JPH0320424A - 粒子分散型複合材料の製造方法 - Google Patents
粒子分散型複合材料の製造方法Info
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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】
[産業上の利用分野コ
本発明はアルミニウム又はアルミニウム合金の溶湯中に
セラミックス粒子等の粒子を分散させて粒子分散型複合
材料を製造する方法に関する。
セラミックス粒子等の粒子を分散させて粒子分散型複合
材料を製造する方法に関する。
[従来の技術コ
近年、金属又は合金中にAf2C)+又はSiC等のセ
ラミックス粒子を分散させて、高強度及び低熱膨張であ
り、耐摩耗性が優れた機能性複合材料を製造する技術が
開発されている。
ラミックス粒子を分散させて、高強度及び低熱膨張であ
り、耐摩耗性が優れた機能性複合材料を製造する技術が
開発されている。
従来、金属又は合金中に粒子を分散させる方法としては
、一般に粉末冶金法が用いられている。
、一般に粉末冶金法が用いられている。
粉末冶金法では、先ず、金属又は合金粉末にセラミック
ス粒子を混合する。そして、この混合物を所望の形状に
加圧成形した後、焼結する。しかし、この粉末冶金法は
多くの工程を必要とし、製造コストが高いという難点が
ある。また、製品形状が複雑なもの及び大型製品は粉末
冶金法により製造することは困難である。
ス粒子を混合する。そして、この混合物を所望の形状に
加圧成形した後、焼結する。しかし、この粉末冶金法は
多くの工程を必要とし、製造コストが高いという難点が
ある。また、製品形状が複雑なもの及び大型製品は粉末
冶金法により製造することは困難である。
そこで、金属又は合金の溶湯中に粉末粒子を添加するこ
とにより粒子分散型複合材料を製造する方法が提案され
ている。この溶湯中へ粒子を添加混合する溶湯混合方法
としては、例えば、特開昭57−13941i4号に示
すインジェクシロン法がある。
とにより粒子分散型複合材料を製造する方法が提案され
ている。この溶湯中へ粒子を添加混合する溶湯混合方法
としては、例えば、特開昭57−13941i4号に示
すインジェクシロン法がある。
このインジェクシl冫法は、脱ガス剤をキャリアガスと
して粉末粒子を溶湯中に導入することにより、粒子を分
散させるものである。また、特開昭80−82259号
に開示された撹拌混合溶湯の加圧鋳造法は、粒子上に溶
湯を注ぐことにより粒子を溶湯中に攪拌混合し、得られ
た粒子添加溶湯を加圧鋳造する方法である。また、固液
共存状態の合金に粉末粒子を強制的に攪拌混合させるコ
ンポキャスティング方法もある。
して粉末粒子を溶湯中に導入することにより、粒子を分
散させるものである。また、特開昭80−82259号
に開示された撹拌混合溶湯の加圧鋳造法は、粒子上に溶
湯を注ぐことにより粒子を溶湯中に攪拌混合し、得られ
た粒子添加溶湯を加圧鋳造する方法である。また、固液
共存状態の合金に粉末粒子を強制的に攪拌混合させるコ
ンポキャスティング方法もある。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、アル宅二ウム又はアルミニウム合金の溶
湯は、セラミックス粉末粒子に対する濡れ性が極めて悪
く、上述した従来の溶湯中への粒子分散方法のように、
粒子を単に機械的に溶湯中に混合させるだけでは十分な
分散効果を得ることができないという難点がある。
湯は、セラミックス粉末粒子に対する濡れ性が極めて悪
く、上述した従来の溶湯中への粒子分散方法のように、
粒子を単に機械的に溶湯中に混合させるだけでは十分な
分散効果を得ることができないという難点がある。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
粉末粒子をアルミニウム又はアルミニウム合金中に容易
に且つ高効率で均一に分散させることができる粒子分散
型複合材料の製造方法を提供することを目的とする。
粉末粒子をアルミニウム又はアルミニウム合金中に容易
に且つ高効率で均一に分散させることができる粒子分散
型複合材料の製造方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]
本発明に係る粒子分散型複合材料の製造方法は、アルミ
ニウム又はアルミニウム合金の溶湯中にO.?重量%以
上のストロンチウムを添加する工程と、前記溶湯中に粉
末粒子を添加する工程とを有することを特徴とする。
ニウム又はアルミニウム合金の溶湯中にO.?重量%以
上のストロンチウムを添加する工程と、前記溶湯中に粉
末粒子を添加する工程とを有することを特徴とする。
[作用]
本発明においては、先ず、アルミニウム又はアルミニウ
ム合金の溶湯中に、0.3重量%以上のストロンチウム
(S r)を添加する。このストロンチウムはアルミニ
ウム又はアルミニウム合金の溶湯自体の濡れ性を向上さ
せる。従って、次に、この溶湯中にアルミナ(Af■0
G)又は炭化ケイ素(S i C)等のセラミックス粒
子を添加すると、この粒子の表面に対して溶湯が極めて
優れた濡れ性で付着する。これにより、粒子が溶湯中に
均一に分散する。
ム合金の溶湯中に、0.3重量%以上のストロンチウム
(S r)を添加する。このストロンチウムはアルミニ
ウム又はアルミニウム合金の溶湯自体の濡れ性を向上さ
せる。従って、次に、この溶湯中にアルミナ(Af■0
G)又は炭化ケイ素(S i C)等のセラミックス粒
子を添加すると、この粒子の表面に対して溶湯が極めて
優れた濡れ性で付着する。これにより、粒子が溶湯中に
均一に分散する。
次に、ストロンチウムの添加量の限定理由について説明
する。
する。
ストロンチウムの添加量が0.3重量%未溝の場合は、
前記粒子に対する溶湯の濡れ性の改善効果が得られない
。このため、ストロンチウム添加量は0.3重量%以上
とする。一方、ストロンチウム?4重量%を超えて添加
しても、ストロンチウムによる濡れ性改善効果は飽和し
、無駄である。このため、溶湯中へのストロンチウムの
添加量は4重量%以下にすることが好ましい。
前記粒子に対する溶湯の濡れ性の改善効果が得られない
。このため、ストロンチウム添加量は0.3重量%以上
とする。一方、ストロンチウム?4重量%を超えて添加
しても、ストロンチウムによる濡れ性改善効果は飽和し
、無駄である。このため、溶湯中へのストロンチウムの
添加量は4重量%以下にすることが好ましい。
なお、本発明において、アルミニウム又はアルミニウム
合金中に分散させるべき粒子としては、A1■03及び
SiC等のセラミックス粒子があるが、この外の種々の
粒子にも本発明を適用できることは勿論である。
合金中に分散させるべき粒子としては、A1■03及び
SiC等のセラミックス粒子があるが、この外の種々の
粒子にも本発明を適用できることは勿論である。
[実施例コ
次に、本発明の実施例について、添付の図面を参照して
説明する。
説明する。
先ず、アルミニウム溶湯中に0乃至8重量%の範囲でS
rを添加した。次に、この各溶湯に粒子径がSumo
10ttm及び20μmのAI2bs粉末粒子を添加し
、攪拌羽根で1〜2分間撹拌した。
rを添加した。次に、この各溶湯に粒子径がSumo
10ttm及び20μmのAI2bs粉末粒子を添加し
、攪拌羽根で1〜2分間撹拌した。
A1■0゛3はA1に比して見掛け比重が小さいため、
Aj20a粉末粒子を徐々に添加していった場合に、溶
湯中にA1■03粒子が分散されなくなると、AlQ0
3粒子が溶湯表面上に浮遊する。
Aj20a粉末粒子を徐々に添加していった場合に、溶
湯中にA1■03粒子が分散されなくなると、AlQ0
3粒子が溶湯表面上に浮遊する。
?って、AI20a粒子の浮遊を目視により確認したと
きのAjzO3粉末の添加量を分散の限界として把握し
た。
きのAjzO3粉末の添加量を分散の限界として把握し
た。
第1図は横軸にSr含有量をとり、縦軸に分散限界にお
けるAf20aの混合率(添加fl)をとって、両者の
関係を示すグラフ図であり、第1図中破線、実線及び一
点鎖線は夫々平均粒径が5μms llm及び20μm
のA120s粉末を使用した場合についてのものである
。なお、とのA1■03混合率は[A1■03粒子量÷
(溶湯−zl2 03粒子量) X 1001で表され
る。第1図に示すように、粒子径により異なるものの、
溶湯中のSr含有量が0.3乃至3重量%のときにAj
20a混合率(分散性)の向上効果が見られた。
けるAf20aの混合率(添加fl)をとって、両者の
関係を示すグラフ図であり、第1図中破線、実線及び一
点鎖線は夫々平均粒径が5μms llm及び20μm
のA120s粉末を使用した場合についてのものである
。なお、とのA1■03混合率は[A1■03粒子量÷
(溶湯−zl2 03粒子量) X 1001で表され
る。第1図に示すように、粒子径により異なるものの、
溶湯中のSr含有量が0.3乃至3重量%のときにAj
20a混合率(分散性)の向上効果が見られた。
また、Al203粉末を分散させたアルミニウム溶湯を
金型に鋳込み、凝固させた後、粒子の分散状態を調査し
た。
金型に鋳込み、凝固させた後、粒子の分散状態を調査し
た。
第2図はSr含有率が8%の溶湯に粒径が20μmのA
lQ03粒子を分散させた場合の?IQ03粒子の分散
状態を200倍に拡大して示すミクロ組織写真である。
lQ03粒子を分散させた場合の?IQ03粒子の分散
状態を200倍に拡大して示すミクロ組織写真である。
第2図において黒色部分はAjsOa粒子を示しており
、粒子は略々均−に分散されている。
、粒子は略々均−に分散されている。
第3図(a)はX線マイクロアナライザによるAIQO
B粒子(2000倍)の分析結果を示し、中央の灰色部
分がAI■03粒子である。また、曲線2はこのAl.
O.粒子を横断する線分析ライン1におけるSr線分析
の結果を示す。この曲線2に示すように、AI2C)s
粒子の界面においてSr濃度が高くなっている。また、
第3図(a)と同一部分のS r’特性X線像を第3図
(b)に示すよつに、このSr特性XII像においても
Alao3粒子の周縁部に白色点で示すSrが多量に存
在していることがわかる。
B粒子(2000倍)の分析結果を示し、中央の灰色部
分がAI■03粒子である。また、曲線2はこのAl.
O.粒子を横断する線分析ライン1におけるSr線分析
の結果を示す。この曲線2に示すように、AI2C)s
粒子の界面においてSr濃度が高くなっている。また、
第3図(a)と同一部分のS r’特性X線像を第3図
(b)に示すよつに、このSr特性XII像においても
Alao3粒子の周縁部に白色点で示すSrが多量に存
在していることがわかる。
このように、AI203粒子の表面にSrが付着するこ
とにより、アルミニウム溶湯に対する濡れ性が改善され
、A1*Oa粒子をアルミニウム中に均一に分散させる
ことができるものと考えられる。
とにより、アルミニウム溶湯に対する濡れ性が改善され
、A1*Oa粒子をアルミニウム中に均一に分散させる
ことができるものと考えられる。
第4図はアルミニウム溶湯にSjG粉末粒子を分散させ
たときの分散特性を示すグラフ図であり、横軸がSr含
有率、縦軸がSiC混合率である。
たときの分散特性を示すグラフ図であり、横軸がSr含
有率、縦軸がSiC混合率である。
SiC粉末粒子の平均粒径は2μm, 5μm及びI
Oμmである。
Oμmである。
本実施例においては、溶湯中のSr含有量が0.3乃至
4重量%のときにSiC混合率の向上が見られた。また
、ミクロ顕微鏡写真並びに線分析及び特性X線分析にお
いても、第1の実施例と同様に、sic粒子の表面にS
rが付着して、アルミニウム中に均一に分散されている
。
4重量%のときにSiC混合率の向上が見られた。また
、ミクロ顕微鏡写真並びに線分析及び特性X線分析にお
いても、第1の実施例と同様に、sic粒子の表面にS
rが付着して、アルミニウム中に均一に分散されている
。
[発明の効果コ
以上説明したよろに本発明によれば、溶湯中に所定量の
ストロンチウムを添加することにより、分散粒子である
AJ2 0G及びSiC等の粒子とアルミニウム又はア
ルミニウム合金溶湯との間の濡れ性を向上させることが
できるので、溶湯中に分散粒子を均一に分散させること
ができる。また、これにより、高性能な粒子分散型複合
材料を簡単な装置構成により低コストで製造することが
できるという効果を奏する。
ストロンチウムを添加することにより、分散粒子である
AJ2 0G及びSiC等の粒子とアルミニウム又はア
ルミニウム合金溶湯との間の濡れ性を向上させることが
できるので、溶湯中に分散粒子を均一に分散させること
ができる。また、これにより、高性能な粒子分散型複合
材料を簡単な装置構成により低コストで製造することが
できるという効果を奏する。
第1図は本発明の第1の実施例に係る粒子分散型複合材
料のSr含有率とAf20a混合率との関係を示すグラ
フ図、第2図は同じく本発明の第1の実施例に係る粒子
分散型複合材料のミクロ組織を示す顕微鏡写真( 20
0倍)、第3図(a)はその粒子分散型複合材料中のS
rの線分析結果を示すX線マイクロアナライザによるX
線分析写真(2000倍)、第3図(b)は同じくその
特性X線像を示すX線分析写真(2000倍)、第4図
は本発明の第2の実施例に係る粒子分散型複合材料のS
r含有率とSiC混合率との関係を示すグラフ図である
。 1;線分析ライン、2;Sr?I1度 S『含凋早( t t ’to> 第l図 第 2 図
料のSr含有率とAf20a混合率との関係を示すグラ
フ図、第2図は同じく本発明の第1の実施例に係る粒子
分散型複合材料のミクロ組織を示す顕微鏡写真( 20
0倍)、第3図(a)はその粒子分散型複合材料中のS
rの線分析結果を示すX線マイクロアナライザによるX
線分析写真(2000倍)、第3図(b)は同じくその
特性X線像を示すX線分析写真(2000倍)、第4図
は本発明の第2の実施例に係る粒子分散型複合材料のS
r含有率とSiC混合率との関係を示すグラフ図である
。 1;線分析ライン、2;Sr?I1度 S『含凋早( t t ’to> 第l図 第 2 図
Claims (2)
- (1)アルミニウム又はアルミニウム合金の溶湯中に0
.3重量%以上のストロンチウムを添加する工程と、前
記溶湯中に粉末粒子を添加する工程とを有することを特
徴とする粒子分散型複合材料の製造方法。 - (2)前記ストロンチウムの添加量は4重量%以下であ
ることを特徴とする請求項1に記載の粒子分散型複合材
料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15602989A JPH0320424A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 粒子分散型複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15602989A JPH0320424A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 粒子分散型複合材料の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0320424A true JPH0320424A (ja) | 1991-01-29 |
Family
ID=15618755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15602989A Pending JPH0320424A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 粒子分散型複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0320424A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5286682A (en) * | 1992-02-19 | 1994-02-15 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Yellow retroreflective pavement markings |
CN113388752A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-09-14 | 上海交通大学 | 一种金属基复合材料的制备方法 |
-
1989
- 1989-06-19 JP JP15602989A patent/JPH0320424A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5286682A (en) * | 1992-02-19 | 1994-02-15 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Yellow retroreflective pavement markings |
CN113388752A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-09-14 | 上海交通大学 | 一种金属基复合材料的制备方法 |
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