JPH08215828A - 複合鋳造体及びその製造方法 - Google Patents
複合鋳造体及びその製造方法Info
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- JPH08215828A JPH08215828A JP2270095A JP2270095A JPH08215828A JP H08215828 A JPH08215828 A JP H08215828A JP 2270095 A JP2270095 A JP 2270095A JP 2270095 A JP2270095 A JP 2270095A JP H08215828 A JPH08215828 A JP H08215828A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複合が容易であり、均質かつ十分な機械的特
性を得ることができる複合鋳造体及びその製造方法を提
供する。 【構成】 第１の発明の複合鋳造体は、セラミック製の
ハニカム構造体にアルミニウムの溶湯を高圧で鋳造した
ものであり、第２の発明の複合鋳造体は、多孔質のセラ
ミック体にアルミニウムの溶湯を高圧で鋳造したもので
ある。また第３の発明の複合鋳造体の製造方法は、金型
内に置かれたセラミック製のハニカム構造体または多孔
質セラミック体に500kg/cm2 以上の高圧でアルミニウム
溶湯を注湯するものである。
性を得ることができる複合鋳造体及びその製造方法を提
供する。 【構成】 第１の発明の複合鋳造体は、セラミック製の
ハニカム構造体にアルミニウムの溶湯を高圧で鋳造した
ものであり、第２の発明の複合鋳造体は、多孔質のセラ
ミック体にアルミニウムの溶湯を高圧で鋳造したもので
ある。また第３の発明の複合鋳造体の製造方法は、金型
内に置かれたセラミック製のハニカム構造体または多孔
質セラミック体に500kg/cm2 以上の高圧でアルミニウム
溶湯を注湯するものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば内燃機関用エン
ジンブロック、船舶用ピストン、金型等の高強度材とし
て用いることができるセラミックとアルミニウムとの複
合鋳造体及びその製造方法に関するものである。
ジンブロック、船舶用ピストン、金型等の高強度材とし
て用いることができるセラミックとアルミニウムとの複
合鋳造体及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム鋳造体の機械的強度を向上
させる目的で、セラミックとアルミニウムとを複合させ
た複合鋳造体が従来から開発されている。例えば特開平
1-113162号公報や特開平5-132728号公報等には、アルミ
ナ質繊維やシリカアルミナ質繊維等のセラミック繊維に
アルミニウムの溶湯を鋳込んだ複合鋳造体が示されてい
る。
させる目的で、セラミックとアルミニウムとを複合させ
た複合鋳造体が従来から開発されている。例えば特開平
1-113162号公報や特開平5-132728号公報等には、アルミ
ナ質繊維やシリカアルミナ質繊維等のセラミック繊維に
アルミニウムの溶湯を鋳込んだ複合鋳造体が示されてい
る。
【０００３】ところがこのような従来の複合鋳造体は、
セラミック質のファイバーボードやファイバーペーパー
に対してアルミニウムの溶湯を鋳込んだものが普通であ
った。このためセラミックの内部微構造が不均一であ
り、複合化したときの特性が出にくく、また複合化しに
くいという問題があった。更にセラミック質のファイバ
ーボードやファイバーペーパーはそれ自体の強度が低い
ために鋳造時に型の内部で移動し易く、所定の位置に複
合化できないという問題もあった。
セラミック質のファイバーボードやファイバーペーパー
に対してアルミニウムの溶湯を鋳込んだものが普通であ
った。このためセラミックの内部微構造が不均一であ
り、複合化したときの特性が出にくく、また複合化しに
くいという問題があった。更にセラミック質のファイバ
ーボードやファイバーペーパーはそれ自体の強度が低い
ために鋳造時に型の内部で移動し易く、所定の位置に複
合化できないという問題もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決して、複合が容易であり、複合により均
質かつ十分な機械的特性を得ることができる複合鋳造体
及びその製造方法を提供するためになされたものであ
る。
の問題点を解決して、複合が容易であり、複合により均
質かつ十分な機械的特性を得ることができる複合鋳造体
及びその製造方法を提供するためになされたものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた第１の発明の複合鋳造体は、セラミック製
のハニカム構造体にアルミニウムの溶湯を鋳造したこと
を特徴とするものである。また同一の課題を解決するた
めになされた第２の発明の複合鋳造体は、多孔質のセラ
ミック体にアルミニウムの溶湯を鋳造したことを特徴と
するものである。更に第３の発明の複合鋳造体の製造方
法は、金型内に置かれたセラミック製のハニカム構造体
または多孔質セラミック体に500kg/cm2 以上の高圧でア
ルミニウム溶湯を注湯することを特徴とするものであ
る。
めになされた第１の発明の複合鋳造体は、セラミック製
のハニカム構造体にアルミニウムの溶湯を鋳造したこと
を特徴とするものである。また同一の課題を解決するた
めになされた第２の発明の複合鋳造体は、多孔質のセラ
ミック体にアルミニウムの溶湯を鋳造したことを特徴と
するものである。更に第３の発明の複合鋳造体の製造方
法は、金型内に置かれたセラミック製のハニカム構造体
または多孔質セラミック体に500kg/cm2 以上の高圧でア
ルミニウム溶湯を注湯することを特徴とするものであ
る。
【０００６】第１の発明のセラミック製のハニカム構造
体は、熱膨脹の小さいセラミックであることが好ましく
コージライト質、ムライト質、コージライト−ムライト
質のいずれかであることが好ましい。これら以外のセラ
ミックを使用すると、アルミニウムの溶湯を注湯したと
きの熱衝撃によってセラミック体が割れてしまうおそれ
があるからである。またハニカム構造体については、セ
ル形状は四角、六角等何れでもよいが強度の点から六角
が好ましい。１平方インチ中のセル数が100 セル以上で
あることが好ましい。セル数がこれよりも少ないとハニ
カムの目が粗くなるため複合化が粗となり、均質な特性
が得られにくいためである。
体は、熱膨脹の小さいセラミックであることが好ましく
コージライト質、ムライト質、コージライト−ムライト
質のいずれかであることが好ましい。これら以外のセラ
ミックを使用すると、アルミニウムの溶湯を注湯したと
きの熱衝撃によってセラミック体が割れてしまうおそれ
があるからである。またハニカム構造体については、セ
ル形状は四角、六角等何れでもよいが強度の点から六角
が好ましい。１平方インチ中のセル数が100 セル以上で
あることが好ましい。セル数がこれよりも少ないとハニ
カムの目が粗くなるため複合化が粗となり、均質な特性
が得られにくいためである。
【０００７】さらにハニカム構造体を構成するセラミッ
ク母材自体の全細孔容積が、0.15cm3/g 以上であること
が好ましい。全細孔容積がこれよりも少ないとアルミニ
ウム溶湯がセラミック母材中に十分な量が含浸されず、
複合化による特性が得られにくくなる。また、セラミッ
ク母材中の細孔径は10μm 〜100 μm であることが好ま
しい。細孔径がこれよりも小さいと高圧をかけてもアル
ミニウム溶湯が含浸されない部分が生じ易く、細孔径が
これよりも大きいと複合体としての特性が出しにくいた
めである。
ク母材自体の全細孔容積が、0.15cm3/g 以上であること
が好ましい。全細孔容積がこれよりも少ないとアルミニ
ウム溶湯がセラミック母材中に十分な量が含浸されず、
複合化による特性が得られにくくなる。また、セラミッ
ク母材中の細孔径は10μm 〜100 μm であることが好ま
しい。細孔径がこれよりも小さいと高圧をかけてもアル
ミニウム溶湯が含浸されない部分が生じ易く、細孔径が
これよりも大きいと複合体としての特性が出しにくいた
めである。
【０００８】次に第２の発明の多孔質のセラミック体
も、上記と同様の理由によってコージライト質、ムライ
ト質、コージライト−ムライト質のいずれかであること
が好ましい。またハンドリング上、強度は10kgf/cm2 以
上で、嵩比重は0.4〜1.0 であることが好ましい。嵩比
重が0.4 未満であると低強度となりハンドリングに不都
合であり、嵩比重1.0 を越えると複合体としての特性が
出しにくい。同様に、気孔率が80％を越えると低強度と
なり、気孔率が50％未満であると複合体としての特性が
出しにくい。この多孔質のセラミック体中の細孔径は10
μm 〜100 μm であることが好ましい。細孔径がこれよ
りも小さいとアルミニウム溶湯が含浸されにくく、細孔
径がこれよりも大きいと複合体としての特性が出しにく
いためである。
も、上記と同様の理由によってコージライト質、ムライ
ト質、コージライト−ムライト質のいずれかであること
が好ましい。またハンドリング上、強度は10kgf/cm2 以
上で、嵩比重は0.4〜1.0 であることが好ましい。嵩比
重が0.4 未満であると低強度となりハンドリングに不都
合であり、嵩比重1.0 を越えると複合体としての特性が
出しにくい。同様に、気孔率が80％を越えると低強度と
なり、気孔率が50％未満であると複合体としての特性が
出しにくい。この多孔質のセラミック体中の細孔径は10
μm 〜100 μm であることが好ましい。細孔径がこれよ
りも小さいとアルミニウム溶湯が含浸されにくく、細孔
径がこれよりも大きいと複合体としての特性が出しにく
いためである。
【０００９】上記のようなハニカム構造体や多孔質のセ
ラミック体は、図１に示されるように金型１、２の内部
にセットされ、アルミニウム溶湯を注湯される。そして
ピストン３により500 〜1500kgf/cm2 の圧力で溶湯を加
圧することによりセラミックの気孔の内部に溶湯を含浸
させたうえ、冷却・離型して複合鋳造体を得ることがで
きる。なお、この際の圧力は多孔質セラミック体やハニ
カム構造体の細孔の大きさによって適宜選択することが
できるが、10μm 程度の細孔にアルミニウムを含浸さ
せ、30kgf/mm2 以上の引張強度を発現させるためには少
なくとも500 kgf/cm2 以上であることが望ましく、ま
た、1500kgf/cm2 以上は実用上の点で好ましくない。
ラミック体は、図１に示されるように金型１、２の内部
にセットされ、アルミニウム溶湯を注湯される。そして
ピストン３により500 〜1500kgf/cm2 の圧力で溶湯を加
圧することによりセラミックの気孔の内部に溶湯を含浸
させたうえ、冷却・離型して複合鋳造体を得ることがで
きる。なお、この際の圧力は多孔質セラミック体やハニ
カム構造体の細孔の大きさによって適宜選択することが
できるが、10μm 程度の細孔にアルミニウムを含浸さ
せ、30kgf/mm2 以上の引張強度を発現させるためには少
なくとも500 kgf/cm2 以上であることが望ましく、ま
た、1500kgf/cm2 以上は実用上の点で好ましくない。
【００１０】
【作用】本発明の複合鋳造体はいずれも、内部微構造が
均質でしかも空隙の多いセラミック体に対してアルミニ
ウムの溶湯を高圧で鋳造したものであるから、セラミッ
クと金属の複合が容易かつ均質に行われ、所望の複合体
特性を得ることができる。またこれらのセラミック体は
従来のファイバーボードやファイバーペーパーとは異な
り、それ自体が十分な機械的強度を有するものであるか
ら、取扱いが容易であって所定の位置に複合化し易い利
点もある。
均質でしかも空隙の多いセラミック体に対してアルミニ
ウムの溶湯を高圧で鋳造したものであるから、セラミッ
クと金属の複合が容易かつ均質に行われ、所望の複合体
特性を得ることができる。またこれらのセラミック体は
従来のファイバーボードやファイバーペーパーとは異な
り、それ自体が十分な機械的強度を有するものであるか
ら、取扱いが容易であって所定の位置に複合化し易い利
点もある。
【００１１】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。 〔実施例１〕１平方インチ当りのセル数が100 〜400 個
で、150 ×100 ×10t mmのサイズのコージライト質ハニ
カム構造体を金型内にそれぞれセットし、その内部に70
0 ℃のアルミニウム合金の溶湯を鋳込んだうえ、1000kg
f/cm2 の圧力を加えて高圧鋳造した。アルミニウム合金
はハニカム構造体のセル内及びセラミック母材中に浸透
し、複合鋳造体が得られた。この複合鋳造体から、幅10
mm、肉厚10mm、長さ150mm の試験片を切り出して室温で
引張試験を行なった。その結果を表１に示す。なお、比
較例は市販のアルミナ質ファイバーボードに実施例と同
様にアルミニウム合金の溶湯を鋳込んだものである。
で、150 ×100 ×10t mmのサイズのコージライト質ハニ
カム構造体を金型内にそれぞれセットし、その内部に70
0 ℃のアルミニウム合金の溶湯を鋳込んだうえ、1000kg
f/cm2 の圧力を加えて高圧鋳造した。アルミニウム合金
はハニカム構造体のセル内及びセラミック母材中に浸透
し、複合鋳造体が得られた。この複合鋳造体から、幅10
mm、肉厚10mm、長さ150mm の試験片を切り出して室温で
引張試験を行なった。その結果を表１に示す。なお、比
較例は市販のアルミナ質ファイバーボードに実施例と同
様にアルミニウム合金の溶湯を鋳込んだものである。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１に示したように、実施例の複合鋳造体
は比較例のものに比べてはるかに優れた引張強度を示
し、均質な複合化が行なわれたことが分かる。次にハニ
カム構造体を構成するセラミック質の全細孔容積を変化
させて同様の試験を行った。その結果を表２に示す。
は比較例のものに比べてはるかに優れた引張強度を示
し、均質な複合化が行なわれたことが分かる。次にハニ
カム構造体を構成するセラミック質の全細孔容積を変化
させて同様の試験を行った。その結果を表２に示す。
【００１４】
【表２】
【００１５】〔実施例２〕嵩比重が0.4 〜1.5 のコージ
ライト−ムライト質の多孔質セラミック体（150 ×100
×10t mm) を金型にセットし、実施例１と同様にアルミ
ニウム合金を高圧で鋳造した。得られた複合鋳造体の強
度を表３に示す。
ライト−ムライト質の多孔質セラミック体（150 ×100
×10t mm) を金型にセットし、実施例１と同様にアルミ
ニウム合金を高圧で鋳造した。得られた複合鋳造体の強
度を表３に示す。
【００１６】
【表３】
【００１７】〔実施例３〕コージライト−ムライト質の
母材を作製する際に、平均直径がそれぞれ５、10、50、
100 、150 μm のスチレンビーズを混入させ、焼成工程
で消失させて所定の気孔径を持った母材を入手した。実
施例１と同様な方法で試験片を作成し、引張試験を行な
ったところ表４のとおりの結果が得られた。
母材を作製する際に、平均直径がそれぞれ５、10、50、
100 、150 μm のスチレンビーズを混入させ、焼成工程
で消失させて所定の気孔径を持った母材を入手した。実
施例１と同様な方法で試験片を作成し、引張試験を行な
ったところ表４のとおりの結果が得られた。
【００１８】
【表４】
【００１９】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明の製造方法によって得られる本発明の複合鋳造体は内
部微構造が均質でしかも空隙の多いセラミック体に対し
てアルミニウムの溶湯を高圧で鋳造したものであるか
ら、均質で優れた複合体特性を発揮するものである。ま
たこれらのセラミック体は従来のファイバーボード等に
比較してそれ自体の強度が大きく、所定の位置に複合化
し易い利点を有する。よって本発明の複合鋳造体は、機
械的強度が要求される用途に適したものである。
明の製造方法によって得られる本発明の複合鋳造体は内
部微構造が均質でしかも空隙の多いセラミック体に対し
てアルミニウムの溶湯を高圧で鋳造したものであるか
ら、均質で優れた複合体特性を発揮するものである。ま
たこれらのセラミック体は従来のファイバーボード等に
比較してそれ自体の強度が大きく、所定の位置に複合化
し易い利点を有する。よって本発明の複合鋳造体は、機
械的強度が要求される用途に適したものである。
【図１】本発明の複合化の工程を示す断面図である。
１ 金型、２ 金型、３ ピストン
Claims (3)
- 【請求項１】 セラミック製のハニカム構造体にアルミ
ニウムの溶湯を鋳造したことを特徴とする複合鋳造体。 - 【請求項２】 多孔質のセラミック体にアルミニウムの
溶湯を鋳造したことを特徴とする複合鋳造体。 - 【請求項３】 金型内に置かれたセラミック製のハニカ
ム構造体または多孔質セラミック体に500kg/cm2 以上の
高圧でアルミニウム溶湯を注湯することを特徴とする複
合鋳造体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02270095A JP3286102B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 複合鋳造体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02270095A JP3286102B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 複合鋳造体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08215828A true JPH08215828A (ja) | 1996-08-27 |
| JP3286102B2 JP3286102B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=12090150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02270095A Expired - Fee Related JP3286102B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 複合鋳造体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3286102B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000051765A1 (fr) * | 1999-03-01 | 2000-09-08 | Shaochien Tseng | Procede d'obtention d'un composite matriciel de metal poreux utilisant des billes ceramiques creuses |
| EP1400500A1 (en) * | 2002-09-13 | 2004-03-24 | Dowa Mining Co., Ltd. | Apparatus, mold, and method for manufacturing metal-ceramic composite member |
| EP1407842A2 (en) * | 2002-09-30 | 2004-04-14 | Dowa Mining Co., Ltd. | Mold and method for manufacturing metal-ceramic composite member |
| WO2008093809A1 (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-07 | Ngk Insulators, Ltd. | 鋳造品の製造方法及び鋳造品 |
| CN115846624A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-03-28 | 昆明理工大学 | 一种陶瓷/铁基蜂窝构型复合材料的制备方法 |
-
1995
- 1995-02-10 JP JP02270095A patent/JP3286102B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000051765A1 (fr) * | 1999-03-01 | 2000-09-08 | Shaochien Tseng | Procede d'obtention d'un composite matriciel de metal poreux utilisant des billes ceramiques creuses |
| EP1400500A1 (en) * | 2002-09-13 | 2004-03-24 | Dowa Mining Co., Ltd. | Apparatus, mold, and method for manufacturing metal-ceramic composite member |
| US7131483B2 (en) | 2002-09-13 | 2006-11-07 | Dowa Mining Co., Ltd. | Apparatus, mold, and method for manufacturing metal-ceramic composite member |
| US8011416B2 (en) | 2002-09-13 | 2011-09-06 | Dowa Metaltech Co., Ltd. | Apparatus, mold, and method for manufacturing metal-ceramic composite member |
| EP1407842A2 (en) * | 2002-09-30 | 2004-04-14 | Dowa Mining Co., Ltd. | Mold and method for manufacturing metal-ceramic composite member |
| EP1407842A3 (en) * | 2002-09-30 | 2005-09-14 | Dowa Mining Co., Ltd. | Mold and method for manufacturing metal-ceramic composite member |
| US6997233B2 (en) | 2002-09-30 | 2006-02-14 | Dowa Mining Co., Ltd. | Mold and method for manufacturing metal-ceramic composite member |
| WO2008093809A1 (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-07 | Ngk Insulators, Ltd. | 鋳造品の製造方法及び鋳造品 |
| CN115846624A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-03-28 | 昆明理工大学 | 一种陶瓷/铁基蜂窝构型复合材料的制备方法 |
| CN115846624B (zh) * | 2023-02-28 | 2023-04-28 | 昆明理工大学 | 一种陶瓷/铁基蜂窝构型复合材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3286102B2 (ja) | 2002-05-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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