JPH11335753A - 繊維強化金属の成形方法 - Google Patents
繊維強化金属の成形方法Info
- Publication number
- JPH11335753A JPH11335753A JP14346298A JP14346298A JPH11335753A JP H11335753 A JPH11335753 A JP H11335753A JP 14346298 A JP14346298 A JP 14346298A JP 14346298 A JP14346298 A JP 14346298A JP H11335753 A JPH11335753 A JP H11335753A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- compressed
- compression
- thickness direction
- stage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 強化繊維の配列への影響を最小限に抑制し
て、成形品としての強度向上を図り、経年変化の発生を
抑制して成形品の寸法安定性を改良し、品質の向上を図
る。 【解決手段】 円盤状成形品や円筒状体を製造する場合
における繊維強化金属の成形方法として、強化繊維をマ
トリックス金属箔で挟持してなる複合リング体を作製す
る工程と、該複合リング体を等方圧成形により厚さ方向
に圧縮成形する工程と、圧縮成形された圧縮リング体を
直径差に基づいて複数嵌め合わせる工程と、嵌め合わせ
た圧縮リング体を等方圧成形により厚さ方向に圧縮成形
する工程とを有している技術が採用される。
て、成形品としての強度向上を図り、経年変化の発生を
抑制して成形品の寸法安定性を改良し、品質の向上を図
る。 【解決手段】 円盤状成形品や円筒状体を製造する場合
における繊維強化金属の成形方法として、強化繊維をマ
トリックス金属箔で挟持してなる複合リング体を作製す
る工程と、該複合リング体を等方圧成形により厚さ方向
に圧縮成形する工程と、圧縮成形された圧縮リング体を
直径差に基づいて複数嵌め合わせる工程と、嵌め合わせ
た圧縮リング体を等方圧成形により厚さ方向に圧縮成形
する工程とを有している技術が採用される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化金属の成
形方法に係り、特に、ガスタービンの圧縮機のロータ
等、回転する円盤（ディスク），円筒状体の製造に好適
なものである。
形方法に係り、特に、ガスタービンの圧縮機のロータ
等、回転する円盤（ディスク），円筒状体の製造に好適
なものである。
【０００２】
【従来の技術】ＦＲＭ（繊維強化金属）用プリフォーム
の製造技術に関連して、技術例１：特開平８−１２８３
０１号公報「ＦＲＭディスク用プリフォーム」が提案さ
れている。この技術例１では、渦巻き状に巻回された強
化繊維の渦巻き状表面に、マトリックス金属を溶射して
溶射皮膜を形成することにより、ディスクの形状の崩れ
を防止している。
の製造技術に関連して、技術例１：特開平８−１２８３
０１号公報「ＦＲＭディスク用プリフォーム」が提案さ
れている。この技術例１では、渦巻き状に巻回された強
化繊維の渦巻き状表面に、マトリックス金属を溶射して
溶射皮膜を形成することにより、ディスクの形状の崩れ
を防止している。
【０００３】また、繊維強化金属による成形品が、円筒
状体に近似する形状の場合には、強化繊維とマトリック
ス金属箔とを合わせた複合材料を、図７に示すように、
多層巻きした積層体ｘを形成しておき、この積層体ｘを
矢印で示すように、等方圧成形法により厚さ方向に圧縮
して、図８に示すように、一体化した成形品ｙを得る技
術が有力であるとされている。
状体に近似する形状の場合には、強化繊維とマトリック
ス金属箔とを合わせた複合材料を、図７に示すように、
多層巻きした積層体ｘを形成しておき、この積層体ｘを
矢印で示すように、等方圧成形法により厚さ方向に圧縮
して、図８に示すように、一体化した成形品ｙを得る技
術が有力であるとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、技術例１の強
化繊維の渦巻き状表面にマトリックス金属を溶射する製
造技術であると、溶射工程の労力が大きなものとなると
ともに、溶射皮膜の寸法精度が低くなり易いという課題
が残される。そして、図７及び図８の技術例であると、
等方圧成形法に基づいて均一な圧縮成形を行なうことが
できるものの、成形品ｙの厚さ寸法の増大に伴って、圧
縮時の寸法変化が大きくなり、強化繊維に大きな応力が
付与されて、繊維の損傷が発生し易くなる。
化繊維の渦巻き状表面にマトリックス金属を溶射する製
造技術であると、溶射工程の労力が大きなものとなると
ともに、溶射皮膜の寸法精度が低くなり易いという課題
が残される。そして、図７及び図８の技術例であると、
等方圧成形法に基づいて均一な圧縮成形を行なうことが
できるものの、成形品ｙの厚さ寸法の増大に伴って、圧
縮時の寸法変化が大きくなり、強化繊維に大きな応力が
付与されて、繊維の損傷が発生し易くなる。
【０００５】本発明は、このような課題を有効に解決す
るとともに、以下の目的を達成しようとするものであ
る。 強化繊維の配列への影響を最小限に抑制して、成形
品としての強度向上を図ること。 強化繊維部分に対する残留応力付与を低減し、経年
変化を解消すること。 成形品の寸法安定性を改良し、品質の向上を図るこ
と。
るとともに、以下の目的を達成しようとするものであ
る。 強化繊維の配列への影響を最小限に抑制して、成形
品としての強度向上を図ること。 強化繊維部分に対する残留応力付与を低減し、経年
変化を解消すること。 成形品の寸法安定性を改良し、品質の向上を図るこ
と。
【０００６】
【課題を解決するための手段】円盤状成形品や円筒状体
を製造する場合における繊維強化金属の成形方法とし
て、強化繊維をマトリックス金属箔で挟持してなる複合
リング体を作製する工程と、該複合リング体を等方圧成
形により厚さ方向に圧縮成形する工程と、圧縮成形され
た圧縮リング体を直径差に基づいて複数嵌め合わせる工
程と、嵌め合わせた圧縮リング体を等方圧成形により厚
さ方向に圧縮成形する工程とを有している技術が採用さ
れる。強化繊維として、ＳｉＣ繊維が採用され、マトリ
ックス金属箔として、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ，Ｔｉ−１５
Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎの如きＴｉ合金箔が採用さ
れる。成形に適したマトリックス金属箔の厚さは、強化
繊維の太さや繊維含有率に応じて設定される。強化繊維
の太さが、直径１４０μｍである場合では、繊維含有率
に応じて、マトリックス金属箔の厚さが、０．０７〜
０．１５ｍｍに設定される。
を製造する場合における繊維強化金属の成形方法とし
て、強化繊維をマトリックス金属箔で挟持してなる複合
リング体を作製する工程と、該複合リング体を等方圧成
形により厚さ方向に圧縮成形する工程と、圧縮成形され
た圧縮リング体を直径差に基づいて複数嵌め合わせる工
程と、嵌め合わせた圧縮リング体を等方圧成形により厚
さ方向に圧縮成形する工程とを有している技術が採用さ
れる。強化繊維として、ＳｉＣ繊維が採用され、マトリ
ックス金属箔として、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ，Ｔｉ−１５
Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎの如きＴｉ合金箔が採用さ
れる。成形に適したマトリックス金属箔の厚さは、強化
繊維の太さや繊維含有率に応じて設定される。強化繊維
の太さが、直径１４０μｍである場合では、繊維含有率
に応じて、マトリックス金属箔の厚さが、０．０７〜
０．１５ｍｍに設定される。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る繊維強化金属
の成形方法の第１実施形態について、図１ないし図６を
参照して、工程順に説明する。
の成形方法の第１実施形態について、図１ないし図６を
参照して、工程順に説明する。
【０００８】図１に示すように、強化繊維ａをマトリッ
クス金属箔ｂで挟持してなる複合リング体Ｒを形成して
おく。該複合リング体Ｒは、例えば円筒状の巻き型を利
用して、マトリックス金属箔ｂの上に強化繊維ａを所望
数巻き付けるとともに、巻き付けた強化繊維ａの上にマ
トリックス金属箔ｂを巻き付ける方法等により形成され
る。
クス金属箔ｂで挟持してなる複合リング体Ｒを形成して
おく。該複合リング体Ｒは、例えば円筒状の巻き型を利
用して、マトリックス金属箔ｂの上に強化繊維ａを所望
数巻き付けるとともに、巻き付けた強化繊維ａの上にマ
トリックス金属箔ｂを巻き付ける方法等により形成され
る。
【０００９】前記強化繊維ａとしては、例えばＳｉＣ繊
維が採用され、その太さが、例えば直径１４０μｍ程度
のものが選択される。
維が採用され、その太さが、例えば直径１４０μｍ程度
のものが選択される。
【００１０】前記マトリックス金属箔ｂは、例えばＴｉ
−６Ａｌ−４Ｖ，Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓ
ｎの如きＴｉ合金箔が採用される。該マトリックス金属
箔ｂは、基本的に強化繊維ａの太さや繊維含有率に応じ
て設定されるが、例えば厚さが０．０７〜０．１５ｍｍ
とされるとともに、幅が５０ｍｍというように設定され
る。
−６Ａｌ−４Ｖ，Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓ
ｎの如きＴｉ合金箔が採用される。該マトリックス金属
箔ｂは、基本的に強化繊維ａの太さや繊維含有率に応じ
て設定されるが、例えば厚さが０．０７〜０．１５ｍｍ
とされるとともに、幅が５０ｍｍというように設定され
る。
【００１１】図２に示すように、複合リング体Ｒを等方
圧成形法により、等方圧を印加して厚さ方向に圧縮成形
し、強化繊維ａの内外両面にマトリックス金属箔ｂが一
体に配された圧縮リング体ｒを作製する。該圧縮リング
体ｒは、厚さ方向に圧縮されて、強化繊維ａがマトリッ
クス金属箔ｂにより一体に挟持された状態となる。この
際に、強化繊維ａは、内外両方から均等に押されるた
め、成形時に応力発生が伴うことが少なくなる（または
実質的に発生応力が無視し得る範囲となる）。この場合
に、複合リング体Ｒの外側に剛性の高い治具を配してお
き、主として内側からの圧力によって成形する技術を採
用することもできる。
圧成形法により、等方圧を印加して厚さ方向に圧縮成形
し、強化繊維ａの内外両面にマトリックス金属箔ｂが一
体に配された圧縮リング体ｒを作製する。該圧縮リング
体ｒは、厚さ方向に圧縮されて、強化繊維ａがマトリッ
クス金属箔ｂにより一体に挟持された状態となる。この
際に、強化繊維ａは、内外両方から均等に押されるた
め、成形時に応力発生が伴うことが少なくなる（または
実質的に発生応力が無視し得る範囲となる）。この場合
に、複合リング体Ｒの外側に剛性の高い治具を配してお
き、主として内側からの圧力によって成形する技術を採
用することもできる。
【００１２】図３に示すように、直径の異なる圧縮リン
グ体ｒを複数作製しておく。
グ体ｒを複数作製しておく。
【００１３】図４に示すように、直径の異なる圧縮リン
グ体ｒについて、寸法差が異なり、かつ相互に嵌め合わ
せ得るものを複数組み合わせた状態とする。この組み合
わせ時にあっては、嵌め合わせが可能な程度で、かつ寸
法差が少ないものが選定される。
グ体ｒについて、寸法差が異なり、かつ相互に嵌め合わ
せ得るものを複数組み合わせた状態とする。この組み合
わせ時にあっては、嵌め合わせが可能な程度で、かつ寸
法差が少ないものが選定される。
【００１４】図５に示すように、相互に嵌め合わせた複
数の圧縮リング体ｒについて、前述の等方圧成形法によ
り、厚さ方向に圧縮成形を施す。
数の圧縮リング体ｒについて、前述の等方圧成形法によ
り、厚さ方向に圧縮成形を施す。
【００１５】図６に示すように、等方圧成形法により作
製された成形品ｚは、複数の圧縮リング体ｒが一体化さ
れた状態となり、かつ厚さ方向に圧縮されることにより
若干の寸法変化が生じるものの、図４に示す組み合わせ
作業において、複数の圧縮リング体ｒの相互間隙が小さ
くなるように工夫して組み合わせると、成形品ｚの寸法
変化が実質的に無視し得る程度となり、強化繊維ａの配
列への影響を最小限に抑制して、強度向上を図ることが
できる。また、成形品ｚの寸法変化が著しく少なくなる
ために、強化繊維部分に対する残留応力付与を低減し
て、長期間の運用期間における品質の変動、経年変化の
発生を抑制することができるとともに、成形品ｚの寸法
安定性を改良して、品質の向上を図ることができる。
製された成形品ｚは、複数の圧縮リング体ｒが一体化さ
れた状態となり、かつ厚さ方向に圧縮されることにより
若干の寸法変化が生じるものの、図４に示す組み合わせ
作業において、複数の圧縮リング体ｒの相互間隙が小さ
くなるように工夫して組み合わせると、成形品ｚの寸法
変化が実質的に無視し得る程度となり、強化繊維ａの配
列への影響を最小限に抑制して、強度向上を図ることが
できる。また、成形品ｚの寸法変化が著しく少なくなる
ために、強化繊維部分に対する残留応力付与を低減し
て、長期間の運用期間における品質の変動、経年変化の
発生を抑制することができるとともに、成形品ｚの寸法
安定性を改良して、品質の向上を図ることができる。
【００１６】〔他の実施の形態〕本発明に係る繊維強化
金属の成形方法にあっては、以下の技術を包含してい
る。 ａ）強化繊維ａを、前述したＳｉＣ繊維以外のものに置
き換えること。 ｂ）強化繊維ａの太さを任意に設定すること。 ｃ）マトリックス金属箔ｂの材質や寸法を前述以外のも
のとすること。
金属の成形方法にあっては、以下の技術を包含してい
る。 ａ）強化繊維ａを、前述したＳｉＣ繊維以外のものに置
き換えること。 ｂ）強化繊維ａの太さを任意に設定すること。 ｃ）マトリックス金属箔ｂの材質や寸法を前述以外のも
のとすること。
【００１７】
【発明の効果】本発明に係る繊維強化金属の成形方法に
よれば、以下のような効果を奏する。 （１） 強化繊維をマトリックス金属箔で挟持してなる
複合リング体を、厚さ方向に圧縮成形してから組み合わ
せ、複数嵌め合わせた圧縮リング体を等方圧成形により
厚さ方向に圧縮成形することにより、強化繊維の配列へ
の影響を最小限に抑制して、成形品としての強度向上を
図ることができる。 （２） 成形時における寸法変化を抑制することによ
り、強化繊維部分に対する残留応力付与を低減し、経年
変化の発生を解消することができる。 （３） 強化繊維部分への残留応力付与を避けることに
より、成形品における完成後の寸法安定性を改良し、品
質の向上を図ることができる。
よれば、以下のような効果を奏する。 （１） 強化繊維をマトリックス金属箔で挟持してなる
複合リング体を、厚さ方向に圧縮成形してから組み合わ
せ、複数嵌め合わせた圧縮リング体を等方圧成形により
厚さ方向に圧縮成形することにより、強化繊維の配列へ
の影響を最小限に抑制して、成形品としての強度向上を
図ることができる。 （２） 成形時における寸法変化を抑制することによ
り、強化繊維部分に対する残留応力付与を低減し、経年
変化の発生を解消することができる。 （３） 強化繊維部分への残留応力付与を避けることに
より、成形品における完成後の寸法安定性を改良し、品
質の向上を図ることができる。
【図１】 本発明に係る繊維強化金属の成形方法の第１
実施形態において使用する複合リング体の一部の記載を
省略した正断面図である。
実施形態において使用する複合リング体の一部の記載を
省略した正断面図である。
【図２】 図１の複合リング体の成形状況を示す平面図
である。
である。
【図３】 図２の工程で作製された複数の圧縮リング体
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図４】 図３の圧縮リング体を複数組み合わせた状況
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図５】 図４の複数の圧縮リング体の成形状況を示す
平面図である。
平面図である。
【図６】 図５の工程で作製された完成後の成形品を示
す平面図である。
す平面図である。
【図７】 成形品が円筒状体である場合の従来の成形技
術例を示す平面図である。
術例を示す平面図である。
【図８】 図７の工程で作製された成形品を示す平面図
である。
である。
ａ 強化繊維 ｂ マトリックス金属箔 Ｒ 複合リング体 ｒ 圧縮リング体 ｚ 成形品
Claims (3)
- 【請求項１】 強化繊維（ａ）をマトリックス金属箔
（ｂ）で挟持してなる複合リング体（Ｒ）を作製する工
程と、該複合リング体を等方圧成形により厚さ方向に圧
縮成形する工程と、圧縮成形された圧縮リング体（ｒ）
を直径差に基づいて複数嵌め合わせる工程と、嵌め合わ
せた圧縮リング体を等方圧成形により厚さ方向に圧縮成
形する工程とを有している繊維強化金属の成形方法。 - 【請求項２】 強化繊維（ａ）が、ＳｉＣ繊維であり、
マトリックス金属箔（ｂ）が、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ，Ｔ
ｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎの如きＴｉ合金箔
であることを特徴とする請求項１記載の繊維強化金属の
成形方法。 - 【請求項３】 マトリックス金属箔（ｂ）の厚さが、繊
維含有率に応じて、０．０７〜０．１５ｍｍに設定され
ることを特徴とする請求項１または２記載の繊維強化金
属の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14346298A JPH11335753A (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 繊維強化金属の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14346298A JPH11335753A (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 繊維強化金属の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11335753A true JPH11335753A (ja) | 1999-12-07 |
Family
ID=15339277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14346298A Pending JPH11335753A (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 繊維強化金属の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11335753A (ja) |
-
1998
- 1998-05-25 JP JP14346298A patent/JPH11335753A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5222296A (en) | Method of making a fibre reinforced metal component | |
| US5896658A (en) | Method of manufacturing a hollow blade for a turbomachine | |
| US5305520A (en) | Method of making fibre reinforced metal component | |
| EP0831154A1 (en) | A method of making a fibre reinforced metal component | |
| US6658715B1 (en) | Method of producing an element of composite material | |
| US7343677B2 (en) | Method of manufacturing a fiber reinforced metal matrix composite article | |
| JPH07197108A (ja) | 繊維強化円形金属部品の製造方法 | |
| JP3094320B2 (ja) | Ｆｒｍディスク用プリフォーム | |
| JPH04224021A (ja) | フィラメントで強化された環状物体のｉｄ寸法を合わせる方法 | |
| US20120175047A1 (en) | Method for manufacturing a one-piece annular metal part having a reinforcing insert of composite material | |
| US8495810B2 (en) | Process for manufacturing a metal part reinforced with ceramic fibres | |
| JPH07228967A (ja) | 長尺円筒状スパッタリングターゲット | |
| JPH11335753A (ja) | 繊維強化金属の成形方法 | |
| CA2409791C (en) | Method for fabricating metal matrix composite | |
| US7377465B2 (en) | Wire/fiber ring and method for manufacturing the same | |
| US6379480B1 (en) | Method for obtaining thin, light and rigid metal parts | |
| JPH04224020A (ja) | フィラメントで強化された環状物体の成形方法 | |
| JPS60181208A (ja) | プラスチツク成形機用多軸シリンダの製造法 | |
| JPH08170127A (ja) | 繊維強化金属系円筒体の製造方法 | |
| CN116713471A (zh) | 连续纤维增强金属基复合材料构件近净成形用包套及方法 | |
| JPH02159356A (ja) | 複合材の製造方法 | |
| JPH02194107A (ja) | 複合合金シリンダの製造方法 | |
| JP3255690B2 (ja) | 光学素子成形用金型および製造方法 | |
| JPS60149438A (ja) | Ｆｒｐ成形体の製造方法 | |
| JPH03484A (ja) | 複合製品とその製法 |