JPS5871346A - 複合材料部材の製造方法 - Google Patents
複合材料部材の製造方法Info
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- JPS5871346A JPS5871346A JP16967881A JP16967881A JPS5871346A JP S5871346 A JPS5871346 A JP S5871346A JP 16967881 A JP16967881 A JP 16967881A JP 16967881 A JP16967881 A JP 16967881A JP S5871346 A JPS5871346 A JP S5871346A
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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、複合材料部材の製造方法に係り、更に詳細に
は容易に機械加工し得る部分を含む複合材料部材の製造
方法に係る。
は容易に機械加工し得る部分を含む複合材料部材の製造
方法に係る。
複合材料の一つとして、ポロン、炭素、アルミナ、炭化
ケイ素よりなり高強直、高弾性を有する繊維を強化材と
し、純アルミニウムの如き金属又は合金をマトリックス
金属とする繊維強化金属材料(FRM)は知られており
、例えば拡散接合法、浸透含浸法、高圧鋳造法の如く、
繊維強化金属材料よりなる複合材料部材の製造方法が従
来より種々提案されている。これらの複合材料部材の製
造方法によれば、比強度の^い複合材料部材を製造する
ことができる。
ケイ素よりなり高強直、高弾性を有する繊維を強化材と
し、純アルミニウムの如き金属又は合金をマトリックス
金属とする繊維強化金属材料(FRM)は知られており
、例えば拡散接合法、浸透含浸法、高圧鋳造法の如く、
繊維強化金属材料よりなる複合材料部材の製造方法が従
来より種々提案されている。これらの複合材料部材の製
造方法によれば、比強度の^い複合材料部材を製造する
ことができる。
しかし、上述の如き従来の製造方法により製造された複
合材料部材に対し穿孔等の機械加工を行うことは一般に
非常に困難である。即ち、上述の如き従来の製造方法に
より製造された複合材料部材に於ては、その内部の実質
的に全域に亙り強化材が充填されており、それらの強化
材は高強度、高弾性を有し且マトリックス金属よりも硬
度の^い材料よりなっているため、それらの強化材を横
切って孔を穿孔したり切削等の加工を行うことは困難で
ある。またその場合被加工部の表面粗さが著しく、更に
は加エエ興の摩耗が非常に大きいという同一がある。か
かる同一は、比較的切削等の加工が容易である純アルミ
ニウム又はアルミニウム合金をマトリックス金属とし、
比較的切断等の加工が困難であるアルミナ繊維を強化材
とする複合材料部材の場合に特にIIIである。
合材料部材に対し穿孔等の機械加工を行うことは一般に
非常に困難である。即ち、上述の如き従来の製造方法に
より製造された複合材料部材に於ては、その内部の実質
的に全域に亙り強化材が充填されており、それらの強化
材は高強度、高弾性を有し且マトリックス金属よりも硬
度の^い材料よりなっているため、それらの強化材を横
切って孔を穿孔したり切削等の加工を行うことは困難で
ある。またその場合被加工部の表面粗さが著しく、更に
は加エエ興の摩耗が非常に大きいという同一がある。か
かる同一は、比較的切削等の加工が容易である純アルミ
ニウム又はアルミニウム合金をマトリックス金属とし、
比較的切断等の加工が困難であるアルミナ繊維を強化材
とする複合材料部材の場合に特にIIIである。
本発明は、従来の複合材料部材の製造方法により製造さ
れた複合材料部材に於ける上述の如き不具合に1み、機
械加工することを要する部位を容易に機械加工すること
のできる複合材料部材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部材の製造方法を提供する
ことを目的としている。
れた複合材料部材に於ける上述の如き不具合に1み、機
械加工することを要する部位を容易に機械加工すること
のできる複合材料部材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部材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、容易に機械加工し轡る
部分を含む複合材料部材を製造する方法に於て、機械加
工容易な金属片の少なくとも一部が強化材に係止された
状態(て前記強化材を所定形状の強化材成形体に形成し
、前記強化材成形体を鋳型内に配置し、前記鋳型内に溶
融マトリックス金属を導入し、前記溶融マトリックス金
属を前記鋳型内にて加圧しつつ凝固させることを特徴と
する方法によって達成される。
部分を含む複合材料部材を製造する方法に於て、機械加
工容易な金属片の少なくとも一部が強化材に係止された
状態(て前記強化材を所定形状の強化材成形体に形成し
、前記強化材成形体を鋳型内に配置し、前記鋳型内に溶
融マトリックス金属を導入し、前記溶融マトリックス金
属を前記鋳型内にて加圧しつつ凝固させることを特徴と
する方法によって達成される。
かかる本発明による複合材料部材の製造方法によれば、
機械加工することを要する部位に機械加工容易な金属片
を選択的に埋設し、その部位に強化材が充填されること
を回避することができるので、埋設された機械加工容易
な金属片の部分を加工することにより、機械加工を要す
る部位を容易に加工することのできる複合材料部材を比
較的低コストにて能率良く製造することができる。また
本発明によれば、被加工部の表面粗さを大幅に低減し、
また加工工具の過剰庫耗や損傷を回避することのできる
複合材料部材を製造することができる。
機械加工することを要する部位に機械加工容易な金属片
を選択的に埋設し、その部位に強化材が充填されること
を回避することができるので、埋設された機械加工容易
な金属片の部分を加工することにより、機械加工を要す
る部位を容易に加工することのできる複合材料部材を比
較的低コストにて能率良く製造することができる。また
本発明によれば、被加工部の表面粗さを大幅に低減し、
また加工工具の過剰庫耗や損傷を回避することのできる
複合材料部材を製造することができる。
尚、本発明による複合材料部材の製造方法に於て使用さ
れる機械加工容易な金属片は、博−マトリックス金属中
には溜込まず且強化材及びマトリックス金属との両立性
の高い材料よりなるものであるのが好ましい、また本発
明による複合材料部材の製造方法に於ては、個々の強化
材間及び強化材と機械加工容易な金属片との閤に溶融マ
トリックス金属が良好に浸透し、これにより強化材及び
金属片とマトリックス金属との接着性が向上するよう、
鋳型内に溶−マトリックス金属を導入するに先立って、
強化材及び金属片をマトリックス金属の一点以上に加熱
するのが好ましい。
れる機械加工容易な金属片は、博−マトリックス金属中
には溜込まず且強化材及びマトリックス金属との両立性
の高い材料よりなるものであるのが好ましい、また本発
明による複合材料部材の製造方法に於ては、個々の強化
材間及び強化材と機械加工容易な金属片との閤に溶融マ
トリックス金属が良好に浸透し、これにより強化材及び
金属片とマトリックス金属との接着性が向上するよう、
鋳型内に溶−マトリックス金属を導入するに先立って、
強化材及び金属片をマトリックス金属の一点以上に加熱
するのが好ましい。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施例
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
添付の第1図乃至第6図は、自動車用エンジンに組込ま
れるコネクティングロッド及びコネクティングロッドキ
ャップの製造に対し適用された本発明による複合材料部
材の製造方法の一つの実施例の製造工程を示す解図であ
り、特に第1図及び第2図はそれぞれ強化材成形体を示
す正面図及び左側面図、第3図は鋳造装置を複合@料部
材の鋳造工程にて示す解図的縦断面図、第4図及び第5
1はそれぞれ第3図に示された鋳11装醒により鋳造さ
れ余剰凝固部を除去することにより形成された複合材料
部材の予1!形体を示す正面図及び左側面図、第6図は
完成されたコネクティングロッド及びコネクテイング0
ツド¥ヤツプを一部破断して示す正面図である。
れるコネクティングロッド及びコネクティングロッドキ
ャップの製造に対し適用された本発明による複合材料部
材の製造方法の一つの実施例の製造工程を示す解図であ
り、特に第1図及び第2図はそれぞれ強化材成形体を示
す正面図及び左側面図、第3図は鋳造装置を複合@料部
材の鋳造工程にて示す解図的縦断面図、第4図及び第5
1はそれぞれ第3図に示された鋳11装醒により鋳造さ
れ余剰凝固部を除去することにより形成された複合材料
部材の予1!形体を示す正面図及び左側面図、第6図は
完成されたコネクティングロッド及びコネクテイング0
ツド¥ヤツプを一部破断して示す正面図である。
本発明の製造方法に従って複合材料部材であるコネクテ
ィングロッド及びコネクティングロッドキャップを製造
するには、第1図及び第2図に図示されている如く、先
ずコネクティングロッド及びコネクティングロッドキャ
ップの比強度を向上し得る密度及び配向状態にて、それ
らの外形に沿う所定形状の強化材成形体1を形成する。
ィングロッド及びコネクティングロッドキャップを製造
するには、第1図及び第2図に図示されている如く、先
ずコネクティングロッド及びコネクティングロッドキャ
ップの比強度を向上し得る密度及び配向状態にて、それ
らの外形に沿う所定形状の強化材成形体1を形成する。
この場合強化材成形体1は、図には示されていないが製
造されるべき部材と実質的に同一の形状のケース内に強
化繊維2を配列することにより、又はケイ酸ソーダの如
き無機質のバインダ又はワイヤなどにより複数の強化繊
維2を繊維束3及び4として固定することによって形成
されてよい。
造されるべき部材と実質的に同一の形状のケース内に強
化繊維2を配列することにより、又はケイ酸ソーダの如
き無機質のバインダ又はワイヤなどにより複数の強化繊
維2を繊維束3及び4として固定することによって形成
されてよい。
かくして強化材成形体を形成する際、オイル孔及びボル
ト孔の如く、製造される部材にドリル穿孔の如き機械加
工を要する部位に対応する部位にステンレス鋼の如き材
料よりなる機械加工容易な棒状体又はパイプを配置する
。図示の実施例に於ては、オイル孔を穿孔される必要の
ある部位にオイル孔穿孔用パイプ5が配置されており、
またボルト孔を穿孔する必要のある部位にボルト孔穿孔
用ロッド6及び7が配電されている。これらのバイブ5
及び0ツド6.7は繊帷束3及び4の強化繊維2の藺に
その一部を埋設することにより機械的に固定されてもよ
く、またバインダやワイヤなどによって固定されてもよ
い。
ト孔の如く、製造される部材にドリル穿孔の如き機械加
工を要する部位に対応する部位にステンレス鋼の如き材
料よりなる機械加工容易な棒状体又はパイプを配置する
。図示の実施例に於ては、オイル孔を穿孔される必要の
ある部位にオイル孔穿孔用パイプ5が配置されており、
またボルト孔を穿孔する必要のある部位にボルト孔穿孔
用ロッド6及び7が配電されている。これらのバイブ5
及び0ツド6.7は繊帷束3及び4の強化繊維2の藺に
その一部を埋設することにより機械的に固定されてもよ
く、またバインダやワイヤなどによって固定されてもよ
い。
かくして強化材成形体1を形成した後、その強化材成形
体を第3図に示されている如き鋳造装置により複合材料
部材の予成形体を鋳造する。第3図に示された鋳造装置
は、成形室8と加圧室9とを有する鋳型10と、加圧室
9に液密的に嵌合するプランジャ11とよりなっており
、鋳型10にはその成形室8及び加圧室9内にて凝固し
た凝固体を鋳型10より取出すためのノックアウトビン
12〜14が設けられている。特に図示の実施例に於て
は、鋳型10の成形室8は製造されるべきコネクティン
グロッド及びコネクティングロッドキャップと実質的に
同一の形状をなしており、ピストンピンを挿通するため
の孔を郭定する突起15と、クランクシャフトを受ける
ための孔を郭定する突起16とを有している。
体を第3図に示されている如き鋳造装置により複合材料
部材の予成形体を鋳造する。第3図に示された鋳造装置
は、成形室8と加圧室9とを有する鋳型10と、加圧室
9に液密的に嵌合するプランジャ11とよりなっており
、鋳型10にはその成形室8及び加圧室9内にて凝固し
た凝固体を鋳型10より取出すためのノックアウトビン
12〜14が設けられている。特に図示の実施例に於て
は、鋳型10の成形室8は製造されるべきコネクティン
グロッド及びコネクティングロッドキャップと実質的に
同一の形状をなしており、ピストンピンを挿通するため
の孔を郭定する突起15と、クランクシャフトを受ける
ための孔を郭定する突起16とを有している。
鋳造に際しては、第1図及び第2図に図示されし、次い
で加圧室9内に溶融マトリックス金属17を素早く注湯
し、プランジャ11により溶融マトリックス金属を10
00ko/aIP程度の圧力に加圧し、その加圧状態を
溶−マトリックス金属が完全に凝固するまで保持する。
で加圧室9内に溶融マトリックス金属17を素早く注湯
し、プランジャ11により溶融マトリックス金属を10
00ko/aIP程度の圧力に加圧し、その加圧状態を
溶−マトリックス金属が完全に凝固するまで保持する。
そして鋳型1o内の溶−マトリックス金属が完全に凝固
した後、その凝固体を鋳型10より取出し、加圧室9内
に於て凝固した部分をノコ切断などによって除去し、更
にその切断部を所定の外形に成形することにより、第4
図及び第5図に示されている如く、コネクティングロッ
ド18とコネクティングロッドキャップ19とが一体的
に形成された予成形体2oに形成する。この場合、個々
の強化繊112の開及び強化繊維とパイプ5及びロッド
6.7との闇に溶融マトリックス金属17が良好に浸透
するよう、鋳IjIOの加圧室9内に溶−マトリックス
金属を導入するに先立って、強化材成型体1をマトリッ
クス金属の融点以上の81度に加熱するのが好ましい。
した後、その凝固体を鋳型10より取出し、加圧室9内
に於て凝固した部分をノコ切断などによって除去し、更
にその切断部を所定の外形に成形することにより、第4
図及び第5図に示されている如く、コネクティングロッ
ド18とコネクティングロッドキャップ19とが一体的
に形成された予成形体2oに形成する。この場合、個々
の強化繊112の開及び強化繊維とパイプ5及びロッド
6.7との闇に溶融マトリックス金属17が良好に浸透
するよう、鋳IjIOの加圧室9内に溶−マトリックス
金属を導入するに先立って、強化材成型体1をマトリッ
クス金属の融点以上の81度に加熱するのが好ましい。
次いで予成形体20のコネクティングロッド1゛8とコ
ネクティングロッドキャップ19とを切断線21及び2
2に沿って切断することにより分離し、その切断面を研
削などによって仕上げる。またコネクティングロッド1
8のスモールエンドに設けられたピストンピン挿通孔2
3、コネクティングロッド18のラージエンド及びコネ
クティングロッドキャップ19に設けられたクランクシ
ャフト受は満24及び25を7ライス加工などによって
仕上げる。次いでコネクティングロッド18に埋設され
たオイル孔穿孔用パイプ5をその軸線に沿ってきりもみ
することにより、オイル孔26を形成する。またコネク
ティングロッド18及びコネクティングロッドキャップ
19に埋設されたボルト孔穿孔用0ツド7をドリルなど
によって穿孔し、それぞれにボルト孔27及び28.2
9及び30を穿孔する。更にボルト孔穿孔用ロッド6及
び7の図にて上端面を座ぐり加工することにより、第6
図に示されている如き最終製品としてのコネクティング
ロッド18及びコネクティングロッドキャップ19とす
る。尚この場合オイル孔26のきりもみは省略されても
よい。
ネクティングロッドキャップ19とを切断線21及び2
2に沿って切断することにより分離し、その切断面を研
削などによって仕上げる。またコネクティングロッド1
8のスモールエンドに設けられたピストンピン挿通孔2
3、コネクティングロッド18のラージエンド及びコネ
クティングロッドキャップ19に設けられたクランクシ
ャフト受は満24及び25を7ライス加工などによって
仕上げる。次いでコネクティングロッド18に埋設され
たオイル孔穿孔用パイプ5をその軸線に沿ってきりもみ
することにより、オイル孔26を形成する。またコネク
ティングロッド18及びコネクティングロッドキャップ
19に埋設されたボルト孔穿孔用0ツド7をドリルなど
によって穿孔し、それぞれにボルト孔27及び28.2
9及び30を穿孔する。更にボルト孔穿孔用ロッド6及
び7の図にて上端面を座ぐり加工することにより、第6
図に示されている如き最終製品としてのコネクティング
ロッド18及びコネクティングロッドキャップ19とす
る。尚この場合オイル孔26のきりもみは省略されても
よい。
第7図は上述の如き本発明による複合材料部材の製造方
法に於て使用されてよい他の一つの鋳造装置を示す解図
的縦断面図、第8図は第7allの纏Vl−Vlによる
解図的平断面図である。
法に於て使用されてよい他の一つの鋳造装置を示す解図
的縦断面図、第8図は第7allの纏Vl−Vlによる
解図的平断面図である。
この鋳造装置31は上型32と下型33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7図に示されている如
く互に組付けられた状態に雑持されるようkなっている
。またこれらの上型及び下型は、互に共働して成形室3
4と加圧室35とを郭定するようになっている。上型3
2には加圧室35内へ溶融マトリックス金属を注入する
ための湯道36が形成されている。
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7図に示されている如
く互に組付けられた状態に雑持されるようkなっている
。またこれらの上型及び下型は、互に共働して成形室3
4と加圧室35とを郭定するようになっている。上型3
2には加圧室35内へ溶融マトリックス金属を注入する
ための湯道36が形成されている。
加圧室35は、上型32に形成されたシリンダボア37
内を往復動するプランジャ38を受入れており、このプ
ランジャにより加圧室35内に導入された溶融マトリッ
クス金属39が加圧され、これにより成形室34内に挿
入された強化材成形体1の個々の強化繊維などの閤にW
I−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。
内を往復動するプランジャ38を受入れており、このプ
ランジャにより加圧室35内に導入された溶融マトリッ
クス金属39が加圧され、これにより成形室34内に挿
入された強化材成形体1の個々の強化繊維などの閤にW
I−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33には加圧室35と連通するシリンダボア4
1が形成されており、このシリンダボアにはそれに沿っ
て往惺動するノックアウトビン42が挿通されている。
1が形成されており、このシリンダボアにはそれに沿っ
て往惺動するノックアウトビン42が挿通されている。
ノックアウトビン42の上端面は加圧室35の底面を郭
定している。また下型33にはノックアウトビン42と
同期して上下動され成形室34内に於て凝固した凝同体
を下型33より取出すためのノックアウトビン43〜4
5が挿通されている。
定している。また下型33にはノックアウトビン42と
同期して上下動され成形室34内に於て凝固した凝同体
を下型33より取出すためのノックアウトビン43〜4
5が挿通されている。
この第7図及び第8図に図示された鋳造装置によれば、
これにより鋳造される予成形体の実質的に全ての外周面
が上W32及び下型33により郭定される成形室34に
よって形成されるので、第3図に図示された鋳造@置に
よる場合よりも、成形室34内にて凝固した予成形体よ
り加圧室35内にて凝固した部分を切断によって除去し
、またその切断部を成形することを容易に行うことがで
きる。
これにより鋳造される予成形体の実質的に全ての外周面
が上W32及び下型33により郭定される成形室34に
よって形成されるので、第3図に図示された鋳造@置に
よる場合よりも、成形室34内にて凝固した予成形体よ
り加圧室35内にて凝固した部分を切断によって除去し
、またその切断部を成形することを容易に行うことがで
きる。
次に本発明による複合材料部材のII造方法に於て使用
される容易に機械加工容易な金属片の材料としては如何
なる材質のものが適切であるかにつき説明する。
される容易に機械加工容易な金属片の材料としては如何
なる材質のものが適切であるかにつき説明する。
第9図はマトリックス金属として使用されるアルミニウ
ム合金(JIS規格AC4G)50内にステンレス線(
JISI格5US310S>51を鋳込んだ場合の咳ス
テンレス纏に垂直な断面を10@にて示す一微鏡写真、
第10図は第9図に示されたアルミニウム合金とステン
レス線との界面を100倍にて示す顕微鏡写真である。
ム合金(JIS規格AC4G)50内にステンレス線(
JISI格5US310S>51を鋳込んだ場合の咳ス
テンレス纏に垂直な断面を10@にて示す一微鏡写真、
第10図は第9図に示されたアルミニウム合金とステン
レス線との界面を100倍にて示す顕微鏡写真である。
これら第9図及−び第10図より、ステンレス線とアル
ミニウム合金との界面には明確な境界があることが認め
られる。
ミニウム合金との界面には明確な境界があることが認め
られる。
第11図は鉄輪(J ISIIISWM−8>52及U
スrンレス輪(J I 5JJi格SUS 310S
)53をアルミナlll1(デュポン社@FPファイバ
)54内にそのアルミナ繊維の方向に配向して埋設し、
それらをアルミニウム合金(JIS規格A04C)の融
点以上に加熱した後、該アルミニウム合金をマトリック
ス金属として複合化することにより製造された複合材料
の鉄線などの長手方向に垂直な断面を10倍にて示す顕
微鏡写真、第12図は第11図の鉄線52と複合材$1
56との界面を100倍にて示す顕微鏡写真である。こ
れら第11図及び第12図、特に第12図より、鉄線5
2と複合材料56との閣の界面には明確な境界はなく、
鉄線52の表面がマトリックス金属としてのアルミニウ
ム合金55中に固溶した部分が存在し、従って鉄線52
と複合材料56とが良好に密着していることが解る。
スrンレス輪(J I 5JJi格SUS 310S
)53をアルミナlll1(デュポン社@FPファイバ
)54内にそのアルミナ繊維の方向に配向して埋設し、
それらをアルミニウム合金(JIS規格A04C)の融
点以上に加熱した後、該アルミニウム合金をマトリック
ス金属として複合化することにより製造された複合材料
の鉄線などの長手方向に垂直な断面を10倍にて示す顕
微鏡写真、第12図は第11図の鉄線52と複合材$1
56との界面を100倍にて示す顕微鏡写真である。こ
れら第11図及び第12図、特に第12図より、鉄線5
2と複合材料56との閣の界面には明確な境界はなく、
鉄線52の表面がマトリックス金属としてのアルミニウ
ム合金55中に固溶した部分が存在し、従って鉄線52
と複合材料56とが良好に密着していることが解る。
第13図ハステンレス線CJISm格5US3108)
57を炭素繊維(東し社顎トレカM40)58内に咳炭
素繊維の方向に配向して埋設し、それらをアルミニウム
合金(J IBMmAC4C,)の融点以上に加熱した
後、咳アルミニウム合金をマトリックス金属として複合
化することにより製造された複合材料60のステンレス
線57の長手方向に垂直な1iiiiを10倍にて示す
顕微鏡写真、第14図は第13図のステンレス線57と
複合材料60との界面を400倍にて示す顕微鏡写真で
ある。これら第13図及び第14図、特に第14図より
、上述の複合材料56の場合と同様、ステンレス線57
の表面がマトリックス金属としてのアルミニウム合金5
9中に固溶した部分が存在し、従りてステンレス線57
と複合材料6oとが良好に密着していることが解る。
57を炭素繊維(東し社顎トレカM40)58内に咳炭
素繊維の方向に配向して埋設し、それらをアルミニウム
合金(J IBMmAC4C,)の融点以上に加熱した
後、咳アルミニウム合金をマトリックス金属として複合
化することにより製造された複合材料60のステンレス
線57の長手方向に垂直な1iiiiを10倍にて示す
顕微鏡写真、第14図は第13図のステンレス線57と
複合材料60との界面を400倍にて示す顕微鏡写真で
ある。これら第13図及び第14図、特に第14図より
、上述の複合材料56の場合と同様、ステンレス線57
の表面がマトリックス金属としてのアルミニウム合金5
9中に固溶した部分が存在し、従りてステンレス線57
と複合材料6oとが良好に密着していることが解る。
第15図は鉄II)61及びステンレス線62がアルミ
ナ111863に対し垂直な方向に配向された点を除き
複合材料56と同様に製造された複合材料64の鉄線及
びステンレス線に垂直な断簡を10倍にて示す顕微鏡写
真、#116図は第15図のステンレス$162と複合
材料64との界面を100倍にて示す顕微鏡写真である
。これら115図及び$116WJより、複合材料64
内にはアルミナ繊H63の配向が乱れた領域65が存在
するが、ステンレス線62と複合材料64との界面には
明確な境界がなく、全体としてステンレス線62と複合
材料64とが良好に密着していることが解る。
ナ111863に対し垂直な方向に配向された点を除き
複合材料56と同様に製造された複合材料64の鉄線及
びステンレス線に垂直な断簡を10倍にて示す顕微鏡写
真、#116図は第15図のステンレス$162と複合
材料64との界面を100倍にて示す顕微鏡写真である
。これら115図及び$116WJより、複合材料64
内にはアルミナ繊H63の配向が乱れた領域65が存在
するが、ステンレス線62と複合材料64との界面には
明確な境界がなく、全体としてステンレス線62と複合
材料64とが良好に密着していることが解る。
尚、図には示されていないが、ボロン、シリカ、炭化ケ
イ素よりなる強化l1IIIIを強化材とし、純アルミ
ニウム、マグネシウム、マグネシウム合金をマトリック
ス金属とする複合材料について上述の実験と同様の実験
を行ったところ、それらについても第9図乃至第16図
とほぼw4411の結果が得られた。
イ素よりなる強化l1IIIIを強化材とし、純アルミ
ニウム、マグネシウム、マグネシウム合金をマトリック
ス金属とする複合材料について上述の実験と同様の実験
を行ったところ、それらについても第9図乃至第16図
とほぼw4411の結果が得られた。
以上の各実験結果より、本発明による複合材料部材の製
造方法に於て使用される機械加工容易な金属片の材料と
しては各種炭素鋼やステンレス鋼が適当であり、また鋳
造に先立って機械加工容易な金属片を強化材と共にマト
リックス金属の融点以上の81度に加熱するのが好まし
いことが解る。
造方法に於て使用される機械加工容易な金属片の材料と
しては各種炭素鋼やステンレス鋼が適当であり、また鋳
造に先立って機械加工容易な金属片を強化材と共にマト
リックス金属の融点以上の81度に加熱するのが好まし
いことが解る。
以上に於ては本発明を自動重用エンジンに組込まれるコ
ネクティングロッド及びコネクティングロッドキャップ
をII造することに対し適用された実施例について詳細
に説明したが、本発明は比強度が高いことを要求される
各種のアームやレバーの如き他の部材の製造(も適用可
能であることが理解されよう。
ネクティングロッド及びコネクティングロッドキャップ
をII造することに対し適用された実施例について詳細
に説明したが、本発明は比強度が高いことを要求される
各種のアームやレバーの如き他の部材の製造(も適用可
能であることが理解されよう。
第1図乃至第6図は、自動車用エンジンのコネップの製
造に対し適用された本発明による複合材料部材の製造方
法の一つの実施例の製造工程を示す解図、第7図は上述
の如き本発明による複合材料部材の製造方法に於て使用
されるに好適な一つの鋳造装置を示す解図的l1li面
図、第81!Iは第7図の練vm−vmによる解図的平
断面図、第9図はアルミニウム合金内にステンレス−を
鋳込んだ場合の咳ステンレス線に垂直な断面を10倍に
て示す顕微鏡写真、第10t!!lは第9F!Jに示さ
れたアルミニウム合金とステンレス線との界面を100
倍にて示す顕微鏡写真、第11図は鉄線及びステンレス
線をアルミナ1IIlllI内にそのアルミナ繊維の方
向に配向して埋設し、それらをアルミニウム合金の融点
以上に加熱した後談アルミニウム合金をマトリックス金
属として複合化することにより製造された複合材料の鉄
線などに垂直な断面を10倍にて示す顕微鏡写真、第1
2図は第11図の鉄線と複合材料との界面を100倍に
て示す顕微鏡写真、第13図はステンレス線を決素繊維
内に咳炭素繊維の方向に配向して埋設し、それらをアル
ミニウム合金の融点以上に加熱した後該アルミニウム合
金をマトリックス金属として複合化することにより製造
された複合材料のステンレス線に垂直なIIIを10@
にて示す顕微鏡写真、′第14図は第138のステンレ
ス線と複合材料との界面を400倍にて示す顕微鏡写真
、第15図は鉄棒及びステンレス線がアルミナ繊維に対
し垂直な方向に配向された点を除き第11図及び第12
図の複合材料と同様に製造された複合材料のステンレス
線などに垂直なlIi面を10倍にて示す顕微鏡写真、
第16図は第15図のステンレス線と複合材料との界面
を100倍にて示す顕微鏡写真である。 1・・・強化材成形体、2・・・強化$1111.3.
4・・・騙雑束、5・・・オイル孔穿孔用パイプ、6.
7・・・ボルト孔穿孔用ロッド、8・・・成形室、9・
・・加圧室、10・・・鋳型#11・・・プランジャ、
12〜14・・・ノックアウトビン、15.16・・・
突起、17・・・溶融マトリックス金属、18・・・コ
ネクティングロッド。 19・・・コネクティングロッドキャップ、20・・・
予成形体、21.22・・・切断線、23・・・ピスト
ンピン挿通孔、24.25・・・溝、26・・・オイル
孔、27.28.29.30・・・ボルト孔、31・・
・鋳造装置、32・・・上型、33・・・下型、34・
・・成形室、35・・・加圧室、36・・1道、37・
・・シリンダボア。 38・・・プランジャ、39・・・溶融マトリックス金
属。 41・・・シリンダボア、42〜45・・・ノックアウ
トビン、50・・・アルミニウム合金、51・・・ステ
ンレス線、52・・・鉄線、53・・・ステンレス線、
54・・・アルミナ繊維、55・・・マトリックス金属
、56・・・複合材料、57・・・ステンレス線、58
・・・炭素繊維。 59・・・マトリックス金属、60・・・複合材料、6
1・・・鉄棒、62・・・ステンレス線、63・・・ア
ルミナ繊維、64・・・複合材料、65・・・アルミナ
繊維の配向の乱れた領域 特許出願人 トヨタ自動串工業株式会社代
理 人 弁理士 明 石 呂
毅第7図 3B →を 第8図 3 第 9 図 第10図 第12図 第13図 第15 65 sr、es i− 第16 武ス 1l− (X0層 ・ に 。 )
造に対し適用された本発明による複合材料部材の製造方
法の一つの実施例の製造工程を示す解図、第7図は上述
の如き本発明による複合材料部材の製造方法に於て使用
されるに好適な一つの鋳造装置を示す解図的l1li面
図、第81!Iは第7図の練vm−vmによる解図的平
断面図、第9図はアルミニウム合金内にステンレス−を
鋳込んだ場合の咳ステンレス線に垂直な断面を10倍に
て示す顕微鏡写真、第10t!!lは第9F!Jに示さ
れたアルミニウム合金とステンレス線との界面を100
倍にて示す顕微鏡写真、第11図は鉄線及びステンレス
線をアルミナ1IIlllI内にそのアルミナ繊維の方
向に配向して埋設し、それらをアルミニウム合金の融点
以上に加熱した後談アルミニウム合金をマトリックス金
属として複合化することにより製造された複合材料の鉄
線などに垂直な断面を10倍にて示す顕微鏡写真、第1
2図は第11図の鉄線と複合材料との界面を100倍に
て示す顕微鏡写真、第13図はステンレス線を決素繊維
内に咳炭素繊維の方向に配向して埋設し、それらをアル
ミニウム合金の融点以上に加熱した後該アルミニウム合
金をマトリックス金属として複合化することにより製造
された複合材料のステンレス線に垂直なIIIを10@
にて示す顕微鏡写真、′第14図は第138のステンレ
ス線と複合材料との界面を400倍にて示す顕微鏡写真
、第15図は鉄棒及びステンレス線がアルミナ繊維に対
し垂直な方向に配向された点を除き第11図及び第12
図の複合材料と同様に製造された複合材料のステンレス
線などに垂直なlIi面を10倍にて示す顕微鏡写真、
第16図は第15図のステンレス線と複合材料との界面
を100倍にて示す顕微鏡写真である。 1・・・強化材成形体、2・・・強化$1111.3.
4・・・騙雑束、5・・・オイル孔穿孔用パイプ、6.
7・・・ボルト孔穿孔用ロッド、8・・・成形室、9・
・・加圧室、10・・・鋳型#11・・・プランジャ、
12〜14・・・ノックアウトビン、15.16・・・
突起、17・・・溶融マトリックス金属、18・・・コ
ネクティングロッド。 19・・・コネクティングロッドキャップ、20・・・
予成形体、21.22・・・切断線、23・・・ピスト
ンピン挿通孔、24.25・・・溝、26・・・オイル
孔、27.28.29.30・・・ボルト孔、31・・
・鋳造装置、32・・・上型、33・・・下型、34・
・・成形室、35・・・加圧室、36・・1道、37・
・・シリンダボア。 38・・・プランジャ、39・・・溶融マトリックス金
属。 41・・・シリンダボア、42〜45・・・ノックアウ
トビン、50・・・アルミニウム合金、51・・・ステ
ンレス線、52・・・鉄線、53・・・ステンレス線、
54・・・アルミナ繊維、55・・・マトリックス金属
、56・・・複合材料、57・・・ステンレス線、58
・・・炭素繊維。 59・・・マトリックス金属、60・・・複合材料、6
1・・・鉄棒、62・・・ステンレス線、63・・・ア
ルミナ繊維、64・・・複合材料、65・・・アルミナ
繊維の配向の乱れた領域 特許出願人 トヨタ自動串工業株式会社代
理 人 弁理士 明 石 呂
毅第7図 3B →を 第8図 3 第 9 図 第10図 第12図 第13図 第15 65 sr、es i− 第16 武ス 1l− (X0層 ・ に 。 )
Claims (1)
- 容易に機械加工し得る部分を含む複合材料部材を製造す
る方法に於て、機械加工容易な金属片の少なくとも一部
が強化材に係止された状態にて前記強化材を所定形状の
強化材成形体に形成し、前記強化II4成形体を鋳型内
に配置し、前記鋳型内に溶融マトリックス金属を導入し
、前記溶融マトリックス金属を前記鋳型内にて加圧しつ
つ凝固させることを特許とする方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16967881A JPS5871346A (ja) | 1981-10-22 | 1981-10-22 | 複合材料部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16967881A JPS5871346A (ja) | 1981-10-22 | 1981-10-22 | 複合材料部材の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5871346A true JPS5871346A (ja) | 1983-04-28 |
Family
ID=15890872
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16967881A Pending JPS5871346A (ja) | 1981-10-22 | 1981-10-22 | 複合材料部材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5871346A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60234762A (ja) * | 1984-05-03 | 1985-11-21 | Toyoda Autom Loom Works Ltd | 強化繊維成形体の製造方法とその装置 |
US4738298A (en) * | 1985-07-04 | 1988-04-19 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for casting cylinder block blanks made of light alloy |
US4766944A (en) * | 1985-06-21 | 1988-08-30 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for casting fiber-reinforced metal body |
CN104870124A (zh) * | 2012-12-21 | 2015-08-26 | 捷豹路虎有限公司 | 包括金属基加强构件的部件及其形成方法 |
-
1981
- 1981-10-22 JP JP16967881A patent/JPS5871346A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60234762A (ja) * | 1984-05-03 | 1985-11-21 | Toyoda Autom Loom Works Ltd | 強化繊維成形体の製造方法とその装置 |
JPH039823B2 (ja) * | 1984-05-03 | 1991-02-12 | Toyota Jido Shotsuki Seisakusho Kk | |
US4766944A (en) * | 1985-06-21 | 1988-08-30 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for casting fiber-reinforced metal body |
US4738298A (en) * | 1985-07-04 | 1988-04-19 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for casting cylinder block blanks made of light alloy |
CN104870124A (zh) * | 2012-12-21 | 2015-08-26 | 捷豹路虎有限公司 | 包括金属基加强构件的部件及其形成方法 |
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