JPH05222470A - 分散強化材の添加方法 - Google Patents
分散強化材の添加方法Info
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- JPH05222470A JPH05222470A JP6151692A JP6151692A JPH05222470A JP H05222470 A JPH05222470 A JP H05222470A JP 6151692 A JP6151692 A JP 6151692A JP 6151692 A JP6151692 A JP 6151692A JP H05222470 A JPH05222470 A JP H05222470A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 分散強化型金属基複合材料を製造するに当
り、金属基複合材料マトリックスのすちの少なくとも１
種の金属成分と分散強化材とを一体化した条材を、金属
又は合金の液相又は液固混合状態にある撹拌浴に送給浸
入させる。 【効果】 分散強化材の添加速度を正確に制御でき、微
細な分散強化材を多量に添加でき高混合率高品質の金属
基複合材料を得ることができる。
り、金属基複合材料マトリックスのすちの少なくとも１
種の金属成分と分散強化材とを一体化した条材を、金属
又は合金の液相又は液固混合状態にある撹拌浴に送給浸
入させる。 【効果】 分散強化材の添加速度を正確に制御でき、微
細な分散強化材を多量に添加でき高混合率高品質の金属
基複合材料を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、金属・金属化合物粉
粒又はウイスカーなどの分散強化材が金属マトリックス
中に均一に分散してなる分散強化形金属基複合材料を製
造するにあたり、好適な分散強化材の添加方法を提案す
るものである。
粒又はウイスカーなどの分散強化材が金属マトリックス
中に均一に分散してなる分散強化形金属基複合材料を製
造するにあたり、好適な分散強化材の添加方法を提案す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】分散強化形金属基複合材料の製造に当た
って、金属又は合金溶湯に分散強化材を添加する方法と
しては、ガスフィード方式、電磁フィード方式及びスク
リューフィード方式などがある。これらの方式では分散
強化材が微細になるとこれらが塊状になって添加され均
一な分散ができないこと、添加速度の制御が困難なこと
などの問題があった。さらにガスフィード方式において
は、分散強化材が溶湯に達する前に飛散してしまい分散
強化材の歩止りが大きく低下するという問題があった。
って、金属又は合金溶湯に分散強化材を添加する方法と
しては、ガスフィード方式、電磁フィード方式及びスク
リューフィード方式などがある。これらの方式では分散
強化材が微細になるとこれらが塊状になって添加され均
一な分散ができないこと、添加速度の制御が困難なこと
などの問題があった。さらにガスフィード方式において
は、分散強化材が溶湯に達する前に飛散してしまい分散
強化材の歩止りが大きく低下するという問題があった。
【０００３】これらの改善策として、例えば、特開平３
−７１９６７号公報の分散強化金属複合材料の製造方法
には、分散媒体と分散強化材とを混合させて添加する手
段が、また、特開平３−７２０３９号公報のアルミニウ
ム基複合材及びその製造方法には、特定金属の化合物か
らなる融材、水及び分散強化材を混合乾燥させてその破
砕片を添加する手段が、さらに特開平３−３１４３３号
公報の金属基複合材料の製造方法には、金属の微細片と
分散強化材とを高エネルギーボールミルで混合して得ら
れた複合粒子を添加する手段がそれぞれ提案開示されて
いる。
−７１９６７号公報の分散強化金属複合材料の製造方法
には、分散媒体と分散強化材とを混合させて添加する手
段が、また、特開平３−７２０３９号公報のアルミニウ
ム基複合材及びその製造方法には、特定金属の化合物か
らなる融材、水及び分散強化材を混合乾燥させてその破
砕片を添加する手段が、さらに特開平３−３１４３３号
公報の金属基複合材料の製造方法には、金属の微細片と
分散強化材とを高エネルギーボールミルで混合して得ら
れた複合粒子を添加する手段がそれぞれ提案開示されて
いる。
【０００４】これらの方法によれば、従来公知の方法に
くらべ分散強化材が塊状になることを防止する効果があ
り、分散強化材のより微細なものが容易に均一に分散混
合されやすくなる。しかしながら、これらの手段による
分散強化材を含む添加材は粉粒状であり、かつ、その添
加方法については何ら示唆するものがないため、従来よ
り公知のガスフィード法、電磁フィード法又はスクリュ
ーフィード法などで添加したとしても添加速度を正確に
管理することは困難である。特に分散強化材がより微細
なものにおいては、より高混合率にすること、分散の均
一性を向上させることのために、添加速度を遅くし、し
かもその速度をより正確に制御する必要があり、これら
に対応させることはより困難となる。
くらべ分散強化材が塊状になることを防止する効果があ
り、分散強化材のより微細なものが容易に均一に分散混
合されやすくなる。しかしながら、これらの手段による
分散強化材を含む添加材は粉粒状であり、かつ、その添
加方法については何ら示唆するものがないため、従来よ
り公知のガスフィード法、電磁フィード法又はスクリュ
ーフィード法などで添加したとしても添加速度を正確に
管理することは困難である。特に分散強化材がより微細
なものにおいては、より高混合率にすること、分散の均
一性を向上させることのために、添加速度を遅くし、し
かもその速度をより正確に制御する必要があり、これら
に対応させることはより困難となる。
【０００５】また、これらの方法における分散強化材の
前処理工程は複雑でコスト面でも不利になることが予想
され、さらに特開平３−７１９６７号公報又は特開平３
−７２０３９号公報においては分散媒体又は融材を使用
しているので、製品品質の確認を十分に行う必要があっ
た。
前処理工程は複雑でコスト面でも不利になることが予想
され、さらに特開平３−７１９６７号公報又は特開平３
−７２０３９号公報においては分散媒体又は融材を使用
しているので、製品品質の確認を十分に行う必要があっ
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記した
問題を有利に解決しようとするもので、金属・金属化合
物粉粒又はウイスカーなどの分散強化材型金属複合材料
を製造するにあたり、特により微細でかつ大量の分散強
化材を添加速度をより遅くして添加する場合において
も、添加速度を正確に制御でき、均一に分散した分散強
化型金属基複合材料が得られる分散強化材の添加方法を
提案することを目的とする。
問題を有利に解決しようとするもので、金属・金属化合
物粉粒又はウイスカーなどの分散強化材型金属複合材料
を製造するにあたり、特により微細でかつ大量の分散強
化材を添加速度をより遅くして添加する場合において
も、添加速度を正確に制御でき、均一に分散した分散強
化型金属基複合材料が得られる分散強化材の添加方法を
提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記した問
題点が分散強化材を粉粒状で添加することにあるとの考
えから、分散強化材を金属又は合金と一体化して条材と
し、これを機械的に連続的に送給することにより分散強
化材の添加速度を正確に制御できるようにするものであ
る。
題点が分散強化材を粉粒状で添加することにあるとの考
えから、分散強化材を金属又は合金と一体化して条材と
し、これを機械的に連続的に送給することにより分散強
化材の添加速度を正確に制御できるようにするものであ
る。
【０００８】すなわち、この発明の要旨は、金属又は合
金の液相ないしは液固混相状態にある浴の撹拌下に粉粒
状又はウイスカー状の分散強化材を添加混合して分散強
化形金属基複合材料を製造するに当り、金属基複合材料
のマトリックスのうちの少なくとも１種の金属成分に分
散強化材料を複合一体化した条材を撹拌浴中に連続的に
送給侵入させることを特徴とする分散強化材の添加方法
（第１発明）であり、
金の液相ないしは液固混相状態にある浴の撹拌下に粉粒
状又はウイスカー状の分散強化材を添加混合して分散強
化形金属基複合材料を製造するに当り、金属基複合材料
のマトリックスのうちの少なくとも１種の金属成分に分
散強化材料を複合一体化した条材を撹拌浴中に連続的に
送給侵入させることを特徴とする分散強化材の添加方法
（第１発明）であり、
【０００９】第１発明において、条材として細長い中空
体が分散強化材を内包してなるものを用いること（第２
発明）、又は条材として細長い中空体が分散強化材と金
属基複合材のマトリックスのうちの少なくとも１種の金
属成分との破砕混合材を内包してなるものを用いること
（第３発明）であり、第２又は第３発明において、中空
体内部をガス抜きし密封してなるものを用いること（第
４発明）であり、第２又は第３発明において、中空体が
撹拌浴温度よりも低い融点を有するものを用いること
（第５発明）であり、第２又は第３発明において、中空
体が撹拌浴及び分散強化材の両者に対しぬれ性の良好な
成分を含んでいるものを用いること（第６発明）であ
る。
体が分散強化材を内包してなるものを用いること（第２
発明）、又は条材として細長い中空体が分散強化材と金
属基複合材のマトリックスのうちの少なくとも１種の金
属成分との破砕混合材を内包してなるものを用いること
（第３発明）であり、第２又は第３発明において、中空
体内部をガス抜きし密封してなるものを用いること（第
４発明）であり、第２又は第３発明において、中空体が
撹拌浴温度よりも低い融点を有するものを用いること
（第５発明）であり、第２又は第３発明において、中空
体が撹拌浴及び分散強化材の両者に対しぬれ性の良好な
成分を含んでいるものを用いること（第６発明）であ
る。
【００１０】
【作用】この発明をさらに詳しく以下に述べる。この発
明は、金属又は合金の液固混相状態にある浴を撹拌しな
がら粉粒状又はウイスカー状分散強化材を添加混合する
際、金属基複合材料のマトリックスのうち少なくとも１
種の金属成分に分散強化材を複合一体化した条材を用い
ることを最大の特徴とするものであり、この条材を機械
的方法を用いて撹拌浴中に連続的に送給浸入させること
により送給速度を正確に制御することができるものであ
る。
明は、金属又は合金の液固混相状態にある浴を撹拌しな
がら粉粒状又はウイスカー状分散強化材を添加混合する
際、金属基複合材料のマトリックスのうち少なくとも１
種の金属成分に分散強化材を複合一体化した条材を用い
ることを最大の特徴とするものであり、この条材を機械
的方法を用いて撹拌浴中に連続的に送給浸入させること
により送給速度を正確に制御することができるものであ
る。
【００１１】かくすることにより、これまでの粉粒状の
分散強化材を添加する方法では得られなかった添加速度
の正確な制御ができるようになり、微細な分散強化材を
多量に添加する場合にも、低速でかつ正確に制御された
速度で添加することができ、得られる金属基複合材料も
分散強化材が均一に分散されたものとなる。
分散強化材を添加する方法では得られなかった添加速度
の正確な制御ができるようになり、微細な分散強化材を
多量に添加する場合にも、低速でかつ正確に制御された
速度で添加することができ、得られる金属基複合材料も
分散強化材が均一に分散されたものとなる。
【００１２】上記において、条材は細長い中空体が分散
強化材を内包することがよく、分散強化材をパイプ内に
充てんするか板で包むかしたのち、引抜きか圧延などの
加工を施して長さ方向に均一にかつ分散強化材を密着拘
束したものとする。このようにすることにより、条材を
撹拌浴中へ送給中に分散強化材がずれ落ちることがな
く、条材に起因する分散強化材の添加速度むらを防止す
ることがてきる。
強化材を内包することがよく、分散強化材をパイプ内に
充てんするか板で包むかしたのち、引抜きか圧延などの
加工を施して長さ方向に均一にかつ分散強化材を密着拘
束したものとする。このようにすることにより、条材を
撹拌浴中へ送給中に分散強化材がずれ落ちることがな
く、条材に起因する分散強化材の添加速度むらを防止す
ることがてきる。
【００１３】上記、分散強化材については、そのまま用
いるか、又は分散強化材が極微細で塊を作りやすいもの
にあっては、金属基複合材料のマトリックスのうちの少
なくとも１種の金属成分と分散強化材とをボールミルな
どで処理した破砕混合材を用いることでよく、これを用
いることにより分散強化材が極微細であってもそれらを
撹拌浴中に均一に分散させることができる。
いるか、又は分散強化材が極微細で塊を作りやすいもの
にあっては、金属基複合材料のマトリックスのうちの少
なくとも１種の金属成分と分散強化材とをボールミルな
どで処理した破砕混合材を用いることでよく、これを用
いることにより分散強化材が極微細であってもそれらを
撹拌浴中に均一に分散させることができる。
【００１４】また、分散強化材及び破砕混合材の付着ガ
スが問題とされる場合には上記中空体内をガス抜き密封
処理することでよく、このような条材を用いることによ
り製品の付着ガスによる欠陥発生を防止することができ
る。
スが問題とされる場合には上記中空体内をガス抜き密封
処理することでよく、このような条材を用いることによ
り製品の付着ガスによる欠陥発生を防止することができ
る。
【００１５】つぎに、条材を構成する中空体及び分散強
化材との破砕混合材に用いる金属成分は金属基複合材料
のマトリックス成分の少なくとも１種の金属成分を用い
る。この場合当初の撹拌浴と条材及び破砕混合材に含ま
れる金属成分の合計が金属基複合材料のマトリックス成
分組成になるように調整することが重要である。そして
中空体の融点は撹拌浴温度より低いことが肝要であり、
かつ撹拌浴及び分散強化材の両者に対しぬれ性の良好な
金属成分を含んでいることがよく、このような中空体を
有する条材を用いることにより、撹拌浴が液固混相状態
であっても撹拌浴中に分散強化材を均一に分散混合させ
ることができる。
化材との破砕混合材に用いる金属成分は金属基複合材料
のマトリックス成分の少なくとも１種の金属成分を用い
る。この場合当初の撹拌浴と条材及び破砕混合材に含ま
れる金属成分の合計が金属基複合材料のマトリックス成
分組成になるように調整することが重要である。そして
中空体の融点は撹拌浴温度より低いことが肝要であり、
かつ撹拌浴及び分散強化材の両者に対しぬれ性の良好な
金属成分を含んでいることがよく、このような中空体を
有する条材を用いることにより、撹拌浴が液固混相状態
であっても撹拌浴中に分散強化材を均一に分散混合させ
ることができる。
【００１６】
実施例１ この発明の適合例として、分散強化材に10μm の SiC粒
子を用い、これをAl-10wt%Mg 合金（融点：604 ℃) の
押し出しパイプ内に充てんし冷間引抜きを行い、 SiC:3
53 g/m、Al-10 wt%Mg合金：120 g/m の図１に示すD0=1
6mm φ、D1=14mmφの条材とした。
子を用い、これをAl-10wt%Mg 合金（融点：604 ℃) の
押し出しパイプ内に充てんし冷間引抜きを行い、 SiC:3
53 g/m、Al-10 wt%Mg合金：120 g/m の図１に示すD0=1
6mm φ、D1=14mmφの条材とした。
【００１７】この条材を、図２に示す複合材製造装置を
用い、Al-4.8 wt%Cu-1.1 wt%Mn合金の液固混相状態の撹
拌浴（温度：615 ℃、固相率：20％）に12.75mm ／分の
速度で100 分間送給した。その後撹拌を継続しながら 7
00℃に昇温し、10分間保持したのち鋳造した。得られた
鋳塊はマトリックスがAl-4.5 wt%％Cu-1.0 wt%％Mn-0.6
wt ％Mg合金で、この合金中に10μm の SiC粒子が15 wt
%複合されたものとなった。
用い、Al-4.8 wt%Cu-1.1 wt%Mn合金の液固混相状態の撹
拌浴（温度：615 ℃、固相率：20％）に12.75mm ／分の
速度で100 分間送給した。その後撹拌を継続しながら 7
00℃に昇温し、10分間保持したのち鋳造した。得られた
鋳塊はマトリックスがAl-4.5 wt%％Cu-1.0 wt%％Mn-0.6
wt ％Mg合金で、この合金中に10μm の SiC粒子が15 wt
%複合されたものとなった。
【００１８】ここに、図１は条材の横断面図で１は中空
体、２は分散強化材(SiC粒子) である。また、図２は複
合材製造装置の模式図で、３は条材、４はArガスフィー
ド、５は撹拌浴、６は撹拌子、７はルツボであり、条材
３は送給速度を機械的に正確に制御できるようになって
いる。
体、２は分散強化材(SiC粒子) である。また、図２は複
合材製造装置の模式図で、３は条材、４はArガスフィー
ド、５は撹拌浴、６は撹拌子、７はルツボであり、条材
３は送給速度を機械的に正確に制御できるようになって
いる。
【００１９】一方、比較例として、上記と同様の複合材
製造装置を用い、10μm のSiC 粒子をArガスフィード方
式にて、Al-4.5 wt%Cu-1.0 wt%Mn-0.6 wt%Mg合金の液固
混相状態の撹拌浴 (温度：615 ℃、固相率：20％）にSi
C 粒子はかたまり状で4.5 ｇ／分の平均速度で100 分間
合計 450g 添加し、その後撹拌を継続しながら 700℃に
昇温し10分間保持したのち鋳造し、上記と同様の組成の
鋳塊とした。
製造装置を用い、10μm のSiC 粒子をArガスフィード方
式にて、Al-4.5 wt%Cu-1.0 wt%Mn-0.6 wt%Mg合金の液固
混相状態の撹拌浴 (温度：615 ℃、固相率：20％）にSi
C 粒子はかたまり状で4.5 ｇ／分の平均速度で100 分間
合計 450g 添加し、その後撹拌を継続しながら 700℃に
昇温し10分間保持したのち鋳造し、上記と同様の組成の
鋳塊とした。
【００２０】これらの鋳塊について調査した顕微鏡金属
組織写真を、図６（適合例）、図７（比較例）に示す。
また図３に図７の説明図を示す。なお、これらの写真で
白色部はマトリックス、小さい黒色部は分散強化材であ
る。これらの写真から明らかなように、比較例（図７）
は、図３に示すＡ部のようなブローフォール、Ｂ部のよ
うなSiC 粒子の塊りが見られるのに対し、適合例はブロ
ーフォールのような欠陥はなく、SiC 粒子の分散状態も
極めて良好であり、この発明の効果が顕著であることを
示している。
組織写真を、図６（適合例）、図７（比較例）に示す。
また図３に図７の説明図を示す。なお、これらの写真で
白色部はマトリックス、小さい黒色部は分散強化材であ
る。これらの写真から明らかなように、比較例（図７）
は、図３に示すＡ部のようなブローフォール、Ｂ部のよ
うなSiC 粒子の塊りが見られるのに対し、適合例はブロ
ーフォールのような欠陥はなく、SiC 粒子の分散状態も
極めて良好であり、この発明の効果が顕著であることを
示している。
【００２１】〔実施例２〕この発明の適合例として、分
散強化材に３μm のSiC 粒子を用い、このSiC 粒子とAl
−4.8wt% Cu −1.1wt% Mn 合金の350 メッシュより細粒
の粉末とをボールミルで処理して重量比50：50の混合粉
末とし、この混合粉末を、Al−10wt% Mg合金（融点：60
4 ℃）の押し出しパイプ内に充てんし冷間引抜きを行い
図１に示すD0＝15.5mmφ、D1＝14.0mmφの条材とした。
散強化材に３μm のSiC 粒子を用い、このSiC 粒子とAl
−4.8wt% Cu −1.1wt% Mn 合金の350 メッシュより細粒
の粉末とをボールミルで処理して重量比50：50の混合粉
末とし、この混合粉末を、Al−10wt% Mg合金（融点：60
4 ℃）の押し出しパイプ内に充てんし冷間引抜きを行い
図１に示すD0＝15.5mmφ、D1＝14.0mmφの条材とした。
【００２２】この条材を、前記した図２に示す複合材製
造装置を用い、Al−4.8wt% Cu −1.1wt% Mn 合金の液固
混相状態の攪拌浴（温度：615 ℃、固相率：20％）に1
8.6mm／分の速度で100 分間送給した。その後攪拌を継
続しながら700 ℃に昇温し、10分間保持したのち鋳造し
た。得られた鋳塊はマトリックスがAl−4.5wt% Cu −1.
0wt% Mn −0.6wt% Mg 合金で、この合金中に３μm のSi
C 粒子が10wt% 複合されたものとなった。
造装置を用い、Al−4.8wt% Cu −1.1wt% Mn 合金の液固
混相状態の攪拌浴（温度：615 ℃、固相率：20％）に1
8.6mm／分の速度で100 分間送給した。その後攪拌を継
続しながら700 ℃に昇温し、10分間保持したのち鋳造し
た。得られた鋳塊はマトリックスがAl−4.5wt% Cu −1.
0wt% Mn −0.6wt% Mg 合金で、この合金中に３μm のSi
C 粒子が10wt% 複合されたものとなった。
【００２３】一方、比較例として、上記と同様の複合材
製造装置を用い、３μm のSiC 粒子をスクリューフィー
ド方式にて、Al−4.5wt% Cu −1.0wt% Mn −0.6wt% Mg
合金の液固混相状態の攪拌浴( 温度：615 ℃、固相率：
20％）に間けつ的に３ｇ／分平均速度で100 分間合計30
0 ｇ添加し、その後攪拌を継続しながら、700 ℃に昇温
し10分間保持したのち鋳造し、上記と同様の組成の鋳塊
とした。
製造装置を用い、３μm のSiC 粒子をスクリューフィー
ド方式にて、Al−4.5wt% Cu −1.0wt% Mn −0.6wt% Mg
合金の液固混相状態の攪拌浴( 温度：615 ℃、固相率：
20％）に間けつ的に３ｇ／分平均速度で100 分間合計30
0 ｇ添加し、その後攪拌を継続しながら、700 ℃に昇温
し10分間保持したのち鋳造し、上記と同様の組成の鋳塊
とした。
【００２４】これらの鋳塊について調査した顕微鏡金属
組織写真を、図８（適合例）、図９（比較例）に示す。
また図４に図９の説明図を示す。
組織写真を、図８（適合例）、図９（比較例）に示す。
また図４に図９の説明図を示す。
【００２５】なお、これらの写真で白色部はマトリック
ス、小さい黒色部は分散強化材である。
ス、小さい黒色部は分散強化材である。
【００２６】これらの写真から明らかなように、比較例
（図９）は、図４に示すＣ部のようなSiC 粒子の塊りが
見られるのに対し、適合例はSiC 粒子の分散状態も極め
て良好であり、この発明の効果が顕著であることを示し
ている。
（図９）は、図４に示すＣ部のようなSiC 粒子の塊りが
見られるのに対し、適合例はSiC 粒子の分散状態も極め
て良好であり、この発明の効果が顕著であることを示し
ている。
【００２７】〔実施例３〕この発明の適合例として、分
散強化材に１μm と微細粒のSiC 粒子を用い、このSiC
粒子とAl−4.8wt% Cu −1.1wt% Mn 合金の350 メッシュ
より細粒の粉末とをボールミルで処理して重量比50：50
の混合粉末とし、この混合粉末を、Al−10wt% Mg合金
（融点：604 ℃）の押し出しパイプ内に充てんし冷間引
抜きを行い図１に示すD0＝15.5mmφ、D1＝14.0mmφの条
材とし、この条材の片端を密閉したのち他端からガス抜
きを行い密封した。
散強化材に１μm と微細粒のSiC 粒子を用い、このSiC
粒子とAl−4.8wt% Cu −1.1wt% Mn 合金の350 メッシュ
より細粒の粉末とをボールミルで処理して重量比50：50
の混合粉末とし、この混合粉末を、Al−10wt% Mg合金
（融点：604 ℃）の押し出しパイプ内に充てんし冷間引
抜きを行い図１に示すD0＝15.5mmφ、D1＝14.0mmφの条
材とし、この条材の片端を密閉したのち他端からガス抜
きを行い密封した。
【００２８】この内部のガス抜きをした条材を、前記し
た図２に示す複合材製造装置を用い、Al−4.8wt% Cu −
1.1wt% Mn 合金の液固混相状態の攪拌浴（温度：615
℃、固相率：20％) に12mm／分の速度で150 分間送給し
た。その後攪拌を継続しながら、700 ℃に昇温し、10分
間保持したのち鋳造した。得られた鋳塊はマトリックス
がAl−4.5wt% Cu −1.0wt% Mn −0.6wt% Mg 合金で、こ
の合金中に１μm のSiC粒子が10wt% 複合されたものと
なった。
た図２に示す複合材製造装置を用い、Al−4.8wt% Cu −
1.1wt% Mn 合金の液固混相状態の攪拌浴（温度：615
℃、固相率：20％) に12mm／分の速度で150 分間送給し
た。その後攪拌を継続しながら、700 ℃に昇温し、10分
間保持したのち鋳造した。得られた鋳塊はマトリックス
がAl−4.5wt% Cu −1.0wt% Mn −0.6wt% Mg 合金で、こ
の合金中に１μm のSiC粒子が10wt% 複合されたものと
なった。
【００２９】一方、比較例として、上記と同様の複合材
製造装置を用い、適合例と同一組成、同一寸法でガス抜
きをしていない条材を、Al−4.8wt% Cu −1.1wt% Mn 合
金の液固混相状態の攪拌浴( 温度：615 ℃、固相率：20
％）に12mm／分の速度で150分間送給した。その後攪拌
を継続しながら、700 ℃に昇温し10分間保持したのち鋳
造し、上記と同様の組成の鋳塊とした。
製造装置を用い、適合例と同一組成、同一寸法でガス抜
きをしていない条材を、Al−4.8wt% Cu −1.1wt% Mn 合
金の液固混相状態の攪拌浴( 温度：615 ℃、固相率：20
％）に12mm／分の速度で150分間送給した。その後攪拌
を継続しながら、700 ℃に昇温し10分間保持したのち鋳
造し、上記と同様の組成の鋳塊とした。
【００３０】これらの鋳塊について調査した顕微鏡金属
組織写真を、図１０（適合例）、図１１（比較例）に示
す。また図５に図１１の説明図を示す。
組織写真を、図１０（適合例）、図１１（比較例）に示
す。また図５に図１１の説明図を示す。
【００３１】なお、これらの写真で白色部はマトリック
ス、小さい黒色部は分散強化である。
ス、小さい黒色部は分散強化である。
【００３２】これらの写真から明らかなように、比較例
（図１１）は、図５に示すＤ部のようなブローフォール
が見られるのに対し、適合例はブローフォールのよな欠
陥はなく、SiC 粒子の分散状態も極めて良好であり、こ
の発明の効果（ガス抜き効果）が顕著であることを示し
ている。
（図１１）は、図５に示すＤ部のようなブローフォール
が見られるのに対し、適合例はブローフォールのよな欠
陥はなく、SiC 粒子の分散状態も極めて良好であり、こ
の発明の効果（ガス抜き効果）が顕著であることを示し
ている。
【００３３】〔実施例４〕この発明の適合例として、分
散強化材に10μm のSiC 粒子を用い、これをAl−10wt%
Mg合金（融点：604 ℃）の押し出しパイプ内に充てんし
冷間引抜きを行い、SiC : 900g/m、Al−10wt% Mg合金：
63g/m の図１に示すD0＝22.7mmφ、D1＝22.0mmφの条材
とした。
散強化材に10μm のSiC 粒子を用い、これをAl−10wt%
Mg合金（融点：604 ℃）の押し出しパイプ内に充てんし
冷間引抜きを行い、SiC : 900g/m、Al−10wt% Mg合金：
63g/m の図１に示すD0＝22.7mmφ、D1＝22.0mmφの条材
とした。
【００３４】この条材を、前記した図２に示す複合材製
造装置を用い、Al−4.6wt% Cu −1.0wt% Si 合金の液固
混相状態の攪拌浴（温度：612 ℃、固相率：20％) に５
mm／分の速度で200 分間送給した。その後攪拌を継続し
ながら、700 ℃に昇温し、10分間保持したのち鋳造し
た。得られた鋳塊はマトリックスがAl−4.5wt% Cu −1.
0wt% Si −0.3wt% Mg 合金で、この合金中に10μm のSi
C 粒子が30wt% 複合されたものとなった。
造装置を用い、Al−4.6wt% Cu −1.0wt% Si 合金の液固
混相状態の攪拌浴（温度：612 ℃、固相率：20％) に５
mm／分の速度で200 分間送給した。その後攪拌を継続し
ながら、700 ℃に昇温し、10分間保持したのち鋳造し
た。得られた鋳塊はマトリックスがAl−4.5wt% Cu −1.
0wt% Si −0.3wt% Mg 合金で、この合金中に10μm のSi
C 粒子が30wt% 複合されたものとなった。
【００３５】一方、比較例として、上記と同様の複合材
製造装置を用い、分散強化材に10μm のSiC 粒子を用
い、これをAl−12wt% Si合金（融点：582 ℃）の押し出
しパイプ内に充てんし冷間引抜きを行い、SiC ：900g/
m、Al−12wt% Si合金：175g/mの図１に示すようなD0＝2
3.8mmφ、D1＝22.0mmφの条材とした。
製造装置を用い、分散強化材に10μm のSiC 粒子を用
い、これをAl−12wt% Si合金（融点：582 ℃）の押し出
しパイプ内に充てんし冷間引抜きを行い、SiC ：900g/
m、Al−12wt% Si合金：175g/mの図１に示すようなD0＝2
3.8mmφ、D1＝22.0mmφの条材とした。
【００３６】この条材を、上記と同様の複合材製造装置
を用い、Al−4.9wt% Cu −0.33wt%Mg合金の液固混相状
態の攪拌浴（温度：612 ℃、固相率：20％) に５mm／分
の速度で200 分間送給し、その後攪拌を継続しながら70
0 ℃に昇温し、10分間保持したのち鋳造を試みた。得ら
れた鋳塊はマトリックスがAl−4.6wt% Cu −0.7wt% Si
−0.3wt% Mg 合金で、パイプの成分組成が分散強化材に
対しぬれ性が良好でないため、この合金中に10μm のSi
C 粒子を20wt% までしか複合させることができなかっ
た。
を用い、Al−4.9wt% Cu −0.33wt%Mg合金の液固混相状
態の攪拌浴（温度：612 ℃、固相率：20％) に５mm／分
の速度で200 分間送給し、その後攪拌を継続しながら70
0 ℃に昇温し、10分間保持したのち鋳造を試みた。得ら
れた鋳塊はマトリックスがAl−4.6wt% Cu −0.7wt% Si
−0.3wt% Mg 合金で、パイプの成分組成が分散強化材に
対しぬれ性が良好でないため、この合金中に10μm のSi
C 粒子を20wt% までしか複合させることができなかっ
た。
【００３７】
【発明の効果】この発明は、分散強化型金属基複合材料
を製造するに当り、金属基複合材料のマトリックスのう
ちの少なくとも１種の金属成分と分散強化材とを一体化
した条材を、金属又は合金の液相又は液固混合状態にあ
る撹拌浴に送給浸入させるものであり、この発明によれ
ば、分散強化材の添加速度を正確に制御でき、微細な分
散強化材を多量に添加することができ、高混合率化、製
品品質の向上、製品歩止りの向上などその効果は多大で
ある。
を製造するに当り、金属基複合材料のマトリックスのう
ちの少なくとも１種の金属成分と分散強化材とを一体化
した条材を、金属又は合金の液相又は液固混合状態にあ
る撹拌浴に送給浸入させるものであり、この発明によれ
ば、分散強化材の添加速度を正確に制御でき、微細な分
散強化材を多量に添加することができ、高混合率化、製
品品質の向上、製品歩止りの向上などその効果は多大で
ある。
【図１】条材の横断面図である。
【図２】複合材製造装置を示す模式図である。
【図３】図７の金属顕微鏡組織写真の説明図である。
【図４】図９の金属顕微鏡組織写真の説明図である。
【図５】図１１の金属顕微鏡組織写真の説明図である。
【図６】この発明を適用して分散強化材を添加し、その
後鋳造して得られた鋳塊の顕微鏡金属組織写真である。
後鋳造して得られた鋳塊の顕微鏡金属組織写真である。
【図７】従来法により分散強化材を添加し、その後鋳造
して得られた鋳塊の顕微鏡金属組織写真である。
して得られた鋳塊の顕微鏡金属組織写真である。
【図８】この発明を適用して分散強化材を添加し、その
後鋳造して得られた鋳塊の顕微鏡金属組織写真である。
後鋳造して得られた鋳塊の顕微鏡金属組織写真である。
【図９】従来法により分散強化材を添加し、その後鋳造
して得られた鋳塊の顕微鏡金属組織写真である。
して得られた鋳塊の顕微鏡金属組織写真である。
【図１０】この発明を適用して分散強化材を添加し、そ
の後鋳造して得られた鋳塊の顕微鏡金属組織写真であ
る。
の後鋳造して得られた鋳塊の顕微鏡金属組織写真であ
る。
【図１１】比較例として分散強化材を添加し、その後鋳
造して得られた鋳塊の顕微鏡金属組織写真である。
造して得られた鋳塊の顕微鏡金属組織写真である。
１ 中空体 ２ 分散強化材 ３ 条材 ４ Arガスフィード ６ 撹拌子 ７ ルツボ
Claims (6)
- 【請求項１】 金属又は合金の液相ないしは液固混相状
態にある浴の撹拌下に粉粒状又はウイスカー状の分散強
化材を添加混合して分散強化形金属基複合材料を製造す
るに当り、 金属基複合材料のマトリックスのうちの少なくとも１種
の金属成分に分散強化材料を複合一体化した条材を撹拌
浴中に連続的に送給侵入させることを特徴とする分散強
化材の添加方法。 - 【請求項２】 請求項１において、条材として細長い中
空体が分散強化材を内包してなるものを用いることを特
徴とする分散強化材の添加方法。 - 【請求項３】 請求項１において、条材として細長い中
空体が金属基複合材料のマトリックスのうちの少なくと
も１種の金属成分と分散強化材との破砕混合材を内包し
てなるものを用いることを特徴とする分散強化材の添加
方法。 - 【請求項４】 請求項２又は３において、中空体内部を
ガス抜きし密封してなるものを用いることを特徴とする
分散強化材の添加方法。 - 【請求項５】 請求項２又は３において、中空体が撹拌
浴温度よりも低い融点を有するものを用いることを特徴
とする分散強化材の添加方法。 - 【請求項６】 請求項２又は３において、中空体が撹拌
浴及び分散強化材の両者に対しぬれ性の良好な成分を含
んでいるものを用いることを特徴とする分散強化材の添
加方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6151692A JPH05222470A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 分散強化材の添加方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6151692A JPH05222470A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 分散強化材の添加方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05222470A true JPH05222470A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=13173334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6151692A Pending JPH05222470A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 分散強化材の添加方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05222470A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113215459A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-06 | 重庆大学 | Al-Cu-Mn纳米结构耐热变形铝合金及制备方法 |
-
1992
- 1992-02-17 JP JP6151692A patent/JPH05222470A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113215459A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-06 | 重庆大学 | Al-Cu-Mn纳米结构耐热变形铝合金及制备方法 |
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