JPH04350136A - 繊維強化金属用繊維質成形体 - Google Patents
繊維強化金属用繊維質成形体Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化金属（いわゆ
るＦＲＭ）を製造する際に補強材として用いる繊維質成
形体に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】鋼やアルミニウム合金に耐熱性繊維を埋
設して補強すると、その素材金属が通常示す物性をはる
かに上回る強度を示す高物性材料になる。このようにし
て得られる繊維強化金属は、航空機や自動車など、軽量
で高物性の素材を求める分野で注目され、実用化されつ
つある。繊維強化金属は、補強用の耐熱性繊維を混合し
た金属粉末をいわゆる粉末冶金法により成形する場合も
あるが、補強用繊維の集合体を適当な形に成形したもの
に高圧下で溶融金属を浸透させたのち冷却する高圧鋳造
法により製造するのが普通である。従来、補強用の繊維
質成形体としては、炭化ケイ素ウィスカ、窒化ケイ素ウ
ィスカ、チタン酸カリウムウィスカ、ホウ酸アルミニウ
ムウィスカ等のウィスカ、その他、アルミナ短繊維、ア
ルミノシリケート短繊維などの短繊維からなるものが知
られており、これらの繊維の２種以上を組み合わせて用
いたものも知られている（特公平３−１７８８４号公報
ほか）。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】繊維強化金属鋳造用の
繊維質成形体は、それを製造するに当たり繊維（ウィス
カを含む；以下同じ）を所定の形状に成形する際の成形
性、およびそれを用いて繊維強化金属を鋳造する際の鋳
造性（鋳造中に生じ易い繊維質成形体の変形の程度）、
さらにはそれを用いて得られる繊維強化金属の物性など
、多くの観点からの要求を満足するものでなければ実用
化は困難であるが、その点で、従来の繊維質成形体は改
良の余地あるものであった。たとえば、窒化ケイ素ウィ
スカや炭化ケイ素ウィスカを用いた補強用繊維質成形体
は、成形性、鋳造性、補強効果等に優れているものの、
得られる繊維強化金属が、摺動する相手材を摩耗させる
性質（以下、相手材攻撃性という）が強く、また素材繊
維がきわめて高価なので、用途が限定される。チタン酸
カリウムウィスカを用いたものは成形性や鋳造性に難が
あり、また溶融アルミニウム合金と反応する傾向があっ
て、物性、特に耐摩耗性の点で問題のある繊維強化金属
を与える。 【０００４】ホウ酸アルミニウムウィスカは、他のセラ
ミックス系ウィスカと比べるときわめて安価に入手する
ことができる点で有利な素材であるが、成形が容易でな
く成形費用がかさむため、成形体にした状態ではそれほ
ど安価なものにはならないばかりか、品質の均一性の点
でも問題のあるものとなる。アルミナ繊維等、セラミッ
ク繊維は、一般に成形が容易でありアルミニウム合金と
の適合性も良いから、良好な鋳造品が得られるが、相手
材攻撃性が強いという問題点がある。そこで本発明は、
成形性、鋳造性、繊維強化金属にしたときの製品物性、
製造コスト等、いずれの点からみても満足できる繊維強
化金属用繊維質成形体を提供しようとするものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明が提供することに
成功した新規な繊維強化金属用繊維質成形体は、セラミ
ック繊維およびホウ酸アルミニウムウィスカの均一混合
物を成形してなるものである。本発明の繊維質成形体を
構成するセラミック繊維としてはアルミナ繊維が最も好
ましいが、ほかにも、ジルコニア繊維、アルミノシリケ
ート繊維等を使用することができる。 【０００６】本発明の繊維質成形体を構成する繊維とし
て最も好ましいアルミナ繊維は、アルミナ含有率が約８
５重量％以上、特に好ましくは約９５重量％以上の、い
わゆる高アルミナ多結晶質繊維である。アルミナ含有率
が８５重量％未満のアルミナ繊維、たとえばシリカ成分
の多いアルミノシリケート質繊維は、金属がアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金の場合、溶融金属と反応して
好ましくない結果を生じる場合がある。セラミック繊維
はまた、その長さが好ましくは約１ｍｍ以下の、微細化
された短繊維であることが望ましい。断熱材等に使用さ
れる通常の短繊維状セラミック繊維は繊維長が数ｍｍ〜
５０ｍｍ程度のものであるから、本発明の繊維質成形体
にはこれを成形前に、あるいは成形工程の任意の段階に
おいて、微細化した上でホウ酸アルミニウムウィスカと
混在させることになる。このような超短小セラミック繊
維は、通常の短繊維を粉砕機または強力な撹拌機を用い
て処理して繊維切断を生じさせることにより製造するこ
とができる。なお、繊維長があまりに小さいものが多い
と成形性が悪化するので、約１０μｍ以下のものは約３
０重量％を超えないことが望ましい。 【０００７】ホウ酸アルミニウムウィスカは、組成９Ａ
ｌ２Ｏ３・２Ｂ２Ｏ３、繊維径約０．５〜１．０μｍ、
繊維長約１０〜３０μｍのものが市販されている（商品
名：アルボレックス；四国化成工業株式会社製品）。本
発明の繊維質成形体には、これをそのまま用いることが
できる。 【０００８】セラミック繊維とホウ酸アルミニウムウィ
スカとの混合比は、それらの混合物全体に対するセラミ
ック繊維の百分率が２０〜８０％であるようにすること
が望ましい。これ以上にセラミック繊維が過剰になると
、繊維強化金属にしたとき相手材攻撃性が強く現れる。 また、ホウ酸アルミニウムウィスカが過剰のものは、成
形工程において吸引脱水に要する時間が長く、また、得
られる成形体の保形性が悪くなってハンドリングが困難
になり、さらに、成形体の乾燥収縮が大きくなって所定
の繊維体積分率を確保するのが困難になる。 【０００９】本発明の繊維質成形体を製造するには、上
述のようなセラミック繊維とホウ酸アルミニウムウィス
カを水中に分散させ、少量の結合剤を加えて均一に混合
したのち、得られたスラリーを吸引成形用の型に移し、
吸引して脱水成形する。結合剤としては、シリカゾル、
アルミナゾル等を使用することができる。得られた脱水
成形物を、乾燥し、さらに焼成すると、十分な形状安定
性を有する繊維質成形体が得られる。成形体は、繊維の
体積百分率が最終的に約５〜４０％になるように成形さ
れることが望ましい。 【００１０】 【実施例】 実施例１ アルミナ短繊維（Ａｌ２Ｏ３含有率９５重量％）、ホウ
酸アルミニウムウィスカ、前記繊維およびウィスカの合
計量に対して２重量％のシリカゾルおよび重量比で１０
倍量の水を混合槽に投入し、撹拌機で高速撹拌して均一
に分散させた。得られたスラリー中のアルミナ繊維は、
平均繊維長が約０．２ｍｍ以下に細断されていた。上記
スラリーの一定量を吸引成形用の円筒状型に投入し、濾
板下面から吸引、脱水して円板状成形体を得た。これを
型から外し、乾燥後、１２００℃で１時間焼成し、繊維
質成形体を得た。なお、成形は、焼成後の状態で直径１
００ｍｍ、厚さ３０ｍｍ、繊維の体積百分率が２０％の
円板状成形体が得られるような条件で行なった。 【００１１】上記製造法において、アルミナ繊維とホウ
酸アルミニウムウィスカとの比率を１００：０から０：
１００の範囲で変更して７種類の成形体を製造した。対
照例として、上記製造例に用いたのと同じアルミナ短繊
維を炭化ケイ素ウィスカ、窒化ケイ素ウィスカ、チタン
酸カリウムウィスカ、または酸化亜鉛ウィスカと組み合
わせた繊維質成形体も同様にして製造した。上記製造例
における成形性の判定結果を表１に示す。なお、成形性
は脱水成形における脱水速度と成形体品質をみて判定し
た。判定基準は次のとおりである。 【００１２】脱水速度：脱水速度Ｖ（成形中、直径１０
０ｍｍの円形濾板を経由して繊維スラリーが脱水される
速度の平均値）の大小により次のように表示する。 ◎ Ｖ＞２０００ｍｌ／ｍｉｎ ○ １０００ｍｌ／ｍｉｎ＜Ｖ≦２０００ｍｌ／ｍｉ
ｎ△ ２００ｍｌ／ｍｉｎ＜Ｖ≦１０００ｍｌ／ｍｉ
ｎ× Ｖ≦２００ｍｌ／ｍｉｎ 成形体品質： ◎ 形状安定性良好。乾燥、焼成による変化なし。 ○ 保形性やや不良でハンドリングに注意を要する。 △ 保形性悪く、また乾燥時の収縮が大きい。 × 保形性不良、乾燥収縮大、焼成によりクラック発
生。 【００１３】
表１ 成形性 繊維素材お
よび配合比（体積比） 脱水速度
成形体品質 アルミナ短繊維／ホウ酸アルミニ
ウムウィスカ
１００／０
◎ ◎
８０／２０
◎ ◎
６０／４０
○
◎
５０／５０ ○
◎
４０／６０
△ ○
２０／８０
△ △
０／１
００ ×
△ アルミナ短繊維／炭化ケイ素ウィスカ
５０
／５０ ○
◎
０／１００
△ ○ アルミナ短繊維／窒化
ケイ素ウィスカ
５０／５０
○ ◎
０／１００
△ ○ アル
ミナ短繊維／チタン酸カリウムウィスカ
５０／５０
△ ○
０
／１００ ×
× アルミナ短繊維／酸化亜鉛ウィスカ
５
０／５０ △
○
０／１００
× × 【００１４】次に、得られた繊維質成形体について
、アルミニウム合金ＡＣ８Ａとの複合材料とする高圧鋳
造試験を行なった。鋳造は、繊維質成形体を８００℃に
予熱し、３００℃に予熱された金型内に配置、固定した
後、アルミニウム合金ＡＣ８Ａの溶湯（７５０℃）を注
入し、１０００ｋｇ／ｃｍ２に加圧したのち冷却して溶
湯を凝固させることにより行なった。形成された鋳造物
は金型から取り出したのち熱処理（Ｔ６）を行なった。 得られた繊維強化金属については、下記の方法により鋳
造性、引張強度の測定、および摩耗試験を行なった。 【００１５】鋳造性：円板状の鋳造物をその中心を通る
直線に沿って２分割し、断面に現れる繊維の分布状態を
観察して次の基準で判定する。 ◎ 繊維質成形体がほぼ原形を維持しており、金属は
均一に補強されている。 ○ 繊維質成形体に微細なクラックが発生し、繊維補
強されていない金属相が点在しているのが認められる。 △ 繊維質成形体に大きなクラックが発生し、無補強
金属相が長い筋状に伸びている。 × 繊維質成形体が圧縮されて著しく変形しており、
大量の無補強金属相が繊維質成形体分布相の上にある。 【００１６】引張強度：ＪＩＳ Ｚ２２４１の７号試験
片（幅４ｍｍ，標点距離１０ｍｍ，厚さ１．５ｍｍ）を
半径方向に切り出し、ＪＩＳＺ２２０１に従い引張速度
を１ｍｍ／ｍｉｎとして常温で測定した。 摩耗試験：フリクトロン方式の摩耗試験機（株式会社東
洋ボールドウィン製）を用い、高速度鋼ＳＫＨ９を相手
材として、下記の条件で実施した。 負荷圧力：１５０ｋｇｆ／ｃｍ２ 摩擦速度：０．３ｍ／ｓｅｃ
摩擦距離：５ｋｍ 試験環境：オイル中 鋳造性の判定結果および引張強度の測定結果を表２に、
また摩耗試験の結果 （ただしアルミナ短繊維／ウィスカ配合比が５０／５０
の場合）を図１に、それぞれ示した。 【００１７】
表 ２
繊維素材および配合比（体積比）
鋳造性 引張強度（ｋｇ／ｍｍ２） アルミナ短
繊維／ホウ酸アルミニウムウィスカ
１００／０
◎ ３２
８０／２
０ ◎
３３
６０／４０ ◎
３５
５０／５０
◎ ３７
４０／６０
◎ ３８
２０／８０
◎
４０
０／１００ ○
４２ アルミナ短繊維／炭化ケイ素ウィ
スカ
５０／５０ ◎
３９
０／１００
○ ４５ アルミナ短繊維／窒
化ケイ素ウィスカ
５０／５０
○ ３８
０／１００
△ ４３ アルミ
ナ短繊維／チタン酸カリウムウィスカ
５０／５０
× ３２
０／１
００ ×
３３ アルミナ短繊維／酸化亜鉛ウィスカ
５０／５
０ ×
３２
０／１００ ×
３３ 【００１８】 【発明の効果】セラミック繊維およびホウ酸アルミニウ
ムウィスカからなる本発明の繊維強化金属用繊維質成形
体は、上述のようにきわめて能率的に高品質のものを容
易に製造することができる。また、これを用いて繊維強
化金属を鋳造した場合の鋳造も円滑に行われて高い歩留
まりで高物性の繊維強化金属を得ることができる。さら
に、得られる繊維強化金属は耐摩耗性が優れているにも
かかわらず相手材攻撃性は極めて温和である。このよう
にあらゆる面で優れていることにより、本発明の繊維強
化金属用繊維質成形体は一長一短あった従来品よりもは
るかに広い範囲で利用可能である。しかも、セラミック
繊維とホウ酸アルミニウムウィスカは他のウィスカと比
べると極めて安価なものであるから、上記成形の容易さ
とあいまって、本発明の繊維質成形体は従来品よりも安
価に製造可能である。したがって本発明は、繊維強化金
属の製造コスト低減と品質向上を可能にし、その用途拡
大に大きな貢献をするものである。
るＦＲＭ）を製造する際に補強材として用いる繊維質成
形体に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】鋼やアルミニウム合金に耐熱性繊維を埋
設して補強すると、その素材金属が通常示す物性をはる
かに上回る強度を示す高物性材料になる。このようにし
て得られる繊維強化金属は、航空機や自動車など、軽量
で高物性の素材を求める分野で注目され、実用化されつ
つある。繊維強化金属は、補強用の耐熱性繊維を混合し
た金属粉末をいわゆる粉末冶金法により成形する場合も
あるが、補強用繊維の集合体を適当な形に成形したもの
に高圧下で溶融金属を浸透させたのち冷却する高圧鋳造
法により製造するのが普通である。従来、補強用の繊維
質成形体としては、炭化ケイ素ウィスカ、窒化ケイ素ウ
ィスカ、チタン酸カリウムウィスカ、ホウ酸アルミニウ
ムウィスカ等のウィスカ、その他、アルミナ短繊維、ア
ルミノシリケート短繊維などの短繊維からなるものが知
られており、これらの繊維の２種以上を組み合わせて用
いたものも知られている（特公平３−１７８８４号公報
ほか）。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】繊維強化金属鋳造用の
繊維質成形体は、それを製造するに当たり繊維（ウィス
カを含む；以下同じ）を所定の形状に成形する際の成形
性、およびそれを用いて繊維強化金属を鋳造する際の鋳
造性（鋳造中に生じ易い繊維質成形体の変形の程度）、
さらにはそれを用いて得られる繊維強化金属の物性など
、多くの観点からの要求を満足するものでなければ実用
化は困難であるが、その点で、従来の繊維質成形体は改
良の余地あるものであった。たとえば、窒化ケイ素ウィ
スカや炭化ケイ素ウィスカを用いた補強用繊維質成形体
は、成形性、鋳造性、補強効果等に優れているものの、
得られる繊維強化金属が、摺動する相手材を摩耗させる
性質（以下、相手材攻撃性という）が強く、また素材繊
維がきわめて高価なので、用途が限定される。チタン酸
カリウムウィスカを用いたものは成形性や鋳造性に難が
あり、また溶融アルミニウム合金と反応する傾向があっ
て、物性、特に耐摩耗性の点で問題のある繊維強化金属
を与える。 【０００４】ホウ酸アルミニウムウィスカは、他のセラ
ミックス系ウィスカと比べるときわめて安価に入手する
ことができる点で有利な素材であるが、成形が容易でな
く成形費用がかさむため、成形体にした状態ではそれほ
ど安価なものにはならないばかりか、品質の均一性の点
でも問題のあるものとなる。アルミナ繊維等、セラミッ
ク繊維は、一般に成形が容易でありアルミニウム合金と
の適合性も良いから、良好な鋳造品が得られるが、相手
材攻撃性が強いという問題点がある。そこで本発明は、
成形性、鋳造性、繊維強化金属にしたときの製品物性、
製造コスト等、いずれの点からみても満足できる繊維強
化金属用繊維質成形体を提供しようとするものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明が提供することに
成功した新規な繊維強化金属用繊維質成形体は、セラミ
ック繊維およびホウ酸アルミニウムウィスカの均一混合
物を成形してなるものである。本発明の繊維質成形体を
構成するセラミック繊維としてはアルミナ繊維が最も好
ましいが、ほかにも、ジルコニア繊維、アルミノシリケ
ート繊維等を使用することができる。 【０００６】本発明の繊維質成形体を構成する繊維とし
て最も好ましいアルミナ繊維は、アルミナ含有率が約８
５重量％以上、特に好ましくは約９５重量％以上の、い
わゆる高アルミナ多結晶質繊維である。アルミナ含有率
が８５重量％未満のアルミナ繊維、たとえばシリカ成分
の多いアルミノシリケート質繊維は、金属がアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金の場合、溶融金属と反応して
好ましくない結果を生じる場合がある。セラミック繊維
はまた、その長さが好ましくは約１ｍｍ以下の、微細化
された短繊維であることが望ましい。断熱材等に使用さ
れる通常の短繊維状セラミック繊維は繊維長が数ｍｍ〜
５０ｍｍ程度のものであるから、本発明の繊維質成形体
にはこれを成形前に、あるいは成形工程の任意の段階に
おいて、微細化した上でホウ酸アルミニウムウィスカと
混在させることになる。このような超短小セラミック繊
維は、通常の短繊維を粉砕機または強力な撹拌機を用い
て処理して繊維切断を生じさせることにより製造するこ
とができる。なお、繊維長があまりに小さいものが多い
と成形性が悪化するので、約１０μｍ以下のものは約３
０重量％を超えないことが望ましい。 【０００７】ホウ酸アルミニウムウィスカは、組成９Ａ
ｌ２Ｏ３・２Ｂ２Ｏ３、繊維径約０．５〜１．０μｍ、
繊維長約１０〜３０μｍのものが市販されている（商品
名：アルボレックス；四国化成工業株式会社製品）。本
発明の繊維質成形体には、これをそのまま用いることが
できる。 【０００８】セラミック繊維とホウ酸アルミニウムウィ
スカとの混合比は、それらの混合物全体に対するセラミ
ック繊維の百分率が２０〜８０％であるようにすること
が望ましい。これ以上にセラミック繊維が過剰になると
、繊維強化金属にしたとき相手材攻撃性が強く現れる。 また、ホウ酸アルミニウムウィスカが過剰のものは、成
形工程において吸引脱水に要する時間が長く、また、得
られる成形体の保形性が悪くなってハンドリングが困難
になり、さらに、成形体の乾燥収縮が大きくなって所定
の繊維体積分率を確保するのが困難になる。 【０００９】本発明の繊維質成形体を製造するには、上
述のようなセラミック繊維とホウ酸アルミニウムウィス
カを水中に分散させ、少量の結合剤を加えて均一に混合
したのち、得られたスラリーを吸引成形用の型に移し、
吸引して脱水成形する。結合剤としては、シリカゾル、
アルミナゾル等を使用することができる。得られた脱水
成形物を、乾燥し、さらに焼成すると、十分な形状安定
性を有する繊維質成形体が得られる。成形体は、繊維の
体積百分率が最終的に約５〜４０％になるように成形さ
れることが望ましい。 【００１０】 【実施例】 実施例１ アルミナ短繊維（Ａｌ２Ｏ３含有率９５重量％）、ホウ
酸アルミニウムウィスカ、前記繊維およびウィスカの合
計量に対して２重量％のシリカゾルおよび重量比で１０
倍量の水を混合槽に投入し、撹拌機で高速撹拌して均一
に分散させた。得られたスラリー中のアルミナ繊維は、
平均繊維長が約０．２ｍｍ以下に細断されていた。上記
スラリーの一定量を吸引成形用の円筒状型に投入し、濾
板下面から吸引、脱水して円板状成形体を得た。これを
型から外し、乾燥後、１２００℃で１時間焼成し、繊維
質成形体を得た。なお、成形は、焼成後の状態で直径１
００ｍｍ、厚さ３０ｍｍ、繊維の体積百分率が２０％の
円板状成形体が得られるような条件で行なった。 【００１１】上記製造法において、アルミナ繊維とホウ
酸アルミニウムウィスカとの比率を１００：０から０：
１００の範囲で変更して７種類の成形体を製造した。対
照例として、上記製造例に用いたのと同じアルミナ短繊
維を炭化ケイ素ウィスカ、窒化ケイ素ウィスカ、チタン
酸カリウムウィスカ、または酸化亜鉛ウィスカと組み合
わせた繊維質成形体も同様にして製造した。上記製造例
における成形性の判定結果を表１に示す。なお、成形性
は脱水成形における脱水速度と成形体品質をみて判定し
た。判定基準は次のとおりである。 【００１２】脱水速度：脱水速度Ｖ（成形中、直径１０
０ｍｍの円形濾板を経由して繊維スラリーが脱水される
速度の平均値）の大小により次のように表示する。 ◎ Ｖ＞２０００ｍｌ／ｍｉｎ ○ １０００ｍｌ／ｍｉｎ＜Ｖ≦２０００ｍｌ／ｍｉ
ｎ△ ２００ｍｌ／ｍｉｎ＜Ｖ≦１０００ｍｌ／ｍｉ
ｎ× Ｖ≦２００ｍｌ／ｍｉｎ 成形体品質： ◎ 形状安定性良好。乾燥、焼成による変化なし。 ○ 保形性やや不良でハンドリングに注意を要する。 △ 保形性悪く、また乾燥時の収縮が大きい。 × 保形性不良、乾燥収縮大、焼成によりクラック発
生。 【００１３】
表１ 成形性 繊維素材お
よび配合比（体積比） 脱水速度
成形体品質 アルミナ短繊維／ホウ酸アルミニ
ウムウィスカ
１００／０
◎ ◎
８０／２０
◎ ◎
６０／４０
○
◎
５０／５０ ○
◎
４０／６０
△ ○
２０／８０
△ △
０／１
００ ×
△ アルミナ短繊維／炭化ケイ素ウィスカ
５０
／５０ ○
◎
０／１００
△ ○ アルミナ短繊維／窒化
ケイ素ウィスカ
５０／５０
○ ◎
０／１００
△ ○ アル
ミナ短繊維／チタン酸カリウムウィスカ
５０／５０
△ ○
０
／１００ ×
× アルミナ短繊維／酸化亜鉛ウィスカ
５
０／５０ △
○
０／１００
× × 【００１４】次に、得られた繊維質成形体について
、アルミニウム合金ＡＣ８Ａとの複合材料とする高圧鋳
造試験を行なった。鋳造は、繊維質成形体を８００℃に
予熱し、３００℃に予熱された金型内に配置、固定した
後、アルミニウム合金ＡＣ８Ａの溶湯（７５０℃）を注
入し、１０００ｋｇ／ｃｍ２に加圧したのち冷却して溶
湯を凝固させることにより行なった。形成された鋳造物
は金型から取り出したのち熱処理（Ｔ６）を行なった。 得られた繊維強化金属については、下記の方法により鋳
造性、引張強度の測定、および摩耗試験を行なった。 【００１５】鋳造性：円板状の鋳造物をその中心を通る
直線に沿って２分割し、断面に現れる繊維の分布状態を
観察して次の基準で判定する。 ◎ 繊維質成形体がほぼ原形を維持しており、金属は
均一に補強されている。 ○ 繊維質成形体に微細なクラックが発生し、繊維補
強されていない金属相が点在しているのが認められる。 △ 繊維質成形体に大きなクラックが発生し、無補強
金属相が長い筋状に伸びている。 × 繊維質成形体が圧縮されて著しく変形しており、
大量の無補強金属相が繊維質成形体分布相の上にある。 【００１６】引張強度：ＪＩＳ Ｚ２２４１の７号試験
片（幅４ｍｍ，標点距離１０ｍｍ，厚さ１．５ｍｍ）を
半径方向に切り出し、ＪＩＳＺ２２０１に従い引張速度
を１ｍｍ／ｍｉｎとして常温で測定した。 摩耗試験：フリクトロン方式の摩耗試験機（株式会社東
洋ボールドウィン製）を用い、高速度鋼ＳＫＨ９を相手
材として、下記の条件で実施した。 負荷圧力：１５０ｋｇｆ／ｃｍ２ 摩擦速度：０．３ｍ／ｓｅｃ
摩擦距離：５ｋｍ 試験環境：オイル中 鋳造性の判定結果および引張強度の測定結果を表２に、
また摩耗試験の結果 （ただしアルミナ短繊維／ウィスカ配合比が５０／５０
の場合）を図１に、それぞれ示した。 【００１７】
表 ２
繊維素材および配合比（体積比）
鋳造性 引張強度（ｋｇ／ｍｍ２） アルミナ短
繊維／ホウ酸アルミニウムウィスカ
１００／０
◎ ３２
８０／２
０ ◎
３３
６０／４０ ◎
３５
５０／５０
◎ ３７
４０／６０
◎ ３８
２０／８０
◎
４０
０／１００ ○
４２ アルミナ短繊維／炭化ケイ素ウィ
スカ
５０／５０ ◎
３９
０／１００
○ ４５ アルミナ短繊維／窒
化ケイ素ウィスカ
５０／５０
○ ３８
０／１００
△ ４３ アルミ
ナ短繊維／チタン酸カリウムウィスカ
５０／５０
× ３２
０／１
００ ×
３３ アルミナ短繊維／酸化亜鉛ウィスカ
５０／５
０ ×
３２
０／１００ ×
３３ 【００１８】 【発明の効果】セラミック繊維およびホウ酸アルミニウ
ムウィスカからなる本発明の繊維強化金属用繊維質成形
体は、上述のようにきわめて能率的に高品質のものを容
易に製造することができる。また、これを用いて繊維強
化金属を鋳造した場合の鋳造も円滑に行われて高い歩留
まりで高物性の繊維強化金属を得ることができる。さら
に、得られる繊維強化金属は耐摩耗性が優れているにも
かかわらず相手材攻撃性は極めて温和である。このよう
にあらゆる面で優れていることにより、本発明の繊維強
化金属用繊維質成形体は一長一短あった従来品よりもは
るかに広い範囲で利用可能である。しかも、セラミック
繊維とホウ酸アルミニウムウィスカは他のウィスカと比
べると極めて安価なものであるから、上記成形の容易さ
とあいまって、本発明の繊維質成形体は従来品よりも安
価に製造可能である。したがって本発明は、繊維強化金
属の製造コスト低減と品質向上を可能にし、その用途拡
大に大きな貢献をするものである。
Claims (3)
- 【請求項１】 セラミック繊維およびホウ酸アルミニ
ウムウィスカの均一混合物を成形してなる繊維強化金属
用繊維質成形体。 - 【請求項２】 セラミック繊維がアルミナ短繊維であ
る繊維強化金属用繊維質成形体。 - 【請求項３】 アルミナ短繊維およびホウ酸アルミニ
ウムウィスカの混合物におけるアルミナ短繊維の割合が
体積百分率で２０〜８０％である請求項１記載の繊維強
化金属用繊維質成形体。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3149289A JPH089744B2 (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 繊維強化金属用繊維質成形体 |
| US07/887,751 US5369064A (en) | 1991-05-27 | 1992-05-27 | shaped fibrous materials for fiber-reinforced metals |
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|---|---|---|---|
| JP3149289A JPH089744B2 (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 繊維強化金属用繊維質成形体 |
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| JP (1) | JPH089744B2 (ja) |
Cited By (1)
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- 1991-05-27 JP JP3149289A patent/JPH089744B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1992
- 1992-05-27 US US07/887,751 patent/US5369064A/en not_active Expired - Lifetime
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| JPH089744B2 (ja) | 1996-01-31 |
| US5369064A (en) | 1994-11-29 |
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