JPH083660A - Ａｌ基金属間化合物強化複合部をもつ部材と、その製造方法 - Google Patents
Ａｌ基金属間化合物強化複合部をもつ部材と、その製造方法Info
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- JPH083660A JPH083660A JP6156655A JP15665594A JPH083660A JP H083660 A JPH083660 A JP H083660A JP 6156655 A JP6156655 A JP 6156655A JP 15665594 A JP15665594 A JP 15665594A JP H083660 A JPH083660 A JP H083660A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 部材の特定部にＡｌ基金属間化合物強化部を
もつ部材とその製造方法を提供する。 【構成】 本発明は強化粒子となる金属間化合物の各構
成元素の粉末を化学量論組成に従って秤量・混合したも
のにメカニカルアロイングを施して前駆複合体を作り、
この前駆複合体に純Ａｌ粉末またはＡｌ合金粉末を加え
て再度メカニカルアロイングを施したあと、この粉末で
強化複合部のプリフォームを作り、脱ガス後、予熱した
このプリフォームにＡｌ合金の溶湯を鋳込み、溶湯の熱
でプリフォーム中に分散している前駆複合体を反応させ
て金属間化合物を生成させるとともにプリフォームと溶
湯との接合面を一体化させることを特徴とするＡｌ基金
属間化合物強化複合部をもつ部材の製造方法であり、こ
の方法で製造した部材である。
もつ部材とその製造方法を提供する。 【構成】 本発明は強化粒子となる金属間化合物の各構
成元素の粉末を化学量論組成に従って秤量・混合したも
のにメカニカルアロイングを施して前駆複合体を作り、
この前駆複合体に純Ａｌ粉末またはＡｌ合金粉末を加え
て再度メカニカルアロイングを施したあと、この粉末で
強化複合部のプリフォームを作り、脱ガス後、予熱した
このプリフォームにＡｌ合金の溶湯を鋳込み、溶湯の熱
でプリフォーム中に分散している前駆複合体を反応させ
て金属間化合物を生成させるとともにプリフォームと溶
湯との接合面を一体化させることを特徴とするＡｌ基金
属間化合物強化複合部をもつ部材の製造方法であり、こ
の方法で製造した部材である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属間化合物強化アル
ミニウム（Ａｌ）合金を複合強化部にもつ部材とその製
造方法に関する。
ミニウム（Ａｌ）合金を複合強化部にもつ部材とその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属間化合物（Inter Metallic Compoun
ds :以下ＩＭＣとする）を強化材として利用する方法に
次のようなものがある。すなわち、Ａｌ又はＡｌ合金の
溶湯中にＩＭＣ粒子あるいはＡｌと反応してＩＭＣを形
成する金属粒子を投入添加してＩＭＣ分散強化合金を得
る方法である。また、セラミックスウィスカーで製作し
たプリフォーム中にＩＭＣを形成する金属粉末を混合し
ておき、これを用いてＡｌ合金の溶湯による加圧鋳込を
おこない、溶湯がプリフォームの空隙に浸透するのと同
時に成形体中の金属粉末とＡｌとが反応してＩＭＣを形
成し、ＩＭＣ強化複合材をうる方法である。（特開平１
−２３０７３７号公報）
ds :以下ＩＭＣとする）を強化材として利用する方法に
次のようなものがある。すなわち、Ａｌ又はＡｌ合金の
溶湯中にＩＭＣ粒子あるいはＡｌと反応してＩＭＣを形
成する金属粒子を投入添加してＩＭＣ分散強化合金を得
る方法である。また、セラミックスウィスカーで製作し
たプリフォーム中にＩＭＣを形成する金属粉末を混合し
ておき、これを用いてＡｌ合金の溶湯による加圧鋳込を
おこない、溶湯がプリフォームの空隙に浸透するのと同
時に成形体中の金属粉末とＡｌとが反応してＩＭＣを形
成し、ＩＭＣ強化複合材をうる方法である。（特開平１
−２３０７３７号公報）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】溶湯中にＩＭＣ粒子等
を投入添加する前記の方法は、Ａｌと反応してＩＭＣを
形成するため、Ａｌとの化合物となるＩＭＣ（たとえば
Ａｌ3 Ｎｉ，Ａｌ3 Ｆｅ，Ａｌ3 Ｔｉなど）しか利用で
きない。そしてＩＭＣ粉末を最初から用いる場合、ＩＭ
Ｃは融点が高く、酸化雰囲気を嫌うため、ＩＭＣ粉末を
製造するコストが非常に高くなる。またＡｌ溶湯中にＩ
ＭＣ粒子又は金属粒子を添加する方法では部品が必要と
する特定の部分のみを強化することができない。一方、
セラミックスウィスカーによるプリフォームを用いる場
合、金属粉末を混合したプリフォームの製造やＡｌ溶湯
との複合化の作業が複雑であるため、コストアップとな
る。またプリフォームを金属粉末の媒体とするため、Ｉ
ＭＣの複合化率を高くとることができず、ＩＭＣによる
強化が効果的におこなわれないという問題点がある。本
発明は前記事情に鑑みてなされたもので、前記問題点を
解消したＡｌ基金属間化合物強化複合部をもつ部材とそ
の製造方法を提供することを目的とする。
を投入添加する前記の方法は、Ａｌと反応してＩＭＣを
形成するため、Ａｌとの化合物となるＩＭＣ（たとえば
Ａｌ3 Ｎｉ，Ａｌ3 Ｆｅ，Ａｌ3 Ｔｉなど）しか利用で
きない。そしてＩＭＣ粉末を最初から用いる場合、ＩＭ
Ｃは融点が高く、酸化雰囲気を嫌うため、ＩＭＣ粉末を
製造するコストが非常に高くなる。またＡｌ溶湯中にＩ
ＭＣ粒子又は金属粒子を添加する方法では部品が必要と
する特定の部分のみを強化することができない。一方、
セラミックスウィスカーによるプリフォームを用いる場
合、金属粉末を混合したプリフォームの製造やＡｌ溶湯
との複合化の作業が複雑であるため、コストアップとな
る。またプリフォームを金属粉末の媒体とするため、Ｉ
ＭＣの複合化率を高くとることができず、ＩＭＣによる
強化が効果的におこなわれないという問題点がある。本
発明は前記事情に鑑みてなされたもので、前記問題点を
解消したＡｌ基金属間化合物強化複合部をもつ部材とそ
の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的に添い、本発明
は強化粒子となる金属間化合物の各構成元素の粉末を化
学量論組成に従って秤量・混合したものにメカニカルア
ロイングを施して前駆複合体を作り、この前駆複合体に
純Ａｌ粉末またはＡｌ合金粉末を加えて再度メカニカル
アロイングを施したあと、この粉末で強化複合部のプリ
フォームを作り、脱ガス後、予熱したこのプリフォーム
にＡｌ合金の溶湯を鋳込み、溶湯の熱でプリフォーム中
に分散している前駆複合体を反応させて金属間化合物を
生成させるとともにプリフォームと溶湯との接合面を一
体化させるＡｌ基金属間化合物強化複合部をもつ部材の
製造方法とすることによって前記課題を解消した。また
本発明は請求項１〜請求項３のいずれかの方法で製造し
たＡｌ基金属間化合物強化複合部をもつ部材とすること
によって前記課題を解消した。これにより、鋳造時に複
合強化部のプリフォームに金属間化合物が生成し、同時
にプリフォームと溶湯とが強固に接合する。
は強化粒子となる金属間化合物の各構成元素の粉末を化
学量論組成に従って秤量・混合したものにメカニカルア
ロイングを施して前駆複合体を作り、この前駆複合体に
純Ａｌ粉末またはＡｌ合金粉末を加えて再度メカニカル
アロイングを施したあと、この粉末で強化複合部のプリ
フォームを作り、脱ガス後、予熱したこのプリフォーム
にＡｌ合金の溶湯を鋳込み、溶湯の熱でプリフォーム中
に分散している前駆複合体を反応させて金属間化合物を
生成させるとともにプリフォームと溶湯との接合面を一
体化させるＡｌ基金属間化合物強化複合部をもつ部材の
製造方法とすることによって前記課題を解消した。また
本発明は請求項１〜請求項３のいずれかの方法で製造し
たＡｌ基金属間化合物強化複合部をもつ部材とすること
によって前記課題を解消した。これにより、鋳造時に複
合強化部のプリフォームに金属間化合物が生成し、同時
にプリフォームと溶湯とが強固に接合する。
【０００５】以下、本発明について図１を参照しながら
詳細に説明する。強化粒子となる金属間化合物の各構成
元素Ａ，Ｂ，Ｃ・・・（通常２種類以上である。ここで
は、Ａ，Ｂ２元素の場合について説明する。）の各粉末
を用意する。次に目標とする金属間化合物の各構成元素
の化学量論組成に従ってＡ，Ｂ２元素の粉末を秤量した
後混合する。ここで、化学量論組成とは、本来構造式で
示される化学組成のことで、例えば、Ａｌ3 Ｔｉならば
Ａｌ原子とＴｉ原子の構成比が３：１で化合しているこ
と、即ちＡｌ−２５ａｔ（原子）％ＴｉがＡｌ3 Ｔｉの
化学量論組成ということで、Ｍｇ2 ＳｉならばＭｇとＳ
ｉが２：１だからＭｇ−３３．３ａｔ％Ｓｉが化学量論
組成である。
詳細に説明する。強化粒子となる金属間化合物の各構成
元素Ａ，Ｂ，Ｃ・・・（通常２種類以上である。ここで
は、Ａ，Ｂ２元素の場合について説明する。）の各粉末
を用意する。次に目標とする金属間化合物の各構成元素
の化学量論組成に従ってＡ，Ｂ２元素の粉末を秤量した
後混合する。ここで、化学量論組成とは、本来構造式で
示される化学組成のことで、例えば、Ａｌ3 Ｔｉならば
Ａｌ原子とＴｉ原子の構成比が３：１で化合しているこ
と、即ちＡｌ−２５ａｔ（原子）％ＴｉがＡｌ3 Ｔｉの
化学量論組成ということで、Ｍｇ2 ＳｉならばＭｇとＳ
ｉが２：１だからＭｇ−３３．３ａｔ％Ｓｉが化学量論
組成である。
【０００６】混合した粉末をボールミル処理、好ましく
は高エネルギ型のアトライタを用いてメカニカルアロイ
ングを行う。アトライタの一例を図７に示す。アトライ
タ１では、シャフト２の回転によってアジテータ３を回
転させ、これによってボール４を運動させる。このボー
ル４の運動によって原料を混合する。混合操作中、ガス
流入口５からガスを流入させ、混合雰囲気を一定に保
つ。また、水流入口６から冷却水を流入させ温度を一定
に保つ。なお、７はガス排出口、８は水排出口である。
上記ボール４は最大１インチ好ましくは３／８インチの
鋼球であることが好ましい。ボールと投入粉末全重量の
比率は、ボールの全重量と粉末の全重量の比率が１５
０：１ないし２０：１好ましくは１４０：１ないし４
０：１である。シャフト２の回転数は好ましくは２５０
ｒｐｍである。混合雰囲気としてはＡｒあるいはＨｅ等
を使用した非酸化雰囲気で行う。アジテータ３の先端の
周速度は、３．５ｍ／秒以内とし、最大でも１インチの
ボールを使用して２０時間以内で、１０〜１５時間で処
理することが好ましい。なお、メカニカルアロイングの
際は、粉の分散性、または潤滑効果も考慮してメタノー
ルまたはエタノールを分散剤として適量添加して行う。
は高エネルギ型のアトライタを用いてメカニカルアロイ
ングを行う。アトライタの一例を図７に示す。アトライ
タ１では、シャフト２の回転によってアジテータ３を回
転させ、これによってボール４を運動させる。このボー
ル４の運動によって原料を混合する。混合操作中、ガス
流入口５からガスを流入させ、混合雰囲気を一定に保
つ。また、水流入口６から冷却水を流入させ温度を一定
に保つ。なお、７はガス排出口、８は水排出口である。
上記ボール４は最大１インチ好ましくは３／８インチの
鋼球であることが好ましい。ボールと投入粉末全重量の
比率は、ボールの全重量と粉末の全重量の比率が１５
０：１ないし２０：１好ましくは１４０：１ないし４
０：１である。シャフト２の回転数は好ましくは２５０
ｒｐｍである。混合雰囲気としてはＡｒあるいはＨｅ等
を使用した非酸化雰囲気で行う。アジテータ３の先端の
周速度は、３．５ｍ／秒以内とし、最大でも１インチの
ボールを使用して２０時間以内で、１０〜１５時間で処
理することが好ましい。なお、メカニカルアロイングの
際は、粉の分散性、または潤滑効果も考慮してメタノー
ルまたはエタノールを分散剤として適量添加して行う。
【０００７】このメカニカルアロイングによって得られ
る粉は、Ａ（Ｂ）がＢ（Ａ）に機械的に取り込まれて合
金粉末となったもので、金属間化合物にはなっていな
い。すなわち、金属間化合物の前駆複合体Ｘとなってい
る。上記前駆複合体Ｘは、発火性の強いＭｇを含む成分
組成からなる場合は、容器外に排出せず、これが内蔵さ
れる混合容器内にＡｌ粉末またはＡｌ合金粉末を投入
し、再度メカニカルアロイングを実施する。前駆複合体
Ｘと、添加するアルミニウム粉末の量は、重量比で次の
通りとする。 １〜３重量％≦Ｘ／［Ｘ＋アルミニウム粉末］≦４０重
量％ ４０重量％以上になると引張強さ，伸び，衝撃値が低下
するので好ましくない。また、１〜３重量％以上加えな
いと添加する効果が小さい。この本工程におけるメカニ
カルアロイングもアトライタを用いてアルコール（メタ
ノール、エタノール等）等の有機溶剤を添加して非酸化
雰囲気で行う。このＡｌ中に取り込まれた前駆複合体の
粒径は１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下で、これが
微細かつ均一に分散するように処理をする。
る粉は、Ａ（Ｂ）がＢ（Ａ）に機械的に取り込まれて合
金粉末となったもので、金属間化合物にはなっていな
い。すなわち、金属間化合物の前駆複合体Ｘとなってい
る。上記前駆複合体Ｘは、発火性の強いＭｇを含む成分
組成からなる場合は、容器外に排出せず、これが内蔵さ
れる混合容器内にＡｌ粉末またはＡｌ合金粉末を投入
し、再度メカニカルアロイングを実施する。前駆複合体
Ｘと、添加するアルミニウム粉末の量は、重量比で次の
通りとする。 １〜３重量％≦Ｘ／［Ｘ＋アルミニウム粉末］≦４０重
量％ ４０重量％以上になると引張強さ，伸び，衝撃値が低下
するので好ましくない。また、１〜３重量％以上加えな
いと添加する効果が小さい。この本工程におけるメカニ
カルアロイングもアトライタを用いてアルコール（メタ
ノール、エタノール等）等の有機溶剤を添加して非酸化
雰囲気で行う。このＡｌ中に取り込まれた前駆複合体の
粒径は１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下で、これが
微細かつ均一に分散するように処理をする。
【０００８】次にプリフォームを製作する。冷間等方静
水圧装置（ＣＩＰ）またはプレス装置を用い、適用する
部品の強化したい部分の形状にあわせて前記メカニカル
アロイング処理を施した粉末（以下、ＭＡ処理粉とす
る）を常温において加圧成形する。この加圧成形に際
し、粉末が塑性変形し、緻密なプリフォームとなるよう
に、少なくとも１００ＭＰａ、好ましくは２００ＭＰａ
以上の圧力を加え、相対密度が９５％以上となるように
処理する。このように処理することにより、型から取り
出す時にも割れや崩壊が起らず、取り扱いが容易とな
る。これはＡｌ中に前駆複合体が固溶した状態となって
いるため、特性的にはＡｌに準じた挙動を示すためであ
る。次に成形したプリフォームに含まれている水分・ガ
ス等を除去するため真空熱処理炉で４００℃以下で加熱
して脱ガスをおこなう。これによって複合化時にふくれ
や割れなどの欠陥が発生するのを防ぐ。
水圧装置（ＣＩＰ）またはプレス装置を用い、適用する
部品の強化したい部分の形状にあわせて前記メカニカル
アロイング処理を施した粉末（以下、ＭＡ処理粉とす
る）を常温において加圧成形する。この加圧成形に際
し、粉末が塑性変形し、緻密なプリフォームとなるよう
に、少なくとも１００ＭＰａ、好ましくは２００ＭＰａ
以上の圧力を加え、相対密度が９５％以上となるように
処理する。このように処理することにより、型から取り
出す時にも割れや崩壊が起らず、取り扱いが容易とな
る。これはＡｌ中に前駆複合体が固溶した状態となって
いるため、特性的にはＡｌに準じた挙動を示すためであ
る。次に成形したプリフォームに含まれている水分・ガ
ス等を除去するため真空熱処理炉で４００℃以下で加熱
して脱ガスをおこなう。これによって複合化時にふくれ
や割れなどの欠陥が発生するのを防ぐ。
【０００９】次に複合化処理をおこなう。そのため、こ
のプリフォームを部品鋳造用の特定の金型内にセット
し、これに部品本体の素材であるＡｌ合金の溶湯を注湯
し、プリフォームを鋳包む。なお、鋳込みに先立ってプ
リフォームの溶湯との温度差による変形・損傷を防ぐた
め、２００℃〜４００℃の温度でプリフォームを予熱し
ておく。なお、溶湯の温度は７００〜７６０℃である。
金型内のプリフォームは溶湯との接触によって、その接
触した界面でプリフォームの基地のＡｌが溶融し、溶湯
のＡｌと強固に結合する。同時に、Ａｌ溶湯の熱量によ
り、プリフォーム中に分散している前駆複合体が反応し
て、金属間化合物が形成され、これがＡｌマトリックス
中に微細に分散した組織となる。なお、この複合化の際
の鋳造方法については、プリフォームの相対密度は９５
％以上であるため、プリフォームの空隙にＡｌ溶湯を浸
透させる必要がなく、従って低圧鋳造，ハイプレッシャ
ーダイカスト，溶湯鍛造など全ての鋳造法が適用でき
る。このようにして部品の特定個処にＩＭＣによる複合
強化部が形成される。
のプリフォームを部品鋳造用の特定の金型内にセット
し、これに部品本体の素材であるＡｌ合金の溶湯を注湯
し、プリフォームを鋳包む。なお、鋳込みに先立ってプ
リフォームの溶湯との温度差による変形・損傷を防ぐた
め、２００℃〜４００℃の温度でプリフォームを予熱し
ておく。なお、溶湯の温度は７００〜７６０℃である。
金型内のプリフォームは溶湯との接触によって、その接
触した界面でプリフォームの基地のＡｌが溶融し、溶湯
のＡｌと強固に結合する。同時に、Ａｌ溶湯の熱量によ
り、プリフォーム中に分散している前駆複合体が反応し
て、金属間化合物が形成され、これがＡｌマトリックス
中に微細に分散した組織となる。なお、この複合化の際
の鋳造方法については、プリフォームの相対密度は９５
％以上であるため、プリフォームの空隙にＡｌ溶湯を浸
透させる必要がなく、従って低圧鋳造，ハイプレッシャ
ーダイカスト，溶湯鍛造など全ての鋳造法が適用でき
る。このようにして部品の特定個処にＩＭＣによる複合
強化部が形成される。
【００１０】次に必要な熱処理をおこなう。複合強化部
は前駆複合体から金属間化合物への形成が終了している
ため、熱処理による熱影響は受けにくく、従って通常の
熱処理が施せる。また、未反応の前駆複合体が残留して
いた場合にも、この熱処理時に反応が生じ金属間化合物
が形成される。最後に機械加工を施して仕上げ、製品と
する。仕上げ段階におこなう機械加工においては、複合
強化部には硬いが微細な金属間化合物が均一に分散して
いるため、セラミックス繊維強化材を用いたものに比較
して加工性が良好で、通常の加工ラインがそのまま流用
できる。
は前駆複合体から金属間化合物への形成が終了している
ため、熱処理による熱影響は受けにくく、従って通常の
熱処理が施せる。また、未反応の前駆複合体が残留して
いた場合にも、この熱処理時に反応が生じ金属間化合物
が形成される。最後に機械加工を施して仕上げ、製品と
する。仕上げ段階におこなう機械加工においては、複合
強化部には硬いが微細な金属間化合物が均一に分散して
いるため、セラミックス繊維強化材を用いたものに比較
して加工性が良好で、通常の加工ラインがそのまま流用
できる。
【００１１】以上のように本発明によればピストン，シ
リンダーヘッドなどの軽量性，耐熱性，高温強度を必要
とする部材の特定の部位を複合強化することができる。
図２に２サイクル内燃機関用シリンダーヘッドをＩＭＣ
で強化した例を示す。この例ではプリフォーム用の強化
粒子としてＭｇとＳｉの化合物であるＭｇ2 Ｓｉをえら
び、重力鋳造により、このプリフォームをＡＣ４Ｃ材で
鋳包み、複合化を図ったものである。図の散在する点で
示すＩＭＣの部分（燃焼室）が、３０ｗｔ％のＭｇ2 Ｓ
ｉが均一に分散した強化複合部である。また、図４に、
このプリフォームの基地であるＡｌとＡＣ４Ｃ材がその
接合界面で強固に結合している状態の金属組織を拡大し
て示す。なお、このプリフォームの複合化の後と前のＸ
線回析の結果を図５及び図６に示す。複合化前では図６
に示すようにＡｌ，Ｓｉ，Ｍｇの各元素の単独のピーク
が現われているのに対し、複合後の図５のものにはＳ
ｉ，Ｍｇのピークが消滅し、新たに金属間化合物のＭｇ
2 Ｓｉの明瞭なピークが出現している。これは母材であ
るＡＣ４Ｃ溶湯の熱量により前駆複合体が反応して金属
間化合物のＭｇ2 Ｓｉを形成したことを示している。図
３は前記強化複合部から削り出された試験片による高温
硬さ試験の結果を示す。これによれば強化複合部の硬さ
はシリンダーヘッド母材であるＡＣ４Ｃ−Ｔ６に対して
各温度で大きく上まわっており、良好な耐熱性を有して
いることが認められた。
リンダーヘッドなどの軽量性，耐熱性，高温強度を必要
とする部材の特定の部位を複合強化することができる。
図２に２サイクル内燃機関用シリンダーヘッドをＩＭＣ
で強化した例を示す。この例ではプリフォーム用の強化
粒子としてＭｇとＳｉの化合物であるＭｇ2 Ｓｉをえら
び、重力鋳造により、このプリフォームをＡＣ４Ｃ材で
鋳包み、複合化を図ったものである。図の散在する点で
示すＩＭＣの部分（燃焼室）が、３０ｗｔ％のＭｇ2 Ｓ
ｉが均一に分散した強化複合部である。また、図４に、
このプリフォームの基地であるＡｌとＡＣ４Ｃ材がその
接合界面で強固に結合している状態の金属組織を拡大し
て示す。なお、このプリフォームの複合化の後と前のＸ
線回析の結果を図５及び図６に示す。複合化前では図６
に示すようにＡｌ，Ｓｉ，Ｍｇの各元素の単独のピーク
が現われているのに対し、複合後の図５のものにはＳ
ｉ，Ｍｇのピークが消滅し、新たに金属間化合物のＭｇ
2 Ｓｉの明瞭なピークが出現している。これは母材であ
るＡＣ４Ｃ溶湯の熱量により前駆複合体が反応して金属
間化合物のＭｇ2 Ｓｉを形成したことを示している。図
３は前記強化複合部から削り出された試験片による高温
硬さ試験の結果を示す。これによれば強化複合部の硬さ
はシリンダーヘッド母材であるＡＣ４Ｃ−Ｔ６に対して
各温度で大きく上まわっており、良好な耐熱性を有して
いることが認められた。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果がえら
れる。 高価な金属間化合物粉末を直接使用せず、メカニカ
ルアロイングにより前駆複合体を作り、鋳造時に反応さ
せるため安価に金属間化合物強化部を有する部材をうる
ことができる。 前駆複合体を有する粉末からプリフォームを作り、
このプリフォームを用いて直接Ａｌ溶湯と反応させるた
め工程が単純化される。 プリフォームを用いて複合化するため、部材の特定
の部位を効果的に強化することができる。 プリフォームの基地はＡｌであるため、Ａｌ溶湯と
反応して結合するため接合強度が高く、かつ複合化が容
易である。 メカニカルアロイングにより金属間化合物を形成す
る前駆複合体を分散させるため、Ａｌ系以外の金属間化
合物を強化粒子として使用することも可能である。
れる。 高価な金属間化合物粉末を直接使用せず、メカニカ
ルアロイングにより前駆複合体を作り、鋳造時に反応さ
せるため安価に金属間化合物強化部を有する部材をうる
ことができる。 前駆複合体を有する粉末からプリフォームを作り、
このプリフォームを用いて直接Ａｌ溶湯と反応させるた
め工程が単純化される。 プリフォームを用いて複合化するため、部材の特定
の部位を効果的に強化することができる。 プリフォームの基地はＡｌであるため、Ａｌ溶湯と
反応して結合するため接合強度が高く、かつ複合化が容
易である。 メカニカルアロイングにより金属間化合物を形成す
る前駆複合体を分散させるため、Ａｌ系以外の金属間化
合物を強化粒子として使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製造方法の工程を説明する図であ
る。
る。
【図２】本発明によって製造したシリンダーヘッドの説
明図である。
明図である。
【図３】図２に示すシリンダーヘッドの強化複合部とシ
リンダーヘッド母材との高温硬さを比較して示すグラフ
である。
リンダーヘッド母材との高温硬さを比較して示すグラフ
である。
【図４】図２に示すシリンダーヘッドの接合界面の金属
組織を、拡大して示す図面に代る写真である。
組織を、拡大して示す図面に代る写真である。
【図５】本発明で用いるプリフォームの複合後のＸ線回
析チャート図である。
析チャート図である。
【図６】同複合前のＸ線回析チャート図である。
【図７】本発明で用いるアトライタの説明図である。
１ アトライタ ３ アジテータ ４ ボール ５ ガス流入口 ６ 水流入口 ７ ガス排出口
Claims (4)
- 【請求項１】 強化粒子となる金属間化合物の各構成元
素の粉末を化学量論組成に従って秤量・混合したものに
メカニカルアロイングを施して前駆複合体を作り、この
前駆複合体に純Ａｌ粉末またはＡｌ合金粉末を加えて再
度メカニカルアロイングを施したあと、この粉末で強化
複合部のプリフォームを作り、脱ガス後、予熱したこの
プリフォームにＡｌ合金の溶湯を鋳込み、溶湯の熱でプ
リフォーム中に分散している前駆複合体を反応させて金
属間化合物を生成させるとともにプリフォームと溶湯と
の接合面を一体化させることを特徴とするＡｌ基金属間
化合物強化複合部をもつ部材の製造方法。 - 【請求項２】 前記前駆複合体粉の混合比がＡｌ粉の４
０重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の
Ａｌ基金属間化合物強化複合部をもつ部材の製造方法。 - 【請求項３】 前記プリフォームを常温において圧力１
００ＭＰａ以上、相対密度９５％以上となるように加圧
成形することを特徴とする請求項１に記載のＡｌ基金属
間化合物強化複合部をもつ部材の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれかの方法で
製造したＡｌ基金属間化合物強化複合部をもつ部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15665594A JP3417666B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | Ａｌ基金属間化合物強化複合部をもつ部材と、その製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15665594A JP3417666B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | Ａｌ基金属間化合物強化複合部をもつ部材と、その製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH083660A true JPH083660A (ja) | 1996-01-09 |
| JP3417666B2 JP3417666B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=15632409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15665594A Expired - Fee Related JP3417666B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | Ａｌ基金属間化合物強化複合部をもつ部材と、その製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3417666B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5832347A (en) * | 1996-10-04 | 1998-11-03 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Toner for recording electrostatic image and electrostatic recording method and apparatus using the same |
| US7262262B2 (en) | 2001-04-11 | 2007-08-28 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Resin composition for toner and toner |
| WO2010016269A1 (ja) | 2008-08-08 | 2010-02-11 | 学校法人日本大学 | 巨大歪加工法で固化成形した高比強度を有する純アルミニウム構造材料 |
| US20150225814A1 (en) * | 2012-10-25 | 2015-08-13 | Beihang University | Intermetallic compound ultrafine particle reinforced metal-based composite material and preparation method thereof |
-
1994
- 1994-06-15 JP JP15665594A patent/JP3417666B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5832347A (en) * | 1996-10-04 | 1998-11-03 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Toner for recording electrostatic image and electrostatic recording method and apparatus using the same |
| US7262262B2 (en) | 2001-04-11 | 2007-08-28 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Resin composition for toner and toner |
| WO2010016269A1 (ja) | 2008-08-08 | 2010-02-11 | 学校法人日本大学 | 巨大歪加工法で固化成形した高比強度を有する純アルミニウム構造材料 |
| US20150225814A1 (en) * | 2012-10-25 | 2015-08-13 | Beihang University | Intermetallic compound ultrafine particle reinforced metal-based composite material and preparation method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3417666B2 (ja) | 2003-06-16 |
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|---|---|---|---|
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