JPH0676627B2 - アルミナ短繊維強化マグネシウム金属の製造方法 - Google Patents
アルミナ短繊維強化マグネシウム金属の製造方法Info
- Publication number
- JPH0676627B2 JPH0676627B2 JP2005842A JP584290A JPH0676627B2 JP H0676627 B2 JPH0676627 B2 JP H0676627B2 JP 2005842 A JP2005842 A JP 2005842A JP 584290 A JP584290 A JP 584290A JP H0676627 B2 JPH0676627 B2 JP H0676627B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alumina
- metal
- fiber reinforced
- fiber
- short fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 159
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 131
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 74
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 47
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 41
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 30
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 27
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 25
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 19
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 18
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 18
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 16
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 13
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 9
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N magnesium nitrate Chemical compound [Mg+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 8
- 229910019018 Mg 2 Si Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000583 Nd alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 3
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L lithium sulfate Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-]S([O-])(=O)=O INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 3-aminoazetidine-1-carboxylate;hydrochloride Chemical compound Cl.CC(C)(C)OC(=O)N1CC(N)C1 RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N ZrO Inorganic materials [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- CRGZYKWWYNQGEC-UHFFFAOYSA-N magnesium;methanolate Chemical compound [Mg+2].[O-]C.[O-]C CRGZYKWWYNQGEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229910002077 partially stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 zirconium-n-butoxide-xylene Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B30/00—Compositions for artificial stone, not containing binders
- C04B30/02—Compositions for artificial stone, not containing binders containing fibrous materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C49/00—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
- C22C49/02—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the matrix material
- C22C49/04—Light metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- 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
- C04B2111/00922—Preforms as such
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12486—Laterally noncoextensive components [e.g., embedded, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
- Y10T428/12611—Oxide-containing component
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
（産業上の利用分野） 本発明は、機械的性質に悪影響をおよぼす有害な反応生
成物を含まない特性のすぐれたアルミナ短繊維強化マグ
ネシウム金属を得るのに利用されるアルミナ短繊維強化
マグネシウム金属の製造方法に関するものである。 （従来の技術） 従来、この種のアルミナ短繊維強化マグネシウム金属
は、例えば、第１図に示すような加圧鋳造型１を用いて
製造される。 第１図に示す加圧鋳造型１において、２は外型、３は凸
部3aを有する内型、４は上型であり、内型３の凸部3aに
はアルミナ短繊維５からなるカップ状のアルミナ短繊維
成形体６が隙間なくセットされている。 このアルミナ短繊維成形体６は、シリカバインダーやア
ルミナバインダーを用いて真空成形することにより形成
されたものである。 そして、このアルミナ短繊維成形体６を内型３の凸部3a
に隙間なくセットした後、加圧鋳造型１内にマトリック
ス金属溶湯（マグネシウムまたはマグネシウム合金の金
属溶湯）７を注湯し、上型４を矢印ｘ方向に降下させる
加圧鋳造を行うことによってアルミナ短繊維強化マグネ
シウム金属８が得られる。 この加圧鋳造の際、金属溶湯７は主として矢印ｙで示す
垂直方向および矢印ｚで示す水平方向の二方向からアル
ミナ短繊維成形体６中に浸透する。 第２図は第１図の一点鎖線ｌで囲んだ部分のマクロ金属
組織を示す写真であって、第２図の上側および右側の黒
く見える部分がマトリックス金属であり、その内側の灰
色に見える部分がアルミナ短繊維強化マグネシウム金属
である。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のアルミナ短繊維強化マ
グネシウム金属８では、アルミナ短繊維成形体６を構成
するアルミナ短繊維５のバインダーとしてコロイダルシ
リカ（SiO2）やコロイダルアルミナ（Al2O3）を用いて
いたため、マグネシウムまたはマグネシウム合金の金属
溶湯７をアルミナ短繊維成形体６中に浸透させるに際し
て、前者のコロイダルシリカの場合にはSiO2がSiに還元
され、後者のコロイダルアルミナの場合にはAl2O3がAl
に還元されて、前記金属溶湯７中に溶け込む素反応が刻
々に生じ、それによって金属溶湯７の浸透の先端部分に
おいて前記金属溶湯７中のSi濃度やAl濃度が高まり、そ
の結果として金属溶湯７が最終的に浸透する領域におい
て、 SiO2＋4Mg→Mg2Si＋2MgO ６Al2O3＋35Mg →Mg17Al12＋18MgO の反応によるMg2SiやMg17Al12が偏析した部分が生じ
る。 この場合の偏析領域は第２図中の点線で囲まれた部分
（白いすじ状に見える部分）である。 そして、第２図に示した偏析領域の中でも特にMg2Siの
多い矢印ａ部分のミクロ金属組織を第４図に示す。この
第４図において、灰色の多角形状組織はMg2Siである。 このようなMg2Siは、繊維強化金属の塑性変形のごく初
期に脆性的に破壊するため、繊維強化金属の疲労特性や
クリープ特性などの機械的性質を低下させることがある
という課題があった。 他方、第２図に示した偏析領域の中でも特にMg17Al12の
多い矢印ａ部分のミクロ金属組織を第11図に示す。この
第11図において矢印ＥがMg17Al12であることを示してい
る。 このようなMg17Al12は粗大に偏析しているため、繊維強
化金属の塑性変形のごく初期に脆性的に破壊するため、
繊維強化金属の疲労特性やクリープ特性などの機械的性
質を低下させることがあるという課題があった。 （発明の目的） 本発明は、上述した従来の課題にかんがみてなされたも
のであって、高圧鋳造法によってアルミナ短繊維成形体
中にマグネシウムまたはマグネシウム合金の金属溶湯を
浸透させてアルミナ短繊維強化マグネシウム金属を製造
するに際し、前記金属溶湯の浸透過程での反応を防止す
ることにより、従来のような反応生成物であるMg2SiやM
g17Al12などによる偏析の発生を阻止し、疲労特性やク
リープ特性などの機械的性質にすぐれたアルミナ短繊維
強化マグネシウム金属を製造することが可能であるアル
ミナ短繊維強化マグネシウム金属の製造方法を提供する
ことを目的としている。
成物を含まない特性のすぐれたアルミナ短繊維強化マグ
ネシウム金属を得るのに利用されるアルミナ短繊維強化
マグネシウム金属の製造方法に関するものである。 （従来の技術） 従来、この種のアルミナ短繊維強化マグネシウム金属
は、例えば、第１図に示すような加圧鋳造型１を用いて
製造される。 第１図に示す加圧鋳造型１において、２は外型、３は凸
部3aを有する内型、４は上型であり、内型３の凸部3aに
はアルミナ短繊維５からなるカップ状のアルミナ短繊維
成形体６が隙間なくセットされている。 このアルミナ短繊維成形体６は、シリカバインダーやア
ルミナバインダーを用いて真空成形することにより形成
されたものである。 そして、このアルミナ短繊維成形体６を内型３の凸部3a
に隙間なくセットした後、加圧鋳造型１内にマトリック
ス金属溶湯（マグネシウムまたはマグネシウム合金の金
属溶湯）７を注湯し、上型４を矢印ｘ方向に降下させる
加圧鋳造を行うことによってアルミナ短繊維強化マグネ
シウム金属８が得られる。 この加圧鋳造の際、金属溶湯７は主として矢印ｙで示す
垂直方向および矢印ｚで示す水平方向の二方向からアル
ミナ短繊維成形体６中に浸透する。 第２図は第１図の一点鎖線ｌで囲んだ部分のマクロ金属
組織を示す写真であって、第２図の上側および右側の黒
く見える部分がマトリックス金属であり、その内側の灰
色に見える部分がアルミナ短繊維強化マグネシウム金属
である。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のアルミナ短繊維強化マ
グネシウム金属８では、アルミナ短繊維成形体６を構成
するアルミナ短繊維５のバインダーとしてコロイダルシ
リカ（SiO2）やコロイダルアルミナ（Al2O3）を用いて
いたため、マグネシウムまたはマグネシウム合金の金属
溶湯７をアルミナ短繊維成形体６中に浸透させるに際し
て、前者のコロイダルシリカの場合にはSiO2がSiに還元
され、後者のコロイダルアルミナの場合にはAl2O3がAl
に還元されて、前記金属溶湯７中に溶け込む素反応が刻
々に生じ、それによって金属溶湯７の浸透の先端部分に
おいて前記金属溶湯７中のSi濃度やAl濃度が高まり、そ
の結果として金属溶湯７が最終的に浸透する領域におい
て、 SiO2＋4Mg→Mg2Si＋2MgO ６Al2O3＋35Mg →Mg17Al12＋18MgO の反応によるMg2SiやMg17Al12が偏析した部分が生じ
る。 この場合の偏析領域は第２図中の点線で囲まれた部分
（白いすじ状に見える部分）である。 そして、第２図に示した偏析領域の中でも特にMg2Siの
多い矢印ａ部分のミクロ金属組織を第４図に示す。この
第４図において、灰色の多角形状組織はMg2Siである。 このようなMg2Siは、繊維強化金属の塑性変形のごく初
期に脆性的に破壊するため、繊維強化金属の疲労特性や
クリープ特性などの機械的性質を低下させることがある
という課題があった。 他方、第２図に示した偏析領域の中でも特にMg17Al12の
多い矢印ａ部分のミクロ金属組織を第11図に示す。この
第11図において矢印ＥがMg17Al12であることを示してい
る。 このようなMg17Al12は粗大に偏析しているため、繊維強
化金属の塑性変形のごく初期に脆性的に破壊するため、
繊維強化金属の疲労特性やクリープ特性などの機械的性
質を低下させることがあるという課題があった。 （発明の目的） 本発明は、上述した従来の課題にかんがみてなされたも
のであって、高圧鋳造法によってアルミナ短繊維成形体
中にマグネシウムまたはマグネシウム合金の金属溶湯を
浸透させてアルミナ短繊維強化マグネシウム金属を製造
するに際し、前記金属溶湯の浸透過程での反応を防止す
ることにより、従来のような反応生成物であるMg2SiやM
g17Al12などによる偏析の発生を阻止し、疲労特性やク
リープ特性などの機械的性質にすぐれたアルミナ短繊維
強化マグネシウム金属を製造することが可能であるアル
ミナ短繊維強化マグネシウム金属の製造方法を提供する
ことを目的としている。
（課題を解決するための手段） 本発明の第（１）請求項に係わるアルミナ短繊維強化マ
グネシウム金属の製造方法は、アルミナ短繊維をMgOと
同等もしくはそれ以上に熱力学的に安定な酸化物の１種
または２種以上からなる無機バインダーで成形し、得ら
れたアルミナ短繊維成形体を加圧鋳造型内にセットした
後マグネシウムまたはマグネシウム合金の金属溶湯を加
圧鋳造（溶湯鍛造を含む。）する構成としたことを特徴
としている。 また、本発明の第（２）請求項に係わるアルミナ短繊維
強化マグネシウム金属の製造方法は、アルミナ短繊維を
アルミナバインダーで成形し、得られた繊維成形体にコ
ーティング溶液を浸透させ、前記コーティング溶液を乾
燥，焼成することにより繊維表面およびバインダー表面
に緻密なコーティング層を形成させたアルミナ短繊維成
形体とし、得られたアルミナ短繊維成形体を加圧鋳造型
内にセットした後マグネシウムまたはマグネシウム合金
の金属溶湯を加圧鋳造する構成としたことを特徴として
おり、実施態様においては前記コーティング溶液が、１
種または２種以上の無機塩を含む水溶液で構成され、前
記水溶液の乾燥によって前記無機塩を繊維表面およびバ
インダー表面に再結晶させた後、さらに焼成することに
より無機酸化物の緻密なコーティング層とする構成とし
たことを特徴としており、他の実施態様においては前記
コーティング溶液が、１種または２種以上の金属アルコ
キシドを含む有機溶媒溶液で構成され、前記溶液に大気
中の水分を吸収させて前記金属アルコキシドの一部ない
し全部を加水分解し、繊維表面およびバインダー表面を
前記金属の酸化物あるいは水酸化物あるいは水和物のコ
ーティング膜へと変化させた後、さらに焼成することに
より金属酸化物の緻密なコーティング層とする構成とし
たことを特徴としており、、同じく実施態様においては
前記焼成によって得られる緻密なコーティング層がMgO
と同等もしくはそれ以上に熱力学的に安定な酸化物の１
種または２種以上で形成される構成としたことを特徴と
しており、上記のごときアルミナ短繊維強化マグネシウ
ム金属の製造方法の各構成を前述した従来の課題を解決
するための手段としている。 本発明に係わるアルミナ短繊維強化マグネシウム金属の
製造方法において用いられるアルミナ短繊維としては、
アルミナ含有率が90重量％以上であり、残部がSiO2等よ
りなるものを用いることが望ましい。 また、前記アルミナ短繊維のバインダーとして用いるMg
Oと同等もしくはそれ以上に熱力学的に安定な酸化物、
あるいは焼成によって得られる緻密なコーティング層を
形成するMgOと同等もしくはそれ以上に熱力学的に安定
な酸化物としては、MgO,Li2O,CaO,ZrO2などから選ばれ
る１種または２種以上のものが用いられる。 （発明の作用） 本発明に係わるアルミナ短繊維強化マグネシウム金属の
製造方法では、アルミナ短繊維をMgOと同等もしくはそ
れ以上に熱力学的に安定な酸化物の１種または２種以上
からなる無機バインダーで成形したアルミナ短繊維成形
体を得るようにし、あるいはアルミナ短繊維をアルミナ
バインダーで成形して得られた繊維成形体にコーティン
グ溶液を浸透させたのち前記コーティング溶液を乾燥，
焼成することにより繊維表面およびバインダー表面に緻
密なコーティング層を形成させたアルミナ短繊維成形体
を得るようにし、前記アルミナ短繊維成形体を加圧鋳造
型内にセットした後マグネシウムまたはマグネシウム合
金の金属溶湯を加圧鋳造するようにしているので、金属
溶湯がアルミナ短繊維成形体中に浸透する過程において
従来のごときMg2SiやMg17Al12などの有害な反応生成物
を生ずるようなことがなくなり、したがって、このよう
な有害な反応生成物の偏析がなくなることから、繊維強
化金属の疲労特性やクリープ特性などの機械的性質が大
幅に向上しかつ安定したものになるという作用がもたら
される。 （実施例） 以下、本発明の実施例を説明する。 実施例１ この実施例１では、第７図（ａ）〜（ｄ）に示す順序に
従ってアルミナ短繊維成形体を作製した。 第７図において、11は容器、12は攪拌具、13は成形型、
14は吸水型、15は加熱炉のヒーターである。 まず、第７図（ａ）に示すように、容器11内に、アルミ
ナ短繊維（Al2O3／SiO295/5）５と水16を入れて混合
し、攪拌具12によって前記アルミナ短繊維５を水16中に
分散させ、無機バインダー17としてマグネシア（MgO）
成分となる硝酸マグネシウムを添加し、アルミナ短繊維
５の重量に対してマグネシア量で10重量％となるように
混合した。さらに、無機バインダー17の定着をよくする
ためにポリアクリルアミドをアルミナ短繊維５の重量に
対して１重量％を加え、原料スラリー20とした。 次いで、第７図（ｂ）に示すように、前記容器11内の原
料スラリー20を成形型13に注入し、成形型13の排気孔13
aから真空吸引することにより、吸水型14を通して脱水
成形した。 続いて、成形型13において得られた成形体21を乾燥して
第７図（ｃ）に示す未焼成のアルミナ短繊維成形体22と
し、さらに加熱炉内でヒーター15により加熱することに
よって1200℃での焼成を行い、これによって第７図
（ｄ）に示すようなアルミナ短繊維成形体６を得た。 次に、前記アルミナ短繊維成形体６を800℃に予熱した
のち、第１図に示した内型３の凸部3aに隙間なくセット
し、次いでマグネシウム（QE22）の金属溶湯（・720
℃）７を加圧鋳造型１の内部に注湯し、上型４を降下さ
せることにより1000気圧の圧力下で加圧凝固させること
によってアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８を得
た。 ここで得られたアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８
のマクロ金属組織を第３図に示すと共にミクロ金属組織
を第５図（第３図のｂ部分）および第６図（第３図のｃ
部分）に示す。 第３図に示すようにマクロ組織は均一なものとなってお
り、第５図に示す金属溶湯７の最終浸透域にも有害な反
応生成物は観察されず、第６図に示す健全部と同様の良
好なる組織を有する偏析のない均一なアルミナ短繊維強
化マグネシウム金属８が得られたことが確かめられた。 そして、ここで得られたアルミナ短繊維強化マグネシウ
ム金属８の引張強度を調べたところ、第８図に示すよう
に、従来のシリカバインダーを用いたMg（QE22）マトリ
ックスよりなる比較例１のアルミナ短繊維強化マグネシ
ウム金属に比べて引張強度がかなり向上していることが
認められた。 実施例２ この実施例２では、前記実施例１と同様の手順により、
まず第７図（ａ）に示すように、容器11内に、アルミナ
短繊維（Al2O3／SiO2＝90/10）５と水16を入れて混合
し、攪拌具12によって前記アルミナ短繊維５を水16中に
分散させ、無機バインダーとしてマグネシア（MgO）成
分となる硫酸マグネシウムを、また第２成分として硫酸
リチウムを用いて、両成分の比をMgO/Li2Oとして90/10
となるように調整し、アルミナ短繊維５の重量に対して
MgO/Li2O量で10重量％となるように混合した。さらに、
無機バインダーの定着をよくするためにポリアクリルア
ミドをアルミナ短繊維５の重量に対して１重量％加え、
原料スラリー20とした。 次いで、第７図（ｂ）に示すように、前記容器11内の原
料スラリー20を成形型13内に注入し、成形型13の排気孔
13aから真空吸引することにより、吸水型14を通して脱
水を行い、乾燥したのち第７図（ｃ）に示すように加熱
炉内でヒーター15により加熱することによって1200℃で
の焼成を行い、これによって第７図（ｄ）に示すような
アルミナ短繊維成形体６を得た。 次に、前記アルミナ短繊維成形体６を800℃に予熱した
のち、第１図に示した内型３の凸部3aに隙間なくセット
し、次いでMg−５重量％Nd合金の金属溶湯７を加圧鋳造
型１の内部に注湯し、上型４を降下させることにより加
圧して凝固させて、アルミナ短繊維強化マグネシウム金
属（合金）８を得た。 ここで得られたアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８
のマクロ組織およびミクロ組織を実施例１と同様にして
調べたところ、第３図に示したと同様にマクロ組織は均
一なものとなっており、第５図に示したと同様に金属溶
湯７の最終浸透域にも有害な反応生成物は観察されず、
偏析のない均一な組織を有するアルミナ短繊維強化マグ
ネシウム金属（合金）８を得ることができた。 そして、ここで得られたアルミナ短繊維強化マグネシウ
ム金属８の引張強度を調べたところ、第８図に示すよう
に、従来のシリカバインダーを用いたMg−５％Ndマトリ
ックスよりなる比較例２のアルミナ短繊維強化マグネシ
ウム金属に比べて引張強度がかなり向上していることが
認められた。 実施例３ 前記実施例１と同様の手順により、いくつかのバインダ
ー成分を用いてアルミナ短繊維（Al2O3／SiO2＝95/5）
を成形して得たアルミナ短繊維成形体自身の特性を評価
した。 ここで得られた結果を第９図に示す。この場合、バイン
ダーの添加量はいずれも10重量％とした。 この第９図において、繊維成形体自身の圧縮強度（10％
圧縮時）を棒グラフで示し、加圧鋳造後のプリフォーム
（成形体）体積（第１図中Ｖで示した体積の変化）を●
で示した。 この第９図から、本発明品は従来品よりも圧縮強度は小
さいが、従来の高圧鋳造法によっても繊維成形体の体積
は80％以上（20％収縮）であり、問題ないことが明らか
となった。 そして、本発明品の圧縮強度はだいたい同程度であるた
め、MgO/Li2O＝90/10を選定して、バインダー量と加圧
鋳造（溶湯鍛造）後のプリフォーム（成形体）体積との
関係を調べた。その結果を第10図に示す。 第10図に示したように、繊維成形体の変形をどの程度容
認するかにもよるが、バインダー量はおよそ６重量％〜
10重量％の範囲が好ましいといえる。 そしてこれらのバインダー成分は前記実施例と同様にし
てアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８を製造した結
果、いずれも前記実施例と同様に有害な反応生成物を生
成することはなく、有害な反応生成物のない均一な組織
を有するアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８を得る
ことができた。 実施例４ この実施例４では、第13図（ａ）〜（ｇ）に示す順序に
従ってアルミナ短繊維成形体を作製した。 第13図において、11は容器、12は攪拌具、13は成形型、
14は吸水型、15は加熱炉のヒーター、18はフィルタ用筒
状体、19はフィルタである。 まず、第13図（ａ）に示すように、容器11内に、アルミ
ナ短繊維（Al2O3／SiO2＝95/5）５と水16を入れて混合
し、攪拌具12によって前記アルミナ短繊維５を水16中に
分散させ、バインダー17としてコロイダルアルミナをア
ルミナ短繊維５の重量に対して２重量％となるように混
合した。さらに、前記バインダーの定着をよくするため
に、ポリアクリルアミドをアルミナ短繊維５の重量に対
して１重量％加え、原料スラリー20とした。 次いで、第13図（ｂ）に示すように、前記容器11内の原
料スラリー20を成形型13内に注入し、成形型13の排気孔
13aから真空吸引することにより、吸水型14を通して脱
水成形した。 続いて、成形型13において得られた成形体21を乾燥して
第13図（ｃ）に示す未焼成のアルミナ短繊維成形体22と
し、さらに加熱炉内でヒーター15により加熱することに
よって1200℃での焼成を行い、これによって第13図
（ｄ）に示すような繊維成形体23を得た。 次に、前記繊維成形体23を第13図（ｅ）に示すようにフ
ィルタ用筒状体18内のフィルタ19上にセットし、容器31
内に入れたコーティング溶液30を前記繊維成形体23の上
から注入した。ここで用いたコーティング溶液30は硝酸
マグネシウム水溶液であり、乾燥，焼成により生成する
マグネシア（MgO）濃度にして５重量％に相当する硝酸
マグネシウム水溶液を繊維成形体23中に浸透させた。 次に、この繊維成形体23を乾燥して第13図（ｆ）に示す
繊維成形体24の表面に前記硝酸マグネシウムを再結晶さ
せたのち、加熱炉のヒーター15で加熱して1200℃での焼
成を行うことにより、第13図（ｇ）に示すような繊維表
面およびバインダー表面に緻密なコーティング層を形成
させたアルミナ短繊維成形体６を得た。 ここで得られたアルミナ短繊維成形体６に対してＸ線分
析したところ、繊維自体の回折パターン以外にスピネル
相（MgO・Al2O3）が確認された。このことにより、アル
ミナ短繊維およびアルミナバインダーの表面にコーティ
ングされたマグネシウムイオンは、過熱によって繊維お
よびバインダー表面から内部へ拡散し、前記イオンを含
む緻密なスピネルコーティング層を形成していることが
わかった。 次に、前記アルミナ短繊維成形体６を800℃に予熱した
のち、第１図に示した内型３の凸部3aに隙間なくセット
し、次いで工業用純マグネシウムの金属溶湯（720℃）
７を加圧鋳造型１の内部に注湯し、上型４を降下させる
ことにより1000気圧の圧力下で加圧凝固させることによ
ってアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８を得た。 ここで得られたアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８
の金属溶湯最終浸透域（第３図のｂ部分）のミクロ組織
を第12図に示す。 第12図に示すように、アルミナ短繊維成形体６に形成さ
せた緻密なスピネルコーティング層のバリア作用によ
り、有害な反応生成物は生じていないことが確かめられ
た。 実施例５ この実施例５では、コーティング溶液の第１成分として
硫酸マグネシウムを用いると共に、第２成分として硫酸
リチウムを用い、両成分の比をMgO/Li2Oとして90/10と
なるようにし、これらの和がアルミナ短繊維重量の５重
量％となるようにした溶液中に、第13図（ｄ）に示した
繊維成形体23を浸漬して前記溶液を前記繊維成形体23内
に含浸させた。次いで前記実施例４と同様にして乾燥，
焼成した後、第１図に示した加圧鋳造型１内にセット
し、Mg−５重量％Nd合金の金属溶湯７を加圧鋳造して複
合させた。 このようにして得られたアルミナ短繊維強化マグネシウ
ム金属８は反応生成物の無い健全なものであった。 そして、ここで得られたアルミナ短繊維強化マグネシウ
ム金属８の引張強度を調べたところ、第14図に示すよう
に、従来のシリカバインダーを用いたMg−５％Ndマトリ
ックスよりなる比較例２のアルミナ短繊維強化マグネシ
ウム金属に比べて引張強度がかなり向上していることが
認められた。 実施例６ この実施例６では、金属アルコキシドを含む有機溶媒溶
液として、マグネシウムメトキシド・メタノール溶液
（マグネシア（MgO）濃度にしてアルミナ短繊維重量の
５重量％に相当）を準備し、前記溶液中に第13図（ｄ）
に示した繊維成形体23を浸漬し、これを引き上げた後大
気中の水分を吸収させ、加水分解させることによって繊
維およびバインダーの表面に水酸化マグネシウムのゲル
状をなす均一なコーティング膜を得た。 次いで、前記成形体を乾燥した後1200℃での焼成により
スピネル（MgO・Al2O3）の緻密なコーティング層を有す
る繊維成形体を得た。 続いて、前記繊維成形体を用いて第１図に示した加圧鋳
造型１にセットしたのちマグネシウム（QE22）金属溶湯
７を注湯し、上型４を降下して加圧凝固させることによ
りアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８を得た。 ここで得たアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８にお
いても反応生成物のない健全なものであった。 そして、ここで得られたアルミナ短繊維強化マグネシウ
ム金属８の引張強度を調べたところ、第14図に示すよう
に、従来のシリカバインダーを用いたMg（QE22）マトリ
ックスよりなる比較例１のアルミナ短繊維強化マグネシ
ウム金属に比べて引張強度がかなり向上していることが
確かめられた。 実施例７ この実施例７では、ジルコニア濃度にして５重量％に相
当するジルコニウム−ｎ−ブトキシド・キシレン溶液
（イットリア2.6モル％の部分安定化組成）にアルミナ
短繊維成形体を浸漬し、これを引き上げて大気中の水分
を吸収させることにより加水分解させ、次いで焼成を行
った後、繊維およびバインダーの表面に部分安定化ジル
コニアの緻密なコーティング層を有する繊維成形体を得
た。 次いで、この繊維成形体を第１図に示した加圧鋳造型１
にセットしてMg−５％Nd合金の金属溶湯７を注湯し、上
型４を降下して凝固させることによりアルミナ短繊維強
化マグネシウム金属８を得た。 ここで得たアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８にお
いても反応生成物のない健全なものであった。
グネシウム金属の製造方法は、アルミナ短繊維をMgOと
同等もしくはそれ以上に熱力学的に安定な酸化物の１種
または２種以上からなる無機バインダーで成形し、得ら
れたアルミナ短繊維成形体を加圧鋳造型内にセットした
後マグネシウムまたはマグネシウム合金の金属溶湯を加
圧鋳造（溶湯鍛造を含む。）する構成としたことを特徴
としている。 また、本発明の第（２）請求項に係わるアルミナ短繊維
強化マグネシウム金属の製造方法は、アルミナ短繊維を
アルミナバインダーで成形し、得られた繊維成形体にコ
ーティング溶液を浸透させ、前記コーティング溶液を乾
燥，焼成することにより繊維表面およびバインダー表面
に緻密なコーティング層を形成させたアルミナ短繊維成
形体とし、得られたアルミナ短繊維成形体を加圧鋳造型
内にセットした後マグネシウムまたはマグネシウム合金
の金属溶湯を加圧鋳造する構成としたことを特徴として
おり、実施態様においては前記コーティング溶液が、１
種または２種以上の無機塩を含む水溶液で構成され、前
記水溶液の乾燥によって前記無機塩を繊維表面およびバ
インダー表面に再結晶させた後、さらに焼成することに
より無機酸化物の緻密なコーティング層とする構成とし
たことを特徴としており、他の実施態様においては前記
コーティング溶液が、１種または２種以上の金属アルコ
キシドを含む有機溶媒溶液で構成され、前記溶液に大気
中の水分を吸収させて前記金属アルコキシドの一部ない
し全部を加水分解し、繊維表面およびバインダー表面を
前記金属の酸化物あるいは水酸化物あるいは水和物のコ
ーティング膜へと変化させた後、さらに焼成することに
より金属酸化物の緻密なコーティング層とする構成とし
たことを特徴としており、、同じく実施態様においては
前記焼成によって得られる緻密なコーティング層がMgO
と同等もしくはそれ以上に熱力学的に安定な酸化物の１
種または２種以上で形成される構成としたことを特徴と
しており、上記のごときアルミナ短繊維強化マグネシウ
ム金属の製造方法の各構成を前述した従来の課題を解決
するための手段としている。 本発明に係わるアルミナ短繊維強化マグネシウム金属の
製造方法において用いられるアルミナ短繊維としては、
アルミナ含有率が90重量％以上であり、残部がSiO2等よ
りなるものを用いることが望ましい。 また、前記アルミナ短繊維のバインダーとして用いるMg
Oと同等もしくはそれ以上に熱力学的に安定な酸化物、
あるいは焼成によって得られる緻密なコーティング層を
形成するMgOと同等もしくはそれ以上に熱力学的に安定
な酸化物としては、MgO,Li2O,CaO,ZrO2などから選ばれ
る１種または２種以上のものが用いられる。 （発明の作用） 本発明に係わるアルミナ短繊維強化マグネシウム金属の
製造方法では、アルミナ短繊維をMgOと同等もしくはそ
れ以上に熱力学的に安定な酸化物の１種または２種以上
からなる無機バインダーで成形したアルミナ短繊維成形
体を得るようにし、あるいはアルミナ短繊維をアルミナ
バインダーで成形して得られた繊維成形体にコーティン
グ溶液を浸透させたのち前記コーティング溶液を乾燥，
焼成することにより繊維表面およびバインダー表面に緻
密なコーティング層を形成させたアルミナ短繊維成形体
を得るようにし、前記アルミナ短繊維成形体を加圧鋳造
型内にセットした後マグネシウムまたはマグネシウム合
金の金属溶湯を加圧鋳造するようにしているので、金属
溶湯がアルミナ短繊維成形体中に浸透する過程において
従来のごときMg2SiやMg17Al12などの有害な反応生成物
を生ずるようなことがなくなり、したがって、このよう
な有害な反応生成物の偏析がなくなることから、繊維強
化金属の疲労特性やクリープ特性などの機械的性質が大
幅に向上しかつ安定したものになるという作用がもたら
される。 （実施例） 以下、本発明の実施例を説明する。 実施例１ この実施例１では、第７図（ａ）〜（ｄ）に示す順序に
従ってアルミナ短繊維成形体を作製した。 第７図において、11は容器、12は攪拌具、13は成形型、
14は吸水型、15は加熱炉のヒーターである。 まず、第７図（ａ）に示すように、容器11内に、アルミ
ナ短繊維（Al2O3／SiO295/5）５と水16を入れて混合
し、攪拌具12によって前記アルミナ短繊維５を水16中に
分散させ、無機バインダー17としてマグネシア（MgO）
成分となる硝酸マグネシウムを添加し、アルミナ短繊維
５の重量に対してマグネシア量で10重量％となるように
混合した。さらに、無機バインダー17の定着をよくする
ためにポリアクリルアミドをアルミナ短繊維５の重量に
対して１重量％を加え、原料スラリー20とした。 次いで、第７図（ｂ）に示すように、前記容器11内の原
料スラリー20を成形型13に注入し、成形型13の排気孔13
aから真空吸引することにより、吸水型14を通して脱水
成形した。 続いて、成形型13において得られた成形体21を乾燥して
第７図（ｃ）に示す未焼成のアルミナ短繊維成形体22と
し、さらに加熱炉内でヒーター15により加熱することに
よって1200℃での焼成を行い、これによって第７図
（ｄ）に示すようなアルミナ短繊維成形体６を得た。 次に、前記アルミナ短繊維成形体６を800℃に予熱した
のち、第１図に示した内型３の凸部3aに隙間なくセット
し、次いでマグネシウム（QE22）の金属溶湯（・720
℃）７を加圧鋳造型１の内部に注湯し、上型４を降下さ
せることにより1000気圧の圧力下で加圧凝固させること
によってアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８を得
た。 ここで得られたアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８
のマクロ金属組織を第３図に示すと共にミクロ金属組織
を第５図（第３図のｂ部分）および第６図（第３図のｃ
部分）に示す。 第３図に示すようにマクロ組織は均一なものとなってお
り、第５図に示す金属溶湯７の最終浸透域にも有害な反
応生成物は観察されず、第６図に示す健全部と同様の良
好なる組織を有する偏析のない均一なアルミナ短繊維強
化マグネシウム金属８が得られたことが確かめられた。 そして、ここで得られたアルミナ短繊維強化マグネシウ
ム金属８の引張強度を調べたところ、第８図に示すよう
に、従来のシリカバインダーを用いたMg（QE22）マトリ
ックスよりなる比較例１のアルミナ短繊維強化マグネシ
ウム金属に比べて引張強度がかなり向上していることが
認められた。 実施例２ この実施例２では、前記実施例１と同様の手順により、
まず第７図（ａ）に示すように、容器11内に、アルミナ
短繊維（Al2O3／SiO2＝90/10）５と水16を入れて混合
し、攪拌具12によって前記アルミナ短繊維５を水16中に
分散させ、無機バインダーとしてマグネシア（MgO）成
分となる硫酸マグネシウムを、また第２成分として硫酸
リチウムを用いて、両成分の比をMgO/Li2Oとして90/10
となるように調整し、アルミナ短繊維５の重量に対して
MgO/Li2O量で10重量％となるように混合した。さらに、
無機バインダーの定着をよくするためにポリアクリルア
ミドをアルミナ短繊維５の重量に対して１重量％加え、
原料スラリー20とした。 次いで、第７図（ｂ）に示すように、前記容器11内の原
料スラリー20を成形型13内に注入し、成形型13の排気孔
13aから真空吸引することにより、吸水型14を通して脱
水を行い、乾燥したのち第７図（ｃ）に示すように加熱
炉内でヒーター15により加熱することによって1200℃で
の焼成を行い、これによって第７図（ｄ）に示すような
アルミナ短繊維成形体６を得た。 次に、前記アルミナ短繊維成形体６を800℃に予熱した
のち、第１図に示した内型３の凸部3aに隙間なくセット
し、次いでMg−５重量％Nd合金の金属溶湯７を加圧鋳造
型１の内部に注湯し、上型４を降下させることにより加
圧して凝固させて、アルミナ短繊維強化マグネシウム金
属（合金）８を得た。 ここで得られたアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８
のマクロ組織およびミクロ組織を実施例１と同様にして
調べたところ、第３図に示したと同様にマクロ組織は均
一なものとなっており、第５図に示したと同様に金属溶
湯７の最終浸透域にも有害な反応生成物は観察されず、
偏析のない均一な組織を有するアルミナ短繊維強化マグ
ネシウム金属（合金）８を得ることができた。 そして、ここで得られたアルミナ短繊維強化マグネシウ
ム金属８の引張強度を調べたところ、第８図に示すよう
に、従来のシリカバインダーを用いたMg−５％Ndマトリ
ックスよりなる比較例２のアルミナ短繊維強化マグネシ
ウム金属に比べて引張強度がかなり向上していることが
認められた。 実施例３ 前記実施例１と同様の手順により、いくつかのバインダ
ー成分を用いてアルミナ短繊維（Al2O3／SiO2＝95/5）
を成形して得たアルミナ短繊維成形体自身の特性を評価
した。 ここで得られた結果を第９図に示す。この場合、バイン
ダーの添加量はいずれも10重量％とした。 この第９図において、繊維成形体自身の圧縮強度（10％
圧縮時）を棒グラフで示し、加圧鋳造後のプリフォーム
（成形体）体積（第１図中Ｖで示した体積の変化）を●
で示した。 この第９図から、本発明品は従来品よりも圧縮強度は小
さいが、従来の高圧鋳造法によっても繊維成形体の体積
は80％以上（20％収縮）であり、問題ないことが明らか
となった。 そして、本発明品の圧縮強度はだいたい同程度であるた
め、MgO/Li2O＝90/10を選定して、バインダー量と加圧
鋳造（溶湯鍛造）後のプリフォーム（成形体）体積との
関係を調べた。その結果を第10図に示す。 第10図に示したように、繊維成形体の変形をどの程度容
認するかにもよるが、バインダー量はおよそ６重量％〜
10重量％の範囲が好ましいといえる。 そしてこれらのバインダー成分は前記実施例と同様にし
てアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８を製造した結
果、いずれも前記実施例と同様に有害な反応生成物を生
成することはなく、有害な反応生成物のない均一な組織
を有するアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８を得る
ことができた。 実施例４ この実施例４では、第13図（ａ）〜（ｇ）に示す順序に
従ってアルミナ短繊維成形体を作製した。 第13図において、11は容器、12は攪拌具、13は成形型、
14は吸水型、15は加熱炉のヒーター、18はフィルタ用筒
状体、19はフィルタである。 まず、第13図（ａ）に示すように、容器11内に、アルミ
ナ短繊維（Al2O3／SiO2＝95/5）５と水16を入れて混合
し、攪拌具12によって前記アルミナ短繊維５を水16中に
分散させ、バインダー17としてコロイダルアルミナをア
ルミナ短繊維５の重量に対して２重量％となるように混
合した。さらに、前記バインダーの定着をよくするため
に、ポリアクリルアミドをアルミナ短繊維５の重量に対
して１重量％加え、原料スラリー20とした。 次いで、第13図（ｂ）に示すように、前記容器11内の原
料スラリー20を成形型13内に注入し、成形型13の排気孔
13aから真空吸引することにより、吸水型14を通して脱
水成形した。 続いて、成形型13において得られた成形体21を乾燥して
第13図（ｃ）に示す未焼成のアルミナ短繊維成形体22と
し、さらに加熱炉内でヒーター15により加熱することに
よって1200℃での焼成を行い、これによって第13図
（ｄ）に示すような繊維成形体23を得た。 次に、前記繊維成形体23を第13図（ｅ）に示すようにフ
ィルタ用筒状体18内のフィルタ19上にセットし、容器31
内に入れたコーティング溶液30を前記繊維成形体23の上
から注入した。ここで用いたコーティング溶液30は硝酸
マグネシウム水溶液であり、乾燥，焼成により生成する
マグネシア（MgO）濃度にして５重量％に相当する硝酸
マグネシウム水溶液を繊維成形体23中に浸透させた。 次に、この繊維成形体23を乾燥して第13図（ｆ）に示す
繊維成形体24の表面に前記硝酸マグネシウムを再結晶さ
せたのち、加熱炉のヒーター15で加熱して1200℃での焼
成を行うことにより、第13図（ｇ）に示すような繊維表
面およびバインダー表面に緻密なコーティング層を形成
させたアルミナ短繊維成形体６を得た。 ここで得られたアルミナ短繊維成形体６に対してＸ線分
析したところ、繊維自体の回折パターン以外にスピネル
相（MgO・Al2O3）が確認された。このことにより、アル
ミナ短繊維およびアルミナバインダーの表面にコーティ
ングされたマグネシウムイオンは、過熱によって繊維お
よびバインダー表面から内部へ拡散し、前記イオンを含
む緻密なスピネルコーティング層を形成していることが
わかった。 次に、前記アルミナ短繊維成形体６を800℃に予熱した
のち、第１図に示した内型３の凸部3aに隙間なくセット
し、次いで工業用純マグネシウムの金属溶湯（720℃）
７を加圧鋳造型１の内部に注湯し、上型４を降下させる
ことにより1000気圧の圧力下で加圧凝固させることによ
ってアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８を得た。 ここで得られたアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８
の金属溶湯最終浸透域（第３図のｂ部分）のミクロ組織
を第12図に示す。 第12図に示すように、アルミナ短繊維成形体６に形成さ
せた緻密なスピネルコーティング層のバリア作用によ
り、有害な反応生成物は生じていないことが確かめられ
た。 実施例５ この実施例５では、コーティング溶液の第１成分として
硫酸マグネシウムを用いると共に、第２成分として硫酸
リチウムを用い、両成分の比をMgO/Li2Oとして90/10と
なるようにし、これらの和がアルミナ短繊維重量の５重
量％となるようにした溶液中に、第13図（ｄ）に示した
繊維成形体23を浸漬して前記溶液を前記繊維成形体23内
に含浸させた。次いで前記実施例４と同様にして乾燥，
焼成した後、第１図に示した加圧鋳造型１内にセット
し、Mg−５重量％Nd合金の金属溶湯７を加圧鋳造して複
合させた。 このようにして得られたアルミナ短繊維強化マグネシウ
ム金属８は反応生成物の無い健全なものであった。 そして、ここで得られたアルミナ短繊維強化マグネシウ
ム金属８の引張強度を調べたところ、第14図に示すよう
に、従来のシリカバインダーを用いたMg−５％Ndマトリ
ックスよりなる比較例２のアルミナ短繊維強化マグネシ
ウム金属に比べて引張強度がかなり向上していることが
認められた。 実施例６ この実施例６では、金属アルコキシドを含む有機溶媒溶
液として、マグネシウムメトキシド・メタノール溶液
（マグネシア（MgO）濃度にしてアルミナ短繊維重量の
５重量％に相当）を準備し、前記溶液中に第13図（ｄ）
に示した繊維成形体23を浸漬し、これを引き上げた後大
気中の水分を吸収させ、加水分解させることによって繊
維およびバインダーの表面に水酸化マグネシウムのゲル
状をなす均一なコーティング膜を得た。 次いで、前記成形体を乾燥した後1200℃での焼成により
スピネル（MgO・Al2O3）の緻密なコーティング層を有す
る繊維成形体を得た。 続いて、前記繊維成形体を用いて第１図に示した加圧鋳
造型１にセットしたのちマグネシウム（QE22）金属溶湯
７を注湯し、上型４を降下して加圧凝固させることによ
りアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８を得た。 ここで得たアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８にお
いても反応生成物のない健全なものであった。 そして、ここで得られたアルミナ短繊維強化マグネシウ
ム金属８の引張強度を調べたところ、第14図に示すよう
に、従来のシリカバインダーを用いたMg（QE22）マトリ
ックスよりなる比較例１のアルミナ短繊維強化マグネシ
ウム金属に比べて引張強度がかなり向上していることが
確かめられた。 実施例７ この実施例７では、ジルコニア濃度にして５重量％に相
当するジルコニウム−ｎ−ブトキシド・キシレン溶液
（イットリア2.6モル％の部分安定化組成）にアルミナ
短繊維成形体を浸漬し、これを引き上げて大気中の水分
を吸収させることにより加水分解させ、次いで焼成を行
った後、繊維およびバインダーの表面に部分安定化ジル
コニアの緻密なコーティング層を有する繊維成形体を得
た。 次いで、この繊維成形体を第１図に示した加圧鋳造型１
にセットしてMg−５％Nd合金の金属溶湯７を注湯し、上
型４を降下して凝固させることによりアルミナ短繊維強
化マグネシウム金属８を得た。 ここで得たアルミナ短繊維強化マグネシウム金属８にお
いても反応生成物のない健全なものであった。
本発明に係わるアルミナ短繊維強化マグネシウム金属の
製造方法では、アルミナ短繊維をMgOと同等もしくはそ
れ以上に熱力学的に安定な酸化物の１種または２種以上
からなる無機バインダーで成形してアルミナ短繊維成形
体を得るようにし、あるいはアルミナ短繊維をアルミナ
バインダーで成形し、得られた繊維成形体にコーティン
グ溶液を浸透させ、前記コーティング溶液を乾燥，焼成
することにより繊維表面およびバインダー表面に緻密な
コーティング層を形成させたアルミナ短繊維成形体を得
るようにして、前記アルミニウム短繊維成形体を加圧鋳
造型内にセットした後マグネシウムまたはマグネシウム
合金の金属溶湯を加圧鋳造する構成としているので、高
圧鋳造法によってアルミニウム短繊維成形体中にマグネ
シウムまたはマグネシウム合金の金属溶湯を浸透させる
過程で前記金属溶湯とバインダーとの反応を防止するこ
とが可能であり、従来のように反応生成物による偏析の
発生を阻止することが可能であって、疲労特性やクリー
プ特性などの機械的性質にすぐれたアルミナ短繊維強化
マグネシウム金属を提供することができるという著大な
る効果がもたらされる。
製造方法では、アルミナ短繊維をMgOと同等もしくはそ
れ以上に熱力学的に安定な酸化物の１種または２種以上
からなる無機バインダーで成形してアルミナ短繊維成形
体を得るようにし、あるいはアルミナ短繊維をアルミナ
バインダーで成形し、得られた繊維成形体にコーティン
グ溶液を浸透させ、前記コーティング溶液を乾燥，焼成
することにより繊維表面およびバインダー表面に緻密な
コーティング層を形成させたアルミナ短繊維成形体を得
るようにして、前記アルミニウム短繊維成形体を加圧鋳
造型内にセットした後マグネシウムまたはマグネシウム
合金の金属溶湯を加圧鋳造する構成としているので、高
圧鋳造法によってアルミニウム短繊維成形体中にマグネ
シウムまたはマグネシウム合金の金属溶湯を浸透させる
過程で前記金属溶湯とバインダーとの反応を防止するこ
とが可能であり、従来のように反応生成物による偏析の
発生を阻止することが可能であって、疲労特性やクリー
プ特性などの機械的性質にすぐれたアルミナ短繊維強化
マグネシウム金属を提供することができるという著大な
る効果がもたらされる。
第１図はアルミナ短繊維強化マグネシウム金属を製造す
る際に用いる加圧鋳造型の構造を例示する断面説明図、
第２図は第１図の加圧鋳造型で製造した従来のシリカバ
インダーを用いたアルミナ短繊維強化マグネシウム金属
において同第１図の一点鎖線ｌで囲んだ部分のマクロ金
属組織を示す組織写真、第３図は第１図の加圧鋳造型で
製造した本発明の実施例１のアルミナ短繊維強化マグネ
シウム金属において同第１図の一点鎖線ｌで囲んだ部分
のマクロ金属組織を示す組織写真、第４図は第２図のシ
リカバインダーを用いたアルミナ短繊維強化マグネシウ
ム金属のａ部分におけるミクロ金属組織を示す組織写
真、第５図は第３図のｂ部分におけるミクロ金属組織に
示す組織写真、第６図は第３図のｃ部分におけるミクロ
金属組織を示す組織写真、第７図（ａ）〜（ｄ）は本発
明の実施例１〜３において採用したアルミナ短繊維成形
体の製造過程を順次示す説明図、第８図は本発明の実施
例１および実施例２で製造したアルミナ短繊維強化マグ
ネシウム金属の引張強度を従来のシリカバインダーを用
いた比較例１および比較例２のアルミナ短繊維強化マグ
ネシウム金属の引張強度とともに示すグラフ、第９図は
本発明の実施例３においてアルミナ短繊維成形体自身の
特性を評価した結果を例示するグラフ、第10図は本発明
の実施例３においてバインダー量と加圧鋳造（溶湯鍛
造）後のプリフォーム体積との関係を調べた結果を例示
するグラフ、第11図は従来のアルミナバインダーを用い
たアルミナ短繊維強化マグネシウム金属の第２図ａ部分
に相当する位置でのミクロ金属組織を示す組織写真、第
12図は本発明の実施例４で製造したアルミナ短繊維強化
マグネシウム金属の第３図ｂ部分に相当する位置でのミ
クロ金属組織を示す組織写真、第13図（ａ）〜（ｇ）は
本発明の実施例４において採用したアルミナ短繊維成形
体の製造過程を順次示す説明図、第14図は本発明の実施
例５および実施例６で製造したアルミナ短繊維強化マグ
ネシウム金属の引張強度を従来のシリカバインダーを用
いた比較例１および比較例２のアルミナ短繊維強化マグ
ネシウム金属の引張強度とともに示すグラフである。 １…加圧鋳造型、５…アルミナ短繊維、６…アルミナ短
繊維成形体、７…マグネシウムまたはマグネシウム合金
の金属溶湯、８…アルミナ短繊維強化マグネシウム金
属。
る際に用いる加圧鋳造型の構造を例示する断面説明図、
第２図は第１図の加圧鋳造型で製造した従来のシリカバ
インダーを用いたアルミナ短繊維強化マグネシウム金属
において同第１図の一点鎖線ｌで囲んだ部分のマクロ金
属組織を示す組織写真、第３図は第１図の加圧鋳造型で
製造した本発明の実施例１のアルミナ短繊維強化マグネ
シウム金属において同第１図の一点鎖線ｌで囲んだ部分
のマクロ金属組織を示す組織写真、第４図は第２図のシ
リカバインダーを用いたアルミナ短繊維強化マグネシウ
ム金属のａ部分におけるミクロ金属組織を示す組織写
真、第５図は第３図のｂ部分におけるミクロ金属組織に
示す組織写真、第６図は第３図のｃ部分におけるミクロ
金属組織を示す組織写真、第７図（ａ）〜（ｄ）は本発
明の実施例１〜３において採用したアルミナ短繊維成形
体の製造過程を順次示す説明図、第８図は本発明の実施
例１および実施例２で製造したアルミナ短繊維強化マグ
ネシウム金属の引張強度を従来のシリカバインダーを用
いた比較例１および比較例２のアルミナ短繊維強化マグ
ネシウム金属の引張強度とともに示すグラフ、第９図は
本発明の実施例３においてアルミナ短繊維成形体自身の
特性を評価した結果を例示するグラフ、第10図は本発明
の実施例３においてバインダー量と加圧鋳造（溶湯鍛
造）後のプリフォーム体積との関係を調べた結果を例示
するグラフ、第11図は従来のアルミナバインダーを用い
たアルミナ短繊維強化マグネシウム金属の第２図ａ部分
に相当する位置でのミクロ金属組織を示す組織写真、第
12図は本発明の実施例４で製造したアルミナ短繊維強化
マグネシウム金属の第３図ｂ部分に相当する位置でのミ
クロ金属組織を示す組織写真、第13図（ａ）〜（ｇ）は
本発明の実施例４において採用したアルミナ短繊維成形
体の製造過程を順次示す説明図、第14図は本発明の実施
例５および実施例６で製造したアルミナ短繊維強化マグ
ネシウム金属の引張強度を従来のシリカバインダーを用
いた比較例１および比較例２のアルミナ短繊維強化マグ
ネシウム金属の引張強度とともに示すグラフである。 １…加圧鋳造型、５…アルミナ短繊維、６…アルミナ短
繊維成形体、７…マグネシウムまたはマグネシウム合金
の金属溶湯、８…アルミナ短繊維強化マグネシウム金
属。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 研一 東京都港区芝大門１丁目１番26号 ニチア ス株式会社内 (72)発明者 和田迫 三志 東京都港区芝大門１丁目１番26号 ニチア ス株式会社内 (72)発明者 小川 純一 東京都港区芝大門１丁目１番26号 ニチア ス株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】アルミナ短繊維をMgOと同等もしくはそれ
以上に熱力学的に安定な酸化物の１種または２種以上か
らなる無機バインダーで成形し、得られたアルミナ短繊
維成形体を加圧鋳造型内にセットした後マグネシウムま
たはマグネシウム合金の金属溶湯を加圧鋳造することを
特徴とするアルミナ短繊維強化マグネシウム金属の製造
方法。 - 【請求項２】アルミナ短繊維をアルミナバインダーで成
形し、得られた繊維成形体にコーティング溶液を浸透さ
せ、前記コーティング溶液を乾燥，焼成することにより
繊維表面およびバインダー表面に緻密なコーティング層
を形成させたアルミナ短繊維成形体とし、得られたアル
ミナ短繊維成形体を加圧鋳造型内にセットした後マグネ
シウムまたはマグネシウム合金の金属溶湯を加圧鋳造す
ることを特徴とするアルミナ短繊維強化マグネシウム金
属の製造方法。 - 【請求項３】コーティング溶液が、１種または２種以上
の無機塩を含む水溶液で構成され、前記水溶液の乾燥に
よって前記無機塩を繊維表面およびバインダー表面に再
結晶させた後、さらに焼成することにより無機酸化物の
緻密なコーティング層とすることを特徴とする請求項
（２）項に記載のアルミナ短繊維強化マグネシウム金属
の製造方法。 - 【請求項４】コーティング溶液が、１種または２種以上
の金属アルコキシドを含む有機溶媒溶液で構成され、前
記溶液に大気中の水分を吸収させて前記金属アルコキシ
ドの一部ないし全部を加水分解し、繊維表面およびバイ
ンダー表面を前記金属の酸化物あるいは水酸化物あるい
は水和物のコーティング膜へと変化させた後、さらに焼
成することにより金属酸化物の緻密なコーティング層と
することを特徴とする請求項（２）項に記載のアルミナ
短繊維強化マグネシウム金属の製造方法。 - 【請求項５】焼成によって得られる緻密なコーティング
層がMgOと同等もしくはそれ以上に熱力学的に安定な酸
化物の１種または２種以上で形成されることを特徴とす
る請求項（３）項または（４）項に記載のアルミナ短繊
維強化マグネシウム金属の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005842A JPH0676627B2 (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | アルミナ短繊維強化マグネシウム金属の製造方法 |
| US07/638,987 US5174834A (en) | 1990-01-12 | 1991-01-10 | Alumina short fiber reinforced magnesium alloy having stable oxide binders |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005842A JPH0676627B2 (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | アルミナ短繊維強化マグネシウム金属の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03211244A JPH03211244A (ja) | 1991-09-17 |
| JPH0676627B2 true JPH0676627B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=11622270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005842A Expired - Fee Related JPH0676627B2 (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | アルミナ短繊維強化マグネシウム金属の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5174834A (ja) |
| JP (1) | JPH0676627B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101921973B (zh) * | 2010-07-06 | 2013-03-27 | 南京信息工程大学 | 铁钴合金纤维增强镁合金复合材料及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57164946A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-09 | Sumitomo Chem Co Ltd | Fiber reinforced metallic composite material |
| JPS59208042A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-26 | Toyota Motor Corp | 分散強化マグネシウム合金 |
| JPS61253334A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-11-11 | Toyota Motor Corp | アルミナ繊維及び鉱物繊維強化金属複合材料 |
| US4752537A (en) * | 1985-06-10 | 1988-06-21 | The Boeing Company | Metal matrix composite fiber reinforced weld |
| DE3686209T2 (de) * | 1985-06-21 | 1993-02-25 | Ici Plc | Faserverstaerkte verbundwerkstoffe mit metallischer matrix. |
| EP0223478B1 (en) * | 1985-11-14 | 1992-07-29 | Imperial Chemical Industries Plc | Fibre-reinforced metal matrix composites |
-
1990
- 1990-01-12 JP JP2005842A patent/JPH0676627B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-01-10 US US07/638,987 patent/US5174834A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5174834A (en) | 1992-12-29 |
| JPH03211244A (ja) | 1991-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS62120449A (ja) | 繊維強化金属母材複合体 | |
| JP2000510808A (ja) | 高い強度を有する連続気泡フォームセラミック及びその製造法 | |
| EP0826651B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Oxidationsschutzes für poröse Keramiken auf der Basis von SiC und Si3N4 | |
| US5849650A (en) | Slurry for making ceramic insulation | |
| JPH0676627B2 (ja) | アルミナ短繊維強化マグネシウム金属の製造方法 | |
| JPH07232236A (ja) | 鋳造用のセラミックス中子の製造方法 | |
| JP4671501B2 (ja) | 軽量セラミックス部材およびその製造方法 | |
| JP3094148B2 (ja) | 軽量耐火物の製造方法 | |
| JPH03137066A (ja) | 複合セラミツク材料、その製造方法及び製品 | |
| JPH10265259A (ja) | 溶融シリカ質耐火物およびその製造方法 | |
| JPS61291460A (ja) | 繊維強化された炭化ケイ素セラミツクの製造方法 | |
| JPH04310579A (ja) | 多層繊維−マトリックスセラミック複合材料およびその製造方法 | |
| JP2004137111A (ja) | 超軽量セラミックフォームおよびその製造方法 | |
| GB2327083A (en) | Preform for composite material | |
| Lannutti et al. | Long fiber reinforced sol-gel derived Al2O3 composites | |
| KR100307901B1 (ko) | 탄소 혼합 세라믹 예비성형체의 건조방법 | |
| KR100407661B1 (ko) | 부정형 알루미노실리케이트 섬유 내화단열재의 제조방법 | |
| JPH05132728A (ja) | 複合材料用強化材成形体及びその製造方法 | |
| JP3217583B2 (ja) | 陶器質タイル | |
| JP2000204454A (ja) | 金属基複合材用プリフォ―ム及びその製造方法 | |
| JP3439241B2 (ja) | 傾斜機能金属基複合材料製造用複合強化材の製造法 | |
| JPH06185363A (ja) | チタン酸アルミニウム製燃焼室及びその製造方法 | |
| JP3534713B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池用セラミックスマニホールドの製造方法 | |
| KR100535299B1 (ko) | 고 비표면적 원료의 세라믹 하니컴 과 그 제조방법 | |
| JPH09287036A (ja) | 金属基複合材料の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |