JPS58215263A - 複合材料の製造方法 - Google Patents
複合材料の製造方法Info
- Publication number
- JPS58215263A JPS58215263A JP9741282A JP9741282A JPS58215263A JP S58215263 A JPS58215263 A JP S58215263A JP 9741282 A JP9741282 A JP 9741282A JP 9741282 A JP9741282 A JP 9741282A JP S58215263 A JPS58215263 A JP S58215263A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- matrix metal
- reinforcing material
- chamber
- molding chamber
- metal
- 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
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/14—Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、繊維、細線材、粉末材、ボイス力等の強化材
とマトリックス金属とよりなる複合材料の製造方法に係
る。
とマトリックス金属とよりなる複合材料の製造方法に係
る。
複合材料の一つとして、ボロン、炭素、アルミナ、シリ
カ、炭化ケイ素よりなり高強度、高弾性を有する繊維を
強化材とし、アルミニウムやマグネシウムの如き金属ま
たはそれらの合金をマトリックスとする繊維強化金属材
料（ＦＲＭ）は知られており、かかる繊維強化金属材料
の製造方法は従来より種々提案されている。
カ、炭化ケイ素よりなり高強度、高弾性を有する繊維を
強化材とし、アルミニウムやマグネシウムの如き金属ま
たはそれらの合金をマトリックスとする繊維強化金属材
料（ＦＲＭ）は知られており、かかる繊維強化金属材料
の製造方法は従来より種々提案されている。
これら従来のＩ！ｉ１強化金属材料の製造方法の一つと
して、鋳型内に繊維強化材を充填した後、該鋳型内に更
に溶融マトリックス金属を導入し、該鋳型に係合するプ
ランジャによって溶融マトリックス金属を鋳型内にて加
圧しつつ凝固させる所謂高圧鋳造法が知られている。
して、鋳型内に繊維強化材を充填した後、該鋳型内に更
に溶融マトリックス金属を導入し、該鋳型に係合するプ
ランジャによって溶融マトリックス金属を鋳型内にて加
圧しつつ凝固させる所謂高圧鋳造法が知られている。
この＾圧鋳造法に於ては、本願出願人と同一の出願人の
出願にかかる特願昭５５−１０７０４０号に於て提案さ
れている如く、強化材の各繊維間に溶融マトリックス金
属が確実に侵入するようにするためには、強化材をマト
リックス金属の融点以上の温度に予熱し鋳造中もその温
度に維持することが望ましい。このため従来の複合材料
の製造方法に於ては、鋳型外に於て強化材を充分子熱し
、それを素早く鋳型内に充填することが行なわれている
。
出願にかかる特願昭５５−１０７０４０号に於て提案さ
れている如く、強化材の各繊維間に溶融マトリックス金
属が確実に侵入するようにするためには、強化材をマト
リックス金属の融点以上の温度に予熱し鋳造中もその温
度に維持することが望ましい。このため従来の複合材料
の製造方法に於ては、鋳型外に於て強化材を充分子熱し
、それを素早く鋳型内に充填することが行なわれている
。
しかしかかる従来の方法に於ては、予熱された強化材を
鋳型内に充填する際その強化材が外気に曝されて冷却さ
れ、折角予熱された強化材の温度、特にその表面温度が
低下してしまうので、強化材とマトリックス金属とを均
−且良好に複合化することが困難であるという欠点があ
る。
鋳型内に充填する際その強化材が外気に曝されて冷却さ
れ、折角予熱された強化材の温度、特にその表面温度が
低下してしまうので、強化材とマトリックス金属とを均
−且良好に複合化することが困難であるという欠点があ
る。
本発明は、ＩＩｌ維強化金属材料の如き複合材料を製造
する従来の強化材予熱式の高圧鋳造法に於ける上述の如
き欠点に観み、均−且良好に複合化され優れた性能を有
する複合材料を比較的低コストにて能率良く製造するこ
とができる複合材料の製造方法を提供することを目的と
している。
する従来の強化材予熱式の高圧鋳造法に於ける上述の如
き欠点に観み、均−且良好に複合化され優れた性能を有
する複合材料を比較的低コストにて能率良く製造するこ
とができる複合材料の製造方法を提供することを目的と
している。
かかる目的は、本発明によれば、マトリックス金属と強
化材とよりなる複合材料を鋳造するための成形室と、前
記成形室内に導入された溶融マトリックス金属を加圧す
る加圧手段とを有する鋳造装置を用い、前記成形室内に
強化材を配置し、前記成形室内に熱風を導入することに
よって前記強化材をマトリックス金属の融点以上の濃度
に加熱し、前記成形室内に溶融マトリックス金属を注湯
し、前記溶融マトリックス金属を加圧しつつ凝固させる
複合材料の製造方法によって達成される。
化材とよりなる複合材料を鋳造するための成形室と、前
記成形室内に導入された溶融マトリックス金属を加圧す
る加圧手段とを有する鋳造装置を用い、前記成形室内に
強化材を配置し、前記成形室内に熱風を導入することに
よって前記強化材をマトリックス金属の融点以上の濃度
に加熱し、前記成形室内に溶融マトリックス金属を注湯
し、前記溶融マトリックス金属を加圧しつつ凝固させる
複合材料の製造方法によって達成される。
かかる本発明による複合材料の製造方法によれば、強化
材は鋳造に先立ってマトリックス金属の融点以上の温度
に加熱され、また成形室の壁面も比較的＾い温度に加熱
されるため成形室の壁面によって強化材の表面が冷却さ
れることはないので、溶融マトリックス金属は強化材の
各ｍｓ間に良好に浸透し、これにより均−且良好に複合
化された複合材料を得ることができる。尚、本発明によ
る複合材料の製造方法に於て強化材を加熱するために使
用される熱風は、マトリックス金属の融点以上の温度に
加熱された空気であってよいが、強化材が高温空気中に
於て酸化し易い例えば炭素繊維の如き材質のものである
場合には、加熱された窒素ガスや不活性ガスであること
が好ましい。
材は鋳造に先立ってマトリックス金属の融点以上の温度
に加熱され、また成形室の壁面も比較的＾い温度に加熱
されるため成形室の壁面によって強化材の表面が冷却さ
れることはないので、溶融マトリックス金属は強化材の
各ｍｓ間に良好に浸透し、これにより均−且良好に複合
化された複合材料を得ることができる。尚、本発明によ
る複合材料の製造方法に於て強化材を加熱するために使
用される熱風は、マトリックス金属の融点以上の温度に
加熱された空気であってよいが、強化材が高温空気中に
於て酸化し易い例えば炭素繊維の如き材質のものである
場合には、加熱された窒素ガスや不活性ガスであること
が好ましい。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明をその好ましい実
施例について詳細に説明する。
施例について詳細に説明する。
第１図及び第２図は本発明による複合材料の製造方法に
於て使用されて好適な一つの鋳造装置をそれぞれ強化材
加熱工程及び鋳造工程に工示す解図的縦断面図である。
於て使用されて好適な一つの鋳造装置をそれぞれ強化材
加熱工程及び鋳造工程に工示す解図的縦断面図である。
これらの図に於て、１は鋳造装置を示しており、この鋳
造装＠１は上型２と下型３とよりなっている。これら上
型及び下型は、図には示されていないラム装置の如き加
圧保持手段により、第１図に示されている如き半開状態
及び第２図に示されている如く互いに組付けられた型締
め状態に維持されるようになっている。またこれら上型
及び下型は、互いに共働して成形室４と加圧室５とを郭
定するようになっている。上型２には加圧室５内へ溶融
マトリックス金属を注入するための湯道６が形成されて
いる。
造装＠１は上型２と下型３とよりなっている。これら上
型及び下型は、図には示されていないラム装置の如き加
圧保持手段により、第１図に示されている如き半開状態
及び第２図に示されている如く互いに組付けられた型締
め状態に維持されるようになっている。またこれら上型
及び下型は、互いに共働して成形室４と加圧室５とを郭
定するようになっている。上型２には加圧室５内へ溶融
マトリックス金属を注入するための湯道６が形成されて
いる。
加圧室５は、上型２に形成されたシリンダボア８内を往
復動するプランジャ９を受入れており、このプランジャ
により加圧室５内に導入された溶融マトリックス金属７
が加圧され、これにより成形室４内に装入された強化材
成形体１０の個々の繊維などの間に溶融マトリックス金
属が浸透せしめられるようになっている。
復動するプランジャ９を受入れており、このプランジャ
により加圧室５内に導入された溶融マトリックス金属７
が加圧され、これにより成形室４内に装入された強化材
成形体１０の個々の繊維などの間に溶融マトリックス金
属が浸透せしめられるようになっている。
更に下型３には加圧室５と連通するシリンダボア１１が
形成されており、このシリンダボアにはそれに沿って往
復動するノックアウトビン１２が挿通されている。ノッ
クアウトビン１２の上端面は加圧室５の底面を郭定して
いる。また下型３の成形室４と連通するボア１３及び１
４内には、成形室４内に於て凝固した凝固体を下型色よ
り取出すためのノックアラ１〜ビン１５及び１６が挿通
されている。
形成されており、このシリンダボアにはそれに沿って往
復動するノックアウトビン１２が挿通されている。ノッ
クアウトビン１２の上端面は加圧室５の底面を郭定して
いる。また下型３の成形室４と連通するボア１３及び１
４内には、成形室４内に於て凝固した凝固体を下型色よ
り取出すためのノックアラ１〜ビン１５及び１６が挿通
されている。
次に上述の如く構成された鋳造装置を用いて行なわれる
本発明による複合材料の製造方法の一つの実施例につい
て説明する。まず上型２と下型３とを開いて成形室３内
に強化材成形体１０を配置する。次いで図には示されて
いない加圧保持手段により、上型２及び下型３を第１図
に示されている如き半開状態に保持し、次いで上型２と
下型３との間に鋳造装置１の一端より図には示されてい
ない熱風供給装置のノズル１７を挿入し、成形室４内に
マトリックス金属の融点以上の温度に加熱されたアルゴ
ンガスの如き不活性ガスを導入することによって、強化
材成形体１０及び成形室４の壁面の温度をマトリックス
金属の融点以上の湿度にまで加熱する。この場合成形室
４の他端又は加圧室５内に熱電対１８などを配置し、成
形室４内を通過した熱風の温度を測定することにより、
強化材成形体１０及び成形室４の壁面の温度が所要の温
度に加熱されているか否かが確認されることが好ましい
。
本発明による複合材料の製造方法の一つの実施例につい
て説明する。まず上型２と下型３とを開いて成形室３内
に強化材成形体１０を配置する。次いで図には示されて
いない加圧保持手段により、上型２及び下型３を第１図
に示されている如き半開状態に保持し、次いで上型２と
下型３との間に鋳造装置１の一端より図には示されてい
ない熱風供給装置のノズル１７を挿入し、成形室４内に
マトリックス金属の融点以上の温度に加熱されたアルゴ
ンガスの如き不活性ガスを導入することによって、強化
材成形体１０及び成形室４の壁面の温度をマトリックス
金属の融点以上の湿度にまで加熱する。この場合成形室
４の他端又は加圧室５内に熱電対１８などを配置し、成
形室４内を通過した熱風の温度を測定することにより、
強化材成形体１０及び成形室４の壁面の温度が所要の温
度に加熱されているか否かが確認されることが好ましい
。
かくして強化材成形体１０及び成形室４の壁面がマトリ
ックス金属の融点以上の温度に加熱された後、図には示
されていない加圧保持手段によって上型２と下型３とを
第２図に示されている如き型締め状態に保持し、′Ｓ道
６を経て加圧室５及び成形室４内に溶融マトリックス金
属７を注湯する。
ックス金属の融点以上の温度に加熱された後、図には示
されていない加圧保持手段によって上型２と下型３とを
第２図に示されている如き型締め状態に保持し、′Ｓ道
６を経て加圧室５及び成形室４内に溶融マトリックス金
属７を注湯する。
次いでプランジャ９により溶融マトリックス金属７を１
０００ｋｉ７／♂程度の圧力に加圧し、その加圧状態を
溶融マトリックス金属７が完全に凝固するまで保持する
。そして成形室４及び′加圧室５内の溶融マトリックス
金属７が完全に凝固した後、上型２を下型３より分離し
、その凝固体をノックアウトビン１２．１５．１６によ
って下型３より取出し、加圧室５内に於て凝固した部分
をのこ切断などによって除去し、所要の複合材料を得る
。
０００ｋｉ７／♂程度の圧力に加圧し、その加圧状態を
溶融マトリックス金属７が完全に凝固するまで保持する
。そして成形室４及び′加圧室５内の溶融マトリックス
金属７が完全に凝固した後、上型２を下型３より分離し
、その凝固体をノックアウトビン１２．１５．１６によ
って下型３より取出し、加圧室５内に於て凝固した部分
をのこ切断などによって除去し、所要の複合材料を得る
。
かくして上述の実施例によれば、強化材成形体１０は鋳
造に先立ってノズル１７を経て成形室４内に導入された
熱風によりマトリックス金属の融点以上の温度に加熱さ
れ、また成形室４の壁面も比較的＾い温度に加熱される
ため強化材成形体１０の表面が成形室４の壁面によって
冷却されることはないので、溶融マトリックス金属７は
強化材成形体１０の表面部に於てもその個々のｔａｎ間
に良好に浸透し、これにより均−且良好に複合化された
複合材料を製造することができることが理解されよう。
造に先立ってノズル１７を経て成形室４内に導入された
熱風によりマトリックス金属の融点以上の温度に加熱さ
れ、また成形室４の壁面も比較的＾い温度に加熱される
ため強化材成形体１０の表面が成形室４の壁面によって
冷却されることはないので、溶融マトリックス金属７は
強化材成形体１０の表面部に於てもその個々のｔａｎ間
に良好に浸透し、これにより均−且良好に複合化された
複合材料を製造することができることが理解されよう。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に１定されるものではな
く、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であること
は当業者にとって明らかであろう。
したが、本発明はかかる実施例に１定されるものではな
く、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であること
は当業者にとって明らかであろう。
第１図及び第２図は本発明による複合材料の製造方法に
於て使用されて好適な一つ０鋳造装置をそれぞれ強化材
加熱工程及び鋳造工程にて示す解図的縦断面図である。 １・・・鋳造装置、２・・・上型、３・・・下型、４・
・・成診室、５・・・加圧室、６・・・湯道、７・・・
溶融マトリックス金属、８・・・シリンダボア、９・・
・プランジャ、１０・・・強化材成形体、１１・・・シ
リンダボア、１２・・・ノックアウトビン、１３．１４
・・・ボア、１５．１６・・・ノックアウトビン、１７
・・・ノズル、１８・・・熱雷対 特 許 出 願 人 トヨタ自動車工業株式会社代
理 人 弁理士 明 石 昌
毅３０１
於て使用されて好適な一つ０鋳造装置をそれぞれ強化材
加熱工程及び鋳造工程にて示す解図的縦断面図である。 １・・・鋳造装置、２・・・上型、３・・・下型、４・
・・成診室、５・・・加圧室、６・・・湯道、７・・・
溶融マトリックス金属、８・・・シリンダボア、９・・
・プランジャ、１０・・・強化材成形体、１１・・・シ
リンダボア、１２・・・ノックアウトビン、１３．１４
・・・ボア、１５．１６・・・ノックアウトビン、１７
・・・ノズル、１８・・・熱雷対 特 許 出 願 人 トヨタ自動車工業株式会社代
理 人 弁理士 明 石 昌
毅３０１
Claims (1)
- マトリックス金属と強化材とよりなる複合材料を鋳造す
るための成形室と、前記成形室内に導入された溶融マト
リックス金属を加圧する加圧手段とを有する鋳造装置を
用い、前記成形室内に強化材を配置し、前記成形室内に
熱風を導入することによって前記強化材をマトリックス
金属の融点以上の温度に加熱し、前記成形室内に溶融マ
トリックス金属を注渇し、前記溶融マトリックス金属を
加圧しつつ凝固させる複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9741282A JPS58215263A (ja) | 1982-06-07 | 1982-06-07 | 複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9741282A JPS58215263A (ja) | 1982-06-07 | 1982-06-07 | 複合材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58215263A true JPS58215263A (ja) | 1983-12-14 |
Family
ID=14191761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9741282A Pending JPS58215263A (ja) | 1982-06-07 | 1982-06-07 | 複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58215263A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5052464A (en) * | 1988-05-11 | 1991-10-01 | Hitachi, Ltd. | Method of casting a member having an improved surface layer |
| US5259436A (en) * | 1991-04-08 | 1993-11-09 | Aluminum Company Of America | Fabrication of metal matrix composites by vacuum die casting |
| US5570502A (en) * | 1991-04-08 | 1996-11-05 | Aluminum Company Of America | Fabricating metal matrix composites containing electrical insulators |
| US5616421A (en) * | 1991-04-08 | 1997-04-01 | Aluminum Company Of America | Metal matrix composites containing electrical insulators |
| US5775403A (en) * | 1991-04-08 | 1998-07-07 | Aluminum Company Of America | Incorporating partially sintered preforms in metal matrix composites |
-
1982
- 1982-06-07 JP JP9741282A patent/JPS58215263A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5052464A (en) * | 1988-05-11 | 1991-10-01 | Hitachi, Ltd. | Method of casting a member having an improved surface layer |
| US5259436A (en) * | 1991-04-08 | 1993-11-09 | Aluminum Company Of America | Fabrication of metal matrix composites by vacuum die casting |
| US5570502A (en) * | 1991-04-08 | 1996-11-05 | Aluminum Company Of America | Fabricating metal matrix composites containing electrical insulators |
| US5616421A (en) * | 1991-04-08 | 1997-04-01 | Aluminum Company Of America | Metal matrix composites containing electrical insulators |
| US5746267A (en) * | 1991-04-08 | 1998-05-05 | Aluminum Company Of America | Monolithic metal matrix composite |
| US5775403A (en) * | 1991-04-08 | 1998-07-07 | Aluminum Company Of America | Incorporating partially sintered preforms in metal matrix composites |
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