JPH09122888A - 複合部材の製造方法 - Google Patents
複合部材の製造方法Info
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- JPH09122888A JPH09122888A JP31161695A JP31161695A JPH09122888A JP H09122888 A JPH09122888 A JP H09122888A JP 31161695 A JP31161695 A JP 31161695A JP 31161695 A JP31161695 A JP 31161695A JP H09122888 A JPH09122888 A JP H09122888A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、アルミニウム基複合材料が良好に
鋳包まれ、高強度かつ耐熱性・耐摩耗性に優れる複合材
料を能率良く安価に得る複合部材の製造方法を提供する
ことにある。 【解決手段】 本発明では、アルミニウム合金をマトリ
ックスとするＦＲＭを被鋳包み材１として用い、被鋳包
み材１の表面にはＦＲＭの製造時に生じる非複合化部３
のアルミニウム合金層を１０μｍ以上の厚さで残存させ
ており、この状態の被鋳包み材１を鋳型６内の鋳包み位
置に配置するとともに、アルミニウム合金溶湯５を注湯
し、この溶湯５から供給される熱エネルギにより被鋳包
み材１表面の非複合化部３のアルミニウム合金層を溶融
させて非複合化部３表面の酸化被膜を破壊し、被鋳包み
材１の非複合化部３のアルミニウム合金の液相と注湯し
たアルミニウム合金の液相を拡散させて鋳包んでいる。
鋳包まれ、高強度かつ耐熱性・耐摩耗性に優れる複合材
料を能率良く安価に得る複合部材の製造方法を提供する
ことにある。 【解決手段】 本発明では、アルミニウム合金をマトリ
ックスとするＦＲＭを被鋳包み材１として用い、被鋳包
み材１の表面にはＦＲＭの製造時に生じる非複合化部３
のアルミニウム合金層を１０μｍ以上の厚さで残存させ
ており、この状態の被鋳包み材１を鋳型６内の鋳包み位
置に配置するとともに、アルミニウム合金溶湯５を注湯
し、この溶湯５から供給される熱エネルギにより被鋳包
み材１表面の非複合化部３のアルミニウム合金層を溶融
させて非複合化部３表面の酸化被膜を破壊し、被鋳包み
材１の非複合化部３のアルミニウム合金の液相と注湯し
たアルミニウム合金の液相を拡散させて鋳包んでいる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム基複
合材料を純アルミニウム又はアルミニウム合金で鋳包ん
だ複合部材の製造方法に関するものである。
合材料を純アルミニウム又はアルミニウム合金で鋳包ん
だ複合部材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、シリンダヘッド，ピストン，
シリンダブロックなどの部品に用いられるアルミニウム
基複合材料を鋳包む方法として、例えば次のようなもの
が提案されている。 （１） 特開平４−５２０６５号による方法：これは、
Ｚｎ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｕの如きＡｌとの濡れ性に優れた
金属を、鋳包まれる複合材料の表面に予め被覆した後、
高圧鋳造することにより界面の接合強度を向上させる方
法である。 （２） 特開平５−３３７６３１号による方法：これ
は、１重量％以上のＭｇを含有するＡｌ合金溶湯で複合
材料を鋳包むことにより、複合材料の表面の酸化被膜が
Ｍｇとの酸化還元反応にて破壊されることから、鋳包み
界面の接合強度を向上させる方法である。
シリンダブロックなどの部品に用いられるアルミニウム
基複合材料を鋳包む方法として、例えば次のようなもの
が提案されている。 （１） 特開平４−５２０６５号による方法：これは、
Ｚｎ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｕの如きＡｌとの濡れ性に優れた
金属を、鋳包まれる複合材料の表面に予め被覆した後、
高圧鋳造することにより界面の接合強度を向上させる方
法である。 （２） 特開平５−３３７６３１号による方法：これ
は、１重量％以上のＭｇを含有するＡｌ合金溶湯で複合
材料を鋳包むことにより、複合材料の表面の酸化被膜が
Ｍｇとの酸化還元反応にて破壊されることから、鋳包み
界面の接合強度を向上させる方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の製造方法にあっては、次のような欠点を有して
いた。 （１） 特開平４−５２０６５号による方法：この方法
では、鋳包みにあたって事前に複合材料の表面に、メッ
キ・溶射・蒸着・圧接といった方法でＡｌとの濡れ性の
良い金属（合金）を被覆する必要があるため、能率良く
安価に鋳包みを行うのは困難であった。また、複合材料
とＡｌ合金の密着性を向上させるべく、鋳包み時に高圧
鋳造を実施すると、金型やその他の設備を使用せねばな
らないため、製造コストが嵩むという不具合を有してい
た。しかも、中子を使用することが不可能であるため、
複雑な形状の製品を作ることができなかった。 （２） 特開平５−３３７６３１号による方法：この方
法では、Ｍｇ含有量が高くなると、溶湯の流動性や溶湯
の補給性が劣化するため、引け巣が発生しやすくなり、
健全な製品が得られなかった。また、過剰のＭｇは、Ｓ
ｉと反応することによりＭｇ2 Ｓｉを形成して、合金の
靭性を著しく低下させてしまうため、好ましくない。
た従来の製造方法にあっては、次のような欠点を有して
いた。 （１） 特開平４−５２０６５号による方法：この方法
では、鋳包みにあたって事前に複合材料の表面に、メッ
キ・溶射・蒸着・圧接といった方法でＡｌとの濡れ性の
良い金属（合金）を被覆する必要があるため、能率良く
安価に鋳包みを行うのは困難であった。また、複合材料
とＡｌ合金の密着性を向上させるべく、鋳包み時に高圧
鋳造を実施すると、金型やその他の設備を使用せねばな
らないため、製造コストが嵩むという不具合を有してい
た。しかも、中子を使用することが不可能であるため、
複雑な形状の製品を作ることができなかった。 （２） 特開平５−３３７６３１号による方法：この方
法では、Ｍｇ含有量が高くなると、溶湯の流動性や溶湯
の補給性が劣化するため、引け巣が発生しやすくなり、
健全な製品が得られなかった。また、過剰のＭｇは、Ｓ
ｉと反応することによりＭｇ2 Ｓｉを形成して、合金の
靭性を著しく低下させてしまうため、好ましくない。
【０００４】本発明はこのような実状に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、アルミニウム基複合材料が
良好に鋳包まれ、高強度かつ耐熱性・耐摩耗性に優れる
複合材料を能率良く安価に得る複合部材の製造方法を提
供することにある。
ものであって、その目的は、アルミニウム基複合材料が
良好に鋳包まれ、高強度かつ耐熱性・耐摩耗性に優れる
複合材料を能率良く安価に得る複合部材の製造方法を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の有する課
題を解決するために、本発明においては、アルミニウム
又はアルミニウム合金をマトリックスとする繊維強化金
属を被鋳包み材として用い、該被鋳包み材の表面には繊
維強化金属の製造時に生じる非複合化部のアルミニウム
合金層を１０μｍ以上の厚さで残存させており、この状
態の被鋳包み材を型内の鋳包み位置に配置するととも
に、純アルミニウム又はアルミニウム合金溶湯を注湯
し、この溶湯から供給される熱エネルギにより上記被鋳
包み材表面の非複合化部のアルミニウム合金層を溶融さ
せて非複合化部表面の酸化被膜を破壊し、上記被鋳包み
材の非複合化部のアルミニウム合金の液相と注湯した純
アルミニウム又はアルミニウム合金の液相を拡散させて
鋳包んでいる。
題を解決するために、本発明においては、アルミニウム
又はアルミニウム合金をマトリックスとする繊維強化金
属を被鋳包み材として用い、該被鋳包み材の表面には繊
維強化金属の製造時に生じる非複合化部のアルミニウム
合金層を１０μｍ以上の厚さで残存させており、この状
態の被鋳包み材を型内の鋳包み位置に配置するととも
に、純アルミニウム又はアルミニウム合金溶湯を注湯
し、この溶湯から供給される熱エネルギにより上記被鋳
包み材表面の非複合化部のアルミニウム合金層を溶融さ
せて非複合化部表面の酸化被膜を破壊し、上記被鋳包み
材の非複合化部のアルミニウム合金の液相と注湯した純
アルミニウム又はアルミニウム合金の液相を拡散させて
鋳包んでいる。
【０００６】本発明では、複合部材に鋳包まれる被鋳包
み材として、アルミニウム又はアルミニウム合金をマト
リックスとする繊維強化金属（以下、ＦＲＭという。）
を用いている。このＦＲＭを溶湯鍛造法等で製造した場
合、図１に示すように、被鋳包み材１には複合化部（強
化繊維＋アルミニウム合金）２、非複合化部（アルミニ
ウム合金のみ）３およびＦＲＭ−Ａｌ界面４が存在して
いる。従来は、複合化部から機械加工によって被鋳包み
材を作製し、アルミニウムとの濡れ性の良い金属で複合
材料の表面処理を施した後に鋳包みを行っていた。
み材として、アルミニウム又はアルミニウム合金をマト
リックスとする繊維強化金属（以下、ＦＲＭという。）
を用いている。このＦＲＭを溶湯鍛造法等で製造した場
合、図１に示すように、被鋳包み材１には複合化部（強
化繊維＋アルミニウム合金）２、非複合化部（アルミニ
ウム合金のみ）３およびＦＲＭ−Ａｌ界面４が存在して
いる。従来は、複合化部から機械加工によって被鋳包み
材を作製し、アルミニウムとの濡れ性の良い金属で複合
材料の表面処理を施した後に鋳包みを行っていた。
【０００７】これに対して本発明では、被鋳包み材１の
表面に非複合化部３であるアルミニウム合金のみの層を
残存させたまま、すなわちＦＲＭ−Ａｌ界面４が存在し
たまま純アルミニウム又はアルミニウム合金による鋳包
みを行っている。この時、非複合化部（アルミニウム合
金層）３を溶融させるのに十分な熱エネルギをアルミニ
ウム溶湯から供給することによって非複合化部３の表面
の酸化被膜が破壊されるとともに、非複合化部３のアル
ミニウム合金の液相とアルミニウム溶湯の液相が拡散し
て強固な接合界面が生じる。
表面に非複合化部３であるアルミニウム合金のみの層を
残存させたまま、すなわちＦＲＭ−Ａｌ界面４が存在し
たまま純アルミニウム又はアルミニウム合金による鋳包
みを行っている。この時、非複合化部（アルミニウム合
金層）３を溶融させるのに十分な熱エネルギをアルミニ
ウム溶湯から供給することによって非複合化部３の表面
の酸化被膜が破壊されるとともに、非複合化部３のアル
ミニウム合金の液相とアルミニウム溶湯の液相が拡散し
て強固な接合界面が生じる。
【０００８】この場合、非複合化部３であるアルミニウ
ム合金層の厚さは最低１０μｍ以上とするのが好まし
い。アルミニウム合金層を１０μｍ未満の厚さにするこ
とは、ＦＲＭ製造時のプリフォ−ムの変形等により加工
上困難なためである。また、鋳包み時に非複合化部３の
一部が溶融して鋳包み合金と一体化することにより、Ｆ
ＲＭ製造時に形成された良好なＦＲＭ−Ａｌ合金界面が
そのまま保持され、強固な接合界面が得られるからであ
る。ただし、非複合化部３の全体が溶融しても、新生な
ＦＲＭ材表面と鋳包み合金との間で拡散が生じて一体化
するために差し支えない。
ム合金層の厚さは最低１０μｍ以上とするのが好まし
い。アルミニウム合金層を１０μｍ未満の厚さにするこ
とは、ＦＲＭ製造時のプリフォ−ムの変形等により加工
上困難なためである。また、鋳包み時に非複合化部３の
一部が溶融して鋳包み合金と一体化することにより、Ｆ
ＲＭ製造時に形成された良好なＦＲＭ−Ａｌ合金界面が
そのまま保持され、強固な接合界面が得られるからであ
る。ただし、非複合化部３の全体が溶融しても、新生な
ＦＲＭ材表面と鋳包み合金との間で拡散が生じて一体化
するために差し支えない。
【０００９】そして、非複合化部３を加熱・溶融させる
のに必要な熱エネルギは、純アルミニウム又はアルミニ
ウム合金溶湯から供給されるが、その量は被鋳包み材１
の重量に対して鋳造素材重量＋押し湯重量に相当する４
０〜７０倍の重量の純アルミニウム又はアルミニウム合
金溶湯量、もしくは鋳造素材重量に対して押し湯重量が
２〜７倍の重量となる純アルミニウム又はアルミニウム
合金溶湯量によって規定される。規定の下限を下回る溶
湯量では加熱が不十分となって非複合化部３の表面の酸
化被膜が破壊されず、強固な接合界面が得られない。ま
た、規定の上限を上回る溶湯量ではＦＲＭ材の溶損が激
しくなって好ましくない。したがって、純アルミニウム
又はアルミニウム合金溶湯量は前記範囲にあることが好
ましい。
のに必要な熱エネルギは、純アルミニウム又はアルミニ
ウム合金溶湯から供給されるが、その量は被鋳包み材１
の重量に対して鋳造素材重量＋押し湯重量に相当する４
０〜７０倍の重量の純アルミニウム又はアルミニウム合
金溶湯量、もしくは鋳造素材重量に対して押し湯重量が
２〜７倍の重量となる純アルミニウム又はアルミニウム
合金溶湯量によって規定される。規定の下限を下回る溶
湯量では加熱が不十分となって非複合化部３の表面の酸
化被膜が破壊されず、強固な接合界面が得られない。ま
た、規定の上限を上回る溶湯量ではＦＲＭ材の溶損が激
しくなって好ましくない。したがって、純アルミニウム
又はアルミニウム合金溶湯量は前記範囲にあることが好
ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【００１１】本発明の実施の形態に係る複合部材は、次
の手順を経て製造される。 （１） プリフォームの製造 まず、ウイスカ直径０．３〜１．４μｍ、ウイスカ長さ
５〜３０μｍ、アスペクト比１０〜４０の東海カーボン
製ＳｉＣウイスカを金型内に投入する。しかる後、体積
比が２０％となるように乾式プレスでプレス成形を行
い、円盤状のプリフォームを製造した。 （２） ＦＲＭの製造 次に、上記プリフォームを電気炉にて７５０゜Ｃに予熱
した後、２５０゜Ｃに加熱した金型内に配置し、７５０
゜ＣのＪＩＳ ＡＣ８Ａ溶湯を金型内に注ぎ、プランジ
ャにて１００ＭＰａの圧力を加えたまま凝固させ、ＦＲ
Ｍ材を得た。そして、このＦＲＭ材から機械加工によっ
て、図１に示すような非複合化部３の厚さを１０００μ
ｍとした直径６０ｍｍ、厚さ９ｍｍの寸法を有する円盤
状の被鋳包み材１を形成した。
の手順を経て製造される。 （１） プリフォームの製造 まず、ウイスカ直径０．３〜１．４μｍ、ウイスカ長さ
５〜３０μｍ、アスペクト比１０〜４０の東海カーボン
製ＳｉＣウイスカを金型内に投入する。しかる後、体積
比が２０％となるように乾式プレスでプレス成形を行
い、円盤状のプリフォームを製造した。 （２） ＦＲＭの製造 次に、上記プリフォームを電気炉にて７５０゜Ｃに予熱
した後、２５０゜Ｃに加熱した金型内に配置し、７５０
゜ＣのＪＩＳ ＡＣ８Ａ溶湯を金型内に注ぎ、プランジ
ャにて１００ＭＰａの圧力を加えたまま凝固させ、ＦＲ
Ｍ材を得た。そして、このＦＲＭ材から機械加工によっ
て、図１に示すような非複合化部３の厚さを１０００μ
ｍとした直径６０ｍｍ、厚さ９ｍｍの寸法を有する円盤
状の被鋳包み材１を形成した。
【００１２】（３） 鋳包み 次いで、上記被鋳包み材１を電気炉にて２００゜Ｃに予
熱した後、２サイクルエンジンのシリンダヘッド形状に
造形された砂型を同じく２００゜Ｃに予熱し、強化を行
う燃焼室の部位（鋳包み位置）に当該被鋳包み材１を配
置する。続いて、被鋳包み材（重量６０ｇ）１の５０倍
に相当する重量の７５０゜ＣのＪＩＳＡＣ４Ｃ合金溶湯
５を鋳型６内に重力鋳造にて注湯し、そのままの状態で
冷却・凝固させた。鋳造方法としては、高圧鋳造と重力
鋳造があるが、高圧鋳造では一旦型内に注湯された溶湯
が流動することなくその場で凝固するため非複合化部３
の表面の酸化被膜を破壊させるのに十分な熱エネルギを
与えることができないから、十分な量の溶湯を型内に連
続的に供給するには重力鋳造の方が望ましい。重力鋳造
は、造型（主型および中子）、型セット、注湯および鋳
包み、冷却・凝固、型ばらし、最後に仕上げといった手
順で行われる。
熱した後、２サイクルエンジンのシリンダヘッド形状に
造形された砂型を同じく２００゜Ｃに予熱し、強化を行
う燃焼室の部位（鋳包み位置）に当該被鋳包み材１を配
置する。続いて、被鋳包み材（重量６０ｇ）１の５０倍
に相当する重量の７５０゜ＣのＪＩＳＡＣ４Ｃ合金溶湯
５を鋳型６内に重力鋳造にて注湯し、そのままの状態で
冷却・凝固させた。鋳造方法としては、高圧鋳造と重力
鋳造があるが、高圧鋳造では一旦型内に注湯された溶湯
が流動することなくその場で凝固するため非複合化部３
の表面の酸化被膜を破壊させるのに十分な熱エネルギを
与えることができないから、十分な量の溶湯を型内に連
続的に供給するには重力鋳造の方が望ましい。重力鋳造
は、造型（主型および中子）、型セット、注湯および鋳
包み、冷却・凝固、型ばらし、最後に仕上げといった手
順で行われる。
【００１３】重力鋳造は、一般的に図２で示すような鋳
型６を用い、溶湯５の重力を利用して注湯するものであ
る。すなわち、この鋳型６の湯口７から型内に注湯され
た溶湯５は湯道８を通って堰９よりキャビティ１０内に
流入し、被鋳包み材１と接触して表面を加熱・溶融させ
た後、冷えた溶湯５は押し湯１１側に流れて行く。な
お、同図において１２は中子である。
型６を用い、溶湯５の重力を利用して注湯するものであ
る。すなわち、この鋳型６の湯口７から型内に注湯され
た溶湯５は湯道８を通って堰９よりキャビティ１０内に
流入し、被鋳包み材１と接触して表面を加熱・溶融させ
た後、冷えた溶湯５は押し湯１１側に流れて行く。な
お、同図において１２は中子である。
【００１４】（４） 熱処理・機械加工 シリンダヘッド素材に対して溶体化処理＋時効の熱処理
を加えた後、燃焼室、プラグ穴、ヘッドボルト穴などの
機械加工を行い、燃焼室を複合材料で強化した複合部材
たる２サイクルエンジン用シリンダヘッドを得た。 （５） 製品 図３は、上記手法により燃焼室を複合材料（被鋳包み材
１）で強化した２サイクルエンジンのシリンダヘッド１
３の断面図である。このシリンダヘッド１３には、被鋳
包み材１で強化された燃焼室１４、プラグ孔１５および
冷却水通路１６が設けられている。図４は、本実施の形
態に係るシリンダヘッド１３の鋳包み界面の光学顕微鏡
写真である。このシリンダヘッド１３においては、ＦＲ
Ｍ製造時のＦＲＭ−ＡＣ８Ａ界面が保持されたまま、十
分な量のＡｌ溶湯５から熱エネルギが供給されてＡＣ８
Ａが加熱・溶融しており、この液相と鋳包み金属のＡＣ
４Ｃ液相が拡散して良好なＡＣ８Ａ−ＡＣ４Ｃ接合界面
が形成されている。また、この接合界面より切り出した
試験片に対して引張試験を行ったところ、母材であるＡ
Ｃ４Ｃ側で破断が生じ、ＡＣ８Ａ−ＡＣ４Ｃ界面および
ＦＲＭ−ＡＣ８Ａ界面では破断が生じなかった。
を加えた後、燃焼室、プラグ穴、ヘッドボルト穴などの
機械加工を行い、燃焼室を複合材料で強化した複合部材
たる２サイクルエンジン用シリンダヘッドを得た。 （５） 製品 図３は、上記手法により燃焼室を複合材料（被鋳包み材
１）で強化した２サイクルエンジンのシリンダヘッド１
３の断面図である。このシリンダヘッド１３には、被鋳
包み材１で強化された燃焼室１４、プラグ孔１５および
冷却水通路１６が設けられている。図４は、本実施の形
態に係るシリンダヘッド１３の鋳包み界面の光学顕微鏡
写真である。このシリンダヘッド１３においては、ＦＲ
Ｍ製造時のＦＲＭ−ＡＣ８Ａ界面が保持されたまま、十
分な量のＡｌ溶湯５から熱エネルギが供給されてＡＣ８
Ａが加熱・溶融しており、この液相と鋳包み金属のＡＣ
４Ｃ液相が拡散して良好なＡＣ８Ａ−ＡＣ４Ｃ接合界面
が形成されている。また、この接合界面より切り出した
試験片に対して引張試験を行ったところ、母材であるＡ
Ｃ４Ｃ側で破断が生じ、ＡＣ８Ａ−ＡＣ４Ｃ界面および
ＦＲＭ−ＡＣ８Ａ界面では破断が生じなかった。
【００１５】以上、本発明の実施の形態につき述べた
が、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能で
ある。
が、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能で
ある。
【００１６】例えば、既述の実施の形態ではシリンダヘ
ッド１３を製造したが、本発明の製造方法は高強度かつ
耐熱性・耐摩耗性が要求されるシリンダブロックなどの
他の複合部材に適用することもできる。
ッド１３を製造したが、本発明の製造方法は高強度かつ
耐熱性・耐摩耗性が要求されるシリンダブロックなどの
他の複合部材に適用することもできる。
【００１７】
【発明の効果】上述の如く、本発明に係る複合部材の製
造方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金をマトリ
ックスとする繊維強化金属を被鋳包み材として用い、該
被鋳包み材の表面には繊維強化金属の製造時に生じる非
複合化部のアルミニウム合金層を１０μｍ以上の厚さで
残存させており、この状態の被鋳包み材を型内の鋳包み
位置に配置するとともに、純アルミニウム又はアルミニ
ウム合金溶湯を注湯し、この溶湯から供給される熱エネ
ルギにより上記被鋳包み材表面の非複合化部のアルミニ
ウム合金層を溶融させて非複合化部表面の酸化被膜を破
壊し、上記被鋳包み材の非複合化部のアルミニウム合金
の液相と注湯した純アルミニウム又はアルミニウム合金
の液相を拡散させて鋳包んでいることから、次のような
効果が得られる。すなわち、本発明においては、ＦＲＭ
材表面に非複合化部であるＡｌ合金層を１０μｍ以上の
厚さに残存させて鋳包むことにより、ＦＲＭ製造時に形
成された良好なＦＲＭ−Ａｌ界面が保持されるため、高
い接合強度が得られ、高強度かつ耐熱性・耐摩耗性に優
れる複合部材を製造することができる。
造方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金をマトリ
ックスとする繊維強化金属を被鋳包み材として用い、該
被鋳包み材の表面には繊維強化金属の製造時に生じる非
複合化部のアルミニウム合金層を１０μｍ以上の厚さで
残存させており、この状態の被鋳包み材を型内の鋳包み
位置に配置するとともに、純アルミニウム又はアルミニ
ウム合金溶湯を注湯し、この溶湯から供給される熱エネ
ルギにより上記被鋳包み材表面の非複合化部のアルミニ
ウム合金層を溶融させて非複合化部表面の酸化被膜を破
壊し、上記被鋳包み材の非複合化部のアルミニウム合金
の液相と注湯した純アルミニウム又はアルミニウム合金
の液相を拡散させて鋳包んでいることから、次のような
効果が得られる。すなわち、本発明においては、ＦＲＭ
材表面に非複合化部であるＡｌ合金層を１０μｍ以上の
厚さに残存させて鋳包むことにより、ＦＲＭ製造時に形
成された良好なＦＲＭ−Ａｌ界面が保持されるため、高
い接合強度が得られ、高強度かつ耐熱性・耐摩耗性に優
れる複合部材を製造することができる。
【００１８】また、接合強度を向上させるためのＣｕ，
Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｕといった金属の表面被膜を施さなくて
も良くなるため、安価にかつ効率良く鋳包みを行うこと
ができる。さらに、Ａｌ合金層をＦＲＭ材表面に残存さ
せているため、被鋳包み材を機械加工により形成する際
に難切削材であるＦＲＭを直接加工する必要がなくな
り、加工性に優れている。
Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｕといった金属の表面被膜を施さなくて
も良くなるため、安価にかつ効率良く鋳包みを行うこと
ができる。さらに、Ａｌ合金層をＦＲＭ材表面に残存さ
せているため、被鋳包み材を機械加工により形成する際
に難切削材であるＦＲＭを直接加工する必要がなくな
り、加工性に優れている。
【００１９】また、Ａｌ合金層を介して接合が行われる
ため、高圧鋳造を必要とせず、重力鋳造による中子を用
いた複雑形状の製品を製作することができる。しかも、
Ｍｇを１％以上添加した特殊合金を用いなくても、通常
合金で鋳包みを行うことが可能であるため、効率良く鋳
造することができる。
ため、高圧鋳造を必要とせず、重力鋳造による中子を用
いた複雑形状の製品を製作することができる。しかも、
Ｍｇを１％以上添加した特殊合金を用いなくても、通常
合金で鋳包みを行うことが可能であるため、効率良く鋳
造することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る複合部材の製造方法
に用いられる被鋳包み材を示す断面図である。
に用いられる被鋳包み材を示す断面図である。
【図２】本実施の形態に係る複合部材の製造方法を実施
するための鋳型を示す断面図である。
するための鋳型を示す断面図である。
【図３】本実施の形態に係る製造方法により製造された
燃焼室を複合材料（被鋳包み材）で強化してなる２サイ
クルエンジン用シリンダヘッドを示す断面図である。
燃焼室を複合材料（被鋳包み材）で強化してなる２サイ
クルエンジン用シリンダヘッドを示す断面図である。
【図４】図３におけるシリンダヘッドの鋳包み界面を示
す１００倍の光学顕微鏡写真である。
す１００倍の光学顕微鏡写真である。
１ 被鋳包み材 ２ 複合化部 ３ 非複合化部 ４ ＦＲＭ−Ａｌ界面 ５ アルミニウム合金溶湯 ６ 鋳型 １３ ２サイクルエンジン用シリンダヘッド １４ 燃焼室
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミニウム又はアルミニウム合金をマ
トリックスとする繊維強化金属を被鋳包み材として用
い、該被鋳包み材の表面には繊維強化金属の製造時に生
じる非複合化部のアルミニウム合金層を１０μｍ以上の
厚さで残存させており、この状態の被鋳包み材を型内の
鋳包み位置に配置するとともに、純アルミニウム又はア
ルミニウム合金溶湯を注湯し、この溶湯から供給される
熱エネルギにより上記被鋳包み材表面の非複合化部のア
ルミニウム合金層を溶融させて非複合化部表面の酸化被
膜を破壊し、上記被鋳包み材の非複合化部のアルミニウ
ム合金の液相と注湯した純アルミニウム又はアルミニウ
ム合金の液相を拡散させて鋳包んだことを特徴とする複
合部材の製造方法。 - 【請求項２】 上記非複合化部表面の酸化被膜を破壊す
るのに必要な熱エネルギは、上記被鋳包み材の重量に対
して４０〜７０倍の重量に相当する純アルミニウム又は
アルミニウム合金溶湯量で規定されることを特徴とする
請求項１に記載の複合部材の製造方法。 - 【請求項３】 上記非複合化部表面の酸化被膜を破壊す
るのに必要な熱エネルギは、鋳造素材重量に対して２〜
７倍の重量となる押し湯量に相当する純アルミニウム又
はアルミニウム合金溶湯量で規定されることを特徴とす
る請求項１に記載の複合部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31161695A JPH09122888A (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 複合部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31161695A JPH09122888A (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 複合部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09122888A true JPH09122888A (ja) | 1997-05-13 |
Family
ID=18019402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31161695A Pending JPH09122888A (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 複合部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09122888A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002224817A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-13 | Fuji Heavy Ind Ltd | シリンダブロックの鋳造方法および複合部材の製造方法 |
-
1995
- 1995-11-06 JP JP31161695A patent/JPH09122888A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002224817A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-13 | Fuji Heavy Ind Ltd | シリンダブロックの鋳造方法および複合部材の製造方法 |
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