JPH0617165A - 金属炭化物粒子分散金属基複合材料の製造方法 - Google Patents
金属炭化物粒子分散金属基複合材料の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Al合金等のマトリックス中に微細なTi粒
子が均一に分散された良好な金属炭化物粒子分散金属複
合材料を容易に且低廉に製造する。 【構成】 Al又はAl合金のマトリックス中にTiC
粒子若しくはZrC粒子が分散された複合材料の製造方
法。まずTi粉末若しくはZr粉末10と黒鉛粉末12
とAl粉末又はAl合金粉末14とよりなるペレット1
6を形成する。次いでペレット中にAl又はAl合金の
溶湯18を含浸させ、しかる後ペレットを不活性雰囲気
中にて1000〜1800℃に加熱してペレット中にT
iC粒子若しくはZrC粒子を生成させる。更にペレッ
トをAl又はAl合金の溶湯中に溶解する。
子が均一に分散された良好な金属炭化物粒子分散金属複
合材料を容易に且低廉に製造する。 【構成】 Al又はAl合金のマトリックス中にTiC
粒子若しくはZrC粒子が分散された複合材料の製造方
法。まずTi粉末若しくはZr粉末10と黒鉛粉末12
とAl粉末又はAl合金粉末14とよりなるペレット1
6を形成する。次いでペレット中にAl又はAl合金の
溶湯18を含浸させ、しかる後ペレットを不活性雰囲気
中にて1000〜1800℃に加熱してペレット中にT
iC粒子若しくはZrC粒子を生成させる。更にペレッ
トをAl又はAl合金の溶湯中に溶解する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属基複合材料の製造
方法に係り、更に詳細には金属炭化物粒子分散金属基複
合材料の製造方法に係る。
方法に係り、更に詳細には金属炭化物粒子分散金属基複
合材料の製造方法に係る。
【0002】
【従来の技術】金属炭化物粒子分散金属基複合材料の製
造方法の一つとして、例えば特開昭63−83239号
公報に記載されている如く、Ti、C、Alの三種類の
粉末を所定の比率にて混合して成形し、その成形体を電
気炉により不活性雰囲気中にて所定の温度に加熱するこ
とによりTiC粒子が分散されたAl(以下複合材料母
材という)を形成し、しかる後複合材料母材をAl合金
の溶湯中に溶解する方法が従来より知られている。
造方法の一つとして、例えば特開昭63−83239号
公報に記載されている如く、Ti、C、Alの三種類の
粉末を所定の比率にて混合して成形し、その成形体を電
気炉により不活性雰囲気中にて所定の温度に加熱するこ
とによりTiC粒子が分散されたAl(以下複合材料母
材という)を形成し、しかる後複合材料母材をAl合金
の溶湯中に溶解する方法が従来より知られている。
【0003】かかる方法によれば、Al合金のマトリッ
クス中に硬質のTiC粒子が分散された粒子分散金属基
複合材料を製造することができ、複合材料母材中のTi
C粒子の体積率を予め求めておき、Al合金の溶湯中に
溶解される複合材料母材の量を変化させることにより複
合材料中のTiC粒子の体積率を所望の値に設定するこ
とができる。
クス中に硬質のTiC粒子が分散された粒子分散金属基
複合材料を製造することができ、複合材料母材中のTi
C粒子の体積率を予め求めておき、Al合金の溶湯中に
溶解される複合材料母材の量を変化させることにより複
合材料中のTiC粒子の体積率を所望の値に設定するこ
とができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし本願発明者が上
記公開公報に記載された具体的実施例に従ってAl合金
中にTiC粒子が分散された複合材料の製造を試みたと
ころ、Al合金のマトリックス中に微細なTiC粒子が
均一に分散された良好な複合材料を製造することができ
なかった。
記公開公報に記載された具体的実施例に従ってAl合金
中にTiC粒子が分散された複合材料の製造を試みたと
ころ、Al合金のマトリックス中に微細なTiC粒子が
均一に分散された良好な複合材料を製造することができ
なかった。
【0005】上述の如く本願発明者が良好な複合材料を
製造できなかった理由としては、下記の如き幾つかの理
由が考えられる。
製造できなかった理由としては、下記の如き幾つかの理
由が考えられる。
【0006】(1)複合材料母材は多孔質でありAl合
金よりも比重が小さいため、複合材料母材をAl合金の
溶湯中に溶解させる際に複合材料母材が溶湯の液面に浮
遊してしまい、溶湯及び複合材料部材を比較的激しく機
械的に撹拌しない限り複合材料母材を溶湯に全く溶解す
ることができない。
金よりも比重が小さいため、複合材料母材をAl合金の
溶湯中に溶解させる際に複合材料母材が溶湯の液面に浮
遊してしまい、溶湯及び複合材料部材を比較的激しく機
械的に撹拌しない限り複合材料母材を溶湯に全く溶解す
ることができない。
【0007】(2)複合材料母材は多孔質であるため伝
熱性が悪く、複合材料母材をAl合金の溶湯中に投入し
ても複合材料母材の内部が溶湯の熱によって十分高温に
加熱されるまでに時間を要する。
熱性が悪く、複合材料母材をAl合金の溶湯中に投入し
ても複合材料母材の内部が溶湯の熱によって十分高温に
加熱されるまでに時間を要する。
【0008】(3)複合材料母材は多孔質であるが、A
l合金の溶湯の表面張力及び粘性に起因して溶湯が複合
材料母材の空隙部に良好には浸透しない。
l合金の溶湯の表面張力及び粘性に起因して溶湯が複合
材料母材の空隙部に良好には浸透しない。
【0009】(4)三種類の粉末よりなる成形体に於て
はTi及びCが互いに直接接触した状態になり易く化合
反応が生じ易いが、それがために却ってTiC粒子が粗
大化したり凝集したりし易い。
はTi及びCが互いに直接接触した状態になり易く化合
反応が生じ易いが、それがために却ってTiC粒子が粗
大化したり凝集したりし易い。
【0010】(5)成形体は不活性雰囲気中にて高温に
加熱されるが、成形体中に残存する酸素や窒素がAlと
反応してAl粉末の表面にAl2 O3 やAlNを生成
し、これらがAl粉末の溶解を阻害すると共にTiC粒
子同士を互いに拘束し複合材料母材の崩壊を阻害する。
加熱されるが、成形体中に残存する酸素や窒素がAlと
反応してAl粉末の表面にAl2 O3 やAlNを生成
し、これらがAl粉末の溶解を阻害すると共にTiC粒
子同士を互いに拘束し複合材料母材の崩壊を阻害する。
【0011】本発明は、上記公開公報に記載された従来
の金属炭化物粒子分散金属基複合材料の製造方法に於け
る上述の如き問題に鑑み、Al合金のマトリックス中に
微細なTi粒子が均一に分散された良好な金属炭化物粒
子分散金属複合材料を容易に且能率よく製造することが
できるよう改善された金属炭化物粒子分散金属基複合材
料の製造方法を提供することを目的としている。
の金属炭化物粒子分散金属基複合材料の製造方法に於け
る上述の如き問題に鑑み、Al合金のマトリックス中に
微細なTi粒子が均一に分散された良好な金属炭化物粒
子分散金属複合材料を容易に且能率よく製造することが
できるよう改善された金属炭化物粒子分散金属基複合材
料の製造方法を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、Ti粉末若しくはZr粉末と黒鉛粉末とA
l粉末又はAl合金粉末とよりなる成形体を形成し、前
記成形体中にAl又はAl合金の溶湯を含浸させ、前記
成形体を不活性雰囲気中にて1000〜1800℃に加
熱して前記成形体中にTiC粒子若しくはZrC粒子を
生成させ、しかる後前記成形体をAl又はAl合金の溶
湯中に溶解する金属炭化物粒子分散金属基複合材料の製
造方法によって達成される。
明によれば、Ti粉末若しくはZr粉末と黒鉛粉末とA
l粉末又はAl合金粉末とよりなる成形体を形成し、前
記成形体中にAl又はAl合金の溶湯を含浸させ、前記
成形体を不活性雰囲気中にて1000〜1800℃に加
熱して前記成形体中にTiC粒子若しくはZrC粒子を
生成させ、しかる後前記成形体をAl又はAl合金の溶
湯中に溶解する金属炭化物粒子分散金属基複合材料の製
造方法によって達成される。
【0013】
【作用】本発明の方法によれば、Ti粉末若しくはZr
粉末と黒鉛粉末とAl粉末又はAl合金粉末とよりなる
成形体はそれが高温に加熱される前にその成形体中にA
l又はAl合金の溶湯が含浸される。この場合Ti及び
Zrは酸素や窒素を吸着する所謂ゲッター効果を有し、
この効果は成形体の温度が高いほど向上するので、成形
体をAl又はAl合金の溶湯中に浸漬すれば成形体内の
空隙部の圧力が低下して溶湯が成形体内へ良好に吸引さ
れ、これにより溶湯を加圧しなくても成形体中にAl又
はAl合金の溶湯が迅速に浸透する。
粉末と黒鉛粉末とAl粉末又はAl合金粉末とよりなる
成形体はそれが高温に加熱される前にその成形体中にA
l又はAl合金の溶湯が含浸される。この場合Ti及び
Zrは酸素や窒素を吸着する所謂ゲッター効果を有し、
この効果は成形体の温度が高いほど向上するので、成形
体をAl又はAl合金の溶湯中に浸漬すれば成形体内の
空隙部の圧力が低下して溶湯が成形体内へ良好に吸引さ
れ、これにより溶湯を加圧しなくても成形体中にAl又
はAl合金の溶湯が迅速に浸透する。
【0014】また本発明の方法によれば、上述の如く成
形体中の空隙部にAl又はAl合金が充填された状態に
て成形体が不活性雰囲気中にて1000〜1800℃に
加熱されることにより成形体中にTiC粒子若しくはZ
rC粒子が生成される。従ってTi若しくはZr及び黒
鉛粉末中のCはそれらの周りにAl又はAl合金が介在
する状態にて拡散により互いに化合反応するので、これ
らが互いに直接接触した状態にて化合反応する場合に比
して生成するTiC粒子若しくはZrC粒子の粗大化や
凝集が抑制され、これにより均一に分散された状態にて
微細なTiC粒子若しくはZrC粒子が形成される。
形体中の空隙部にAl又はAl合金が充填された状態に
て成形体が不活性雰囲気中にて1000〜1800℃に
加熱されることにより成形体中にTiC粒子若しくはZ
rC粒子が生成される。従ってTi若しくはZr及び黒
鉛粉末中のCはそれらの周りにAl又はAl合金が介在
する状態にて拡散により互いに化合反応するので、これ
らが互いに直接接触した状態にて化合反応する場合に比
して生成するTiC粒子若しくはZrC粒子の粗大化や
凝集が抑制され、これにより均一に分散された状態にて
微細なTiC粒子若しくはZrC粒子が形成される。
【0015】更に本発明の方法によれば、マトリックス
としてのAl又はAl合金の溶湯中に溶解される成形
体、即ち複合材料母材は従来の方法の如く多孔質の状態
ではなく実質的にソリッドの状態にあり、従ってその比
重は溶湯の比重と実質的に同等であると共に多孔質の場
合に比して遥かに伝熱性が高いので、溶湯を機械的に比
較的激しく撹拌しなくても複合材料母材は容易に溶湯中
に溶解する。また従来の方法の如く複合材料母材中のT
iC粒子若しくはZrC粒子はAl2 O3 やAlNによ
って互いに拘束された状態にはなく、従って複合材料母
材はAl又はAl合金の溶湯中に投入されると比較的容
易に崩壊し、このことによっても複合材料母材が溶湯中
に容易に溶解される。
としてのAl又はAl合金の溶湯中に溶解される成形
体、即ち複合材料母材は従来の方法の如く多孔質の状態
ではなく実質的にソリッドの状態にあり、従ってその比
重は溶湯の比重と実質的に同等であると共に多孔質の場
合に比して遥かに伝熱性が高いので、溶湯を機械的に比
較的激しく撹拌しなくても複合材料母材は容易に溶湯中
に溶解する。また従来の方法の如く複合材料母材中のT
iC粒子若しくはZrC粒子はAl2 O3 やAlNによ
って互いに拘束された状態にはなく、従って複合材料母
材はAl又はAl合金の溶湯中に投入されると比較的容
易に崩壊し、このことによっても複合材料母材が溶湯中
に容易に溶解される。
【0016】
【課題を解決するための手段の補足説明】本発明の方法
に於ける各粉末は粗大でなければ任意の大きさのもので
あってよいが、できるだけ均質な複合材料を製造するた
めには、各粉末の平均粒径は0.1〜500μm 程度で
あることが好ましい。
に於ける各粉末は粗大でなければ任意の大きさのもので
あってよいが、できるだけ均質な複合材料を製造するた
めには、各粉末の平均粒径は0.1〜500μm 程度で
あることが好ましい。
【0017】またAl又はAl合金の溶湯が含浸された
成形体を1000〜1800℃に加熱し保持する時間は
成形体の大きさ等によって異なる値に設定されてよい
が、成形体の中心部も上述の温度範囲に十分加熱される
よう、成形体を上述の温度範囲に加熱し保持する時間は
成形体の大きさに拘らず5秒以上に設定されることが好
ましい。
成形体を1000〜1800℃に加熱し保持する時間は
成形体の大きさ等によって異なる値に設定されてよい
が、成形体の中心部も上述の温度範囲に十分加熱される
よう、成形体を上述の温度範囲に加熱し保持する時間は
成形体の大きさに拘らず5秒以上に設定されることが好
ましい。
【0018】
【実施例】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つ
かの実施例について詳細に説明する。
かの実施例について詳細に説明する。
【0019】実施例1 図1は本発明による金属炭化物粒子分散金属基複合材料
の製造方法の一つの実施例の一連の工程を示す工程図で
ある。
の製造方法の一つの実施例の一連の工程を示す工程図で
ある。
【0020】まず8gのTi粉末(平均粒径50μm )
と2gの黒鉛粉末(平均10μm )と10gのAl粉末
(平均粒径100μm )とを均一に混合して金型成形す
ることにより、図1(A)に示されている如くTi粉末
10と黒鉛粉末12とAl粉末14とよりなり直径30
mm、高さ10mmの寸法を有する円板状の多孔質のペレッ
ト16を12個形成した。
と2gの黒鉛粉末(平均10μm )と10gのAl粉末
(平均粒径100μm )とを均一に混合して金型成形す
ることにより、図1(A)に示されている如くTi粉末
10と黒鉛粉末12とAl粉末14とよりなり直径30
mm、高さ10mmの寸法を有する円板状の多孔質のペレッ
ト16を12個形成した。
【0021】次いで図1(B)に示されている如く、各
ペレット16を大気中にて750℃に保持された純Al
(純度99.9%)の溶湯16中に浸漬して30秒間保
持した後、大気中に取出してそのまま室温まで冷却し
た。かくして処理された12個のペレットの一つを切断
してその内部の組織を観察したところ、ペレットの元の
空隙部には純Alが良好に浸透していることが認められ
た。
ペレット16を大気中にて750℃に保持された純Al
(純度99.9%)の溶湯16中に浸漬して30秒間保
持した後、大気中に取出してそのまま室温まで冷却し
た。かくして処理された12個のペレットの一つを切断
してその内部の組織を観察したところ、ペレットの元の
空隙部には純Alが良好に浸透していることが認められ
た。
【0022】次いで図1(C)に示されている如く、各
ペレット16をアルゴンガス雰囲気中にてヒータ20に
より1200℃に約10秒間加熱保持することにより急
激な発熱反応を生じさせた。かくして高温に加熱保持さ
れた11個のペレットの一つを冷却後に切断して内部の
組織を観察したところ、ペレット中には微細な粒子が多
数析出しており、その析出粒子をX線回折法にて同定に
したところ、析出粒子はTiCであることが解った。
ペレット16をアルゴンガス雰囲気中にてヒータ20に
より1200℃に約10秒間加熱保持することにより急
激な発熱反応を生じさせた。かくして高温に加熱保持さ
れた11個のペレットの一つを冷却後に切断して内部の
組織を観察したところ、ペレット中には微細な粒子が多
数析出しており、その析出粒子をX線回折法にて同定に
したところ、析出粒子はTiCであることが解った。
【0023】次いで図1(D)に示されている如く、高
周波溶解炉により800℃に保持された純Al(純度9
9.9%)の溶湯22中に残りの10個のペレット16
(複合材料母材)を投入し、約10分経過後に溶湯を直
径50mm、高さ30mmのモールドキャビティを有する金
型に鋳込み、溶湯をそのまま室温まで冷却した。次いで
かくして得られた凝固体の中央部を軸線に沿って切断
し、その切断面を研摩して光学顕微鏡及び走査電子顕微
鏡にて観察したところ、切断面には粒径0.05〜1μ
m 程度の微細な多数のTiC粒子が凝集することなく面
積率約20%にて均一に分散しており、従って上述の如
く形成された凝固体は非常に微細なTiC粒子が均一に
分散された純Alよりなる複合材料であることが認めら
れた。
周波溶解炉により800℃に保持された純Al(純度9
9.9%)の溶湯22中に残りの10個のペレット16
(複合材料母材)を投入し、約10分経過後に溶湯を直
径50mm、高さ30mmのモールドキャビティを有する金
型に鋳込み、溶湯をそのまま室温まで冷却した。次いで
かくして得られた凝固体の中央部を軸線に沿って切断
し、その切断面を研摩して光学顕微鏡及び走査電子顕微
鏡にて観察したところ、切断面には粒径0.05〜1μ
m 程度の微細な多数のTiC粒子が凝集することなく面
積率約20%にて均一に分散しており、従って上述の如
く形成された凝固体は非常に微細なTiC粒子が均一に
分散された純Alよりなる複合材料であることが認めら
れた。
【0024】次いで上述の複合材料より曲げ試験片を切
出し、180℃にて曲げ強さを測定したところ、この複
合材料は純Alの曲げ強さ(約8kgf/mm2 )よりも約8
0%高い約15kgf/mm2 の曲げ強さを有しており、Ti
C粒子の分散強化が良好に行われていることが解った。
出し、180℃にて曲げ強さを測定したところ、この複
合材料は純Alの曲げ強さ(約8kgf/mm2 )よりも約8
0%高い約15kgf/mm2 の曲げ強さを有しており、Ti
C粒子の分散強化が良好に行われていることが解った。
【0025】尚比較の目的で上述の三種類の粉末よりな
るペレットをそれに純Alの溶湯を浸透させることなく
ヒータにより1200℃に加熱し、しかる後純Alの溶
湯中に溶解させることにより複合材料の製造を試みたと
ころ、ペレットが溶湯の液面に浮遊してしまいペレット
を溶湯中に溶解させることができなかった。
るペレットをそれに純Alの溶湯を浸透させることなく
ヒータにより1200℃に加熱し、しかる後純Alの溶
湯中に溶解させることにより複合材料の製造を試みたと
ころ、ペレットが溶湯の液面に浮遊してしまいペレット
を溶湯中に溶解させることができなかった。
【0026】実施例2 12gのTi粉末(平均粒径50μm )と3gの黒鉛粉
末(平均粒径10μm)と10gのAl粉末(平均粒径
100μm )とを用いて直径30mm、高さ12mmのペレ
ットを形成し、各ペレットに浸透される溶湯として60
0〜1000℃(50℃ごと)に保持されたAl合金
(Al−11wt%Si)の溶湯を使用した点を除き、上
述の実施例1の場合と同一の要領及び条件にてペレット
に対しAl合金の溶湯の浸透を行ったところ、溶湯の温
度が950℃以上の場合にはペレットがその形状を維持
することができず、そのためAl合金が良好に浸透した
ペレットを製造することができなかった。
末(平均粒径10μm)と10gのAl粉末(平均粒径
100μm )とを用いて直径30mm、高さ12mmのペレ
ットを形成し、各ペレットに浸透される溶湯として60
0〜1000℃(50℃ごと)に保持されたAl合金
(Al−11wt%Si)の溶湯を使用した点を除き、上
述の実施例1の場合と同一の要領及び条件にてペレット
に対しAl合金の溶湯の浸透を行ったところ、溶湯の温
度が950℃以上の場合にはペレットがその形状を維持
することができず、そのためAl合金が良好に浸透した
ペレットを製造することができなかった。
【0027】またAl合金を良好に浸透させることがで
きたペレットを用いて上述の実施例1の場合と同一の要
領及び条件にて複合材料を製造したところ、何れのペレ
ットが使用された場合にも実質的に純Alのマトリック
ス中に微細なTiC粒子が均一に分散された良好な複合
材料を製造することができた。従ってこの実施例の結果
よりペレットに浸透される溶湯の温度は600〜900
℃であることが好ましいことが解る。
きたペレットを用いて上述の実施例1の場合と同一の要
領及び条件にて複合材料を製造したところ、何れのペレ
ットが使用された場合にも実質的に純Alのマトリック
ス中に微細なTiC粒子が均一に分散された良好な複合
材料を製造することができた。従ってこの実施例の結果
よりペレットに浸透される溶湯の温度は600〜900
℃であることが好ましいことが解る。
【0028】尚Al粉末の代りに平均粒径100μm の
Al合金(Al−11wt%Si)の粉末を使用した場合
にも、ペレットに浸透されるAl合金の溶湯の温度が6
00〜900℃の場合に良好な複合材料を製造すること
ができた。
Al合金(Al−11wt%Si)の粉末を使用した場合
にも、ペレットに浸透されるAl合金の溶湯の温度が6
00〜900℃の場合に良好な複合材料を製造すること
ができた。
【0029】実施例3 平均粒径100μm のTi粉末、平均粒径100μm の
黒鉛粉末、平均粒径150μm のAl粉末を使用し、ペ
レット中に純Alの溶湯を浸透させるためにペレットが
溶湯中に浸漬される時間を20秒に設定した点を除き、
上述の実施例1の場合と同一の要領及び条件にて複合材
料を製造したところ、この場合にも純Alのマトリック
ス中に微細なTiC粒子が均一に分散された良好な複合
材料を製造することができた。
黒鉛粉末、平均粒径150μm のAl粉末を使用し、ペ
レット中に純Alの溶湯を浸透させるためにペレットが
溶湯中に浸漬される時間を20秒に設定した点を除き、
上述の実施例1の場合と同一の要領及び条件にて複合材
料を製造したところ、この場合にも純Alのマトリック
ス中に微細なTiC粒子が均一に分散された良好な複合
材料を製造することができた。
【0030】実施例4 Ti粉末の代りに平均粒径100μm のZr粉末を使用
した点を除き、上述の実施例1の場合と同一の要領及び
条件にて複合材料を製造したところ、純Alのマトリッ
クス中に微細なZrC粒子が均一に分散された良好な複
合材料を製造することができた。
した点を除き、上述の実施例1の場合と同一の要領及び
条件にて複合材料を製造したところ、純Alのマトリッ
クス中に微細なZrC粒子が均一に分散された良好な複
合材料を製造することができた。
【0031】尚この実施例に於て使用されたZr粉末を
用いて上述の実施例2と同様の実験を行ったところ、そ
の場合にも実施例2の場合と同様ペレット中に浸透され
る溶湯の温度は600〜900℃であることが好ましい
ことが解った。
用いて上述の実施例2と同様の実験を行ったところ、そ
の場合にも実施例2の場合と同様ペレット中に浸透され
る溶湯の温度は600〜900℃であることが好ましい
ことが解った。
【0032】実施例5 Ti粉末の代りに平均粒径100μm のTi粉末と平均
粒径100μm のZr粉末との混合粉末を使用し、Zr
粉末に対するTi粉末の重量比を10、5、2、1、
0.5、0.2、0.1に設定した点を除き、上述の実
施例1の場合と同一の要領及び条件にて複合材料の製造
を試みたところ、全ての場合に於て純Alのマトリック
ス中に微細なTiC粒子及びZrC粒子が均一に分散さ
れた良好な複合材料を製造することができた。
粒径100μm のZr粉末との混合粉末を使用し、Zr
粉末に対するTi粉末の重量比を10、5、2、1、
0.5、0.2、0.1に設定した点を除き、上述の実
施例1の場合と同一の要領及び条件にて複合材料の製造
を試みたところ、全ての場合に於て純Alのマトリック
ス中に微細なTiC粒子及びZrC粒子が均一に分散さ
れた良好な複合材料を製造することができた。
【0033】尚この実施例に於て使用された種々の重量
比の混合粉末を用いて上述の実施例2と同様の実験を行
ったところ、何れの重量比の場合にも実施例2の場合と
同様ペレット中に浸透される溶湯の温度は600〜90
0℃であることが好ましいことが解った。
比の混合粉末を用いて上述の実施例2と同様の実験を行
ったところ、何れの重量比の場合にも実施例2の場合と
同様ペレット中に浸透される溶湯の温度は600〜90
0℃であることが好ましいことが解った。
【0034】実施例6 複合材料母材としてのペレットが溶解されるマトリック
スとしての純Alの溶湯を高周波溶解炉ではなく通常の
電気炉にて800℃に保持した点を除き、上述の実施例
1及び実施例4と同様の要領にて複合材料の製造を試み
たところ、TiC粒子及びZrC粒子の分散状態はそれ
ぞれ実施例1及び実施例4の場合に比して若干不均一で
はあるが、上述の従来の方法により製造される複合材料
の場合に比して遥かに均一であることが認められた。
スとしての純Alの溶湯を高周波溶解炉ではなく通常の
電気炉にて800℃に保持した点を除き、上述の実施例
1及び実施例4と同様の要領にて複合材料の製造を試み
たところ、TiC粒子及びZrC粒子の分散状態はそれ
ぞれ実施例1及び実施例4の場合に比して若干不均一で
はあるが、上述の従来の方法により製造される複合材料
の場合に比して遥かに均一であることが認められた。
【0035】この実施例の結果より、本発明の方法によ
り複合材料を製造する場合には、複合材料母材が溶解さ
れるマトリックスの溶湯をある程度撹拌することが好ま
しいが、溶湯の温度が非常に高温であること等を考慮す
ると溶湯中に撹拌棒を挿入することは非常に困難であ
り、従って上述の実施例1〜5の場合の如く溶湯を高周
波による電磁撹拌によって撹拌することが好ましいもの
と考えられる。
り複合材料を製造する場合には、複合材料母材が溶解さ
れるマトリックスの溶湯をある程度撹拌することが好ま
しいが、溶湯の温度が非常に高温であること等を考慮す
ると溶湯中に撹拌棒を挿入することは非常に困難であ
り、従って上述の実施例1〜5の場合の如く溶湯を高周
波による電磁撹拌によって撹拌することが好ましいもの
と考えられる。
【0036】実施例7 純Alが浸透されたペレットを900〜1800℃(1
00℃ごと、1800℃は電気炉の性能上限界温度であ
る)に加熱した点を除き、上述の実施例1の場合と同一
の要領及び条件にて複合材料の製造を試みたところ、ペ
レットの加熱温度が1000〜1800℃である場合に
純Alのマトリックス中に微細なTiC粒子が均一に分
散された良好な複合材料を製造することができた。
00℃ごと、1800℃は電気炉の性能上限界温度であ
る)に加熱した点を除き、上述の実施例1の場合と同一
の要領及び条件にて複合材料の製造を試みたところ、ペ
レットの加熱温度が1000〜1800℃である場合に
純Alのマトリックス中に微細なTiC粒子が均一に分
散された良好な複合材料を製造することができた。
【0037】またペレットに浸透される溶湯としてAl
合金(Al−11wt%Si)の溶湯を使用した場合、T
i粉末の代りに平均粒径100μm のZr粉末を使用し
た場合、Ti粉末の代りに平均粒径100μm のTi粉
末と平均粒径100μm のZrとの混合粉末(Zr粉末
に対するTi粉末の混合比は1)を用いた場合にもこの
実施例の結果と同様の結果が得られた。
合金(Al−11wt%Si)の溶湯を使用した場合、T
i粉末の代りに平均粒径100μm のZr粉末を使用し
た場合、Ti粉末の代りに平均粒径100μm のTi粉
末と平均粒径100μm のZrとの混合粉末(Zr粉末
に対するTi粉末の混合比は1)を用いた場合にもこの
実施例の結果と同様の結果が得られた。
【0038】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施
例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
て詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施
例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【0039】例えば上述の各実施例に於てはAl又はA
l合金の溶湯が含浸された成形体は室温まで冷却された
後不活性雰囲気中にて1000〜1800℃に加熱され
たが、成形体は溶湯が含浸された後室温まで冷却される
ことなく上述の温度範囲に加熱されてもよい。
l合金の溶湯が含浸された成形体は室温まで冷却された
後不活性雰囲気中にて1000〜1800℃に加熱され
たが、成形体は溶湯が含浸された後室温まで冷却される
ことなく上述の温度範囲に加熱されてもよい。
【0040】また上述の各実施例に於ては三種類の粉末
よりなる成形体は円板状をなしているが、成形体の形状
は円板状に限定されるものではなく、例えば直方体や立
方体の如き任意の形状のものであってよい。
よりなる成形体は円板状をなしているが、成形体の形状
は円板状に限定されるものではなく、例えば直方体や立
方体の如き任意の形状のものであってよい。
【0041】
【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明によれば、生成するTiC粒子若しくはZrC粒子の
粗大化や凝集が抑制されるので、前述の従来の方法の場
合に比してTiC粒子若しくはZrC粒子が微細で均一
に分散された良好な複合材料を製造することができ、ま
たTiC粒子若しくはZrC粒子生成前の予含浸工程に
於てはTi若しくはZrのゲッター効果により成形体中
にAl又はAl合金の溶湯が迅速に浸透すると共に、マ
トリックスとしてのAl又はAl合金の溶湯を機械的に
激しく撹拌しなくても複合材料母材は容易に溶湯中に溶
解するので、従来の方法の場合に比して複合材料を容易
に且能率よく製造することができる。
明によれば、生成するTiC粒子若しくはZrC粒子の
粗大化や凝集が抑制されるので、前述の従来の方法の場
合に比してTiC粒子若しくはZrC粒子が微細で均一
に分散された良好な複合材料を製造することができ、ま
たTiC粒子若しくはZrC粒子生成前の予含浸工程に
於てはTi若しくはZrのゲッター効果により成形体中
にAl又はAl合金の溶湯が迅速に浸透すると共に、マ
トリックスとしてのAl又はAl合金の溶湯を機械的に
激しく撹拌しなくても複合材料母材は容易に溶湯中に溶
解するので、従来の方法の場合に比して複合材料を容易
に且能率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による金属炭化物粒子分散金属基複合材
料の製造方法の一つの実施例の一連の工程を示す工程図
である。
料の製造方法の一つの実施例の一連の工程を示す工程図
である。
10…Ti粉末 12…黒鉛粉末 14…Al粉末 16…ペレット 18…純Alの溶湯 20…ヒータ 22…純Alの溶湯
Claims (1)
- 【請求項1】Ti粉末若しくはZr粉末と黒鉛粉末とA
l粉末又はAl合金粉末とよりなる成形体を形成し、前
記成形体中にAl又はAl合金の溶湯を含浸させ、前記
成形体を不活性雰囲気中にて1000〜1800℃に加
熱して前記成形体中にTiC粒子若しくはZrC粒子を
生成させ、しかる後前記成形体をAl又はAl合金の溶
湯中に溶解する金属炭化物粒子分散金属基複合材料の製
造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4199166A JP2734891B2 (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 金属炭化物粒子分散金属基複合材料の製造方法 |
DE69301780T DE69301780T2 (de) | 1992-07-02 | 1993-06-28 | Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundwerkstoffes enthaltend dispergierte Metallkarbid |
EP93305062A EP0577381B1 (en) | 1992-07-02 | 1993-06-28 | Method of production of a metallic composite material incorporating metal carbide particles dispersed therein |
US08/084,491 US5336291A (en) | 1992-07-02 | 1993-07-01 | Method of production of a metallic composite material incorporating metal carbide particles dispersed therein |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4199166A JP2734891B2 (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 金属炭化物粒子分散金属基複合材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0617165A true JPH0617165A (ja) | 1994-01-25 |
JP2734891B2 JP2734891B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=16403259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4199166A Expired - Fee Related JP2734891B2 (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 金属炭化物粒子分散金属基複合材料の製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5336291A (ja) |
EP (1) | EP0577381B1 (ja) |
JP (1) | JP2734891B2 (ja) |
DE (1) | DE69301780T2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100397576B1 (ko) * | 2001-03-06 | 2003-09-17 | 한국기계연구원 | 용탕함침법에 의한 고부피분율 알루미늄 복합재료 제조용조성물 및 그 복합재료의 제조방법 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4116166B2 (ja) | 1998-10-09 | 2008-07-09 | 大豊工業株式会社 | すべり軸受及びその製造方法 |
WO2002027055A1 (fr) * | 2000-09-25 | 2002-04-04 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Alliage amorphe et procede de preparation dudit alliage |
US6899844B2 (en) * | 2001-04-25 | 2005-05-31 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Production method of aluminum alloy for sliding bearing |
JP3778860B2 (ja) | 2002-03-05 | 2006-05-24 | トヨタ自動車株式会社 | アルミニウム合金およびすべり軸受 |
WO2004094312A1 (ja) * | 2003-04-21 | 2004-11-04 | Sumitomo Titanium Corporation | 金属塩の精製方法並びにチタン材の脱酸方法および製造方法 |
AU2004247272A1 (en) * | 2003-06-16 | 2004-12-23 | Solx, Inc. | Shunt for the treatment of glaucoma |
US8747515B2 (en) * | 2003-12-27 | 2014-06-10 | Advance Material Products, Inc | Fully-dense discontinuously-reinforced titanium matrix composites and method for manufacturing the same |
CN115747568B (zh) * | 2022-11-01 | 2024-06-11 | 西安理工大学 | 三维球团微构型TiC增强钛基复合材料及其制备方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3495019A (en) * | 1968-06-12 | 1970-02-10 | Briggs & Stratton Corp | Induction furnace for melting aluminum and similar metals |
JPS5945638B2 (ja) * | 1981-10-02 | 1984-11-07 | 工業技術院長 | 炭化チタンウイスカ−の製造方法 |
US4836982A (en) * | 1984-10-19 | 1989-06-06 | Martin Marietta Corporation | Rapid solidification of metal-second phase composites |
CA1289748C (en) * | 1985-03-01 | 1991-10-01 | Abinash Banerji | Producing titanium carbide |
US4808372A (en) * | 1986-01-23 | 1989-02-28 | Drexel University | In situ process for producing a composite containing refractory material |
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 |
EP0346771B1 (en) * | 1988-06-17 | 1994-10-26 | Norton Company | Method for making solid composite material particularly metal matrix with ceramic dispersates |
JPH0244070A (ja) * | 1988-08-04 | 1990-02-14 | Honda Motor Co Ltd | セラミック焼結体の製造方法 |
JPH03208897A (ja) * | 1990-01-10 | 1991-09-12 | Central Glass Co Ltd | TiCウィスカーの製造法 |
-
1992
- 1992-07-02 JP JP4199166A patent/JP2734891B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-06-28 DE DE69301780T patent/DE69301780T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-06-28 EP EP93305062A patent/EP0577381B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-07-01 US US08/084,491 patent/US5336291A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100397576B1 (ko) * | 2001-03-06 | 2003-09-17 | 한국기계연구원 | 용탕함침법에 의한 고부피분율 알루미늄 복합재료 제조용조성물 및 그 복합재료의 제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5336291A (en) | 1994-08-09 |
JP2734891B2 (ja) | 1998-04-02 |
DE69301780T2 (de) | 1997-02-06 |
EP0577381B1 (en) | 1996-03-13 |
EP0577381A1 (en) | 1994-01-05 |
DE69301780D1 (de) | 1996-04-18 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |