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

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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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JP
Japan
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molten metal
particles
particle
dispersed
powder particles
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Pending
Application number
JP15602989A
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English (en)
Inventor
Osamu Domoto
堂本 治
Eiichirou Sawahisa
沢久 栄一郎
Shuhei Mori
森 周平
Kazuhiko Asano
浅野 和彦
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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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。

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。
[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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
[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。
[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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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。
?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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
SiC粉末粒子の平均粒径は2μm,  5μm及びI
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
[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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (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. (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。
JP15602989A 1989-06-19 1989-06-19 粒子分散型複合材料の製造方法 Pending JPH0320424A (ja)

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JP (1) JPH0320424A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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US5286682A (en) * 1992-02-19 1994-02-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Yellow retroreflective pavement markings
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