このようなウィス
カープリフォーム体はウィスカーを水または有機溶媒等
に分散させこれを濾過して成形したり、あるいはカロ圧
成形して所定の形状に形成したのち、乾燥させる方法や
、ウィスカー分散液を所定の圧力で均等に加圧濾過して
所定の形状に形成するという方法が提案されている。例
えば、特開昭６０−１６１４００号公報には、ウィスカ
ーを水または有機溶媒に分散させて濾過装置に流入させ
、濾過装置の上部密閉空間にガスを圧入して加圧下で高
速濾過したのち、得られた湿潤ウィスカーケーキを乾燥
することにより複合材用ウィスカープリフォーム体（以
下「プリフォーム体」と略す）を製造するという方法が
開示されている。また、特開昭５９−２２６３１９号公
報には、四つ割りの割り型を準備し、この割り型内にウ
ィスカー分散液を充填させ割り型の合わせ目および外型
の型壁面から、型内の空気と分散媒を吸いだして成形す
るという方法が開示されている。また、特開昭６１−”
１４３５３３号公報には、濾過槽内に所定の形状の多孔
状雌型を入れその状態で濾過槽内にウィスカー分散液を
流入して濾過操作を行い、この過程で多孔状雌型内にウ
ィスカーを充填させ、ついでウィスカーが充填された多
孔状雌型を回収し、得られた湿潤ウィスカー成形体を乾
燥することによりプリフォーム体を製造するという方法
が開示されている。Because whiskers have high strength, they are assembled to form a preform, which is then infiltrated or impregnated with metal, plastic, etc., and used to manufacture fiber-reinforced composite materials. Such whisker preforms can be produced by dispersing whiskers in water or an organic solvent, filtering the resultant, or molding the resultant into a predetermined shape, or by drying it after forming it into a predetermined shape. A method has been proposed in which the material is uniformly filtered under a predetermined pressure to form a predetermined shape. For example, in Japanese Patent Application Laid-open No. 60-161400, whiskers are dispersed in water or an organic solvent and flowed into a filtration device, gas is injected into the upper closed space of the filtration device to perform high-speed filtration under pressure, and then the obtained product is obtained. A method is disclosed in which a whisker preform for a composite material (hereinafter abbreviated as "preform") is manufactured by drying a wet whisker cake. Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-226319, a quarter mold is prepared, and a whisker dispersion liquid is filled into the split mold, and the whisker dispersion is poured into the mold from the seam of the split mold and the mold wall surface of the outer mold. A method of molding by sucking out air and a dispersion medium is disclosed. Also, JP-A-61-”
Publication No. 143533 discloses that a porous female mold of a predetermined shape is placed in a filtration tank, and a whisker dispersion liquid is introduced into the filtration tank to perform a filtration operation, and in this process, whiskers are introduced into the porous female mold. A method is disclosed in which a preform is manufactured by filling the porous female mold filled with whiskers, recovering the porous female mold filled with whiskers, and drying the obtained wet whisker molding.
しかしながら、さきに述べた特開昭６０−１６１４００
号公報記載の方法では、円柱状等の極めて単純な形状の
プリフォーム体しか製造できないため、複雑な形状の繊
維強化複合材を製造する際の骨格として用いる複雑形状
のプリフォーム体の製造に対応できないという難点があ
る。したがって、その用途が限られる。また、特開昭５
９−２２６３１９号公報に記載された方法は、分散媒を
吸引する際に、局部的に分散媒が強く吸引されるという
現象を生じ、それによって、得られるプリフォーム体に
密度のばらつき（密度斑）が発生し、金属、プラスチッ
ク等を含浸させる際に、割れの原因となったり変形の原
因となったりするという問題がある。さらに、特開昭６
１−１４３５３３号公報記載の方法は、雌型を収容した
濾過槽の全体にウィスカー分散液を流入して成形するた
め、雌型が、沈積するウィスカーに埋没した状態となる
。したがって、成形後、沈積ウィスカーの中からウィス
カーが充填された雌型を回収するのに、雌型外周のウィ
スカーケーキを手作業で取り除くことが必要となり、効
率よくウィスカープリフォーム体を製造することができ
ない。また、雌型外周に沈積するウィスカーは、濾過の
際に加圧圧縮力を受けているため損傷を受けており、し
たがって、これを回収して再利用するという場合には不
都合がある。However, the previously mentioned JP-A-60-161400
The method described in the publication can only manufacture preforms with extremely simple shapes such as cylinders, so it is compatible with the production of preforms with complex shapes that are used as skeletons when manufacturing fiber-reinforced composite materials with complex shapes. The problem is that it cannot be done. Therefore, its uses are limited. Also, JP-A-5
In the method described in 9-226319, when the dispersion medium is sucked, a phenomenon occurs in which the dispersion medium is locally strongly sucked, and as a result, density variations (density unevenness) occur in the obtained preform. ), which causes cracking or deformation when impregnating metals, plastics, etc. In addition, JP-A-6
In the method described in Japanese Patent Publication No. 1-143533, the whisker dispersion liquid is poured into the entire filtration tank containing the female mold for molding, so that the female mold is buried in the deposited whiskers. Therefore, in order to recover the female mold filled with whiskers from the deposited whiskers after molding, it is necessary to manually remove the whisker cake around the female mold, making it difficult to efficiently manufacture whisker preforms. Can not. Further, the whiskers deposited on the outer periphery of the female mold are damaged because they are subjected to compressive force during filtration, and therefore it is inconvenient to collect and reuse them.
この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、プ
リフォーム体を複雑な形状に形成でき、かつ密度のばら
つきを生じさせず、しかもその製造に煩雑な作業を要し
ないプリフォーム体の製法の提供をその目的とする。This invention was made in view of the above circumstances, and provides a method for manufacturing a preform body that can be formed into a complicated shape, does not cause variations in density, and does not require complicated operations for manufacturing. Its purpose is to provide.
上記の目的を達成するため、この発明のプリフォーム体
の製法は、一端開口の開口面を塞ぐように所望形状の多
孔状内部型が設けられている筒状成形型内に、ウィスカ
ー分散液を流入し、他端開口から加圧体で加圧して濾過
操作を行い、加圧体と多孔状内部型との間の空間部で液
切りしなからウィスカーを加圧成形して湿潤ウィスカー
成形体をつくり、これを乾燥するという構成をとる。In order to achieve the above object, the method for producing a preform body of the present invention involves pouring a whisker dispersion into a cylindrical mold in which a porous internal mold of a desired shape is provided so as to close the opening surface of one end. The liquid flows in, pressurizes it from the other end opening with a pressurizing body, performs a filtration operation, drains the liquid in the space between the pressurizing body and the porous internal mold, and then press-forms whiskers to form a wet whisker molded body. The structure consists of making and drying this.
（作用〕
すなわち、この発明では一端開口に所定形状の多孔状内
部型が設けられている筒状成形型を準備し、この筒状成
形型内にウィスカー分散液を流入し、筒状成形型の他端
開口からプランジャーのような加圧体で加圧して濾過操
作を行うため、多孔状内部型の上に沈積するウィスカー
に対してはほぼ均一な圧力が加えられるようになり、生
成湿潤ウィスカー成形体が均一な密度のものとなる。し
たがって、これを乾燥させて得られるプリフォーム体に
密度のばらつきが生じない。すなわち、この方法によれ
ば、ウィスカー分散液から分散媒が均一に除去されるこ
とから、素とかワレの原因となる密度ばらつきが生じな
い。また、多孔状内部型および加圧体の形状を変えるこ
とにより、得られるプリフォーム体の形状を複雑な形状
から簡単な形状まで自在に変えることができる。したが
つて、複雑な形状の繊維強化複合材の製造に充分対応で
きるようになる。そのうえ湿潤ウィスカー成形体は、筒
状成形型内で形成され、これを筒状成形型内から取り出
すだけで脱型ができるため、ウィスカー成形体を成形型
内から取り出すに際し、従来のような煩雑な手作業が不
要になる。その結果、プリフォーム体の製造効率の向上
効果が得られるようになる。(Operation) That is, in the present invention, a cylindrical mold having a porous internal mold of a predetermined shape is provided at one end opening is prepared, a whisker dispersion liquid is flowed into the cylindrical mold, and the whisker dispersion liquid is poured into the cylindrical mold. Since the filtration operation is performed by applying pressure with a pressurizing body such as a plunger from the other end opening, almost uniform pressure is applied to the whiskers deposited on the porous internal mold, and the generated wet whiskers The molded body has a uniform density.Therefore, there is no density variation in the preform obtained by drying the molded body.In other words, according to this method, the dispersion medium is uniformly removed from the whisker dispersion. As a result, density variations that cause cracking or cracking do not occur.In addition, by changing the shape of the porous internal mold and pressurizing body, the shape of the resulting preform can be varied from complex to simple shapes. Therefore, the wet whisker molded body is formed in a cylindrical mold; Since the mold can be demolded simply by taking it out of the mold, there is no need for the conventional complicated manual work when taking out the whisker molded object from the mold.As a result, the manufacturing efficiency of the preform can be improved. You will be able to do it.
つぎに、この発明の詳細な説明する。Next, this invention will be explained in detail.
この発明で使用するウィスカーは、炭化ケイ素ウィスカ
ー、窒化ケイ素ウィスカー、アルミナウィスカー、チタ
ン酸カリウムウィスカー、黒鉛ウィスカーのようなセラ
ミックウィスカーである。The whiskers used in this invention are ceramic whiskers such as silicon carbide whiskers, silicon nitride whiskers, alumina whiskers, potassium titanate whiskers, graphite whiskers.
これらのウィスカーは、単独で、または繊維強化複合材
料の用途に応じて数種のウィスカーを所定の比率で混合
して使用され、場合によっては、上記のよ・うなセラミ
ックウィスカー以外のセラミック短繊維、例えばアルミ
ナ系、炭化ケイ素系、ジルコニア系、炭素系、ガラス系
等の短繊維を併用することも可能である。前記のセラミ
ックウィスカーとしては、長さが５〜５００ ｕｍ好適
には５〜３００μｍのものが好ましい。また、上記短繊
維についても同様である。These whiskers are used alone or in a mixture of several types of whiskers at a predetermined ratio depending on the purpose of the fiber-reinforced composite material. For example, alumina-based, silicon carbide-based, zirconia-based, carbon-based, glass-based short fibers can also be used in combination. The ceramic whiskers mentioned above preferably have a length of 5 to 500 um, preferably 5 to 300 um. The same applies to the short fibers.
上記のウィスカーならびに短繊維を分散させる分散媒と
しては、基本的には水が用いられる。しかしながら、水
の使用が好ましくない場合には、アルコール系、炭化水
素系、ハロゲン化炭化水素系のような溶媒が水に代えて
使用される。また、場合によっては、上記アルコール系
溶媒と水とを混合した含水アルコールも分散媒として用
いられる。Water is basically used as a dispersion medium for dispersing the whiskers and short fibers. However, if the use of water is not preferred, solvents such as alcohols, hydrocarbons, and halogenated hydrocarbons may be used in place of water. In some cases, a hydrous alcohol obtained by mixing the alcoholic solvent and water may also be used as a dispersion medium.
上記のウィスカーを分散媒に分散させる方法は、うイス
カーに対して、４〜２０倍量、好適には約１０倍量（重
量基準、以下同じ）程度の分散媒を使用し、これにウィ
スカーを投入して機械的撹拌ないしは超音波分散ならび
にこれらを併用する等の手段により行われる。この場合
、ウィスカーの分散状態は、個々のウィスカー繊維が完
全にほぐれて分散媒中に均一に分散している状態である
ことが望ましい。ウィスカーの種類によっては分散しに
くいものもあるため、分散媒のｐＨを調節したり、ポリ
アクリル酸アンモニウム塩のような分散剤を使用して分
散性の改善を行うことが好適である。このようにして稠
製されたウィスカー分散液は、例えば、第１図に例示し
たような装置を用いて濾過、成形される。すなわち、上
記装置は円形の筒状成形型ゴと、その底部側の開口に設
けられた金属、セラミック質濾材等からなるフィルター
２と、筒状成形型１の開口近傍に装着された所定形状の
多孔状内部型３と、筒状成形型１内に流入されたウィス
カー分散液４を加圧するためのプランジャー５を備えて
いる。６は筒状成形型１の一端開口の下側に取り付けら
れた中空基台部、７はその基台部６に設けられた真空吸
引口である。The above method of dispersing whiskers in a dispersion medium uses a dispersion medium in an amount of 4 to 20 times, preferably about 10 times the amount of whiskers (based on weight, the same applies hereinafter), and then adds the whiskers to the dispersion medium. This can be carried out by adding mechanical stirring, ultrasonic dispersion, or a combination of these methods. In this case, the dispersed state of the whiskers is preferably such that the individual whisker fibers are completely loosened and uniformly dispersed in the dispersion medium. Since some types of whiskers are difficult to disperse, it is preferable to improve the dispersibility by adjusting the pH of the dispersion medium or using a dispersant such as ammonium polyacrylate. The whisker dispersion liquid thus thickened is filtered and shaped using, for example, an apparatus as illustrated in FIG. That is, the above-mentioned device includes a circular cylindrical mold 1, a filter 2 made of a metal or ceramic filter medium provided at the bottom opening of the cylindrical mold 1, and a filter 2 of a predetermined shape attached near the opening of the cylindrical mold 1. It is equipped with a porous internal mold 3 and a plunger 5 for pressurizing the whisker dispersion liquid 4 that has flowed into the cylindrical mold 1. Reference numeral 6 designates a hollow base portion attached to the lower side of the opening at one end of the cylindrical mold 1, and reference numeral 7 represents a vacuum suction port provided in the base portion 6.
上記多孔状内部型３は、連通気孔を有する多孔質材料か
ら構成されており、例えば、石膏、ポリビニルアルコー
ルの発泡体をフェノール樹脂で固めた多孔質材料、焼結
金属、セラミック等から構成されている。第１図のもの
は薄肉状材を曲成した形状であっていわば中空体になっ
ているが、中実体にしてもよい。特に、上記連通気孔の
気孔径は、０．５〜５．０μｍで、気孔率は３０〜６０
％の範囲内であることが好適である。気孔径および気孔
率が上記の範囲を下回ると、ウィスカー分散液から分散
媒を濾過操作によって除去することが困難となり、たと
え除去できたとしても除去に要する時間が長くなり、作
業効率が悪くなる傾向が見られる。この場合プランジャ
ー５の加圧力を高めて分散媒の除去の効率アップを実現
しようとすると、プランジャー５の圧力により、多孔状
内部型３が変形ないし破損するという難点があるため、
プランジャーによる加圧力をあまり高めることばできな
い。逆に、気孔径および気孔率が上記範囲を上回ると、
分散媒の濾過速度が速くなりすぎることにより、生成湿
潤ウィスカー成形体の各部位（上下方向とか肉厚の違い
）の間に分散媒の除去に関して時間的なずれが生じる。The porous internal mold 3 is made of a porous material having communicating pores, and is made of, for example, gypsum, a porous material made of polyvinyl alcohol foam hardened with phenol resin, sintered metal, ceramic, etc. There is. The one in FIG. 1 has a shape made by bending a thin-walled material and is, so to speak, a hollow body, but it may also be a solid body. In particular, the pore diameter of the communicating pores is 0.5 to 5.0 μm, and the porosity is 30 to 60 μm.
% is preferable. When the pore size and porosity are below the above range, it becomes difficult to remove the dispersion medium from the whisker dispersion by filtration, and even if it can be removed, the time required for removal tends to be long, resulting in poor work efficiency. can be seen. In this case, if you try to increase the pressure of the plunger 5 to improve the efficiency of dispersion medium removal, the pressure of the plunger 5 will deform or damage the porous internal mold 3.
It is not possible to increase the pressure applied by the plunger much. Conversely, if the pore size and porosity exceed the above range,
If the filtration rate of the dispersion medium becomes too high, there will be a time lag in the removal of the dispersion medium between different parts (in the vertical direction or different wall thicknesses) of the produced wet whisker molded body.
その結果、例えば、下側とか肉厚の薄い部分とかから分
散媒が速く除去され、上側とか肉厚の厚い部分は遅れて
除去される結果となる。これにより生成湿潤ウィスカー
成形体に密度のばらつきが発生したり、割れが発生した
りするというような難点が生ずる。さらに、多孔状内部
型３の各連通気孔内にウィスカーが侵入して気孔を閉塞
し分散媒の除去効率の低下を招き、最終的には目詰まり
して使用不能となる事態を招くようになる。As a result, for example, the dispersion medium is removed quickly from the lower side or the thinner portion, and is removed later from the upper side or the thicker portion. This causes problems such as variations in density and cracks in the resulting wet whisker compact. Furthermore, whiskers enter into each of the communicating pores of the porous internal mold 3 and block the pores, leading to a decrease in the removal efficiency of the dispersion medium, and ultimately leading to a situation where the mold becomes clogged and becomes unusable. .
上記の装置を用いて湿潤ウィスカー成形体を製。そして
、その状態から、基台部６の脱液ロアより減圧吸引しな
がらプランジャー５を下降させる。これにより、プラン
ジャー５と多孔状内部型３との間の空間部で、ウィスカ
ー分散液４が水きりされながら加圧成形されて湿潤ウィ
スカー成形体となる。この濾過操作に際して、ウィスカ
ー分散液４中の分散媒は、多孔状内部型３の気孔を通じ
てその下側に濾過され、ウィスカーのみが多孔状内部型
の上側に沈積する。この場合プランジャー５の加圧力が
、多孔状内部型３の強度を上回ると、多孔状内部型３が
変形したり破損したりする。A wet whisker molded body is produced using the above equipment. Then, from this state, the plunger 5 is lowered while suctioning under reduced pressure from the liquid removal lower part of the base part 6. As a result, in the space between the plunger 5 and the porous internal mold 3, the whisker dispersion 4 is drained and pressure-molded to form a wet whisker molded body. During this filtration operation, the dispersion medium in the whisker dispersion liquid 4 is filtered through the pores of the porous internal mold 3 to the lower side thereof, and only the whiskers are deposited on the upper side of the porous internal mold. In this case, if the pressing force of the plunger 5 exceeds the strength of the porous internal mold 3, the porous internal mold 3 will be deformed or damaged.
冊
したがって、上記多孔状内部型３に対してば、プランジ
ャー５の加圧力に耐えるだけの圧縮強度が必要となる。Therefore, the porous internal mold 3 needs to have a compressive strength sufficient to withstand the pressing force of the plunger 5.
このため、この発明では、多孔状内部型３の圧縮強度を
７５ ｋｇ −ｆ ／ｃＩＲに設定している。そして、
得られた湿潤ウィスカー成形体を、基台部６から筒状成
形型１を相対的に上方に持上げることによって脱型させ
、ついで乾燥させる。Therefore, in this invention, the compressive strength of the porous internal mold 3 is set to 75 kg -f /cIR. and,
The obtained wet whisker molded body is removed from the mold by lifting the cylindrical mold 1 relatively upward from the base portion 6, and then dried.
これにより、目的とするプリフォーム体が得られる。生
成湿潤ウィスカーの乾燥に際しては、多孔状内部型３か
ら離して行ってもよいし、一体化した状態で行ってもよ
い。このようにして得られるプリフォーム体は、第２図
に示すように、プランジャー５と多孔状内部型３との間
の空間と同形状になる。この場合には車のピストンヘッ
ドの形状と同一形状に成形されている。したがって、こ
のプリフォーム体８に対して金属３合金等のマトリック
ス物質を溶浸させることにより、ピストンヘッドが得ら
れるようになる。このようにして得られた繊維強化複合
材は、素やひびワレがな（、しかもかなり複雑な形状に
も係わらず良好な状態のものとなる。As a result, the desired preform body is obtained. The produced wet whiskers may be dried separately from the porous internal mold 3, or may be dried in an integrated state. The preform body thus obtained has the same shape as the space between the plunger 5 and the porous internal mold 3, as shown in FIG. In this case, it is molded to have the same shape as the piston head of a car. Therefore, by infiltrating the preform body 8 with a matrix material such as metal 3 alloy, a piston head can be obtained. The fiber-reinforced composite material thus obtained is free from cracks and cracks (and is in good condition despite its rather complicated shape).
なお、上記の装置は、強度等を考慮して筒状成形型１に
フィルター２を取付けているが、これを取除いても差支
えはない。また筒状成形型１は円筒に限らない。３〜８
角筒等、多角筒状でも差支えない。Note that in the above device, the filter 2 is attached to the cylindrical mold 1 in consideration of strength, etc., but there is no problem even if this is removed. Further, the cylindrical mold 1 is not limited to a cylinder. 3-8
There is no problem with the shape of a polygonal tube such as a square tube.
つぎに、実施例について比較例と併ゼで説明する。Next, Examples will be explained together with Comparative Examples.
〔実施例１〕
（１） ウィスカー分散液の調製
平均径０．５μｍ、平均長２５μｍの炭化ケイ素ウィス
カー７０重量部と水７００重量部をジューサーミキサー
中で２．５分間撹拌し、ウィスカーの分散液をつくった
。[Example 1] (1) Preparation of whisker dispersion 70 parts by weight of silicon carbide whiskers having an average diameter of 0.5 μm and an average length of 25 μm and 700 parts by weight of water were stirred in a juicer mixer for 2.5 minutes to prepare a whisker dispersion. I made it.
（２）多孔状内部型の製造
■ノリタケ製の石膏（Ａ級）１００重量部に水７３重量
部を加え常法に従って撹拌、流し込み。(2) Manufacture of porous internal mold ■ 73 parts by weight of water was added to 100 parts by weight of plaster (Class A) manufactured by Noritake, and stirred and poured according to a conventional method.
硬化、乾燥を行い第１図の符号３で示したと同形状の多
孔状内部型３を作製した。このものの気孔径は４．８μ
ｍ、気孔率は６０％であり圧縮強度は７８ｋｇ−ｆ／ｃ
Ａであった。After curing and drying, a porous internal mold 3 having the same shape as that shown by reference numeral 3 in FIG. 1 was prepared. The pore diameter of this thing is 4.8μ
m, porosity is 60% and compressive strength is 78kg-f/c
It was A.
（３）プリフォーム体の製造
第１図に示すような形状の、８０ＩＴＩＩＩｌφの筒状
成形型１内に上記の多孔状内部型３を装着した（これ以
外の構造は第１図と同様である。ただしフィルター２は
セラミック類、以下の実施例でも同じ）。ついでウィス
カー分散液４を投入し、基台部６の脱液ロアより減圧吸
引した。このとき同時にプランジャー５を押し込み加圧
した。これによりウィスカー分散液中の水が多孔状内部
型３を通過してフィルター２の孔から装置外へ排出され
る。(3) Manufacture of preform body The above-mentioned porous internal mold 3 was installed in a cylindrical mold 1 of 80ITIIIlφ having a shape as shown in Fig. 1 (the other structure is the same as that in Fig. 1). (However, the filter 2 is made of ceramic, and the same applies to the following examples). Then, the whisker dispersion liquid 4 was added and vacuum suctioned from the liquid removal lower part of the base part 6. At this time, the plunger 5 was simultaneously pushed in and pressurized. As a result, water in the whisker dispersion liquid passes through the porous internal mold 3 and is discharged from the pores of the filter 2 to the outside of the apparatus.
そしてプランジャー５と多孔状内部型３との間の空間内
に形成された湿潤ウィスカー成形体の密度が０．４５
ｇ ／ｃＡとなるよう加圧濾過操作を継続し成形を完了
した。その後、筒状成形型１を基台部６から取り外し、
かつプランジャー５で湿潤ウィスカー成形体を押し出し
て脱型し、ついで乾燥して目的とするプリフォーム体を
製造した。The density of the wet whisker molded body formed in the space between the plunger 5 and the porous internal mold 3 is 0.45.
The pressurized filtration operation was continued until the amount of g/cA was reached, and the molding was completed. After that, the cylindrical mold 1 is removed from the base part 6,
The wet whisker molded body was extruded and demolded using the plunger 5, and then dried to produce the desired preform body.
〔実施例２〜１１〕
多孔状内部型３として、ポリビニルアルコールとフェノ
ール樹脂とからなる連通孔多孔質材（鐘紡■社製、ミク
ロライト）（気孔径０．２〜１０μｍ、気孔率２０〜８
０％、圧縮強度６０〜１４４ｋｇ −ｆ ／ｃ＋！ｔ）
を機械加工で第１図に示すような形状に加工し、多孔状
内部型３の気孔径、気孔率。[Examples 2 to 11] As the porous internal mold 3, a continuous pore porous material (manufactured by Kanebo Co., Ltd., Microlite) made of polyvinyl alcohol and phenol resin (pore diameter 0.2 to 10 μm, porosity 20 to 8) was used.
0%, compressive strength 60-144kg -f/c+! t)
was machined into the shape shown in FIG. 1, and the pore diameter and porosity of the porous internal mold 3 were determined.
圧縮強度を後記の表のように変えた。そして、湿潤ウィ
スカー成形体の密度が０．６４ ｇ ／ｃｆとなるまで
加圧濾過操作を継続した。それ以外は、実施例１と同様
にしてプリフォーム体を製造した。The compressive strength was changed as shown in the table below. The pressure filtration operation was continued until the density of the wet whisker molded body reached 0.64 g/cf. A preform body was manufactured in the same manner as in Example 1 except for the above.
以上の実施例における多孔状内部型３の気孔に対する目
詰まり１多孔状内部型３の変形ないし座屈、濾過成形に
要した時間および生成湿潤ウィスカー成形体の内部の密
度差を調べて後記の第１表に示した。In the above examples, the clogging of the pores of the porous internal mold 3, the deformation or buckling of the porous internal mold 3, the time required for filtration molding, and the density difference inside the produced wet whisker molded body were investigated. It is shown in Table 1.
（以下余白）
上記の表から明らかなように、得られたプリフォーム体
は、素とかワレの発生もなく、密度差も極めて小さく均
一であり、また製造中における多孔状内部型の気孔に対
するウィスカーの目詰まりや多孔状内部型の変形もほと
んどなく、短時間成形を実現できることがわかる。(Margins below) As is clear from the table above, the obtained preform has no cracks or cracks, has a very small density difference and is uniform, and also has whiskers in the pores of the porous internal mold during manufacturing. It can be seen that there is almost no clogging of the mold or deformation of the porous internal mold, and it is possible to achieve molding in a short time.
〔実施例１２〕
（１） ウィスカー／アルミナ短繊維分散液の調製平
均径０．５μｍ、平均長２５μｍの炭化ケイ素ウィスカ
ーと、平均径３μｍ、平均長さ５００μｍのアルミナ短
繊維とを、容積百分率で１／１比となるように混合した
ものを準備し、これを７０重量部と水８４０重量部およ
び分散剤としてポリアクリル酸アンモニウム塩（サンノ
プコ■製、ノブコサン）ＲＦＡ）を固形分に対する重量
百分率で０．５％配合した。つぎに、これを超音波と羽
根式撹拌機を用い１分間撹拌し均一分散して、ライスカ
ー／アルミナ短繊維分散液をつくった。[Example 12] (1) Preparation of whisker/alumina short fiber dispersion Silicon carbide whiskers with an average diameter of 0.5 μm and an average length of 25 μm and alumina short fibers with an average diameter of 3 μm and an average length of 500 μm were prepared by volume percentage. A mixture of 70 parts by weight, 840 parts by weight of water, and polyacrylic acid ammonium salt (manufactured by San Nopco ■, Nobukosan RFA) as a dispersant was prepared in a ratio of 1/1, expressed as a weight percentage based on the solid content. 0.5% was added. Next, this was stirred for 1 minute using an ultrasonic wave and a blade type stirrer to uniformly disperse the mixture, thereby producing a rice car/alumina short fiber dispersion.
（２）多孔状内部型の製造
ステンレス粉末（ＳＵＳ３０４）を焼結して作製した気
孔径３μｍ、気孔率３５％、圧縮強度４００ｋｇ−ｆ
ｌｃ＆の多孔状内部型（第１図のものと同形状）３を用
いた。(2) Manufacture of porous internal mold Made by sintering stainless steel powder (SUS304), pore diameter 3 μm, porosity 35%, compressive strength 400 kg-f
A porous internal mold (the same shape as that shown in FIG. 1) 3 of lc& was used.
（３）プリフォーム体の製造
実施例１と同様にしてプリフォーム体を製造した。得ら
れたプリフォーム体について、外観検査、軟Ｘ線、Ｘ線
ＣＴを用い非破壊検査を行った結果、ウィスカー単独の
場合と同様、プリフォーム体の内外ともに素とかワレは
認められず、密度差も１．１％と均質であった。(3) Manufacture of preform body A preform body was manufactured in the same manner as in Example 1. As a result of visual inspection and non-destructive testing using soft X-rays and The difference was also 1.1%, which was homogeneous.
以上のように、この発明によれば、従来技術によっては
製造が困難であった複雑な形状のプリフォーム体を容易
に製造することができ、その際、密度のばらつきを生じ
ず、しかも煩雑な作業を要しない。したがって、複雑な
形状のウィスカープリフォーム体を安価に効率よく製造
することが可能となる。As described above, according to the present invention, it is possible to easily manufacture a preform body with a complicated shape, which was difficult to manufacture using conventional techniques, without causing variations in density, and without any complicated process. No work required. Therefore, it is possible to efficiently manufacture a whisker preform body having a complicated shape at low cost.
第１図はこの発明に用いられる成形装置の縦断面図、第
２図はその装置によって得られたプリフォーム体の断面
図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a molding apparatus used in the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a preform obtained by the apparatus.
Claims (4)
内部型が設けられている筒状成形型内に、ウィスカー分
散液を流入し、他端開口から加圧体で加圧して濾過操作
を行い、加圧体と多孔状内部型との間の空間部で液切り
しながらウィスカーを加圧成形して湿潤ウィスカー成形
体をつくり、これを乾燥することを特徴とする複合材用
ウイスカープリフオーム体の製法。(1) The whisker dispersion liquid is poured into a cylindrical mold in which a porous internal mold of a desired shape is provided so as to close the opening surface of the opening at one end, and filtered by applying pressure with a pressurizing body from the opening at the other end. A whisker for a composite material, characterized in that the whisker is pressure-molded while liquid is drained in a space between a pressurizing body and a porous inner mold to create a wet whisker molded body, and this is dried. Preform manufacturing method.
孔率３０〜６０％の連通気孔多孔材により形成されてい
る請求項（１）記載の複合材用ウイスカープリフオーム
体の製法。(2) The whisker preform body for a composite material according to claim (1), wherein the porous internal mold is formed of a continuous pore porous material having a pore diameter of 0.5 to 5.0 μm and a porosity of 30 to 60%. Manufacturing method.
２以上に設定されている請求項（１）記載の複合材用ウ
イスカープリフオーム体の製法。(3) The compressive strength of the porous internal mold is 75 kg・f/cm^
The method for manufacturing a whisker preform body for a composite material according to claim 1, wherein the whisker preform body is set to 2 or more.
素ウィスカー、アルミナウィスカー、チタン酸カリウム
ウィスカーおよび黒鉛ウィスカーからなる群から選択さ
れた少なくとも一つのウィスカーである請求項（１）記
載の複合材用ウイスカープリフオーム体の製法。(4) The whisker preform for a composite material according to claim (1), wherein the whisker is at least one whisker selected from the group consisting of silicon carbide whiskers, silicon nitride whiskers, alumina whiskers, potassium titanate whiskers, and graphite whiskers. How the body is made.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12958089A JPH02308822A (en) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | Production of whisker preform for composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12958089A JPH02308822A (en) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | Production of whisker preform for composite material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02308822A true JPH02308822A (en) | 1990-12-21 |
Family
ID=15012974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12958089A Pending JPH02308822A (en) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | Production of whisker preform for composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02308822A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5198167A (en) * | 1988-10-31 | 1993-03-30 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for producing fiber molding for fiber-reinforced composite materials |
| US5660863A (en) * | 1993-03-08 | 1997-08-26 | Agency Of Industrial Science & Technology, Ministry Of International Trade & Industry | Apparatus for production of ceramics reinforced with three-dimensional fibers |
| JP2003004665A (en) * | 2001-06-20 | 2003-01-08 | Asahi Tec Corp | Inspection method for cast and forged product |
-
1989
- 1989-05-22 JP JP12958089A patent/JPH02308822A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5198167A (en) * | 1988-10-31 | 1993-03-30 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for producing fiber molding for fiber-reinforced composite materials |
| US5660863A (en) * | 1993-03-08 | 1997-08-26 | Agency Of Industrial Science & Technology, Ministry Of International Trade & Industry | Apparatus for production of ceramics reinforced with three-dimensional fibers |
| JP2003004665A (en) * | 2001-06-20 | 2003-01-08 | Asahi Tec Corp | Inspection method for cast and forged product |
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