JPH02422B2 - - Google Patents
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- JPH02422B2 JPH02422B2 JP56040993A JP4099381A JPH02422B2 JP H02422 B2 JPH02422 B2 JP H02422B2 JP 56040993 A JP56040993 A JP 56040993A JP 4099381 A JP4099381 A JP 4099381A JP H02422 B2 JPH02422 B2 JP H02422B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C7/00—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
- F16C7/02—Constructions of connecting-rods with constant length
- F16C7/026—Constructions of connecting-rods with constant length made of fibre reinforced resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/02—Casting in, on, or around objects which form part of the product for making reinforced articles
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- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/14—Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
- B29C70/542—Placing or positioning the reinforcement in a covering or packaging element before or during moulding, e.g. drawing in a sleeve
-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C7/02—Constructions of connecting-rods with constant length
- F16C7/023—Constructions of connecting-rods with constant length for piston engines, pumps or the like
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ステンレス繊維成形体をアルミニウ
ム合金マトリツクス中に高圧凝固鋳造法により充
填複合させた繊維強化複合部材の製造方法に関す
る。
ム合金マトリツクス中に高圧凝固鋳造法により充
填複合させた繊維強化複合部材の製造方法に関す
る。
ここで、高圧凝固鋳造法とは、鋳型内に注入し
た溶湯に500〜2000Kg／cm2の静水的高圧力を加え、
その高圧下で上記溶湯を凝固させる特殊鋳造法で
あつて、繊維成形体を金属マトリツクス中に充填
複合させる際、繊維成形体全域にわたつてマトリ
ツクスとなる溶湯を十分に浸透させることが可能
で、機械的強度の優れた複合部材を得ることがで
きる。
た溶湯に500〜2000Kg／cm2の静水的高圧力を加え、
その高圧下で上記溶湯を凝固させる特殊鋳造法で
あつて、繊維成形体を金属マトリツクス中に充填
複合させる際、繊維成形体全域にわたつてマトリ
ツクスとなる溶湯を十分に浸透させることが可能
で、機械的強度の優れた複合部材を得ることがで
きる。
本出願人は先に、銀系ろう材によりステンレス
繊維の相互間を拡散接着して成形した繊維成形体
を、前記鋳造法によりアルミニウム合金マトリツ
クス中に充填複合させた繊維強化複合部材の製造
方法を開発した（特開昭53−142904号公報参照）。
上記ステンレス繊維成形体は、そのカサ密度が比
較的小さい場合には銀系ろう材による繊維相互間
の拡散接着効果により良好な保形性を有し、しか
もその保形性は鋳造中も維持されるので、部材の
所望箇所を適切に繊維強化することができる。
繊維の相互間を拡散接着して成形した繊維成形体
を、前記鋳造法によりアルミニウム合金マトリツ
クス中に充填複合させた繊維強化複合部材の製造
方法を開発した（特開昭53−142904号公報参照）。
上記ステンレス繊維成形体は、そのカサ密度が比
較的小さい場合には銀系ろう材による繊維相互間
の拡散接着効果により良好な保形性を有し、しか
もその保形性は鋳造中も維持されるので、部材の
所望箇所を適切に繊維強化することができる。
しかしながら、本発明者は前記部材について
種々検討を加えた結果、次のような問題のあるこ
とを究明した。即ち、繊維強化効果を特に高める
べくステンレス繊維成形体を高カサ密度、例えば
2.0ｇ／c.c.以上に設定したような場合には、ステ
ンレス繊維との濡れ性が悪い銀系ろう材が繊維成
形体の繊維相互間に十分には浸透せず、従つて繊
維相互間を、繊維成形体の全域に亘つて万遍なく
結合することが困難で、繊維成形体の保形性が部
分的に低下するため、高圧凝固鋳造時の高い溶湯
圧力を受けたときに繊維成形体が一部押潰された
り変形を起こしたりし易く、部材の所望箇所への
繊維強化を適切に行い得ないのである。
種々検討を加えた結果、次のような問題のあるこ
とを究明した。即ち、繊維強化効果を特に高める
べくステンレス繊維成形体を高カサ密度、例えば
2.0ｇ／c.c.以上に設定したような場合には、ステ
ンレス繊維との濡れ性が悪い銀系ろう材が繊維成
形体の繊維相互間に十分には浸透せず、従つて繊
維相互間を、繊維成形体の全域に亘つて万遍なく
結合することが困難で、繊維成形体の保形性が部
分的に低下するため、高圧凝固鋳造時の高い溶湯
圧力を受けたときに繊維成形体が一部押潰された
り変形を起こしたりし易く、部材の所望箇所への
繊維強化を適切に行い得ないのである。
本発明は上記に鑑み提案されたもので、ステン
レス繊維成形体を高カサ密度に設定して一層の繊
維強化を狙つた場合でも、繊維相互間を成形体全
域に亘つてむらなく強固に、しかも部分的に結合
し得るようにして、部材の所望箇所を適切に繊維
強化することができ、しかも繊維成形体の成形工
程自体を著しく簡単化した、前記複合部材の製造
方法を提供することを目的とする。
レス繊維成形体を高カサ密度に設定して一層の繊
維強化を狙つた場合でも、繊維相互間を成形体全
域に亘つてむらなく強固に、しかも部分的に結合
し得るようにして、部材の所望箇所を適切に繊維
強化することができ、しかも繊維成形体の成形工
程自体を著しく簡単化した、前記複合部材の製造
方法を提供することを目的とする。
かかる目的を達成するために、本発明は、銅系
ロウ材を内部に混入したステンレス繊維群を所定
形状の成形型内に挿入した後、その成形型を加熱
することにより、前記銅系ろう材を溶融させて毛
細管現象を似てステンレス繊維相互間に浸透拡散
させ、次いで前記成形型を冷却することにより凝
固させた前記銅系ろう材を介して前記ステンレス
繊維相互間を部分的に結合して、繊維成形体を成
形する工程と；前記繊維成形体を高圧凝固鋳造法
によりアルミニウム合金マトリツクス中に充填複
合させる工程と；を有することを特徴とする。
ロウ材を内部に混入したステンレス繊維群を所定
形状の成形型内に挿入した後、その成形型を加熱
することにより、前記銅系ろう材を溶融させて毛
細管現象を似てステンレス繊維相互間に浸透拡散
させ、次いで前記成形型を冷却することにより凝
固させた前記銅系ろう材を介して前記ステンレス
繊維相互間を部分的に結合して、繊維成形体を成
形する工程と；前記繊維成形体を高圧凝固鋳造法
によりアルミニウム合金マトリツクス中に充填複
合させる工程と；を有することを特徴とする。
銅系ろう材によるステンレス繊維相互間の部分
的な結合工程を、例えば棒状ステンレス繊維成形
体を得る場合について説明すると、先ず無数の一
方向繊維群を、銅系ろう材、例えば銅線と共に石
英ガラス管等の耐熱性管状成形型に所定のカサ密
度となるように挿入し、次いでこの成形型を還元
性若しくは不活性ガス雰囲気または真空に保持さ
れた加熱炉内に設置し、その後成形型と共に一方
向繊維群および銅線を高温加熱して、溶融した銅
を繊維間に毛細管現象により浸透させるものであ
る。この場合、得られた繊維成形体のカサ密度
は、成形型内へ挿入される際の一方向繊維群のカ
サ密度に略等しくなる。例えば、内燃機関用コン
ロツドの桿部補強用棒状繊維成形体においては、
そのカサ密度は成形性、保形性およびマトリツク
スとの充填、複合性を考慮した場合、2.5〜5.0
ｇ／c.c.の範囲にあることが好ましいが、このよう
な高カサ密度の場合においても、ステンレス繊維
に対する濡れ性に優れた銅系ろう材は、繊維相互
間の狭い空〓の隅々まで毛細管現象により均一に
浸透して、繊維相互間を繊維群全域に亘つてむら
なく強固に結合することができる。しかもこの結
合は、各繊維の表面全部に亘るものではなく部分
的なものであるので、その結合後も繊維相互間に
は十分な空〓が確保され、高圧凝固鋳造時におけ
る溶湯の繊維間への浸透を円滑確実に行わせるこ
とができる。なお、カサ密度が2.0ｇ／c.c.を下回
ると、一方向繊維の量が少なく、成形型内におい
て一方向繊維間に毛細管現象を惹起するに適切な
間〓を形成することができず、一方、カサ密度が
5.0ｇ／c.c.を上回るとマトリツクスとの充填、複
合性が悪化するので好ましくない。
的な結合工程を、例えば棒状ステンレス繊維成形
体を得る場合について説明すると、先ず無数の一
方向繊維群を、銅系ろう材、例えば銅線と共に石
英ガラス管等の耐熱性管状成形型に所定のカサ密
度となるように挿入し、次いでこの成形型を還元
性若しくは不活性ガス雰囲気または真空に保持さ
れた加熱炉内に設置し、その後成形型と共に一方
向繊維群および銅線を高温加熱して、溶融した銅
を繊維間に毛細管現象により浸透させるものであ
る。この場合、得られた繊維成形体のカサ密度
は、成形型内へ挿入される際の一方向繊維群のカ
サ密度に略等しくなる。例えば、内燃機関用コン
ロツドの桿部補強用棒状繊維成形体においては、
そのカサ密度は成形性、保形性およびマトリツク
スとの充填、複合性を考慮した場合、2.5〜5.0
ｇ／c.c.の範囲にあることが好ましいが、このよう
な高カサ密度の場合においても、ステンレス繊維
に対する濡れ性に優れた銅系ろう材は、繊維相互
間の狭い空〓の隅々まで毛細管現象により均一に
浸透して、繊維相互間を繊維群全域に亘つてむら
なく強固に結合することができる。しかもこの結
合は、各繊維の表面全部に亘るものではなく部分
的なものであるので、その結合後も繊維相互間に
は十分な空〓が確保され、高圧凝固鋳造時におけ
る溶湯の繊維間への浸透を円滑確実に行わせるこ
とができる。なお、カサ密度が2.0ｇ／c.c.を下回
ると、一方向繊維の量が少なく、成形型内におい
て一方向繊維間に毛細管現象を惹起するに適切な
間〓を形成することができず、一方、カサ密度が
5.0ｇ／c.c.を上回るとマトリツクスとの充填、複
合性が悪化するので好ましくない。
以下、本発明を、桿部を繊維強化された内燃機
関用コンロツドの製造に適用した実施例について
説明する。
関用コンロツドの製造に適用した実施例について
説明する。
第３図に示すように、中心部に約0.2mmの銅線
Ｗを３本混入した、平均直径約30μの横断面多角
形状のステンレス繊維よりなる繊維束ｆを石英ガ
ラス管よりなる成形型Ｐ内に挿入し、次いでその
成形型Ｐを還元性ガス（例えば水素ガス）雰囲気
に保持された加熱炉内に設置し、その後成形型Ｐ
と共に繊維束ｆおよび銅線Ｗを約1200℃で10分間
加熱し、そのまま炉冷して棒状繊維成形体Ｆを成
形した。
Ｗを３本混入した、平均直径約30μの横断面多角
形状のステンレス繊維よりなる繊維束ｆを石英ガ
ラス管よりなる成形型Ｐ内に挿入し、次いでその
成形型Ｐを還元性ガス（例えば水素ガス）雰囲気
に保持された加熱炉内に設置し、その後成形型Ｐ
と共に繊維束ｆおよび銅線Ｗを約1200℃で10分間
加熱し、そのまま炉冷して棒状繊維成形体Ｆを成
形した。
上記繊維成形体Ｆについて、その性状を顕微鏡
（110倍）により調べたところ第４図の結果が得ら
れた。第４図において各繊維外周面の突起部分お
よび白点部分が銅を示し、繊維束ｆ中心部（第４
図下部）より外周部（第４図上部）まで銅が浸透
し、繊維相互の部分的な結合が繊維成形体Ｆ全域
Ｆにわたつて均一に行われていることが判る。そ
の繊維成形体は保形性が良好で、カサ密度は2.65
ｇ／c.c.であつた。
（110倍）により調べたところ第４図の結果が得ら
れた。第４図において各繊維外周面の突起部分お
よび白点部分が銅を示し、繊維束ｆ中心部（第４
図下部）より外周部（第４図上部）まで銅が浸透
し、繊維相互の部分的な結合が繊維成形体Ｆ全域
Ｆにわたつて均一に行われていることが判る。そ
の繊維成形体は保形性が良好で、カサ密度は2.65
ｇ／c.c.であつた。
次いで上記棒状繊維成形体Ｆを内燃機関のコン
ロツド用鋳型の桿部キヤビテイ内長手方向に設置
し、アルミニウム合金（JIS AC8B材）Ｍを用い
て圧凝固鋳造法により第１、第２図に示すような
桿部Ｒを繊維強化したコンロツドＣを鋳造した。
ロツド用鋳型の桿部キヤビテイ内長手方向に設置
し、アルミニウム合金（JIS AC8B材）Ｍを用い
て圧凝固鋳造法により第１、第２図に示すような
桿部Ｒを繊維強化したコンロツドＣを鋳造した。
上記コンロツドＣの桿部Ｒを横断して、その断
面の性状を顕微鏡により調べたところ第５、第６
図の結果が得られた。第５、第６図の倍率はそれ
ぞれ540倍、1400倍である。第５図より各多角形
状ステンレス繊維とアルミニウム合金マトリツク
スとが密に結合され、充填、複合性の良好なこと
が判明した。また第６図において、各繊維間に位
置置し、略三叉状をなす灰色部分は黒色のアルミ
ニウム合金と複合した銅を示し、この三叉状の銅
により左下の繊維、右下の繊維および右上の繊維
が鋳造後も部分的に結合されていることが判る。
面の性状を顕微鏡により調べたところ第５、第６
図の結果が得られた。第５、第６図の倍率はそれ
ぞれ540倍、1400倍である。第５図より各多角形
状ステンレス繊維とアルミニウム合金マトリツク
スとが密に結合され、充填、複合性の良好なこと
が判明した。また第６図において、各繊維間に位
置置し、略三叉状をなす灰色部分は黒色のアルミ
ニウム合金と複合した銅を示し、この三叉状の銅
により左下の繊維、右下の繊維および右上の繊維
が鋳造後も部分的に結合されていることが判る。
また第７図及び第８図の１は前記実施例で使用
されたステンレス繊維成形体を2000Kg／cm2の静水
的高圧力でアルミニウム合金のマトリツクス溶湯
中に充填複合した場合の、繊維成形体のカサ密度
を圧縮率との関係、及び同じく繊維成形体のカサ
密度とマトリツクス充填率との関係をそれぞれ示
すものであり、また第７図及び第８図の２は、繊
維束を特にその外周に巻付けたステンレス繊維に
よつて保形して得られる繊維成形体を使用した場
合の参考例である。尚、ここで「繊維成形体の圧
縮率」とは、繊維成形体を高圧凝固鋳造法により
マトリツクス中に複合充填させる前の繊維成形体
の断面積をA0とし、またその複合後の繊維成形
体の断面積をA1とした場合において、複合前断
面積（A0）に対する断面積変化量（A0−A1）の
割合、即ち、 100×（A0−A1）／A0 と定義され、繊維成形体の保形性の程度を示す。
また「マトリツクス充填率」とは、繊維成形体の
繊維相互間の〓間に金属マトリツクスが占める割
合を表すものであつて、完全に充填された状態を
100％、未充填の状態を０％として、繊維強化複
合部の一部をカツトしたテストピースの重量等よ
り計算される。
されたステンレス繊維成形体を2000Kg／cm2の静水
的高圧力でアルミニウム合金のマトリツクス溶湯
中に充填複合した場合の、繊維成形体のカサ密度
を圧縮率との関係、及び同じく繊維成形体のカサ
密度とマトリツクス充填率との関係をそれぞれ示
すものであり、また第７図及び第８図の２は、繊
維束を特にその外周に巻付けたステンレス繊維に
よつて保形して得られる繊維成形体を使用した場
合の参考例である。尚、ここで「繊維成形体の圧
縮率」とは、繊維成形体を高圧凝固鋳造法により
マトリツクス中に複合充填させる前の繊維成形体
の断面積をA0とし、またその複合後の繊維成形
体の断面積をA1とした場合において、複合前断
面積（A0）に対する断面積変化量（A0−A1）の
割合、即ち、 100×（A0−A1）／A0 と定義され、繊維成形体の保形性の程度を示す。
また「マトリツクス充填率」とは、繊維成形体の
繊維相互間の〓間に金属マトリツクスが占める割
合を表すものであつて、完全に充填された状態を
100％、未充填の状態を０％として、繊維強化複
合部の一部をカツトしたテストピースの重量等よ
り計算される。
第７図によれば、１のように繊維相互間が銅系
ろう材により結合されているものでは、特にカサ
密度2.0〜5.0ｇ／c.c.の範囲で圧縮率は低い値に抑
えられて略一定しており、そしてその範囲では第
８図から明らかなように90％以上の充填率が達成
される。これは、カサ密度が上記範囲でも銅系ろ
う材が繊維相互間に十分に浸透拡散してその間の
結合を強固にするため、繊維成形体の剛性が高め
られ、且つ繊維相互間に高圧力下でも十分な空〓
が確保される、という理由によるものと考えられ
る。
ろう材により結合されているものでは、特にカサ
密度2.0〜5.0ｇ／c.c.の範囲で圧縮率は低い値に抑
えられて略一定しており、そしてその範囲では第
８図から明らかなように90％以上の充填率が達成
される。これは、カサ密度が上記範囲でも銅系ろ
う材が繊維相互間に十分に浸透拡散してその間の
結合を強固にするため、繊維成形体の剛性が高め
られ、且つ繊維相互間に高圧力下でも十分な空〓
が確保される、という理由によるものと考えられ
る。
これに対し第７図の２に示すように、前記参考
例では繊維成形体の圧縮率が極めて高く且つカサ
密度の大きさによつて大きく変化する。そして第
８図の２に示すように2.0ｇ／c.c.〜5.0ｇ／c.c.のカ
サ密度範囲では最大75％程度の充填率しか得られ
ない。
例では繊維成形体の圧縮率が極めて高く且つカサ
密度の大きさによつて大きく変化する。そして第
８図の２に示すように2.0ｇ／c.c.〜5.0ｇ／c.c.のカ
サ密度範囲では最大75％程度の充填率しか得られ
ない。
第９図は繊維成形体のマトリツクス充填率と、
複合材の疲労強度との関係を示すものである。一
般にコンロツドＧの場合、最底８Kg／cm2程度の疲
労強度を要求されるので、第９図から充填率は90
％以上を必要とするが、本発明の繊維成形体は前
述のように充填率90％以上を確保し得るから、前
記要求を充足することができる。
複合材の疲労強度との関係を示すものである。一
般にコンロツドＧの場合、最底８Kg／cm2程度の疲
労強度を要求されるので、第９図から充填率は90
％以上を必要とするが、本発明の繊維成形体は前
述のように充填率90％以上を確保し得るから、前
記要求を充足することができる。
以上のように本発明によれば、銅系ロウ材を内
部に混入したステンレス繊維群を所定形状の成形
型内に挿入した後、その成形型を加熱することに
より、前記銅系ろう材を溶融させて毛細管現象を
似てステンレス繊維相互間に浸透拡散させ、次い
で前記成形型を冷却することにより凝固させた前
記銅系ろう材を介して前記ステンレス繊維相互間
を部分的に結合して、繊維成形体を成形する工程
と；前記繊維成形体を高圧凝固鋳造法によりアル
ミニウム合金マトリツクス中に充填複合させる工
程と；を有するので、ステンレス繊維成形体を成
形する当り成形型内に高カサ密度のステンレス繊
維群を挿入しても、該繊維に対する濡れ性に優れ
た銅系ろう材は、繊維相互間の狭い空〓の隅々ま
で毛細管現象により万遍なく浸透して繊維相互間
を繊維群の全域に亘つてむらなく強固に結合する
ことができ、従つて銀系ろう材を使用した場合に
比べ繊維成形体の保形性を格段に高めることがで
きるから、ステンレス繊維成形体は、それが高カ
サ密度に設定されても、高圧凝固鋳造時の高溶湯
圧力に耐えるだけの十分な保形性を発揮し得る。
しかも銅系ろう材による前記繊維相互間の結合
は、各繊維の表面全部に亘るものではなく部分的
なものであるので、ステンレス繊維成形体が高カ
サ密度であつても、その繊維相互間には溶湯の浸
透を許容するに足る十分な空〓を確保することが
できて、高圧凝固鋳造時に溶湯を繊維間にスムー
ズに且つ確実に浸透させることができ、従つて前
述のように高カサ密度で且つ十分な保形性をもつ
繊維成形体が得られることと相俟つて、部材の所
望箇所への繊維強化効果を著しく高めることがで
き、ステンレス繊維を用いた極めて高品質の繊維
強化複合部材が得られる。
部に混入したステンレス繊維群を所定形状の成形
型内に挿入した後、その成形型を加熱することに
より、前記銅系ろう材を溶融させて毛細管現象を
似てステンレス繊維相互間に浸透拡散させ、次い
で前記成形型を冷却することにより凝固させた前
記銅系ろう材を介して前記ステンレス繊維相互間
を部分的に結合して、繊維成形体を成形する工程
と；前記繊維成形体を高圧凝固鋳造法によりアル
ミニウム合金マトリツクス中に充填複合させる工
程と；を有するので、ステンレス繊維成形体を成
形する当り成形型内に高カサ密度のステンレス繊
維群を挿入しても、該繊維に対する濡れ性に優れ
た銅系ろう材は、繊維相互間の狭い空〓の隅々ま
で毛細管現象により万遍なく浸透して繊維相互間
を繊維群の全域に亘つてむらなく強固に結合する
ことができ、従つて銀系ろう材を使用した場合に
比べ繊維成形体の保形性を格段に高めることがで
きるから、ステンレス繊維成形体は、それが高カ
サ密度に設定されても、高圧凝固鋳造時の高溶湯
圧力に耐えるだけの十分な保形性を発揮し得る。
しかも銅系ろう材による前記繊維相互間の結合
は、各繊維の表面全部に亘るものではなく部分的
なものであるので、ステンレス繊維成形体が高カ
サ密度であつても、その繊維相互間には溶湯の浸
透を許容するに足る十分な空〓を確保することが
できて、高圧凝固鋳造時に溶湯を繊維間にスムー
ズに且つ確実に浸透させることができ、従つて前
述のように高カサ密度で且つ十分な保形性をもつ
繊維成形体が得られることと相俟つて、部材の所
望箇所への繊維強化効果を著しく高めることがで
き、ステンレス繊維を用いた極めて高品質の繊維
強化複合部材が得られる。
その上、銅系ろう材を適宜混入させたステンレ
ス繊維群を成形型内に挿入してその成形型ごと単
に加熱するだけで、その加熱前のステンレス繊維
群と略同じカサ密度のステンレス繊維成形体が容
易に得られるので、繊維各個に予めろう材を皮膜
処理したり或いは繊維間にろう材を規則正しく積
層させたりする必要はなく、その上、ステンレス
繊維群自体を成形型内で特別に加圧成形する必要
もないから、全体としてステンレス繊維成形体の
成形工程を著しく簡単化することができ、コスト
の低減及び生産性の向上に寄与し得る。
ス繊維群を成形型内に挿入してその成形型ごと単
に加熱するだけで、その加熱前のステンレス繊維
群と略同じカサ密度のステンレス繊維成形体が容
易に得られるので、繊維各個に予めろう材を皮膜
処理したり或いは繊維間にろう材を規則正しく積
層させたりする必要はなく、その上、ステンレス
繊維群自体を成形型内で特別に加圧成形する必要
もないから、全体としてステンレス繊維成形体の
成形工程を著しく簡単化することができ、コスト
の低減及び生産性の向上に寄与し得る。
第１、第２図は本発明により得られた内燃機関
用コンロツドを示すもので、第１図は縦断正面
図、第２図は第１図−線断面図、第３図は一
方向繊維および銅系ろう材を成形型内へ挿入する
状態を示す斜視図、第４図は繊維成形体の顕微鏡
写真図、第５図は内燃機関用コンロツド桿部横断
面の倍率540倍における顕微鏡写真図、第６図は
内燃機関用コンロツド桿部横断面の倍率1400倍に
おける顕微鏡写真図、第７図は繊維成形体のカサ
密度と圧縮率との関係を示すグラフ、第８図は繊
維成形体のカサ密度とマトリツクス充填率との関
係を示すグラフ、第９図は繊維成形体のマトリツ
クス充填率と複合材の疲労強度との関係を示すグ
ラフである。 Ｆ……繊維成形体、ｆ……繊維群としての繊維
束、Ｍ……アルミニウム合金マトリツクス、Ｗ…
銅系ろう材としての銅線。
用コンロツドを示すもので、第１図は縦断正面
図、第２図は第１図−線断面図、第３図は一
方向繊維および銅系ろう材を成形型内へ挿入する
状態を示す斜視図、第４図は繊維成形体の顕微鏡
写真図、第５図は内燃機関用コンロツド桿部横断
面の倍率540倍における顕微鏡写真図、第６図は
内燃機関用コンロツド桿部横断面の倍率1400倍に
おける顕微鏡写真図、第７図は繊維成形体のカサ
密度と圧縮率との関係を示すグラフ、第８図は繊
維成形体のカサ密度とマトリツクス充填率との関
係を示すグラフ、第９図は繊維成形体のマトリツ
クス充填率と複合材の疲労強度との関係を示すグ
ラフである。 Ｆ……繊維成形体、ｆ……繊維群としての繊維
束、Ｍ……アルミニウム合金マトリツクス、Ｗ…
銅系ろう材としての銅線。
Claims (1)
- １ 銅系ロウ材を内部に混入したステンレス繊維
群を所定形状の成形型内に挿入した後、その成形
型を加熱することにより、前記銅系ろう材を溶融
させて毛細管現象を似てステンレス繊維相互間に
浸透拡散させ、次いで前記成形型を冷却すること
により凝固させた前記銅系ろう材を介して前記ス
テンレス繊維相互間を部分的に結合して、繊維成
形体を成形する工程と；前記繊維成形体を高圧凝
固鋳造法によりアルミニウム合金マトリツクス中
に充填複合させる工程と；を有する繊維強化複合
部材の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56040993A JPS57155336A (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Production of fiber-reinforced composite body |
| DE3209575A DE3209575C2 (de) | 1981-03-20 | 1982-03-16 | Verfahren zur Herstellung eines mit einer faserverstärkten Einlage versehenen Verbundkörpers sowie Anwendung des Verfahrens |
| GB8207815A GB2096932B (en) | 1981-03-20 | 1982-03-17 | Producing a machine part of a fiber-reinforced composite material |
| FR8204688A FR2502036B1 (fr) | 1981-03-20 | 1982-03-19 | Procede pour produire une piece mecanique d'un corps de forme fibreuse de renforcement integre dans une matiere metallique, et piece mecanique obtenue, bielle |
| US06/616,609 US4572271A (en) | 1981-03-20 | 1984-07-10 | Method of producing a machine part of fiber-reinforced composite material, the fiber-reinforcement body and the machine part |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56040993A JPS57155336A (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Production of fiber-reinforced composite body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57155336A JPS57155336A (en) | 1982-09-25 |
| JPH02422B2 true JPH02422B2 (ja) | 1990-01-08 |
Family
ID=12595950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56040993A Granted JPS57155336A (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Production of fiber-reinforced composite body |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4572271A (ja) |
| JP (1) | JPS57155336A (ja) |
| DE (1) | DE3209575C2 (ja) |
| FR (1) | FR2502036B1 (ja) |
| GB (1) | GB2096932B (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8301320D0 (en) * | 1983-01-18 | 1983-02-16 | Ae Plc | Reinforcement of articles of cast metal |
| DE3475493D1 (en) * | 1983-08-26 | 1989-01-19 | Toyota Motor Co Ltd | Internal combustion engine light metal connecting rod assembly reinforced with loops of fiber, and method for manufacturing the same |
| GB8413800D0 (en) * | 1984-05-30 | 1984-07-04 | Ae Plc | Manufacture of pistons |
| EP0173143B1 (en) * | 1984-08-31 | 1989-11-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | A method for production of fiber reinforced plastic structure |
| US4889774A (en) * | 1985-06-03 | 1989-12-26 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Carbon-fiber-reinforced metallic material and method of producing the same |
| DE3525122A1 (de) * | 1985-07-13 | 1987-01-15 | Iwan Dr Kantardjiew | Verfahren zur herstellung eines verbundwerkstoffes aus metall und kurzfasern |
| DE3686239T2 (de) * | 1985-11-14 | 1993-03-18 | Ici Plc | Faserverstaerkter verbundwerkstoff mit metallmatrix. |
| JPS62244565A (ja) * | 1986-04-16 | 1987-10-24 | Toyota Motor Corp | 閉ル−プ状炭素繊維強化部分を含む金属部材の製造方法 |
| DE3912664A1 (de) * | 1988-09-02 | 1990-03-08 | Bayerische Motoren Werke Ag | Leichtmetall-gussteil, insbesondere druckgussteil |
| CA2000805C (en) * | 1988-10-17 | 1994-01-18 | Kiyoshi Sudani | Carbon/metal composite |
| US5199481A (en) * | 1988-10-17 | 1993-04-06 | Chrysler Corp | Method of producing reinforced composite materials |
| US5172746A (en) * | 1988-10-17 | 1992-12-22 | Corwin John M | Method of producing reinforced composite materials |
| US4932099A (en) * | 1988-10-17 | 1990-06-12 | Chrysler Corporation | Method of producing reinforced composite materials |
| DE3841205A1 (de) * | 1988-12-07 | 1990-06-13 | Feintool Int Holding | Verfahren zum herstellen von werkstuecken aus metall |
| DE3843954A1 (de) * | 1988-12-24 | 1990-06-28 | Audi Ag | Pleuelstange |
| US5108964A (en) * | 1989-02-15 | 1992-04-28 | Technical Ceramics Laboratories, Inc. | Shaped bodies containing short inorganic fibers or whiskers and methods of forming such bodies |
| ATE98159T1 (de) * | 1989-06-05 | 1993-12-15 | Sulzer Innotec Ag | Profilstange aus kompaktem verbundwerkstoff und herstellungsverfahren. |
| FR2713662B1 (fr) * | 1993-12-08 | 1996-01-12 | Snecma | Procédé d'obtention d'une pièce circulaire métallique renforcée par des fibres. |
| DE19753358C2 (de) * | 1997-12-02 | 2000-05-11 | Daimler Chrysler Ag | Pleuelstange für eine Hubkolbenmaschine sowie Verfahren zu ihrer Herstellung |
| DE10319852B3 (de) * | 2003-05-03 | 2004-12-09 | Daimlerchrysler Ag | Verbundmaterial und Verfahren zur Herstellung von Verbundmaterial |
| DE50304053D1 (de) | 2003-05-28 | 2006-08-10 | Univ Hannover | Schaumgiessverfahren sowie eine druckdicht verschliessbare Giessform zur Herstellung von Formteilen |
| FR2940378B1 (fr) * | 2008-12-24 | 2011-03-04 | Messier Dowty Sa | Procede de fabrication d'une bielle en metal, renforcee par des fibres longues. |
| US10794419B2 (en) * | 2017-07-25 | 2020-10-06 | GM Global Technology Operations LLC | Composite connecting rods |
| CN110496953B (zh) * | 2019-08-30 | 2021-06-29 | 海洋石油工程股份有限公司 | 一种钢丝绳索节浇注钢丝预布设备及其使用方法 |
| CN110791718A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-02-14 | 苏州再超冶金制品有限公司 | 一种玄武岩纤维增强铜基粉末冶金材料及其制备方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3519282A (en) * | 1966-03-11 | 1970-07-07 | Gen Electric | Abradable material seal |
| CH516644A (de) * | 1970-01-07 | 1971-12-15 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren zur Herstellung von mit Kohlenstoff-Fasern verstärktem Metall |
| US3864807A (en) * | 1970-12-02 | 1975-02-11 | Rau Fa G | Method of manufacturing a shaped element of fiber-reinforced material |
| US3840350A (en) * | 1971-06-02 | 1974-10-08 | Union Carbide Corp | Filament-reinforced composite material and process therefor |
| DE2314285A1 (de) * | 1973-03-22 | 1974-09-26 | Felten & Guilleaume Carlswerk | Verfahren zur herstellung von faserverstaerkten metallbauteilen |
| JPS5213180A (en) * | 1975-07-23 | 1977-02-01 | Toa Kogyo Kk | Article carry-out device for machine tool, etc. |
| JPS5260222A (en) * | 1975-09-30 | 1977-05-18 | Honda Motor Co Ltd | Method of manufacturing fibre reinforced composite |
| US4216682A (en) * | 1977-08-23 | 1980-08-12 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fiber-reinforced light alloy cast article |
-
1981
- 1981-03-20 JP JP56040993A patent/JPS57155336A/ja active Granted
-
1982
- 1982-03-16 DE DE3209575A patent/DE3209575C2/de not_active Expired
- 1982-03-17 GB GB8207815A patent/GB2096932B/en not_active Expired
- 1982-03-19 FR FR8204688A patent/FR2502036B1/fr not_active Expired
-
1984
- 1984-07-10 US US06/616,609 patent/US4572271A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2096932B (en) | 1985-08-21 |
| DE3209575A1 (de) | 1982-11-18 |
| FR2502036A1 (fr) | 1982-09-24 |
| US4572271A (en) | 1986-02-25 |
| GB2096932A (en) | 1982-10-27 |
| DE3209575C2 (de) | 1984-03-01 |
| FR2502036B1 (fr) | 1985-07-05 |
| JPS57155336A (en) | 1982-09-25 |
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