JPH036339A - 繊維強化金属複合材料用成形体の製造方法 - Google Patents
繊維強化金属複合材料用成形体の製造方法Info
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- JPH036339A JPH036339A JP13826889A JP13826889A JPH036339A JP H036339 A JPH036339 A JP H036339A JP 13826889 A JP13826889 A JP 13826889A JP 13826889 A JP13826889 A JP 13826889A JP H036339 A JPH036339 A JP H036339A
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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、繊維強化金属複合材料の製造に使用する成形
体の製造方法に関する。
体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において
、部分的に特別な機械的特性が要求されることがら、こ
のような部材等の比強度、耐摩耗性、耐熱性等を向上さ
せる一つの手段として、そのような部材等を各種の無機
質繊維等を強化材としてアルミニウム合金の如き軽金属
をマトリックスとする繊維強化複合材料で構成すること
が行なわれでいる。
、部分的に特別な機械的特性が要求されることがら、こ
のような部材等の比強度、耐摩耗性、耐熱性等を向上さ
せる一つの手段として、そのような部材等を各種の無機
質繊維等を強化材としてアルミニウム合金の如き軽金属
をマトリックスとする繊維強化複合材料で構成すること
が行なわれでいる。
すなわち、第１図は上記複合材料の製造法を示す断面図
であって、Ａｇ２Ｏ３やＡΩ２０３ＳｉＯ等の短繊維ま
たは５ｉＣ１Ｓ１３Ｎ４等のウィスカーによって所定形
状に形成された成形体１を、予熱炉内で約８００℃に予
熱した後金型２内に装入し、その金型内にアルミニウム
合金等の軽合金の溶湯３を注湯し、その溶湯をプランジ
ャ４等によって加圧し、その加圧状態をアルミニウム合
金の溶湯が完全に凝固するまで保持し、上記成形体内に
アルミニウム合金等の軽合金をマトリックスとして浸透
させることが行なわれている。
であって、Ａｇ２Ｏ３やＡΩ２０３ＳｉＯ等の短繊維ま
たは５ｉＣ１Ｓ１３Ｎ４等のウィスカーによって所定形
状に形成された成形体１を、予熱炉内で約８００℃に予
熱した後金型２内に装入し、その金型内にアルミニウム
合金等の軽合金の溶湯３を注湯し、その溶湯をプランジ
ャ４等によって加圧し、その加圧状態をアルミニウム合
金の溶湯が完全に凝固するまで保持し、上記成形体内に
アルミニウム合金等の軽合金をマトリックスとして浸透
させることが行なわれている。
第２図は上述の如き方法によって形成された内燃機関用
ピストンの斜視図であって、斜線部分が強化された複合
材料部である。
ピストンの斜視図であって、斜線部分が強化された複合
材料部である。
ところで、上記成形体の形成にあたっては、セラミック
等の短繊維またウィスカーによって例えば円柱の如き単
純な形状の成形体を造った後、その単純な形状の成形体
から切削加工によって第３図に示すような複雑な形状の
ものを形成したり、或はウィスカー等を溶媒中に分散さ
せて吸引ろ過し、またはパンチで加圧成形して直接必要
な形状を得る方法等が行なわれている。
等の短繊維またウィスカーによって例えば円柱の如き単
純な形状の成形体を造った後、その単純な形状の成形体
から切削加工によって第３図に示すような複雑な形状の
ものを形成したり、或はウィスカー等を溶媒中に分散さ
せて吸引ろ過し、またはパンチで加圧成形して直接必要
な形状を得る方法等が行なわれている。
（発明が解決しようとする課題）
ところが、切削加工によって複雑な形状の成形体を形成
する場合には、被切削加工される成形体が弾性を有して
いるため、スプリングバックにより希望形状が得られず
、また切削面が加工中に圧縮されるため、その部分のウ
ィスカー等の体積率が増加する等の問題があり、加工中
のハンドリングで型部れを起す等の問題がある。さらに
、パンチ等の加圧成形によって直接所要形状の成形体を
製造する場合には、成形体を１個づつ製造するため、コ
スト高となるばかりでなく、スプリングバックにより希
望形状が得にくい等の問題があり、さらに専門の製造形
状の型が必要である等の問題がある。
する場合には、被切削加工される成形体が弾性を有して
いるため、スプリングバックにより希望形状が得られず
、また切削面が加工中に圧縮されるため、その部分のウ
ィスカー等の体積率が増加する等の問題があり、加工中
のハンドリングで型部れを起す等の問題がある。さらに
、パンチ等の加圧成形によって直接所要形状の成形体を
製造する場合には、成形体を１個づつ製造するため、コ
スト高となるばかりでなく、スプリングバックにより希
望形状が得にくい等の問題があり、さらに専門の製造形
状の型が必要である等の問題がある。
本発明はこのような点に鑑み、切削加工中にスプリング
バックが生ずることがなく複雑な形状の成形体を得るこ
とができるようにした繊維強化金属複合材の製造法を得
ることを目的とする。
バックが生ずることがなく複雑な形状の成形体を得るこ
とができるようにした繊維強化金属複合材の製造法を得
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、無機質材料からなるウィスカー或は短繊維に
より形成した単純形状の成形体に液体を含浸させ、それ
を凝固させた状態で希望形状に切削加工し、その後上記
成形体を徐々に昇温して上記含浸させた液体を気化させ
ることを特徴とするものである。
より形成した単純形状の成形体に液体を含浸させ、それ
を凝固させた状態で希望形状に切削加工し、その後上記
成形体を徐々に昇温して上記含浸させた液体を気化させ
ることを特徴とするものである。
（作 用）
単純形状の成形体に液体を含浸させた後凝固させた状態
にして、希望形状への切削加工を行なうので、スプリン
グバックが生ずることがなく、希望の形状に正確に加工
することができる。しかも、切削部が圧縮されるような
ことがなく、体積率か増加するようなことがない。そし
て上記切削加工後に上記液体を気化させるだけで、通常
の成形体とすることができ、特別な成形型等をも必要と
しない。
にして、希望形状への切削加工を行なうので、スプリン
グバックが生ずることがなく、希望の形状に正確に加工
することができる。しかも、切削部が圧縮されるような
ことがなく、体積率か増加するようなことがない。そし
て上記切削加工後に上記液体を気化させるだけで、通常
の成形体とすることができ、特別な成形型等をも必要と
しない。
（実施例）
本発明は、量産可能な単純形状の例えば円柱状の成形体
から所望形状の成形体を切削加工によって形成するもの
であって、セラミック等の短繊維またはウィスカーによ
って形成された単純形状の成形体の少なくともその表面
層に、液体状態でウィスカー等と反応せず科学的に安定
で且つ融点が常温近傍にある物質を、その粘性が余り低
くない温度まで加熱して含浸させた後、その含浸させた
液体の融点以下まで冷却して凝固させる。そして、上記
液体の凝固によって固化された成形体を適宜切削加工装
置により切削加工して所定の希望する製品形状とし、そ
の後加工された成形体を徐々に昇温して、含浸させた液
体を気化させ所望の成形体とする。
から所望形状の成形体を切削加工によって形成するもの
であって、セラミック等の短繊維またはウィスカーによ
って形成された単純形状の成形体の少なくともその表面
層に、液体状態でウィスカー等と反応せず科学的に安定
で且つ融点が常温近傍にある物質を、その粘性が余り低
くない温度まで加熱して含浸させた後、その含浸させた
液体の融点以下まで冷却して凝固させる。そして、上記
液体の凝固によって固化された成形体を適宜切削加工装
置により切削加工して所定の希望する製品形状とし、そ
の後加工された成形体を徐々に昇温して、含浸させた液
体を気化させ所望の成形体とする。
ところで、上記含浸させる液体としては下記の如き水又
は有機系の物質が融点、沸点等から好適であり、必要に
応じそれにバインダーや粘性調整剤を溶解させたものを
使用することができる。
は有機系の物質が融点、沸点等から好適であり、必要に
応じそれにバインダーや粘性調整剤を溶解させたものを
使用することができる。
例えば、円柱状等の単純形状のセラミックウィスカー成
形体に、５０℃に加熱したＰキシレンを含浸させた後冷
却する。そして上記成形体を０℃前後の温度に保持しな
がら切削加工し、終了後１５０℃まで徐々に加熱してＰ
キシレンを気化させることにより、所望形状のセラミッ
クウィスカー成形体を得ることができる。
形体に、５０℃に加熱したＰキシレンを含浸させた後冷
却する。そして上記成形体を０℃前後の温度に保持しな
がら切削加工し、終了後１５０℃まで徐々に加熱してＰ
キシレンを気化させることにより、所望形状のセラミッ
クウィスカー成形体を得ることができる。
ところで、セラミックウィスカー成形体は、加圧鋳造に
よって、金属または合金を含浸させ、金属基複合材料を
得る際に予め予熱されるので、この予熱工程とＰキシレ
ンを気化させる工程を兼用させることもできる。また含
浸させる液体に、珪酸ナトリウム等のバインダーとなる
物質を溶解させておけば、気化させた後の成形体が強化
されたものとなる。
よって、金属または合金を含浸させ、金属基複合材料を
得る際に予め予熱されるので、この予熱工程とＰキシレ
ンを気化させる工程を兼用させることもできる。また含
浸させる液体に、珪酸ナトリウム等のバインダーとなる
物質を溶解させておけば、気化させた後の成形体が強化
されたものとなる。
以上説明したように、本発明においては、ウィスカー等
によって形成された成形体に液体を含浸させた後凝固さ
せ弾性がないような状態にして切削加工するようにした
ので、切削後にスプリングバックが発生するようなこと
がなく、切削加工の寸法精度を出すことができる。また
、１Ｊ削加工中に加工部が圧縮されるようなことかない
ので、ウィスカーの体積率か高くなることがなく、加圧
鋳造時に形成体が変形したり、割れたり、合金溶湯が含
浸しにくい等の現象が発生するようなこともない。しか
も加工中においては、少なくとも表層部が含浸させた物
質により硬化しているため、ハンドリングや移動によっ
て型部れが生ずるようなことが防止される。
によって形成された成形体に液体を含浸させた後凝固さ
せ弾性がないような状態にして切削加工するようにした
ので、切削後にスプリングバックが発生するようなこと
がなく、切削加工の寸法精度を出すことができる。また
、１Ｊ削加工中に加工部が圧縮されるようなことかない
ので、ウィスカーの体積率か高くなることがなく、加圧
鋳造時に形成体が変形したり、割れたり、合金溶湯が含
浸しにくい等の現象が発生するようなこともない。しか
も加工中においては、少なくとも表層部が含浸させた物
質により硬化しているため、ハンドリングや移動によっ
て型部れが生ずるようなことが防止される。
第１図は一般的な複合材料製造方法を示す図、第２図は
上記方法によって製造された製品の一例を示す斜視図、
第３図は上記製品製造に使用される成形体の斜視図であ
る。 １・・・成形体、２・・・金型、３・・・溶湯。
上記方法によって製造された製品の一例を示す斜視図、
第３図は上記製品製造に使用される成形体の斜視図であ
る。 １・・・成形体、２・・・金型、３・・・溶湯。
Claims (1)
- 無機質材料からなるウィスカー或は短繊維により形成し
た単純形状の成形体に液体を含浸させ、それを凝固させ
た状態で希望形状に切削加工し、その後上記成形体を徐
々に昇温して上記含浸させた液体を気化させることを特
徴とする、繊維強化金属複合材料用成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13826889A JP2791897B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 繊維強化金属複合材料用成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13826889A JP2791897B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 繊維強化金属複合材料用成形体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH036339A true JPH036339A (ja) | 1991-01-11 |
| JP2791897B2 JP2791897B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=15217959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13826889A Expired - Lifetime JP2791897B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 繊維強化金属複合材料用成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2791897B2 (ja) |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP13826889A patent/JP2791897B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2791897B2 (ja) | 1998-08-27 |
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