JPH0860272A - アルミニウム基複合材料の製造方法 - Google Patents
アルミニウム基複合材料の製造方法Info
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- JPH0860272A JPH0860272A JP21942494A JP21942494A JPH0860272A JP H0860272 A JPH0860272 A JP H0860272A JP 21942494 A JP21942494 A JP 21942494A JP 21942494 A JP21942494 A JP 21942494A JP H0860272 A JPH0860272 A JP H0860272A
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- Japan
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- aluminum
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- molding
- composite material
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミニウム合金粉末とセラミックス等の強
化粒子の混合粉末を高温で加圧することによってアルミ
ニウム基複合材料を製造するに際して、金型の酸化や損
傷を小さくする。 【構成】 アルミニウム合金粉末とセラミックス粒子を
混合・攪拌した混合粉末を加熱加圧して成形し、アルミ
ニウム基複合材料を得る方法において、上記混合粉末を
予め予備成形した予備成形体を、上記成形温度以上の温
度に加熱したセラミックス微粒子を介して加熱加圧して
成形することを特徴とするアルミニウム基複合材料の製
造方法。
化粒子の混合粉末を高温で加圧することによってアルミ
ニウム基複合材料を製造するに際して、金型の酸化や損
傷を小さくする。 【構成】 アルミニウム合金粉末とセラミックス粒子を
混合・攪拌した混合粉末を加熱加圧して成形し、アルミ
ニウム基複合材料を得る方法において、上記混合粉末を
予め予備成形した予備成形体を、上記成形温度以上の温
度に加熱したセラミックス微粒子を介して加熱加圧して
成形することを特徴とするアルミニウム基複合材料の製
造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は軽量且つ耐熱性及び耐摩
耗性を有するアルミニウム基複合材料の製造方法に関す
るものであり、例えばディスクロータ、ディスクブレー
キ用ピストン或いはブレーキドラム等に好適なアルミニ
ウム基複合材料の製造方法に関する。
耗性を有するアルミニウム基複合材料の製造方法に関す
るものであり、例えばディスクロータ、ディスクブレー
キ用ピストン或いはブレーキドラム等に好適なアルミニ
ウム基複合材料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来軽
量でしかも耐熱性、耐摩耗性が要求されるディスクロー
タ等の材料として、例えば特開昭５９−１７３２３４号
公報に示すようにアルミニウム基複合材料の利用が試み
られている。この複合材料はアルミニウム合金マトリッ
クス中に強化材を分散したものである。そしてそのよう
な材料の製造方法としては主として鋳造法と粉末法
がある。
量でしかも耐熱性、耐摩耗性が要求されるディスクロー
タ等の材料として、例えば特開昭５９−１７３２３４号
公報に示すようにアルミニウム基複合材料の利用が試み
られている。この複合材料はアルミニウム合金マトリッ
クス中に強化材を分散したものである。そしてそのよう
な材料の製造方法としては主として鋳造法と粉末法
がある。
【０００３】先ず鋳造法は、部分的に複合材にするの
が困難であり、また強化材を含有することは湯の流動性
を悪くするため強化材をあまり多くできない。次に粉
末法は、焼結法では高強度のものが得られにくく、高温
加圧成形法では金型の損傷が激しい。このように従来の
製造方法はいずれも問題があった。
が困難であり、また強化材を含有することは湯の流動性
を悪くするため強化材をあまり多くできない。次に粉
末法は、焼結法では高強度のものが得られにくく、高温
加圧成形法では金型の損傷が激しい。このように従来の
製造方法はいずれも問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はこれに鑑み種々
検討の結果、金型の損傷を小さくしてアルミニウム基複
合材料を高温加圧成形する方法を開発したものである。
検討の結果、金型の損傷を小さくしてアルミニウム基複
合材料を高温加圧成形する方法を開発したものである。
【０００５】即ち本発明の方法は、アルミニウム合金粉
末とセラミックス粒子を混合・攪拌した混合粉末を加熱
加圧して成形し、アルミニウム基複合材料を得る方法に
おいて、上記混合粉末を予め予備成形した予備成形体
を、上記成形温度以上の温度に加熱したセラミックス微
粒子を介して加熱加圧して成形することを特徴とするも
のであり、この際セラミックス微粒子の粒径を 0.3〜10
μｍとするのはより効果がある。このようにして得られ
るアルミニウム基複合材料としてはディスクロータ、デ
ィスクブレーキ用ピストン又はブレーキドラムが有効で
ある。
末とセラミックス粒子を混合・攪拌した混合粉末を加熱
加圧して成形し、アルミニウム基複合材料を得る方法に
おいて、上記混合粉末を予め予備成形した予備成形体
を、上記成形温度以上の温度に加熱したセラミックス微
粒子を介して加熱加圧して成形することを特徴とするも
のであり、この際セラミックス微粒子の粒径を 0.3〜10
μｍとするのはより効果がある。このようにして得られ
るアルミニウム基複合材料としてはディスクロータ、デ
ィスクブレーキ用ピストン又はブレーキドラムが有効で
ある。
【０００６】
【作用】このように本発明ではセラミックスの微粒子を
介してアルミニウム基複合材料の予備成形体を加熱加圧
成形するものであるから、成形金型を成形材料と同じ高
温まで加熱する必要がないので、該金型が酸化により劣
化し難く金型寿命が大きく延びコスト低減を図ることが
できる。
介してアルミニウム基複合材料の予備成形体を加熱加圧
成形するものであるから、成形金型を成形材料と同じ高
温まで加熱する必要がないので、該金型が酸化により劣
化し難く金型寿命が大きく延びコスト低減を図ることが
できる。
【０００７】本発明では成形金型内において圧力を伝達
する媒体が流動性のある粉末状であるため、成形品は従
来の金型のみの成形法では上下方向からのみ加圧される
のに対して、本発明によれば横方向その他あらゆる方向
からも圧力が加わるので得られる成形品の異方性（加圧
方向と平行な方向と直角な方向とで特性が異なる性質）
が小さくなる。
する媒体が流動性のある粉末状であるため、成形品は従
来の金型のみの成形法では上下方向からのみ加圧される
のに対して、本発明によれば横方向その他あらゆる方向
からも圧力が加わるので得られる成形品の異方性（加圧
方向と平行な方向と直角な方向とで特性が異なる性質）
が小さくなる。
【０００８】この圧力伝達媒体の粉末としては粒径 0.3
〜10μｍ、より好ましくは１〜５μｍのセラミックス微
粒子を用いる。粒径が 0.3μｍ未満では流動性が悪く且
つ高価であり、10μｍを越えると成形品の面を荒らす原
因となるため好ましくない。またセラミックス粒子とし
てはアルミナ，窒化珪素, 炭化珪素等の粒子を使用す
る。なお圧力伝達媒体の材料としてはセラミックス以外
にも、アルミニウムより融点の高い金属元素、特にタン
グステン等の高融点金属の粉末を利用することもでき
る。
〜10μｍ、より好ましくは１〜５μｍのセラミックス微
粒子を用いる。粒径が 0.3μｍ未満では流動性が悪く且
つ高価であり、10μｍを越えると成形品の面を荒らす原
因となるため好ましくない。またセラミックス粒子とし
てはアルミナ，窒化珪素, 炭化珪素等の粒子を使用す
る。なお圧力伝達媒体の材料としてはセラミックス以外
にも、アルミニウムより融点の高い金属元素、特にタン
グステン等の高融点金属の粉末を利用することもでき
る。
【０００９】本発明では成形金型の形状は成形品形状と
１対１で対応させる必要がないため、形状・寸法の異な
る二以上の成形品に対して同一の金型を共用でき金型の
自由度が大きい。さらに該金型の形状や寸法精度も厳し
い制約がないので金型製作のコストを削減できる。
１対１で対応させる必要がないため、形状・寸法の異な
る二以上の成形品に対して同一の金型を共用でき金型の
自由度が大きい。さらに該金型の形状や寸法精度も厳し
い制約がないので金型製作のコストを削減できる。
【００１０】圧力伝達媒体であるセラミックス微粒子は
成形金型とは別個に加熱できるので、加熱しやすく温度
制御も容易である。
成形金型とは別個に加熱できるので、加熱しやすく温度
制御も容易である。
【００１１】
【実施例】次に本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１２】（本発明法）基材であるアルミニウム合金
粉末Ａと強化材である粒径３μｍのアルミナ粒子Ｂを所
定の割合で秤量後、混合・攪拌して混合粉末Ｃを作る。
この混合粉末Ｃを常温ないし 200〜 300℃の温間領域に
予熱した図１に示す予備成形金型（１）に投入して加圧
することによりディスクロータ形状の予備成形体Ｄを作
る。なお図中（３）は上パンチ、（４）は下パンチ、
（５）はダイを示す。
粉末Ａと強化材である粒径３μｍのアルミナ粒子Ｂを所
定の割合で秤量後、混合・攪拌して混合粉末Ｃを作る。
この混合粉末Ｃを常温ないし 200〜 300℃の温間領域に
予熱した図１に示す予備成形金型（１）に投入して加圧
することによりディスクロータ形状の予備成形体Ｄを作
る。なお図中（３）は上パンチ、（４）は下パンチ、
（５）はダイを示す。
【００１３】次に 200〜 300℃に予熱した図２に示す成
形金型（２）中に、上記予備成形体Ｄと成形温度（基材
であるアルミニウム合金の熱間ないし半溶融温度領域）
まで加熱した粒径３μｍの微粒子アルミナ粉末の圧力伝
達媒体Ｅを、該圧力伝達媒体Ｅが該予備成形体Ｄを覆う
ようにしてセットした。この時予備成形体Ｄと圧力伝達
媒体Ｅとの容積比に応じて、適宜予備成形体Ｄを加熱し
たり、圧力伝達媒体Ｅの加熱温度を成形温度より高めに
したりして成形時の温度を適正に保つようにする。
形金型（２）中に、上記予備成形体Ｄと成形温度（基材
であるアルミニウム合金の熱間ないし半溶融温度領域）
まで加熱した粒径３μｍの微粒子アルミナ粉末の圧力伝
達媒体Ｅを、該圧力伝達媒体Ｅが該予備成形体Ｄを覆う
ようにしてセットした。この時予備成形体Ｄと圧力伝達
媒体Ｅとの容積比に応じて、適宜予備成形体Ｄを加熱し
たり、圧力伝達媒体Ｅの加熱温度を成形温度より高めに
したりして成形時の温度を適正に保つようにする。
【００１４】その後成形金型（２）の上下パンチ（３）
（４）及び圧力媒体Ｅを介して予備成形体Ｄに圧力を加
えた状態で所定時間保持する。この時加圧力、加圧保持
時間は成形品の材質、形状、質量等に応じて適宜設定す
ればよい。このようにして予備成形体Ｄは圧力媒体Ｅを
介して加熱、加圧され、成形品Ｆとなる。
（４）及び圧力媒体Ｅを介して予備成形体Ｄに圧力を加
えた状態で所定時間保持する。この時加圧力、加圧保持
時間は成形品の材質、形状、質量等に応じて適宜設定す
ればよい。このようにして予備成形体Ｄは圧力媒体Ｅを
介して加熱、加圧され、成形品Ｆとなる。
【００１５】得られた成形品Ｆに対し必要に応じて機械
加工等の後加工を加えてアルミニウム基複合材ディスク
ロータ製品を得た。
加工等の後加工を加えてアルミニウム基複合材ディスク
ロータ製品を得た。
【００１６】（従来法）上記予備成形体Ｄを最終の成形
品Ｆ形状に作られた成形金型を用い、該金型を成形温度
まで加熱して該予備成形体Ｄを直接上下パンチで加圧し
てアルミニウム基複合材ディスクロータ製品を得た。
品Ｆ形状に作られた成形金型を用い、該金型を成形温度
まで加熱して該予備成形体Ｄを直接上下パンチで加圧し
てアルミニウム基複合材ディスクロータ製品を得た。
【００１７】本発明法による場合と従来法による場合と
を比較した結果を次に示す。 1本発明では成形金型を高温に加熱することがないため
金型の酸化による劣化が小さい。 2本発明では成形後成形品を金型から取り出す際に成形
品側面と金型壁面が擦り合わないので、金型及び成形品
の損傷が少ない。 3本発明による成形品は異方性が小さい。
を比較した結果を次に示す。 1本発明では成形金型を高温に加熱することがないため
金型の酸化による劣化が小さい。 2本発明では成形後成形品を金型から取り出す際に成形
品側面と金型壁面が擦り合わないので、金型及び成形品
の損傷が少ない。 3本発明による成形品は異方性が小さい。
【００１８】
【発明の効果】本発明によればアルミニウム基複合材料
の製造において、加圧成形金型の酸化による劣化や損傷
が小さく、得られるアルミニウム基複合材成形品の異方
性も小さく、さらに形状の異なる成形品も一つの金型で
共用できる等顕著な効果を有し、特に軽量で耐摩耗性が
要求されるアルミニウム基複合材ディスクロータ等に好
適である。
の製造において、加圧成形金型の酸化による劣化や損傷
が小さく、得られるアルミニウム基複合材成形品の異方
性も小さく、さらに形状の異なる成形品も一つの金型で
共用できる等顕著な効果を有し、特に軽量で耐摩耗性が
要求されるアルミニウム基複合材ディスクロータ等に好
適である。
【図１】予備成形金型を示す説明図である。
【図２】本発明法を示す説明図である。
１ 予備成形金型 ２ 成形金型 ３ 上パンチ ４ 下パンチ ５ ダイ
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミニウム合金粉末とセラミックス粒
子を混合・攪拌した混合粉末を加熱加圧して成形し、ア
ルミニウム基複合材料を得る方法において、上記混合粉
末を予め予備成形した予備成形体を、上記成形温度以上
の温度に加熱したセラミックス微粒子を介して加熱加圧
して成形することを特徴とするアルミニウム基複合材料
の製造方法。 - 【請求項２】 セラミックス微粒子の粒径が 0.3〜10μ
ｍである請求項１記載のアルミニウム基複合材料の製造
方法。 - 【請求項３】 アルミニウム基複合材料がディスクロー
タ、ディスクブレーキ用ピストン又はブレーキドラムで
ある請求項１記載のアルミニウム基複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21942494A JPH0860272A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | アルミニウム基複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21942494A JPH0860272A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | アルミニウム基複合材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0860272A true JPH0860272A (ja) | 1996-03-05 |
Family
ID=16735181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21942494A Pending JPH0860272A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | アルミニウム基複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0860272A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021523012A (ja) * | 2018-05-08 | 2021-09-02 | マテリオン コーポレイション | ストリップ製品を加熱するための方法 |
| JP2021523011A (ja) * | 2018-05-08 | 2021-09-02 | マテリオン コーポレイション | 金属マトリックス複合材ストリップ製品を作製する方法 |
-
1994
- 1994-08-22 JP JP21942494A patent/JPH0860272A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021523012A (ja) * | 2018-05-08 | 2021-09-02 | マテリオン コーポレイション | ストリップ製品を加熱するための方法 |
| JP2021523011A (ja) * | 2018-05-08 | 2021-09-02 | マテリオン コーポレイション | 金属マトリックス複合材ストリップ製品を作製する方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040812 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050112 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |