JPH11264035A - 鋳造用金属−セラミックス複合材料の製造方法 - Google Patents
鋳造用金属−セラミックス複合材料の製造方法Info
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- JPH11264035A JPH11264035A JP8244998A JP8244998A JPH11264035A JP H11264035 A JPH11264035 A JP H11264035A JP 8244998 A JP8244998 A JP 8244998A JP 8244998 A JP8244998 A JP 8244998A JP H11264035 A JPH11264035 A JP H11264035A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の鋳造用の金属−セラミックス複合材料
は、これを再度溶融した溶湯の流動性が未だ十分とは言
えなかった。 【解決手段】 基材であるアルミニウム合金に強化材で
あるセラミックス粉末を複合させる鋳造用金属−セラミ
ックス複合材料の製造方法において、該セラミックス粉
末が、２〜８０μｍの平均粒径を有し、かつ１．７ｇ／
ｃｍ3以上のタップ密度を有するＳｉＣ粉末であること
とする鋳造用金属−セラミックス複合材料の製造方法。
は、これを再度溶融した溶湯の流動性が未だ十分とは言
えなかった。 【解決手段】 基材であるアルミニウム合金に強化材で
あるセラミックス粉末を複合させる鋳造用金属−セラミ
ックス複合材料の製造方法において、該セラミックス粉
末が、２〜８０μｍの平均粒径を有し、かつ１．７ｇ／
ｃｍ3以上のタップ密度を有するＳｉＣ粉末であること
とする鋳造用金属−セラミックス複合材料の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属に強化材を複
合させる金属−セラミックス複合材料の製造方法に関
し、特に鋳造用の金属−セラミックス複合材料の製造方
法に関する。
合させる金属−セラミックス複合材料の製造方法に関
し、特に鋳造用の金属−セラミックス複合材料の製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス繊維または粒子で強化され
たセラミックスと金属の複合材料は、セラミックスと金
属の両方の特性を兼ね備えており、例えばこの複合材料
は、高剛性、低熱膨張性、耐摩耗性等のセラミックスの
優れた特性と、延性、高靱性、高熱伝導性等の金属の優
れた特性を備えている。このように、従来から難しいと
されていたセラミックスと金属の両方の特性を備えてい
るため、機械装置メーカ等の業界から次世代の材料とし
て注目されている。
たセラミックスと金属の複合材料は、セラミックスと金
属の両方の特性を兼ね備えており、例えばこの複合材料
は、高剛性、低熱膨張性、耐摩耗性等のセラミックスの
優れた特性と、延性、高靱性、高熱伝導性等の金属の優
れた特性を備えている。このように、従来から難しいと
されていたセラミックスと金属の両方の特性を備えてい
るため、機械装置メーカ等の業界から次世代の材料とし
て注目されている。
【０００３】この複合材料、特に金属としてアルミニウ
ムをマトリックスとする複合材料の製造方法は、粉末冶
金法、高圧鋳造法、真空鋳造法等の方法が従来から知ら
れている。しかし、これらの方法は、強化材であるセラ
ミックスの含有量を多くできない、あるいは大型の加圧
装置が必要である、もしくはニアネット成形が困難であ
る、コストが極めて高いなどの理由により、いずれも満
足できるものではなかった。
ムをマトリックスとする複合材料の製造方法は、粉末冶
金法、高圧鋳造法、真空鋳造法等の方法が従来から知ら
れている。しかし、これらの方法は、強化材であるセラ
ミックスの含有量を多くできない、あるいは大型の加圧
装置が必要である、もしくはニアネット成形が困難であ
る、コストが極めて高いなどの理由により、いずれも満
足できるものではなかった。
【０００４】そこで最近では、上記問題を解決する製造
方法として、米国ランクサイド社が開発した非加圧金属
浸透法が特に注目されている。この方法は、ＳｉＣやＡ
ｌ2Ｏ3などのセラミックス粉末で形成されたプリフォー
ムに、Ｍｇを含むアルミニウムインゴットを接触させ、
これをＮ2雰囲気中で７００〜９００℃に加熱して溶融
したアルミニウム合金をプリフォームに含浸させる方法
である。これは、ＭｇとＮ2との化学反応を利用してセ
ラミックス粉末への溶融金属の濡れ性を改善することに
より、加圧しなくても金属をプリフォームに含浸できる
ようにした優れた方法である。
方法として、米国ランクサイド社が開発した非加圧金属
浸透法が特に注目されている。この方法は、ＳｉＣやＡ
ｌ2Ｏ3などのセラミックス粉末で形成されたプリフォー
ムに、Ｍｇを含むアルミニウムインゴットを接触させ、
これをＮ2雰囲気中で７００〜９００℃に加熱して溶融
したアルミニウム合金をプリフォームに含浸させる方法
である。これは、ＭｇとＮ2との化学反応を利用してセ
ラミックス粉末への溶融金属の濡れ性を改善することに
より、加圧しなくても金属をプリフォームに含浸できる
ようにした優れた方法である。
【０００５】そして、この製造方法で作製した複合材料
をさらに溶融し、それを融解アルミニウム合金で鋳造可
能なまで希釈する鋳造用の金属−セラミックス複合材料
の製造方法も提案されている。この方法は、中間素材と
なる複合材料中のセラミックス粉末の濡れ性がＭｇの添
加ですでに改善されているので、それを別の融解したア
ルミニウム合金で希釈してもセラミックス粉末の充填率
を３０〜３５ｖｏｌ％に上げても流動性が確保され、鋳
型に鋳込むことでさらなる大型品やより複雑な形状品の
複合材料を作製することができる優れた方法である。そ
の鋳造には、砂型／金型を用いた重力鋳造、ロストワッ
クスに代表される精密鋳造、ダイキャストなど、一般に
アルミニウム鋳造に使われる鋳造方法であれば、そのま
ま使える。
をさらに溶融し、それを融解アルミニウム合金で鋳造可
能なまで希釈する鋳造用の金属−セラミックス複合材料
の製造方法も提案されている。この方法は、中間素材と
なる複合材料中のセラミックス粉末の濡れ性がＭｇの添
加ですでに改善されているので、それを別の融解したア
ルミニウム合金で希釈してもセラミックス粉末の充填率
を３０〜３５ｖｏｌ％に上げても流動性が確保され、鋳
型に鋳込むことでさらなる大型品やより複雑な形状品の
複合材料を作製することができる優れた方法である。そ
の鋳造には、砂型／金型を用いた重力鋳造、ロストワッ
クスに代表される精密鋳造、ダイキャストなど、一般に
アルミニウム鋳造に使われる鋳造方法であれば、そのま
ま使える。
【０００６】この鋳造用の複合材料の製造方法は、上記
のランクサイド法の他にもこれまで多く研究されてお
り、その製造方法としては、混合による方法が一般的で
ある。この方法は、融解したアルミニウム合金中にセラ
ミックス粉末を添加し、流動性を確保しつつ攪拌し均一
に混合して製造する方法である。その粉末充填率は、一
般的にはランクサイド社の方法ほどセラミックス粉末の
充填率を上げることはできなく、２０ｖｏｌ％程度が上
限と言われている。
のランクサイド法の他にもこれまで多く研究されてお
り、その製造方法としては、混合による方法が一般的で
ある。この方法は、融解したアルミニウム合金中にセラ
ミックス粉末を添加し、流動性を確保しつつ攪拌し均一
に混合して製造する方法である。その粉末充填率は、一
般的にはランクサイド社の方法ほどセラミックス粉末の
充填率を上げることはできなく、２０ｖｏｌ％程度が上
限と言われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
鋳造用の複合材料の製造方法では、溶融した溶湯の流動
性が確保されるといっても、未だ十分とは言えず、薄
物、細物、微細な物などの複合材料を鋳造する場合に
は、溶湯が鋳型に十分に行き渡らず鋳造不良を起こすと
いう問題があった。
鋳造用の複合材料の製造方法では、溶融した溶湯の流動
性が確保されるといっても、未だ十分とは言えず、薄
物、細物、微細な物などの複合材料を鋳造する場合に
は、溶湯が鋳型に十分に行き渡らず鋳造不良を起こすと
いう問題があった。
【０００８】本発明は、上述した鋳造用金属−セラミッ
クス複合材料の製造方法が有する課題に鑑みなされたも
のであって、その目的は、溶融した溶湯の流動性を向上
させることのできる鋳造用金属−セラミックス複合材料
の製造方法を提供することにある。
クス複合材料の製造方法が有する課題に鑑みなされたも
のであって、その目的は、溶融した溶湯の流動性を向上
させることのできる鋳造用金属−セラミックス複合材料
の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため鋭意研究した結果、セラミックス粉末を
球形に近いＳｉＣ粉末とすれば、溶融した溶湯の流動性
が大幅に向上するとの知見を得て本発明を完成するに至
った。
を達成するため鋭意研究した結果、セラミックス粉末を
球形に近いＳｉＣ粉末とすれば、溶融した溶湯の流動性
が大幅に向上するとの知見を得て本発明を完成するに至
った。
【００１０】即ち本発明は、（１）基材であるアルミニ
ウム合金に強化材であるセラミックス粉末を複合させる
鋳造用金属−セラミックス複合材料の製造方法におい
て、該セラミックス粉末が、２〜８０μｍの平均粒径を
有し、かつ１．７ｇ／ｃｍ3以上のタップ密度を有する
ＳｉＣ粉末であることを特徴とする鋳造用金属−セラミ
ックス複合材料の製造方法（請求項１）とし、また、
（２）アルミニウム合金が、Ｓｉを含む合金であること
を特徴とする請求項１記載の鋳造用金属−セラミックス
複合材料の製造方法（請求項２）することを要旨とす
る。以下さらに詳細に説明する。
ウム合金に強化材であるセラミックス粉末を複合させる
鋳造用金属−セラミックス複合材料の製造方法におい
て、該セラミックス粉末が、２〜８０μｍの平均粒径を
有し、かつ１．７ｇ／ｃｍ3以上のタップ密度を有する
ＳｉＣ粉末であることを特徴とする鋳造用金属−セラミ
ックス複合材料の製造方法（請求項１）とし、また、
（２）アルミニウム合金が、Ｓｉを含む合金であること
を特徴とする請求項１記載の鋳造用金属−セラミックス
複合材料の製造方法（請求項２）することを要旨とす
る。以下さらに詳細に説明する。
【００１１】上記製造方法としては、用いるセラミック
ス粉末を、２〜８０μｍの平均粒径を有し、かつ１．７
ｇ／ｃｍ3以上のタップ密度を有するＳｉＣ粉末とする
鋳造用金属−セラミックス複合材料の製造方法とした
（請求項１）。ＳｉＣ粉末を２〜８０μｍの平均粒径を
有する粉末としたのは、平均粒径が２μｍより細かい
と、粉末全体の表面積が大きくなりすぎ、溶湯の粘性が
高くなって球形に近い粉末であっても流動性が悪くな
り、逆に８０μｍより粗くなると、溶湯の流動性はよく
なるが、粒子が沈降し易くなり、鋳造時に沈降して分離
し、製品としてよい物が得られない。
ス粉末を、２〜８０μｍの平均粒径を有し、かつ１．７
ｇ／ｃｍ3以上のタップ密度を有するＳｉＣ粉末とする
鋳造用金属−セラミックス複合材料の製造方法とした
（請求項１）。ＳｉＣ粉末を２〜８０μｍの平均粒径を
有する粉末としたのは、平均粒径が２μｍより細かい
と、粉末全体の表面積が大きくなりすぎ、溶湯の粘性が
高くなって球形に近い粉末であっても流動性が悪くな
り、逆に８０μｍより粗くなると、溶湯の流動性はよく
なるが、粒子が沈降し易くなり、鋳造時に沈降して分離
し、製品としてよい物が得られない。
【００１２】そのＳｉＣ粉末を１．７ｇ／ｃｍ3以上の
タップ密度を有する粉末としたのは、同じような平均粒
径を有する粉末であれば、タップ密度が高ければ高いほ
ど粒子の形状が球形に近くなるので、タップ密度で球形
に近い粒子に限定したものである。その密度が１．７ｇ
／ｃｍ3より低いと、粒子の形状が球形から外れ流動性
が悪くなる。ただし、このタップ密度は、平均粒径が異
なるものを混合して密度を上げても流動性が向上すると
は限らない。
タップ密度を有する粉末としたのは、同じような平均粒
径を有する粉末であれば、タップ密度が高ければ高いほ
ど粒子の形状が球形に近くなるので、タップ密度で球形
に近い粒子に限定したものである。その密度が１．７ｇ
／ｃｍ3より低いと、粒子の形状が球形から外れ流動性
が悪くなる。ただし、このタップ密度は、平均粒径が異
なるものを混合して密度を上げても流動性が向上すると
は限らない。
【００１３】そのＳｉＣ粉末と複合するアルミニウム合
金としては、Ｓｉを含む合金とした（請求項２）。複合
化させるセラミックス粉末がＳｉＣ粉末であるので、合
金中には、必ずＳｉの含有が必要である。その理由は、
溶融アルミニウムとＳｉＣとが反応して炭化アルミニウ
ム（Ａｌ4Ｃ3）が生成し、その炭化アルミニウムが空気
中の水分と反応して容易に水酸化アルミニウムに変わ
り、経時的に腐食が生じるので、Ｓｉを含ませることに
より、その生成を防止するためである。その量として
は、複合材料中のＳｉの含有量が合金に対し８重量％以
上となるよう合金中のＳｉ量を調整することが望まし
い。
金としては、Ｓｉを含む合金とした（請求項２）。複合
化させるセラミックス粉末がＳｉＣ粉末であるので、合
金中には、必ずＳｉの含有が必要である。その理由は、
溶融アルミニウムとＳｉＣとが反応して炭化アルミニウ
ム（Ａｌ4Ｃ3）が生成し、その炭化アルミニウムが空気
中の水分と反応して容易に水酸化アルミニウムに変わ
り、経時的に腐食が生じるので、Ｓｉを含ませることに
より、その生成を防止するためである。その量として
は、複合材料中のＳｉの含有量が合金に対し８重量％以
上となるよう合金中のＳｉ量を調整することが望まし
い。
【００１４】上記製造方法がランクサイド社法の場合
は、浸透させるアルミニウム合金には前述した通りＳｉ
の含有が必ず必要であるが、希釈用のアルミニウム合金
には必ずしも必要なく、また、必ずしも同じ組成を有す
る必要はない。しかし、この希釈用の合金中にも次の理
由でＳｉが含まれている方が望ましい。それは、溶湯の
流動性がよいこと、鋳造し易く、かつ鋳造割れ等の不良
が発生し難いことなどによる。その希釈する量として
は、望みの粉末充填率になるよう適宜の量とすればよ
い。希釈時の攪拌方法／条件は、極めて重要な因子とな
る。すなわち、セラミックス粒子の分離を防ぎ、十分な
分散を維持できるほどの攪拌速度が必要であるが、それ
によって溶湯中に気泡を巻き込んではならない。実験を
十分行って攪拌条件を慎重に決めることが必要である。
希釈された溶湯物はそのまま鋳造し、目的の複合材料を
作製してもよいし、一旦インゴット形状に形成し、それ
を再度溶融して鋳造し、目的の複合材料を作製してもよ
い。一方の混合法でも、攪拌方法／条件についてはラン
クサイド社法と考えは同じである。
は、浸透させるアルミニウム合金には前述した通りＳｉ
の含有が必ず必要であるが、希釈用のアルミニウム合金
には必ずしも必要なく、また、必ずしも同じ組成を有す
る必要はない。しかし、この希釈用の合金中にも次の理
由でＳｉが含まれている方が望ましい。それは、溶湯の
流動性がよいこと、鋳造し易く、かつ鋳造割れ等の不良
が発生し難いことなどによる。その希釈する量として
は、望みの粉末充填率になるよう適宜の量とすればよ
い。希釈時の攪拌方法／条件は、極めて重要な因子とな
る。すなわち、セラミックス粒子の分離を防ぎ、十分な
分散を維持できるほどの攪拌速度が必要であるが、それ
によって溶湯中に気泡を巻き込んではならない。実験を
十分行って攪拌条件を慎重に決めることが必要である。
希釈された溶湯物はそのまま鋳造し、目的の複合材料を
作製してもよいし、一旦インゴット形状に形成し、それ
を再度溶融して鋳造し、目的の複合材料を作製してもよ
い。一方の混合法でも、攪拌方法／条件についてはラン
クサイド社法と考えは同じである。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の製造方法をさらに詳しく
述べると、先ず強化材として２〜８０μｍの平均粒径を
有し、かつ１．７ｇ／ｃｍ3以上のタップ密度を有する
ＳｉＣ粉末を用意する。ランクサイド社法ではこれにＭ
ｇを適量加え、混合する。得られた混合粉末を容器内に
充填し、その上にＳｉを含むアルミニウム合金のインゴ
ットを載せ、窒素雰囲気中で非加圧で７００〜１０００
℃の温度でアルミニウム合金を浸透させ、冷却して中間
素材である複合材料を作製する。
述べると、先ず強化材として２〜８０μｍの平均粒径を
有し、かつ１．７ｇ／ｃｍ3以上のタップ密度を有する
ＳｉＣ粉末を用意する。ランクサイド社法ではこれにＭ
ｇを適量加え、混合する。得られた混合粉末を容器内に
充填し、その上にＳｉを含むアルミニウム合金のインゴ
ットを載せ、窒素雰囲気中で非加圧で７００〜１０００
℃の温度でアルミニウム合金を浸透させ、冷却して中間
素材である複合材料を作製する。
【００１６】得られた複合材料を坩堝内で所定温度で再
溶融し、それに別に融解したＳｉを含むアルミニウム合
金を所定量加え、攪拌機で十分攪拌して希釈し、冷却し
て鋳造用の金属−セラミックス複合材料を作製する。所
定量の複合材料と先のアルミニウム合金のインゴットを
坩堝内に入れ、これらを所定温度で溶融した後、攪拌機
で攪拌しても問題ない。一方の混合法では、中間素材を
作製する必要がないので、Ｓｉを含むアルミニウム合金
のインゴットを坩堝内で所定温度で融解し、それに用意
したＳｉＣ粉末を加え、攪拌して混合し、冷却して鋳造
用の複合材料を作製する。これら複合材料を再溶融すれ
ば、流動性に優れた溶湯物が得られ、これを鋳造すれ
ば、薄物、細物、微細な物などの最終製品である複合材
料も鋳造不良を起こすことなく作製できるようになる。
溶融し、それに別に融解したＳｉを含むアルミニウム合
金を所定量加え、攪拌機で十分攪拌して希釈し、冷却し
て鋳造用の金属−セラミックス複合材料を作製する。所
定量の複合材料と先のアルミニウム合金のインゴットを
坩堝内に入れ、これらを所定温度で溶融した後、攪拌機
で攪拌しても問題ない。一方の混合法では、中間素材を
作製する必要がないので、Ｓｉを含むアルミニウム合金
のインゴットを坩堝内で所定温度で融解し、それに用意
したＳｉＣ粉末を加え、攪拌して混合し、冷却して鋳造
用の複合材料を作製する。これら複合材料を再溶融すれ
ば、流動性に優れた溶湯物が得られ、これを鋳造すれ
ば、薄物、細物、微細な物などの最終製品である複合材
料も鋳造不良を起こすことなく作製できるようになる。
【００１７】以上の方法で鋳造用の金属−セラミックス
複合材料を作製すれば、溶湯の流動性に優れた鋳造用の
金属−セラミックス複合材料が得られる。
複合材料を作製すれば、溶湯の流動性に優れた鋳造用の
金属−セラミックス複合材料が得られる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に具体的
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
【００１９】（実施例１〜３） （１）中間素材である複合材料の作製 強化材として独ＥＳＫ（ＥＬＥＫＴＲＯＳＣＨＭＥＬＺ
ＷＥＲＫ ＫＥＭＰＴＥＭ ＧＭＢＨ）社の市販ＳｉＣ
粉末（Ｃ＃７００−Ｄ Ｄａｒｋ、平均粒径１７μｍ、
タップ密度１．８ｇ／ｃｍ3）に、Ｍｇ粉末を実施例の
順序に従ってそれぞれ１．０、２．０、３．０重量％添
加し、Ｖ型混合機で１５分混合した。得られた混合粉末
をそれぞれ２００×２００×深さ２００ｍｍのグラフォ
イル製の容器に充填した後、その上に混合粉末の１．２
倍量のアルミニウム合金（Ａｌ−１０Ｓｉ）のインゴッ
トを置き、電気炉にセットした。これをＮ2気流中で８
００℃の温度で１２時間保持し、アルミニウム合金を非
加圧浸透させた後、冷却して複合材料を作製した。な
お、タップ密度は、メスシリンダーに所定質量（Ｍｇ）
のＳｉＣ粉末を投入し、机上で１００回タッピングを行
った後、体積（Ｖｃｍ3）を計量し、Ｍ／Ｖよりタップ
密度（ｇ／ｃｍ3）を求めた。
ＷＥＲＫ ＫＥＭＰＴＥＭ ＧＭＢＨ）社の市販ＳｉＣ
粉末（Ｃ＃７００−Ｄ Ｄａｒｋ、平均粒径１７μｍ、
タップ密度１．８ｇ／ｃｍ3）に、Ｍｇ粉末を実施例の
順序に従ってそれぞれ１．０、２．０、３．０重量％添
加し、Ｖ型混合機で１５分混合した。得られた混合粉末
をそれぞれ２００×２００×深さ２００ｍｍのグラフォ
イル製の容器に充填した後、その上に混合粉末の１．２
倍量のアルミニウム合金（Ａｌ−１０Ｓｉ）のインゴッ
トを置き、電気炉にセットした。これをＮ2気流中で８
００℃の温度で１２時間保持し、アルミニウム合金を非
加圧浸透させた後、冷却して複合材料を作製した。な
お、タップ密度は、メスシリンダーに所定質量（Ｍｇ）
のＳｉＣ粉末を投入し、机上で１００回タッピングを行
った後、体積（Ｖｃｍ3）を計量し、Ｍ／Ｖよりタップ
密度（ｇ／ｃｍ3）を求めた。
【００２０】（２）鋳造用複合材料の作製 得られた複合材料と先のアルミニウム合金のインゴット
を鋳造用複合材料中のＳｉＣ粉末の充填率が３０ｖｏｌ
％となるよう所定量坩堝内に入れ、それらを６１０℃の
温度で溶融し、２時間攪拌して鋳造用複合材料の溶湯を
作製した。その溶湯物を冷却せずに７２０℃に上げてさ
らに攪拌し、それを図１に示す試験用砂型に７００℃近
傍で穴から流し込み、鋳造してその鋳造物を評価に供し
た。
を鋳造用複合材料中のＳｉＣ粉末の充填率が３０ｖｏｌ
％となるよう所定量坩堝内に入れ、それらを６１０℃の
温度で溶融し、２時間攪拌して鋳造用複合材料の溶湯を
作製した。その溶湯物を冷却せずに７２０℃に上げてさ
らに攪拌し、それを図１に示す試験用砂型に７００℃近
傍で穴から流し込み、鋳造してその鋳造物を評価に供し
た。
【００２１】（３）評価 得られた鋳造物の嵩密度をアルキメデス法で測定し、粉
末充填率を求めた。その結果、粉末充填率は、３０ｖｏ
ｌ％で目標通り希釈されていた。また、溶湯物の流動性
を試験用砂型に充填された鋳造物の長さで調べた。その
結果、実施例１〜３とも全て６００ｍｍの長さに充填さ
れていた。このことは、ＳｉＣ粒子の形状が球形に近け
れば、溶湯の流動性がよいことを示している。
末充填率を求めた。その結果、粉末充填率は、３０ｖｏ
ｌ％で目標通り希釈されていた。また、溶湯物の流動性
を試験用砂型に充填された鋳造物の長さで調べた。その
結果、実施例１〜３とも全て６００ｍｍの長さに充填さ
れていた。このことは、ＳｉＣ粒子の形状が球形に近け
れば、溶湯の流動性がよいことを示している。
【００２２】（実施例４〜６）ＳｉＣ粉末をＥＬＥＣＴ
ＲＯ ＡＢＲＡＳＩＶＥＳ社の市販ＳｉＣ粉末（５００
−Ｗ、平均粒径１５μｍ、タップ密度１．７ｇ／ｃ
ｍ3）とした他は実施例１〜３と同様に複合材料及び鋳
造用複合材料を作製し、評価した。その結果、粉末充填
率は３０ｖｏｌ％であり、砂型への充填状況はいずれも
５００ｍｍの長さに充填されていた。このことは、製造
元が違っても同じように粒子の形状が球形に近ければ、
実施例１〜３と同様に流動性がよいことを示している。
ＲＯ ＡＢＲＡＳＩＶＥＳ社の市販ＳｉＣ粉末（５００
−Ｗ、平均粒径１５μｍ、タップ密度１．７ｇ／ｃ
ｍ3）とした他は実施例１〜３と同様に複合材料及び鋳
造用複合材料を作製し、評価した。その結果、粉末充填
率は３０ｖｏｌ％であり、砂型への充填状況はいずれも
５００ｍｍの長さに充填されていた。このことは、製造
元が違っても同じように粒子の形状が球形に近ければ、
実施例１〜３と同様に流動性がよいことを示している。
【００２３】（実施例７）ＳｉＣ粉末を実施例１の粉末
とし、それを６００℃の坩堝内で融解したアルミニウム
合金（Ａｌ−１０Ｓｉ）と体積比で２：８の割合で混合
して鋳造用複合材料の溶湯を作製し、その溶湯物を実施
例１と同様に評価に供した。その結果、粉末充填率は２
０ｖｏｌ％であり、砂型への充填状況は８００ｍｍの長
さに充填されていた。このことは、混合法でも流動性に
優れた鋳造用複合材料が得られることを示している。
とし、それを６００℃の坩堝内で融解したアルミニウム
合金（Ａｌ−１０Ｓｉ）と体積比で２：８の割合で混合
して鋳造用複合材料の溶湯を作製し、その溶湯物を実施
例１と同様に評価に供した。その結果、粉末充填率は２
０ｖｏｌ％であり、砂型への充填状況は８００ｍｍの長
さに充填されていた。このことは、混合法でも流動性に
優れた鋳造用複合材料が得られることを示している。
【００２４】（比較例１）比較のために、比較例１で
は、ＳｉＣ粉末を信濃電気精錬社製のＳｉＣ粉末（シナ
ノランダム ＧＰ＃８００、平均粒径１５μｍ、タップ
密度１．６ｇ／ｃｍ3）とした他は実施例３と同様に複
合材料及び鋳造用複合材料を作製し、評価した。その結
果、粉末充填率は３０ｖｏｌ％と同じであったが、砂型
への充填状況は１００ｍｍの長さにしか充填されていな
かった。
は、ＳｉＣ粉末を信濃電気精錬社製のＳｉＣ粉末（シナ
ノランダム ＧＰ＃８００、平均粒径１５μｍ、タップ
密度１．６ｇ／ｃｍ3）とした他は実施例３と同様に複
合材料及び鋳造用複合材料を作製し、評価した。その結
果、粉末充填率は３０ｖｏｌ％と同じであったが、砂型
への充填状況は１００ｍｍの長さにしか充填されていな
かった。
【００２５】（比較例２）比較のために、比較例２で
は、比較例１の粉末を用いた他は実施例７と同様に鋳造
用複合材料を作製し、評価した。その結果、粉末充填率
は２０ｖｏｌ％と同じであったが、砂型への充填状況は
２００ｍｍの長さにしか充填されていなかった。
は、比較例１の粉末を用いた他は実施例７と同様に鋳造
用複合材料を作製し、評価した。その結果、粉末充填率
は２０ｖｏｌ％と同じであったが、砂型への充填状況は
２００ｍｍの長さにしか充填されていなかった。
【００２６】（比較例３）比較のために、比較例３で
は、複合させるアルミニウム合金にＡｌ−５Ｓｉを用い
た他は実施例７と同様に鋳造用複合材料の溶湯を作製
し、評価した。その結果、実施例７と同様粉末充填率は
２０ｖｏｌ％であり、砂型への充填状況は８００ｍｍの
長さに充填されていたが、それを３カ月放置しておいた
ところ、Ｓｉの含有量が５重量％と少ないため、表面の
一部に水酸化アルミニウムの生成に伴う腐食が生じた。
は、複合させるアルミニウム合金にＡｌ−５Ｓｉを用い
た他は実施例７と同様に鋳造用複合材料の溶湯を作製
し、評価した。その結果、実施例７と同様粉末充填率は
２０ｖｏｌ％であり、砂型への充填状況は８００ｍｍの
長さに充填されていたが、それを３カ月放置しておいた
ところ、Ｓｉの含有量が５重量％と少ないため、表面の
一部に水酸化アルミニウムの生成に伴う腐食が生じた。
【００２７】
【発明の効果】以上の通り、本発明の鋳造用金属−セラ
ミックス複合材料の製造方法であれば、溶湯の流動性に
優れた鋳造用の金属−セラミックス複合材料が得られる
ようになった。このことにより、これを再溶融すれば、
流動性に優れた溶湯物が得られ、これを鋳造すれば、薄
物、細物、微細な物などの最終製品である複合材料も鋳
造不良を起こすことなく作製できるようになった。
ミックス複合材料の製造方法であれば、溶湯の流動性に
優れた鋳造用の金属−セラミックス複合材料が得られる
ようになった。このことにより、これを再溶融すれば、
流動性に優れた溶湯物が得られ、これを鋳造すれば、薄
物、細物、微細な物などの最終製品である複合材料も鋳
造不良を起こすことなく作製できるようになった。
【図面１】実施例１の試験用砂型の平面図である。
【図面２】実施例１の試験用砂型のＡ−Ａ断面図であ
る。
る。
フロントページの続き (72)発明者 林 睦夫 埼玉県浦和市大牧560 (72)発明者 高橋 平四郎 千葉県松戸市松戸新田314−１ (72)発明者 樋口 毅 東京都東久留米市氷川台１−３−９ (72)発明者 小山 富和 東京都北区浮間１−３−１−805
Claims (2)
- 【請求項１】 基材であるアルミニウム合金に強化材で
あるセラミックス粉末を複合させる鋳造用金属−セラミ
ックス複合材料の製造方法において、該セラミックス粉
末が、２〜８０μｍの平均粒径を有し、かつ１．７ｇ／
ｃｍ3以上のタップ密度を有するＳｉＣ粉末であること
を特徴とする鋳造用金属−セラミックス複合材料の製造
方法。 - 【請求項２】 アルミニウム合金が、Ｓｉを含む合金で
あることを特徴とする請求項１記載の鋳造用金属−セラ
ミックス複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8244998A JPH11264035A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 鋳造用金属−セラミックス複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8244998A JPH11264035A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 鋳造用金属−セラミックス複合材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11264035A true JPH11264035A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=13774839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8244998A Pending JPH11264035A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 鋳造用金属−セラミックス複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11264035A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007297689A (ja) * | 2006-05-02 | 2007-11-15 | Keiji Yamabe | 鋳造用の金属−セラミックス複合材料の製造法 |
| CN115323209A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-11-11 | 沈阳创新合金有限公司 | 一种zl101a结构件的铸造工艺 |
-
1998
- 1998-03-16 JP JP8244998A patent/JPH11264035A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007297689A (ja) * | 2006-05-02 | 2007-11-15 | Keiji Yamabe | 鋳造用の金属−セラミックス複合材料の製造法 |
| CN115323209A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-11-11 | 沈阳创新合金有限公司 | 一种zl101a结构件的铸造工艺 |
| CN115323209B (zh) * | 2022-08-16 | 2023-06-02 | 沈阳西蒙科技有限公司 | 一种zl101a结构件的铸造工艺 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080722 |