JPH031437B2 - - Google Patents

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JPH031437B2
JPH031437B2 JP63068100A JP6810088A JPH031437B2 JP H031437 B2 JPH031437 B2 JP H031437B2 JP 63068100 A JP63068100 A JP 63068100A JP 6810088 A JP6810088 A JP 6810088A JP H031437 B2 JPH031437 B2 JP H031437B2
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JP
Japan
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silicon carbide
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fiber bundle
fiber
aluminum
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Toshiisa Ishikawa
Katsuya Tokutomi
Giichi Imai
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C49/00Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C49/02Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the matrix material
    • C22C49/08Iron group metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00Ropes or cables
    • D07B2201/20Rope or cable components
    • D07B2201/2015Strands
    • D07B2201/2042Strands characterised by a coating
    • D07B2201/2043Strands characterised by a coating comprising metals
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00Rope or cable materials
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    • D07B2205/3017Silicon carbides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野〕 本発明は、FRMの中間素材としての炭化ケイ
素繊維強化アルミニウム系プリフオームワイヤー
の製造法に関し、特に高温での強度劣化が防止で
きる上記プリフオームワイヤーの製造法に関す
る。なお、本発明でいうプリフオームワイヤーは
プリフオームシートまたはテープをも包含する概
念である。
[従来の技術〕 従来から、炭化ケイ素繊維等の繊維状材料にア
ルミニウム等の金属を含浸せしめてなる複合材料
は、強靭性、軽量性または柔軟性等の金属や繊維
のそれぞれの長所を兼ね備えているため、車両、
航空機、ロケツト、宇宙船等各種の材料に広範に
利用が見込まれ期待されている。
このような金属/繊維複合材を製造する方法は
種々提案され、例えば、プラズマジエツト、メタ
リコンまたは真空蒸着のように金属細粒または金
属蒸気を繊維束に吹付けて繊維表面に金属を付着
させ金属/繊維複合材あるいはその前駆体を作る
方法が知られている。しかし、この方法において
は、金属細粒または金属蒸気を直進的に吹きつけ
るため繊維束の内部までには十分に金属が浸透せ
ず満足のできる強度や弾性のものが得られないと
う欠点がある。
また、他の方法として溶融金属浴中に繊維束を
含浸すると共に、溶融金属浴に超音波振動を加え
溶融金属を繊維束の内部まで浸透させる方法が提
案されている。この方法では、超音波振動により
繊維束が開繊し、内部の空気を排出するため繊維
束の内部まで金属がよく浸透するが、この振動の
ため繊維が雑然と開繊した状態で固定されてしま
い、金属/繊維複合材に所望の強度、弾性を付与
することが困難となる。
このような課題を解決するために、特開昭61−
34167号公報に開示の方法が提案されている。こ
の方法は、炭化ケイ素繊維束を広げて引揃えた
後、アルミニウム等の溶融金属溶湯に超音波振動
を与えつつ該炭化ケイ素繊維束を通す方法である
が、高温での強度劣化に対しては不充分である。
すなわち、炭化ケイ素繊維強化アルミニウム系プ
リフオームワイヤーの製造においてアルミニウム
溶湯を高温にしてかつ長時間を費やして繊維を含
浸すると繊維表層に界面反応を生じ劣化する。ま
た、この劣化を防ぐため超音波振動を溶湯にか
け、短時間で含浸をする場合も劣化は改善される
が未だ充分でなく、高温における強度特性は改善
されない。
[発明が解決しようとする課題〕 本発明は、上述のような従来技術に鑑みてなさ
れたものであり、低温で充分にアルミニウムを繊
維間に浸透、含浸せしめ、かつ繊維の劣化もな
く、高温での強度劣化を防止した炭化ケイ素繊維
強化アルミニウム系プリフオームワイヤーの製造
法を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段〕 本発明の上記目的は、アルミニウムに5.0〜
7.0wt%のニツケルを加えた共晶組成合金を用い、
これを一定温度とした溶湯中で炭化ケイ素繊維束
を処理することによつて達成され、低温での繊維
の含浸が可能で、低温なため繊維劣化も抑制で
き、また凝固温度範囲が狭いためプリフオーム内
の内部欠陥も抑制でき、高温での強度を高い水準
に維持し得ることを知見したものである。
すなわち本発明は、炭化ケイ素繊維束を広げて
引揃えた後、アルミニウムに5.0〜7.0重量%のニ
ツケルを加えた共晶組成合金を溶融して融点の液
相線温度+50℃以下に保持した溶湯を作り、これ
に該繊維束を60秒以下連続的に浸漬し、該繊維束
に該合金を含浸させることを特徴とする炭化ケイ
素繊維強化アルミニウム系プリフオームワイヤー
の製造法にある。
以下、本発明を図面に基づき詳細に説明する。
第1図は、本発明のプリフオームワイヤーの製
造法の一実施例を示す工程概略図である。
第1図において、繊維束引揃え装置1により繊
維束を広げて引揃えられた炭化ケイ素繊維束2
は、ガイドロール3a,3bを経て、アルミニウ
ムに5.0〜7.0重量%のニツケルを加えた共晶合金
組成からなる溶融合金4が満たされている溶融合
金槽5に導入され、共晶組成合金が含浸される。
また、この溶融合金4は超音波振動装置6によ
り振動が与えられていることが望ましく、この超
音波振動によつて、炭化ケイ素繊維への共晶組成
合金の浸透はさらに効果的となる。
溶融合金槽5の浴温は、共晶組成合金の融点の
液相線温度+50℃以下に保持することが要求であ
る。また、浴中の炭化ケイ素繊維束2の浸漬時間
は、60秒以下であることが必要される。溶融合金
4の浴温が融点の液相線温度+50℃を超えた場合
および/または炭化ケイ素繊維束2の浸漬時間が
60秒を超えると、繊維表層の界面反応が激しく生
じて繊維が劣化するので不都合である。
このように引揃えた状態で共晶組成合金を含浸
させた炭化ケイ素繊維束2は、繊維間に充分に共
晶組成合金が浸透し、空隙の少ないものとなり、
合金相には0.01〜1.0μの繊維状またはラメラー状
の共晶相が形成される。
この炭化ケイ素繊維束2は、さらにガイドロー
ル3c,3dやスリツト7またはダイスを通して
連続的に引き出し、所望の形状を与えると共に、
過剰の合金を絞り取り、所定の繊維体積含有率の
繊維強化共晶相強化プリフオームワイヤーとさ
れ、例えば巻き取り装置8により巻き取られる。
なお、本発明においてはプリフオームワイヤーに
ついて述べたが、前述のごとく本発明でいうプリ
フオームワイヤーはプリフオームシートまたはテ
ープを包含するものである。
[実施例〕 以下、実施例等に基づき本発明を具体的に説明
する。
実施例 1 アルミニウム−5.7wt%ニツケル共晶組成合金
溶湯を融点より30℃高い670℃に保持し、単繊維
径13μの炭化ケイ素繊維250本からなる繊維束を
引き揃え、開繊して溶湯中に10秒間連続的に浸漬
しアルミニウム−ニツケル共晶組成合金を含浸し
て0.3mmφのプリフオームワイヤーを得た。この
プリフオームワイヤーの各温度における引張強度
を第2図に示す。
実施例 2 共振周波数20KHzの超音波振動を付与し炭化ケ
イ素繊維を1秒間連続的に浸漬した以外は実施例
1と同一条件でプリフオームワイヤーを得た。こ
のプリフオームワイヤーの各温度における引張強
度を第2図に示す。
比較例 純アルミニウムを690℃(融点より30℃高い温
度)に保持した以外は実施例2と同一条件をプリ
フオームワイヤーを得た。このプリフオームワイ
ヤーの各温度における引張強度を第2図の示す。
第2図に示されるように、比較例においては、
450℃における引張強度は常温の引張強度の90%
程度に低下するのに対し、実施例1〜2において
は、450℃における引張強度は常温の引張強度と
ほぼ同等に維持されている。
[発明の効果〕 以上に示した本発明の製造法によつて、高温に
おいても強度劣化が生じず、また低温での繊維の
含浸が可能で、繊維劣化も生じず、しかも凝固温
度範囲が狭いためプリフオームワイヤー内の内部
欠陥も生じない炭化ケイ素繊維強化アルミニウム
系プリフオームワイヤーが得られるという効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のプリフオームワイヤーの製
造法の一例を示す工程概略図、および第2図は、
実施例1〜2および比較例の引張り強度と温度と
の関係を示すグラフ。 1:引揃え装置、2:炭化ケイ素繊維束、3
a,3b,3c,3d:ガイドロール、4:溶融
合金、5:溶融合金槽、6:超音波振動装置、
7:スリツト、8:巻き取り装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 炭化ケイ素繊維束を広げて引揃えた後、アル
    ミニウムに5.0〜7.0重量%のニツケルを加えた共
    晶組成合金を溶融して融点の液相線温度+50℃以
    下に保持した溶湯を作り、これに該繊維束を60秒
    以下連続的に浸漬し、該繊維束に該合金を含浸さ
    せることを特徴とする炭化ケイ素繊維強化アルミ
    ニウム系プリフオームワイヤーの製造法。 2 前記溶湯に超音波振動を付与して、該繊維束
    に該合金を含浸させる特許請求の範囲第1項記載
    の製造法。
JP63068100A 1988-03-24 1988-03-24 炭化ケイ素繊維強化アルミニウム系プリフォームワイヤーの製造法 Granted JPH01246486A (ja)

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DE8888311576T DE3878894T2 (de) 1988-03-24 1988-12-07 Verfahren zur herstellung von vorgeformtem draht aus mit siliciumkarbidfasern verstaerktem aluminium.
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