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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- JPH0320424A JPH0320424A JP15602989A JP15602989A JPH0320424A JP H0320424 A JPH0320424 A JP H0320424A JP 15602989 A JP15602989 A JP 15602989A JP 15602989 A JP15602989 A JP 15602989A JP H0320424 A JPH0320424 A JP H0320424A
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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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