JPH035063A - 複合材料の製造方法 - Google Patents
複合材料の製造方法Info
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- JPH035063A JPH035063A JP13826789A JP13826789A JPH035063A JP H035063 A JPH035063 A JP H035063A JP 13826789 A JP13826789 A JP 13826789A JP 13826789 A JP13826789 A JP 13826789A JP H035063 A JPH035063 A JP H035063A
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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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、粒子分散型の複合材料の製造方法に関する。
（従来の技術）
最近、自動車や航空機等の各種構成要素や部材等におい
て、部分的に特別な機械的特性が要求されることから、
このような部材等の比強度、耐厚耗性、耐熱性等を向上
させるため、色々な手段か採用されている。
て、部分的に特別な機械的特性が要求されることから、
このような部材等の比強度、耐厚耗性、耐熱性等を向上
させるため、色々な手段か採用されている。
すなわち、部材等の所要部分に超硬金属やセラミック等
の異種材料を鋳ぐるんたり、強化用の短繊維や長繊維に
よるプリフォームをまず作り、このプリフォームを金型
内にセットシ７トリックスとなる金属溶湯を注入し、そ
の溶湯を加圧して上記プリフォーム内にマトリックスと
なる金属を含浸させることが行われている。また、第４
図に示すように、非金属又は高融点金属の粒子１をマト
リックスとなる金属溶湯２内に添加し、これを溶融又は
半溶融状態で攪拌した後金型３内に注入し、その溶湯を
加圧パンチ４によって加圧し、その加圧状態をマトリッ
クス金属の溶湯が完全に凝固するまで保持して複合材料
を製造することか行われている。
の異種材料を鋳ぐるんたり、強化用の短繊維や長繊維に
よるプリフォームをまず作り、このプリフォームを金型
内にセットシ７トリックスとなる金属溶湯を注入し、そ
の溶湯を加圧して上記プリフォーム内にマトリックスと
なる金属を含浸させることが行われている。また、第４
図に示すように、非金属又は高融点金属の粒子１をマト
リックスとなる金属溶湯２内に添加し、これを溶融又は
半溶融状態で攪拌した後金型３内に注入し、その溶湯を
加圧パンチ４によって加圧し、その加圧状態をマトリッ
クス金属の溶湯が完全に凝固するまで保持して複合材料
を製造することか行われている。
（発明が解決しようとする課題）
ところが、所要部分に異種材料を鋳ぐるむ方法において
は、金型内に上記異種材料をセットする個所を設ける必
要から金型に特殊な方策が必要となる等の問題があると
ともに、異種材料と基材との界面に剥離が起こることか
ある等の問題がある。
は、金型内に上記異種材料をセットする個所を設ける必
要から金型に特殊な方策が必要となる等の問題があると
ともに、異種材料と基材との界面に剥離が起こることか
ある等の問題がある。
また、強化用の短繊維や長繊維からなるプリフォームを
使用するものにおいては、コストが高くなり、またプリ
フォームを製造するために工程数か多くなる等の問題が
ある。
使用するものにおいては、コストが高くなり、またプリ
フォームを製造するために工程数か多くなる等の問題が
ある。
さらに、非金属又は高融点金属の粒子を溶湯に添加する
粒子分散複合材料では、特定個所に粒子を高密度に集め
ることができない等の問題がある。
粒子分散複合材料では、特定個所に粒子を高密度に集め
ることができない等の問題がある。
本発明は、強化部分が基材から剥離するようなことがな
（、またコスト高なプリフォームを形成する必要もなく
、特定個所に粒子を高密度を集めることができるように
した粒子分散複合材料の製造方法を得ることを目的とす
る。
（、またコスト高なプリフォームを形成する必要もなく
、特定個所に粒子を高密度を集めることができるように
した粒子分散複合材料の製造方法を得ることを目的とす
る。
（課題を解決するための手段）
本発明は金型の所定個所にフィルターをセットし、この
フィルターの目の粗さより大径の非金属又は高融点金属
の粒子を分散させた金属溶湯を」二記金型内に注湯し、
その溶湯を加圧パンチで加圧成形し、その後上記フィル
ターを切削等により除去することを特徴とする。
フィルターの目の粗さより大径の非金属又は高融点金属
の粒子を分散させた金属溶湯を」二記金型内に注湯し、
その溶湯を加圧パンチで加圧成形し、その後上記フィル
ターを切削等により除去することを特徴とする。
（作 用）
粒子を分散させた金属溶湯を金型内に注湯し、その溶湯
を加圧パンチで加圧すると、７トリツクスとなる金属の
みかフィルター内に浸透し、粒子はフィルターの手前に
残され、フィルターの前面部に粒子の高密度部が形成さ
れる。したがって、上記加圧成形後上記フィルターを切
削等によって除去すると、所要部分の表面に粒子の高密
度部か得られ、当該部の硬度或は潤滑性等を向上させる
ことができる。
を加圧パンチで加圧すると、７トリツクスとなる金属の
みかフィルター内に浸透し、粒子はフィルターの手前に
残され、フィルターの前面部に粒子の高密度部が形成さ
れる。したがって、上記加圧成形後上記フィルターを切
削等によって除去すると、所要部分の表面に粒子の高密
度部か得られ、当該部の硬度或は潤滑性等を向上させる
ことができる。
（実施例）
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明
する。
する。
第１図は本発明の模式図であり、複合材料の加圧成形中
の状態を示す。
の状態を示す。
第１図において符号１０は金型であって、その金型１０
内には、製品の硬度等を高めようとする部分に対応する
所定位置に、ガラス繊維等のコストが安く後加工で切削
除去が可能な材料で形成されたフィルター１１をセット
する。その後上記フィルターの目の粗さより大径の非金
属又は高融点金属の粒子１２がＡ１合金のごときマトリ
ックス金属１３内に分散された溶湯を注入し、その溶湯
を加圧パンチ１４によって加圧成形する。
内には、製品の硬度等を高めようとする部分に対応する
所定位置に、ガラス繊維等のコストが安く後加工で切削
除去が可能な材料で形成されたフィルター１１をセット
する。その後上記フィルターの目の粗さより大径の非金
属又は高融点金属の粒子１２がＡ１合金のごときマトリ
ックス金属１３内に分散された溶湯を注入し、その溶湯
を加圧パンチ１４によって加圧成形する。
しかして、この場合フィルターの目の粗さが粒子径より
小さいので、フィルター１１の厚さ分だけマトリックス
金属１３内に分散されていた粒子１２が、フィルター１
１の前面に残され、そのフィルター１１と対向する部分
に粒子の高密度部１５が形成される。この高密度部１５
はフィルター１１の厚さにより自由に変化させることが
でき、フィルター１１の厚さを厚くすれば、全体の複合
化率の小さい複合材料でも特定個所で粒子を高密度に集
めることができる。しかも、フィルター１１とマトリッ
クス金属１３との境界からマトリックス金属１３の内部
にかけて、粒子１２の分散状況は境界部先端で最も多く
なり、そこから内部にかけてフィルター１〕の厚さ分ま
では徐々に少なくなり、それより内部は頭初の分散状況
となる。
小さいので、フィルター１１の厚さ分だけマトリックス
金属１３内に分散されていた粒子１２が、フィルター１
１の前面に残され、そのフィルター１１と対向する部分
に粒子の高密度部１５が形成される。この高密度部１５
はフィルター１１の厚さにより自由に変化させることが
でき、フィルター１１の厚さを厚くすれば、全体の複合
化率の小さい複合材料でも特定個所で粒子を高密度に集
めることができる。しかも、フィルター１１とマトリッ
クス金属１３との境界からマトリックス金属１３の内部
にかけて、粒子１２の分散状況は境界部先端で最も多く
なり、そこから内部にかけてフィルター１〕の厚さ分ま
では徐々に少なくなり、それより内部は頭初の分散状況
となる。
そこで、上記加圧成形された複合材料を金型から取り出
し、前記フィルター１１部を切削′：ｌＪの手段によっ
て除去することによって、所定個所の表面部に粒子の高
密度部を形成させることができる。
し、前記フィルター１１部を切削′：ｌＪの手段によっ
て除去することによって、所定個所の表面部に粒子の高
密度部を形成させることができる。
そして、この高密度部は、硬度の高い５ｉＣ１Ｓｉ３Ｎ
４、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２等の粒子を用いれば、非常に
高硬度で耐摩耗性の優れたものとなり、潤滑性の高いＣ
，ｈＢＮ等を用いた場合には非常に潤滑性の優れたもの
となる。
４、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２等の粒子を用いれば、非常に
高硬度で耐摩耗性の優れたものとなり、潤滑性の高いＣ
，ｈＢＮ等を用いた場合には非常に潤滑性の優れたもの
となる。
上述の如き製造方法は、例えばカムと高圧力で接触する
先端部を硬化させる必要があるロッカーアームや、頂部
を硬化又は潤滑性を高める必要かあるカム等の製造に適
用することができ、第２図は上記ロッカーアームの製造
方法を示し、第３図は上記本発明を適用したカムシャフ
トを示す。
先端部を硬化させる必要があるロッカーアームや、頂部
を硬化又は潤滑性を高める必要かあるカム等の製造に適
用することができ、第２図は上記ロッカーアームの製造
方法を示し、第３図は上記本発明を適用したカムシャフ
トを示す。
第５図は、平均粒径１３μｍのＳｉＣ粒子分散ＡＳＴＭ
Ａ３９０合金を、ＳｉＣウィスカーのフィルターに
加圧含浸させた様子を示す顕微鏡写真であり、第６図は
第５図の説明図である。第７図はフィルターとの境界部
（第６図のＡ部）の拡大写真であり、複合材料部（下半
部）の白い部分はＡＩ、やや大きい灰色塊は初晶Ｓｉ晶
、黒く細い点はＳｉＣ粒子である。また下半部はＳｉＣ
ウィスカーのフィルターであって、灰色塊は含浸したＡ
３９０合金の初晶Ｓｉ品である。また、第８図は高密度
部（第６図のＢ部）の２００倍の拡大写真であり、大き
な灰色塊は初晶Ｓｉ品、小さい粒はＳｉＣ粒子で、それ
以外はＡ３９０合金の基地である。さらに第９図は粒子
の通常分散部（第６図の０部）の拡大写真である。
Ａ３９０合金を、ＳｉＣウィスカーのフィルターに
加圧含浸させた様子を示す顕微鏡写真であり、第６図は
第５図の説明図である。第７図はフィルターとの境界部
（第６図のＡ部）の拡大写真であり、複合材料部（下半
部）の白い部分はＡＩ、やや大きい灰色塊は初晶Ｓｉ晶
、黒く細い点はＳｉＣ粒子である。また下半部はＳｉＣ
ウィスカーのフィルターであって、灰色塊は含浸したＡ
３９０合金の初晶Ｓｉ品である。また、第８図は高密度
部（第６図のＢ部）の２００倍の拡大写真であり、大き
な灰色塊は初晶Ｓｉ品、小さい粒はＳｉＣ粒子で、それ
以外はＡ３９０合金の基地である。さらに第９図は粒子
の通常分散部（第６図の０部）の拡大写真である。
本発明は上述のように構成したので、フィルターの大き
さ、取付場所の選定によって所要部分にだけ特に粒子を
多く集めることができ、粒子により特に硬い部分、或は
特に潤滑性の良い部分をつくることができ、鋳ぐるみと
異なりマトリックス合金と剥離強度の強い高性能部分を
作ることができる。また、フィルターの厚さによって、
高性能部分の厚さを自由に調節でき、しかも高価なウー
ｒスカー等を使用する必要もない等の効果を奏する。
さ、取付場所の選定によって所要部分にだけ特に粒子を
多く集めることができ、粒子により特に硬い部分、或は
特に潤滑性の良い部分をつくることができ、鋳ぐるみと
異なりマトリックス合金と剥離強度の強い高性能部分を
作ることができる。また、フィルターの厚さによって、
高性能部分の厚さを自由に調節でき、しかも高価なウー
ｒスカー等を使用する必要もない等の効果を奏する。
第１図は本発明の方法を示す断面図、第２図は本発明に
よりロッカーアームを製造している状態を示す断面図、
第３図は本発明を適用したカムシャフトの斜視図、第４
図は従来の複？ｉ祠料の製造法を示す断面図、第５図、
第７図、第８図、第９図はそれぞれ本発明により製造さ
れた材料の断面を示す顕微鏡写真、第６図は第５図の説
明図である。 １０・・・金型、１１・・・フィルター、１２・・粒子
、１３・・・マトリックス金属、］４・・・加圧パンチ
、１５・・・高密度部分。
よりロッカーアームを製造している状態を示す断面図、
第３図は本発明を適用したカムシャフトの斜視図、第４
図は従来の複？ｉ祠料の製造法を示す断面図、第５図、
第７図、第８図、第９図はそれぞれ本発明により製造さ
れた材料の断面を示す顕微鏡写真、第６図は第５図の説
明図である。 １０・・・金型、１１・・・フィルター、１２・・粒子
、１３・・・マトリックス金属、］４・・・加圧パンチ
、１５・・・高密度部分。
Claims (1)
- 金型の所定個所にフィルターをセットし、このフィルタ
ーの目の粗さより大径の非金属または高融点金属の粒子
を分散した金属溶湯を上記金型内に注湯し、その溶湯を
加圧パンチで加圧成形し、その後上記フィルターを除去
することを特徴とする、複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13826789A JP2800025B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13826789A JP2800025B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH035063A true JPH035063A (ja) | 1991-01-10 |
| JP2800025B2 JP2800025B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=15217935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13826789A Expired - Lifetime JP2800025B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2800025B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0755738A1 (en) * | 1995-07-28 | 1997-01-29 | Mazda Motor Corporation | Parts formed by injection molding and manufacturing method thereof |
| US6129134A (en) * | 1999-03-11 | 2000-10-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Synthesis of metal matrix composite |
| JP2008238175A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-09 | Nissin Kogyo Co Ltd | 複合材製品及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP13826789A patent/JP2800025B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0755738A1 (en) * | 1995-07-28 | 1997-01-29 | Mazda Motor Corporation | Parts formed by injection molding and manufacturing method thereof |
| US6564854B1 (en) * | 1995-07-28 | 2003-05-20 | Mazda Motor Corporation | Parts formed by injection molding and manufacturing method thereof |
| US6129134A (en) * | 1999-03-11 | 2000-10-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Synthesis of metal matrix composite |
| JP2008238175A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-09 | Nissin Kogyo Co Ltd | 複合材製品及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2800025B2 (ja) | 1998-09-21 |
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