JPH0421739B2 - - Google Patents
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- JPH0421739B2 JPH0421739B2 JP13079384A JP13079384A JPH0421739B2 JP H0421739 B2 JPH0421739 B2 JP H0421739B2 JP 13079384 A JP13079384 A JP 13079384A JP 13079384 A JP13079384 A JP 13079384A JP H0421739 B2 JPH0421739 B2 JP H0421739B2
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Classifications
-
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
- C22C47/02—Pretreatment of the fibres or filaments
- C22C47/06—Pretreatment of the fibres or filaments by forming the fibres or filaments into a preformed structure, e.g. using a temporary binder to form a mat-like element
-
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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- C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
-
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- C22C49/02—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the matrix material
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
- B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
-
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- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
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- C04B2111/00905—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as preforms
- C04B2111/00913—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as preforms as ceramic preforms for the fabrication of metal matrix comp, e.g. cermets
- C04B2111/00931—Coated or infiltrated preforms, e.g. with molten metal
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Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、無機短繊維の破壊や損傷がなく、
かつこれが均一に分散した高強度金属複合材の製
造法に関するものである。 〔従来の技術〕 最近、航空機の翼体や胴部、自動車の車体やエ
ンジン部、音響部品、さらに建築材料などの各種
部材の製造に、AlおよびAl合金や、Mgおよび
Mg合金などのマトリツクス金属中にSiC、
Si3N4、あるいはAl2O3などのウイスカーなどか
らなる無機短繊維を分散含有させた金属複合材を
用いることが、強度向上および軽量化などの点か
ら注目されている。 通常、これら無機短繊維強化金属複合材は、マ
トリツクス金属となる金属溶湯に無機短繊維を挿
入し、撹拌して均一に分散せしめ、ついで所定形
状のキヤビテイをもつた鋳型内に鋳造し、凝固せ
しめることによつて製造されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、この従来方法においては、撹拌中に無
機短繊維が、比重差やぬれ性の点で、金属溶湯と
分離して浮き上つたりなどするため、無機短繊維
をマトリツクス金属中に均一に分散させることが
難しく、さらに撹拌中に無機短繊維が破壊や損傷
を受け易いことと相まつて、均質にして高強度の
金属複合材を安定して製造することが困難なのが
現状である。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、均質にして高強度の無機単繊維強化金属複合
材を製造すべく研究を行なつた結果、エチレンオ
キサイドポリマ、水性ウレタン、ポリビニールア
ルコール(PVA)、メチルセルロース(MC)、あ
るいはニトロセルロースなどの高分子バインダを
含有する水溶液中に無機短繊維を混入して撹拌す
ると、前記無機短繊維が前記水溶液中に均一に分
散した混合液を容易に形成することができ、つい
でこの混合液を、所定形状のキヤビテイを有し、
かつ石膏やCaCl2などで形成した吸水性型枠中に
注入充填し、所定時間放置あるいは乾燥器にて乾
燥すると、前記型枠内で脱水および乾燥が行なわ
れる結果、無機短繊維が均一に分布した多孔質成
形体が形成されるようになり、引続いて前記多孔
質成形体を、直接、あるいは必要に応じて800〜
1500℃の範囲内の所定温度で焼結した後、400〜
800℃の範囲内の温度に予熱した状態で、所定形
状のキヤビテイをもつた鋳型内に挿入し、必要に
応じて前記鋳型内を10-3torr程度に減圧した後、
これに金属溶湯を注入し、直ちに500〜1000気圧
の圧力を付加すると、前記注入金属溶湯が前記多
孔質成形体の空隙を完全に満たしつつ、かつ無機
短繊維と密着するようになり、したがつて、これ
を凝固することによつて得られた無機短繊維強化
金属複合材においては、上記の通り、溶湯撹拌操
作を必要としないので、無機短繊維が破壊した
り、損傷したりすることがなく、さらに均一に分
布した無機短繊維からなる多孔質成形体を金属溶
湯にて鋳包む形態をとるので、マトリツクス金属
中での前記無機短繊維の分布が均一となり、この
結果均質にして高強度をもつようになり、さらに
この無機短繊維強化金属複合材には、必要に応じ
て熱間圧延や冷間圧延、さらに押出加工、プレス
成型、および鋳造などの通常の塑性加工を施すこ
ともできるという知見を得たのである。 なお、上記混合液には、必要に応じて、例えば
ポリエチレングリコール(PEG)やポリエチレ
ンオキサイド(PEO)などの界面活性剤や、ス
テアリン酸エステルおよびワツクスなどの滑材、
さらにジオクチルフタレート(DOP)などの可
塑剤などのうち1種以上を適量配合してもよい。 〔実施例〕 つぎに、この発明の方法を実施例により具体的
に説明する。 無機短繊維として、繊維長:50〜200μm、繊
維径:0.5〜2μmの範囲内にある寸法をもつたSiC
ウイスカーおよびSi3N4ウイスカーを用意し、ま
た高分子バインダ含有水溶液として、2%PVA
水溶液および4%MC水溶液を用意し、これらの
成分をそれぞれ第1表に示される配合組成に配合
し、ミキサーにて撹拌して混合液とし、つ
かつこれが均一に分散した高強度金属複合材の製
造法に関するものである。 〔従来の技術〕 最近、航空機の翼体や胴部、自動車の車体やエ
ンジン部、音響部品、さらに建築材料などの各種
部材の製造に、AlおよびAl合金や、Mgおよび
Mg合金などのマトリツクス金属中にSiC、
Si3N4、あるいはAl2O3などのウイスカーなどか
らなる無機短繊維を分散含有させた金属複合材を
用いることが、強度向上および軽量化などの点か
ら注目されている。 通常、これら無機短繊維強化金属複合材は、マ
トリツクス金属となる金属溶湯に無機短繊維を挿
入し、撹拌して均一に分散せしめ、ついで所定形
状のキヤビテイをもつた鋳型内に鋳造し、凝固せ
しめることによつて製造されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、この従来方法においては、撹拌中に無
機短繊維が、比重差やぬれ性の点で、金属溶湯と
分離して浮き上つたりなどするため、無機短繊維
をマトリツクス金属中に均一に分散させることが
難しく、さらに撹拌中に無機短繊維が破壊や損傷
を受け易いことと相まつて、均質にして高強度の
金属複合材を安定して製造することが困難なのが
現状である。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、均質にして高強度の無機単繊維強化金属複合
材を製造すべく研究を行なつた結果、エチレンオ
キサイドポリマ、水性ウレタン、ポリビニールア
ルコール(PVA)、メチルセルロース(MC)、あ
るいはニトロセルロースなどの高分子バインダを
含有する水溶液中に無機短繊維を混入して撹拌す
ると、前記無機短繊維が前記水溶液中に均一に分
散した混合液を容易に形成することができ、つい
でこの混合液を、所定形状のキヤビテイを有し、
かつ石膏やCaCl2などで形成した吸水性型枠中に
注入充填し、所定時間放置あるいは乾燥器にて乾
燥すると、前記型枠内で脱水および乾燥が行なわ
れる結果、無機短繊維が均一に分布した多孔質成
形体が形成されるようになり、引続いて前記多孔
質成形体を、直接、あるいは必要に応じて800〜
1500℃の範囲内の所定温度で焼結した後、400〜
800℃の範囲内の温度に予熱した状態で、所定形
状のキヤビテイをもつた鋳型内に挿入し、必要に
応じて前記鋳型内を10-3torr程度に減圧した後、
これに金属溶湯を注入し、直ちに500〜1000気圧
の圧力を付加すると、前記注入金属溶湯が前記多
孔質成形体の空隙を完全に満たしつつ、かつ無機
短繊維と密着するようになり、したがつて、これ
を凝固することによつて得られた無機短繊維強化
金属複合材においては、上記の通り、溶湯撹拌操
作を必要としないので、無機短繊維が破壊した
り、損傷したりすることがなく、さらに均一に分
布した無機短繊維からなる多孔質成形体を金属溶
湯にて鋳包む形態をとるので、マトリツクス金属
中での前記無機短繊維の分布が均一となり、この
結果均質にして高強度をもつようになり、さらに
この無機短繊維強化金属複合材には、必要に応じ
て熱間圧延や冷間圧延、さらに押出加工、プレス
成型、および鋳造などの通常の塑性加工を施すこ
ともできるという知見を得たのである。 なお、上記混合液には、必要に応じて、例えば
ポリエチレングリコール(PEG)やポリエチレ
ンオキサイド(PEO)などの界面活性剤や、ス
テアリン酸エステルおよびワツクスなどの滑材、
さらにジオクチルフタレート(DOP)などの可
塑剤などのうち1種以上を適量配合してもよい。 〔実施例〕 つぎに、この発明の方法を実施例により具体的
に説明する。 無機短繊維として、繊維長:50〜200μm、繊
維径:0.5〜2μmの範囲内にある寸法をもつたSiC
ウイスカーおよびSi3N4ウイスカーを用意し、ま
た高分子バインダ含有水溶液として、2%PVA
水溶液および4%MC水溶液を用意し、これらの
成分をそれぞれ第1表に示される配合組成に配合
し、ミキサーにて撹拌して混合液とし、つ
第1表に示される結果から、本発明法1〜6に
よつて製造された無機短繊維強化金属複合材は、
ウイスカーからなる無機短繊維がAl合金からな
るマトリツクス金属中に均一に分散分布した組織
をもち、かつ前記ウイスカーに破壊や損傷が全く
見られないので、いずれも均質にして高強度をも
つのに対して、撹拌手段を適用する従来法1〜3
によつて製造された無機短繊維強化金属複合材
は、ウイスカーの分布が不均一で、しかもAl合
金溶湯とウイスカーとのぬれ性も悪く、さらにウ
イスカーが撹拌により破壊し、損傷するものであ
るため低い強度しか示さないことが明らかであ
る。 なお、上記本発明法によつて得られた無機短繊
維強化金属複合材においては、コア部にはウイス
カーが存在するが、表面部がAl合金のみから構
成されているので、熱間圧延や冷間圧延、押出加
工、プレス成型、さらに鋳造などの通常の塑性加
工を行なうことができる。 上述のように、この発明の方法によれば、無機
短繊維に破壊や損傷の発生がない状態で、マトリ
ツクス金属中に無機短繊維が均一に分散分布した
無機短繊維強化金属複合材を安定して製造するこ
とができ、したがつてこの結果得られた無機短繊
維強化金属複合材は均質にして高強度をもつよう
になるのである。
よつて製造された無機短繊維強化金属複合材は、
ウイスカーからなる無機短繊維がAl合金からな
るマトリツクス金属中に均一に分散分布した組織
をもち、かつ前記ウイスカーに破壊や損傷が全く
見られないので、いずれも均質にして高強度をも
つのに対して、撹拌手段を適用する従来法1〜3
によつて製造された無機短繊維強化金属複合材
は、ウイスカーの分布が不均一で、しかもAl合
金溶湯とウイスカーとのぬれ性も悪く、さらにウ
イスカーが撹拌により破壊し、損傷するものであ
るため低い強度しか示さないことが明らかであ
る。 なお、上記本発明法によつて得られた無機短繊
維強化金属複合材においては、コア部にはウイス
カーが存在するが、表面部がAl合金のみから構
成されているので、熱間圧延や冷間圧延、押出加
工、プレス成型、さらに鋳造などの通常の塑性加
工を行なうことができる。 上述のように、この発明の方法によれば、無機
短繊維に破壊や損傷の発生がない状態で、マトリ
ツクス金属中に無機短繊維が均一に分散分布した
無機短繊維強化金属複合材を安定して製造するこ
とができ、したがつてこの結果得られた無機短繊
維強化金属複合材は均質にして高強度をもつよう
になるのである。
Claims (1)
- 1 少なくとも高分子バインダを含有する水溶液
中に無機短繊維を分散含有させてなる混合液を、
所定形状のキヤビテイを有する吸水性型枠に注入
充填し、所定時間放置して前記型枠内で脱水し乾
燥することによつて無機短繊維からなる多孔質成
形体を成形し、ついでこの多孔質成形体を、乾
燥、あるいは乾燥、焼結処理を施した後、所定形
状のキヤビテイをもつた鋳型内に予熱して挿入
し、この鋳型に金属溶湯を注入加圧することを特
徴とする無機短繊維強化金属複合材の製造法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13079384A JPS619537A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 無機短繊維強化金属複合材の製造法 |
DE8585304531T DE3565692D1 (en) | 1984-06-25 | 1985-06-25 | Method of manufacturing short inorganic fiber-reinforced metal composites |
EP19850304531 EP0170396B1 (en) | 1984-06-25 | 1985-06-25 | Method of manufacturing short inorganic fiber-reinforced metal composites |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13079384A JPS619537A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 無機短繊維強化金属複合材の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS619537A JPS619537A (ja) | 1986-01-17 |
JPH0421739B2 true JPH0421739B2 (ja) | 1992-04-13 |
Family
ID=15042821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13079384A Granted JPS619537A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 無機短繊維強化金属複合材の製造法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0170396B1 (ja) |
JP (1) | JPS619537A (ja) |
DE (1) | DE3565692D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017129740A1 (de) | 2017-12-13 | 2019-06-13 | Peri Gmbh | Schalung zur Erstellung eines Bauwerks |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61279645A (ja) * | 1985-06-04 | 1986-12-10 | Toyota Motor Corp | 炭化ケイ素短繊維強化アルミニウム合金 |
JPS62182235A (ja) * | 1986-02-06 | 1987-08-10 | Toyota Motor Corp | 窒化ケイ素ホイスカ強化アルミニウム合金 |
DE3774939D1 (de) * | 1986-06-17 | 1992-01-16 | Toyoda Chuo Kenkyusho Kk | Fasern fuer verbundwerkstoffe, verbundwerkstoffe unter verwendung derartiger fasern und verfahren zu ihrer herstellung. |
EP0280830A1 (en) * | 1987-03-02 | 1988-09-07 | Battelle Memorial Institute | Method for producing metal or alloy casting, composites reinforced with fibrous or particulate materials |
JPH0753895B2 (ja) * | 1987-08-28 | 1995-06-07 | 日産自動車株式会社 | 繊維強化金属の製造方法 |
JPH01113162A (ja) * | 1987-10-26 | 1989-05-01 | Ee M Technol:Kk | 繊維強化複合鋳造体の製造法 |
JPH01263233A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-19 | Ube Ind Ltd | β型窒化珪素ウイスカ強化金属複合材料の製法 |
ATE97171T1 (de) * | 1988-09-13 | 1993-11-15 | Pechiney Recherche | Material fuer elektronische komponente und verfahren zur herstellung dieser komponente. |
JPH02133534A (ja) * | 1988-11-14 | 1990-05-22 | Izumi Ind Ltd | 複合強化部を有する耐熱部材及びその製造方法 |
US5108964A (en) * | 1989-02-15 | 1992-04-28 | Technical Ceramics Laboratories, Inc. | Shaped bodies containing short inorganic fibers or whiskers and methods of forming such bodies |
IT1230775B (it) * | 1989-05-05 | 1991-10-29 | Sir Ind Spa | Preforme ceramiche per compositi a matrice metallica, procedimento per la loro preparazione e compositi con esse ottenuti. |
IT1230774B (it) * | 1989-05-05 | 1991-10-29 | Sir Ind Spa | Preforme ceramiche ad elevata resistenza meccanica, procedimento per la loro preparazione e compositi a matrice metallica con esse ottenuti. |
US5427853A (en) * | 1993-12-20 | 1995-06-27 | General Motors Corporation | Reinforcement preform, method of making same and reinforced composite made therefrom |
ES2178912B2 (es) * | 2000-02-01 | 2004-06-16 | Faiveley Española, S.A. | Procedimiento de obtencion de una superficie antideslizante. |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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